KR101193075B1 - 에프알피 콘크리트 합성파일 연결장치 - Google Patents

에프알피 콘크리트 합성파일 연결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PHC 파일 등과 같은 콘크리트 파일의 외부를 합성수지(FRP:Fiber Reinforced Plastics)로 감싸서 구속력과 염해에 대한 내구성을 증대시킨 FRP 콘크리트 합성파일의 연결장치에 관한 것이다.
본 발명은, 상부 FRP 콘크리트 합성파일의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재; 하부 FRP 콘크리트 합성파일의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재; 및 상기 상,하부 연결부재에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러;를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결시키는 구조이다. 본 발명에 의하면 FRP 콘크리트 합성파일을 시공하는 현장에서 용접작업이 이루어지지 않고, 접착제를 통한 본딩 공정과 강봉을 통한 체결공정으로 파일간 연결작업이 가능하게 되어 FRP 콘크리트 합성파일들을 고강도로 연결할 수 있고, 간단한 결합 공정을 통하여 파일연결 작업의 생산성을 높일 수 있다. 또한 별도의 숙련된 용접 작업자가 현장에 불필요하여 현장 관리가 용이하고, 고품질의 시공을 이룰 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

Description

에프알피 콘크리트 합성파일 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING FRP CONCRETE COMPOSITE PILES}
본 발명은 PHC 파일 등과 같은 콘크리트 파일의 외부를 합성수지(FRP:Fiber Reinforced Plastics)(이하, "FRP"라 한다)로 감싸서 구속력과 염해에 대한 내구성을 증대시킨 에프알피 콘크리트 합성파일의 연결장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 간단한 구조로서 FRP 콘크리트 합성파일들을 고강도로 연결할 수 있음으로써 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있도록 개선된 에프알피 콘크리트 합성파일 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로 항만 및 어항 구조물의 안벽 구축을 위한 파일 시공에는 강관파일 또는 콘크리트 파일이 사용되고 있다. 이와 같은 구조에서 강관 파일은 외부 환경에 의한 강재 부식이 가장 큰 문제점이어서 특히 해수에 의한 부식 문제는 상당히 심각한 수준이다.
콘크리트 파일의 경우에는 강관 파일보다는 부식에 강하지만, 이 역시 해수와 같은 외부 환경에 의해서 콘크리트가 열화하고 재료 분리가 발생하여 콘크리트 강도가 현저히 저하된다. 또한 콘크리트 파일의 내부에 포함된 철근 및 강선의 부식으로 인하여 부식 균열이 발생하고, 과하중으로 인한 균열, 건조수축으로 인한 균열, 충격손상으로 인한 균열이 발생하며, 이러한 균열의 발전으로 인하여 궁극적으로는 콘크리트 파일의 구조적 기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 1a에 도시된 바와 같이, FRP 콘크리트 합성파일(1)이 제시되어 있다.
이와 같은 종래의 FRP 콘크리트 합성파일(1)은 내부에 콘크리트 층(10)이 형성되고, 그 외면에는 FRP 층(20)이 형성되어 외부 환경의 부식 요인으로부터 콘크리트 층(10)을 보호하여 부식에 의해서 콘크리트 층(10)이 손상되는 것을 방지하고, 구조적인 강도를 유지하게 된다.
따라서 이와 같은 FRP 콘크리트 합성파일(1)은 종래의 강관 파일이나 콘크리트 파일에 비하여 내부식성이 우수하여 염해에 대한 내구성이 강하다.
그러나 이와 같은 FRP 콘크리트 합성파일(1)은 공장에서 제작된 다음, 현장으로 이동하여 설치되는데, 공장에서 대략 12m 내외의 길이로 제작되고, 현장에 운송되어 기초에 시공된다.
이와 같은 FRP 콘크리트 합성파일(1)은 현장의 시공 깊이가 12m 이내이면, FRP 콘크리트 합성파일(1)을 시공한 후에, 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있지만, 시공 깊이가 12m 이상으로 깊을 경우에는 이들 FRP 콘크리트 합성파일(1)들을 서로 연결시켜서 사용하는 것이 불가피하다.
또한 이와 같은 FRP 콘크리트 합성파일(1)들을 현장에서 연결하여 사용하는 경우에는 기초상부의 하중이 지반으로 효율적으로 전달되도록 충분한 구조적 강도를 가지고 연결되는 것이 필요할 뿐만 아니라, FRP 콘크리트 합성파일의 연결작업에 따른 비용절감과 연결 작업시간을 단축시키는 것이 현장관리 상 필요하게 되었다.
도 1b에는 이에 관련된 종래의 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(30)가 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(30)는 파일 간의 연결을 위하여 각각의 단부에는 삽입형 연결구(40)가 더 구비되는데, 이러한 삽입형 연결구(40)는 FRP 층(20)의 내측에 삽입되는 삽입부(42)와, 상기 삽입부(42)의 단부에서 고리형으로 이루어져 상기 FRP 층(20)의 단부에 걸쳐지도록 일체로 구비되는 수평 연결부(45)로 구성되며, 서로 이웃하는 파일의 상기 수평 연결부(45)가 용접(50)을 통해서 일체로 연결되므로써 파일 간의 연결이 이루어지는 것이다.
그리고 상기 수평 연결부(45)의 외측에는 FRP 보호관(60)이 접착제를 통하여 부착되어 상기 수평 연결부(45)와 용접(50) 부분을 보호하도록 되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(30)는 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(1)들을 서로 연결시킬 때, 현장에서 상,하부 수평 연결부(45)들을 용접(50)으로 연결시키는 것이어서, 현장 용접 작업이 부실해지는 경우, 구조적으로 연결부위가 취약해지는 문제점이 있었다.
또한 상,하부 수평 연결부(45)들을 용접으로 연결하게 되면 전체적인 작업시간이 길어지게 되어 현장 공정관리상 작업 생산성이 저하되는 문제점이 발생하는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 간단한 구조로서 FRP 콘크리트 합성파일들을 고강도로 연결할 수 있음으로써 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있도록 개선된 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, FRP 콘크리트 합성파일들을 연결하기 위한 장치에 있어서, 상부 FRP 콘크리트 합성파일의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재; 하부 FRP 콘크리트 합성파일의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재; 및 상기 상,하부 연결부재에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러;를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결시키는 것이다. 따라서 본 발명은 간단한 구조로서 FRP 콘크리트 합성파일들을 고강도로 연결할 수 있음으로써 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 상부 연결부재는 상부 FRP 콘크리트 합성파일의 하단으로 돌출된 상부 FRP 관이고, 상기 하부 연결부재는 하부 FRP 콘크리트 합성파일의 상단으로 돌출된 하부 FRP 관이며, 상기 커플러는 내부에 철근 및 콘크리트 층이 형성되고, 그 외부에는 FRP 피복층이 형성되며, 상기 상,하부 FRP 관의 내측으로 삽입되어 상기 상,하부 FRP 관과 FRP 피복층의 사이에서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것이다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 상,하부 FRP 관에는 각각 직경방향으로 형성된 관통공이 형성되고, 상기 커플러에도 상기 상,하부 FRP 관의 관통공에 일치하는 위치에 각각 관통공이 형성되며, 상기 상부 FRP 관의 관통공과 커플러의 관통공을 통과하고, 하부 FRP 관의 관통공과 커플러의 관통공을 통과하도록 각각 강봉이 삽입되어 결합된 것이다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 상부 연결부재는 상부 FRP 콘크리트 합성파일의 하단에서 직경이 축소되어 돌출된 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원기둥형 상부 FRP 관 단턱이고, 상기 하부 연결부재는 하부 FRP 콘크리트 합성파일의 상단에서 직경이 축소되어 돌출된 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원기둥형 하부 FRP 관 단턱이며, 상기 커플러는 상기 원기둥형 상,하부 FRP 관 단턱에 끼워져서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원통관으로 이루어진 것이다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 상부 연결부재는 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일의 하단에서 직경이 축소되어 돌출된 원기둥형 상부 FRP 관 단턱이고, 상기 하부 연결부재는 하부 FRP 콘크리트 합성파일의 상단에서 직경이 축소되어 돌출된 원기둥형 하부 FRP 관 단턱이며, 상기 커플러는 내부에 콘크리트 층이 형성되고, 그 외부에는 FRP 피복층이 형성되며, 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일의 내부 FRP 관에 끼워져서 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일의 내부 FRP 관과 FRP 피복층의 사이에서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것이다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 커플러는 FRP 피복층으로부터 방사상 외측으로 돌출하는 다수의 강봉을 포함하고, 상기 강봉은 각각 상,하부 FRP 관 단턱의 사이로 돌출되고, 와셔와 너트에 의해서 결속되어 상기 커플러에 대한 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일의 부착력을 증대시키는 것이다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 상부 연결부재는 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일의 하단에서 직경이 축소되어 돌출되고, 직경방향으로 관통공이 형성된 원통형 상부 콘크리트 관이고, 상기 하부 연결부재는 중공형 하부 FRP 콘크리트 합성파일의 상단에서 직경이 축소되어 돌출되고, 직경방향으로 관통공이 형성된 원통형 하부 콘크리트 관이며, 상기 커플러는 상기 원통형 상,하부 콘크리트 관의 외측에 끼워지는 원형 강관으로 이루어지고, 상기 원통형 상,하부 콘크리트 관의 관통공에 각각 일치하는 위치에서 관통공이 형성되며, 상기 원통형 상부 콘크리트 관의 관통공과 커플러의 관통공을 통과하고, 원통형 하부 콘크리트 관의 관통공과 커플러의 관통공을 통과하도록 각각 강봉이 삽입되어 결합된 것이다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 원형 강관의 외측에는 염분에 대한 내구성의 향상을 위하여 FRP 보호관이 중첩으로 씌워져서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것이다.
본 발명에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치에 의하면 현장에서 용접작업이 이루어지지 않는 간단한 구조로서 FRP 콘크리트 합성파일들을 고강도로 연결할 수 있음으로써 파일시공 작업현장의 생산성을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 별도의 숙련된 용접 작업자가 현장에 불필요하고, FRP 콘크리트 합성파일의 연결부에서 시공 품질의 저하를 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
도 1a는 일반적인 FRP 콘크리트 합성파일을 도시한 일부 절개 사시도이다.
도 1b는 종래의 기술에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 이용하여 FRP 콘크리트 합성파일들을 연결시키는 공정을 차례로 단면으로 도시한 공정 설명도이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 결합 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 결합 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 6b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치를 도시한 결합 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상하로 배치된 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 동축(同軸)으로 연결하기 위한 장치이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재(110)를 구비하는데, 이와 같은 상부 연결부재(110)는 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단으로 돌출된 상부 FRP 관(112)이다. 즉 상기 상부 FRP 관(112)은 원통형의 구조로서 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단으로부터 일정길이 하방으로 돌출되며, 이와 같은 상태로 공장에서 제작된다.
그리고 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재(120)를 구비하는데, 이와 같은 하부 연결부재(120)는 상기 상부 연결부재(110)와 동일하게 형성되는 것으로서, 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단으로 돌출된 하부 FRP 관(122)이며, 원통형의 구조로서 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단으로부터 일정길이 상방으로 돌출된다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상기 상,하부 연결부재(110)(120)에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러(130)를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결하게 된다.
즉 상기 커플러(130)는 내부에 철근(132) 및 콘크리트 층(134)이 형성되어 구조적으로 보강된 것이고, 그 외부에는 FRP 피복층(136)이 형성되어 내부의 철근(132) 및 콘크리트 층(134)을 보호하며, 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들에 구비된 상,하부 FRP 관(112)(122)의 내측으로 삽입되어 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)과 FRP 피복층(136)의 사이에서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것이다.
한편 본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 강봉(140)을 통하여 구조적으로 보강될 수 있다. 즉 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)에는 각각 직경방향으로 형성된 관통공(142a)(142b)이 형성되고, 상기 커플러(130)에도 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)의 관통공(142a)(142b)에 일치하는 위치에 각각 관통공(144)이 형성된다. 그리고 상기 상부 FRP 관(112)의 관통공(142a)과 커플러(130)의 관통공(144)을 통과하고, 하부 FRP 관(122)의 관통공(142b)과 커플러(130)의 관통공(144)을 통과하도록 각각 강봉(140)이 삽입되어 너트(146)로 결합된 구조이다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)의 시공 공정이 도 3a 내지 도 3d에 걸쳐서 단계적으로 도시되어 있다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)을 지중(地中)에 시공하여 하부 FRP 관(122)이 상부측으로 노출되도록 한다. 그리고 상기 하부 FRP 관(122)에 커플러(130)의 하단을 끼우는데, 하부 FRP 관(122)의 내면과 커플러(130)의 외주면에는 에폭시 본드를 포함하는 접착제를 도포하고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 하부 FRP 관(122)에 형성된 관통공(142b)과 커플러(130)의 하부 관통공(144)이 일치하도록 커플러(130)를 삽입하여 결합시킨다.
그리고 다음으로는 커플러(130)의 상부와 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 상부 FRP 관(112)에도 각각 접착제(미 도시)를 도포하고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 커플러(130)의 상부 관통공(144)과 상부 FRP 관(112)에 형성된 관통공(142a)이 일치하도록 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 상부 FRP 관(112)을 커플러(130) 상부측에 삽입하여 접착제를 통한 본딩으로 결합시킨다.
또한 다음으로는 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 상부 FRP 관(112)의 관통공(142a)과 커플러(130)의 관통공(144)을 통과하도록 강봉(140)을 삽입하고 너트(146)로 고정하며, 하부 FRP 관(122)의 관통공(142b)과 커플러(130)의 관통공(144)을 통과하도록 강봉(140)을 삽입하고 너트(146)로 고정하게 된다.
따라서 이와 같은 간단한 구조를 통하여 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 별도의 현장 용접작업이 없이도 접착제를 통한 본딩 결합과, 강봉(140) 체결을 통한 고강도 구조로 연결할 수 있음으로써 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있다.
도 4a 및 도 4b에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)가 도시되어 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상기 상부 연결부재(110)가 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에서 직경이 축소되어 돌출된 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원기둥형 상부 FRP 관 단턱(152)으로 이루어지며, 이러한 상부 FRP 관 단턱(152)은 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 두께를 감소시켜서 공장에서 제작된다.
그리고 상기 하부 연결부재(120)도 상부 연결부재(110)와 유사하게 형성되는 것으로서, 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에서 직경이 축소되어 돌출된 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원기둥형 하부 FRP 관 단턱(162)으로 이루어지며, GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 두께를 감소시켜서 공장에서 제작된다.
또한 상기 상,하부 연결부재(110)(120)들을 결합시키는 커플러(130)는 상기 원기둥형 상,하부 FRP 관 단턱(152)(162)에 끼워져서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원통관(172)으로 이루어진 것이다.
이와 같은 구조에서 상기 커플러(130)의 외경(d1)은 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 외경(d2)과 일치하는 크기로 형성됨으로써 상,하부 FRP 관 단턱(152)(162)에 끼워져서 결합되는 경우에도 단면적이 커지지 않게 된다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 먼저 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)을 지중(地中)에 시공하여 하부 FRP 관 단턱(162)이 상부측으로 노출되도록 한다.
그리고 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 상,하부 FRP 관 단턱(152)(162) 외면과, 커플러(130)를 이루는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원통관(172) 내면에 에폭시 본드를 포함하는 접착제(미 도시)를 각각 도포한다.
또한 상기 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 하부 FRP 관 단턱(162)으로 CFRP 재료의 원통관(172)을 끼우고, 상기 원통관(172)의 상부측으로 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 상부 FRP 관 단턱(152)을 이동시켜서 끼운 다음, 접착제를 경화시켜서 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 상,하부 FRP 관 단턱(152)(162) 외면과, 커플러(130)가 접착제에 의해서 본딩 접착되도록 한다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)에서도 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 별도의 현장 용접작업이 없이도 접착제를 통한 본딩 결합을 통해 고강도 구조로 연결할 수 있음으로써 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있다. 또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 커플러(130) 만을 CFRP 재료의 원통관(172)으로 구성하고, 나머지 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 FRP 층은 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료를 사용함으로써 더욱 경제성을 높을 수 있다.
도 5a 및 도 5b에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)가 도시되어 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상부 연결부재(110)가 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에서 직경이 축소되어 돌출된 원기둥형 상부 FRP 관 단턱(182)으로 이루어진다.
또한 하부 연결부재(120)도 상부 연결부재(110)와 동일하게 이루어지는데, 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에서 직경이 축소되어 돌출된 원기둥형 하부 FRP 관 단턱(192)으로 이루어진다. 이와 같은 상부 연결부재(110)와 하부 연결부재(120)들은 각각 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들의 외면에 형성된 FRP 재료의 두께를 감소시켜서 공장에서 제작된다.
그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 커플러(130)가 내부에 콘크리트 층(204)이 형성되고, 그 외부에는 FRP 피복층(206)이 형성된 구조이며, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 내부 FRP 관(212)(214)에 끼워져서 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 내부 FRP 관(212)(214)과 FRP 피복층(136)의 사이에서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것이다.
상기에서 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)은 각각 외면에 FRP 층(222)(224)이 각각 형성되며, 그 내부에 콘크리트 층(232)(234)이 형성되며, 그 내주면에 각각 스터드(236)들을 통해서 내부 FRP 관(212)(214)이 일체로 형성된 구조이다.
또한 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 강봉(240)을 통하여 구조적으로 보강될 수 있다. 즉 상기 커플러(130)는 외면의 FRP 피복층(136)으로부터 방사상 외측으로 돌출하는 다수의 강봉(240)을 포함한다.
이와 같은 강봉(240)들은 각각 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들의 상,하부 FRP 관 단턱(182)(192)의 사이로 돌출되고, 와셔(242)와 너트(244)에 의해서 결속되어 상기 커플러(130)에 대한 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 부착력을 증대시키는 구조이다.
이와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)의 시공 공정은 아래와 같다.
먼저, 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)을 지중(地中)에 시공하여 하부 FRP 관 단턱(192)이 상부측으로 노출되도록 한다. 그리고 상기 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 내부 FRP 관(214)에 커플러(130)의 하단을 끼우는데, 내부 FRP 관(214)의 내면과 커플러(130)의 외주면에는 에폭시 본드를 포함하는 접착제(미 도시)를 도포하고, 커플러(130)의 강봉(240)이 하부 FRP 관 단턱(192)에 걸쳐지도록 삽입하여 결합시킨다.
그리고 다음으로는 커플러(130)의 상부와 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 내부 FRP 관(212)에도 각각 접착제를 도포하고, 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 내부 FRP 관(212)을 커플러(130) 상부측에 삽입하여 접착제를 통한 본딩으로 결합시킨다.
또한 다음으로는 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들의 상,하부 FRP 관 단턱(182)(192)의 사이로 돌출된 강봉(240)에 와셔(242)와 너트(244)를 결속시켜서 상기 커플러(130)측으로 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 상,하부 FRP 관 단턱(182)(192) 부분이 밀착되도록 조이면, 커플러(130)와 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2) 간의 부착력이 더욱 증대되는 것이다.
따라서, 이와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)도 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 별도의 현장 용접작업이 없이 접착제를 통한 본딩 결합과, 강봉(240) 체결을 통한 고강도 구조로 연결할 수 있어서 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있다.
그리고 도 6a 및 도 6b에는 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)가 도시되어 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상부 연결부재(110)가 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에서 직경이 축소되어 돌출되고, 직경방향으로 관통공(306)이 형성된 원통형 상부 콘크리트 관(302)으로 이루어진다.
이와 같은 원통형 상부 콘크리트 관(302)은 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 외면에 형성된 FRP 층(304)을 일부 제거하여 공장에서 형성될 수 있다.
그리고, 하부 연결부재(120)는 상부 연결부재(110)와 동일하게 공장에서 제작되는데, 중공형 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에서 직경이 축소되어 돌출되고, 직경방향으로 관통공(316)이 형성된 원통형 하부 콘크리트 관(312)으로 이루어진다.
그리고 이와 같은 원통형 상,하부 콘크리트 관(302)(312)에 끼워지는 커플러(130)는 상기 원통형 상,하부 콘크리트 관(302)(312)의 외측에 끼워지는 원형 강관(330)으로 이루어지고, 상기 원통형 상,하부 콘크리트 관(302)(312)의 관통공(306)(316)에 각각 일치하는 위치에서 관통공(332)이 각각 형성된 구조이다.
이와 같은 구조의 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상기 원통형 상부 콘크리트 관(302)의 관통공(306)과 커플러(130)의 관통공(332)을 통과하고, 원통형 하부 콘크리트 관(312)의 관통공(316)과 커플러(130)의 관통공(332)을 통과하도록 각각 강봉(340)이 삽입되어 너트(342)에 의해서 결속되는 구조이다.
이와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)의 시공 공정은 아래와 같다.
먼저, 중공형 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)을 지중(地中)에 시공하여 원통형 하부 콘크리트 관(312)이 상부측으로 노출되도록 한다. 그리고 상기 원통형 하부 콘크리트 관(312)에 커플러(130)의 하단을 끼우는데, 원통형 하부 콘크리트 관(312)에 형성된 관통공(316)과 커플러(130)의 하부 관통공(332)이 일치하도록 커플러(130)를 삽입하여 결합시킨다.
또한 다음으로는 상기 원통형 하부 콘크리트 관(312)에 형성된 관통공(316)과 커플러(130)의 하부 관통공(332)에 강봉(340)을 끼우고 너트(342)를 결속시켜서 고정시킨다.
그리고 다음으로는 커플러(130)의 상부에 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 원통형 상부 콘크리트 관(302)을 끼우되, 원통형 상부 콘크리트 관(302)에 형성된 관통공(306)과 커플러(130)의 상부 관통공(332)이 일치하도록 삽입하여 강봉(340)으로 결합시킨다.
또한 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)는 상기 커플러(130)를 이루는 원형 강관(330)의 외측에 FRP 보호관(350)을 중첩으로 씌우고 에폭시 본드를 포함하는 접착제(미 도시)로 본딩 접착시켜서 염분에 대한 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.
따라서 이와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치(100)도 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 별도의 현장 용접작업이 없이 강봉(340) 체결을 통한 고강도 구조로 연결할 수 있어서 작업현장의 생산성을 높이고, FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 연결부에서 부실을 방지하여 고품질의 시공을 이룰 수 있다.
이와 같이 본 발명은 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)을 시공하는 현장에서 용접작업이 이루어지지 않고, 접착제를 통한 본딩 공정과 강봉을 통한 체결공정으로 파일간 연결작업이 가능하게 되어 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 고강도로 연결할 수 있고, 간단한 결합 공정을 통하여 파일연결 작업의 생산성을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 별도의 숙련된 용접 작업자가 현장에 불필요하여 현장 관리가 용이하고, FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 연결부에서 시공 품질의 저하를 방지할 수 있어서 고품질의 시공을 이룰 수 있게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 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.
1..... 일반적인 FRP 콘크리트 합성파일
10.... 콘크리트 층 20..... FRP 층
30.... 종래의 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치
40.... 삽입형 연결구 42..... 삽입부
45.... 수평 연결부 50..... 용접
100... 본 발명의 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치
110... 상부 연결부재 112.... 상부 FRP 관
120... 하부 연결부재 122.... 하부 FRP 관
130... 커플러 132.... 철근
134... 콘크리트 층 136.... FRP 피복층
140... 강봉 142a,142b,144.... 관통공
146... 너트 152.... 상부 FRP 관 단턱
162... 하부 FRP 관 단턱 172.... 원통관
182... 상부 FRP 관 단턱 192.... 하부 FRP 관 단턱
204... 콘크리트 층 206.... FRP 피복층
212,214... 내부 FRP 관 222,224.... FRP 층
232,234... 콘크리트 층 236.... 스터드
240,340.... 강봉 242.... 와셔
244,342.... 너트 302.... 상부 콘크리트 관
304.... FRP 층 306,316,332...관통공
312.... 하부 콘크리트 관 330.... 원형 강관
350.... FRP 보호관 d1.... 커플러의 외경
d2.... 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일의 외경
P1.... 상부 FRP 콘크리트 합성파일
P2.... 하부 FRP 콘크리트 합성파일

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재(110); 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재(120); 및 상기 상,하부 연결부재(110)(120)에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러(130);를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치에 있어서,
    상기 상부 연결부재(110)는 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단으로 돌출된 상부 FRP 관(112)이고, 상기 하부 연결부재(120)는 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단으로 돌출된 하부 FRP 관(122)이며, 상기 커플러(130)는 내부에 철근(132) 및 콘크리트 층(134)이 형성되고, 그 외부에는 FRP 피복층(136)이 형성되며, 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)의 내측으로 삽입되어 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)과 FRP 피복층(136)의 사이에서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)에는 각각 직경방향으로 형성된 관통공(142a)(142b)이 형성되고, 상기 커플러(130)에도 상기 상,하부 FRP 관(112)(122)의 관통공(142a)(142b)에 일치하는 위치에 각각 관통공(144)이 형성되며, 상기 상부 FRP 관(112)의 관통공(142a)과 커플러(130)의 관통공(144)을 통과하고, 하부 FRP 관(122)의 관통공(142b)과 커플러(130)의 관통공(144)을 통과하도록 각각 강봉(140)이 삽입되어 결합된 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
  4. 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재(110); 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재(120); 및 상기 상,하부 연결부재(110)(120)에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러(130);를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치에 있어서,
    상기 상부 연결부재(110)는 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에서 직경이 축소되어 돌출된 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원기둥형 상부 FRP 관 단턱(152)이고, 상기 하부 연결부재(120)는 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에서 직경이 축소되어 돌출된 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원기둥형 하부 FRP 관 단턱(162)이며, 상기 커플러(130)는 상기 원기둥형 상,하부 FRP 관 단턱(152)(162)에 끼워져서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재료의 원통관(172)으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
  5. 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재(110); 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재(120); 및 상기 상,하부 연결부재(110)(120)에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러(130);를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치에 있어서,
    상기 상부 연결부재(110)는 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에서 직경이 축소되어 돌출된 원기둥형 상부 FRP 관 단턱(182)이고, 상기 하부 연결부재(120)는 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에서 직경이 축소되어 돌출된 원기둥형 하부 FRP 관 단턱(192)이며, 상기 커플러(130)는 내부에 콘크리트 층(204)이 형성되고, 그 외부에는 FRP 피복층(206)이 형성되며, 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 내부 FRP 관(212)(214)에 끼워져서 상기 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 내부 FRP 관(212)(214)과 FRP 피복층(206)의 사이에서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 커플러(130)는 FRP 피복층(206)으로부터 방사상 외측으로 돌출하는 다수의 강봉(240)을 포함하고, 상기 강봉(240)은 각각 상,하부 FRP 관 단턱(182)(192)의 사이로 돌출되고, 와셔(242)와 너트(244)에 의해서 결속되어 상기 커플러(130)에 대한 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)의 부착력을 증대시키는 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
  7. 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에 일체로 형성된 상부 연결부재(110); 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에 일체로 형성된 하부 연결부재(120); 및 상기 상,하부 연결부재(110)(120)에 각각 접착제를 통하여 본딩 결합하는 커플러(130);를 포함하여 상,하부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)(P2)들을 본딩 결합에 의해서 서로 동축(同軸)으로 연결하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치에 있어서,
    상기 상부 연결부재(110)는 중공형 상부 FRP 콘크리트 합성파일(P1)의 하단에서 직경이 축소되어 돌출되고, 직경방향으로 관통공(306)이 형성된 원통형 상부 콘크리트 관(302)이고, 상기 하부 연결부재(120)는 중공형 하부 FRP 콘크리트 합성파일(P2)의 상단에서 직경이 축소되어 돌출되고, 직경방향으로 관통공(316)이 형성된 원통형 하부 콘크리트 관(312)이며, 상기 커플러(130)는 상기 원통형 상,하부 콘크리트 관(302)(312)의 외측에 끼워지는 원형 강관(330)으로 이루어지고, 상기 원통형 상,하부 콘크리트 관(302)(312)의 관통공(306)(316)에 각각 일치하는 위치에서 관통공(332)이 형성되며, 상기 원통형 상부 콘크리트 관(302)의 관통공(306)과 커플러(130)의 관통공(332)을 통과하고, 원통형 하부 콘크리트 관(312)의 관통공(316)과 커플러(130)의 관통공(332)을 통과하도록 각각 강봉(340)이 삽입되어 결합된 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 원형 강관(330)의 외측에는 염분에 대한 내구성의 향상을 위하여 FRP 보호관(350)이 중첩으로 씌워져서 에폭시 본드를 포함하는 접착제로 본딩 접착되는 것임을 특징으로 하는 FRP 콘크리트 합성파일 연결장치.
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