KR102296757B1 - 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 철근콘크리트 부재, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재 및 와이어 연결부재를 포함하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물로서, 상기 제1와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치되고; 상기 제2와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제2와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치되고; 상기 제1와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양 단이 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 후 상기 와이어 결속부재에 의해 결속되며; 그리고 상기 제2와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양 단이 상기 제2와이어 보호부재를 관통한 후 상기 제2와이어의 그 양단이 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 그 양단과 상기 와이어 연결부재에 의해 연결된다.
Description
본 발명은 보강된 철근콘크리트 구조물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물에 관한 것이다.
구조물은 여러 가지 요인에 의해 손상을 입거나 노후화된다. 최근 경주와 포항에서 발생한 지진을 계기로 구조물에 대한 손상의 위험성이 더욱 높아졌다. 특히 1층에 벽체가 없는 필로티 구조물 등은 1층이 취약층에 해당하여 지진으로 인한 구조물 손상의 위험성이 더욱 크다. 따라서 이와 같이 손상 또는 노후화된 구조물에 내력을 향상시켜 물리적 수명을 연장시키고 본래의 기능을 발휘할 수 있도록 하기 위해서는 보수 및 보강이 필요하다.
특히, 철근콘크리트 기둥은 콘크리트를 적절히 구속(confining)하는 횡방향 철근이 충분히 사용되지 않은 경우가 많아 지진 발생시 기둥의 횡변형이 쉽게 일어나며 이로 인해 취성 파괴가 발생하게 된다.
이를 보완하고자 하는 철근콘크리트 구조물에 대한 보강 방법에는 여러 가지가 있으나, 일반적으로는 에폭시 접착 방식을 이용하여 강판과 같은 연성이 높은 부재를 구조물에 부착시키는 공법이 폭넓게 사용되고 있다. 연성이 높은 부재를 부착함으로써 압축하중에서 콘크리트의 손상을 지연시키고 철근콘크리트 구조물의 연성적인 거동을 이끌어내는 역할을 할 수 있기 때문이다. 이는 시공기간이 짧고 사용 중인 구조물에도 적용이 가능하다는 것이 큰 장점이나, 모체와 보강재가 일체가 아닌 부착 상태이기 때문에 보강재의 박리 및 탈락 현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
이처럼 종래 기술에서는 강판 이외에도 탄소섬유 또는 섬유판 등과 같은 보강재를 철근콘크리트 구조물에 접착하여 보강하며, 에폭시 수지를 접착제로 이용한 방법이 주로 사용되고 있다. 이는 보수 및 보강 기술분야에 에폭시 접착제로 보강재를 구조물 표면에 접착시키는 것만으로도 충분한 보강효과를 얻을 수 있다고 알려져 있기 때문이다.
그러나, 접착제로 사용되고 있는 에폭시는 콘크리트와 선팽창계수(온도 변화에 따라 소재가 팽창 및 수축하는 정도)가 달라 온도 환경 변화에 따라 저절로 박리하는 현상이 발생된다는 문제점이 있다. 따라서, 보강재의 보강 효과가 발휘되기 전 에폭시의 접착 박리 현상이 발생하게 될 경우, 보강재에 의한 보강 효과를 전혀 기대할 수 없다는 것이 가장 큰 문제점이다.
또한, 에폭시 수지와 같은 접착제를 이용하여 철근콘크리트 구조물 표면에 보강재를 접착시키는 보강 방법은, 보강재가 접착되는 콘크리트 구조물의 접착면을 표면처리하는 단계를 필수로 한다. 이는 에폭시의 부착력을 높이기 위한 것으로 일반적인 표면처리 단계보다 복잡한 단계에 걸쳐 수행 되는데 이러한 표면처리는 그라인더 및 샌드페이퍼 등을 이용하여 수행되어 많은 분진이 발생하기 때문에 작업환경에 따라 분진처리가 곤란하다는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 에폭시 수지와 같은 접착제를 이용하여 철근콘크리트 구조물 표면에 보강재를 접착시키는 보강 방법은, 콘크리트와 보강재의 일체화를 위해 에폭시 계통의 접착제를 일정 두께로 주입하고 경화 및 압착 하는 공정을 거치게 된다. 그러나 에폭시 경화시 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 에폭시에 수축이 발생하게 된다. 따라서 구조물 표면과 보강재 사이의 접착계면 구조를 직접 관찰하는 것이 어려워 콘크리트의 균열을 파악하는 것이 어렵고 보강재의 박리 여부를 정확히 확인할 수 없어 예상치 못한 사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
특히, 에폭시계 접착제는 가연성 물질이 포함되어 있어 화재 발생시 연소하면서 유독가스를 발생시킨다는 환경적 문제점을 가지고 있다고 널리 알려져 있다. 최근 건설 현장에서도 친환경적 공법에 대한 사회적 요구가 지속적으로 증대하였고, 이에 따라 에폭시 접착제를 대신할 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 철근콘크리트 보 또는 기둥의 보강시, 콘크리트 구조물에 보강재를 부착하기 위해 접착면 전체에 에폭시와 같은 접착제를 다량으로 사용하지 않고 그 사용을 최소화하며, 볼트, 너트, 와이어 또는 커플링 부재를 이용하여 구조물과 보강재를 체결시킴으로써 접착제인 에폭시의 성능과 시공상태에 영향을 받지 않고 보강재에 의한 보강 효과를 효과적으로 발휘할 수 있도록 하는 공법 및 이를 이용한 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 간단한 구성으로 보강 구조를 형성할 수 있어 시공 전문성을 요구하지 않으며 시공비용 절감은 물론 시공시간 단축 면에서도 효과적인 시공이 용이한 보강 공법 및 이를 이용한 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 철근콘크리트 부재, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재 및 와이어 연결부재를 포함하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물로서, 상기 제1와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치되고; 상기 제2와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제2와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치되고; 상기 제1와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양 단이 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 후 상기 와이어 결속부재에 의해 결속되며; 그리고 상기 제2와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양 단이 상기 제2와이어 보호부재를 관통한 후 상기 제2와이어의 그 양단이 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 그 양단과 상기 와이어 연결부재에 의해 연결된다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 할 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 철근콘크리트 부재, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 보강판, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 보강판의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재 및 와이어 연결부재를 포함하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물로서, 상기 보강판은 상기 보강판의 외표면에 상기 제1와이어 및 제2와이어가 부착될 수 있도록 상기 제1와이어 및 제2와이어에 대응되는 횡단면 둘레방향으로 형성된 홈을 포함하고; 상기 제1와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 모서리에 각각 설치되고; 상기 제2와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제2와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 모서리에 각각 설치되고; 상기 제1와이어는 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양단이 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 후 상기 와이어 결속부재에 의해 결속되며; 그리고 상기 제2와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 상기 제2와이어 보호부재를 관통한 후 상기 제2와이어의 양단이 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 양단과 상기 와이어 연결부재에 의해 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 할 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물은, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 상기 보강판에 상기 제1와이어 및 제2와이어를 수용할 수 있는 상기 제1와이어 및 제2와이어와 대응되는 와이어 커버가 더 부착될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강재는, 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어; 제1와이어 보호부재로서, 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해서 관통되는 제1 와이어 보호부재; 제2와이어 보호부재로서, 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해서 관통되는 제2 와이어 보호부재; 와이어 결속부재로서, 상기 제1와이어의 양단을 관통시켜 상기 제1와이어를 결속시키는 와이어 결속부재; 및 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 양단에 설치되는 와이어 연결부재를 포함하고; 그리고 상기 제2와이어의 양단은 상기 와이어 연결부재에 연결된다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어를 설치하는 단계; 상기 제1와이어가 관통하는 제1와이어 보호부재 및 제2와이어가 관통하는 제2와이어 보호부재를 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 둘러지는 상기 제1와이어의 양단을 와이어 결속부재의 양 말단을 관통시켜 결속하는 단계; 상기 제1와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하고, 상기 제1와이어의 마감된 양단에 와이어 연결부재를 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 상기 제2와이어 보호부재의 양 말단을 관통하여 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 상기 제2와이어를 설치하는 단계; 및 상기 제1와이어의 양단 및 상기 제2와이어의 양단을 각각 상기 와이어 연결부재에 의해 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 할 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판을 보강하는 단계; 상기 보강판의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어가 부착될 수 있도록 상기 제1와이어 및 제2와이어에 대응되는 홈을 형성하는 단계; 상기 제1와이어가 관통하는 제1와이어 보호부재 및 상기 제2와이어가 관통하는 제2와이어 보호부재를 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싸는 상기 제1와이어의 양단을 와이어 결속부재를 관통시켜 결속하는 단계; 상기 와이어 결속부재를 관통시킨 상기 제1와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하고, 상기 제1와이어의 마감된 양단에 와이어 연결부재를 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 상기 제2와이어 보호부재를 관통하여 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 상기 제2와이어를 설치하고, 상기 제2와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하는 단계; 및 상기 고리모양으로 마감형성한 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단을 각각 상기 와이어 연결부재로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 할 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 상기 보강판에 상기 제1와이어 및 제2와이어를 수용할 수 있는 상기 제1와이어 및 제2와이어와 대응되는 와이어 커버가 더 부착될 수 있다.
본 발명에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 제1와이어를 제1와이어 보호부재의 양 말단에 관통시키는 단계; 제2와이어를 제2와이어 보호부재의 양 말단에 관통시키는 단계; 상기 제1와이어의 양단을 와이어 결속부재를 관통시켜 결속하는 단계; 상기 결속부재를 관통시킨 상기 제1와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하고, 상기 제1와이어의 마감된 양단에 와이어 연결부재를 설치하는 단계; 상기 제2와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하는 단계; 및 상기 고리모양으로 마감형성한 상기 제1와이어의 및 제2와이어의 양단을 각각 상기 와이어 연결부재로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 철근콘크리트 부재의 외표면에 앵커 수용부를 형성하는 단계; 상기 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치의 관통홀을 제1보강판 및 제2보강판에 형성하는 단계; 상기 앵커 수용부에 앵커를 매립하는 단계; 상기 앵커에 볼트를 체결하는 단계; 상기 볼트를 상기 제1보강판 및 제2보강판의 관통홀에 관통시키며 상기 철근콘크리트 부재의 둘레 전체를 상기 제1보강판 및 제2보강판으로 에워싸서 보강하는 단계; 상기 제1보강판의 일단과 상기 제2보강판의 일단을 연결하기 위한 커플링 부재를 설치하는 단계; 및 상기 볼트에 제1너트를 체결하여 상기 제1보강판 및 제2보강판을 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 고정시키는 단계; 를 포함한다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 앵커 수용부를 형성하는 단계 이후에, 상기 앵커 수용부 상에 제1스프링 수용부를 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 제1스프링 수용부의 직경은 상기 앵커 수용부의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1스프링 수용부에 제1스프링을 위치시키는 단계; 를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1스프링 수용부에 스프링 보호부를 설치시키는 단계; 를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 철근콘크리트 부재를 장방형으로 형성하고; 상기 제1보강판 및 제2보강판를 상기 장방형의 철근콘크리트 부재의 모서리에서 상기 철근콘크리트 부재의 두 모서리에 대응되게 각각 절곡시키고; 그리고 상기 제1보강판 및 제2보강판의 상기 절곡된 각각의 부분에서 경첩 연결부를 설치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 경첩 연결부는 스텐 경첩, 스텐 용접용 경첩, 스텐 주물 경첩, 또는 스프링 경첩 중 어느 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1너트 상부에 제2스프링을 설치시키는 단계; 및 상기 제2스프링 상부에 제2너트를 설치시키는 단계; 를 추가로 포함하고; 상기 커플링 부재는 피체결구 및 체결구로 형성되도록 구성되고; 상기 피체결구에는 연결돌기가 형성되고; 그리고 상기 체결구에는 상기 연결돌기에 대응하는 연결구멍이 형성되어 상기 연결돌기와 상기 연결구멍의 결합에 의해 상기 커플링 부재가 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1너트에는 제1고정홈을 추가로 형성하고, 상기 제2너트에는 제2고정홈을 추가로 형성하여, 상기 제2스프링의 일단을 상기 제1너트의 제1고정홈에 위치시키고, 상기 제2스프링의 타단을 상기 제2너트의 제2고정홈에 위치시킬 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1너트, 제2스프링 및 제2너트를 감싸도록 상기 볼트에 너트캡을 체결하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 보강판과 상기 제1너트 사이에 와셔를 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 보강판은 강판, 형강, FRP 보강판 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 보강판은 단일층으로 형성되거나, 섬유 또는 플라스틱 시트가 적층된 다층구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성되는 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치의 관통홀을 제1보강판 및 제2보강판에 형성하는 단계; 상기 제1보강판 일단과 상기 제2 보강판의 일단을 연결하기 위한 커플링 부재를 설치하는 단계; 상기 앵커 수용부에 매립되는 앵커에 체결되는 볼트를 상기 보강판의 관통홀에 관통시키고 제1너트를 체결하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 철근콘크리트 부재의 외표면에 앵커 수용부를 형성하는 단계; 상기 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치의 관통홀을 보강판에 형성하는 단계; 상기 앵커 수용부에 앵커를 매립하는 단계; 상기 앵커에 볼트를 체결하는 단계; 상기 볼트를 상기 보강판의 관통홀에 관통시키며 상기 보강판의 일단과 타단 사이에 상기 철근콘크리트 부재의 둘레 전체를 에워싸서 보강하는 단계; 상기 보강판의 상기 일단과 타단을 연결하기 위한 커플링 부재를 설치하는 단계; 및 상기 제1너트를 체결하여 상기 보강판을 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 고정시키는 단계; 를 포함한다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1보강판 및 제2보강판 각각에 제1와이어, 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재, 및 와이어 연결부재를 수용할 수 있는 돌출삽입부를 형성하는 단계; 상기 제1와이어 보호부재 및 상기 제2와이어 보호부재를 상기 철근콘크리트 구조물의 모서리에 각각 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 상기 제1와이어를 횡단면 둘레방향으로 두르고, 상기 제1와이어를 상기 제1와이어 보호부재의 양 말단에 관통시키는 단계; 상기 제1와이어 보호부재의 양 말단에 관통시킨 상기 제1와이어의 양단을 상기 와이어 결속부재에 관통시켜 결속시키는 단계; 상기 제1와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하고, 상기 제1와이어의 마감된 양단에 상기 와이어 연결부재를 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 상기 제2와이어를 횡단면 둘레방향으로 두르고 상기 제2와이어를 상기 제2와이어 보호부재의 양 말단에 관통시키는 단계; 그리고 상기 제2와이어의 양단을 고리모양으로 마감형성하고 상기 제1와이어의 양단에 설치한 상기 와이어 연결부재에 연결하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 돌출삽입부는 상기 제1와이어 및 제2와이어를 확인할 수 있는 관찰부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 선택되고, 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 철근콘크리트 부재; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 앵커 수용부; 상기 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성된 제1보강판 및 제2보강판; 상기 앵커 수용부에 매립되는 앵커; 상기 앵커에 체결되는 볼트; 상기 제1보강판 및 제2보강판을 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 고정시키기 위해 상기 보강판의 관통홀에 관통시킨 상기 볼트와 체결되는 제1너트; 및 상기 제1보강판의 일단과 상기 제2 보강판의 일단을 연결하기 위한 커플링 부재; 를 포함하고, 그리고 상기 제1보강판 및 제2보강판이 함께 협력하여 상기 철근콘크리트 부재의 둘레 전체를 에워싸서 보강할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 상기 앵커 수용부 상에 형성되는 제1스프링 수용부를 추가로 포함하며, 상기 제1스프링 수용부의 직경은 상기 앵커 수용부의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1스프링 수용부에 위치되는 제1스프링을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1스프링 수용부에 스프링 보호부가 추가로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 철근콘크리트 부재는 장방형으로 형성되고, 상기 제1보강판 및 제2보강판은 상기 장방형의 철근콘크리트 부재의 모서리에서 상기 철근콘크리트 부재의 두 모서리에 대응되게 각각 절곡되고, 상기 제1보강판 및 제2보강판은 각각 상기 절곡된 부분에서 경첩 연결부에 의해 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 경첩 연결부는 스텐 경첩, 스텐 용접용 경첩, 스텐 주물 경첩, 또는 스프링 경첩 중 어느 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1너트 상부에 위치되는 제2스프링, 및 상기 제2스프링 상부에 위치되는 제2너트를 추가로 포함하고; 상기 커플링 부재는 피체결구 및 체결구로 형성되도록 구성되고; 상기 피체결구에는 연결돌기가 형성되고; 그리고 상기 체결구에는 상기 연결돌기에 대응하는 연결구멍이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1너트는 제1고정홈을 포함하고, 상기 제2너트는 제2고정홈을 포함하여, 상기 제2스프링의 일단은 상기 제1너트의 제1고정홈에 위치되고, 상기 제2스프링의 타단은 상기 제2너트의 제2고정홈에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1너트, 제2스프링 및 제2너트를 감싸도록 상기 볼트에 체결되는 너트캡을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 보강판과 상기 제1너트 사이에 와셔가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 보강판은 강판, 형강, FRP 보강판 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 보강판은 단일층으로 형성되거나, 섬유 또는 플라스틱 시트가 적층된 다층구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강재는, 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성된 보강판; 상기 앵커 수용부에 매립되는 앵커에 체결되는 볼트; 상기 보강판을 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 고정시키기 위해 상기 보강판의 관통홀에 관통시킨 상기 볼트와 체결되는 제1너트; 및 상기 보강판에 설치된 커플링 부재; 를 포함한다.
본 발명에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 철근콘크리트 부재; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 앵커 수용부; 상기 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성된 보강판; 상기 앵커 수용부에 매립되는 앵커; 상기 앵커에 체결되는 볼트; 상기 보강판을 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 고정시키기 위해 상기 보강판의 관통홀에 관통시킨 상기 볼트와 체결되는 제1너트; 및 상기 보강판의 일단과 타단을 연결하기 위한 커플링 부재; 를 포함하고, 그리고 상기 보강판은 상기 일단과 타단 사이에서 상기 철근콘크리트 부재의 둘레 전체를 에워싸서 보강할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1보강판 및 제2보강판에 각각 제1와이어, 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재, 및 와이어 연결부재를 수용할 수 있는 돌출 삽입부가 형성되고; 상기 제1와이어 및 제2와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지고; 상기 제1와이어는 상기 제1와이어 보호부재의 양 말단을 관통하고, 상기 제1와이어 보호부재는 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 위치되고; 상기 제2와이어는 상기 제2와이어 보호부재의 양 말단을 관통하고, 상기 제2와이어 보호부재는 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 위치되고; 상기 제1와이어 보호부재의 양 말단을 관통한 상기 제1와이어의 양단은 상기 와이어 결속부재를 관통하고; 그리고 상기 와이어 연결부재는 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 양단과 상기 제2와이어 보호부재를 관통한 제2와이어의 양단을 연결시키는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 돌출삽입부는 상기 제1와이어 및 제2와이어를 확인할 수 있는 관찰부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 선택되고, 상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 및 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 철근콘크리트 부재, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어, 제1와이어 보호부재, 및 와이어 체결부재를 포함하는 와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물로서, 상기 제1와이어 보호부재는 상기 철근콘크리트 부재의 네 개의 모서리 중 세 개의 모서리에 설치되고; 상기 와이어 체결부재는 상기 철근콘크리트 부재의 네 개의 모서리 중 나머지 하나의 모서리에 설치되고; 상기 제1와이어는 상기 제1와이어 보호부재를 관통하며 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양단이 상기 와이어 체결부재에 의해 체결되고; 상기 와이어 체결부재의 일단은 상기 제1와이어의 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 고리가 설치되며, 상기 고리는 상기 와이어 체결부재에 고정되어 설치되고; 상기 와이어 체결부재의 타단은 나사산이 형성되고; 그리고 상기 와이어 체결부재의 타단은 상기 제1와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 상기 나사산에 나사결합되는 삽입부재가 설치되고, 상기 삽입부재는 일단은 상기 제1 와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있는 고리가 형성되고, 상기 삽입부재의 타단은 상기 와이어 체결부재에 나사결합될 수 있는 나사산이 형성된 볼트로 구성된다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물은, 상기 제1와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강재는, 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어; 상기 제1와이어가 관통하는 제1와이어 보호부재; 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 상기 제1와이어의 양단이 연결되는 와이어 체결부재를 포함하고; 상기 와이어 체결부재의 일단은 상기 제1와이어의 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 고리가 설치되며, 상기 고리는 상기 체결부재에 고정되어 설치되고; 상기 와이어 체결부재의 타단은 나사산이 형성되고; 그리고 상기 와이어 체결부재의 타단은 상기 제1와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 상기 나사산에 나사결합되는 삽입부재가 설치되고, 상기 삽입부재의 일단은 상기 제1 와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있는 고리가 형성되고, 상기 삽입부재의 타단은 상기 체결부재에 나사결합될 수 있는 나사산이 형성된 볼트로 구성된다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 철근콘크리트 부재의 네 개의 모서리 중 세 개의 모서리에 제1와이어 보호부재를 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 네 개의 모서리 중 나머지 하나의 모서리에 와이어 체결부재를 설치하는 단계; 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지고, 상기 제1와이어 보호부재의 양 말단을 관통하는 제1와이어를 설치하는 단계; 상기 와이어 체결부재의 일단에 상기 제1와이어의 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 상기 와이어 체결부재에 고정된 고리를 설치하는 단계; 상기 와이어 체결부재의 타단에 나사산을 형성하는 단계; 상기 와이어 체결부재의 타단에 상기 제1와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 상기 나사산에 나사결합되는 삽입부재를 설치하는 단계; 그리고 상기 삽입부재의 일단은 상기 제1 와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있는 고리를 형성하고, 상기 삽입부재의 타단은 상기 와이어 체결부재에 나사결합될 수 있는 나사산을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 상기 제1와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법은, 제1와이어를 제1와이어 보호부재의 양 말단에 관통시키는 단계; 상기 와이어 체결부재의 일단에 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 제1와이어의 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 와이어 체결부재에 고정된 고리를 설치하는 단계; 상기 와이어 체결부재의 타단에 삽입부재가 나사결합할 수 있는 나사산을 형성하는 단계; 상기 와이어 체결부재의 타단에 상기 제1와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있도록 상기 삽입부재를 설치하는 단계; 그리고 상기 삽입부재의 일단은 상기 제1 와이어의 다른 한쪽 말단이 체결될 수 있는 고리를 형성하고, 상기 삽입부재의 타단은 상기 와이어 체결부재에 나사결합될 수 있는 나사산을 형성하는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 개선된 강판 및/또는 와이어를 이용한 철근콘크리트 부재의 보강 공법과 이를 이용한 보강 구조물은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 연성이 부족한 콘크리트를 적절하게 구속함으로써 철근콘크리트 부재의 연성 및 내력성능 향상을 유도할 수 있다.
둘째, 와이어를 이용하여 외부 응력을 도입함으로써 기존의 강판 보강 공법 보다 강판 보강재의 경량화 및 내구성 향상을 확보할 수 있다.
셋째, 종래의 에폭시계 접착제를 이용한 강판 보강 공법과 비교하여서 작업의 난도가 낮고 시공 전문성을 요구하지 않아 비전문가도 시공이 용이하므로, 시공비용 면에서 경제성을 확보할 수 있다.
넷째, 에폭시계 접착제를 사용하지 않기 때문에 에폭시가 화재 발생시 연소하면서 유독가스를 발생시킨다는 환경적 문제점을 개선할 수 있다.
다섯째, 볼트, 너트, 와이어 또는 커플링 부재를 이용하여 구조물과 보강재를 체결시킴으로써 접착제에 의한 접착력, 즉 접착제 성능, 및 접착제 시공상태에 의해 영향을 받거나 이에 의존하지 않고 보강재에 의한 보강 효과를 효과적으로 발휘할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 제1와이어가 결속되고 제1와이어와 제2와이어가 연결되는 면(도 1에서 와이어 결속부재(15)가 있는 면)의 반대면을 예시적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 제1와이어가 와이어 결속부재에 의해 결속되는 것 및 제1와이어와 제2와이어가 와이어 연결부재에 의해 연결된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 있어서, 볼트, 너트 및 커플링 부재가 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재 외표면에 형성된 앵커 수용부 및 앵커를 예시적으로 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 앵커 수용부에 앵커가 매립된 철근콘크리트 부재 및 상기 철근콘크리트 부재 외표면에 형성된 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고, 보강판 사이를 연결하는 커플링 부재 및 경첩 연결부가 형성된 보강판을 예시적으로 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 앵커에 탄성부재가 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 볼트와 너트, 탄성부재 및 너트풀림방지용 너트캡이 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 의한, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 있어서, 커플링 부재가 설치된 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 제5실시예에 의한, 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 및 제2와이어를 수용하기 위한 돌출삽입부가 형성된 보강판을 예시적으로 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 의한, 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 제1와이어 및 제2와이어가 설치된 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판이 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 의한, 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 제1와이어 및 제2와이어가 설치된 철근콘크리트 부재의 외표면에 볼팅방식에 의해 보강판에 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 의한, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판이 설치된 후 제1와이어 및 제2와이어가 설치되는 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 의한, 와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 와이어 체결부재, 고리 및 삽입부재에 의해 제1와이어가 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 제1와이어가 결속되고 제1와이어와 제2와이어가 연결되는 면(도 1에서 와이어 결속부재(15)가 있는 면)의 반대면을 예시적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 제1와이어가 와이어 결속부재에 의해 결속되는 것 및 제1와이어와 제2와이어가 와이어 연결부재에 의해 연결된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 있어서, 볼트, 너트 및 커플링 부재가 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재 외표면에 형성된 앵커 수용부 및 앵커를 예시적으로 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 앵커 수용부에 앵커가 매립된 철근콘크리트 부재 및 상기 철근콘크리트 부재 외표면에 형성된 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고, 보강판 사이를 연결하는 커플링 부재 및 경첩 연결부가 형성된 보강판을 예시적으로 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 앵커에 탄성부재가 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 볼트와 너트, 탄성부재 및 너트풀림방지용 너트캡이 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 의한, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 있어서, 커플링 부재가 설치된 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 제5실시예에 의한, 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 및 제2와이어를 수용하기 위한 돌출삽입부가 형성된 보강판을 예시적으로 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 의한, 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 제1와이어 및 제2와이어가 설치된 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판이 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 의한, 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 제1와이어 및 제2와이어가 설치된 철근콘크리트 부재의 외표면에 볼팅방식에 의해 보강판에 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 의한, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판이 설치된 후 제1와이어 및 제2와이어가 설치되는 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 의한, 와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 와이어 체결부재, 고리 및 삽입부재에 의해 제1와이어가 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
첨부한 도면은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여, 스케일에 따라 도시하지 않고, 부분적으로 확대 및 축소하여 도시되었다.
본 발명은 콘크리트의 손상 상태를 고려한 보강 공법 및 구조물에 관한 것이다. 아래와 같이 대한건축학회에서 제안하는 콘크리트 균열 상태에 따라 구분된 손상 단계별로 적합한 보강 공법 및 구조물을 적용함으로써 구조적 및 경제적 측면에서 효율을 높이고자 한다.
| 손상 상태 | 균열 | 열화 및 손상 | |
| 1 방향 균열 | 2 방향 균열 | ||
| 1 | 균열폭 0.1 mm 미만 | 망상균열폭 0.1 mm 미만 |
없음 |
| 2 | 균열폭 0.1 ~ 0.3 mm 균열율 2 % 미만 | 망상균열폭 0.1 ~ 0.3 mm |
표면손상 면적 2 % 미만 |
| 3 | 균열폭 0.3 ~ 0.5 mm균열율 2 ~ 10 % | 망상균열폭 0.3 mm 이상 |
1. 표면손상 면적 2 ~ 10 % 미만 2. 철근 부식손상 면적 2 % 미만 3. 데크플레이트 박리 및 누수 |
| 4 | 균열폭 0.5 ~ 1.0 mm균열율 10 ~ 20 % | 망상균열의 진전으로 인한 콘크리트 박리 발생 | 1. 표면손상 면적 10 % 이상 2. 철근노출 손상면적 2 % 이상 3. 데크플레이트 박리가 심하고 누수로 인한 부식 발생 |
| 5 | 균열폭 1.0 mm 이상균열율 20 % 이상 | 망상균열로 인한 박리가 심하여 펀칭파괴 발생 가능성 있음 | 부식으로 인한 철근의 단면감소가 심하여 바닥판의 안전성이 저하되는 경우 |
보다 구체적으로 본 발명은 볼팅을 이용한 압착방식과 와이어를 이용한 압착방식의 보강공법을 제안하며, 바람직하게는 손상상태 1 내지 3 단계의 경우 볼팅을 이용한 압착방식을, 손상상태 4 및 5 단계의 경우 와이어를 이용한 압착방식을 적용하도록 제안하고 있다. 그러나 상기 볼팅을 이용한 압착방식과 와이어를 이용한 압착방식은 필요에 따라 폭넓게 적용될 수도 있으며, 함께 적용될 수도 있음은 통상의 기술자에게 잘 이해될 것이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 제1와이어가 결속되고 제1와이어와 제2와이어가 연결되는 면(도 1에서 와이어 결속부재(15)가 있는 면)의 반대면을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 제1와이어가 와이어 결속부재에 의해 결속되는 것 및 제1와이어와 제2와이어가 와이어 연결부재에 의해 연결된 모습을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 콘크리트 구조물(10)은 철근콘크리트 부재(100)를 구속(confining)하기 위한 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15), 및 와이어 연결부재(16)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1 내지 3에서는 철근콘크리트 부재(100)를 사각 철근콘크리트 기둥으로 예시로 하여 설명하였다. 그러나 철근콘크리트 부재(100)는 기둥에 한정되지 않고, 원형 등의 다양한 단면 형상의 철근콘크리트 보 또는 슬래브와 같은 다양한 형태의 철근콘크리트 부재를 모두 포함할 수 있다.
상기 제1와이어(11) 및 상기 제2와이어(12)는 두 개의 와이어가 설치됨으로서 기존 구조체의 변형이나 응력을 복원시켜 하나의 와이어로 보강할 때보다 강하게 보강할 수 있으며, 콘크리트를 구속하여 콘크리트의 손상을 지연시키고 연성적인 거동을 이끌어내어 내력성능 향상을 유도할 수 있다. 또한 콘크리트 부재(100)의 형상에 따라서는 상기 제1와이어(11) 및 상기 제2와이어(12)를 설치함으로써 인장성능을 증진시킬 수 있다.
본 발명의 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)는 일반적인 와이어 로프, 즉 소선(wire)을 집합하여 가닥(strand)으로 만들고 심(core) 주위에 일정한 피치로 감아서 제작한 부재일 수 있다. 또한, 형상기억합금으로 제조된 와이어일 수도 있다.
상기 제1와이어(11) 및 상기 제2와이어(12)를 철근콘크리트 부재(100)의 둘레에 둘러 감싸고 양단을 체결함에 따라 상기 제1와이어(11) 및 상기 제2와이어(12)가 인장되면서 철근콘크리트 부재(100)에 포스트텐션이 도입된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1와이어(11) 및 상기 제2와이어(12)는 도 1에서와 같이 사각의 철근콘크리트 부재(100)의 둘레를 감싸도록 설치될 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 예에서는, 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에서 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)의 파단이 일어나는 것을 방지하기 위해 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14)를 포함하여 설치할 수 있다. 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 상기 제2와이어 보호부재(14)는 L형으로 형성되고, 그 내부에 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 관통할 수 있도록 천공된 형태이다. 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 상기 제2와이어 보호부재(14)를 설치함으로써 철근콘크리트 부재(100)의 모서리와 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 직접 접촉되는 것을 방지하여 모서리에 의한 마모 등에 의해 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 손상되거나 파단 되는 것을 피할 수 있다.
그러므로 제1와이어(11)를 제1와이어 보호부재(13)의 내부에 관통시키며, 제2와이어(12)를 제2와이어 보호부재(14)의 내부에 관통시키고, 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)를 철근콘크리트 부재(100)를 횡단면 둘레방향으로 감싸도록 두르면서 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 상기 제2와이어 보호부재(14)가 각 모서리에 위치되도록 설치한 후, 상기 제1와이어(11)의 양단은 와이어 결속부재(15)에 체결하여 고정시킴으로써 상기 제1와이어(11)가 철근콘크리트 부재(100)에 둘러진 위치에서 미끄러지지 않도록 설치되고, 상기 결속부재(15)를 관통하여 체결된 제1와이어의 양단에 와이어 연결부재(16)을 설치하고, 상기 제2와이어(12)가 철근콘크리트 부재(100)에 둘러진 위치에서 미끄러지지 않도록 상기 와이어 연결부재(16)에 연결되어 설치된다.
이 때, 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14)는 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에 위치되어 상기 제1와이어 및 제2와이어가 마모되는 것으로부터 와이어를 보호하는 부재이고, 와이어 결속부재(15)는 상기 제1와이어를 결속시키는 부재이고, 와이어 연결부재(16)는 상기 제1와이어(11)가 상기 와이어 결속부재(15)를 관통하며 결속되었을 때, 상기 제1와이어(11)의 양단과 상기 제2와이어(12)의 양단을 연결하는 부재이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 및 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 경우 상기 제1와이어 및 제2와이어 한 쌍을 철근콘크리트 부재(100)에 두를 때마다 상기 제1와이어 보호부재(13)는 4개, 상기 제2와이어 보호부재(14)는 4개, 상기 와이어 결속부재(15)는 1개, 상기 와이어 연결부재(16)는 2개가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 상기 제2와이어 보호부재(14)는 도 1에서 세로 방향으로 보이는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에, 상기 와이어 결속부재(15) 및 상기 와이어 연결부재(16)은 상기 제1와이어(11) 및 상기 제2와이어(12)가 횡단방향으로 둘러지는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 네 개의 옆면 중 하나의 면에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1와이어(11)는 상기 철근콘크리트 부재(100)를 횡단면 방향으로 둘러지면서 상기 철근콘크리트 부재(100)의 네 개의 모서리에 각각 위치한 네 개의 제1와이어 보호부재(13)의 양 말단을 관통할 수 있다. 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에 설치된 상기 제1와이어 보호부재(13)를 관통한 상기 제1와이어(11)는 상기 제1와이어 보호부재(13)를 관통하여 아래로 떨어지지 않고 철근콘크리트 부재(100)에 둘러져 위치하고 있으나 상기 제1와이어(11)의 양단이 체결되지 않은 상태이므로 장력이 부여되지 않은 상태일 수 있다.
따라서, 상기 제1와이어 보호부재(13)을 관통한 상기 제1와이어(11)의 양단을 체결함으로서 상기 제1와이어(11)에 장력을 부여하기 위하여 와이어 결속부재(15)가 설치될 수 있다. 상기 와이어 결속부재(15)는 상기 철근콘크리트 부재(100)에 보강되는 제1와이어(11)에 지속적인 장력이 유지될 수 있도록 체결될 수 있으며, 상기 제1와이어 보호부재(13)는 제1와이어(11)가 장력을 유지할 수 있도록 상기 와이어 결속부재(15)의 효과를 보완할 수 있다.
이 때, 제1와이어의 양단을 결속하는 와이어 결속부재(15)는 상기 와이어 결속부재(15)내에 상, 하로 두 개의 통공이 뚫려 있을 수 있다. 상기 철근콘크리트 부재(100)에 횡단면 방향으로 둘러지며 제1와이어 보호부재(13)를 관통한 제1와이어(11)의 양단이 장방형의 철근콘크리트 부재(100)의 4개의 옆 면 중 하나의 면에서 만날 때, 상기 제1와이어(11)의 양단 중 일단은 상기 와이어 결속부재(15)의 상, 하로 형성된 통공 중 상부에 위치한 통공을 관통하고, 상기 제1와이어(11)의 양단 중 타단은 상기 와이어 결속부재(15)의 하부에 위치한 통공을 관통할 수 있다.
이 때, 상기 제1와이어(11)의 양단은 일반적으로 알려져 있는 와이어 로프의 단말가공방식 즉, 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성되며, 형성 시 상기 와이어 결속부재(15)의 통공의 크기보다 제1와이어(11)의 양단을 고리모양으로 만들어 고정시키기 위한 마감재(슬리브)의 크기가 더 크도록 형성됨으로서 와이어 결속부재(15)에 상기 제1와이어(11)가 결속될 수 있다.
이 때, 상기 와이어 로프의 단말가공방식 중 소켓은 와이어 로프 끝부분을 철물 내에 넣고 납을 녹여 주입하여 굳힌 것이고, 팀블은 와이어 로프 끝 부분을 와이어 로프의 일 부분과 고리가 형성되도록 물방울 모양으로 겹쳐지게 하여 고리 안쪽이 마모되지 않도록 끼워지는 부재이고, 웨지는 쐐기의 일종으로 쐐기에 로프를 감아 케이스에 밀어 넣어 결속하는 방법에 의해 와이어 로프의 단말을 형성하게 되며, 아이스플라이스는 와이어로프 선단 부위를 구부려서 굵는 고리모양과 같은 형상을 만들어 와이어 로프 단말을 고리로 하여 결속하는 것을 말한다. 또한 클립을 이용한 와이어 로프 단말가공은 와이어 로프를 고정시킬 때 U자형의 볼트를 사용하여 이루어질 수 있다. 상기 나열한 와이어 로프의 단말 가공방식 이외에도 일반적으로 알려진 와이어 로프의 단말 가공방식을 이용할 수 있음은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 와이어 결속부재(15)를 관통한 후 고리모양으로 마감형성 제1와이어의 양단에 제2와이어(12)가 더 결합할 수 있다. 이 때, 제2와이어(12)의 양단은 고리모양으로 마감형성되고, 전술한 와이어 로프의 단말가공방식에 의해 마감형성될 수 있다. 또한, 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 결합함으로써, 장방형의 철큰콘크리트 부재(100)의 옆면 중 2개의 면에서 제1와이어 및 제2와이어가 X형으로 겹치도록 형성될 수 있다.
이 때, 도 1에서 보이는 철근콘크리트 부재(100)의 두 개의 옆 면 중 상기 와이어 결속부재(15)가 보이는 면(도1에서 오른쪽 면)에서와 같이 첫 번째 X형이 형성될 수 있고, 도 2에서 보이는 철근콘크리트 부재(100)의 두 개의 옆 면 중 오른쪽 면(상기 와이어 결속부재(15)가 보이는 면의 반대 면)에서와 같이 두 번째 X형이 형성될 수 있다.
그리고 상기 제1와이어(11)의 가공된 양단에 와이어 연결부재(16)을 설치하여 제2와이어(12)의 양단을 연결한다. 이 때, 상기 와이어 연결부재(16)는 와이어 양단의 체결방식으로 일반적으로 알려져 있는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다.
이 때, 퀵링크란 O형이 눕혀져 있는 형태로 형성된 부재의 중간에 틈이 있어 와이어가 양 옆으로 걸릴 수 있으며 상기 틈을 기준으로 일단은 수나사산이 형성되고, 타단은 암나사산이 형성된 너트를 형성되어 상기 너트를 돌려서 일단의 수나사산과 연결하여 와이어 양단을 연결한다. 턴버클은 좌우에 나사막대가 있고 나사부가 공통 너트로 연결되어 있다. 아이볼트는 머리부분에 고리가 달린 볼트이다. 상기 나열한 와이어 로프의 양단 체결방식 이외에도 일반적으로 알려진 와이어 로프의 양단 체결방식을 이용할 수 있음은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 2에서 나타난 바를 보면, 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 전술한 일 실시예와 같은 방식으로 상기 와이어 결속부재(15) 및 상기 와이어 연결부재(16)을 이용하여 연결됨으로서, 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)의 일 부분이 X형으로 겹치게 될 수 있다. 이에 따라 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 철근콘크리트 부재(100)의 다양한 방향의 응력을 회복시켜 다양한 방향의 변형을 방지하여 하나의 와이어로 보강하거나 두 개의 와이어를 평행으로 보강할 때보다 철근콘크리트 부재(100)를 효과적으로 보강할 수 있다.
즉, 하나의 와이어로 보강하거나 두 개의 와이어를 평행을 보강하는 경우에는 와이어가 철근콘크리트 부재(100)를 횡단면 방향으로만 둘러지게 되어 횡단면 방향에서의 보강만 일어나게 되나, 본 발명의 일 실시예와 같이 두 개의 와이어가 철근콘크리트 부재(100)의 옆면 중 두 개의 면에서 X형으로 겹치게 되는 경우에는 두 개의 면에서는 대각선 방향의 힘으로 보강이 가능하고, 나머지 두 개의 면에서는 횡단면 방향의 힘으로 보강이 가능하게 되어 다양한 방향의 힘으로 보강이 가능하게 된다.
이와 같이 와이어가 X형으로 형성되도록 보강하게 되는 경우, 연속하는 두 개의 모서리사이(도 1에 도시된 세로선을 의미)의 한 면에서 하나의 와이어는 아래에서 위로, 다른 하나의 와이어는 위에서 아래로 둘러지게 되어 와이어가 보강되는 대각선 방향 외에도 대각선의 힘이 분해되는 x축 및 y축 방향에 대해서도 보강이 가능하게 된다.
또한, 두 개의 와이어가 X형으로 만나는 한 점이 철근콘크리트 부재(100) 옆면 중 하나의 면 상에 위치하게 되어, 한 점에서 두개의 와이어에 의한 철근콘크리트 부재(100)의 구속이 가능하게 된다.
종래의 철근콘크리트 부재 보강방법은 횡단면 방향으로 보강하여 철근콘크리트 부재(100)의 일정 면적에 대해서만 보강이 가능하기 때문에 보강 면적이 부족하다는 문제점이 있었으나 본 발명의 일 실시예에 따르면 X형으로 겹치는 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)에 의해 다양한 방향의 보강이 가능하며, 이 때, 철근콘크리트 부재(100)의 각 모서리마다 설치되는 한 쌍의 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재가 서로 간격을 넓게 하여 설치되는 경우에는 상기 제1와이어(11)와 제2와이어(12)가 모서리에서 더 멀게 위치하게 되어 상기 X형으로 겹치는 모양이 더욱 커지게 될 수 있다. 즉, 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14)의 간격에 따라 보강하고자 하는 면적을 결정할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 및 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 경우 상기 와이어 결속부재(15) 내에 상, 하로 존재하는 두 개의 통공에 상기 제1와이어(11)의 양단을 각각 관통시키고, 상기 제1와이어(11)의 양단을 마감하는 가공을 한 뒤, 상기 와이어 결속부재(15)의 통공 내에 에폭시를 주입함으로서 와이어가 결속되는 면적을 증가시켜 상기 제1와이어(11)의 양단을 안정적으로 결속시킬 수 있고, 안정적으로 결속된 상기 제1와이어(11)의 양단에 상기 제2와이어(12)를 더 연결함으로써 상기 제1와이어 및 제2와이어가 둘러지는 철근콘크리트 부재(100)에는 X형으로 와이어가 겹치게 될 수 있다.
이 때, 상기 제1와이어의 양단이 관통한 상기 와이어 결속부재(15)의 통공 내에 에폭시를 주입하는 경우, 상기 제1와이어에 더욱 강한 장력이 부여됨으로서 효과적으로 보강할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 6을 참조하여 본 발명의 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 중 보강판을 이용한 보강공법의 일 실시예를 설명한다. 이하에서는 볼팅 체결 방식의 구성을 명료히 설명하고자, 전술한 바와 같은 와이어를 이용한 보강 구성에 대한 설명 및 상세한 설명은 생략하였다. 그러나 이하 상술되는 볼팅 체결 방식의 구성이 전술한 와이어를 이용한 구성에 함께 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 이해될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 있어서, 볼트, 너트 및 커플링 부재가 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재 외표면에 형성된 앵커 수용부 및 앵커를 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 앵커 수용부에 앵커가 매립된 철근콘크리트 부재 및 상기 철근콘크리트 부재 외표면에 형성된 앵커 수용부의 위치와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되고, 보강판 사이를 연결하는 커플링 부재 및 경첩 연결부가 형성된 보강판을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 콘크리트 구조물(20)은 철근콘크리트 부재(100), 보강판(200) 및 이들을 체결하는 앵커(110), 볼트(120), 제1너트(130) 및 보강판(200)사이를 연결하는 커플링부재(203) 및 경첩 연결부(204)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4 내지 6에서는 철근콘크리트 부재(100)를 사각 철근콘크리트 기둥으로 예시로 하여 설명하였다. 그러나 철근콘크리트 부재(100)는 기둥에 한정되지 않고, 원형 등의 다양한 단면 형상의 철근콘크리트 보 또는 슬래브와 같은 다양한 형태의 철근콘크리트 부재를 모두 포함할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 보수 및 보강을 필요로 하는 기둥, 보 또는 슬래브와 같은 철근콘크리트 부재(100)의 외표면에는 앵커(110)를 매립하여 설치하기 위한 앵커 수용부(101)가 형성될 수 있다. 상기 앵커 수용부(101)는 철근콘크리트 부재(100)의 표면에 홈을 파서 형성된다. 그리고 상기 철근콘크리트 부재(100)의 외표면에 형성된 상기 앵커 수용부(101)에는 앵커(110)가 매립된다.
일반적으로 앵커(anchor)는 콘크리트 구조체에 피부착물을 고정시키기 위해 시공되는 장치로, 콘크리트에 구멍을 뚫고 앵커를 설치한 후 콘크리트 외부로 노출되는 부위에 피부착물을 결합하여 너트로 체결시킴으로써 고정이 가능하다.
본 발명의 앵커는 종래에 알려져 있는 사용 가능한 다양한 종류의 앵커, 예를 들어 케미컬 앵커(chemical anchor), 세트 앵커(set anchor), 올 앵커(all anchor), 웨지 앵커(wedge anchor), 프레임 앵커(frame anchor), 슬리브 앵커(sleeve anchor), 스트롱 앵커(strong anchor), 드랍인 앵커(dropin anchor) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 앵커 수용부(101)는 도 4에서와 같이 사각의 철근콘크리트 부재(100) 내에 또는 외표면에 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 예에서는, 상기 철근콘크리트 부재(100)의 일면에 좌우 2개의 앵커 수용부(101)가 형성될 수 있다. 또한 일면에 형성되는 상기 앵커 수용부(101)의 개수는 콘크리트 균열 상태에 따라, 보강 정도에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 즉, 보강하고자 하는 구조물의 표면적이 넓은 경우 앵커 수용부(101)의 개수를 충분히 증가시켜 상기 철근콘크리트 부재(100)에 부착되는 보강판(200)이 안정적으로 부착될 수 있도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 도 6에서와 같이, 사각 기둥의 철근콘크리트 부재(100)의 일면에서 기둥의 상하방향으로 앵커 수용부(101)의 개수를 증가시켜가며 설치할 수 있다.
또한 상기 앵커 수용부(101)는 도 4에서와 같이 철근콘크리트 부재(100)의 사면 모두에 각각 형성될 수 있다. 그러나 보강하고자 하는 콘크리트의 균열 상태 및 형태, 보강 정도에 따라 어느 일면에만 형성될 수 있고, 마주보는 두 면에 형성될 수 있고, 모서리로 이웃한 두 면에 형성될 수 있고, 세 면에 형성될 수도 있다.
종래의 에폭시를 이용한 철판 보강공법은 보강재로 철판을 이용한다는 점에서 보강 효과가 뛰어나지만, 에폭시 주입을 위한 단계가 복잡하고 에폭시가 충분히 주입되지 않은 경우 보강 효과가 현저히 떨어진다는 문제점이 있다. 또한, 보강효과를 향상시키기 위해 보강재 단면의 두께를 향상시키는 경우에는 증가된 보강재의 자중을 버틸 수 있도록 에폭시 주입 두께를 함께 증가시켜야 하기 때문에 에폭시 사용량의 증가 및 보강재가 아닌 접착제층 두께의 증가가 필수적이었다.
또한, 종래에 에폭시를 접착제로 이용하는 보강 공법에서는 구조물과 보강재 사이에 에폭시를 주입해야 하기 때문에 에폭시가 새어나가지 않도록 하는 작업이 필수적이었다. 예를 들면 기둥의 사면 전체에 보강판을 두르고 보강판 둘레를 별도의 씰링 작업으로 밀봉하거나 또는 강판 사이를 용접하여 에폭시가 새어나가지 않도록 하면서도 에폭시 주입을 위한 별도의 주입구들을 설치해야 하는 등 작업 공정이 복잡하며 숙련된 기술을 요구로 하였다.
하지만 본 발명에서는 철근콘크리트 구조물과 보강재인 보강판 사이에 에폭시를 주입하지 않기 때문에 종래에서와 같은 테두리 씰링 작업 및 용접 공정을 거치지 않아 작업의 난도가 낮고 비숙련자 또한 용이하게 시공할 수 있다. 또한, 접착제를 사용하지 않기 때문에 보강재의 두께를 증가시키고자 하는 경우에도 이에 따른 접착제 사용량의 증가를 고려하지 않아도 되므로 필요한 두께의 보강재를 용이하게 선택하여 시공할 수 있다.
이때, 상기 앵커 수용부(101)의 깊이는 보강판(200) 고정을 위해 사용되는 앵커(110) 및 볼트(120)가 유효하게 작용할 수 있는 유효 깊이에 따라 결정되며, 상기 앵커 수용부(101)의 직경 또한 앵커(110) 및 볼트(120)가 유효하게 작용할 수 있는 유효 직경에 따라 결정된다. 상기 앵커(110)는 상기 앵커 수용부(101)에 설치되어 상기 앵커(110)내부에 볼트가 삽입될 수 있도록 볼트의 나사산에 대응되는 암나사산이 형성되어 있다. 상기 앵커(110) 및 볼트(120)의 크기, 길이, 두께 등은 콘크리트의 균열 상태에 따라, 보강 정도에 따라, 그리고 부착하고자 하는 보강판(200)의 크기, 무게 등에 따라 결정된다.
또한, 상기 앵커 수용부(101)의 깊이는 외부의 충격에 대처하기 위해 앵커(110)의 길이보다 깊게 하여 시공될 수 있다.
철근콘크리트 부재(100)에 대한 앵커(110)의 고정력, 부착력 등을 증가시키기 위해 앵커 수용부(101)에 앵커(110)를 매립한 전후, 상기 앵커 수용부(101)와 앵커(110) 사이에 접착제(예를 들어, 에폭시 접착제), 그라우팅재를 추가적으로 주입할 수 있다.
예를 들면, 앵커 수용부(101)을 형성한 후 상기 앵커 수용부(101)에 접착제를 주입한 후 앵커(110)를 설치할 수 있고, 상기 앵커 수용부(101)에 볼트(120)을 체결하기 전 상기 앵커(110) 내부의 암나사산부에 접착제를 주입한 후 볼트(120)를 체결할 수 있다. 즉, 철근콘크리트 부재(100)에 형성된 앵커 수용부(101)과 앵커(110) 사이, 앵커(110)과 볼트(120) 사이에 접착제가 충전될 수 있다.
상기 보강판(200)에는 상기 앵커 수용부(101)의 위치와 대응되는 위치에 관통홀(210)이 형성된다. 상기 관통홀(210)을 통해 볼트(120)를 관통시키고 제1너트(130)를 죄어 철근콘크리트 부재(100)에 상기 보강판(200)을 정착시킨다.
본 발명에서는 콘크리트 구조물과 보강재 사이에 에폭시 접착제를 사용하지 않기 때문에, 에폭시를 주입하기 위해 보강재를 콘크리트 구조물로부터 이격시킬 필요가 없어 보강재와 콘크리트 구조물이 직접적으로 긴밀하게 고정될 수 있다. 또한, 에폭시 접착계면층이 박리되어 보강재가 보강성능을 발휘하기 전에 콘크리트 구조물의 취성 파괴가 일어나는 종래 기술의 문제점을 본 발명의 볼팅 압착방식을 통해 해결할 수 있다.
그러나 이와 같이 볼팅 압착방식을 이용하는 경우, 볼트가 풀리지 않고 구조체에 견고히 고정될 수 있어야 한다. 특히 지진을 포함한 진동 발생시, 그리고 콘크리트의 팽창 및 수축 시에도 콘크리트 구조물(20)에 매립된 앵커(110)가 상기 앵커 수용부(101)로부터 이탈하지 않도록 하며, 보강판(200)과 철근콘크리트 부재(100)를 고정하는 주요 역할부인 볼트(120) 및 제1너트(130)가 풀리지 않도록 해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 기능을 위해 탄성구조체인 스프링을 보강 구조물에 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보강판(200)은 철근콘트리트 단면 둘레의 전체를 에워싸는 보강판(200)일 수도 있고, 철근콘크리트 단면 둘레의 부분을 에워싸는 보강판(200)일 수 있다. 즉, 하나의 보강판(200)으로 철근콘크리트 단면 둘레 전체를 보강할 수도 있고, 여러 개의 보강판(200)으로 철근콘크리트 단면 둘레 부분을 여러 번 보강할 수 있다.
이 때, 제1보강판(200)은 도 4에서 나타난 상기 철근콘크리트 부재(100)의 연속하는 두 변의 사이에서 상기 철근콘트리트 부재(100)의 옆면에 해당하는 단면의 형상에 대응되게 절곡되어 “ㄱ”자형으로 형성될 수 있으며 제2보강판(200)도 상기 철근콘크리트 부재(100)의 나머지 연속하는 두 변의 사이에서 상기 철근콘크리트 부재(100)의 옆면에 해당하는 단면의 형상에 대응되게 절곡되어 “ㄴ”자형으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 철근콘크리트 부재(100)의 연속하는 두 변은 도 4에서 보이는 직사각형의 네 변 중 연속하는 두 변을 의미할 수 있으며, 철근콘크리트 부재(100)이 바닥과 만나는 네 모서리 및 천장과 만나는 네 모서리를 의미할 수 있다. 또한, 상기 철근콘크리트 부재(100)의 옆면에 해당하는 단면은 직육면체의 철근콘크리트를 예로 들 때, 천장 및 바닥과 만나는 면을 제외한 나머지 네 개의 면을 의미할 수 있다.
상기 제1보강판(200)은 하나의 판재를 절곡하여 형성될 수도 있으나 2개의 판을 연결하여 “ㄱ”자형으로 형성할 수도 있고 제2보강판(200)도 하나의 판재를 절곡하여 형성될 수 도 있으나 2개의 판을 연결하여 “ㄴ”자형으로 형성할 수도 있다. 이러한 제1보강판(200) 및 제2보강판(200)은 각각 두 개의 보강판(200)이 연결된 상태로 시공 현장으로 운반될 수도 있고, 시공 현장에서 연결될 수도 있다.
이를 위하여, 상기 제1보강판(200) 사이 및 제2보강판(200)는 각각 상기 절곡된 부분에서 경첩 연결부(204)로 연결될 수 있다. 아래의 사진은 보강판(200)사이를 경첩 연결부(204)로 연결한 일 예로서, 경첩 연결부(204)로 연결된 보강판(200)의 앞면 및 뒷면이다.
상기 경첩 연결부(204)의 경첩은 일반적으로 알려져 있는 경첩, 즉, 스텐 경첩, 스텐 용접용 경첩, 스텐 주물 경첩, 스프링 경첩 중 어느 하나 이상으로 선택될 수 있다. 앞서 나열한 경첩 외에도 일반적으로 사용되는 경첩을 경첩 연결부(204)로 할 수 있음은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 경첩 연결부(204)는 상기 제1보강판(200) 및 제2보강판(200)의 절곡된 각각의 부분 중 일 부분에 형성될 수도 있고, 상기 절곡된 부분의 전체에 형성될 수도 있으며, 하나 또는 두개 이상의 경첩 연결부(204)가 설치될 수 있다.
상기 경첩 연결부(204)가 상기 제1보강판(200) 및 제2보강판(200)의 절곡된 부분에 형성됨으로서 상기 철근콘크리트 부재(100)에 보강이 완료되는 경우, 상기 경첩 연결부(204)는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에 위치하게 될 수 있다.
이 때, 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리는 도 1에서 보이는 철근콘크리트 부재(100)에서 세로로 보이는 직선을 의미하며, 철근콘크리트 부재(100)가 시공된 경우에는 바닥을 기준으로 직교하는 선을 의미한다.
시공 현장에서 상기 보강판(200)을 설치하는 경우 철근콘크리트 부재(100)가 사각 철근콘크리트 기둥인 경우를 예시로 들면, 많게는 네 개의 보강판(200)을 각각 시공하여 4번의 시공과정을 거쳐야 하는 불편함이 있으나, 상기 제1 및 제2보강판을 상기 경첩 연결부(204)에 의해 연결시킨 상태로 시공하는 경우 철근콘크리트 부재(100)의 넓은 면적을 한번에 시공할 수 있어 시공 시간이 단축되고, 시공의 편의성이 증가될 수 있다.
또한, 절곡된 부분에 서 경첩 연결부(204)에 의하여 일체로 연결된 2개의 판으로 형성된 보강판(200)을 이용함으로써 모서리 부분이 연속적으로 완전하게 보강될 수 있어서, 철근콘크리트 부재(100)의 연속되는 옆면이 만나 형성하는 모서리를 빈틈없이 보강할 수 있다.
장방형의 철근 콘크리트 부재(100)의 옆면이 보강될 때, 상기 옆면에 대응되는 단면에 대응되는 보강판(400) 4개를 옆면에 각각 보강하게 되는 경우, 철근 콘크리트 부재(100)의 옆면과 옆면 사이의 모서리 부분은 보강이 완료되지 않고 노출되게 되어 추가적인 보강이 필요하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는, 모서리 부분까지 보강이 되도록 경첩 연결부(204)를 이용하여 보강판(200)에 연속성을 부여하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강판을 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물에서, 커플링 부재(203)는 상기 제1보강판(200) 및 제2보강판(200)이 경첩 연결부(204)에 의해 연결된 경우, 각각의 일단에 체결구(2000)가, 각각의 타단에 피체결구(2200)가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 커플링 부재(203)를 구성하는 체결구(2000) 및 피체결구(2200) 중 상기 체결구(2000)에는 연결구멍(2100)이 형성되고, 상기 피체결구에는 상기 연결구멍(2100)에 대응되는 연결돌기(2300)가 형성되어 상기 연결구멍(2100)과 상기 연결돌기(2300)를 결합시켜 상기 커플링 부재(203)가 체결된다.
이 때, 상기 연결돌기(2300)와 상기 연결구멍(2100)의 결합은 압입 방식 또는 억지끼움방식 등의 결합 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 상술한 결합 방식 외에도 연결 부위를 체결구와 피체결구로 형성하여 결합하는 다양한 결합 방식을 이용할 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 이해될 수 있을 것이다.
상기 커플링 부재(203)는 상기 보강판(200)과 상기 철근콘크리트 부재(100)가 상기 볼트 및 상기 제1너트를 체결하여 고정되는 단계보다 먼저 설치되어 체결될 수도 있고, 후에 설치되어 체결될 수도 있다.
또한, 상기 커플링 부재(203)는 상기 보강판(200)사이에 하나 이상으로 설치될 수 있고, 보강판(200)과 보강판(200)사이의 모든 부분을 연결하도록 설치될 수도 있고, 일 부분을 연결하도록 설치될 수도 있다.
상기 커플링 부재(203)가 상기 보강판(200) 사이에 형성되어 체결됨으로서 상기 철근콘크리트 부재(100)에 보강이 완료되는 경우, 상기 커플링 부재(203)는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에 위치하게 될 수 있다. 상기 보강판(200) 사이에 형성되는 상기 커플링 부재(203)는 전술한 제1보강판(200)과 제2보강판(200) 사이에 형성되어 체결되는 커플링 부재(203)를 포함한다.
전술한 일 실시예에 의한 보강판을 이용한 철근 콘크리트 구조물의 보강공법은 상기 보강판(200)이 상기 철근콘크리트 부재(100)의 4개의 옆면의 둘레 전체를 둘러지는 보강판(즉, 세 개의 절곡된 부분을 갖는 보강판(200))일 수 있으며, 3개의 옆면 둘레를 둘러지는 보강판(즉, 두 개의 절곡된 부분을 갖는 보강판(200))일 수 있으며, 2개의 옆면 둘레를 둘러지는 보강판(즉, 한 개의 절곡된 부분을 갖는 보강판(200))일수도 있고, 절곡된 부분을 갖지 않는 하나의 옆면에 대응되는 형상의 보강판(200)일 수도 있다는 것은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 이 때, 상기 절곡된 부분은 경첩 연결부(204)로 형성될 수 있다.
이 때, 철근콘크리트 부재(100)에 보강되는 보강판(200)과 보강판(200)의 사이에는(예를 들면, 제1보강판과 제2보강판의 사이) 철근콘크리트 부재(100)의 모서리가 위치할 수 있다. 이 때, 철근콘크리트 부재(100)의 모서리는 보강판(200)에 의한 보강이 이루지지 않은 상태이므로 보강의 연속성이 떨어진 상태일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 철근콘크리트 부재(100)의 모서리 부분까지 보강하기 위하여 상기 보강판(200)사이에 상기 커플링 부재(203)를 설치하여 체결함으로써 보강판(200)을 서로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 실시예와 같이 보강판(200)과 보강판(200)사이에 노출될 수 있는 모서리 부분의 노출을 방지할 뿐만 아니라, 하나의 보강판(200)의 일단과 다른 하나의 보강판(200)의 일단이 커플링 부재(203)에 의해 서로 당기는 힘이 작용하게 되어 보강판(200)이 철근콘크리트 부재(200)의 옆면을 구속하는 보강의 효과 또한 극대화 될 수 있다.
즉, 상기 커플링 부재(203)는 상기 보강판(200)사이에 긴장력을 부여하게 되고, 상기 보강판(200)사이의 긴장력 부여에 의해 상기 보강판(200) 철근콘크리트 부재(100)를 구속하는 힘이 더욱 커질 수 있다. 이 때, 상기 커플링 부재(203)는 보강판(200)사이에서 압입 방식 또는 억지끼움방식 등의 비교적 손쉬운 방법에 의해 체결될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따라 보강판을 효과적으로 보강할 수 있다.
또한, 커플링 부재(203)의 체결구(2000)는 상기 보강판(200)에 일부분이 부착되고 상기 체결구(2000)의 다른 일부분은 상기 보강판(200)에 부착된 체결구의 일부분에 포함된 힌지에 의해 연결되어 접혔다 폈다 할 수 있도록 형성될 수 있다. 이 때, 상기 체결구(2000)의 다른 일부분에는 연결구멍(2100)이 형성되어 상기 커플링 부재(203)의 피체결구(2200)에 형성된 연결돌기(2300)와 결합되어 연결될 수 있다. 이 때, 상기 힌지에는 스프링이 형성되어 상기 체결구(2000)가 접혔을 때 다시 쉽게 펴지지 않도록 구성될 수 있으며, 이로 인해 상기 체결구(2000)가 접히면서 상기 피체결구(2200)와 연결되었을 때, 쉽게 연결이 해제되지 않도록 할 수 있다.
이 때, 보강판(200)과 보강판(200)사이를 연결하는 커플링 부재(203)의 개수는 철근콘크리트 부재(100)의 손상정도에 따라 결정될 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 10를 참조하여 본 발명의 보강판을 이용한 철근 콘크리트 구조물의 보강공법 중 스프링을 포함한 보강판을 이용한 실시예들을 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 앵커에 탄성부재가 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 볼트와 너트, 탄성부재 및 너트풀림방지용 너트캡이 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 9는 본 발명의 제4실시예에 의한, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 있어서, 커플링 부재가 설치된 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 구조물에 적용된 모습을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7 내지 10에서는 철근콘크리트 부재(100)를 사각 철근콘크리트 기둥으로 예시로 하여 설명하였다. 그러나 철근콘크리트 부재(100)는 기둥에 한정되지 않고, 원형 등의 다양한 단면 형상의 철근콘크리트 보 또는 슬래브와 같은 다양한 형태의 철근콘크리트 부재를 모두 포함할 수 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 보강판을 이용한 철근 콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 콘크리트 구조물(30)은 철근콘크리트 부재(100), 보강판(200) 및 이들을 체결하는 앵커(110), 볼트(120), 제1너트(130) 및 제1스프링(140), 그리고 보강판(200)사이를 연결하는 커플링 부재(203)와 보강판(200)의 절곡된 부분에 형성되는 경첩 연결부(204)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7에서는 앵커의 일예로서 내부에 암나사산부가 형성되어 있는 앵커를 사용하는 실시예를 나타내었다. 그러므로, 상기 암나사산부에 별도의 볼트, 예를 들어 전산볼트를 체결하여 보강판을 고정할 수 있다. 만일, 앵커에 볼트가 사전 체결되어 있거나 일체로 형성되어 있는 종류의 앵커(예를 들어, 앵커볼트)를 사용하는 경우에는, 앵커와 함께 제공되는 볼트를 이용하여, 혹은 제공되는 볼트를 대체할 수 있는 또 다른 볼트를 이용하여 본 발명의 보강 공법을 수행할 수 있다.
따라서, 사용되는 앵커의 종류에 따라서 앵커볼트와 같이 앵커(110)에 사전에 체결되어 있는 볼트(120)를 이용할 수도 있고, 앵커(110)의 규격에 맞는 별도의 볼트(120), 예를 들어 전산볼트를 이용할 수도 있음은 통상의 기술자에게 이해될 것이다.
이하에서는 명료한 설명을 위해, 앵커(110)가 앵커 수용부(101)에 매립되는 방향을 앵커 또는 볼트의 아래방향(하단, 하부)으로 지칭하고, 상기 앵커(110)와 체결된 볼트(120)가 보강판(200)과 연결되는 방향을 앵커 또는 볼트의 윗방향(상단, 상부)으로 지칭하여 설명하도록 한다.
제1스프링(140)은 앵커(110)의 상부에서 볼트(120) 외주에 설치된다. 상기 제1스프링(140)은 앵커(110)를 매립한 후 또는 앵커(110)에 볼트(120)를 체결한 후 설치될 수 있다. 즉, 보강판(200)을 볼트(120)와 체결하기 전에 제1스프링(140)을 철근콘크리트 부재(100)에 먼저 위치시킨다. 그러고 나서 보강판(200)을 체결하여 상기 제1스프링(140)이 보강판(200)에 맞닿도록 제1너트(130)를 조인다.
상기 제1스프링(140)은 철근콘크리트 부재(100)의 내부에 위치하여 철근콘크리트 부재(100)에 가해지는 진동과 콘크리트의 팽창력 및 수축력을 상기 철근콘크리트 부재(100)에 보강재로서 부착되는 보강판(200)에 효과적으로 전달할 수 있다. 이처럼 제1스프링(140)은 콘크리트 내부에서 보강재에 밀착되어 있어 콘크리트 구조물에 작용하는 힘과 진동을 탄성부재에 흡수함과 동시에 보강재에 전달하게 되고 이로써 보강재에 의한 보강 효과를 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 제1스프링(140)은 철근콘크리트 부재(100) 속에 매립된 앵커(110)가 받는 힘을 분산시킬 수 있다. 철근콘크리트 부재(100)에 매립된 상기 앵커(110) 및 볼트(120)는 콘크리트의 진동, 충격, 팽창, 수축 등으로 인해 지속적으로 힘을 받게 되는데 이로 인해 앵커(110) 및 볼트(120)와 콘크리트 부재(100) 사이의 결합이 헐거워지는 현상이 발생될 수 있다. 이러한 힘을 탄성부재인 상기 제1스프링(140)이 흡수하고 분산시키는 효과가 있다. 그러므로 앵커(110) 및 볼트(120)가 진동 등 외력에 의해 갑작스럽게 풀리거나 파손되어 보강판(200)이 철근콘크리트 부재(100)로부터 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있다.
이러한 효과를 가지는 제1스프링(140)을 설치하기 위해, 철근콘크리트 부재(100)의 외표면에 앵커 수용부(101)를 형성한 후 상기 앵커 수용부(101) 상에 제1스프링 수용부(102)를 추가로 형성할 수 있다. 이때, 상기 제1스프링 수용부(102)의 직경(ds1)은 상기 앵커 수용부(101)의 직경(da)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 그러므로 본 발명의 일 실시예에서는 상기 앵커 수용부(101) 형성시, 앵커(110)의 매입길이(L)와 제1스프링(140)의 길이(l)를 합한 길이만큼 철근콘크리트 부재(100) 외표면에서부터 홈을 파되 이때 직경은 상기 앵커(110)를 수용할 수 있는 크기로 형성하고(da), 제1스프링 수용부(102)의 직경(ds1)을 앵커 수용부(110)의 직경(da)보다 크게 형성하고자 하는 경우 상기 앵커 수용부(110)를 형성한 위치에서 철근콘크리트 부재(100)의 외표면으로부터 제1스프링(140)의 길이(l)만큼, 상기 제1스프링 수용부(102)의 직경(ds1)만큼의 홈을 추가로 형성할 수 있다.
상기 제1스프링(140)의 크기, 즉 직경과 굵기, 길이는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
또한, 제1스프링(140) 내부에 볼트(120)를 관통시켜 설치하기 때문에 볼트(120)는 제1스프링(140)이 휘거나 구부러지는 것을 방지하는 가이드로서 역할을 하게 된다.
그리고 상기 제1스프링 수용부(102)에는 제1스프링 보호부(170)가 추가될 수 있다. 제1스프링 보호부(170)는 제1스프링(140)에 콘크리트 조각과 같은 이물질이 끼는 것을 방지하기 위한 것으로, 제1스프링 수용부(102)의 직경에 맞춰 설치되는 원통형의 부재이거나 또는 콘크리트에 사용되는 도료를 도포한 도막층일 수 있다.
상기 볼트(120)에 상기 제1스프링(140)의 내경을 관통시켜 설치하고 이어서 상기 볼트(120)로 보강판(200)의 관통홀(210)을 관통시켜 상기 보강판(200)을 상기 철근콘크리트 부재(100)에 정착시킨다. 하나의 보강판(200)에 형성된 관통홀이 다수인 경우 상기 다수의 관통홀이 각각에 대응되는 볼트와 체결되도록 보강판을 위치시킨다.
상기 보강판(200)은 일반적인 철판보강 공법에서 사용되는 철판, 강판일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 형강(H형, L형 등), FRP 보강판(예를 들어, 탄소섬유판, 아라미드섬유판, 유리섬유판) 등과 같이 콘크리트 구조물의 보수 및 보강을 위해 콘크리트에 부착될 수 있는 강재를 포함할 수 있다. 또한 상기 보강재의 자중, 크기, 두께 등은 콘크리트 구조물의 손상 정도에 따라, 그리고 그에 대한 보강 정도의 따라 결정될 수 있다.
그러므로 상기 보강판(200)은 보강 정도에 따라 하나의 단일층으로 형성될 수도 있고, 하나 이상의 다층구조로 형성될 수도 있다. 필요로 하는 경우, 기능성 섬유 또는 플라스틱 시트(예를 들어, 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 등)를 함께 적층한 구조로 형성될 수도 있다.
상기 철근콘크리트 부재(100) 외표면에 위치된 상기 보강판(200)이 단단히 체결될 수 있도록 제1너트(130)를 상기 볼트(120)에 체결하고, 상기 제1너트(130)를 조인다.
상기 제1너트(130)와 상기 보강판(200) 사이에는 너트가 풀리지 않도록 하기 위한 와셔(washer)(미도시)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 평와셔, 스프링 와셔, 고무 와셔 등과 같은 와셔가 사용될 수 있다.
일반적으로 볼트와 너트를 이용한 체결방식에서는, 재료의 항복현상으로 인해 탄성이 없어져버리거나, 또는 체결 구조물 및 부품의 진동으로 인해 공간이 발생하여 볼트와 너트 간의 마찰력이 감소되어 풀림이 발생할 가능성이 있다. 이러한 풀림 현상으로 인해 사고가 발생하는 것을 방지하기 위하여 종래 기술에서는 접착제를 주입하여 볼트와 너트를 고정시키는 방법이 이용되고 있으나 유지보수를 위해 너트를 해체해야 하는 경우에는 너트를 파괴해야만 한다는 문제점이 있다.
도 7은 도 4 내지 6에서 상술한 구성에 제1스프링(140)이 추가되는 실시예에 관한 것으로, 도 4 내지 6에 동일하게 적용되는 구성 및 방법 등에 관한 설명은 생략하기로 한다. 마찬가지로 도 4 내지 6의 보강 방법 및 구성이 콘크리트 구조물에 적용되는 방식은 도 7 내지 10에 동일한 도면부호로 나타낸 구성에 대해 도 9의 분해 사시도와 유사한 방식으로 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강 공법 및 구조물은 상기 제1너트(130) 상부에 제2스프링(150)과 제2너트(160)를 추가로 설치하여 시공이 편리하면서도 풀림 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 실시예의 구성은 도 8 및 9를 참조하여 이하에서 상술한다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 보강판을 이용한 철근 콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 콘크리트 구조물(30)은 철근콘크리트 부재(100), 보강판(200) 및 이들을 체결하는 앵커(110), 볼트(120), 제1너트(130) 및 제1스프링(140), 그리고 보강판(200)사이를 연결하는 커플링 부재(203)와 보강판(200)의 절곡된 부분에 형성되는 경첩 연결부(204), 그리고 제2스프링(150), 제2너트(160) 및 너트캡(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 9는 도 8의 구성이 구조물에 적용되는 방식을 예시적으로 보여주는 분해 사시도로서, 도 8에서 상술한 철근콘크리트 부재(100), 보강판(200) 및 이들을 체결하는 앵커(110), 볼트(120), 제1너트(130) 및 보강판(200)사이를 연결하는 커플링 부재(203), 경첩 연결부(204) 및 제1스프링(140) 및 제2스프링(150), 제2너트(160) 및 너트캡(300)을 포함한 실시예의 보강 공법은 도 9에서와 같이 구조물에 적용될 수 있다.
도 8은 도 7에서 상술한 구성에 제2스프링(150), 제2너트(160) 및 너트캡(300) 등이 추가되는 실시예에 관한 것으로, 도 7과 도 8에 동일하게 적용되는 구성 및 방법 등에 관한 설명은 생략하기로 한다. 마찬가지로 도 7의 보강 방법 및 구성이 콘크리트 구조물에 적용되는 방식은 도 7 내지 9에 동일한 도면부호로 나타낸 구성에 대해 도 9의 분해 사시도와 유사한 방식으로 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
상기 볼트(120)에 제1너트(130)를 체결하고, 상기 제1너트(130) 상부로 돌출되는 상기 볼트(120)에 제2스프링(150) 및 제2너트(160)를 순서대로 위치시킨다. 이때 상기 제1스프링(140)에서와 마찬가지로, 상기 제2스프링(150) 내부에 볼트(120)를 관통시켜 설치하기 때문에 볼트(120)는 제2스프링(150)이 휘거나 구부러지는 것을 방지하는 가이드로서 역할을 하게 된다.
상기 제2스프링(150)은 제1너트(130)와 제2너트(160) 사이에 위치하여 상기 제2스프링(150)의 일단은 상기 제1너트(130)와 맞닿고, 상기 제2스프링(150)의 타단은 상기 제2너트(160)와 맞닿는 형상으로 위치된다. 상기 제1너트(130)와 제2너트(160)에는 제1고정홈(131)과 제2고정홈(161)이 각각 형성되어 있어, 상기 고정홈(131, 161)에 제2스프링(150)의 양단부가 각각 안착되는 형상으로 위치된다.
본 발명의 일 예에서는, 제1너트(130)가 풀리는 방향으로 회전하면 상기 제1너트(130)의 제1고정홈(131)에 일단이 위치한 제2스프링(150)은 벌어지는 방향으로 같이 회전하도록, 즉 제2스프링(150)이 이완되도록 설치될 수 있다. 따라서 제1너트(130)가 풀리는 방향으로 작용하는 풀림 에너지에 의해 상기 제1너트(130)와 맞닿아 있는 일단, 즉 제2스프링(150)의 하단부가 상기 제2스프링(150)이 벌어지는 방향으로 회전하려고 하면, 제2너트(160)의 제2고정홈(161)과 맞닿아 있는 타단, 즉 상기 제2스프링(150)의 상단부는 제2너트(160)와 제2스프링(150) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 제2너트(160)의 회전이 방지됨에 따라, 상기 풀림 에너지는 상기 벌어지는 방향으로 회전하려던 또는 일부 회전한 상기 제2스프링(150)의 복원력에 의해 다시 제2스프링(150)을 따라 제2스프링(150)이 오므라지는 방향으로 전달되어 제1너트(130)의 풀림을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 제2스프링(150)은 제1너트(130)의 상부에서 제1너트(130)를 가압하여 진동 등에 의해 제1너트(130)가 풀리는 것을 방지한다. 또한 상기 제2스프링(150)은 보강판(200), 볼트(120) 및 너트(130, 160)를 통해 전달되는 진동을 탄성 부재에 흡수함과 동시에 제1너트(130) 상부에서 가압하기 때문에 제1너트(130)를 단독으로 사용할 때 보다 마찰력이 증가되어 제1너트(130) 회전을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 볼트(120), 제1 및 제2너트(130, 160)가 회전하는 것을 방지하고 물리적으로 고정시키기 위해 너트캡(300)을 추가로 설치할 수 있다. 상기 너트캡(300) 내부에는 제1 및 제2너트(130, 160), 제2스프링(150) 그리고 볼트(120)를 수용할 수 있도록 형성된다.
상기 너트캡(300)은 또한 외부 환경으로부터 습기, 먼지 등을 차단하여 상기 볼트(120), 제1 및 제2너트(130, 160), 그리고 제2스프링(150)이 녹스는 걸 방지할 수 있다. 이처럼 볼트(120), 너트(130, 160) 및 제2스프링(150)의 수명연장효과를 극대화 할 수도 있다.
본 발명의 보강공법 및 보강 구조물에 따르면, 용접, 접착제 사용 등이 최소화되어 있어 보강 이후에도 보강 구조물에 대한 유지 및 보수가 용이하다. 즉, 보강판(200) 사이가 용접되어 있거나 보강판(200)과 콘크리트 부재(100) 사이가 에폭시로 접착되어 있지 않아, 필요에 따라 언제든지 너트캡(300)을 보강 구조물로부터 분리하여 상기 제1 및 제2 스프링(140, 150), 제1 및 제2 너트(130, 160), 볼트(120), 보강판(200) 등의 보강 구조체 중 문제가 발생한 일부 부재만을 보수, 교체할 수 있어 유지 관리비용 또한 절감할 수 있다.
특히, 볼트 및 너트는 지진과 같은 진동에 의해서만이 아니라 주변의 온도 변화에 의해서도 팽창 또는 수축하여 나사 풀림 현상이 발생될 수도 있다. 그러나 본 발명의 보강공법 및 보강 구조물에 따르면 유지 및 보수가 용이하므로 보강 구조체 전체를 해체하지 않고도 볼트 및 너트의 재조임이 가능하다.
도 10은 상기 다양한 실시예 중에서 커플링 부재(203), 경첩 연결부(204)를 포함하는 경우 철근콘크리트 부재(100)에 보강판(200)(이하, 절곡된 부분에 경첩 연결부(204)를 갖는 보강판(200)을 포함한다)의 보강이 완료된 경우 상기 커플링 부재(203)의 체결구(2000) 및 피체결구(2200)가 체결된 실시예를 보여주기 위한 도면이다.
이하에서는 도 11 내지 13을 참조하여 본 발명의 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 중 제1와이어, 제2와이어 및 보강판을 이용한 보강공법의 일 실시예를 설명한다.
도 11은 본 발명의 제5실시예에 의한, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재의 외표면에 형성된 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 및 제2와이어를 수용하기 위한 돌출삽입부가 형성된 보강판을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12는 본 발명의 제5실시예에 의한, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 제1와이어 및 제2와이어가 설치된 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판이 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면이고, 도 13은 본 발명의 제5실시예에 의한, 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 제1와이어 및 제2와이어가 설치된 철근콘크리트 부재의 외표면에 볼팅방식에 의해 보강판에 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11 내지 13에서는 철근콘크리트 부재(100)를 사각 철근콘크리트 기둥으로 예시로 하여 설명하였다. 그러나 철근콘크리트 부재(100)는 기둥에 한정되지 않고, 원형 등의 다양한 단면 형상의 철근콘크리트 보 또는 슬래브와 같은 다양한 형태의 철근콘크리트 부재를 모두 포함할 수 있다.
도 11에 나타난 바와 같이, 본 발명의 와이어 및 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 콘크리트 구조물(50)은 철근콘크리트 부재(100), 보강판(200), 제1와이어(11), 제1와이어의 양단을 결속하는 와이어 결속부재(15), 제2와이어(12), 상기 제1와이어와 상기 제2와이어의 양단 사이를 연결하는 와이어 연결부재(16), 상기 제1와이어 및 제2와이어를 보호하는 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14), 상기 보강판(200)사이를 연결하는 커플링 부재(203) 및 보강판(200)의 절곡된 부분에 형성되는 경첩 연결부(204)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 11은 도 1 내지 도 3에서 상술한 구성에 보강판(200), 상기 제1와이어 및 제2와이어를 수용할 수 있는 돌출삽입부(201), 상기 제1와이어 및 제2와이어가 연결된 부분을 관찰할 수 있는 관찰부(202), 상기 보강판 사이를 연결하는 커플링 부재(203) 및 보강판(200)의 절곡된 부분에 형성되는 경첩 연결부(204)가 추가되는 실시예에 관한 것으로, 도 1 내지 도 3에 동일하게 적용되는 구성 및 방법 등에 관한 설명은 생략 하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 철근콘크리트 부재(100)를 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)로 보강한 철근콘크리트 구조물에 있어서, 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 설치된 상기 철근콘크리트 부재(100)를 보강판(200)으로 덮는다. 이때 상기 보강판(200)은 전술한 부재가 보강된 철근콘크리트 부재(100)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)를 수용할 수 있는 공간을 포함하도록 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)가 위치하는 부분과 대응되는 위치에 돌출삽입부(201)가 형성될 수 있다.
상기 돌출삽입부(201)에 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)가 위치됨으로써, 보강판(200)과 철근콘크리트 부재(100)사이의 밀착과 보강판(200)과 와이어(11) 및 와이어 보호부재(12)와의 밀착이 효과적으로 동시에 이뤄질 수 있다.
또한 상기 돌출삽입부(201)에는 추가적으로 관찰부(202)가 형성될 수 있다. 상기 관찰부(202)는 돌출삽입부(201)에 형성된 관통구멍이나 돌출삽입부 내에 광투과성이 높은 고강도플라스틱 등으로 제작되어 상기 보강판 내부를 관찰할 수 있도록 한 부분으로, 상기 관찰부(202)를 통해 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)의 상태 및 체결 상태, 보다 바람직하게는 와이어 연결부재(16)에서의 체결 상태를 육안으로 관찰할 수 있다. 종래의 강판 보강공법에서는 철근콘크리트 부재(100)에 설치된 보강 구조물에 변형, 이탈, 박리 등이 발생하더라도 내부 구조를 육안으로 확인할 수 없어 보강 구조물의 상태를 파악하기 어렵고, 상태를 확인하기 위해서는 보강 구조물, 예를 들어 보강판(200)의 일부 또는 전부를 제거해야만 하는 문제점이 있었다. 또한 종래의 보강공법에서는 철근콘크리트 부재(100)와 보강판(200)의 접착, 부착 정도에 의해 보강 성능이 결정되기 때문에 보강판(200)에 별도의 관통구멍을 형성하는 것은 어려웠다.
그러나 본 발명에서는 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)를 이용하여 철근콘크리트 부재(100)를 보강하고 있고, 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)를 수용하기 위한 돌출삽입부(201)의 보강성능은 보완적인 것이기에 상기 돌출삽입부(201) 상에 관찰부(202)를 형성해도 보강 성능에 큰 저하를 일으키지 않으면서 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)의 체결 상태, 변형 등을 육안으로 확인할 수 있게 된다.
그러므로, 도 11 내지 13에서는 상기 관찰부(202)가 와이어 연결부재(16)가 위치하는 철근콘크리트 부재(100)의 일면에 결합되는 보강판(200) 상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 관찰부(202)는 그 형태, 크기, 개수, 위치 등이 도시된 바에 제한되지 않고 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다는 것이 통상의 기술자에게 이해될 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 보강판(200)은 상기 제1보강판(200) 및 제2보강판(200)을 포함하며, 제1보강판(200)은 도 4에서 나타난 상기 철근콘크리트 부재(100)의 연속하는 두 변의 사이에서 상기 철근콘트리트 부재(100)의 옆면에 해당하는 단면의 형상에 대응되게 절곡되어 “ㄱ”자형으로 형성될 수 있으며 제2보강판(200)도 상기 철근콘크리트 부재(100)의 나머지 연속하는 두 변의 사이에서 상기 철근콘크리트 부재(100)의 옆면에 해당하는 단면의 형상에 대응되게 절곡되어 “ㄴ”자형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 13과 같이 상기 보강판(200)은 상기 보강판(200)과 대응되는 철근콘크리트 부재(100)와 볼팅 방식으로 체결되어 보강판(200)과 철근콘크리트 부재(100), 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)가 일체화되도록 할 수 있다. 즉, 전술된 다양한 볼팅, 와이어 압착방식은 하나의 보강 공법 및 구조물로서 적용될 수 있는 것인 바, 이를 도 13에 도시하였다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예들의 조합 중에서, 도 1 내지 3의 와이어 압착 방식과 도 8 내지 9의 볼팅 압착 방식을 함께 적용한 것으로, 각 실시예에 대하여 전술된 상세한 설명과 도 13의 상세한 분해 사시도를 참고로 하면 본 실시예의 구성 및 보강 방법은 통상의 기술자에게 충분히 이해될 것이다.
철근콘크리트 부재(100)에 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 둘러지는 부분과 대응되는 보강판(200)의 위치에는 돌출삽입부(201)가 형성되고, 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 둘러지지 않는 상기 철근콘크리트 부재(100)에는 앵커 삽입부(101)가 형성되고 이와 대응되는 상기 보강판(200)의 위치에는 관통홀(210)이 형성되어 이를 통해 볼팅 압착이 이루어짐으로써 상기 보강판(200)이 철근콘크리트 부재(100)에 정착된다.
이때, 상기 보강판(200) 각각은 상기 철근콘크리트 부재(100)의 각 외주면에서 볼트 체결방식을 이용하여 부착되기 때문에, 보강판(200)과 철근콘크리트 부재(100) 사이를 부착하기 위해 과량의 에폭시 접착제를 이용하거나, 모서리에서 보강판(200)과 보강판(200) 사이를 면용접하지 않아도 된다.
이때, 전술한 볼팅 방식에 의한 보강판 보강 시 장방형의 철근 콘크리트 부재(100)의 옆면이 보강될 때, 옆면에 대응되는 4개의 보강판을 각각 보강하게 되어 철근 콘크리트 부재(100)의 옆면과 옆면 사이의 모서리 부분은 보강이 완료되지 않고 노출되게 되어 추가적인 보강이 필요하게 된다. 즉, 모서리 부분을 포함하여 연속성 있게 보강판(100)을 보강함으로서 철근콘크리트 부재(100)의 둘레를 빈틈없이 보강할 필요성이 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는, 모서리 부분까지 보강이 되도록 모서리 부분에 대응되는 부분이 절곡된 보강판(200)을 이용하고, 절곡되는 부분에 경첩연결부를 포함하여 형성하므로써 보강판(200)이 연속성을 가지며 보강될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 시공 현장에서 상기 보강판(200)을 설치하는 경우 철근콘크리트 부재(100)가 사각 철근콘크리트 기둥인 경우를 예시로 들면, 많게는 네 개의 보강판(200)을 각각 시공하여 4번의 시공과정을 거쳐야 하는 불편함이 있으나, 상기 제1보강판 및 제2보강판을 시공하는 경우 철근콘크리트 부재(100)의 넓은 면적을 한번에 시공할 수 있어 시공 시간이 단축되고, 시공의 편의성이 증가될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 절곡된 부분에서 경첩 연결부(204)가 형성된 보강판(200)을 이용함으로써 모서리 부분이 연속적으로 완전하게 보강될 수 있어서, 철근콘크리트 부재(100)의 연속되는 옆면이 만나 형성하는 모서리를 빈틈없이 보강할 수 있다.
이 때, 단순히 절곡된 보강판을 이용하는 경우에는 ㄱ자형으로 형성되어 있어 부재가 시공 현장의 많은 면적을 차지하게 되는 불편함이 있을 수 있으나, 상기 절곡된 부분이 경첩 연결부(204)로 형성됨으로서 접어서 보관이 가능하다. 또한, 상기 절곡된 부분에 형성되는 경첩 연결부(204)에 의해 제1보강판 및 제2보강판 사이에 당기는 힘이 작용하게 되어 긴장력이 부여될 수 있다.
종래의 기술에서는 콘크리트 기둥과 같이 각 면에서 강판을 부착해야 하는 경우, 기둥과 강판을 볼트 체결하지 않고 기둥의 모서리에서 강판과 강판 사이를 별도로 용접하는 공법을 이용하고 있다. 강판과 강판 사이를 면용접 하는 것은 상당 시간이 소요될 뿐만 아니라 작업 인부의 숙련도에 따른 용접부의 품질변화도 매우 크다는 단점이 있다. 특히 철판 보강의 경우, 보강성능 향상을 위해 일반 용접이 아닌 강도가 높은 CO2 용접을 진행하게 되는데 이러한 CO2 가스 용접은 아크 용접에 비해 일정한 용접율과 높은 인장강도를 갖고 있으나, 숙련된 기술을 요구하므로 시공 비용과 시간이 증가된다는 점이 큰 단점이다.
그러나, 본 발명에서는 콘크리트 기둥과 보강판을 볼팅 압착 방식을 이용하고, 두 개 이상의 보강판이 경첩 연결부에 의해 연결된 상태 및, 커플링 부재가 설치된 상태로 시공하기 때문에 시공편의성이 향상될 뿐만 아니라, 작업 숙련도에 따른 품질 변동폭도 작아 일정 수준 이상의 강도를 기대할 수 있다.
전술한 일 실시예에 의한 와이어 및 보강판을 이용한 철근 콘크리트 구조물의 보강공법은 상기 보강판(200)이 상기 철근콘크리트 부재(100)의 4개의 옆면의 둘레 전체를 둘러지는 보강판(즉, 세 개의 절곡된 부분을 갖는 보강판(200))일 수 있으며, 3개의 옆면 둘레를 둘러지는 보강판(즉, 두 개의 절곡된 부분을 갖는 보강판(200))일 수 있으며, 2개의 옆면 둘레를 둘러지는 보강판(즉, 한 개의 절곡된 부분을 갖는 보강판(200))일수도 있고, 절곡된 부분을 갖지 않는 하나의 옆면에 대응되는 형상의 보강판(200)일 수도 있다는 것은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 이 때, 상기 절곡된 부분은 경첩 연결부(204)로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 14를 참조하여 본 발명의 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법의 일 실시예를 설명한다.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 의한, 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강판이 설치된 후 제1와이어 및 제2와이어가 설치되는 모습을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 14에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 콘크리트 구조물(60)은 철근콘크리트 부재(100)를 보강하는 보강판(200)과 상기 철근콘크리트 부재(100)에 보강된 보강판(200)의 외표면에 설치되는 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15), 및 와이어 연결부재(16), 그리고 전술한 부재가 외부에 노출되지 않도록 이들과 대응되는 돌출 삽입부 형상으로 형성된 와이어 커버(205)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 14에서는 철근콘크리트 부재(100)를 사각 철근콘크리트 기둥으로 예시로 하여 설명하였다. 그러나 철근콘크리트 부재(100)는 기둥에 한정되지 않고, 원형 등의 다양한 단면 형상의 철근콘크리트 보 또는 슬래브와 같은 다양한 형태의 철근콘크리트 부재를 모두 포함할 수 있다.
도 14는 도 1 내지 3에서 상술한 구성에 보강판(200), 커플링 부재(203), 경첩 연결부(204), 와이어 커버(205) 등이 추가되는 실시예에 관한 것이고, 도 11 내지 13에서 상술한 구성에서 돌출삽입부(201)는 불포함 하고, 와이어 커버(205)는 더 포함하는 실시예에 관한 것이므로 도 1 내지 3 및 도 11 내지 13에서 동일하게 적용되는 구성 및 방법 등에 관한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 철근콘크리트 부재(100)에 상기 보강판(200)이 먼저 보강된 후에, 상기 보강판(200)의 외표면에 상기 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)가 설치될 수 있다.
본 발명의 도 11 내지 13에서의 일 실시예의 경우, 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)를 보강한 뒤 보강판(200)을 보강하게 되는 경우 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)에 대응되는 보강판의 부분이 돌출삽입부로 형성되어 해당 부분에 대하여 철근콘크리트 부재(100)가 보강판에 의한 보강을 받을 수 없게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법을 구조물에 적용한 경우는 철근콘크리트 부재(100)의 모든 외표면이 보강판에 의하여 보강되고, 추가적으로 제1와이어 및 제2와이어에 의한 보강이 이루어짐으로써 본 발명의 일 실시예에서 보강의 면적을 더 넓힌 실시예로 볼 수 있다.
이 때, 상기 보강판(200)은 에폭시에 의해 상기 철근콘크리트 부재(100)에 부착될 수도 있고, 볼팅 방식에 의하여 부착될 수도 있음은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
또한, 상기 보강판(200)의 외표면에 상기 제1와이어 및 제2와이어가 외부에 노출됨으로서 마찰 등에 의하여 손상될 위험이 있으므로, 이를 보호하기 위한 와이어 커버(205)가 보강판(200) 외표면에 상기 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)에 대응되는 돌출 삽입부 형상으로 설치될 수 있다.
이 때, 상기 와이어 커버(205)는 와이어 커버(205)를 열고 닫음으로써 상기 제1와이어(11), 제2와이어(12), 제1와이어 보호부재(13), 제2와이어 보호부재(14), 와이어 결속부재(15) 및 와이어 연결부재(16)의 손상여부를 확인할 수 있도록 상단 부분에 경첩이 형성될 수 있다.
이 때, 상기 와이어 커버(205)에는 추가적으로 관찰부(202)가 형성될 수 있다. 상기 관찰부(202)는 와이어 커버(205)에 형성된 관통구멍이나 와이어 커버(205)내에 광투과성이 높은 고강도플라스틱 등으로 제작되어 상기 와이어 커버(205)내에 위치하는 전술한 부재를 관찰할 수 있도록 한 부분으로, 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)의 상태 및 체결상태, 보다 바람직하게는 와이어 연결부재(16)에서의 체결상태를 육안으로 관찰할 수 있다. 종래의 강판 보강공법에서는 철근콘크리트 부재(100)에 설치된 보강 구조물에 변형, 이탈, 박리 등이 발생하더라도 내부 구조를 육안으로 확인할 수 없어 보강 구조물의 상태를 파악하기 어렵고, 상태를 확인하기 위해서는 보강 구조물, 예를 들어 보강판(200)의 일부 또는 전부를 제거해야만 하는 문제점이 있었다. 또한 종래의 보강공법에서는 철근콘크리트 부재(100)와 보강판(200)의 접착, 부착 정도에 의해 보강 성능이 결정되기 때문에 보강판(200)에 별도의 관통구멍을 형성하는 것은 어려웠다.
그러나 본 발명에서는 보강판(200)이 보강된 후 별도로 와이어에 의한 보강이 이루어지므로 와이어 커버(205)에 별도의 관찰부(202)를 형성하더라도 보강 성능에 저하를 일으키지 않으면서 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)의 체결 상태, 변형 등을 육안으로 확인할 수 있게 된다.
그러므로, 도 14에서는 상기 관찰부(202)가 와이어 연결부재(16)가 위치하는 보강판(200)의 일면에 결합되는 와이어 커버(205)상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 관찰부(205)는 그 형태, 크기, 개수, 위치 등이 도시된 바에 제한되지 않고 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다는 것이 통상의 기술자에게 이해될 것이다.
이하에서는 도 15를 참조하여 본 발명의 와이어를 이용한 철근 콘크리트 구조물의 보강공법의 일 실시예를 설명한다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 의한, 와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법 및 보강 구조물에 있어서, 와이어 체결부재, 고리 및 삽입부재에 의해 제1와이어가 설치된 모습을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 15에서 나타낸 바와 같이, 이처럼 본 발명에 따른 보수 및 보강을 필요로 하는 기둥, 보 또는 슬래브와 같은 철근콘크리트 부재(100)의 외표면에는 제1와이어(11), 상기 제1와이어(11)가 콘크리트 부재(100)의 모서리에서 마모되는 것을 방지하기 위한 제1와이어 보호부재(13), 상기 제1와이어의 양단이 체결되는 와이어 체결부재(17), 상기 제1와이어(11)의 일단과 상기 와이어 체결부재(17)를 연결하는 고리(18), 상기 제1와이어(11)의 타단과 상기 와이어 체결부재(17)를 연결하는 삽입부재(19)가 설치될 수 있다.
도 15에서는 철근콘크리트 부재(100)를 사각 철근콘크리트 기둥으로 예시로 하여 설명하였다. 그러나 철근콘크리트 부재(100)는 기둥에 한정되지 않고, 원형 등의 다양한 단면 형상의 철근콘크리트 보 또는 슬래브와 같은 다양한 형태의 철근콘크리트 부재를 모두 포함할 수 있다.
도 15는 도 1에서 상술한 구성 중 철근콘크리트 부재(100), 제1와이어(11) 및 제1와이어 보호부재(13)의 구성이 공통적으로 존재하고 있으므로, 이와 같이 도 1에 동일하게 적용되는 구성 및 방법 등에 관한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1와이어(11)는 상기 철근콘크리트 부재(100)를 둘러싸고 상기 철근콘크리트 부재(100)의 4개의 모서리 중 하나의 모서리에서 양단이 체결되는 방식으로 철근콘크리트 부재(100)에 보강될 수 있다. 아래 사진은 제1와이어, 제1와이어 보호부재(13), 와이어 체결부재(17), 고리(18) 및 삽입부재(19)의 체결방식을 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 적용된 예시적인 사진이다.
상기 제1와이어 보호부재(13)는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 네 개의 모서리 중 세 개의 모서리에 각각 설치되고, 상기 철근콘크리트 부재(100)의 둘레를 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 상기 제1와이어(11)는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 세 개의 모서리에 설치된 상기 제1와이어 보호부재(13)의 양 말단을 관통한다.
상기 와이어 체결부재(17)은 상기 철근콘크리트 부재(100)의 네 개의 모서리 중 상기 제1와이어 보호부재(13)이 설치되지 않은 나머지 하나의 모서리에 설치될 수 있다. 이 때, 상기 제1와이어 보호부재(13)의 양 말단을 관통한 상기 제1와이어(11)의 양단은 상기 와이어 체결부재(17)에서 체결된다.
상기 제1와이어(11)의 양단은 일반적으로 알려져 있는 와이어 로프의 단말가공방식 즉, 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 와이어 체결부재(17)의 일단에는 상기 제1와이어(11)의 일단이 체결될 수 있도록 고리(18)가 형성되어 있으며, 상기 고리(18)는 상기 와이어 체결부재(17)에 고정된 상태로 설치되고, 상기 와이어 체결부재(17)의 타단에는 상기 제1와이어(11)의 타단이 체결될 수 있도록 삽입부재(19)가 설치될 수 있다.
상기 삽입부재(19)는 일단은 고리로 형성되어 있고, 타단은 상기 와이어 체결부재(17)에 형성된 암나사산과 대응된 나사산이 형성된 볼트로서 상기 와이어 체결부재(17)에 삽입 및 제거가 가능하도록 형성되어 있으며, 상기 제1와이어(11)의 타단은 상기 삽입부재(19)에 형성된 고리에 체결될 수 있다. 이 때, 상기 삽입부재(19)가 상기 와이어 체결부재(17)에 체결된 경우 상기 삽입부재(19)의 볼트가 고정되도록 상기 삽입부재(19)를 관통한 볼트의 말단에 너트를 삽입하는 것은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
또한, 상기 와이어 체결부재(17)의 고리(18) 및 삽입부재(19)와 그 양단이 체결되는 제1와이어는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 등 와이어말단을 고리와 연결하는데 일반적으로 사용할 것이라고 통상의 기술자가 쉽게 예측할 수 있는 부재가 이용될 수 있을 것이다
와이어를 콘크리트 부재에 보강하는 공법에서는 와이어가 콘크리트 부재의 모서리 부분에서 마모될 수 있는 문제점이 있어, 이에 대한 해결 방안으로 본 발명의 일 실시예에서는 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14)를 철근콘크리트 부재(100)의 네 개의 모서리에 설치하였다. 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14)는 각각의 양 말단을 와이어가 관통하게 되므로 내부에 L형으로 형성된 통공이 형성되어 있고, 와이어 체결부재(17)는 L형으로 형성된 부재의 한쪽 말단에만 암나사산이 형성된 통공이 일직선으로 형성되어 있는 형태일 수 있다. 즉, 상기 제1와이어 보호부재(13) 및 제2와이어 보호부재(14)는 상기 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)를 관통시켜 보호하고, 상기 와이어 체결부재(17)는 상기 제1와이어(11)의 양단을 관통시키지 않고 상기 와이어 체결부재(17)에 설치된 고리(18) 및 삽입부재(19)에 의해 체결되도록 할 수 있다.
종래에는 제1와이어(11)가 철근콘크리트 부재(100)에 둘러지며 보강되는 부분 중 일 부분은 제1와이어의 양단을 연결하는 부재로 형성되어야 하므로 철근콘크리트 부재(100)의 한 옆면에서 제1와이어에 의한 보강의 연속성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 의한 구조물은 철근콘크리트 부재(100)의 네 개의 모서리 중 하나의 모서리에는 와이어 체결부재(17)를 설치함으로서 상기 제1와이어 보호부재(13)의 설치 개수를 줄이고, 상기 제1와이어(11)의 양단을 연결하는 부재 즉, 와이어 체결부재(17)로 대체함으로서 철근콘크리트 부재(100)의 각 옆면에서의 제1와이어(11) 보강의 연속성을 보장할 수 있게 되었다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강판을 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강방법, 즉 보강판(100), 경첩 연결부(204), 커플링 부재(205) 또는 볼팅방식에 의한 보강은 본 발명의 와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보강공법에 대해서도 적용될 수 있음은 통상의 기술자에게 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
즉, 상기 제1와이어 보호부재(13)은 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에서 상기 제1와이어(11)가 마모되는 것을 방지하기 위하여 설치된 부재이고, 상기 와이어 체결부재(17)은 상기 제1와이어(11)의 양단을 체결하기 위하여 설치된 부재이다.
상기 와이어 체결부재(17)는 상기 철근콘크리트 부재(100)의 모서리에 위치할 수 있도록 ㄱ자로 형성될 수 있으나, 상기 철근콘크리트 부재(100)의 옆면에 위치할 수 있도록 일자로 형성될 수 있다. 이 경우 제1와이어(11)가 철근콘크리트 부재(100)에 보강될 때, 연속성이 중요시되는 부분, 즉 손상 및 노후화가 진행된 곳이 어느 부분 인지에 따라 전술한 모양 중 어느 하나의 모양으로 선택될 수 있다.
상기 와이어 체결부재(17)에 상기 제1와이어(11)가 체결된 경우, 경우에 따라 와이어를 더 긴장시키거나 느슨하게 하기 위하여 상기 삽입부재(19)를 더 조이거나 더 풀 수 있다. 이 경우 상기 삽입부재(19)를 고정하기 위하여 상기 삽입부재(19)의 타단의 나사산이 형성된 볼트에 너트를 설치할 수 있다. 이 때, 상기 너트는 상기 삽입부재(19)가 상기 와이어 체결부재(17)에 체결되기 전에 삽입되거나 체결된 후에 삽입될 수 있다.
상기 와이어 체결부재(17)의 통공에는 에폭시가 주입된 상태에서 상기 삽입부재(19)가 삽입될 수 있어 와이어 체결의 안정성을 더욱 높이고 강한 장력을 부여할 수 있다.
아래 사진은 상기 제1와이어(11), 제1와이어 보호부재(13), 와이어 체결부재(17), 고리(18), 삽입부재(19)를 철근콘크리트 부재(100)에 체결하는 방식을 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강공법이 적용된 예시적인 사진이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70: 콘크리트 구조물
11: 제1와이어
12: 제2와이어
13: 제1와이어 보호부재
14: 제2와이어 보호부재
15: 와이어 결속부재
16: 와이어 연결부재
17: 와이어 체결부재
18: 고리
19: 삽입부재
100: 철근콘크리트 부재
101: 앵커 수용부
102: 제1스프링 수용부
110: 앵커
120: 볼트
130: 제1너트
131: 제1고정홈
140: 제1스프링
150: 제2스프링
160: 제2너트
161: 제2고정홈
170: 제1스프링 보호부
200: 보강판
201: 돌출삽입부
202: 관찰부
203: 커플링 부재
204: 경첩 연결부
205: 와이어 커버
210: 관통홀
300: 너트캡
2000: 체결구
2100: 연결구멍
2200: 피체결구
2300: 연결돌기
11: 제1와이어
12: 제2와이어
13: 제1와이어 보호부재
14: 제2와이어 보호부재
15: 와이어 결속부재
16: 와이어 연결부재
17: 와이어 체결부재
18: 고리
19: 삽입부재
100: 철근콘크리트 부재
101: 앵커 수용부
102: 제1스프링 수용부
110: 앵커
120: 볼트
130: 제1너트
131: 제1고정홈
140: 제1스프링
150: 제2스프링
160: 제2너트
161: 제2고정홈
170: 제1스프링 보호부
200: 보강판
201: 돌출삽입부
202: 관찰부
203: 커플링 부재
204: 경첩 연결부
205: 와이어 커버
210: 관통홀
300: 너트캡
2000: 체결구
2100: 연결구멍
2200: 피체결구
2300: 연결돌기
Claims (12)
- 철근콘크리트 부재, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재 및 와이어 연결부재를 포함하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용한 철근콘크리트 구조물로서,
상기 제1와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치되고;
상기 제2와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제2와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재의 모서리에 각각 설치되고;
상기 제1와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양단이 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 후 상기 와이어 결속부재에 의해 결속되며; 그리고
상기 제2와이어는 상기 철근콘크리트 부재의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양단이 상기 제2와이어 보호부재를 관통한 후 상기 제2와이어의 그 양단이 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 그 양단과 상기 와이어 연결부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택되는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 철근콘크리트 부재, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 보강판, 상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 보강판의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어, 제1와이어 보호부재, 제2와이어 보호부재, 와이어 결속부재 및 와이어 연결부재를 포함하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물로서,
상기 보강판은 상기 보강판의 외표면에 상기 제1와이어 및 제2와이어가 부착될 수 있도록 상기 제1와이어 및 제2와이어에 대응되는 횡단면 둘레방향으로 형성된 홈을 포함하고;
상기 제1와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 모서리에 각각 설치되고;
상기 제2와이어 보호부재는 그 양 말단이 상기 제2와이어에 의해 관통되며, 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 모서리에 각각 설치되고;
상기 제1와이어는 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 외표면을 둘러싼 뒤 그 양단이 상기 제1와이어 보호부재를 관통한 후 상기 와이어 결속부재에 의해 결속되며; 그리고
상기 제2와이어는 상기 철근콘크리트 부재에 보강된 보강판의 외표면을 둘러싼 뒤 상기 제2와이어 보호부재를 관통한 후 상기 제2와이어의 양단이 상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 양단과 상기 와이어 연결부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제6항에 있어서,
상기 철근콘크리트 부재는 필로티 구조물의 철근콘크리트 부재로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제6항에 있어서,
상기 제1와이어 및 제2와이어의 양단은 소켓, 팀블, 웨지, 아이스플라이스, 및 클립 중 하나 이상을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제6항에 있어서,
상기 와이어 연결부재는 퀵링크, 턴버클, 및 아이볼트 중에서 하나 이상으로 선택되는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제6항에 있어서,
상기 제1와이어 및 제2와이어는 합성섬유 와이어 로프, 스테인레스 와이어 로프, 코팅 와이어 로프, 및 형상기억합금 와이어 로프 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 철근콘크리트 부재의 외표면에 보강되는 상기 보강판에 상기 제1와이어 및 제2와이어를 수용할 수 있는 상기 제1와이어 및 제2와이어와 대응되는 와이어 커버가 더 부착되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물. - 철근콘크리트 부재의 외표면에 횡단면 둘레방향으로 둘러지는 제1와이어 및 제2와이어;
제1와이어 보호부재로서, 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해서 관통되는 제1 와이어 보호부재;
제2와이어 보호부재로서, 그 양 말단이 상기 제1와이어에 의해서 관통되는 제2 와이어 보호부재;
와이어 결속부재로서, 상기 제1와이어의 양단을 관통시켜 상기 제1와이어를 결속시키는 와이어 결속부재; 및
상기 와이어 결속부재를 관통한 상기 제1와이어의 양단에 설치되는 와이어 연결부재를 포함하고; 그리고
상기 제2와이어의 양단은 상기 와이어 연결부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 제1와이어 및 제2와이어를 이용하여 보강한 철근콘크리트 구조물의 보강재.
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