KR101023424B1

KR101023424B1 - 에프알피 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 에프알피 보강근 시공방법

Info

Publication number: KR101023424B1
Application number: KR1020080084299A
Authority: KR
Inventors: 박영환; 박종섭; 유영준
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2011-03-25
Also published as: KR20100025660A

Abstract

본 발명은 콘크리트내에서 FRP 보강근을 절곡 연결하기 위하여 사용되는 FRP 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 FRP 보강근 시공방법에 관한 것이다.

본 발명은 양 FRP 보강근이 삽입되는 삽입부와 상기 삽입부 사이에 형성되는 굴곡부를 포함하는 절곡연결관, 및 상기 FRP 보강근이 절곡연결관과 부착력에 의하여 일체화되도록 절곡연결관 내부에 충진되는 에폭시의 충진재를 포함하는 FRP 보강근용 절곡부재와 그 시공방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 절곡연결관의 양측으로 FRP 보강근이 삽입되고, 그 내부에서 충진재로 일체화됨으로써 콘크리트 내에 FRP 보강근을 이용하여 콘크리트 절곡부를 용이하게 시공할 수 있고, FRP 보강근의 전단 파괴없이 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 콘크리트 절곡부에서 FRP 보강근의 강도 감소가 거의 없도록 함으로써 기존의 절곡 FRP 보강근보다 작은 단면으로 콘크리트 내에 FRP 보강근을 시공할 수 있어서 FRP 보강근 재료의 절감은 물론 그에 따른 시공비용의 절감을 이룰 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

FRP 보강근, 절곡부재, 절곡연결관, 에폭시 충진재, 콘크리트 절곡부

Description

에프알피 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 에프알피 보강근 시공방법{CURVED DEVICE FOR FRP REBARS AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 콘크리트 속의 철근이 제설재나 해수환경 등의 각종 환경적 요인에 의해 심각한 부식이 초래되어 특성이 저하되는 철근의 내구성 보강을 위하여 콘크리트내에서 FRP 보강근을 절곡 연결하기 위한 내 부식성이 우수하고, 내구성이 우수한 FRP 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 FRP 보강근 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 속의 철근이 각종 환경적 요인에 의해 심각한 부식을 겪지 않을 수 없음은 이미 널리 알려진 사실이다.

또한, 제설재나 해수환경 등의 영향으로 인한 심각한 철근부식 문제를 겪고 있는데, 기존 철근 보강근의 경우 에폭시 코팅 등을 하더라도, 염화 콘크리트 환경하에서는 심각한 부식을 피할 수 없다는 것이 문제점으로 부각되고 있다.

이와 같이, 철근이 부식으로 인하여 녹이 발생하게 되면, 철근의 강도가 저하되어 건축물의 내구성이 저하되며, 내구성을 증대시켜 건물수명을 연장하기 위해서는 별도의 녹발생 방지시공을 해야 하므로 비용이 이중으로 소요된다.

또한, 고일반적으로 콘크리트 속의 철근이 각종 환경적 요인에 의해 심각한 부식을 겪지 않을 수 없음은 이미 널리 알려진 사실이다.

또한, 고층건물 흔들림시 탄성력과 인장력의 저하로 건물벽에 균열과 누수가 발생할 뿐만 아니라, 작업시 무거운 중량으로 인하여 설치와 운반 및 보관이 불편한 등의 문제점이 있다.

따라서, 근래에는 내식, 내열, 내부식성이 우수할 뿐만 아니라, 매우 큰 강도를 지니고 있어 전 산업분야에 걸쳐서 응용분야가 확대되고 있는 반영구적 신소재인 섬유강화 복합체(FRP : Fiber Reinforced Plastic, 이하 FRP라 함)가 활발히 개발되고 있다.

FRP 보강근의 생산에 일반적으로 사용되는 방법은 인발성형(pultrusion)과 필라멘트 와인딩(filament winding), 브레이딩(braiding) 과정 등이 있다.

인발성형(pultrusion) 과정은 건설재료로 사용하기 위한 FRP 보강근을 제조하는데 가장 널리 이용되는 방법으로 자동공정에 의하여 FRP 보강근이 생산된다. 가장 널리 사용되는 인발성형 과정을 개략적으로 살펴보면, 생산공정은 첫번째로 섬유꾸러미에서 섬유가 자동적으로 풀려 수지탱크로 이동한다.

이때 섬유는 한가지 종류일 수도 있고 하이브리드 효과를 이루기 위하여 여러 가지 섬유꾸러미를 설치할 수도 있다.

수지탱크에서 수지를 함침한 섬유는 초기에 일정한 모양을 형성시키는 틀을 통과하여 가열판으로 이동한다.

가열판에서는 열경화성 수지가 사용되었을 경우 양생을 촉진시키며 섬유의 함량이 많을 때는 수지의 침투를 촉진시켜 FRP 보강근의 모양형성을 촉진시킨다.

이와 같은 인발성형방법에 의해서 가장 많이 생산되는 재료는 유리섬유와 폴리에스터 수지를 사용한 GFRP 보강근이다. 또한 아라미드와 탄소 섬유도 에폭시, 비닐에스터 등 열경화성 수지를 사용하여 인발성형과정을 통하여 다양한 단면적과 형상을 가진 AFRP 보강근과 CFRP 보강근을 생산할 수 있다. 인발성형과정은 CFRP 보강근을 생산하는 매우 빠른 공정이며, 섬유의 체적비가 높은 보강근을 제조할 때 효과적인 방법이다.

그리고 필라멘트 와인딩은 간단하면서도 다목적으로 사용될 수 있는 방법이다.

즉 FRP 보강근의 모양과 크기를 다양하게 제조할 수 있고 서로 다른 수지와 섬유를 사용할 수 있으며 우수한 역학적 특성을 가질 수 있도록 섬유의 방향도 선택할 수 있다.

그런데 이러한 필라멘트 와인딩은 적절한 필라멘트 와인딩의 설계를 위해서는 복합체의 설계, 수지의 특성 및 생산과정에 대한 상당한 수준의 공학적 지식 및 기술이 요구된다.

또한 필라멘트 와인딩 과정을 보면, 먼저 실린더모양의 축이 다양한 속도로 회전하면서 섬유가 실린더모양의 회전축을 감아 외부형상을 만드는 것이다.

이와 같은 필라민트 와인딩 공정은 인발 공정에 비하여 가격이 비싸지만 자동화를 통한 생산량을 증대시켜 이를 어느 정도는 해결할 수 있다.

또한 필라멘트 와인딩 공정은 대부분의 섬유에 대해 적용이 가능하고 다양한 와인딩 각도를 선택할 수 있어 콘크리트의 보강재용으로 만들었을 때 부착특성을 향상시킬 수 있다.

그리고 브레인딩(braiding)은 FRP 보강근을 제조할 때 2차원 및 3차원 제작을 통한 전단에 대한 저항성과 강도를 증가시킬 목적으로 개발한 시스템이다.

이 방법은 브레이딩, 수지함침, 일정한 모양을 만드는 장치, 양생, 압출 및 짜르기의 6단계의 생산방법으로 구성된다. 브레이딩 방법은 FRP 보강근의 생산이 쉽고 다양한 섬유를 사용함으로써 강도 및 전단에 대한 저항성의 향상에 유리한 방법이다.

이와 같이 높은 내부식성, 경량, 고강도 등 재료적 우수성으로 기존 철근을 대체하는 재료로 FRP 보강근의 활용 노력이 증가하고 있다.

이와 같은 FRP 보강근은 생산의 편의성과 경제성을 확보하기 위해 인발성형 방식으로 생산되는 것이 대부분이다.

인발성형 방식으로 생산되는 FRP 보강근은 직선 형태로 생산되며 박스, 암거의 절곡부 등에 사용되기 위해서는 별도 공정을 추가하여 구부러진 형태의 FRP 보 강근을 제작해야 한다.

한편 인발성형 공정에서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 구부러진 형태의 절곡 FRP 보강근(1)을 제작하는 공정은 매우 복잡하고 어려울 뿐 아니라, 굴곡부(5)에서의 강도 저하가 50% 이상 발생하게 되어 종래의 절곡 FRP 보강근(1)의 효율성도 매우 저하되는 문제가 있다.

한편 종래의 철근(10)을 이용한 구조물에서는 이와 같이 직접 철근(10)을 절곡하기 힘든 경우에, 도 2a, 도 2b, 도 2c와 같이, 연결 커플러(20)를 사용하거나 용접(30)을 통해 철근(10)을 연결하였다.

즉 도 2a에 도시된 바와 같이 연결 커플러(20)의 양단에 철근(10)의 나사부(12)를 나사결합시키는 구조이거나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 연결 커플러(20)의 일측 또는 양측을 클램핑(22) 결합하고, 나머지 타측의 나사부(12)를 나사결합시키거나, 또는 도 2c에 도시된 바와 같이, 철근(10)의 양단을 용접(30)으로 결합시키는 방식이다.

그러나 종래의 FRP 보강근의 경우 도 2a, 도 2b, 도 2c와 같은 방법으로는 연결이 곤란하다. 통상 FRP 보강근은 재료특성상 용접이나 나사산 가공이 거의 불가능하며, 압력을 가해 정착하는 경우에도 정착압력의 크기에 따라 FRP 보강근이 전단파괴될 수 있기 때문에 압력을 가해 정착하는 방법도 용이하지 않다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 콘크리트의 절곡부에서 내부식성이 우수하고, 내구성이 우수한 FRP 보강근을 용이하게 시공할 수 있고, FRP 보강근의 전단 파괴없이 절곡부에서 사용할 수 있는 FRP 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 FRP 보강근 시공방법을 제공하는 데 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 절곡부에서의 강도 감소가 거의 없도록 함으로써 기존의 절곡 FRP 보강근보다 작은 단면으로 시공할 수 있고, 그에 따라서 재료 및 시공비용의 절감을 이룰 수 있는 FRP 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 FRP 보강근 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

본 발명의 FRP 보강근용 절곡부재는 양 FRP 보강근이 삽입되는 삽입부와 상기 삽입부 사이에 형성되는 굴곡부를 포함하는 절곡연결관; 및 상기 FRP 보강근이 절곡연결관과 부착력에 의하여 일체화되도록 절곡연결관 내부에 충진되는 에폭시를 포함하는 충진재;를 포함하는 구조로 이루어진다. 이와 같은 구조를 통하여 FRP 보강근을 콘크리트 속에서 쉽게 절곡 연결할 수 있다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 FRP 보강근은 직선형태로서 그 단부가 절곡연결관의 굴곡부까지 FRP 보강근이 도달하지 않도록 하여 상기 굴곡부에 작용하는 응력을 받지 않도록 하고 그에 따라서 기존에 비하여 작은 단면 크기로 시공이 가능하고 재료절감을 이룰 수 있다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 적어도 상기 절곡연결관의 재질에 의한 강도(휨강도, 압축강도)가 FRP 보강근의 강도와 동일하게 형성되도록 하여 작용 하중에 의한 응력이 FRP 보강근에 집중되지 않도록 한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 절곡연결관에 삽입되는 FRP 보강근의 단부측에는 그 위치를 세팅하기 위한 간격재(스페이서)가 더 설치되도록 한다. 이와 같은 구조를 통하여 FRP 보강근이 절곡연결관의 중앙에 안정적으로 쉽게 세팅이 가능하다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 절곡연결관의 단부에는 충진재가 누출되지 않도록 마감캡이 더 형성되도록 한다. 이와 같은 마감캡을 통하여 충진재의 손실없이 경화시까지 안정적으로 절곡연결관의 내부에서 유지되도록 한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 절곡연결관의 내주면에는 충진재와의 부착성능을 증진시키기 위한 나사산 또는 엠보싱을 포함하는 제1부착성능증진수단이 더 형성된 구조이다. 이와 같은 구조를 통하여 절곡연결관과 충진재와의 접촉 표면적이 증대되어 더욱 부착성능이 향상된다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 절곡연결관에 삽입되는 FRP 보강근과 충진재와의 부착성능을 증진시키기 위한 규사 코팅을 포함한 제2부착성능증진수단이 더 형성된다. 따라서 FRP 보강근과 충진재는 더욱 접촉 표면적이 확대되어 부착성능이 양호하게 된다.

본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재를 이용한 FRP 보강근 시공방법은 직 선형 FRP 보강근의 양 단부측에 형성된 간격재를 이용하여 삽입부와 상기 삽입부 사이에 형성되는 굴곡부를 포함하는 절곡연결관에 직선형 FRP 보강근을 삽입시켜 그 위치를 세팅시키는 단계; 및 상기 절곡연결관 내부에 에폭시를 포함하는 충진재를 충진시키고 마감캡을 이용하여 절곡연결관의 양 단부가 마감되도록 하는 단계;를 포함한다.

이를 통하여 FRP 보강근을 콘크리트 속에서 쉽게 절곡 연결할 수 있고 콘크리트 절곡부내에 FRP 보강근을 강도 저하없이 시공할 수 있다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 직선형 FRP 보강근의 위치 세팅은 직선형 FRP 보강근의 단부가 굴곡부까지 도달하지 않도록 한다. 따라서 굴곡부에 작용하는 응력을 FRP 보강근이 직접 받지 않도록 하고 결과적으로 기존에 비하여 작은 단면 크기로 FRP 보강근의 시공이 가능하여 재료절감을 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재 및 이를 이용한 FRP 보강근 시공방법에 의하면, 콘크리트 내에서 내부식성이 우수하고, 내구성이 우수한 FRP 보강근을 시공하는 경우, 절곡연결관의 양측으로 FRP 보강근이 삽입되고, 그 내부에서 충진재로 일체화됨으로써 콘크리트 내에 FRP 보강근을 이용하여 절곡부를 용이하게 시공할 수 있고, 절곡부에서 FRP 보강근의 전단 파괴없이 사용할 수 있는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면 콘크리트 절곡부에서 FRP 보강근의 강도 감소가 거의 없도록 함으로써 기존의 절곡 FRP 보강근보다 작은 단면으로 콘크리트 내에 FRP 보강근을 시공할 수 있다. 따라서 FRP 보강근 재료의 절감은 물론 그에 따른 시공비용의 절감을 이룰 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트 속에서 FRP 보강근(110a)(110b)들을 절곡 연결하기 위한 것으로서 상기 절곡 연결은 양 FRP 보강근(110a)(110b)을 서로 일체로 연결되도록 한다.

본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)는 상기 양 FRP 보강근(110a)(110b)이 각각 삽입되는 삽입부(122a)(122b)와 상기 삽입부(122a)(122b) 사이에 형성되는 굴곡부(124)를 포함하는 절곡연결관(120)을 갖는다.

상기 절곡연결관(120)은 강재, 알루미늄 등 연결되는 FRP 보강근(110a)(110b)의 강도를 대신할 수 있는 관형 재료를 사용하며, 강재와 같이 부식되는 재료인 경우에는 내, 외부에 부식방지를 위한 도장 또는 피복을 설치할 수 있다.

그리고 이와 같은 절곡연결관(120)은 적어도 그 재질에 의한 강도(휨강도, 압축강도)가 FRP 보강근(110a)(110b)의 강도와 동일하게 형성되도록 하여 콘크리트의 절곡부에 가해지는 하중에 의한 응력이 FRP 보강근(110a)(110b)에 집중되지 않도록 된다.

또한 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)는 상기 FRP 보강 근(110a)(110b)이 절곡연결관(120)과 부착력에 의하여 일체화되도록 절곡연결관(120) 내부에 충진되는 에폭시를 포함하는 충진재(140)를 포함한다.

이와 같은 충진재(140)는 절곡연결관(120)의 내부에서 상기 FRP 보강근(110a)(110b)들을 일체로 고정 및 연결하는데, 이와 같은 충진재(140)는 에폭시뿐만 아니라 무수축 모르타르를 사용할 수도 있다.

또한 상기 절곡 연결관(120)의 내부로 끼워지는 FRP 보강근(110a)(110b)은 각각 직선형태로서 그 단부가 굴곡부(124) 까지 FRP 보강근(110a)(110b)이 도달하지 않는 구조인데, 이와 같은 구조를 통하여 상기 FRP 보강근(110a)(110b)들은 콘크리트 절곡부에서 절곡 연결관(120)의 굴곡부(124)에 작용하는 응력을 받지 않도록 한 것이다.

본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)는 도4에 도시된 바와 같이, 상기 절곡연결관(120)에 삽입되는 FRP 보강근(110a)(110b)의 단부측에는 그 위치를 세팅하기 위한 간격재(스페이서)(160)가 구비될 수 있다.

이와 같은 간격재(160)는 FRP 보강근(110a)(110b)을 절곡연결관(120)의 중앙에 위치시키기 위한 것으로서, FRP 보강근(110a)(110b)의 끝단에 각각 장착되고, 절곡연결관(120)의 내경(d1)이 일치하는 외경(d2)을 갖추어 절곡연결관(120)의 내부로 삽입되며, 충진재(140)가 통과할 수 있는 관통홈(162)이 다수 형성된 구조이다.

뿐만 아니라, 상기 관형 절곡연결관(120)의 단부에는 충진재(140)가 누출되지 않도록 마감캡(180)이 구비된다.

상기 마감캡(180)은 절곡연결관(120)의 양끝단을 막아서 충진재(140)가 새지 않도록 하는 것으로서, 그 중앙에는 상기 FRP 보강근(110a)(110b)이 관통하여 끼워지는 구멍(182)이 형성된다.

이와 같은 마감캡(180)은 예를 들면 플라스틱 재료나 고무 재료 등으로 이루어질 수 있는 것으로서, 절곡연결관(120)내의 충진재(140)가 외부로 새지 않도록 사용된다.

이와 같은 마감캡(180)은 절곡연결관(120)에 끼워지는 경우, 상기 구멍(182)을 통하여 FRP 보강근(110a)(110b)이 끼워지게 되므로 절곡연결관(120)의 중앙에 FRP 보강근(110a)(110b)이 위치하도록 한다.

따라서 이와 같은 마감캡(180)은 상기 간격재(160)와 더불어서 FRP 보강근(110a)(110b)이 절곡연결관(120)의 중앙에 위치되도록 하는 또 다른 간격재의 기능을 하는 것이다.

또한 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)는 상기 절곡연결관(120)의 내주면에 충진재(140) 와의 부착성능을 증진시키기 위한 제1부착성능증진수단(200)을 구비하는데,

이는 도 5a에 도시된 바와 같이, 절곡연결관(120)의 삽입부(122a)(122b) 내주면에 각각 형성된 나사산 또는 엠보싱(210)으로 이루어진다.

이와 같은 나사산 또는 엠보싱(210)의 제1부착성능증진수단(200)은 절곡연결관(120)의 제작시 형성될 수 있으며, 충진재(140)와의 접촉 표면적을 증대시켜서 충진재(140)와의 부착성능이 크게 증대된다.

그리고 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)는 도 5b에 도시된 바와 같은 제2부착성능증진수단(220)를 구비할 수 있는데, 이는 FRP 보강근(110a)(110b)에 부착되는 규사 코팅(230)으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 규사 코팅(230)의 제2부착성능증진수단(220)은 FRP 보강근(110a)(110b)의 표면적을 증대시켜서 상기 절곡연결관(120)에 삽입되는 경우, FRP 보강근(110a)(110b)과 충진재(140)와의 부착성능을 더욱 증진시킬 수 있는 것이다.

또한 이러한 제2부착성능증진수단(220)은 규사 코팅(230) 대신에 알루미늄 옥사이드 등과 같은 미세 입자(미 도시)를 코팅하는 구조로 대체될 수 있으며, 이와 같은 구조를 통하여 절곡연결관(120) 내에서 충분히 안정적으로 충진재(140)와 확실하게 결합하여 정착할 수 있는 것이다.

이하 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)를 이용한 FRP 보강근 시공방법에 대해서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재(100)를 이용한 FRP 보강근 시공방법은 도 6에 도시된 바와 같이 직선형 FRP 보강근(110a)(110b)과 절곡연결관(120)이 결합된 절곡 FRP 보강근(300)이 쉽게 제작될 수 있도록 한다.

먼저 절곡연결관(120)에 직선형 FRP 보강근(110a)(110b)을 삽입시켜 그 위치를 세팅시키는 단계가 이루어진다. 이와 같은 위치 세팅 단계는 직선형 FRP 보강근(110a)(110b)의 양 단부측에 형성된 간격재(160)를 이용하여 절곡연결관(120)의 양끝단에 형성되는 삽입부(122a)(122b) 측으로 밀어 넣게 된다.

이와 같은 경우 상기 직선형 FRP 보강근(110a)(110b)의 위치 세팅은 직선형 FRP 보강근(110a)(110b)의 단부가 절곡연결관(120)의 중앙에 위치되는 굴곡부(124)까지 도달하지 않도록 한다.

이와 같이 절곡연결관(120)의 내부로 삽입되는 FRP 보강근(110a)(110b)은 각각 굴곡부(124)에 위치하지 않기 때문에 굴곡부(124)에서의 강도 감소가 거의 없게 된다.

그리고 이와 같이 위치 세팅이 완료된 다음에는 상기 절곡연결관(120) 내부에 에폭시를 포함하는 충진재(140)를 충진시키고, 마감캡(180)을 이용하여 절곡연결관(120)의 양단부가 마감되도록 하는 단계가 이루어진다.

이와 같은 경우, 상기 마감캡(180)은 중앙의 구멍(182)을 통하여 FRP 보강근(110a)(110b)이 각각 끼워지고, 절곡연결관(120)의 일측 삽입부(122a)를 막은 다음, 타측 삽입부(122b)를 통하여 충진재(140)의 충전이 이루어진다.

따라서 일측 삽입부(122a)를 막은 마감캡(180)에 의해서 충진재(140)는 절곡연결관(120)의 내부에 충진되고, 충진이 완료되면 타측 삽입부(122b)도 마감캡(180)을 통하여 막아서 절곡연결관(120)의 양단부를 마감하고, 충진재(140)를 양생시킨다.

이와 같이 충진재(140)의 충진작업과 양생작업이 완료되면, FRP 보강근(110a)(110b)은 각각 절곡연결관(120)의 삽입부(122a)(122b) 내측에서 간격재(160)에 의해 각각 중앙에 위치되고, 경화된 충진재(140)에 의해서 절곡연결관(120)의 내부에서 서로 견고히 고착되며, 도 6에 도시된 바와 같이 절곡 FRP 보 강근(300)의 구조를 이루게 된다.

이와 같이 본 발명에 따라서 완성된 절곡 FRP 보강근(300)은 콘크리트 절곡부(C)에 적용되어 시공되는 경우, 도 7a에 도시된 바와 같은 기존 절곡 FRP 보강근(5)보다 작은 단면으로 FRP 보강근(110a)(110b)을 시공할 수 있는데, 이는 본 발명에 따라서 FRP 보강근(110a)(110b)이 삽입된 절곡연결관(120)에는 FRP 보강근(110a)(110b)이 중앙의 굴곡부(124)에 도달하지 않아서 굴곡부(124)에 위치하지 않은 상태이고, 내부에 충전된 충진재(140)의 부착력에 의해서 FRP 보강근(110a)(110b)들이 서로 연결되기 때문에 기존의 철근 연결부에서와 같은 응력 집중을 피할 수 있기 때문이다.

따라서 콘크리트 절곡부(C)에 시공되는 경우에도, 절곡연결관(120)과 충진재(140)를 통하여 FRP 보강근(110a)(110b)의 강도 감소가 거의 없도록 함으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 기존의 절곡 FRP 보강근(5)보다 작은 단면으로 FRP 보강근(110a)(110b)을 시공할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 콘크리트 속에 시공되어 절곡이 필요한 위치에서 FRP 보강근(110a)(110b)을 서로 쉽게 연결할 수 있도록 하고, 절곡연결관(120)에 의해서 콘크리트 절곡부(C)의 응력을 담당하도록 함으로써 FRP 보강근(110a)(110b)의 성능을 100% 활용할 수 있음을 알 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 콘크리트 절곡부(C) 내에서 내부식성이 우수하고, 내구성이 우수한 FRP 보강근(110a)(110b)과 절곡연결관(120)을 시공하는 경우, FRP 보강근(110a)(110b)의 전단 파괴없이 용이하게 시공할 수 있음을 알 수 있다.

그리고 콘크리트 절곡부(C)에서의 FRP 보강근(110a)(110b)들의 강도 감소가 거의 없도록 함으로써 기존의 절곡 FRP 보강근(5)보다 작은 단면으로 FRP 보강근(110a)(110b)들을 시공할 수 있고, 그에 따라서 재료 및 시공비용의 절감을 이룰 수도 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 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.

도 1은 종래의 절곡 FRP 보강근을 도시한 사시도;

도 2는 종래의 철근 연결이음을 도시한 구조도로서,

a도는 연결 커플러의 양단에 철근을 나사결합시킨 사시도,

b도는 연결 커플러의 일측 또는 양측을 클램핑 결합하고, 타측을 나사결합시킨 사시도,

c도는 철근의 양단을 용접결합시킨 사시도;

도 3은 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재를 도시한 사시도;

도 4는 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재에서 간격재와 마감캡을 구비한 구조를 도시한 분해 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 FRP 보강근용 절곡부재에 구비된 제1부착성능증진수단과 제2부착성능증진수단을 도시한 도면으로서,

a도는 절곡연결관의 제1부착성능증진수단을 도시한 단면도,

b도는 FRP 보강근의 제2부착성능증진수단을 도시한 사시도;

도 6은 본 발명에 따라서 제작된 절곡 FRP 보강근을 도시한 사시도;

도 7은 본 발명과 기존의 절곡 FRP 보강근을 비교 도시한 도면으로서,

a도는 기존의 절곡 FRP 보강근이 콘크리트 절곡부에 시공된 사시도,

b도는 본 발명의 절곡 FRP 보강근이 콘크리트 절곡부에 시공된 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1.... 종래의 절곡 FRP 보강근 5..... 굴곡부

10... 철근 12.... 나사부

20.... 연결 커플러 22.... 클램핑

30.... 용접 100.... FRP 보강근용 절곡부재

110a,110b... FRP 보강근 120.... 절곡연결관

122a,122b.... 삽입부 124.... 굴곡부

140.... 충진재 160.... 간격재

162.... 관통 홈 180.... 마감캡

182.... 구멍 200.... 제1부착성능증진수단

210.... 나사산 또는 엠보싱 220.... 제2부착성능증진수단

230.... 규사 코팅 300.... 본 발명의 절곡 FRP 보강근

d1.... 절곡연결관 내경 d2.... 간격재 외경

Claims

FRP 보강근을 절곡연결하기 위한 것으로서 상기 절곡연결은 양 FRP 보강근을 절곡부재에 의하여 연결되도록 하되, 상기 절곡부재는

상기 양 FRP 보강근이 삽입되는 삽입부와 상기 삽입부 사이에 형성되는 굴곡부를 포함하는 절곡연결관; 및

상기 FRP 보강근이 절곡연결관과 부착력에 의하여 일체화되도록 절곡연결관 내부에 충진되는 에폭시를 포함하는 충진재;를 포함하며,

상기 절곡연결관에 삽입되는 FRP 보강근의 단부측에는 외곽부에 관통홈이 형성된 간격재(스페이서)를 설치하여 상기 간격재가 절곡연결관의 절곡부에 도달되어 FRP 보강근이 절곡부위까지 도달되지 않도록 위치를 세팅시키고,

상기 절곡연결관의 양 끝단에는 충진재가 누출되지 않도록 FRP 보강근이 관통하여 끼워지는 구멍이 형성된 마감캡이 형성되도록 하되 마감캡이 절곡연결관의 양 끝단에 끼워져 FRP 보강근이 직선형태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근용 절곡부재.
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제 1항에 있어서, 적어도 상기 절곡연결관의 재질에 의한 강도(휨강도, 압축강도)가 FRP 보강근의 강도와 동일하게 형성되도록 하여 작용 하중에 의한 응력이 FRP 보강근에 집중되지 않도록 한 FRP 보강근용 절곡부재.
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제 3항에 있어서, 상기 절곡연결관의 내주면에는 충진재와의 부착성능을 증진시키기 위한 나사산 또는 엠보싱을 포함하는 제1부착성능증진수단이 더 형성되도록 한 FRP 보강근용 절곡부재.
제 3항에 있어서, 상기 절곡연결관에 삽입되는 FRP 보강근과 충진재와의 부착성능을 증진시키기 위한 규사 코팅을 포함한 제2부착성능증진수단이 더 형성되도록 한 FRP 보강근용 절곡부재.
직선형 FRP 보강근을 절곡부위에 연결 배치함에 있어서,

상기 직선형 FRP 보강근의 양 단부측에 형성된 간격재를 이용하여 삽입부와 상기 삽입부 사이에 형성되는 굴곡부를 포함하는 절곡연결관에 직선형 FRP 보강근을 삽입시켜 그 위치를 세팅시키는 단계; 및

상기 절곡연결관 내부에 에폭시를 포함하는 충진재를 충진시키고 마감캡을 이용하여 절곡연결관의 양 단부가 마감되도록 하는 단계;를 포함하며,

상기 직선형 FRP 보강근의 위치 세팅은 절곡연결관에 삽입되는 FRP 보강근의 단부측에는 상기 절곡연결관에 삽입되는 FRP 보강근의 단부측에는 외곽부에 관통홈이 형성된 간격재(스페이서)를 설치하여 상기 간격재가 절곡연결관의 절곡부에 도달되어 FRP 보강근이 절곡부위까지 도달되지 않도록 위치를 세팅시키고,

상기 절곡연결관의 양 끝단에는 충진재가 누출되지 않도록 FRP 보강근이 관통하여 끼워지는 구멍이 형성된 마감캡이 형성되도록 하되 마감캡이 절곡연결관의 양 끝단에 끼워져 FRP 보강근이 직선형태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 FRP 보강근용 절곡부재를 이용한 FRP 보강근 시공방법.
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