KR100743864B1

KR100743864B1 - 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조 및 그 방법

Info

Publication number: KR100743864B1
Application number: KR1020050009773A
Authority: KR
Inventors: 김두희; 송성용; 정종열
Original assignee: 김두희
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2007-07-30
Also published as: KR20060088789A

Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 바닥슬래브의 보 외측에서 긴장기로 스트랜드를 긴장시켜 정착하도록 하여 바닥슬래브 전체에 대한 처짐 제어가 가능하도록 함으로써 포스트 텐션의 효과를 최대한 높이고, 보강된 구조물의 응력변화를 최소화 할 수 있도록 한 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조 및 그 방법를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 스트랜드의 한쪽끝을 보와 바닥슬래브의 교차지점에 고정시킨 고정 정착부; 상기 고정 정착부에 대하여 마주보는 보의 상단부를 관통하는 관통공; 상기 관통공을 통해 스트랜드의 다른쪽 끝이 긴장기에 의해 긴장된 상태에서 정착되는 긴장 정착부로 이루어진 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조에 의하여 달성되어진다.

바닥슬래브, 보강, 스트랜드

Description

스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조 및 그 방법{omitted}

도 1은 포스트 텐션에 의한 종래의 강선 보강공법을 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명의 제1 실시예로써의 보강구조를 보인 측단면도

도 3은 본 발명의 제1 실시예로써의 보강구조를 보인 평단면도

도 4는 도 2에서 고정 정착부를 보인 확대단면도

도 5는 도 4의 고정 정착부에 사용되는 정착부재를 보인 사시도

도 6은 도 2에서 긴장 정착부를 보인 확대단면도

도 7은 도 2의 긴장 정착부를 보인 평단면도

도 8은 본 발명의 고정철물을 보인 사시도

도 9는 단순지지 슬래브에서 스트랜드의 이상적인 배치 상태를 보인 도면

도 10a,b,c는 본 발명의 제2 실시예로써의 보강구조를 보인 도면

도 11은 본 발명의 제3 실시예로써의 보강구조를 보인 측단면도

도 12는 본 발명의 제3 실시예로써의 보강구조를 보인 평단면도

도 13은 도 10의 고정 정착부를 보인 사시도

도 14는 도 10의 긴장 정착부를 보인 사시도

도 15a,b,c,d는 본 발명의 제2 실시예의 보강구조 시공 방법을 설명하기 위한 도면

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

A : 고정 정착부 B : 긴장 정착부

D : 긴장기

1 : 스트랜드(strand) 2,3 : 보

2a : 정착공 3a : 관통공

4 : 바닥슬래브 5 : 고정철물

6 : 고강도 몰탈 7a,7b : 관

8 : 무수축 몰탈 10,30,40 : 정착부재

11,31,41 : 수직공 11a,31a,41a : 정착볼트

12,32,42 : 수평공 12a,32a,42a : 앵커볼트

13,33,43 : 구멍 14 : 그라우트 배출구

20 : 고정그립 30a,30b : 콘부재

34,44 : 그라우트 주입구

본 발명은 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조 및 그 시공 방법에 관한 것으로 특히 스트랜드의 한쪽을 고정그립정착부로 슬래브 단부에 고정하고 다른 한쪽은 보 또는 벽체를 관통하여 긴장하여 정착하는 방식의 슬래브 내력 보강 구조 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트는 압축에는 강하나 인장에는 취약하다는 단점이 있으며, 슬래브 및 보에 하중이 작용할 경우 휨 응력과 처짐이 발생되는데 콘크리트만으로 이루어진 구조물은 재료의 성격상 저면에 생기는 작은 인장력에도 균열을 발생시키게 되기 때문에 이를 보완하기 위하여 철근을 콘크리트 속에 일체화시킨 것이 철근 콘크리트 구조물이다.

콘크리트의 최대 약점인 하중으로 인한 저면의 균열발생은 내화기준의 충족 및 철근의 일체성 확보 등의 요인으로 인해 소정치 이상의 피복 두께를 필요로 하므로 철근 콘크리트 자체로는 균열을 방지하는데 한계가 있을 수 밖에 없다.

종래의 슬래브 보강하는 방법으로는 섬유시트 및 강판부착공법, 철골보 보강공법, 강선 보강공법 등이 있다.

상기 섬유시트 및 강판부착공법은 마감재를 제거하여야 시공이 가능하고 섬유시트 및 강판이 부착되는 바탕면을 처리 하는 작업시 미세먼지가 발생되기 때문에 사용중인 건축물의 시공에 어려움이 있었으며, 접착재료가 내화기준을 충족시키지 못하는 문제점이 있었다. 내화기준을 충족시키기 위한 내화피복을 하게 되면 하중의 증가량이 적지 않아 이에따른 보강량의 증가를 가져오며 이는 공사비의 과도한 증가를 초래하였다.

상기 철골보강공법은 중량물인 철골보를 건축물 내부의 시공장소로 운반하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 보강하고자 하는 슬래브와 보의 응력분포를 변화시켜 지지부재에 대한 보강작업이 필요 하였다.

또한 포스트 텐션에 의한 종래의 강선 보강공법으로는 도 1에 도시된 바와 같이 바닥슬래브(a)의 저면에 일정 간격으로 정착장치를 마주보도록 부착한 상태에서 긴장기를 이용하여 강선(c)을 긴장시켜 정착하는 방식이 제안되어 있으나 이것은 슬래브와 보(b)사이에 긴장기를 설치할 최소한의 공간이 필요하기 때문에 슬래브 전체에 대한 처짐 제어가 불가능하고, 공사 완료시 응력분포상 중앙부에는 효과적이나 정착부 상부 부분에는 인장응력을 유발시키고 하부 부분에 압축력의 증대를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 내화피복을 위한 고강도 몰탈을 사용하여 중립축을 끌어내리는 효과를 줌으로써 스트랜드의 긴장력에 의해 발생하는 압축력에 대하여 충분한 강도가 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 스트랜드의 한쪽끝을 보와 바닥슬래브의 교차지점에 고정시킨 고정 정착부; 상기 고정 정착부에 대하여 마주보는 보의 상단부를 관통하는 관통공; 상기 관통공을 통해 스트랜드의 다른쪽 끝이 긴장기에 의해 긴장된 상태에서 정착되는 긴장 정착부; 상기 바닥슬래브의 중앙에 설치된 고정철물;로 이루어진것에 있어서, 상기 고정 정착부는 바닥슬래브로부터 정착볼트가 결합되는 수직공이 수평면에 형성되고, 보에 설치되는 앵커볼트가 통과하는 수평공이 수직면에 형성되며, 수직면의 중앙에는 스트랜드가 통과하는 구멍이 형성된 고정측 정착부재와 상기 구멍을 통과한 스트랜드의 한쪽 끝에 설치된 고정그립과 상기 보에 형성되어 고정그립이 넣어진 상태에서 고정 설치되는 정착공으로 이루어지고, 상기 긴장 정착부는 바닥슬래브로부터 정착볼트가 결합되는 수직공이 수평면에 형성되고, 보에 설치되는 앵커볼트가 통과하는 수평공이 수직면에 형성되며, 수직면의 중앙에는 스트랜드가 통과하는 구멍이 각각 형성되어 관통공의 양쪽에 고정설치되는 긴장측 제1,2 정착부재와 상기 구멍을 통과한 스트랜드를 긴장기로 긴장시킨 상태에서 긴장측 제2 정착부재에 고정시키는 콘부재로 이루어진 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조와 그 시공 방법에 의하여 달성되어진다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 상기와 같이 스트랜드에 의해 보강된 바닥 슬래브의 저면을 상기 플렉시블관이 매입되도록 고강도 몰탈 작업한 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조와 그 시공 방법에 의하여 달성되어진다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3는 본 발명의 제1 실시예로써의 슬래브 보강구조를 보인 도면으로 이것은 도시된 바와 같이 스트랜드(1)의 한쪽끝을 보(2)와 바닥슬래브(4)의 교차지점에 고정시킨 고정 정착부(A); 상기 고정 정착부(A)에 대하여 마주보는 보(3)의 상단부를 관통하는 관통공(3a); 상기 관통공(3a)을 통해 스트랜드(1)의 다른쪽 끝이 긴장기(D)에 의해 긴장된 상태에서 정착되는 긴장 정착부(B); 상기 바닥슬래브(4)의 중앙에 설치된 고정철물(5)로 이루어진 것이다.

이와같이 된 본 발명은 도 3에 도시된 바와같이 보강하려고 하는 바닥슬래브(4)에 고정 정착부(A)와 긴장 정착부(B)의 위치가 교대로 배치되도록 스트랜드(1)를 설치한다.

상기 보(3)의 관통공(3a)은 바닥슬래브(4) 내측에서 외측으로 하향 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 고정 정착부(A)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 바닥슬래브(4)부터 정착볼트(11a)가 결합되는 수직공(11)이 수평면에 형성되고, 보(2)에 설치되는 앵커볼트(12a)가 통과하는 수평공(12)이 수직면에 형성되며, 수직면의 중앙에는 스트 랜드(1)가 통과하는 구멍(13)이 형성된 고정측 정착부재(10)와; 상기 구멍(13)을 통과한 스트랜드(1)의 한쪽 끝에 설치된 고정그립(20)과; 상기 보(2)에 형성되어 고정그립(20)이 넣어진 상태에서 고정 설치되는 정착공(2a);으로 이루어진다.

상기 긴장 정착부(B)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 바닥슬래브(4)로부터 정착볼트(31a)(41a)가 결합되는 수직공(31)(41)이 수평면에 형성되고, 보(2)에 설치되는 앵커볼트(32a)(42a)가 통과하는 수평공(32)(41)이 수직면에 형성되며, 수직면의 중앙에는 스트랜드(1)가 통과하는 구멍(33)(43)이 각각 형성되어 관통공(3a)의 양쪽에 고정설치되는 긴장측 제1,2 정착부재(30)(40)와; 상기 구멍(33)(43)을 통과한 스트랜드(1)를 긴장기(D)로 긴장시킨 상태에서 긴장측 제2 정착부재(40)에 고정시키는 콘부재(40a)(40b);로 이루어진다.

상기 긴장기(D)는 유압을 이용하는 공지의 것으로 스트랜드(1)의 긴장 작업과 콘부재(40a)(40b)의 설치 작업을 하는데 사용되어진다.

도 8은 바닥슬래브(4)의 중간에 설치된 고정철물(5)을 보인 사시도이다.

이와같이 된 본 발명의 보강구조의 시공하기 위해서는 우선 공사중 안전 및 처짐 보정을 위한 서포트를 설치하고 스트랜드(1)의 한쪽 끝을 구멍(13)을 통해 고정그립(20)에 결합한 상태에서 정착부재(10)(30)(40)를 정착볼트(11a)(31a)(41a)와 앵커볼트(12a)(32a)(42a)로 바닥슬래브(4)와 보(2)(3)이 교차하는 모서리에 설치한다. 이때 고정그립(20)은 정착공(2a)에 끼워져 고정되며, 고정철물(5)은 바닥슬래브(4)의 중간에 볼트로 설치된다.

보(3)의 관통공(3a)을 통과한 스트랜드(1)의 다른 쪽 끝을 긴장기(D)로 당겨 긴장시킨후 콘부재(30a)(30b)로 고정측 제2 정착부재(40)에 정착시키게 되면 스트랜드(1)의 긴장력이 바닥슬래브(4)를 이루고 있는 콘크리트에 가해지게 되고 콘크리트에는 압축응력이 발생되어 외력에 의한 인장응력을 상쇄 시킴으로써 콘크리트에 균열을 일으키는 원인이 제거되는 보강 작업이 이루어진다.

이렇게 긴장 정착된 스트랜드(1)에 의해 보강된 바닥슬래브(4)는 긴장력을 가해지는 위치가 바닥슬래브(4)의 중심에 대하여 편심되어 있으므로 중앙부에서는 보강이 효과적이나 단부 상부에서는 인장응력이 추가로 발생되고 단부 하부에는 압축응력이 최대화 된다.

본 발명에서는 단부 압축응력은 고강도 몰탈로, 추가 인장응력은 단면 증가에 따른 기존 철근의 저항 모멘트의 증대로 해결하였다.

도 10a,b,c는 스트랜드(1)가 바닥슬래브(4)의 중심에 대하여 편심됨으로써 증대되는 응력에 대한 내구력과 내화성을 부여하기 위하여 고강도 몰탈(6) 작업을 한 상태를 보인 본 발명의 제2 실시예를 보인 도면으로써, 도 10a는 저면도이고, 도 10b는 도 10a의 '가-가'선 단면도 이며, 도 10c는 도 10a의 '나-나'선 단면도이다.

이것은 제1 실시예에서와 같이 스트랜드(1)로 바닥슬래브(4)를 보강한 상태에서 내화 및 내력을 증대시키기 위한 고강도 몰탈(6)을 보(2)(3)쪽에서 폭이 크게 이루어지도록 한 것으로 고강도 몰탈(6)은 압축력에 대하여 충분한 안전성을 갖도록 검토하여 폭과 높이가 최소화 되도록 조절한다.

단부측의 고강도 몰탈(6)은 바닥슬래브(4)의 중립축을 끌어내리는 역할을 하 며, 이때 정착부재(30)는 스트랜드(1)가 단부의 중립축에 근접되도록 설치하는 동시에 긴장력에 의해 발생되는 압축력에 대하여 충분한 강도를 유지할 수 있도록 한다.

도 11 내지 도 14는 본 발명의 제3 실시예로써의 이것은 도시된 바와 같이 제2 실시예에 있어서, 상기 스트랜드(1)가 플렉시블하고 신축성이 있는 관(7a)(7b)에 넣어지고, 상기 긴장측 정착부재(30)(40)에는 관(7a)(7b)에 각각 연통되는 그라우트 주입구(34)(44)가 형성되어 바닥슬래브(4)의 상부로 돌출되게 설치되며, 상기 고정측 정착부재(10)에는 관(7b)에 연통되는 그라우트 배출구(14)가 형성된 것이다.

상기 그라우트 주입구(34)(43)로는 스트랜드(1)의 긴장 작업이 완료된 이후에 그라우트가 관(7a)(7b) 내부로 주입되는 통로가 되며, 상기 그라우트 배출구(14)는 그라우트가 배출되는 통로가 된다.

상기 관(7a)(7b)는 시스(벨로우즈)관을 사용하였고, 이 관(7a)(7b)은 공지의 슬리브를 이용하여 정착부재(10)(30)(40)의 구멍(13)(33)(43)에 연결한다.

도 15a,b,c,d는 본 발명의 제3 실시예의 시공 방법을 설명하기 위한 도면으로써 먼저 고강도 몰탈(6) 작업부위에 대한 표면 처리 및 균열보수작업을 하고, 공사중 안전 및 처짐 보정을 위한 서포트를 설치한 상태에서 도 15a에 도시된 바와 같이 정착부재(10)(30)(40)를 설치하기 위한 구멍을 형성하는 사전 작업을 한다.

이 상태에서 관(7a)(7b)에 넣어진 스트랜드(1)의 한쪽 끝을 구멍(13)을 통해 고정그립(20)에 결합하고 정착부재(10)(30)(40)을 정착볼트(11a)(31a)(41a)와 앵커 볼트(12a)(32a)(42a)로 바닥슬래브(4)와 보(2)(3)이 교차하는 모서리에 도 15b에 도시된 바와 같이 설치한다. 이때 고정그립(20)은 정착공(2a)에 끼워져 고정되며, 그라우트 배출구(14)와 그라우트 주입구(34)(44)는 바닥슬래브(4)의 상부로 돌출되며 고정철물(5)도 바닥슬래브(4)의 중간에 설치된다.

상기 정착부재(10)(30)(40),고정철물(5)과 바닥슬래브 구조물사이의 접합력을 증대시키기 위하여 무수축몰탈(8) 작업을 한다.

긴장기(D)로 관(7a)(7b)에 넣어진 스트랜드(1)를 1차 긴장시키고 고강도 몰탈(6) 작업을 하여 고강도 몰탈(6)의 소요강도를 실현한후 긴장기(D)로 2차 긴장작업을 완료한다.

서포트지지대를 해체하고 보강상태를 확인한 상태에서 그라우트 주입구(34)(44)를 통해 관(7a)(7b)내부에 도 15c에 도시된 바와 같이 그라우트 주입작업을 하고 정착부재(10)(30)(40)에 대한 마감작업을 하게 되면 도 15d에 도시된 바와 같이 바닥슬래브(4)의 보강작업이 완료된다.

이와같이 된 본 발명은 긴장력을 가하는 스트랜드가 바닥슬래브 전체에 설치된 상태에서 처짐 제어가 가능하고, 고층 아파트나 옥상 녹화 사업시 최소의 고정하중의 증가로 내력보강 및 진동제어가 가능하며, 내화성능 고려시 자중 및 공사비용을 최소화할 수 있고 연속공사가 가능한 등의 효과가 있는 유용한 발명이다.

이상에서는 본 발명을 첨부 도면에 한정하여 설명하였으나 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실 시가 가능함은 물론이다.

Claims

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스트랜드(1)의 한쪽끝을 보(2)와 바닥슬래브(4)의 교차지점에 고정시킨 고정 정착부(A); 상기 고정 정착부(A)에 대하여 마주보는 보(3)의 상단부를 관통하는 관통공(3a); 상기 관통공(3a)을 통해 스트랜드(1)의 다른쪽 끝이 긴장기(D)에 의해 긴장된 상태에서 정착되는 긴장 정착부(B); 상기 바닥슬래브(4)의 중앙에 설치된 고정철물(5);로 된 것에 있어서, 상기 고정 정착부(A)는 바닥슬래브(4)부터 정착볼트(11a)가 결합되는 수직공(11)이 수평면에 형성되고, 보(2)에 설치되는 앵커볼트(12a)가 통과하는 수평공(12)이 수직면에 형성되며, 수직면의 중앙에는 스트랜드(1)가 통과하는 구멍(13)이 형성된 고정측 정착부재(10)와; 상기 구멍(13)을 통과한 스트랜드(1)의 한쪽 끝에 설치된 고정그립(20)과; 상기 보(2)에 형성되어 고정그립(20)이 넣어진 상태에서 고정 설치되는 정착공(2a);으로 이루어지고, 상기 긴장 정착부(B)는 바닥슬래브(4)로부터 정착볼트(31a)(41a)가 결합되는 수직공(31)(41)이 수평면에 형성되고, 보(2)에 설치되는 앵커볼트(32a)(42a)가 통과하는 수평공(32)(41)이 수직면에 형성되며, 수직면의 중앙에는 스트랜드(1)가 통과하는 구멍(33)(43)이 각각 형성되어 관통공(3a)의 양쪽에 고정설치되는 긴장측 제1,2 정착부재(30)(40)와; 상기 구멍(33)(43)을 통과한 스트랜드(1)를 긴장기(D)로 긴장시킨 상태에서 긴장측 제2 정착부재(40)에 고정시키는 콘부재(40a)(40b);로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조.
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청구항 4에 있어서, 상기 스트랜드(1)에 고강도 몰탈(6) 작업을 하여서 된 것을 특징으로 하는 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조.
청구항 4에 있어서, 상기 스트랜드(1)를 플렉시블하고 신축성이 있는 관(7a)(7b)에 넣고, 상기 긴장 정착부(B)의 정착부재에는 관(7a)(7b)에 각각 연통되는 그라우트 주입구(34)(44)를 형성하여 바닥슬래브(4)의 상부로 돌출되게 설치하며, 상기 고정 정착부(A)의 정착부재에는 관(7b)에 연통되는 그라우트 배출구(14)를 형성하여 관(7a)(7b) 내부에 그라우트가 주입되도록 한 것을 특징으로 하는 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조.
청구항 7에 있어서, 상기 관(7a)(7b)은 시스관인 것을 특징으로 하는 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조.
청구항 7에 있어서, 상기 정착부재와 고정철물은 무수축몰탈로 설치되는 것을 특징으로 하는 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 구조.
고강도 몰탈 작업부위에 대한 표면 처리 및 균열보수작업을 하고, 공사중 안전 및 처짐 보정을 위한 서포트를 설치한 상태에서 정착부재를 설치하기 위한 구멍을 형성하는 사전 작업 단계;

관에 넣어진 스트랜드의 한쪽 끝을 구멍을 통해 고정그립에 결합하고 정착부재을 정착볼트와 앵커볼트로 바닥슬래브와 보가 교차하는 모서리에 설치하는 부재 설치 단계;

긴장기로 관에 넣어진 스트랜드를 1차 긴장시키고 고강도 몰탈 작업을 하는 1차 긴장 단계;

긴장기로 2차 긴장작업을 완료하는 단계;

서포트지지대를 해체하고 그라우트 주입구를 통해 관 내부에 그라우트 주입작업을 하는 단계;로 이루어진 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 부재 설치 단계는 무수축몰탈 작업이 부가되는 것을 특징으로 하는 스트랜드를 이용한 슬래브 내력 보강 방법.