KR20250036109A

KR20250036109A - 공동주택 엘리베이터 기계실 바닥 골조공사 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20250036109A
Application number: KR1020250028095A
Authority: KR
Inventors: 양경옥
Original assignee: 양경옥
Priority date: 2019-12-01
Filing date: 2025-03-05
Publication date: 2025-03-13
Also published as: KR20210068283A

Abstract

본 발명은 공동주택(아파트) 건설공사에서 엘리베이터를 조기에 개통하기 위한 공사방법 및 구조에 관한 것으로, 최상층의 엘리베이터 승강로(shaft, 샤프트) 벽체 내부에 들어갈 2개층 높이의 철골트러스를 지상에서 선조립한 후 최상층에 양중조립하여 엘리베이터 기계실 바닥 지지 구조체를 형성하고 그 위에 데크 플레이트를 시공함으로써 조기에 바닥을 완성하여 엘리베이터 설치하도록 한다.

Description

공동주택 엘리베이터 기계실 바닥 골조공사 방법 및 장치{Structural Systems and Methods for Floor Structural Work in Elevator Machine Room of Apartment Housing}

본 발명은 공동주택 엘리베이터 기계실 바닥 골조공사를 신속하게 안전하게 진행하여 골조 공사기간을 단축하므로써 전체 사업기간을 단축하는 것에 관한 것이다.

공동주택 건설공사는 터파기를 한 후 지하층을 완료하고 지상층 골조공사를 완성한 후 마감공사 인테리어 공사로 진행된다. 골조공사와 마감공사 기간동안에는 상부로 건설자재 및 인력을 양중하여야 하여 이때는 장비를 이용한다.

양중장비로는 타워크레인과 골조외벽에 세워지는 임시 공사용 엘리베이터(호이스트(hoist), 리프트 카(lift car))와 함께 엘리베이터 중 일부를 공사용으로 사용하게 된다.

타워크레인은 형틀 거푸집 갱폼, 알폼과 철근, 엘리베이터 권상기 등 무거운 자재를 올린다. 임시 공사용 엘리베이터(이하 호이스트)는 작업자, 시멘트, 벽돌, 문틀, 문짝, 가구, 석재, 전기, 설비와 같은 자재를 올린다.

골조 외벽에 세워진 호이스트의 설치 위치는 평면상 자재 이동 통로 동선이 가능한 곳이고 건물 입면상으로는 창문쪽으로 벽체가 없어 세대안쪽으로 들어갈 수 있는 곳(베란다 등)이어야 한다. 1개동에 설치되는 호이스트 대수는 2대 내지 3대이다.

호이스트가 정차하는 층의 외벽구간, 자재이동 통로 등의 공사는 호이스트 운행중에는 마감공사를 할 수 없으므로 호이스트 철거 후 시공된다.

호이스트 설치시점은 골조가 5층 정도 완료되어 작업자가 걸어서 올라가기 힘든 시점이며, 해체 시점은 골조완료 후 대부분의 마감공사 자재를 양중한 후 공사용 엘리베이터가 개통된 이후이다. 엘리베이터가 개통되면 엘리베이터를 이용해 자재를 인양할 수 있으므로 이제 호이스트는 외관 및 이동통로 공사를 위해 철거해야 한다.

엘리베이터의 개통이 늦어지는 경우 호이스트를 철거도 늦어지고 호이스트 설치된 구간의 마감공사도 늦어진다. 그에 따라 호이스트 구간의 마감공사는 본 마감공사와는 별도로 뒤늦게 착수하여 긴급하게 시공하여야 하므로 품질이 떨어지고 전체적인 마감공사가 혼잡하게 되는 악영향을 미치게 된다.

따라서 공사용 엘리베이터 개통, 호이스트 철거, 호이스트 구간의 마감공사는 마감공사 기간의 가장 중요한 사항중 하나이다.

엘리베이터의 개통이 빨라지는 경우 호이스트를 조기에 철거할 수 있고 마감공사도 시간에 쫓기지 않고 원활하게 수행할 수 있다.

따라서 엘리베이터 개통은 잔여 마감공사와 준공기한을 지키는 중요한 작업이다.

아파트 공사의 전체적인 순서를 예로 들면 현장개설 (1개월), 터파기(6개월), 지하골조(4개월), 지상골조(49층, 1년), 마감공사(1년)로 진행된다.

49층 세대가 완료되면 50층은 옥상바닥이고 옥상위에 코어부에 엘리베이터 기계실이 2개층(옥탑층, 기계실) 높이로 별도로 시공된다.

종래의 시공 방법 및 순서는 다음과 같다.

엘리베이터 샤프트의 내부에는 형틀 거푸집으로서 갱폼 또는 알폼(알루미늄 폼)을 설치하고 작업발판으로서는 RCS 등의 벽에 볼트로 고정하는 방식을 사용한다.

외부 벽체는 갱폼으로 시공하고 내벽(엘리베이터 홀, 계단실)벽체는 기준층에서 알폼, 옥탑층에서는 재래식폼으로 시공한다.

엘리베이터 벽체의 두께는 30cm(내부벽체), 60cm(외부벽체)이다. 벽체의 길이는 약 6m이고 폭은 3m 정도이다. 여기에는 승객용 엘리베이터 2개가 들어간다.

아파트 골조가 마지막 세대인 최상층(예 49층 벽체 및 50층 옥상 바닥)을 동시에 콘크리트 타설한다. 다음으로 엘리베이터 기계실 2개층 중 아래층인 옥탑층 벽체(50층. 층고 3.8m)를 시공한다. 다음으로 엘리베이터 샤프트 내부의 안쪽의 갱폼, 알폼, 작업발판(RCS)을 해체한다.

위 폼으로 51층 기계실 벽체를 시공하지 않고 해체하는 이유는 기계실 바닥이 시공되므로 더 이상 위로 상승할 수 없이 샤프트 내부에 갇히기 때문이다.

다음으로 엘리베이터 기계실 바닥을 시공한다. 기계실 바닥을 설치하기 위해서는 바닥 형틀을 설치해야 하고 형틀을 지지하는 동바리를 설치해야 한다.

이때 엘리베이터 샤프트는 지하층까지 빈 공간으로 되어 있고 동바리 설치를 위한 바닥을 최상층 부근에 형성해야 한다. 미리 벽체에 좌우 구멍을 내고 그 벽체 구멍에 파이프 등을 삽입하여 수평재를 시공한다. 그 위에 합판 등 바닥재를 시공한 후 동바리를 설치하고 그 위에 기계실 슬래브를 형성한다.

이후에는 하부의 동바리와 바닥재, 파이프 등을 해체한다.

따라서 기계실 슬래브를 시공하는 과정은 엘리베이터 샤프트 빈 공간에서 작업을 해야 하므로 추락의 위험이 높은 문제가 있다.

기계실 바닥이 양생되면 그 위에 동바리(서포트)를 설치하고 엘리베이터 기계실 벽체(층고 3.4m)와 지붕을 시공한다.

기계실 지붕 콘크리트가 양생되면 기계실 내부의 동바리를 해체한다. 그러면 기계실 공간이 생성되어 엘리베이터 설치 공사가 시작된다.

기계실 바닥으로부터 지하층까지 내려가는 피아노선, 로프를 시공하기 위하여 기계실 바닥에 10개 이상의 구멍을 뚫는다.

권상기(엘리베이터 모터)는 기계실 바닥에 설치되며, 타워크레인으로 1층에서 옥상으로 올린 후 기계실 벽체의 반입구를 통해 비스듬히 이동시켜 내려놓는다. 기계실 천정에 기 매립된 고리에 체인블럭을 매달고 권상기를 들어서 제자리에 놓는다.

49층 마지막 세대 시공 후 상기 과정(옥탑 50층 벽체~기계실 지붕 및 건축자재 정리)을 완성하는데 걸리는 시간은 30일내지 45일이 소요되고 있다. 엘리베이터 기계실과 엘리베이터 홀, 계단실 2개층을 재래식으로 시공해야 하기 때문이다.

기계실 골조공사, 파라펫 벽체골조, 지붕방수공사, 태양광 설비 설치, 외벽 공사용 발판해체(RCS(Rial Climbing System)), 코어내부 작업발판(RCS)해체, 엘리베이터 권상기 설치 , 형틀 및 건축자재의 1층으로의 하역 등이 작업이 완료되면 타워크레인을 해체한다

이후 엘리베이터 공사 착수 후 완성까지는 약 90일이 소요되며 작업순서는 다음과 같다. 지하층과 기계실(높이 약 170m)간의 수직 및 수평 위치를 지정하기 위하여 형판을 피트(샤프트 지하 바닥)와 기계실에 2개를 설치한다. 형판은 상하 위치 지정을 위한 피아노선(철선), 가이드레일, 로프 등의 위치를 지정하는 도구이다.

기계실 바닥에 뚤허진 구멍을 통해 피아노선을 피트까지 내리고 끝에는 추를 매달아 수직선을 만든다.

기계실에서 권상 로프를 내리고 그 로프에 피트에서 카(car)를 제작하고 작업자가 탑승하여 상승하면서 가이드레인, 문틀 등을 시공한다.

결선 및 시운전을 통해 엘리베이터를 시운전한다.

그리고 엘리베이터 일부를 개통하여 공사용으로 사용한다. 그러면 외벽에 설치된 호이스트를 약 10일에 걸쳐 해체한다. 그러면 최상층 49층 완료후 기계실 45일, 엘리베이터 설치 90일, 호이스트 해체 10일을 포함하여 약 5개월 후에 호이스트 구간이 정리된다, 이에 따라 호이스트 구간 49개층 라인을 마감공사해야 한다.

최상층 골조완료 후 10개월 내지 1년 후 준공이며 준공시점 약 2개월에 모든 공사가 완료되고 잔여 2개월은 소방점검 및 입주자 점검 등이 진행된다.

따라서 아파트 49층까지의 골조 완료(0 시점), 엘리베이터 기계실 골조 완성(1.5개월), 엘리베이터 개통(3개월), 호이스트 해체(0.3개월), 호이스트 구간 마감공사(5개월), 소방검사 및 입주자 사점점검(2개월)로 순서로 진행된다. 골조 완성 후 약 10개월 내지 1년후에 준공이 된다.

여기서 호이스트 구간의 마감공사(5개월) 기간이 부족한 편에 속하므로 다른 작업들에서 기간을 단축하여야 하나 다들 단축이 어려운 편에 속하므로 엘리베이터 기계실 골조 완성(1.5개월)을 줄일 필요가 있다.

엘리베이터 기계실 골조 완성(1.5개월)에 대하여 기존의 전통적인 공사방법과 소요기간을 다음과 같이 살펴본다.

49층 마지막 세대는 49층 벽체와 49층 지붕(50층 바닥, 층고 3.0m)을 시공한다. 다음으로 그 윗층인 옥탑층 벽체를 시공(10일 소요, 층고 3.8m)한 후 엘리베이터 샤프트 내부의 갱폼과 RCS발판을 해체(2일)하여 1층으로 내린다. 다음으로 기계실 바닥을 시공(5일)한 후 양생(7일)한다.

양생이 되면 동바리를 설치하고 기계실 벽체와 지붕을 시공(10일)한 후 양생(10일)한다. 이후 동바리와 내부 거푸집을 해체(5일)하여 기계실 공간을 확보한다. 이를 합산하면 약 45일이 소요된다.

기계실은 시스템 폼을 사용하지 못하고 재래식 거푸집을 사용하고 하부층에 동바리를 설치할 수 없으므로 시간이 소요되고 마지막으로 양생 후 동바리를 설치, 해체하는 과정까지 포함하므로 절차가 복잡하다.

상기와 같이 엘리베이터 기계실 공사는 사업전체의 공사기간을 결정하는 크리티컬 패스(Critical path, 주요 공정선)에 속한다. 기계실 공사기간이 단축되면 전체 공사기간이 단축되고 공사기간이 늘어나면 공사기간이 늘어나거나 마감공사를 급속히 해야 한다.

위와 같이 종래와 같은 엘리베이터 기계실 공사는 공사과정이 복잡하고 시간이 많이 소요되는 다음과 같은 문제를 안고 있다.

기계실 바닥을 시공하기 위해서는 바닥형틀을 지지할 구조가 필요하다. 이를 위해 샤프트 내부의 작업발판(RCS)상에 동바리를 지지하는 경우 작업발판이 벽체에 볼트로 고정되어 있으므로 동바리 하중, 기계실 바닥 하중, 시공중의 하중을 견딜 수 있어야 한다.

그렇지 못한 경우 지하까지 추락하는 위험이 있다. 기계실 바닥을 시공한 후에는 윈치등을 이용하여 작업발판(RCS)을 메달아 아래로 반출하여야 하는데 이 또한 매우 위험한 작업이다.

샤프트 벽체에 구멍을 내고 파이프를 이용하여 보를 형성한 후 합판을 깔고 그 위에 동바리를 지지하는 경우, 이를 샤프프 내 공중에서 시공하여야 하고 탈락 및 해체시의 추락(작업자), 낙하(자재)의 위험이 있다.

작업발판(RCS)을 이용하여 벽체에 브라켓, ㄱ자 앵글을 시공한 후 여기에 데크 플레이트를 시공하는 경우, 벽체에 볼트로 고정해야 하고 하중을 견딜 수 있는 구조이어야 하며 데크 플레이트가 벽체 부분에서 고정이 되지 않을 경우 탈락할 위험이 있다.

바닥 완료 후에는 브라켓, 앵글을 엘리베이터 설치시 해체해야 한다. 아니면 40년 동안 벽체에 브라켓, 앵글이 고정되어 있어야 하고 녹이 슬어 오랜 후에 낙하할 수 있다.

권상기는 타워크레인으로 양중하여 기계실 벽체의 장비반입구(1.4m*1.4m)를 통해 비스듬히 끌어들인 후 천정 슬라브에 매설된 고리를 통해 체인블럭 등으로 권상기의 하부 철재빔과 권상기를 설치한다. 인력에 의해 권상기를 기계실 중앙으로 이동시키고 설치하여야 하므로 안전의 위험이 있다.

기계실 바닥에 10개 이상의 구멍을 뚫어야 하는 작업에서는 바닥 콘크리트 타설 후 코어링을 하는 경우, 콘크리트 코어의 낙하 위험이 있다.

동바리를 이용하여 기계실 지붕을 시공하는 경우 지붕 슬라브의 양생, 동바리 해체까지 엘리베이터 공사가 대기하여야 하므르 공사기간이 길어진다. 또한 기계실과 계단실을 같이 콘크리트 타설하는 경우(코어 전체를 동일 시공), 작업기간이 더욱 증가하게 된다.

종래(기존)의 엘리베이터 기계실 시공순서는 다음과 같다.

1. 최상층 벽체 골조 시공(49층 벽체 및 50층 바닥)

2. 옥탑층 벽체 시공 (50층 벽체) - 받침보용 구멍 선시공(벽체)

3. 벽체 내부 갱폼(알폼), 작업발판 해체(타워크레인 이용) - 빈공간 형성됨

4. 받침보, 받침판 설치 (옥탑층(50층) 바닥 레벨) - 옥상으로 나가는 층

5. 옥탑층 동바리 설치 (50층 바닥 ~ 51층 바닥(기계실 바닥))

6. 기계실 바닥(51층) 콘크리트 (기계실 바닥에 형틀, 철근) - 기계실 바닥완성

7. 기계실 바닥(51층) 콘크리트 양생

8. 기계실 내부에 동바리 설치 (51층 바닥 ~ 52층 바닥(기계실 바닥~천정)), 기계실 벽체 및 지붕 - 철근 및 형틀공사 동시진행

9. 기계실 천정 슬래브 콘크리트 (기계실 천정에 형틀, 철근) - 기계실 완성

10. 기계실 천정 슬래브 콘크리트 양생

11. 기계실 내부 동바리 해체, 내외부 형틀 해체

12. 엘리베이터 권상기 기계실 내부로 반입(타워크레인 양중 후 창문을 통해서 경사지게 유도해서 반입, 반입이 어려움)

13. 엘리베이터 설치 시작(개통까지 90일 소요)

따라서 본 발명에서는 엘리베이터 기계실 공사 과정을 단순화하고 기간을 단축하는 새로운 방법을 고안하고자 한다.

출원번호 10-2011-0048569, 출원인 (주)대산씨에스에이, 초고층 엘리베이터 피트용 피트분절구조 출원번호 10-2002-0021093 (2002.04.18.), 출원인 한봉길, 철골철근콘크리트구조를 갖는 고층 건축구조물의 시공방법

없음

본 발명은 공동주택의 엘리베이터 기계실 골조공사 방법을 단순화하고 안전하며 공사기간을 단축하기 위한 것으로, 옥탑층과 기계실층 철골구조물을 지상에서 선조립하고 양중하여 최상층에 설치한 후, 상기 철골구조물을 이용하여 무지주 방법(데크 플레이트)으로 바닥을 형성한다.

최상층(49층) 엘리베이터 샤프트 벽체 내부에 앵커 철골 기둥 을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 철골 말뚝을 형성한다.

옥탑층 철골구조물 지상1층에서 선조립한다. 철골기둥과 보, 내부 벽체 형틀 기능을 갖는 테두리보와 함께 그 위에 놓여질 데크 플레이트, 바닥 구멍용 슬리브를 선조립한다.

옥탑층 철골구조물을 타워크레인으로 양중하여 앵커 철골기둥 위에 조립한다.

옥탑층 벽체 외부 갱폼 인상, 벽체철근, 내부 알폼을 시공한 후 옥탑층 벽체 콘크리트를 타설한다.

샤프트 내부 알폼, 갱폼, 작업발판(RCS)를 위로 빼낸다.

옥탑층 철골구조물 상부 보에 데크 플레이트, 바닥 구멍용 슬리브를 시공한 후 철근 배근 및 콘크리트를 타설하여 기계실 바닥을 형성한다.

기계실 철골구조물을 지상에서 선조립한 후 타워크레인으로 양중하여 옥탑층 철골기둥 위에 조립한다.

권상기와 하부 철골빔을 타워크레인을 이용하여 기계실 바닥에 내려 놓은다.

기계실 벽체 외부 갱폼 인상, 벽체 및 지붕철근, 내부벽체 형틀을 시공한 후 기계실 벽체 지붕 콘크리트를 타설한다.

엘리베이터 설치 공사를 시작한다.

옥탑층~기계실 공사기간이 종래 45일 정도 소요되었으나 수일내로 단축된다. 사업의 전체공사기간이 1개월 이상 단축된다(예 40개월에서 39개월로 단축).

옥탑층, 기계실 철골구조물을 지상에서 먼저 조립하므로 안전하고 정밀하게 제작할 수 있으며 작업기간이 단축된다.

경제적인 측면으로서 다수의 호이스트를 조기에 해체 할 수 있으므로 호이스트 임대비용이 줄어들고 호이스트 구간 각층 마감공사를 조기에 시작할 수 있어 공기단축 또는 품질을 확보할 수 있다.

지붕의 옥탑공사가 조기에 완료되고 이에 따라 고가의 임대장비인 여러대의 CPB(콘크리트 타설장비)와 타워크레인을 조기에 해체할 수 있다.

공기가 단축되어 아파트 사업전체의 금융비용을 줄어든다.

입주자들이 조기에 입주하여 행복한 삶을 빠르게 경험한다.

건설회사, 골조회사, 수많은 마감공사 회사, 전기 설비회사의 직원들의 현장 근무기간이 줄어들어 인건비가 줄어든다.

건설현장의 현장관리비가 줄어든다.

기계실 바닥을 데크 플레이트를 이용하므로 하부의 동바리(서포트)가 필요없다. 옥탑층 샤프트 내부에서의 바닥재, 동바리, 슬라브 형틀의 설치 해체 작업이 필요없어 시간을 단축하고 안전위험이 없다.

기계실 바닥 하부 벽체에 앙카, 브라켓, 앵글을 설치하지 않으므로 추후 해체 또는 녹으로 인한 낙하위험이 없다.

기계실 바닥을 데크 플레이트를 이용하므로 기계실 하부 및 샤트프 내부에 동바리(서포트)가 필요없고 이에따라 자재 양중, 설치, 해체 작업이 삭제된다.

기계실 바닥을 형성하기 위하여 하부에 동바리 설치를 위하여 엘리베이터 샤프트 빈 공간에서 작업함(받침파이프, 받침판)으로 인한 추락사고의 위험이 제거된다.

기계실 바닥 하부에 자재 및 작업자가 들어가지 않으므로 안전하고 신속하게 바닥을 시공할 수 있다.

강력하게 지지되는 기계실 바닥의 철골(또는 알루미늄) 테두리보, 중간보위에 데크 플레이트를 올려 놓으므로 다수 지점에서 데크 플레이트가 지지되므로 추락, 낙하, 탈락의 위험이 없다.

철골구조물 또는 철골보의 위치로부터 기계실 바닥 구멍의 위치를 정확히 알 수 있으므로 구멍 슬리브를 지상에서 정확한 위치에 고정시킬 수 있고 바닥 철근 시공방안도 명확하게 수립할 수 있다.

앙카 철골기둥에 와이어 또는 로프를 이용하여 고정하여 추락방지망을 샤프트 내부에 설치할 수 있다.

철골기둥을 이용하여 안전난간대 또는 안전로프를 설치하면 안전시설로 확보된다.

기계실층 동바리(서포트)가 필요 없으므로 기계실 지붕의 콘크리트가 양생될 때까지 기다릴 필요가 없이 기계실 공간이 형성되고 가장 중요한 엘리베이터 권상기를 설치할 수 있다.

권상기 모터와 하부 철골빔을 타워크레인을 이용하여 수직으로 제자리에 놓을 수 있어 안전사고의 위험이 감소한다. 기계실 지붕 철골보에 설치된 고리를 조기에 이용할 수 있어 조기에 권상기를 제자리에 설치 할 수 있고 이에 따라 엘리베이터 설치 시작이 빨라진다.

데크 플레이트 위에 기계실 바닥 구멍용 슬리브를 정확하게 시공할 수 있으므로 엘리베이터 설치 시작(형판, 피아노선 내림 등)이 빨라진다.

지하1층에서 비교적 부재의 두께 크기가 작은 철골구조물과 기계실 바닥 데크 플레이트를 설치한 후 타워크레인으로 양중하여 한번에 시공하면 안전하고 신속하게 기계실 철골구조를 완성할 수 있다.

도 1은 코어 평면도.
도 2는 엘리베이터 벽체의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 최상층 세대 벽체에 앙카 철골칼럼(C10) 시공
도 4는 칼럼간을 연결하는 자재
도 5는 옥탑층 철골구조물(100)이 앙카칼럼(C10)위에 설치된 것
도 6은 기계실 바닥에 데크 플레이트(D20) 시공
도 7은 기계실 바닥 데크 플레이트(D20)위에 슬리브(H20) 설치
도 8은 기계실 바닥(S20)을 위한 바닥철근(R20) 시공
도 9는 기계실 바닥(S20) 콘크리트 타설
도 10은 옥탑층 철골구조물(100) 설치 단면도
도 11은 옥탑층 벽체(W20)에 벽체 철근(R20) 시공
도 12는 내부 알폼(AL20), 갱폼을 닫는 것
도 13은 옥탑층 벽체(W20)의 콘크리트 타설
도 14는 기계실 바닥 데크 플레이트(D20) 설치
도 15는 데크 플레이트(D20)위에 바닥 철근(R20) 시공
도 16은 기계실 바닥 콘크리트(S20) 타설
도 17은 보의 형식과 알폼과의 접합 상세
도 18 내지 도 34는 3D를 통해 본 발명의 시공순서
도 35내지 도 47은 단면도 통한 본 발명의 시공순서
도 48내지 도 55는 메다는 방법을 통한 본 발명의 기계실 바닥 시공

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 공동주택 엘리베이터 기계실 철골구조는 최상층 세대의 엘리베이터 샤프트 벽체내에 상부 기계실 철골구조물이 매립되어 설치됨으로써, 기계실 바닥 공사를 먼저 시공하도록 하고, 그 위에 엘리베이터 선시공 운행을 위한 권상기(양중용 윈치)를 설치하여 엘리베이터 구조물의 시공이 가능하도록 한다.

여기에서 상기 철골구조물은 엘리베이터 벽체 모서리에 세워지는 작은 철골기둥(erection column, 칼럼)과 기계실 바닥 레벨에서의 철골보(erection beam)와 기계실 지붕 레벨에서의 보와 함께 기계실 바닥과 지붕의 데크 플레이트로 구성된다.

상기 칼럼은 엘리베이터 벽체 내에 매립되므로 그 크기는 벽체 보다 작으며 벽체 두께가 300mm 내지 600mm이므로 칼럼은 100mm*100mm 내지 150mm*150mm 규모의 H 형강 또는 각 파이프 형태가 바람직하다.

칼럼의 아래쪽은 벽체내에 미리 매립된 작은 앵커용 철골칼럼과 연결(용접, 볼팅)되거나 바닥이 평평한 형태의 철판을 덧붙여 모르타르로 평탄화된 벽체 상부위에 앙카볼트로 고정하여 설치하는 방법으로 자립하게 된다.

칼럼의 설치 위치는 벽체의 4곳의 모서리와 벽체의 중간에 추가로 설치될 수 있다. 엘리베이터 2대를 포함하는 전체 벽체 또는 1대 부분만에 대하여 칼럼을 설치할 수 있다.

철골칼럼의 높이는 옥탑층(3.8m)과 기계실층(3.4m)의 2개층이고 총 7.2m이다.

철골칼럼은 옥탑층(3.8m)과 기계실층(3.4m)이 각각 별도로 제작되고 연결되거나 하나의 칼럼(7.2m)으로 제작될 수 있다.

철골칼럼은 옥탑층과 기계실층의 2개층의 바닥 레벨에서 철골보와 연결된다.

철골보는 I형강, ㄱ형강, T형강을 포함하여 높이는 10cm~15cm이고 길이는 3m정도이다.

연결보는 벽체의 칼럼과 카럼을 연결하는 보이며 다른 보와 연결되어 하중을 칼럼에 전달하며 데크플레이트를 지지한다.

테두리보는 스터드 볼트, 수직재, 수평재로 구성되며 스터드 볼트는 수직재의 벽체쪽에 부착되며 콘크리트 타설 후 벽체와 고정되도록 기능하며, 수직재는 벽체의 콘크리트 타설시 형틀(거푸집) 역할을 하며, 수평재는 데크 플레이트를 지지하는 기능을 한다.

중간보는 수직재와 수평재로 구성되고 연결보, 테두리보와 결합되고 데크 플레이트의 하중을 지지하며 휘어지지 않도록 하는 기능을 한다.

철골보는 칼럼이 좌우로 흔들리지 않도록 고정하고 데크 플레이트의 지지대로서 역할을 한다.

보의 재질은 철골 또는 알루미늄을 포함하여 용접 또는 볼트결합으로 연결된다.

데크 플레이트는 단변 방향으로 시공되며, 일부가 겹치며 일반 데크 플레이트 보다 바닥판 강도가 높은 특수한 것이 바람직하다.

데크 플레이트는 테두리보 수평재와 중간보의 수평재위에 올려지고 용접 또는 기타 방법으로 보에 고정된다.

데크 플레이트는 기계실 바닥과 지붕에 슬래브에 설치되고 철골보위에 놓여져 용접으로 철골보와 임시 접합되어 고정된다. 데크 플레이트 상부에 철근을 놓고 콘크리트를 타설하여 슬래브를 완성한다.

상기 철골구조물은 지상에서 선조립되어 타워크레인으로 한번에 인양하여 벽체에 설치된다. 이 경우 철골구조물의 설치시간과 작업의 안전성이 높아진다.

지상 선조립과정은 다음과 같다. 지상에서 칼럼을 세운 다음 철골보를 설치한다. 칼럼과 보는 볼트 또는 용접으로 연결한다. 데크 플레이트와 철근을 시공한다. 이때 철골구조물을 양중하는 고리(후크)를 사각 모서리에 각각 설치하여 철골구조물을 완성한다.

철골구조물은 옥탑층에서 종래의 방식으로 부재 하나 하나를 조립하여 시공할 수 도 있다.

본 발명에 따른 철골보를 이용한 기계실 골조 시공순서의 실시예는 다음과 같다.

도 1 내지 도 9는 평면도를 통해 본 발명의 시공순서를 설명한다.

도 1은 49층 아파트의 2개의 코어중 하나의 평면도이다. 왼쪽에 2대의 엘리베이터를 운행하는 샤프가 있고 중앙에는 엘리베이터를 기다라는 홀이 있다. 홀에는 설비 수직 배관 샤프트 벽체가 포함되어 있다. 오른쪽에는 계단이 있다. 아래쪽으로는 2개이 세대 현관문이 있다.

도 2는 엘리베이터 벽체의 평면도이다. 벽체의 길이는 약6m이고, 폭은 3m이고 외부벽체의 두께는 60cm이고 엘리베이터 홀에 속하는 내부벽체의 두께는 30cm이다.

도 3은 본 발명에 따라 최상층 세대 벽체에 앙카 철골칼럼(C10)을 시공하는 것이다. 벽체 내부의 철근 시공 또는 고정장치를 통해 철골칼럼을 6개소 고정한 후 49층 벽체 콘크리트를 타설한다. 칼럼(C10)은 49층 벽체에 60cm 정도 매립되고 50cm정도 밖으로 나와 있을 수 있으며(옥탑층 벽체) 자세한 규격과 구조는 구조계산에 따른다.

칼럼(C10)의 정확한 위치와 높이를 고정하기 위하여 도 4와 같이 칼럼간을 연결하는 자재(철골 파이프, 각 파이프, 철근 등)를 사용할 수 있다. 칼럼(C10)에는 볼트 구멍, 홈을 내어 다른 부재를 연결 이용할 수 있도록 한다.

콘크리트가 양생되어 굳어지면 앙카칼럼(C10)은 강력하게 고정되고 상부의 철골구조물을 지지하는 기능을 하게 된다.

도 5는 옥탑층 철골구조물(100)이 앙카칼럼(C10)위에 설치된 것이다. 옥탑층 철골구조물(100)의 철골 칼럼(C20) 앙카칼럼(C10)과 볼트 또는 용접으로 연결되고 철골보와 연결된다. 연결보(B20)는 칼럼(C20)간에 연결된다. 테두리보(C21)는 벽체(W20)라인(끝면)에 한쪽이 매립되고 한쪽은 노출되며 콘크리트를 막은 형틀 역할을 하며 수평재(B23)는 데크 플레이트를 지지 고정하는 기능을 한다.

테두리보(B21)의 벽체쪽에는 스터드 볼트(B25)가 부착되고 콘크리트에 묻힌 후에는 테두리보(B21)가 벽체(W20)가 결합된다.

중간보(B21)는 가로 또는 세로방향으로 설치되며 연결보(B20) 또는 테두리보(B21)와 연결되고 상부의 수평재(B24)는 데크 플레이트를 지지하는 기능을 한다.

옥탑층 철골구조물(100)이 설치되면 외부 갱폼을 인상하고 벽체 철근을 설치한 후 내부 알폼, 갱폼을 닫고 벽체(W20) 콘크리트를 타설한다. 이때 엘리베이터 홀과 계단실은 벽체와 그 상부 슬래브 콘크리트를 동시에 타설할 수 있다.

하지만 기계실 바닥은 나중에 콘크리트를 타설하여야 하는데 그 이유는 샤프트 내부의 알폼, 갱폼, 작업발판(RCS)를 빼낸 후에 타설할 수 있기 때문이다.

이후 샤프트 내부의 알폼, 갱폼, 작업발판(RCS)를 위로 빼낸다.

도 6은 기계실 바닥에 데크 플레이트(D20)를 시공하는 것이다. 데크 플레이트(D20)는 벽체(W20)에 일부가 겹치거나, 수평재(B24), 테두리보(B21)의 수평재(B23) 위에 올려지고 용접 등으로 고정된다.

도 7은 기계실 바닥에 데크 플레이트(D20)위에 슬라브 구멍을 형성하기 위하여 슬리브(H20)를 시공한다. 이 구멍은 피아노선, 권상 로프, 가이드 레인 기준선 등을 지하까지 내려보내기 위한 것이므로 정밀도가 매우 중요하다.

철골구조물(100)과 칼럼(C20)을 이용하여 기준 위치를 측량할 수 있고 고정되고 식별과 거리측정이 용이하므로 슬리브(H20)를 정확하게 설치할 수 있다. 물론 지상에서 선 조립시 철골 보로부터 슬리브(H20)의 위치를 미리 지정할 수 있다.

도 8은 기계실 바닥(S20)을 위한 바닥철근(R20)을 시공하는 것이다. 데크 플레이트 철근은 도 7의 슬리브(H20)의 위치를 피하여 배근하고 슬리브(H20) 주변의 높은 하중을 견디는 철근 보강을 미리 지상1층에서 선시공하거나 시뮬레이션한다. 바닥철근은 데크 플레이트에 이미 철근이 되어 있고 하부철근과 상부철근을 몇 시간내에 시공한다.

도 9는 기계실 바닥(S20) 콘크리트를 타설한다.

양생이 되면 엘리베이터 설치 공사를 착수하게 된다.

다음으로 도 10 내지 도 17의 단면도를 통해 본 발명의 시공순서를 설명한다.

도 10은 옥탑층 철골구조물(100)의 설치이다. 지하1층 또는 옥상에서 철골구조물(100)을 조립한다. 타워크레인으로 들어서 옥탑층으로 올린다음 앙카칼럼(C10)과 칼럼(C20)을 연결한다.

도 11은 옥탑층 벽체(W20) 시공이며 외부 갱폼을 인상한 후 벽체 철근(R20)을 시공한다.

도 12는 내부 알폼(AL20), 갱폼을 닫는 것이다.

도 13은 옥탑층 벽체(W20)의 콘크리트를 타설하는 것이며 이후에는 내부의 알폼(AL20), 갱폼, 작업발판(RCS)를 위로 빼낸다. 테두리보(B21)의 수직재가 벽체(W20)의 상단 콘크리트를 막는 형틀 거푸집 역할을 한다. 이는 알폼(AL20)이 연결보(B20) 때문에 벽체 상부까지 올라가지 못하는 상부 내부 형틀 마무리의 문제를 해결한 것이다.

도 14는 기계실 바닥 데크 플레이트(D20)을 설치하는 것이다. 데크 플레이트(D20)는 테두리보(B21)의 상부재(B23)에 올려진다. 상부재(B23)와는 5cm이상 겹쳐지며 데크 플레이트(D20)는 벽체(W20)위에 1cm정도 걸쳐질 수 있다.

또한 데크 플레이트(D20)는 연결보(B22)의 상부재(B24)위에 올려지므로 밑으로 낙하하지 않으며 휘어지지 않게된다. 데크 플레이트(D20)는 일반 철골보위에 걸쳐지는 것보다 강한 바닥철판을 갖는 종류로 시공된다.

도 15는 데크 플레이트(D20)위에 바닥 철근(R20)을 시공하는 것이다. 상부근과 하부근을 시공하며 구멍을 위한 슬리브(도 7)도 설치한다.

도 16은 기계실 바닥 콘크리트(S20)를 타설하는 것이다.

보와 데크플레이트가 슬라브 콘크리트 하중을 받아 벽체(W20)과 칼럼(C20)으로 전달하고 있다. 동바리 없이 안전하고 신속하게 슬라브를 타설할 수 있다. 콘크리트 경화후에는 슬라브가 자체적으로 하중을 지지하므로 데두리보와 연결보, 중간보는 나중에 해체하여 다른 곳에서 재사용할 수 있다.

수십년간 존치하는 경우 부식방지를 위하여 알루미늄 재질로 시공되는 것이 바람직하다. 중간보는 데크의 처짐 방지를 위하여 구조계산에 따라 추가하거나 위치를 조정할 수 있다.

도 17은 보의 형식과 알폼과의 접합 상세를 나타낸 것이다.

테두리보(B21)는 벽체(W20)내부 벽면과 일치하게 벽에 매립도고 알폼이 상부까지 올라오지 않으므로 거푸집역할을 한다.

알폼은 테두리보(B21) 수직재와 겹치거나 끝부분에서 연결된다.

보의 형태는 I자, T자, ㄱ자, ㄷ자 모양이다.

다음으로 도 18 내지 도 34의 3D를 통해 본 발명의 시공순서를 설명한다.

도 18은 49층 벽체(W10) 시공시 앙카 철골칼럼(C10)을 매립한다.

도 19는 앙카 철골칼럼(C10)을 매립시 위치와 높이를 정확히 하기 위하여 연결재(C11)를 사용하는 경우이다.

도 20은 옥탑층 철골구조물(100)을 지상1층에서 조립한다. 철골칼럼(C20)과 보(B20, B21, B22, 수직재, 상부재), 스터드 볼트(B25, 테두리도 4면에 부착), 로 구성된다.

도 21은 보의 단면 모양을 나타낸 것이며 T자, ㄱ자 형태의 예이다.

도 22는 타워크레인으로 지상 1층에서 옥탑층 철골구조물(100)을 옥탑층으로 양중하는 것이다.

도 23은 옥탑층 철골구조물(100)과 그 상부의 기계실 철골구조물(200)을 지상 1층에서 한번에 조립한 후 타워크레인으로 옥상으로 한번에 양중하여 2개층을 한번에 설치하는 것이다. 옥탑층 칼럼(C20)의 기계실 칼럼(C30)은 한개 또는 두개가 연결될 수 있다.

도 24는 옥탑층 철골구조물(100)을 앙카 칼럼(C10)과 연결하는 과정이다.

도 25는 도 24의 옥탑층 철골구조물(100)을 설치한 후 옥탑층 벽체 콘크리트(W20)를 타설한 것이다.

도 26은 옥탑층 벽체 콘크리트(W20)를 타설한 후 내부 알폼(AL20), 갱폼, 작업발판(RCS)를 빼내는 과정이다.

도 27은 칼럼(C20)을 이용하여 추락방지망(N20)을 설치하는 과정이다. 와이어(N21)을 이용하여 고정하는 예이다. 추락방지망(N20)은 슬라브 타설 후 나중에 와이어(N21)를 절단한후 하부 49층 엘리베이터 문쪽으로 반출한다.

도 28은 기계실 바닥 데크 플레이트(D20)을 설치하는 것이다. 데크 플레이트는 보위에 설치되며 추락, 낙하의 위험이 없이 신속하게 설치된다. 이후 도 7과 도 8과 같이 구멍을 위한 슬리브와 철근이 시공된다.

도 29는 기계실 바닥 콘크리트 (S20)을 타설한 것이다.

도 30과 31은 기계실 철골구조물(20)을 지상으로 부터 양중하여 옥탑층 철골구조물(100)위에 올려놓고 연결하는 것이다.

도 32는 외부 갱폼을 인상하는 것이며, 칼럼과 갱품을 연결하여 고정시킬 수 있다.

도 33은 권상기를 타워크레인을 이용하여 기계실 바닥으로 양중하는 것이다. 권상기 하부 절제빔과 전기판넬은 장비반입구를 통하지 않고 수직으로 제자리에 배치된다. 이때 데크 프레이트(D30)을 일부 해체하거나 권상기 양중 후 나중에 시공할 수 있다.

천정 보에는 고리가 용접되어 블럭체인으로 권상기와 철골빔을 작업자가 용이하게 이동시킬 수 있다.

도 34는 기계실이 완성된 것이며 기계실 바닥의 구멍을 통해 피아노선을 내리는 등 엘리베이터 설치를 본격적으로 시작할 수 있다. 기계실 주변의 계단실과 엘리베이터 홀은 나중에 재래식으로 시공되어도 무방하다.

도 35내지 도 47은 또 다른 단면도 통한 본 발명의 시공순서를 나타낸 것이다.

도 35는 47층(48층 바닥) 코어를 시공하는 과정이다.

도 36은 48층 코어를 시공하는 과정이다.

도 37은 49층 마지막 세대의 코어를 시공하는 과정이다. 여기서 벽체(W10)에 앙카철골칼럼(C10)을 설치한 후 벽체 콘크리트를 타설한다.

도 38은 옥탑층 철골구조몰(100)을 지상에서 조립한 후 타워크레인으로 인양한 후 앙카칼럼(C10)과 연결한다

도 39는 옥탑층 벽체(W20)을 타설한 후 알폼을 해체한다.

도 40은 칼럼(C20)을 이용하여 추락방지망을 설치한다.

도 41은 철골보(B20, B21, B22)에 데크 플레이트(D20)을 설치한다.

도 42는 기계실 바닥 슬래브(S20)을 시공한다.

도 43은 기계실 철골구조물(200)을 지상에서 조립한 후 타워크레인으로 양중하여 칼럼(C20)과 연결한다.

도 44는 권상기를 양중한다.

도 45는 기계실 벽체와 지붕을 시공한다.

도 46은 엘리베이터 설치를 시작한다.

도 47은 나중에 엘리베이터 홀 부분과 계단실(S31)을 재래식으로 시공한다.

도 48내지 도 54는 본 발명에 따른 메다는(행잉, hanging, 현수) 방법으로 기계실 바닥을 시공하는 방법이다.

도 48은 옥탑층 벽체(W20) 시공시 앙카 철골 칼럼(C20)을 설치한 후 벽체 콘크리트를 타설한다. 이에 따라 벽체(W20)에 칼럼(C20)이 강하게 고정된다.

샤프트 내부의 알폼, 갱폼, 작업발판을 빼낸다.

이후 추락방지망을 칼럼에 와이어로 연결하여 설치한다.

도 49는 기계실 바닥 데크 플레이트를 설치하는 과정이다. 칼럼(C20)에 와이어(N21)을 연결하여 데크 플레이트(D20)을 슬라브 바닥 높이로 고정한다.

데크 플레이트 하부에는 처짐 방지를 위한 각 파이프(D21) 등이 설치되고 와이어 (N21)와 연결되어 와이어 연결부위의 집중하중을 분산시킨다. 이 각 파이프(D21)는 나중에 엘리베이터 설치시 해체하여 제거한다.

와이어의 길이는 턴버클 등을 이용하여 조정한다. 이에 따라 데크 플레이트(D20)는 벽체(W20)에 1cm~2cm정도 겹쳐져 올려지거나 샤프트 내부로 들어간다. 샤프트 벽체와 데크 플레이트(D20)사이는 콘크리트가 새지 않도록 마감(코킹 등)한다.

이후 바닥 철근과 바닥 구멍을 위한 슬리브를 시공한다.

도 50은 기계실 바닥 슬라브(S20) 콘크리트를 타설한 것이다.

도 51은 기계실 철골구조물(200)을 타워크레인으로 옥상으로 양중하는 것이다.

도 52는 외부 갱폼을 인상한 후 벽체 철근과 형틀을 설치한는 것이다. 이 과정에서 권상기를 양중한다.

도 53은 기계실 벽체와 지붕 콘크리트를 타설하여 지붕(S30)을 완성한다. 이에 따라 엘리베이터 설치공사를 착수한다.

도 54는 데크 플레이트(D20)를 기계실 지붕의 보(S30)에 매달는 방식으로 시공하는 것이다. 데크 플레이트(D20)와 계실 지붕의 보(S30)는 철제 와이어(N31)로 설치되고 턴버클로 길이를 조정한다. 데크 하부에는 처짐 방지용 구조재(D21)가 추가 될 수 있다.

도 54의 구조물은 지상1층에서 조립되고 타워크레인으로 한번에 옥상으로 양중되어 설치될 수 있다. 샤프트 하부에는 기존에 추락방지망(N20)이 설치되어 있는 상태이다.

따라서 도 49는 칼럼에 데크를 고정하는 방식이고 도 54는 보에 데크를 고정하는 방식이다.

도 55는 도 54의 방법을 평면상에 표시한 것이다.

본 발명은 단기간에 설계 제작이 가능하고 현재 골조공사중인 아파트 공사현장 또는 향후 착공될 현장에 바로 적용될 수 있고 효과를 발휘할 수 있다.

100 : 옥타층 철골구조물
200 : 기계실 철골구조물
AL20 : 샤프트 내부 벽체용 알루미늄 폼, 갱폼
B20 : 기계실 바닥 연결보
B21 : 기계실 바닥 테두리보
B22 : 기계실 바닥 중간보
B23 : 기계실 바닥 테두리보 상부재
B24 : 기계실 바닥 중간보 상부재
B25 : 스터드 볼트
B30 : 기계실 지붕 보
C10 : 앙카 철골 칼럼
C11 : 앙카 철골 칼럼 수평 연결재
C20 : 옥탑층 철골 칼럼
C30 : 기계실 철골 칼럼
D20 : 기계실 바닥 데크 플레이트
D30 : 기계실 천정 데크 플레이트
G30 : 외부 갱폼
H20 : 기계실 바닥 구멍 슬리브
N20 : 추락방지망
N21 : 와이어(로프, 기둥연결)
N31 : 와이어(로프, 보 연결)
R20 : 철근
S20 : 기계실 바닥 슬래브
S30 : 기계실 천정 슬래브
W10 : 최상층 세대 벽체
W20 : 옥탑층 벽체
W30 : 기계실 벽체

Claims

선조립 철골구조물 및 앵커 결합을 이용하는 옥탑층 엘리베이터 승강로의 골조공사 방법에 있어서,
a) 최상층 엘리베이터 승강로 벽체에 수직 방향으로 연장된 복수의 앵커를 매립하고 벽체 콘크리트 타설하는 단계;
b) 옥탑층 승강로 벽체 및 기계실 바닥을 위한 철골구조물을 선조립하되, 상기 철골구조물은 복수의 철골 기둥과 상기 철골 기둥을 수평 방향으로 연결하는 복수의 연결보 및 테두리보를 포함하며, 상기 테두리보는 수직재와 기계실 바닥 데크 플레이트를 지지하는 수평재를 포함하며, 상기 철골 기둥의 하단에는 상기 수직 방향 앵커와의 결합을 위한 연결 부재를 형성하는 단계;
c) 상기 선조립된 옥탑층 철골구조물을 타워크레인으로 양중하여, 상기 철골 기둥의 하단에 형성된 연결 부재를 상기 옥탑층 벽체에 매립된 앵커에 결합하여 상기 철골 구조물을 상기 승강로 벽체에 매립되도록 견고하게 고정하는 단계;
d) 옥탑층 벽체의 벽체철근을 연결보와 테두리보 사이로 연속 상향 시공하며, 이후 형틀을 시공한 후, 옥탑층 승강로 벽체 콘크리트를 타설하여 상기 철골구조물과 벽체를 일체화하는 단계;
e) 옥탑층 승강로의 형틀 및 작업발판을 해체하는 단계;
f) 상기 철골구조물의 테두리보 상부에 기계실 바닥 데크 플레이트를 지지 동바리 없이 용접 또는 볼트로 직접 설치하는 단계;
g) 상기 데크 플레이트 위에 기계실 바닥 철근을 시공하는 단계; 및
h) 기계실 바닥 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥탑층 엘리베이터 승강로의 골조공사 방법.