KR20080103260A

KR20080103260A - 분리타설을 위한 철근조립체 및 이를 이용한 역타 지지구조

Info

Publication number: KR20080103260A
Application number: KR1020070050333A
Authority: KR
Inventors: 염경수; 홍왕생
Original assignee: 주식회사 하모니구조엔지니어링
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-11-27

Abstract

본 발명은 양단부와 중앙부를 분리하여 콘크리트에 매입될 수 있도록 하면서도 응력전달을 가능케 한 철근조립체와, 이와 같은 철근조립체를 이용함으로써 철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽을 직접 지지하도록 시공하면서도 가설 흙막이벽에 접하는 지하외벽의 연속시공이 가능해진 역타 지지구조에 관한 것이다.

본 발명의 분리타설을 위한 철근조립체는, 대향하여 서로 이격하게 배치되는 한쌍의 테두리판; 복수개의 가로근이 상기 한쌍의 테두리판의 상부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치되는 상부철근; 상기 상부철근 아래에 이격하게 위치하며, 복수개의 가로근이 상기 한쌍의 테두리판의 하부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치되는 하부철근; 및, 상기 상·하부철근의 가로근을 상호 파형으로 연결하는 수직웨브철근;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

철근조립체, 분리타설, 역타, 토압

Description

분리타설을 위한 철근조립체 및 이를 이용한 역타 지지구조{Reinforcing bar assembly for separate concrete pours and strut system method utilizing the same}

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 철근조립체의 실시예를 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5는 각각 도 1과 도 2의 철근조립체를 이용하여 완성한 역타 지지구조를 보여주는 도면이다.

〈도면의 주요 부호에 대한 설명〉

100: 철근조립체

110: 테두리판 111: 안착홈

120: 상부철근 130: 하부철근

140: 베어링철근 150: 수직웨브철근

160: 수평웨브철근

200: 가설 흙막이벽 300: 제1거치대

400: 제2거치대 500: 선타설콘크리트

본 발명은 분리타설을 위한 철근조립체 및 이를 이용한 역타 지지구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양단부와 중앙부를 분리하여 콘크리트에 매입될 수 있도록 하면서도 응력전달을 가능케 한 철근조립체와, 이러한 철근조립체를 이용함으로써 철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽을 직접 지지하도록 시공하면서도 가설 흙막이벽에 접하는 지하외벽을 연속적으로 시공할 수 있게 된 역타 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 지하 건축물은 H-Beam+토류판, CIP(Cast in-Place Pile), SCW(Soil Cement Wall) 등과 같은 주열식 흙막이벽을 시공한 후 흙막이벽 내측을 굴착하여 구조체를 구축하는 방법으로 진행되는데, 굴착과정에는 흙막이벽을 통해 전달되는 토압 등 외력을 지지하기 위한 버팀공사가 수반된다. 통상 흙막이벽의 버팀공법으로는 가설 버팀대나 앵커 또는 영구구조물을 이용하는 방법 등이 있으며, 이 중 도심지 인접공사에는 영구구조물을 이용한 버팀공법이 굴착 공사시의 구조적 안정성 확보와 공기단축, 그리고 민원 발생 소지 억제 등의 측면을 고려할 때 가장 유리하다.

영구구조물을 이용한 버팀공법은 역타공법과 맞물리면 역타 지지공법으로 이루어지며, 이와 같은 역타 지지공법에서는 건축물 지하의 내부 층간 수평구조체인 보 또는/및 슬래브가 흙막이벽을 지지하는 영구구조물로 역할하도록 시공된다. 특 히, 흙막이벽이 가설 흙막이벽으로 시공되면 가설 흙막이벽에 접하도록 지하외벽을 시공하게 되는데, 이때 지하외벽은 층간 수평구조체인 테두리보나 슬래브가 완전히 구축된 후에 비로소 시공된다. 즉, 층간 수평구조체를 슬래브나 테두리보의 형태로 지하외벽 부분까지 연장하여 가설 흙막이벽에 직접 정착되도록 선시공하여 토압 등 외력을 지지케 하고, 이후 층간 수평구조체에 의해 분리된 공간의 지하외벽 부분을 후시공하는 방법으로 이루어지는 것이다. 이때, 후시공되는 지하외벽의 일체화를 위해서 선시공되는 슬래브나 테두리보에 콘크리트 타설용 슬리브(sleeve, S)의 설치가 이루어지게 되며, 나아가 지하외벽 주철근의 층간 연속 배근의 어려움으로 상하층의 지하외벽을 일체화하기 위해 별도의 다우웰바(dowel bar, B)를 설치하게 된다.

그러나, 슬리브(sleeve)를 통한 콘크리트 타설은 그 시공이 어려울 뿐 아니라 콘크리트가 밀실하게 채워지는 것을 어렵게 하여 슬래브나 테두리보 저면에 역타조인트(지하외벽의 층간 틈)를 발생시키는 요인이 되며, 이렇게 발생한 역타조인트는 콘크리트가 건조수축한 후 더욱 발전하여 건축물의 구조적인 성능을 저하시키는 원인으로 작용한다. 즉, 역타조인트를 통하여 지하수의 유입이 쉽게 이루어지게 되는데, 유입된 지하수는 철근의 부식, 콘크리트 열화현상을 일으키고 그 결과 구조물의 내구성이 떨어지게 되는 것이다.

이에, 본 발명자는 양단부와 중앙부를 분리하여 콘크리트에 매입될 수 있도록 하면서도 응력전달을 가능케 한 철근조립체와 이를 이용함으로써 지하외벽의 연 속시공을 가능케 한 역타 지지구조를 개발하게 되었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 양단부와 중앙부를 분리하여 콘크리트에 매입될 수 있도록 하면서도 응력전달을 가능케 한 철근조립체를 제공하는데 그 기술적 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽을 직접 지지하도록 시공하면서도 가설 흙막이벽에 접하는 지하외벽을 슬리브나 다우웰바의 설치 없이도 간편하게 지하외벽의 수직철근을 층간 연속 배근하면서 콘크리트를 층간 연속적으로 타설할 수 있게 한 역타 지지구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적달성을 위해 본 발명은, 대향하여 서로 이격하게 배치되는 한쌍의 테두리판; 복수개의 가로근이 상기 한쌍의 테두리판의 상부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치되는 상부철근; 상기 상부철근 아래에 이격하게 위치하며, 복수개의 가로근이 상기 한쌍의 테두리판의 하부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치되는 하부철근; 및, 상기 상·하부철근의 가로근을 상호 파형으로 연결하는 수직웨브철근;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리타설을 위한 철근조립체를 제공한다.

또한, 본 발명은 철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽을 직접 지지하도록 시공되어 완성되는 지하 흙막이벽의 역타 지지구조로서,

가설 흙막이벽; 상기 가설 흙막이벽에 수평으로 설치되는 제1거치대; 상기 제1거치대와 대향하면서 이격하게 배치되는 제2거치대; 상기 제1거치대와 제2거치대 위에 거치하도록 설치되되, 한쌍의 테두리판이 각각 제1거치대와 제2거치대 위에 위치하도록 설치되는 철근조립체; 및, 상기 철근조립체에서 한쌍의 테두리판을 관통하여 돌출된 상·하부철근이 매입되도록 상기 제1거치대 위 가설 흙막이벽과 철근조립체의 테두리판 사이, 그리고 상기 제2거치대 위 철근조립체의 테두리판 바깥으로 타설 양생되는 선타설콘크리트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철근조립체를 이용한 역타 지지구조를 제공한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 철근조립체의 실시예를 도시한 도면이다. 도시하고 있는 바와 같이 본 발명의 철근조립체(100)는 한쌍의 테두리판(110)과, 상·하부철근(130) 및 수직웨브철근(150)을 필수적으로 구성요소 포함하며, 베어링철근(140) 및 수평웨브철근(160)을 추가적인 구성요소로 포함한다.

본 발명의 철근조립체(100)는 테두리판(110) 한쌍이 대향하여 서로 이격하게 배치되며, 상·하부철근(120, 130)을 구성하는 복수개의 가로근(121, 131)이 상기 한쌍의 테두리판(110)의 상부 또는 하부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치됨으로써 완성된다. 이때, 상·하부철근의 가로근(121, 131)에 의해 응력전달이 이 루어지게 되는데, 상·하부철근(120, 130)의 휨을 억제하면서 응력전달을 더욱 원활하게 하기 위해 본 발명에서는 수직웨브철근(150)으로 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 상호 파형으로 연결하고 있다.

상기와 같은 구성 결과, 본 발명의 철근조립체(100)는 한쌍의 테두리판(110)을 경계로 양단부만이 콘크리트 구체에 매입되는 구조로 이용될 수 있게 된다. 즉, 한쌍의 테두리판(110)이 그 사이에 콘크리트가 타설되지 못하도록 차단하는 일종의 거푸집 역할을 하게 함으로써, 한쌍의 테두리판(110)을 경계로 상·하부철근(120, 130)의 양단부가 콘크리트 구체에 매입되면서(콘크리트 정착부를 구성) 상·하부철근(120, 130)의 중앙부가 그대로 노출되도록 철근조립체(100)의 설치 시공이 가능해지는 것이다. 이렇게 철근조립체(100)가 설치 시공되면, 일단부의 콘크리트 정착부에서 노출된 중앙부의 상·하부철근(120, 130)을 통해 타단부의 콘크리트 정착부로 응력(압축력)이 전달되는 구조로 완성된다.

본 발명의 철근조립체(100)는 한쌍의 테두리판(110) 외곽으로 콘크리트를 타설하는 방법으로 고정 설치되기 때문에 테두리판(110)은 곧 콘크리트에 구속된다. 이러한 설치상태를 고려하면 테두리판(110)은 콘크리트와의 합성력 증대를 위해 철재로 제작하는 것이 바람직하며, 구체적으로 철판, 와이어메쉬, 메탈라스 등을 들 수 있으며, 그 두께는 콘크리트 압력을 견딜 수 있을 정도이면 얇아도 무방하다.

특히, 본 발명에서는 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 절곡된 후프근으로 이루어지도록 구성한 후 서로 어긋나게 배치하여 상호 겹침 이음함으로써 상·하부철근의 가로근(121, 131)이 상·하부철근의 세로근(122, 132) 및 한쌍의 테두리 판(110)을 둘러싸는 구조로 완성할 것을 제안한다. 절곡된 후프근은 콘크리트에 정착할 경우 전단보강근으로 역할하게 된다. 이때, 상·하부철근의 가로근(121, 131)이 상호 겹침이음된 부분에는 테두리판(110)과 나란하게 배치되도록 베어링철근(140)을 더 접합할 수 있는데, 상기 베어링철근(140)은 절곡된 후프근을 보강하면서 콘크리트 정착부의 휨을 보강하는 역할을 하게 된다. 물론, 상·하부철근의 가로근(121, 131)은 단부가 절곡되지 않은 상태 그대로 테두리판(110) 밖으로 돌출되어 콘크리트에 정착될 수도 있다.

또한, 본 발명의 철근조립체(100)는 상·하부철근의 가로근(121, 131)이 한쌍의 테두리판(110)을 관통하여 돌출되도록 완성되므로, 한쌍의 테두리판(110)에는 상·하부철근의 가로근(121, 131)이 끼워져 안착하도록 미리 안착홈(111) 또는 관통홀을 형성시킬 수 있다. 도 1 내지 도 3은 테두리판(110)에 안착홈(111)이 형성된 예를 보여준다. 상기 안착홈(111)은 상·하부철근(120, 130)의 배치상태를 유지하는 역할을 하기도 한다. 이때, 테두리판의 안착홈(111)은 도 3에서와 같이 상부철근의 가로근(121)이 끼워지는 부분과 하부철근의 가로근(131)이 끼워지는 부분이 서로 이어져 단턱으로 형성되도록 구성할 수 있는데, 단턱의 안착홈(111)은 하나의 안착홈(111)에 상·하부철근의 가로근(121, 131)이 동시에 끼워지도록 하기 위함이다.

본 발명의 철근조립체는 수직웨브철근(150)의 설치방법에 따라 다양하게 구성할 수 있으며, 도 1과 도 2는 그 대표적인 예이다. 도시하지는 않았지만, 도 1 과 도 2의 수직웨브철근(150) 형태를 혼용하여 설치하는 것도 가능하겠다.

도 1의 철근조립체(100)는 수직웨브철근(150)이 상·하부철근의 가로근(121, 131) 배치방향과 교차하도록 배치되어 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 세로방향으로 연결 설치된 예이다. 이와 같은 수직웨브철근(150)의 설치를 위해 상부철근(120)은 가로근(121) 아래에 교차배치되면서 한쌍의 테두리판(110) 사이에 배치되는 복수개의 세로근(122)을 더 포함하도록 구성되며, 하부철근(130)은 가로근(131) 위에 교차배치되면서 한쌍의 테두리판(110) 사이에 배치되는 복수개의 세로근(132)을 더 포함하도록 구성된다. 이렇게 상·하부철근(120, 130)을 마련하고 수직웨브철근(150)으로 상·하부철근의 세로근(122, 132) 상호 간을 파형으로 연결하면 곧 수직웨브철근(150)이 상·하부철근의 가로근(121, 131) 배치방향과 교차하도록 배치되어 상·하부철근의 가로근(121)을 세로방향으로 연결 설치하는 구조가 된다.

도 2의 철근조립체(100)는 수직웨브철근(150)이 상·하부철근의 가로근(121, 131) 배치방향과 동일하게 배치되어 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 가로방향으로 직접 연결 설치된 예이다. 나아가, 서로 이웃하는 가로근 상호 간을 연결 구속하여 내력을 더욱 증대시키기 위해 수평웨브철근(160)으로 상부철근의 가로근(121) 상호 간을 파형으로 연결하고 하부철근의 가로근(131) 상호 간을 파형으로 연결한 예를 보여준다.

도 4 및 도 5는 각각 도 1과 도 2의 철근조립체(100)를 이용하여 완성한 역 타 지지구조를 보여주는 도면이다. 본 발명의 따른 역타 지지구조는 철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽(200)을 직접 지지하도록 시공되어 완성되는 지하 흙막이벽의 역타 지지구조로서, 철근콘크리트슬래브를 시공함에 콘크리트의 분리타설을 가능케 함으로써 가설 흙막이벽(200)에 접하여 일체화되는 지하외벽을 연속적으로 시공할 수 있게 한다는데 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 역타 지지구조는 철골역타공법뿐만 아니라 RC역타공법에서도 적용가능하다.

구체적으로, 본 발명의 따른 역타 지지구조는, 가설 흙막이벽(200); 상기 가설 흙막이벽(200)에 수평으로 설치되는 제1거치대(300); 상기 제1거치대(300)와 대향하면서 이격하게 배치되는 제2거치대(400); 상기 제1거치대(300)와 제2거치대(400) 위에 거치하도록 설치되되, 한쌍의 테두리판(110)이 각각 제1거치대(300)와 제2거치대(400) 위에 위치하도록 설치되는 전술한 철근조립체(100); 상기 철근조립체(100)에서 한쌍의 테두리판(110)을 관통하여 돌출된 상·하부철근(130)이 매입되도록 상기 제1거치대(300) 위 가설 흙막이벽(200)과 철근조립체의 테두리판(110) 사이, 그리고 상기 제2거치대(400) 위 철근조립체의 테두리판(110) 바깥으로 타설 양생되는 선타설콘크리트(500);를 포함하여 구성된다. 상기 제1,2거치대(300, 400)는 철근조립체(100)를 지지하기 위해 설치되는 부재로서, 이 중 제2거치대(400)는 거푸집으로 설치되어 향후 제거되거나 철골보로 설치되어 영구적으로 존치될 수 있다. 즉, 본 발명을 RC역타공법에 적용하는 경우에는 제2거치대(400)를 슬래브거푸집으로 설치하여 철근조립체(100)를 슬래브거푸집 위로 설치한 후 선타설콘크리트(500)를 시공하면 도 4와 같은 역타지지구조로 완성되고, 본 발명을 철골역타공법에 적용하는 경우에는 제2거치대(400)를 철골보로 설치하여 철근조립체(100)를 철골보 위에 설치한 후 선타설콘크리트(500)를 시공하면 도 5와 같은 역타지지구조로 완성되는 것이다. 물론, 경우에 따라서는 본 발명을 철골역타공법에 적용하는 경우라도 철골보의 배치방향에 따라 철골보가 생략될 수 있다. 상기 철근조립체(100)는 현장규모에 맞게 일정규격의 단위유니트로 제작한 후 현장에 적용하는 것이 시공편의를 위해 바람직하겠다.

이와 같은 역타 지지구조에서 토압은 가설 흙막이벽(200), 선타설콘크리트(500)에 의해 정착된 철근조립체(100)의 일단부, 노출상태의 철근조립체(100) 중앙부, 선타설콘크리트(500)에 의해 정착된 철근조립체(100)의 타단부로 전달된다. 노출상태의 철근조립체 중앙부는 굴착작업을 진행 후 지하외벽 시공단계에서 지하외벽 콘크리트에 완전히 매입되는데, 노출상태 철근조립체 중앙부를 통해 지하외벽의 수직철근을 연속적으로 배근하면서 지하외벽의 콘크리트를 연속적으로 타설할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 양단부와 중앙부를 분리하여 콘크리트에 매입될 수 있도록 하면서도 응력전달을 가능케 한 철근조립체를 제공할 수 있게 된다. 나아가, 이러한 철근조립체를 역타 지지공법에 적용하면 철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽을 직접 지지하도록 시공하면서도 가설 흙막이벽에 접하여 일체로 시공되는 지하외벽을 연속적으로 시공하는 것이 가능해진다.

둘째, 슬리브나 다우웰바의 설치 없이도 지하외벽의 수직철근을 층간 연속 배근하면서 콘크리트를 층간 연속적으로 타설할 수 있기 때문에 역타 지지공법으로 간편하게 지하 구조물을 완성할 수 있는 것은 물론, 지하외벽에 역타조인트가 발생하는 것을 억제할 수 있어 구조물의 구조적인 안정성과 내구성 확보에 유리해진다.

Claims

대향하여 서로 이격하게 배치되는 한쌍의 테두리판(110);

복수개의 가로근(121)이 상기 한쌍의 테두리판(110)의 상부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치되는 상부철근(120);

상기 상부철근(120) 아래에 이격하게 위치하며, 복수개의 가로근(131)이 상기 한쌍의 테두리판(110)의 하부를 가로지르면서 관통하여 돌출하게 배치되는 하부철근(130); 및,

상기 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 상호 파형으로 연결하는 수직웨브철근(150);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리타설을 위한 철근조립체.
제1항에서,

상기 수직웨브철근(150)은 상·하부철근의 가로근(121, 131) 배치방향과 동일하게 배치되어 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 가로방향으로 직접 연결하는 것임을 특징으로 하는 분리타설을 위한 철근조립체.
제1항에서,

상기 상부철근(120)은 가로근(121) 아래에 교차배치되면서 한쌍의 테두리판(110) 사이에 나란하게 배치되는 복수개의 세로근(122)을 더 포함하고,

상기 하부철근(130)은 가로근(131) 위에 교차배치되면서 한쌍의 테두리판(110) 사이에 나란하게 배치되는 복수개의 세로근(132)을 더 포함하며,

상기 수직웨브철근(150)은 상기 상·하부철근의 세로근(122, 132) 상호 간을 파형으로 연결함으로써 상·하부철근의 가로근(121, 131) 배치방향과 교차하도록 배치되어 상·하부철근의 가로근(121, 131)을 세로방향으로 연결하는 것임을 특징으로 하는 분리타설을 위한 철근조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,

상기 상부철근의 가로근(121) 상호 간을 파형으로 연결하거나 상기 하부철근의 가로근(131) 상호 간을 파형으로 연결하는 수평웨브철근(160);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리타설을 위한 철근조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,

상기 상·하부철근의 가로근(121, 131)은 절곡된 후프근으로 이루어지면서 상하 서로 어긋나게 배치되어 상호 겹침이음으로 연결됨으로써 한쌍의 테두리판(110)을 둘러싸도록 배치되는 것이며,

상기 상·하부철근의 가로근(121, 131)이 상호 겹침이음된 부분에 접합되어 테두리판(110)과 나란하게 배치되는 베어링철근(140);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리타설을 위한 철근조립체.
철근콘크리트슬래브가 가설 흙막이벽을 직접 지지하도록 시공되어 완성되는 지하 흙막이벽의 역타 지지구조로서,

가설 흙막이벽(200);

상기 가설 흙막이벽(200)에 수평으로 설치되는 제1거치대(300);

상기 제1거치대(300)와 대향하면서 이격하게 배치되는 제2거치대(400);

상기 제1거치대(300)와 제2거치대(400) 위에 거치하도록 설치되되, 한쌍의 테두리판(110)이 각각 제1거치대(300)와 제2거치대(400) 위에 위치하도록 설치되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 철근조립체(100); 및,

상기 철근조립체(100)에서 한쌍의 테두리판(110)을 관통하여 돌출된 상·하부철근(130)이 매입되도록 상기 제1거치대(300) 위 가설 흙막이벽(200)과 철근조립체의 테두리판(110) 사이, 그리고 상기 제2거치대(400) 위 철근조립체의 테두리판(110) 바깥으로 타설 양생되는 선타설콘크리트(500);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철근조립체를 이용한 역타 지지구조.