KR102001116B1 - 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서, 상기 콘크리트부재의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강들; 상기 형강들 각각에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재; 및 횡방향으로 인접한 상기 형강에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재들;을 포함하고, 상기 긴장부재의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치에 관한 것으로서, 콘크리트부재를 신속하고 간편하게 보강하여 노후화된 콘크리트부재를 보강하거나 지진하중 등에 대한 내구성을 증대시키고, 긴장부재의 중앙부가 직경이 큰 사각단면으로 형성되어 긴장부재가 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 콘크리트부재의 횡방향 팽창을 억제할 수 있고, 너트 풀림방지클립을 설치하여 너트의 풀림을 방지함으로써, 장기적 안정성이 증대되는 효과를 제공할 수 있다.

Description

콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법{Apparatus for reinforcing concrete structure and Construction method thereof}

본 발명은 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 기둥이나 보 등과 같은 콘크리트부재를 둘레방향으로 결속하여 노후한 콘크리트부재를 보강하거나, 지진하중 등에 대해 잘 대응할 수 있도록 하는 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.

콘크리트 구조물의 기둥, 보 등과 같은 콘크리트부재의 경우, 콘크리트부재에 작용하는 하중뿐만 아니라, 외부로부터 가해지는 충격, 지진 등의 외력에 대해서도 충분히 견딜 수 있어야 한다. 따라서 콘크리트 구조물을 시공한 후 콘크리트 구조물의 노후화나 지진 등에 대비하기 위해 콘크리트부재를 보강하는 방법으로, 일반적으로 콘크리트부재의 외곽을 철근콘크리트, 섬유, 강판 등으로 둘러싸서 보강하는 방법이 사용된다.

그러나 콘크리트부재를 철근콘크리트로 보강하는 경우에는 중량이 증가하며, 공사 기간과 비용이 많이 소요되고, 시공이 복잡하다. 또한, 섬유로 보강하는 경우에는 콘크리트부재의 강성 증대가 불가능하며, 강판으로 보강하는 경우에는 강판과 기존의 콘크리트부재와의 접합이 용이하지 않고, 용접 등의 작업 시 숙련된 기술자가 필요하며, 강판의 크기에 따라 강판을 설치하기 위한 별도의 장비가 필요할 수 있다.

상기 보강방법들의 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-1506110호의 "콘크리트 구조물 보강방법"과 대한민국 공개특허 제10-2015-0081408호의 "콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 보강방법" 등이 개시되어 있다.

상기 종래기술들은 콘크리트 구조물의 모서리부마다 강재 연결부를 배치하고, 상기 강재 연결부들 사이에 강재 연결부와 결합되는 강재를 설치하여, 상기 강재와 강재 연결부의 나사 체결력에 의해 강재에 인가되는 인장력을 통해 콘크리트 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 콘크리트 구조물을 보강하는 보강장치 또는 보강방법이다.

그러나 상기 종래기술들은 콘크리트 구조물이 사각형이 아닌 경우, 즉 원기둥이거나, 사각형이라 하더라도 시공오차 등으로 코너가 직각으로 형성되지 않은 경우 등에는 적용할 수 없거나 적용하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 콘크리트 구조물의 측면이 평탄하지 않은 경우 등에는 강재가 휘어져서 설치됨으로써 휨응력이 발생하여 강재의 인장강도가 저하하고, 또한 강재를 강재 연결부에 체결하기가 용이하지 아니한 문제점 등이 있다.

또한, 강재가 콘크리트 구조물의 측면에서 이격되어 배치됨으로써, 콘크리트 구조물이 부풀어오르는 형상을 억제하는데 제대로 대응하지 못할 뿐 아니라, 강재와 강재 연결부의 결합이 어렵고, 강재 연결부의 구조가 복잡한 문제점이 있다.

특허 1 : 대한민국 등록특허 10-1506110 특허 2 : 대한민국 공개특허 10-2015-0081408

상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 콘크리트부재의 둘레에 설치되는 형강, 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재와, 상기 긴장부재를 연결하는 버팀부재를 포함함으로써, 콘크리트부재를 신속하고 간편하게 보강하여 노후화된 콘크리트부재를 보강하거나 지진하중 등에 대한 내구성을 증대시켜 안전성을 확보하는 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법를 제공하고자 한다.

또한, 긴장부재의 중앙부가 직경이 큰 사각단면으로 형성되어 긴장부재가 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 콘크리트부재의 횡방향 팽창을 억제할 수 있는 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법를 제공하고자 한다.

또한, 긴장부재는 양 단부에 반구 형상의 회전구를 포함하고, 버팀부재의 관통공은 상기 회전구에 대응되는 회전홈을 포함하여 구성됨으로써, 긴장부재에 휨응력이 발생하지 아니하는 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법를 제공하고자 한다.

또한, 너트 풀림방지클립을 설치하여 너트의 풀림을 방지함으로써, 장기적 안정성이 증대되는 콘크리트 구조물 보강장치 및 그 시공방법를 제공하고자 한다.

본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치는, 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서, 상기 콘크리트부재의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강들; 상기 형강들 각각에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재; 및 횡방향으로 인접한 상기 형강에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재들;을 포함하고, 상기 긴장부재의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 격자 형상으로 배치되는 형강들 중 종방향으로 서로 이격된 형강들은 서로 연결되어 길게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 형강에 결합된 한 쌍의 버팀부재들은 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 긴장부재는 그 양 단부쪽에 구비되는 것으로 중앙부쪽으로 볼록한 반구 형상의 회전구를 포함하고, 상기 버팀부재는 그 관통공의 입구에 상기 회전구가 삽입되어 회전할 수 있는 반구 형상의 회전홈을 포함함으로써, 상기 긴장부재의 긴장 결합시 휨응력이 발생하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 긴장부재의 중앙부는 양 단부보다 직경이 큰 사각단면으로 형성되고 일 측면이 상기 콘크리트부재의 측면에 접하도록 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재의 횡방향 팽창을 구속하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 각 형강에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되는 한 쌍의 버팀부재 상호간을 결합하는 보강재들을 더 포함하고, 상기 보강재들은 상기 관통공의 양측에 하나씩 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 형강에 결합된 한 쌍의 버팀부재 사이에 설치되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 것으로 탄성력을 구비한 풀림방지클립을 더 포함하고, 상기 풀림방지클립은 상기 나사 또는 볼트머리가 삽입되는 관통공이 형성되고 서로 경사지게 배치되는 한 쌍의 플랜지, 상기 한 쌍의 플랜지를 연결하는 웨브를 포함하고, 상기 나사가 삽입되는 관통공이 형성된 플랜지는 상기 나사에 삽입된 후 상기 너트를 압박함으로써 너트의 풀림을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 웨브는 굴곡 형상의 탄성절곡부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸는 마감판넬들을 더 포함하고, 상기 마감판넬은 길이조정이 가능한 연결고리에 의해 상기 긴장부재에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법은, 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법에 있어서, 상기 콘크리트부재의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강들을 배치하고, 상기 형강들 각각에는 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재가 결합되며, 횡방향으로 인접한 상기 형강에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재들을 설치하며, 상기 긴장부재의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 격자 형상으로 배치되는 형강들 중 종방향으로 서로 이격된 형강들은 서로 연결되어 길게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 형강에 결합된 한 쌍의 버팀부재들은 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명을 통해, 콘크리트부재의 둘레에 설치되는 형강, 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재, 상기 긴장부재를 연결하는 버팀부재를 포함함으로써, 콘크리트부재를 신속하고 간편하게 보강하여 노후화된 콘크리트부재를 보강하거나 지진하중 등에 대한 내구성을 증대시켜 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 긴장부재의 중앙부가 직경이 큰 사각단면으로 형성되어 긴장부재가 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 콘크리트부재의 횡방향 팽창을 억제할 수 있다.

또한, 긴장부재는 양 단부에 반구 형상의 회전구를 포함하고, 버팀부재의 관통공은 상기 회전구에 대응되는 회전홈을 포함하여 구성됨으로써, 긴장부재에 휨응력이 발생하지 아니할 수 있다.

또한, 너트 풀림방지클립을 설치하여 너트의 풀림을 방지함으로써, 장기적 안정성이 증대될 수 있다.

도 1a, 1b는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도 및 콘크리트부재에 설치된 모습의 사시도로서, 긴장부재가 봉 형상인 경우이다.
도 1c, 1d는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도 및 콘크리트부재에 설치된 모습의 사시도로서, 긴장부재가 사각단면 형상인 경우이다.
도 2a, 2b는, 본 발명의 다른 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도 및 콘크리트부재에 설치된 모습의 사시도로서, 긴장부재가 봉 형상인 경우이다.
도 2c, 2d는, 본 발명의 다른 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도 및 콘크리트부재에 설치된 모습의 사시도로서, 긴장부재가 사각단면 형상인 경우이다.
도 3a, 3b는, 본 발명의 또 다른 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도, 및 콘크리트부재에 설치된 모습의 사시도로서, 긴장부재가 사각단면 형상인 경우이다.
도 3c 내지 3g는, 도 3a의 분해 사시도, 분해 평면도, 긴장부재의 분해도, 부분 확대도, 보강재가 설치된 모습의 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 원형 단면 콘크리트부재에 마감판넬이 설치된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5a 내지 5d는, 본 발명의 풀림방지클립이 설치된 모습을 보여주는 사시도, 평면도, 풀림방지클립의 다른 실시예들에 대한 도면들이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치는 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서, 상기 콘크리트부재(10)의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강(20)들; 상기 형강(20)들 각각에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재(30); 및 횡방향으로 인접한 상기 형강(20)에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재(30)의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재(10)를 횡방향으로 결속하는 긴장부재(40)들;을 포함할 수 있다.

콘크리트부재(10)는 콘크리트 기둥, 보 등을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 콘크리트부재(10)는 콘크리트 기둥으로 상정하여 설명을 진행한다. 또한, 콘크리트부재(10)의 축방향을 수직방향, 종방향 등으로 칭하고, 콘크리트부재(10)의 둘레방향을 수평방향, 횡방향 등으로 칭할 수 있다. 또한, 내측, 내면 등은 콘크리트부재(10)의 중심 쪽을 지칭하고, 외측, 외면 등은 그 반대쪽을 지칭한다.

본 실시예는, 콘크리트부재(10)의 외곽에 설치되어 콘크리트부재(10)를 둘레방향 즉, 횡방향으로 결속함으로써, 노후화된 콘크리트부재(10)를 보호하고, 콘크리트부재(10)가 지진하중 등에 잘 대응하도록 할 수 있다.

본 실시예는 콘크리트부재(10)의 외곽을 둘러싸도록 긴장부재(40)를 배치하고 상기 긴장부재(40)는 관통홀이 형성된 버팀부재(30)에 삽입 체결되어 콘크리트부재(10)를 횡방향으로 결속함으로써, 콘크리트부재(10)에 작용하는 하중이나, 충격하중, 지진하중 등의 외력에 대응할 수 있다. 예컨대, 콘크리트부재(10)에 수직하중 및 수평하중 등이 작용하여 콘크리트부재(10)의 측면이 부풀어 오르게 되는 현상을 억제함으로써, 콘크리트부재(10)의 내구성과 안정성을 증대시킬 수 있다.

본 실시예의 콘크리트부재(10)는 사각형 형상, 원형 형상 등일 수 있다. 형강(20)들은 상기 콘크리트부재(10)의 둘레방향 즉, 횡방향과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향 즉, 수직방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 콘크리트부재(10)의 둘레면에 격자 형상으로 배치될 수 있다. 콘크리트부재(10)가 사각형인 경우, 형강(20)은 콘크리트부재(10)의 각 모서리에 배치될 수 있다.

상기 형강(20)은 강판으로 제작되고, 콘크리트부재(10)의 측면에 잘 접하도록 호 형상 또는 ㄴ자 형상으로 형성될 수 있다. 사각 형상의 콘크리트부재(10)인 경우 취약 부분인 모서리부분을 잘 감쌈으로써 내구성을 증대시킬 수 있다.

상기 형강(20)들 각각에는 한 쌍의 버팀부재(30)가 결합될 수 있다. 한 쌍의 버팀부재(30)는 형강(20)에 횡방향으로 서로 이격되어 설치될 수 있다. 버팀부재(30)는 상기 형강(20)들에 용접 등으로 결합될 수 있다. 버팀부재(30)는 횡방향으로 관통공이 형성될 수 있다. 상기 관통공에는 긴장부재(40)의 단부가 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 버팀부재(30)의 관통공에는 긴장부재(40)들이 삽입되어 긴장 결합될 수 있다. 긴장부재(40)들은 횡방향으로 서로 인접한 형강(20)에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재(30)의 관통공에 삽입되어 결합될 수 있다. 예컨데, 콘크리트부재(10)의 한 모서리에 설치된 형강(20)에 결합된 버팀부재(30)와 인접한 다른 모서리에 설치된 형강(20)에 결합된 버팀부재(30) 중 서로 마주보도록 설치된 버팀부재(30)의 관통공에 긴장부재(40)의 일측과 타측 단부가 각각 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 긴장부재(40)의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 긴장부재(40)는 일측 단부는 볼트머리이고 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조이거나, 일측 단부와 타측 단부 모두 나사에 너트가 체결되는 구조로 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 상기 격자 형상으로 배치되는 형강(20)들 중 종방향으로 서로 이격된 형강(20)들은 서로 연결되어 길게 형성될 수 있다. 즉, 종방향으로 이격되어 설치된 형강(20)들이 일체화되어 하나의 형강(20)으로 형성될 수 있다. 이는 콘크리트부재(10)의 모서리부 등을 전체적으로 길게 결속함으로써 구조적 안정성을 증대시킬 수 있다. 또한 콘크리트 구조물 보강장치를 일체화함으로써 설치작업을 용이하게 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 상기 형강(20)들 각각에 횡방향으로 이격되어 설치되는 한 쌍의 버팀부재(30)들은 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성될 수 있다. 즉, 상기 형강(20)이 일체화된 하나의 형강(20)으로 형성됨에 따라 상기 한 쌍의 버팀부재(30) 또한 일체화되어 종방향으로 길이가 긴 한 쌍의 버팀부재(30)로 형성될 수 있다. 길게 형성된 한 쌍의 버팀부재(30)는 종방향으로 이격되면서 횡방향으로 형성되는 관통공들이 형성될 수 있다. 이들 관통공들 모두에 긴장부재(40)가 설치되거나 일부는 남겨둘 수 있다. 즉, 보강에 요구되는 강도 등을 고려하여 긴장부재(40)들을 설치하고, 추가로 요구되는 경우 추가의 긴장부재(40)를 설치할 수 있다. 또한 길게 형성된 버팀부재(30)는 형강(20)의 강도를 증가시킴과 동시에 그 자체가 콘크리트부재(10)를 지지함으로써 콘크리트부재(10)의 보강효과를 증진시킬 수 있다.

상기 긴장부재(40)는 그 양 단부쪽에 구비되는 것으로 중앙부쪽으로 볼록한 반구형상의 회전구(42)를 포함하고, 버팀부재(30)는 그 관통공의 입구에 상기 회전구(42)가 삽입되어 회전할 수 있는 반구 형상의 회전홈(32)을 포함할 수 있다. 긴장부재(40)는 회전구(42)와 회전홈(32)에 의해 버팀부재(30)에 대해 회전 가능하게 설치됨으로써 긴장부재(40)에 휨응력이 발생하지 아니할 수 있다. 예컨대, 콘크리트부재(10)의 코너가 정확하게 직각이 아니거나, 콘크리트부재(10)의 측면이 설계된 것과 같은 정확한 형상이 아닌 경우에도 긴장부재(40)에 작용하는 예상치 못한 휨이나 휨응력의 발생을 방지할 수 있다. 상기 회전구(42)는 긴장부재(40)의 일측 단부에만 형성될 수도 있다.

상기 회전구(42)는 긴장부재(40)의 볼트머리나 너트에 일체로 형성되거나 또는 별개의 부재로 분리 구성될 수 있다. 일체로 구성되는 경우 부품의 분실을 방지하고, 설치작업 등을 용이하게 할 수 있다. 또한, 회전구(42)를 볼트머리나 너트와 별개로 구성하는 경우 회전구(42)가 필요한 경우에만 용이하게 사용할 수 있는 이점이 있다.

긴장부재(40)는 직경이 동일한 봉 형상으로 형성하거나, 또는, 중앙부가 양 단부보다 직경이 큰 사각단면으로 형성될 수 있다. 상기 긴장부재(40)의 사각단면의 일측면은 상기 콘크리트부재(10)의 측면에 접하도록 설치될 수 있다. 긴장부재(40)의 중앙부를 직경이 큰 사각단면으로 형성하는 경우 단면 증대에 따라 긴장부재(40) 강도가 증대되고, 동시에 콘크리트부재(10)에 접함으로써 콘크리트부재(10)의 횡방향 팽창을 구속할 수 있다.

중앙부가 사각단면인 긴장부재(40)의 경우 외측면이 볼록한 즉, 양단부에서 중앙부쪽으로 갈수록 직경이 외측방향으로 점차 증가하는 볼록한 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 형상은 콘크리트부재(10)의 팽창을 횡방향으로 결속하는 아치효과를 가질 수 있어, 콘크리트부재(10)의 횡방향 팽창을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 중앙부가 사각단면인 긴장부재(40)의 경우 내측면이 볼록한 즉, 양단부에서 중앙부쪽으로 갈수록 직경이 내측방향으로 점차 증가하는 볼록한 형상으로 형성될 수 있다. 이는 긴장부재(40)의 설치 시 볼록한 내측면이 콘크리트부재(10) 평평한 측면에 접하면서 수평으로 변함으로써 전체적으로 외측으로 볼록하게 만곡되게 된다. 이는 콘크리트부재(10)의 횡방향 결속력을 더욱 증대시킬 수 있다. 상기의 내용은 사각형 단면의 콘크리트부재(10)를 가정하여 설명하였으나, 원형 단면의 콘크리트부재(10)에도 유사하게 적용될 수 있다.

또한, 중앙부가 양 단부보다 직경이 큰 사각단면으로 형성된 긴장부재(40)는 양 단부쪽에서 중앙부로 갈수록 두께가 점차 증가하는 형상일 수 있다. 즉, 콘크리트부재(10)와 접하는 면은 평면이고 그 반대면 즉, 외측면은 호 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 외측면이 호 형상으로 형성됨으로써 콘크리트부재(10)를 횡방향으로 결속하는 능력이 크게 증진될 수 있다. 반대로 긴장부재(40)의 외측면이 평면이고, 내측면은 내측 방향으로 볼록한 호 형상으로 형성된 후 긴장부재(40)의 양 단부를 버팀부재(30)에 체결하여 긴장함에 따라 그 형상이 내측면은 콘크리트부재(10)에 밀착되도록 평면 형상으로 변경되고, 외측면은 외측으로 볼록한 호 형상으로 될 수 있다. 이는 콘크리트부재(10)의 횡방향 구속을 더욱 강화할 수 있다.

본 실시예는 각 형강(20)에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되는 한 쌍의 버팀부재(30) 상호간을 결합하는 보강재(50)들을 더 포함할 수 있다. 상기 보강재(50)들은 관통공의 양측에 하나씩 쌍으로 설치될 수 있다. 보강재(50)는 호 형상 또는 ㄴ자 형상일 수 있다. 즉, 보강재(50)는 콘크리트부재(10)가 원형 단면인 경우 호 형상이고, 사각형 형상인 경우 ㄴ자 형상일 수 있다. 상기 보강재(50)는 강판으로 형성되고 양 버팀부재(30)에 용접 등으로 결합되고, 필요한 경우 형강(20)에도 용접 등으로 결합될 수 있다. 상기 보강재(50)는 버팀부재(30)에 작용하는 긴장부재(40)의 긴장력에 충분히 저항하게 함으로써, 콘크리트부재(10)의 횡방향 팽창을 견고하게 억제할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 형강(20)에 결합된 한 쌍의 버팀부재(30) 사이에 설치되어 너트의 풀림을 방지하는 풀림방지클립(60)을 더 포함할 수 있다.

풀림방지클립(60)은 나사 또는 볼트머리가 삽입되는 관통공이 형성되고 서로 경사지게 배치되는 한 쌍의 플랜지, 상기 한 쌍의 플랜지를 연결하는 웨브를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 플랜지 모두에 나사가 삽입될 수 있는 정도의 관통공이 형성되거나, 일측 플랜지에는 볼트머리가 삽입되는 정도의 관통공이 형성되고 타측 플랜지에는 나사가 삽입될 수 있는 정도의 관통공이 형성될 수 있다. 즉, 형강(20)에 결합된 한 쌍의 버팀부재(30)에서 일측은 볼트머리가 결합되고 타측은 나사에 너트가 결합되는 경우와 양측 모두 나사에 너트가 결합되는 경우에 맞게 적용할 수 있다.

상기 웨브는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 먼저 웨브는 경사지게 배치되는 한 쌍의 플랜지를 단순히 연결하는 V자 형상, U자 형상 또는 ㄱ자 형상의 절곡부일 수 있다. 또한, 웨브는 경사지게 배치되는 한 쌍의 플랜지를 단순히 연결하는 평판 또는 곡판 형상일 수 있다. 또한, 웨브는 굴곡 형상의 탄성절곡부를 포함할 수 있다. 탄성절곡부는 웨브 자체가 탄성절곡부로 형성되거나, 평판 또는 곡판 형상의 웨브 중간에 탄성절곡부를 더 포함할 수 있다. 상기 웨브는 한 쌍의 플랜지가 원만하게 나사나 볼트머리에 삽입되게 하고, 동시에 플랜지가 너트를 잘 압박하게 함으로써 너트의 풀림을 방지하게 할 수 있다. 본 실시예의 풀림방지클립(60)은 강재 등으로 형성되고 탄성력을 가질 수 있다. 즉, 풀림방지클립(60)은 웨브뿐만 아니라 한 쌍의 플랜지도 적절한 탄성력을 구비하여 잘 끼워진 후 너트를 압박하여 풀리지 않게 형성될 수 있다.

상기 풀림방지클립(60)의 설치는 일측 플랜지를 볼트머리 또는 나사에 삽입한 후 적절히 눌러서 타측의 볼트머리 또는 나사게 삽입되게 할 수 있다. 또한 풀림방지클립(60)은 양 플랜지가 서로 가까워지도록 압축한 후 양측의 나사 또는 볼트머리에 동시에 삽입되게 할 수 있다.

풀림방지클립(60)은 너트를 압박함으로써, 진동 등에 의하여 너트가 풀리는 것을 방지함으로써, 콘크리트 구조물 보강장치의 안정성을 향상시킬 수 있다. 풀림방지클립(60)의 웨브는 한 쌍의 플랜지의 내측을 연결하거나 또는 외측을 연결할 수 있다.

풀림방지클립(60)은 한 쌍의 플랜지 중 일측 플랜지의 단부에서 길이가 연장되고 일측 플랜지와의 연결부분에 절곡이 용이한 절취선이 형성된 연장부를 더 포함할 수 있다. 연장부는 풀림방지클립(60)을 설치한 후 타측 플랜지 쪽으로 절곡시켜 타측 플랜지쪽에 지지되도록 할 수 있다. 이는 연장부가 일측 플랜지와 타측 플랜지가 접근하는 것을 방지함으로써 너트의 풀림을 완벽하게 방지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 실시예는 콘크리트부재(10)의 외곽을 둘러싸는 마감판넬들을 더 포함할 수 있다. 또한, 마감판넬은 길이조정이 가능한 연결고리에 의해 긴장부재(40)에 결합될 수 있다. 마감판넬은 콘크리트 구조물 보강장치를 전체적으로 덮음으로써 미관을 향상시킬 수 있다. 또한, 콘크리트 구조물 보강장치의 부속품들의 이탈로 인한 안전사고를 방지할 수 있다. 길이조정이 가능한 연결고리는 지진 등에 의해 마감판넬이 탈락하는 경우에도 완전한 추락을 방지함으로써 안전사고 등을 방지할 수 있다.

이하 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법은, 콘크리트부재(10)의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법에 있어서, 상기 콘크리트부재(10)의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강(20)들을 배치하고, 상기 형강(20)들 각각에는 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재(30)가 결합되며, 횡방향으로 인접한 상기 형강(20)에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재(30)의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재(10)를 횡방향으로 결속하는 긴장부재(40)들을 설치하며, 상기 긴장부재(40)의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 시공방법에서의 구성들은 전술한 보강장치 실시예가 적용될 수 있다. 따라서 상세한 설명은 전술한 실시예를 참조할 수 있다.

먼저, 형강(20)들 각각에는 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재(30)가 용접 등으로 결합될 수 있다.

다음으로, 한 쌍의 버팀부재(30)가 결합된 형강(20)들은 콘크리트부재(10)의 둘레방향(횡방향)과 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치된다. 콘크리트부재(10)가 사각형 단면인 경우 형강(20)들은 모서리에 배치되고, 형강(20)은 ㄴ자 형상으로 형설될 수 있다. 콘크리트부재(10)가 원형 단면인 경우 형강(20)은 호 형상일 수 있다.

다음으로, 횡방향으로 인접한 형강(20)에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재(30)의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재(10)를 횡방향으로 결속하는 긴장부재(40)들을 설치할 수 있다. 즉, 서로 인접하는 것으로 마주보는 버팀부재(30)의 관통공에 긴장부재(40)를 삽입한 후 너트를 체결합으로써, 콘크리트부재(10)를 횡방향으로 결속할 수 있다.

긴장부재(40)의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조일 수 있다. 즉, 긴장부재(40)는 일측을 볼트이고 타측은 나사에 너트가 체결되는 구조이거나, 양측 모두 나사에 너트가 체결되는 구조일 수 있다. 특히 긴장부재(40)의 중앙부의 직경이 큰 경우에는 양측 모두를 나사에 너트가 체결되는 구조로 하는 것이 바람직하다.

또한, 격자 형상으로 배치되는 형강(20)들 중 종방향으로 서로 이격된 형강(20)들은 서로 연결되어 길게 형성될 수 있다. 이는 전술한 보강장치의 실시예와 동일하다.

또한, 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 형강(20)에 결합된 한 쌍의 버팀부재(30)들은 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 한 쌍으로 구성될 수 있다. 이 역시 전술한 보강장치의 실시예와 동일하다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 콘크리트부재
20: 형강
30: 버팀부재
32: 회전홈
40: 긴장부재
42: 회전구
50: 보강재
60: 풀림방지클립

Claims (12)

1. 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서,
   상기 콘크리트부재의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강들;
   상기 형강들 각각에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재; 및
   횡방향으로 인접한 상기 형강에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재들;을 포함하고,
   상기 긴장부재의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조이며,
   상기 긴장부재의 중앙부는 양 단부보다 직경이 큰 사각단면으로 형성되고 일 측면이 상기 콘크리트부재의 측면에 접하도록 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재의 횡방향 팽창을 구속하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 격자 형상으로 배치되는 형강들 중 종방향으로 서로 이격된 형강들은 서로 연결되어 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 형강에 결합된 한 쌍의 버팀부재들은 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
4. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서,
   상기 긴장부재는 그 양 단부쪽에 구비되는 것으로 중앙부쪽으로 볼록한 반구 형상의 회전구를 포함하고, 상기 버팀부재는 그 관통공의 입구에 상기 회전구가 삽입되어 회전할 수 있는 반구 형상의 회전홈을 포함함으로써, 상기 긴장부재의 긴장 결합시 휨응력이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
5. 삭제
6. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서,
   상기 각 형강에 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되는 한 쌍의 버팀부재 상호간을 결합하는 보강재들을 더 포함하고,
   상기 보강재들은 상기 관통공의 양측에 하나씩 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
7. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서,
   상기 형강에 결합된 한 쌍의 버팀부재 사이에 설치되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 것으로 탄성력을 구비한 풀림방지클립을 더 포함하고,
   상기 풀림방지클립은 상기 나사 또는 볼트머리가 삽입되는 관통공이 형성되고 서로 경사지게 배치되는 한 쌍의 플랜지, 상기 한 쌍의 플랜지를 연결하는 웨브를 포함하고,
   상기 나사가 삽입되는 관통공이 형성된 플랜지는 상기 나사에 삽입된 후 상기 너트를 압박함으로써 너트의 풀림을 방지하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 웨브는 굴곡 형상의 탄성절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
9. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서,
   상기 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸는 마감판넬들을 더 포함하고,
   상기 마감판넬은 길이조정이 가능한 연결고리에 의해 상기 긴장부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
10. 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법에 있어서,
    상기 콘크리트부재의 둘레방향(횡방향)과 상기 둘레방향의 직각방향인 종방향으로 서로 이격됨으로써 전체적으로 격자 형상으로 배치되는 형강들을 배치하고,
    상기 형강들 각각에는 횡방향으로 서로 이격 설치되어 결합되고, 관통공이 형성된 한 쌍의 버팀부재가 결합되며,
    횡방향으로 인접한 상기 형강에 결합된 것 중 서로 마주보는 버팀부재의 관통공에 삽입되어 긴장 결합됨으로써 상기 콘크리트부재를 횡방향으로 결속하는 긴장부재들을 설치하며,
    상기 긴장부재의 일측 단부는 볼트머리 또는 나사에 너트가 체결되는 구조이고, 타측 단부는 나사에 너트가 체결되는 구조이며,
    상기 긴장부재의 중앙부는 양 단부보다 직경이 큰 사각단면으로 형성되고 일 측면이 상기 콘크리트부재의 측면에 접하도록 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재의 횡방향 팽창을 구속하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 격자 형상으로 배치되는 형강들 중 종방향으로 서로 이격된 형강들은 서로 연결되어 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 형강에 결합된 한 쌍의 버팀부재들은 종방향으로 서로 연결되어 길게 형성된 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치 시공방법.
    

Images