KR20210051261A - 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물에 관한 것으로, 철근 콘크리트 건축물에서 보를 구축하기 위한 특정 구조의 철근망을 콘크리트 재질의 프레임에 일체로 내장하여 형성함에 따라, 별도의 거푸집 해체작업 없이 철근 콘크리트 보를 시공할 수 있도록 한 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 콘크리트 재질을 매개로 그 단면이 "┗┛" 형상을 이루도록 일정 길이를 갖는 블럭형태로 형성된 프레임과; 그 단면이 "━┛" 형상 또는 "┗━" 형상을 이루도록 절곡된 금속재질로 이루어져 상기 프레임의 상단면에 길이방향을 따라 고정 설치되는 연결부재 및; 다수 개가 평행을 이루도록 배열 형성된 주근의 둘레를 따라 후프가 감싸여진 형태로 이루어져, 상기 프레임 내에 내장된 상태로 고정되는 철근망을 포함하여 구성된다.

Description

콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물{CONCRETE FRAME AND REINFORCED STEEL NET INTEGRATED BEAM STRUCTURE}

본 발명은 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근 콘크리트 건축물에서 보를 구축하기 위한 철근망을 거푸집 역할을 하는 콘크리트 재질의 프레임에 내장하여 일체형 구조물로 형성함에 따라, 별도의 거푸집 설치 및 해체작업 없이 건물 천장부에 보를 형성할 수 있도록 한 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 철근 콘크리트 건물은 콘크리트와 철근의 합성재료를 부재로 사용하여 지어진 건물을 일컫는다.

이때, 상기 콘크리트는 높은 압축강도를 가지고 있어 압축재료로는 매우 유용한 재료이나, 압축강도에 비해 낮은 인장강도를 갖고 있으므로, 인장측 보강이 요구되는 재료이며, 철근은 콘크리트의 이러한 단점을 보완하기 위하여 적용되고 있다.

상기 철근 콘크리트 건물은 내구성, 조형성 등의 장점에도 불구하고 많은 단점을 가지고 있는데, 대표적으로 공기가 길어지는 단점과 함께 거푸집 제작 및 설치에 따른 문제점, 균열에 따른 구조체의 악영향 등이 있다.

한편, 소정 건축물의 천장에는 지지력을 높일 수 있도록 천장으로부터 하측으로 돌출된 보가 형성되는데, 이때 해당 건축물에 콘크리트 보를 형성하기 위해서는 콘크리트 보를 타설할 수 있는 거푸집을 반드시 설치하여야만 한다.

즉, 상기 보 구축을 위한 거푸집은 다수개의 합판 거푸집을 조립하여 설치하게 되는데, 측면 및 하면 성형을 위한 각 합판 거푸집들을 보의 형태에 따라 조립하여 설치하고, 이후 합판 거푸집들이 이루는 내부공간에 철근을 설치하는 배근작업을 수행한 후, 거푸집 내부에 콘크리트를 투입하여 양생시키게 된다.

또, 상기 콘크리트의 양생 후에는 거푸집을 해체함에 따라, 특정 형태의 보 구조물이 완성될 수 있게 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 철근 콘크리트 보 구조물에 있어서는 거푸집의 제작 및 설치에 따라 공기가 늘어나게 되는 문제점이 발생하게 되었으며, 또한 거푸집의 해체 시에도 많은 노동력 및 작업시간이 소요됨에 따라, 경제성이 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.

이에, 본 출원인은 상술한 바와 같은 종래의 철근 콘크리트 보 구조물이 갖는 문제점을 해소하기 위하여, 국내 특허출원 제10-2019-0099371호를 통하여, "그 단면이 "┗┛" 형상을 이루도록 하판의 양측으로 각각 측판이 일체로 절곡 형성된 일정 길이를 갖는 프레임 및; 다수 개가 평행을 이루도록 배열 형성된 주근의 둘레를 따라 후프가 감싸여진 형태로 이루어져, 상기 프레임 내에 내장된 상태로 고정되는 철근망을 포함하여 구성되되; 상기 프레임의 내면에는 다수 개의 철근고정바가 길이방향을 따라 평행을 이루도록 배열 형성된 상태에서, 상기 철근망은 상기 철근고정바를 매개로 고정 설치되어, 상기 프레임 내면과 일정 간격 이격된 상태를 유지하도록 구성된 것."을 특징으로 하는 '프레임 및 철근망 일체형 보 구조물'을 출원한 바 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 '프레임 및 철근망 일체형 보 구조물'은 금속재질의 철판을 매개로 프레임이 형성됨에 따라, 콘크리트의 타설 시 압력에 의한 프레임의 변형이 발생하는 문제점이 발생하게 되었으며, 또한 화재 발생 시 프레임의 전도성이 매우 높음에 따라 철근망이 쉽게 훼손되어 피해를 가중시킬 우려가 있게 됨과 아울러, 용접작업을 통해 일체로 결합된 프레임과 철근망 상호 간의 결속력이 콘크리트 타설 시 충분히 보장되지 못하게 되는 문제점도 발생하게 되었다.

국내 특허출원 제10-2019-0099371호 국내 등록실용신안공보 제20-0219236호 국내 공개특허공보 제10-2002-0031749호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 철근 콘크리트 건축물에서 보를 구축하기 위한 특정 구조의 철근망을 콘크리트 재질의 프레임에 일체로 내장하여 형성함에 따라, 별도의 거푸집 해체작업 없이 철근 콘크리트 보를 시공할 수 있도록 한 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 콘크리트 재질을 매개로 그 단면이 "┗┛" 형상을 이루도록 일정 길이를 갖는 블럭형태로 형성된 프레임과; 그 단면이 "━┛" 형상 또는 "┗━" 형상을 이루도록 절곡된 금속재질로 이루어져 상기 프레임의 상단면에 길이방향을 따라 고정 설치되는 연결부재 및; 다수 개가 평행을 이루도록 배열 형성된 주근의 둘레를 따라 후프가 감싸여진 형태로 이루어져, 상기 프레임 내에 내장된 상태로 고정되는 철근망을 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 철근망은 상기 프레임의 높이 보다 수 센티미터[cm] 돌출된 형태로 내장된 상태에서, 상기 철근망의 양측면은 상기 연결부재의 측면과 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 연결부재의 하면에는 일정 길이를 갖으며 그 하단이 절곡된 다수 개의 매립부가 일체로 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임을 이루는 콘크리트 구조물 내에는 강도 보강을 위한 다수 개의 핀이 포함되어 구성됨이 바람직하다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 철근 콘크리트 건축물에서 보를 구축하기 위한 특정 구조의 철근망을 콘크리트 재질의 프레임에 일체로 내장하여 형성함에 따라, 별도의 거푸집 설치 및 해체작업 없이 철근 콘크리트 보를 형성할 수 있는 효과가 있게 되며, 이를 통한 공기단축 및 비용절감 효과를 얻을 수가 있게 된다.

또한, 콘크리트 재질의 프레임 내에 철근망이 내장된 특정 구조의 보 구조물을 통하여, 보의 구축에 따른 거푸집의 설치 및 해체 공정이 불필요하게 됨에 따라, 시공 현장에서의 소음 및 분진 발생 등이 저감되어, 시공성 및 작업환경이 개선되는 효과가 있게 된다.

또, 보 구조물에 포함되는 프레임을 기존의 금속재질에서 콘크리트 재질로 변경함에 따라, 금속재질의 변형 및 열전도에 따른 내구성의 문제점이 해소되면서 보다 우수한 품질의 보 구조물을 제공할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 분리사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 일부분 분리사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 일측면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물이 기둥 상단에 일직선을 이루도록 복수 개가 시공된 상태를 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물이 앙카 기능을 행하는 겹이음 철근을 매개로 기둥 상단에 마감 처리된 상태를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물 상호 간의 사이에 데크가 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 분리사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 일부분 분리사시도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 사시도, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물의 구성을 나타내는 일측면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 철근 콘크리트 건축물에서 보를 구축하기 위한 철근망을 콘크리트 재질의 프레임에 일체로 내장하여 형성함에 따라, 별도의 거푸집 설치 및 해체작업 없이 간편하게 철근 콘크리트 보의 구축이 가능하도록 구현된다.

본 발명에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 소정 건축물에서의 철근 콘크리트 보의 시공에 사용되도록 공장 등에서 사전 제작된 후 해당 건축물의 시공장소로 이송된 후 시공이 이루어지도록 제공된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 콘크리트 재질을 매개로 소정 블럭형태로 이루어진 프레임(10) 내에 특정 구조의 철근망(50)이 연결부재(30)를 매개로 고정 설치되어 구성된다.

상기 프레임(10)은 콘크리트 재질을 매개로 그 단면이 대략 "┗┛" 형상을 이루는 일정 길이의 블럭형태로 제작되어 제공된다.

상기 프레임(10)은 내장되는 철근망과 대응되는 크기를 갖도록 이루어지되, 그 폭(d)이 대략 50 내지 150센티미터[cm] 정도, 그 높이(h)가 대략 50 내지 200센티미터[cm] 정도, 그 두께(t)가 대략 40 내지 50밀리미터[mm] 정도의 치수를 갖도록 설계되며, 그 길이(l)는 대략 5 내지 10미터[m] 정도(가장 바람직하게는 8미터[m] 정도)의 치수를 갖도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 콘크리트 재질의 블럭형태로 제작되는 상기 프레임(10)에는 강도 보강을 위해 금속재질로 이루어진 다량의 핀(도시안됨)이 일체로 포함되어 구성된다.

상기 프레임(10)에 포함되는 핀은 일정 길이의 바(bar) 형상, "┏┓" 형상, "┓" 형상, "ㄹ" 형상, "Z" 형상 등을 비롯한 다양한 형상으로 이루어져, 한 개의 프레임(10) 내에 한 종류 또는 다수 종류의 핀이 대략 수 십 킬로그램[kg] 정도 포함되어 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 프레임(10)이 시멘트와 골재, 물 및 소정 배합재가 일정 비율로 핀과 함께 배합되면서 소정 형태의 콘크리트 블럭으로 제작되는 과정은 해당 분야의 공지된 기술이므로, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 연결부재(30)는 그 단면이 대략 "━┛" 형상 또는 "┗━" 형상을 이루는 일정 길이의 금속재질로 이루어져 상기 프레임(10)의 상단면에 길이방향을 따라 고정 설치되어 구성된다.

상기 연결부재(30)를 형성하는 금속재질의 두께는 대략 0.8 내지 6밀리미터[mm] 정도로 치수를 갖도록 이루어진다.

또, 상기 연결부재(30)는 상기 프레임(10)과 동일한 길이를 갖도록 구성되며, 그 폭(d')은 대략 40 내지 50밀리미터[mm] 정도, 그 높이(h')는 대략 5 내지 10밀리미터[mm] 정도의 치수를 갖도록 구성되며, 상기 연결부재(30)의 하면에는 다수 개의 매립부(32)가 용접작업을 통해 수직상태를 이루도록 일체로 돌출 형성되어 구성된다.

상기 연결부재(30)의 매립부(32)는 그 하단이 절곡된 일정 길이의 봉형태로 이루어져, 상기 연결부재(30) 하면의 길이방향을 따라 지그재그 형태로 배치된 상태에서, 콘크리트 재질을 매개로 한 프레임(10)의 제작 시 그 상면을 통해 해당 프레임(10)의 양측벽에 매립 고정되어 앙카 기능을 수행하면서 해당 연결부재(30)를 견고하게 지지하도록 구성된다.

상기 연결부재(30)의 측판에는 철근망(50)이나 데크(500)를 나사체결을 통해 선택적으로 조립할 수 있도록 다수 개의 장공(34)이 천공되어 구성된다.

상기 철근망(50)은 다수 개가 평행을 이루도록 배열 형성된 주근(52)의 둘레를 따라 후프(54)가 감싸여져 망 형태를 이루면서, 상기 프레임(10) 내에 내장된 상태로 고정 설치되어 구성된다.

이때, 상기 철근망(50)은 상기 프레임(10)의 높이 보다 수 센티미터[cm] 정도 상측으로 돌출된 형태로 내장된 상태에서, 상기 철근망(50)의 양측면은 상기 연결부재(30)의 측면과 용접 또는 나사체결 방식을 통해 고정 결합되도록 이루어진다.

한편, 상기 철근망(50)은 일정 길이를 갖는 다수 개의 주근(52)이 상호 평행을 이루면서 이격된 상태로 수평방향을 따라 배치되고, 다수 개가 수평방향으로 배치된 상기 주근(52)의 둘레를 따라서는 다수 개의 후프(54)가 일정 간격으로 감싸여지거나, 또는 한 개의 철근이 나선형태나 코일형태를 이루도록 연속적으로 권취되어 후프(54)를 형성하도록 이루어진다.

본 발명의 실시예에서, 상기 주근(52)은 상부 및 하부에 3개씩 총 6개의 철근이 배열된 상태로 상기 후프(54)가 권취되어, 전체적으로 철근망(50)이 대략 직육면체 형상을 이루도록 구성된다.

이때, 상기 주근(52)의 개수 및 배열 형태, 그에 따른 철근망(50)의 형상 등은 다양한 형태로 설계 변경이 가능함은 물론이다.

상기 주근(52) 및 후프(54)가 상호 교차되는 지점은 일정 강도를 갖는 철사나 고정클립으로 이루어진 결속부재(56)를 통해 결속되어, 상기 후프(54)가 주근(52)의 일정 지점에 견고하게 고정되도록 구성된다.

또, 상기 주근(52)을 형성하는 철근의 외주면 전체 또는 단부 측의 일정 길이만큼에는 나사산이 형성되는 한편, 각 주근(52)의 단부에는 철근의 외주면에 형성된 나사산과 대응되는 형상의 나사산이 그 내주면을 따라 형성된 관형상의 커플러(80)가 선택적으로 장착되어 사용될 수 있다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서의 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 상기 콘크리트 재질의 프레임(10) 내에 주근(52) 및 후프(54)를 포함하여 구성된 철근망(50)이 연결부재(30)를 매개로 견고하게 고정 설치된 형태로 제공되어 소정 건축물의 시공에 사용될 수 있게 된다.

상기 보 구조물은 기둥(100) 상단의 시공 위치에 설치되되, 하나의 보 구조물과 다른 하나의 보 구조물이 상호 일직선으로 위치하거나, 또는 상호 직각을 이루도록 설치된 상태에서, 각 보 구조물의 주근(52) 상호 간은 겹이음 철근(70)을 매개로 연결되면서 보 구조물 상호 간을 연계시키거나(도 5 참조), 상기 주근(52)의 단부가 앙카 기능을 행하는 겹이음 철근(72)을 매개로 마감되게 된다(도 6 참조).

상기 주근(52)의 단부에 앙카 기능을 행하도록 연결되는 겹이음 철근(72)은 상측에 위치한 주근(52)에만 설치되거나, 또는 상측 및 하측에 위치한 주근(52) 모두에 설치될 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이, 주근(52)과 겹이음 철근(70,72) 상호 간의 연결은 철사나 클립 등이 이용되거나 커플러(80)를 매개로 연결될 수 있다.

또, 상기 겹이음 철근(70)과 주근(20)의 연결 시에는 겹이음 철근(70)의 일단에만 커플러(80)가 사용되거나, 양단 모두에 커플러(80)가 사용될 수도 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은 블럭형태의 콘크리트 프레임(10)이 적용된 철근망 일체형 보 구조물이 설치된 후에는 상기 프레임(10) 내에 일정 량의 콘크리트가 채워져 양생됨에 따라, 해당 건축물의 보 시공이 완료되게 된다.

즉, 본 발명에 따른 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물은, 적어도 한 개 이상의 보 구조물이 기둥(100) 상단의 일정 지점에 설치된 상태에서, 상기 프레임(10) 내부는 보 형성을 위한 콘크리트가 타설되는 공간을 제공하게 되며, 이에 보 형성을 위한 콘크리트의 타설에 따라 철근망(50)과 함께 철근 콘크리트 보를 형성하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보 구조물의 시공이 완료된 상태에서, 보 상호 간의 사이에는 건축물의 천장을 형성하는 데크(200)가 고정 설치되되, 상기 데크(200)는 그 양단이 상기 프레임(10) 상단의 연결부재(30)에 용접 또는 장공(34)을 통한 나사체결 작업을 통해 견고하게 고정 설치될 수 있게 된다.

이에, 상기 보 구조물은 상기 프레임(10) 자체가 거푸집 역할을 행하게 됨과 동시에 별도의 해체작업이 없이 철근 콘크리트 보 구조체로 시공되면서, 높은 인장강도를 나타냄과 아울러, 우수한 내열성 및 내구성 등의 특징을 제공하여 보 구조물의 강도를 향상시키는 작용을 행할 수 있게 된다.

또한, 특정 구조의 철근망(50)이 상기 프레임(10) 내에 고정된 구조를 통해 철근의 사용량을 절감할 수가 있게 되며, 별도의 거푸집 설치 및 해체공정이 불필요하게 됨에 따라, 작업자의 노동력 및 작업시간을 크게 절감할 수도 있게 되는 것이다.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 및 수정 발명들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되는 것이다.

10: 프레임, 30: 연결부재,
32: 매립부, 34: 장공,
50: 철근망, 52: 주근,
54: 후프, 56: 결속부재,
70,72: 겹이음 철근, 80: 커플러,
100: 기둥, 200: 데크.

Claims (4)

1. 콘크리트 재질을 매개로 그 단면이 "┗┛" 형상을 이루도록 일정 길이를 갖는 블럭형태로 형성된 프레임과;
   그 단면이 "━┛" 형상 또는 "┗━" 형상을 이루도록 절곡된 금속재질로 이루어져 상기 프레임의 상단면에 길이방향을 따라 고정 설치되는 연결부재 및;
   다수 개가 평행을 이루도록 배열 형성된 주근의 둘레를 따라 후프가 감싸여진 형태로 이루어져, 상기 프레임 내에 내장된 상태로 고정되는 철근망을 포함하여 구성된 것;을 특징으로 하는 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 철근망은 상기 프레임의 높이 보다 수 센티미터[cm] 돌출된 형태로 내장된 상태에서, 상기 철근망의 양측면은 상기 연결부재의 측면과 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 연결부재의 하면에는 일정 길이를 갖으며 그 하단이 절곡된 다수 개의 매립부가 일체로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 프레임을 이루는 콘크리트 구조물 내에는 강도 보강을 위한 다수 개의 핀이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 프레임이 적용된 철근망 일체형 보 구조물.

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