KR100819453B1

KR100819453B1 - 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법

Info

Publication number: KR100819453B1
Application number: KR1020060136486A
Authority: KR
Inventors: 김회준; 김창래; 문병용
Original assignee: (주)스틸엔콘크리트; 주식회사 젬콘
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-04-04

Abstract

본 발명은 콘크리트합성파일을 제작할 때, 파일의 상하단부에서 일정길이 떨어진 내측의 콘크리트몸체내에 자중감소재를 삽입하고, 두부에 H형강을 돌출시킨 두부노출H형강을 설치한 후에 콘크리트를 타설양생한 프리스트레스트가 도입된 콘크리트합성파일의 제작방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법{Method for manufacturing a prestressed concrete composition pile filled with a weight reducing material in concrete section}

도 1은 본 발명의 프리스트레스트콘크리트합성파일을 전체적으로 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 프리스트레스트콘크리트합성파일의 측단면을 보여주는 도면.

도 3은 도 2의 단면 A-A를 보여주는 도면.

도 4(a)(b)(c)는 본 발명의 프리스트레스트콘크리트합성파일에 자중감소재와 연결반원홈의 다양한 실시예를 적용한 것을 보여주는 도면.

도 5(a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명의 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작과정을 보여주는 도면.

도 6(a)(b)는 본 발명의 연결홈과 연결반원홈을 이용한 파일설치방법을 보여주는 도면.

도 7은 본 발명의 H형강을 이용하여 파일상부에 타설된 콘크리트와 연결시키는 것을 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

L : 파일전체길이 L1 ; 하단부콘크리트길이

L2 ; 상단부콘크리트길이

10 ; 프리스트레스트콘크리트합성파일 11 ; 자중감소재

12 ; 두부노출H형강 13 ; 콘크리트

14 ; 연결홈 15 ; 매입H형강

16 ; H형강 17 ; 강선

18 ; 연결반원홈 19 ; 사각자중감소재

20 ; 원형자중감소재 21 ; 띠철근

22 ; 거푸집 23 ; 연결재

24 ; 상치콘크리트

본 발명은 콘크리트를 이용하여 프리스트레스가 도입된 합성파일을 제작할 때 합성파일의 콘크리트단면내의 일정부분에 자중감소재를 채워 제작한 합성파일에 관한 것이다.

상기와 같이 제작된 합성파일의 자중은 기존의 합성파일에 비하여 자중감소재의 부피만큼 자중이 감소된 것이다.

상기 자중감소재는 합성파일의 상하단부에서 일정거리 떨어진 내측의 콘크리트몸체내에 설치하는 것이다.

상기 자중감소재의 설치위치를 파일의 상하단부에서 일정거리 떨어진 내측에 채우게된 것은 추후에 설명하게되는 도 2에서보는바와 같이, 합성파일의 상단부에 설치되는 H형강의 일정부분을 매입할 수 있는 충분한 콘크리트 매입부를 형성하기 위하여 상단부콘크리트길이를 확보하도록 하고, 하단부에는 상단부에 작용하는 하중에 의하여 자중감소재가 하단부로 관통되는 것을 방지하기 위한 콘크리트단면인 하단부콘크리트길이를 확보하기 위하여 하단부에서 일정거리 내측의 범위에 걸쳐 콘크리트몸체내에 자중감소재를 채우게되는 것이다.

상기 자중감소재는 자중이 가벼운 것이면 모든재료가 대상이며, 주로 스티로폼, 발포재등이 사용된다.

본 발명의 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작과정은 우선 파일길이방향으로 설치되는 다수개의 강선을 중공의 원형상으로 배치하고, 상기 원형상으로 배치된 강선 내부의 중앙부에 자중감소재를 채움하고, 파일의 몸체가 형성되는 부분에 강선과 일체로 결합되는 띠철근을 일정한 간격을 두고 배근하고, 상기 띠철근과 강선이 배근된 파일의 상단부에 일부는 매입되는 매입H형강을 배치하고, 일부는 노출되는 두부노출H형강을 배치한 H형강을 설치하면서 거푸집을 설치한 다음, 강선에 긴장력을 도입하면서, 콘크리트를 타설양생한 다음, 긴장력을 해제하여 프리스트레스가 도입되도록 한 파일의 상하단부에서 일정거리 떨어진 내측에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일을 제작하는 것이다.

상기 합성파일에 연결홈과 연결반원홈을 선택적으로 설치하여 인접하여 설치된 파일과 긴밀하게 접합연결되도록 한다.

또한, 자중감소재의 형상도 원형 또는 사각형 등 다양한 형태로 설치되도록 한다.

본 발명은 합성파일에 자중감소재를 채워 파일의 자중을 감소시켜 파일의 이동, 운반등의 취급시 용이하도록 하면서 운반시 파일에 발생될 수 있는 균열등을 방지하기 위함이며, 상기 파일을 현장에서 간단한 장비를 이용하여 소량으로 신속히 제작하면서 자중감소재만큼 재료비를 절감할 수 있도록 하는게 목적이다.

종래의 합성파일은 중공의 원형철근에 프리스트레스를 도입하고, 콘크리트를 타설한 후에 원심력을 이용하여 중공의 콘크리트파일이 형성되도록 성형한 후에 프리스트레스를 해제하여 제작하는 것으로서, 이러한 원심력을 이용하여 제작하는 콘크리트파일은 대량의 제품을 생산하기 위한 대단위 장비를 설치한 일정한 범위의 공장에서 제작되므로 제작비와 공장등의 고정적인 비용이 소요되는등 파일의 제작시 과다한 비용이 소요되는 문제점이 있으며, 또 다른 파일로서 T형 프리스트레스트 콘크리트파일은 내부를 콘크리트로 모두 채우게되므로 자중이 매우 커 운반 등에 매우 어려움이 있으며, 자체중량이 과도하여 파일에 균열등이 발생되는 문제점이 상존하여 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안한 것으로서, 프리스트레스콘크리트합성파일 제작시 파일의 상하단부에서 일정길이 떨어진 내측의 콘크 리트몸체내에 자중감소재를 삽입하고, 두부에 H형강을 돌출시킨 후에 콘크리트를 타설양생하고, 프리스트레스를 도입한 프리스트레스트콘크리트합성파일에 관한 것으로서, 자중을 감소시켜 운반이 용이하도록 하며, 자중의 감소에 의하여 파일몸체에 발생되는 균열등을 방지하도록 함과 동시에 파일 제작시 현장에서 간단한 장비를 이용하여 소량으로 제작하여 사용할 수 있도록하므로서 제작에 소요되는 비용을 절감하는 제작방법을 제공함에 있다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 도 1은 프리스트레스트콘크리트합성파일(10)을 전체적으로 보여주는 도면이며, 도 2는 상기 합성파일(10)의 길이방향의 측단면을 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2의 횡단면 A-A를 보여주는 도면이며, 도 4(a)(b)(c)는 상기 합성파일(10)에 자중감소재(11)와 연결반원홈(18)의 다양한 실시예를 적용 설치한 것을 보여주는 도면이며, 도 5(a)(b)(c)(d)(e)는 상기 합성파일(10)의 제작과정을 보여주는 도면이며, 도 6(a)(b)는 연결홈(14)과 연결반원홈(18)의 활용방법을 보여주기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 합성파일(10) 두부에 설치된 H형강(16)이 활용되는 상황을 도면으로 보여주는 도면이다.

도 1에서보는바와 같이 자중감소재(11)는 합성파일(10)의 양단부에서 일정거리 내측으로 콘크리트몸체내에 설치하는 것이다.

상기 자중감소재(11)의 설치위치를 파일의 상하단부에서 일정길이 떨어진 내측에 채우도록 한 것은 도 2에서보는바와 같이, 합성파일(10)의 상단부에 설치되는 H형강(16)의 일정부분을 매입할 수 있는 충분한 매입부를 형성하기 위함이며, 하단부에는 상단부에 작용하는 하중에 의하여 자중감소재(11)가 하단부로 관통되는 것을 방지하기 위하여 하단부콘크리트길이(L1)에 해당하는 충분한 콘크리트단면을 확보하기 위하여 하단부에서 일정길이 떨어진 내측에 설치하도록 한 것이다.

상기 하단부콘크리트길이(L1)는 자중감소재(11)의 단면적(A)에 콘크리트압축력(fy)을 곱하여 산출된 자중감소재단면적압축력이 자중감소재(11)의 표면적(A')에 콘크리트전단력(0.1×fy)을 곱한 것에 같거나 적도록 한 식으로부터 하단부콘크리트길이(L1)를 산출한다.

상기 식에 의하여 산출된 하단부콘크리트길이(L1)은 다음과 같다.

A × fy ≤ A' × 0.1× fy

π×D²/4 ≤ π D × L1× 0.1

∴ L1 ≥ D/0.4

여기서, A는 자중감소재(11)의 단면적이고, fy는 콘크리트압축력을 말하는 것이고, A'는 자중감소재(11)의 직경D를 가진 원통형의 표면적이고, 0.1×fy은 콘크리트 전단력이며, D는 직경을 의미한다.

상기와 같은 식에 의하여 산출된 하단부콘크리트길이(L1) 만큼 하단부에서 거리를 두고 자중감소재(11)를 채우도록 하면 합성파일(10) 두부에 작용된 하중에 의하여 자중감소재(11)가 아래로 빠지는 힘을 일정한 길이로 확보된 하단부콘크리트가 저항하게되어 하단부가 파이핑되는 현상은 발생되지 않게 되어 파일의 품질 및 안정성 확보에 기여하게되는 것이다.

또한, 도 2의 상단부콘크리트길이(L2), 즉 H형강(16)이 충분하게 콘크리트내로 매입되도록 하기 위하여 1M이상의 길이를 갖도록 한다.

상기 상단부콘크리트길이(L2)는 합성파일(10)에 작용하는 하중에 따라 선택적으로 적용할 수 있으나, 일반적으로 1 ~ 1.5M의 길이를 확보하도록 한다.

상기와 같이 확보된 상단부콘크리트길이(L2)에 H형강(16)의 하부인 매입H형강(15)을 상단부콘크리트내에 매입하여 충분한 강도가 발휘되도록 하면서, 파일(10)의 두부에 노출된 상기 H형강(16)의 상부인 두부노출H형강(12)이 설치되도록 한다.

상기 두부노출H형강(12)은 추후에 파일(10)을 연이어서 설치하는 파일옹벽의 상부에 설치되는 상치콘크리트(24)내에 매입되어 일체로 작용할 수 있도록 하기 위하여 파일(10) 두부에 일정길이의 H형강(16)의 상부가 노출된 두부노출H형강(12)을 설치하는 것이다.

상기의 상하단부콘크리트길이는 상하단부에서 일정길이에 걸쳐 타설된 콘크리트의 전체 단면적을 말하는 것이다.

도 5에서보는바와 같이 본 발명의 프리스트레스트콘크리트합성파일(10)의 제작과정은 우선 파일길이방향으로 설치되는 다수개의 강선(17)을 중공의 원형상으로 배치하고(도 a), 상기 배치된 중공의 원형상의 강선(17) 양단부인 상하단부에서 일정길이 떨어진 내측에 자중감소재(11)를 채움하고(도 b), 파일의 몸체가 형성되는 부분에 강선(17)과 일체로 결합되는 띠철근(21)을 일정한 간격을 두고 배근하고(도 c), 상기 띠철근(21)과 강선(17)이 배근된 파일의 상단부에 일부는 매입된 매입H형강(15)을 매입하고, 일부는 노출된 두부노출H형강(12)의 H형강(16)을 설치하면서 파일을 형성하기 위한 거푸집을 설치한 다음(도 d), 강선(17)에 긴장력을 도입하면서, 콘크리트(13)를 타설양생한 다음, 긴장력을 해제하여 프리스트레스가 도입되도록 하면서 파일의 상하단부에서 일정길이 떨어진 내측에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일(10)을 도 1과 같이 제작( 도 e)하는 것이다.

상기 자중감소재(11)를 채움하는 범위는 강선(17)의 양단에서 일정길이 떨어진 내측에 채워지는 것으로서, 상기 강선(17)의 양단부라고 표현한 것은 실질적으로 파일(10)을 형성하는 양단부가 강선(17)에서 시작되는 것으로 판단하여 강선(17)의 양단부에서 일정거리 내측에 위치한 부분에 걸쳐 자중감소재(11)를 설치하는 것으로 한 것이다.

이에 따라서 위에서 도 2에 대하여 설명한 하단부콘크리트길이(L1)는 파일의 하단부에서 내측으로 일정길이를 갖는 콘크리트길이를 말하는 것으로서, 도 5에서 언급한 파일의 단부를 강선의 단부로 하여 강선의 단부에서 내측의 일정한 범위에 설치되도록 하는 것은 결국 콘크리트를 타설하여 파일을 형성할 때 강선의 단부가 곧 파일의 단부를 의미하는 것으로 해석하여 실질적으로 차이가 없는 동일한 의미로 사용한 것임을 밝혀두고자 한다.

도 3과 도 4(b)에서 보는바와 같이 전체적으로 원형상으로 제작하되, 파일(10)의 결합을 위하여 일측면에 연결반원홈(18)을 설치하면서, 상기 연결반원홈(18)이 설치된 면과 타측면에 연결홈(14)이 형성되도록 하면서 자중감소재(11)는 원형 또는 사각형의 자중감소재(20,19)를 채워 제작한 것이다.

또 다른 방법으로 도 4(a), (c)와 같이 인접하여 설치된 또 다른 파일(10)과 연결되는 양측면은 또 다른 파일과의 긴밀한 결합을 위하여 연결홈(14)을 설치하고, 자중감소재(11)는 원형 또는 사각형(20,19)으로 채운다.

도 6과 같이 양측은 수평의 단면이 되도록 하고, 인접하여 설치된 또 다른 파일(10)과 연결되는 양측면은 또 다른 파일과의 긴밀한 결합을 위하여 연결홈(14)을 설치하여 인접한 파일의 연결홈(14)내에 연결재(23)로 상호연결하거나 또는 파일(10)의 결합을 위하여 일측면에 연결반원홈(18)을 설치하면서, 연결반원홈(18)이 설치된 면과 타측면에 연결홈(14)이 형성되도록 하여, 연결반원홈(18)내에 인접한 파일의 측면이 결합되면서 연결홈(14)에 의하여 연결재(23)가 설치, 연결되도록 하고, 파일(10)의 타측면에 설치된 연결홈(14)내에는 연결재(23)로 상호 연결하도록 하여 파일(10)이 긴밀하게 상호연결하도록 한다.

도 7은 합성파일(10)의 두부에 돌출되게 설치된 두부노출H형강(12)은 향후에 파일(10)로 옹벽을 설치한 후에 파일두부에 타설되는 상치콘크리트(24)와의 긴밀한 결합을 위하여 노출설치한 것이다.

상기 강선(17)은 프리스트레스를 도입할 때 긴장하기 위한 것임과 동시에 파일을 형성하는 주철근 역할을 하도록 하는 것이다.

본 발명은 프리스트레스콘크리트합성파일 제작시 콘크리트몸체내에 자중감소재를 삽입하고, 두부에 H형강을 돌출시킨 후에 프리스트레스를 도입하여 콘크리트 를 타설양생하여 프리스트레스트콘크리트합성파일에 관한 것으로서, 자중을 감소시켜 운반이 용이하도록 하며, 자중의 감소에 의하여 파일몸체에 발생되는 균열등을 방지하도록 함과 동시에 파일 제작시 현장에서 간단한 장비를 이용하여 소량으로 제작하여 사용할 수 있도록하므로서 제작에 소요되는 비용과 재료비를 절감하는 경제적이면서 실용성이 제고된 프리스트레스트 제작방법을 제공함에 있다.

Claims

파일길이방향으로 설치되는 다수개의 강선(17)을 중공의 원형상으로 배치하고, 상기 배치된 중공의 원형상의 강선(17)의 양단부인 상하단부에서 일정거리 내측에 자중감소재(11)를 채움하되, 하단부에서 자중감소재가 설치되는 곳까지의 일정길이는 하단부콘크리트길이(L1)로서, 하단부콘크리트길이(L1)는 D/0.4에 의하여 산출된 길이와 같거나 큰 길이인 것(L1≥D/0.4)으로하고, 파일의 몸체가 형성되는 부분에 강선(17)과 일체로 결합되는 띠철근(21)을 일정한 간격을 두고 배근하고, 상기 띠철근(21)과 강선(17)이 배근된 파일의 상단부에 일부는 매입되는 매입H형강(15)을 배치하고, 일부는 노출되는 두부노출H형강(12)을 배치한 H형강(16)을 설치하면서 파일을 형성하기 위한 거푸집을 설치한 다음, 상기 강선(17)에 긴장력을 도입하면서, 콘크리트(13)를 타설양생한 다음, 긴장력을 해제하여 프리스트레스가 도입되도록 한 상하단부에서 일정길이 떨어진 내측에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일(10)을 제작하는 것에 특징이 있는 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 하단부콘크리트길이(L1)은 상단부에 작용하는 하중에 의하여 자중감소재(11)가 하단부로 관통되는 것을 방지하기 위한 충분한 콘크리트단면인 것에 특징이 있는 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법.
상기 제 1항에 있어서,

상기 자중감소재(11)의 설치 위치중 상단부에서 자중감소재(11)가 설치되는 곳까지의 일정길이는 상단부콘크리트길이(L2)로서 파일 두부에 설치되는 H형강의 일정부분이 콘크리트내로 충분히 매입되게 하기 위한 콘크리트단면으로서, 1 ~ 1.5M의 길이인 것에 특징이 있는 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법.
제 1항에 있어서,

상기 자중감소재(11)는 비중이 가벼운 것으로서, 스티로폼 또는 발포재인 것으로서, 콘크리트 몸체내에는 원형 또는 다양한 형태의 다각형으로 채워지는 것에 특징이 있는 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법.
제 1항에 있어서,

상기 파일(10)은 일측면에 연결반원홈(18)을 설치하면서, 상기 연결반원홈(18)이 설치된 면과 타측면에 연결홈(14)이 형성되도록 하고, 자중감소재(11)는 원형 또는 사각형인 것에 특징이 있는 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법.
제 1항에 있어서,

상기 파일의 양측면은 인접하여 설치되는 또 다른 파일과의 긴밀한 결합을 위하여 연결홈(14)을 설치하고, 자중감소재(11)는 원형 또는 사각형(20,19)으로 채운 것에 특징이 있는 콘크리트단면내에 자중감소재를 채운 프리스트레스트콘크리트합성파일의 제작방법.