KR100731212B1 - Structure lifting method using the steel pipe - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 기둥보강공법을 도시한 것이며,1 illustrates a conventional column reinforcing method,
도 2는 본 발명의 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판을 도시한 것이며,Figure 2 illustrates a fiber composite plate embedded with a flexible fracture body of the present invention,
도 3은 본 발명의 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판이 설치된 구조물의 정면도 및 평면도를 도시한 것이며,Figure 3 shows a front view and a plan view of a structure provided with a fiber composite plate embedded with a flexible fracture body of the present invention,
도 4는 본 발명의 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판의 연결단부를 도시한 것이다.Figure 4 shows the connecting end of the fiber composite plate embedded with a flexible fracture body of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100:구조물 110:볼트공100: structure 110: bolt ball
200:연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판200: fiber composite plate embedded with ductile destructible body
210:연성파괴체 220:관통홀210: Ductile fracture 220: Through hole
230:고정구 240:연결 섬유복합체 판230: fastener 240: connecting fiber composite plate
본 발명은 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판을 이용한 구조물 보수 및 보 강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 작용하중에 대하여 연성파괴가 가능한 강재플레이트 및 상기 강재플레이트를 감싸는 섬유복합체 판을 이용하여 구조물을 보수/보강하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for repairing and reinforcing a structure using a fiber composite plate in which a flexible fracture body is embedded. More specifically, the present invention relates to a method of repairing / reinforcing a structure using a steel plate capable of ductile fracture with respect to a working load and a fiber composite plate surrounding the steel plate.
국내에 건설된 교량은 1990년 이전에 건설된 것이 상당수이며, 이러한 교량은 내진설계가 반영되지 않았기 때문에 지진에 대한 저항능력이 부족하다는 문제점이 있었으며, 또한 교각의 하단부에서 철근의 겹이음(Lap Splice)을 했기 때문에 교각의 연성도(Ductility)가 크게 부족하다는 문제점이 있었다. Many domestic bridges were constructed before 1990, and since these bridges did not reflect seismic design, there was a problem of insufficient resistance to earthquakes. ), There was a problem that the ductility (bridge) is greatly lacking.
이러한 단점을 보완하기 위해서 교각의 하단부를 보강하는 기법 들이 개발되어 사용되고 있으며, 현재 대표적인 것은 강판으로 보강하는 스틸 자켓팅 (Steel Jacketing) 기법과 복합섬유 쉬트(SHEET)로 보강하는 컴포지트 쉬트 자켓팅(Composite Sheet Jacketing) 기법이 있다. To remedy these shortcomings, techniques for reinforcing the lower end of the piers have been developed and used. Currently, steel jacketing technique reinforced with steel sheet and composite sheet jacketing reinforced with composite sheet. Sheet Jacketing).
스틸 자켓킹(Steel Jacketing)기법의 경우 도 1과 같이, 용접을 이용하여 기둥구조물 하부 주위에 강판(10)을 일정한 높이까지 설치하게 되는데, 기둥구조물(100) 표면과 강판 사이에 필연적인 틈이 생겨 이러한 틈을 메꾸기 위하여 모르타르 또는 무근콘크리트(20)를 충전시키고 있었다. In the case of steel jacketing (Steel Jacketing) method, as shown in Figure 1, by using welding to install the
하지만 이러한 방법은 시공성이 떨어질 뿐만 아니라, 공사기간이 지연될 소지가 많으며, 기둥의 보강단면과 기존단면이 서로 많은 차이가 날 수 있어 외관이 다소 불량하고, 교량과 같은 기둥구조물 하부에는 적용이 가능하나 건축물 기둥 상부에는 강판(10)을 건축물 기둥상부에서 초기 지지하기가 어려워 실제 적용이 어렵다는 문제점이 있었다.However, this method is not only poor in constructability, but also may lead to delays in construction period, and the reinforcement cross section and the existing cross section of the column may be different from each other. However, there was a problem in that it is difficult to initially support the
또한, 강판(10)은 시간이 경과됨에 따라 부식되기 때문에 품질관리 및 유지관리가 사실상 어려우며 기둥 일정 부분 전체를 감싸도록 설치되기 때문에 콘크리트 표면으로부터의 수분 입, 출입이 불가능하여 콘크리트 내구성에 악 영향을 끼칠 수밖에 없다는 문제점이 지적되었다.In addition, since the
또한 컴포지트 쉬트 자켓팅(Composite Sheet Jacketing)기법은 연성도를 증가시키지만, 콘크리트를 구속하는 능력이 부족하고 스틸 자켓킹(Steel Jacketing)기법과 비교하여 내화성 등에 대한 성능이 검증이 되지 않아, 화재 시 손상 위험이 존재한다는 문제점이 있었으며,In addition, the Composite Sheet Jacketing technique increases the ductility, but it lacks the ability to restrain concrete, and the fire resistance is not verified compared to the Steel Jacketing technique. There was a problem that there was a risk,
복합섬유 쉬트(SHEET)를 구조물에 감싸도록 하는 장비가 필요하며, 구조물 표면에 균열이 발생한 후에 작용하게 되므로 그 보강/보수 효과가 다소 떨어진다는 문제점이 지적되었으며, 긴장력을 도입시키면서 복합섬유 쉬트(SHEET)를 구조물 표면에 부착해야 하는 공법개발이 미진하며, 복합섬유 쉬트(SHEET) 자체는 취성파괴 경향이 있어 구조물 파괴 시 연성파괴를 유도할 수 없다는 문제점이 지적되었다.It is necessary to equip the structure to wrap the composite fiber sheet (SHEET) in the structure, and it is pointed out that the reinforcement / repair effect is somewhat lowered because it works after the crack occurs on the surface of the structure. It is pointed out that the method of attaching) to the surface of the structure is insufficient, and the composite fiber sheet (SHEET) itself tends to be brittle and thus cannot induce ductile fracture when the structure is destroyed.
또한 역시 구조물 거의 전체를 감싸도록 설치할 경우 콘크리트 표면으로부터의 수분 입, 출입이 불가능하여 콘크리트 내구성에 악 영향을 끼칠 수밖에 없고, 하천 등에 노출되는 경우 수분유입에 대한 거동특성에 추가적인 연구개발이 필요한 다는 문제점이 지적되었다.In addition, when it is installed to cover almost the entire structure, it is impossible to ingress or enter water from the concrete surface, which will adversely affect the durability of the concrete, and if it is exposed to rivers, additional research and development is required for the behavior characteristics of water inflow. This pointed out.
본 발명은 구조물에 기계적인 부착방식으로 고정성 및 부착성능을 확보하면서도 콘크리트 표면으로부터 이격 설치되도록 하여 콘크리트 표면을 외기에 노출되 도록 하면서도 시공성이 뛰어나고 구조물의 연성파괴를 유도하면서도 부식의 염려가 없고 구조물의 어느 위치에도 적용가능하며, 긴장력을 도입하여 부착함으로써 구조물 변형에 즉각 대응할 수 있는 구조물 보수/보강방법을 제공하는 것이다.The present invention is to be installed from the concrete surface while securing the fixing and attachment performance by the mechanical attachment method to expose the concrete surface to the outside air, excellent construction, and induces ductile fracture of the structure without fear of corrosion It is applicable to any position of and provides a method for repairing / reinforcing a structure that can immediately respond to deformation of a structure by introducing and attaching a tension force.
상기 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above technical problem
기둥구조물을 포함하는 구조물(100) 보강/보수에 있어서, 상기 구조물 표면에 긴장 후 압착 고정시키되, 작용 하중에 대하여 연성파괴를 유도할 수 있는 강재 플레이트를 포함하는 연성파괴체(210)가 매립된 섬유복합체 판(200)을 구조물 표면으로부터 긴장시키면서 설치간격을 이격시켜 밴드 설치방식으로 시공하는 것을 특징으로 하는 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판을 이용한 구조물 보수 및 보강방법을 제공하게 되며,In the reinforcement / repair of the
상기 섬유복합체 판(200)은 연성파괴체를 관통하는 관통홀(220)을 형성시켜, 섬유복합체 판의 긴장 후 구조물에 상기 관통홀을 관통하여 구조물에 매립되도록 설치되는 앵커볼트를 포함하는 고정구(230)가 제공되도록 하였다.The
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To describe the present invention more clearly and easily, the following describes the best embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, and embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and thus the scope of the present invention. Is not limited to the embodiment described below.
도 2는 본 발명의 연성파괴체(210)가 매립된 섬유복합체 판(200)을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 연성파괴체(210)가 매립된 섬유복합체 판을 구조물(100) 에 부착시킨 상태를 정면도 및 평면도로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 연성파괴체(210)가 매립된 섬유복합체 판(200)의 연결단부를 기둥구조물(100)과 함께 도시한 것이며, 이하 본 발명의 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판이 기둥구조물에 설치되는 방법을 기준으로 설명한다. FIG. 2 illustrates a
먼저 기둥구조물(100)의 보강 부위를 선택하여 표면을 거칠게 치핑(하는 방법으로 표면처리를 한 후, 상기 기둥구조물(100) 표면을 따라 다소의 이격된 볼트공(110)을 형성시킨다.First, after selecting the reinforcement portion of the
다음으로는 상기 기둥구조물(100)을 감쌀 수 있는 정도의 길이를 재단된 본 발명의 본 발명의 연성파괴체가 매립된 섬유복합체 판(200)을 제작하게 된다.Next, to produce a
도 2를 기준으로 하면, 상기 섬유복합체 판(200)은 개략 중앙 부분에 연성파괴체로서 강재 플레이트(210)가 이격되어 매립된 상태로 제작되며, 섬유복합체 판(200) 사이에 강재 플레이트가 감싸져 형성되어 있게 된다.Referring to FIG. 2 , the
이러한 강재 플레이트(210)는 인장력을 받은 경우 그 연성에 의하여 갑자기 파단 되지 않고, 즉 취성파괴 되지 않고 항복되면서 항복응력 이후에 파단 되기 때문에, 섬유복합체의 취약점이라고 할 수 있는 취성파괴에 의하여 파단 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.When the
본 발명은 이러한 섬유복합체 판(200)의 성질을 이용하여 기둥구조물의 보강수단으로 섬유복합체 판(200)을 부착시키게 된다.The present invention uses the properties of the
이때, 섬유복합체 판(200)을 단순히 기둥구조물을 감싸 부착되도록 하는 방법을 이용하게 되면, 기둥구조물의 좌굴 등에 의한 균열 발생이후 섬유복합체 판(200)이 작용할 밖에 없기 때문에 본 발명의 섬유복합체 판(200)은 기둥구조물(100)에 긴장되면서 구조물 표면을 감싸도록 설치하게 된다.At this time, if the
이러한 섬유복합체 판(200)의 긴장력을 유지시킨 상태에서 구조물 표면에 부착되려면 종래의 경우 에폭시와 같은 접착제를 사용하는 경우도 있지만, 국내 사정상 이러한 접착제 만에 의해서는 부착성능을 충분히 확보하는 것으로 평가되기 어렵다는 문제점 때문에 본 발명에서는 기계적 부착방법을 이용한다. 단지 본 발명에서도 접착제에 의한 부착기능을 보완적으로 사용하는 것을 배제하지는 않는다.In order to be attached to the surface of the structure while maintaining the tension force of the
즉, 미리 구조물(100) 표면에 다수의 볼트공(110)의 위치에 대응하여 본 발명의 섬유복합체 판(200)에 미리 대응하여 형성시킨 관통홀(220)을 이용 앵커볼트와 같은 고정구(230)를 이용하여 섬유복합체 판(200)을 구조물 표면에 부착되어 고정되도록 한다.That is, a
이에 먼저, 상기 고정구(230)를 섬유복합체 판(200)의 시점 관통홀(220)에 삽입시킨 상태에서 구조물(100)의 볼트공(110)에 정착시킨 후, 나머지 관통홀(220)에 고정구(230)를 삽입시킨 상태에서 섬유복합체 판(200)을 긴장시키고, 긴장된 상태의 섬유복합체 판(200)에 삽입된 고정구(230)를 구조물의 볼트공(110)에 정착시키게 된다.First, the
이때, 상기 고정구(230)의 설치위치는 도 3과 같이 구조물에 있어 서로 어긋나게 설치하는 것이 바람직하다.At this time, the mounting position of the
이러한 작업을 통해서 본 발명의 섬유복합체 판(200)은 긴장된 상태를 유지하면서 구조물에 부착될 수 있게 되며, 이러한 부착은 기계적인 고정구(230)에 의 하여 이루어지기 때문에 좀 더 확실한 부착효과를 검증받을 수 있게 된다.Through this operation, the
다음으로는 섬유복합체 판(200)의 긴장된 양 단부를 서로 결합시킬 필요가 있는데, 본 발의 섬유복합체 판(200)의 긴장된 양 단부는 그 단부 이격거리가 최소화될 수 있도록 구조물의 크기를 고려하여 상기 섬유복합체 판(200)의 재단 길이를 조정한 후, 이격된 양 단부는 서로 겹쳐지도록 하거나 상부 면에 도 4와 같이 연결 섬유복합체 판(240)을 부착시켜 긴장된 섬유복합체 판(200)의 양 단부가 서로 연결될 수 있도록 한다.Next, it is necessary to join both tensioned ends of the
위와 같이 섬유복합체 판(200)을 설치함에 있어서는 기둥구조물 표면에 소정의 간격으로 서로 이격되어 독립적으로 밴드와 같이 설치되도록 한다.In installing the
이렇게 이격되도록 설치하는 것은 보강대상 구조물 표면이 섬유복합체 판(200)에 의하여 전부 덮여지도록 하는 경우 구조물 콘크리트 표면이 외기에 노출되지 않기 때문에 수분의 입, 출입이 제한되어 이러한 구조물의 표면 박리 등 내구성을 해칠 수 있기 때문이다.This spaced apart installation is when the surface of the structure to be reinforced is completely covered by the
이에 본 발명에서는 섬유복합체 판(200)을 서로 이격되도록 설치하되, 개별적으로 긴장 후 구조물에 섬유복합체 판(200)이 압착되도록 설치하게 되는 것이다.Therefore, in the present invention, the
본 발명에 의하여, 섬유복합체 판의 표면이 섬유복합체 이므로 콘크리트 표면과 접착이 용이하며, 섬유복합체 판에 매립된 연성파괴체를 이용한 앵커 링으로 섬유복합체 판의 탈락을 방지할 수 있으며, 구조물을 밴드형식으로 보강하므로 콘크리트 표면에서 수분의 출입이 가능하며, 상기 연성파괴체에 의해서 섬유복합체 판 자체의 취성파괴 특성을 보완할 수 있으며, 섬유복합체가 연성파괴체를 보호하기 때문에 부식의 위험이 없어 유지관리에 용이하며, 종래공법과 비교하여 시공이 간단하여 경제성이 우수하며, 특히 기둥구조물의 하부 및 상부 또는 어떠한 위치에서도 시공이 가능하며, 본 발명의 섬유복합체 판은 긴장력을 도입하여 부착하므로 콘크리트 변형 시 즉각적으로 보강재가 작동하게 된다.According to the present invention, since the surface of the fiber composite plate is a fiber composite, it is easy to adhere to the concrete surface, and the anchor ring using the soft deformed body embedded in the fiber composite plate can prevent the fall of the fiber composite plate, and the structure band Reinforced in the form, moisture can enter and exit the concrete surface, and the ductile body can compensate for the brittle fracture characteristics of the fiber composite plate itself, and the fiber composite protects the ductile body so that there is no risk of corrosion. Easy to manage, simple construction compared to the conventional construction method and excellent economical efficiency, in particular can be installed in the lower and upper or any position of the column structure, the fiber composite plate of the present invention is introduced by attaching the tension force to deform the concrete The reinforcement will start immediately.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. Those skilled in the art of the present invention can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.
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JPH1110144A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Iwasaki Electric Co Ltd | Water treatment apparatus |
-
2006
- 2006-06-15 KR KR1020060054019A patent/KR100731212B1/en not_active IP Right Cessation
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JPH1110144A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Iwasaki Electric Co Ltd | Water treatment apparatus |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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일본공개특허공보 제1999-10144 |
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