KR20170128054A - 구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법 - Google Patents

구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 베이스 플레이트; 및 현장에서 타설되는 토핑 콘크리트와의 결합력이 향상되도록 상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 돌출 형성되되, 상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되는 복수 개의 리브들을 포함하며,상기 리브는, 상기 베이스 플레이트의 상면 상에 형성되는 하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 상면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면 및 측면들을 포함하고, 상기 하면에서 상기 상면으로 향할수록 폭 방향의 길이가 짧게 형성된다.

Description

구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법{Precast Concrete(PC) slab for structure and manufacturing method thereof}
본 발명은 구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현장타설대비 빠른 시공이 가능할 수 있도록 공장에서 사전 제작되며, 수직, 수평 전단성능 및 부착성능이 강화된 구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 층고가 높은 창고구조물, 지하주차장과 같은 공공 건축 구조물을 시공하는 경우에는 많은 하중이 요구되므로, 피씨 부재를 제작하여 현장에서 맞춤 조립하도록 형성되고 있다. 이러한 시공방법은 통상 하프 슬래브(Half PC Slab)를 이용한 PRC(Precast Reinforced Concrete Layer Construction Method) 복합화 공법 등이 실시되고 있다.
즉, 이러한 PRC 복합화 공법은 철근 콘크리트 라멘(Rahmen) 구조의 건물을 PC(Precast Concrete)화하는 공법으로서, 공장에서 제작한 PC 기둥, PC 보, 하프 슬래브 등 PC 부재를 현장으로 운송, 양중하여 조립한 후 부재 간 접합부와 하프 슬래브의 상부에 덧침 콘크리트를 현장에서 타설하여 일체화시킨다. 한편, 창고구조물이나 지하주차장과 같은 건축 구조물을 시공하는 경우, 긴 경간(장스팬)이 요구된다.
반면, HCS 공법은 콘크리트가 가지고 있는 취약점인 인장저항성능의 부족을 프리스트레스(Prestress)를 도입한 PS 강선을 이용하여 콘크리트에 선 압축력을 가함으로써 인장저항 성능을 증진시킨 프리스트레스드 구조물(Prestressed Structure)로서 콘크리트 단면에 중공을 형성시켜 구조물의 자중을 줄인 속빈 슬래브를 이용하여 10m 이상의 장스팬을 형성하여 지상층 구조물에만 주로 적용되고 있다.
그러나 HCS는 PS 강선 인장으로 인한 최소두께 확보 및 HCS 부재 제작을 위한 별도의 고가 장비가 필요하여 단가상승을 초래하며 부재에 균열 발생 시 보수가 곤란한 문제점이 있다.
이에, 최근에는 더블티 슬래브공법이 실시되고 있다. 이는 DTS 공법이라고도 하는데 더블티 슬래브는 바닥판에 깊은 보강리브를 설치하고 상기 보강리브의 하부에 스트랜드를 삽입하여 인장력을 가한 뒤 일체의 부재를 이루도록 형성하는 바, 이러한 더블티 슬래브는 스트랜드의 인장력으로 인해 더블티 슬래브의 몸판 중앙부가 소폭 치켜 올려지도록 형성되어 약 10m 이상의 장스팬으로 지상층 건축구조물에 주로 적용된다.
그런데 더블티 슬래브공법은 PC보 걸침 시 단순보 형태로만 안착됨으로써 연속적인 슬래브 형태(양단고정보)를 이루기 어려운 바, 이는 휨 및 전단력 등 수직력에 대해 저항능력이 저하되어 구조가 취약해지는 문제가 있으며, 이를 개선하고자 상기 보강리브를 추가로 부설하거나 돌출된 높이를 증가시키도록 형성되는 바, 이는 결국 PC 기둥 다수 사용 등 제작원가가 상승되어 경제성이 저하되는 문제점으로 이어졌다. 또한, 더블티 슬래브 공법에서 착안된 다른 유사공법인 MTS, JRS 등의 슬래브도 같은 문제점을 갖게 된다.
이에 반해 역티형상의 리브를 가지며 하부면이 평평한 슬래브의 경우 더블티 슬래브와 같이, 지지리브가 하부로 노출되는 슬래브에 비해 층고 확보에 유리하다. 그리고 천정도색(페인팅), 내화뿜칠작업 등 마감공사 시 작업자의 시공 용이성으로 공사비 절감효과가 있으며, 시공 후 평평한 면을 제공함으로써 넓은 개방감으로 인한 공간감 및 미관이 개선될 수 있어 최근에는 이와 같이 하부가 평평한 슬래브 개발의 요구가 증대되고 있는 실정이다.
대한민국공개특허 제10-2013-0028048호
본 발명은 현장타설대비 빠른 시공이 가능할 수 있도록 공장에서 사전 제작되며, 수직, 수평 전단성능 및 부착성능이 강화된 구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 베이스 플레이트; 및 현장에서 타설되는 토핑 콘크리트와의 결합력이 향상되도록 상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 돌출 형성되되, 상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되는 복수 개의 리브들을 포함하며,상기 리브는, 상기 베이스 플레이트의 상면 상에 형성되는 하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 상면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면 및 측면들을 포함하고, 상기 하면에서 상기 상면으로 향할수록 폭 방향의 길이가 짧게 형성되는 구조물용 피씨 슬래브를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 베이스 플레이트를 제작하기 위한 베이스 몰드를 설치하는 단계; 상기 베이스 몰드의 내부에 상기 베이스 몰드의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되도록 전단연결부재를 설치하는 단계; 상기 전단연결부재의 일부가 매립되도록 1차 콘크리트를 타설하여 상기 베이스 플레이트를 형성하는 단계; 상기 베이스 플레이트의 상면 상에 복수 개의 리브 몰드들이 상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되되, 상기 전단연결부재를 기준으로 이웃하는 상기 리브 몰드의 하면 사이의 이격 간격이 상기 리브 몰드의 상면 사이의 이격 간격보다 더 길도록 상호 대칭되게 배치되면 상기 전단연결부재의 일부가 매립되도록 이웃하는 상기 리브 몰드 사이에 2차 콘크리트를 타설하여 상기 베이스 플레이트와 일체인 복수 개의 리브들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 복수 개의 리브들을 형성하는 단계에서 형성된 각각의 상기 리브는, 상기 베이스 플레이트의 상면 상에 형성되는 하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 하면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면 및 측면들을 포함하고, 상기 하면에서 상기 상면으로 갈수록 폭 방향의 길이가 짧게 형성되는 구조물용 피씨 슬래브의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 리브의 폭 방향과 나란한 종단면이 사다리꼴 형상으로 형성되도록 리브의 측면들 중 좌측면과 우측면이 경사면으로 형성되기 때문에 리브 몰드를 이용하여 리브를 제작할 때 리브들 사이에서 리브 몰드가 쉽게 분리될 수 있는 장점이 있다.
둘째, 리브를 형성할 때 리브의 측면들에 리브에 가해지는 수직, 수평 전단응력에 저항하는 전단응력 저항부를 동시에 형성할 수 있어, 전단응력 저항부를 별도로 형성할 때 보다 고품질의 슬래브를 제작할 수 있으면서 제조시간도 절감되는 효과를 가질 수 있다.
셋째, 리브에 전단응력 저항부가 형성되기 때문에 전단연결부재를 리브의 길이 전체만큼 설치하지 않더라도 리브와 토핑 콘크리트 사이의 수평 전단응력 및 수직 전단응력에 효과적으로 저항할 수 있으며, 전단연결부재의 설치 개수를 줄여 비용을 절감할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브가 도시된 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 구조물용 피씨 슬래브의 정면도 및 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전단연결부재가 도시된 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브가 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브가 도시된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브가 도시된 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브가 도시된 사시도이다.
도 9는 도 1 및 도 6에 따른 구조물용 피씨 슬래브들을 이용하여 지하주차장이 시공되는 예가 도시된 사시도이다.
도 10은 도 1에 따른 구조물용 피씨 슬래브들을 이용하는 시공예가 도시된 부분 단면도이다.
도 11 내지 도 19는 본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브의 제조과정이 도시된 것이다.
도 1 내지 도 19에는 본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브와 이의 제조방법에 대해 도시되어 있다.
이하에서는 먼저 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브를 설명하기로 한다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브(1000)가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브(1000)는 베이스 플레이트(100), 복수 개의 리브(300)들 및 전단연결부재(500)들을 포함한다.
먼저, 상기 베이스 플레이트(100)는 제1 하면(미표기)과, 상기 제1 하면(미표기)으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격된 제1 상면(110)과, 상기 제1 하면(미표기)과 상기 제1 상면(110)을 연결하는 제1 전면(120), 제1 후면(미표기) 및 제1 측면(미표기, 130)들을 포함한다. 이러한 구성들에 따라, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 베이스 플레이트(100)가 직육면체의 형태로 형성된다. 한편, 상기 베이스 플레이트(100)의 상기 제1 전면(120)에서 상기 제1 후면(미표기)까지의 길이는 다양하게 조절할 수 있다.
한편, 후술되는 바와 같이 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110) 상에는 상기 리브(300)들이 형성되는데, 이웃하는 상기 리브(300)들 사이의 상기 제1 상면(110)에는 복수 개의 제1 요홈(150)들이 형성된다. 상기 제1 요홈(150)들은 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000) 상에 토핑 콘크리트(T/C)를 타설할 때, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)와 토핑 콘크리트(T/C)의 결합력이 향상되도록 접촉 면적을 증가시키기 위해 형성되는 것이다. 상기 제1 요홈(150)들은 상기 베이스 플레이트(100)의 상기 제1 상면(110)에서 상기 제1 하면(미표기)을 향해 오목하게 형성되어 상기 베이스 플레이트(100)의 길이 방향을 따라 길게 연장되며, 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 형성된다.
상기 복수 개의 제1 요홈(150)들이 형성됨으로써, 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110)은 거친면으로 마감되어 상기 토핑 콘크리트(T/C)와의 접촉 면적이 증가하면서 결합력도 향상될 수 있는 것이다.
상기 리브(300)들은 현장에서 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000) 상에 타설되는 상기 토핑 콘크리트(T/C)와의 결합력이 향상되도록 상기 베이스 플레이트(100) 상에 형성되는 것으로, 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110)으로부터 설정 높이만큼 돌출 형성되되 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 형성된다.
상기 리브(300)를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제1 상면(110)에 형성되는 제2 하면(미표기)으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 제2 상면(310), 상기 제1 상면(110)과 상기 제2 상면(310)을 연결하는 제2 전면(320), 제2 후면(미표기) 및 제2 측면(330)들을 포함한다. 이때, 상기 제2 하면(미표기)에서 상기 제2 상면(310)으로 갈수록 폭 방향 길이가 짧게 형성된다. 상기 리브(300)는 폭 방향의 길이가 상기 제2 하면(미표기)에서부터 상기 제2 상면(310)을 향할수록 점진적으로 줄어들어 상기 리브(300)의 폭 방향과 나란한 종단면이 사다리꼴 형상으로 형성된다.
한편, 상기 리브(300)의 상기 제2 측면(330)에는 상기 리브(300)에 가해지는 수직 전단응력 및 수평 전단응력에 저항하도록 전단응력 저항부(350)가 형성된다. 상기 리브(300)는 제2 좌측 경사면(330)과 제2 우측 경사면(335)을 포함한다. 상기 전단응력 저항부(350)는 상기 제2 좌측 경사면(330)과 상기 제2 우측 경사면(335) 각각에 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 상기 전단응력 저항부(350)는 상기 리브(300)의 길이 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 설정 깊이만큼 오목하게 형성되는 복수 개의 전단키(350)들로 적용된다.
보다 구체적으로는 상기 제2 상면(310)으로부터 상기 제2 측면(330, 335)의 경사 방향을 따라 설정 위치까지 형성되되, 상기 제2 측면(33, 335)과 나란한 단면이 다각형이 홈 형태로 형성된다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 단면이 직사각형인 홈 형태로 형성된다.
이와 같이, 상기 리브(300)의 제2 측면(330, 335)에 상기 전단응력 저항부(350)가 형성됨으로써, 후술되는 상기 전단연결부재(500)가 부담하는 수평 전단응력을 상기 전단응력 저항부(350)에서도 부담하게 된다. 따라서 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)에서 수평 전단응력에 대해 저항하는 피로도가 국소 부위로 집중되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 전단응력 저항부(350)를 형성함으로써, 후술되는 상기 전단연결부재(500)가 상기 리브(300)의 길이를 따라 상기 리브(300)의 길이만큼 설치하지 않아도 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리브(300)의 길이 방향 설정 중앙영역을 제외한 나머지 부분에만 상기 전단연결부재(500)를 설치하더라도 상기 전단응력 저항부(350)와 함께 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)에 가해지는 수직 전단응력과 수평 전단응력에 효과적으로 저항할 수 있다.
이에 따라, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)를 이용하여 건축 구조물 특히, 층고가 높은 건축 구조물을 시공할 때 동바리 없이 시공할 수 있다. 또한, 상기 전단연결부재(500)가 생략되는 만큼 중량이 줄어들기 때문에 경량이면서도 제조비용이 절감된 경제적인 슬래브를 제작할 수 있다.
상기 전단연결부재(500)는 상기 리브(300)와 상기 토핑 콘크리트(T/C) 사이의 수평 전단응력 및 수직 전단응력에 저항하도록 설치되는 것이다. 또한, 상기 리브(300)와 상기 토핑 콘크리트(T/C) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다. 상기 전단연결부재(500)의 일부분은 상기 리브(300)의 상측으로 돌출되며, 나머지 부분은 상기 리브(300)의 내부에 매립되도록 설치된다.
도 4를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 전단연결부재(500)는 복수 개의 수직철근(510)들, 하나의 상기 수직철근(510) 상측과 이웃하는 다른 하나의 상기 수직철근(510) 하측을 연결하는 경사근(520)들, 하나의 상기 수직철근(510) 상측과 하나의 상기 경사근(520)의 상측을 연결하는 상측 절곡부(530)들, 하나의 상기 경사근(520)의 하측과 이웃하는 다른 하나의 상기 수직철근(510)의 하측을 연결하는 하측 절곡부(540)들을 포함한다. 이러한 구성에 의해 상기 전단연결부재(500)는 'N'형상이 연속되는 형태로 형성된다.
전술한 바와 같은 상기 전단연결부재(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 상측 절곡부(530)에 연결되는 상기 수직철근(510)의 일부와 상기 경사근(520)의 일부가 상기 리브(300) 상측으로 돌출되고, 나머지 부분은 상기 리브(300)의 내부에 매립되어 설치된다.
상기 전단연결부재(500)는 전술한 바와 같이, 상기 리브(300)의 길이 방향을 따라 설정 중앙영역을 제외한 나머지 영역에 설치된다. 이때, 상기 설정 중앙영역을 기준으로 상기 설정 중앙영역의 전방측에 설치되는 상기 전단연결부재(500)의 'N'형상과 상기 설정 중앙영역의 후방측에 설치되는 상기 전단연결부재(500)의 'N'형상이 상호 대칭되도록 배치된다. 본 실시예에서는 예시적으로 상기 리브(300)의 길이를 3등분으로 나누었을 때, 중앙의 1/3 영역에는 상기 전단연결부재(500)를 설치하지 않고, 중앙을 기준으로 전방측 1/3 영역과 후방측 1/3영역에 상기 전단연결부재(500)를 설치한다.
본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전단연결부재(500)는 상기 설정 중앙영역을 기준으로 상기 전방측과 상기 후방측 각각에 두 개의 상기 전단연결부재(500)가 겹쳐져 설치된다. 즉, 하나의 상기 전단연결부재(500)와 겹쳐지는 다른 하나의 상기 전단연결부재(500)는 이웃하는 상기 수직철근(510)들 사이 피치(Pitch)의 1/2 피치만큼 전방 또는 후방으로 이동되어 배치된다. 그러나 이는 본 실시예에 한정되는 것일 뿐이므로, 다양한 형태로 겹쳐지게 배치될 수 있다. 또한, 상기 리브(300)에 상기 전단연결부재(500)가 설치되는 개수도 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)가 저항해야 하는 상기 수직 전단응력 및 상기 수평 전단응력에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 상기 구조물용 피씨 슬래브의 다른 실시 형태가 도시된 것이다. 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000`)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 리브(300)들 사이의 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110)에 상기 토핑 콘크리트(T/C)와의 접촉 면적을 증가시키는 제1 요홈들을 생략할 수도 있다.
한편, 도 6에는 도 1에 도시된 상기 구조물용 피씨 슬래브의 또 다른 실시 형태가 도시된 것이다. 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000″)는 도 6에 도시된 바와 같이, 전단연결부재가 생략된 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브들로 지하주차장을 시공하는 경우, 지하 2층 이하의 층들은 지하 1층에 비해 중차량의 통행이 적기 때문에 도 6에 도시된 바와 같이 전단연결부재들이 생략된 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000″)가 적용될 수 있다.
도 7 및 도 8에는 본 발명에 따른 상기 구조물용 피씨 슬래브의 또 다른 실시 형태들이 도시된 것이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시 형태에 따른 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000a, 1000b)는 도 1에 도시된 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)와 비교하여 상기 리브(300)에 형성되는 전단응력 저항부(350a, 350b)만 차이가 있다. 따라서 도 7 및 도 8에는 도 1과 동일한 구성에 대해서 동일한 도면 번호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략한다.
먼저, 도 7을 참조하여 보면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000a)의 전단응력 저항부(350a)는 상기 제2 측면(330, 335)의 경사방향 중앙 영역에 위치하여 길이 방향을 따라 설정 간격 이격되며, 상기 제2 측면(330, 335)으로부터 설정 깊이만큼 오목하고, 상기 제2 측면(330, 335)과 나란한 단면이 다각형 형상인 복수 개의 전단키(350a)들로 형성된다. 본 실시예에서의 상기 전단키(350a)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 리브(300)의 길이 방향을 따라 길이가 긴 직사각형의 단면을 갖는 홈 형태로 형성된다.
반면, 도 8을 참조하여 보면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000b)의 전단응력 저항부(350b)는 상기 리브(300)의 길이 방향을 다라 길게 연장되며, 상기 제2 측면(33, 335)의 경사 방향을 따라 설정 간격 이격되는 복수 개의 제2 요홈(350b)들로 형성된다.
한편, 도 9에는 도 1 및 도 6에 따른 구조물용 피씨 슬래브들을 이용하여 지하주차장이 시공되는 예가 도시되어 있으며, 도 10에는 도 1에 도시된 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)를 이용하는 시공 예가 도시된 부분 단면도가 도시되어 있다. 먼저, 도 9를 참조하는 바와 같이, 지하주차장은 PC 기둥(2)들, PC 보(3)들 및 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000, 1000″)들과 함께 시공된다.
상기 구조물용 피씨 슬래브(1000, 1000″) 상기 PC 보(3)들 상에 안착된다. 지하주차장의 시공에서 지하 1층의 바닥을 형성하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)들이 상기 PC 보(3)들 상에 안착된다. 반면, 지하 2층의 바닥을 형성하기 위해 도 6에 도시된 바와 같은 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000″)들이 상기 PC 보(3)들 상에 안착된다.
이는 전술한 바와 같이 지하주차장의 경우, 지하 1층에는 중(重)차량의 진입이 많기 때문에 하중에 더욱 강하게 견딜 수 있도록 전단연결부재(500)가 설치된 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)를 이용하는 것이다. 반면, 지하 2층 이하에는 중(重)차량의 진입이 제한되므로 전단연결부재가 설치되지 않은 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000″)를 이용한다.
그리고 도 10을 참조하여 보면, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)를 상기 PC 보(3) 상에 폭 방향을 따라 연속적으로 배치한다. 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)의 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향 양 측면, 즉 제1 좌측면(미표기) 및 제1 우측면(130)에는 상기 제1 상면(110)과 연결되는 모서리가 모따기로 형성된다.
이는 도 10에 도시되는 바와 같이, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)를 폭 방향을 따라 연속적으로 배치할 때, 하나의 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)의 상기 제1 우측면(130)과 이웃하는 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)의 상기 제1 좌측면(미표기)이 서로 밀착되어 면접촉된다. 이때, 상기 제1 우측면(130)과 상기 제1 좌측면(미표기) 사이에 상기 모따기에 의해 형성된 공간에는 방수용 충전재를 주입할 수 있다. 상기 방수용 충전재로는 몰탈, 우레탄 폼 또는 스티로폼 등이 사용된다.
특히, 몰탈을 주입하면 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)들을 연속적으로 배치하여 상기 토핑 콘크리트(T/C)를 타설하기 전, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)들을 접착시키는 역할을 한다. 또한, 상기 토핑 콘크리트(T/C)가 타설될 때, 이웃하는 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000)들 사이로 상기 토핑 콘크리트(T/C)가 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 구조물용 피씨 슬래브들을 이용하여 건축 구조물을 시공하면, 상기 제1 상면(110) 상에 형성된 상기 복수 개의 제1 요홈(150)들이 형성되어 있어 상기 토핑 콘크리트(T/C)와의 결합력이 향상되는 효과를 가질 수 있다. 또한, 상기 리브(300)에 설치된 상기 전단연결부재(500)와, 상기 리브(300)의 상기 제2 측면(330, 335)들 상에 형성된 상기 전단응력 저항부(350)에 의해 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000) 및 상기 토핑 콘크리트(T/C) 사이의 수직 전단응력 및 수평 전단응력에 저항하는 저항력이 향상되어 구조적으로 더욱 안전한 건축 구조물을 시공할 수 있는 장점을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브를 이용하면, 지하주차장 및 층고가 높은 건축 구조물(냉동, 물류창고) 등 많은 하중이 요구되는 구조물에 현장타설 공법 대비 빠른 시공이 가능하다. 특히, 구조물용 피씨 슬래브의 하면이 평평하기 때문에 종래의 더블 티 형태의 피씨 슬래브에 비해 층고 확보에 유리함은 물론 천정으로 하여금 유효 공간 확대와 우수한 개방감을 제공할 수 있다. 그리고 리브에 전단키를 형성함으로써, 구조물용 피씨 슬래브에 작용하는 수평, 수직 전단응력 및 토핑 콘크리트(Topping Concrete)와의 부착력을 강화시켜 구조물용 피씨 슬래브에 보강되는 전단연결부재의 사용을 절감하여 경제성도 확보할 수 있다.
이하에서는, 도 11 내지 도 19를 참조하여 본 발명에 따른 구조물용 피씨 슬래브의 제조방법을 설명하기로 한다. 도 11을 참조하여 보면, 제일 먼저 상기 베이스 플레이트(100)를 제조하기 위해 베이스 몰드(10)를 설치한다. 상기 베이스 몰드(10)는 하면(11)과, 상기 하면(11)으로부터 상측 방향으로 연장되는 전면(12), 후면(13), 측면(14, 15)들로 이루어진다. 상기 베이스 몰드(10)는 상면(미표기)이 개방되어 있어 상기 상면(미표기)을 통해 1차 콘크리트가 타설된다.
상기 베이스 몰드(10)가 설치되면, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 베이스 몰드(10) 내부에 상기 전단연결부재(500)를 설치한다. 여기서 상기 전단연결부재(500)를 설치하기 전, 상기 베이스 몰드(10)의 내부에 상기 베이스 플레이트(100)의 뼈대를 형성하면서 강성을 향상하기 위한 와이어 메쉬(21)와, 강재(23)를 배근한다.
상기 와이어 메쉬(21)는 상기 베이스 몰드(10)의 내부에 상기 베이스 몰드(10)의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 배치되면서 배근된다. 상기 강재(23)는 상기 베이스 플레이트(100) 상에 형성되는 상기 리브(300)의 강성을 보강하는 역할을 하는 것이므로, 상기 베이스 플레이트(100) 상에 형성될 상기 리브(300)의 위치와 대응되는 위치에 형성된다.
상기 와이어 메쉬(21)와 상기 강재(23)가 배근된 후에는, 상기 리브(300)가 형성될 위치와 대응되는 위치에 상기 전단연결부재(500)를 설치하고, 상기 베이스 몰드(10)에 1차 콘크리트를 타설한다. 이때, 상기 와이어 메쉬(21)와 상기 강재(23)는 타설되는 1차 콘크리트에 완전히 매립되고, 상기 전단연결부재(500)는 일부분만 상기 타설된 1차 콘크리트에 매립된다.
전술한 바와 같이 상기 베이스 몰드(10)에 1차 콘크리트가 타설되면 상기 1차 콘크리트가 경화되기 전, 상기 베이스 플레이트(100)의 상면(110) 상에 복수 개의 제1 요홈(150)들을 형성한다.
상기 복수 개의 제1 요홈(150)들을 형성하는 방법으로는 도 13을 참조하는 바와 같이 몰드 블록(20)을 이용하여 상기 복수 개의 제1 요홈(150)들을 형성한다. 상기 몰드 블록(20)은 하면(21)과, 상기 하면(21)으로부터 설정 높이 이격되는 상면(22)과 상기 하면(21)과 상기 상면(22)을 연결하는 측면(미표기)들로 이루어지는 직육면체의 형태로 형성된다. 상기 하면(21)에는 상기 제1 요홈(150)들과 대응되는 제1 요철(21a)들이 형성되어 있다. 상기 요철(21a)들은 상기 몰드 블록(20)의 하면(21)에 상기 몰드 블록(20)의 길이 방향을 따라 길게 연장되며, 상기 몰드 블록(20)의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되어 형성된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(100)를 형성하는 1차 콘크리트가 경화되기 전, 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110) 상에 몰드 블록(20)을 배치하여, 상기 1차 콘크리트를 가압한다. 상기 요철(21a)들이 형성된 상기 몰드 블록(20)의 하면(21)이 상기 베이스 플레이트(100)를 형성하는 1차 콘크리트 향하도록 배치하여 가압하는 상태로 상기 1차 콘크리트를 경화시키면 상기 요철(21a)들에 의해 상기 제1 요홈(150)들이 형성된다.
전술한 방법에 의해 상기 제1 요홈(150)들이 형성된 상기 베이스 플레이트(100)가 형성되면, 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110) 상에 상기 복수 개의 리브(300)들을 형성한다. 상기 복수 개의 리브(300)들은 상기 베이스 플레이트(100) 상에 복수 개의 리브 몰드들이 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되되, 상기 전단연결부재(500)를 기준으로 이웃하는 상기 리브 몰드들 사이의 이격공간에 2차 콘크리트가 타설되어 형성된다.
이때, 보다 구체적으로 상기 리브 몰드들은 상기 전단연결부재(500)를 기준으로 이웃하는 상기 리브 몰드의 하면 사이의 간격이, 상기 리브 몰드의 상면 사이의 간격보다 더 길도록 상호 대칭되게 배치된다. 그리고 이와 같은 상기 리브 몰드들에 의해 형성되는 상기 리브(300)는 전술한 바와 같이, 상기 제2 하면(미표기)에서 제2 상면(310)으로 갈수록 폭 방향 길이가 짧게 형성된다. 상기 제2 하면(미표기)에서 상기 제2 상면(310)을 향할수록 폭 방향의 길이가 점진적으로 줄어들어 폭 방향과 나란한 상기 리브(300)의 종단면이 사다리꼴 형상으로 형성된다.
또한, 상기 리브(300)를 형성할 때에는 상기 리브(300)의 제2 측면(330, 335)들 각각에 상기 리브(300)에 가해지는 수직, 수평 전단응력에 저항하는 전단응력 저항부(350)가 동시에 형성된다.
도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 리브(300)를 형성하는 상기 리브 몰드(30, 30`)들을 살펴보면, 상기 리브 몰드들은 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향 설정 중앙 영역에 배치되는 제1 리브 몰드(30)들과, 상기 베이스 플레이트(300)의 폭 방향 설정 가장자리 영역에 배치되는 제2 리브 볼드(30`)들을 포함한다.
상기 제1 리브 볼드(30)는 하면(31)과, 상기 하면(31)으로부터 설정 높이 이격되는 상면(32)과, 상기 하면(31)과 상기 상면(32)을 연결하는 측면(33, 34)들을 포함하는 육면체의 형태로 형성된다. 이때, 상기 제1 리브 몰드(30)의 폭 방향 길이는 상기 하면(31)에서 상기 상면(32)을 향할수록 점진적으로 증가하여 상기 제1 리브 몰드(30)의 폭 방향과 나란한 종단면이 역사다리꼴 형상으로 형성되며, 상기 측면(33, 34)들이 경사면으로 형성된다.
한편, 상기 제2 리브 몰드(30`)도 상기 제1 리브 몰드(30)와 마찬가지로 상기 리브 몰드(30`)의 폭 방향과 나란한 종단면이 역사다리꼴 형상이나, 제2 측면(33, 34`)들 중 하나의 측면(33)만 경사면으로 형성된다.
이와 같은 상기 제1 리브 몰드(30)들과 상기 제2 리브 몰드(30`)들이 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110) 상에 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향을 따라 이격되어 배치되는데, 상기 전단연결부재(500)를 기준으로 경사면(33, 34)이 상호 대칭되게 배치된다. 이에 따라, 상기 리브(300)도 폭 방향과 나란한 종단면이 사다리꼴 형상으로 형성된다.
전술한 바와 같이, 상기 리브(300)의 형성 시, 상기 전단응력 저항부(350)가 동시에 형성되도록 상기 제1 리브 몰드(30) 및 상기 제2 리브 몰드(30`)에는 돌기(35)가 형성된다. 보다 구체적으로는 상기 제1 리브 몰드(30)의 경사면(33, 34) 및 상기 제2 리브 몰드(30`)의 경사면(33)에 돌기(35)가 형성된다. 상기 돌기(35)는 상기 상면(32)으로부터 상기 경사면(33, 34)의 경사 방향을 따라 설정 위치까지 형성되되, 상기 경사면(33, 34)으로부터 돌출되어 상기 경사면(33, 34)과 나란한 단면이 다각형 형상으로 형성된다. 본 실시예에서는 상기 단면이 직사각형 형상인 돌기(35)로 형성된다.
이와 같이, 상기 제1 리브 몰드(30)의 경사면(33, 34) 및 상기 제2 리브 몰드(30`)의 경사면(33)에 형성된 상기 돌기(35)에 의해 상기 리브(300)의 형성 시, 상기 리브(300)의 좌측 경사면(330) 및 우측 경사면(335)에 상기 돌기(35)와 대응되는 홈 형태의 전단키(350)로 적용되는 상기 전단응력 저항부(350)가 동시에 형성된다.
도 16은 도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브(1000a)에서 리브(300)를 형성하는 과정이 도시된 것이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000a)의 리브(300)도 제1 리브 몰드(30a) 및 제2 리브 몰드(30a`)에 의해 형성된다. 다만, 상기 리브(300)의 전단응력 저항부(350a)를 형성하기 위한 돌기(35a)가 도 14와 차이가 있다.
본 실시예에서 상기 돌기(35a)는 경사면(33, 34)의 경사방향 중앙 영역에 상기 경사면(33, 34)으로부터 돌출 형성된다. 이때, 상기 경사면(33, 34)과 나란한 단면이 다각형으로 형성되어 상기 경사면(33, 34)의 길이 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 형성된다. 본 실시예에서 상기 돌기(35a)는 상기 제1 리브 몰드(30a) 및 상기 제2 리브 몰드(30a`)의 길이 방향을 따라 길이가 긴 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 그리고 이와 같은 상기 제1 리브 몰드(30a) 및 상기 제2 리브 몰드(30a`)에 의해 상기 리브(300)가 형성되며, 상기 돌기(35a)와 대응되는 홈 형태의 전단키(350`)로 적용되는 상기 전단응력 저항부(350a)도 동시에 형성된다.
도 17은 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물용 피씨 슬래브(1000b)의 리브(300)를 형성하는 과정이 도시된 것이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 구조물용 피씨 슬래브(1000b)의 리브(300)도 제1 리브 몰드(30b) 및 제2 리브 몰드(30b`)에 의해 형성된다.
본 실시예에 따른 상기 제1 리브 몰드(30b) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)에는 상기 리브(300)의 전단응력 저항부(350b)를 형성하기 위해 제2 요철(35b)들이 형성된다. 보다 구체적으로는 상기 제1 리브 몰드(30b)의 경사면(33, 34) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)의 경사면(33)에 상기 제2 요철(35b)들이 형성된다.
상기 제2 요철(35b)들은 상기 제1 리브 몰드(30b)의 경사면(33, 34) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)의 경사면(33) 각각에 상기 제1 리브 몰드(30b) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)의 길이 방향을 따라 길게 연장되어 상기 제1 리브 몰드(30b)의 경사면(33, 34) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)의 경사면(33) 각각으로부터 돌출 형성된다. 상기 제2 요철(35b)들은 상기 제1 리브 몰드(30b)의 경사면(33, 34) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)의 경사면(33) 각각의 경사 방향을 따라 설정 간격 이격되어 복수 개 형성된다.
이와 같이 상기 제2 요철(35b)들이 형성된 상기 제1 리브 몰드(30b) 및 상기 제2 리브 몰드(30b`)들에 의해 상기 리브(300)들이 형성되며, 상기 제2 요철(35b)들과 대응되는 복수 개의 제2 요홈(350b)들로 적용되는 상기 전단응력 저항부(350b)가 동시에 형성된다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 리브(300)를 형성하는 상기 리브 몰드(30c)들의 또 다른 실시예와, 상기 리브 몰드(30c)들을 이용하여 상기 리브(300)가 형성되는 과정이 도시된 것이다. 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 상기 리브 몰드(30c)는 어느 한 측면(33c)만 경사면으로 형성되고, 상기 경사면(33c)에 상기 전단응력 저항부(350)를 형성할 수 있는 돌기(35c)가 형성된다. 이와 같은 상기 리브 몰드(30c)들이 상기 베이스 플레이트(100)에 배치될 때, 상기 전단연결부재(350)를 기준으로 상기 경사면(33c)이 상호 대칭되게 배치된다.
한편, 본 실시예에는 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(100)의 폭 방향 설정 중앙 영역 즉, 상기 전단연결부재(500)들 사이에 배치되는 상기 리브 몰드(30c)들 사이도 이격된다. 이에 따라 본 실시예에서는 상기 리브 몰드(30c)들을 이용하여 상기 리브(300)를 형성하면서 이웃하는 상기 리브(300) 사이, 즉, 상기 베이스 플레이트(100) 상면에 제1 요홈(150)들을 형성한다.
본 실시예에서 상기 제1 요홈(150)들을 형성하기 위해서는, 전술한 바와 같이 상기 1차 콘크리트가 경화되기 전 상기 베이스 플레이트(100) 상에 상기 리브 몰드(30c)들을 배치하고, 이웃하는 상기 전단연결부재(500)들 사이에 배치된 이웃하는 상기 리브 몰드(30c)들 사이에서 긁개부재(1)를 이용하여 상기 베이스 플레이트(100)의 상면(110)을 긁어낸다. 상기 긁개부재(1)는 설정 간격 이격되는 복수 개의 갈고리(1a)들을 구비하고 있다. 이러한 상기 긁개부재(1)를 상기 베이스 플레이트(100)의 길이 방향을 따라 이동시키면서 상기 베이스 플레이트(100)의 상면(110)을 긁어내면, 상기 베이스 플레이트(100)의 제1 상면(110)에서 하면(미표기)을 향한 방향으로 오목한 상기 복수 개의 제1 요홈(150)들이 형성된다.
전술한 바와 같은 제조과정을 거쳐 제조되는 구조물용 피씨 슬래브는 측면이 경사면으로 형성되는 역사다리꼴 형상의 리브 몰드들을 이용하여 사다리꼴 형상의 리브들을 형성하기 때문에 콘크리트가 경화되어 형성된 리브들 사이에서 리브 몰드를 분리하기가 용이한 장점이 있다.
만약, 상기 리브가 종단면이 직사각형인 형상으로 형성된다면, 리브 몰드를 리브에서 분리시키기가 쉽지 않다. 특히, 전단응력 저항부를 리브와 동시에 형성할 때, 전단응력 저항부를 형성하기 위한 제2 요철 또는 돌기들에 의해 걸림되기 때문에 리브 몰드를 분리시키기가 더욱 어려워지는 원인이 된다. 이는 곧 상기 리브 몰드가 구조물용 피씨 슬래브로부터 분리되는 과정에서 리브 몰드와 리브 사이의 충돌로 인한 충격에 의해 구조물용 피씨 슬래브의 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
그러나 본원 발명에서는 사다리꼴 및 역사다리꼴 형상에 의해 큰 힘을 가하거나 충격을 가하지 않더라도 리브 몰드를 분리시킬 수 있어 리브 몰드를 분리시키는 과정에서 리브의 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라 구조물용 피씨 슬래브의 품질이 향상되는 장점을 갖는다.
또한, 리브와 전단응력 저항부를 콘크리트의 타설만으로 동시에 형성할 수 있어, 리브의 강성을 저하시키지 않고 고품질의 구조물용 피씨 슬래브를 제작할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1000, 1000` 1000a, 1000b: 구조물용 피씨 슬래브
100: 베이스 플레이트 150: 제1 요홈
300: 리브 350, 350a, 350b: 전단응력 저항부
500: 전단연결부재 1: 긁개부재
10: 베이스 몰드 20: 몰드 블록
21a: 제1 요철
30, 30a, 30b: 제1 리브 몰드 30`, 30a`, 30b`: 제2 리브 몰드
35; 제2 요철 35a, 35b: 돌기

Claims (2)

  1. 베이스 플레이트; 및
    현장에서 타설되는 토핑 콘크리트와의 결합력이 향상되도록 상기 베이스 플레이트의 상면으로부터 돌출 형성되되, 상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되는 복수 개의 리브들을 포함하며,
    상기 리브는,
    상기 베이스 플레이트의 상면 상에 형성되는 하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 상면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면 및 측면들을 포함하고,
    상기 하면에서 상기 상면으로 향할수록 폭 방향의 길이가 짧게 형성되는 구조물용 피씨 슬래브.
  2. 베이스 플레이트를 제작하기 위한 베이스 몰드를 설치하는 단계;
    상기 베이스 몰드의 내부에 상기 베이스 몰드의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되도록 전단연결부재를 설치하는 단계;
    상기 전단연결부재의 일부가 매립되도록 1차 콘크리트를 타설하여 상기 베이스 플레이트를 형성하는 단계;
    상기 베이스 플레이트의 상면 상에 복수 개의 리브 몰드들이 상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 설정 간격 이격되되, 상기 전단연결부재를 기준으로 이웃하는 상기 리브 몰드의 하면 사이의 이격 간격이 상기 리브 몰드의 상면 사이의 이격 간격보다 더 길도록 상호 대칭되게 배치되면 상기 전단연결부재의 일부가 매립되도록 이웃하는 상기 리브 몰드 사이에 2차 콘크리트를 타설하여 상기 베이스 플레이트와 일체인 복수 개의 리브들을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 복수 개의 리브들을 형성하는 단계에서 형성된 각각의 상기 리브는,
    상기 베이스 플레이트의 상면 상에 형성되는 하면과, 상기 하면으로부터 상측 방향으로 설정 높이 이격되는 하면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 전면, 후면 및 측면들을 포함하고, 상기 하면에서 상기 상면으로 갈수록 폭 방향의 길이가 짧게 형성되는 구조물용 피씨 슬래브의 제조방법.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101994089B1 (ko) * 2018-06-18 2019-09-30 (주)지승컨설턴트 인발전단메쉬부재가 구성되며 넓은 폭을 갖는 현장 타설용 하프 pc 슬래브 및 이의 제작방법
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