KR101126342B1 - 철근받침구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근받침구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기초지반 상부에 설치하여 수직좌굴을 방지하고 기초상부근을 처짐 없이 받쳐줌과 동시에 현장작업자들이 기초상부근 위에서 안전하게 작업할 수 있도록 구성된 것으로, 그 주요 구성은 일정 길이로 제작되어 일정 간격으로 평행하게 배치된 3개 이상의 수직부재; 상기 수직부재들을 서로 연결해주는 수직좌굴방지부재인 수평부재; 상기 수직부재와 상기 수평부재의 절점들을 용접으로 고정한 것으로, 철근받침구조체에 가해지는 수직력과 수평력에 대하여 상기 각각의 수직부재들과 수평부재들이 균등하게 대응함으로써 수직좌굴을 방지할 수 있고, 더욱이 상기 수직부재와 상기 수평부재가 서로 만나서 이루어지는 절점과 다른 절점에 가새를 더 설치하여 수직좌굴 방지를 강화하며 또한 상기 수직부재들의 하단에 상기 수직부재의 하단부 면적보다 큰 수직부재받침판을 설치하여 수직부재를 균형 있게 받쳐주거나 상기 수직부재들의 하단 부분에 높이 조절을 위한 수직부재조절받침대를 설치하여 수직부재의 길이를 조절함으로써 철근받침구조체가 기초상부근을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

수직부재, 수평부재, 가새, 수직부재조절받침대, 기초상부근, 버림콘크리트층

Description

철근받침구조체{Support for a Upper Reinforcing Bar of Footings}

본 발명은 철근받침구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기초지반 상부에 설치되어 수직좌굴을 방지하고 기초상부근을 처짐 없이 받쳐줌과 동시에 현장작업자들이 기초상부근 위에서 안전하게 작업할 수 있도록 기초상부근을 지지하는 데 사용되는 철근받침구조체에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 축조를 위한 기초공사에는 기초하부근과 기초상부근이 설치되는데, 최근 들어 초고층 건물이 일반화되면서 매트(MAT) 기초의 깊이가 깊어짐에 따라 기초상부근이 기초 지반 상부에 타설되는 버림콘크리트층으로부터 높이 설치되고 기초공사에 소요되는 철근의 배근량이 증가함에 따라 기초상부근의 처짐을 방지하고 배근된 기초상부근 위에서 작업자가 안전하게 작업하기 위하기 기초상부근의 하부에는 철근받침구조체의 설치가 요구되었다.

종래에는 기초상부근 하부에 설치되는 철근받침구조체에 대하여 특별히 규격화된 구조체나 시공 방법이 없었으므로, 현장에서 작업하는 철근공이 기초공사시 기초상부근 하부에 철근받침구조체를 Z형, ㄷ형 등의 임의의 형태로 만들어 설치함에 따라 구조적으로 안정되지 아니할 뿐만 아니라 이러한 철근받침구조체를 현장에 서 제작하여 설치함에 따라 공기가 길어지는 단점을 가지게 되었다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 공개특허공보 제0129865호는 도 1에 나타난 바와 같이 철근받침구조체의 기능을 가지는 철근 고임용 부재의 기본틀을 공장에서

형과 같은 일정한 규격 형태의 기본틀(1)과 그리고 지지재(2)를 제작한 후 현장에서 철근공이 상기 기본틀(1)이 자립할 수 있도록 지지재(2)로 용접, 볼트 체결 또는 기타 긴결재 등으로 조립하여 기초상부근을 떠 받쳐 줄 수 있도록 설치하기 때문에 표준 도면에 의한 설계 시공으로 현장 시공 감리가 용이하고, 철근 고임용 부재의 기본틀(1)과 지지재(2)를 공장에서 제작한 후 현장에서 조립하는 공법이기 때문에 철근 고임용 부재의 설치가 용이하여 공기를 단축할 수 있었다.

그러나, 상기 공개특허공보 제0129865호에 나타난 철근 고임용 부재는

형의 기본틀(1)과 기본틀(1)이 지지재(2)로 결합되는데, 이러한 철근 고임용 부재는 상부에서 하부로 작용하는 응력의 대부분을 기본틀(1)이 지탱하여 주고 지지대(2)는 단지 기본틀(1)과 기본틀(1)을 연결하는 역할을 가지고 있음에 따라 공사 작업도중 발생하는 수평력과 수직력에 따른 수직좌굴이 발생되고, 특히 이러한 수직좌굴은 버림콘크리트층 상부에 설치된 철근 고임용 부재에 콘크리트를 타설하거나 현장 철근공이 기초상부근 작업을 하는 도중 예기치 않게 발생되는 등 기초공사에 있어서 안정성 확보가 문제시 되었다. 또한 지반 상부에 타설된 바탕콘크리트층이 평활하지 않거나 기초상부근이 수평으로 평탄하게 위치하지 않은 경우 일정한 길이로 규격화된 철근 고임용 부재를 바탕콘크리트층 상부에 설치한 후 철근 고임용 부 재 상단에 기초상부근를 설치할시 철근 고임용 부재가 기초상부근을 견고하게 지지하는데도 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 일정 길이로 제작된 3개 이상의 수직부재를 일정 간격으로 평행하게 배치하고, 상기 수직부재들을 서로 연결해주는 수직좌굴방지부재인 수평부재를 일정간격으로 배치하고 용접하여 고정함으로써 철근받침구조체에 발생하는 수직력과 수평력에 균등히 저항하고 수직좌굴을 방지할 수 있게 형성하였고, 또한 상기 철근받침구조체의 수직부재와 수평부재가 만나는 절점과 그 내외측 대각선 방향으로 수직부재와 수평부재가 만나는 절점에 가새를 더 배치하여 수직력과 수평력이 더욱 강화되고 수직좌굴 방지를 강화할 수 있는 철근받침구조체를 형성하는데, 이러한 철근받침구조체는 공장에서 제작한 후 이를 버림콘크리트 상면에 설치한 후 기초상부근을 설치하거나, 수직부재 및 수평부재 또는 가새를 현장으로 반입한 후 버림콘크리트 상면에 이들을 설치한 후 철근받침구조체 상단 단부에 기초상부근을 설치함으로써 철근받침구조체가 수평력과 수직력에 저항하고 수직좌굴을 방지할 수 있는 안정적인 구조를 가지게 된다. 또한 수직부재의 하단에 수지부재의 하단부 면적보다 큰 수직부재받침판을 용접하여 더 설치함으로써 철근받침구조체를 형성하는 수직부재를 보다 더 안정적으로 지지하게 하거나, 또는 수직부재의 하단 부근에 수직부재조절받침대를 설치하고 상기 수직부재조절받침대를 구성하고 있는 수직부재결합구와 수직조절 받침지지대로 수직부재의 길이를 조절하여 철근받침구조체가 버림콘크리트 상단과 기초상부근과의 거리에 맞도록 높이를 조절함으로써, 기초상부근을 보다 더 안정적으로 지지할 수 있는 철근받침구조체를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 일정 길이로 제작된 3개 이상의 수직부재들과 이들 수직부재들을 서로 연결해주는 수직좌굴방지부재인 수평부재들이 용접으로 고정되는 철근받침구조체를 형성하거나, 또는 상기 수평부재와 상기 수직부재로 연결된 철근받침구조체에서 상기 수직부재와 상기 수평부재가 만나는 절점과 그 내외측 대각선 방향으로 수직부재와 수평부재가 만나는 절점에 가새를 추가 연결한 철근받침구조체를 형성하고, 필요에 따라서는 상기 수직부재의 하단 부근에 수직부재조절받침대를 설치하거나 수지부재의 하단에 수직부재받침판을 설치한 철근받침구조체를 제공한다.

이와 같이, 본 발명의 철근받침구조체에 의하면, 수직부재와 수직좌굴부재인 수평부재가 용접으로 고정 연결된 철근받침구조체를 형성하거나 이러한 철근받침구조체에 가새를 더 추가하여 설치함으로써 철근받침구조체에 가해지는 수직력과 수평력에 대하여 상기 각각의 수직부재들과 수평부재들이 균등하게 대응함으로써 수직좌굴을 방지할 수 있고, 또한 상기 수직부재의 하단 부근에 설치된 수직부재조절받침대나 수지부재의 하단에 설치된 수직부재받침판에 의하여 기초상부근을 보다 더 안정적으로 지지할 수 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 철근받침구조체는 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 같은 길이의 수직부재(10)를 평행하게 배치하고, 상기 수직부재(10)들을 모두 연결해주는 수직좌굴방지부재인 수평부재(20)들을 일정간격으로 배치하고 상기 수직부재(10)들와 상기 수평부재(20)들의 절점들을 용접으로 고정한 것을 특징으로 하는 철근받침구조체에 관한 것이다. 상기 수직부재(10)가 일정간격으로 평행하게 배치하고 상기 수직부재(10)에 수직좌굴방지부재인 수평부재(20)를 용접하여 고정함에 따라 철근받침구조체에 가해지는 수직력과 수평력에 대하여 상기 각각의 수직부재(10)들과 수평부재(20)들이 균등하게 대응함으로써 종래의 철근받침구조체에 비하여 보다 효과적으로 수직좌굴을 방지할 수 있는 있는 철근받침구조체를 형성한다.

본 발명에 사용되는 수직부재(10), 수직좌굴부재인 수평부재(20)는 형강, 강봉 및 철근 등 금속재로 이루어지거나 또는 인장 및 압축강도가 높은 유리섬유강화플라스틱(Fiber Glass Reinforced Plastic, GFRP)이나 탄소섬유보강재 등 다양한 재료로 구성될 수 있다.

도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 철근받침구조체에 가새를 더 설치하고 그 위치를 달리 한 것을 나타낸 다른 실시예의 부분 사시도로, 도 3a는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(A)과 그 내측 수평 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(B)을 가새(31)로 연결하며 상기 가새(31)가 형성하 는 단위 모듈은 상하부로 갈수록 순차적으로 교차하여 설치된 것을 나타낸 것이고, 도 3b는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(C)과 그 외측 수평 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(D)을 가새(32)로 연결하며 상기 가새(32)가 형성하는 단위 모듈 정반대편에 가새(32)가 교차하여 설치된 것을 나타낸 것이고, 도 3c는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(E)과 그 내측 수평 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(F) 바로 상측으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(G)을 가새(33)로 연결한 것을 나타낸 것이고, 도 3d는 수평부재(20) 중에서 최상부에 위치하는 수평부재(20)의 일지점(H)과, 그 아래에 설치된 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(I)을 연결하는 가새(34)와, 상기 가새(34)와 가새(34)로 형성된 'ㅅ'자 형상의 단위 모듈이 수직부재(10)와 수평부재(20)로 이루어진 4면에 걸쳐 연속하여 설치된 것을 나타내고 있고, 도 3e는 수평부재(20) 중에서 최하부 위치하는 수평부재(20)의 일지점(J)과, 그 상부에 설치된 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점(K)을 연결하는 가새(35)와, 상기 가새(35)와 가새(35)가 역'ㅅ'자 형상의 단위 모듈이 수직부재(10)와 수평부재(20)로 이루어진 4면에 걸쳐 연속하여 설치된 것을 나타내고 있는데. 도 3a 내지 3e는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점과 절점 사이나 수평부재(20) 상에 가새(31 내지 35)를 더 설치함으로써 수직부재(10)와 수평부재(20)에 대한 응력보강으로 수직좌굴 발생을 더욱 방지할 수 있는 보다 효율적인 구조를 나타내고 있다.

도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 철근받침구조체에 있어서, 일정한 간격으로 설치는 4개의 수직부재(10), 상기 수직부재(10)와 결합하는 수평부재(20)로 형성된 철근받침구조체에 가새(30)와 수직부재조절받침대(40)를 더 설치한 것을 나타낸 사시도로, 도 4a는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점과 그 외측 수직 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점을 연결하는 가새(10)는 상기 가새(30)가 설치되는 수평부재(20)와 수평부재(20) 사이에 이어져 설치되는 외면에 지그재그로 이어져 설치된 것을 나타내고 있고, 도 4b는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점과 그 수평방향 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점을 연결하는 가새(30)가 상부로 갈수록 순차적으로 교차한 것처럼 설치되면서 상기 도 3a에서 설명하고 있는 하나의 가새(30)가 상부로 갈수록 그 아래에 설치된 가새(30)와 순차적으로 이어짐에 따라 수직부재(10)와 수평부재(20)로 이루어진 철근받침구조를 감싸면서 올라가는 구조이고, 도 4c는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점과 그 내측 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점의 바로 위의 절점을 연결하는 가새(30)가 설치되고 이러한 단위 모듈의 가새(30)가 상부로 갈수록 순차적으로 교차하는 것처럼 설치된 것이고, 도 4d는 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점과 그 외측 수직 대각선 방향으로 수직부재(10)와 수평부재(20)가 만나는 절점을 연결하는 가새(30)가 설치되는 동일면에 이들 가새(30)와 대각선 방향으로 가새(30)가 더 설치되어 'X'자형을 형성하고 이러한 'X'자형의 가새(30)와 정 반대방향으로 다른 한쌍의 'X'자형의 가새가 설치되고 이러한 단위 모듈을 형성하는 가새(30)가 상부로 갈수로 순차적으로 교차하는 것처럼 설치된 것을 나타내고 있다. 도 4a 내지 4d에 나타난 철 근받침구조체의 실시예들은 가새를 다양한 형태로 설치함으로써 외부에서 작용하는 수평 및 수직응력에 균등하게 저항하고 수직좌굴에 대하여 효율적으로 대응하기 위한 구조로 설계된 것으로, 도 4a 내지 4d에 나타난 철근받침구조체들은 기초상부근 설치시 공사현장의 여건에 맞게 선택되어져 설치할 수 있다. 또한 수직부재(10)의 하단 부근에 수직부재조절받침대(40)를 설치하여 버림콘크리트(70) 상단과 기초상부근(50)과의 거리에 맞도록 수직부재(10)의 길이를 조절함으로써, 철근받침구조체가 기초상부근(50)을 보다 더 견고하게 지지할 수 있다.

도 5a 내지 5b는 수직부재(10) 하단 부분에 설치된 수직부재조절받침대(40)의 단면도를 나타낸 것으로, 수직부재조절받침대(40)는 수직부재결합구(41)와 수직조절받침지지대(42)로 이루어졌으며 상기 수직부재결합구(41)는 수직부재(10) 하단 일부에 결합되어 고정되고 그 외측에는 나사산이 형성되어 수직조절받침지지대(42)의 내부에 형성된 나사산과 결합하여 회전하도록 형성된 것으로, 상기 수직부재결합구(41)와 수직조절받침지지대(42)가 서로 나사물림으로 회전토록 구성됨에 따라 버림콘크리트층(70) 상부가 평활하지 아니하거나 철근받침구조체의 설치 길이를 조절할 필요가 있는 경우에는 수직부재(10)를 고정시킨 상태에서 수직조절받침지지대(42)를 정/역회전하여 그 길이를 조절할 수 있다.

도 6은 수직부재받침판(43)이 수직부재(10) 하단부와 용접으로 고정된 것을 나타내는 사시도로, 상기 수직부재받침판(43)은 수직부재(10)의 하단부 면적보다 크게 형성되어 있음에 따라 철근받침구조체가 버림콘크리트층(70) 상부에 안정적으로 안착하여 상부기초근(50)을 견고하게 지지한다.

도 7는 본 발명에 따른 철근받침구조체가 설치된 기초 공사장의 입면을 나타낸 것으로, 굴착된 지반(80)에 타설된 버림콘크리트층(70) 상면에 기초하부근(60)이 설치되고 버림콘크리트층(70) 상면에 철근받침구조체가 설치되고 그 상단에 기초상부근(50)이 설치된 것으로, 상기 철근받침구조체는 철근받침구조체에 가해지는 수직력과 수평력에 대하여 상기 각각의 수직부재(10)와 수평부재(20) 및 가새(30)가 균등하게 대응하여 수직좌굴을 방지하고, 수직부재(10) 하단 부분에 설치된 수직부재조절받침대(40)에 의하여 철근받침구조체의 길이를 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 철근받침구조체에 대한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 철근받침구조체를 나타낸 사시도

도 3a 내지 3e는 본 발명에 따른 철근받침구조체에 가새를 더 설치하고 그 위치를 다르게 한 것을 나타낸 다른 실시예들의 부분 사시도

도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 철근받침구조체에 가새와 수직부재조절받침대를 더 설치한 또 다른 실시예들을 나타낸 사시도

도 5a 내지 5b는 수직부재 하단 부분에 설치된 수직부재조절받침대로, 수직조절받침지지대를 좌우로 회전함에 따라 수지부재가 상하로 이동하는 것을 나타낸 단면도

도 6은 수직부재받침판이 수직부재 하단부에 용접으로 고정된 것을 나타내 사시도

도 7은 본 발명에 따른 철근받침구조체가 설치된 기초 공사장의 입면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 수직부재 20 : 수평부재

30 : 가새 40 : 수직부재조절받침대

41 : 수직부재결합구 42 : 수직조절받침지지대

43 : 수직부재받침판 50 : 기초상부근

60 : 기초하부근 70 : 버림콘크리트층

80 :지반 A 내지 G, I, K :절점

H, J : 일지점

Claims (9)

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2. 버림콘크리트층의 기초지반 상부에 기초상부근을 지지하도록 설치되는 철근받침구조체로서,

   4개의 수직부재를 같은 길이로 평행하게 배치하고, 상기 수직부재들을 모두 연결해주는 수직좌굴방지부재인 수평부재를 3개 이상 일정간격으로 배치하여 수직부재들과 수평부재들의 절점들을 용접으로 고정하고, 상기 수평부재 중에서 최상부에 위치하는 수평부재의 일지점(H)과, 그 아래에 설치된 수직부재와 수평부재가 만나는 절점(I)을 연결하거나 또는 상기 수평부재 중에서 최하부 위치하는 수평부재의 일지점(J)과, 그 상부에 설치된 수직부재와 수평부재가 만나는 절점(K)을 연결하는 가새를 용접으로 고정한 것이 하나 이상 설치되고,

   상기 수직부재들의 하단 부분에 상기 수직부재들의 높이를 조절할 수 있도록 설치되는 수직부재조절받침대는,

   수직부재결합구와 수직조절받침지지대로 이루어졌으며, 상기 수직부재결합구는 수직부재 하단 일부에 결합되어 고정되고 그 외측에는 나사산이 형성되어 수직조절받침지지대의 내부에 형성된 나사산과 결합하여 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 철근받침구조체.
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