KR100589797B1 - Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device - Google Patents

Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device Download PDF

Info

Publication number
KR100589797B1
KR100589797B1 KR1020040000210A KR20040000210A KR100589797B1 KR 100589797 B1 KR100589797 B1 KR 100589797B1 KR 1020040000210 A KR1020040000210 A KR 1020040000210A KR 20040000210 A KR20040000210 A KR 20040000210A KR 100589797 B1 KR100589797 B1 KR 100589797B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tension
compression
force
compressive
tension member
Prior art date
Application number
KR1020040000210A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040008236A (en
Inventor
송우찬
Original Assignee
송우찬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 송우찬 filed Critical 송우찬
Priority to KR1020040000210A priority Critical patent/KR100589797B1/en
Publication of KR20040008236A publication Critical patent/KR20040008236A/en
Priority to CNB2005800050300A priority patent/CN100529264C/en
Priority to PCT/KR2005/000024 priority patent/WO2005066419A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100589797B1 publication Critical patent/KR100589797B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K93/00—Floats for angling, with or without signalling devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members
    • E04C3/26—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members prestressed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2101/00—Material constitution of bridges
    • E01D2101/20—Concrete, stone or stone-like material
    • E01D2101/24—Concrete
    • E01D2101/26—Concrete reinforced
    • E01D2101/28—Concrete reinforced prestressed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

본 발명은 건축물이나 교량에 사용되는 보나 거더와 같이 휨에 저항하는 구조부재에 포스트텐셔닝(Post-Tensioning) 방식으로 프리스트레스를 도입하는 방법에 관한 것이다. 기존의 기술은 구조물에 미리 비부착상태로 매설된 고강도 인장재를 유압잭으로 긴장하고 구조물에 설치된 정착구에 정착하여 구조물에 압축력을 도입함으로써 휨에 의해 발생하는 인장응력을 상쇄하도록 하고 있다. 압축력과 편심을 이용한 이러한 프리스트레싱 방법은 편심의 제약으로 하중에 의해 받게 될 휨에 저항하도록 반대방향의 휨을 미리 가하는데 한계가 있으며, 인장을 받게 될 부분에 미리 압축응력을 가하는 데는 효과적이나 압축을 받을 부분에 미리 충분한 인장응력을 도입하는 데는 어려움이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of introducing prestress in a post-tensioning manner to structural members such as beams and girders used in buildings and bridges. Conventional technology is to offset the tensile stress caused by bending by applying a compressive force to the structure by tensioning the high-strength tension member buried in a non-attached state to the structure with a hydraulic jack and installed in the anchorage installed in the structure. This prestressing method using compressive force and eccentricity is limited in pre-applying the deflection in the opposite direction to resist the deflection caused by the load due to the eccentricity, and is effective in applying the compressive stress to the part to be tensioned in advance. It is difficult to introduce sufficient tensile stress in advance.

본 발명의 목적은 기존의 포스트텐셔닝 방식을 사용하면서도, 구조물에 압축력을 가하지 않고 휨만을 가함으로써 휨에 저항하는 구조부재에 최적의 프리스트레스를 도입하고 , 구조부재의 단면중심과 인장재의 거리가 아닌 압축재와 인장재 사이의 거리가 편심이 되는 원리를 이용하여 작은 긴장력으로 큰 모멘트를 가하는데 있다.It is an object of the present invention to introduce an optimal prestress to a structural member that resists bending by applying bending only without applying compressive force to the structure while using the existing post-tensioning method, and is not a distance between the cross-section center of the structural member and the tension member. By using the principle that the distance between the compressive member and the tension member is eccentric, the large moment is applied with a small tension force.

본 발명은 쉬스관을 통해 비부착상태로 휨을 받는 구조부재의 인장측을 지나는 고강도 인장재와 압축측을 지나는 고강도 압축재, 그리고 구조부재의 단부에서 인장재와 압축재를 연결하는 연결정착구를 통하여 이루어지며, 긴장장치로써 연결정착구에 지지하여 인장재를 긴장하고 정착함으로써 구조부재가 아닌 고강도 압축재가 긴장력의 반력인 압축력을 받도록 함으로써 이루어진다.The present invention is made through a high-strength tension member and the high-strength compression material passing through the tension side of the structural member that is bent in a non-attached state through the sheath pipe, and through the connection fixing port connecting the tension member and the compression material at the end of the structural member. As a tension device, the tension member is supported by the connection fixture so that the high-strength compression member, not the structural member, receives the compression force that is the reaction force of the tension force.

이러한 방법을 단독으로 사용하거나 기존의 인장재만을 사용하는 프리스트레싱 방법과 병용하면 휨을 받는 구조부재의 위험단면에서 인장측의 압축프리스트레스와 압축측의 인장프리스트레스를 원하는 대로 용이하게 도입할 수 있다.는 대로 용이하게 도입할 수 있다.By using this method alone or in combination with the existing prestressing method using only existing tension members, the compressive prestress on the tension side and the tension prestress on the compression side can be easily introduced as desired at the end face of the structural member subjected to bending. Can be introduced.

포스트텐셔닝, 인장프리스트레스, 압축재, 교량, PSC보Post Tensioning, Tension Prestress, Compression Materials, Bridges, PSC Beams

Description

단순한 긴장으로 휨만을 가하는 대편심 프리스트레싱 방법과 장치 및 그를 이용한 PSC보{Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device}Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device}

도 1a는 본 발명기술에 의해 인장재를 긴장할 때 구조부재에 가해지는 힘과 그로 인한 모멘트선도를 나타낸 도면Figure 1a is a diagram showing the force applied to the structural member when the tension member according to the present invention and the resulting moment diagram

도 1b는 연속화를 위해 압축재의 한쪽 끝이 구조부재에 부착된 상태에서 인장재를 긴장할 때 구조부재에 가해지는 힘과 그로 인한 모멘트선도를 나타낸 도면Figure 1b is a view showing the force applied to the structural member and the resulting moment diagram when tensioning the tension member with one end of the compression member attached to the structural member for continuity

도 2a는 본 발명에서 제안하는 프리스트레스트 콘크리트 보의 정면도Figure 2a is a front view of the prestressed concrete beam proposed in the present invention

도 2b는 본 발명에서 제안하는 프리스트레스트 콘크리트 보의 측면도Figure 2b is a side view of the prestressed concrete beam proposed in the present invention

도 3은 압축재에 고정되어 인장재를 정착하는 연결정착구의 한 예를 여러 각도에서 바라본 모습을 보여주는 도면Figure 3 is a view showing a view of an example of the connection anchorage fixed to the compression member to fix the tension member from various angles

도 4는 기존 방식에서 인장재의 정착위치에 따라 구조부재가 받는 힘과 모멘트선도를 나타낸 도면Figure 4 is a view showing the force and moment diagram of the structural member according to the anchoring position of the tension member in the conventional manner

도 5는 구조부재의 압축측에 인장프리스트레스를 도입하기 위한 기존 방식의 구성도5 is a configuration diagram of a conventional method for introducing a tensile prestress to the compression side of the structural member

도 6은 기존 방식과 본 발명에서 제안하는 방식의 프리스트레싱에 의해 구조부재의 단면에 발생하는 응력을 비교한 도면6 is a view comparing the stress generated in the cross-section of the structural member by the prestressing of the conventional method and the method proposed in the present invention

< 도면의 주요부분에 대한 설명 ><Description of main parts of drawing>

10: 구조부재 11: 쉬스관10: structural member 11: sheath tube

12: 인장재 13: 압축재12: tension member 13: compression member

20: 연결정착구 21: 고정볼트 20: Fixture 21: Fixing bolt

22: 정착판 23: 정착쐐기22: fixing plate 23: fixing wedge

24: 그라우팅호스 24: Grouting Hose

30: 압축잭 31: 작업용절개부30: compression jack 31: work cut

32: 정착용절개부 33: 일반정착구32: fusing incision 33: general fixture

본 발명은 건축물이나 교량 등의 구조물에 사용되는 보나 거더와 같이 휨에 저항하는 구조부재의 내하성능을 높이기 위해 프리스트레스를 도입하는 방법에 관한 것으로, 특히 형고가 낮아지고 프리스트레스 도입량이 많아짐에 따라 구조부재의 인장영역에 압축의 프리스트레스를 도입하는 것뿐만 아니라 압축영역에 인장의 프리스트레스를 도입하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a method for introducing prestresses to increase the load carrying capacity of structural members that resist bending such as beams and girders used in structures such as buildings or bridges, and in particular, as the mold height is lowered and the amount of prestress introduced increases. The present invention relates not only to the introduction of compression prestress into the tensile region of the present invention but also to the introduction of tensile prestress into the compression region.

일반적으로 구조물에 사용되는 휨에 저항하는 구조부재는 강재와 콘크리트가 주로 사용되고 있다. 그중에서 콘크리트는 재료가 저렴하고 성형성이 좋으며 진동 에 유리하기 때문에 많이 사용되고 있는데, 압축에는 강한 반면 인장에는 매우 약하다는 단점 때문에 압축과 인장이 함께 발생하는 휨을 받는 구조에서는 인장에 대한 보강이 필요하다. 그 방편으로는 인장영역의 콘크리트의 강도를 무시하고 철근이 그 힘을 받도록 설계하는 철근콘크리트보(Reinforced Concrete beam)와 인장영역에 미리 압축의 프리스트레스를 도입하여 인장측의 콘크리트를 유효하게 사용하는 프리스트레스트 콘크리트 보(Prestressed Concrete Beam,이하 “PSC보”라 한다)가 있다.In general, steel and concrete are mainly used as structural members that resist bending in structures. Among them, concrete is widely used because of the low cost, good formability, and favorable vibration, but it is strong in compression but very weak in tension. . As a method, the reinforced concrete beam is designed to ignore the strength of the concrete in the tensile zone and the prestress is used to effectively use the concrete on the tension side by introducing the pre-stress of compression in advance in the tension zone. There is a prestressed concrete beam (hereinafter referred to as a "PSC beam").

PSC보뿐만 아니라 대부분의 PSC구조는 주로 고강도의 강선으로 만들어진 인장재를 사용하는데 탄성계수는 일반강재와 비슷하면서 강도는 4~6배나 되기 때문에 콘크리트와 조화를 이루기에 매우 적당하다. 이런 인장재는 탄성계수대비 강도, 즉 연신율이 매우 높기 때문에 그 강도를 모두 활용하려면 매우 큰 변형이 필요하므로 구조물에 직접 쓰여 동적인 하중을 받기에는 적합하지 않은 반면, 콘크리트에 프리스트레스를 도입하는 재료로서는 매우 유용하며, 콘크리트의 건조수축이나 크리프 등의 장기적인 소성변형에 의한 응력손실이 적다. 인장재는 콘크리트의 인장영역에 매립되어 미리 큰 변형을 일으키면서 인장응력을 가지게 되고 그 반력으로써 콘크리트에 압축력을 가하게 되는데, 이렇게 도입된 압축의 프리스트레스는 인장영역의 콘크리트를 인장에 유효하게 만들어서 PSC보의 강성을 크게 한다.Most PSC structures, as well as PSC beams, use tensile materials made of high-strength steel wires. The elastic modulus is similar to that of ordinary steels, but the strength is 4 to 6 times, so it is very suitable for harmony with concrete. These tensile materials are very high in elastic modulus, that is, elongation rate is very high, so all of them need very large deformations, so they are not suitable for dynamic loads directly on the structure. It is useful, and there is little stress loss by long-term plastic deformation such as dry shrinkage or creep of concrete. Tensile material is buried in the tension area of the concrete and has a tensile stress while causing a large deformation in advance, and the compressive force is applied to the concrete as a reaction force. The prestress of compression introduced in this way makes the concrete in the tension area effective for tensioning and Increase the rigidity

그런데 사회적 요구에 따라 PSC보를 저형고 장경간화 하기 위한 노력이 계속되면서 콘크리트의 인장영역에 압축프리스트레스를 도입하는 것만으로는 부족한 경우가 발생하게 되었다. 하중에 의한 인장영역의 응력변동을 줄이기 위해 압축영역의 면적을 줄이고 인장영역의 면적을 넓혀 중립축을 인장영역에 가까도록 설계하거나, 시공중 하중 증가에 맞추어 프리스트레싱을 하는 경우 압축영역의 압축응력이 오히려 문제가 된다. 하지만 인장재를 이용한 프리스트레싱 방법으로는 인장영역에 압축프리스트레스를 도입하는 것은 용이하지만, 압축영역에 인장의 프리스트레스를 도입하기는 어렵다. 단면중심과 인장재의 거리, 즉 편심을 크게 하여 편심방향의 반대쪽에 있는 압축영역의 콘크리트에 약간의 인장력을 가할 수는 있으나 편심의 제약 때문에 한계가 있다. 도 4는 이런 기존 방식의 프리스트레싱에서 인장재의 정착위치에 따라 구조부재가 받는 힘과 모멘트선도를 나타낸 도면이다. 인장재의 배치형상과 정착위치에 따라 구조부재가 받는 힘이 달라지지만 결과적으로 특정단면이 받는 모멘트는 그 단면에서의 인장재의 위치와 인장력의 크기에 달려 있다. 모멘트의 크기는 인장재와 단면의 중립축과의 거리, 즉 편심과 인장력을 곱한 값인데, 편심을 크게 하기 위해서는 부재의 높이, 즉 형고를 늘려야 한다. 형고를 유지하기 위해서는 인장재의 인장력을 크게 해야 하는데, 이 경우 모멘트가 커짐과 동시에 부재에 필요이상의 압축력을 가하게 되어 부재는 하중에 의해 압축을 받는 부분이 먼저 파괴되게 된다. However, due to the social demands, efforts have been made to reduce the length of the PSC beams to a low and long span, and it is not enough to introduce compression prestress into the tensile zone of concrete. In order to reduce the stress fluctuations of the tensile zone due to the load, the compressive stress of the compressive zone is rather reduced when the compressive zone is reduced and the tensile zone is enlarged so that the neutral axis is closer to the tensile zone, or when prestressing is performed according to the load increase during construction. It is a problem. However, in the prestressing method using the tension member, it is easy to introduce the compression prestress into the tension region, but it is difficult to introduce the tension prestress into the compression region. Although the distance between the cross-section center and the tension member, i.e., the eccentricity, may be applied to the concrete in the compression zone on the opposite side of the eccentric direction, it is limited due to the eccentricity. Figure 4 is a view showing the force and the moment diagram of the structural member according to the anchoring position of the tension member in this conventional prestressing method. The force applied to the structural members depends on the placement of the tension member and the location of the anchorage, but as a result, the moment of a particular section depends on the position of the tension member in the cross section and the magnitude of the tension force. The magnitude of the moment is the product of the distance between the tension member and the neutral axis of the cross section, that is, the eccentricity and the tensile force. In order to increase the eccentricity, the height of the member, that is, the mold height, must be increased. In order to maintain the mold height, the tensile force of the tension member must be increased. In this case, the moment is increased and at the same time, the compressive force is applied to the member more than necessary, so that the part that is compressed by the load is first destroyed.

이렇게 압축프리스트레싱만을 도입하는 것은 부족한 인장강도를 보충하는 것 이상의 효과를 얻을 수 없으며, 결국 고강도 재료를 이용하여 더 많은 하중을 부담하기 위해서는 구조부재의 단면에 편심을 가진 압축력을 가하는 것이 아니라 압축력과 인장력을 동시에 가하여 하중에 의한 모멘트에 반대되는 모멘트를 가하는 방 법이 필요한 것이다. 도 6은 인장재만을 사용하여 구조부재에 압축력을 가하는 경우와 압축재를 사용하여 구조부재에 인장력을 함께 가하는 경우에 구조부재에 발생하는 프리스트레스를 보여주고 있다. 도 6의 위쪽 그림은 인장재만을 사용한 프리스트레싱을 했을 때 구조부재의 정모멘트를 받는 단면에 발생하는 스트레스를 나타낸 것이다. 인장재의 인장력과 같은 크기의 압축력이 구조부재의 단면에 가해지며 그 힘의 합력의 위치는 인장재가 지나가는 위치가 된다. 그 힘은 편심을 가지고 있기 때문에 부재에 압축력과 모멘트를 가하게 되고 그 결과 단면의 하부에는 큰 압축응력이 가해지고 상부에는 편심의 작은 경우 작은 압축응력이, 편심이 큰 경우 작은 인장응력이 발생한다. 도 6의 아래쪽 그림은 상부에는 압축재를, 하부에는 인장재를 사용하여 프리스트레스를 도입했을 때 구조부재의 단면에 발생하는 스트레스를 나타낸 그림이다. 압축재의 압축력과 인장재의 인장력의 크기가 같은 경우, 구조부재의 단면은 하부 인장재 위치에는 압축력을, 상부 압축재 위치에는 인장력을 받게 된다. 두 힘은 서로 상쇄되어 구조부재에 축력을 가하지 않으며 작용위치의 차이로 인해 순수하게 모멘트만을 가하게 되기 때문에 하중에 의한 모멘트에 정 확히 반대로 프리스트레스를 도입할 수 있다. The introduction of compression prestressing alone is not more effective than compensating for the insufficient tensile strength. Consequently, in order to bear more load using high strength materials, compressive and tensile forces are not applied to the cross section of the structural member. It is necessary to apply the moment opposite to the moment due to the load by applying simultaneously. FIG. 6 shows prestressing occurring in structural members when compressive force is applied to the structural member using only the tension member and when tensile force is applied to the structural member together using the compressive member. The upper figure of FIG. 6 shows the stress occurring in the cross section subjected to the static moment of the structural member when prestressing using only the tension member. A compressive force equal to the tensile force of the tension member is applied to the cross section of the structural member, and the position of the force of the force is the position where the tension member passes. Since the force has an eccentricity, compressive force and moment are applied to the member. As a result, a large compressive stress is applied to the lower part of the cross section, and a small compressive stress is generated at a small eccentric at the top and a small tensile stress at a large eccentric. 6 is a diagram showing the stress generated in the cross section of the structural member when the prestress is introduced by using a compressive material on the upper portion, a tension member on the lower portion. When the compressive force of the compressive member and the tensile force of the tension member are the same, the cross section of the structural member receives the compressive force at the lower tension member position and the tension force at the upper compressive member position. Since the two forces cancel each other and do not apply axial force to the structural member, and because only the moment is applied purely due to the difference in the position of action, the prestress can be introduced exactly to the moment due to the load.

이제까지 설명한 바와 같이 구조부재의 인장영역에 압축프리스트레스를 가하는 것만으로는 프리스트레싱을 이용한 효율적 단면설계에 한계가 있으며, 하중에 효과적으로 대응하기 위해서는 인장재와 압축재를 모두 사용하여 구조부재에 순수한 휨을 가하는 것이 필요하다. 다만 구조부재의 재료가 콘크리트와 같이 인장에 취약한 경우 인장재의 인장력을 압축재의 압축력보다 더 크게 하여 구조부재에 압축프리스트레스를 좀 더 크게 가하는 것이 바람직하다. As described above, only applying compressive prestress to the tensile region of the structural member is limited to efficient cross-sectional design using prestressing, and it is necessary to apply pure bending to the structural member by using both tensile and compressive materials to effectively cope with the load. Do. However, if the material of the structural member is vulnerable to tension, such as concrete, it is preferable to apply a greater compressive prestress to the structural member by making the tensile force of the tension member larger than that of the compressive member.

이렇게 압축재를 사용하여 구조부재의 압축영역에 인장프리스트레스를 도입하는 기술이 일본에서 개발되어 PSC보에 사용되고 있다. 일본 특허청에 등록된 “METHOD OF PUSHING AND ANCHORING COMPRESSED PC STEEL ROD”(Publication number (Patent number): 10220009)에서는 PSC보의 상부(압축영역)를 지나는 고강도 압축재에 압축력을 가하기 위해 양단 부근 상면에 절개부를 두고 강재로 만든 틀을 매립하였는데 이 강재틀은 압축잭으로 압축재를 밀어 넣을 수 있도록 하는 공간과 압축된 압축재를 정착할 수 있는 공간으로 나뉜다. 그러나 실제로는 이를 약간 개량하여 강재틀 없이 PSC보의 한쪽에 두 개씩의 절개부를 두어 하나는 작업용절개부(31)로서 압축잭(30)으로 압축재(13)를 밀어 넣기 위한 공간으로 사용하고, 나머지 하나는 정착용절개부로서 압축재를 콘크리트에 정착시키는 작업을 위한 공간으로 사용하고 있다. 도 5는 이 방법에 의해 압축재를 이용하여 콘크리트에 인장프리스트레스를 도입하기 위한 주요 구성을 간단히 보여주고 있다. 휨을 받는 구조부재(10)인 PSC보의 하부에는 이미 인장재(12)를 긴장 후 정착하여 압축프리스트레스가 도입되어 있으며, 상부에는 인장프리스트레스 도입을 위한 압축재(13)가 정착용절개부(32)를 지나 작업용절개부(31)에 못 미치는 위치까지 배치되어 있다. 일반적으로 고강도 강봉을 이용하는 압축재는 쉬스관 속에 들어있어 콘크리트와 비부착상태로 있으며 좌굴방지를 위해 쉬스관과 압축재의 간격변화가 없도록 하는 간격재가 일정길이마다 설치되어 있다. 작업용절개부(31)에 압축잭(30)을 넣어 후면의 콘크리트에 지지하여 압축재를 밀어 넣은 후 정작용절개부(32)에서 고정볼트를 조여서 압축된 압축재를 정착한다. 압축재의 끝은 작업용절개부(31)와 정착용절개부(32)사이의 콘크리트 속에 있으므로 별도의 강봉을 끼워 간접적으로 힘을 가한다. 프리스트레싱이 끝나면 쉬스관과 압축재 사이를 그라우팅하고 절개부를 콘크리트나 몰탈로 채워 마무리한다.Thus, a technique for introducing tensile prestress into a compression region of a structural member using a compression material has been developed in Japan and used for PSC beams. In the Japan Patent Office, the “METHOD OF PUSHING AND ANCHORING COMPRESSED PC STEEL ROD” (Publication number (Patent number): 10220009) is incised on the upper surface near both ends to apply compressive force to the high-strength compression material that passes through the upper part (compression area) of the PSC beam. The steel frame was buried in two parts. The steel frame is divided into a space for pushing the compressed material into the compression jack and a space for fixing the compressed material. In practice, however, this is slightly improved and two cutouts are placed on one side of the PSC beam without a steel frame, and one is used as a space for pushing the compressive material 13 into the compression jack 30 as the working cutout 31. The other is a fixing incision, which is used as a space for fixing the compressed material to concrete. Fig. 5 briefly shows the main configuration for introducing tensile prestress into concrete using a compressive material by this method. Compression prestress is introduced into the lower part of the PSC beam, which is the structural member 10 that is bent, by tensioning and fixing the tension member 12, and a compression material 13 for introducing the tension prestress is provided at the upper part. It is disposed up to a position that falls short of the work cutout portion 31 through. In general, the compressive material using high strength steel rod is in the sheath pipe, so it is not attached to concrete, and the spacer material is installed every certain length to prevent the change of the gap between the sheath pipe and the compressive material to prevent buckling. The compression jack 30 is put into the work cutting part 31 to support the concrete on the rear side, and then the compression material is pushed in and the fixed compression bolt is fixed by tightening the fixing bolt at the incision cutting part 32. The end of the compression material is in the concrete between the working cutout 31 and the fixing cutout 32, so that a separate steel bar is inserted indirectly to force. After prestressing, grout between the sheath tube and the compressive material and fill the incision with concrete or mortar.

그러나 상기 기술은 시공성과 경제성이 좋지 않을 뿐 아니라 기술적인 한계가 존재한다. 압축잭의 반력을 받는 부분과 압축재가 정착되는 부분에 국부적인 응력집중이 발생한다. 일반적으로 인장재의 정착부에도 국부적인 응력집중이 생기지만 주로 압축응력이 발생하기 때문에 적절히 보강을 하면 문제가 없다. 하지만 압축재의 정착 시에는 인장응력이 발생하기 때문에 균열을 완전히 막기 위한 보강이 어렵다.
However, the technique is not only poor construction and economic feasibility but also technical limitations. Local stress concentrations occur in the reaction zone of the compression jack and in the area where the compression material is settled. In general, localized stress concentration occurs in the anchorage portion of the tension member, but mainly compressive stress occurs, so there is no problem when properly reinforced. However, it is difficult to reinforce the crack to prevent cracking because the tensile stress is generated when the compression material is settled.

작업이 반드시 PSC보의 상면에서 이루어져야 하는 점도 문제가 된다. 효율적인 단면설계 추세에 따라 프리스트레싱용 고강도 재료가 보다 많은 고정하중을 부담하고, 진동이나 처짐 문제로 강성이 요구되는 활하중에 대해서는 콘크리트가 저항하도록 설계가 이루어지고 있다. 그러려면 PSC보의 자중 뿐 아니라 슬래브와 같은 고정하중이 추가적으로 발생한 후에 프리스트레싱을 할 필요가 있는데 상기 종래기술에서는 슬래브가 시공되면 작업공간이 없어지기 때문에 단계적인 프리스트레싱 작업이 어렵다.Another problem is that the work must be carried out on the top of the PSC beam. In accordance with the trend of efficient cross-sectional design, high-strength materials for prestressing are designed to bear more static loads and to resist concrete against live loads requiring rigidity due to vibration or sagging problems. To this end, it is necessary to prestress after the fixed load such as the slab as well as the self-weight of the PSC beam. In the prior art, since the work space is lost when the slab is constructed, stepwise prestressing is difficult.

또한 인장재의 긴장과 압축재의 압축작업이 따로 이루어져야 하기 때문에 작업이 번거롭고 각 시공단계별로의 해석이 필요하다. 그리고 인장재와 압축재 각각의 정착부 설계가 필요하며, 긴장용 잭과 압축용 잭이 각각 필요하다.
In addition, since tension of tension member and compression work of compression member have to be done separately, work is cumbersome and analysis by each construction stage is necessary. And it is necessary to design a fixing unit for each of the tension member and the compression member, and a tension jack and a compression jack are required respectively.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 한번의 긴장으로 인장재의 긴장과 압축재의 압축을 동시에 이루어 휨을 받는 구조부재에 축력을 가하지 않고 하중과 반대되는 휨을 가하는데 있다. 또한 연결정착구에 의해 연결된 압축재와 인장재가 서로 반력을 받아주어 구조부재에 별도의 정 착부 보강이 필요하지 않도록 하는데 목적이 있다.
The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to apply a deflection opposite to the load without applying an axial force to the structural member to be warped by the tension of the tension member and the compression of the compression member at the same time in one tension. . In addition, the compression member and the tension member connected by the connection fixing sphere is intended to receive a reaction force from each other so that no additional fixing part reinforcement is required for the structural member.

상기의 목적을 이루기 위한 기술적 사상으로서, 본 발명에서는 압축재와 인장재를 구조부재의 단부에 노출시켜 연결정착구로써 서로 연결하고 인장재의 긴장작업 시에 긴장장치의 반력을 압축재에 고정된 연결정착구가 받도록 하고 인장재는 연결정착구에 정착하여, 구조부재는 인장재나 압축재의 정착력을 받지 않고 인장재와 압축재의 배치형상에 따라 중앙에서는 상향력 단부에서는 하향력을 받도록 하는 방법이 제시된다. 연결정착구의 형태는 압축재와 인장재가 정착될 수 있는 형상으로서 인장재와 압축재로부터 받는 힘이 스스로 평형을 이룰 수 있어야 한다. As a technical idea for achieving the above object, in the present invention, by connecting the compression member and the tension member to the end of the structural member connected to each other as a connection anchorage and the connection anchorage fixed to the compression member to the reaction force of the tension device in the tension work of the tension member is It is proposed that the tension member is fixed to the connection anchorage so that the structural member is not subjected to the fixing force of the tension member or the compressive member and receives the downward force at the center of the upward force according to the arrangement of the tension member and the compression member. The type of connection fixture is a shape in which the compression member and the tension member can be settled, and the force received from the tension member and the compression member must be able to balance itself.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 휨을 받는 구조부재(10)의 단면 내에 비부착상태로 배치된 압축재(13)와 인장재(12)를 부재의 단부에서 연결정착구(20)를 이용하여 서로 연결하고, 인장재(12)를 긴장할 때 그 반력으로 압축재(13)에 압축력을 도입하여 부재는 축력을 받지 않고 압축재(13)와 인장재(12)의 배치형상에 따라 휨을 받도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서 구조부재(10)는 인장재(12)와 압축재(13)의 정착을 위한 보강이 필요 없고, 한번의 긴장작업으로 구조부재(10)에 큰 모멘트를 도입할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a compression member 13 and a tension member 12 arranged in a non-attached state within a cross section of a structural member 10 that is bent, by using a connection fixing hole 20 at an end of the member. When the tension member 12 is tensioned, the compressive force is introduced into the compression member 13 by the reaction force so that the member is subjected to bending according to the arrangement of the compression member 13 and the tension member 12 without receiving the axial force. do. Therefore, the structural member 10 does not need reinforcement for fixing the tension member 12 and the compression member 13, and a large moment can be introduced into the structural member 10 by a single tensioning operation.

또한 구조부재의 재료로서 콘크리트와 같이 인장에 특히 취약한 재료를 사용하는 경우, 상기의 방법으로써 부재에 작용하는 하중에 의한 휨에 반대되는 휨을 도입하되 인장재만을 사용한 전통적인 프리스트레싱 방법을 병용하여 인장에 특히 약한 재료의 특징을 보완하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the case of using a material that is particularly susceptible to tension, such as concrete, as the material of the structural member, the above method introduces a deflection opposite to the deflection caused by the load acting on the member, but is particularly weak in tension by using a conventional prestressing method using only a tensile material. It is characterized by complementing the features of the material.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 자세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 3은 압축재에 고정되어 인장재를 정착하는 연결정착구의 한 예를 여러 각도에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다. 연결정착구(20)는 휨을 받는 구조부재(10)의 단부에 노출되어 인장재(12)와 압축재(13)의 정착구 역할을 하며, 인장재(12)와 압축재(13)가 연결정착구(20)에 가하는 힘은 평형을 이룬다. 도 3은 일반적으로 PSC보에 인장재의 매설용으로 많이 사용되는 쉬스관(11)에 둘러싸여 구조부재의 단면 내에 비부착상태로 배치된 압축재(13)와 인장재(12)가 단부에 노출되어 연결정착구(20)에 정착된 모습을 보여주고 있다. 단부에 노출된 압축재(13)는 연결정착구(20)에 고정볼트(21)로 단단히 고정된다. 인장재(12)는 배치형상을 자유롭게 하기 위해 잘 휘어질 정도의 굵기를 가진 인장재를 여러 가닥 사용한다. 모든 인장재(12)는 연결정착구(20)를 관통하고 한 가닥씩 정착판(22)에 뚫려있는 구멍을 지난다. 정착판(22)을 통과하여 나온 인장재(12)를 일반적인 프리스트레싱용 긴장장치로 긴장하고 정착쐐기(23)를 이용하여 긴장된 인장재(12)를 정착판(22)에 정착시킨다. 긴장장치는 정착판(22)을 지지하여 인장재(12)를 긴장하기 때문에 그 반력은 연결정착구(20)와 고정볼트(21)를 통해 압축재(13)에 전달되어 인장재에 도입된 인장력과 같은 크기의 압축력이 압축재에 작용한다. 긴장작업 중에 압축재의 길이가 짧아지기 때문에 연결정착구는 구조부재로부터 충분히 떨어져 설치되어야 한다. 긴장작업은 하중의 증가에 따라 추가로 이루어질 수 있으며 최종적인 긴장작업이 끝나면 그라우팅호스(24)를 통해 그라우팅재료를 주입해 압축재와 인장재를 구조부재에 부착시킨다.First, Figure 3 is a view showing a view of an example of the connection anchorage fixed to the compression member to fix the tension member from various angles. The connection fixture 20 is exposed to the end of the structural member 10 is bent to serve as a fixing member of the tension member 12 and the compression member 13, the tension member 12 and the compression member 13 is a connection fixture 20 The force exerted on is in equilibrium. 3 is a compression member 13 and a tension member 12, which are disposed in a non-attached state within the cross section of the structural member and are surrounded by a sheath tube 11, which is generally used for embedding a tension member in a PSC beam, and is exposed at an end thereof. It shows a state settled in the anchorage (20). Compression material 13 exposed at the end is firmly fixed to the fixing bolt 21 to the connection fixing port (20). The tension member 12 uses a plurality of strands of tension member having a thickness that is well bent so as to free the arrangement. All the tension members 12 pass through the connection fixing holes 20 and pass through the holes drilled in the fixing plate 22 one by one. The tension member 12 passed through the fixing plate 22 is tensioned with a general prestressing tension device, and the tensioned tension member 12 is fixed to the fixing plate 22 using the fixing wedge 23. Since the tension device tensions the tension member 12 by supporting the fixing plate 22, the reaction force is transmitted to the compression member 13 through the connection fixing hole 20 and the fixing bolt 21 to be introduced into the tension member. A compressive force of magnitude acts on the compressive material. Because of the shortening of the compression material during tensioning, the connection fittings should be provided far enough from the structural members. Tensioning can be performed in addition to the increase in load, and after the final tensioning, grouting material is injected through the grouting hose 24 to attach the compression and tension members to the structural member.

도 1a는 본 발명기술에 의해 인장재를 긴장할 때 구조부재에 가해지는 힘과 그로 인한 모멘트선도를 나타낸 도면이다. 휨을 받는 구조부재(10)에 압축재(13)와 인장재(12)가 비부착상태로 배치되어 있으며 단부에 노출되어 연결정착구(20)에 서로 힘의 평형을 이루며 정착되어 있다. 좌굴방지를 위해 간격재를 사용하거나 기타의 방법으로 일정 길이마다 지지조건을 만들더라도 압축재는 최소한의 휨에 대한 저항을 할 수 있어야 하기 때문에 배치형상이 자유로울 수 없으므로 직선에 가까운 배치형상을 취하는 것이 바람직하며, 인장재(12)의 배치형상을 조절하여 해당 단면에 도입되는 모멘트를 조절하는 것이 용이한 방법이다. 인장재(12)는 최대모멘트 지점에서 가장 낮은 위치를 지나고 단부에서는 압축재(13)와 평행하도록 하여 연결정착구(20)의 평형조건을 최대한 만족하고 긴장작업시의 압축재 길이 축소에 대비한다. 인장재만을 사용하는 전통적인 프리스트레싱 방법과는 달리 부재에 모멘트를 유발하는 편심은 부재의 중립축과 상관없으며 압축재(13)와 인장재(12)의 거리가 편심이 된다. 이 편심의 변화율에 따라 부재가 상향 또는 하향으로 받는 힘이 결정된다. 결국 프리스트레싱에 의해 부재가 받는 모멘트는 편심의 크기와 비례하며, 압축재(13)가 완전히 직선으로 배치된 경우 인장재(12)의 배치형상이 모멘트의 형상과 같다.Figure 1a is a view showing the force applied to the structural member when the tension member according to the present invention and the resulting moment diagram. The compression member 13 and the tension member 12 are disposed in a non-attached state in the structural member 10 to be bent, and are exposed to the ends and fixed in a connection equilibrium 20 to form a force balance with each other. Even if the support condition is made every certain length by using spacers or other methods to prevent buckling, it is desirable that the compression member be able to withstand the minimum bending, so that the placement profile cannot be free, so it is preferable to take the placement profile close to the straight line. In addition, it is an easy method to control the moment introduced into the cross section by adjusting the arrangement of the tension member 12. The tension member 12 passes the lowest position at the point of maximum moment and is parallel to the compression member 13 at the end to satisfy the equilibrium condition of the connection anchoring hole 20 and to prepare for the reduction of the length of the compression member during tension work. Unlike traditional prestressing methods using only tension members, the eccentricity that causes moments in the member is independent of the neutral axis of the member and the distance between the compression member 13 and the tension member 12 is eccentric. The rate of change of the eccentricity determines the force the member receives upward or downward. As a result, the moment received by the member by the prestressing is proportional to the size of the eccentricity, and when the compressive material 13 is arranged completely straight, the arrangement of the tension member 12 is the same as the shape of the moment.

휨을 받는 구조부재를 2경간 이상 연속적으로 배치하여 연속화하거나 기둥 등과 일체화하기 위해서는 연속되는 부분이 하중에 의한 부모멘트에 견딜 수 있도록 프리스트레스를 도입할 필요가 있다. 도 1b는 연속화를 위해 압축재의 한쪽 끝이 구조부재에 부착된 상태에서 인장재를 긴장할 때 구조부재에 가해지는 힘과 그로 인한 모멘트선도를 나타낸 도면이다. 도 1b에서는 2경간 연속되는 부재의 한쪽 경간만을 보이고 있으며 텐던의 배치형상은 연속지점(그림의 우측 단부)에 대해서 대칭이다. 인장재(12)는 연속되는 구조에 연속적으로 배치되어 있고, 압축재(13)는 연속지점으로부터 일정거리만큼 떨어진 곳까지만 배치되어 그 끝은 구조부재에 부착되어 있다. 구조부재의 재료와 형상에 따라 압축재를 구조부재에 부착 또는 정착하는 방법이 다양하겠으나, PSC보의 경우 콘크리트와 부착될 압축재(13)의 상기 단부를 쉬스관으로 둘러싸이지 않도록 일정길이를 노출한 상태에서 콘크리트를 타설하여 쉽게 부착할 수 있다. 이런 상태에서 단부에 노출된 인장재(12)를 연결정착구(20)에 지지하여 긴장하면 구조부재는 연속지점 부근에서 경간 중앙과는 반대로 휨모멘트를 받으며 동시에 압축력도 받게 된다. 경간중앙에서는 압축재(13)와 인장재(12)의 거리가 편심이 되지만, 압축재가 없는 연속지점 부근에서는 점선으로 표시된 단면중심과 인장재(12)의 거리가 편심이 되며 인장재가 단면중심보다 위쪽을 지나기 때문에 경간중앙과는 반대의 모멘트가 발생한다.In order to continuously arrange the structural members subjected to bending over two spans or to integrate them, it is necessary to introduce prestresses so that the continuous portions can withstand the load-bearing moments. Figure 1b is a view showing the force applied to the structural member when the tension member in the state in which one end of the compression member is attached to the structural member for continuity and the resulting moment diagram. In Fig. 1B, only one span of a member that is continuous for two spans is shown, and the tendon configuration is symmetrical with respect to the continuous point (right end of the figure). The tension member 12 is continuously arranged in a continuous structure, and the compression member 13 is disposed only up to a certain distance from the continuous point, and its end is attached to the structural member. The method of attaching or fixing the compressive material to the structural member may vary depending on the material and the shape of the structural member. However, in the case of PSC beams, a certain length is exposed so that the end of the compressive material 13 to be attached with concrete is not surrounded by a sheath tube. It can be easily attached by pouring concrete in one condition. In this state, when the tension member 12 exposed at the end is tensioned by supporting the connection fixing hole 20, the structural member receives a bending moment as opposed to the center of the span near the continuous point and simultaneously receives a compressive force. In the center of the span, the distance between the compression member 13 and the tension member 12 is eccentric, but in the vicinity of the continuous point without the compression member, the distance between the cross-sectional center and the tension member 12, indicated by the dotted line, is eccentric, and the tension member is located above the cross-sectional center. As it passes, the moment opposite to the center of the span is generated.

본 발명의 프리스트레싱 방법은 인장과 압축에 대해 비슷한 강도를 지닌 재료에 적당하지만, 현재 프리스트레스트 보에 가장 흔하게 사용되는 재료는 콘크리트이다. 따라서 프리스트레스트 콘크리트 보에 상기의 방법을 적용할 때는 인장에 약한 재료의 특성을 보완하기 위해 인장재만을 사용한 기존방식의 프리스트레싱을 병용하면 더 큰 효과를 볼 수 있다. 특히 구조물의 자중 뿐 아니라 차량하중과 같이 큰 활하중을 받는 교량에 사용되는 휨부재는 어떤 하중상태에서도 부재의 상연과 하연의 응력이 모두 허용인장응력을 넘지 않아야 하기 때문에 순수하게 모멘트를 가하기 위해 쌍을 이루는 압축재와 인장재 이외에 추가적인 인장재가 필요하다. 도 2a와 도 2b는 본 발명에서 제안하는 프리스트레스트 콘크리트 보의 정면도와 측면도의 예를 보여준다. PSC보(10)의 상부에는 압축재(13)가 매설되어 있고, 하부에는 인장재(12)가 매설되어 있다. 압축재(13)와 인장재(12)의 일부는 쉬스관에 의해 PSC보(10)와 비부착된 상태로 설치되어 있고, 보의 단부에 노출되어 연결정착구(20)로 연결되어 있다. 압축재와 연결되지 않은 인장재의 나머지 일부는 프리텐션 방식으로 긴장된 상태에서 PSC보에 부착되어 있거나, 포스트텐션 방식으로 긴장할 수 있도록 쉬스관에 의해 비부착상태로 매립되어 보의 단부에 설치된 일반정착구(33)를 지나 밖으로 노출되어 있다. Although the prestressing method of the present invention is suitable for materials having similar strengths for tension and compression, the most commonly used material for prestressed beams at present is concrete. Therefore, when the above method is applied to prestressed concrete beams, it is possible to use the prestressing method using only the tensioning material together to supplement the properties of the material that is weak in tension. In particular, flexural members used in bridges that are subjected to large live loads such as vehicle loads as well as the self-weight of the structure must be paired to provide a pure moment because the stresses of the upper and lower edges of the members must not exceed the allowable tensile stress under any load. In addition to the compressive and tension members that are made, additional tension members are required. 2a and 2b shows an example of the front and side views of the prestressed concrete beam proposed in the present invention. The compression material 13 is embedded in the upper part of the PSC beam 10, and the tension material 12 is embedded in the lower part. A part of the compressive material 13 and the tension material 12 is provided in the state unattached to the PSC beam 10 by a sheath tube, and is exposed to the edge part of the beam, and is connected by the connection anchoring hole 20. As shown in FIG. The other part of the tension member, which is not connected to the compressive member, is attached to the PSC beam in a pretensioned tension state, or is buried in an unattached state by a sheath tube so as to be tensioned in a posttension manner. 33) Exposed outside.

상기한 본 발명의 실시 예에 대한 구성의 설명을 참조하여 본 발명의 작용을 이하에 보완설명하기로 한다. With reference to the description of the configuration for the embodiment of the present invention described above will be described the complement of the operation of the present invention.

본 발명에서 제안하는 프리스트레싱 방법에 의하면 프리스트레싱재로서 고강도의 압축재와 인장재를 함께 사용한다. 두 재료는 구조부재의 단부에서 서로의 복원력에 의해 압축력과 인장력을 받고 있다. 구조부재가 수직방향의 하중을 받기 위해 수평으로 놓여있다고 가정할 때, 구조부재는 압축재와 인장재의 배치 형상에 따라 상향력 또는 하향력을 받게 되고 축력은 받지 않는다. 결과적으로 부재의 특정 단면에는 압축재와 인장재의 거리에 프리스트레싱력을 곱한 만큼의 모멘트가 발생하는데, 그 부호는 하중에 의해 받게 될 모멘트와 반대여서 구조부재의 하중에 대한 내하력을 높여준다. 기존에 흔히 사용되던 인장재만을 사용한 프리스트레싱은 단면의 중립축과의 편심을 이용해 모멘트를 도입하기 때문에 긴장력의 크기에 비해 도입할 수 있는 모멘트의 크기가 작고, 인장재의 정착력은 구조부내의 단면 전체의 평균적인 압축력으로 작용한다. 즉 하중에 의해 인장을 받게 될 부분에는 원하는 만큼 압축응력을 도입할 수 있지만, 하중에 의해 압축을 받게 될 부분에는 응력조절이 어려운 것이다. 콘크리트와 같이 특히 인장에 취약한 재료를 사용한 구조부재의 경우 인장응력을 받게 될 부분에 압축의 프리스트레스를 도입하는 것이 가장 중요하지만, 점점 슬림화 되는 설계추세에 따라 구조부재의 단면이 작아지고 인장재의 사용이 많아지면 결국 부재의 파괴는 압축응력이 좌우하게 된다. According to the prestressing method proposed by the present invention, a high-strength compression material and a tension material are used together as the prestressing material. The two materials are subjected to compressive and tensile forces by mutual restoring forces at the ends of the structural members. Assuming that the structural members are placed horizontally to receive a vertical load, the structural members are subjected to an upward or downward force depending on the arrangement of the compressive and tension members and are not subjected to axial forces. As a result, a specific cross section of the member generates a moment equal to the distance between the compressive and tensile members multiplied by the prestressing force, the sign of which is opposite to the moment to be loaded, thereby increasing the load capacity of the structural member. Prestressing using only tension materials, which are commonly used in the past, introduces a moment by using an eccentricity with the neutral axis of the cross section, so the amount of moment that can be introduced is smaller than that of the tension force, and the fixing force of the tension member is the average of the entire cross section in the structural part. It acts as a compressive force. In other words, the compressive stress can be introduced as much as desired to the part to be tensioned by the load, but it is difficult to control the stress to the part to be compressed by the load. In the case of structural members using materials that are particularly susceptible to tension, such as concrete, it is most important to introduce compressive prestress to the part that will be subjected to tensile stress.However, as the design trend becomes slimmer, the cross section of structural members becomes smaller and the use of tension members Increasingly, the failure of the member is ultimately dependent on the compressive stress.

한편 하중에 의해 지나친 압축응력을 받게 되는 부분에 인장응력을 도입하기 위해 PSC보의 상부에 압축재를 설치하는 인장프리스트레스 도입방법이 개발되어 사용되고 있으나, 압축재에 압축력을 가하는 방법이 번거롭고 압축잭의 반력을 받는 부분과 압축재가 정착되는 부분에 대한 보강이 필요하고, 인장재의 긴장과 압축재의 압축작업이 따로 이루어져 시공단계가 많아질 뿐만 아니라, 하중이 단계적으로 증가하는 경우 그에 맞게 단계적으로 프리스트레싱을 하는 것이 매우 어려우며, 부재의 상면에서 작업을 해야 하기 때문에 슬래브가 시공되면 더 이상의 작업이 어렵다. 반면에 본 발명에서 제안한 프리스트레싱 방법에서는 한번의 긴장작업으로 압축력과 인장력을 동시에 가하며, 단부에서 작업이 가능하기 때문에 하중이 단계적으로 가해질 경우에도 그에 맞는 프리스트레싱이 가능하고, 인장재와 압축재의 정착을 위한 보강작업이 불필요하다.On the other hand, a tension prestress introduction method has been developed and used to install a compression material on the upper part of the PSC beam in order to introduce a tensile stress to a part subjected to excessive compression stress due to a load.However, a method of applying a compression force to the compression material is cumbersome. It is necessary to reinforce the part where the reaction force is applied and the part where the compressive material is settled, and the tensioning force of the tension member and the compression work of the compressive material are separated, which increases the construction stage and prestresses accordingly when the load increases step by step. It is very difficult , and further work is difficult when the slab is constructed because it has to work on the top of the member. On the other hand, in the prestressing method proposed in the present invention, the compressive force and the tensile force are simultaneously applied in one tension operation, and the work is possible at the end. No work is needed.

프리스트레스를 도입하고 휨에 저항하는 구조부재를 제작함에 있어 가장 흔하게 사용되는 콘크리트는 압축에는 강하나 인장에 매우 취약한 특성을 가지고 있다. 따라서 PSC보에서는 약한 인장강도를 보완하기 위해 약간의 압축프리스트레스를 추가적으로 도입하여야 한다. PSC보는 하중에 의해 휨을 받게 되고 연결정착구를 이용한 본 발명의 프리스트레싱 방법은 그에 반대되는 휨을 가하게 되기 때문에 매우 이상적이라고 할 수 있지만, 변동이 있는 활하중에 대비하기 위해서는 인장에 약한 콘크리트를 어느 정도 압축상태로 만들어야 하기 때문에 소정의 축력을 가할 필요가 있는 것이다. 본 발명에서는 압축재와 쌍을 이루는 인장재 이외에 추가적인 인장재를 별도로 설치하여 구성된 PSC보를 제안하였다.Concrete that is most commonly used in the introduction of prestress and fabrication of structural members that resists bending is strong in compression but very weak in tension. Therefore, in PSC beams, some additional compression prestress should be introduced to compensate for the weak tensile strength. The PSC beam is bent by load and the prestressing method of the present invention using the connection anchorage is ideal because it applies the opposite deflection, but in order to prepare for the fluctuating live load, the concrete, which is weak in tension, is compressed to some extent. Because it needs to be made, it is necessary to apply a predetermined axial force. The present invention proposes a PSC beam configured by separately installing an additional tension member in addition to the tension member paired with the compression member.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 매우 용이한 작업으로 구조부재가 휨에 저항하기 위한 최적의 프리스트레스를 도입할 수 있다. As described above, the present invention can introduce an optimal prestress for the structural member to resist bending in a very easy operation.

한번의 긴장으로 압축재와 인장재에 동시에 힘을 가할 수 있으며 하중단계별로 쉽게 추가적인 프리스트레스를 도입할 수 있다. 또한 압축재와 인장재의 거리가 편심이 되기 때문에 적은 힘으로 큰 모멘트를 가할 수 있을 뿐만 아니라 부재에 축력을 가하지 않기 때문에 자유롭게 프리스트레싱력을 크게 하여 매우 큰 하중에 대응할 수 있다. 또 응력집중에 대비한 정착부 설계가 필요 없어 구조부재의 설계 및 제작이 용이하다.A single tension can exert pressure on the compressive and tensioning materials simultaneously and easily introduce additional prestresses for each load level. In addition, since the distance between the compression member and the tension member is eccentric, not only a large moment can be applied with a small force but also no axial force is applied to the member, so the prestressing force can be freely increased to cope with a very large load. In addition, it is easy to design and manufacture the structural member because there is no need to design a fixing part for stress concentration.

인장재만을 사용하는 전통적인 프리스트레싱 방법과 병용하여 교량용 PSC보에 적용할 경우 저형고 및 장경간의 경제적이고 미려한 교량의 시공이 가능하다.In combination with the traditional prestressing method using only tensile materials, it is possible to construct economical and beautiful bridges between low height and long span when applied to bridge PSC beams.

Claims (5)

휨에 저항하는 구조부재의 내하력을 높이기 위해 프리스트레스를 도입함에 있어서, 상기 구조부재의 하중에 의해 인장을 받을 부분에 길이방향으로 고강도의 인장재를 구조부재와 비부착상태로 배치하고, 하중에 의해 압축을 받을 부분에는 고강도의 압축재를 구조부재와 비부착상태로 배치하며, 압축재와 인장재를 구조부재의 단부에 노출시키는 단계;In introducing the prestress to increase the load capacity of the structural member that resists bending, the tensile member of the high strength in the longitudinal direction is placed in the non-attached state with the structural member in the part to be tensioned by the load of the structural member, and is compressed by the load. The portion to receive the high-strength compression member is disposed in a non-attached state with the structural member, exposing the compression member and the tension member to the end of the structural member; 상기 구조부재와는 분리되어 상기 압축재와 인장재를 서로 연결시켜주는 연결정착구를 상기 압축재에 고정하고 연결정착구를 관통하는 상기 인장재를 긴장하여 그 반력이 연결정착구를 통해 상기 압축재에 전달되도록 하는 단계;The connecting member is separated from the structural member to secure the connecting fixture that connects the compressive member and the tension member to the compressive member and tensions the tension member passing through the connecting fixing member so that the reaction force is transmitted to the compressive member through the connecting fixing member. step; 를 포함하여 한번의 긴장작업으로 인장재에는 인장력을, 압축재에는 압축력을 동시에 도입하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입방법Prestressing method comprising the introduction of a tensile force to the tension member, a compression force to the compression member at the same time in one tension operation, including 상기 제1항의 방법에 의해 프리스트레스를 도입함에 있어서, 긴장작업이 완 료된 다음에, 프리스트레싱재와 구조부재사이의 공간에 연결되어 외부로 노출되도록 미리 마련된 그라우팅호스를 통해 그라우팅재료를 주입하고 경화시킨 후, 연결정착구를 해체하여 재활용 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 도입 방법In the introduction of the prestress by the method of claim 1, after the tensioning is completed, the grouting material is injected and cured through a grouting hose which is connected to the space between the prestressing material and the structural member and exposed to the outside. Prestressing method characterized by dismantling the connection anchorage and recycling 구조부재에 프리스트레스를 도입하기 위해 사용되는 압축재와 인장재에 한번의 긴장작업으로 압축력과 인장력을 동시에 가할 수 있도록 압축재와 인장재를 연결하는 장치로서, As a device that connects the compression member and the tension member to simultaneously apply the compression force and the tension force to the compression member and tension member used to introduce prestress to the structural member in one tension operation. 중앙에는 여러 가닥으로 구성된 인장재의 다발이 관통할 구멍을 갖추고 그 양쪽에는 대칭으로 압축재가 관통할 구멍을 갖춘 본체; 본체를 관통한 압축재를 본체의 전후에서 고정하는 고정볼트; 인장재가 한 가닥씩 통과할 수 있는 여러 개의 구멍을 갖추고 본체 중앙의 구멍을 막는 정착판; 그리고 인장재의 긴장 후 정착판의 각 구멍에 정착시키기 위한 정착쐐기;A main body having a hole through which a bundle of tension members composed of several strands penetrates and a hole through which the compressive material penetrates symmetrically on both sides thereof; Fixing bolt for fixing the compression material penetrating the main body before and after the main body; A fixing plate which has a plurality of holes through which the tension member can pass one by one and closes the hole in the center of the main body; And fixing wedges for fixing in each hole of the fixing plate after tension of the tension member; 를 구비하여, 인장재의 긴장 시에 그 반력이 정착판과 본체에 전달되고, 그 힘이 고정볼트를 통해 압축재에 전달되어 압축력을 가할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 연결정착구When the tension member is tensioned, the reaction force is transmitted to the fixing plate and the body, the force is transmitted to the compressive material through the fixing bolt to apply a compressive force, characterized in that 교량이나 건축물에 사용되어 휨에 저항하는 프리스트레스트 콘크리트 보(Prestressed Concrete Beam,이하 ‘PSC보’라 함)를 구성함에 있어서,In constructing prestressed concrete beams (hereinafter referred to as 'PSC beams') that are used in bridges and buildings to resist bending, 상기 PSC보의 상부에는 길이방향으로 고강도의 압축재가 쉬스관에 의해 비부착상태로 매설되어 있고 하부에는 길이방향으로 고강도의 인장재가 매설되어 있으며, 상기 PSC보의 하부를 길이방향으로 지나는 인장재의 일부는 프리텐션 방식으로 긴장되어 PSC보에 부착되어 있거나 포스트텐션 방식으로 긴장할 수 있도록 쉬스관에 의해 비부착상태로 매설되어 PSC보의 단부에 설치된 일반적인 정착구를 통과해서 노출되어 있으며, 인장재의 나머지 일부는 쉬스관에 의해 비부착상태로 매설되고 PSC보의 단부에 노출되어 상기 압축재와 연결정착구에 의해 연결되어 있어,The upper portion of the PSC beam is embedded in the longitudinal direction of the high-strength compression member in the non-attached state by the sheath pipe, the lower portion is embedded with a high-strength tension member in the longitudinal direction, a part of the tension member passing through the lower portion of the PSC beam in the longitudinal direction Is pretensioned and attached to the PSC beam or buried unsecured by the sheath tube so that it can be tensioned by the post tension method and exposed through the usual anchorage installed at the end of the PSC beam. It is buried in a non-attached state by a sheath pipe and exposed to the end of the PSC beam, and is connected to the compression member by a connection fixing hole, 압축재에 고정된 연결정착구에 정착되는 인장재와, PSC보에 정착되는 인장재의 인장력의 크기를 조절함으로써, 위험단면의 상연과 하연의 응력을 원하는 대로 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 PSC보 PSC beam, characterized in that it is possible to adjust the stress of the upper and lower edges of the dangerous section as desired by adjusting the magnitude of the tensile force of the tension member fixed to the connection anchorage fixed to the compression material and the tension member fixed to the PSC beam 상기 제4항의 PSC보를 구성함에 있어서,In constructing the PSC beam of claim 4, 상기 PSC보를 다른 PSC보나 기둥 등의 구조와 연속화 할 수 있도록 하기 위해, 상기 PSC보의 상부를 지나는 쉬스관의 일방은 PSC보의 단부까지 이르지 않고 단부로부터 소정의 길이만큼 떨어진 곳까지만 설치되고, 상기 쉬스관 내부에 배치된 압축재는 쉬스관의 상기 일방의 끝으로부터 일정 길이만큼 더 노출되어 콘크리트에 묻혀 부착된 상태로 제작되며, 인장재는 상기 일방 쪽의 PSC보 단부로 노출되어 다른 부재와 연결되고, 상기 일방의 반대쪽에서 압축재에 고정된 연결정착구를 관통하는 인장재를 긴장할 때 PSC보의 상기 일방의 상부콘크리트는 압축력을 받도록 하는 것을 특징으로 하는 PSC보In order to allow the PSC beam to be continuous with other PSC beams or columns, one of the sheath pipes passing through the upper portion of the PSC beam is provided only up to a predetermined length away from the end without reaching the end of the PSC beam. Compression material disposed inside the sheath tube is exposed to a certain length from the one end of the sheath tube is embedded in the concrete attached state, the tension member is exposed to the end of the PSC beam of the one side is connected to the other member, PSC beam, characterized in that the upper concrete of the one side of the PSC beam is subjected to a compressive force when the tension member penetrates the connection anchorage fixed to the compression member on the opposite side of the one
KR1020040000210A 2004-01-05 2004-01-05 Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device KR100589797B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040000210A KR100589797B1 (en) 2004-01-05 2004-01-05 Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device
CNB2005800050300A CN100529264C (en) 2004-01-05 2005-01-05 Method of applying prestress and connecting means used therein and prestressed concrete beam therefrom
PCT/KR2005/000024 WO2005066419A1 (en) 2004-01-05 2005-01-05 Method of applying prestress and connecting means used therein and prestressed concrete beam therefrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040000210A KR100589797B1 (en) 2004-01-05 2004-01-05 Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040008236A KR20040008236A (en) 2004-01-28
KR100589797B1 true KR100589797B1 (en) 2006-06-14

Family

ID=34747760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040000210A KR100589797B1 (en) 2004-01-05 2004-01-05 Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100589797B1 (en)
CN (1) CN100529264C (en)
WO (1) WO2005066419A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100989811B1 (en) 2010-02-23 2010-10-29 노윤근 Prestressed concrete slab bridge which increased in the efficiency by large decenterizing concrete block and an arch rib
KR101167660B1 (en) 2011-11-09 2012-07-20 (주)삼현피에프 Moment prestressed concrete girder and construction method thereof
CN103195255A (en) * 2013-03-29 2013-07-10 华北水利水电学院 Construction method for prestressed carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) reinforced concrete beam
KR101374701B1 (en) 2013-06-25 2014-03-17 이엔이건설주식회사 Concrete beam construction method with anchorage apparatus for bi-pressing compression member
KR102321582B1 (en) * 2021-03-10 2021-11-05 (주)한맥기술 PSC I-type girder capable of adjusting transverse displacement using the tension member of the upper flange
KR102327977B1 (en) 2021-05-10 2021-11-18 김찬녕 Dual-prestressing girder using multi-pressing head and multi-pressing support apparatus and making, construction method thereof

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100911545B1 (en) * 2007-04-20 2009-08-10 (주)삼현피에프 Concrete structure having tube tube therein for accomodating compressive member to which compressive load applies
EP2063039A1 (en) 2007-11-26 2009-05-27 Technical University of Denmark Light-weight load-bearing structure
CN101736684B (en) * 2008-11-24 2012-07-18 中铁十六局集团有限公司 Non-standard simple supporting girder and manufacturing and mounting technology thereof
KR101043239B1 (en) * 2008-12-23 2011-06-22 (주)삼현피에프 Prestressed segment concrete girder for bridge and manufacturing method thereof
KR101043240B1 (en) * 2008-12-23 2011-06-22 (주)삼현피에프 Continuation structure of prestressed concrete girder bridge
CN101845851A (en) * 2010-04-09 2010-09-29 武汉理工大学 Tendon-free prestressed concrete structure
EP2447446A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-02 Sika Technology AG Device for fastening tension members to reinforced concrete beams
EP2742193B1 (en) * 2011-08-12 2014-12-03 VSL International AG A tension member feeding device
CN102653968A (en) * 2012-03-15 2012-09-05 中国建筑科学研究院 Inner tensioning pre-stressed concrete single-layer I-shaped framework box-type structure
CN103643154B (en) * 2013-11-20 2016-01-06 江苏天舜金属材料集团有限公司 A kind of with yield point elongation deformed bar and prestressed component constructional method thereof
CN104036149B (en) * 2014-06-27 2017-02-01 中南大学 Reactive powder concrete large-eccentric compression member limit load calculation method
KR102256091B1 (en) * 2020-09-16 2021-05-26 주식회사 렉스코 Psc girder fabricated using pre-tensioning stand apparatus for curved tendon and fabricated method thereof
CN112733293B (en) * 2021-01-11 2023-12-22 西安科技大学 Calculation method for head anchor bolts of underground coal mine rubber belt conveyor
CN114278099B (en) * 2021-11-29 2023-04-07 中交世通(重庆)重工有限公司 Prestress steel structure tool rod piece system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63126704A (en) * 1986-11-17 1988-05-30 オリエンタル建設株式会社 Manufacture of pc girder through precast concrete block system
US5313749A (en) * 1992-04-28 1994-05-24 Conner Mitchel A Reinforced steel beam and girder
KR100380637B1 (en) * 1999-05-10 2003-04-16 주식회사 인터컨스텍 Prestressed concrete girder of adjustable load bearing capacity for bridge and adjustment method for load bearing capacity of bridge

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100989811B1 (en) 2010-02-23 2010-10-29 노윤근 Prestressed concrete slab bridge which increased in the efficiency by large decenterizing concrete block and an arch rib
KR101167660B1 (en) 2011-11-09 2012-07-20 (주)삼현피에프 Moment prestressed concrete girder and construction method thereof
CN103195255A (en) * 2013-03-29 2013-07-10 华北水利水电学院 Construction method for prestressed carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) reinforced concrete beam
CN103195255B (en) * 2013-03-29 2015-07-15 华北水利水电学院 Construction method for prestressed carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) reinforced concrete beam
KR101374701B1 (en) 2013-06-25 2014-03-17 이엔이건설주식회사 Concrete beam construction method with anchorage apparatus for bi-pressing compression member
KR102321582B1 (en) * 2021-03-10 2021-11-05 (주)한맥기술 PSC I-type girder capable of adjusting transverse displacement using the tension member of the upper flange
KR102327977B1 (en) 2021-05-10 2021-11-18 김찬녕 Dual-prestressing girder using multi-pressing head and multi-pressing support apparatus and making, construction method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005066419A1 (en) 2005-07-21
CN1918342A (en) 2007-02-21
CN100529264C (en) 2009-08-19
KR20040008236A (en) 2004-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100589797B1 (en) Prestressing method with large eccentricity and no axial force by simple tensioning, the device for it, and the PSC beam utilizing the method and the device
US11111664B2 (en) Method of introducing prestress to beam-column joint in triaxial compression
US11352790B2 (en) Method of introducing prestress to beam-column joint of PC structure in triaxial compression
KR102183909B1 (en) The composite box girder bridge structure with a support block and a tensile member, the construction method thereof
KR100664698B1 (en) Complementing apparatus of tensile strength in a prestress concrete gurder bridge
JP2005273392A (en) Method of reinforcing bridge using prestressed concrete steel
KR100897060B1 (en) The continuous bridge structure including a prestressing plate and it&#39;s building method
KR20100025160A (en) Apparatus having a girder connection anchor plate and the continuous construction method for a psc girder bridge by using the same apparatus
EP1705313A2 (en) Reinforced console column and the method of its production
KR100506572B1 (en) Steel beam constructed prestressing segmental component and construction method thereof
KR102315988B1 (en) pressing plate and method of manufacturing steel composite girder using thereof
KR20040091350A (en) Prestressed steel girder
KR102331802B1 (en) deck plate structure for long span without support
KR200241299Y1 (en) External steel wire reinforcement anchoring apparatus for concrete structure
KR100414261B1 (en) External steel wire reinforcement method for concrete structure and anchoring method therefor
KR200291793Y1 (en) Pssc complex girder
KR200278091Y1 (en) Devices to shrengthen a bridge by exfermal presfressing cable
KR20080080078A (en) A continuity method of the composite bridges using reusable anchorage devices
KR200358339Y1 (en) prestressing structure
KR101561043B1 (en) Composite pressing ahchoraging apparatus and structure reinforcing method using the same
KR100442969B1 (en) Method and its devices to strengthen a bridge by external prestressing cable
KR20010084979A (en) Connecting device for enhancing steel wire for a bridge
KR19990032977A (en) Repair reinforcement method and apparatus of bridge mold
KR100964948B1 (en) Bridge structure with enhanced capacity by pre-lifting
KR100671431B1 (en) Method for re-enforcing structures by engaging pre-stress

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130606

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140324

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160603

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190430

Year of fee payment: 14