KR20170128906A - 현장 타설 콘크리트 부재와의 접합면 분산 배치가 가능한 연결측면구조를 가지는 섬유보강 콘크리트 프리캐스트 슬래브, 및 현장 타설 콘크리트 부재와 섬유보강 콘크리트 프리캐스트 슬래브의 연결시공방법 - Google Patents

현장 타설 콘크리트 부재와의 접합면 분산 배치가 가능한 연결측면구조를 가지는 섬유보강 콘크리트 프리캐스트 슬래브, 및 현장 타설 콘크리트 부재와 섬유보강 콘크리트 프리캐스트 슬래브의 연결시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재를 연속화시킬 때, 보강철근과 보강섬유가 내부에 존재하는 매립돌출부를, FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 형성하여, 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브 사이의 접합면이 분산 배치되도록 함으로써, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 연속되어 있는 구조물에 대해 초기 인장력을 보강하고, 이를 통해서 FRC 프리캐스트 슬래브의 사용성을 극대화시킬 수 있는 FRC 프리캐스트 슬래브, 및 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결시공방법에 관한 것이다

Description

현장 타설 콘크리트 부재와의 접합면 분산 배치가 가능한 연결측면구조를 가지는 섬유보강 콘크리트 프리캐스트 슬래브, 및 현장 타설 콘크리트 부재와 섬유보강 콘크리트 프리캐스트 슬래브의 연결시공방법{FRC Precast Slab, and Method for Combing FRC Precast Slab with In-situ Concrete Member}
본 발명은 보강섬유를 함유한 섬유보강 콘크리트(Fiber Reinforced Concrete/ FRC)를 이용한 프리캐스트 방식으로 제작된 슬래브(바닥판/slab)(이하, "FRC 프리캐스트 슬래브"라고 약칭함)과 현장 타설 콘크리트 부재를 일체 결합하는 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 현장에서 콘크리트를 타설할 때, 즉, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재를 연속화시킬 때, 보강철근과 보강섬유가 내부에 존재하는 매립돌출부를 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 형성하여 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브가 서로 접합되는 면(접합면)이 분산 배치되도록 함으로써, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 연속되어 있는 구조물에 대해 초기 인장력을 보강하고, 이를 통해서 FRC 프리캐스트 슬래브의 사용성을 극대화시킬 수 있는 FRC 프리캐스트 슬래브, 및 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결시공방법에 관한 것이다
콘크리트에 보강섬유를 혼입하여 제작함으로써 높은 압축강도를 발휘하게 하는 FRC 프리캐스트 슬래브는 교량의 상부구조물 등으로서의 활용도가 더욱 증가하고 있다. 이러한 FRC 프리캐스트 슬래브를 교량 등의 다양한 구조물에 사용함에 있어서는 FRC 프리캐스트 슬래브를 거더 등의 타 부재와 일체로 합성하는 것이 매우 중요하다. 대한민국 등록특허 제10-1175940호에는 프리캐스트 부재로 제작된 중간 연결슬래브를 이용하여 교량의 거더와 FRC 프리캐스트 슬래브를 효과적으로 일체 합성하는 기술이 개시되어 있다.
그런데 필요에 따라서는 FRC 프리캐스트 슬래브는 현장 타설 콘크리트 부재와 일체로 결합된 상태로 이용되는 경우도 많다. 즉, 시공 현장에 FRC 프리캐스트 슬래브를 배치한 상태에서 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 콘크리트를 현장 타설하여, 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브를 일체로 연결 합성하여야 하는 경우가 빈번하게 발행하는 것이다. 도 23에는 종래 기술에 따라 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10) 방향으로 거푸집(300)을 설치하고 현장에서 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에 연속하여 거푸집(300)에 콘크리트를 타설함으로써, FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200)를 일체 결합하여 시공하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 24에는 도 23에 도시된 방법에 의해 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 서로 결합된 <합성 구조물>의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 종래에는 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)으로, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 보강을 위하여 FRC 프리캐스트 슬래브(100) 내에 매립 배치된 보강철근(1)의 단부를 소정 길이만큼 노출하여 돌출시킨 상태에서, 보강철근(1)이 매립되도록 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에 연속하여 현장에서 콘크리트를 타설하여, 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에 부착된 형태의 합성 구조물을 제작하였다.
그런데 이와 같은 종래 기술에 의하면, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)을 따라, FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200) 사이에는 시공 조인트(construction joint)가 존재하게 된다. 또한 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200) 간의 재료 불연속으로 인하여 초기 하중 재하시에, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)을 따라 초기 인장균열이 발생하게 된다. 특히, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)이 평면으로 이루어진 경우, 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브간의 접합면은, 합성 구조물을 위에서 내려다볼 일직선이 되도록 평면을 이루게 되고, 그에 다라 인장균열은 접합면의 평면을 따라 매우 빠르게 성장하게 되어 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200)로 이루어진 합성 구조물의 구조적인 강성은 물론이고 사용성도 크게 저하시키게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1175940호(2012. 08. 22. 공고).
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, FRC 프리캐스트 슬래브에 현장 타설 콘크리트 부재를 연속적으로 시공하여 일체 합성시킴에 있어서, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 접합 결합되는 면이 분산 배치되도록 함으로써, 인장균열의 발생 및 성장속도를 저하시켜서 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재로 이루어진 합성 구조물의 구조적인 강성과 사용성을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로 본 발명은 FRC 프리캐스트 슬래브에 배근된 보강철근의 단부가 내부에 매립 구비되어 있으며 보강섬유도 내부에 존재하고 있는 매립돌출부를, FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 형성함으로써, 현장 타설 콘크리트 부재가 연결측면에 연속하여 콘크리트가 타설되어 현장 타설 콘크리트 부재가 형성되었을 때 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브 사이에 균열이 발생되는 위치가 일직선 상에 존재하지 않고 분산 배치되어 있도록 하여 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브가 서로 접합되는 접합면이 단순한 평면을 이루지 않도록 하며, 이를 통해서 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 연속되어 있는 합성 구조물에 대해 초기 인장력을 보강하고 FRC 프리캐스트 슬래브의 사용성을 극대화시킬 수 있는 FRC 프리캐스트 슬래브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 위와 같은 방식으로 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 부재를 일체로 연결시공하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 현장 타설 콘크리트 부재가 연속하여 일체화될 연결측면을 가지고 있는 FRC 프리캐스트 슬래브로서, 현장 타설 콘크리트 부재가 연속하게 될 연결측면에는 FRC 프리캐스트 슬래브를 구성하는 FRC 콘크리트 본체의 일부가 종방향으로 돌출되어 만들어진 매립돌출부가 횡방향으로 간격을 두고 복수개 형성되어 있으며; FRC 콘크리트 본체에는 종방향으로 연장되어 있는 복수개의 보강철근이 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 매립되어 있는데; 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은, 연결측 종방향 단부가 연결측면 밖으로 돌출되어 노출되어 현장 타설 콘크리트 부재가 형성되었을 때 현장 타설 콘크리트 부재 내에 매립될 노출 보강철근이며; 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은 매립돌출부가 존재하는 위치에 배근되어 있는 단부매립 보강철근이고; 현장 타설 콘크리트 부재가 연속하여 일체화되어 합성 구조물을 형성한 상태에서, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 서로 접합되는 접합면이, 합성 구조물을 위에서 아래로 내려다보았을 때 연직측면과 매립돌출부의 돌출된 외면으로 이어진 선을 따라 존재하게 되는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브가 제공된다.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결시공방법으로서, FRC 프리캐스트 슬래브에서, 현장 타설 콘크리트 부재가 연속하여 일체화될 연결측면에는, 현장 타설 콘크리트 부재가 연속하게 될 종방향으로, FRC 프리캐스트 슬래브를 구성하는 FRC 콘크리트 본체의 일부가 돌출되어 만들어진 매립돌출부가 횡방향으로 간격을 두고 복수개 형성되어 있도록 하며; FRC 콘크리트 본체에는 종방향으로 연장되어 있는 복수개의 보강철근이 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 매립되어 있도록 하는데, 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은, 연결측 종방향 단부가 연결측면 밖으로 돌출되어 노출된 노출 보강철근이며, 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은 매립돌출부가 형성된 위치에 배근되어 있는 단부매립 보강철근이고; FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 접하도록 콘크리트를 현장 타설하여 현장 타설 콘크리트 부재를 FRC 프리캐스트 슬래브에 연속하여 일체화되도록 형성하되, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 서로 접합되는 접합면이, 합성 구조물을 위에서 아래로 내려다보았을 때 연직측면과 매립돌출부의 돌출된 외면으로 이어진 선을 따라 존재하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재의 연결시공방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명의 FRC 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 현장 타설 콘크리트 부재와의 연결시공방법에 있어서, 매립돌출부는 연결측면에서부터 현장 타설 콘크리트 부재가 형성되는 방향으로 가면서, 연속확장 돌출부분 및 이에 연속된 막대돌출부분으로 구성될 수 있는데, 막대돌출부분은 막대형태의 평면형상을 가지고 있으며; 연속확장 돌출부분은 막대돌출부분에서부터 FRC 콘크리트 본체 방향으로 가면서 그 횡방향 폭이 점차 증가하게 되어 부채꼴 형태의 평면형상을 가지게 된다. 특히, 이 경우 매립돌출부의 막대돌출부분에는, 연결측 종방향 단부에서부터 FRC 콘크리트 본체를 향하여 가면서 횡방향 폭이 일정한 "직선 폭 구간"이 존재하며, 이에 연속하여 횡방향 폭이 좁아진 "축소 폭 구간"이 존재하여, 직선 폭 구간과 축소 폭 구간 사이에는 횡방향 폭 차이로 인하여 단턱부가 형성되어 존재할 수 있다.
또한 위와 같은 본 발명의 FRC 프리캐스트 슬래브 및 이를 이용한 현장 타설 콘크리트 부재와의 연결시공방법에 있어서, 단부매립 보강철근은 그 전부가 매립돌출부에 매립될 수도 있고, 단부매립 보강철근의 연결측 종방향 단부의 일부는 매립돌출부로부터 돌출되어 노출됨으로써, 현장 타설 콘크리트 부재가 형성되었을 때 돌출되어 노출된 연결측 종방향 단부의 일부는 현장 타설 콘크리트 부재 내에 매립될 수도 있다.
본 발명에 의하면, FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 연속하여 콘크리트가 타설되어 현장 타설 콘크리트 부재가 형성됨으로써 합성 구조물이 구축되었을 때 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브 사이에 균열이 발생되는 위치가 일직선 상에 있지 않고 분산 배치되어 존재하게 된다. 즉, 본 발명에 의하면 현장 타설 콘크리트 부재와 FRC 프리캐스트 슬래브가 서로 접합되는 접합면이 단순한 평면으로 이루어져 있지 않게 되어, 합성 구조물을 위에서 아래로 내려다보았을 때 접합면에 해당하는 선은 직선으로 이루어지지 않고 연직측면과 매립돌출부의 돌출된 외면으로 이어진 구불구불한 선의 형태로 만들어진다. 그러므로 본 발명에 의하면, FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 연속되어 있는 합성 구조물이 구축되었을 때, 합성 구조물의 초기 인장력이 크게 보강되는 효과가 발휘된다.
이와 같이 본 발명에 의하면 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재의 합성 구조물이, 접합면에서의 일체성이 강화되면서 기존의 연결 방식에 비해 강도 및 강성이 증가하게 되므로 FRC 프리캐스트 슬래브의 사용성(serviceability)을 극대화시킬 수 있게 된다. 따라서 종래 기술에서는 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재의 합성 구조물에 대해 필요한 사용성 확보를 위하여 많은 량의 보강재를 사용하여야 하지만, 본 발명의 경우에는 이러한 합성 구조물의 사용성 확보를 위해 추가로 배치하는 보강재의 물량을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 우수한 경제성을 확보할 수 있게 된다.
더 나아가 FRC 프리캐스트 슬래브를 이용하여 다양한 형태와 구성의 구조물을 구축할 수 있게 되어, FRC 프리캐스트 슬래브의 활용도를 더욱 넓힐 수 있게 되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브를 연결측면이 보이도록 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브에 대한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향의 단면도이다.
도 4는 도 1의 선 B-B에 따른 개략적인 횡방향의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명의 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브에 대한 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브의 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브의 개략적인 평면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브의 개략적인 평면도이다.
도 17는 도 15에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 18은 도 1에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브를 각각의 연결측면이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하여 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 6에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브를 각각의 연결측면이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하여 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 20은 도 9에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브를 각각의 연결측면이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하여 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 21는 도 12에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브를 각각의 연결측면이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하여 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 22는 도 15에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브를 각각의 연결측면이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하여 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 23은 종래 기술에 따라 FRC 프리캐스트 슬래브의 연결측면에 거푸집을 설치하고 현장에서 거푸집에 콘크리트를 타설하여 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재를 결합하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 24는 도 23에 도시된 종래 기술에 의해 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재가 서로 결합된 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서, FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 보강하기 위하여 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 내부에 배근되어 콘크리트에 매립된 보강철근(1)이 길게 연장되는 방향 즉, FRC 프리캐스트 슬래브(100)가 연장되는 방향을 편의상 "종방향"이라고 기재하고, 평면상에서 종방향에 직교하는 방향을 "횡방향"이라고 기재한다. 그리고 본 명세서에서 "연결측 종방향"는 현장 타설 콘크리트 부재가 연결되는 방향을 의미하는 것이며, 따라서 보강철근 또는 막대돌출부분에 있어서 "연결측 종방향 단부"는 현장 타설 콘크리트 부재가 연결되는 방향에 위치하는 단부를 의미하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 연결측면(10)이 보이도록 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 대한 개략적인 평면도이다. 도 3은 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향의 단면도이고, 도 4는 도 1의 선 B-B에 따른 개략적인 횡방향의 단면도이다.
도면에 예시된 것처럼, 본 발명에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에는, FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 구성하는 FRC 콘크리트 본체의 일부가 종방향으로 소정 길이로 돌출되어 있는 형상의 매립돌출부(2)가 형성되어 있는데, 이러한 매립돌출부(2)는 복수개가 횡방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 즉, 본 발명의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)는, 섬유가 포함된 콘크리트에 의해 소정 두께를 가지는 판 형태로 사전 제작된 FRC 콘크리트 본체로 구성되어 있는데, 현장에서 콘크리트가 타설되어 현장 콘크리트 부재가 연속하게 되는 연결측면(10)에는 복수개의 매립돌출부(2)가 형성되어 있는 것이다.
본 발명에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 내부(구체적으로는 FRC 콘크리트 본체)에는, 종방향으로 연장되어 있는 복수개의 보강철근이 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 매립되어 있는데, 이러한 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은, 그 연결측 종방향 단부가 연결측면(10) 밖으로 소정 길이로 돌출됨으로써 FRC 콘크리트 본체의 밖에 노출되어 있다. 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은 매립돌출부(2)가 존재하는 위치에 배근되어 있는데, 이러한 보강철근은, 연결측 종방향 단부의 일부가 매립돌출부(2)의 연결측 종방향 측면 밖으로 노출되어 돌출되도록 배근되어 있거나, 또는 연결측 종방향 단부가 외부로 돌출되지 않고 보강철근의 전부가 매립돌출부(2)의 내부에 매립되어 있도록 배근되어 있다. 편의상 보강철근 중에서 매립돌출부(2)가 존재하는 위치에 배근되는 보강철근은 "단부매립 보강철근(1a)"이라고 기재하고, 매립돌출부(2) 사이의 횡방향 간격에 위치하여 그 연결측 종방향 단부가 매립돌출부(2)에 전혀 매립되어 있지 않고 완전히 연결측면(10) 밖으로 노출되어 있는 보강철근은 "노출 보강철근(1b)"라고 기재하여 구분한다.
위에서 설명한 것처럼, 본 발명의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에서는, FRC 콘크리트 본체의 일부가 종방향으로 연장 돌출되어 있는 형상의 매립돌출부(2)가 횡방향으로 간격을 두고 연결측면(10)에 복수개로 형성되어 있고, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 내부에는 보강철근이 종방향으로 배치되어 콘크리트에 매립된 상태로 배근되어 있는데, 매립돌출부(2)가 존재하는 위치에는 단부매립 보강철근(1a)이 배치되어 있으며, 매립돌출부(2) 사이의 횡방향 간격에는 노출 보강철근(1b)이 배치되어 있다.
노출 보강철근(1b)의 경우에는, 현장 타설 콘크리트 부재가 연결될 방향으로의 종방향 단부 즉, 연결측 종방향 단부가 연결측면(10) 밖으로 돌출되어 노출된 상태에 있게 되지만, 단부매립 보강철근(1a)의 경우에는, 매립돌출부(2)가 연결측면(10)으로부터 연장되어 있는 길이만큼, 연결측 종방향 단부의 전부 또는 일부가 매립돌출부(2) 속에 매립된 형태로 배근되어 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 제1실시예의 경우, 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부 전체가 매립돌출부(2) 내에 매립 배근되어 있다. 즉, 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부의 전부가 매립돌출부(2)에 의해 피복되어 있는 것이다.
도 5에는 도 1 내지 도 4에 도시된 제1실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에 연속하여 현장에서 콘크리트가 타설됨으로써 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 연속하여 일체 합성된 상태로 형성된 합성 구조물의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에서는 현장 타설 콘크리트 부재(200)도 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 마찬가지로 슬래브 형태로 이루어져 있으나, 현장 타설 콘크리트 부재(200)의 연직 방향의 두께가 반드시 FRC 프리캐스트 슬래브(100)와 동일할 필요가 없으며, 더 나아가 현장 타설 콘크리트 부재(200)는 슬래브 형태의 구조물에 한정되지 않는다.
본 발명에서 매립돌출부(2)는 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 이루는 FRC 콘크리트 본체로부터 완전히 일체로 연속되어 있다. 따라서 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 포함되어 있는 보강섬유는 매립돌출부(2) 내부에도 존재할 뿐만 아니라, 매립돌출부(2)와 FRC 콘크리트 본체 사이에 위치에 걸쳐서도 존재할 수 있다. 또한 앞서 설명한 것처럼, 매립돌출부(2) 내부에는 FRC 콘크리트 본체에 배근된 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부 전체 또는 일부가 존재한다. 그러므로 매립돌출부(2)가 비록 연결측면(10)로부터 막대형상으로 돌출되어 있지만 매립돌출부(2)는 상당히 큰 휨 인장강도를 가지게 된다.
따라서 현장 타설 콘크리트 부재(200)과 FRC 프리캐스트 슬래브(100)으로 이루어진 합성 구조물에 인장하중이 작용하였을 때, 인장균열이 발생할 가능성이 있는 면은 위에서 아래로 내려다 본 평면상에서, 일직선이 아닌 연결측면(10)과 매립돌출부(2)의 돌출된 외면으로 이어진 울퉁불퉁한 선을 따라 존재하게 된다. 즉, 도 5에 도시된 것처럼, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에 연속하여 현장에서 콘크리트가 타설되어 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 연속하여 형성되는데, 본 발명에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에는, FRC 콘크리트 본체와 연속되어 있어서 큰 휨 인장강성을 가지게 되는 형태로 매립돌출부(2)가 존재하므로, FRC 프리캐스트 슬래브(100)와 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 서로 접합되는 접합면은 도 5에서 굵은 선으로 도시된 구불구불한 선 P를 따라 존재하게 된다. 따라서 시공 조인트 및 인장균열이 발생할 수 있는 위치가 일직선 상에 존재하지 않고 도 5의 선 P와 같이 매립돌출부의 돌출된 형상을 따라 구불구불한 형태로 분산 배치되며, 현장 타설 콘크리트 부재(200)와 FRC 프리캐스트 슬래브(100)가 서로 접합되는 접합면은 단순한 평면을 이루지 않고 굴곡진 면을 이루게 된다. 이러한 본 발명의 구성에서는 FRC 프리캐스트 슬래브(100)와 현장 타설 콘크리트 부재(200)로 이루어진 합성 구조물이 큰 초기 인장저항력을 발휘하게 되며, 그에 따라 합성 구조물의 사용성이 더욱 향상되는 효과가 발휘된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 제1실시예의 경우, 매립돌출부(2)는 평면상에서 위에서 아래로 내려다보았을 때 막대형상으로 보이게 되는 막대돌출부분(21)과, 상FRC 콘크리트 본체 방향으로 가면서 그 횡방향 폭이 점차 증가하게 되어 평면상에서 위에서 아래로 내려다보았을 때 사다리꼴 내지 부채꼴 형상으로 보이게 되는 연속확장 돌출부분(22)으로 이루어져 있다. 즉, 매립돌출부(2)는, 연결측면(10)에서부터 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 형성되는 방향으로 가면서, 연속확장 돌출부분(22) 및 이에 연속된 막대돌출부분(21)으로 구성되어 있는 것이다. 이와 같이 막대돌출부분(21)에 비하여 상대적으로 횡방향의 폭이 큰 연속확장 돌출부분(22)이 존재하게 되면, 그만큼 매립돌출부(2)와 FRC 콘크리트 본체에 걸쳐진 상태로 존재하게 되는 보강섬유의 량이 증가하게 되어, 매립돌출부(2)의 휨인장 강성 증대 효과 및 이를 통한 인장균열 발생위치의 분산 배치, 그리고 초기 인장저항력 향상과 사용성 증대 효과가 더욱 커지게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.
위에서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 경우, 단부매립 보강철근(1a)에서 매립돌출부(2) 내에 매립되어 있는 연결측 종방향 단부의 길이는, 노출 보강철근(1b)에서 연결측면(100) 밖으로 노출된 상태로 돌출되어 있는 연결측 종방향 단부의 길이와 동일하며, 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부는 그 전부가 매립돌출부(2) 내에 매립되어 있다. 그러나 앞서 언급한 것처럼, 본 발명에서는 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부의 일부만이 매립돌출부(2) 내에 매립될 수도 있다.
도 6에는 이와 같이 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부의 일부만이 매립돌출부(2) 내에 매립되어 있는 본 발명의 제2실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 개략적인 평면도가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 6에 도시된 FRC 프리캐스트 슬래브(100)와 현장 타설 콘크리트 부재(200)로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 그리고 도 9 내지 도 11에는 도 6 내지 도 8에 도시된 제2실시예처럼 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부의 일부만이 매립돌출부(2) 내에 매립되어 있되, 매립돌출부(2)의 돌출 길이가 도 6 내지 도 8에 도시된 제2실시예보다 더 짧아진 제3실시예에 대한 도면이 각각 도시되어 있는데, 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 제3실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 대한 개략적인 평면도이며, 도 11은 도 9에 도시된 제3실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200)로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 6 내지 도 11에 도시된 것처럼 본 발명에서 매립돌출부(2)의 종방향 길이(구체적으로는 막대돌출부분의 종방향 길이)는 필요에 따라 증감시킬 수 있는 것인데, 필요에 따라서는 매립돌출부(2)에서 막대돌출부분(21)을 생략하고 연속확장 돌출부분(22)만이 존재하도록 할 수도 있다. 도 12 내지 도 14에는 이와 같이 매립돌출부(2)가 연속확장 돌출부분(22)만으로 이루어진 제4실시예에 대한 도면이 각각 도시되어 있는데, 도 12는 이러한 제4실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 제4실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 대한 개략적인 평면도이며, 도 14는 도 12에 도시된 제4실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200)로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도이다.
막대돌출부분(21)을 생략하고 연속확장 돌출부분(22)만으로 매립돌출부(2)를 구성한 도 12 내지 도 14에 도시된 제4실시예의 경우, 단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부의 일부는 연속확장 돌출부분(22)으로부터 종방향으로 길게 돌출되어 노출된 상태에 있게 되며, 합성 구조물을 시공할 때, 단부매립 보강철근(1a)의 이렇게 노출된 부분은 현장 타설 콘크리트 부재(200)에 매립된다.
한편, 매립돌출부(2)가 막대돌출부분(21)과 연속확장 돌출부분(22)으로 이루어진 경우, 필요에 따라서는 막대돌출부분(21)의 평면 형태를 단순한 직사각형의 막대형상이 아니라, 종방향으로 가면서 그 횡방향의 폭이 변화되도록 구성할 수도 있다.
도 15 내지 도 17에는 막대돌출부분(21)의 평면 형상에서 횡방향 폭이 변화되도록 구성된 제5실시예에 대한 도면이 도시되어 있는데, 도 15는 이러한 제5실시예에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이고, 도 16은 도 15에 도시된 제5실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 대한 개략적인 평면도이며, 도 17은 도 15에 도시된 제5실시예의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200)로 만들어진 합성 구조물의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 15 내지 도 17에 도시된 제5실시예의 경우, 막대돌출부분(21)의 평면 형상에 있어서, 막대돌출부분(21)의 연결측 종방향 최외측 단부에서부터 FRC 콘크리트 본체를 향하여 가면서 횡방향 폭이 일정한 "직선 폭 구간"이 존재하며, 이에 연속하여 횡방향 폭이 좁아진 "축소 폭 구간"이 존재하는 형태를 가지고 있어서, 직선 폭 구간과 축소 폭 구간 사이에는 횡방향 폭 차이로 인하여 단턱부가 형성되어 있다. 이와 같이 막대돌출부분(21)의 평면 형상에서 그 횡방향 폭이 변화되면서 단턱부가 형성되어 있는 경우, 매립돌출부(2)의 횡방향 양측으로 현장 타설 콘크리트가 채워져서, FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 연속하여 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 시공되었을 때, 막대돌출부분(21)의 직선 폭 구간에 해당하는 부분은 인장응력에 대해 앵커작용을 하게 되어 큰 저항력을 발휘하게 되는 효과가 발휘된다. 따라서 FRC 프리캐스트 슬래브(100)과 현장 타설 콘크리트 부재(200) 사이는 더욱 견고하게 일체화된다.
위에서 설명한 본 발명에 따른 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 사용함에 있어서는, 본 발명의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 각각의 연결측면(10)이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하는 형태로 이용할 수도 있다.
도 18에는 도 1에 도시된 실시예에 대하여 위와 같이 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 각각의 연결측면(10)이 마주하도록 서로 종방향으로 간격을 두고 배치하고, 그 간격에 현장 타설 콘크리트를 타설하여 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 18에 도시된 방식으로 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 사용함에 있어서, 일측 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 존재하는 매립돌출부(2)는, 마주보는 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에서 노출 보강철근(1b)의 연결측 종방향 단부 사이의 간격에 끼워져 위치하는 형태로 두 개의 FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 배치하는 것이 바람직하다.
도 19에는 도 6에 도시된 제2실시예에 대해 도 18에 도시된 방식에 의해 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 20에는 도 9에 도시된 제3실시예에 대해 도 18에 도시된 방식에 의해 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 21에는 도 12에 도시된 제4실시예에 대해 도 18에 도시된 방식에 의해 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 22에는 도 15에 도시된 제5실시예에 대해 도 18에 도시된 방식에 의해 합성 구조물을 형성한 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 6 내지 도 17에 도시된 본 발명의 제2 내지 제5실시예에 대한 기타 구성 및 작용효과, 그리고 특장점은 앞서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다. 또한 도 19 내지 도 22에 도시된 실시예에 대한 내용 역시 도 18에 도시된 실시예와 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.
1: 보강철근
1a: 단부매립 보강철근
1b: 노출 보강철근
2: 매립돌출부
10: 연결측면
21: 막대돌출부분
22: 연속확장 돌출부분
100: FRC 프리캐스트 슬래브
200: 현장 타설 콘크리트 부재
300: 거푸집

Claims (6)

  1. 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 연속하여 일체화될 연결측면(10)을 가지고 있는 FRC 프리캐스트 슬래브(100)으로서,
    연결측면에서, 현장 타설 콘크리트 부재가 연속하게 될 연결측 종방향으로, FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 구성하는 FRC 콘크리트 본체의 일부가 돌출된 형태의 매립돌출부(2)가 횡방향으로 간격을 두고 복수개 형성되어 있으며;
    FRC 콘크리트 본체에는 종방향으로 연장되어 있는 복수개의 보강철근이 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 매립되어 있는데;
    복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은, 연결측 종방향 단부가 연결측면(10) 밖으로 돌출되어 노출되어 있어서, 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 형성되었을 때 현장 타설 콘크리트 부재(200) 내에 연결측 종방향 단부가 매립될 노출 보강철근(1b)이며;
    복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은 매립돌출부(2)가 존재하는 위치에 배근되어 있는 단부매립 보강철근(1a)이고;
    현장 타설 콘크리트 부재(200)가 연속 형성되어 일체화됨으로써 합성 구조물을 형성하게 되면, FRC 프리캐스트 슬래브(100)와 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 서로 접합되는 접합면이, 합성 구조물을 위에서 아래로 내려다보았을 때 연직측면과 매립돌출부의 돌출된 외면으로 이어진 선을 따라 존재하게 되는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브.
  2. 제1항에 있어서,
    매립돌출부(2)는, 연결측면(10)에서부터 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 형성되는 방향으로 가면서, 연속확장 돌출부분(22) 및 이에 연속된 막대돌출부분(21)으로 구성되어 있는데;
    막대돌출부분(21)은 막대형태의 평면형상을 가지고 있으며;
    연속확장 돌출부분(22)은, 막대돌출부분(21)에서부터 FRC 콘크리트 본체 방향으로 가면서 그 횡방향 폭이 점차 증가하게 되어 부채꼴 형태의 평면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단부매립 보강철근(1a)은 그 전부가 매립돌출부(2)에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단부매립 보강철근(1a)의 연결측 종방향 단부의 일부는 매립돌출부(2)로부터 돌출되어 노출됨으로써, 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 형성되었을 때 돌출되어 노출된 연결측 종방향 단부의 일부는 현장 타설 콘크리트 부재(200) 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브.
  5. 제3항에 있어서,
    매립돌출부(2)의 막대돌출부분(21)에는, 연결측 종방향 단부에서부터 FRC 콘크리트 본체를 향하여 가면서 횡방향 폭이 일정한 "직선 폭 구간"이 존재하며, 이에 연속하여 횡방향 폭이 좁아진 "축소 폭 구간"이 존재하여, 직선 폭 구간과 축소 폭 구간 사이에는 횡방향 폭 차이로 인하여 단턱부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브.
  6. 현장 타설 콘크리트 부재(200)와 FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결시공방법으로서,
    FRC 프리캐스트 슬래브(100)에서, 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 연속하여 일체화될 연결측면(10)에는, FRC 프리캐스트 슬래브(100)를 구성하는 FRC 콘크리트 본체의 일부가 현장 타설 콘크리트 부재와 연속하게 될 종방향으로 돌출되어 만들어진 매립돌출부(2)가 횡방향으로 간격을 두고 복수개 형성되어 있도록 하며;
    FRC 콘크리트 본체에는 종방향으로 연장되어 있는 복수개의 보강철근이 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 매립되어 있도록 하는데, 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은, 연결측 종방향 단부가 연결측면(10) 밖으로 돌출되어 노출된 노출 보강철근(1b)이며, 복수개의 보강철근 중 일부 보강철근은 매립돌출부(2)가 형성된 위치에 배근되어 있는 단부매립 보강철근(1a)이고;
    합성 구조물을 형성하기 위하여, FRC 프리캐스트 슬래브(100)의 연결측면(10)에 접하도록 콘크리트를 현장 타설하여 현장 타설 콘크리트 부재(200)를 FRC 프리캐스트 슬래브(100)에 연속하여 일체화되도록 형성하되, FRC 프리캐스트 슬래브(100)와 현장 타설 콘크리트 부재(200)가 서로 접합되는 접합면이, 합성 구조물을 위에서 아래로 내려다보았을 때 연직측면과 매립돌출부의 돌출된 외면으로 이어진 선을 따라 존재하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 FRC 프리캐스트 슬래브와 현장 타설 콘크리트 부재의 연결시공방법.
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