KR20220021356A - 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판 형상의 데크플레이트(200);
상기 데크플레이트(200) 상부에 거치되는 경량성형재(300);
상기 경량성형재(300) 양 옆으로 상기 데크플레이트(200) 상부에 설치되는 강관트러스거더(100);
를 포함하여 구성되는 것을 유닛으로 하여,
상기 유닛 다수개가 상호간에 상기 데크플레이트(200) 측면의 연결부(210)를 통하여 결합하는 것을 특징으로 하는 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조를 제공한다.

Description

강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조{deck plate structure for long span without support using steel tube reinforcement}

본 발명은 건축물에서 철근콘크리트 슬래브의 영구거푸집에 관한 것으로써, 철근콘크리트 슬래브공사 중의 시공하중을 받치기 위해 거푸집 하부에 설치하는 가설지주 없이 장스팬에 적용 가능한 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조에 관한 것이다.

철근콘크리트 구조는 액체상태의 콘크리트를 거푸집에 타설하여 굳힘으로서 구조체를 형성하기 때문에 조형이 매우 뛰어난 공법이다.

그러나 구조적인 기능은 콘크리트가 경화된 후에야 가능하므로, 경화전 액체상태에서는 거푸집이 구조적인 기능을 대신하여야 한다.

슬래브 거푸집의 경우 거푸집널을 장선, 멍에, 동바리 등으로 구성된 가설지주로 받쳐주는 것으로, 액체상태의 콘크리트를 포함한 자재 및 시공하중이 거푸집널 → 장선 → 멍에 → 동바리 → 바닥면(하중을 버틸 능력이 있는)으로 전달된다.

거푸집널, 장선 그리고 멍에는 슬래브와 평행하게 설치되는 것에 반하여 동바리는 수직방향으로 세워지는 것으로 슬래브 콘크리트가 경화되어 구조적으로 기능하기 전까지는 해체할 수 없어, 슬래브 하부에서의 다른 공정에 제한을 주는 등 작업공간 활용의 방해요인이 된다.

또한, 콘크리트 경화 후에는 콘크리트 슬래브 면에 붙어있는 거푸집널, 장선 그리고 멍에를 해체해야 하므로 낙하 등 위험을 내포하며, 소음도 커서 도심지에서는 민원의 원인이 된다.

이에 가설지주 없이 슬래브 설치가 가능한 다양한 무지보 공법이 제안되고 있어, 특히 강판을 절곡하여 판강성을 높여 거푸집으로 사용하여 콘크리트 슬래브공사 중의 시공하중을 부담하여 무지보공법을 구현한 데크플레이트공법은 철골구조의 기본이 되었다.

또한, 데크플레이트 절곡면을 평탄하게 한 T형 데크플레이트나 철근이 트러스 형식으로 기조립(이하 트러스 거더라 함)되어 일체화된 데크플레이트가 개발되어 철근콘크리트구조에도 쉽게 적용할 수 있고 시공성 향상 및 노동력절감에 따른 공기단축이 가능하여 널리 사용되고 있다.

그러나 이러한 공법은 스팬이 4m 정도가 한계로, 주차장과 같은 8m X 8m 규모의 철근콘크리트 슬래브를 형성하기 위해서는 중간에 작은 보(Beam)를 설치하여야 한다.

작은 보 없이 8m 정도의 장스팬에 적용하기 위해, 데크플레이트의 춤(높이)을 높이고 부재 강성을 보강한 '춤이 깊은 건축용 합성 데크플레이트(등록특허 10-0379783)'가 제안되어 적용되고 있으나, 데크플레이트 측판의 좌굴로 춤의 높이가 제한되고, 판강성을 높이기 위해 데크플레이트의 두께를 두껍게 하면 인력으로 취급할 수 없어, 결과적으로 시공성을 고려한 취급 적용 가능한 스팬은 9m 이나 6m 이상의 스팬에서는 가설지주가 필요한 단점이 있다.

이를 위한 대안으로 춤이 깊은 데크플레이트와 트러스 거더를 결합하여 데크플레이트와 트러스 거더가 구조적으로 함께 기능하도록 하여 휨 강성을 보강한 '역삼각 트러스 거더 삽입형 데크(등록특허 10-1783035)'가 제안되었으나, 조립된 상태에서는 통상의 60cm폭에서 100kg정도로 설치자 2명의 인력으로는 취급 불가능하여 현장에서 데크플레이트를 설치한 후에 별도로 트러스 거더를 설치하고 용접 등으로 결합하여야 한다. 그러나, 장스팬에서는 휨을 고려하여 부재에 미리 치올림(camber)이 필요하나, 춤이 깊은 데크플레이트는 구조적으로 치올림이 어려워 데크플레이트와 트러스 거더에 치올림의 차이가 발생하여 결합에 어려움이 많다,

그래서, 장스팬용 데크플레이트는 구조적인 문제보다도 인력으로 취급 가능한 경량화가 필수적이다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허 제0379783호 '춤이 깊은 건축용 합성 데크플레이트', 2003년03월29일 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제1783035호 '역삼각 트러스 거더 삽입형 데크', 2017년09월22일

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것으로, 철근콘크리트 슬래브공사에 있어 작은 보가 필요 없고 8m 정도의 장스팬에서도 가설지주 없이 인력으로 시공 가능한 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 평판 형상의 데크플레이트(200);

상기 데크플레이트(200) 상부에 거치되는 경량성형재(300);

상기 경량성형재(300) 양 옆으로 상기 데크플레이트(200) 상부에 설치되는 강관트러스거더(100);

를 포함하여 구성되는 것을 유닛으로 하여,

상기 유닛 다수개가 상호간에 상기 데크플레이트(200) 측면의 연결부(210)를 통하여 결합하는 것을 특징으로 하는 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조를 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 철근콘크리트 슬래브공사에 있어 경량화된 강관철근을 적용함으로서 주차장 규모의 8m 정도의 장스팬에서도 작은 보와 가설지주 없이 인력으로 시공 가능한 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조를 제공한다.

둘째, 공장제작 현장 설치로 제작 및 시공성이 우수한 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조를 제공한다.

도 1은 본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조에서 유닛의 결합사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조의 시공과정을 순서대로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조의 단면도이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조에서 유닛의 결합사시도이고,

도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조는,

평판 형상의 데크플레이트(200);

상기 데크플레이트(200) 상부에 거치되는 경량성형재(300);

상기 경량성형재(300) 양 옆으로 상기 데크플레이트(200) 상부에 설치되는 강관트러스거더(100);

를 포함하여 구성되는 것을 유닛으로 하여,

상기 유닛 다수개가 상호간에 상기 데크플레이트(200) 측면의 연결부(210)를 통하여 결합하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조의 시공과정을 순서대로 도시한 것이고,

도 4는 본 발명의 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조의 단면도이다.

본 발명은 상기 강관트러스거더(100)의 최상단을 구성하는 상현재(110)는 상기 경량성형재(300) 상부면 보다 높은 레벨로 설치되고,

다수개의 상기 유닛 상호간에 인접한 상기 상현재(110)는 좌굴방지구(400)로 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하, 구체적으로 설명한다.

상기 강관트러스거더(100)는 하부의 하현재(120), 상부의 상현재(100) 그리고 상기 하현재(120)와 상기 상현재(100)를 연결하는 래티스재(130)로 구성된다.

상기 래티스재(130) 하단은 상기 데크플레이트(200) 상부에서 자립할 수 있도록 절곡하여 받침대(131)를 형성한다.

그리고 철강 기술의 발달로 항복강도가 800N/㎟로 기성 철근보다 2배 이상의 강도를 갖는 강관이 개발되어 실용화되어 있으므로 이를 철근 대용으로 사용하여, 상기 하현재(120)와 상기 상현재(100)는 통상적인 철근보다 경량인 파이프 형상의 상기 강관을 사용한다.

상기 상현재(110)와 하현재(120)는 항복강도가 800N/㎟로 기성 철근의 1/2 이하의 단면만으로도 동등의 성능이 구현되기 때문에 경량화가 가능하며, 상기 래티스재(130)는 강봉으로 상기 상현재(110)와 하현재(120)를 양쪽에서 용접하며 트러스를 형성한다.

상기 받침대(131)는 하기 거치대(220)에서 2곳 이상에서 용접되어 상기 강관트러스거더(100)가 상기 데크플레이트(200)에 수직으로 자립하며 콘크리트(C) 타설에 의해 상기 데크플레이트(200)에 작용하는 하중을 상기 강관트러스거더(100)에 전달하는 역할을 한다.

상기 데크플레이트(200)는 전체적으로 평판 형상으로 양단에는 상호간에 연결이 가능하도록 연결부(210)가 형성된다.

상기 연결부(210)는 상기 데크플레이트(200)의 양단에서 대응하는 형상으로 절곡되어 형성되되, 일단은 위에서 아래로 결합이 가능하도록 상부연결부(210b)로 형성되고 타단은 아래에서 위로 결합이 가능하도록 하부연결부(210a)로 형성된다.

그리고 상기 상부연결부(210b)의 끝단은 다시 안으로 접히도록 절곡하여 상기 하부연결부(210a)의 끝단에 걸리면 이탈되지 않도록 한다.

상기 래티스재(130)의 상기 받침대(131)가 설치되는 상기 데크플레이트(200)의 상부면에는 판재를 절곡하여 거치대(220)를 상부로 돌출되도록 형성하며,

상기 거치대(220)에 상기 받침대(131)가 용접으로 접합된다.

또한 상기 경량성형재(300)가 거치되는 상기 데크플레이트(200)의 상부면에는 상부로 돌출된 엠보싱(230)을 형성한다.

상기 경량성형재(300)는 통상적인 중공재 재질로 형성되며 단면은 T형으로 하는 것이 바람직하다.

왜냐하면 상기 경량성형재(300) 측면 하부 아래로 상기 받침대(131)가 삽입 설치되기 때문이며, 상기 래티스재(130)가 상기 경량성형재(300)의 측면에 밀착할 수 있기 때문이다.

상기 좌굴방지구(400)의 양단 하부에는 상기 상현재(100)가 삽입되어 결합하는 삽입홀(410)이 형성된다.

상기 데크플레이트(200), 상기 경량성형재(300) 및 상기 강관트러스거더(100)의 결합체인 유닛은 공장에서 선제작되며,

시공현장에서는 보 또는 벽에 상기 유닛을 거치하고 설치된 상기 유닛에 다른 유닛을 연결하여 시공하며, 이어서 상기 좌굴방지구(400)를 시공하고 콘크리트(C)를 타설하고 양생한다.

이때 상기 콘크리트(C) 타설에 대하여 상기 강관트러스거더(100)가 하중을 부담하는 구조적인 기능을 하고, 상기 데크플레이트(200)는 거푸집으로 사용되며, 상기 경량성형재(300)는 상기 콘크리트(C) 경화 후의 구조적인 성능 저하를 최소화하며 상기 콘크리트(C) 하중을 절감한다. 그리고 상기 좌굴방지구(400)가 시공하중에 의한 상기 상현재(110)의 횡좌굴을 방지하여 상기 강관트러스거더(100)의 성능을 최대한으로 극대화한다.

상기 데크플레이트(200)는 콘크리트(C) 타설 후에도 탈형을 하지 않는 영구거푸집이고 상기 강관트러스거더(100)와 용접을 하기 때문에 부식에 강한 아연도금 강판이 바람직하다.

그리고 상기 거치대(220)는 용접에 의한 물성변화에 따른 부식을 상기 데크프레이트(200) 하부면에 노출되지 않게 하기 위한 것이고, 상기 엠보싱(230)은 판강성을 높이기 위해 횡방향으로 일정 간격으로 형성되는 것이다.

상기 경량성형재(300)는 가공 및 경제성을 고려하여 스티로폼(EPS)이 바람직하며, T형의 단면은 콘크리트(C)의 횡단면이 하부에 코끼리 발모양을 이루는 역T형의 연속체인 조이스트 슬래브의 형태로 휨저항에 효과적인 단면을 형성하기 위한 것이다.

즉, 도 4의 빨간 점선 부분과 같이 2개의 상기 경량성형재(300) 사이에 내부에 상기 강관트러스거더(100)가 배근된 역T형의 콘크리트 거더가 자동적으로 형성된다.

상기 경량성형재(300)의 상부 측면이 상기 래티스재(130)와 접해 횡방향 이동이 구속되며, 하부면이 상기 데크플레이트(200)와 우레탄폼 등에 의해 접합되어 콘크리트(C) 타설 시의 부력을 방지한다.

상기 경량성형재(300)의 설치는 현장에서도 가능하며, 상기 데크플레이트(200)와의 결합은 기성의 기계적인 방법으로도 가능하다(미도시).

상기 좌굴방지구(400)는 양단에 상기 상현재(110)가 삽입 고정되는 삽입홀(410)이 가공되어 상기 상현재(110)의 수평이동을 구속하여 철근콘크리트 슬래브공사에 있어 시공하중에 의한 상기 상현재(110)의 횡좌굴을 방지하기 위한 것으로, 비틀림이나 휨변형에 강한 형태의 강재가 바람직하며, 상기 강관트러스거더(100)의 길이 방향으로 규칙적인 간격으로 설치하기보다는 상기 상현재(110)의 횡좌굴의 발생 가능성이 높은 중앙부에 조밀하게 설치한다.

본 발명은 시공 가능한 무게를 고려하면 가설지주 없이 8m정도가 가능하며, 슬래브 두께에 대하여 스팬이 18~22배 정도가 바람직하다.

일반적으로 슬래브의 스팬이 길어지면 슬래브 두께도 비례하여 두꺼워져 슬래브 두께 전체를 콘크리트로 채우면 하중부담이 너무 커서 장선슬래브, 와플슬래브, 중공슬래브와 같이 슬래브의 두께는 유지하면서(휨 강성을 유지하며) 중공부를 만들어 경량화하는 공법이 적용되어, 본 발명에서도 상기 경량성형재(300)로 조이스트슬래브 형태의 단면을 구성하는 것을 특징으로 한다.

특히 상기 경량성형재(300)의 단면을 T형으로 하여 콘크리트(C)의 횡단면이 하부에 코끼리 발모양을 이루는 역T형으로 하여 단면2차모멘트를 향상하여 휨저항에 효과적으로 하는 특징이 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

C: 콘크리트
100: 강관트러스거더
110: 상현재
120: 하현재
130: 래티스재
131: 받침대
200: 데크플레이트
210: 연결부
210a: 하부연결부
210b: 상부연결부
220: 거치대
230: 엠보싱
300: 경량성형재
400: 좌굴방지구
410: 삽입홀

Claims (2)

1. 평판 형상의 데크플레이트(200);
   상기 데크플레이트(200) 상부에 거치되는 경량성형재(300);
   상기 경량성형재(300) 양 옆으로 상기 데크플레이트(200) 상부에 설치되는 강관트러스거더(100);
   를 포함하여 구성되는 것을 유닛으로 하여,
   상기 유닛 다수개가 상호간에 상기 데크플레이트(200) 측면의 연결부(210)를 통하여 결합하는 것을 특징으로 하는 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조.
   
2. 제1항에서,
   상기 강관트러스거더(100)의 최상단을 구성하는 상현재(110)는 상기 경량성형재(300) 상부면 보다 높은 레벨로 설치되고,
   다수개의 상기 유닛 상호간에 인접한 상기 상현재(110)는 좌굴방지구(400)로 연결되는 것을 특징으로 하는 강관철근을 이용한 장스팬용 무지보 데크플레이트 구조.
   
   

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