KR101339470B1 - 중공 슬라브 유닛 및 이를 이용한 슬라브의 시공방법 - Google Patents

Abstract

중공 슬라브 유닛 및 이를 이용한 슬라브의 시공방법이 개시된다. 본 발명의 중공 슬라브 유닛은, 제1 단위가이드 및 제1 단위가이드의 일측에 연결되는 제2 단위가이드를 포함하며 상호 일정간격 이격 배치되는 다수의 가이드부와, 가이드부를 상호 연결하되 슬라브를 구성하는 주근의 일부를 대체할 수 있도록 마련되는 연결철근을 포함하는 케이지; 및 제1 단위가이드에 대하여 상대운동 가능하게 결합되는 제1 경량볼과, 제2 단위가이드에 대하여 상대운동 가능하게 결합되는 제2 경량볼과, 제1 경량볼 및 제2 경량볼을 일체로 연결하는 연결부를 포함하는 경량볼 모듈을 구비하여, 슬라브 시공을 위한 콘크리트 타설시 제1 경량볼 및 제2 경량볼이 각각 제1 단위가이드 및 제2 단위가이드를 따라 함께 상측으로 이동됨으로써 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 다수의 경량볼을 일체로 성형하여 경량볼 모듈의 제작에 드는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키며 슬라브 시공에 필요한 주근의 일부를 생략할 수 있도록 함으로써 고품질의 중공 슬라브를 시공할 수 있고, 시공의 편의성을 실질적으로 향상시킴으로써 공기를 단축하고 시공비용을 절감할 수 있는 중공 슬라브 유닛을 제공할 수 있게 된다.

Description

중공 슬라브 유닛 및 이를 이용한 슬라브의 시공방법{Void slab unit and void slab construction method using the same}

본 발명은 중공 슬라브 유닛 및 이를 이용한 슬라브의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다수의 경량볼을 일체로 성형하여 경량볼 모듈의 제작에 드는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키며 슬라브 시공에 필요한 주근의 일부를 생략할 수 있도록 함으로써 고품질의 중공 슬라브를 시공할 수 있고, 시공의 편의성을 실질적으로 향상시킴으로써 공기를 단축하고 시공비용을 절감할 수 있는 중공 슬라브 유닛 및 이를 이용한 슬라브의 시공방법에 관한 것이다.

최근, 건물의 고층화나 넓은 거실 공간의 확보를 위해 슬라브의 두께를 늘려 강도를 높이거나, 경량화나 차음성능 개선을 위해 슬라브 내부에 매설물을 설치하여 중공화하는 중공 슬라브 공법이 여러 가지 실용화되어 있다.

이러한 중공 슬라브는, 중앙에 중공형 경량볼을 구비한 구조로서 패널 중량을 감소시킴에 따라 슬라브 자중을 줄이고 비교적 우수한 단면성능을 가지며, 장경간(long span)과 무량판(flatslab)의 장점 구현은 물론 층간 소음저감에 유리한 장점을 가진다.

종래의 중공 슬라브는 현장에서 슬라브 거푸집을 설치하고 슬라브 거푸집을 동바리 등 지지물로 지지한 후, 슬라브 거푸집에 주근의 기능을 담당하는 하부철근을 배근하고 그 상부에 하부 와이어메쉬를 배치하며, 하부 와이어메쉬 위에 경량볼을 배치하고 경량볼 위에 상부 와이어메쉬를 배치한 뒤, 주근의 기능을 담당하는 상부철근을 배근한 다음 슬라브 콘크리트를 타설하여 완료한다.

그러나 종래의 중공 슬라브의 시공방법은, 콘크리트 타설시 경량볼에 부력이 강하게 작용하게 되므로 콘크리트 타설에 따라 경량볼이 상하좌우방향으로 유동하게 되고, 이에 따라 미리 설계된 위치에 경량볼이 배치되지 못하며 결국 완성된 중공 슬라브의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 현장에서 슬라브 거푸집에 구멍을 천공하여 하부 와이어메쉬를 슬라브 거푸집에 고정하고 상부 와이어메쉬와 하부 와이어메쉬를 결속선에 의해 고정한 뒤 상부 와이어메쉬 및 하부 와이어메쉬 사이에 경량볼을 삽입하는 방법이 제안되었다. 하지만 이와 같은 방법은 거푸집에 구멍을 천공해야만 하므로 한번 사용한 거푸집을 재사용하기 어려울 뿐만 아니라 상부 와이어메쉬 및 하부 와이어메쉬를 서로 결속하더라도 콘크리트 타설시 발생하는 부력에 따른 경량볼의 미세한 유동을 방지하기에는 부족한 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 거푸집에 구멍을 천공하지 않고서도 경량볼의 유동을 제안하기 위한 다음과 같은 방법이 제안되었다.

도 1은 트러스부재를 사용하여 경량볼의 유동을 제한하는 종래의 중공 슬라브의 시공방법을 나타낸 개략적인 모식도이며, 도 2는 케이지를 사용하여 경량볼의 유동을 제한하는 종래의 중공 슬라브 유닛의 개략적인 모식도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 중공 슬라브의 시공방법은 상부 와이어메쉬(1)와 하부 와이어메쉬(4) 사이에 트러스부재(2)를 설치하고 상부 와이어메쉬(1), 하부와이어메쉬(4) 및 트러스부재(2)에 의하여 한정되는 공간 내에 경량볼(3)을 삽입하는 방법을 사용하여 경량볼(3)의 유동을 제한한다.

이와 같은 방법은 거푸집에 구멍을 천공하지 않으므로 거푸집의 재사용이 가능해진다. 그러나, 이와 같은 방법은 콘크리트 타설시 발생하는 부력에 따른 경량볼(3)의 유동을 방지하기 위해 별도의 트러스부재(2)를 설치해야 하므로 트러스부재(3)의 용접작업에 많은 시간과 노력이 소모되는 문제점이 있다. 또한 이와 같은 방법은 콘크리트 타설시 발생하는 부력을 경량볼(3)이 그대로 흡수하게 되므로 종종 경량볼(3)이 파손되는 문제점이 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 종래의 중공 슬라브 유닛은 일측이 개방되고 다수의 철근을 연결하여 완성된 케이지(5) 내부의 한정되는 공간에 경량볼(4)을 삽입함으로써 경량볼(4)의 유동을 제한한다.

하지만, 이와 같은 방법은 시공하고자하는 중공 슬라브의 두께에 따라 케이지(5)를 별도로 제작하고, 이러한 케이지(5)의 크기에 맞추어 경량볼(4)의 크기를 결정해야하므로 슬라브의 두께에 따라 별개의 경량볼(4)을 제작하게 되어 시공비용이 늘어나고 공기가 지연되는 문제점이 있다.

또한 이와 같은 방법은 콘크리트 타설시 발생하는 부력을 경량볼(4)이 그대로 흡수하게 되므로 종종 경량볼(4)이 파손되는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 방법은 케이지(5)의 길이방향을 따라서만 경량볼(4)을 삽입하고 있으므로, 시공하고자하는 중공 슬라브의 폭이 큰 경우 그만큼 많은 케이지(5)를 정 위치에 각각 배치해야 하므로 이에 따라 많은 인력과 시간이 소모되어 전체적인 공기 및 비용을 증가시키는 문제가 있다.

이와 함께, 도 1의 중공 슬라브의 시공방법 및 도 2의 중공 슬라브 유닛은 모두 주근으로 사용되는 하부철근을 배근하고, 그 위에 하부 와이어메쉬, 경량볼 및 상부 와이어메쉬를 배치하며, 상부 와이어메쉬 위에 주근으로 사용되는 상부철근을 별도로 배근해야 하는 과정을 따르고 있는바 주근의 배근 작업에 많은 시간과 노동이 소모되는 문제점이 있으며, 다수의 경량볼이 낱개로 분리 제작되므로 경량볼의 제작에 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 다수의 경량볼을 일체로 성형하여 경량볼 모듈의 제작에 드는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키며 슬라브 시공에 필요한 주근의 일부를 생략할 수 있도록 함으로써 고품질의 중공 슬라브를 시공할 수 있고, 시공의 편의성을 실질적으로 향상시킴으로써 공기를 단축하고 시공비용을 절감할 수 있는 중공 슬라브 유닛 및 이를 이용한 슬라브의 시공방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1 단위가이드 및 상기 제1 단위가이드의 일측에 연결되는 제2 단위가이드를 포함하며 상호 일정간격 이격 배치되는 다수의 가이드부와, 상기 가이드부를 상호 연결하되 슬라브를 구성하는 주근의 일부를 대체할 수 있도록 마련되는 연결철근을 포함하는 케이지; 및 상기 제1 단위가이드에 대하여 상대운동 가능하게 결합되는 제1 경량볼과, 상기 제2 단위가이드에 대하여 상대운동 가능하게 결합되는 제2 경량볼과, 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼을 일체로 연결하는 연결부를 포함하는 경량볼 모듈을 구비하여, 슬라브 시공을 위한 콘크리트 타설시 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼이 각각 상기 제1 단위가이드 및 상기 제2 단위가이드를 따라 함께 상측으로 이동됨으로써 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛에 의하여 달성된다.

상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼에는 각각, 상기 제1 단위가이드 및 상기 제2 단위가이드가 삽입되기 위한 한 쌍의 삽입홈이 좌우측 표면으로부터 각각 함몰형성되되, 상기 삽입홈은 블로우 성형(Blow molding)을 통해 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼을 함께 성형할 때 언더컷(Undercut) 부분이 생기는 것을 방지할 수 있도록, 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼의 상단부로부터 하측을 향해 경사지게 마련되는 경사홈; 및 상기 경사홈의 하단부로부터 하측을 향해 수직으로 연장되는 수직홈을 포함할 수 있다.

상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼은 각각, 둘레를 따라 일정한 곡률을 갖도록 챔퍼링(Chamfering)되는 제1 챔퍼링부; 상기 제1 챔퍼링부의 하단부로부터 하측을 향해 연장되는 체적증가부; 및 상기 체적증가부의 하단부로부터 하측을 향해 연장되되 둘레를 따라 상기 제1 챔퍼링부의 곡률보다 큰 곡률을 갖도록 챔퍼링되는 제2 챔퍼링부를 포함할 수 있다.

상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼은 각각, 상기 삽입홈이 형성된 지점에 인접한 일정 영역이 표면으로부터 곡면을 이루며 함몰형성되는 곡면처리부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 단위가이드는, 상기 제1 경량볼의 일측부에 삽입되는 제1 프레임부재; 상기 제1 경량볼의 타측부에 삽입되는 제2 프레임부재; 상기 제1 프레임부재의 상단부와 상기 제2 프레임부재의 상단부를 연결하는 제3 프레임부재; 상기 제1 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제1 플랜지부; 및 상기 제2 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제2 플랜지부를 포함하며, 상기 제1 프레임부재 및 상기 제2 프레임부재는 상기 제1 경량볼이 상승할 수 있는 높이의 한계를 결정할 수 있도록 하측으로부터 상측을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 마련될 수 있다.

상기 제2 단위가이드는, 상기 제2 경량볼의 일측부에 삽입되는 제4 프레임부재; 상기 제2 경량볼의 타측부에 삽입되는 제5 프레임부재; 상기 제3 프레임부재의 상단부와 상기 제4 프레임부재의 상단부를 연결하는 제6 프레임부재; 상기 제4 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제3 플랜지부; 및 상기 제5 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제4 플랜지부를 포함하며, 상기 제4 프레임부재 및 상기 제5 프레임부재는 상기 제2 경량볼이 상승할 수 있는 높이의 한계를 결정할 수 있도록 하측으로부터 상측을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 마련될 수 있다.

상기 제2 플랜지부 및 상기 제3 플랜지부는 상호 연결되어 하나의 제5 플랜지부를 이루며, 상기 연결철근은, 상기 제1 플랜지부, 상기 제5 플랜지부 및 상기 제4 플랜지부의 하측에 등 간격으로 각각 배치되는 3개의 제1 연결철근; 및 상기 제3 프레임부재 및 상기 제6 프레임부재의 상측에 등 간격으로 각각 배치되는 2개의 제2 연결철근을 포함할 수 있다.

상기 중공 슬라브 유닛은, 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼의 상승 완료시 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼의 상면으로부터 상기 제2 연결철근에 이르는 거리와 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼의 하면으로부터 상기 제1 연결철근에 이르는 거리가 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전후 좌우방향으로 상호 연결되며 블로우 성형(Blow molding)을 통해 일체로 성형되는 다수의 경량볼을 포함하는 경량볼 모듈; 및 상기 경량볼 모듈이 상대운동 가능하게 삽입되는 케이지를 포함하되, 상기 경량볼 모듈은, 슬라브 시공을 위한 콘크리트 타설시 상기 케이지를 따라 함께 상측으로 이동됨으로써 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛에 의해서도 달성된다.

상기 경량볼 모듈은, 전후 좌우방향으로 각각 일측을 상호 연결하는 연결부가 형성되도록 일체로 성형되는 적어도 4개의 경량볼을 포함할 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 슬라브 패널의 상면에 다수의 하부근을 상호 일정간격 이격시켜 일 방향으로 각각 배근하는 단계; 상기 하부근이 배근된 방향과 교차하는 방향으로 선조립된 다수의 중공 슬라브 유닛을 각각 배치하는 단계; 상기 중공 슬라브 유닛이 배치된 방향과 교차하는 방향으로 다수의 상부근을 상호 일정간격 이격시켜 일 방향으로 배근하는 단계; 및 완성된 슬라브 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설, 양생시켜 슬라브를 시공하는 단계를 포함하며, 상기 중공 슬라브 유닛은, 전후 좌우방향으로 상호 연결되며 블로우 성형(Blow molding)을 통해 일체로 성형되는 다수의 경량볼을 포함하는 경량볼 모듈; 및 상기 경량볼 모듈이 상대운동 가능하게 삽입되는 케이지를 포함하되, 상기 경량볼 모듈은, 슬라브 시공을 위한 콘크리트 타설시 상기 케이지를 따라 함께 상측으로 이동됨으로써 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키는 것을 특징으로 중공 슬라브 유닛을 이용한 슬라브의 시공방법에 의해서도 달성된다.

본 발명에 의하면, 일체로 성형되는 다수의 경량볼이 일체로 성형되는 경량볼 모듈과, 경량볼 모듈이 상대운동 가능하게 결합되는 케이지를 포함하여 경량볼 모듈의 제작에 드는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키며 슬라브 시공에 필요한 주근의 일부를 생략할 수 있도록 함으로써 고품질의 중공 슬라브를 시공할 수 있고, 시공의 편의성을 실질적으로 향상시킴으로써 공기를 단축하고 시공비용을 절감할 수 있는 중공 슬라브 유닛을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 트러스부재를 사용하여 경량볼의 유동을 제한하는 종래의 중공 슬라브의 시공방법을 나타낸 개략적인 모식도이다.
도 2는 케이지를 사용하여 경량볼의 유동을 제한하는 종래의 중공 슬라브 유닛의 개략적인 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 슬라브 유닛의 사시도이다.
도 4는 정면에서 바라본 도 3의 중공 슬라브 유닛의 단면도이다.
도 5는 도 3의 중공 슬라브 유닛의 경량볼 모듈의 사시도이다.
도 6은 도 3의 중공 슬라브 유닛의 경량볼 모듈의 평면도이다.
도 7은 도 3의 중공 슬라브 유닛의 경량볼 모듈의 단면도이다.
도 8은 도 3의 중공 슬라브 유닛의 케이지의 사시도이다.
도 9는 도 3의 중공 슬라브 유닛을 사용하여 중공 슬라브를 시공하는 방법을 나타낸 개략적인 모식도이다.
도 10은 도 9의 중공 슬라브의 시공방법에 따라 완성된 중공 슬라브를 나타낸 개략적인 모식도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 슬라브 유닛의 사시도이며, 도 4는 정면에서 바라본 도 3의 중공 슬라브 유닛의 단면도이고, 도 5는 도 3의 중공 슬라브 유닛의 경량볼 모듈의 사시도이며, 도 6은 도 3의 중공 슬라브 유닛의 경량볼 모듈의 평면도이고, 도 7은 도 3의 중공 슬라브 유닛의 경량볼 모듈의 단면도이며, 도 8은 도 3의 중공 슬라브 유닛의 케이지의 사시도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 슬라브 유닛(100)은 프레임을 구성하는 케이지(110)와, 케이지(110)의 내부에 삽입되어 슬라브(S)를 구성하는 경량볼 모듈(160)을 포함한다.

본 발명의 경량볼 모듈(160)은 6개의 경량볼(170, 180, 191 내지 194)이 일체로 블로우 성형(Blow molding)을 통해 일체로 제작되나 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되지 않는다. 즉, 본 발명의 경량볼 모듈(160)은 2개 또는 4개 또는 8개 이상의 경량볼이 블로우 성형방법을 통해 일체로 제작될 수도 있음은 자명하다.

다만 이하에서는 설명의 편의를 위해 경량볼 모듈(160)을 구성하는 2개의 경량볼(170, 180)을 기준으로 하여 본 실시예를 설명한다.

케이지(110)는 경량볼(170, 180)이 삽입될 수 있는 공간을 제공하며 중공 슬라브 유닛(100)의 외부 프레임을 마련하는 구성으로, 상호 일정간격 이격되는 다수의 가이드부(120)와, 가이드부(120)를 상호 연결하는 연결철근(150)을 포함한다.

가이드부(120)는 중공 슬라브 유닛(100)의 길이방향을 따라 상호 일정간격 이격되도록 다수 개가 마련되는 것으로, 제1 단위가이드(130)와, 제1 단위가이드(130)와 나란한 방향으로 결합되는 제2 단위가이드(140)를 포함한다. 본 실시예의 경우 가이드부(120)는 지름 6mm 짜리 원형 철선을 사용하여 마련되나 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되지 않는다.

제1 단위가이드(130)는 가이드부(120)의 일측에 마련되는 것으로, 제1 경량볼(170)의 일측에 삽입되는 제1 프레임부재(131)와, 제1 프레임부재(131)로부터 일정간격 이격되어 제1 경량볼(170)의 타측에 삽입되는 제2 프레임부재(132)와, 제1 프레임부재(131)의 상단부 및 제2 프레임부재(132)의 상단부를 연결하는 제3 프레임부재(133)와, 제1 프레임부재(131)의 하단부로부터 외측방향으로 연장 절곡되는 제1 플랜지부(134)와, 제2 프레임부재(132)의 하단부로부터 외측방향으로 연장 절곡되는 제2 플랜지부(135)를 포함한다.

제1 프레임부재(131)는 제1 단위가이드(130)의 일측에 마련되어 그 일부가 제1 경량볼(170)의 일측에 삽입되는 구성이며, 제2 프레임부재(132)는 제1 단위가이드(130)의 타측에 마련되어 그 일부가 제1 경량볼(170)의 타측에 삽입되는 구성이다.

한편, 제1 프레임부재(131) 및 제2 프레임부재(132)는 각각 하측으로부터 상측을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 마련된다. 이처럼 제1 프레임부재(131) 및 제2 프레임부재(132)를 경사지게 마련하는 것은, 케이지(110) 전체를 구성함에 있어서 상측의 폭이 하측의 폭보다 좁도록 하여 구조적인 안정성을 도모함과 동시에 제1 경량볼(170)이 상승할 수 있는 높이의 한계를 결정하기 위함이다.

즉, 제1 프레임부재(131) 및 제2 프레임부재(132)를 각각 경사지게 마련함으로써 케이지(110)를 전도시킨 후 제1 경량볼(170)을 삽입하는 과정이 간편해지게 되며, 하측의 폭이 상측의 폭보다 넓게 형성되는 케이지(110) 구조의 특성상 케이지(110)를 하부근(20)의 상측에 안정적으로 배치할 수 있게 되고, 콘크리트 타설에 따라 제1 경량볼(170)이 상승하는 경우 정확히 원하는 지점까지만 제1 경량볼(170)이 상승할 수 있도록 제한함으로써 철근의 내부 피복두께(이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다)를 맞출 수 있게 된다.

제3 프레임부재(133)는 제1 프레임부재(131)의 상단부와 제2 프레임부재(132)의 상단부를 상호 연결하는 구성이며, 제1 플랜지부(134)는 제1 프레임부재(131)의 하단부로부터 외측방향으로 돌출되게 마련되는 구성이고, 제2 플랜지부(135)는 제2 프레임부재(132)의 하단부로부터 외측방향으로 돌출되게 마련되는 구성이다. 또한, 제3 프레임부재(133), 제1 플랜지부(134) 및 제2 플랜지부(135)에는 각각 후술하는 연결철근(150)이 결합됨으로써 다수의 가이드부(120)를 하나로 연결하게 된다.

한편, 제2 단위가이드(140)는 횡방향으로 제1 단위가이드(130)의 일측에 연결되는 구성으로, 제4 프레임부재(141)와, 제4 프레임부재(141)로부터 일정간격 이격되어 마련되는 제5 프레임부재(142)와, 제4 프레임부재(141) 및 제5 프레임부재(142)의 상단부를 연결하는 제6 프레임부재(143)와, 제4 프레임부재(141)의 하단부로부터 외측방향으로 돌출 연장되는 제3 플랜지부(144)와, 제5 프레임부재(142)의 하단부로부터 외측방향으로 돌출 연장되는 제4 플랜지부(145)를 포함한다.

제2 단위가이드(140)는 제1 단위가이드(130)와 동일한 형상을 갖도록 마련되는 바, 제1 단위가이드(130)에 제1 경량볼(170)이 결합되고 제2 단위가이드(140)에 제2 경량볼(180)이 결합된다는 점을 제외하면 제2 단위가이드(140)의 각 구성에 관한 사항을 제1 단위가이드(130)의 각 구성에 관한 사항과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 제1 단위가이드(130)의 제2 플랜지부(135)와 제2 단위가이드(140)의 제3 플랜지부(144)는 일체로 연결되어 하나의 제5 플랜지부(F)를 이룬다.

전술한 가이드부(120)는 2개의 단위가이드(130, 140)를 포함하는 것을 기준으로 설명되었으나 필요에 따라 본 발명의 가이드부(120)는 3개 이상의 단위가이드를 포함하도록 구성될 수도 있다.

한편, 연결철근(150)은 다수의 가이드부(120)를 하나로 연결함과 동시에, 슬라브(S)를 구성하는 주근의 일부를 대체할 수 있도록 마련되는 구성이다.

연결철근(150)은 제1 플랜지부(134), 제5 플랜지부(F) 및 제4 플랜지부(145)에 등 간격으로 각각 배치되는 3개의 제1 연결철근(151, 152, 153)과, 제3 프레임부재(133) 및 제6 프레임부재(143)의 상측에 등 간격으로 각각 배치되는 2개의 제2 연결철근(154, 155)을 포함한다.

제1 연결철근(151, 152, 153) 및 제2 연결철근(154, 155)은 다수의 가이드부(120)를 일체로 연결함과 동시에 본 실시예의 중공 슬라브 유닛(100)의 배치시 주근의 일부를 대체하는 기능을 수행함으로써 시공의 편의를 도모할 수 있도록 하며, 이를 위해 제1 연결철근(151, 152, 153) 및 제2 연결철근(154, 155)은 각각 하부근(20) 및 상부근(30)과 실질적으로 동일한 철근을 사용하여 마련된다.

한편, 경량볼 모듈(160)은 가이드부(120)에 상대운동 가능하게 삽입되어 콘크리트 타설시 상측으로 이동함으로써 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시킬 수 있게 마련되는 구성이다.

경량볼 모듈(160)은 전술한 제1 단위가이드(130)에 상대운동 가능하게 결합되는 제1 경량볼(170)과, 제2 단위가이드(140)에 상대운동 가능하게 결합되는 제2 경량볼(180)을 포함한다.

제1 경량볼(170)은 상단부에 마련되는 제1 챔퍼링부(172)와, 제1 챔퍼링부(172)의 하측으로 연장되는 체적증가부(173)와, 체적증가부(173)의 하측으로 연장되어 하단부에 마련되는 제2 챔퍼링부(174)를 포함한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 경량볼(170)은 일견하여 볼 때 타원에 유사한 형상을 지닌다.

하지만, 제1 챔퍼링부(172)의 모서리부분의 곡률은 제2 챔퍼링부(174)의 모서리부분의 곡률보다 작게 마련되는데 이는 콘크리트 타설의 편의성과 타설되는 콘크리트의 충진성을 함께 고려한 것이다.

즉, 중공 슬라브에 있어서 경량볼은 콘크리트의 전체 타설량을 낮출 수 있도록 직육면체 형상을 갖도록 마련되는 것이 가장 바람직하나, 직육면체 형상의 경량볼을 사용하면 경량볼의 하부에 콘크리트가 충진되지 않는 부분이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 지나치게 적은 양의 콘크리트가 타설되면 완성된 슬라브의 안전성이 저하되는 문제점이 발생한다. 또한, 콘크리트는 경량볼의 상측으로부터 부어지게 되므로 타설되는 콘크리트가 경량볼의 하측으로 원활하게 이동하기 위한 구성이 필요해진다.

따라서, 이러한 점을 고려하여 둘레를 따라 모서리부분이 일정한 곡률을 갖도록 챔퍼링(Chamfering)되는 제1 챔퍼링부(172)를 마련하되 제1 챔퍼링부(172)의 곡률은 작게 함으로써 최대한 직육면체 형상에 가깝도록 하며, 콘크리트의 이동에 무관한 중앙부분은 직사각형 단면형상을 갖는 체적증가부(173)를 마련하여 중공 슬라브(S)의 중공정도를 높이도록 한다.

또한, 제2 챔퍼링부(174)의 곡률을 크게 함으로써 제1 경량볼(170)의 하측과 이에 인접한 제2 경량볼(180)의 하측 사이에 일정한 공간이 생기도록 하여 콘크리트의 충진률을 높임과 동시에 바이브레이터 등을 사용하여 타설된 콘크리트를 고루 분배하는 과정이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

물론 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 경량볼(170)의 형상은 변경될 수도 있다.

한편, 제1 경량볼(170)의 양측에는 제1 단위가이드(130)의 제1 프레임부재(131) 및 제2 프레임부재(132)가 각각 삽입되기 위한 한 쌍의 삽입홈(171)이 형성되며, 삽입홈(171)이 형성된 영역에 인접하여서는 삽입홈(171)을 향해 표면으로부터 곡면을 이루며 함몰형성되는 곡면처리부(175)가 마련된다.

삽입홈(171)은 제1 경량볼(170)이 제1 단위가이드(130)를 따라 움직일 수 있도록 마련되는 것으로 제1 경량볼(170)의 상단부로부터 하측을 향해 경사지게 형성되는 경사홈(171a)과, 경사홈(171a)의 하단부로부터 하측을 향해 수직으로 연장되는 수직홈(171b)을 포함한다.

경사홈(171a)의 경사각도는 제1 프레임부재(131)의 경사각도와 실질적으로 동일하게 마련됨으로써 제1 경량볼(170)이 제1 프레임부재(131)를 따라 움직일 수 있도록 하기 위한 구성이다.

수직홈(171b)은 제1 경량볼(170)의 이동과 무관하게 블로우 성형(Blow molding) 방법에 따라 경량볼 모듈(160)을 일체로 성형하기 위해 마련된 것이다.

즉, 제1 경량볼(170)의 측면을 따라 수직홈(171b) 없이 경사홈(171a) 만을 형성시키게 되면 경량볼 모듈(160)을 일체로 제작하는 상부금형과 하부금형이 경량볼 모듈(160)의 성형 완료 후 탈형되는데 문제가 생기게 된다.

즉 제1 경량볼(170)을 횡방향으로 절단하였을 때 상단부는 상부금형에 의해 하단부는 하부금형에 의해 성형되는데, 성형 완료 후 하부금형을 하측으로 이동시킴으로써 이를 탈형하고자 하면 하부금형까지 연장된 경사홈(171a)에 의해 생성된 부분이 언더컷(Undercut)으로 작용하게 되어 탈형에 어려움이 따르게 되는 것이다.

이러한 언더컷에 구애받지 않고 하부금형을 탈형하기 위해서는 별도의 슬라이드 코어를 사용하여 금형을 특수하게 제작하게 되는데 이 경우 경량볼 모듈(160)의 생산단가가 높아지게 되는 문제가 있으므로 이러한 문제를 처음부터 방지할 수 있도록 수직홈(171b)을 마련한다.

경사홈(171a) 및 수직홈(171b)에 따라 상부금형 및 하부금형을 합형하고 블로우 성형방법에 따라 경량볼 모듈(160)을 일체로 제작하며, 제작완료 후에는 상부금형을 상측으로 하부금형을 하측으로 이동시킴으로써 경량볼 모듈(160)이 금형으로부터 원활하게 분리될 수 있게 된다.

곡면처리부(175)는 제1 경량볼(170)의 전체 영역 중 경사홈(171a) 및 수직홈(171b)이 형성된 영역에 인접한 부분에서 표면이 경사홈(171a) 및 수직홈(171b) 측으로 곡면을 이루며 함몰되도록 하여 마련되는 구성이다.

곡면처리부(175)는 제1 경량볼(170) 내부의 중공률을 높이면서도 블로우 성형시 제1 경량볼(170)이 터지는 현상을 방지하기 위해 마련된다.

즉, 블로우 성형 방법에 따라 경량볼 모듈(160)을 제작하는 경우 경사홈(171a) 및 수직홈(171b)이 형성된 지점에는 강한 압력이 걸리게 되어 당해 부분이 파손되는 현상이 일어날 수 있는데, 이를 방지하기 위해서는 홈(171a, 171b)이 형성된 부분에 재료를 다른 부분보다 많이 투입함으로써 이를 보강하여야 한다.

하지만, 재료를 많이 투입하게 되면 경량볼 모듈(160)의 생산단가가 높아지게 될 뿐만 아니라 제1 경량볼(170) 내부의 중공률이 낮아지게 되는 문제가 생길 수 있는바 이러한 문제를 해결할 수 있도록 곡면처리부(175)를 마련한다.

즉, 곡면처리부(175)는 홈(171a, 171b)이 형성된 부분에 걸리는 압력을 효율적으로 분배하는 역할을 함으로써 재료의 추가투입 없이 전술한 문제점을 방지할 수 있는 역할을 담당하는 것이다.

제2 경량볼(180)은 제1 경량볼(170)의 횡방향 일측에 일체로 연결되는 구성으로, 제1 챔퍼링부(182), 체적증가부(183) 및 제2 챔퍼링부(184)를 포함한다. 또한 제2 경량볼(180)의 양측에는 한 쌍의 삽입홈(181)이 형성되며, 삽입홈(181)이 형성된 영역에 인접하여서는 곡면처리부(185)가 마련된다.

제2 경량볼(180)은 제1 경량볼(170)과 실질적으로 동일한 형상을 가지며, 제2 경량볼(180)의 각 구성은 제1 경량볼(170)의 각 구성과 실질적으로 동일한 기능을 수행하는바 중복되는 설명은 생략한다.

연결부(C)는 제1 경량볼(170) 및 제2 경량볼(180)을 일체로 연결하는 구성이다. 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 연결부(C)는 경량볼 모듈(160)이 블로우 성형 방법에 따라 일체로 제작될 수 있도록 내부가 빈 중공부 형태로 마련된다.

한편, 제3 경량볼(191)은 제1 경량볼(170) 및 제2 경량볼(180)이 결합된 방향과 교차되는 방향으로 제1 경량볼(170)에 일체로 연결되는 구성이며, 제4 경량볼(192)은 제3 경량볼(191)의 일측에 일체로 연결되는 구성이고, 제5 경량볼(193) 및 제6 경량볼(194)은 각각 제3 경량볼(191) 및 제4 경량볼(192)의 일측에 일체로 연결되는 구성이다.

각 경량볼(170, 180, 191 내지 194)은 각각 연결부(C)에 의하여 일체로 연결되며, 한 번의 블로우 성형 공정에 따라 일체로 제작된다. 물론, 전술한 바와 같이, 경량볼 모듈(160)은 2개 또는 4개의 경량볼 또는 8개 이상의 경량볼을 블로우 성형 방법에 따라 일체로 성형함으로써 제작될 수도 있다.

본 실시예의 경량볼 모듈(160)은 다수의 경량볼(170, 180, 191 내지 194)을 일체로 성형함으로써 생산단가가 낮아질 뿐만 아니라 케이지(110)에 삽입되는 과정도 간편화할 수 있는 장점을 가진다.

이제 이하에서는 본 실시예의 중공 슬라브 유닛(100)을 사용하여 중공 슬라브(S)를 시공하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 슬라브(S)의 하면을 구성하기 위한 슬라브 패널(10)을 설치한 뒤에는 다수의 하부근(20)을 상호 일정간격 이격시켜 슬라브 패널(10)의 상면에 일 방향으로 배근한다.

다음으로, 하부근(20)이 배근된 방향과 교차하는 방향으로 선조립된 다수의 중공 슬라브 유닛(100)을 각각 배치하는데, 중공 슬라브 유닛(100)을 선조립하는 과정은 다음과 같다.

다수의 가이드부(120)를 상호 일정간격 이격되게 배치한 뒤 가이드부(120)를 구성하는 제1 플랜지부(134), 제5 플랜지부(F) 및 제4 플랜지부(145)를 따라 등 간격으로 제1 연결철근(151, 152, 153)을 용접 등의 방법으로 결합시키고, 제3 프레임부재(133) 및 제6 프레임부재(143)를 따라 등 간격으로 제2 연결철근(154, 155)을 용접 등의 방법으로 결합시킨다.

케이지(110)의 제작이 완료되면, 제2 연결철근(154, 155)이 지면으로부터 지지되도록 케이지(110)를 전도시킨다.

다음으로, 가이드부(120)를 구성하는 단위가이드(130, 140)의 일단부로부터 경량볼 모듈(160)을 삽입한다. 이때 경량볼 모듈(160)은 6개의 경량볼(170, 180, 191 내지 194)이 일체로 성형되어 있으므로 단지 몇 번의 작업만으로 케이지(110)에 경량볼 모듈(160) 전체가 간단히 삽입될 수 있게 된다.

이와 같이 완성된 중공 슬라브 유닛(100)을 다시 전도시킨 뒤 전술한 바와 같이 하부근(20)이 배근된 방향과 교차하는 방향으로 중공 슬라브 유닛(100)을 각각 배치하는데, 필요에 따라서는 하부근(20)이 배근된 방향과 교차하는 방향으로 제1 연결철근(151, 152, 153)의 사이사이에 추가적인 하부근(미도시)을 배근할 수도 있다.

제1 연결철근(151, 152, 153)은 중공 슬라브(S)를 구성하는 격자 상의 하부근(20) 중 일방향 하부근의 역할을 담당하게 되는바 배근의 편의가 도모될 수 있게 된다.

다음으로, 중공 슬라브 유닛(100)이 배치된 방향과 교차하는 방향으로 다수의 상부근(30)을 상호 일정간격 이격시켜 일 방향(하부근(20)의 배근방향과 동일한 방향)으로 배근함으로써 콘크리트의 타설 준비를 완료한다.

하부근(20)과 마찬가지로 케이지(110)를 구성하는 제2 연결철근(154, 155)은 중공 슬라브(S)를 구성하는 격자 상의 상부근(30) 중 일방향 상부근의 역할을 담당하게 되는바 배근의 편의가 도모될 수 있게 된다.

콘크리트의 타설 준비가 완료되면, 슬라브 패널(10)을 포함하여 구성된 슬라브 거푸집 내에 콘크리트를 타설, 양생시킴으로써 슬라브(S)를 시공하게 된다.

이때 콘크리트의 타설시 발생하는 부력에 의해 경량볼 모듈(160)의 제1 경량볼(170)은 제1 프레임부재(131) 및 제2 프레임부재(132)를 따라 상측으로 이동하며, 이와 함께 제2 경량볼(180)은 제4 프레임부재(141) 및 제5 프레임부재(142)를 따라 상측으로 이동하고, 다른 경량볼(191 내지 194)도 마찬가지로 상측으로 함께 이동하게 됨으로써 콘크리트 타설시 발생하는 부력이 완충될 수 있게 된다.

콘크리트의 타설 과정이 계속 진행되면, 경량볼 모듈(160)은 미리 결정된 위치에 배치 고정된다. 여기서 미리 결정된 위치는 각 경량볼(170, 180, 191 내지 194)의 상면으로부터 제2 연결철근(154, 155)에 이르는 거리와 각 경량볼(170, 180, 191 내지 194)의 하면으로부터 제1 연결철근(151, 152, 153)에 이르는 거리가 동일한 위치를 의미한다.

이처럼 경량볼(170, 180, 191 내지 194)의 상승 높이를 제한하는 것은 철근의 내부 피복두께와 관련된 것이다.

일반적으로 철근의 피복두께라 함은 철근의 중성화 및 풍화방지와 내열성 등을 확보하기 위해 콘크리트 외측면과 내부 철근 사이에 확보되어야 하는 거리를 의미한다.

본 실시예의 중공 슬라브 유닛(100)은 경량볼 모듈(160)의 내부가 빈 중공형태이고 주근의 일부를 대체하도록 제1 연결철근(151, 152, 153) 및 제2 연결철근(154, 155)을 사용하여 케이지(110)를 구성하고 있으므로, 이러한 철근의 피복두께에 유사하게 연결철근(151 내지 155)과 경량볼 모듈(160) 상호 간의 거리(철근의 내부 피복두께)를 일정하게 유지할 필요성이 있는 것이다. 이를 위해 제1 단위가이드(130) 및 제2 단위가이드(140)의 상단부 폭을 조절하여 경량볼 모듈(160)의 상승 높이를 제한함으로써 철근의 내부 피복두께를 조정하도록 한다.

본 실시예의 중공 슬라브 유닛(100)은 다수의 경량볼(170, 180, 191 내지 194)이 일체로 성형되는 경량볼 모듈(160)과, 경량볼 모듈(160)이 상대운동 가능하게 결합되는 케이지(110)를 포함하여 경량볼 모듈(160)의 제작에 드는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시키며 슬라브 시공에 필요한 주근의 일부를 생략할 수 있도록 함으로써 고품질의 중공 슬라브를 시공할 수 있고, 시공의 편의성을 실질적으로 향상시킴으로써 공기를 단축하고 시공비용을 절감할 수 있는 장점을 가진다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 중공 슬라브 유닛 110 : 케이지
120 : 가이드부 130 : 제1 단위가이드
140 : 제2 단위가이드 150 : 연결철근
160 : 경량볼 모듈 170 : 제1 경량볼
180 : 제2 경량볼 C : 연결부

Claims (11)

1. 제1 단위가이드 및 상기 제1 단위가이드의 일측에 연결되는 제2 단위가이드를 포함하며 상호 일정간격 이격 배치되는 다수의 가이드부와, 상기 가이드부를 상호 연결하되 슬라브를 구성하는 주근의 일부를 대체할 수 있도록 마련되는 연결철근을 포함하는 케이지; 및
   상기 제1 단위가이드에 대하여 상대운동 가능하게 결합되는 제1 경량볼과, 상기 제2 단위가이드에 대하여 상대운동 가능하게 결합되는 제2 경량볼과, 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼을 일체로 연결하는 연결부를 포함하는 경량볼 모듈을 구비하며,
   상기 제1 단위가이드는,
   상기 제1 경량볼의 일측부에 삽입되는 제1 프레임부재와, 상기 제1 경량볼의 타측부에 삽입되는 제2 프레임부재와, 상기 제1 프레임부재의 상단부와 상기 제2 프레임부재의 상단부를 연결하는 제3 프레임부재와, 상기 제1 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제1 플랜지부 및 상기 제2 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제2 플랜지부를 포함하되,
   상기 제1 프레임부재 및 상기 제2 프레임부재는 상기 제1 경량볼이 상승할 수 있는 높이의 한계를 결정할 수 있도록 하측으로부터 상측을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 마련되어 슬라브 시공을 위한 콘크리트 타설시 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼이 각각 상기 제1 단위가이드 및 상기 제2 단위가이드를 따라 함께 상측으로 이동됨으로써 콘크리트 타설에 따른 부력을 완충시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼에는 각각, 상기 제1 단위가이드 및 상기 제2 단위가이드가 삽입되기 위한 한 쌍의 삽입홈이 좌우측 표면으로부터 각각 함몰형성되되,
   상기 삽입홈은 블로우 성형(Blow molding)을 통해 상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼을 함께 성형할 때 언더컷(Undercut) 부분이 생기는 것을 방지할 수 있도록,
   상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼의 상단부로부터 하측을 향해 경사지게 마련되는 경사홈; 및
   상기 경사홈의 하단부로부터 하측을 향해 수직으로 연장되는 수직홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼은 각각,
   둘레를 따라 일정한 곡률을 갖도록 챔퍼링(Chamfering)되는 제1 챔퍼링부;
   상기 제1 챔퍼링부의 하단부로부터 하측을 향해 연장되는 체적증가부; 및
   상기 체적증가부의 하단부로부터 하측을 향해 연장되되 둘레를 따라 상기 제1 챔퍼링부의 곡률보다 큰 곡률을 갖도록 챔퍼링되는 제2 챔퍼링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 경량볼 및 상기 제2 경량볼은 각각, 상기 삽입홈이 형성된 지점에 인접한 일정 영역이 표면으로부터 곡면을 이루며 함몰형성되는 곡면처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 단위가이드는,
   상기 제2 경량볼의 일측부에 삽입되는 제4 프레임부재;
   상기 제2 경량볼의 타측부에 삽입되는 제5 프레임부재;
   상기 제3 프레임부재의 상단부와 상기 제4 프레임부재의 상단부를 연결하는 제6 프레임부재;
   상기 제4 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제3 플랜지부; 및
   상기 제5 프레임부재의 하단부로부터 연장 절곡되는 제4 플랜지부를 포함하며,
   상기 제4 프레임부재 및 상기 제5 프레임부재는 상기 제2 경량볼이 상승할 수 있는 높이의 한계를 결정할 수 있도록 하측으로부터 상측을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 마련되는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 플랜지부 및 상기 제3 플랜지부는 상호 연결되어 하나의 제5 플랜지부를 이루며,
   상기 연결철근은,
   상기 제1 플랜지부, 상기 제5 플랜지부 및 상기 제4 플랜지부의 하측에 등 간격으로 각각 배치되는 3개의 제1 연결철근; 및
   상기 제3 프레임부재 및 상기 제6 프레임부재의 상측에 등 간격으로 각각 배치되는 2개의 제2 연결철근을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 슬라브 유닛.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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