KR102119303B1 - Concrete Wind Duct Slab With Optimum Arrangement Of Reinforcement Member - Google Patents

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KR102119303B1 KR1020180023743A KR20180023743A KR102119303B1 KR 102119303 B1 KR102119303 B1 KR 102119303B1 KR 1020180023743 A KR1020180023743 A KR 1020180023743A KR 20180023743 A KR20180023743 A KR 20180023743A KR 102119303 B1 KR102119303 B1 KR 102119303B1
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Abstract

본 발명은 터널내 화재에 의해 손상이 예상되는 콘크리트 풍도슬래브 및 유사한 바닥판 슬래브 제작 시에 단면형상을 Π형, T형 및 더블 T형 중 어느 한 단면의 하방이 개방된 구조로 구성하고, 화재시 고온의 영향으로부터 복부에 배치된 보강부재를 보호하기 위해 복부의 하면부 및 측면부에 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하면서도 콘크리트 부재의 중립축(N.A)이 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재 보다 위에 위치하기 때문에 구조적인 안정성을 확보하여 구조물의 손상 및 붕괴를 방지하고, PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재가 화재온도의 영향으로부터 긴장력 손실이 최소화 되도록 최적화 배치되되, 터널 내 화재설계기준에 따라 PP섬유 등의 폭렬방지용 혼화재를 콘크리트에 추가로 혼입 제작하여 폭렬을 방지하도록 고안된 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 상부 판과, 상부 판의 폭보다 작은 폭으로 상부 판의 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 복부를 포함하며 PP섬유가 일정 비율로 혼입되는 콘크리트 부재와; 콘크리트 부재의 중립축 하부에 위치하며, 하면부 및 측면부에 일정 두께의 온도전달 지연두께부가 형성되도록 복부 단면 내부에 배치되는 복수의 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재;를 포함하여 이루어진다.The present invention consists of a structure in which the lower section of any one of Π, T and double T types is opened when the concrete wind tunnel and similar floor slab are expected to be damaged by fire in the tunnel. In order to protect the reinforcing member disposed on the abdomen from the influence of high temperature during the transportation, the neutral axis (NA) of the concrete member is made of PS steel or reinforcing bar while securing the delayed thickness part (d) of temperature transfer to the lower part and the side part of the abdomen. Since it is located above, it ensures structural stability to prevent damage and collapse of the structure, and reinforced members made of PS steel or reinforcing bars are optimally arranged to minimize the loss of tension from the effect of the fire temperature. The present invention relates to a concrete windshield slab in which a reinforcing member is optimally arranged to secure fire resistance performance designed to prevent explosion by additionally manufacturing a mixture of explosive preventing materials such as PP fibers.
A preferred embodiment of the present invention includes an upper plate and a concrete member having a width smaller than the width of the upper plate and protruding toward the lower portion of the upper plate and integrally formed with PP fibers mixed at a predetermined ratio; It is located below the neutral axis of the concrete member, and a reinforcing member made of a plurality of PS steel or reinforcing bars disposed inside the abdominal cross section so as to form a temperature-transfer delay thickness part having a predetermined thickness on the lower surface and side surfaces.

Description

내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브{Concrete Wind Duct Slab With Optimum Arrangement Of Reinforcement Member}Concrete Wind Duct Slab With Optimum Arrangement Of Reinforcement Member}

본 발명은 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널내 화재에 의해 손상이 예상되는 콘크리트 풍도슬래브 및 유사한 바닥판 슬래브 제작 시에 단면형상을 Π형, T형 및 더블 T형 중 어느 한 단면의 하방이 개방된 구조로 구성하고, 화재시 고온의 영향으로부터 복부에 배치된 보강부재를 보호하기 위해 복부의 하면부 및 측면부에 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하면서도 콘크리트 부재의 중립축(N.A)이 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재 보다 위에 위치하기 때문에 구조적인 안정성을 확보하여 구조물의 손상 및 붕괴를 방지하고, PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재가 화재온도의 영향으로부터 긴장력 손실이 최소화 되도록 최적화 배치되되, 터널 내 화재설계기준에 따라 PP섬유 등의 폭렬방지용 혼화재를 콘크리트에 추가로 혼입 제작하여 폭렬을 방지하도록 고안된 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete wind-proof slab in which a reinforcing member is optimally arranged to ensure fire-resistance performance, and more specifically, to cross-sectional shape when manufacturing a concrete wind-proof slab and similar floor plate slab, which are expected to be damaged by fire in the tunnel. One of the type, T type and double T type has a structure in which the lower section of the cross section is open, and the temperature transfer delay thickness part is applied to the lower and side surfaces of the abdomen to protect the reinforcing members disposed on the abdomen from the effects of high temperatures in case of fire. While securing (d) more, the neutral axis (NA) of the concrete member is located above the reinforcing member made of PS steel or rebar to ensure structural stability to prevent damage and collapse of the structure, and reinforcement made of PS steel or rebar The member is optimally arranged to minimize the loss of tension from the effect of fire temperature, but reinforced to ensure the fire resistance performance designed to prevent explosion by additionally mixing and manufacturing the explosive-preventing admixture such as PP fiber according to the fire design criteria in the tunnel. It relates to a concrete wind control slab in which the member is optimally arranged.

종래의 콘크리트 풍도슬래브에 내화성능을 확보하기 위한 방법으로는 콘크리트 슬래브의 하부면에 내화패널을 부착하거나 내화도료를 뿜칠 및 페인팅 하는 등의 방법을 사용하였다.As a method for securing fire-resistance performance in a conventional concrete wind-resistant slab, a method such as attaching a fire-resistant panel to a lower surface of a concrete slab or spraying and painting a fire-resistant paint was used.

내화패널을 부착하는 방법은 기존 콘크리트 풍도슬래브 시공비의 약 40~50% 이상까지 공사비의 증가하며, 화재시 내화패널 연결부에서 내화성능이 확보되지 않는 문제점이 있었으며, 내화도료를 뿜칠하는 방법 역시 기존 콘크리트 풍도슬래브 시공비의 약 40~50% 이상까지 공사비가 증가하며, 내화 뿜칠시 콘크리트 풍도슬래브 하면에 균일한 내화피복을 확보하기가 어려울 뿐만 아니라, 리바운딩에 의한 재료의 낭비 및 구조물과의 접하면 분리 확률이 높은 문제점이 있었고, 내화페인트를 도색하는 방법의 경우에는 기존 콘크리트 풍도슬래브 시공비의 약 30~40% 이상까지 공사비가 증가하며, 강화된 터널의 내화설계 기준을 만족하기가 기존 재료는 더 어려운 문제점이 있었다.The method of attaching the fireproof panel increases the construction cost by more than about 40~50% of the existing concrete windstorm slab construction cost, there is a problem that the fireproof performance is not secured at the fireproof panel connection part in case of fire, and the method of spraying the fireproof paint is also existing concrete Construction cost increases up to about 40~50% of the construction cost of the wind duct slab, and it is difficult to secure a uniform fire resistant coating on the lower surface of the concrete wind duct slab when fire-fighting. There was this high problem, and in the case of the method of painting refractory paint, the construction cost increases to about 30~40% of the construction cost of the existing concrete windstorm slab, and the existing material is more difficult to meet the fireproof design criteria of the reinforced tunnel There was.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1798039호 "내화강판과 콘크리트 판의 합성구조를 가지는 내화 풍도슬래브, 및 그 제작방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '터널 단면을 가로질러 터널 천정부에 설치되는 내화 풍도슬래브(100)로서, 내화 풍도슬래브(100)는, 그 하면을 형성하는 내화강판(1)과, 상기 내화강판(1)의 상면에 형성되는 콘크리트판(2)이 일체로 합성되어 있는 구성을 가지며; 내화강판(1)은, 내화도료의 도포 또는 뿜칠에 의한 내화도료층이 하면에 형성됨으로써 내화처리 되어 있으며; 내화강판(1)의 상면에는, 종방향으로 길게 연장되며 연직하게 세워진 연직판으로 이루어진 매립보강 리브(3)가 일체 구비되어 콘크리트 판(2)에 매립되어 있으며; 매립보강 리브(3)는, 종방향으로 길게 연장되어 있는 판부재로 이루어진 상부플랜지(32)가 수평하게 배치되어 연직판 상단에 일체로 구비되어 있는 구성을 가지는데, 내화 풍도슬래브(100)의 종방향 길이를 따라가면서 내화 풍도슬래브(100)의 종방향 길이 중간에서 가장 큰 휨응력을 가지게 되고 종방향 양단에서 가장 작은 휨응력을 가지게 되는 형태의 내화 풍도슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여, 매립보강 리브(3)의 강성이 변화되도록, 상부플랜지(32)의 횡방향 양측 가장자리는 각각 횡방향으로 볼록한 포물선으로 이루어져서, 상부플랜지(32)의 횡방향 폭은 내화강판(1)의 중앙에서 가장 크며, 내화강판(1)의 종방향 양단으로 갈수록 상부플랜지(32)의 횡방향 폭이 줄어들어서, 내화강판(1)의 종방향 양단에서는 상부플랜지(32)의 횡방향 폭이 가장 작게 되며; 매립보강 리브(3)에는, 매립보강 리브(3)의 상단에서부터 연직하게 절취된 연직절취부(41)와, 상기 연직절취부(41)의 하단에서 종방향으로 연장되도록 절취된 수평절취부(42)로 이루어져서 매립보강 리브(3)를 횡방향으로 바라볼 때 영어 알파벳 L자 형태를 가지는 철근배치구멍(4)이 형성되어 있어서, 콘크리트판(2)의 보강을 위하여 배근되도록 사각형 형태로 절곡된 가외철근(5)에서 횡방향으로 연장된 부분이, 연직하게 연직절취부(41)로 삽입되어 수평절취부(42)에 위치함으로써 매립보강 리브(3)를 관통하여 설치되어 있는 구성을 가지는 것을 포함하는 내화 풍도슬래브'를 제안한다.As a background technology of the present invention, there is a patent registration No. 1798039 "Fireproof weatherproof slab having a composite structure of a refractory steel plate and a concrete plate, and a manufacturing method thereof" (Patent Document 1). In the background art,'as a fire-resistant wind-resistant slab 100 installed on a tunnel ceiling across a tunnel cross-section, the fire-resistant wind-resistant slab 100 is formed of a fire-resistant steel sheet 1 and a fire-resistant steel sheet 1 forming a lower surface thereof. The concrete plate 2 formed on the upper surface has a structure that is integrally synthesized; The refractory steel sheet 1 is fire-resistant by forming a refractory coating layer on the lower surface by application or spraying of the refractory coating; On the upper surface of the refractory steel plate 1, a reinforcing rib 3 made of a vertically elongated vertical plate extending in the longitudinal direction is integrally provided and embedded in the concrete plate 2; The buried reinforcement rib 3 has a configuration in which the upper flange 32 made of a plate member extending in the longitudinal direction is disposed horizontally and integrally provided on the upper end of the vertical plate. Bending stress in the longitudinal direction that occurs in the fire resistant wind resistance slab 100 in the form of having the largest bending stress in the middle of the longitudinal length of the refractory wind resistance slab 100 along the longitudinal length and having the smallest bending stress at both ends in the longitudinal direction. Corresponding to the distribution, so that the stiffness of the buried reinforcement ribs 3 is changed, the transverse side edges of the upper flange 32 are each made of convex convex transversely, so that the transverse width of the upper flange 32 is a refractory steel plate ( The largest in the center of 1), the transverse width of the upper flange 32 decreases as it goes to both ends in the longitudinal direction of the refractory steel sheet 1, and thus the transverse direction of the upper flange 32 at both ends in the longitudinal direction of the refractory steel sheet 1 The width is the smallest; The buried reinforcement rib 3 includes a vertical cut portion 41 cut vertically from the top of the buried reinforcement rib 3 and a horizontal cut portion cut out so as to extend in the longitudinal direction from the lower end of the vertical cut portion 41. It is made of 42) when the reclamation rib 3 is viewed in the transverse direction, a reinforcement arrangement hole 4 having an English alphabet L-shape is formed, so that it is bent in a square shape to be reinforced for reinforcement of the concrete plate 2 The portion extending in the lateral direction from the additional reinforcing bar 5 is vertically inserted into the vertical cutting portion 41 and positioned in the horizontal cutting portion 42 to have a configuration installed through the reinforcing rib 3 We propose a fireproof weatherproof slab that includes one.

그러나 상기 배경기술은 강판과 콘크리트판을 일체로 합성하고 강판의 하면을 또다시 내화처리하도록 하여, 제작이 어렵고 공사비가 대폭 증가하는 문제점이 있었다.However, the background technology has a problem in that the steel plate and the concrete plate are integrally synthesized and the lower surface of the steel plate is fire-resistant again, making it difficult to manufacture and significantly increasing the construction cost.

특허등록 제1798039호 "내화강판과 콘크리트 판의 합성구조를 가지는 내화 풍도슬래브, 및 그 제작방법"Patent registration No. 1798039 "Refractory weathering slab having a composite structure of refractory steel plate and concrete plate, and its manufacturing method"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터널내 화재에 의해 손상이 예상되는 콘크리트 풍도슬래브 및 유사한 바닥판 슬래브 제작 시에 단면형상을 Π형, T형 및 더블 T형 중 어느 한 단면의 하방이 개방된 구조로 구성하고, 화재시 고온의 영향으로부터 복부에 배치된 PS강재를 보호하기 위해 복부의 하면부 및 측면부에 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하면서도 콘크리트 부재의 중립축(N.A)이 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재 보다 위에 위치하기 때문에 구조적인 안정성을 확보하여 구조물의 손상 및 붕괴를 방지하고, PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재가 화재온도의 영향으로부터 긴장력 손실이 최소화 되도록 최적화 배치되되, 터널 내 화재설계기준에 따라 PP섬유 등의 폭렬방지용 혼화재를 콘크리트에 추가로 혼입 제작하여 폭렬을 방지하도록 고안된 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, the cross-sectional shape of any one of the Π, T-type and double-T-type when preparing a concrete weathering slab and similar floor plate slab that is expected to be damaged by a fire in the tunnel. It is composed of a structure in which the lower side is open and the temperature transmission delay thickness part (d) is further secured to the lower part and the side part of the abdomen to protect the PS steel placed on the abdomen from the influence of high temperature in case of fire, while the neutral axis (NA ) Is located above the reinforcing member made of PS steel or rebar to secure structural stability to prevent damage and collapse of the structure, and the reinforcing member made of PS steel or reinforcing bar is optimized to minimize tension loss from the effect of fire temperature. To provide a concrete weathering slab in which reinforcement members are optimally arranged to ensure fire resistance performance designed to prevent explosion by additionally mixing and manufacturing an explosive-proof admixture such as PP fiber according to the fire design criteria in the tunnel. There is this.

본 발명은 상부 판과, 상부 판의 폭보다 작은 폭으로 상부 판의 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 복부를 포함하며 PP섬유가 일정 비율로 혼입되는 콘크리트 부재와; 콘크리트 부재의 중립축 하부에 위치하며, 하면부 및 측면부에 일정 두께의 온도전달 지연두께부가 형성되도록 복부 단면 내부에 배치되는 복수의 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재; 를 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.The present invention includes an upper plate and a concrete member having a width smaller than the width of the upper plate and protruding to the lower portion of the upper plate and integrally formed with a PP fiber mixed at a predetermined ratio; A reinforcing member made of a plurality of PS steels or reinforcing bars which are located under the neutral shaft of the concrete member, and are disposed inside the abdominal cross-section to form a temperature-transfer delay thickness part having a predetermined thickness on the lower surface and the side surfaces; It is intended to provide a concrete weathering slab in which a reinforcing member is optimally disposed so as to ensure fire resistance performance including a.

또한, 콘크리트 부재의 복부는 일정 거리 이격되어 쌍으로 형성되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the abdomen of the concrete member is spaced a certain distance to provide a concrete weathering slab with a reinforcement member is optimally arranged to ensure the fire resistance, including that formed in pairs.

또한, 복부의 외측면은 상부 판의 외측면과 일치되도록 구성되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the outer surface of the abdomen is intended to provide a concrete windshield slab with a reinforcement member optimized to ensure fire resistance, including being configured to match the outer surface of the upper plate.

또한, 보강부재는 각각 복부의 외측 수평방향으로 편위치시켜 배치되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the reinforcing member is intended to provide a concrete weathering slab in which the reinforcing member is optimally arranged to secure fire resistance, which is arranged by positioning in the outer horizontal direction of the abdomen.

또한, 혼입되는 PP섬유의 배합비는 콘크리트 체적 대비 0.05 ~ 0.3% 혼입되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the mixing ratio of the PP fibers to be mixed is to provide a concrete windshield slab with a reinforcement member optimized to ensure fire resistance, including mixing of 0.05 to 0.3% of the concrete volume.

또한, 콘크리트 부재 내부에 나일론이 추가로 혼입되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a concrete windshield slab in which a reinforcing member is optimally disposed so as to secure fire resistance performance, which includes additional mixing of nylon inside the concrete member.

또한, 콘크리트 부재 내부에 상.하면의 길이방향과 횡단면 방향으로 다수개의 가외철근이 추가로 더 배치되어 폭렬에 저항하도록 구성된 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, a plurality of additional rebars in the longitudinal and transverse directions of the upper and lower surfaces of the concrete member are additionally disposed to provide a concrete windshield slab with an optimized reinforcement member to secure fire resistance, which is configured to resist explosion. Want to provide.

또한, 콘크리트 부재의 복부는 상부 판과의 결합부의 내측면에 헌치부가 곡선면 또는 직선면으로 더 형성되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the abdomen of the concrete member is intended to provide a concrete windshield slab with a reinforcement member optimized to secure fire resistance, including that the heonchi portion is further formed as a curved surface or a straight surface on the inner surface of the coupling portion with the upper plate. .

또한, 콘크리트 부재의 상부 판의 하부면과, 복부의 하부면과 측면부에 추가로 습식구조의 내화몰탈 또는 내화도료의 내화피복이 형성되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브를 제공하고자 한다.In addition, the reinforcement member is optimally arranged to ensure fire resistance, including the formation of a fire resistant mortar or a fire resistant coating of a refractory coating in addition to the lower surface and the lower surface and side of the upper plate of the concrete member. We want to provide concrete weathering slabs.

본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브는 화재에 의해 손상이 예상되는 풍도슬래브 및 유사한 바닥판 슬래브 제작 시에 폭렬에 대응하도록 콘크리트에 PP섬유를 혼입하여 제작하기 때문에 일반적인 콘크리트 풍도슬래브 제작과 동일한 공정으로 별도의 공정이 불필요하다.Since the concrete windshield slab with the reinforcement member optimally arranged to ensure the fire resistance performance of the present invention is manufactured by mixing PP fibers in concrete to counter the explosion when the windbreak slab and similar floor slab are expected to be damaged by fire, It is the same process as the general concrete weathering slab production, so no separate process is necessary.

또한, 단면형상이 Π형, T형 및 더블 T형 중 어느 한 단면의 하방이 개방된 구조로 구성되어 화재시 고온의 영향으로부터 복부에 배치된 PS강재 또는 철근으로 구성되는 보강부재를 보호하기 위해 복부의 하면부 및 측면부에 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하는 것이 용이하면서도 동시에 자중을 감소시킬 수 있다.In addition, in order to protect the reinforcement member composed of PS steel or rebar placed in the abdomen from the influence of high temperature in case of fire due to the structure in which the lower section of any one of Π, T and double T shapes is open It is easy to further secure the temperature transfer delay thickness part d in the lower part and the side part of the abdomen, and at the same time, it can reduce the self-weight.

또한, 화재시 고온의 영향으로부터 콘크리트 풍도슬래브 복부에 배치된 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재를 보호하기 위해 복부의 하면부 또는 측면부에 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하면서도 콘크리트 부재의 중립축(N.A)이 PS강재 보다 위에 위치하여 구조적인 안정성을 확보하여 구조물의 손상 및 붕괴를 방지할 수 있다.In addition, while protecting the reinforcing member made of PS steel or reinforcing bars placed on the abdomen of the concrete windstorm slab from the influence of high temperature in the event of a fire, the neutral axis of the concrete member is secured while securing a delayed thickness portion (d) of temperature transfer to the lower part or side part of the abdomen (NA) is located above the PS steel to ensure structural stability to prevent damage and collapse of the structure.

또한, 단면형상이 Π형 단면구조는 하방이 개방되어 기존의 내화성능 확보를 위해 내화피복 된 콘크리트 풍도 슬래브와 비교해 두께의 큰 변화 없이 내화성능 확보가 가능하다.In addition, the cross-sectional structure of the Π-shaped cross-section is open at the lower side, so it is possible to secure fire-resistance performance without significant change in thickness compared to the fire-resistant coated concrete weatherability slab to secure the existing fire-resistance performance.

또한, 다양한 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준에 따라 온도전달 지연두께부(d)의 두께 변경이 용이하다.In addition, it is easy to change the thickness of the delayed thickness portion d of the temperature transfer according to the fire resistance design criteria of various temperature-time fire curves.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 온도-시간 화재곡선의 국제적 내화설계 기준을 도시한 그래프이다.
도 2a는 도 1의 RABT-ZTV곡선의 온도가열에 따라 발생하는 콘크리트 부재의 두께별 위치의 최대 온도를 나타낸 일실시 예를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 콘크리트 부재의 두께별 위치에 따라 발생한 최대 온도를 도시한 그래프이다(Y축은 콘크리트 두께, X축은 콘크리트 두께의 위치별 온도).
도 3a는 종래의 콘크리트 풍도슬래브에 온도전달 지연두께부가 적용된 충진슬래브 가상 단면도를 도시한 것이다.
도 3b는 종래의 콘크리트 풍도슬래브에 온도전달 지연두께부가 적용된 중공슬래브 가상 단면도를 도시한 것이다.
도 3c는 종래의 콘크리트 풍도슬래브에 내화 피복된 충진슬래브 일실시 예를 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브의 일실시 예를 도시한 대표 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브의 시공 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 상기 도 4a의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브에 헌치부가 더 형성된 실시예의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 T형 단면의 콘크리트 풍도슬래브의 단면을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브에 내화피복이 형성된 실시예의 단면도이다.The following drawings attached in the present specification are intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is only described in the accompanying drawings. It should not be interpreted as limited.
1 is a graph showing international fire resistance design criteria for temperature-time fire curves.
Figure 2a is a cross-sectional view showing an embodiment showing the maximum temperature of each position of the thickness of the concrete member generated by the temperature heating of the RABT-ZTV curve of Figure 1;
Figure 2b is a graph showing the maximum temperature generated according to the location of each thickness of the concrete member shown in Figure 2a (Y axis is the concrete thickness, X axis is the temperature by location of the concrete thickness).
Figure 3a shows a virtual cross-section of the filling slab is applied to the temperature transfer delay thickness portion of the conventional concrete wind slab.
Figure 3b is a virtual cross-sectional view showing a hollow slab applied to the temperature transfer delay thickness portion of the conventional concrete wind slab.
Figure 3c is a cross-sectional view showing an embodiment of a filling slab fire-resistant coating on a conventional concrete wind-resistant slab.
Figure 4a is a representative cross-sectional view showing an embodiment of a concrete wind-proof slab with a reinforcement member is optimally arranged to ensure the fire resistance of the present invention.
Figure 4b is a cross-sectional view showing an embodiment of the construction of the concrete wind-resistant slab reinforcement member is optimally arranged to ensure the fire resistance of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of an embodiment in which a haunching portion is further formed on a concrete weathering slab in which a reinforcing member is optimally arranged to secure fire resistance of FIG. 4A.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a cross-section of a concrete wind-resistant slab of a T-shaped section, the reinforcement member is optimally arranged to ensure the fire resistance performance of the present invention.
7 is a cross-sectional view of an embodiment in which a fire resistant coating is formed on a concrete weathering slab in which a reinforcing member is optimally arranged to ensure fire resistance of the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments presented in the accompanying drawings, but the presented embodiments are illustrative for a clear understanding of the present invention and the invention is not limited thereto.

이하 바람직한 실시 예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail according to a preferred embodiment.

일반적으로 터널 내 화재에 의해 콘크리트와 콘크리트 내부에 배치되는 보강부재(PS강재 및 보강철근)을 고온의 영향으로 부터 보호하기 위한 콘크리트 구조물의 내화성능을 확보하는 방법으로는 크게 두 가지로 설명 할 수 있다.In general, there are two main methods of securing fire resistance of concrete structures to protect concrete and reinforcement members (PS steel and reinforcing bars) placed inside concrete by fire in a tunnel from the effects of high temperature. have.

첫째, 터널 내 화재는 화염원(F)으로부터 직접 온도가 전달되어 콘크리트의 온도가 상승하더라도 콘크리트 수화반응 이후에 콘크리트 구조체 내부에 남아 있는 잔존수가 발생시키는 폭렬만을 방지하는 내화방식이다. 이 방식은 매우 높은 고온의 화재에 노출될 경우에 콘크리트에 전달되는 온도를 차단하지는 못하나, 콘크리트 배합 시에 미리 혼입된 PP섬유 등의 혼화재를 통해 콘크리트 구조체 내부에 남아 있는 잔존수가 열에 의해 녹은 PP섬유의 공간을 따라 외부로 유출 되어 콘크리트의 폭렬을 방지하는 방식이며, 콘크리트 내부로 전달되는 온도를 규정 온도 이하로 제어하기 어렵기 때문에 콘크리트의 피복두께를 더 크게 확보하여 보강부재(PS강재 또는 보강철근)에 전달되는 온도를 지연하여 고온의 영향으로부터 보호하는 온도전달 지연방식이다.First, the fire in the tunnel is a fireproof method that prevents only the detonation caused by the remaining water inside the concrete structure after the concrete hydration reaction even if the temperature of the concrete rises because the temperature is directly transferred from the flame source (F). This method does not block the temperature transmitted to the concrete when exposed to a fire at a very high temperature, but PP fibers melted by heat of residual water remaining inside the concrete structure through admixtures such as PP fibers premixed during concrete mixing. It is a method to prevent the explosion of concrete by flowing out along the space of the concrete, and it is difficult to control the temperature transmitted to the concrete below the specified temperature. It is a delayed temperature transfer method that protects against the effects of high temperature by delaying the temperature transferred to ).

둘째, 터널 내 화재에 의하여 화염원(F)으로부터 직접 온도가 전달되는 것을 차단하기 위하여 고온의 온도에서도 견딜 수 있는 재료(내화피복)를 콘크리트 표면에 부착(뿜칠, 코팅 포함)함으로써 콘크리트에 전달되는 고온의 열을 직접 차단하는 방식이다. 이 방식은 매우 높은 고온의 화재에 노출되더라도 내화피복이 콘크리트와 콘크리트 내부에 배치된 보강강재에 전달되는 온도를 차단 및 지연하기 때문에 매우 안전한 방식이며, 콘크리트 내부로 전달되는 온도를 규정 온도 이하로 제어하기 때문에 콘크리트 폭렬에 대해서도 안정한 온도전달 차단방식이다.Second, in order to prevent the temperature from being transmitted directly from the flame source (F) by the fire in the tunnel, it is transferred to the concrete by attaching a material (fire resistant coating) that can withstand high temperatures to the concrete surface (including spraying and coating). It is a method to directly block high temperature heat. This method is a very safe method because it blocks and delays the temperature transmitted to the concrete and the reinforcing steel placed inside the concrete even when exposed to a very high temperature fire, and controls the temperature delivered to the concrete below the specified temperature. Because it is, it is a stable temperature transfer blocking method against concrete bursting.

도 1은 온도-시간 화재곡선의 국제적 내화설계 기준을 도시한 그래프이다.1 is a graph showing international fire resistance design criteria for temperature-time fire curves.

도 1의 RWS곡선, HCM곡선, HC곡선, RABT-ZTV곡선은 터널 내 구조물에 적용하는 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준이며, ISO 834곡선은 건축물에 주로 적용하는 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준이며, 국가별 특성에 따라 내화설계기준을 적용한다.The RWS curve, HCM curve, HC curve, and RABT-ZTV curve of FIG. 1 are fire-resistant design standards for temperature-time fire curves applied to structures in tunnels, and ISO 834 curves are fire-resistant temperature-time fire curves mainly applied to buildings. It is a design standard, and fireproof design standards are applied according to the characteristics of each country.

- RWS곡선(RijksWaterStaat) : 네덜란드, 최고온도 1,350℃-RWS Curve (RijksWaterStaat): Netherlands, highest temperature 1,350℃

- HCM곡선(Modified Hydrocarbon) : 프랑스, 최대온도 1,300℃-HCM curve (Modified Hydrocarbon): France, maximum temperature 1,300℃

- HC곡선(Hydrocarbon Eurocode 1) : 스웨덴, 최고온도 1,100℃-HC curve (Hydrocarbon Eurocode 1): Sweden, highest temperature 1,100℃

- RABT-ZTV곡선(Highways, Railways) : 독일, 최대온도 1,200℃-RABT-ZTV curve (Highways, Railways): Germany, maximum temperature 1,200℃

- ISO 834곡선(Cellulose) : 국제표준(주로 건축물), 최대온도 1,030℃-ISO 834 Curve (Cellulose): International standard (main building), maximum temperature 1,030℃

이에 상기의 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준은 터널내 화재시 구조물(콘크리트 및 보강강재)에 발생하는 온도가 설계기준 이하로 유지되어야 화재로 인한 구조물의 손상 및 붕괴를 막을 수 있다는 것을 보여주는 것이다.Accordingly, the fire-resistant design standard of the temperature-time fire curve shows that the structure generated during fire in the tunnel (concrete and reinforced steel) must be kept below the design standard to prevent damage and collapse of the structure due to fire. .

도 2a는 도 1의 RABT-ZTV곡선의 온도가열에 따라 발생하는 콘크리트 부재의 두께별 위치의 최대 온도를 나타낸 일실시 예를 도시한 단면도이다.Figure 2a is a cross-sectional view showing an embodiment showing the maximum temperature of each position of the thickness of the concrete member generated by the temperature heating of the RABT-ZTV curve of Figure 1;

도 2b는 도 2a에 도시된 콘크리트 부재의 두께별 위치에 따라 발생한 최대 온도를 도시한 그래프이다(Y축은 콘크리트 두께, X축은 콘크리트 두께의 위치별 온도).Figure 2b is a graph showing the maximum temperature generated according to the location of each thickness of the concrete member shown in Figure 2a (Y axis is the concrete thickness, X axis is the temperature of each concrete thickness).

상기의 도 2a와 도 2b에 나타낸 것처럼, 온도-시간 화재곡선에서 터널 화재시 구조물(콘크리트 또는 강재)에 발생하는 온도를 내화설계기준(RWS곡선: 콘크리트의 하면 온도 380℃ 이하, 철근의 온도 250℃ 이하, RABT-ZTV곡선: 철근의 온도 300℃ 이하) 이하로 유지하기 위해서는 온도지연방식 또는 온도차단방식을 통하여 구조물의 화재 안전성을 확보하게 된다.2A and 2B, the temperature-time fire curve in a tunnel fire during a fire in a structure (concrete or steel) is based on fire resistance design criteria (RWS curve: below 380°C for concrete, below 250°C for rebar temperature) Below ℃, RABT-ZTV curve: The temperature of the reinforcing bar is below 300 ℃) to ensure the fire safety of the structure through a temperature delay method or a temperature blocking method.

특히, 온도전달 지연방식은 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준 강도에 따라 보강부재(PS강재 또는 철근)의 온도에 대한 영향을 고려하여 온도전달 지연두께부(d)의 두께가 결정되는데, PS강재는 약 300℃에서 약 10%의 긴장력 손실, 약 400℃에서 약 30% 긴장력 손실이 발생한다고 알려져 있으며, 이를 고려하여 설계시에 온도전달 지연두께부(d)와 PS강재의 긴장력을 결정하면 고온의 화재에서도 PS강재의 안전성과 구조물의 손상 및 붕괴를 미리 방지할 수 있는 내화설계가 가능하다.In particular, the temperature transfer delay method determines the thickness of the temperature transfer delay thickness portion d in consideration of the effect on the temperature of the reinforcing member (PS steel or reinforcing bar) according to the fire-resistant design reference strength of the temperature-time fire curve, PS It is known that the tensile strength loss of steel is about 10% at about 300℃ and about 30% tension loss at about 400℃, and when considering this, determining the delay of the temperature transfer delay thickness part (d) and the PS steel It is possible to design a fire-resistant design that can prevent the safety of the PS steel and damage and collapse of the structure even in high-temperature fires.

이와 같이, 온도-시간 화재곡선의 내화설계 적용기준에 따라 차이가 있지만 콘크리트 풍도슬래브의 내화성능 확보를 위한 온도전달 지연두께부(d)는 도 2b에 예시로 나타낸 것처럼 콘크리트 온도가 380℃ 이하로 유지되는 약 150mm의 두께로 결정될 수 있다.As described above, although there is a difference according to the application criteria of the fire resistance design of the temperature-time fire curve, the temperature transfer delay thickness part (d) for securing the fire resistance performance of the concrete weathering slab has a concrete temperature of 380° C. or less, as illustrated in FIG. 2B. It can be determined to a thickness of about 150 mm that is retained.

또한, 상기의 도 2a와 도2b에 나타낸 것과 같이, 온도전달 지연방식에 따라 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하여 PS강재를 고온의 온도로부터 보호하더라도, 화염원(F)에 의해 콘크리트 풍도슬래브 하면의 내부 온도는 급격히 상승하게 되어 800℃ 이상 까지도 상승하게 된다. 이럴 경우, 곤크리트 구조체의 내부에 남아 있는 잔존수에 의해 수증기압을 방출시켜 콘크리트 구조체의 온도가 약 380℃ 이상이 되면, 폭렬이 발생하여 손상 및 붕괴가 발생할 수 있다. 그러므로 콘크리트 배합 시에 미리 혼입된 PP섬유를 통해 콘크리트 구조체 내부에 남아 있는 잔존수가 열에 의해 녹은 PP섬유의 공간을 따라 외부로 유출되도록 추가로 폭렬방지용 PP섬유 등의 혼화재를 혼입하는 것이 바람직하다.In addition, as shown in Figures 2a and 2b above, according to the temperature transfer delay method, the temperature transfer delay thickness portion (d) is further secured to protect the PS steel material from the high temperature temperature, even if the concrete by the flame source (F) The internal temperature of the lower surface of the wind degree slab rises rapidly and rises to 800°C or higher. In this case, when the temperature of the concrete structure is about 380°C or higher by releasing water vapor pressure by the residual water remaining inside the goncrete structure, explosion may occur and damage and collapse may occur. Therefore, when mixing concrete, it is desirable to additionally mix admixtures such as PP fibers for preventing explosion so that residual water remaining inside the concrete structure flows out through the space of the PP fibers melted by heat.

이에 반해, 온도전달 차단방식은 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준 강도에 따라 콘크리트와 PS강재 또는 철근의 온도에 대한 영향을 고려하여 내화 피복두께, 내화재료, 시공방법 등이 결정되는데, 온도전달 차단방식은 PS강재의 긴장력 유지와 콘크리트의 폭렬에 대한 안정성을 동시에 확보하여 구조물의 손상 및 붕괴를 미리 방지할 수 있는 내화설계가 가능하다. 그러므로 도 3c에 도시된 것처럼, 콘크리트 풍도슬래브(3)의 하부면에 내화피복(30)을 설치하여 열을 차단하게 되는데, 종래의 내화피복(30) 방법으로는 내화패널의 부착, 내화몰탈 뿜칠, 내화도료의 페인팅방식이 일반적이며, 재료비와 시공비가 매우 고가인 단점이 있었다.On the other hand, the temperature transfer blocking method determines the fire-resistant coating thickness, fire-resistant material, construction method, etc. in consideration of the effect on the temperature of concrete and PS steel or reinforcing bars according to the strength of the fire-resistant design standard of the temperature-time fire curve. The blocking method is capable of refractory design to prevent damage and collapse of the structure in advance by simultaneously maintaining the tension of the PS steel and securing stability against the explosion of concrete. Therefore, as shown in Figure 3c, to install the fire-resistant coating 30 on the lower surface of the concrete weathering slab (3) to block the heat, in the conventional fire-resistant coating (30) method of attaching the fire-resistant panel, fire-resistant mortar spray , The painting method of refractory paint is common, and the material cost and construction cost are very expensive.

이와 같은 기존의 패널부착, 뿜칠, 페인팅 방식은 그 단면두께가 약 20~30mm 정도로 얇고 콘크리트 슬래브 단면강성에 영향을 크게 주지 않아, PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20)가 단면2차모멘트의 중립축(N.A) 아래에 위치하게 된다. 즉, 편심값(ep)이 중립축(N.A) 보다 아래에 위치하여 PS강재(20)에 의한 압축보강(프리스트레싱)이 되기 때문이다.This conventional panel attachment, spraying, painting method has a thin section thickness of about 20~30mm and does not significantly affect the cross section stiffness of the concrete slab, so that the reinforcement member 20 made of PS steel or reinforcing bar has a second section moment. It is located below the neutral axis (NA). That is, since the eccentricity value ep is located below the neutral axis N.A, it is compression reinforced (prestressed) by the PS steel 20.

도 3a는 종래의 콘크리트 풍도슬래브에 온도전달 지연두께부가 적용된 충진슬래브 가상 단면도를 도시한 것이고, 도 3b는 종래의 콘크리트 풍도슬래브에 온도전달 지연두께부가 적용된 중공슬래브 가상 단면도를 도시한 것이고, 도 3c는 종래의 콘크리트 풍도슬래브에 내화 피복된 충진슬래브 일실시 예를 도시한 단면도이다.Figure 3a shows a virtual cross-section of a filling slab with a delayed thickness of temperature transfer applied to a conventional concrete wind-blast slab, Figure 3b is a virtual cross-section of a hollow slab with a delayed thickness of temperature transfer applied to a conventional concrete wind-blast slab, Figure 3c Is a cross-sectional view showing one embodiment of a filling slab fire-resistant coated in a conventional concrete wind-resistant slab.

도 3a 또는 도3b와 같이, 콘크리트 충진슬래브(3a)와 중공슬래브(3b)의 기존 단면이 내화성능을 확보하기 위해서는 온도전달 지연두께부(d)을 추가로 확보해야 한다. 이럴 경우, 콘크리트 부재의 중립축(N.A)이 아래로 이동하며, 중립축(N.A)과 PS강선(20)의 편심값이 ep1에서 ep2로 변하게 된다. 따라서 콘크리트 부재의 중립축(N.A)과 PS강재(20) 사이의 편심값(ep2)이 - 값으로 바뀌게 되어, PS강재(20)가 제 역할을 못하는 불안정한 구조물이 되며, 이는 철근으로 보강된 구조도 마찬가지 결과가 나타난다.3A or 3B, in order to secure the fire resistance performance of the existing cross-sections of the concrete filling slab 3a and the hollow slab 3b, it is necessary to additionally secure a temperature transfer delay thickness part d. In this case, the neutral axis (N.A) of the concrete member moves down, and the eccentricity values of the neutral axis (N.A) and the PS steel wire (20) change from ep1 to ep2. Therefore, the eccentricity value (ep2) between the neutral shaft (NA) of the concrete member and the PS steel 20 changes to a negative value, resulting in an unstable structure in which the PS steel 20 does not play a role, and this is a structural diagram reinforced with reinforcing bars. The same result appears.

즉, 기존 콘크리트 풍도슬래브(3a,3b)의 하면에 배치되는 PS강재가 중립축(N.A) 아래에 위치하면서도 온도전달 지연두께부(d)를 확보하는 콘크리트 부재가 필요하며, 이러한 경우 콘크리트 풍도슬래브는 하방이 개방된 Π형, T형 및 더블 T형중 어느 한 단면형상으로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 이러한 단면형상은 중립축을 상향으로 이동시켜 줄 뿐만 아니라, 콘크리트 부재의 자중을 크게 감소시켜, 공사비 절감과 운반 및 가설에 매우 유리하다.That is, the PS steel material disposed on the lower surface of the existing concrete weathering slabs 3a, 3b is located under the neutral shaft NA, but a concrete member is required to secure the temperature transfer delay thickness part d, in this case, the concrete weathering slab It is most preferably composed of a cross-sectional shape of one of Π-type, T-type and double-T-type with the lower side open. This cross-sectional shape not only moves the neutral shaft upward, but also greatly reduces the self-weight of the concrete member, which is very advantageous for construction cost reduction and transport and hypothesis.

따라서, 본 발명에서는 도 4에서와 같이, 내부에 배치된 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20)가 고온으로부터 영향을 받지 않도록 하기 위해서는 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보한 단면으로 구성되되, 내화설계기준에 따라 콘크리트 내부에 추가로 폭렬방지용 PP섬유(11) 등의 혼화재를 혼입하여 한다.Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4, in order to prevent the reinforcement member 20 made of PS steel or reinforcing bars disposed therein from being affected by high temperature, the temperature transfer delay thickness part d is configured as a cross section further secured. However, according to the fire resistance design criteria, additional admixtures such as PP fibers (11) for preventing explosion may be added into the concrete.

도 4a는 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브의 일실시 예를 도시한 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브의 시공 실시 예를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 T형 단면의 콘크리트 풍도슬래브의 단면을 도시한 단면도이다.Figure 4a is a cross-sectional view showing an embodiment of a concrete wind-resistant slab with a reinforcement member is optimally arranged to ensure the fire resistance of the present invention, Figure 4b is a concrete reinforced member is optimally arranged to ensure the fire resistance of the present invention It is a sectional view showing a construction example of a wind duct slab, and FIG. 6 is a sectional view showing a sectional section of a concrete wind duct slab of a T-shaped section in which a reinforcing member is optimally arranged to ensure the fire resistance performance of the present invention.

도 4a, 도 4b 및 도 6에 도시한 것과 같이, 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브는 상부 판(10a)과, 상부 판(10a)의 폭보다 작은 폭으로 상부 판(10a)의 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 복부(10b)를 포함하며 PP섬유(11)가 일정 비율로 혼입되는 콘크리트 부재(10)와; 콘크리트 부재(10)의 중립축(N.A) 하부에 위치하며, 하면부 및 측면부에 일정 두께의 온도전달 지연두께부(d)가 형성되도록 복부(10b) 단면 내부에 배치되는 복수의 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20); 를 포함하여 구성된다.As shown in Figures 4a, 4b and 6, the concrete wind-proof slab, the reinforcement member is optimally arranged to ensure the fire resistance performance of the present invention is smaller than the width of the upper plate (10a), the upper plate (10a) As the concrete member 10, which includes the abdomen (10b) integrally formed by protruding to the lower portion of the upper plate (10a) and the PP fibers (11) are mixed at a certain ratio; It is located under the neutral axis (NA) of the concrete member 10, and a plurality of PS steels or reinforcing bars disposed inside the abdomen 10b cross-section to form a temperature-delayed delayed thickness portion d of a predetermined thickness on the lower portion and the side portion. Reinforcing member made of 20; It is configured to include.

이와 같이, 본 발명에서는 콘크리트 부재의 상부 판(10a)과, 상부 판(10a)의 폭보다 작은 폭으로 상부 판(10a)의 양 단부에서 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 복부(10b)로 이루어지도록 함으로써, 콘크리트 부재의 중립축(N.A)을 상향으로 이동시키고, 복부(10b)의 측면 및 하면에 온도전달 지연두께부(d)를 추가적으로 확보하더라도 콘크리트 부재(10)의 중립축(N.A)이 보강부재(20)의 도심 보다 아래에 위치하는 구조적인 모순을 해결하였다.As described above, in the present invention, the upper plate 10a of the concrete member and the abdominal portion 10b formed integrally by protruding downward from both ends of the upper plate 10a with a width smaller than the width of the upper plate 10a are made. By moving the neutral axis (NA) of the concrete member upward, the neutral axis (NA) of the concrete member (10) is reinforced even if the temperature transfer delay thickness (d) is additionally secured to the side and bottom surfaces of the abdomen (10b). The structural contradiction located below the city center of (20) was resolved.

보강부재(20)는 PS강재로 이루어져 PS강재에 의한 압축보강(프리스트레싱)이 되도록 할 수 있으며, 보강부재(20)가 철근으로 형성되어 철근콘크리트 구조로 구성되더라도 보강된 내화성능 확보가 가능하다.The reinforcing member 20 is made of PS steel so that it can be compressed and reinforced (prestressed) by the PS steel. Even if the reinforcing member 20 is formed of reinforcing bars and is composed of a reinforced concrete structure, it is possible to secure reinforced fire resistance performance.

도 6에 도시된 것과 같이, 콘크리트 부재(10)는 상부 판(10a)과, 상부 판(10a)의 폭보다 작은 폭으로 상부 판(10a)의 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 한 개 이상의 복부(10b)로 이루어진 하방이 개방된 T형으로 형성될 수도 있으며, 콘크리트 부재(10)의 복부(10b)는 일정 거리 이격되어 쌍으로 형성되도록 하여 더블 T형 단면형상으로 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 6, the concrete member 10 protrudes to the lower portion of the upper plate 10a and a width smaller than the width of the upper plate 10a, and at least one abdomen formed integrally with the lower portion of the upper plate 10a The lower side made of (10b) may be formed in an open T-shape, and the abdomen (10b) of the concrete member (10) may be formed in a double T-shaped cross-section by being spaced apart at a predetermined distance to form a pair.

특히, 도 4a에서와 같이, 본 발명에서는 콘크리트 부재(10)의 상부 판(10a)과, 상부 판(10a)의 폭보다 작은 폭으로 상부 판(10a)의 양 단부에서 하부로 돌출하여 일체로 형성된 한 쌍의 복부(10b)로 이루어지도록 하고, 복부(10b)의 외측면은 상부 판(10a)의 외측면과 일치되도록 구성함으로써 Π형 단면으로 이루어질 수 있다.In particular, as shown in Figure 4a, in the present invention, the upper plate 10a of the concrete member 10 and a width smaller than the width of the upper plate 10a protrudes downward from both ends of the upper plate 10a and integrally It can be made of a pair of formed abdomen (10b), the outer surface of the abdomen (10b) can be made of a Π-shaped cross-section by configuring to match the outer surface of the upper plate (10a).

이와 같은 Π형 단면의 콘크리트 부재(10)는 도 4b에서와 같이, 풍도슬래브(100)를 다수개 연결할 시에 풍도슬래브 복부(10b)의 외측면과 인접한 풍도슬래브 복부(10b)의 외측면이 면접하도록 하여, 접합면이 화염원(F)으로부터 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서, PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20)를 풍도슬래브 복부(10b)의 외측면에 수평열로 편위치시킨 최적화 배치가 가능하다.As illustrated in FIG. 4B, the concrete member 10 having a Π-shaped cross-section has an outer surface adjacent to the outer surface of the windsurf slab abdomen 10b when a plurality of windsurf slabs 100 are connected. By making the interview, it is possible to prevent the bonding surface from being exposed from the flame source F, and thus, the reinforcing member 20 made of PS steel or rebar is positioned in a horizontal row on the outer surface of the abdomen 10b of the wind duct slab. Optimized placement is possible.

다시 말해, Π형 단면의 콘크리트 부재(10)의 복부(10b)에 배치된 보강부재(20)에 전달되는 고온의 온도는 풍도슬래브(10) 하측면과 하방이 개방된 내측면(S)의 일측만 온도전달 지연두께부(d)를 확보하는 것이 가능하여 보강부재(20)의 최적화 배치가 가능하게 된다. 즉, 상호 연결되는 Π형 콘크리트 풍도슬래브(100) 외측면 사이에 무수축 몰탈(50)을 타설하여 화재열이 유입되는 것을 방지할 수 있어, PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20)를 외측면으로 이동하는 최적배치가 가능하게 된다. In other words, the temperature of the high temperature transmitted to the reinforcing member 20 disposed on the abdomen 10b of the concrete member 10 of the Π-shaped cross-section is the lower side of the windstorm slab 10 and the inner side S of which the lower side is open. It is possible to secure the temperature transfer delay thickness part d on only one side, so that the optimal arrangement of the reinforcing member 20 is possible. In other words, it is possible to prevent the fire heat from entering the non-contraction mortar 50 between the outer surfaces of the Π-type concrete windshield slab 100 to be interconnected, and the reinforcing member 20 made of PS steel or reinforcing bar, etc. It is possible to optimize the placement to the side.

이와 같이, 콘크리트 부재(10)는 복부(10b)의 하부에 형성되는 온도전달 지연두께부(d)가 더 추가되더라도, PS강재의 중립축(N.A) 이동이 발생할 경우에 나타나는 구조적인 모순을 해결함과 동시에 고온의 영향으로부터 보강부재(20)를 보호 할 수 있는 최적화 배치가 가능한 2가지 기능을 수행한다.As described above, the concrete member 10 solves the structural contradiction that occurs when the neutral axis (NA) movement of the PS steel occurs even though the temperature transfer delay thickness portion (d) formed at the lower portion of the abdomen (10b) is further added. At the same time, it performs two functions that can be optimized to protect the reinforcement member 20 from the influence of high temperature.

내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 풍도슬래브(100)는 제작시에 폭렬 방지를 위해 PP섬유(11)가 혼입된 콘크리트를 일반적인 슬래브 제작과 동일한 공정으로 제작하기 때문에 별도의 공정이 불필요하고, 단면형상을 Π형, T형 및 더블 T형 단면 중 어느 한 단면의 하방이 개방된 구조로 구성하고, 화재시 고온의 영향으로부터 복부(10b)에 배치된 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20)를 보호하기 위해 복부의 하면부 및 측면부에 온도전달 지연두께부(d)를 더 확보하면서도 콘크리트 부재의 중립축(N.A)이 PS강재 보다 위에 위치하여 구조적인 안정성을 확보하기 때문에 구조물의 손상 및 붕괴를 방지하고, 내화성능 확보를 위한 슬래브 두께를 대폭 감소시킬 수 있고, 다양한 온도-시간 화재곡선 기준에 따라 피복두께의 변경이 유용한 효과가 있다.Pungdo slab 100, in which the reinforcing members are optimally arranged to ensure fire-resistance performance, is made of the same process as the general slab fabrication of concrete in which PP fibers 11 are mixed to prevent detonation during production. Reinforcement member composed of PS steel or reinforcing bars arranged in the abdomen 10b from the influence of high temperature in case of fire, and the cross-sectional shape is composed of a structure in which one of the sections of the Π, T and double T sections is open. In order to protect (20), the temperature transmission delay thickness part (d) is further secured to the lower part and the side part of the abdomen, but the structure is damaged because the neutral axis (NA) of the concrete member is located above the PS steel to secure structural stability. And it is possible to prevent collapse, to significantly reduce the slab thickness for securing fire resistance, and a variety of temperature-time changes in the coating thickness according to the fire curve standards have a useful effect.

또한, 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브(100)는 내화설계기준의 적용에 따라서 콘크리트가 화염원(F)에 직접 노출될 경우에 폭렬 방지를 위해 콘크리트 부재(10) 내부에 일정비율로 폭렬 방지용 PP섬유(11)가 혼입되도록 한다.In addition, the concrete windshield slab 100 in which the reinforcing member is optimally arranged to secure the fire resistance of the present invention is a concrete member for preventing explosion when concrete is directly exposed to the flame source F according to the application of the fire resistance design criteria (10) PP fibers 11 for preventing bursting are mixed in a certain ratio inside.

본 발명에서는 콘크리트를 배합하여 믹싱하는 제작단계에서 콘크리트에 수분 흡수율이 낮은 PP섬유(polypropylene 섬유)를 일정 비율로 혼입하여 형성하도록 한다. 일반적으로 풍도슬래브 하면에 화염원(F)에 의해 급격히 온도가 상승하게 콘크리트 내부 잔존수에 의하여 수증기압을 방출시켜 폭렬이 발생하는데, 본 발명에서는 화재 발생시에 콘크리트 부재(10)의 내부에 혼입된 PP섬유(11)가 녹아서 콘크리트 부재(10)에 형성된 내부 공간으로 잔존수가 유출되도록 함으로써 수증기압에 의한 폭렬을 방지하도록 하는 것이다.In the present invention, in the manufacturing step of mixing and mixing concrete, PP fibers (polypropylene fibers) having a low moisture absorption rate are mixed with concrete to form a certain ratio. In general, the explosion occurs by releasing water vapor pressure by the residual water inside the concrete so that the temperature rises rapidly by the flame source (F) on the lower surface of the wind degree slab. In the present invention, PP mixed into the inside of the concrete member 10 when a fire occurs The fiber 11 is melted to prevent residual water from flowing into the inner space formed in the concrete member 10, thereby preventing explosion due to water vapor pressure.

이와 같이 콘크리트 풍도슬래브(100)의 폭렬을 방지하기 위한 PP섬유(11)는 내화설계기준, 콘크리트의 강도와 배합, PP섬유(PP섬유 외에 다양한 혼화재 사용 가능)의 성능 등에 따라서 다양한 비율로 혼합할 수 있으며 일정 크기로 절단하여 혼입될 수 있다.As described above, the PP fibers 11 for preventing the explosion of the concrete wind-resistant slab 100 can be mixed at various ratios according to the fire-resistance design criteria, the strength and mix of concrete, and the performance of PP fibers (a variety of admixtures other than PP fibers can be used). It can be cut to a certain size and mixed.

일반적으로 PP섬유(11)는 콘크리트 체적 대비 0.05% 미만으로 혼입하는 경우에는 폭렬현상을 방지하기 힘들고 3.0%를 초과하여 혼입시에는 강도저하 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 PP섬유(11)는 바람직하게는 콘크리트 체적 대비 0.05 ~ 0.3% 혼입되는 것이 바람직하며, 고강도 콘크리트일수록 PP섬유(11)의 혼입 양이 많아지는 것이 일반적이다.In general, PP fiber 11 is preferred because PP fiber 11 is difficult to prevent the rupture phenomenon when mixing is less than 0.05% compared to concrete volume, and problems such as a decrease in strength may occur when mixing exceeds 3.0%. It is desirable to mix 0.05 to 0.3% of the concrete volume, and it is common for the high strength concrete to increase the mixing amount of the PP fiber 11.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 일정 온도에서 녹을 수 있는 PP섬유(11)를 콘크리트에 혼입하여 콘크리트 부재(10)를 형성하도록 하는데, 이외에도 나일론을 추가로 혼입하도록 할 수 있으며, 나일론과 PP섬유를 동시에 콘크리트에 혼입하는 경우에는 나일론과 PP섬유를 포함하여 콘크리트 체적 대비 0.05 ~ 0.3% 혼입되는 것이 바람직하다.In the present invention, as described above, the PP fiber 11 that can be melted at a certain temperature is mixed with concrete to form a concrete member 10. In addition, nylon can be additionally mixed, and nylon and PP fiber can be simultaneously added. When mixing with concrete, it is desirable to mix 0.05 to 0.3% of the concrete volume, including nylon and PP fibers.

또한, 콘크리트 부재 내부에 상.하면의 길이방향과 횡단면 방향으로 다수개의 가외철근(13)을 추가로 더 배치하여 폭렬에 저항하도록 할 수도 있다. 폭렬방지를 위한 추가적인 가외철근(13)의 배근은 고온에서 폭렬방지, 크리프, 건조수축 등에 대한 보강 기능 및 PS강재로 이루어지는 보강부재(20)에 긴장력 도입시 프아송비에 의한 인장력 보강 등의 역할을 한다.In addition, a plurality of extra reinforcing bars 13 may be additionally arranged in the longitudinal and transverse directions of the upper and lower surfaces in the concrete member to resist bursting. The reinforcement of the additional extra reinforcing bar 13 for preventing detonation plays a role of preventing detonation at high temperature, reinforcing function for creep, drying shrinkage, etc., and reinforcing tensile force by Poisson's ratio when introducing tension to the reinforcing member 20 made of PS steel. do.

도 5는 도 4의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브(100)에 헌치부(12)가 더 형성된 실시예의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an embodiment in which the reinforcing member 12 is further formed on the concrete wind duct slab 100 in which the reinforcing member is optimally arranged to secure the fire resistance performance of FIG. 4.

도 5에서와 같이, 콘크리트 부재의 복부(10b)는 상부 판(10a)과의 결합부의 내측면(S)에 헌치부(12)가 곡선면 또는 직선면으로 더 형성되도록 함으로써, 상부 판(10a)와 복부(10b)간의 단면크기의 급격한 변화를 완화시켜 미관을 향상시키면서도 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있으며, 복부(10b)의 내측면에서의 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20)에 대한 온도전달 지연두께부(d)를 더 크게 확보하도록 함으로써, 보강부재(20)가 온도에 의한 영향을 덜 받거나 추가 보강부재(20)의 배치가 가능하다.As shown in FIG. 5, the abdomen 10b of the concrete member is further formed by forming the heonchi 12 on a curved surface or a straight surface on the inner surface S of the engaging portion with the upper plate 10a, thereby forming the upper plate 10a. ) And the abdomen (10b) by reducing the abrupt change in the cross-sectional size to improve the aesthetics while preventing stress from being concentrated, and the reinforcement member (20) made of PS steel or rebar on the inner surface of the abdomen (10b) By ensuring that the temperature transfer delay thickness portion (d) is greater, the reinforcing member 20 is less affected by temperature or the additional reinforcing member 20 can be disposed.

또한, 헌치부(12)는 도 5에서와 같이 곡선면 또는 직선면으로 이루어 질수 있으며, 터널 내 차량 주행에 의해 발생하는 공기의 흐름이 더 원활하도록 유도하게 된다.In addition, the heonchibu 12 may be made of a curved surface or a straight surface as shown in FIG. 5, and induces the flow of air generated by driving the vehicle in the tunnel to be smoother.

도 7은 본 발명의 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브에 내화피복이 형성된 실시예의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an embodiment in which a refractory coating is formed on a concrete weathering slab in which a reinforcing member is optimally arranged to secure fire resistance of the present invention.

또한, 도 7에서와 같이, 본 발명에서는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재(20)가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브(100)는 내화설계기준 중에서 RWS곡선, HCM곡선 등의 화재설계기준이 적용된 경우에 PP섬유(11)가 혼입된 콘크리트만으로 폭렬을 방지할 수 없고 콘크리트 구조체가 녹아내리는 경우도 있다. 그러므로 콘크리트 부재(10)의 상부 판(10a)의 하부면과, 복부(10b)의 하부면과 측면부에 습식구조의 내화몰탈 또는 내화도료를 선 도포하여 내화피복(30)이 추가되도록 할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 더블 T형이나 Π형 단면의 경우에도 콘크리트 부재(10)의 상부 판(10a)의 하부면과, 복부(10b)의 하부면과 측면부에 습식구조의 내화몰탈 또는 내화도료를 선 도포하여 내화피복(30)이 형성되도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, in the present invention, in the case of the fire resistance design criteria, such as the RWS curve and the HCM curve, the concrete wind resistance slab 100 in which the reinforcing member 20 is optimally arranged to secure fire resistance is applied. The PP fiber 11 is not mixed with only the concrete can not prevent the explosion and the concrete structure may melt. Therefore, the fire resistant mortar or refractory coating of the wet structure is pre-applied to the lower surface and the side surface of the upper plate 10a of the concrete member 10 and the lower surface and side surface of the abdomen 10b so that the fire resistant coating 30 can be added. . Although not shown, in the case of a double T-type or Π-type cross-section, a wet structure fire-resistant mortar or refractory paint is applied to the lower surface of the upper plate 10a of the concrete member 10 and the lower surface and side surfaces of the abdomen 10b. It may be applied by applying a line so that the fire resistant coating 30 is formed.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.The present invention has been described in detail with reference to the presented embodiments, but those skilled in the art can make various modifications and modified inventions without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiments. will be. The present invention is not limited by such modified and modified inventions, but is limited by the appended claims.

3a : 충진슬래브
3b : 중공슬래브
10 : 콘크리트 부재
10a : 상부 판
10b : 복부
11 : PP섬유
12 : 헌치부
13 : 가외철근
20 : 보강부재
30 : 내화피복
50 : 무수축 몰탈
100 : 콘크리트 풍도슬래브
d : 온도전달 지연두께부
N.A : 중립축
F : 화염원
S : 내측면3a: Filling slab
3b: Hollow slab
10: concrete member
10a: top plate
10b: abdomen
11: PP fiber
12: Hunchi Department
13: Extra reinforcement
20: reinforcement member
30: fire resistant coating
50: unconstricted mortar
100: Concrete wind slab
d: Temperature transfer delay thickness
NA: Neutral axis
F: Flame source
S: inner side

Claims (9)

상부 판(10a)과, 상부 판(10a)의 폭보다 작은 폭으로 상부 판(10a)의 양단부에서 하부로 돌출하여 일체로 형성되는 한 쌍의 복부(10b)로 이루어지되 복부(10b)의 외측면을 상부 판(10a)의 외측면과 일치되도록 하여 Π형 단면으로 구성하고, PP섬유(11)가 일정 비율로 혼입되는 콘크리트 부재(10)와;
하면부 및 측면부에 온도전달 지연두께부(d)가 형성되도록 복부(10b) 단면 내부에 배치되되, 온도전달 지연두께부(d)가 형성되어도 콘크리트 부재(10)의 중립축(N.A) 하부에 위치하도록 배치되는 복수의 PS강재 또는 철근으로 이루어지는 보강부재(20); 를 포함하며,
풍도슬래브를 다수개 연결할 때 서로 인접한 콘크리트 부재(10)의 상부 판(10a)의 외측면과 일치되도록 형성된 복부(10b)의 외측면이 면접하도록 배치되고, 온도전달 지연두께부(d)의 두께는 온도-시간 화재곡선의 내화설계기준 강도에 따라 보강부재(20)의 온도에 대한 영향을 고려하여 결정되며, 보강부재(20)는 각각 복부(10b)의 외측 수평방향으로 편위치시켜 배치되는 것을 특징으로 하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브.It consists of a pair of abdomen (10b) formed integrally by protruding downward from both ends of the upper plate (10a) and the upper plate (10a) with a width smaller than the width of the upper plate (10a), but outside the abdomen (10b) A side surface of the upper plate (10a) so as to conform to the outer surface of the Π-shaped cross-section, PP fiber (11) and a concrete member (10) mixed at a certain ratio;
It is disposed inside the cross section of the abdomen 10b so that the temperature transfer delay thickness portion d is formed on the bottom and side portions, even if the temperature transfer delay thickness portion d is formed, it is located below the neutral shaft NA of the concrete member 10. A reinforcing member 20 made of a plurality of PS steels or reinforcing bars arranged to be arranged so as to be disposed; It includes,
When connecting a plurality of wind slabs, the outer surface of the abdomen 10b formed to coincide with the outer surface of the upper plate 10a of the concrete member 10 adjacent to each other is arranged to interview, and the thickness of the temperature transfer delay thickness part d Is determined by considering the effect on the temperature of the reinforcing member 20 according to the strength of the fire-resistant design criteria of the temperature-time fire curve, and the reinforcing members 20 are arranged by being positioned in the outer horizontal direction of the abdomen 10b, respectively. Reinforcement member is optimized to ensure the fire-resistant performance, characterized in that the concrete wind slab. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
혼입되는 PP섬유(11)의 배합비는 콘크리트 체적 대비 0.05 ~ 0.3% 혼입되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브.The method according to claim 1,
The mixing ratio of the PP fibers (11) to be incorporated is a concrete wind-proof slab with reinforced members optimized to ensure fire-resistance performance, including mixing of 0.05 to 0.3% of the concrete volume. 청구항 1에 있어서,
콘크리트 부재(10) 내부에 나일론이 추가로 혼입되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브.The method according to claim 1,
Concrete windshield slab with reinforced members optimized to ensure fire-resistance performance, including the addition of nylon into the concrete member (10). 청구항 1에 있어서,
콘크리트 부재(10) 내부에 상.하면의 길이방향과 횡단면 방향으로 다수개의 가외철근(13)이 추가로 더 배치되어 폭렬에 저항하도록 구성된 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브.The method according to claim 1,
Reinforcing members are optimally arranged to ensure fire resistance, including a plurality of extra reinforcing bars 13 further arranged in the longitudinal and transverse directions of the upper and lower surfaces inside the concrete member 10 to be configured to resist explosion. Concrete weathering slab. 청구항 1에 있어서,
콘크리트 부재의 복부(10b)는 상부 판(10a)과의 결합부의 내측면(S)에 헌치부(12)가 곡선면 또는 직선면으로 더 형성되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브.The method according to claim 1,
The abdomen (10b) of the concrete member has a reinforcement member to ensure fire resistance, including the heunchi (12) is further formed in a curved surface or a straight surface on the inner surface (S) of the coupling portion with the upper plate (10a) Optimized placed concrete windsurf slab. 청구항 1에 있어서,
콘크리트 부재의 상부 판(10a)의 하부면과, 복부(10b)의 하부면과 측면부에 추가로 습식구조의 내화몰탈 또는 내화도료의 내화피복(30)이 형성되는 것을 포함하는 내화성능 확보가 가능하도록 보강부재가 최적화 배치된 콘크리트 풍도슬래브.The method according to claim 1,
It is possible to secure fire resistance, including the formation of a fire resistant mortar or a fire resistant coating 30 of a refractory coating in addition to the lower surface of the upper plate 10a of the concrete member, and the lower surface and side surfaces of the abdomen 10b. Concrete wind control slab with optimized reinforcement members.
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