KR101260392B1 - 저모멘트존에서 연결되는 ｐｃ기둥 및 보유닛의 조립식 구조 - Google Patents

저모멘트존에서 연결되는 ｐｃ기둥 및 보유닛의 조립식 구조 Download PDF

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홍원기
이성호
박선치
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(주)케이에이치하우징솔루션스
경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 선제작된 1절 또는 1개층의 PC기둥 및 보유닛을 서로 결합하고 상기 PC기둥 및 보유닛에 다른 PC기둥 및 보유닛 및 보부재를 결합하는 구조에서,
상부PC기둥(UC); 상기 상부PC기둥(UC)에서 아래로 이격되어 설치되는 하부PC기둥(DC); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이에 수직으로 배근되는 다수개의 기둥철근(CB); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC)의 이격된 공간에 수평으로 삽입 설치되는 브래킷부재(110); 상기 브래킷부재(110)의 하부에 타설되어 설치되는 브래킷하부콘크리트(120); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이의 이격된 공간과 상기 브래킷하부콘크리트(120) 사이에 타설되는 조인트콘크리트(200); 및, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 또는 상기 하부PC기둥(DC)의 하부 중 어느 하나 이상에 설치되어 다른 PC기둥 및 보유닛과 접합주를 형성하는 저모멘트연결부연결재(CP);를 포함하여 구성되는 PC기둥 및 보유닛으로,
상기 브래킷하부콘크리트(120)와 조인트콘크리트(200)는 일체로 타설되어 1절 또는 1개층의 상기 PC기둥 및 보유닛이 사전 제작되고, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 하부는 건물 전체에서 기둥에 작용하는 모멘트가 적거나 최소인 기둥 저모멘트존(CLM)에 위치하며 상기 브래킷부재(110)의 양단은 건물 전체에서 보에 작용하는 수직하중에 의한 모멘트가 적거나 최소인 보 저모멘트존(BLM)에 위치하여 다른 PC기둥 및 보유닛 그리고 보부재(B)와의 결합이 모멘트가 적거나 최소인 곳에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공한다.

Description

저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조{Precast Concrete Column And Beam Unit Assembling Structure Being Connected In The Low Bending Moment Zone}
본 발명은 PC기둥에서 여러 절 또는 여러 층의 PC기둥을 간편하게 현장조립할 수 있는 조립식 구조에 관한 것으로,
사전 제작된 1절 또는 1개층 PC기둥 및 보유닛에서 기둥(Column)의 연결부는 수평, 수직 하중시 발생하는 저모멘트존(Low Bending Moment Part)에서 조립하고 보(Beam)의 연결부는 수직하중시 발생하는 저모멘트존(Low Bending Moment Part)에서 조립할 수 있도록 하여 설치 전 또는 후로 수직 및 수평하중에 대한 구조적 성능이 우수한 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조에 관한 것이다.
근래에는 초고층 건축물의 수요증가 및 건식화 기조에 따라 PC구조(Precast Concrete Structure)의 수요가 늘고 있다.
종래의 PC구조는 PC기둥유닛 및 PC보유닛을 사전제작하여 현장에서 조립하여 시공한다. 상기 종래의 PC구조는 PC기둥유닛 상호간의 결합부는 별론으로 하더라도 PC기둥유닛과 PC보유닛의 결합부 시공은 각 유닛사이의 작은 공간에서 철근배근 등의 작업이 기능공의 수작업으로 이루어지므로 기능공의 숙련도에 따라 작업속도 및 품질의 많은 차이를 보이며 안전사고의 위험이 높다. 또한 PC기둥유닛과 PC보유닛의 결합부를 보강하기 위한 그라우팅 또는 콘크리트 타설시 거푸집 작업을 선행하게 되는 데, 이때 상기 결합부의 복잡한 형상으로 인하여 거푸집을 현장에서 일일이 절단 및 제작하여 사용하는 번거로움이 있으며 고공에서 수작업으로 이루어지는 특성상 많은 시간과 주의를 요하게 된다.
철골조의 경우 기둥 및 보 등의 구조체를 철골로 빠르게 먼저 시공하고 철골로 시공된 구조체를 지지대로 삼아 다른 모든 공종이 층별로 독립하여 병행 수행될 수 있다. 따라서 철골조의 슬래브공사를 포함한 구조체공사는 전체공정에서 크리티칼패스(critical path)가 되지 않아 공기를 지연시키지 못한다.
그러나 PC구조의 경우 하부층의 구조체공사(기둥 및 보) 및 슬래브공사 등이 마치기 전에는 상부층의 구조체 공사 등을 수행할 수 없으며 상술한 바와 같이 PC기둥유닛과 PC보유닛의 결합부 시공에 많은 시간이 소요되므로, PC구조의 구조체공사는 전체공정에서 크리티칼패스(critical path)가 되어 공기를 지연시키는 문제점이 지적되어 왔다.
도 1은 건물의 기둥 및 보 등의 조합으로 이루어진 구조체와 한 구간의 모멘트도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 각층 또는 각절의 기둥에 작용하는 모멘트(파란색 실선)를 살펴보면 보 또는 슬래브 레벨의 상부 지점에 최소모멘트(CLM)가 작용하며 보통 보 또는 슬래브 레벨에서 최대모멘트(HM)가 작용한다. 또한 보에 작용하는 수직하중에 의한 모멘트(빨간색 실선)를 살펴보면 기둥에서 이격된 지점에 최소모멘트(BLM)가 작용하며 보통 보와 기둥의 접합점에서 최대모멘트가 작용하는 고모멘트존(HM)이 형성된다.
따라서 이와 같은 종래의 PC구조는 PC기둥이나 PC보의 설치시 연결부의 시공을 어렵게 하고 안전사고의 위험으로 이어진다. 또한 시공 중 예기치 않은 하중으로 인하여 전체 PC구조물에 악영향을 주는 구조적 심각성도 지적되어 왔다.
상술한 종래의 PC구조의 문제점은 모두 기둥부재 및 보부재가 크리티칼패스(critical path)가 되기 때문에 1층, 1절, 보레벨 또는 슬래브레벨 등에 맞추어 단위유닛으로 디자인한 것으로 기둥, 보 연결부의 시공상 편의성 및 구조적 안전성이 간과되고 있다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같이 PC기둥유닛 및 보유닛의 연결부를 모멘트가 적게 작용하는 저모멘트존(CLM, BLM)에 위치시켜 모든 ＰＣ기둥 및 보의 유닛을 지상에서 안전하게 제작한 후 고공으로 양중하여, 단순히 고공에서는 연결 작업만 수행 하도록 함으로써 고공에서의 시공 난이도가 높은 작업을 배제하여 시공성 및 안전성 등을 증가시키고, 좌굴이나 수직 및 수평하중에 대한 구조적 성능이 우수한 PC기둥 및 보 유닛 접합구조의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 다음과 같다.
첫째, ＰＣ기둥 및 보 유닛사이 및 ＰＣ기둥 및 보 유닛과 보부재의 연결부를 고모멘트존이 아닌 저모멘트존에 위치시켜 수직 및 수평하중에 대한 구조적 성능이 우수한 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공하고자 한다.
둘째, 종래 고공에서의 복잡한 작업을 미리 지상에서 포함하여 PC기둥 및 보 유닛으로 PC부재를 제작함으로써 고공에서 시공이 편리하고 빠른 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공하고자 한다.
셋째, 설치현장에서 간단히 설치할 수 있어 미숙련공도 안전하게 소정의 품질확보가 가능한 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공하고자 한다.
넷째, 습식작업이 최소화된 건식공법으로 시공되므로 시공성이 개선된 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 선제작된 1절 또는 1개층의 PC기둥 및 보유닛을 서로 결합하고 상기 PC기둥 및 보유닛에 다른 PC기둥 및 보유닛 및 보부재를 결합하는 구조에서,
상부PC기둥(UC); 상기 상부PC기둥(UC)에서 아래로 이격되어 설치되는 하부PC기둥(DC); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이에 수직으로 배근되는 다수개의 기둥철근(CB); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC)의 이격된 공간에 수평으로 삽입 설치되는 브래킷부재(110); 상기 브래킷부재(110)의 하부에 타설되어 설치되는 브래킷하부콘크리트(120); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이의 이격된 공간과 상기 브래킷하부콘크리트(120) 사이에 타설되는 조인트콘크리트(200); 및, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 또는 상기 하부PC기둥(DC)의 하부 중 어느 하나 이상에 설치되어 다른 PC기둥 및 보유닛과 접합주를 형성하는 저모멘트연결부연결재(CP);를 포함하여 구성되는 PC기둥 및 보유닛으로,
상기 브래킷하부콘크리트(120)와 조인트콘크리트(200)는 일체로 타설되어 1절 또는 1개층의 상기 PC기둥 및 보유닛이 사전 제작되고, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 하부는 건물 전체에서 기둥에 작용하는 모멘트가 적거나 최소인 기둥 저모멘트존(CLM)에 위치하며 상기 브래킷부재(110)의 양단은 건물 전체에서 보에 작용하는 수직하중에 의한 모멘트가 적거나 최소인 보 저모멘트존(BLM)에 위치하여 다른 PC기둥 및 보유닛 그리고 보부재(B)와의 결합이 모멘트가 적거나 최소인 곳에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, ＰＣ기둥 및 보 유닛사이 및 ＰＣ기둥 및 보 유닛과 보부재의 연결부를 고모멘트존이 아닌 저모멘트존에 위치시켜 수직 및 수평하중에 대한 구조적 성능이 우수한 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공한다.
둘째, 종래 고공에서의 복잡한 작업을 미리 지상에서 포함하여 PC기둥 및 보 유닛으로 PC부재를 제작함으로써 고공에서 시공이 편리하고 빠른 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공한다.
셋째, 설치현장에서 간단히 설치할 수 있어 미숙련공도 안전하게 소정의 품질확보가 가능한 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공한다.
넷째, 습식작업이 최소화된 건식공법으로 시공되므로 시공성이 개선된 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공한다.
도 1은 건물의 기둥 및 보 등의 조합으로 이루어진 구조체와 한 구간의 모멘트도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 결합사시도이다.
도 3은 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 다른 실시예의 결합사시도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 브래킷부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 저모멘트연결부연결재가 하부PC기둥과 상부PC기둥 사이를 연결한 모습을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 다른 실시예의 결합사시도이다.
도 7은 본 발명에 사용되는 브래킷부재와 수직보강재 그리고 상하부플레이트의 결합사시도이다.
도 8은 본 발명에 사용되는 브래킷부재와 수직보강재의 결합사시도이다.
도 9는 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 다른 실시예의 결합사시도이다.
도 10은 본 발명에 사용되는 브래킷부재와 임베드플레이트 그리고 스터드볼트의 결합사시도이다.
도 11은 본 발명의 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조에서 기둥의 연결부를 도시한 것이다.
도 13은 횡력으로 구조체에 작용하는 모멘트를 도시한 것이다.
도 14는 도 13의 부분확대도이다.
도 15는 수직력으로 구조체에 작용하는 모멘트를 도시한 것이다.
도 16은 도 15의 부분확대도이다.
도 17 및 18은 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 다른 실시예의 결합사시도이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조는 선제작된 1절 또는 1개층의 PC기둥 및 보유닛을 서로 결합하고 상기 PC기둥 및 보유닛에 다른 PC기둥 및 보유닛 및 보부재를 결합하는 구조에서,
상부PC기둥(UC); 상기 상부PC기둥(UC)에서 아래로 이격되어 설치되는 하부PC기둥(DC); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이에 수직으로 배근되는 다수개의 기둥철근(CB); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC)의 이격된 공간에 수평으로 삽입 설치되는 브래킷부재(110); 상기 브래킷부재(110)의 하부에 타설되어 설치되는 브래킷하부콘크리트(120); 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이의 이격된 공간과 상기 브래킷하부콘크리트(120) 사이에 타설되는 조인트콘크리트(200); 및, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 또는 상기 하부PC기둥(DC)의 하부 중 어느 하나 이상에 설치되어 다른 PC기둥 및 보유닛과 접합주를 형성하는 저모멘트접합부연결재(CP);를 포함하여 구성되는 PC기둥 및 보유닛으로,
상기 브래킷하부콘크리트(120)와 조인트콘크리트(200)는 일체로 타설되어 1절 또는 1개층의 상기 PC기둥 및 보유닛이 사전 제작되고, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 하부는 건물 전체에서 기둥에 작용하는 모멘트가 적거나 최소인 기둥 저모멘트존(CLM)에 위치하며 상기 브래킷부재(110)의 양단은 건물 전체에서 보에 작용하는 수직하중에 의한 모멘트가 적거나 최소인 보 저모멘트존(BLM)에 위치하여 다른 PC기둥 및 보유닛 그리고 보부재(B)와의 결합이 모멘트가 적거나 최소인 곳에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 결합사시도이고, 도 3 및 6 그리고 9는 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 다른 실시예의 결합사시도이다.
본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛은 도 2에 도시된 바와 같이 크게 상부PC기둥(UC), 하부PC기둥(DC), 기둥철근(CB), 브래킷부재(110), 브래킷하부콘크리트(120), 조인트콘크리트(200) 및 저모멘트연결부연결재(CP)를 포함하여 구성된다.
상기 상부PC기둥(UC) 및 하부PC기둥(DC)은 통상적으로 제작되는 PC기둥의 구조를 가지며 상호 이격되어 설치된다.
상기 기둥철근(CB)은 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이에 수직으로 다수개가 배근되며 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 내부에서 상호연장되어 상부하중을 하부로 전달하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명에 사용되는 브래킷부재의 사시도이다.
상기 브래킷부재(110)는 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC)의 이격된 공간에 수평으로 삽입 설치되는 것으로, 종래의 브래킷은 기둥의 외면에서 조금 돌출되어 설치되었으나 본 발명은 길게 연장되어 보 저모멘트존(BLM)에 양단부가 위치하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 브래킷부재(110)는 H형강, T형강, 역T형강 등 기존의 모든 철골을 이용할 수도 있고 소정의 강도만 보장되면 FRP(fiber-reinforced plastic)와 같은 강화프라스틱 등의 소재도 이용할 수 있다.
상기 브래킷하부콘크리트(120)는 상기 브래킷부재(110)의 하부에 타설되어 설치되는 것으로, 통상적으로 상기 브래킷부재(110)와 함께 합성보의 구조를 가진다.
그리고 상기 합성보 구조를 가지기 위하여 통상적인 보상부주근(130), 보하부주근(140), 스트럽철근, 스터드볼트 등이 설치될 수 있다.
상기 조인트콘크리트(200)는 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이의 이격된 공간과 상기 브래킷하부콘크리트(120) 사이에 타설되는 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이의 이격된 공간을 빈틈없이 채울 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 조인트콘크리트(200)의 타설높이는 상기 브래킷하부콘크리트(120)와 동일 레벨이 되어, 상기 조인트콘크리트(200) 상부와 상기 상부PC기둥(UC)의 하부 사이 및 상기 브래킷부재(110) 상부에 일체로 슬래브콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 할 수 있다.
종래의 PC구조는 상부PC기둥, 하부PC기둥, PC보를 상호 조립한 후 상기 PC보에서 연장되는 철근을 상부PC기둥과 하부PC기둥 사이로 일일이 수작업으로 배근하여 연결하고, 부재간 상호 결합부위에 본 발명의 조인트콘크리트(200)와 같은 역할을 수행하는 콘크리트를 타설하기 위하여 복잡한 거푸집 작업을 고공에서 수작업으로 수행하고 콘크리트를 타설하였다. 그러나 본 발명은 이같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 모든 복잡하고 위험한 공정을 포함하여 지상에서 PC부재을 제작하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명에 사용되는 저모멘트연결부연결재가 하부PC기둥과 상부PC기둥 사이를 연결한 모습을 도시한 것이다.
상기 저모멘트연결부연결재(CP)는 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 또는 상기 하부PC기둥(DC)의 하부 중 어느 하나 이상에 설치되어 다른 PC기둥 및 보유닛과 연결부를 형성하는 것으로, 어떠한 형상 및 구조로든 이용할 수 있으나 도 5(a)의 예를 포함하여 본 발명의 출원인 및 발명자가 출원한 특허발명(출원번호 10-2011-0125079)을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 도 5(b)와 같이 보강차원에서 빈틈을 그라우팅하거나 콘크리트을 타설할 수 있다.
도 7은 본 발명에 사용되는 브래킷부재와 수직보강재 그리고 상하부플레이트의 결합사시도이고, 도 8은 본 발명에 사용되는 브래킷부재와 수직보강재의 결합사시도이다.
본 발명은 상기 상부PC기둥(UC)의 하부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 상부 사이에는 수직보강재(300)가 더 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 수직보강재(300)는 상기 기둥철근(CB)을 보완하여 상부하중을 하부로 전달하는 역할을 한다.
또한 상기 수직보강재(300)의 상단에는 도 7 또는 아래 그림과 같이 상부플레이트(310)가 상기 상부PC기둥 하부에 밀착되어 설치되고, 상기 수직보강재(300)의 하단에는 하부플레이트(320)가 상기 하부PC기둥 상부에 밀착되어 설치될 수 있다.
Figure 112011097253563-pat00001
이때는 도 3 또는 아래 그림에 도시된 바와 같이 상기 조인트콘크리트(200)가 상기 상부플레이트(310)와 하부플레이트(320) 사이의 이격된 공간을 빈틈없이 채울 수도 있고,
Figure 112011097253563-pat00002

도 6 또는 아래 그림에 도시된 바와 같이 상기 조인트콘크리트(200)의 타설높이는 상기 브래킷하부콘크리트(120)와 동일 레벨이 되어, 상기 조인트콘크리트(200) 상부와 상기 상부플레이트(310)의 하부 사이 및 상기 브래킷부재(110) 상부에 일체로 슬래브콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112011097253563-pat00003
상기 슬래브콘크리트는 도시되지 않았으나 본 발명의 부재를 모두 설치한 한 데크플레이트 등의 슬래브 공사시 타설되는 콘크리트를 말한다.
도 10은 본 발명에 사용되는 브래킷부재와 임베드플레이트 그리고 스터드볼트의 결합사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이 본 발명은 상기 브래킷부재(110)의 중앙이 끊긴 형태가 되어 끊긴 부분이 상기 조인트콘크리트(200)에 임베드플레이트(EP) 및 스터드볼트(SB)를 통하여 매립되는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 도시한 것이고, 도 12는 본 발명의 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조에서 기둥의 연결부를 도시한 것이다. 그리고 도 13은 횡력으로 구조체에 작용하는 모멘트를 도시한 것이고, 도 14는 도 13의 부분확대도이며, 그리고 도 15는 수직력으로 구조체에 작용하는 모멘트를 도시한 것이고, 도 16은 도 15의 부분확대도이다.
도 11 내지 16에 도시된 바와 같이 본 발명의 가장 큰 특징은 상기 PC기둥 및 보유닛을 사전 제작하고, 상기 상부PC기둥(UC)의 상부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 하부는 건물 전체에서 기둥에 작용하는 모멘트가 적거나 최소인 기둥 저모멘트존(CLM)에 위치하며 상기 브래킷부재(110)의 양단은 건물 전체에서 보에 작용하는 수직하중에 의한 모멘트가 적거나 최소인 보 저모멘트존(BLM)에 위치하여 다른 PC기둥 및 보유닛이나 보부재(B)와의 결합이 모멘트가 적거나 최소인 곳에서 이루어진다는 것이다.
보상부주근(130) 및 보하부주근(140)과 보부재(B)와의 결합은 도 11의 확대도에 도시된 바와 같이 커플러를 이용하거나 철근의 겹침이음 등 통상적인 방법을 이용한다.
도 17 및 18은 본 발명의 ＰＣ기둥 및 보유닛의 다른 실시예의 결합사시도이다.
도 17 및 18에 도시된 다른 실시예는 상기 브래킷부재(110)의 상부에 타설되어 설치되는 브래킷상부콘크리트(122); 및, 상기 브래킷상부콘크리트(122)에 매설되는 인장재(T);를 더 포함하되,
상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되고 상기 인장재(T)에는 프리텐션(pre-tension) 또는 포스트텐션(post-tension)이 도입되는 것을 특징으로 한다.
도 17 및 18에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 도면에 시스관 및 정착구 등은 도시되지 않았으나 통상적으로 프리텐션(pre-tension) 또는 포스트텐션(post-tension)을 구현하기 위한 수단이 사용된다.
특히 도 18에 도시된 실시예는 상기 브래킷부재(110)가 H형강, T형강 등 일 경우 상부 플렌지에 구멍을 천공하고 상기 구멍에 상기 인장재(T)를 통과시켜 거치한 후 제작할 수 있다. 이때 상기 인장재(T)는 기둥선을 중심으로 완만한 형의 이상적인 인장곡선을 자동적으로 형성하게 된다.
또한 본 발명은 도 17 및 18에 도시된 예에서 상기 인장재(T)가 생략된 실시예로써 상기 브래킷부재(110)의 상부에 타설되어 설치되는 브래킷상부콘크리트(122);를 더 포함하되, 상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조를 제공할 수 있다. 이때 도 17 및 18의 예를 포함하여 본 실시예는 후에 타설될 슬래브콘크리트(미도시)와 시공상의 콜드조인트가 발생될 수 있는 데, 이를 대비한 모든 수단을 사용할 수 있으며 한 예로써 상기 브래킷상부콘크리트(122) 내부에서 상기 슬래브콘크리트(미도시) 쪽으로 돌출되어 상기 슬래브콘크리트(미도시)와 맞물리도록 철근 등을 이용한 스터드볼드를 설치할 수 있다.
결론으로 본 발명은 PC기둥 및 보유닛과 보의 양단에 철골(Erection Steel)로 대표되는 브래킷부재(110)를 삽입함으로써 PC의 경우라도 철골시공처럼 횡저항 시스템인 보만 설치하면 슬래브 설치와 관계없이 기둥 및 보 골조를 상부 방향으로 설치할 수 있게 하였다.
또한 기존 PC 프레임의 접합부는 시공시 철근만이 시공 수직하중이나 수평하중에 견디도록 되어 있기 때문에 안전상 심각한 문제를 야기할 수 있지만 본 발명에서는 전술한 바와 같이 조립용(Erection)으로 삽입된 철골(Erection Steel)로 대표되는 브래킷부재(110)로 인해 접합부는 철골 접합에 준하는 품질을 얻을 수 있어 시공시 안전성 확보는 물론이고 완성 후에도 철골 접합을 갖는 하이브리드 PC프레임건축물을 구현하는 장점이 있다.
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.
HM: 고모멘트존
CLM: 기둥 저모멘트존
BLM: 보 저모멘트존
UC: 상부PC기둥
DC: 하부PC기둥
CB: 기둥철근
B: 보부재
CP: 저모멘트연결부연결재
EP: 임베드플레이트
SB: 스터드볼트
T: 인장재
110: 브래킷부재
120: 브래킷하부콘크리트
122: 브래킷상부콘크리트
130: 보상부주근
140: 보하부주근
200: 조인트콘크리트
300: 수직보강재
310: 상부플레이트
320: 하부플레이트

Claims (12)

  1. 선제작된 1절 또는 1개층의 PC기둥 및 보유닛을 서로 결합하고 상기 PC기둥 및 보유닛에 다른 PC기둥 및 보유닛 및 보부재를 결합하는 구조에서,
    상부PC기둥(UC);
    상기 상부PC기둥(UC)에서 아래로 이격되어 설치되는 하부PC기둥(DC);
    상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이에 수직으로 배근되는 다수개의 기둥철근(CB);
    상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC)의 이격된 공간에 수평으로 삽입 설치되는 브래킷부재(110);
    상기 브래킷부재(110)의 하부에 타설되어 설치되는 브래킷하부콘크리트(120);
    상기 상부PC기둥(UC)과 하부PC기둥(DC) 사이의 이격된 공간과 상기 브래킷하부콘크리트(120) 사이에 타설되는 조인트콘크리트(200); 및,
    상기 상부PC기둥(UC)의 상부 또는 상기 하부PC기둥(DC)의 하부 중 어느 하나 이상에 설치되어 다른 PC기둥 및 보유닛과 접합주를 형성하는 저모멘트연결부연결재(CP);
    를 포함하여 구성되는 PC기둥 및 보유닛으로,
    상기 브래킷하부콘크리트(120)와 조인트콘크리트(200)는 일체로 타설되어 1절 또는 1개층의 상기 PC기둥 및 보유닛이 사전 제작되고,
    상기 상부PC기둥(UC)의 상부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 하부는 건물 전체에서 기둥에 작용하는 모멘트가 적거나 최소인 기둥 저모멘트존(CLM)에 위치하며 상기 브래킷부재(110)의 양단은 건물 전체에서 보에 작용하는 수직하중에 의한 모멘트가 적거나 최소인 보 저모멘트존(BLM)에 위치하여 다른 PC기둥 및 보유닛 그리고 보부재(B)와의 결합이 모멘트가 적거나 최소인 곳에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 상부PC기둥(UC)의 하부 및 상기 하부PC기둥(DC)의 상부 사이에는 수직보강재(300)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 수직보강재(300)의 상단에는 상부플레이트(310)가 상기 상부PC기둥(UC) 하부에 밀착되어 설치되고, 상기 수직보강재(300)의 하단에는 하부플레이트(320)가 상기 하부PC기둥(DC) 상부에 밀착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 브래킷부재(110)의 중앙이 끊긴 형태가 되어 끊긴 부분이 상기 조인트콘크리트(200)에 임베드플레이트(EP) 및 스터드볼트(SB)를 통하여 매립되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  5. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 조인트콘크리트(200)의 타설높이는 상기 브래킷하부콘크리트(120)와 동일 레벨이 되어, 상기 조인트콘크리트(200) 상부와 상기 상부PC기둥(UC)의 하부 사이 및 상기 브래킷부재(110) 상부에 일체로 슬래브콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  6. 제3항에서,
    상기 조인트콘크리트(200)의 타설높이는 상기 브래킷하부콘크리트(120)와 동일 레벨이 되어, 상기 조인트콘크리트(200) 상부와 상부플레이트(310) 하부 사이 및 상기 브래킷부재(110) 상부에 일체로 슬래브콘크리트가 타설되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  7. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 브래킷부재(110)의 상부에 타설되어 설치되는 브래킷상부콘크리트(122);를 더 포함하되,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  8. 제3항에서,
    상기 브래킷부재(110)의 상부에 타설되어 설치되는 브래킷상부콘크리트(122);를 더 포함하되,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  9. 제4항에서,
    상기 브래킷부재(110)의 상부에 타설되어 설치되는 브래킷상부콘크리트(122);를 더 포함하되,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  10. 제7항에서,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)에 매설되는 인장재(T);를 더 포함하되,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되고 상기 인장재(T)에는 프리텐션(pre-tension) 또는 포스트텐션(post-tension)이 도입되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  11. 제8항에서,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)에 매설되는 인장재(T);를 더 포함하되,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되고 상기 인장재(T)에는 프리텐션(pre-tension) 또는 포스트텐션(post-tension)이 도입되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
  12. 제9항에서,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)에 매설되는 인장재(T);를 더 포함하되,
    상기 브래킷상부콘크리트(122)와 상기 브래킷하부콘크리트(120)는 일체로 타설되어 설치되고 상기 인장재(T)에는 프리텐션(pre-tension) 또는 포스트텐션(post-tension)이 도입되는 것을 특징으로 하는 저모멘트존에서 연결되는 ＰＣ기둥 및 보유닛의 조립식 구조.
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