KR102663995B1 - 전단 연결장치 및 이를 이용한 우각부 보강장치 - Google Patents

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KR102663995B1
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Abstract

본 발명은, 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되는 것으로서, 상기 우각부의 헌치부에 접하는 본체, 상기 본체의 일단부로부터 연장되는 제1부재 및 상기 본체의 타단부로부터 연장되는 제2부재로 구성되는 보강부재와, 상기 보강부재를 상기 우각부에 고정하는 전단 연결장치를 포함하는 우각부 보강장치에 사용 가능한 전단 연결장치에 있어서, 상기 우각부에 형성되는 전단연결 볼트공에 충진되는 전단연결 접착제; 상기 전단연결 볼트공에 전단연결 접착제가 충진된 상태에서 전단연결 볼트공에 삽입되는 전단연결볼트 고정부; 상기 전단연결볼트 고정부에 고정되는 전단연결볼트; 상기 전단연결볼트가 상기 제1부재와 제2부재에 각각 형성되는 볼트공을 관통한 상태로 전단연결볼트에 결합하는 전단연결너트와 워셔;를 포함하되, 상기 전단연결볼트 고정부는 일방향으로 긴 봉형상이고, 일단부에는 일정깊이로 길이방향의 나사홈이 형성되며, 외주면은 타단부에서 일단부쪽으로 갈수록 단면적이 커지는 테이퍼드(tapered) 형상이되 일단부 쪽에는 볼트공의 단면적보다 단면적이 큰 부분이 마련되는 전단 연결장치를 제공한다.

Description

전단 연결장치 및 이를 이용한 우각부 보강장치{Reinforcement Device of Corner Joint of Concrete Box Stucture Using Tapered Novel Shear Connector}
본 발명은 전단 연결장치 및 이를 이용한 우각부 보강장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 콘크리트 면과 평행하지 않게 배치되는 강판을 구조적으로 효율적으로 결합함으로써 두 재료의 합성을 증가시킬 수 있는 전단 연결장치 및 이를 이용한 우각부 보강장치에 관한 것이다.
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 천장과 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.
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.
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.
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.
상기 등록특허의 문제점을 해결하기 위하여 역시 본 출원의 발명자에 의하여 대한민국 등록특허 제10-1338767호(박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치)가 제안되었다. 특허 제10-1338767호는 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 일정 정도 제어할 수 있는 장점도 있다.
도 1은 실제로 설치된 우각부 보강장치를 도시한 것이다. 우각부 보강장치의 양단부만 구조물(벽과 바닥(또는 천장))에 닿아 있고 나머지 부분은 일정거리 이격되어 있으며 보강장치의 경사도는 대략 1:10정도이다.
이처럼 우각부 보강장치가 구조물과 밀착되지 않음으로 인해 구조물에 고정되는 전단연결볼트와 보강장치의 결합상태는 도 2에 도시된 바와 같다. 전단연결너트가 보강장치와 완전히 밀착하지 않음으로 인해 슬립이 발생하게 되고 전단연결 효과가 떨어지게 되며 이로 인해 구조물과 보강장치의 합성률이 감소하는 문제가 있다.
본 발명은 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 우각부 보강장치와 구조물의 합성률을 증가시킬 수 있도록 구조가 개선된 전단 연결장치와 이를 이용한 우각부 보강장치를 제공하는 것이다.
전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,
박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되는 것으로서, 상기 우각부의 헌치부에 접하는 본체, 상기 본체의 일단부로부터 연장되는 제1부재 및 상기 본체의 타단부로부터 연장되는 제2부재로 구성되는 보강부재와, 상기 보강부재를 상기 우각부에 고정하는 전단 연결장치를 포함하는 우각부 보강장치에 사용 가능한 전단 연결장치에 있어서,
상기 우각부에 형성되는 전단연결 볼트공에 충진되는 전단연결 접착제;
상기 전단연결 볼트공에 전단연결 접착제가 충진된 상태에서 전단연결 볼트공에 삽입되는 전단연결볼트 고정부;
상기 전단연결볼트 고정부에 고정되는 전단연결볼트;
상기 전단연결볼트가 상기 제1부재와 제2부재에 각각 형성되는 볼트공을 관통한 상태로 전단연결볼트에 결합하는 전단연결너트;를 포함하되,
상기 전단연결볼트 고정부는 일방향으로 긴 봉형상이고, 일단부에는 일정깊이로 길이방향의 나사홈이 형성되며, 외주면은 타단부에서 일단부쪽으로 갈수록 단면적이 커지는 테이퍼드(tapered) 형상이되 일단부 쪽에는 볼트공의 단면적보다 단면적이 큰 부분이 마련되는 전단 연결장치를 제공한다.
상기 볼트공의 구조물에 접하는 단부에는 단부쪽으로 갈수록 직경이 커지는 확공부가 형성되고,
상기 전단연결볼트 고정부의 일단부 쪽에는 단부쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 형상의 테이퍼부가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 테이퍼부의 단면은 원형인 것이 바람직하다.
상기 전단연결볼트 고정부의 길이방향에 대하여 수직인 단면은 원형인 것이 바람직하다.
상기 전단연결 볼트에 인장력이 작용할 때 상기 전단연결볼트 고정부가 전단연결 볼트공에서 이탈하는 것을 방지하기 위해 상기 전단연결부의 일단부로부터 연장되는 제1부재와 제1부재와 결합하는 제2부재를 포함하며,
상기 제1부재의 외경이 제2부재의 외경보다 작아서 전체적으로 제1부재쪽에 홈이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 두 번째 형태로서,
박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되어 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산하고 전단저항 및 모멘트 저항부재로 사용되며, 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 천장부(또는 바닥부)와 벽부가 이루는 각과 실질적으로 동일하도록 구성되는 보강부재;
상기 보강부재를 우각부에 고정하는 전단 연결장치를 포함하며,
상기 전단 연결장치는 전술한 전단 연결장치인 우각부 보강장치를 제공한다.
본 발명은 우각부 보강장치와 구조물의 합성률을 증가시킬 수 있도록 구조가 개선된 전단연결 장치와 이를 이용한 우각부 보강장치를 제공한다.
도 1은 우각부 보강장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 우각부 보강장치의 제1부재 또는 제2부재가 우각부에 결합한 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전단연결볼트 고정부를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 전단연결볼트 고정부의 단면도.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전단 연결장치를 이용하여 우각부 보강장치의 보강부재를 전단 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전단연결볼트 고정부를 도시한 도면.
도 12는 도 11에 도시된 전단연결볼트 고정부가 포함된 전단 연결장치를 이용하여 우각부 보강장치의 보강부재를 전단 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 13 내지 도 15는 전단연결볼트 고정부에 홈이 형성된 실시예를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전단연결볼트 고정부를 도시한 도면, 도 4는 도 3에 도시된 전단연결볼트 고정부의 단면도, 도 5 내지 도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전단 연결장치를 이용하여 우각부 보강장치의 보강부재를 전단 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면, 도 11은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전단연결볼트 고정부를 도시한 도면, 도 12는 도 11에 도시된 전단연결볼트 고정부가 포함된 전단 연결장치를 이용하여 우각부 보강장치의 보강부재를 전단 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면, 도 13 내지 도 15는 전단연결볼트 고정부에 홈이 형성된 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 전단 연결장치는 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되는 우각부 보강장치를 우각부에 고정하는 장치이다. 그렇지만 반드시 용도가 우각부 보강장치를 고정하기 위한 것으로 제한되는 것은 아니며, 강판을 콘크리트 구조물에 결합함에 있어서 강판과 콘크리트 면이 평행하지 않은 상태로 결합하는 경우라면 어디든 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 연결장치를 설명하기 위해서는 우선 박스형 콘크리트 구조물의 우각부 보강장치에 대해 설명하는 것이 필요하므로 이에 대해 간략히 설명하기로 한다.
박스형 콘크리트 구조물의 우각부(100)란 도 1에 도시된 바와 같이 박스형 콘크리트 구조물의 내부 중 천장부나 바닥부가 벽부와 만나는 지점 즉 모서리 부분을 의미한다. 천장부나 바닥부와 벽부 사이에는 구조적 안정성을 추가하기 위하여 구조물의 내부 쪽으로 돌출된 헌치부(103)가 마련된다.
상기 우각부 보강장치는 보강부재와 전단 연결장치를 포함하는데 보강부재 도 1에 도시된 바와 같이 우각부(100)에 설치되는 것으로서 본체(1), 제1부재(2) 및 제2부재(3)로 이루어지며, 상기 본체(1)와 제1부재(2) 및 제2부재(3)의 사이의 결합은 각각 용접에 의해 이루어질 수 있다.
상기 보강부재를 본체(1), 제1부재(2), 제2부재(3)로 구분한 것은 우각부(100) 중 어느 부분과 접하는가를 기준으로 구분한 것인데, 상기 본체(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 우각부에 설치되었을 때 상기 헌치부(103)에 접하는 구성이다.
상기 제1부재(2)는 상기 본체(1)의 일단부로부터 연장되는 구성이고, 상기 제2부재(3)는 상기 본체(1)의 타단부로부터 연장되는 구성으로서, 도 1에 도시된 우각부 보강장치의 일례에서 제1부재(2)는 바닥부와 접하고, 제2부재(3)는 벽부에 접하는 구성이다.
본 실시예에 따른 전단 연결장치는 전술한 보강부재를 우각부(100)에 고정하기 위한 장치로서 전단연결 접착제(10), 전단연결볼트 고정부(20), 전단연결볼트(30) 및 전단연결너트(40)를 포함한다. 본 전단 연결장치는 보강부재의 제1부재(2)나 제2부재(3)에 적용하기 위한 장치이지만 본체(1)에 적용할 수도 있다.
상기 전단연결 접착제(10)는 콘크리트 등의 모재에 구멍을 뚫고 볼트나 철근 등을 삽입해서 고정할 때 사용하는 접착제로서 후시공 앵커의 일종이다.
상기 전단연결 접착제(10)로는 에폭시를 사용할 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 우각부(100)에 형성된 전단연결 볼트공(101)에 충진된다. 전단연결 볼트공(101)은 도 5에 도시된 바와 같이 우각부(100)에 드릴 등의 천공장치를 이용하여 천공한다.
충진되는 전단연결 접착제(10)의 양은 전단연결 볼트공(101)에 전단연결 접착제(10)가 충진된 이후에 전단연결볼트 고정부(20)가 삽입되는 것을 고려해서 정하면 되는데, 전단연결 접착제(10)와 전단연결볼트 고정부(20)의 부피가 전단연결 볼트공(101)을 다 채울 정도로 충진하면 된다.
상기 전단연결볼트 고정부(20)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 전단연결 접착제(10)가 전단연결 볼트공(101)에 충진된 이후에 전단연결 볼트공(101)에 삽입되어 전단연결볼트(30)가 고정되는 구성으로서 일방향으로 긴 봉형상으로 만들어진다. 전단연결볼트 고정부(20)는 강재로 제작될 수 있는데 일정 이상의 강도가 확보될 수 있다면 어떤 재료로도 제작될 수 있다. 전단연결볼트 고정부(20)의 길이방향에 수직한 단면은 원형인 것이 바람직하다.
상기 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부에는 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부(20)의 길이방향으로 일정깊이 나사홈(21)이 마련된다.
상기 전단연결볼트 고정부(20)의 외주면은 상기 나사홈(21)이 마련된 반대쪽 단부인 타단부로부터 일단부쪽으로 갈수록 단면적이 커지는 테이퍼드(tapered) 형상인데 이를 편의상 제1테이퍼부(22)라 명칭하기로 한다.
상기 제1테이퍼부(22)의 경사도(도 4의 ℓ2와 h2의 비율)은 보강부재가 실제로 결합할 때 우각부에 대하여 기울어진 비율(도 2의 ℓ1과 h1의 비율)과 유사하게 결정하는 것이 바람직한데, 본 발명자의 다양한 시공 경험에 의하면 보강부재가 기울어진 비율은 평균적으로 10:1정도이므로 제1테이퍼부(22)의 경사도도 대략 10:1 정도로 설정할 수 있다.
상기 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부쪽에는 후술할 볼트공(6)에 형성된 확공부(7; 도 8 참조)에 대응되는 테이퍼부(23)가 마련되는데 대응된다는 의미는 확공부(7)의 형상과 테이퍼부(23)의 형상이 유사하여 테이퍼부(23)가 확공부(7)에 접할 수 있다는 의미이다. 상기 테이퍼부(23)의 단면 형상 역시 확공부(7)와 마찬가지로 원형이다.
상기 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부에는 볼트공의 단면적보다 단면적이 큰 부분이 마련된다. 본 실시예에서는 테이퍼부(23)가 형성되어 있어서 테이퍼부(23)가 볼트공의 단면적보다 단면적이 큰 부분이다. 따라서 전단연결볼트 고정부(20)가 전체적으로 원형 단면을 가진다고 생각할 때 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부의 직경(D1)이 볼트공의 직경보다 클 필요는 없다. 그런데 만약 테이퍼부(23)가 형성되지 않는 실시예라면 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부의 직경(D1)이 볼트공의 직경보다 클수도 있다.
한편, 전단연결볼트 고정부(20)의 외주면에는 정해진 패턴으로 형성된 홈이 마련되어 전단연결 접착제와의 고정력을 증가시킬 수도 있다. 상기 홈의 패턴은 도 13에 도시된 바와 같이 바둑판 모양일 수도 있고, 도 14나 도 15에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부(20)의 길이방향 또는 길이방향에 수직한 방향으로 일정간격으로 형상되는 직선 모양일 수도 있다.
상기 전단연결볼트(30)는 상기 전단연결볼트 고정부(20)에 체결된다. 도 8에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부(20)가 전단연결 볼트공(101)에 삽입된 상태에서 보강부재(도면에는 제1부재(2)만 도시됨)를 우각부에 거치하고 전단연결볼트(30)를 볼트공(6)에 관통시켜 전단연결볼트 고정부(20)에 체결한다. 도 9에는 전단연결볼트(30)가 전단연결볼트 고정부(20)에 체결된 상태가 도시되어 있다.
상기 전단연결너트(40)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 전단연결볼트(30)가 상기 볼트공(6)을 관통한 상태에서 전단연결볼트(30)에 체결된다. 상기 볼트공(6)은 제1부재(2)와 제2부재(3)에 각각 형성되어 있다. 물론 본체(1)에도 볼트공은 형성되는데 본체(1)를 우각부에 고정하는 수단으로 전단연결볼트와 전단연결너트만을 사용할 수도 있고, 전단연결볼트 고정부(20)를 사용할 수도 있는데 이는 현장의 상황에 맞게 선택하면 된다.
상기 제1테이퍼부(22)는 도 10에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부(20)가 전단연결 볼트공(101) 내부에서 움직일 수 있도록 함으로써 전단연결너트(40)와 제1부재(2; 또는 제2부재나 본체)의 접촉면적을 높여주는 효과를 발생시킨다.
종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부(20)가 없는 상태에서 전단연결볼트만 전단연결 볼트공에 삽입한 상태로 전단연결너트를 체결했는데 이런 상태에서는 고정부재와 전단연결너트가 평행하지 않으므로 전단연결너트와 제1부재(또는 제2부재나 본체)와의 접촉면적이 작아서 전단연결너트와 제2부재 사이에 슬립이 발생하여 전단 저항이 줄어들고 보강부재와 박스형 콘크리트 구조물 사이의 합성효과도 줄어들 수 있게 된다. 그런데 본 발명에서와 같이 제1테이퍼부(22)가 있음으로 인하여 전단연결볼트 고정부(20)가 전단연결 볼트공(101)의 내부에서 회전하여 전단연결너트(40)가 보강부재와 평행한 상태로 체결될 수 있도록 함으로써 보강부재와 전단연결너트(40) 사이의 슬립을 최소화할 수 있게 되는 효과가 발생하는 것이다.
또한, 상기 확공부(7)와 확공부에 대응되는 형상의 테이퍼부(23)를 마련하여 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부가 제1부재(2)의 볼트공(6)의 내부로 삽입되도록 함으로써 전단연결볼트 고정부(20)와 제1부재(2)의 접촉 면적을 늘려서 전단연결볼트 고정부(20)와 보강부재 사이의 슬립도 최소화 할 수 있게 된다. 전단연결볼트 고정부(20)와 보강부재 사이의 슬립을 줄이는 것도 보강부재와 구조물 사이의 합성을 강화하는데 도움이 되는 효과를 발생시킨다.
전술한 바와 같이 보강부재와 전단연결너트(40) 사이의 슬립과 전단연결볼트 고정부(20)와 보강부재 사이의 슬립을 최소화하면 그만큼 보강부재와 박스형 콘크리트 구조물 사이의 합성 효과가 증가하게 되는데 합성 효과가 커질수록 보강부재의 구조적 효율성이 늘어나는 장점이 있다.
한편, 상기 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부에 볼트공의 단면적보다 단면적이 큰 부분이 마련되는 것은 전단연결 접착제(10)가 완전히 굳기 전에 전단연결볼트(30)에 전단연결너트(40)를 체결하여 전단연결너트(40)를 회전시키더라도 전단연결볼트 고정부(20)와 전단연결볼트(30)가 전단연결볼트공(101)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위함이다.
전단연결너트(40)를 특정 방향으로 회전시키면 전단연결너트(40)와 전단연결볼트 고정부(20)가 근접하게 되는데 전단연결너트(40)는 제1부재(2)에 의해 이동이 제한되므로 전단연결볼트 고정부(20)가 전단연결너트(40) 방향으로 이동하게 된다. 이때, 만약 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부 직경이 볼트공(6)보다 작으면 전단연결볼트 고정부(20)와 전단연결볼트(30)가 함께 볼트공(6)을 통하여 전단연결 볼트공(101) 밖으로 나올 수 있다. 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부 직경을 볼트공(6) 보다 크게 하면 전단연결볼트 고정부(20)가 이동하다 제1부재(2)에 걸려서 더 이상의 이동을 못하게 되어 전단연결볼트 고정부(20)가 전단연결 볼트공(1)으로부터 이탈하는 것을 막을 수 있다.
상기 전단연결볼트 고정부(20)의 타단부에는 도 11에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부 정착장(50)이 설치될 수도 있다.
상기 전단연결볼트 고정부 정착장(50)은 전단연결볼트(20)에 인장력이 작용할 때 전단연결볼트 고정부(20)가 전단연결 볼트공(101)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 구성이다.
상기 전단연결볼트 고정부 정착장(50)은 제1부재(51)와 제2부재(52)를 포함하는데 상기 제1부재(51)는 전단연결볼트 고정부(20)의 일단부로부터 연장되고, 제2부재(52)는 제1부재(51)에 결합하는데 도시된 바와 같이 제1부재(51)의 외경이 제2부재(52)의 외경보다 작아서 전체적으로 제1부재(51) 쪽에 홈(53)이 형성된 모양이다.
상기 제1부재(51)와 제2부재(52)는 전단연결볼트 고정부(20)와 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 홈(53)에 전단연결 접착제(10)가 채워짐으로써 전단저항이 커지게 되고 전단연결볼트 고정부(20)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.
도 12에는 도 11에 도시된 바와 같이 전단연결볼트 고정부 정착장(50)이 포함된 전단연결볼트 고정부(20)를 이용하여 우각부 보강장치를 고정하는 방법이 도시되어 있다.
만약 전단연결 접착제(10)가 완전히 경화되기 이전에 천장부에 마련되는 전단연결 볼트공(101)에 전단연결볼트 고정부(20)가 삽입되면 중력에 의해 전단연결볼트 고정부(20)가 아래로 이동할 수 있는데 전단연결볼트 고정부 정착장(50)과 전단연결 접착제(10) 사이의 전단저항에 의해 전단연결볼트 고정부(20)의 이동을 방지할 수 있게 된다.
물론 전단연결 접착제(10)가 완전히 경화된 이후에도 지진과 같은 강한 힘에 의해 전단연결볼트(20)에 인장력이 작용하게 되는 경우 전단연결볼트 고정부 정착장(50)에 의해 전단연결볼트 고정부(20)의 이동을 방지하게 되는 효과도 기대할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 두 번째 형태인 우각부 보강장치에 대하여 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 우각부 보강장치는 보강부재와 전단 연결장치를 포함하여 구성된다.
보강부재는 본체(1), 제1부재(2), 제2부재(3)를 포함하여 구성되며, 본체(1)나 제1부재(2), 제2부재(3)는 H형강으로 제작할 수 있다.
상기 전단 연결장치는 앞서 설명하였으므로 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 전단 연결장치 및 이를 이용한 우각부 보강장치로 구체화될 수 있다.
10 : 전단연결 접착제
20 : 전단연결볼트 고정부
30 : 전단연결볼트
40 : 전단연결너트
50 : 전단연결볼트 고정부 정착장

Claims (6)

  1. 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되는 것으로서, 상기 우각부의 헌치부에 접하는 본체, 상기 본체의 일단부로부터 연장되는 제1부재 및 상기 본체의 타단부로부터 연장되는 제2부재로 구성되는 보강부재와, 상기 보강부재를 상기 우각부에 고정하는 전단 연결장치를 포함하는 우각부 보강장치에 사용 가능한 전단 연결장치에 있어서,
    상기 우각부에 형성되는 전단연결 볼트공에 충진되는 전단연결 접착제;
    상기 전단연결 볼트공에 전단연결 접착제가 충진된 상태에서 전단연결 볼트공에 삽입되는 전단연결볼트 고정부;
    상기 전단연결볼트 고정부에 고정되는 전단연결볼트; 및,
    상기 전단연결볼트가 상기 제1부재와 제2부재에 각각 형성되는 볼트공을 관통한 상태로 전단연결볼트에 결합하는 전단연결너트;를 포함하고,
    상기 볼트공의 구조물에 접하는 단부에는 단부쪽으로 갈수록 직경이 커지는 확공부가 형성되며,
    상기 전단연결볼트 고정부는 일방향으로 긴 봉형상이고, 일단부에는 일정깊이로 길이방향의 나사홈이 형성되며, 외주면은 타단부에서 일단부쪽으로 갈수록 단면적이 커지는 테이퍼드(tapered) 형상이되 일단부 쪽에는 볼트공의 단면적보다 단면적이 큰 부분이 마련되고,
    상기 전단연결볼트 고정부의 일단부 쪽에는 단부쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 형상의 테이퍼부가 형성되어
    상기 전단연결 접착제가 경화되기 이전에 상기 전단연결볼트 고정부가 상기 전단연결 볼트공 내에서 이동하여 상기 전단연결볼트와 상기 보강부재와 실질적으로 수직인 상태에서 상기 전단연결너트가 상기 전단연결볼트에 체결되고, 상기 전단연결너트가 상기 전단연결볼트에 체결될 때 상기 전단연결볼트 고정부의 테이퍼부가 상기 볼트공의 확공부쪽으로 삽입되어 상기 보강부재의 슬립을 최소화할 수 있는 전단 연결장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테이퍼부의 단면은 원형인 전단 연결장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전단연결볼트 고정부의 길이방향에 대하여 수직인 단면은 원형인 전단 연결장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전단연결 볼트에 인장력이 작용할 때 상기 전단연결볼트 고정부가 전단연결 볼트공에서 이탈하는 것을 방지하기 위해 상기 전단연결볼트 고정부의 일단부로부터 연장되는 제1부재와 제1부재와 결합하는 제2부재를 포함하며,
    상기 제1부재의 외경이 제2부재의 외경보다 작아서 전체적으로 제1부재쪽에 홈이 형성되는 모양인 전단 연결장치.
  6. 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치되어 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산하고 전단저항 및 모멘트 저항부재로 사용되며, 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 천장부(또는 바닥부)와 벽부가 이루는 각과 실질적으로 동일하도록 구성되는 보강부재;
    상기 보강부재를 우각부에 고정하는 전단 연결장치를 포함하며,
    상기 전단 연결장치는 청구항 제1항, 제3 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 전단 연결장치인 우각부 보강장치.
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