KR20230140197A - 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체 - Google Patents

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KR20230140197A
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Abstract

본 발명은 슬라브가 수평보에 견고하게 결합되도록 하여, 건축물의 상하 방향으로 위치되는 슬라브가 연속적으로 붕괴되지 않도록 방지하고, 인명 사고 또는 재산상 피해를 최소화 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 절곡부가 지지철근에 걸린 상태로 지지되도록 위치되므로, 수평보가 슬라브층을 견고하게 지지하도록 구성되어, 지진이나 기타 사고 발생시, 건축물의 각 층에 위치되는 슬라브층이 연속적으로 붕괴되지 않는 효과가 있다.

Description

붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체{Slab Structure with Collapse Prevention function}
본 발명은 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬라브가 수평보에 견고하게 결합되도록 하여, 건축물의 상하 방향으로 위치되는 슬라브가 연속적으로 붕괴되지 않도록 방지하고, 인명 사고 또는 재산상 피해를 최소화 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체에 관한 것이다.
산업화가 진행됨에 따라 도시는 도심 중심의 과밀화 현상으로 인한 효율적인 토지활용과 보다 편안하고 쾌적한 주거 공간 창출 등의 측면에서 고층건축물에 대한 수요가 점차 늘어나고 있다. 이러한 다양한 용도의 고층건축물이 많이 시공됨에 따라 건설 현장의 안전사고의 위험도는 계속 증가될 수 있다.
건설공사에 있어 안전사고 발생시에는 많은 인명 피해와 재산상의 피해, 사회적으로도 큰 물의를 일으키고 있어 건설공사의 공신력 저하의 원인이 되고 있다. 이에 따라 현재의 건설공사는 초고층화, 대도심화, 대규모화되어 갈수록 공정관리와 원가관리가 어렵고 복잡하여 안전관리가 날로 중요시되고 있다. 정부는 안전사고 감소를 위해 여러 가지 대책을 수립하고 중대한 재해가 발생하면 해당 건설사에 상당한 제재를 가하고 있지만, 다단계 하도급으로 이루어진 건설공사 현장에서 공사 관리를 완벽하게 하여 안전사고를 방지하는 것은 매우 어려운 일이다.
한편, 철근콘크리트 건축물 중 가장 많이 시공되는 아파트 공사는 세대구성 부분은 층별로 보가 없는 벽식 구조로 설계와 시공이 되고 저층부에서는 기둥과 보가 있는 라멘 구조로 되어 있다. 라멘 구조는 기둥과 보, 슬라브로 구성되며 부재가 접합을 강접(Moment Connection)하여 횡력에 저항하는 방식이다. 이러한 라멘 구조는 평면계획상 자유스러운 배치가 가능하고, 넓은 개구부 및 공간을 얻을 수 있어 고층건축물에 널리 채택되고 있다.
그런데 종래 라멘 구조는 슬라브에 설치되는 철근 구조물이 보에 견고하게 결합되지 않으므로, 건축물 시공 과정에서 부실하게 시공된 공사 또는 건축물이 시공된 이후 지진 등의 외부 충격 등으로 인하여 건축물의 상하 방향으로 위치되는 슬라브가 연속적으로 붕괴되는 대형 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-0029967호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 슬라브가 수평보에 견고하게 결합되도록 하여, 건축물의 상하 방향으로 위치되는 슬라브가 연속적으로 붕괴되지 않도록 방지하고, 인명 사고 또는 재산상 피해를 최소화 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 격자 형태로 배열되는 복수 개의 철근; 및 복수 개의 상기 철근 사이에 콘크리트 조성물이 타설되어 슬라브 형태로 형성되는 슬라브층을 포함하고, 상기 철근의 단부는 상기 슬라브층의 테두리를 따라 위치되는 수평보의 내부에 삽입되도록 연장되고, 상기 수평보에 삽입되는 상기 철근의 단부는 하방으로 절곡되도록 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 제공한다.
또한, 상기 수평보의 내부 길이방향을 따라 배근되는 지지철근을 더 포함하고, 상기 철근의 단부는 상기 슬라브층에서 상기 지지철근보다 멀리 이격되도록 연장되고, 상기 슬라브층이 붕괴될 때 상기 절곡부가 상기 지지철근에 걸린 상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 제공한다.
또한, 상기 지지철근은, 상기 슬라브층과 마주보는 상기 수평보의 내부의 내측에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 제 1 지지철근과, 상기 슬라브층의 반대 방향에 위치되는 상기 수평보의 내부 외측에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 제 2 지지철근을 포함하고, 상기 절곡부는 상기 제 1 지지철근과 상기 제 2 지지철근 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 제공한다.
또한, 상기 철근은, 상기 슬라브층 내부에 상하 방향으로 배치되는 상부철근과 하부철근을 포함하고, 상기 절곡부는, 상기 상부철근의 단부에 하방으로 절곡되는 상부절곡부와, 상기 하부철근의 단부에 하방으로 절곡되는 하부절곡부를 포함하고, 상기 상부절곡부와 상기 하부절곡부는 상기 제 1 지지철근과 상기 제 2 지지철근 사이에 위치되고, 상기 상부절곡부와 상기 하부절곡부의 높이 차로 인하여 복수 개의 상기 제 1 지지철근 중 상기 상부절곡부와 마주보는 제 1 지지철근과 상기 하부절곡부와 마주보는 제 1 지지철근은 서로 상이하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 제공한다.
또한, 상기 수평보의 내부 길이방향을 따라 병렬로 배열되며 사각형 형태로 형성되는 복수 개의 보강철근을 더 포함하고, 상기 제 1 지지철근은 상기 보강철근 내부의 일측에 관통 위치되고, 상기 제 2 지지철근은 상기 제 1 지지철근과 마주보도록 상기 보강철근 내부의 타측에 관통 위치되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 제공한다.
본 발명은 절곡부가 지지철근에 걸린 상태로 지지되도록 위치되므로, 수평보가 슬라브층을 견고하게 지지하도록 구성되어, 지진이나 기타 사고 발생시, 건축물의 각 층에 위치되는 슬라브층이 연속적으로 붕괴되지 않는 효과가 있다.
또한, 제 1 상부절곡부, 제 1 하부절곡부, 제 2 상부절곡부 및 제 2 하부절곡부는 각각 다른 제 1 지지철근과 마주보도록 위치되므로, 지진이나 기타 사고 발생에 의하여 슬라브층에 강한 압력이 가해진다 하더라도, 제 1 상부절곡부, 제 1 하부절곡부, 제 2 상부절곡부 및 제 2 하부절곡부가 각각의 제 1 지지철근에 걸림 위치되고, 이에 따라 슬라브층 또한 연속적으로 붕괴되지 않고 수평보에 견고하게 고정되는 효과가 있다.
또한, 제 1 상부절곡부, 제 1 하부절곡부, 제 2 상부절곡부 및 제 2 하부절곡부는 슬라브층의 테두리를 따라 사방에 위치되므로, 슬라브층의 테두리 전체가 수평보에 견고하게 고정되어, 슬라브층이 임의로 붕되되지 않도록 하고, 인명 사고 또는 재산상 피해를 최소화 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 슬라브 구조체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래 슬라브 구조체에 외부 압력이 가해지는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체에 외부 압력이 가해지는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체의 세부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체의 철근 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 종래 슬라브 구조체를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래 슬라브 구조체에 외부 압력이 가해지는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2의 (a)를 참조하면, 종래 슬라브 구조체는 복수 개의 철근(12)이 격자 형태로 배열되고, 각각의 철근(12) 사이로 콘크리트 조성물이 타설 및 경화되어 직육면체의 슬라브층(10)을 형성한다. 그리고 슬라브층(10)의 양측에는 한 쌍의 수평보(20)가 위치된다. 수평보(20)의 내부에는 수평보(20)의 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되는 지지철근(22)이 배근된다. 그리고 슬라브층(10)의 내부에 위치되는 철근(12)은 수평보(20) 방향으로 연장되어 철근(12)의 양 단부가 수평보(20)에 삽입되도록 위치된다. 이러한 종래기술은 슬라브층(10)의 철근(12)이 수평보(20)의 지지철근(22)에 걸리기 위한 별도 구조를 구비하지 아니한다.
이 상태에서 도 2의 (b)를 참조하면, 완전 경화된 슬라브층(10)의 상측에 강한 하방 압력이 가해지거나 또는, 슬라브층(10)을 형성하는 콘크리트 조성물이 완전 경화되기 전에 외부 조건 등에 의하여 슬라브층(10)의 콘크리트 조성물이 일부 붕괴되는 경우, 슬라브층(10) 내부에 위치되는 철근(12)이 수평보(20)의 지지철근(22)에 걸리지 않으므로, 슬라브층(10) 내부의 철근(12)이 슬라브층(10)과 함께 하방으로 낙하된다. 이에 따라 지진이나 기타 사고 발생시, 건축물의 각 층에 위치되는 슬라브층(10)이 연속적으로 붕괴되는 문제점이 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체에 외부 압력이 가해지는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체는 예를 들면 고층 건축물의 각 층의 바닥 역할을 하는 슬라브에 적용되는 것으로, 격자 형태로 배열되는 복수 개의 철근(102)과, 복수 개의 철근(102) 사이에 콘크리트 조성물이 타설되어 슬라브 형태로 형성되는 슬라브층(100)을 포함한다. 그리고 슬라브층(100)의 테두리를 따라 수평보(200)가 위치되고, 수평보(200)의 내부에는 수평보(200)의 길이방향을 따라 긴 형상의 지지철근(202)이 배근된다. 슬라브층(100)에 배근되는 철근(102)의 단부는 슬라브층(100)의 테두리를 따라 위치되는 수평보(200)의 내부에 삽입되도록 연장된다. 이때, 철근(102)의 단부는 슬라브층(100)에서 지지철근(202)보다 멀리 이격되도록 연장된다. 그리고 수평보(200)에 삽입되는 철근(102)의 단부에는 하방으로 절곡되도록 절곡부(104)가 형성된다.
이 상태에서 도 3의 (b)를 참조하면, 완전 경화된 슬라브층(100)의 상측에 강한 하방 압력이 가해지거나 또는, 슬라브층(100)을 형성하는 콘크리트 조성물이 완전 경화되기 전에 외부 조건 등에 의하여 슬라브층(100)의 콘크리트 조성물이 일부 붕괴될 수 있다. 이때, 슬라브층(100) 내부에 위치되는 철근(102)의 절곡부(104)가 수평보(200)의 지지철근(202)에 걸리도록 위치되므로, 슬라브층(100) 내부의 철근(102)이 지지철근(202)에 견고하게 고정된다. 이처럼 절곡부(104)가 지지철근(202)에 걸린 상태로 지지되도록 위치되므로, 수평보(200)가 슬라브층(100)을 견고하게 지지하도록 구성되어, 지진이나 기타 사고 발생시, 건축물의 각 층에 위치되는 슬라브층(100)이 연속적으로 붕괴되지 않는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체의 세부 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체의 철근 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체는 예를 들면 직육면체 형태의 슬라브층(100)과, 슬라브층(100) 내부의 상부와 하부에 수평하도록 위치되는 복수 개의 제 1 철근(110)과, 슬라브층(100) 내부의 상부와 하부에 제 1 철근(110)과 수직 방향으로 위치되는 복수 개의 제 2 철근(120)을 포함한다. 그리고 슬라브층(100)의 테두리를 따라 4개의 수평보(200)가 각각 위치되고, 수평보(200)의 내부 길이방향을 따라 복수 개의 지지철근(210)이 배근된다.
제 1 철근(110)은 슬라브층(100) 내부에 상하 방향으로 배치되는 제 1 상부철근(112)과 제 1 하부철근(114)을 포함한다. 제 1 상부철근(112)은 슬라브층(100) 내부의 상부에 복수 개가 수평 방향으로 배치된다. 제 1 하부철근(114)은 슬라브층(100) 내부의 하부에 복수 개가 수평 방향으로 배치된다. 그리고 수평보(200)의 내부 상측에 삽입되는 제 1 상부철근(112)의 단부는 하방으로 절곡되도록 제 1 상부절곡부(113)가 형성되고, 수평보(200)의 내부 하측에 삽입되는 제 1 하부철근(114)의 단부는 하방으로 절곡되도록 제 1 하부절곡부(115)가 형성된다.
제 2 철근(120)은 슬라브층(100) 내부에 상하 방향으로 배치되는 제 2 상부철근(122)과 제 2 하부철근(124)을 포함한다. 제 2 상부철근(122)은 슬라브층(100) 내부의 상부에 복수 개가 제 1 상부철근(112)과 수직 방향으로 배치되어, 제 1 상부철근(112)과 제 2 상부철근(122)은 상호 교차된다. 제 2 하부철근(124)은 슬라브층(100) 내부의 하부에 복수 개가 제 1 하부철근(114)과 수직 방향으로 배치되어, 제 1 하부철근(114)과 제 2 하부철근(124)은 상호 교차된다. 그리고 수평보(200)의 내부 상측에 삽입되는 제 2 상부철근(122)의 단부는 하방으로 절곡되도록 제 2 상부절곡부(123)가 형성되고, 수평보(200)의 내부 하측에 삽입되는 제 2 하부철근(124)의 단부는 하방으로 절곡되도록 제 2 하부절곡부(125)가 형성된다.
지지철근(210)은, 슬라브층(100)과 마주보는 수평보(200)의 내부의 내측에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 제 1 지지철근(212)과, 슬라브층(100)의 반대 방향에 위치되는 수평보(200)의 내부 외측에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 제 2 지지철근(222)을 포함한다. 그리고 수평보(200)의 내부 길이방향을 따라 병렬로 배열되며 사각형 형태로 형성되는 복수 개의 보강철근(220)을 더 포함할 수 있다. 이때, 제 1 지지철근(212)은 보강철근(220) 내부의 일측에 관통 위치되고, 제 2 지지철근(222)은 제 1 지지철근(212)과 마주보도록 보강철근(220) 내부의 타측에 관통 위치된다. 그리고 제 1 상부절곡부(113)와 제 1 하부절곡부(115)는 제 1 지지철근(212)과 제 2 지지철근(222) 사이에 위치된다. 도 5에 도시되진 않았으나 제 2 상부절곡부(123)와 제 2 하부절곡부(125) 또한 제 1 상부절곡부(113)와 제 1 하부절곡부(115)와 마찬가지로 제 2 상부철근(122) 및 제 2 하부철근(124)의 단부가 삽입되는 수평보(200)의 제 1 지지철근과 제 2 지지철근 사이에 위치된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제 1 상부절곡부(113)와 제 1 하부절곡부(115)의 높이 차로 인하여 복수 개의 제 1 지지철근(212) 중 제 1 상부절곡부(113)와 마주보는 제 1 지지철근(212)과 제 1 하부절곡부(115)와 마주보는 제 1 지지철근(212)은 서로 상이하도록 구성된다.
제 1 상부절곡부(113)와 제 1 하부절곡부(115)의 높이 차로 인하여 복수 개의 제 1 지지철근(212) 중 제 1 상부절곡부(113)와 마주보는 제 1 지지철근(212)과 제 1 하부절곡부(115)와 마주보는 제 1 지지철근(212)은 서로 상이하도록 구성된다. 또한, 도 5, 도 6에 도시되진 않았으나, 제 2 상부절곡부(123)와 제 2 하부절곡부(125)의 높이 차로 인하여 복수 개의 제 1 지지철근 중 제 2 상부절곡부(123)와 마주보는 제 1 지지철근과 제 2 하부절곡부(125)와 마주보는 제 1 지지철근 또한 서로 상이하도록 구성된다.
이처럼 제 1 상부절곡부(113), 제 1 하부절곡부(115), 제 2 상부절곡부(123) 및 제 2 하부절곡부(125)는 각각 다른 제 1 지지철근(212)과 마주보도록 위치되므로, 지진이나 기타 사고 발생에 의하여 슬라브층(100)에 강한 압력이 가해진다 하더라도, 제 1 상부절곡부(113), 제 1 하부절곡부(115), 제 2 상부절곡부(123) 및 제 2 하부절곡부(125)가 각각의 제 1 지지철근(212)에 걸림 위치되고, 이에 따라 슬라브층(100) 또한 연속적으로 붕괴되지 않고 수평보(200)에 견고하게 고정되는 효과가 있다.
또한, 제 1 상부절곡부(113), 제 1 하부절곡부(115), 제 2 상부절곡부(123) 및 제 2 하부절곡부(125)는 슬라브층(100)의 테두리를 따라 사방에 위치되므로, 슬라브층(100)의 테두리 전체가 수평보(200)에 견고하게 고정되어, 슬라브층(100)이 임의로 붕되되지 않도록 하고, 인명 사고 또는 재산상 피해를 최소화 하는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 슬라브층
102: 철근 104: 절곡부
110: 제 1 철근 112: 제 1 상부철근
113: 제 1 상부절곡부 114: 제 1 하부철근
115: 제 1 하부절곡부 120: 제 2 철근
122: 제 2 상부철근 123: 제 2 상부절곡부
124: 제 2 하부철근 125: 제 2 하부절곡부
200: 수평보
202: 지지철근 210: 지지철근
212: 제 1 지지철근 214: 제 2 지지철근
220: 보강철근

Claims (5)

  1. 격자 형태로 배열되는 복수 개의 철근; 및
    복수 개의 상기 철근 사이에 콘크리트 조성물이 타설되어 슬라브 형태로 형성되는 슬라브층을 포함하고,
    상기 철근의 단부는 상기 슬라브층의 테두리를 따라 위치되는 수평보의 내부에 삽입되도록 연장되고,
    상기 수평보에 삽입되는 상기 철근의 단부는 하방으로 절곡되도록 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평보의 내부 길이방향을 따라 배근되는 지지철근을 더 포함하고,
    상기 철근의 단부는 상기 슬라브층에서 상기 지지철근보다 멀리 이격되도록 연장되고,
    상기 슬라브층이 붕괴될 때 상기 절곡부가 상기 지지철근에 걸린 상태로 지지되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지철근은, 상기 슬라브층과 마주보는 상기 수평보의 내부의 내측에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 제 1 지지철근과, 상기 슬라브층의 반대 방향에 위치되는 상기 수평보의 내부 외측에 상하 방향으로 배치되는 복수 개의 제 2 지지철근을 포함하고,
    상기 절곡부는 상기 제 1 지지철근과 상기 제 2 지지철근 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 철근은, 상기 슬라브층 내부에 상하 방향으로 배치되는 상부철근과 하부철근을 포함하고,
    상기 절곡부는, 상기 상부철근의 단부에 하방으로 절곡되는 상부절곡부와, 상기 하부철근의 단부에 하방으로 절곡되는 하부절곡부를 포함하고,
    상기 상부절곡부와 상기 하부절곡부는 상기 제 1 지지철근과 상기 제 2 지지철근 사이에 위치되고,
    상기 상부절곡부와 상기 하부절곡부의 높이 차로 인하여 복수 개의 상기 제 1 지지철근 중 상기 상부절곡부와 마주보는 제 1 지지철근과 상기 하부절곡부와 마주보는 제 1 지지철근은 서로 상이하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수평보의 내부 길이방향을 따라 병렬로 배열되며 사각형 형태로 형성되는 복수 개의 보강철근을 더 포함하고,
    상기 제 1 지지철근은 상기 보강철근 내부의 일측에 관통 위치되고,
    상기 제 2 지지철근은 상기 제 1 지지철근과 마주보도록 상기 보강철근 내부의 타측에 관통 위치되는 것을 특징으로 하는 붕괴 방지 기능을 갖는 슬라브 구조체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050029967A (ko) 2003-09-24 2005-03-29 고려개발 주식회사 건축물의 슬라브 거푸집 지지체 어셈블리 및 이를 이용한슬라브 거푸집 시공방법

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