KR102498920B1 - Method for Reinforcing Shear Force and Negative Bending Moment in Corner Portion of Box Type Concrete Structure - Google Patents

Method for Reinforcing Shear Force and Negative Bending Moment in Corner Portion of Box Type Concrete Structure Download PDF

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Abstract

본 발명은 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법에 관한 것으로서, 우각부 보강부재를 우각부에 설치한 후 너트에 가해지는 토크와 보강부재에 의해 우각부에 가해지는 가압력을 계산하고 토크렌치를 이용하여 계산된 토크만큼 너트를 회전시킴으로써 신뢰도 있게 지하 구조물의 구조적 안전성을 보강할 수 있는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은, 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되어 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산하고 전단저항 및 모멘트 저항부재로 사용됨으로써 상기 우각부를 보강하기 위한 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법에 있어서, 상기 우각부에 밀착되도록 설치되는 것으로서, 상기 우각부의 헌치부에 접하는 본체, 상기 본체의 일단부로부터 연장되는 제1부재 및 상기 본체의 타단부로부터 연장되는 제2부재로 구성되되, 상기 제1부재와 제2부재의 중심을 지나는 가상의 직선 사이의 각은 상기 박스형 콘크리트 구조물의 천정부(또는 바닥부)와 벽부가 이루는 각보다 크도록 구성되는 보강부재와, 상기 보강부재를 상기 우각부 쪽으로 가압하여 상기 우각부에 고정하는 수단으로서, 상기 박스형 콘크리트 구조물의 헌치부에 설치되는 앵커 볼트와 상기 보강부재의 본체에 형성되는 체결공 및 상기 앵커 볼트에 체결되는 너트, 상기 너트와 상기 분체 사이에 배치되는 와셔를 포함하는 고정수단을 포함하는 우각부 보강장치를 마련하는 우각부 보강장치 마련단계; 상기 헌치에 형성된 앵커 볼트가 상기 본체에 형성되는 체결공을 관통한 상태에서 너트를 체결함으로써 상기 보강부재를 상기 우각부에 설치하는 보강부재 설치단계; 상기 보강부재가 상기 우각부에 재하 해야 할 가압력을 이용하여 상기 앵커 볼트에 재하 되어야 하는 축력인 볼트 축력을 계산하고, 상기 볼트 축력을 근거로 나사면 마찰에 의한 토크와 상기 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크를 계산한 후, 토크 렌치를 이용하여 계산된 토크를 너트의 회전에 재하 함으로써 우각부에 원하는 가압력을 제공하는 가압단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법을 제공한다.The present invention relates to a method for constructing a right angle reinforcing device for a box-type concrete structure. It relates to a method of constructing a right angle reinforcement device for a box-shaped concrete structure that can reliably reinforce the structural safety of an underground structure by rotating a nut by the torque calculated using the present invention.
The present invention is an apparatus for reinforcing the right angle of a box-shaped concrete structure for reinforcing the right angle by being installed on the right angle of the box-shaped concrete structure to disperse a part of the shear force and negative moment acting on the right angle and to be used as a shear resistance and moment resisting member In the construction method, it is installed so as to be in close contact with the right angle portion, and consists of a main body in contact with the heonchi portion of the right angle portion, a first member extending from one end of the main body, and a second member extending from the other end of the main body. However, the angle between the imaginary straight line passing through the center of the first member and the second member is a reinforcing member configured to be greater than the angle formed by the ceiling (or floor) and wall portion of the box-shaped concrete structure, and the reinforcing member As a means for fixing the right angle portion by pressing toward the right angle portion, the anchor bolt installed in the heonchi portion of the box-shaped concrete structure, the fastening hole formed in the main body of the reinforcing member, the nut fastened to the anchor bolt, the nut and Preparing a right angle reinforcing device comprising a fixing means including a washer disposed between the powders; A reinforcing member installation step of installing the reinforcing member to the right angle portion by fastening a nut in a state in which the anchor bolt formed in the haunch passes through the fastening hole formed in the main body; The bolt axial force, which is the axial force to be loaded on the anchor bolt, is calculated by using the pressing force to be loaded by the reinforcing member on the right leg portion, and based on the bolt axial force, torque due to thread friction and friction between the nut and the washer After calculating the torque by, a pressing step of providing a desired pressing force to the right angle portion by applying the torque calculated using a torque wrench to the rotation of the nut; It provides a construction method of a right angle reinforcement device of a box-shaped concrete structure, characterized in that it comprises a.

Description

박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법{Method for Reinforcing Shear Force and Negative Bending Moment in Corner Portion of Box Type Concrete Structure}Method for constructing reinforcement device for right corner of box type concrete structure {Method for Reinforcing Shear Force and Negative Bending Moment in Corner Portion of Box Type Concrete Structure}

본 발명은 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법에 관한 것으로서, 우각부 보강부재를 우각부에 설치한 후 너트에 가해지는 토크와 보강부재에 의해 우각부에 가해지는 가압력을 계산하고 토크렌치를 이용하여 계산된 토크만큼 너트를 회전시킴으로써 신뢰도 있게 지하 구조물의 구조적 안전성을 보강할 수 있는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for constructing a right angle reinforcing device for a box-type concrete structure. It relates to a method of constructing a right angle reinforcement device for a box-shaped concrete structure that can reliably reinforce the structural safety of an underground structure by rotating a nut by the torque calculated using the present invention.

일반적으로 지하차도나 지하철, 수로 등의 목적으로 사용되는 박스형 콘크리트 구조물은 상부에 성토를 하거나 상부에 작용하는 교통 하중 등에 의하여 설계하중보다 큰 하중이 작용하는 경우가 있다. 이러한 하중에 의하여 상하 방향의 측벽이나 천정과 측벽 사이의 모서리 부분인 우각부에서 전단력 및 부보멘트가 과도하게 발생함으로써 구조적인 안전성을 해치는 경우가 발생하고 있다. 따라서 박스형 콘크리트 구조물의 우각부를 구조적으로 보강해야되는 경우가 발생하고 있다.In general, box-shaped concrete structures used for purposes such as underpasses, subways, and waterways may experience a load greater than the design load due to embankment on the top or traffic load acting on the top. Due to this load, shear force and sub-bottom are excessively generated at the right angle portion, which is a corner portion between the vertical side wall or the ceiling and the side wall, resulting in damage to structural safety. Therefore, there are cases in which the right angle of the box-type concrete structure needs to be structurally reinforced.

박스형 콘크리트 구조물의 부모멘트 구간에서 콘크리트는 부재의 내하력을 키우는 역할을 수행하지 못하므로 전단력이나 부모멘트에 충분히 저항할 수 없는 문제가 있다. 따라서 박스형 콘크리트 구조물의 우각부의 전단력과 부모멘트의 일부를 보강장치가 지탱하도록 함으로써 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산할 필요가 있는 것이다.In the negative moment section of the box-shaped concrete structure, concrete does not play a role in increasing the load-bearing capacity of the member, so there is a problem that it cannot sufficiently resist the shear force or negative moment. Therefore, it is necessary to distribute some of the shear force and negative moment acting on the right leg portion of the box-shaped concrete structure by having the reinforcing device support the shear force and part of the negative moment.

전술한 필요성에 의하여 박스형 콘크리트 구조물의 내부에 앵커를 이용하여 철판 또는 수지를 함침 한 강화 섬유판을 부착하여 구조물의 강도를 보강하는 기술이 제시되었지만 시간이 지남에 따라 철판이나 강화 섬유판의 강도가 떨어짐에 의해 보강이 제대로 이루어지지 않은 문제가 있고, 강화 섬유판은 부식에 의해 탈락하는 문제도 있었다.Due to the above-mentioned necessity, a technique for reinforcing the strength of the structure by attaching an iron plate or a reinforcing fiber board impregnated with resin using an anchor to the inside of a box-shaped concrete structure has been proposed, but the strength of the steel plate or the reinforced fiber board has decreased over time. There is a problem that the reinforcement is not properly performed by the reinforcement, and there is also a problem that the reinforced fiber board is eliminated due to corrosion.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원의 발명자에 의하여 대한민국 등록특허 제10-1416206호(코너 면을 갖는 우각부에 고정 설치된 박스형 콘크리트 구조물의 전단력 및 부모멘트 보강 장치)가 제시되었다. 상기 등록 특허는 우각부의 양 모서리를 서로 멀어지는 방향으로 가압함으로써 보강효과가 뛰어난 장점이 있으나 설치하기가 어렵고 우각부에 가해지는 가압력의 크기를 제어하기가 어려운 단점이 있었다. In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 10-1416206 (Shear force and moment moment reinforcing device of a box-shaped concrete structure fixed to a right angle portion having a corner surface) has been proposed by the inventor of the present application. The registered patent has the advantage of excellent reinforcing effect by pressing both corners of the right angle portion in a direction away from each other, but has the disadvantage of being difficult to install and difficult to control the magnitude of the pressing force applied to the right angle portion.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원의 발명자에 의하여 대한민국 등록특허 제10-1416206호(코너 면을 갖는 우각부에 고정 설치된 박스형 콘크리트 구조물의 전단력 및 부모멘트 보강 장치)가 제시되었다. 상기 등록 특허는 우각부의 양 모서리를 서로 멀어지는 방향으로 가압함으로써 보강효과가 뛰어난 장점이 있으나 설치하기가 어렵고 우각부에 가해지는 가압력의 크기를 제어하기가 어려운 단점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 역시 본 출원의 발명자에 의하여 대한민국 등록특허 제10-1338767호가 제안되었다. 상기 등록 특허는 가압수단에 의해 보강부재를 탄성 가압한 상태에서 우각부에 설치하고 가압수단에 의해 작용하는 힘을 제거함으로써 탄성 복원력에 의해 우각부에 보강력을 전달함으로써 보강효과가 우수하고, 최초에 가압수단에 의해 보강부재에 전달된 힘이 우각부에 전달되는 구조이므로 우각부에 작용하는 힘의 크기를 어느 정도는 제어할 수 있는 장점도 있다. 그렇지만, 가압수단을 별도로 설치해야 하고, 가압수단에 의한 가압이 이루어져야 하므로 절차가 번거롭고 시공비용이 많이 소요되는 단점이 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 10-1416206 (Shear force and moment moment reinforcing device of a box-shaped concrete structure fixed to a right angle portion having a corner surface) has been proposed by the inventor of the present application. The registered patent has the advantage of excellent reinforcing effect by pressing both corners of the right angle portion in a direction away from each other, but has the disadvantage of being difficult to install and difficult to control the magnitude of the pressing force applied to the right angle portion. In order to solve this problem, Korean Registered Patent No. 10-1338767 has also been proposed by the inventor of the present application. The registered patent provides an excellent reinforcing effect by installing a reinforcing member on the right leg in a state in which the reinforcing member is elastically pressed by the pressing means and removing the force acting by the pressing means to transmit the reinforcing force to the right angle part by the elastic restoring force. Since the force transmitted to the reinforcing member by the pressing means is transmitted to the right leg portion, there is an advantage that the magnitude of the force acting on the right leg portion can be controlled to some extent. However, since the pressurizing means must be separately installed and pressurized by the pressurizing means, the procedure is cumbersome and the construction cost is high.

본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 앵커 볼트에 작용시켜야 하는 축력과 너트에 작용시켜야 하는 토크 사이의 관계를 이용함으로써 보다 비용효율적이고 편리하게 박스형 콘크리트 구조물을 지지할 수 있는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the above-described background art, and the problem to be solved by the present invention is more cost-effective and convenient by using the relationship between the axial force to be applied to the anchor bolt and the torque to be applied to the nut It is to provide a construction method of a right angle reinforcement device of a box-type concrete structure capable of supporting the box-type concrete structure.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,As a means of solving the above problems, the present invention,

박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되어 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산하고 전단저항 및 모멘트 저항부재로 사용됨으로써 상기 우각부를 보강하기 위한 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법에 있어서,It is installed on the right angle of the box-type concrete structure to disperse a part of the shear force and moment acting on the right angle and is used as a shear resistance and moment resisting member to construct the right angle reinforcement device of the box-type concrete structure for reinforcing the right angle in

상기 우각부에 밀착되도록 설치되는 것으로서, 상기 우각부의 헌치부에 접하는 본체, 상기 본체의 일단부로부터 연장되는 제1부재 및 상기 본체의 타단부로부터 연장되는 제2부재로 구성되되,It is installed to be in close contact with the right angle portion, and is composed of a main body in contact with the heonchi portion of the right angle portion, a first member extending from one end of the main body, and a second member extending from the other end of the main body,

상기 제1부재와 제2부재의 중심을 지나는 가상의 직선 사이의 각은 상기 박스형 콘크리트 구조물의 천정부(또는 바닥부)와 벽부가 이루는 각보다 크도록 구성되는 보강부재와,A reinforcing member configured so that an angle between an imaginary straight line passing through the centers of the first member and the second member is greater than the angle formed by the ceiling (or floor) and the wall of the box-shaped concrete structure;

상기 보강부재를 상기 우각부 쪽으로 가압하여 상기 우각부에 고정하는 수단으로서, 상기 박스형 콘크리트 구조물의 헌치부에 설치되는 앵커 볼트와 상기 보강부재의 본체에 형성되는 체결공 및 상기 앵커 볼트에 체결되는 너트, 상기 너트와 상기 본체부 사이에 배치되는 와셔를 포함하는 고정수단을 포함하는 우각부 보강장치를 마련하는 우각부 보강장치 마련단계;As a means for fixing the reinforcing member toward the right angle portion and fixing the right angle portion, the anchor bolt installed in the heonchi portion of the box-shaped concrete structure, the fastening hole formed in the main body of the reinforcing member, and the nut fastened to the anchor bolt a right angle reinforcing device providing a right angle reinforcing device including a fixing means including a washer disposed between the nut and the main body;

상기 헌치에 형성된 앵커 볼트가 상기 본체에 형성되는 체결공을 관통한 상태에서 너트를 체결함으로써 상기 보강부재를 상기 우각부에 설치하는 보강부재 설치단계;A reinforcing member installation step of installing the reinforcing member to the right angle portion by fastening a nut in a state in which the anchor bolt formed in the haunch passes through the fastening hole formed in the main body;

상기 보강부재가 상기 우각부에 재하 해야 할 가압력을 이용하여 상기 앵커 볼트에 재하 되어야 하는 축력인 볼트 축력을 계산하고, 상기 볼트 축력을 근거로 나사면 마찰에 의한 토크와 상기 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크를 계산한 후, 토크 렌치를 이용하여 계산된 토크를 너트의 회전에 재하 함으로써 우각부에 원하는 가압력을 제공하는 가압단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법을 제공한다.The bolt axial force, which is the axial force to be loaded on the anchor bolt, is calculated by using the pressing force to be loaded by the reinforcing member on the right leg portion, and based on the bolt axial force, torque due to thread friction and friction between the nut and the washer After calculating the torque by, a pressing step of providing a desired pressing force to the right angle portion by applying the torque calculated using a torque wrench to the rotation of the nut; It provides a construction method of a right angle reinforcement device of a box-shaped concrete structure, characterized in that it comprises a.

너트를 돌리는데 필요한 힘을 P, 앵커 볼트에 재하 되는 축력을 Q, 앵커 볼트 나사면의 마찰계수를 u1, 너트와 와셔 사이의 마찰계수를 u2, 나사의 피치를 p, 앵커 볼트의 유효직경(앵커 볼트의 나사산 직경과 나사홈 직경의 평균 값)을 d2, 와셔의 외경을 D, 와셔의 내경을 d라면,The force required to turn the nut is P, the axial force applied to the anchor bolt is Q, the coefficient of friction on the screw surface of the anchor bolt is u 1 , the coefficient of friction between the nut and the washer is u 2 , the pitch of the screw is p, and the effective diameter of the anchor bolt If (the average value of the thread diameter and thread diameter of the anchor bolt) is d 2 , the outer diameter of the washer is D, and the inner diameter of the washer is d,

Figure 112021121688812-pat00001
Figure 112021121688812-pat00001

Figure 112021121688812-pat00002
Figure 112021121688812-pat00002

(여기서 Tl은 나사면 마찰에 의한 토크 )(Where T l is the torque due to thread friction)

Figure 112021121688812-pat00003
Figure 112021121688812-pat00003

(여기서 T2는 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크)(Where T 2 is the torque due to friction between the nut and the washer)

의 식에 의해 계산되는 것을 이용하여,Using what is calculated by the expression of

볼트에 작용하는 축력(Q)에 의해 너트에 작용시켜야 할 토크(T1+T2)를 구하는 것이 바람직하다.It is desirable to find the torque (T 1 +T 2 ) to be applied to the nut by the axial force (Q) acting on the bolt.

본 발명에 의하면 앵커 볼트에 작용시켜야 하는 축력과 너트에 작용시켜야 하는 토크 사이의 관계를 이용함으로써 보다 비용효율적이고 편리하게 박스형 콘크리트 구조물을 지지할 수 있는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a method of constructing a right angle reinforcement device for a box-type concrete structure that can more cost-effectively and conveniently support a box-type concrete structure by using the relationship between the axial force to be applied to the anchor bolt and the torque to be applied to the nut can provide

도 1은 보강부재를 우각부에 결합한 상태를 도시한 도면.
도 2는 앵커 볼트에 재하 되는 축력과 보강부재의 단부에 의해 우각부에 재하 되는 가압력 사이의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 3은 보강부재의 단면의 하나의 예를 보이기 위한 도면.1 is a view showing a state in which a reinforcing member is coupled to a right leg portion;
Figure 2 is a view for explaining the relationship between the axial force applied to the anchor bolt and the pressing force applied to the right leg portion by the end of the reinforcing member.
3 is a view for showing one example of a cross section of a reinforcing member.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.Hereinafter, specific details for practicing the present invention will be provided by describing one embodiment of the present invention with reference to the drawings.

도 1은 보강부재를 우각부에 결합한 상태를 도시한 도면, 도 2는 앵커 볼트에 재하 되는 축력과 보강부재의 단부에 의해 우각부에 재하 되는 가압력 사이의 관계를 설명하기 위한 도면, 도 3은 보강부재의 단면의 하나의 예를 보이기 위한 도면이다.1 is a view showing a state in which a reinforcing member is coupled to the right leg portion, FIG. 2 is a view for explaining the relationship between the axial force applied to the anchor bolt and the pressing force applied to the right leg portion by the end of the reinforcing member, FIG. It is a drawing for showing one example of a cross section of a reinforcing member.

본 발명에 따른 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법은 우각부에 설치되어 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산하고 전단저항 및 모멘트 저항부재로 사용되는 우각부 보강장치를 보다 효율적으로 시공하기 위한 방법에 관한 것이다.The method for constructing a right angle reinforcement device for a box-shaped concrete structure according to the present invention is installed on the right angle portion to distribute a part of the shear force and negative moment acting on the right angle portion and to use the right angle reinforcement device as a shear resistance and moment resisting member more efficiently. It's about how to build it.

박스형 콘크리트 구조물의 우각부(100)란 도 1에 도시된 바와 같이 박스형 콘크리트 구조물의 내부 중 천정부(102)와 벽부(101)가 만나는 지점이나 벽부(101)와 바닥부(미도시)가 만나는 지점 즉 모서리 부분을 의미한다. 천정부(102)와 벽부(101) 사이에는 구조적 안정성을 추가하기 위하여 내부 쪽으로 돌출된 헌치부(103)가 마련된다.As shown in FIG. 1, the right angle part 100 of the box-shaped concrete structure is a point where the ceiling part 102 and the wall part 101 meet or the wall part 101 and the floor part (not shown) meet in the inside of the box-shaped concrete structure. That is, the edge part. Between the ceiling portion 102 and the wall portion 101, a haunchi portion 103 protruding toward the inside is provided to add structural stability.

본 실시예에 따른 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치 시공방법은 보강장치 마련단계, 보강부재 설치단계 및 가압단계를 포함하여 구성된다.The method for constructing a reinforcement device for the right corner of a box-shaped concrete structure according to this embodiment includes a reinforcement device preparation step, a reinforcement member installation step, and a pressurization step.

상기 보강장치 마련단계는 보강부재(10)와 고정수단(20)을 포함하는 보강장치를 마련하는 단계이다.The step of preparing a reinforcing device is a step of providing a reinforcing device including a reinforcing member 10 and a fixing means 20 .

상기 보강부재(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 우각부(100)에 밀착되도록 설치되는 것으로서 본체(11), 제1부재(12) 및 제2부재(13)로 이루어지며, 상기 본체(11)와 제1부재(12) 및 제2부재(13)의 결합은 용접에 의해 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 1, the reinforcing member 10 is installed to be in close contact with the right leg portion 100 and is composed of a main body 11, a first member 12 and a second member 13, and the main body ( 11) and the first member 12 and the second member 13 may be coupled by welding.

상기 보강부재(10)를 본체(11), 제1부재(12), 제2부재(13)로 구분한 것은 우각부(100) 중 어느 부분과 접하는가를 기준으로 구분한 것인데, 상기 본체(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 우각부에 설치되었을 때 상기 헌치부(103)에 접하는 구성이다. 상기 제1부재(12)는 상기 본체(11)의 일단부로부터 연장되는 구성이고, 상기 제2부재(13)는 상기 본체(11)의 타단부로부터 연장되는 구성이다. 본 실시예에서는 우각부에 설치되었을 때 상기 제1부재(12)는 천정부(102)에 상기 제2부재(13)는 벽부(101)에 접하게 된다.The reinforcing member 10 is divided into the main body 11, the first member 12, and the second member 13 based on which part of the right leg portion 100 is in contact, and the main body 11 ) is a configuration in contact with the heonchi portion 103 when installed on the right angle portion as shown in FIG. The first member 12 is configured to extend from one end of the body 11, and the second member 13 is configured to extend from the other end of the body 11. In this embodiment, when installed on the right angle, the first member 12 is in contact with the ceiling portion 102 and the second member 13 is in contact with the wall portion 101.

상기 제1부재(12)의 중심을 지나는 가상의 직선(C1)과 제2부재(13)의 중심을 지나는 가상의 직선(C2)이 이루는 각(θ)은 박스형 구조물의 천정부(102)와 벽부(101)가 이루는 각보다 크도록 구성한다. 이는 보강부재(10)가 설치될 때 제1부재(12)와 제2부재(13)가 서로 가까워지는 방향으로 탄성 변형이 이루어지도록 함으로써 탄성 복원력에 의하여 전단력과 부모멘트를 더욱 효과적으로 지지할 수 있도록 하기 위함이다. The angle (θ) formed by the imaginary straight line C 1 passing through the center of the first member 12 and the imaginary straight line C 2 passing through the center of the second member 13 is the ceiling portion 102 of the box-shaped structure. And configured to be larger than the angle formed by the wall portion 101. This is so that when the reinforcing member 10 is installed, the first member 12 and the second member 13 are elastically deformed in a direction closer to each other so that the shear force and moment moment can be more effectively supported by the elastic restoring force. is to do

이때, 상기 제1부재(12)와 제2부재(13)의 중심을 지나는 가상의 직선들 사이의 각은 천정부(102)와 벽부(101)가 이루는 각을 실측한 결과를 바탕으로 결정하게 된다. 일반적으로 천정부(102)와 벽부(101)가 이루는 각은 90°로 설계되지만 실제 시공하는 과정에서 오차가 발생하게 되므로 90도에서 1-2° 정도의 차이가 생기게 되는데 설계 값을 근거로 보강부재(10)를 제작하면 시공 오차를 바로잡을 수 없으므로 실측결과를 근거로 보강부재(10)를 제작하는 것이다. 상기 제1부재(12)와 제2부재(13)의 중심을 지나는 가상의 직선들 사이의 각과 천정부(102)와 벽부(101) 사이의 각의 차는 보강부재(10)에 의해 지지가 되는 우각부의 전단력과 부모멘트의 크기에 많은 영향을 끼치게 되는데 보강부재(10)에 의해 지지가 되는 하중의 정확한 계산을 위해서 천정부(102)와 벽부(101) 사이의 각을 실측하여 구조계산을 한 후 보강부재(10)를 제작하는 것이다.At this time, the angle between the imaginary straight lines passing through the centers of the first member 12 and the second member 13 is determined based on the result of measuring the angle formed by the ceiling part 102 and the wall part 101 . In general, the angle formed by the ceiling part 102 and the wall part 101 is designed to be 90 °, but an error occurs during the actual construction process, so there is a difference of about 1-2 ° from 90 °. Based on the design value, the reinforcing member If (10) is manufactured, the construction error cannot be corrected, so the reinforcing member 10 is manufactured based on the actual measurement result. The difference between the angle between the imaginary straight lines passing through the centers of the first member 12 and the second member 13 and the angle between the ceiling portion 102 and the wall portion 101 is the right angle supported by the reinforcing member 10. In order to accurately calculate the load supported by the reinforcing member 10, the angle between the ceiling part 102 and the wall part 101 is actually measured to calculate the structure, and then reinforce it. It is to manufacture the member 10.

본 실시예에서, 상기 보강부재(10)는 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이 플레이트와 전단 보강부재(150)로 구분할 수도 있다. 상기 플레이트는 우각부(100)와 접하는 판상의 구성이며, 전단 보강부재(150)는 플레이트의 양면 중 우각부(100)와 접하는 반대쪽의 면 다시 말해 우각부(100)와 닿지 않는 넓은 면에 마련되어 보강부재(10)에 작용하는 전단력을 지탱하는 구성으로서, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형태의 제1전단 보강부재(151)와 리브 형태의 제2전단 보강부재(152)로 구성된다. 전단에 효과적으로 저항하는 것은 플레이트에 수직인 형태의 판이므로 전술한 웹(web) 형태의 판을 배치하게 되며, 필요한 경우 리브 형태의 제2전단 보강부재(152)를 추가할 수도 있고, 경우에 따라 제1전단 보강부재(151) 또는 제2전단 보강부재(152) 형태 중 하나의 형태만을 사용할 수도 있다.In this embodiment, the reinforcing member 10 may be divided into a plate and a shear reinforcing member 150 as shown in the cross-sectional view of FIG. The plate has a plate-like structure in contact with the right leg portion 100, and the shear reinforcing member 150 is provided on the opposite side of the plate in contact with the right leg portion 100, that is, on the wide surface that does not touch the right leg portion 100. As a configuration for supporting the shear force acting on the reinforcing member 10, in this embodiment, as shown in FIG. 152). Since what effectively resists shear is a plate in the form perpendicular to the plate, the above-described plate in the form of a web is disposed, and if necessary, a second shear reinforcing member 152 in the form of a rib may be added, and in some cases Only one form of the first shear reinforcing member 151 or the second shear reinforcing member 152 may be used.

상기 고정수단(20)은 상기 보강부재(10)를 이용하여 우각부에 가압력을 제공하기 위하여 상기 보강부재(10)를 상기 우각부에 고정하기 위한 수단으로서, 상기 헌치부(103)에 매립되는 앵커 볼트(21), 상기 본체(11)에 형성되는 체결공(22), 상기 앵커 볼트에 체결되는 너트(23) 및 상기 너트(23)와 상기 본체부(11) 사이에 배치되는 와셔(24)를 포함하여 구성된다.The fixing means 20 is a means for fixing the reinforcing member 10 to the right angle portion in order to provide a pressing force to the right angle portion using the reinforcing member 10, and is embedded in the heonchi portion 103. An anchor bolt 21, a fastening hole 22 formed in the body 11, a nut 23 fastened to the anchor bolt, and a washer 24 disposed between the nut 23 and the body portion 11 ) is composed of.

상기 보강부재 설치단계는 상기 고정수단(20)에 의해 상기 보강부재(10)를 우각부에 설치하는 단계로서 상기 헌치(103)에 매립된 앵커 볼트(21)가 상기 체결공(22)을 관통한 상태에서 와셔(24)를 설치하고 너트(23)를 앵커 볼트(21)에 체결하는 단계이다. The reinforcing member installation step is a step of installing the reinforcing member 10 to the right angle portion by the fixing means 20, and the anchor bolt 21 embedded in the heonchi 103 penetrates the fastening hole 22 This is a step of installing the washer 24 and fastening the nut 23 to the anchor bolt 21 in one state.

보강부재 설치단계는 보강부재를 우각부 쪽으로 가압을 하는 단계는 아니므로 보강부재(10)가 우각부에 결합할 수 있는 정도로만 너트(23)를 회전시키면 된다.Since the step of installing the reinforcing member is not a step of pressing the reinforcing member toward the right angle portion, the nut 23 only needs to be rotated to the extent that the reinforcing member 10 can be coupled to the right angle portion.

상기 가압단계는 보강부재(10)에 의해 우각부에 작용하는 가압력과 너트(23)의 회전에 필요한 토크와의 관계를 이용하여 필요한 가압력에 해당하는 토크를 너트(23)의 회전에 작용시켜 우각부에 필요한 가압력을 가하는 단계이다.The pressing step applies torque corresponding to the required pressing force to the rotation of the nut 23 by using the relationship between the pressing force applied to the right angle by the reinforcing member 10 and the torque required for the rotation of the nut 23. This is the step of applying the necessary pressing force to each part.

이를 위해서는 보강부재(10)가 상기 우각부(100)에 재하 해야 할 가압력을 이용하여 상기 앵커 볼트(21)에 재하 되어야 하는 축력은 볼트 축력을 계산하고, 상기 볼트 축력을 근거로 나사면 마찰에 의한 토크와 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크를 계산한 후, 토크 렌치(미도시)를 이용하여 계산된 토크를 너트의 회전에 가함으로써 우각부에 원하는 가압력을 재하할 수 있다. To this end, the axial force to be loaded on the anchor bolt 21 is calculated by using the pressing force to be loaded on the right leg portion 100 by the reinforcing member 10, and the axial force of the bolt is calculated based on the axial force of the bolt. After calculating the torque due to friction between the nut and the washer and the torque due to friction between the nut and the washer, a desired pressing force can be applied to the right angle portion by applying the calculated torque to the rotation of the nut using a torque wrench (not shown).

너트(23)가 우각부에 접근할수록 앵커 볼트(21)에 작용하는 축력이 증가함에 따라 너트(23)를 회전시키기 위한 토크가 커지게 되는데, 너트(23)를 회전시키는데 필요한 토크가 계산된 토크가 되면 너트(23)를 더는 회전시키지 않음으로써 원하는 보강부재(10)의 가압력을 우각부에 재하하게 되는 것이다.As the nut 23 approaches the right angle portion, as the axial force acting on the anchor bolt 21 increases, the torque for rotating the nut 23 increases. The torque required to rotate the nut 23 is the calculated torque. When the nut 23 is no longer rotated, the desired pressing force of the reinforcing member 10 is applied to the right angle portion.

이하에서는 앵커 볼트의 축력과 토크 사이의 관계에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the relationship between the axial force and the torque of the anchor bolt will be described.

우선 도 2에 간단히 도시된 바와 같이 우각부(100)의 사잇각이 90도라고 가정한다면 보강부재(10)의 양단부가 우각부(100)에 재하 해야 할 가압력이 각각 Q/√2(루트 2)라면 앵커 볼트에 재하되어야할 축력인 볼트축력은 Q이다.First, assuming that the angle between the right leg portions 100 is 90 degrees, as shown in FIG. The bolt axial force, which is the axial force to be loaded on the anchor bolt, is Q.

이때, 너트를 돌리는데 필요한 힘을 P, 앵커 볼트 나사면의 마찰계수를 u1, 너트와 와셔 사이의 마찰계수를 u2, 앵커 볼트 나사의 피치를 p, 앵커 볼트의 유효직경(나사산 부분의 직경과 나사골 부분의 직경의 평균값)을 d2, 와셔의 외경을 D, 와셔의 내경을 d라면,At this time, the force required to turn the nut is P, the friction coefficient of the anchor bolt thread surface is u 1 , the friction coefficient between the nut and the washer is u 2 , the pitch of the anchor bolt screw is p, the effective diameter of the anchor bolt (the diameter of the thread part and the average value of the diameter of the threaded part) is d 2 , the outer diameter of the washer is D, and the inner diameter of the washer is d,

나사 역학에 의해by screw mechanics

Figure 112021121688812-pat00004
Figure 112021121688812-pat00004

Figure 112021121688812-pat00005
Figure 112021121688812-pat00005

(여기서 Tl은 나사면 마찰에 의한 토크 )(Where T l is the torque due to thread friction)

Figure 112021121688812-pat00006
Figure 112021121688812-pat00006

(여기서 T2는 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크)(Where T 2 is the torque due to friction between the nut and the washer)

와 같이 계산되어 질 수 있다.can be calculated as

결론적으로 앵커 볼트에 재하 되어야 할 축력이 Q라면, 너트에 작용하여야 할 토크는 T1+T2로 계산되고 토크 렌치에 의해 계산된 토크 값이 될 때까지 너트에 토크를 가하여 회전시키면 원하는 가압력을 우각부에 재하할 수 있게 되는 것이다.In conclusion, if the axial force to be loaded on the anchor bolt is Q, the torque to be applied to the nut is calculated as T 1 +T 2 , and by applying torque to the nut and rotating it until the torque value calculated by the torque wrench is reached, the desired pressing force is obtained It will be possible to reload the right angle.

전술한 변수 중 앵커 볼트의 나사면 마찰계수, 피치, 유효 직경 등 앵커 볼트와 관련된 변수 값은 앵커 볼트 제작사에서 제공받거나 계측기관에 의뢰를 해서 제공받을 수 있고, 너트와 와셔 사이의 마찰계수는 와셔 회사에서 제공받거나 계측기관에 의뢰를 해서 제공받을 수도 있다.Among the above-mentioned variables, the values of variables related to anchor bolts, such as the friction coefficient of the screw face of the anchor bolt, the pitch, and the effective diameter, can be provided by the anchor bolt manufacturer or by requesting a measurement institution, and the friction coefficient between the nut and the washer can be obtained from the washer It may be provided by a company or may be provided by requesting a measurement institution.

예를 들어 재하 되어야 할 축력(Q)이 10kN이고, 나사각 a가 60도 앵커 볼트의 나사면 마찰계수(u1)가 0.115, 너트와 와셔 사이의 마찰계수(u2)가 0.08, 와셔 외경(D)이 29.4mm, 와셔 내경(d)이 17.7mm이면 T1은 12.34kNmm로 계산되고, T2는 9.61kNmm로 계산되며, 최종적으로 너트를 회전시키기 위해 가해야 할 토크는 21.94kNmm가 된다. 반대로 설명하면 토크 렌치에 의해 너트(23)를 회전시킬 때, 토크 렌치에 의해 측정되는 토크가 21.94kNmm이면 앵커 볼트에 재하 되는 축력(Q)이 10kN이고, 우각부에 가해지는 가압력은 10/√2 kN(우각부의 사잇각이 90도라고 가정)이 되는 것이다.For example, the axial force (Q) to be loaded is 10 kN, the thread angle a is 60 degrees, the thread face friction coefficient (u 1 ) is 0.115, the friction coefficient (u2) between the nut and the washer is 0.08, the washer outer diameter ( If D) is 29.4mm and the washer inner diameter (d) is 17.7mm, T1 is calculated as 12.34kNmm, T2 is calculated as 9.61kNmm, and the torque to be applied to finally rotate the nut is 21.94kNmm. Conversely, when the nut 23 is rotated by the torque wrench, if the torque measured by the torque wrench is 21.94 kNmm, the axial force (Q) loaded on the anchor bolt is 10 kN, and the pressing force applied to the right angle portion is 10/√ 2 kN (assuming that the angle between the right angles is 90 degrees).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 다양한 형태로 구현될 수 있다.Although specific details for the implementation of the present invention have been described above by describing preferred embodiments of the present invention, the technical spirit of the present invention is not limited to the described embodiments, and various can be implemented in the form

10 : 보강부재 11 : 본체
12 : 제1부재 13 : 제2부재
20 : 고정수단 21 : 앵커 볼트
22 : 체결공 23 : 너트
24 : 와셔10: reinforcing member 11: body
12: first member 13: second member
20: fixing means 21: anchor bolt
22: fastening hole 23: nut
24: washer

Claims (2)

박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되어 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산하고 전단저항 및 모멘트 저항부재로 사용됨으로써 상기 우각부를 보강하기 위한 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법에 있어서,
상기 우각부에 밀착되도록 설치되는 것으로서, 상기 우각부의 헌치부에 접하는 본체, 상기 본체의 일단부로부터 연장되는 제1부재 및 상기 본체의 타단부로부터 연장되는 제2부재로 구성되되,
상기 제1부재와 제2부재의 중심을 지나는 가상의 직선 사이의 각은 상기 박스형 콘크리트 구조물의 천정부(또는 바닥부)와 벽부가 이루는 각보다 크도록 구성되는 보강부재와,
상기 보강부재를 상기 우각부 쪽으로 가압하여 상기 우각부에 고정하는 수단으로서, 상기 박스형 콘크리트 구조물의 헌치부에 설치되는 앵커 볼트와 상기 보강부재의 본체에 형성되는 체결공 및 상기 앵커 볼트에 체결되는 너트, 상기 너트와 상기 본체 사이에 배치되는 와셔를 포함하는 고정수단을 포함하는 우각부 보강장치를 마련하는 보강장치 마련단계;
상기 헌치에 형성된 앵커 볼트가 상기 본체에 형성되는 체결공을 관통한 상태에서 너트를 체결함으로써 상기 보강부재를 상기 우각부에 설치하는 보강부재 설치단계;
상기 보강부재가 상기 우각부에 재하 해야 할 가압력을 이용하여 상기 앵커 볼트에 재하 되어야 하는 축력인 볼트 축력을 계산하고, 상기 볼트 축력을 근거로 나사면 마찰에 의한 토크와 상기 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크를 계산한 후, 토크 렌치를 이용하여 계산된 토크를 너트의 회전에 재하 함으로써 우각부에 원하는 가압력을 제공하는 가압단계; 를 포함하고,
너트를 돌리는데 필요한 힘을 P, 앵커 볼트에 재하 되는 축력을 Q, 앵커 볼트 나사면의 마찰계수를 u1, 너트와 와셔 사이의 마찰계수를 u2, 나사의 피치를 p, 앵커 볼트의 유효직경(앵커 볼트의 나사산 직경과 나사홈 직경의 평균 값)을 d2, 와셔의 외경을 D, 와셔의 내경을 d라면,
Figure 112023500285818-pat00007

Figure 112023500285818-pat00008

(여기서 Tl은 나사면 마찰에 의한 토크 )
Figure 112023500285818-pat00009

(여기서 T2는 너트와 와셔와의 마찰에 의한 토크)
의 식에 의해 계산되는 것을 이용하여,
볼트에 작용하는 축력(Q)에 의해 너트에 작용시켜야 할 토크(T1+T2)를 구하는 것을 특징으로 하는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치의 시공방법.
It is installed on the right angle of the box-type concrete structure to disperse a part of the shear force and moment acting on the right angle and is used as a shear resistance and moment resisting member to construct the right angle reinforcement device of the box-type concrete structure for reinforcing the right angle in
It is installed to be in close contact with the right angle portion, and is composed of a main body in contact with the heonchi portion of the right angle portion, a first member extending from one end of the main body, and a second member extending from the other end of the main body,
A reinforcing member configured so that an angle between an imaginary straight line passing through the centers of the first member and the second member is greater than the angle formed by the ceiling (or floor) and the wall of the box-shaped concrete structure;
As a means for fixing the reinforcing member toward the right angle portion and fixing the right angle portion, the anchor bolt installed in the heonchi portion of the box-shaped concrete structure, the fastening hole formed in the main body of the reinforcing member, and the nut fastened to the anchor bolt , Reinforcement device preparation step of providing a right angle reinforcement device including a fixing means including a washer disposed between the nut and the main body;
A reinforcing member installation step of installing the reinforcing member to the right angle portion by fastening a nut in a state in which the anchor bolt formed in the haunch passes through the fastening hole formed in the main body;
The bolt axial force, which is the axial force to be loaded on the anchor bolt, is calculated by using the pressing force to be loaded by the reinforcing member on the right leg portion, and based on the bolt axial force, torque due to thread friction and friction between the nut and the washer After calculating the torque by, a pressing step of providing a desired pressing force to the right angle portion by applying the torque calculated using a torque wrench to the rotation of the nut; including,
The force required to turn the nut is P, the axial force applied to the anchor bolt is Q, the coefficient of friction on the screw surface of the anchor bolt is u 1 , the coefficient of friction between the nut and the washer is u 2 , the pitch of the screw is p, and the effective diameter of the anchor bolt If (the average value of the thread diameter and thread diameter of the anchor bolt) is d 2 , the outer diameter of the washer is D, and the inner diameter of the washer is d,
Figure 112023500285818-pat00007

Figure 112023500285818-pat00008

(Where T l is the torque due to thread friction)
Figure 112023500285818-pat00009

(Where T 2 is the torque due to friction between the nut and washer)
Using what is calculated by the expression of
A method of constructing a right angle reinforcement device for a box-shaped concrete structure, characterized in that for obtaining the torque (T 1 +T 2 ) to be applied to the nut by the axial force (Q) acting on the bolt.
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