KR101606201B1

KR101606201B1 - 기초공사용 강관의 상단부 보강구조

Info

Publication number: KR101606201B1
Application number: KR1020150162909A
Authority: KR
Inventors: 김태영
Original assignee: (주)티씨엠씨건축사사무소
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2016-04-01

Abstract

본 발명은 기초공사용 강관의 상단부 보강구조를 제공한다. 상기 기초공사용 강관의 상단부 보강구조는 세워져 배치되는 중공 형상의 강관과; 상기 강관의 상단으로부터 하방으로 설정된 거리로 이격된 위치에 설치되는 받침판과; 상기 강관의 상단을 덮도록 상기 강관의 상단에 설치되며, 상기 중공과 연통되어 상기 중공으로 콘크리트를 주입하기 위한 콘크리트 주입홀들이 형성되는 상부 철판과; 상기 중공에 배치되어, 상기 받침판과 상기 상부 철판을 연결하는 다수의 프리텐션 코일 강선과; 하단이 상기 받침판에 지지되며, 상단이 상기 상부 철판을 관통하여 상부로 연장되는 수직 연결 철근과; 상기 콘크리트 주입홀들과 연결되어, 상기 받침판과 상기 상부 철판의 사이 공간에 콘크리트를 주입하는 콘크리트 공급부; 및 주입된 상기 콘크리트의 양생이 완료될 때까지, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선의 인장력을 설정된 기준 인장력을 이루도록 조절하는 인장력 조절부를 포함한다.

Description

기초공사용 강관의 상단부 보강구조{REINFORCEMENT STRUCTURE FOR A FOUNDATION PILE}

본 발명은 기초공사용 강관의 상단부 보강구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강관의 두부에서의 국부 좌굴 저향력을 효율적으로 증대시킬 수 있는 기초공사용 강관의 상단부 보강구조에 관한 것이다.

통상, 종래 강관파일의 두부 보강 방법으로는 여러가지 것들이 있다.

일예로, 강관 파일의 내주면에 보강판을 용접하고, 덮개판을 강관파일의 상단에 용접하고 철근을 덮개판 둘레에 용접하는 방식으로 덮개판을 강관파일의 상단에 설치하는 방법이 있다.

이와 같은 방식은 현장에서 작업자가 덮개판 및 철근을 일일이 용접해야 함으로 노동력과 생산비가 증가될 뿐만 아니라, 용접열로 인해 용접부의 변형, 균열, 조직 약화 및 부식이 유발될 수 있고, 적은 용접 면적으로 인해 용접이 탈락될 수 있고, 수직 하중에 취약하여 구조물의 부실을 야기할 수 있는 단점을 지니고 있다.

또 다른 예로, 볼트식 강관말뚝 두부 보강 공법이 있다. 이것은 유압 타공기로 강관파일 측면에 다수개의 볼트구멍을 타공하고 볼트식 강관말뚝 두부 보강 덮개판을 강관내부에 삽입하고, 강관파일 측면에 볼트를 조립하고, 지반에서 버팀 콘크리트를 타설하며, 확대기초 하부 주철근과 배력철근을 조립하고, 통상의 보강 철근과 나사를 원형 덮개판에 체결하고, 확대 기초 잔여 철근의 조립 및 콘크리트 타설하는 방법에 있어서는, 현장 용접 과정이 없으며, 미리 만들어진 덮개판을 사용 함으로 시공시간의 단축효과는 기대되나, 덮개판의 운반 및 수송이 곤란하며, 이로 인한 시공비용이 과다하게 소요되며, 과중한 중량으로 이를 취급하는데 많은 어려움으로 작업자들의 안전사고 발생이 우려되는 단점을 갖게 된다.

또한 강관파일 내측에 십자형 보강판을 삽입하고 이를 강관 내부와 용접하고, 원형 덮개판과 강관말뚝 두부를 서로 용접하며, 다수개의 수직 철근을 강관파일의 바깥 측면 둘레에 필렛 용접하고, 그 후 확대 기초 철근을 조립하고, 그 위에 콘크리트를 타설하는 방법이 있다.

이는 강관파일은 내측으로 콘크리트 채움이 불필요하지만 현장에서 용접을 하는 번거로움과 확대 기초 철근조립이 힘들며, 수송이 곤란하며, 공사비가 많이 드는 단점과, 관 두부 자체의 국부 좌굴 저항력 및 휨 모멘트 저항력이 약화되는 문제점이 있다.

강관파일의 두부 보강 구조(특허출원 제10-2004-0103697호)

본 발명의 목적은, 강관의 두부와, 상기 강관의 내부에 설치되는 받침판 사이에 다수의 프리텐션 코일강선을 사용하여 연결하여, 상기 강관의 내부에 주입되는 콘크리트가 양생되기 이전 까지 균일한 인장력을 갖도록 함으로써, 강관 두부 자체의 국부 좌굴 저항력 및 휨 모멘트 저항력을 증대 시킬 수 있는 기초공사용 강관의 상단부 보강구조를 제공함에 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 기초공사용 강관의 상단부 보강구조를 제공한다.

상기 기초공사용 강관의 상단부 보강구조는 세워져 배치되는 중공 형상의 강관과; 상기 강관의 상단으로부터 하방으로 설정된 거리로 이격된 위치에 설치되는 받침판과; 상기 강관의 상단을 덮도록 상기 강관의 상단에 설치되며, 상기 중공과 연통되어 상기 중공으로 콘크리트를 주입하기 위한 콘크리트 주입홀들이 형성되는 상부 철판과; 상기 중공에 배치되어, 상기 받침판과 상기 상부 철판을 연결하는 다수의 프리텐션 코일 강선과; 하단이 상기 받침판에 지지되며, 상단이 상기 상부 철판을 관통하여 상부로 연장되는 수직 연결 철근과; 상기 콘크리트 주입홀들과 연결되어, 상기 받침판과 상기 상부 철판의 사이 공간에 콘크리트를 주입하는 콘크리트 공급부; 및 주입된 상기 콘크리트의 양생이 완료될 때까지, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선의 인장력을 설정된 기준 인장력을 이루도록 조절하는 인장력 조절부를 포함한다.

상기 다수의 프리텐션 코일 강선 각각의 일단은, 상기 받침판에 고정되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 프리텐션 코일 강선의 타단은, 상기 상부 철판에 형성되는 코일 관통홀들 각각을 통해 상부로 돌출되도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 받침판에는, 상기 프리텐션 코일 강선 각각의 타단이 관통되는 관통홀들이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 관통홀의 하단부는 반구 형상의 홈을 이루는 것이 바람직하다.

상기 프리텐션 코일 강선 각각의 하단에는, 상기 반구 형상의 홈에 곡면 접촉되는 구 형상의 고정구가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 인장력 조절부는, 상기 상부 철판의 상단에 배치되며, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선 각각의 일단을 권취하는 다수의 권취기와, 상기 다수의 권취기 각각에 설치되며, 권취시 발생되는 상기 다수의 프리텐션 코일 강선 각각의 인장력을 측정하는 인장력 측정 센서들과, 상기 인장력 측정 센서들로부터 측정되는 상기 인장력을 전달 받아, 기설정되는 기준 인장력을 이루도록 상기 다수의 권취기의 구동을 제어하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 인장력 조절부는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도를 측정하는 온도 센서를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제어기에는, 상기 콘크리트의 양생 온도가 기설정되는 것이 바람직하다.

상기 제어기는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도가 상기 양생 온도에 이르는 동안 상기 기준 인장력을 이루도록 상기 다수의 권취기의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 권취기 각각은, 해당 프리텐션 코일 강선을 절단하는 절단기들을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제어기는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도가 상기 양생 온도에 이르면, 상기 절단기들을 사용하여, 상기 프리텐션 코일 강선을 절단하는 것이 바람직하다.

본 발명은 강관의 두부와, 상기 강관의 내부에 설치되는 받침판 사이에 다수의 프리텐션 코일강선을 사용하여 연결하여, 상기 강관의 내부에 주입되는 콘크리트가 양생되기 이전 까지 균일한 인장력을 갖도록 함으로써, 강관 두부 자체의 국부 좌굴 저항력 및 휨 모멘트 저항력을 증대 시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 기초공사용 강관의 상단부 보강구조의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 B를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 프리텐션 코일 강선에 인장력이 작용되기 이전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 사이 공간에서 프리텐션 코일 강선에 인장력이 형성되고, 콘크리트가 양생되는 과정을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기초공사용 강관의 상단부 보강구조를 설명한다.

도 1은 본 발명의 기초공사용 강관의 상단부 보강구조의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 A를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1의 B를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따르는 프리텐션 코일 강선에 인장력이 작용되기 이전의 상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따르는 사이 공간에서 프리텐션 코일 강선에 인장력이 형성되고, 콘크리트가 양생되는 과정을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조 하면, 본 발명의 기초공사용 강관의 상단부 보강구조는 세워져 배치되는 중공 형상의 강관(100)과, 상기 강관(100)의 상단으로부터 하방으로 설정된 거리로 이격된 위치에 설치되는 받침판(200)과, 상기 강관(100)의 상단을 덮도록 상기 강관(100)의 상단에 설치되며, 상기 중공과 연통되어 상기 중공으로 콘크리트를 주입하기 위한 콘크리트 주입홀들(310)이 형성되는 상부 철판(300)과, 상기 중공에 배치되어, 상기 받침판(200)과 상기 상부 철판(300)을 연결하는 다수의 프리텐션 코일 강선(400)과, 하단이 상기 받침판(200)에 지지되며, 상단이 상기 상부 철판(300)을 관통하여 상부로 연장되는 수직 연결 철근(500)과, 상기 콘크리트 주입홀들(310)과 연결되어, 상기 받침판(200)과 상기 상부 철판(300)의 사이 공간에 콘크리트를 주입하는 콘크리트 공급부(600)과, 주입된 상기 콘크리트의 양생이 완료될 때까지, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선(400)의 인장력을 설정된 기준 인장력을 이루도록 조절하는 인장력 조절부(700)로 구성된다.

콘크리트 공급부(600)는 상기 사이 공간으로 콘크리트를 공급하는 공급관(610)을 구비한다.

상기 공급관(610)은 상부 철판(300)의 콘크리트 공급홀(310)에 탈착 가능하게 연결된다.

상기 다수의 프리텐션 코일 강선(400) 각각의 일단은, 상기 받침판(200)에 고정된다.

상기 다수의 프리텐션 코일 강선(400)의 타단은, 상기 상부 철판(300)에 형성되는 코일 관통홀들(320) 각각을 통해 상부로 돌출되도록 배치된다.

상기 받침판(200)에는, 상기 프리텐션 코일 강선(400) 각각의 타단이 관통되는 관통홀들(201)이 형성된다.

상기 관통홀(201)의 하단부는 반구 형상의 홈(210)을 이룰 수 있다.

그리고, 상기 프리텐션 코일 강선(400) 각각의 하단에는, 상기 반구 형상의 홈(210)에 곡면 접촉되는 구 형상의 고정구(410)가 마련된다. 따라서, 강선이 꼬이지 않을 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기 인장력 조절부(700)는, 상기 상부 철판(300)의 상단에 배치되며, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선(400) 각각의 일단을 권취하는 다수의 권취기(710)와, 상기 다수의 권취기(710) 각각에 설치되며, 권취시 발생되는 상기 다수의 프리텐션 코일 강선(400) 각각의 인장력을 측정하는 인장력 측정 센서들(720)과, 상기 인장력 측정 센서들(720)로부터 측정되는 상기 인장력을 전달 받아, 기설정되는 기준 인장력을 이루도록 상기 다수의 권취기(710)의 구동을 제어하는 제어기(730)로 구성된다.

특히, 상기 인장력 조절부(700)는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도를 측정하는 온도 센서(740)를 구비할 수 있다.

상기 온도 센서(740)는 프로브 타입으로 강관에 마운트되어 설치될 수 있다.

상기 제어기(730)에는, 상기 콘크리트의 양생 온도가 기설정된다.

상기 제어기(730)는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도가 상기 양생 온도에 이르는 동안 상기 기준 인장력을 이루도록 상기 다수의 권취기(710)의 구동을 제어한다.

상기 다수의 권취기(710) 각각은, 해당 프리텐션 코일 강선(400)을 절단하는 절단기들(750)을 구비한다.

도면에 도시되지는 않았지만, 상기 절단기(750)는 서로 마주 보며, 절단날을 각각 갖는 한 쌍의 헤드와, 제어기(730)로부터 신호를 받아 한 쌍의 헤드를 밀착시켜, 한 쌍의 헤드 사이에 위치되는 강선(400)을 접하는 절단날을 통해 잘단되도록 할 수 있다.

상기 제어기(730)는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도가 상기 양생 온도에 이르면, 상기 절단기들(750)을 사용하여, 상기 프리텐션 코일 강선(400)을 절단할 수 있다.

그리고, 절단된 프리텐션 코일 강선(400)의 상단에는, 고정 볼트(미도시)가 끼워져 체결될 수 있다.

또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 받침판(200)의 외주에는 강관(100)의 내주에 밀착되는 러버 가스켓(230)이 설치된다. 이는 양생되는 콘크리트의 누설을 방지할 수 있다.

상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 강관의 두부와, 상기 강관의 내부에 설치되는 받침판 사이에 다수의 프리텐션 코일강선을 사용하여 연결하여, 상기 강관의 내부에 주입되는 콘크리트가 양생되기 이전 까지 균일한 인장력을 갖도록 함으로써, 강관 두부 자체의 국부 좌굴 저항력 및 휨 모멘트 저항력을 증대 시킬 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 기초공사용 강관의 상단부 보강구조에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 강관
200 ; 받침판
300 : 상부 철판
400 : 프리텐션 코일 강선
500 : 수직 연결 철근
600 : 콘크리트 공급부
610 : 공급관
700 : 인장력 조절부

Claims

세워져 배치되는 중공 형상의 강관;
상기 강관의 상단으로부터 하방으로 설정된 거리로 이격된 위치에 설치되는 받침판;
상기 강관의 상단을 덮도록 상기 강관의 상단에 설치되며, 상기 중공과 연통되어 상기 중공으로 콘크리트를 주입하기 위한 콘크리트 주입홀들이 형성되는 상부 철판;
상기 중공에 배치되어, 상기 받침판과 상기 상부 철판을 연결하고, 상기 중공에서 나선 형상을 이루는 다수의 프리텐션 코일 강선;
하단이 상기 받침판에 지지되며, 상단이 상기 상부 철판을 관통하여 상부로 연장되는 수직 연결 철근;
상기 콘크리트 주입홀들과 연결되어, 상기 받침판과 상기 상부 철판의 사이 공간에 콘크리트를 주입하는 콘크리트 공급부; 및
주입된 상기 콘크리트의 양생이 완료될 때까지, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선의 인장력을 설정된 기준 인장력을 이루도록 조절하는 인장력 조절부를 포함하고,
상기 콘크리트 공급부는 상기 사이 공간으로 콘크리트를 공급하는 공급관을 구비하고, 상기 공급관은 상기 상부 철판의 상기 콘크리트 주입홀에 탈착 가능하게 연결되고,
상기 다수의 프리텐션 코일 강선 각각의 일단은, 상기 받침판에 고정되고,
상기 다수의 프리텐션 코일 강선의 타단은, 상기 상부 철판에 형성되는 코일 관통홀들 각각을 통해 상부로 돌출되도록 배치되되,
상기 받침판에는, 상기 프리텐션 코일 강선 각각의 타단이 관통되는 관통홀들이 형성되고,
상기 관통홀의 하단부는 반구 형상의 홈을 이루고,
상기 프리텐션 코일 강선 각각의 하단에는, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선이 꼬이지 않도록 상기 반구 형상의 홈에 곡면 접촉되는 구 형상의 고정구가 마련되고,
상기 인장력 조절부는,
상기 상부 철판의 상단에 배치되며, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선 각각의 일단을 권취하는 다수의 권취기와,
상기 다수의 권취기 각각에 설치되며, 권취시 발생되는 상기 다수의 프리텐션 코일 강선 각각의 인장력을 측정하는 인장력 측정 센서들과,
상기 인장력 측정 센서들로부터 측정되는 상기 인장력을 전달 받아, 기설정되는 기준 인장력을 이루도록 상기 다수의 권취기의 구동을 제어하는 제어기와,
프로브 타입으로 상기 강관에 마운트되어 설치되어, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도를 측정하는 온도 센서를 구비하고,
상기 제어기에는, 상기 콘크리트의 양생 온도가 기설정되고,
상기 제어기는, 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도가 상기 양생 온도에 이르는 동안 상기 기준 인장력을 이루도록 상기 다수의 권취기의 구동을 제어하여, 상기 다수의 프리텐션 코일 강선이 상기 콘크리트가 양생되기 이전 까지 균일한 인장력을 가지도록 하고,
상기 다수의 권취기 각각은, 해당 프리텐션 코일 강선을 절단하는 절단기들을 구비하되,
상기 절단기는 서로 마주 보며, 절단날을 각각 갖는 한 쌍의 헤드를 구비하고,
상기 제어기는 상기 사이 공간에 주입되는 상기 콘크리트의 온도가 상기 양생 온도에 이르면, 상기 한 쌍의 헤드를 밀착시켜, 상기 한 쌍의 헤드 사이에 위치되는 상기 프리텐션 코일 강선을 상기 절단날을 통해 절단하는 것을 특징으로 하는 기초공사용 강관의 상단부 보강구조.
제 1항에 있어서,
절단된 상기 프리텐션 코일 강선의 상단에는, 고정 볼트가 체결되고,
상기 받침판의 외주에는 상기 강관의 내주에 밀착되는 러버 가스켓이 설치되어 양생되는 상기 콘크리트의 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 기초공사용 강관의 상단부 보강구조.
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