KR102636104B1 - Pc강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 있어서, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 PC강봉들을 원주 방향으로 이격되게 배치하고, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 가이드 철선들을 상기 PC강봉들과 간섭되지 않도록 원주 방향으로 이격되게 배치하며, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되되, 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 결합되어 고정되도록 나선 철근을 배치하여 강재 조립체를 형성하는 강재 조립체 준비단계, 상기 강재 조립체를 몰드에 설치하는 강재 조립체 설치단계, 상기 콘크리트 전주와 대응되도록 상기 길이 방향으로 연장되어 있는 PC강선들을 상기 몰드에 설치되어 있는 상기 강재 조립체 내부에 투입하되, 상기 나선 철근으로부터 이격되도록 배치하고, 고정되도록 설치하는 PC강선 설치단계, 상기 PC 강선이 투입되어 있는 강재 조립체가 설치된 상기 몰드의 내부 공간으로 모르타르를 투입하는 모르타르 타설단계 및 상기 PC강선에 인장력을 가하여 상기 PC강선을 긴장시키는 PC강선 긴장단계를 포함하는 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법을 제공한다.
따라서 PC강봉을 대신하여 PC강선을 긴장재로 사용하여 응력부식 균열에 대한 저항성이 향상되는 장점이 있다.
따라서 PC강봉을 대신하여 PC강선을 긴장재로 사용하여 응력부식 균열에 대한 저항성이 향상되는 장점이 있다.
Description
본 발명은 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 PC강봉을 대신하여 PC강선을 긴장재로 사용하여 응력부식 균열에 대한 저항성이 향상된 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 관한 것이다.
종래 콘크리트 전주에서 긴장재는 PC강봉을 주로 사용한다. 긴장재는 Pre-stress가 도입되는 가장 핵심적인 재료로써, 횡방향 하중에 대하여 콘크리트 전주 휨 저항력을 확보하는 주요 재료이다. PC강봉은 일정 수준의 성능을 가지지만, 응력부식균열에 취약한 단점을 가진다. 응력부식 균열(Stress Corrosion Cracking ; SCC)은 금속이 부식 분위기에서 인장 응력을 받으면 본체에 분할이 생기는 현상을 말한다.
응력부식 균열에 의하여 긴장재가 손상 받을 경우, 긴장력 손실에 따라서 취성 파괴될 수 있으며, 이로 인하여 재산피해 및 인사사고가 발생할 수 있다. 응력부식 균열은 콘크리트 내부의 강재에서 진행되기 때문에 육안으로 검측하기 매우 어려우므로 성능적인 예방이 가장 효과적이다.
그리고 종래에는 긴장재, 휨 응력에 취약한 부위에 설치하는 보강재 및 긴장재와 보강재의 일체 거동을 위한 나선철근이 용접으로 일체화되어 제작되기 때문에 긴장작업시에 긴장재의 위치 이동에 의하여 나선철근과의 용접이 탈락되는 경우가 많다. 그리고 부속물 삽입 시에 간섭이 발생하여 나선 철근을 절단하는 상황이 빈번하다. 그러므로 일체성 확보를 위하여 용접을 하지만 사실상 긴장 및 간섭 등으로 절단되어 일체성 확보가 불가능한 경우가 발생한다. 이러한 현상들은 콘크리트 전주의 성능 및 품질저하의 원인이 된다.
본 발명은 PC강봉을 대신하여 PC강선을 긴장재로 사용하여 응력부식 균열에 대한 저항성이 향상된 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 있어서, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 PC강봉들을 원주 방향으로 이격되게 배치하고, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 가이드 철선들을 상기 PC강봉들과 간섭되지 않도록 원주 방향으로 이격되게 배치하며, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되되, 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 결합되어 고정되도록 나선 철근을 배치하여 강재 조립체를 형성하는 강재 조립체 준비단계, 상기 강재 조립체를 몰드에 설치하는 강재 조립체 설치단계, 상기 콘크리트 전주와 대응되도록 상기 길이 방향으로 연장되어 있는 PC강선들을 상기 몰드에 설치되어 있는 상기 강재 조립체 내부에 투입하되, 상기 나선 철근으로부터 이격되도록 배치하고, 고정되도록 설치하는 PC강선 설치단계, 상기 PC 강선이 투입되어 있는 강재 조립체가 설치된 상기 몰드의 내부 공간으로 모르타르를 투입하는 모르타르 타설단계 및 상기 PC강선에 인장력을 가하여 상기 PC강선을 긴장시키는 PC강선 긴장단계를 포함하는 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 있어서, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 PC강봉들을 원주 방향으로 이격되게 배치하고, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 가이드 철선들을 상기 PC강봉들과 간섭되지 않도록 원주 방향으로 이격되게 배치하며, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되되, 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 결합되어 고정되도록 나선 철근을 배치하여 강재 조립체를 형성하는 강재 조립체 준비단계, 상기 강재 조립체를 몰드에 설치하는 강재 조립체 설치단계, 상기 콘크리트 전주와 대응되도록 상기 길이 방향으로 연장되어 있는 PC강선들을 상기 몰드에 설치되어 있는 상기 강재 조립체 내부에 투입하되, 상기 나선 철근으로부터 이격되도록 배치하고, 고정되도록 설치하는 PC강선 설치단계, 상기 PC강선들이 모르타르 투입 과정에서도 변형되지 않고 정위치에 고정될 수 있도록 상기 PC강선들의 양단에 인장력을 가하는 가인장 단계, 상기 PC 강선이 투입되어 있는 강재 조립체가 설치된 상기 몰드의 내부 공간으로 모르타르를 투입하는 모르타르 타설단계, 상기 PC강선에 인장력을 가하여 상기 PC강선을 긴장시키는 PC강선 긴장단계, 상기 모르타르가 투입된 상기 몰드를 회전시켜서 원심 성형하는 원심 성단계를 포함하는 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, PC강봉을 대신하여 PC강선을 긴장재로 사용하여 응력부식 균열에 대한 저항성이 향상되는 장점이 있다.
둘째, 긴장재로 사용되는 PC강선은 나선 철근과 서로 접촉된 상태로 고정되는 것은 아니기 때문에, 타설된 모르타르가 경화되기 전의 긴장 작업 시에 PC강선이 나선 철근과 분리됨으로 인하여 발생하거나, 스텝 너트 설치 시 간섭을 회피하기 위해 나선 철근을 절단함으로 인하여 발생하는 전주의 성능 및 품질 저하 원인을 예방할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 긴장재로 사용되는 PC강선은 나선 철근과 분리되어 있기 때문에 부속물 삽입 시 간섭이 발생할 가능성이 낮고, 간섭이 발생하더라도 나선 철근을 절단하지 않고 부속물 삽입이 가능할 수 있는 장점이 있다.
넷째, 긴장재로 사용되는 PC강선은 인장강도가 높아서 휨저항성이 향상되기 때문에, 동일 성능을 구현하기 위한 강재의 양을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 긴장재로 사용되는 PC강선은 연성이 우수하기 때문에 변위에 대한 복원력이 상대적으로 우수하여 태풍 등에 의해 순간적으로 큰 횡력이 작용하여 구조체가 항복하였을 경우에도, 파단되지 않고 일정 수준으로 복원되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법의 몰드 준비 단계에서 준비된 몰드, 강재 조립체 준비단계에서 준비된 강재 조립체 및 강재 조립체 설치단계에서 배치되는 PC강선을 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 의해 제조된 PC강선을 이용한 콘크리트 전주가 도시된 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅱ-Ⅱ선을 취한 단면도이다.
도 5은 도 3에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅲ-Ⅲ선을 취한 단면도이다.
도 6은 도 5에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅳ-Ⅳ선을 취한 단면도이다.
도 7은 도 5에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅴ-Ⅴ선을 취한 단면도이다.
도 8은 도 3에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 각 부분별 휨 모멘트를 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법의 몰드 준비 단계에서 준비된 몰드, 강재 조립체 준비단계에서 준비된 강재 조립체 및 강재 조립체 설치단계에서 배치되는 PC강선을 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 의해 제조된 PC강선을 이용한 콘크리트 전주가 도시된 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅱ-Ⅱ선을 취한 단면도이다.
도 5은 도 3에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅲ-Ⅲ선을 취한 단면도이다.
도 6은 도 5에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅳ-Ⅳ선을 취한 단면도이다.
도 7은 도 5에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 Ⅴ-Ⅴ선을 취한 단면도이다.
도 8은 도 3에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 각 부분별 휨 모멘트를 나타내는 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법(S100)은 몰드 및 강재 조립체 준비 단계(S110), 몰드에 강재 조립체 설치단계(S120), PC강선 설치 단계(S130), PC강선 가인장 단계(S140), 합형단계(S150), 모르타르 투입단계(S160), PC강선 긴장단계(S170), 원심 성형단계(S180) 및 양생단계(S190)를 포함한다. 본 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법(S100)은 긴장재를 PC강봉이 아닌 PC강선을 이용함으로써 응력 부식균열에 대한 저항성이 향상된다. 그리고 긴장재인 PC강선이 보강근 및 나선 철근과 일체화되지 않고 독립적으로 배치된 상태에서 긴장되기 때문에 긴장작업 시 나선 철근과의 용접이 탈락되는 문제가 발생하지 않고, 부속물 삽입 시에 간섭이 발생하지 않아서 나선 철근을 절단하지 않아도 되는 장점이 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법(S100)에 의해서 제조되는 PC강선을 이용한 콘크리트 전주(100)에 대해 먼저 설명한다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주(100)는 전주 몸체(110), PC강봉(120), 가이드 철선(130), 나선 철근(140) 및 PC강선(150)을 포함한다. 상기 전주 몸체(110)는 콘크리트로 형성된다. 상기 전주 몸체(110)는 직선의 중심축선(X)을 따라 길게 연장되는 막대 형상이다. 상기 전주 몸체(110)의 내부에는 상기 중심축선(X)을 따라 연장되어서 상기 전주 몸체(110)의 중심을 관통하는 중공이 형성되어 있다. 상기 전주 몸체(110)의 외주와 내주는 대체로 원형으로서 동심원을 이룬다.
상기 전주 몸체(110)에는 복수 개의 상기 PC강봉(120)들, 상기 가이드 철선(130)들, 상기 나선 철근(140) 및 상기 PC강선(150)들이 일체로 형성된다. 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향 양단들은 각각 상기 콘크리트 전주(100)의 원구(111)와 말구(112)를 형성한다. 본 실시예에서 상기 전주 몸체(110)는 원구(111)로부터 말구(112) 쪽으로 갈수록 가늘어지는 원뿔대 형상인 것을 예로 든다.
상기 전주 몸체(110)는 상기 PC강봉(120), 상기 가이드 철선(130), 상기 나선 철근(140) 및 상기 PC강선(150)을 외부 환경으로부터 보호하는 피복 역할을 한다. 그리고 상기 전주 몸체(110)는 콘크리트 압축력에 대한 저항역할을 담당한다. 그리고 상기 전주 몸체(110)의 두께는 사용되는 상기 PC강봉(120), 상기 가이드 철선(130), 상기 나선 철근(140) 및 상기 PC강선(150)에 따라 변경될 수 있다.
상기 PC강봉(120)은 상기 전주 몸체(110)의 내주면과 외주면 사이에 배치된다. 그리고 상기 PC강봉(120)은 원주 방향으로 복수 개가 이격되어 매입된다. 구체적으로 상기 PC강봉(120)은 상기 전주 몸체(110)의 내주면(또는 외주면)과 동심원 구조가 되도록 복수 개가 이격되어 배치된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 PC강봉(120)들의 배치 구조를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 PC강봉(120)은 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있다. 본 실시예에서 상기 PC강봉(120)은 상기 전주 몸체(110) 길이의 절반의 길이와 동일하거나 더 짧은 길이로 형성되는 것을 예로 든다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 PC강봉(120) 강봉의 길이를 상기 전주 몸체(110) 길이의 절반보다 길도록 형성할 수도 있다.
상기 PC강봉(120)은 비긴장재로써 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향으로 배치되는 긴장재인 상기 PC강선(150)의 휨 저항성을 보완해주는 역할을 한다. 통상적으로 콘크리트 전주는 주로 상부(말구) 부분에 적재하중 및 풍하중이 발생하게 되는데, 이에 따라서 모멘트를 산출하면 하부(원구) 부분에서 가장 큰 모멘트가 발생하게 된다. 따라서 하부 부분에 중점적으로 상기 PC강봉(120)을 배치하여 휨 저항성을 보강한다.
상기 가이드 철선(130)은 상기 전주 몸체(110)의 내주면과 외주면 사이에 배치된다. 이 때 상기 가이드 철선(130)은 상기 PC강봉(120)과 간섭되지 않도록 배치된다. 그리고 상기 가이드 철선(130)은 원주 방향으로 복수 개가 이격되어 매입된다. 구체적으로 상기 가이드 철선(130)들은 상기 전주 몸체(110)의 내주면(또는 외주면)과 동심원 구조가 되도록 복수 개가 이격되어 배치된다.
그리고 본 실시예에서 상기 가이드 철선(130)들은 상기 PC강봉(120)들이 형성하는 동심원과 반지름이 동일하도록 배치되는 것을 예로 든다. 구체적으로 상기 전주 몸체(110)의 중심으로부터 상기 가이드 철선(130)들의 중심까지의 길이와 상기 가이드 철선(130)의 반지름의 길이의 합은, 상기 전주 몸체(110)의 중심으로부터 상기 PC강봉(120)들의 중심까지의 길이와 상기 PC강봉의 반지름의 길이의 합과 동일하게 형성된다. 즉, 상기 가이드 철선(130)들과 상기 PC강봉(120)들은 서로 연결하면 원 형상이 되도록 배치된다.
그리고 본 실시예에서 상기 가이드 철선(130)들은 상기 PC강봉(120)들의 사이 사이에 배치되는 것을 예로 든다. 즉, 상기 가이드 철선(130)들과 상기 PC강봉(120)들은 교번하여 배치된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 가이드 철선(130)들의 배치 구조를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 가이드 철선(130)은 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 하부에서 상부까지 연장되어 있다. 즉, 상기 가이드 철선(130)은 상기 전주 몸체(110)의 하부에서 상기 PC강봉(120)이 상부 방향으로 연장되어 있는 부분까지는 상기 PC강봉(120)과 나란하게 연장된다. 하지만 상기 가이드 철선(130)은 상기 PC강봉(120)이 연장되어 있는 말단으로부터 상기 전주 몸체(110)의 상부까지 더 연장된다.
상기 가이드 철선(130)은 아래에서 설명할 나선 철근(140)의 상부를 지지하는 역할을 한다. 상기 나선 철근(140)의 하부는 상기 PC강봉(120)들에 의해 지지되지만, 상기 PC강봉(120)들의 말단 위쪽 부분은 상기 나선 철근(140)을 지지해 줄 부재가 없다. 상기 PC강선(150)은 성분 구성상 용접이 불가능하기 때문에 상기 나선 철근(140)의 상부를 용접을 통해서 지지할 수 없다. 따라서 상기 전주 몸체(110)의 하부에서 상부까지 연장되어 있는 상기 가이드 철선(130)을 이용하여 상기 나선 철근(140) 상부의 형태가 유지되도록 지지한다. 물론 상기 가이드 철선(130)은 상기 나선 철근(140) 하부의 형태가 유지되도록 하는 역할도 할 수 있다.
상기 나선 철근(140)은 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 하부에서 상부까지 나선형으로 연장되어 있다. 이때 상기 나선 철근(140)은 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)들과 결합되어 고정된다. 본 실시예에서 상기 나선 철근(140)은 상기 PC강봉(120) 및 상기 가이드 철선(130)들과 각각 용접되어 일체로 결합되어 고정되는 것을 예로 든다.
즉, 상기 나선 철근(140)은 상기 몸체(110)의 하부에서 상부 방향으로 상기 PC강봉(120)이 설정 길이 연장되어 있는 부분까지는 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)들과 각각 용접 결합된다. 하지만 상기 나선 철근(140)은 상기 PC강봉(120)이 연장되어 있는 말단에서 상기 전주 몸체(110)의 상부까지는 상기 가이드 철선(130)과만 용접 결합된다.
그리고 본 실시예에서 상기 나선 철근(140)은 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)들을 감싸도록 배치되는 것을 예로 든다. 즉, 상기 나선 철근(140)의 내주면에 밀착되도록 상기 PC강봉(120)들 및 가이드 철선(130)들이 용접되는 것이다.
하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)들이 상기 나선 철근(140)의 외주면에 밀착되도록 배치될 수도 있다. 또는 상기 PC강봉(120)들은 상기 나선 철근(140)의 내주면에 밀착되도록 배치되고, 상기 가이드 철선(130)들은 상기 나선 철근(140)의 외주면에 밀착되도록 배치될 수도 있다. 또는 상기 PC강봉(120)들은 상기 나선 철근(140)의 외주면에 밀착되도록 배치되고, 상기 가이드 철선(130)들은 상기 나선 철근(140)의 내주면에 밀착되도록 배치될 수 있다.
상기 PC강선(150)은 상기 전주 몸체(110)의 내주면과 외주면 사이에 배치된다. 그리고 상기 PC강선(150)은 원주 방향으로 복수 개가 이격되도록 배치된다. 그리고 본 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주(100)는 긴장재 역할을 하는 상기 PC강선(150)들이 상기 나선 철근(130)을 포함하는 다른 강재들과 이격되도록 배치되기 때문에 인장작업 시 다른 구성들과 간섭이 발생하지 않아서 각 부재가 일체화된 성능을 발휘할 수 있다. 구체적으로 상기 PC강선(150)들은 상기 PC강봉(120), 상기 가이드 철선(130) 및 상기 나선 철근(140)과 각각 접촉되지 않도록 분리되어 직접적으로 일체화되어 있지는 않은 구조를 갖는다. 즉, 상기 PC강선(150)들은 전주 몸체(110)에 의해 상기 PC강봉(120), 상기 가이드 철선(130) 및 상기 나선 철근(140)과 일체화된 구조를 가질 수 있지만, 용접 등에 의해 직접 접촉하고 있는 구조를 갖지는 않기 때문에 독립적인 성늘 발휘에 유리하다. 즉, 상기 PC강선(150)들은 상기 PC강봉(120), 상기 가이드 철선(130) 또는 상기 나선 철근(140)과 접촉된 구조로 배치되더라도 적어도 용접 등에 의해 고정되어 있지는 않은 것이다.
본 실시예에서는 상기 PC강선(150)들이 등간격으로 이격되어 배치되는 것을 예로 든다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 PC강선(150)들의 이격된 거리가 다르도록 배치할 수도 있다. 그리고 상기 PC강선(150)들은 상기 나선 철근(140)으로부터 설정 길이 이격되도록 매입된다. 본 실시예에서 상기 PC강선(150)들은 상기 전주 몸체(110)의 중심으로부터 상기 나선 철근(130)보다 가까운 위치에 배치되는 것을 예로 든다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 PC강선(150)들이 상기 나선 철근(130)보다 상기 전주 몸체(110)의 중심으로부터 먼 위치에 배치될 수도 있다. 그리고 상기 PC강선(150)들은 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 하부에서 상부까지 연장되어 있다.
본 실시예에서 상기 PC강선(150)들은 인장력을 받아 긴장되는 긴장재 역할을 한다. 상기 PC강선(150)은 미세구조상 상기 PC강봉(120)과 비교하여 발생하는 균열에 대한 저항성이 높은 구조를 갖는다. 상기 PC강봉(120)은 인장강도가 14,000kg/㎠ 인데 반해, 상기 PC강선(150)은 인장강도가 19,500kg/㎠으로 높다. 따라서 본 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주(100)는 응력부식균열에 대하여 긴장재로써 PC강봉을 사용하는 경우에 비해 저항성이 높은 장점이 있다.
또한 PC강선(150)은 인장강도 역시 높기 때문에 보다 높은 수준의 휨 저항성을 가지는 장점이 있다. 그리고 연성 또한 우수하기 때문에 변위에 대한 복원력이 상대적으로 우수하여 순간적으로 큰 횡력에 의하여 구조체가 항복하였을 경우에도, 파단되지 않고 일정 수준으로 복원되는 성능을 가지는 장점이 있다.
그리고 상기 PC강선(150)들은 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)들과 각각 이격되도록 배치된다. 그리고 상기 PC강선(150)들은 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)들의 사이 사이에 배치된다. 본 실시예에서 상기 PC강선(150)들은 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)보다 상기 전주 몸체(110)의 중심으로부터 가까운 위치에 배치되기 때문에 상기 PC강봉(120)들 및 상기 가이드 철선(130)과 지그재그 형태로 배치되는 것을 예로 든다. 하지만 상기 PC강선(150)들의 배치 구조는 얼마든지 변경이 가능하다.
그리고 본 실시예에 따른 PC강선을 이용한 콘크리트 전주(100)는 긴장재 역할을 하는 상기 PC강선(150)들이 상기 나선 철근(130)들과 이격되도록 배치되기 때문에 인장작업 시 다른 구성들과 간섭이 발생하지 않아서 각 부재가 일체화된 성능을 발휘할 수 있다.
상기 몰드 및 강재 조립체 준비단계(S110)는 상기 콘크리트 전주(100)를 제조하기 위한 몰드(10)와 상기 전주 몸체(110) 내부에 배치될 강재 조립체를 준비하는 과정이다. 도 2에서는 상기 몰드 및 강재 조립체 준비단계(S110)를 통해 준비되는 몰드의 일 실시예에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 상기 몰드(10)는 중공의 반원통형의 하형(11)과 중공의 반원통형의 상형(12)을 구비한다. 상기 하형(11)과 상기 상형(12)이 결합되어서 상기 몰드(10) 내에 상기 콘크리트 전주(100)를 제조하기 위한 성형 공간이 형성된다. 상기 하형(11)과 상기 상형(12)은 각각 상기 콘크리트 전주(100)의 외주면에 대응하여 종방향을 따라 절반으로 절단한 형상을 갖는다.
본 실시예에서 상기 강재 조립체는 상기 PC강봉들(120), 상기 가이드 철선들(130) 및 나선 철근(140)을 포함하는 것을 예로 든다. 먼저 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 PC강봉들(120)을 원주 방향으로 이격되게 배치한다. 이때 상기 PC강봉들(120)은 상기 전주 몸체(110)의 내주면과 동심원을 형성하도록 배치한다. 그리고 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 가이드 철선들(130)을 상기 PC강봉들(120)과 간섭되지 않도록 원주 방향으로 이격되게 배치한다. 이때 상기 가이드 철선들(130)도 상기 전주 몸체(110) 내주면과 동심원을 형성하도록 배치한다. 그리고 본 실시예에서는 상기 PC강봉들(120)과 상기 가이드 철선들(130)을 교번하여 배치하지만, 상기 PC강봉들(120)과 상기 가이드 철선들(130)의 배치 구조는 변경될 수 있다. 그리고 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되되, 상기 PC강봉들(120) 및 상기 가이드 철선들(130)과 결합되어 고정되도록 상기 나선 철근(140)을 배치함으로써 상기 강재 조립체를 준비한다.
본 실시예에서는 상기 나선 철근(140)이 상기 PC강봉들(120) 및 상기 가이드 철선들(130)을 감싸도록 배치한다. 즉, 상기 PC강봉들(120) 및 상기 가이드 철선들(130)은 상기 나선 철근(140)의 내주면에 밀착되도록 배치된다. 이때 상기 상기 PC강봉들(120) 및 상기 가이드 철선들(130)은 상기 나선 철근(140)과 용접하여 일체로 결합된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 PC강봉들(120) 및 상기 가이드 철선들(130)이 상기 나선 철근(140)의 외주면에 밀착되도록 배치할 수도 있다.
상기 몰드에 강재 조립체 설치단계(S120)에서는 상기 몰드 및 강재 조립체 준비단계(S110)를 통해 준비된 상기 몰드(10)에 상기 강재 조립체가 설치된다. 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 상기 몰드(10)의 하형(11)과 상형(13)이 분리된 상태에서 상기 강재 조립체가 상기 하형(11)의 내부 공간에 설치된다.
상기 PC강선 설치단계(S130)에서는 상기 전주 몸체(110)의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 상기 PC강선들(150)들을 상기 몰드(10) 내부에 배치되어 있는 강재 조립체 내부에 원구(111)에서부터 종방향으로 투입한다. 이때 상기 PC강선들(150)은 상기 나선 철근(140)으로부터 이격되도록 배치되되, 고정되도록 설치된다. 그리고 상기 PC강선들(150)을 원주 방향을 따라서 등간격으로 이격되도록 배치한다.
본 실시예에서는 상기 PC강선들(150)은 상기 나선 철근(140)이 상기 PC강봉들(120)과 상기 가이드 철선(130)을 감싸고 있는 내부에 배치되는 것을 예로 든다. 하지만 상기 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 PC강선들(150)을 상기 나선 철근(140)의 외부쪽에 배치할 수도 있다.
상기 PC강선 가인장 단계(S140)는 상기 PC강선들(150)이 상기 강재 조립체 내부에 고정되어 배치된 상태에서, 상기 PC강선들(150)의 양쪽 단부에 인장력을 가하여 긴장시키는 과정이다. 상기 PC강선 가인장 단계(S140)에 의해 상기 PC강선들(150)이 긴장된 상태에서 모르타르 투입단계(S150)가 진행된다. 상기 가인장 단계(S140)는 상기 몰드(10)에 모르타르를 타설하는 과정에서 상기 PC강선들(150)이 상기 타설되는 모르타르와의 접촉에 의해 휘어지는 것과 같이 형상이 변형되는 것을 방지하기 위해서 수행된다. 상기 가인장 단계(S140)에서 가해지는 인장력은 상기 몰드(10)에 타설되는 모르타르의 구성비 및 타설 속도 등을 다양하게 변경하면서 미리 실험에 의해 상기 PC강선들(150)이 모르타르 타설 시 변형되지 않을 수 있도록 도출된 최소한의 인장력을 가한다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 인장력은 상기 최소한의 인장력보다 더 강한 인장력일 수도 있다.
상기 합형단계(S150)는 상기 몰드(10) 내부에 모르타르를 타설하기 위한 공간을 형성하는 과정이다. 상기 합형단계(S150)에서는 상기 강재 조립체 설치단계(S130)를 통해 상기 강재 조립체가 상기 하형(11)의 내부 공간에 설치된 후에 상기 상형(12)이 상기 하형(11)과 결합되어서 합형된다.
상기 모르타르 투입단계(S160)에서는 상기 합형단계(S150)를 통해 상기 몰드(10)가 합형되어, 내부 공간에 상기 강재 조립체 및 상기 PC강선들(150)이 수용된 상태에서 상기 몰드(10)의 내부 공간으로 상기 전주 몸체(110)를 형성하기 위한 모르타르가 투입되는 과정이다.
상기 PC강선 긴장단계(S170)에서는 상기 모르타르 투입단계(S160)에 의해 타설된 모르타르에 매입되어 있는 상태의 PC강선들(150)이 긴장된다. 상기 PC강선 긴장단계(S170)에 의해 상기 PC강선들(150)이 긴장된 상태에서 원심 성형이 수행된다.
상기 원심 성형단계(S180)에서는 모르타르가 투입된 몰드(10)를 회전시켜서 원심 성형하는 과정이다. 상기 원심 성형단계(S180)에서 상기 몰드(10)가 회전함으로써 상기 몰드(10)에 투입된 모르타르는 원심력에 의해 반경방향 바깥쪽으로 이동하여 중심부에 중공이 형성디는 전주 몸체(110)의 형상을 이루게 된다.
상기 양생단계(S190)에서는 원심 성형단계(S180)를 통해 원심 성형된 몰드(10) 내부의 모르타르가 양생된 후 상기 몰드(10)가 탈형되어서, 도 3에서와 같은 구성의 콘크리트 전주(100)가 완성된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 콘크리트 전주
110: 전주 몸체
120: PC강봉
130: 가이드 철선
140: 나선 철근
150: PC강선
10: 몰드
11: 하형
12: 상형
110: 전주 몸체
120: PC강봉
130: 가이드 철선
140: 나선 철근
150: PC강선
10: 몰드
11: 하형
12: 상형
Claims (8)
- PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 있어서,
상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 PC강봉들을 원주 방향으로 이격되게 배치하고, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 가이드 철선들을 상기 PC강봉들과 간섭되지 않도록 원주 방향으로 이격되게 배치하며, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되되, 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 결합되어 고정되도록 나선 철근을 배치하여 강재 조립체를 형성하는 강재 조립체 준비단계;
상기 강재 조립체를 몰드에 설치하는 강재 조립체 설치단계;
상기 콘크리트 전주와 대응되도록 상기 길이 방향으로 연장되어 있는 PC강선들을 상기 몰드에 설치되어 있는 상기 강재 조립체 내부에 투입하되, 상기 나선 철근으로부터 이격되도록 배치하고, 고정되도록 설치하는 PC강선 설치단계;
상기 PC 강선이 투입되어 있는 강재 조립체가 설치된 상기 몰드의 내부 공간으로 모르타르를 투입하는 모르타르 타설단계; 및
상기 PC강선에 인장력을 가하여 상기 PC강선을 긴장시키는 PC강선 긴장단계를 포함하고,
상기 강재 조립체 준비단계에서는,
상기 나선 철근이 상기 PC강봉들을 감싸도록 배치하고, 상기 나선 철근이 상기 가이드 철선들을 감싸도록 배치하되, 상기 나선 철근을 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 각각 용접하여 일체화시키며,
상기 강재 조립체 준비단계에서,
상기 가이드 철선은,
상기 나선 철근의 상부를 지지하기 위해서, 상기 전주 몸체의 하부에서 상기 PC강봉이 상부 방향으로 연장되어 있는 부분까지는 상기 PC강봉과 나란하게 연장되되, 상기 PC강봉이 연장되어 있는 말단으로부터 상기 PC강봉이 연장되어 있지 않은 상기 전주 몸체의 상부까지 더 연장되어 있으며,
상기 나선 철근은,
상기 전주 몸체의 하부에서 상기 PC강봉이 상부 방향으로 연장되어 있는 부분까지는 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 각각 용접 결합되고, 상기 PC강봉이 연장되어 있는 말단으로부터 상기 PC강봉이 연장되어 있지 않은 상기 전주 몸체의 상부까지는 상기 가이드 철선과만 용접 결합되어 지지되는,
PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 PC강선 설치단계와 상기 모르타르 타설단계 사이에,
상기 PC강선들이 모르타르 투입 과정에서도 변형되지 않고 정위치에 고정될 수 있도록 상기 PC강선들의 양단에 인장력을 가하는 가인장 단계를 더 포함하는,
PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 모르타르가 투입된 상기 몰드를 회전시켜서 원심 성형하는 원심 성형단계를 더 포함하는,
PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 강재 조립체 설치단계에서는,
상기 PC강선들을 원주 방향을 따라서 등간격으로 이격되도록 배치하는,
PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 강재 조립체 준비단계에서는,
상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철근들을 교번하도록 배치하는,
PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법. - 삭제
- PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법에 있어서,
상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 하부에서 상부 방향으로 설정 길이 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 PC강봉들을 원주 방향으로 이격되게 배치하고, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되어 있는 가이드 철선들을 상기 PC강봉들과 간섭되지 않도록 원주 방향으로 이격되게 배치하며, 상기 콘크리트 전주의 길이 방향을 따라 연장되어 있는 부분과 대응되도록 연장되되, 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 결합되어 고정되도록 나선 철근을 배치하여 강재 조립체를 형성하는 강재 조립체 준비단계;
상기 강재 조립체를 몰드에 설치하는 강재 조립체 설치단계;
상기 콘크리트 전주와 대응되도록 상기 길이 방향으로 연장되어 있는 PC강선들을 상기 몰드에 설치되어 있는 상기 강재 조립체 내부에 투입하되, 상기 나선 철근으로부터 이격되도록 배치하고, 고정되도록 설치하는 PC강선 설치단계;
상기 PC강선들이 모르타르 투입 과정에서도 변형되지 않고 정위치에 고정될 수 있도록 상기 PC강선들의 양단에 인장력을 가하는 가인장 단계;
상기 PC 강선이 투입되어 있는 강재 조립체가 설치된 상기 몰드의 내부 공간으로 모르타르를 투입하는 모르타르 타설단계;
상기 PC강선에 인장력을 가하여 상기 PC강선을 긴장시키는 PC강선 긴장단계; 및
상기 모르타르가 투입된 상기 몰드를 회전시켜서 원심 성형하는 원심 성형단계를 포함하고,
상기 강재 조립체 준비단계에서는,
상기 나선 철근이 상기 PC강봉들을 감싸도록 배치하고, 상기 나선 철근이 상기 가이드 철선들을 감싸도록 배치하되, 상기 나선 철근을 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 각각 용접하여 일체화시키며,
상기 강재 조립체 준비단계에서,
상기 가이드 철선은,
상기 나선 철근의 상부를 지지하기 위해서, 상기 전주 몸체의 하부에서 상기 PC강봉이 상부 방향으로 연장되어 있는 부분까지는 상기 PC강봉과 나란하게 연장되되, 상기 PC강봉이 연장되어 있는 말단으로부터 상기 PC강봉이 연장되어 있지 않은 상기 전주 몸체의 상부까지 더 연장되어 있으며,
상기 나선 철근은,
상기 전주 몸체의 하부에서 상기 PC강봉이 상부 방향으로 연장되어 있는 부분까지는 상기 PC강봉들 및 상기 가이드 철선들과 각각 용접 결합되고, 상기 PC강봉이 연장되어 있는 말단으로부터 상기 PC강봉이 연장되어 있지 않은 상기 전주 몸체의 상부까지는 상기 가이드 철선과만 용접 결합되어 지지되는,
PC강선을 이용한 콘크리트 전주의 제조방법.
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2023
- 2023-01-11 KR KR1020230004097A patent/KR102636104B1/ko active IP Right Grant
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