KR-102961840-B1 - DOUBLE WALL STRUCTURE WITH NON-TYPICAL TRUSS REINFORCEMENT

Abstract

양측 프리캐스트 벽체 내부의 주철근을 감싸는 스트럽과, 시공 후 탈거 가능한 트러스 구조의 비정형 트러스철근이 조립되어 양 벽체 내부에 벽체 콘크리트를 타설하여 일체로 거동하도록 하는 비정형 트러스철근을 구비한 더블월에 대한 것으로서, 주철근 하단이 외부금구에 의해 지지됨으로써, 더블월이 기초판과 구조적으로 안정적으로 결속되고, 하중 전달 성능 및 좌굴 저항성이 확보되어 구조체의 안전성과 시공 정밀도를 동시에 향상시키게 된다.

Inventors

• 이형훈
• 이상협

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250804

Claims (3)

1. 양 벽체(A1, A2)를 서로 연결하도록 설치되는 비정형 트러스철근(200); 및 양 벽체의 내부에 배근되는 주철근(A3)을 감싸는 형태로 구속하는 스트럽(100)을 포함하며, 상기 비정형 트러스철근(200)은 분할된 트러스철근인 주철근(A3)과 스트럽(100)에 양 벽체(A1, A2)를 직선 파형 형태로 직접 끼워지고, 단부의 고리 형상에 의해 스트럽과 간단히 걸림 연결되는 방식으로 배근되도록 형성되며, 기초판에 미리 설치된 지지레일을 포함하는 연결수단에 인출된 주철근(A3)에 설치된 외부금구(300)가 안착되도록 하되, 상기 외부금구(300)는 U형 앵글, L 형 앵글 또는 판재형을 포함하는 베이스 앵글(310)을 이용하고, 주철근(A3)이 관통하거나 접하도록 형성된 양 베이스 앵글들 사이에 설치되어 서로를 연결하는 보강재(320)를 포함하도록 하는 비정형 트러스철근을 구비한 더블월.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 비정형 트러스철근(200)이 구비된 더블월(A)을 수직으로 세워 기둥부재로 이용하기 위하여 양 벽체(A1, A2)이외의 개방된 양 측면을 별도의 측벽(A6)을 추가 설치하도록 하여 폐합되도록 하거나 폐합되지 않은 단면형태로 형성시키고, 기둥부재 상부에 종방향 거더 또는 보 구조물을 안정적으로 지지할 수 있도록, 상부 받침구(A7)를 추가 장착하는 비정형 트러스철근을 구비한 더블월.

Description

비정형 트러스철근을 구비한 더블월{DOUBLE WALL STRUCTURE WITH NON-TYPICAL TRUSS REINFORCEMENT} 본 발명은 비정형 트러스철근을 구비한 더블월에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 양 벽체의 주철근을 스트럽으로 상호 연결하고, 트러스철근 형성을 위한 용접이나 일체형 제작 없이도 주철근과 스트럽을 비정형 트러스철근으로 서로 구속할 수 있도록 하고, 양 벽체 사이에 벽체 콘크리트를 내부에 타설함으로써 일체화시킨 비정형 트러스철근을 구비한 더블월에 관한 것이다. 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)는 종래 프리캐스트 이중 벽체인 더블월 예시도이다. 먼저 도 1의 (a)에 의하면 기초판(1)에 더블월(3)을 인양하여 수직으로 기초판(1) 상면에 서로 접하도록 설치하고 있음을 알 수 있다. 이때 상기 더블월(3)은 내측벽체(3a)와 외측벽체(3b) 사이에 내측벽체(3a)와 외측벽체(3b)를 서로 연결하는 연결철근(3c)이 내측벽체(3a)와 외측벽체(3b) 사이에 형성되도록 제작된 것임을 알 수 있다. 이러한 더블월(3)은 통상 내측벽체(3a)를 공장에서 제작대에 수평으로 세팅하고, 수평으로 세팅된 내측벽체(3a)에 연결철근(3c)을 배근하고, 배근된 연결철근(3c) 상단과 외측벽체(3b)용 콘크리트를 타설 및 양생시켜, 연결철근(3c)이 내측벽체(3a)와 외측벽체(3b)를 서로 연결되도록 하고, 수평으로 제작된 프리캐스트 이중 중공벽체를 수직으로 기립시킨 후, 현장에 반입하여 현장의 기초판(1)에 측면이 서로 접하도록 연결 설치하는 방식을 이용하게 된다. 이에 도 1의 (b)에 의하면, 기초판(1)에 측면이 서로 접하도록 설치된 더블월(3)의 내부중공부에 벽체 및 슬래브 콘크리트를 타설 및 양생시켜, 더블월(3)은 내측벽체(3a)와 외측벽체(3b)가 일체화 시공하고 있음을 알 수 있다. 이로서 더블월(3)를 풀-프리캐스트 방식(솔리드 벽체 방식)으로 제작, 운반 및 시공하는 것과 대비하여 제작방식과 설비는 다소 복잡해질 수 있지만, 중량이 상대적으로 풀-프리캐스트 방식(솔리드 벽체 방식) 보다는 크지 않고, 기계화 시공이 가능하기 때문에 신속한 구조물 벽체 연속 시공에 유리한 장점이 있게 된다. 도 1의 (c)는 종래 더블월의 다른 예시도이다. 즉, 도 1의 (c)에 따르면 제1 프리캐스트 패널(10A)과 제2 프리캐스트 패널(10B)을 기초판(1) 위로 인양하여 서로 마주보도록 기립하여 설치하는 과정을 확인할 수 있다. 제1 프리캐스트 패널(10A)의 내측면에는 ㄱ자 형태의 스터럽 철근(13A)이 매립되어 있으며 그 끝단 삽입 단부(33A)가 돌출되어 있고, 제2 프리캐스트 패널(10B)의 태측면에는 상하 방향으로 연장된 도브테일 형상의 채널(14B)이 형성되어 두 패널이 현장에서 상,하 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있도록 제작되어 있다. 즉, 제1 프리캐스트 패널(10A)과 제2 프리캐스트 패널(10B)의 삽입 단부(33A, 33B)를 채널(14B)에 끼워 결합한 다음 채널 내부와 패널 틈새를 그라우트로 충전해 일체화 시키는 연결구조를 형성시키고 있음을 알 수 있다. 하지만, 이러한 연결구조는 주응력철근(12A, 12B)을 전단면 전체에서 폐합 형태로 구속할 스터럽이 존재하지 않는다는 근본적 한계를 지닌다. 즉, 패널 가장자리에 배치된 ㄱ자 스터럽 철근(13A, 13B)이 주철근을 부분적으로만 감싸고 있어, 지진이나 충격으로 피복 콘크리트가 탈락하면 주철근이 좌굴되거나 콘크리트 모재에서 이탈해 급격한 파괴가 발생할 위험이 크다. 또한, 이러한 연결 방식은 현행 내진·구조 시방에서 요구하는 일정 간격의 폐합 스터럽을 충족하지 못할 가능성이 높아 장기적인 안전성 확보에도 취약하다. 결국 도 1의 (c)는 종래 더블월은 제작·시공 편의성만을 고려하여 삼각트러스와 채널 결합으로 형성되었을 뿐, 사용 중 발생할 수 있는 피복 탈락 상황에서 주철근을 효과적으로 구속할 구조적 장치가 부족하여 이로 인해 내진 성능과 신뢰성이 제한되고, 동시에 과다 철근 사용으로 경제성마저 저하되는 문제가 있었다. 도 1의 (d)는 종래 기술에 따른 더블월 구조의 또 다른 예시를 나타낸 도면이다. 상기 더블월은 제1 프리캐스트 패널(10)과 제2 프리캐스트 패널(20)은 기초판 위로 인양되어 서로 마주보도록 기립 설치된다. 이때, 각 패널의 측면에는 일정 간격으로 외측 연결후프근(30)이 돌출 배치되고, 일부 구간에는 내측 연결후프근(40)과 H형 보강부재(60)가 매립되어 있어, 현장에서 두 패널이 수평 방향으로 슬라이딩 접합될 수 있도록 형성된다. 이러한 구성에 따라, 상대 패널의 대응 위치에 외측 및 내측 연결후프근(30,40)을 끼워 맞춘 후, 패널 간 간격을 유지한 상태에서 내부 공간에 콘크리트 또는 그라우트를 충전 및 양생함으로써 일체화된 벽체를 형성하게 된다. 관련하여 종래 더블월은 주철근 하단을 구조적으로 정밀하게 고정할 수 있는 정착장치나, 벽체 간 구조적 일체화를 형성할 수 있는 측면연결구 없이, 통상 단순한 철근 루프 및 보강재만으로 연결을 구성함으로써, 패널 간 이격이나 부등거동이 발생할 수 있고, 구조체 전체의 일체적인 거동을 확보하기 어렵다. 이에 따라 지진이나 외부 충격 등에 의해 벽체 간 상대변위가 발생할 경우 구조적 안정성이 저하되고, 보강재의 추가 사용이 요구되어 시공성 및 경제성 모두에 불리한 문제가 있었다. 또한, 별도의 트러스철근 형성을 위한 용접이나 일체형 제작 없이도 조립이 가능하고, 중공부 내 철근 간섭을 최소화하면서 콘크리트 타설 및 시공 동선 확보가 용이한 대체 구조의 필요성이 있었다. 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)는 종래 프리캐스트 이중 벽체인 더블월 예시도, 도 1의 (c)는 종래 더블월의 다른 예시도, 도 1의 (d)는 종래 더블월의 또 다른 예시도, 도 2는 본 발명의 비정형 트러스철근을 구비한 더블월의 예시도, 도 3은 본 발명의 스트럽과 비정형 트러스철근의 예시도, 도 4는 본 발명의 외부금구 및 설치 예시도, 도 5 및 도 6은 본 발명의 비정형 트러스철근을 구비한 더블월의 변형예시도이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도 2는 본 발명의 비정형 트러스철근(200)을 구비한 더블월(A)의 예시도이다. 상기 비정형 트러스철근(200)을 구비한 더블월(A, 단순하게 더블월(A)라고 할수 있다.)은 스트럽(100)과 비정형 트러스철근(200)에 의하여 양 벽체(A1, A2)를 서로 연결하도록 설치하고 있음을 알 수 있다. 이때 프리캐스트 패널로 형성된 양 벽체(A1, A2) 사이에 벽체 및 기초판 콘크리트(C)를 타설하여 구조적으로 일체화 되도록 구성되며, 양 벽체(A1, A2)를 상호 구속하기 위하여 복수의 스트럽(100)이 적용된다. 이러한 스트럽(100)은 양 벽체 내부의 주철근(A3)을 예컨대 360°로 완전히 감싸도록 배근되어, 양 벽체(A1, A2)가 하나의 구조 단면으로 일체 거동할 수 있도록 한다. 이때 상기 스트럽(100)은 사각 폐쇄 고리 형상으로 절곡된 철근으로서, 제작 단계에서 주철근(A3)을 전면 구속하도록 배치되어, 지진 또는 충격 등에 의해 피복 벽체 콘크리트가 탈락하더라도 주철근의 좌굴 또는 이탈을 방지할 수 있도록 한다. 이로써, 현장에서 양 벽체(A1, A2)를 기립 설치한 후 그 사이 공간에 벽체 및 기초판 콘크리트(C)를 충전하면, 스트럽(100)이 주철근(A3)을 구속한 상태로 일체화되어 전체 벽체가 구조적으로 일체로 거동하게 된다. 한편, 비정형 트러스철근(200)은 도 2를 참조하면, 양 벽체(A1, A2)을 서로 연결하도록 설치되고 있다. 이때 비정형 트러스철근(200)은 양 벽체(A1, A2)를 서로 연결하도록 설치되고 있지만, 종래 예컨대 삼각 구조 형태의 트러스철근과는 다른 형태로 형성되고 있음을 알 수 있다. 이는, 종래 별도의 삼각 구조 형태의 트러스철근 형성과 같이 별도 용접이나 일체형 제작 없이도 조립이 가능하도록 하면서, 간단하게 연결 설치할 수 있는 구조를 구현함으로써, 종래 기술에서 나타나는 과도한 철근 사용 등의 문제점을 해결하기 위함이다. 또한 비정형 트러스철근(200)은 스트럽 내부로 슬라이딩 삽입되어 용접 고정되는 방식이 아니라, 각각의 분할된 트러스철근인 주철근(A3)과 스트럽(100)에 양 벽체(A1, A2)를 직선 파형 형태로 직접 끼워지고, 단부의 고리 형상에 의해 스트럽과 간단히 걸림 연결되는 방식으로 배근된다. 이에 따라 구조적 간섭을 줄이고, 현장 조립성과 콘크리트 타설성을 동시에 확보할 수 있다. 이러한 비정형 트러스철근(200)은 제작, 운반 및 현장 기립(기초판 위 수직 세팅 시 발생하는 자중 및 충격 하중, 초기 전단력에 저항하는 구조 보조재로 작용하며, 벽체 및 기초판 콘크리트(C)가 타설된 이후에는 스트럽(100)과 함께 공용 하중 및 지진 등의 외력에 대응하게 된다. 도 4에 도시된 외부금구(300)는 양 벽체(A1, A2)의 하단에서 주철근(A3)이 외부로 노출되는 구간에 설치되어, 좌굴 길이를 단축하고 기초판과의 정밀 조립 및 구조적 일체성을 확보하도록 한다. 이에 본 발명에 따른 비정형 트러스철근(200)을 구비한 더블월(A)은 제작, 운반, 기립, 공용의 전 단계에서 각 구성 요소가 역할을 분담하여 작용하고, 특히 지진이나 충격 등에 의해 피복 벽체 콘크리트가 탈락하는 경우에도 구조적 안전성과 하중 지지 성능을 안정적으로 확보할 수 있도록 한 것이라 할 수 있다. 또한 본 발명의 비정형 트러스철근(200)을 구비한 더블월(A)은 도 5 및 도