KR20190135647A - 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법 - Google Patents

내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

발포폴리스티렌(EPS) 블록을 분절한 다수의 발포폴리스티렌 단위블록을 이용하여 내부격벽을 형성함에 따라 내구성, 휨강성 및 전단강성에 있어 매우 유리한 단면 형태를 갖고, 이에 따라 대단면 PC부재에 적용할 수 있으며, 또한, EPS 단위블록을 대단면 중공 프리캐스트 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 다양한 속빈공간을 형성할 수 있도록 성형할 수 있는, 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법이 제공된다.

Description

내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법 {HOLLOW PRECAST CONCRETE SLAB WITH INSIDE PARTITION WALL, AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 중공 프리캐스트 슬래브에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 다수의 EPS 단위블록(Expanded Polystyrene Unit Block)을 이용하여 격자형태의 내부격벽을 형성하는 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 슬래브(Slab)는 기둥들 사이에 설치되는 판 형상의 건축구조물로서, 철근콘크리트 구조물이나 철골철근콘크리트 구조물 등의 라멘 구조에서는 슬래브에 가해지는 하중을 보(Beam)나 거더(Girder) 등의 지지부재에 전달한다.
이러한 라멘구조의 철근콘크리트 구조물에 있어서, 각각의 단위 슬래브를 보에 의해 구획하고 슬래브의 두께를 얇게 하여 경량화를 시도하고 있으나, 슬래브에 가해지는 하중을 전달받기 위한 보나 거더 등의 지지부재를 반드시 필요로 하고 있기 때문에 보나 거더의 높이가 소요되므로 층고가 높아지게 되고, 이에 따라, 철근콘크리트 구조물 전체의 높이가 건축법상의 사선제한에 의해 제한되므로 깊은 굴토가 필요하게 되어, 결과적으로 시공비용이 많이 소요된다고 하는 문제점이 있었다.
이러한 보나 거더의 높이에 따른 층고의 높이가 커지는 문제점을 해소하기 위하여 보나 거더가 없는 플랫 플레이트나 플랫 슬래브(Flat slab) 구조가 제안되고 있다. 이러한 플랫 슬래브 구조는 보나 거더가 필요 없는 구조이기 때문에 층고의 높이를 줄일 수 있는 이점은 있으나, 이때, 보를 생략하는 대신에 슬래브 자체가 어느 정도의 하중을 부담하여야 하기 때문에 슬래브 자체의 중량이 커지게 됨은 물론 플랫 슬래브로부터 전달되는 하중을 부담하기 위한 기둥이나 기초의 크기가 증가하게 된다. 이에 따라, 지진하중이 증가하고 횡력 요소에 대한 부재의 크기가 증가하며 자중이 증가하기 때문에 장기적인 처짐이 발생할 우려가 높다.
이러한 플랫 슬래브의 문제점을 해결하기 위하여, 건물의 고층화나 넓은 거실 공간의 확보를 위해 슬래브의 두께를 늘려 강도를 높이거나, 경량화나 차음성능 개선을 위해 슬래브 내부에 매설물을 설치하여 중공화하는 공법이 여러 가지 실용화되어 있다. 예를 들면, 건물의 구조부재 중 하나로 사용되는 중공 슬래브(Hollow Core Slab: HCS)는 프리캐스트 콘크리트로 제작된다. 여기서, 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete: PC)는 공장에서 타설되는 콘크리트 부재를 말한다.
도 1은 일반적인 중공 슬래브를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 중공 슬래브(10)는 제작 테이블에 강연선 등의 철근을 배근하고, 강연선을 긴장시킨 상태에서 중공 슬래브 자동성형기를 사용하여 콘크리트를 타설하여 제작됨으로써 중공을 갖는 구조체가 된다. 이때, 중공 슬래브(10)의 폭은 통상적으로 0.9~1.2m로 제작될 수 있지만, 최근 그 크기가 증가하고 있다. 이러한 중공 슬래브(10)의 폭이 좁게 제작되어 현장에서 거더에 지지시켜 놓는 작업을 할 경우, 양중 횟수가 증가되며, 좁은 폭에 의해 생산성의 한계를 갖게 된다. 다시 말하면, 최근 장스팬 대단면을 갖는 중공 슬래브의 필요성이 증가하고 있다.
또한, 중공 슬래브(10)는 바닥판의 높이를 조절하거나 하중을 균일하게 분포시키도록 이후에 토핑 콘크리트(Topping Concrete)를 타설할 경우, 토핑 콘크리트층과 일체성을 갖는 결속수단이 없어 일체성을 향상시킬 수 없다는 문제점이 있다.
이러한 중공 슬래브(10)를 포함하는 PC부재, 예를 들면, 프리캐스트 슬래브의 경량성을 확보하고, 구조적으로 불필요한 콘크리트 단면을 제거함으로써 중공(속빈) 형태의 부재 단면을 형성하기 위해서 자동화기기를 도입하거나, 또는 발포폴리스티렌(EPS) 등의 단열재를 매입하는 등 PC부재 제조업체에서 다양하게 적용하고 있지만, 초기 투자비용 및 부재단가 증가에 대한 원인으로 발생하고 있다. 구체적으로, 국내 속빈 슬래브 공법은 다음과 같다.
도 2는 중공 슬래브 제조를 위한 HCS 공법, RPS 공법 및 TVS 공법을 설명하기 위한 단면도이다.
HCS(Hollow Core Slab) 공법은, 도 2의 a)에 도시된 바와 같이, 중공 슬래브에 상부철근을 배근하고 토핑콘크리트를 타설하여 구조 일체성을 확보한 공법으로서, 지하주차장, 물류창고, 판매시설, 오피스에 적용된다. 하지만, 이러한 HCS 공법은 대량 생산이 가능하지만 설비도입 등에 막대한 비용이 소요되고 제작 가능 단면높이에 한계가 있다는 문제점이 있다.
또한, RPS(Rib Plus Slab) 공법은, 도 2의 b)에 도시된 바와 같이, EPS를 매입하여 생산한 중공 슬래브에 상부철근을 배근하고 토핑 콘크리트를 타설하여 구조일체성을 확보한 공법으로서, 물류창고, 판매시설 등에 적용된다. 하지만, 이러한 RPS 공법은 대량생산 방식이 아닌 수작업에 의존하고 중공부에 EPS 매입으로 원가상승, 덧침 콘크리트 타설로 인한 2중의 작업공정 등이 발생하여 단면형상 및 공정개선이 필요하고, 2방향 슬래브로 구성하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, TVS(Two way Void Slab) 공법은, 도 2의 c)에 도시된 바와 같이, 무량판에 경량화를 도입하여 경제적이면서도 효율적인 구조성능을 발휘한 공법으로서, Half Slab와 유사한 공법이며, 지하주차장, 오피스 등에 적용된다. 하지만, 이러한 TVS 공법은 PC 방식이 아닌 재래식 현장타설 방식으로서, 2방향 슬래브의 구성이 가능한 장점이 있지만 작업속도가 더딘 단점이 있으며, 특히, 거푸집 설치비용이 과다하여 경제성을 확보하기 용이하지 않다는 문제점이 있다.
다시 말하면, 이러한 중공 슬래브는 중앙에 중공체 또는 경량체를 구비한 구조로서 패널중량을 감소시킴에 따라 슬래브 자중을 줄이고 비교적 우수한 단면성능을 가지며, 이러한 중공 슬래브는 2방향으로 하중을 전달하는 무량판(Flat Slab)의 장점은 없지만 장경간(Long Span)이 가능하고, 층간 소음저감과 장기적인 처짐을 해결할 수 있는 등 유리한 장점을 가진다.
그러나 중공 슬래브의 경우, 콘크리트 타설시에 경량체와 콘크리트 사이의 밀도의 차이로 인하여 경량체가 콘크리트의 표면위로 떠오르려고 하는 부력이 강하게 작용하고, 이러한 부력발생으로 인하여 중공 슬래브에 불량이 발생하기 쉽다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 중공 슬래브에 있어서는, 건물의 시공에 있어서 필수적인 전선관이나 설비 파이프 등의 배관작업이 매우 어렵고 불편하며, 이로 인해 배관작업에 소요되는 노동력이나 공사기간의 증가로 인하여 건물의 시공비용이 증가한다고 하는 문제점이 있었다. 특히, 아파트 건물의 경우 많은 전선관이 배치되어야 하므로, 전선관 배관을 위한 별도의 공간을 마련할 경우, 중공률이 오히려 저하되는 경우가 종종 발생할 뿐만 아니라, 경량체를 위한 래티스근이나, 경량체의 부력방지를 위하여 경량체의 상하부에 철근을 배근할 경우, 철근이 배근된 후에 상하부 철근이나 래티스근 사이에 전선관 등을 배치하여야 하므로, 작업에 많은 어려움을 겪고 있다는 문제점이 있었다.
이러한 중공 슬래브의 대안으로서, 2방향으로 하중을 전달할 수 있는 와플형 슬래브가 제안되고 있다. 이러한 와플형 슬래브는 층고의 높이도 커지지 않고 자중 증가 없이 경량화를 기대할 수 있는 특징이 있다. 다만, 와플 형태의 거푸집이 설치 및 해체 그리고 재사용이 어려운 형태이기 때문에 가설공사비의 증가 문제로 인해 제한적으로 사용되고 있다.
도 3은 종래의 기술에 따른 와플구조용 스틸 돔 거푸집 및 미니와플 플레이트를 나타내는 도면으로서, 도 3의 a)는 와플구조용 스틸 돔 거푸집을 나타내며, 도 3의 b)는 미니와플 플레이트를 나타내는 도면이다.
종래의 기술에 따른 와플구조에 사용되는 거푸집으로는 도 3의 a)에 도시한 바와 같이, 스틸돔(50) 각각을 연속적으로 배열하여 사용하는데 구조적으로 견고하여 특별히 장스팬을 요하는 구조물에 사용되지만, 일반적인 슬래브에는 그다지 적용되지 않는 실정이다.
예를 들면, 스틸돔(50)의 크기가 일정 규모 이상의 크기가 가로90㎝ x 세로90㎝ x 높이 45㎝ 정도로 되어 있으며, 그 크기를 작게 하면 시공이 번거롭고, 오히려 무량판 구조로 설계하는 것이 간편하기 때문이다. 그런데 무량판 슬래브는 많은 장점에도 불구하고 자중이 크고 구조물 자체가 커질수록 구조적으로 불리하여 비경제적이라는 문제점이 있다.
또한, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 미니와플 플레이트 슬래브는, 건축물의 미니와플 플레이트 합성 슬래브 구조에 관한 것으로, 도면부호 61은 와플돔을 나타내며, 도면부호 62는 기둥이 들어서는 위치에 대응하는 기둥 개구부를 나타내고, 또한, 도면부호 63은 덕트가 들어서는 위치에 대응하는 덕트 개구부를 나타내며, 도면부호 64는 철근을 각각 나타낸다.
구체적으로, 미니와플 플레이트 슬래브는, 둘 이상의 비교적 기존의 스틸돔보다 작은 돔 형상이 일정 패턴으로 하나의 플레이트 내에 정렬되어 있는 격자상의 와플돔 플레이트; 상기 와플돔 플레이트의 상면에 콘크리트와 부착력을 갖도록 다양한 요철들을 형성한 요철부; 상기 와플돔 플레이트 위에 보강재를 설치하고 콘크리트를 타설하여 경화 후 두 재료가 일체화 된 미니와플 플레이트 슬래브; 및 상기 미니와플 플레이트 슬래브에서 주로 플레이트가 인장재로서의 역할을 하며, 주로 콘크리트가 압축력을 부담하는 구조를 가진 2방향 하중전달 방식인 것을 특징으로 한다.
한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1004221호에는 "포스트텐션으로 연속화된 와플형 슬래브 시스템 및 포스트텐션닝 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 종래의 기술에 따른 포스트텐션닝으로 연속화된 와플형 슬래브 시스템을 나타내는 도면으로서, 도 4의 a)는 평면도이고, 도 4의 b)는 도 4의 a)의 A-A선을 따라 절단한 단면도이며, 도 4의 c)는 도 4의 a)의 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4의 a) 내지 c)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 와플형 슬래브 시스템은, 구조계획에 따라 설치된 다수개의 기둥(71) 사이에 보(72)를 거치하고 평행한 두 개의 보(72)에 의해 지지되도록 와플형 슬래브(73)를 면접되게 연속적으로 설치한다. 즉, 와플형 슬래브(73)의 길이방향 양단부가 두 개의 평행한 보(72)에 의해 각각 지지되고 그 폭방향 단부가 서로 면접되도록 설치한다.
다시 말하면, 두 개의 보(72)에 대해 직각방향으로 1방향 작용을 하도록 와플형 슬래브(73)를 설치한다. 이때, 와플형 슬래브(73)는 그 하면에 와플(Waffle) 형상으로 스템(Stem)이 일체로 형성된다.
이러한 와플형 슬래브(73)는 휨 성능을 향상시키고, 강선 긴장 시 비틀림 저항성능 증가, 운반 적재 등의 용이성을 위해서, 도 4의 b) 및 c)에 도시된 바와 같이, 폭 방향으로 중앙부에 스템(73a)이 형성되어 있고, 양쪽 단부에는 1/2의 스템(73b)이 형성되어 있다. 또한, 슬래브 길이방향 양쪽 1/4지점에 폭 방향으로 스템(73a)이 형성되어 있다. 각 스템에는 구조 설계에 따라 PS 강재를 삽입하여 양 지점에서 프리스트레스로 긴장한다. 그리고 1/2 스템의 외측에는 각각 전단키를 두어 와플형 슬래브 상호간 일체화시킬 수 있다.
이러한 와플형 슬래브(73)를 설치함과 동시에 면접된 와플형 슬래브(73)들의 폭방향 최외측, 즉, 면접된 다수개의 와플형 슬래브(73)들의 최외측과 중앙부, 즉, 도 4의 b) 및 c)에 도시된 바와 같이, 와플형 슬래브(73)들 사이에 프리스트레스 도입용 가로보(74, 75)를 기둥(71)에 의해 지지되도록 설치한다. 이때, 중앙부 프리스트레스 도입용 가로보(75)는 와플형 슬래브(73)들이 설치되는 공간의 지간이 큰 경우에 필요하며, 지간이 짧은 경우에는 최외측 프리스트레스 도입용 가로보(74)만을 설치한다. 이때, 최외측 프리스트레스 도입용 가로보(74)는 상부에 외측으로 개방된 홈이 형성된 L자형 보이고, 중앙부 프리스트레스 도입용 가로보(75)는 중앙부에 상부가 개방된 홈이 형성된 U자형 보이다. 또한, 프리스트레스 도입용 가로보(74, 75)에 형성된 홈은 피에스 강재의 단부를 정착하기 위한 정착구를 설치하기 위한 것이다. 프리스트레스 도입용 가로보(74. 75)는 와플형 슬래브(73)에 프리스트레스를 도입하기 위해 설치된다.
그러나 프리스트레스가 도입된 후에는 와플형 슬래브(73)를 지지하는 보(72)와 유사한 거동을 함으로써 일방향으로 배치된 와플형 슬래브(73)의 긴 변을 구속함으로써 와플형 슬래브(30)가 2방향 슬래브와 유사한 거동을 하도록 유도한다.
종래의 기술에 따른 와플형 슬래브 시스템에 따르면, 일방향으로 배치된 와플형 슬래브가 역학적으로 2방향 슬래브와 유사하게 거동할 수 있고, 슬래브와 슬래브 접합부에서 처짐으로 인한 단차가 발생하거나 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
종래의 기술에 따른 와플형 슬래브는 슬래브 거푸집의 상부에 돔 형상의 거푸집을 격자 형상으로 배치하여 와플형 슬래브를 구현할 수 있지만, 슬래브 거푸집을 설치하고, 그 상부에 각각의 와플형 거푸집을 설치하여야 하기 때문에, 그 설치가 번거로울 뿐만 아니라, 각각의 와플형 거푸집을 그 끝단에서 서로 겹치거나 맞닿도록 배치하여야 하는 번거로움이 있었다.
또한, 종래의 와플형 거푸집에 있어서는 콘크리트 경화 이후 거푸집의 탈형 및 해체가 매우 번거롭고 어렵다는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 기술에 따른 와플형 슬래브에 있어서는 슬래브 콘크리트가 경화한 후, 우선 슬래브 거푸집을 슬래브 콘크리트로부터 탈형시켜야 한다. 이후, 돔 형상의 와플형 거푸집을 탈형하여야 하는데, 이때, 거푸집이 콘크리트와의 접착력에 의해 접착되어 있기 때문에 돔 형상의 와플형 거푸집을 잡고 탈형할 때, 거푸집 또는 콘크리트에 손상이 갈 뿐만 아니라 탈형에 많은 시간과 인력이 소요되는 문제점이 있었다.
한편, 전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 프리캐스트 중공 슬래브(Hollow Core Slab: HCS)는 간단한 제작설비를 이용하여 일정한 길이를 갖도록 제작할 수 있다. 이러한 프리캐스트 중공 슬래브(HCS)의 중공을 형성시키기 위해 EPS 블록이 이용되지만, 이러한 EPS 블록을 이용하여 형성되는 프리캐스트 중공 슬래브의 경우, 횡방향 구조가 취약하므로, 이를 보강할 필요성이 있는 실정이다.
대한민국 등록특허번호 제10-1004221호(출원일: 2008년 10월 15일), 발명의 명칭: "포스트텐션으로 연속화된 와플형 슬래브 시스템 및 포스트텐션닝 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1135881호(출원일: 2011년 10월 19일), 발명의 명칭: "건축물용 와플형 무량판 슬래브 및 상기 와플형 무량판 슬래브를 이용한 건축물의 무량판 접합구조" 대한민국 등록특허번호 제10-1388248호(출원일: 2013년 10월 11일), 발명의 명칭: "유로폼 타입의 와플형 슬래브 거푸집 및 와플형 슬래브 거푸집의 시공방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1355926호(출원일: 2012년 7월 16일), 발명의 명칭: "재사용이 가능한 와플형 슬래브 거푸집 어셈블리" 대한민국 공개특허번호 제2003-61254호(공개일: 2003년 7월 18일), 발명의 명칭: "미니와플 플레이트 슬라브 및 그 공법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 분절한 다수의 EPS 단위블록을 이용하여 격자형태의 내부격벽을 형성함에 따라 내구성, 휨강성 및 전단강성에 있어 매우 유리한 단면 형태를 갖고, 이에 따라 대단면 중공 프리캐스트 슬래브에 적용할 수 있는, 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, EPS 단위블록을 대단면 중공 프리캐스트 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 다양한 속빈공간을 형성할 수 있도록 성형할 수 있는, 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 횡방향으로 하중을 전달할 수 있도록 슬래브 횡방향으로 형성된 내부격벽 중에서 슬래브 측면에 위치하여 연장되는 내부격벽 돌출부를 서로 연결하여 인접하는 슬래브와 횡방향으로 일체화시킬 수 있는, 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 및 그 제작방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브는, 바닥판 몰드 및 상기 바닥판 몰드에 수직한 다수의 측벽 단위몰드로 이루어진 강재 몰드에 콘크리트를 타설하여 형성되는 중공 프리캐스트 슬래브에 있어서, 발포폴리스티렌(EPS) 블록을 분절한 다수의 단위블록으로서, 상기 강재 몰드의 측벽 단위몰드 사이에 길이방향을 따라 소정 간격으로 설치되는 EPS 단위블록; 상기 EPS 단위블록과 상기 EPS 단위블록 사이에 각각 형성되는 격자형태의 내부격벽; 상기 강재 몰드의 측벽 단위몰드 사이에 길이방향을 따라 배치되는 종방향 주근; 및 상기 종방향 주근과 결합하도록 조립 배치되는 종방향 래티스근을 포함하되, 상기 EPS 단위블록에 의해 와플 형태의 속빈공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브는, 상기 격자형태의 내부격벽 내부에서 중공슬래브의 폭방향(횡방향)으로 배치되는 횡방향 배근; 및 상기 횡방향 배근과 조립되며, 콘크리트 타설시 상부로 일부가 돌출되는 횡방향 래티스근을 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 격자형태의 내부격벽은 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 돌출되고, 상기 횡방향 배근의 양측 단부는 일측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향 내부격벽의 돌출부 측면까지 연장되도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 횡방향 배근의 양측 단부는 타측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 접합철물 또는 철근으로 상호 연결하여 인접하는 중공 프리캐스트 슬래브와 횡방향으로 일체화시킬 수 있다.
여기서, 상기 격자형태의 내부격벽 사이에 배치되는 EPS 단위블록은 종방향으로 폭 또는 높이에 대한 변단면을 갖도록 조절할 수 있다.
여기서, 중공 프리캐스트 슬래브 단부의 콘크리트 단면의 크기 또는 중앙부 콘크리트 단면의 크기는 상기 중공 프리캐스트 슬래브 설계시 휨과 전단을 고려하여 조절할 수 있다.
여기서, 상기 격자형태의 내부격벽은 중공 프리캐스트 슬래브가 내구성, 휨강성 및 전단강성을 갖는 단면 형태를 제공할 수 있도록 종방향 내부격벽과 횡방향 내부격벽의 폭 또는 높이가 변단면 형태로 형성할 수 있다.
여기서, 중공 프리캐스트 슬래브의 단부 오픈을 위하여 상기 EPS 단위블록 양측에 플랜지 몰드를 구성하여 설치하고, 상기 플랜지 몰드는 하부판 및 측벽으로 이루어진 박스형으로 구성하여 용접 제작될 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브의 제작방법은, 바닥판 몰드 및 상기 바닥판 몰드에 수직한 다수의 측벽 단위몰드로 이루어진 강재 몰드에 콘크리트를 타설하여 형성되는 중공 프리캐스트 슬래브의 제작방법에 있어서, a) 제작 테이블 상에 바닥판 몰드 및 다수의 측벽 단위몰드로 이루어진 강재 몰드를 제작하여 설치하는 단계; b) 길이방향(종방향)을 따라 상기 강재 몰드의 측벽 단위몰드 사이에 종방향 주근 및 종방향 래티스근을 배치하는 단계; c) 폭방향(횡방향)을 따라 내부격벽 형성 위치에 횡방향 배근 및 횡방향 래티스근을 배치하는 단계; d) 내부격벽을 형성하기 위해 다수의 EPS 단위블록을 상기 강재 몰드의 측벽 단위몰드 사이에 소정 간격으로 설치하는 단계; e) 상기 강재 몰드 내에 콘크리트를 타설 및 양생시키는 단계; 및 f) 상기 강재 몰드를 탈형하여 중공 프리캐스트 슬래브를 완성하는 단계를 포함하되, 상기 d) 단계의 EPS 단위블록에 의해 와플 형태의 속빈공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존 EPS 매입형 공법에 비해, 다수의 EPS 단위블록을 이용하여 격자형태의 내부격벽을 형성시킬 수 있기 때문에 내구성, 휨강성 및 전단강성에 있어 매우 유리한 단면 형태를 갖는다.
본 발명에 따르면, EPS 단위블록을 대단면 중공 프리캐스트 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 다양한 속빈공간을 형성할 수 있도록 성형할 수 있고, 이를 통해 프리캐스트 중공 슬래브 단면 형태도 기계설비 도입 없이 매우 다양하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존의 강재몰드 활용 및 중공관 매입 등으로 중공 PC부재를 생산하는 방법에 대비하여 EPS 단위블록의 작업성 및 경제성이 매우 우수하다. 이때, EPS 블록은 현재 상용화되어 있어 조달이 매우 용이하고, 이를 다양한 형태로 절단하여 EPS 단위블록으로 사용할 경우, 운반 및 설치에 있어 유리하여 경제성을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 중공 프리캐스트 슬래브가 제작 장소에 구애받지 않고 적용할 수 있을 정도로 이동성 및 현장 적용성이 매우 우수하여 일반 건축현장 뿐만 아니라 운송이 제약적인 현장과 현장생산이 반드시 필요한 대단면 필요 토목현장에 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, PC 슬래브 시장에서 강재몰드 대비 생산성, 제작원가, 조립 시간에 있어 10~30% 유리한 장점이 있다.
도 1은 일반적인 중공 슬래브를 예시하는 도면이다.
도 2는 중공 슬래브 제조를 위한 HCS 공법, RPS 공법 및 TVS 공법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 와플구조용 스틸 돔 거푸집 및 미니와플 플레이트를 나타내는 도면으로서, 도 3의 a)는 와플구조용 스틸 돔 거푸집을 나타내며, 도 3의 b)는 미니와플 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 포스트텐션닝으로 연속화된 와플형 슬래브 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브의 내부를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브의 외부를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 내부격벽을 형성하기 위한 EPS 단위블록을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브에서 횡방향 배근 및 횡방향 래티스근이 추가로 설치된 내부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브에서 횡방향 배근 및 횡방향 래티스근이 추가로 설치된 외부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽과 EPS 블록의 단면 형태를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 제작방법의 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브의 내부를 예시하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브의 외부를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 내부격벽을 형성하기 위한 단위블록의 형상 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)는, 바닥판 몰드(111) 및 상기 바닥판 몰드(111)에 수직한 다수의 측벽 단위몰드(112a~112d)로 이루어진 강재 몰드(110)에 콘크리트를 타설하여 형성되는 중공 프리캐스트 슬래브로서, EPS 단위블록(120a~120d), 내부격벽(160: 160a~160f), 종방향 주근(140) 및 종방향 래티스근(150)을 포함한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 중공 프리캐스트 슬래브(100)는 장형(종방향)으로 연장 배치되는 EPS 블록을 분절한 EPS 단위블록(120)을 사용하여 형성될 수 있으며, 이때, EPS 단위블록(120)의 양 단부에는 플랜지 몰드(130)에 의하여 도 6에 도시된 바와 같이, 오픈컷(S)이 형성되고, 상부에는 종방향 래티스근(150)이 돌출 형성된다. 이때, 상기 EPS 단위블록(120)은 구조용으로 사용되는 것을 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)는, 바닥판 몰드(111) 및 다수의 측벽 단위몰드(112)로 이루어진 강재 몰드(110)를 이용하여 제작 테이블(200) 상에서 제작된다.
EPS 단위블록(120a~120d)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 발포폴리스티렌(EPS) 블록을 분절한 다수의 단위블록으로서, 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 길이방향을 따라 소정 간격으로 설치된다.
내부격벽(160)은 콘크리트 타설에 의하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 종방향 내부격벽(160d~160f) 및 횡방향 내부격벽(160a~160c)이 격자형태로 형성되며, 상기 EPS 단위블록(120a~120d)과 상기 EPS 단위블록(120a~120d) 사이에 각각 형성된다.
종방향 주근(140)은 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 길이방향을 따라 배치된 철근이다.
종방향 래티스근(150)은 상기 종방향 주근(140)과 각각 결합하도록 조립 배치되어 역시 종방향으로 연장된다.
이에 따라, 상기 EPS 단위블록(120a~120d)에 의해 와플(Waffle) 형태의 속빈공간(Hollow)을 형성한다. 여기서, 상기 EPS 단위블록(120a~120d)은 대단면 PC 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 다양한 속빈 공간을 형성할 수 있도록 성형할 수 있다.
또한, 상기 격자형태의 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브가 내구성, 휨강성 및 전단강성을 갖는 단면 형태를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 단부 오픈을 위하여 강재 몰드(110) 내에 플랜지 몰드(130)를 구성하여 설치한다. 이때, 상기 플랜지 몰드(130)는, 예를 들면, 40㎜ 두께이므로 강판이 아닌 6T 정도의 철판으로 제작되며, 하부판 및 측벽으로 이루어진 박스형으로 구성하여 용접 제작할 수 있지만, EPS 블록을 이용하는 등 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 상기 중공 프리캐스트 슬래브(100) 단부의 오픈컷(S)을 형성하기 위하여 콘크리트 타설시 강재 몰드(110) 및 EPS 단위블록(120a~120d) 사이로 콘크리트가 흘러들어가는 것을 방지하도록 상기 플랜지 몰드(130) 상부에 몰드 누름장치를 설치하고, 이에 따라 상기 플랜지 몰드(130) 및 EPS 단위블록(120a~120d)의 부력에 의한 하자 등이 발생하지 않아 콘크리트 타설이 밀실해지도록 고정한다.
또한, 강재 몰드(110) 단부는 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 전단키 구성을 위하여 내부 돌출형으로 몰드를 구현할 수 있다. 또한, 완성된 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 홀 부분은 EPS 등의 밀봉부재로 밀봉하여, 덧침 콘크리트가 안으로 흘러 들어가지 않게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 중공 프리캐스트 슬래브(100)는, 기본적으로 프리캐스트 중공 슬래브를 제작하기 위한 몰드를 이용하되, 발포폴리스티렌(EPS) 블록을 연속적으로 연장 형성된 것을 이용하지 않고, 다수의 EPS 단위블록(120a~120d)을 직사각형 패널 형태로 형성하여 배치하여 종방향 래티스근(150) 사이에 배치 작업성을 확보할 수 있다.
이에 따라, 강재 몰드 내에 콘크리트를 타설함에 따라 EPS 단위블록(120a~120d)과 EPS 단위블록(120a~120d) 사이에 형성된 콘크리트는 프리캐스트 중공 슬래브에 있어 격자형태의 내부격벽(160)이 형성되게 하는 역할을 하게 된다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브에서 횡방향 배근 및 횡방향 래티스근이 추가로 설치된 내부를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브에서 횡방향 배근 및 횡방향 래티스근이 추가로 설치된 외부를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 경우, 횡방향 배근(141) 및 횡방향 래티스근(151)이 추가로 설치될 수 있다.
횡방향 배근(141)이 상기 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 형성되는 내부격벽 위치에 설치되고, 또한, 횡방향 래티스근(151)은 상기 횡방향 배근(141)과 각각 결합하도록 조립 배치될 수 있다.
구체적으로, 슬래브 횡방향으로 형성된 내부격벽(160) 중에서 슬래브 측면에 위치하여 연장되는 내부격벽 돌출부(161)를 연결하여 횡방향으로 일체성을 확보하여 횡방향으로 하중을 전달할 수 있으며, 이를 위해 적절한 횡방향 배근(141)을 하고 표면으로 돌출하도록 횡방향 래티스근(151)을 배치하여 슬래브 측면끼리의 연결을 보다 확실하게 유도할 수 있다.
또한, 상기 격자형태의 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 돌출되고, 상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 일측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향 내부격벽(160)의 돌출부(161) 측면까지 연장되도록 배치된다. 이에 따라, 상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 타측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 접합철물 또는 철근으로 상호 연결하여 인접하는 중공 프리캐스트 슬래브와 횡방향으로 일체화시킬 수 있다.
또한, 상기 격자형태의 내부격벽(160) 사이에 배치되는 EPS 단위블록(120a~120d)은 종방향으로 폭 또는 높이에 대한 변단면을 갖도록 조절할 수도 있다.
또한, 중공 프리캐스트 슬래브 단부의 콘크리트 단면의 크기 또는 중앙부 콘크리트 단면의 크기는 상기 중공 프리캐스트 슬래브 설계시 휨과 전단을 고려하여 조절할 수 있다. 특히, EPS 단위블록을 부재의 길이방향으로 변단면으로 만든 후, 콘크리트를 타설함으로써 부재 길이방향으로 부재의 단면 크기를 조절할 수 있어 부재 위치에 따라 변하는 전단력과 휨모멘트에 효율적으로 대응할 수 있는 단면을 구현할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽과 EPS 블록의 단면 형태를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
예를 들면, 본 발명의 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브의 설치후, 전단력은 중앙에서 양 단부를 갈수록 커지게 되므로 이에 따라 내부격벽도 양 단부로 갈수로 단면이 커지도록 해야 하는데, 이에 EPS 단위블록(120a~120d)의 형상을 상기 전단력 작용에 따른 형상으로 가공한 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면, 휨 모멘트는 양 단부보다 중앙부로 갈수록 작아지기 때문에 이체 대응하여 내부격벽의 단면으로 저항할 수 있도록 EPS 단위블록(120a~120d)의 형상을 상기 휨모멘트 작용에 따른 형상(변단면)으로 가공한 것을 이용하고 있음을 알 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 종래의 기술에 따른 프리캐스트 슬래브는 슬래브 단면에 중공을 형성하기 위해 자동화 설비 도입 및 단열재, 중공체 설치 등으로 초기투자비용과 재료비 상승이 불가피하여 경제성을 확보하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 자동화 설비가 필요한 중공슬래브(Hollow Core Slab)의 경우 전단연결재 배근이 어려워 고하중일 경우, 토핑콘크리트와의 합성 거동이 어려워 합성단면을 구성하기 위한 별도의 조치가 필요하다.
특히, 도 11의 a)에 도시된 바와 같이, 최근 장스팬 및 고하중을 갖는 프리캐스트 슬래브의 경우 중공을 형성하기 위한 내부몰드의 소요 개수가 많아지고, 이들을 고정하기 위한 작업 및 고정철근이 더 늘어나기 때문에 생산성이 악화되고, 원가 상승에 대한 문제점이 발생할 수 있다.
도 11의 b)는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)를 나타내며, 최근 건설현장에서 고하중 장경간을 요구하는 1방향 프리캐스트 슬래브를 구현할 수 있도록, 단면에 매입되는 장형의 스티로폼인 EPS 블록을 다수의 EPS 단위블록(120a~120d)으로 분절하여 설치함으로써 상기 EPS 단위블록과 EPS 단위블록 사이에 각각 격자형태의 내부격벽(160)을 형성하게 되며, 이러한 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브가 내구성, 휨강성 및 전단강성을 갖는 단면 형태를 제공하게 되며, 또한, 이러한 EPS 단위블록(120a~120d)을 이용하여 속빈(중공) 와플형 공간을 형성할 수 있다. 이때, 상기 EPS 단위블록(120a~120d)의 형상을 다양하게 변화시키면서 속빈 와플형 공간을 구현할 수 있기 때문에 설계 대응성이 매우 높고, 단면의 효율이 매우 높아진다.
또한, 도 11의 c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)를 제작하기 위해서, EPS 단위블록(120)은 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 스템이 헌치를 형성하도록 네 모서리가 절곡된 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 중공 프리캐스트 슬래브(100)는 상기 EPS 단위블록(120)의 윤곽선 형상에 대응하는 단면의 중공을 갖게 되며, 예를 들면, 중앙부 스템의 두께(2t)는 양측면 스템 두께(t)의 2배정도로 형성되고, 중공의 중앙부 폭(w)은 중공 높이(h)의 2.5h~2.8h로 형성될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 상기 EPS 단위블록(120)은 다양한 형태 즉 중공의 형상에 따른 다양한 공간에 대응하여 형성될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)에 따르면, 기존 EPS 매입형 공법에 비해 내부격벽을 형성시킬 수 있기 때문에 내구성, 휨강성 및 전단강성에 있어 매우 유리한 단면 형태를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)에 따르면, EPS 단위블록을 대단면 PC 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 다양한 공간을 형성할 수 있도록 성형이 가능하고, 이를 통해 프리캐스트 중공 슬래브 단면 형태도 기계설비 도입 없이 매우 다양하게 조절할 수 있다.
[내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100) 제작방법]
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 동작흐름도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브(100) 제작방법은, 먼저, 중공 프리캐스트 슬래브(100) 제작을 위해 제작 테이블(200) 상에 바닥판 몰드(111) 및 다수의 측벽 단위몰드(112)로 이루어진 강재 몰드(110)를 제작하여 설치한다(S110). 여기서, 상기 측벽 단위몰드(112a~112d)는 상기 바닥판 몰드의 외측에서 수직으로 형성된다. 이때, 상기 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 단부 오픈을 위하여 EPS 단위블록(120a~120d) 양측에 플랜지 몰드(130)를 구성하여 설치하고, 상기 플랜지 몰드(130)는 하부판 및 측벽으로 이루어진 박스형으로 구성하여 용접 제작된다.
다음으로, 길이방향을 따라 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 복수의 종방향 주근(140) 및 종방향 래티스근(150) 을 각각 배치한다(S120). 예를 들면, 종방향 주근(140)인 PC 강연선을 인장하고, 종방향 래티스근(150)을 배치하며, 이때, 상기 종방향 래티스근(150)의 상부는 콘크리트 타설 후에 외부로 노출되는 계면연결 전단근 역할을 한다.
다음으로, 폭방향을 따라 상기 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 내부격벽(160)이 형성되는 위치에 복수의 횡방향 배근(141) 및 횡방향 래티스근(151)을 각각 추가로 배치한다(S130). 이때, 상기 횡방향 래티스근(151)의 상부는 콘크리트 타설 후에 외부로 노출되는 계면연결 전단근 역할을 한다. 즉, EPS 단위블록(120a~120d) 사이를 횡방향으로 가로지르는 횡방향 내부격벽(160a~160c)에 횡방향(슬래브 폭방향)으로 횡방향 배근(141)을 배치하고, 또한, 콘크리트 타설 이후에 상기 횡방향 래티스근(151)이 표면에 돌출될 수 있도록 배치한다. 또한, 상기 격자형태의 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 돌출되고, 상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 일측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향 내부격벽(160a~160c)의 돌출부(161) 측면까지 연장되도록 배치되며, 상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 타측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 접합철물 또는 철근으로 상호 연결하여 인접하는 중공 프리캐스트 슬래브와 횡방향으로 일체화시킬 수 있다.
다음으로, 내부격벽(160)을 형성하기 위해 다수의 EPS 단위블록(120a~120d)을 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 소정 간격으로 설치하고, 전체 몰드의 조립을 완료한다(S140). 여기서, 상기 격자형태의 내부격벽(160: 160a~160f)은 중공 프리캐스트 슬래브가 내구성, 휨강성 및 전단강성을 갖는 단면 형태를 제공한다. 또한, 상기 EPS 단위블록(120a~120d)은 대단면 PC 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 다양한 공간을 형성할 수 있도록 성형할 수 있다.
다음으로, 상기 강재 몰드(110) 내에 콘크리트를 타설하고 양생시킨다(S150). 예를 들면, 증기양생을 통해 대단면 중공 프리캐스트 슬래브(100)를 제작할 수 있다.
다음으로, 상기 강재 몰드(110)를 탈형하여 중공 프리캐스트 슬래브(100)를 완성한다(S160). 이때, 상기 중공 프리캐스트 슬래브(100)의 홀(Hole) 부분으로 덧침 콘크리트(토핑 콘크리트)가 내부로 흘러 들어가지 않도록 밀봉부재로 막을 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 강재몰드 활용 및 중공관 매입 등으로 중공 PC부재를 생산하는 방법에 대비하여 EPS 단위블록의 작업성 및 경제성이 매우 우수하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 중공 프리캐스트 슬래브가 제작 장소에 구애받지 않고 적용할 수 있을 정도로 이동성 및 현장 적용성이 매우 우수하여 일반 건축현장뿐만 아니라 운송이 제약적인 현장과 현장생산이 반드시 필요한 대단면 필요 토목현장에 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, EPS 블록은 현재 상용화되어 있어 조달이 매우 용이하고, 이를 절단하여 EPS 단위블록으로 사용할 경우, 운반 및 설치에 있어 유리하여 경제성을 충분히 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, PC 슬래브 시장에서 강재몰드 대비 생산성, 제작원가, 조립 시간에 있어 10~30% 유리한 장점이 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 중공 프리캐스트 슬래브
110: 강재 몰드
111: 바닥판 몰드
112a~112d: 측벽 단위몰드
120, 120a~120d: EPS 단위블록
130: 플랜지 몰드
140: 종방향 주근(철근/강연선)
141: 횡방향 배근(철근/강연선)
150: 종방향 래티스근
151: 횡방향 래티스근
160: 내부격벽
160a~160c: 횡방향 내부격벽
160d~160f: 종방향 내부격벽
161: 내부격벽 돌출부
200: 제작 테이블

Claims (13)

  1. 바닥판 몰드(111) 및 상기 바닥판 몰드(111)에 수직한 다수의 측벽 단위몰드(112a~112d)로 이루어진 강재 몰드(110)에 콘크리트를 타설하여 형성되는 중공 프리캐스트 슬래브에 있어서,
    발포폴리스티렌(EPS) 블록을 분절한 다수의 단위블록으로서, 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 길이방향을 따라 소정 간격으로 설치되는 EPS 단위블록(120a~120d);
    상기 EPS 단위블록(120a~120d)과 상기 EPS 단위블록(120a~120d) 사이에 각각 형성되는 격자형태의 내부격벽(160);
    상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 길이방향을 따라 배치되는 종방향 주근(140); 및
    상기 종방향 주근(140)과 결합하도록 조립 배치되는 종방향 래티스근(150)을 포함하되,
    상기 EPS 단위블록(120a~120d)에 의해 와플(Waffle) 형태의 속빈공간(Hollow)을 형성하는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  2. 제1항에 있어서
    상기 격자형태의 내부격벽(160)은 종방향 내부격벽(160d~160f)과 횡방향 내부격벽(160a~160c)로 형성되며,
    횡방향 내부격벽(160a~160c) 내부에 중공슬래브의 폭방향(횡방향)으로 배치되는 횡방향 배근(141); 및 상기 횡방향 배근(141)과 조립되며, 콘크리트 타설시 상부로 일부가 돌출되는 횡방향 래티스근(151)을 추가로 포함하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  3. 제2항에 있어서
    상기 횡방향 내부격벽(160a~160c)은 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 돌출되고, 상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 일측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향 내부격벽(160a~160c)의 돌출부(161) 측면까지 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  4. 제3항에 있어서
    상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 타측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 접합철물 또는 철근으로 상호 연결하여 인접하는 중공 프리캐스트 슬래브와 횡방향으로 일체화시키는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  5. 제1항에 있어서,
    중공 프리캐스트 슬래브 단부의 콘크리트 단면의 크기 또는 중앙부 콘크리트 단면의 크기는 상기 중공 프리캐스트 슬래브 설계시 휨과 전단을 고려하여 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 격자형태의 내부격벽(160) 사이에 배치되는 EPS 단위블록(120a~120d)은 종방향으로 폭 또는 높이에 대한 변단면을 갖도록 조절하는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 격자형태의 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브가 내구성, 휨강성 및 전단강성을 갖는 단면 형태로 제공할 수 있도록 종방향 내부격벽(160d~160f)과 횡방향 내부격벽(160a~160c)의 폭 또는 높이가 변단면 형태로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  8. 제1항에 있어서,
    중공 프리캐스트 슬래브의 단부 오픈을 위하여 상기 EPS 단위블록(120a~120d) 양측에 플랜지 몰드(130)를 추가로 구성하여 설치하고, 상기 플랜지 몰드(130)는 하부판 및 측벽으로 이루어진 박스형으로 구성하여 용접 제작되는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브.
  9. 바닥판 몰드(111) 및 상기 바닥판 몰드(111)에 수직한 다수의 측벽 단위몰드(112a~112d)로 이루어진 강재 몰드(110)에 콘크리트를 타설하여 형성되는 중공 프리캐스트 슬래브의 제작방법에 있어서,
    a) 제작 테이블(200) 상에 바닥판 몰드(111) 및 다수의 측벽 단위몰드(112)로 이루어진 강재 몰드(110)를 제작하여 설치하는 단계;
    b) 길이방향(종방향)을 따라 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 종방향 주근(140) 및 종방향 래티스근(150)을 배치하는 단계;
    c) 폭방향(횡방향)을 따라 내부격벽 형성 위치에 횡방향 배근(141) 및 횡방향 래티스근(151)을 배치하는 단계;
    d) 내부격벽(160)을 형성하기 위해 다수의 EPS 단위블록(120a~120d)을 상기 강재 몰드(110)의 측벽 단위몰드(112a~112d) 사이에 소정 간격으로 설치하는 단계;
    e) 상기 강재 몰드(110) 내에 콘크리트를 타설 및 양생시키는 단계; 및
    f) 상기 강재 몰드(110)를 탈형하여 중공 프리캐스트 슬래브(100)를 완성하는 단계를 포함하되,
    상기 d) 단계의 EPS 단위블록(120a~120d)에 의해 와플(Waffle) 형태의 속빈공간(Hollow)을 형성하는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 제작방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 격자형태의 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 돌출되고, 상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 일측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향 내부격벽(160a~160c)의 돌출부(161) 측면까지 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 제작방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 횡방향 배근(141)의 양측 단부는 타측 중공 프리캐스트 슬래브의 횡방향으로 접합철물 또는 철근으로 상호 연결하여 인접하는 중공 프리캐스트 슬래브와 횡방향으로 일체화시키는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 제작방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 EPS 단위블록(120a~120d)은 대단면 PC 슬래브에 적합한 형태로 다수를 제작하되, 중공의 형상에 따른 공간을 형성할 수 있도록 성형이 가능한 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 제작방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 d) 단계의 상기 격자형태의 내부격벽(160)은 중공 프리캐스트 슬래브가 내구성, 휨강성 및 전단강성을 갖는 단면 형태로 제공할 수 있도록 종방향 내부격벽(160d~160f)과 횡방향 내부격벽(160a~160c)의 폭 또는 높이가 변단면 형태로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 내부격벽을 구비한 중공 프리캐스트 슬래브 제작방법.
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