KR101451379B1 - Frp 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 frp 집수정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정에 관한 것으로,
FRP(Fiber Reinforced Plastics) 수지로 내부재를 성형하고, 내부재의 바닥, 측벽 및 모서리부에 보강수단을 결합한 다음, 보강수단이 결합된 내부재의 외부에 FRP 수지를 부착시켜 내부재와 일체화된 외부재를 성형하여 FRP 집수정을 제작함으로써, 기초저면의 하중에 대한 집수정의 구조 보강이 이루어짐과 동시에, 집수정의 경량화, 소형화를 달성하여 건물의 최하층 슬래브에 매몰되는 집수정을 시공하기 위한 별도의 터파기 및 집수정 형성을 위한 콘크리트 타설이 불필요하여 집수정 시공을 쉽고 빠르게 실시할 수 있도록 하는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정에 관한 것이다.

Description

FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정{MANUFACTURING METHOD FOR COLLECTING WELL USING FRP RESIN AND FRP COLLECTING WELL THEREOF}

본 발명은 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정에 관한 것으로,

FRP(Fiber Reinforced Plastics) 수지로 내부재를 성형하고, 내부재의 바닥, 측벽 및 모서리부에 보강수단을 결합한 다음, 보강수단이 결합된 내부재의 외부에 FRP 수지를 부착시켜 내부재와 일체화된 외부재를 성형하여 FRP 집수정을 제작함으로써, 기초저면의 하중에 대한 집수정의 구조 보강이 이루어짐과 동시에, 집수정의 경량화, 소형화를 달성하여 건물의 최하층 슬래브에 매몰되는 집수정을 시공하기 위한 별도의 터파기 및 집수정 형성을 위한 콘크리트 타설이 불필요하여 집수정 시공을 쉽고 빠르게 실시할 수 있도록 하는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정에 관한 것이다.

통상적으로 집수정은 도로의 가장자리, 아파트 단지 등 건축물의 지하층, 지하피트 등에서 지하수, 빗물 등의 집수에 사용된다.

이러한 집수정은 건축물의 최하층 슬래브보다 낮아야 하므로 집수정을 시공하기 위해서는 별도의 터파기 및 집수정 형성을 위한 철근 콘크리트 작업이 필요하게 되어 그 시공이 어렵고 시간이 오래 걸린다.

특히 집수정은 건축물의 최하층 슬래브 밑으로 매몰되어 시공되기 때문에 구조물의 안정성을 확보하기 위하여 매우 강한 강성을 필요로 하기 때문에 일반 철근 콘크리트 구조물 시공에 소용되는 것보다 더 큰 노력과 비용이 소요된다.

종래의 집수정은 최하층 슬래브의 일부로써 지내력(地耐力)을 만족시켜야 하는 구조적인 목적과 지하수 또는 빗물을 모아 외부로 배출시키는 집수정이라는 기능상의 목적을 동시에 만족해야 하므로 설계 시에 집수정을 바닥 슬래브 층 두께와 동일한 두께의 철근 콘크리트 구조로 형성하고 있다.

즉, 도 1의 [A]에 도시된 바와 같이, 종래의 집수정(1)의 시공은 구조물의 최하층 바닥 슬래브(2) 시공 시 집수정이 슬래브 이하로 매몰되도록 별도의 구멍(3)을 굴착한 후 집수정의 측벽을 위한 거푸집(미도시)을 설치하고, 콘크리트를 타설하여 집수정을 형성한 후 집수정 둘레에 추가 콘크리트 타설(속칭 버림 콘크리트(4)) 또는 토사를 매립하는 등 작업이 매우 번거롭고 어려운 문제점이 있다.

이러한 집수정은 구조물의 최하층 하부에 설치되기 때문에 별도의 터파기 작업이 용이하지 않으며, 터파기한 구멍에 지하수가 많이 모이게 되어 철근 콘크리트 작업을 실시하기가 매우 난해하다.

따라서 집수정 시공에 따른 작업 시간이 과도하게 소요될 뿐만 아니라, 시공 품질 역시 만족스럽지 못하는 문제점이 있다.

또한 종래 집수정과 연결되기 위한 배구관(5) 등의 기타 복잡한 구성들이 두꺼운 철근 콘크리트 내에 설치하기 어렵고, 그 성능이 저하되는 문제점이 있으며, 사후 보정이 매우 어려운 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

종래 콘크리트 타설로 형성되는 집수정을 대신하여 FRP 수지를 이용해 별도의 FRP 집수정을 제작함으로써, 집수정의 경량화, 소형화를 달성하여, 집수정 시공을 용이하게 하고, 특히 콘크리트 타설을 하지 않더라도 구조물의 하중을 지탱할 수 있는 충분한 지내력을 확보할 수 있도록 FRP 수지로 성형된 내부재와, 상기 내부재의 모서리부에 결합되는 보강 앵글, 상기 내부재의 바닥을 보강하는 격자형 보강 프레임, 상기 내부재의 측면을 보강하는 보강부재로 구성된 보강수단과, 상기 보강수단이 결합된 내부재의 외측에 결합되는 FRP 수지로 성형된 외부재츨 포함하여 이루어지는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작 방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 집수정을 구조물의 최하층 슬래브와 별도로 제작하여 설치할 수 있으므로 시공비용 및 시간을 줄이고, 특히 집수정 형성을 위한 콘크리트 거푸집의 설치 및 타설, 그리고 추가 보강 타설 또는 매립 작업을 실시하지 않아 터파기 작업의 깊이 및 크기를 최소화함으로써, 시공 편의성을 증대시킬 수 있도록 외부재 성형 작업 시 외부재를 구성하는 FRP 수지가 내부재에 부착되어 경화됨으로써 보강수단이 결합된 내부재와 일체로 결합되는 외부재를 포함하여 이루어지는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작 방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 FRP 집수정의 강성 확보를 다양한 방법으로 달성하여 제작 편의성을 높이고, 특히 구조물의 형태나 크기 등에 맞춰 FRP 집수정을 선택하여 사용함으로써, 범용성 및 효용성을 향상시킬 수 있도록 내부재의 측벽을 보강하는 보강부재로써, 격자형 보강 프레임 또는 FRP 수지로 제작된 보강 플레이트를 포함하여 이루어지는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작 방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 FRP 집수정 설치 시 집수정이 구조물의 최하층 슬래브를 형성하는 콘크리트와의 결합력 및 터파기한 구멍에서의 지지력을 향상시키고, 특히 구조물로부터 가해지는 인장력에 대하여 콘크리트 슬래브와 지반과의 마찰력을 향상시킴으로써 상기한 결합력 내지 지지력을 충분하게 확보할 수 있도록 내부재의 측벽에 결합되는 보강부재로써 FRP 수지로 제작된 보강 플레이트 상에 외측으로 돌출 형성된 보강용 리브가 하나 이상 구비되어 있는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작 방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 보강수단의 강성이 최대한으로 발휘되면서 동시에 FRP 집수정의 측벽 두께를 최소화하면서도 충분한 지내력을 확보하고, 집수정에 추가되는 기타 구성의 설치, 결합 작업을 손쉽게 실시할 수 있도록 보강 프레임, 보강부재 및 보강앵글이 절곡 형성되어 일부가 내부재에 접하면서 결합되고 다른 일부는 외부재에 내장되어 강성을 증대시키는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작 방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

뿐만 아니라 본 발명은 FRP 집수정의 제작 용이성 확보 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 형틀에 FRP 수지를 부착하여 경화시킨 후 형틀을 분리하여 내부재가 성형되는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작 방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법은

A) 형틀에 FRP 수지를 부착하여 경화시킨 후 상기 형틀을 분리하여 내부재를 성형하는 단계;

B) 상기 내부재의 바닥 모서리부에 수평 보강 앵글을 결합시킨 후 상기 수평 보강 앵글에 격자형 보강 프레임을 결합시켜 내부재의 바닥을 보강하는 단계;

C) 상기 내부재의 측벽에 보강부재를 결합시켜 내부재의 측벽을 보강하는 단계; 및

D) 상기 B)단계 및 C) 단계를 통해 보강수단이 결합된 내부재의 외부에 FRP 수지를 부착하여 경화시켜 상기 보강수단이 고정된 내부재와 일체화되는 외부재를 성형하는 단계; 를 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법에서, 상기 C) 단계의 보강부재는 격자형 보강 프레임으로 구성되어,

상기 C) 단계는 상기 내부재의 측벽 모서리부에 수직 보강 앵글을 결합시킨 후 상기 수직 보강 앵글에 격자형 보강 프레임을 결합하는 공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법에서, 상기 C) 단계의 보강부재는 FRP 수지로 성형되며 외측면에 하나 이상의 보강용 리브가 돌출 형성된 보강 플레이트로 구성되어,

상기 C) 단계는 상기 내부재의 측벽에 상기 보강 플레이트를 결합하는 공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법에 의하여 제작된 FRP 집수정은

FRP 수지로 성형된 내부재;

상기 내부재의 바닥 모서리부에 결합되는 수평 보강 앵글과, 상기 내부재의 바닥에 고정되는 격자형 보강 프레임과, 상기 내부재의 측벽에 고정되는 보강부재로 구성되는 보강수단; 및

FRP 수지로 성형되며, 상기 보강수단이 결합된 내부재의 외부에 일체화되어 결합되는 외부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정은 FRP 수지를 이용해 집수정을 별도로 제작한 후 구조물의 최하층 슬래브 시공 시 간편하게 설치할 수 있으므로 종래 집수정을 형성하기 위하여 최하층 슬래브 상에 굴착한 터파기 구멍에 콘크리트를 타설할 필요가 없으므로, 최하층 슬래브 시공 시 집수정을 위한 구멍의 깊이나 크기를 줄임으로써, 시공시간 및 시공비용 절감 효과를 기대할 수 있어 범용성 및 효용성의 매우 뛰어나다.

그리고 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정은 FRP 수지로 성형된 내부재와 외부재를 통해 제작되기 때문에 경량화, 소형화에 유리하고, 특히 내식성, 성형성, 내구성, 내충격성, 내마모성 등이 뛰어난 고성능, 고기능성 FRP 수지를 사용하므로, 지하수나 빗물 등에 의하여 녹이 슬거나, 누수, 침수로 인한 파손을 방지할 수 있고, 집수정이 파손되더라도 종래 집수정처럼 콘크리트를 재시공할 필요가 없이 개별 제작된 집수정을 교체하여 사후 보정할 수 있기 때문에 집수정의 유지, 관리가 매우 편리한 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정은 FRP 수지로 성형된 내부재와 외부재 사이에 내부재의 모서리부에 결합되는 보강앵글과, 내부재의 바닥에 결합되는 격자형 보강 프레임과, 내부재의 측벽에 결합되는 보강부재로 구성된 보강수단이 내장되어 내, 외부재와 함께 일체로 형성되어 있으므로 보강수단이 외부로 노출되지 않아 녹이 스는 것을 방지하면서 충분한 지내력을 확보하고 집수정의 측벽 두께를 최소화할 수 있어 집수정에 추가 설치되는 기타 구성의 설치 작업을 매우 쉽게 할 수 있는 장점이 있다.

나아가 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정은 상기 보강부재를 격자형 보강 프레임 또는 FRP 수지로 제작된 보강 플레이트로 선택하여 제작할 수 있으므로 구조물의 하중, 크기 등에 맞춰 용도에 맞는 FRP 집수정을 선택하여 설치할 수 있어 편리하고, 특히 보강 플레이의 외측면에서 돌출된 보강용 리브를 포함하여 이루어져 FRP 집수정의 측벽 강성 확보와 함께 최하층 슬래브의 콘크리트 및 지반과의 접촉 면적이 증가되면서 마찰력이 증대되어 구조물로부터 가해지는 인장력에 대하여 최하층 슬래브 콘크리트와의 결합력 및 터파기한 구멍에서의 지지력을 향상시키므로 안정성 및 안전성이 매우 뛰어난 발명이다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정은 형틀을 사용하여 FRP 수지로 내부재를 성형한 후 보강수단을 내부재에 결합시킨 상태에서 그 위에 FRP 수지로 외부재를 바로 성형하여 FRP 집수정이 제작완료되므로 제작이 쉽고 빠르기 때문에 작업성 및 생산성이 매우 뛰어나다.

도 1은 종래의 집수정 및 본 발명의 FRP 집수정을 비교하여 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 FRP를 이용한 집수정의 제작방법의 흐름도.
도 3은 본 발명에 따라 제작된 FRP 집수정을 도시 방향을 달리하여 도시한 사시도들.
도 4 내지 도 6는 본 발명에 따른 FRP 집수정의 제작방법 중 제1 실시예를 설명하기 위한 제작 단계별 사시도들.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 FRP 집수정의 제작방법 중 제2 실시예를 설명하기 위한 제작 단계별 사시도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 3을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 FRP 집수정은 크게 FRP 수지로 성형되는 내부재(10) 및 외부재(20)와, 상기 내부재(10)와 외부재(20) 사이에 내장되어 강성을 보강하는 보강수단(30)으로 이루어진다(설명의 편의를 위하여 도 3, 도 5의 [B] 및 도 8은 외부재(20)가 성형된 상태에서 내부 보강수단(30)이 투영되는 것으로 도시하였음).

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 FRP 집수정(W)은 상부가 개구된 박스 형태로써, 바닥부(W1)와 측벽부(W2)로 둘러싸여 집수가 이루어지는 수용부(C)를 형성하고, 측벽부 상단에서 외측으로 절곡 형성된 플렌지부(W3)가 구비되어 구조물 최하층의 바닥 슬래브(2; 콘트리트 또는 유로폼, 거푸집 등. 도 1의 [B] 참고.)에 결합되어 집수정이 고정, 설치된다.

도면에 도시되지 않았으나, 상기 플렌지부(W3)에는 바닥 슬래브(2)를 형성하는 콘크리트와의 결합을 위한 결합홀(미도시)을 구비하여, 볼트, 너트, 키 등의 결합부재로 결합될 수 있으며, 이밖에 상기 결합홀 외측으로 철근 결합홀(미도시)을 형성하고, 철근 결합홀에는 슬래브 콘크리트 내에 배치되는 철근이 끼워져, 집수정과 슬래브를 연결하여 상호 결합, 지지할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명은 상기한 구조의 집수정과 동일한 형태의 내부재(10)에 외부재(20)가 덧씌워져 내부재(10)가 집수정의 내측면을 형성하고, 외부재(20)가 집수정의 외측면을 형성하게 되고, 내, 외부재(10)(20) 사이에 보강 앵글(31)(32), 격자형 보강 프레임(33), 보강부재(36)로 구성되는 보강수단(30)이 내장되어 FRP 수지로만 이루어진 집수정의 강성을 보강하여 본래 목적인 집수 기능만이 아니라 슬래브의 일부로써 지내력을 확보하는 기능을 달성할 수 있다.

이는 FRP 수지가 고성능, 고기능성 재질로 일정 이상의 강도를 보장하나, 대형 구조물의 기초인 슬래브로서의 기능할 경우 충분한 지내력을 확보하기 위하여 매우 큰 강성을 필요로 하므로 보강수단(30)을 통해 강성을 보강하기 위한 구성이다.

따라서 상기 보강수단(30)은 금속 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 외부재(20)가 내부재(10)의 외부에 덧씌워지면서 금속 재질의 보강수단(30)을 감싸게 되어 보강수단(30)이 외부로 노출되지 않고 외부재(20)에 의하여 보호되므로 지하수나 빗물에 의하여 금속 재질의 보강수단(30)이 녹이 스는 문제점을 해결할 수 있으며, FRP 집수정의 바닥부(W1)나 측벽부(W2)의 두께를 최소화할 수 있으므로 터파기 구멍의 깊이 및 크기가 줄어들어 굴착 작업을 쉽게 수행할 수 있고,

특히 종래 콘크리트 집수정과 달리 콘크리트 타설을 위한 거푸집 설치나, 추가 타설 공간 등을 굴착할 필요가 없어 집수정 설치 작업이 매우 용이하여, 시공비용 및 시공시간을 절감할 수 있게 된다.

이하에서는 도 2 내지 도 7을 참고하여, 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법을 설명하면서 상기한 구성들을 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 FRP 집수정의 제작방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 FRP 집수정의 사시도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 제작방법의 제1 실시예를 단계별로 도시한 사시도이고, 도 7 및 도 8은 제2 실시예를 단계별로 도시한 사시도이며, 제2 실시예는 도 4 및 도 5에 도시된 제1 실시예의 단계들을 공통으로 포함하므로 설명의 편의를 위하여 중복되는 내용은 생략한다.

우선 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법은

A) 형틀(F)에 FRP 수지를 부착하여 경화시킨 후 상기 형틀(F)을 분리하여 내부재(10)를 성형하는 단계;

B) 상기 내부재(10)의 바닥 모서리부(13)에 수평 보강 앵글(31)을 결합시킨 후 상기 수평 보강 앵글(31)에 격자형 보강 프레임(33)을 결합시켜 내부재의 바닥(12)을 보강하는 단계;

C) 상기 내부재(10)의 측벽(14)에 보강부재(36)를 결합시켜 내부재(10)의 측벽(14)을 보강하는 단계; 및

D) 상기 B)단계 및 C) 단계를 통해 보강수단(30)이 결합된 내부재(10)의 외부에 FRP 수지를 부착하여 경화시켜 상기 보강수단(30)이 고정된 내부재(10)와 일체화되는 외부재(20)를 성형하는 단계; 를 포함하여 이루어진다.

상기 A) 단계에서 형틀(F)은 FRP 집수정과 같은 구조, 즉 바닥부(미지칭) 및 측벽부(F2)와, 측벽부(F2)와 연결된 플렌지부(F3)를 갖고, 다만 상기한 결합홀 등의 구성만이 구비되지 않는 형태이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 형틀(F)은 FRP 수지용 형틀로써, 내부재(10) 경화 후 분리의 용이성을 위하여 목재로 제작되고, 바닥부 및 측벽부 내측에는 FRP 수지가 경화되면서 수축되어 형틀(F)이 파손되는 것을 방지하기 위한 보강 강목(F4) 등이 더 구비된다.

상기 A) 단계에서 상기 형틀(F)을 준비한 후 형틀(F)의 바닥부, 측벽부(F2) 및 플렌지부(F3)의 외면에 FRP 수지를 부착하여 경화시킨 다음 형틀(F)을 분리시키게 되면 집수정 형태의 내부재(10)의 성형의 완료된다.

이때 A) 단계는 형틀(F)과 내부재(10)의 분리를 용이하게 하기 위하여 FRP 수지 부착 공정 이전에 형틀(F)의 외부에 이물질을 제거하고 FRP 수지 분리용 이형제를 도포하는 공정이 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 A) 단계에서 FRP 수지 부착 공정은 FRP 수지의 형태에 따라 달라질 수 있는데, 대표적으로 섬유 형태로 재직된 FRP 수지 원단을 이용하여 얇은 두께를 갖는 FRP 수지 시트를 제작한 후, 내부재(10)가 소정 두께를 갖도록 다수의 FRP 수지 시트를 접착제를 이용하여 형틀(F)의 외부에 중첩하여 부착시켜 경화시키는 방법이 있다.

상기 A) 단계의 FRP 수지 부착 공정은 후술하는 D) 단계의 외부재(20) 성형을 위한 FRP 수지 부착 공정에도 동일하게 적용된다.

그러나 이는 FRP 수지를 이용한 다양한 성형 방법의 일례일 뿐이며, FRP 수지의 특징 중 하나가 성형성, 즉 가공 용이성임을 감안하면 FRP 수지의 형태에 따라 FRP 수지 부착 공정이 달라질 수 있음은 자명하며(예를 들어 액상 FRP 수지 형태인 경우 형틀(F)의 외부에 FRP 수지를 중첩하여 도포하는 방법 등), 이러한 방법은 본 발명의 본질적인 핵심과는 연관성이 적으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 FRP 수지의 부착 공정은 작업의 편의성을 위하여 형틀(F)을 뒤집은 상태로 실시하는 것이 보다 바람직하다.

이어서 상기 A) 단계를 통해 내부재(10)의 성형이 완료되면, 도 5의 [A]에 도시된 바와 같이, 상기 B) 단계는 상기 내부재(10)의 바닥 모서리부(13)에 보강수단(30)으로써의 수평 보강 앵글(31)을 결합시키는 작업을 포함한다.

상기 수평 보강 앵글(31)은 강성 확보를 위하여 금속 재질로 제작되며, 금속의 강성을 보다 증대시킬 수 있도록 내부재(10)의 외부, 즉 바닥 모서리부(13)를 형성하는 바닥(12)과 측벽(14) 일부에 모두 접하도록 절곡 형성된 제1, 제2 접부(31A)(31B)를 갖는'ㄱ'자형 앵글로 이루어지고, 그 길이가 내부재(10)의 각 바닥 모서리부(13)에 상응하도록 제작된다.

상기 수평 보강 앵글(31)의 구성은 후술하는 수직 보강 앵글(32)에도 동일하게 적용된다.

또 상기 수평 보강 앵글(31)은 양측 단부가 사선방항으로 절단된 사선부(미지칭)가 구비되어 복수개의 수평 보강 앵글(31)을 내부재(10)의 바닥 모서리부(13) 모두에 거치된 상태에서 사선부들이 접하는 부분을 용접 처리하여 내부재(10)에 수평 보강 앵글(31)을 1차적으로 결합시킨다.

이어서 도 5의 [B]에 도시된 바와 같이, 상기 B) 단계는 수평 보강 앵글(31) 결합 후 보강수단(30)으로써의 격자형 보강 프레임(33)을 수평 보강 앵글(31)에 연결하여 결합시킴으로써 내부재의 바닥(12)(즉, FRP 집수정의 바닥부)을 보강하게 된다.

상기 격자형 보강 프레임(33)은 한 쌍의 프레임, 즉 제1, 제2 프레임(34)(35)이 서로 직교되는 방향으로 교차되도록 결합되어 구성되며, 제1, 제2 프레임(34)(35)의 길이(격자형 보강 프레임(33)의 형태)는 내부재의 바닥(12)의 길이에 상응하는 형태로 제작되어, 격자형 보강 프레임(33)을 내부재의 바닥(12)에 얹혀 제1, 제2 프레임(34)(35)의 양측 단부와 상기 수평 보강 앵글(31)의 제1 접부(31A)가 접하는 부분을 용접 처리하여 결합된다.

상기 제1, 제2 프레임(34)(35) 역시 상기 수평 보강 앵글(31)과 마찬가지로, 강성 확보를 위하여 금속 재질로 제작되면서, 'ㄱ'자형 프레임으로 제작된다.

즉, 상기 제1, 제2 프레임(34)(35)은 각각 내부재(10)와 접하는 받침부(34A)(35A)와, 상기 받침부(34A)(35A)의 일단에서 절곡 형성되어 지지력을 보강하는 지지부(34B)(35B)로 구성된 'ㄱ'자형 프레임으로 구성된다.

한편 상기한 형태의 제1, 제2 프레임을 복수개의 분체로 절단된 상태로 제작한 후 모든 분체들을 격자형으로 배치하여 용접을 통해 상기 격자형 보강 프레임(33)을 제작하는 것도 가능하나, 분체들을 모두 용접하여 연결하면 그 강도가 저하될 수밖에 없으므로 상기한 구성으로 완성되어 일체화된 형태의 제1, 제2 프레임(34)(35)을 교차시켜 제작하는 것이 보다 바람직하다.

그런데 상기 제1, 제2 프레임(34)(35)이 'ㄱ'자형 프레임이므로 서로 교차시킬 때 중첩되는 부위의 높이가 달라지고, 제1, 제2 프레임(34)(35)의 양측 단부가 수평 보강 앵글(31)의 제1 접부(31A) 상부에 거치되므로 격자형 보강 프레임(33) 자체가 내부재의 바닥(12) 저면(도면에서는 상면)에 밀착되지 못하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은'ㄱ'자형 프레임으로 구성된 제1, 제2 프레임(34)(35)을 동일 높이에서 교차 결합되도록 하며, 격자형 보강 프레임(33)의 받침부(34A)(35A)들이 내부재의 바닥(12)에 모두 접하도록 상기 제1, 제2 프레임(34)(35)의 지지부(34B)(35B) 각각에는 교차되는 다른 프레임의 지지부(34B)(35B)가 서로 삽입되는 슬릿홈(34a)(35a)이 구비되고,

상기 제1, 제2 프레임(34)(35)의 받침부(34A)(35A) 중 어느 하나에는 교체되는 다른 프레임의 받침부(34A)(35A)가 통과하여 안치되는 제1 절개홈(35b)이 구비되며,

상기 제1, 제2 프레임(34)(35)의 받침부(34A)(35A) 양측 단부에는 상기 수평 보강 앵글(31)의 제1 접부(31A)가 수용되는 제2 절개홈(34c)(35c)이 구비된다.

따라서 제1 프레임(34)들을 횡방향(또는 종방향)으로 소정 간격으로 이격하여 배치하게 되면 제1 프레임(34)의 제2 절개홈(34c)에 수평 보강 앵글(31)의 제1 접부(31A)가 수용되면서 제2 절개홈(34c)과 제1 접부(31A)가 접하는 부분을 용접하면 제1 프레임(34)의 받침부(34A)가 내부재의 바닥(12)과 밀착되고,

제2 프레임(35)들을 상기 제1 프레임(34)과 교차되는 종방향(또는 횡방향)으로 배치하면서 제1 프레임(34)의 지지부(34B) 상측에 형성된 제1 슬릿홈(34a)에 제2 프레임(35)의 지지부(35B) 하측에 형성된 제2 슬릿홈(35a)을 끼우게 되면 제1, 제2 프레임(34)(35)이 동일 높이로 교차되면서 제2 슬릿홈(35a)과 연결된 제1 절개홈(35b)을 통해 제1 프레임(34)의 받침부(34A)가 통과되며,

이에 따라 제2 프레임(35)의 제2 절개홈(35c)과 수평 보강 앵글(31)의 제1 접부(31A)가 접하는 부분을 용접하고, 제1, 제2 프레임(34)(35)의 교차되어 접하는 부분을 추가 용접하게 되면 제2 프레임(35)의 받침부(35A)도 내부재의 바닥(12)에 밀착됨으로써,

격자형 보강 프레임(33)이 내부재의 바닥(12)에 완전 밀착된 상태로 결합되면서 내부재(10)를 견고하게 지지하면서 강성을 보강할 수 있게 된다.

상기한 구성의 격자형 보강 프레임(33)의 구성은 후술하는 보강부재(36)로써의 격자형 보강 프레임(37)에도 동일하게 적용된다.

다음 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 C) 단계를 통해 보강수단(30)으로써, 보강부재(36)를 내부재(10)의 측벽(14)에 결합하여 강성을 보강한다.

본 발명은 상기 C) 단계에서 사용되는 보강부재(36)의 종류에 따라 제1, 제2 실시예가 구분되는데,

우선 제1 실시예에 따르면, 도 6의 [A]에 도시된 바와 같이, 상기 C) 단계의 보강부재(36)는 격자형 보강 프레임(33)으로 구성되어,

상기 C) 단계는 상기 내부재(10)의 측벽 모서리부(15)에 수직 보강 앵글(32)을 결합시킨 후 상기 수직 보강 앵글(32)에 격자형 보강 프레임(33)을 결합하는 공정으로 구성된다.

즉, 제1 실시예는 내부재의 바닥(12)에 결합되는 격자형 보강 프레임(33)을 이용하여 내부재(10)의 측벽(14)까지 보강하게 된다.

이때 상기 격자형 보강 프레임(33)을 구성하는 제1, 제2 프레임(34)(35)의 양측 단부에 제2 절개홈(34c)(35c)이 구비되어 있으므로, 먼저 상기 수평 보강 앵글(31)과 동일한 형태(다만 길이는 다를 수 있음.)의 수직 보강 앵글(32)을 내부재(10)의 측벽 모서리부(15)에 결합시킨 후 수직 보강 앵글의 접부에 격자형 보강 프레임(33)을 결합하여 내부재(10)의 측벽(14)을 보강하게 된다.

상기 수직 보강 앵글(32) 및 내부재(10)의 측벽(14)을 보강하는 격자형 보강 프레임(33)의 연결방식은 상기 수평 보강 앵글(31) 및 내부재의 바닥(12)을 보강하는 격자형 보강 프레임(33)의 구성과 동일하여 결합되는 구조가 대동소이하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편 본 발명의 제2 실시예로써, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 C) 단계의 보강부재(36)는 FRP 수지로 성형되며 외측면에 하나 이상의 보강용 리브(38A)가 돌출 형성된 보강 플레이트(38)로 구성되어,

상기 C) 단계는 상기 내부재(10)의 측벽(14)에 상기 보강 플레이트(38)를 결합하는 공정으로 구성된다.

상기 보강 플레이트(38)는 상기 내부재(10)와 같은 FRP 수지로 제작된 부재로써, 다양한 방법으로 성형될 수 있음은 상기한 바와 같다.

다만 상기 보강 플레이트(38) 외측에는 돌출 형성된 하나 이상의 보강용 리브(38A)가 형성되어 강성을 보강하는데, FRP 집수정 설치 시 지내력이 수직방향으로 작용하므로 상기 보강용 리브(38A) 역시 상기 보강 플레이트(38)에 수직방향으로 형성되어 수평 방향으로 하나 이상의 보강용 리브(38A)가 소정 간격 이격 배열되는 것이 보다 바람직하다.

이때 상기 보강 플레이트(38)의 강성을 더욱 증대시키기 위하여 금속 재질로 이루어지는 판재 형상의 심재(39)를 내장시킬 수 있다.

한편 상기 보강 플레이트(38)는 상기 내부재(10)와 같은 FRP 수지 재질로 제작되므로 접착제 등을 이용하여 부착시킬 수 있으나, 결합 강도를 증대시키기 위하여 접착제와 함께 상기 수평 보강 앵글(31)을 이용한 결합 방식을 도입한다.

이를 위하여 도 6의 상부 확대 단면도에 도시된 바와 같이, 상기 수평 보강 앵글(31)의 제1 접부(31A)에는 상기 보강 플레이트(38)의 두께에 상응하는 길이만큼 연장 형성된 연장부(31a)를 포함하고, 상기 연장부(31a)가 상기 내부재의 바닥(12)에 접하면서 결합된다.

따라서 연장부(31a)를 통해 상기 수평 보강 앵글(31)의 제2 접부(31B)와 내부재(10)의 측벽(14)은 서로 이격하여 공간부(31S)가 형성되고, 이 공간부(31S)에 상기 보강 플레이트(38)의 하측 일부(도면상으로는 상측 일부)를 삽입하여 고정, 결합되도록 한다.

또 상기 보강 플레이트(38)는 외측으로 돌출된 보강용 리브(38A)를 포함하므로, 도 6의 하부 좌측 확대 사시도(설명의 편의를 위하여 수평 보강 앵글(31)을 뒤집어서 도시하였음.)에 도시된 바와 같이, 상기 수평 보강 앵글(31)의 제2 접부(31B)는 상기 보강용 리브(38A)에 상응하는 위치의 일부가 절개되어 보강용 리브(38A)가 통과되어 외측으로 노출되도록 하는 제3 절개홈(31b)을 포함하거나,

또는 상기 수평 보강 앵글(31)의 제2 접부(31B)는 상기 보강용 리브(38A)에 상응하는 위치의 일부가 상기 보강용 리브(38A)의 돌출 두께 만큼 외측으로 절곡되어 형성된 삽입홈(31c)을 포함하여 이루어져,

상기 보강 플레이트(38)가 상기 공간부(31S)에 끼워지면서 결합될 때 상기 보강용 리브(38A)가 상기 제3 절개홈(31b) 또는 상기 삽입홈(31c)에 삽입되면서 보강 플레이트(38)가 내부재(10)의 측벽(14)에 밀착되어 수평 보강 앵글(31)을 통해 견고하게 결합되도록 한다.

상기 제1 실시예는 측벽(13)의 보강부재(36)로써, 격자형 보강 프레임(33)을 통해 매우 강한 강성을 확보할 수 있다.

이와 달리 상기 제2 실시예는 측벽(13)의 보강부재(36)로써, 보강 플레이트(38)가 상기 격자형 보강 프레임(33)보다 상대적으로 약한 강성을 확보하나, FRP 수지로 제작된 보강 플레이트(38)를 통해 용접 등의 추가 작업이 줄어들어 FRP 집수정의 제작 작업이 용이해지므로, FRP 집수정이 설치되는 장소의 특성 또는 FRP 집수정의 요구 사양에 따라 장단점을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다.

다음으로 도 6의 [B] 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 B) 단계 및 C) 단계를 통해 내부재(10)에 외부에 보강수단(30)을 모두 결합시키면 상기 D) 단계를 통해 FRP 수지로 이루어진 외부재(20)를 내부재(10)와 일체화시켜 성형하여 FRP 집수정(W)이 완성된다.

이때 상기 D) 단계에서 상기 FRP 수지 부착 작업은 상기 보강수단(30), 즉 수평, 수직 보강 앵글(31)(32), 보강부재(36; 격자형 보강 프레임(33) 또는 보강 플레이트(38)) 모두를 감싸면서 상기 보강수단(30)이 결합된 내부재(10)와 일체로 성형되어 금속 재질의 보강수단(30)이 외부로 노출되지 않으므로, 보강수단이 지하수나 빗물에 의하여 녹이 스는 문제점을 방지하고,

동시에 내부재(10)외 외부재(20)가 일체로 제작되면서 보강수단(30)이 완전하게 내장되는 형태로 FRP 집수정이 완성되므로 구성들 간의 더욱 견고한 결합, 연결을 보장할 수 있고, 보강수단(30)을 통해 강성을 확보함으로써 종래 콘크리트로 형성되는 집수정과 동일 또는 그 이상의 지내력을 확보할 수 있게 된다.

특히 본 발명의 제작 방법을 따라 제작된 FRP 집수정의 경우 집수정을 별도로 제작하여 사용하므로 종래 집수정 형성 시 난해한 시공 과정을 모두 생략할 수 있으므로 집수정의 시공비용 및 시공시간 등을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

또 도면에 도시되지 않았으나, 본 발명은 FRP 수지를 이용하여 집수정이 제작되므로 완성된 FRP 집수정의 플렌지(W3) 또는 측벽(W2)에 결합홀(미도시), 철근 결합홀(미도시), 집수정의 집수를 위한 기타 구성(5; 도 1의 [B] 참고.)이 결합되는 결합공(미도시) 등의 구성을 손쉽게 형성할 수 있어 설치 작업을 더욱 용이하게 실시할 수 있다.

이상으로 본 명세서에서 박스 형태의 FRP 집수정만을 대표하여 설명하였으나, 수집 집수정의 형태는 다각 기둥 형태뿐만 아니라, 원기둥 형태로도 제작 가능하며, 당업자라면 상기 형틀(F)의 형태 및 상기한 보강수단(30)의 형태(원기둥 형태일 경우 수직 보강 앵글(32)만이 생략되고 수평 보강 앵글은 원형의 바닥 모서리부 형상에 맞게 제작되며, 측벽(14)에 결합되는 보강부재(36; 격자형 보강 프레임(33) 또는 보강 플레이트(38)이 곡선형의 측벽의 형상에 맞게 제작됨.)의 형상만을 달리하여 적용될 수 있으며, 이러한 변형, 수정, 치환은 당업자라면 충분히 예측하여 재현할 수 있으므로 본 발명의 권리 해석이 제한되어서는 안 될 것이다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법 및 이에 의한 FRP 집수정을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

W : FRP 집수정 F : 형틀
1 : 콘크리트 집수정 2 : 바닥 슬래브
10 : 내부재 11 : 수용부
12 : 바닥 13 : 바닥 모서리부
14 : 측벽 15 : 측벽 모서리부
16 : 플렌지
20 : 외부재
30 : 보강수단 31 : 수평 보강 앵글
31A, 31B : 제1, 제2 접부 31a : 연장부
31b : 제3 절개홈 31c : 삽입홈
31S : 공간부 32 : 수직 보강 앵글
33 : 보강부재 34 : 제1 프레임
35 : 제2 프레임 34a, 34b : 슬릿홈
35b : 제1 절개홈 34c, 35c : 제2 절개홈
36 : 보강부재 38 : 보강 플레이트
38A : 보강용 리브 39 : 심재

Claims (4)

1. A) 형틀에 FRP 수지를 부착하여 경화시킨 후 상기 형틀을 분리하여 내부재를 성형하는 단계;
   B) 상기 내부재의 바닥 모서리부에 수평 보강 앵글을 결합시킨 후 상기 수평 보강 앵글에 격자형 보강 프레임을 결합시켜 내부재의 바닥을 보강하는 단계;
   C) 상기 내부재의 측벽에 보강부재를 결합시켜 내부재의 측벽을 보강하는 단계; 및
   D) 상기 B) 단계 및 C) 단계를 통해 보강수단이 결합된 내부재의 외부에 FRP 수지를 부착하여 경화시켜 상기 보강수단이 고정된 내부재와 일체화되는 외부재를 성형하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 C) 단계의 보강부재는 격자형 보강 프레임으로 구성되어,
   상기 C) 단계는 상기 내부재의 측벽 모서리부에 수직 보강 앵글을 결합시킨 후 상기 수직 보강 앵글에 격자형 보강 프레임을 결합하는 공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 C) 단계의 보강부재는 FRP 수지로 성형되며 외측면에 하나 이상의 보강용 리브가 돌출 형성된 보강 플레이트로 구성되어,
   상기 C) 단계는 상기 내부재의 측벽에 상기 보강 플레이트를 결합하는 공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 FRP 수지를 이용한 집수정의 제작방법.
4. FRP 수지로 성형된 내부재;
   상기 내부재의 바닥 모서리부에 결합되는 수평 보강 앵글과, 상기 내부재의 바닥에 고정되는 격자형 보강 프레임과, 상기 내부재의 측벽에 고정되는 보강부재로 구성되는 보강수단; 및
   FRP 수지로 성형되며, 상기 보강수단이 결합된 내부재의 외부에 일체화되어 결합되는 외부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 FRP 집수정.
   
   

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