KR100439685B1 - 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내력이 부족한 철근 콘크리트 바닥 슬래브의 하면 양단부에 일정한 간격으로 ￢형강, 와이어 장착구 및 양방향 텐션장치를 부착한 다음, 유압잭을 사용하여 피어스 강선을 긴장시켜 포스트텐션을 도입 유지함으로써 강성을 증대시켜 건물의 안전도를 높일 수 있는 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법에 관한 것으로, 이 보강공법은 2개의 기둥(12)중간 지점에 L형 브라켓(40)을 고정하는 공정과, 상기 L형 브라켓(40)에 볼트 결합되는 T형 브라켓(22)을 이용하여 양방향 와이어 텐션장치(20)를 장착하는 공정과, 상기 양 기둥(12)과 인접한 위치에 정착구 브라켓(50)을 고정하는 공정과, 로드셀이 구비된 하나 이상의 와이어 정착구(30)를 상기 정착구 브라켓(50)에 볼트 결합시키는 공정과, 2개의 와이어(14, 16)의 일단을 각각 상기 로드셀이 구비된 와이어 장착구(30)에 결합함과 동시에, 타단은 상기 양방향 와이어 텐션장치(20)에 결합하는 공정과, 유압잭에 의해 상기 와이어(14, 16)의 각각을 긴장시키는 공정으로 이루어진다.

Description

와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법{METHOD FOR REINFORCING A BOTTOM SLAB USING WIRE TENSION UNIT}

본 발명은 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법에 관한 것으로,보다 상세하게는, 양방향 와이어 텐션장치 및 로드셀이 구비된 와이어 정착구를 이용하여 내력이 부족한 철근 콘크리트 구조물의 바닥 슬래브를 보강하여 건물의 전체적인 강성을 증대시킬 수 있는 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법에 관한 것이다.

통상, 건축물의 구조는 크게 4가지로 분류할 수 있다. 즉, 철근콘크리트구조, 철골구조, 철골철근콘크리트구조 및 합성구조가 그것이다.

이중에서, 철근콘크리트구조는 콘크리트가 압축력을 부담하고 콘크리트 속에 매립된 철근이 인장력을 부담하는 구조로서, 콘크리트는 단위체적당 단가가 저렴하나 인장력이 부족하여 단독으로는 모멘트나 인장응력을 받을 수 없으므로 단면내에 인장응력이 발생하는 부위에 주로 값비싼 철근을 배치하여 전체적으로 경제적인 설계가 가능하도록 한 구조이다.

그러나, 철근콘크리트구조의 건축물은 철골구조나 철골철근콘크리트 구조에 비해서 외부로부터 전달되는 하중으로 인하여 변형을 일으킬 가능성이 높다. 특히, 바닥 슬래브의 경우에는 철근량이 부족하거나 시공시 상단 철근이 소정의 위치를 이탈하여 아래로 가라앉는 경우가 종종 발생한다.

단부 상단 철근이 아래로 가라앉으면 구조상 슬래브의 두께가 얇아진 것과 마찬가지로 되어, 결과적으로 내력의 감소를 초래하여 상부 균열이 발생하게 된다. 대부분의 공사 현장에서는 철근의 배근 도중이나 콘크리트를 부어넣기까지에는 많은 사람들이 철근을 밟고 다니면서 일을 해야하므로 상단 철근이 가라앉게 된다.

이렇게 하여 바닥 슬래브의 단부 휨 모멘트의 내력이 감소되면, 그 감소된휨 모멘트 값이 자동적으로 중앙부의 휨모멘트에 가상된다. 이때, 중앙 하단 철근에 여유가 없다면 중앙에도 하부 균열이 발생하게 된다.

따라서, 원칙적으로 당초 바닥 슬래브의 내력 부족의 원인이 되는 단부 상단철근을 설계상 원래의 위치로 끌어올리거나 상부에 철근을 추가하면 좋지만, 바닥 마감재료와 콘크리트를 갉아내는 작업이 어렵기 때문에 일반적으로는 바닥 슬래브 하단을 보강하는 방법을 적용한다.

종래의 바닥 슬래브 보강방법으로는 마감재를 제거하고 바닥 슬래브의 하면에 섬유시트나 강판을 부착하여 강도를 높이는 방법이 있는데, 이와 같은 부착공법에 의하면 바닥 슬래의 하면에 섬유시트나 강판을 견실하게 부착하기 위해서는 마감재를 제거하고 바탕면을 고르게 갉아내어 평활하고 깨끗하게 정리하여야 하는 불편이 있다.

다른 종래의 바닥 슬래브 보강방법으로는 바닥 슬래브의 하부에 H형강 등의 철골보를 부착하여 보강하는 방법이 있는데, 이러한 지지공법에 의하면 천장속의 공간 활용에 제한을 가져오게 되어 공간 활용도가 낮아지는 문제가 있다.

또 다른 바닥 슬래브 보강공법으로서, 양방향 트러스를 이용하는 방법이 있는데, 이는 양방향 와이어를 2번 긴장시켜야 하며, 양방향의 긴장력이 상이한데서 기인하는 불균형적인 힘이 생겨 위험을 초래할 우려가 있으며, 모서리의 와이어 정착구에서 긴장시켜야 하므로 작업성이 나쁘고 정확한 시공이 어려운 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 내력이 부족하여 처짐이 일어나고 균열이 발생한 바닥 슬래브를 와이어에 의해 1번에 긴장시켜 양방향의 불균형적인 힘의 발생을 없앤 상태에서 강도를 증대시킴으로써, 건축 구조물의 강성을 높이고 작업성을 향상시키며 천장속 공간의 활용면에서도 유리한 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 보강공법에 의해 바닥 슬래브를 보강하는 상태를 보인 정면도,

도 2는 도 1의 구성을 하방에서 올려다본 저면도,

도 3은 도 1의 Ⅲ부분 확대도,

도 4는 도 3에서 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도,

도 5는 도 1의 Ⅴ부분 확대도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10:바닥 슬래브 12, 12:기둥

14, 16:와이어 20:양방향 와이어 텐션장치

22:T형 브라켓 30:와이어 정착구

40:L형 브라켓 50:정착구 브라켓

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법은 철근 콘크리트 구조물의 바닥 슬래브 보강공법에 있어서, 2개의 기둥 중간 지점에 L형 브라켓을 고정하는 공정과, 상기 L형 브라켓에 볼트 결합되는 T형 브라켓을 이용하여 양방향 와이어 텐션장치를 장착하는 공정과, 상기 양 기둥과 인접한 위치에 정착구 브라켓을 고정하는 공정과, 로드셀이 구비된 하나 이상의 와이어 정착구를 상기 정착구 브라켓에 볼트 결합시키는 공정과, 2개의 와이어의 일단을 각각 상기 로드셀이 구비된 와이어 장착구에 결합함과 동시에, 타단은 상기 양방향 와이어 텐션장치에 결합하는 공정과, 유압잭에 의해 상기 와이어의 각각을 긴장시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 보강공법에 의해 바닥 슬래브를 보강하는 상태를 보인 정면도, 도 2는 도 1의 구성을 하방에서 올려다본 저면도, 도 3은 도 1의 Ⅲ부분 확대도, 도 4는 도 3에서 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 단면도 및 도 5는 도 1의 Ⅴ부분 확대도이다.

내력의 부족으로 인해 처짐 및 균열이 발생한 바닥 슬래브를 치켜올려서 근본적으로 보강하기 위한 방안으로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 포스트텐셔닝 방법을 채용하였다. 또한, 종래의 양방향 트러스를 이용한 보강공법에서, 양방향 와이어를 2번 긴장시켜야 하는데 다른 힘의 불균형 및 작업성의 저하를 막기 위해, 본 발명에서는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 양방향 와이어 인장장치를 채용하였다.

즉, 양 기둥(12)의 인접한 곳에 와이어 정착구(30)를 고정시켜 와이어(14, 16)의 일단을 결합한 다음, 양 기둥(12)의 중간 지점에는 양방향 와이어 인장장치를 고정시켜 와이어(14, 16)의 타단을 긴장함으로써, 처진 바닥 슬래브를 치켜올릴 수 있도록 하였다. 이와 같이, 양방향 와이어 인장장치에 의해 와이어(14, 16)를 1번에 긴장시킴으로써, 양단부 와이어의 긴장력이 동일해지게 되며, 그로 인해 양방향 불균형 힘이 생기지 않는다.

이때, 피어스 강선인 와이어(14, 16)를 유압잭으로 긴장시키는 긴장력과 와이어 정착위치의 배열간격을 보강하여야할 응력을 구조계산으로 확인해서 그 긴장력이 그대로 유지되도록 하는 것이 중요하다. 긴장된 와이어는 간혹 풀어져서 제값이 나오지 않을 때도 있기 때문에 주기적으로 와이어의 긴장력을 체크하여야 한다. 이를 위해서, 와이어 정착구 중 적어도 하나를 로드셀이 구비된 정착구로 구성하여, 언제든지 와이어(14, 16)의 긴장력을 측정할 수 있도록 한다.

다음에 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 양 기둥의 중간 지점 바닥 슬래브(10)에는 양방향 와이어 텐션장치(20)의 장착을 위해서, L형 브라켓(40)이볼트(46)에 의해 고정되어 있으며, 이 L형 브라켓(40)에는 T형 브라켓(22)이 볼트(42) 및 너트(44)에 의해서 고정되어 있다. 이 T형 브라켓(22)에는 양방향 와이어 텐션장치(20)가 장착된다.

이 양방향 와이어 텐션장치(20)의 내부에는 와이어(14, 16)의 일단을 파지하기 위한 테이퍼 형상의 2개의 확장홀더(24, 26)가 구비되어 있다. 본 발명에서 채용한 양방향 와이어 텐션장치의 구조 및 작동원리는 본 출원인의 국내 특허출원 제 2001-55577호에 상세히 개시되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 설명을 생략한다.

다음에, 도 5에 도시한 바와 같이, 2개중 하나에 로드셀이 구비된 와이어 정착구(30)의 고정을 위해서 바닥 슬래브(10)에는 정착구 브라켓(50)이 고정되어 있다. 이 정착구 브라켓(50)에는 장공(52)이 구비되어 있으며, 이 장공(52)에 볼트(54)를 끼운 다음, 너트(56)로 고정시키면 된다.

본 발명에서 채용한 로드셀이 구비된 와이어 정착구(30) 내부홀(32)의 테이퍼부에도 확장홀더(34)가 끼워져 있어 와이어(14, 16)의 일단을 견고하게 파지한다. 이 로드셀이 구비된 와이어 정착구의 구조 및 작동원리는 본 출원인의 국내 실용신안등록출원 제 2001-27738호에 상세히 개시되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 설명을 생략한다.

이러한 구성의 양방향 와이어 텐션장치(20) 및 와이어 정착구(30)를 이용하여 바닥 슬래브(10)를 보강하는 과정을 요약하면 다음과 같다.

먼저, 볼트(46)를 이용하여 L형 브라켓(40)을 2개의 기둥(12)의 중간 지점에고정시킨 다음, 이 L형 브라켓(40)에는 볼트(42)와 너트(44)를 이용하여 T형 브라켓(22)을 고정시킨다. 그로 인해, 용접 등의 방법으로 T형 브라켓(22)과 일체로 구성된 양방향 와이어 텐션장치(20)를 상기 L형 브라켓(40)에 고정시키는 것이 가능하다.

다음에, 양 기둥(12)과 인접한 위치에 정착구 브라켓(50)을 고정한 다음, 이 정착구 브라켓(50)중 적어도 하나에는 로드셀이 구비된 와이어 정착구(30)를 볼트 결합시킨다. 이어서, 2개의 와이어(14, 16)의 일단을 각각 상기 로드셀이 구비된 와이어 장착구(30)에 결합함과 동시에, 타단은 상기 양방향 와이어 텐션장치(20)에 결합한 다음, 유압잭에 의해 상기 와이어(14, 16)의 각각을 긴장시키면 된다.

이때, 피어스 강선인 와이어(14, 16)를 유압잭으로 긴장시켜 정착하기 위해서는 피에스 강선을 바닥 슬래브의 하단으로부터 소정의 간격만큼 이격시키도록 최소한의 공간확보가 필수적인데, 그로 인해 구조적으로도 매우 양호한 효과를 얻게 된다.

즉 바닥 슬래브(10)의 하면과 와이어(14, 16)의 거리가 멀어질수록 와이어(14, 16)의 인장력은 물론, 바닥 슬래브 콘크리트의 압축응력도 감소되므로, 비록 바닥 슬래브의 콘크리트 강도가 부족해도 본 발명의 공법으로도 보강이 가능하게 된다. 따라서, 천장속 공간에 여유가 있는 경우에는 바닥 슬래브와 와이어 사이에 강관 등의 쐐기를 끼워서 보강효과를 높일 수도 있다.

한편, 지하실 외벽을 비롯하여, 물탱크나 정화조 등의 외벽은 바닥 슬래브를 수직으로 세워놓은 것에 불과하므로, 본 발명의 바닥 슬래브 보강공법을 그대로 적용하는 것이 가능하다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 내력이 부족하여 처짐이 일어나고 균열이 발생한 바닥 슬래브를 와이어에 의해 1번에 긴장시켜 양방향의 불균형적인 힘의 발생을 없앤 상태에서 강도를 증대시킴으로써, 건축 구조물의 전체적인 강성을 높일 수 있다. 또한, 섬유시트나 강판을 바닥 슬래브의 하면에 부착하는 종래의 경우에는 천장 마감재를 제거하고 하면을 평활하고 깨끗하게 정리하여야 하는 불편을 없앰으로써 작업성이 향상된다. 또한, H형강으로 지지하던 종래의 방식에 비해서 천장속 공간의 활용면에서도 유리한 등의 이점이 있다.

Claims (1)

1. 철근 콘크리트 구조물의 바닥 슬래브 보강공법에 있어서,

   2개의 기둥(12)중간 지점에 L형 브라켓(40)을 고정하는 공정과,

   상기 L형 브라켓(40)에 볼트 결합되는 T형 브라켓(22)을 이용하여 양방향 와이어 텐션장치(20)를 장착하는 공정과,

   상기 양 기둥(12)과 인접한 위치에 정착구 브라켓(50)을 고정하는 공정과,

   로드셀이 구비된 하나 이상의 와이어 정착구(30)를 상기 정착구 브라켓(50)에 볼트 결합시키는 공정과,

   2개의 와이어(14, 16)의 일단을 각각 상기 로드셀이 구비된 와이어 장착구(30)에 결합함과 동시에, 타단은 상기 양방향 와이어 텐션장치(20)에 결합하는 공정과,

   유압잭에 의해 상기 와이어(14, 16)의 각각을 긴장시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 텐션장치를 이용한 바닥 슬래브 보강공법.