KR101115160B1

KR101115160B1 - 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 이용해 프리스트레스가 도입된 강재보

Info

Publication number: KR101115160B1
Application number: KR1020090017217A
Authority: KR
Inventors: 김강수
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR20100098177A

Abstract

본 발명은 부재의 중간에서 긴장이 가능하며 긴장재의 편심으로 인한 모멘트 발생을 억제할 수 있는 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 이용해 프리스트레스가 도입된 강재보에 관한 것이다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, H형 압연형강 보의 양 끝단에는 긴장재를 정착하기 위한 단부정착판이 각각 결합되어 있고, 보의 중앙부에는 긴장재의 절곡점을 형성하기 위한 제1 방향전환구가 하부 플랜지 상면에 설치되어 있으며, 보의 양 끝단에서 일정 거리 이격된 지점에는 긴장재의 절곡점을 형성하기 위한 제2 방향전환구가 각각 설치되어 있고, 양방향 긴장 정착구를 통해 각기 다른 방향으로 긴장 정착되는 한 쌍의 제1, 2 긴장재로 이루어져 H형 압연형강 보의 웨브 양측에 각각 절선상으로 배치되는 한 쌍의 긴장재를 포함하며, 양방향 긴장 정착구는 부재의 단부쪽에서 중앙부쪽을 향해 높이방향에 대해 사인곡선 형태의 이중곡률을 갖는 곡선을 그리며 폭방향에 대해 대각선으로 배열되는 제1 관통홀이 천공되어 있고, 부재의 중앙부쪽에서 단부쪽을 향해 높이방향에 대해 제1 관통홀과 대칭되는 이중곡률을 갖는 곡선을 그리며 폭방향에 대해 대각선으로 배열되는 제2 관통홀이 천공되어 있으며, 제1 긴장재는 H형 압연형강 보의 어느 한 끝단에 설치된 단부정착판에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구에 의해 하부 플랜지 쪽으로 하향 절곡되어 양방향 긴장 정착구에 정착되고, 제2 긴장재는 H형 압연형강 보의 다른 한 끝단에 설치된 단부정착판에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구에 의해 하부 플랜지 쪽으로 하향 절곡되고 제1 방향전환구에 의해 상부 플랜지 쪽으로 상향 절곡되어 양방향 긴장 정착구에 정착되는 것을 특징으로 하는 3차원 교차형 양방향 긴장 정착장치를 이용해 프리스트레스가 도입된 강재보가 제공된다.

양방향 긴장장치, 긴장재, 정착구, 프리스트레스, 강재 보

Description

3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 이용해 프리스트레스가 도입된 강재보{Prestessed steel beam using 3D cross type bilateral anchorage}

강재보(Steel beam), 특히 H형 압연형강 보의 내하력을 증가시키고 지간을 장지간화할 수 있도록 또한 보수보강을 목적으로 긴장재를 외부에 배치하고 프리스트레스를 도입하는 공법들이 많이 소개되고 있다. 이때 긴장재는 강재 보의 외부에 직선 또는 곡선으로 배치되며 대개 보의 양 끝단에서 긴장, 정착된다.

그런데 보의 양 끝단에서 긴장재를 긴장할 수 없거나 필요한 경우 긴장력을 추가로 도입하기 위해 보의 중간에서 긴장력을 도입할 필요가 있다. 그 경우 긴장재의 편심으로 인해 정착구에 뒤틀림 변형이 발생될 우려가 있다.

도 4는 보의 중간에서 긴장력을 도입할 때 긴장재의 편심으로 인해 정착구에 모멘트가 발생하는 모습을 모식적으로 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 정착구에 편심되게 설치된 긴장재를 각각 긴장할 경우 편심배치된 긴장재로 인해 정착구에 모멘트가 발생하게 된다. 따라서 정착구가 회전하게 되어 긴장재 특히 강연선을 이루는 소선에 응력이 집중되어 끊어지는 문제가 발생할 수 있다. 또한 추가로 긴장력을 도입하고자 할 경우에도 정착구가 회전한 상태이므로 긴장재를 긴장하기 곤란할 뿐만 아니라 정착구에 더 큰 모멘트가 발생하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부재의 중간에서 긴장이 가능하며 부재의 중간에서 긴장할 경우 긴장재의 편심으로 인한 모멘트 발생을 방지할 수 있는 양방향 긴장 정착구를 통해 프리스트레스가 도입된 강재보를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 제1, 2 방향전환구는 보의 상부 플랜지 또는 하부 플랜지에 접합되는 바닥판, 바닥판에 서로 일정거리를 두고 수직하게 접합된 양측면판, 양측면판의 상단부를 서로 연결하는 연결판 및 양측면판 사이를 가로질러 결합된 복수개의 볼트로 이루어진다.

삭제

본 발명에 따르면 부재의 중간에서 긴장이 가능하며 부재의 중간에서 긴장할 경우 긴장재의 편심으로 인한 모멘트 발생을 방지할 수 있으며 추가로 긴장력을 도 입하기 용이하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구의 내부가 보이도록 나타낸 시사시도이고, 도 2의 (a)는 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 나타낸 평면도이며, 도 2의 (b)는 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 나타낸 측면도이고, 도 2의 (c)는 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구 를 나타낸 정면도이다.

도 1, 2를 참조하면, 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구(10)는 강재로 된 블럭에 평면상으로 서로 교차하며 측면상으로 서로 대칭되는 곡선을 그리는 한 쌍의 관통홀(11,12)을 형성한 것이다. 즉, 정착구(10)가 설치되는 부재의 단부쪽에서 중앙부쪽을 향해 높이방향에 대해 대략 사인곡선(Sine curve) 형태의 이중곡률을 갖는 곡선을 그리며 폭방향에 대해 대각선으로 배열되는 제1 관통홀(11)이 천공되어 있고, 정착구(10)가 설치되는 부재의 중앙부쪽에서 단부쪽을 향해 높이방향에 대해 제1 관통홀(11)과 대칭되는 이중곡률을 갖는 곡선, 대략 코사인곡선(Cosine curve)을 그리며 폭방향에 대해 대각선으로 배열되는 제2 관통홀(12)이 천공되어 있다.

이와 같이 본 발명에서는 정착구에 평면상에서 서로 교차하고 이에 직교하는 공간상에서 사인 또는 코사인 곡선 형태로 천공된 제1, 2 관통홀(11,12)을 배열함으로써 제1, 2 관통홀(11,12)을 관통해 배치된 긴장재를 긴장할 때 종래와 달리 편심을 가지고 배치된 긴장재로 인한 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서 긴장재 정착 후 공용중 보수보강의 목적으로 추가로 긴장하고자 할 때에도 효과적으로 긴장력을 도입할 수 있다. 또한 관통홀이 이중곡률을 가짐에 따라 긴장재를 긴장할 때 관통홀의 곡률에 따라 자연스럽게 지압부가 형성되는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구(10)의 양단부는 양방향으로 배열되는 긴장재와 서로 수직한 면을 이루도록 면취되어 있다(도 1, 도 2(a) 참조). 따라서 평면상으로 서로 교차되게 배열되는 진장재를 면에 수직하게 긴장 정착할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 이용하여 H형 압연형강 보에 프리스트레스를 도입한 상태를 나타낸 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, H형 압연형강 보(20)의 양 끝단에는 긴장재(30)를 정착하기 위한 한 쌍의 단부정착판(40)이 각각 결합되어 있고, 보(20)의 중앙부에는 긴장재(30)의 절곡점을 형성하기 위한 제1 방향전환구(51)가 보의 하부 플랜지(21) 상면에 설치되어 있으며, 보(20)의 양 끝단에서 일정 거리 이격된 지점에는 긴장재(30)의 절곡점을 형성하기 위한 제2 방향전환구(52)가 각각 설치되어 있다.

제1, 2 방향전환구(51,52)는 긴장재(30)의 절곡점을 형성하기 위한 것으로, 보(20)의 상부 플랜지(22) 또는 하부 플랜지(21)에 접합되는 바닥판(511), 바닥판(511)에 서로 일정거리를 두고 수직하게 접합된 양측면판(512,513), 양측면 판(512,513)의 상단부를 서로 연결하는 연결판(514) 및 양측면판(512,513) 사이를 가로질러 결합된 복수개의 볼트(515)로 이루어진다. 이때 볼트(515) 대신에 강봉을 양측면판(512,513)에 회동 가능하게 결합될 수도 있다.

그리고 단부정착판(40), 제1, 2 방향전환구(51,52) 및 양방향 긴장 정착구(10)를 통해 긴장재(30)가 절곡상으로 배치된다. 긴장재(30)는 양방향 긴장 정착구(10)를 통해 각기 다른 방향으로 긴장 정착되는 제1, 2 긴장재(31,32)로 이루어진다. 제1 긴장재(31)는 H형 압연형강 보(20)의 어느 한 끝단에 설치된 단부정착판(40)에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구(52)에 의해 하부 플랜지(21) 쪽으로 하향 절곡되어 양방향 긴장 정착구(10)에 정착된다. 제2 긴장재(32)는 H형 압연형강 보(20)의 다른 한 끝단에 설치된 단부정착판(40)에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구(52)에 의해 하부 플랜지(21) 쪽으로 하향 절곡되고 제1 방향전환구(10)에 의해 상부 플랜지(22) 쪽으로 상향 절곡되어 양방향 긴장 정착구(10)에 정착된다. 긴장재(30)를 양방향 긴장 정착구(10)에 정착하는 방법은 공지의 쐐기(60)를 이용한 방식으로 정착될 수 있다.

이상에서 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 나타낸 사시도이다.

도 2의 (a)는 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 나타낸 평면도이며, 도 2의 (b)는 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 나타낸 측면도이고, 도 2의 (c)는 본 발명에 따른 3차원 교차형 양방향 긴장 정착구를 나타낸 정면도이다.

도 4는 보의 중간에서 긴장력을 도입할 때 편심으로 인해 정착구에 모멘트가 발생하는 모습을 모식적으로 나타낸 것이다.

Claims

삭제
H형 압연형강 보의 양 끝단에는 긴장재를 정착하기 위한 단부정착판이 각각 결합되어 있고, 보의 중앙부에는 긴장재의 절곡점을 형성하기 위한 제1 방향전환구가 하부 플랜지 상면에 설치되어 있으며, 보의 양 끝단에서 일정 거리 이격된 지점에는 긴장재의 절곡점을 형성하기 위한 제2 방향전환구가 각각 설치되어 있고,

양방향 긴장 정착구를 통해 각기 다른 방향으로 긴장 정착되는 한 쌍의 제1, 2 긴장재로 이루어져 H형 압연형강 보의 웨브 양측에 각각 절선상으로 배치되는 한 쌍의 긴장재를 포함하며,

양방향 긴장 정착구는 부재의 단부쪽에서 중앙부쪽을 향해 높이방향에 대해 사인곡선 형태의 이중곡률을 갖는 곡선을 그리며 폭방향에 대해 대각선으로 배열되는 제1 관통홀이 천공되어 있고, 부재의 중앙부쪽에서 단부쪽을 향해 높이방향에 대해 제1 관통홀과 대칭되는 이중곡률을 갖는 곡선을 그리며 폭방향에 대해 대각선으로 배열되는 제2 관통홀이 천공되어 있으며,

제1 긴장재는 H형 압연형강 보의 어느 한 끝단에 설치된 단부정착판에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구에 의해 하부 플랜지 쪽으로 하향 절곡되어 양방향 긴장 정착구에 정착되고,

제2 긴장재는 H형 압연형강 보의 다른 한 끝단에 설치된 단부정착판에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구에 의해 하부 플랜지 쪽으로 하향 절곡되고 제1 방향전환구에 의해 상부 플랜지 쪽으로 상향 절곡되어 양방향 긴장 정착구에 정착되는 것을 특징으로 하는 3차원 교차형 양방향 긴장 정착장치를 이용해 프리스트레스가 도입된 강재보.
청구항 2에 있어서,

제1, 2 방향전환구는 보의 상부 플랜지 또는 하부 플랜지에 접합되는 바닥판, 바닥판에 서로 일정거리를 두고 수직하게 접합된 양측면판, 양측면판의 상단부를 서로 연결하는 연결판 및 양측면판 사이를 가로질러 결합된 복수개의 볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 드르래형 양방향 긴장 정착구를 이용해 프리스트레스가 도입된 강재보.