KR20230059091A - 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬래브 콘크리트 구조에 있어서,
상호간에 일정 거리 이격되어 이격부(G)를 형성하고 수평으로 거치되는 2개의 슬래브거푸집(F);
상기 이격부(G)에 상기 슬래브거푸집(F) 보다 레벨다운되어 설치되는 슬래브보강기구(1000);
를 포함하여 구성되어,
상기 슬래브거푸집(F)과 상기 슬래브보강기구(1000) 상부에 슬래브콘크리트(C)가 타설되고,
상기 슬래브거푸집(F)은 탈형되는 것을 특징으로 하는 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공한다.

Description

층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조{Reinforcement structure of slab effective against noise between floors}

본 발명은 공동주택 등 상하층이 세대를 달리하는 공간으로 구분되는 슬래브에 적용하기 위한 것으로, 층간소음이 문제가 되는 공동주택에서 생활하중에 따른 슬래브의 진동을 억제하여 층간소음 방지에 효과적인 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에 대한 것이다.

공동주택 등 상하층이 세대를 달리하는 공간으로 구분되는 건축물에서 층간소음은 의자 끄는 소리와 같은 중고주파수 성분의 ‘경량충격음’과 보행과 같은 무겁고 부드러운 충격에 의한 저주파 성분의 ‘중량충격음’으로 구분되는데, 특히 실내에서 맨발로 생활하는 우리나라의 주거습관으로 중량충격음이 심각한 문제이다.

층간소음은 고체음이라하여 구조체를 통하여 전달되는 것으로 구조체의 진동에 의한 영향이 큰데, 시공성이 우수하여 공동주택의 대표적인 구조로 슬래브와 벽체만으로 구성되는 벽식 구조는 슬래브가 진동하기 쉬운 구조이기 때문에 층간소음에 매우 취약하여, 주거형태가 아파트와 같은 공동주택이 중심이 된 1980년대 이후로 빈번한 살상사건 등 사회적으로 큰문제가 되고 있어, 2005년부터는 주택건설 기준으로 최저 소음을 규정하고 있으나 만족할 만한 해결책을 얻지 못하고 있다.

이에 대한 방안으로 슬래브의 두께를 구조적으로 필요한 두께 이상으로 규제하고 있으나 필요 이상의 슬래브 두께로 인하여 구조물 전체의 하중을 증가시켜 구조물에 부담이 될 뿐 층간소음에 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있다.

보다 적극적인 방법으로 슬래브의 진동(휨 변형)에 대하여 구조적으로 슬래브를 보강하는 방법이 제안되고 있다.

등록특허 제10-0722520호는 슬래브 저면에 보강재(FRP)를 붙이는 방식으로, 슬래브와 보강재의 접합이 매우 어려워 시공에 문제가 있고, 장력이 도입 안 된 상태에서의 휨 변형에 대한 보강이기 때문에 보강 효과가 낮아 층간소음에서도 뚜렷한 개선이 안 되며 경제적이지 못하다.

등록특허 제10-0613418호는 슬래브 저면에 버팀대(bracket)를 설치하고 강선을 고정하여 인장력을 도입함으로서 슬래브의 중앙부를 받쳐주는 방식으로, 수평으로 설치된 강선의 인장력으로 수직방향으로 거동하는 슬래브를 받치기 때문에 힘의 전달이 비효율적으로 큰 변형에나 영향을 끼칠 수 있어 층간소음과 같은 미세진동에는 효과를 기대 할 수 없고, 버팀대 고정 및 2방향 이상에서 균일한 장력도입 등 시공이 어려운 단점이 있다. 또한 설치를 슬래브 하부와 천정 사이에 설치하기 때문에 층고에 민감한 벽식구조에는 공간적인 제약으로 적용이 어렵다.

또한, 상술의 기술들은 기 시공된 구조물에서의 슬래브 보강방법으로 신축 구조물에서는 적합하지 못하여, 경제적이면서 시공이 쉽고 층간소음에 효과적이며 신축 구조물에 적용 가능한 슬래브 보강이 요구되고 있다.

이에 본 발명자는 슬래브 내부에 설치하고 슬래브 중앙부 하부에서 볼트조임만으로 슬래브 내부에 설치된 강연선에 장력을 부여함으로써 탄성 지지부를 통하여 슬래브를 상방으로 올리며 탄성 지지하는 형태로 층간소음의 저감에 효과적으로 기능하도록 고안하였다(등록특허 제10-2155909호).

상기 발명은 슬래브 내부에 설치하기 때문에 공간적인 제약에서 자유롭고, 슬래브의 하중이 증가하거나 내력이 저하되거나 하는 구조적인 영향이 없어, 기성의 구조설계 내에서 구조변경 없이 적용 가능한 것이 특징이다.

한편,「화재예방, 소방시설 설치ㆍ유지 및 안전관리에 관한 법률」과「건축물의 설비기준 등에 관한 규칙」에 의해 슬래브하부와 천장사이에는 스프링클러와 환기시스템이 필수로, 작업공간 확보와 설비들간의 교차 등으로 150㎜이상의 공간이 필요하나, 일부 부분에만 설치되기 때문에 공간 활용이 가능하다.

상기 발명의 실험 결과, 진동이 가장 심한 슬래브의 정중앙부에 집중하여 설치하고, 슬래브의 두께가 두꺼울수록 효과적인 것이 확인되어, 공동주택에 적용되는 환기시스템과 스프링클러를 위한 슬래브하부와 천장사이의 공간을 활용한 개선된 슬래브 보강이 가능하다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0722520호 ‘슬래브 바닥 구조물’, 2005년05월19일 출원 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-0613418호 ‘바닥충격음 저감장치’, 2004년12월14일 출원

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 생활하중에 따른 슬래브의 진동에 의한 층간소음이 문제가 되는 공동주택에서, 슬래브의 진동을 억제하여 층간소음에 효과적이면서, 경제적이며 시공이 쉽고 신축 구조물에 적용 가능한 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 슬래브 콘크리트 구조에 있어서,

상호간에 일정 거리 이격되어 이격부(G)를 형성하고 수평으로 거치되는 2개의 슬래브거푸집(F);

상기 이격부(G)에 상기 슬래브거푸집(F) 보다 레벨다운되어 설치되는 슬래브보강기구(1000);

를 포함하여 구성되어,

상기 슬래브거푸집(F)과 상기 슬래브보강기구(1000) 상부에 슬래브콘크리트(C)가 타설되고,

상기 슬래브거푸집(F)은 탈형되는 것을 특징으로 하는 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 생활하중에 따른 슬래브의 진동에 의한 층간소음이 문제가 되는 공동주택에서, 슬래브의 진동을 억제하여 중량충격음을 저감하는 층간소음 방지에 효과적인 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공한다.

둘째, 경제적이며 시공이 쉽고 신축 구조물에 적용 가능한 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공한다.

셋째, 슬래브 내부에 설치하기 때문에 공간적인 제약에서 자유로운 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공한다.

넷째, 슬래브의 내력 등 구조적인 영향 없이 기성의 구조설계 내에서 적용 가능한 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조를 제공한다.

도 1은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에 사용되는 슬래브보강기구의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 결합사시도이다.
도 3은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에서 모든 거푸집이 탈형된 후 슬래브를 하부에서 바라본 모습을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 인장수단인 인장보강구의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 인장수단인 인장보강구에서 탄성지지부의 상세도이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조의 시공과정을 설명한 것이다.
도 8은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에서 강연선의 인장력 조절 개념과 힘의 전달과정을 도시한 것이다.

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

도 1은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에 사용되는 슬래브보강기구의 분해사시도이다.

도 2는 도 1의 결합사시도이다.

도 3은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에서 모든 거푸집이 탈형된 후 슬래브를 하부에서 바라본 모습을 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 사용되는 인장수단인 인장보강구의 분해사시도이다.

도 5는 본 발명에 사용되는 인장수단인 인장보강구에서 탄성지지부의 상세도이다.

도 6 내지 7은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조의 시공과정을 설명한 것이다.

도 8은 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조에서 강연선의 인장력 조절 개념과 힘의 전달과정을 도시한 것이다.

도 6 내지 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조는,

슬래브 콘크리트 구조에 있어서,

상호간에 일정 거리 이격되어 이격부(G)를 형성하고 수평으로 거치되는 2개의 슬래브거푸집(F);

상기 이격부(G)에 상기 슬래브거푸집(F) 보다 레벨다운되어 설치되는 슬래브보강기구(1000);

를 포함하여 구성되어,

상기 슬래브거푸집(F)과 상기 슬래브보강기구(1000) 상부에 슬래브콘크리트(C)가 타설되고,

상기 슬래브거푸집(F)은 탈형되는 것을 특징으로 한다.

그리고 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이,

상기 슬래브보강기구(1000)는,

보강거푸집(100);

상기 보강거푸집(100) 상부에 설치되는 인장수단 및 트러스철근(300);

을 포함하여 구성되어,

상기 슬래브콘크리트(C)의 타설전 또는 타설후에 상기 인장수단이 긴장되어 프리스트레스를 부여하는 것을 특징으로 한다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이,

상기 보강거푸집(100)은 탈형되는 것을 특징으로 한다.

상기 인장수단은 통상적인 수단을 사용할 수도 있으나 본 발명에서는 도시된 인장보강구(200)를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 트러스철근(300)은 상부근(310), 하부근(320) 및 래티스(330)로 구성되는 통상적인 삼각트러스를 이용할 수 있다.

상기 트러스철근(300)은 구조재이면서 시공과정에서 후술하는 인장보강구(200)를 보호하는 기능을 수행한다.

도 1 내지 2, 도 4 내지 7 등에 도시된 바와 같이,

본 발명에 사용되는 인장보강구(200)는,

보강슬래브(S`) 내에 매립되는 정착부(220);

상기 보강슬래브(S`) 하부에 매립되되 하단이 상기 보강슬래브(S`) 하부에 노출되는 탄성지지부(230);

상기 정착부(220)와 상기 탄성지지부(230) 사이에 연결되는 강연선(210);

을 포함하여 구성되되,

상기 보강슬래브(S`) 양생후 상기 탄성지지부(230) 하부의 장력조절수단(234)을 이용하여 상기 강연선(210)에 인장력을 도입하므로써, 상기 보강슬래브(S`)를 탄성지지하며,

상기 보강슬래브(S`) 및 슬래브(S) 상부에서의 생활하중으로 상기 보강슬래브(S`) 및 상기 슬래브(S)가 진동하는 것을 억제하여 층간소음의 저감에 효과적인 것을 특징으로 한다.

그리고

상기 정착부(220)는 2개로 구성되고,

상기 2개의 정착부(220)와 연결된 2개의 강연선(210)은 상기 탄성지지부(230)를 중심으로 상호간에 둔각의 V형상을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 강연선(210)은 인장력을 확보할 수 있도록 내식성과 내구성을 가진 강선을 꼬아서 제작하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 강연선(210)은 인장력 조절시 보강슬래브(S`)와의 부착(마찰)을 방지하기 위하여 언본드 처리(unboned)가 부재 길이의 1/2이상 실시되는 것이 바람직하며, 상기 언본드 처리(unboned)로 비닐튜브 등을 이용할 수 있다.

또한 상기 강연선(210)은 보강슬래브(S`)의 스팬방향 즉, 인장철근의 방향과 동일하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 정착부(220)는,

상기 보강슬래브(S`)에 매립되는 앵커(221);

상기 앵커(221) 중단에 결합되는 상기 강연선(210)을 고정하는 정착구(222);

를 포함하여 구성된다.

상기 탄성지지부(230)는,

하부가 개방된 매입박스(231);

상기 매입박스 내부에 설치되는 장력도입볼트(233);

상기 매입박스(231) 하부에 설치되되 중앙의 구멍(232a)으로 상기 장력도입볼트(233) 하단이 노출되는 가압지지판(232);

상기 가압지지판(232) 하부로 노출된 상기 장력도입볼트(233)의 하단에 체결되는 장력조절수단(234);

을 포함하여 구성되며,

상기 매입박스(231) 측면에는 인입구(231a)가 형성되어 상기 인입구(231a)로 상기 슬리브관(211)이 상방에서 하방으로 경사지게 외부에서 인입되어 설치되고,

상기 슬리브관(211)으로 상기 강연선(210)이 인입되어 상기 장력도입볼트(233) 상단의 걸고리구멍(233a)에 체결된다.

상기 슬리브관(211)은 시공성을 고려하여 탄성을 가진 주름관(Corrugate Tube)과 같이 잘 휘어지는 소재가 바람직하다.

상기 정착부(220)는 2개로 구성되고, 상기 2개의 정착부(220)와 연결된 2개의 강연선(210)은 상기 탄성지지부(230)를 중심으로 상호간에 둔각의 V형상을 이루게 될 경우에는,

도 5에 도시된 바와 같이 상기 강연선(210)은 외부에서 볼 때는 2개이나 실질적으로는 1개의 강연선이 상기 슬리브관(211)으로 인입되어 상기 걸고리구멍(233a)을 통하여 반대쪽 슬리브관(211)으로 빠져나가게 된다.

상기 장력도입볼트(233)의 외주면은 수나사산(233b)이 형성되어 너트 형식의 상기 장력조절수단(234)을 회전하게 되면, 상기 장력도입볼트(233)의 상승 및 하강 작용으로 상기 강연선(210)에 인장력이 해제되거나 작용하게 된다.

상기 보강거푸집(100)은 수평하부면을 구성하는 수평널(110)과 상기 수평널(110) 양단에서 수직으로 설치되는 수직널(120)로 구성된다.

상기 수평널(110)과 상기 수직널(120)은 판재를 절곡하여 일체로 형성하는 것이 바람직하나 현장 사정에 따라 별개의 부재가 조립되어 사용될 수도 있다.

도시된 바와 같이, 상기 수평널(110)은 상기 슬래브거푸집(F) 보다 레벨다운되어 설치되므로 단차가 발생하게 되는 데, 상기 수직널(120)이 상기 단차를 메우는 기능을 한다.

상기 수직널(120)의 높이는 종래의 환기시스템과 스프링클러를 위한 최소한의 공간을 제외한 슬래브 하부와 천장사이의 간격이며, 종래의 거푸집 소재를 이용한 탈형방식이나 아연도금강판 등을 소재로한 비탈형방식(일체형)도 가능하다.

상기 수평널(110)의 구멍(111)에는 상기 장력조절수단(234)이 관통한다.

상기 보강슬래브(S`)는 주변 슬래브(S)보다 두꺼워 구조적으로 처짐(진동)에 유리하고, 장력이 부여된 상기 강연선(210)의 복원력으로 상기 탄성지지부(230)를 통하여 슬래브(S)를 상방으로 올리며 탄성지지되어, 결과적으로 보행 등 생활하중으로 슬래브(S)가 진동하는 것을 억제하여 층간소음의 저감에 효과적으로 기능하는 것을 특징으로 한다.

도 6 내지 7에 도시된 본 발명의 시공방법은,

① 보강거푸집(100)에 인장보강구(200)와 트러스철근(300)을 조립하여 설치하되, 상기 정착부(220)를 사선으로 잡아 당겨 상기 강연선(210)을 소정의 긴장력으로 긴장하고 상기 앵커(221)를 상기 상부근(310)에 결속하여 고정하는 준비단계;

② 2개의 슬래브거푸집(F)을 상호간에 일정 거리 이격되어 이격부(G)를 형성하고 수평으로 설치한 후, 상기 이격부(G)에 상기 슬래브거푸집(F) 보다 레벨다운되도록 슬래브보강기구(1000)를 설치하는 슬래브거푸집설치단계;

③ 철근(미도시) 및 설비배관(미도시) 공사가 완료된 상태에서, 상기 슬래브거푸집(F)과 상기 슬래브보강기구(1000) 상부에 슬래브콘크리트(C)를 타설하고 양생된 후 상기 슬래브거푸집(F)과 상기 보강거푸집(100)을 탈형하는 슬래브콘크리트시공단계;

④ 상기 보강슬래브(S`) 하부에 돌출된 상기 장력조절수단(234)을 조여 상기 장력도입볼트(233)를 하방으로 내리므로 상기 강연선(210)에 길이변화가 생기게 함으로서 장력이 도입되도록 하는 긴장단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

다만, 상기 ③ 단계에서 상기 보강거푸집(100)은 아연도금 강판으로 제작하여 상기 트러스철근(300)과 일체화한 경우에는 탈형하지 않아도 된다.

그리고 상기 ④ 단계와 같이,

상기 보강슬래브(S`) 하부에 돌출된 상기 장력조절수단(234)을 조여 상기 장력도입볼트(233)를 하방으로 내리므로 상기 강연선(210)에 길이변화가 생기게 함으로서 장력이 도입되도록 하면,

상기 정착부(220)가 상기 보강슬래브(S`)에 정착 고정된 상태에서 상기 강연선(210)의 장력발생에 따른 복원력이 상기 강연선(210)과 연결된 상기 장력도입볼트(233)를 위로 올리려고 한다.

따라서 결과적으로 상기 장력도입볼트(233) - 장력조절수단(234) - 가압지지판(232)을 통하여 콘크리트 슬래브(S)를 상방으로 올리게 되어 마치 활대[콘크리트 슬래브(S)] - 활시위[강연선(210)] - 화살[장력도입볼트(233)]과 같은 구조가 된다.

그러므로 상기 가압지지판(232)이 보강슬래브(S`)를 탄성지지하며 보강슬래브(S`)를 긴장시켜, 상기 보강슬래브(S`) 및 상기 슬래브(S) 상부에서 생활하중으로 상기 보강슬래브(S`) 및 상기 슬래브(S)가 진동하는 것을 억제함으로서 층간소음의 저감에 효과적으로 기능하는 것을 특징으로 한다.

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.

G: 이격부
F: 슬래브거푸집
FW: 벽거푸집
C: 슬래브콘크리트
S: 슬래브
S`: 보강슬래브
1000: 슬래브보강기구
100: 보강거푸집
110: 수평널
111: 구멍
120: 수직널
200: 인장보강구
210: 강연선
211: 슬리브관
220; 정착부
221: 앵커
222: 정착구
230: 탄성지지부
231: 매입박스
231a: 인입구
232: 가압지지판
232a: 구멍
233: 장력도입볼트
233a: 걸고리구멍
233b: 수나사산
234: 장력조절수단
300: 트러스철근
310: 상부근
320: 하부근
330: 래티스

Claims (3)

1. 슬래브 콘크리트 구조에 있어서,
   상호간에 일정 거리 이격되어 이격부(G)를 형성하고 수평으로 거치되는 2개의 슬래브거푸집(F);
   상기 이격부(G)에 상기 슬래브거푸집(F) 보다 레벨다운되어 설치되는 슬래브보강기구(1000);
   를 포함하여 구성되어,
   상기 슬래브거푸집(F)과 상기 슬래브보강기구(1000) 상부에 슬래브콘크리트(C)가 타설되고,
   상기 슬래브거푸집(F)은 탈형되는 것을 특징으로 하는 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조.
   
2. 제1항에서,
   상기 슬래브보강기구(1000)는,
   보강거푸집(100);
   상기 보강거푸집(100) 상부에 설치되는 인장수단 및 트러스철근(300);
   을 포함하여 구성되어,
   상기 슬래브콘크리트(C)의 타설전 또는 타설후에 상기 인장수단이 긴장되어 프리스트레스를 부여하는 것을 특징으로 하는 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조.
   
3. 제2항에서,
   상기 보강거푸집(100)은 탈형되는 것을 특징으로 하는 층간소음 방지에 효과적인 슬래브 보강구조.

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