KR102570377B1 - 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트러스거더가 부착된 거푸집 패널끼리 접합해서 기둥의 크기에 따라 제작하고 내부 철근을 삽입 고정시킨 후 공사현장으로 운반 설치함으로써 현장에서의 작업을 최소화 하여 공사기간을 단축시킬 수 있는 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 데크패널과, 이 데크패널의 길이방향으로 고정 설치되는 트러스거더와, 이 트러스거더가 장착된 데크패널의 가장자리 플랜지에 웨지핀을 결속하는 것에 의해 전후 및 좌우으로 조립되어 이루어지는 형틀과, 이 형틀 내부에 배설되는 철근 조립체와, 상기 형틀의 서로 맞닿는 부분이 직각으로 유지되도록 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 바깥 테두리에 설치되는 컬럼밴드를 포함하여 구성된다.

Description

트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법 {construction method and structure for TG beam form}

본 발명은 콘크리트 구조로 설치되는 기둥 형틀의 제작에 사용되는 거푸집에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트러스거더가 부착된 거푸집 패널끼리 접합해서 기둥의 크기에 따라 제작하고 내부 철근을 삽입 고정시킨 후 공사현장으로 운반 설치함으로써 현장에서의 작업을 최소화 하여 공사기간을 단축시킬 수 있는 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법에 관한 것이다.

건축 구조물의 축조시에는 거푸집을 가설한 상태에서 철근을 배근하고 콘크리트를 타설한 후 어느 정도 양생될 때까지 짧은 기간 동안 유동성을 갖는 콘크리트를 소정 형태 및 치수로 형성하게 되며, 콘크리트의 양생이 진행된 이후에 거푸집을 해체하는 것이 일반적이다.

대부분의 거푸집은 콘크리트에 접하는 막음널과 이를 지지하는 버팀보, 띠장, 긴결재 등으로 구성되어 자재가 과다하게 소요될 뿐만 아니라, 거푸집의 조립 및 해체에 상당한 시간을 요하게 되며, 거푸집의 자중이 상당하기 때문에 조립이나 해체시에 위험을 수반하게 됨은 물론 철제 거푸집의 경우 크레인 등의 장비를 활용해야 하기 때문에 초기 비용이 상당히 높아진다.

또, 거푸집의 시공에 소요되는 자재 및 시공량의 증가는 공사비 및 공사 기간 증가의 주원인으로 작용하고 있으며, 거푸집의 설치 작업과 해체 작업은 전체 콘크리트 공사의 공사비와 공사 기간의 큰 부분을 차지하는 번거로운 공정이다.

아울러 거푸집은 일시에 부어넣는 콘크리트의 양이 많기 때문에 거푸집에 매우 큰 압력이 작용하기 때문에 콘크리트 측압으로 인한 거푸집의 변형 때로는 붕괴에 따른 안전사고를 일으키는 일도 발생하게 된다.

특히 기둥(Column)은 보나 슬래브에 상호 연결되어 상부의 하중을 지지할 뿐만 아니라 상부에서 발생하는 하중을 지면으로 전달하는 역할을 하게 되므로 구조물의 안전성에 있어서 매우 중요한 부분이라고 할 수 있다.

이와 관련된 기술 중 하나로서, 예를 들어 공개특허 제1998-0028581호 공보에 개시되어 있는 기술은 성형강판의 내측에 별도의 매립보강대를 구성하여야 하기 때문에, 공장 제작이 어려울 뿐만 아니라 띠철근과 수직으로 형성되는 주근의 고정이 용이하지 않고, 횡보강을 위해서 성형강판의 외측으로 별도의 부재를 외부에 덧대어 성형강판을 고정해야 하므로 성형강판 간의 고정이 어려울 뿐만 아니라 성형강판의 내부에 콘크리트 타설하고 양생 후에 부재를 제거해야만 한다.

또한, 상기 배경기술은 내부에 별도의 보강부재가 구성되지 않아 대형 기둥의 형성시에는 외부 거푸집으로 사용되는 성형강판의 벌어짐이나 파손 등이 발생할 수 있게 된다.

또한, 등록특허 제1490748호 공보에는 기둥 모서리 외측면에서 일정 간격으로 이격된 위치에 배치되는 복수의 주ㄱ형강재와, 이들 주ㄱ형강재의 외측에 상,하로 일정 간격으로 배치되는 Z바인 복수의 수평지지부재와, 이들 수평지지부재의 외측에서 측면을 폐쇄하도록 결합되는 골데크거푸집으로 이루어진 예에 대하여 기재되어 있으나, 분할 구성된 형강재를 일일이 이격 배치한 상태에서 수평지지부재 및 골데크거푸집 등을 볼트나 리벳 또는 용접에 의존하여 고정시켜야만 하는 번거로운 작업과정은 거쳐야 함은 물론 많은 인력을 필요로 하기 때문에 비용이 증가하고, 콘크리트 타설시에 발생하는 측압에 의해 안정적으로 기둥을 시공할 수 없다는 문제를 내포하고 있다.

등록특허 제0860831호(2008.09.23 등록)- 기둥거푸집용 고정구조물. 등록특허 제1490748호(2015.02.02 등록)- 골데크거푸집 일체형 선조립 기둥. 등록특허 제1556285호(2015.09.22 등록)- 길이 조절이 가능한 기둥 콘크리트 타설용 거푸집 보강장치. 등록특허 제1702958호(2017.01.31 등록)- 기둥용 거푸집 장치. 등록특허 제2098688호(2020.04.02 등록)- 에스알씨 기둥용 거푸집 지지장치.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 트러스거더가 보강된 기둥 거푸집을 이용하여 콘크리트 타설시에 거푸집 내부에서 발생하는 압력을 저지함으로써 종래의 거푸집 외측에 보강되는 멍에나 장선이 생략됨은 물론 동바리 설치를 최소화 할 수 있어 거푸집 설치 비용을 대폭 절감할 수 있는 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 경량으로 제작된 입체 트러스거더를 이용한 가설재를 모듈화하여 합성 조립함으로써 생산공정을 공장화 한 후 공사현장에서 간편하게 시공할 수 있도록 함에 따라 자재 소모 및 인건비를 줄일 수 있는 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 있어서의 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재는, 데크패널과, 이 데크패널의 길이방향으로 고정 설치되는 트러스거더와, 이 트러스거더가 장착된 데크패널의 가장자리 플랜지에 웨지핀을 결속하는 것에 의해 전후 및 좌우으로 조립되어 이루어지는 형틀과, 이 형틀 내부에 배설되는 철근 조립체와, 상기 형틀의 서로 맞닿는 부분이 직각으로 유지되도록 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 바깥 테두리에 설치되는 컬럼밴드를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 형틀을 구성하는 데크패널의 각 연결부위 내면에 면귀가 장착됨과 동시에 바깥쪽 플랜지 사이에는 코너앵글이 각각 장착되어 있다.

또, 상기 철근 조립체는 데크패널 내에 길이방향을 따라 다수열로 배설되는 철근과, 이 철근에 대해 간격을 두고 직각방향으로 장착되는 스트럽과, 상기 각각의 철근과 스트럽 사이에 끼워져 간격을 유지하기 위한 도넛형 스페이서로 구성되어 있다.

또, 상기 컬럼밴드는 형틀의 사방 둘레면에 장착되는 수평바를 구비하며, 이들 각각의 수평바는 일측 선단부에 일정 간격으로 형성된 통공 및 타측 선단부에 고정볼트와 간격조정볼트가 장착된 ㄷ자형 브라켓에 의해 상호 체결되도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서의 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재의 시공방법에 있어서는, 플랜지가 형성된 데크패널을 판개하는 단계와, 이 데크패널에 대하여 길이방향으로 트러스거더를 장착하는 단계와, 상기 트러스거더가 합성된 데크패널의 플랜지 및 코너앵글을 맞닿게 배치한 후 웨지핀을 체결하여 직각으로 고정시키되 전후 및 좌우를 결속하여 형틀을 구성하는 단계와, 이 형틀을 구성하는 데크패널의 내측 모서리부분에 면귀를 고정 설치함과 동시에 바깥쪽 플랜지 사이에 코너앵글을 장착하는 단계와, 상기 형틀 내에 철근 조립체를 인입하여 고정시키는 단계와, 상기 형틀의 서로 맞닿는 부분이 직각으로 유지되도록 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 바깥 테두리에 컬럼밴드를 설치하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 컬럼밴드를 설치하는 단계에서는 수평바의 일측 선단부에 장착된 고정볼트 및 간격조정볼트를 이용하여 수평방향으로의 위치조절이 가능하도록 하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명은 트러스거더가 합성된 데크패널끼리 접합해서 보의 크기에 따라 제작하고 내부 철근을 삽입 고정시킨 후 공사 현장으로 운반 설치함으로써 현장에서의 작업을 최소화 하여 공사기간을 크게 단축시킬 수 있다.

또한, 트러스거더가 합성된 데크패널은 체적에 비해 무게가 가벼워 취급이 간편하고, 형틀의 외측에 컬럼밴드가 일정 간격으로 설치됨으로써 콘크리트 타설시 거푸집 내부에서 발생하는 압력을 효율적으로 저지할 수 있어 구조적 안정성을 확보할 있는 것이다.

또, 기둥 거푸집의 설치시 공사 현장에서 유로폼이나 철재폼 등을 건축물의 구조 시방에 따라 다양하게 요구되는 거푸집 제작 치수로 인해 자재나 노무비가 증가하는 단점을 해소할 수 있으며, 슬래브 콘크리트의 타설시에 발생하는 하중을 보다 효과적으로 저지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 기둥 거푸집 구조재에 적용되는 데크패널을 나타낸 사시도,
도 2는 데크패널에 트러스거더가 합성된 상태의 사시도,
도 3은 데크패널이 서로 결속된 상태의 사시도,
도 4는 도 3의 데크패널을 세운 상태로 도시한 정면 구성도,
도 5는 도 4의 측면 구성도,
도 6은 트러스거더의 일부분 사시도,
도 7은 데크패널이 조립되는 상태를 나타낸 사시도,
도 8a, 도 8b는 철근 조립체가 장착되는 상태의 사시도 및 정면도,
도 9a, 도 9b는 철근 조립체의 전체 사시도 및 정면도,
도 10a, 도 10b는 기둥 거푸집이 합성된 상태의 사시도 및 정면도,
도 11은 기둥 거푸집을 평면에서 본 확대도,
도 12a, 도 12b는 기둥 거푸집이 설치된 상태의 사시도 및 정면도,
도 13은 기둥 거푸집의 시공과정을 나열한 블럭도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세하게 설명하지만, 이들이 갖는 특정 구조 및 기능은 하나의 구성예를 나타낸 것이므로 본 명세서에 기재된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

첨부된 도 1 내지 도 13은 본 발명에 따른 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에서와 같이, 본 발명은 데크패널(30)과, 이 데크패널(30)에 장착되는 트러스거더(40)와, 각 데크패널(40)의 결속에 의해 일체형으로 제작되는 형틀(50)과, 이 형틀(50)의 내부에 배설되는 철근 조립체(60)와, 상기 형틀(50)의 바깥 테두리에 길이방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 컬럼밴드(70)를 포함하여 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 데크패널(30)은 고강도 플라스틱이나 금속 소재를 소정 규격으로 모듈화하여 다양하게 제작할 수 있다. 즉 상기 데크패널(30)의 양측 길이방향 또는 수평방향을 따라 ㄱ자형으로 플랜지(31)가 절곡되어 일체로 형성된다.

이에 따라, 시공하고자 하는 거푸집의 사양에 맞춰 여러 장의 데크패널(30)들을 조합하여 일체형으로 제작한 후 이들 플랜지(31)에 일정 간격으로 형성된 장공(32)들을 통해 웨지핀(33)을 체결하거나 혹은 용접 등에 의해 서로 이웃하는 데크패널(30)들을 상호 결속시킬 수 있다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 데크패널(30)에는 트러스거더(40)가 1열 또는 2열로 배치되어 고정 설치된다. 이 트러스거더(40)는 래티스 철선(41) 및 이 래티스 철선(41)에 간격을 두고 각각 고정 설치되는 상현재(42) 및 하현재(43a,43b)로 이루어진다.

즉, 웨이브 형태로 절곡된 래티스 철선(41)의 상측 수평부에 간격을 두고 상현재(42)가 용접에 의해 일체형으로 구성됨과 동시에 상기 래티스 철선(41)의 하측 선단부 양측에 하현재(43a,43b)가 고정 설치되어 사다리꼴 형상의 트러스거더(40)를 구성하게 된다.

상기 트러스거더(40)는 현장 조건과 콘크리트 타설시의 트러스에 가해지는 하중의 크기에 따라 상현재(42) 및 하현재(43a,43b)의 직경과 래티스 철선(41)의 직경이 설정되는 것임은 물론 용접 피치와 트러스거더(40)의 높이가 정해질 수 있다.

또한, 상기 트러스거더(40)의 하현재(43a,43b)는 데크패널(30)의 내면부에 소정 간격으로 걸림편(44)을 개재하여 볼트(45)로 체결하는 것에 의해 고정 설치할 수 있다.

도 7 내지 도 11에서와 같이, 트러스거더(40)가 장착된 데크패널(30)은 가장자리 플랜지(31)에 코너앵글(52)을 개재하여 웨지핀(33)을 결속함으로써 상부면이 개방됨과 동시에 전후 및 좌우 양측으로 조립되어 하나의 형틀(50)을 구성하게 되며, 데크패널(30)의 내측 모서리부분에는 삼각형상의 면귀(51)를 장착하여 향후 형틀(50)의 분해시에 코너부분이 손상되는 것을 억제할 수 있다.

상기 형틀(50)의 내부에는 철근 조립체(60)가 배설된다. 이 철근 조립체(60)는 길이방향을 따라 다수열로 배설되는 철근(61)과, 이들 철근에 대해 간격을 두고 직각방향으로 장착되는 스트럽(62)과, 상기 각각의 철근(61)과 스트럽(62) 사이에 끼워져 간격을 유지하기 위한 다수의 도넛형 스페이서(63)로 구성되어 있다.

상기 철근 조립체(60)는 4장의 데크패널(30)을 모두 조립하기 이전에 적절히 배치할 수 있다. 즉 상기 데크패널(30)에 대한 배근 사양에 따라 다수의 철근(61)이 수직으로 세워짐과 동시에 이들 각각의 철근(61)을 스트럽(62)에 의해 고정시킬 수 있다.

또한, 철근 피복 간격재인 도넛형 스페이서(63)를 스트럽(62)에 끼워 설치한 후 데크패널(30)을 철근(61)의 외측에 밀착시켜 세운 다음 다른쪽 데크패널(30)과 마주하는 모서리 부분을 90°가 되도록 정착시키고, 이웃 코너앵글(52)에 웨지핀(33)을 체결하여 고정시킬 수 있는 것이다.

또, 상기 데크패널(30)이 조립된 상태에서 그 외주 둘레에는 측압을 저지하기 위한 컬럼밴드(70)가 장착된다. 즉 데크패널(30)의 서로 맞닿는 부분이 직각으로 유지되도록 하여 형틀(50)을 구성하게 되며, 이 형틀(50)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 바깥 테두리에 측압 저지용의 컬럼밴드(70)를 설치할 수 있다.

이 컬럼밴드(70)는 데크패널(30)의 사방 둘레면에 장착되는 수평바(71)를 포함하여 각각의 모서리부분을 결속시키기 위한 체결수단을 구비한다. 즉 상기 수평바(71)의 일측에는 일정 간격으로 통공(72a)이 형성되어 있는 동시에 타측에 ㄷ자형 브라켓(72b)이 형성됨에 따라 고정볼트(73)에 의해 상호 견고하게 체결할 수 있는 것이며, 간격조정볼트(74)를 이용하여 유격을 적절히 조절할 있도록 구성되어 있다.

도 12a 및 도 12b는 앞서 설명한 기둥 거푸집이 보 거푸집의 하부에 연계하여 설치된 상태를 도시한 도면으로서, 기둥 거푸집의 상단부에 수평보 또는 슬래브 등을 구축하기 위한 보 거푸집(80A)이나 슬래브 거푸집(80B)을 연계하여 설치할 수 있는 것이다.

다음에, 도 13을 참조하여 상기 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재를 시공하는 과정에 대해 설명한다.

우선, 데크패널(30)을 판개한 상태에서(S1), 각각의 데크패널(30)에 트러스거더(40)를 길이방향으로 1열 또는 2열로 탑재한 후 소정 간격으로 걸림편(44)을 배치하고 볼트(45)를 이용하여 짜맞추어 조립함으로써 일체형으로 합성한다(S2).

이어서, 구축해야 할 보 거푸집의 설계사양에 따라 데크패널(30)의 플랜지(31)에 형성된 장공(32)으로 웨지핀(33)을 체결함으로써 형틀을 제작할 수 있는 것이며(S3), 각 데크패널(30)이 접속되는 내면 모서리에 면귀(51)를 설치함과 동시에 외측 연결부분의 플랜지(31)에 코너앵글(52)을 장착한다(S4).

또한, 상기 데크패널(30)의 어느 일측면이 조립되기 이전에 철근 조립체(60)를 삽입하여 배열한 다음 4장의 데크패널(30)을 일체형으로 마감 처리한다(S5).

다음, 상기 형틀(50)의 외측으로 컬럼밴드(70)를 장착하게 된다(S6). 이 때 기둥 거푸집에 대한 콘크리트 타설시 기둥 내부에서 발생하는 압력을 저지하기 위한 컬럼밴드(70)의 설치간격은 구조계산에 의해 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

이 컬럼밴드(70)의 경우에는 데크패널(30)의 사방 둘레면에 긴밀하게 설치되는 수평바(71) 및 각각의 모서리부분을 결속시키기 위한 체결수단, 즉 수평바(71)에 형성된 통공(72a) 및 ㄷ자형 브라켓(72b)으로 이루어짐에 따라 고정볼트(73)에 의해 상호 견고하게 체결할 수 있는 것이며, 유격 발생시 간격조정볼트(74)에 의해 미세 조절하는 것도 가능하다(S7).

그 후, 기둥 거푸집을 현장으로 운반하여 설치한 후 형틀(50)의 내부로 콘크리트를 부어 양생시킴으로써 기둥을 시공할 수 있는 것이며, 보 거푸집(80A)을 이용한 수평보나 슬래브 거푸집(80B)에 의한 후속 작업을 행할 수 있는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른에 따른 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재 및 그 시공방법에 의하면, 트러스거더가 합성된 데크패널끼리 접합해서 보의 크기에 따라 제작하고 내부 철근을 삽입 고정시킨 후 공사 현장으로 운반 설치함으로써 현장에서의 작업을 최소화 하여 공사기간을 크게 단축시킬 수 있다.

또한, 트러스거더가 합성된 데크패널은 체적에 비해 무게가 가벼워 취급이 간편하고, 형틀의 외측에 컬럼밴드가 일정 간격으로 설치됨으로써 콘크리트 타설시 거푸집 내부에서 발생하는 압력을 효율적으로 저지할 수 있어 구조적 안정성을 확보할 있는 것이다.

또, 기둥 거푸집의 설치시 공사 현장에서 유로폼이나 철재폼 등을 건축물의 구조 시방에 따라 다양하게 요구되는 거푸집 제작 치수로 인해 자재나 노무비가 증가하는 단점을 해소할 수 있으며, 슬래브 콘크리트의 타설시에 발생하는 하중을 보다 효과적으로 저지할 수 있게 된다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

30: 데크패널 31: 플랜지
32: 장공 33: 웨지핀
40: 트러스거더 41: 래티스 철선
42: 상현재 43a,43b: 하현재
44: 걸림편 45: 볼트
50: 형틀 51: 면귀
52: 코너앵글 60: 철근 조립체
61: 철근 62: 스트럽
63: 도넛형 스페이서 70: 컬럼밴드
71: 수평바 72a: 통공
72b: ㄷ자형 브라켓 73: 고정볼트
74: 간격조정볼트

Claims (6)

1. 데크패널(30)과,
   이 데크패널의 길이방향으로 고정 설치되는 트러스거더(40)와,
   이 트러스거더가 장착된 데크패널의 가장자리 플랜지에 웨지핀을 결속하여 이루어지는 형틀(50)과,
   이 형틀 내부에 배설되는 철근 조립체(60)와,
   상기 형틀의 서로 맞닿는 부분이 직각으로 유지되도록 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 바깥 테두리에 설치되는 컬럼밴드(70)를 포함하고,
   상기 형틀(50)을 구성하는 데크패널(30)의 각 연결부위 내면에 면귀(51)가 장착됨과 동시에 바깥쪽 플랜지 사이에는 코너앵글(52)이 각각 장착되며,
   상기 철근 조립체(60)는 데크패널(30) 내에 길이방향을 따라 다수열로 배설되는 철근(61)과, 이 철근에 대해 간격을 두고 직각방향으로 장착되는 스트럽(62)과, 상기 각각의 철근과 스트럽 사이에 끼워져 간격을 유지하기 위한 도넛형 스페이서(63)로 구성되고,
   상기 컬럼밴드(70)는 형틀의 사방 둘레면에 장착되는 수평바(71)를 구비하며, 이들 각각의 수평바는 일측 선단부에 일정 간격으로 형성된 통공(72a) 및 타측 선단부에 고정볼트(73)와 간격조정볼트(74)가 장착된 ㄷ자형 브라켓(72b)에 의해 상호 체결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 트러스거더가 합성된 기둥 거푸집 구조재.
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