KR100885662B1 - 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물 - Google Patents

중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 본 발명에 의한 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물은 콘크리트 구조물에 있어서, 대향되면서 길이 방향으로 연장되며 그 사이에 콘크리트가 타설되는 한 쌍의 철판; 상기 철판의 대향 면에 평행한 상태로 대향된 한 쌍씩 각각 접합되며 콘크리트 타설시 결합력을 상승시키는 접합부재; 및 상기 철판과 각각 직교 방향이면서 대향되는 접합부재마다 연속 상태로 볼팅에 의해 연결되는 브레이스(Brace) 부재; 를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 건설 공기(工期) 단축을 위해 콘크리트 타설시 보 및 바닥판 밑의 작업을 콘크리트 양생 전에도 계속 진행할 수 있도록 하면서 시공하중을 효과적으로 견디도록 하게 하므로 장경(長徑) 간의 보 및 바닥판에서도 기둥이나 벽의 중간에 설치되었던 지지대를 생략할 수 있는 효과가 있다.
콘크리트 구조물, 지지대, 트러스(Truss) 구조, 모멘트

Description

중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물{THE CONCRETE STRUCTURE IN WHICH THE MINIMIZATION OF THE MIDSHIP SUPPORT BEAM IS POSSIBLE}
본 발명은 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 공기(工期) 단축을 위해 콘크리트 타설시 보 및 바닥판 밑의 작업을 콘크리트 양생 전에도 계속 진행할 수 있도록 하면서 시공하중을 효과적으로 견디도록 하게 하므로 장경(長徑) 간의 보 및 바닥판에서도 기둥이나 벽의 중간에 설치되었던 지지대를 생략할 수 있는 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소의 경제성에 영향을 미치는 가장 큰 요소 중에 하나가 건설 공기이며, 원자력발전소는 초기 건설비가 많고 건설공기가 길어서 투자자본에 대한 이자비용이 총 건설비의 약 20% 내외를 차지한다. 따라서, 건설공기의 단축은 원자력 건설사업의 최우선 관심사가 아닐 수 없다.
원전선진국인 미국, 일본과는 달리 현재 국내에서는 원전건설공기가 60개월에 이르고 있으므로, 차세대 원전건설기술인 구조물-기기 복합모듈화 설계기술을 개발하지 않고서는 원전건설공기를 30∼40개월대로 단축하는 것은 불가능한 실정이 다.
지금까지 개발된 콘크리트 구조물은 거푸집을 이용하지 않고 철판을 거푸집과 구조체로 동시에 이용하는 혁신적인 공법이지만, 종래의 콘크리트 구조물은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 타설되는 콘크리트(C)를 안에 두고 양 측면에 철판(10, 20)이 각각 구비되고 상기 철판(10, 20) 내측벽에 이 철판(10, 20)과 콘크리트(C)의 결합을 위하여 스터드(Stud: 30)가 설정 간격을 가지면서 다수 구비되며 전단력에 대항하기 위한 쉬어 바(Shear bar: 40)가 설정 간격으로 다수 구비된다.
여기서, 콘크리트 구조물 형성시 보 및 바닥판을 설치하기 위해서는 바닥에 거푸집을 설치하고 거푸집 내에 철근을 배근하며, 콘크리트(C) 타설시의 무게를 지지하기 위하여 보 및 바닥판 밑에 지지대(Support: 50)를 설치하고 콘크리트(C)를 타설하였다.
이와 같이 보 및 바닥판 밑에 상기 지지대(50)를 설치하였을 때 시공적인 면은 해결되지만 공정상에 있어서는 지지대(50) 때문에 다른 작업이 시작되지 못하는 면이 있다. 특히, 원자력발전소 등에서의 공정을 단축할 목적으로 적용할 예정인 철판(10, 20)과 콘크리트(C)의 합성구조에서는 거푸집이 필요치 않으므로 콘크리트(C) 양생 후 거푸집을 제거할 필요가 없으므로 콘크리트 타설 및 양생 기간과 관계없이 다른 작업이 시작될 수 있다.
그러나 콘크리트 구조물이 합성구조라 하여도 기둥과 벽 부분은 시공중 액체 상태의 콘크리트(C) 하중을 지지하는 지지대(50)가 필요 없지만, 슬래브 및 보의 경우는 시공중 액체 상태의 콘크리트 수직 하중이 작용하므로 지지기둥인 지지 대(50)가 필요하게 된다. 새로운 구조방식은 콘크리트 구조물을 이용하는 것은 공기를 단축할 목적으로 적용하는 것이나 콘크리트(C)가 최소한의 강도를 발현하는 동안은 지지대(50)를 해체할 수 없으므로 상기 지지대(50)에 의한 방해로 후속 작업이 시작되지 못하여 공정상의 단축을 크게 기대할 수 없게 된다.
즉, 콘크리트(C) 타설시 시공시 타설되는 액체 상의 콘크리트(C) 무게를 감당하기 위하여 기둥 및 벽 부분은 따로 지지대(50)가 필요하지 않으나 보 및 바닥판은 경간이 길어지면 일정한 거리마다 지지대(50)를 설치하여야 한다. 이에 따라 바닥판 및 보 밑에서 진행되어야 할 공정이 있다면, 지지대(50)에 의한 방해로 콘크리트 양생 후 일정한 강도에 이르기까지 바닥을 지지하는 지지대(50)를 해체할 수 없으므로 기타 이 작업을 진행할 수 없다는 문제점이 있었다. 이로 인하여 공기에 지장을 초래할 수 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 건설 공기(工期) 단축을 위해 콘크리트 타설시 보 및 바닥판 밑의 작업을 콘크리트 양생 전에도 계속 진행할 수 있도록 하면서 시공하중을 효과적으로 견디도록 하게 하므로 장경(長徑) 간의 보 및 바닥판에서도 기둥이나 벽의 중간에 설치되었던 지지대를 생략할 수 있게 한 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 콘크리트 구조물에 있어서, 대향되면서 길이 방향으로 연장되며 그 사이에 콘크리트가 타설되는 한 쌍의 철판; 상기 철판의 대향 면에 평행한 상태로 대향된 한 쌍씩 각각 접합되며 콘크리트 타설시 결합력을 상승시키는 접합부재; 및 상기 철판과 각각 직교 방향이면서 대향되는 접합부재마다 연속 상태로 볼팅에 의해 연결되는 브레이스(Brace) 부재; 를 포함하여 이루어진다.
이와 같은 본 발명의 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물은 건설 공기(工期) 단축을 위해 콘크리트 타설시 보 및 바닥판 밑의 작업을 콘크리트 양생 전에도 계속 진행할 수 있도록 하면서 시공하중을 효과적으로 견디도록 하게 하므로 장경(長徑) 간의 보 및 바닥판에서도 기둥이나 벽의 중간에 설치되었던 지지대를 생략할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물을 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 철판(110, 120), 접합부재(130), 브레이스 부재(140) 및 볼트(B)로 이루어진다.
상기 철판(110, 120)은 한 쌍이 직립된 상태로 대향되면서 길이 방향으로 연 장 형성되며 그 사이에 콘크리트(C)가 타설된다.
상기 접합부재(130)는 상기 철판(110, 120)의 대향 면에 평행한 상태로 다수 대향된 한 쌍씩 각각 용접 등에 의해 접합되며 콘크리트(C) 타설시 결합력을 상승시킨다.
즉, 상기 접합부재(130)는 앵글(Angle)로, 상기 철판(110, 120)을 기준으로 직교 방향과 평행 방향으로 연장 형성되어 절곡됨에 따라 절곡된 부위에 콘크리트(C)가 타설된다.
상기 브레이스(Brace) 부재(140)는 앵글로 상기 철판(110, 120)과 각각 직교 방향이면서 대향되는 상기 접합부재(130)마다 연속 상태로 각 끝단과 중첩 부위를 볼트(B)에 의해 연속 연결되며, 상기 접합부재(130)에 "×" 자인 교차 형태로 이 접합부재(130)의 일단에서 타단까지 각 끝단에 서로 연결된다.
여기서, 상기 브레이스 부재(140)는 전단력에 대항하기 위한 앵글을 사용하여 상기 접합부재(130)와의 연결 부위인 양 측면 및 교차면을 볼트(B)에 의하여 연결한다.
이러한 구조로 상기 접합부재(130) 및 브레이스 부재(140)를 이용하여 트러스 구조를 형성하므로 콘크리트(C)의 양생 전에도 즉, 시공시 및 콘크리트(C) 타설시 묽은 콘크리트(C)의 시공 하중을 트러스 구조의 우수한 휨 성능에 의하여 중간에 지지대(150)를 설치하지 않더라도 시공이 가능하여, 콘크리트(C) 양생 전에도 보 및 바닥판 밑부분에서 후속의 작업이 진행될 수 있고 이에 시공공정을 크게 앞당길 수 있다.
즉, 종래에서 스터드와 쉬어 바를 이용한 콘크리트 구조물에서 이를 앵글로 된 상기 접합부재(130)와 브레이스 부재(140)로 변경하고 상기 브레이스 부재(140)를 트러스 구조로 하여 콘크리트(C) 타설시의 시공하중을 효과적으로 견디도록 함에 따라 콘크리트 무게를 감당하기 위한 장경 간의 보 및 바닥판에서 양 끝단 이외에 중간 부위에서의 지지대(150)를 생략할 수 있다.
결국, 콘크리트 구조물이 구조적으로 중간에 상기 지지대(150)를 생략할 수 있는 구조로써 무 지주 공법에 의하여 시공할 수 있는 구조를 개발할 수 있으며, 주로 원자력발전소와 같이 공기의 단축이 경제성이 미치는 영향이 큰 플랜트 시공시 적용되는 공법이다.
그러므로 본 발명의 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물의 제작 공정은 우선, 상기 철판(110, 120)에 각각 이 철판(110, 120)과 길이 방향으로 평행하도록 하면서 상기 접합부재(130)의 절곡 부위가 상부에 오도록 용접 등으로 각각 접합시킨다.
다음으로, 대향되면서 이웃한 상기 접합부재(130)의 사이에 중심부를 볼트(B)로 연결 고정한 "×" 자 형태의 브레이스 부재(140)를 연장되도록 결합시킨 다음 삽입시켜 볼트(B)로 체결하여 고정하거나 각각 "×" 자 형태의 브레이스 부재(140)를 연속 삽입한 다음 순차적으로 볼트(B)를 사용하여 연결 고정할 수 있다.
이때, 평행한 상기 철판(110, 120)의 하측에 보 및 바닥판을 구비한 후 상기 지지대(150)는 하측 철판(120)의 양 끝단만 지지하여도 콘크리트(C) 타설시의 시공 하중을 효과적으로 견딜 수 있다.
다음으로, 콘크리트(C) 타설시 상기 철판(110, 120)의 내측벽에 접합되는 상기 접합부재(130)에 의해 결합력을 상승시킨다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 콘크리트 구조물을 도시한 종단면도와 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물을 도시한 사진이다.
도 4 및 도 5는 상기 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물을 도시한 종단면도와 횡단면도이다.
도 6은 상기 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물의 일 부분을 확대한 종단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110, 120: 강판 130: 접합부재
140: 브레이스 부재 150: 지지대
C: 콘크리트

Claims (5)

  1. 콘크리트 구조물에 있어서,
    대향되면서 길이 방향으로 연장되며 그 사이에 콘크리트가 타설되는 한 쌍의 철판;
    상기 철판의 대향 면에 평행한 상태로 대향된 한 쌍씩 각각 접합되며 콘크리트 타설시 결합력을 상승시키는 접합부재; 및
    상기 철판과 각각 직교 방향이면서 대향되는 접합부재마다 연속 상태로 볼팅에 의해 연결되는 브레이스(Brace) 부재; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 접합부재 및 브레이스 부재는 큰 모멘트 지지력을 발휘하도록 트러스(Truss) 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 브레이스 부재는 상기 접합부재에 교차 형태로 각 끝단에 서로 연결되 는 것을 특징으로 하는 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접합부재 및 브레이스 부재는 앵글(Angle)인 것을 특징으로 하는 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 접합부재는 상기 철판을 기준으로 직교 방향과 평행 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 중간 지지대의 최소화가 가능한 콘크리트 구조물.
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