KR102811772B1 - 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법 - Google Patents

프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102811772B1
KR102811772B1 KR1020230006413A KR20230006413A KR102811772B1 KR 102811772 B1 KR102811772 B1 KR 102811772B1 KR 1020230006413 A KR1020230006413 A KR 1020230006413A KR 20230006413 A KR20230006413 A KR 20230006413A KR 102811772 B1 KR102811772 B1 KR 102811772B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tensile force
force generating
frame system
precast concrete
external
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020230006413A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20240114371A (ko
Inventor
강수민
황현종
김성현
최하진
김희도
노준호
Original Assignee
숭실대학교산학협력단
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숭실대학교산학협력단, 건국대학교 산학협력단 filed Critical 숭실대학교산학협력단
Priority to KR1020230006413A priority Critical patent/KR102811772B1/ko
Publication of KR20240114371A publication Critical patent/KR20240114371A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102811772B1 publication Critical patent/KR102811772B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/14—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against other dangerous influences, e.g. tornadoes, floods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 외부에 고정되는 부착부, 부착부에 결합되어 부착부를 콘크리트 구조물에 고정시키는 고정부, 적어도 일부가 부착부의 내부에 삽입되는 인장력 발생부, 인장력 발생부에 고정되고 인장력 발생부를 따라 일측 또는 타측으로 이동이 가능한 물림부 및 물림부와 부착부 사이에 위치하고 인장력 발생부에 삽입되는 완충부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 제공한다.

Description

프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법 {Reinforcing device for external anchorage tendon to prevent progressive collapse of existing precast concrete frame system and construction method thereof}
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PC기둥의 붕괴가 일어날 경우, 인장력 발생부에 인장력이 발생하고, 발생한 인장력이 PC 기둥에 작용함에 따라 하중재하능력을 증가시켜 기존 PC 골조시스템이 연쇄적으로 붕괴되는 것을 방지하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 관한 것이다.
일반적으로, 프리캐스트 콘크리트 공법(Precast Concrete Method)(이하, 'PC공법'이라고 함.)은 구성부재를 미리 해당 전문 콘크리트 공장에서 제작하고 운송하여 건축현장에 반입한 후 양중을 통하여 소정 위치에 조립하는 공법이다.
이러한 PC공법은 건축현장에서 노동력의 부족을 해결하거나 가설자재의 사용을 감소시켜 비용 등을 절감시키기 위해 사용되는 것으로써, 설계 및 시공 방법 등을 개선하기 위해 많은 연구 노력이 활발하게 이루어지고 있다.
예를 들어, PC공법은 건축 구조물, 물류 센터 등의 단위모듈을 갖는 구조물의 경우, 동일 작업의 반복적인 시공으로 경제성과 시공성을 확보할 수 있고, 공장에서 제작한 PC기둥을 운반하여 현장에서 양중함으로써 설치하는 건식공법의 적용에 의해 거푸집 사용 및 가설자재 등을 감소시킬 수 있다.
그러나, 종래의 PC공법은, 지진 등의 자연 재해(Natural Disaster) 및 외부 충격으로 인한 충격하중 또는 폭발하중 등 현행 설계하중에 포함되지 않는 극한 이상 하중에 의하여 건축물의 붕괴 시 다른 층의 붕괴에 따라 연쇄적으로 붕괴되거나, 동일 층의 다른 공간이 연쇄적으로 붕괴되는 등 구조부재의 국부적인 손상이 구조물 전체의 파괴로 이어지는 문제점이 있고, 이로 인해, 인명사고 등이 크게 확대되어 국가산업 및 가정에 큰 손실이 될 뿐만 아니라 상처가 되는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1555560호(2015.09.18)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 설계하중 이하의 외력으로 인해 PC보의 휨거동이 발생할 경우, 이동공간이 형성되는 범위 내에서 인장력 발생부 및 물림부가 일측 또는 타측으로 이동함에 따라 인장력 발생부에 인장력이 발생하는 것을 방지하여 PC보의 구조성능에 영향을 미치지 않도록 하고, PC 기둥의 붕괴가 발생할 경우, 물림부가 이동공간의 일측에 위치하는 완충부에 맞닿도록 위치함에 따라 인장력 발생부에 인장력이 발생하고, 인장력에 의한 수직 반력이 PC기둥에 작용하여 연쇄붕괴에 대한 저항을 증가시켜 연쇄붕괴를 방지하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 콘크리트 구조물의 외부에 고정되는 부착부; 상기 부착부에 결합되어 상기 부착부를 상기 콘크리트 구조물에 고정시키는 고정부; 적어도 일부가 상기 부착부의 내부에 삽입되는 인장력 발생부; 상기 인장력 발생부에 고정되고 상기 인장력 발생부를 따라 일측 또는 타측으로 이동이 가능한 물림부; 및 상기 물림부와 상기 부착부 사이에 위치하고 상기 인장력 발생부에 삽입되는 완충부;를 포함하고, 상기 인장력 발생부에 외력이 작용할 경우 상기 물림부가 상기 인장력 발생부를 따라 일측 또는 타측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 부착부는, 중심부에 상기 부착부의 길이방향과 수직한 방향으로 관통하여 형성되는 홀의 형상인 수직홀을 구비하며, 상기 수직홀에 상기 고정부가 결합되는 고정부재; 상기 고정부재로부터 이격되도록 위치하고, 내부에 길이방향으로 관통하여 형성되는 홀의 형상인 수평홀을 구비하는 반력부재; 및 상기 고정부재 및 상기 반력부재의 사이에 위치하여 상기 고정부재와 상기 반력부재를 연결하고, 이동공간을 구비하는 지압부재;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 인장력 발생부의 말단 부위가 상기 수평홀을 관통하여 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 고정부는, 상기 수직홀에 삽입되고, 외주면에 나사산이 형성되는 고정앵커볼트; 상기 고정앵커볼트에 삽입되고, 상기 고정부재와 맞닿도록 위치하는 와셔; 및 상기 고정앵커볼트와 회전결합되고, 상기 와셔와 맞닿도록 위치하는 너트;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 고정앵커볼트가 상기 수직홀에 삽입되고, 상기 고정앵커볼트에 상기 와셔 및 상기 너트를 결합하여 볼트조임함으로써 상기 고정부재를 상기 콘크리트 구조물에 고정 및 밀착시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 물림부는, 상기 인장력 발생부의 외주면으로부터 소정거리 이격되도록 상기 인장력 발생부를 둘러싸는 정착구; 및 상기 정착구의 내부에 삽입되어 상기 정착구에 결합되고, 상기 인장력 발생부 중 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 인장력 발생부에 고정되는 쐐기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정착구는 원기둥의 형상을 구비하고, 상기 쐐기는 원뿔대의 형상을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 쐐기는 상기 인장력 발생부의 길이방향과 평행하도록 관통하여 형성되는 개구를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동공간은 상기 지압부재에 형성된 홈에 의한 공간으로써 상기 수평홀과 연통되며, 상기 이동공간에 상기 정착구 및 상기 완충부가 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 인장력 발생부에 상기 콘크리트 구조물의 설계하중 초과의 외력이 작용할 경우, 상기 정착구가 상기 인장력 발생부에 의해 상기 완충부 방향으로 이동하여 상기 완충부에 맞닿도록 위치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 완충부와 인접한 상기 수평홀의 일단으로부터 상기 수평홀의 타단 방향으로 상기 수평홀의 길이 방향에 수직한 단면의 직경이 증가하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 인장력 발생부에 상기 콘크리트 구조물의 설계하중 초과의 외력이 작용할 경우, 상기 인장력 발생부가 상기 수평홀의 내측면의 일부에 접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 인장력 발생부에 상기 콘크리트 구조물의 설계하중 이하의 외력이 작용할 경우, 상기 완충부는 상기 물림부와 상기 이동공간의 일단 사이에 유격을 형성하여 상기 인장력 발생부에 인장력이 발생하는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 상기 부착부 및 상기 고정부를 구비하는 하나의 보강모듈을 마련하는 제1단계; 하나의 PC기둥 콘크리트에 홀이 천공된 후, 상기 고정부에 구비된 고정앵커볼트가 상기 홀에 삽입되는 제2단계; 상기 고정앵커볼트에 상기 부착부에 구비된 수직홀이 삽입되고, 상기 고정부에 구비된 와셔 및 너트가 상기 고정앵커볼트에 결합되어 상기 부착부가 상기 하나의 PC기둥 콘크리트에 고정되는 제3단계; 상기 부착부에 구비된 수평홀에 상기 인장력 발생부의 타측이 삽입되고, 상기 인장력 발생부의 타측에 상기 물림부 및 상기 완충부가 결합되어 상기 하나의 보강모듈이 상기 하나의 PC 기둥에 설치되는 제4단계; 상기 하나의 보강모듈과 동일한 구성을 구비하는 다른 보강모듈이 형성되어 상기 다른 보강모듈이 다른 PC기둥에 설치되는 제5단계; 및 상기 인장력 발생부의 일측이 상기 다른 보강모듈과 결합되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치의 시공 방법을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 설계하중 이하의 외력으로 인해 PC보의 휨거동이 발생할 경우, 이동공간이 형성되는 범위 내에서 인장력 발생부 및 물림부가 일측 또는 타측으로 이동함에 따라 인장력 발생부에 인장력이 발생하는 것을 방지하여 PC보의 구조성능에 영향을 미치지 않도록 하고, PC 기둥의 붕괴가 발생할 경우, 물림부가 이동공간의 일측에 위치하는 완충부에 맞닿도록 위치함에 따라 인장력 발생부에 인장력이 발생하고, 인장력에 의한 수직 반력이 PC기둥에 작용하여 연쇄붕괴에 대한 저항을 증가시켜 연쇄붕괴를 방지할 수 있으므로 연쇄붕괴 발생으로 인한 재산 및 인명 피해를 예방할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치의 일 방향에서의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 부착부의 일 방향에서의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 반력부재에 수평홀의 직경보다 작은 크기로 홀이 형성된 것을 나타낸 일 방향에서의 평면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 반력부재에 수평홀의 직경과 동일한 크기로 홀이 형성된 것을 나타낸 일 방향에서의 평면 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 콘크리트에 설치된 것을 나타낸 일 방향에서의 측면 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 PC기둥에 시공되는 순서를 나타낸 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 구동되는 것을 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 적용한 경우 및 적용하지 않은 경우에 PC보의 하중-변위 관계를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치의 일 방향에서의 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)는 부착부(110), 고정부(120), 인장력 발생부(130), 물림부(140) 및 완충부(150)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 부착부의 일 방향에서의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 부착부(110)는 고정부재(111), 반력부재(112) 및 지압부재(113)를 포함한다.
부착부(110)는 콘크리트 구조물(10)의 외부에 고정된다.
여기서 콘크리트 구조물(10)은 RC(철근 콘크리트) 골조 또는 PC(프리캐스트 콘크리트) 골조 등이 될 수 있으며, 그 구성으로는 기둥, 보, 주두부, 벽체 및 기둥과 보의 접합부 등으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 예를 들면, 부착부(110)는 PC기둥 또는 주두부의 외부에 고정되고, 후술되는 인장력 발생부(130)의 인장력을 전달받아 PC기둥 또는 주두부에 인장력을 전달한다.
또한, 부착부(110)는 콘크리트 구조물(10)과의 부착력을 증가시키기 위해 콘크리트 구조물(10)과 접하는 면에 미세한 돌기가 형성된다.
아울러, 부착부(110)가 콘크리트 구조물(10)에 부착되는 부착강도가 인장력 발생부(130)에 발생하는 인장력 이상이 될 수 있도록 부착부(110)의 부착면적을 확보한다.
주두부 타단은 기둥과 결합될 수 있고, 주두부의 일단은 보와 결합되어 기둥과 보를 연결하여 기둥의 상단에서 보를 지지한다. 주두부 타단의 지면과 평행한 방향으로의 단면적은 기둥의 단면적과 동일하게 형성될 수 있으며, 주두부는 주두부의 타단으로부터 일단방향으로 테이퍼지게 연장되어 형성된다.
고정부재(111)는 후술되는 고정부(120)에 의해 콘크리트 구조물(10)에 고정된다.
도 2를 참조하면, 고정부재(111)는 소정의 두께를 가지는 사각형의 형상으로 형성된다.
본 발명에서는 고정부재(111)가 사각형의 형상으로 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 원형, 삼각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 고정부재(111)는 수직홀(111a)을 포함한다.
수직홀(111a)은 고정부재(111)의 중심부에 부착부(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 관통하여 홀의 형상으로 형성되고, 수직홀(111a)에 고정부(120)가 결합된다.
구체적으로, 수직홀(111a)에 고정앵커볼트(121)가 삽입되고, 고정앵커볼트(121)에 너트(123)가 회전결합하여 볼트조임으로 고정부재(111)를 콘크리트 구조물(10)에 고정시킨다.
반력부재(112)는 고정부재(111)로부터 이격되도록 위치한다.
이러한 반력부재(112)는 수평홀(112a)을 포함한다.
수평홀(112a)은 반력부재(112)의 내부에 길이방향으로 관통하여 홀의 형상으로 형성된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 반력부재에 수평홀의 직경보다 작은 크기로 홀이 형성된 것을 나타낸 일 방향에서의 평면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 반력부재에 수평홀의 직경과 동일한 크기로 홀이 형성된 것을 나타낸 일 방향에서의 평면 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 콘크리트에 설치된 것을 나타낸 일 방향에서의 측면 단면도이다.
또한, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 수평홀(112a)은 완충부(150)와 인접한 수평홀(112a)의 일단으로부터 수평홀(112a)의 타단 방향으로 수평홀(112a)의 길이 방향에 수직한 단면의 직경이 증가하는 형상으로 형성된다.
여기서, 인장력 발생부(130)가 수평홀(112a)의 내부에 삽입되어, 인장력 발생부(130)에 콘크리트 구조물(10)의 설계하중 초과의 외력이 작용할 경우 인장력 발생부(130)가 수평홀(112a)의 내측면의 일부에 접촉됨으로써 초기 위치에서 인장력 발생부(130)가 경사지도록 형성될 수 있다.
그로 인해 인장력 발생부(130)에 응력이 집중되는 것을 완화하고, 인장력 발생부(130)가 인장력 발생부(130)의 길이방향과 수직한 방향으로 급격하게 꺾이는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생할 경우 수평홀(112a)에 의해 인장력 발생부(130)가 경사지도록 형성되면서 수직 반력이 발생하고, 반력부재(112)는 부착부(110)와 콘크리트 구조물(10)이 접하는 면으로 수직 반력을 전달한다.
지압부재(113)는 고정부재(111) 및 반력부재(112) 사이에 위치하여 고정부재(111)와 반력부재(112)를 연결한다.
또한, 도 1 및 도 5를 참조하면, 지압부재(113)는 인장력 발생부(130)에 발생하는 인장력을 후술되는 정착구(141)로부터 지압력으로 전달받아 부착부(110)와 콘크리트 구조물(10)이 접하는 면으로 전달한다.
도2를 참조하면, 이러한 지압부재(113)는 이동공간(113a)을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이동공간(113a)은 지압부재(113)에 형성된 홈에 의한 공간으로써 수평홀(112a)과 연통되며, 이동공간(113a)에 후술되는 정착구(141) 및 완충부(150)가 위치한다.
또한, 후술되는 인장력 발생부(130)에 외력이 작용할 경우, 이동공간(113a)이 형성되는 범위에서 정착구(141)가 인장력 발생부(130)를 따라 일측(고정부재(111) 방향) 또는 타측(반력부재(112) 방향)으로 이동함에 따라 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하는 것을 방지한다.
이러한 이동공간(113a)은 정착구(141)가 자유롭게 수평으로 이동이 가능하도록 가이드 슬롯 형태로 형성된다.
도 5를 참조하면, 고정부(120)는 부착부(110)에 결합되어 부착부(110)를 콘크리트 구조물(10)에 고정시킨다.
도 1을 참조하면, 이러한 고정부(120)는 고정앵커볼트(121), 와셔(122) 및 너트(123)를 포함한다.
고정앵커볼트(121)는 수직홀(111a)을 관통하여 삽입되고, 외주면에 나사산이 형성되며, 고정부재(111)를 콘크리트 구조물(10)에 고정시킨다.
와셔(122)는 고정앵커볼트(121)에 삽입되고, 고정부재(111)와 맞닿도록 위치한다.
너트(123)는 고정앵커볼트(121)와 회전결합되고, 와셔(122)와 맞닿도록 위치한다.
상기한 고정앵커볼트(121)가 수직홀(111a)에 삽입되고, 고정앵커볼트(121)에 와셔(122) 및 너트(123)를 결합하여 볼트조임함으로써 고정부재(111)를 콘크리트 구조물(10)에 고정 및 밀착시킨다.
구체적으로, PC기둥 또는 주두부에 홀을 천공하고 홀에 고정앵커볼트(121)을 삽입하여 고정한 후, 고정앵커볼트(121)에 와셔(122)를 삽입하고 너트(123)를 회전결합하여 볼트조임으로 고정부재(111)를 PC기둥 또는 주두부에 고정시킨다.
여기서, 고정앵커볼트(121)의 길이는 인장력 발생부(130)에 발생하는 인장력 이상을 콘크리트 구조물(10)에 전달할 수 있을 만큼의 길이로 설정한다.
인장력 발생부(130)는 적어도 일부가 부착부(110)의 내부에 삽입된다.
구체적으로, 상기한 인장력 발생부(130)의 말단 부위가 수평홀(112a)을 관통하여 이동공간(113a)에 위치한다.
한편, 인장력 발생부(130)와 수직하도록 외력이 작용할 경우 정착구(141)가 완충부(150)에 맞닿도록 위치함에 따라 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생함으로써 인장력이 콘크리트 구조물(10)에 작용하여 콘크리트 골조의 붕괴가 연쇄적으로 발생하는 것을 방지한다.
구체적으로, PC기둥이 붕괴될 경우, 정착구(141)가 이동공간(113a)의 일측으로 이동하여 완충부(150)에 맞닿도록 위치하여 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하고, 인장력 발생부(130)는 수평홀(112a)에 의해 경사지도록 형성되어 수직 반력이 발생함에 따라 PC기둥의 연쇄붕괴에 대한 저항성능을 증가시킨다.
또한, 콘크리트 구조물(10)의 설계하중 이하의 외력이 작용할 경우, 정착구(141)는 이동공간(113a)이 형성되는 범위에서 일측(고정부재(111) 방향) 또는 타측(반력부재(112) 방향)으로 이동함에 따라 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하는 것을 방지함에 따라 PC기둥에 영향을 미치지 않는다.
아울러, 예시적으로 인장력 발생부(130)는 강연선으로 구성될 수 있다.
이러한 인장력 발생부(130)는 내화 피복 및 부식을 방지하기 위해 피복 쉬스관을 사용할 수 있다.
물림부(140)는 인장력 발생부(130)에 발생하는 인장력을 지압부재(113)에 지압력으로 전달한다.
여기서, 물림부(140)는 인장력 발생부(130)에 고정되고 인장력 발생부(130)를 따라 이동공간(113a)이 형성되는 범위에서 일측(고정부재(111) 방향) 또는 타측(반력부재(112) 방향)으로 이동이 가능하다.
구체적으로, 물림부(140)는 인장력 발생부(130)에 외력이 작용할 경우 인장력 발생부(130)를 따라 이동공간(113a)이 형성되는 범위에서 일측(고정부재(111) 방향) 또는 타측(반력부재(112) 방향)으로 이동됨으로써 인장력 발생부(130)의 조기 파단 및 부착부(110)가 고정되는 콘크리트 구조물(10)에 영향을 미치는 것을 방지한다.
이러한 물림부(140)는 정착구(141) 및 쐐기(142)를 포함한다.
정착구(141)는 인장력 발생부(130)의 외주면으로부터 소정거리 이격되도록 인장력 발생부(130)를 둘러싼다.
상기한 정착구(141)는 중공의 원기둥 형상을 구비하고, 내부에 쐐기(142)를 수용한다.
쐐기(142)는 정착구(141)의 내부에 삽입되어 정착구(141)에 결합되고, 인장력 발생부(130) 중 적어도 일부를 둘러싸도록 인장력 발생부(130)에 고정된다.
구체적으로, 쐐기(142)는 원뿔대의 형상을 구비하고, 인장력 발생부(130)의 길이방향과 평행하도록 관통하여 형성되는 개구를 구비하며, 개구에 인장력 발생부(130)가 삽입되어 고정된다.
여기서, 인장력 발생부(130)에 콘크리트 구조물(10)의 설계하중 초과의 외력이 작용할 경우, 정착구(141)가 인장력 발생부(130)에 의해 완충부(150) 방향으로 이동하여 완충부(150)에 맞닿도록 위치된다.
콘크리트 구조물(10)의 설계하중은, 콘크리트 구조물(10)의 구조설계시 콘크리트 구조물(10)에 부여되는 하중으로 형성될 수 있으며, 설계하중은 중력하중, 풍하중 및 지진하중 등에서 선택되는 어느 하나 이상의 하중을 포함할 수 있다. 이하, 동일하다.
완충부(150)는 물림부(140)와 부착부(110) 사이에 위치하고 인장력 발생부(130)에 결합된다.
또한, 이동공간(113a)이 형성되는 범위에서 물림부(140)가 이동할 경우, 완충부(150)는 반력부재(112)와 인접한 이동공간(113a)의 일단에 위치하여 물림부(140)가 이동공간(113a)의 타단에서부터 완충부(150)까지의 거리 내에서 이동하도록 물림부(140)의 이동 범위를 제한한다.
아울러, 완충부(150)는 물림부(140)의 지압력을 지압부재(113)로 고르게 전달한다.
구체적으로, 인장력 발생부(130)에 콘크리트 구조물(10)의 설계하중 이하의 외력이 작용할 경우에, 완충부(150)는 물림부(140)와 이동공간(113a)의 일단 사이에 유격을 형성하여 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하는 것을 방지한다.
또한, PC기둥의 붕괴가 발생할 경우에는 완충부(150)에 의한 유격이 사라지고 물림부(140)가 이동공간(113a)의 일단에 밀착하도록 위치함에 따라 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하고, 이때 완충부(150)는 인장력 발생부(130)의 인장력을 지압부재(113)에 지압력으로 고르게 전달한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 PC기둥에 시공되는 순서를 나타낸 이미지이다.
여기서, 도 6의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 고정앵커볼트를 프리캐스트 콘크리트 기둥의 콘크리트 구조물에 삽입하고 케미컬을 사용하여 고정하는 것을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 6의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 부착부가 콘크리트 구조물에 고정된 고정앵커볼트에 삽입되고 부착부와 콘크리트 구조물 사이에 에폭시를 도포하여 부착부를 콘크리트 구조물에 부착하는 것을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 6의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 부착부의 내부에 물림부, 완충부 및 인장력 발생부를 삽입하는 것을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 6의 (d)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치에 구비된 부착부가 도3의 (c)에서 사용된 프리캐스트 콘크리트 기둥과 마주보도록 위치하는 다른 프리캐스트 콘크리트 기둥에 시공되어 부착부의 내부에 인장력 발생부, 완충부 및 물림부를 삽입하는 것을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 6의 (e)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 프리캐스트 콘크리트 기둥들에 시공 완료된 모습을 나타낸 그림이다.
여기서 도 6의 (c) 내지 도 6의 (e)를 참조하면, PC기둥은 다수로 구성되며, 다수의 PC기둥은 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)로 서로 연결되어 다수의 PC기둥 중 어느 하나가 붕괴될 경우, 다른 PC기둥에 연결된 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)로 인해 PC기둥의 붕괴에 의한 연쇄붕괴 거동이 발생시 인장력 발생부(130)에 의한 수직 반력이 PC기둥과 PC보의 접합부에 직접 작용하여 연쇄붕괴에 대한 저항성능을 증가시킴에 따라 연쇄적으로 붕괴가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (e)를 참조하여, 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치의 시공 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 제1단계에서, 부착부(110) 및 고정부(120)를 구비하는 하나의 보강모듈을 마련한다.
상기된 제1단계 수행 후 제2단계에서, 하나의 PC기둥 콘크리트에 홀이 천공된 후, 고정부(120)에 구비된 고정앵커볼트(121)가 홀에 삽입된다.
이때, 천공된 홀에 고정앵커볼트(121)를 삽입할 시 홀에 케미컬(20)을 함께 주입하여 고정앵커볼트(121)와 홀 사이에 틈이 없도록 하여 고정앵커볼트(121)를 하나의 PC 기둥 콘크리트에 고정시킨다.
상기된 제2단계 수행 후 제3단계에서, 고정앵커볼트(121)에 부착부(110)에 구비된 수직홀(111a)이 삽입되고, 고정부(120)에 구비된 와셔(122) 및 너트(123)가 고정앵커볼트(121)에 결합되어 부착부(110)가 하나의 PC기둥 콘크리트에 고정된다.
여기서 부착부(110)와 하나의 PC기둥 콘크리트가 접하는 면에는 에폭시(30)를 도포하여 부착부(110)를 하나의 PC기둥 콘크리트에 부착시키고, 상기한 너트(123)는 고정앵커볼트(121)에 회전결합되어 볼트조임함으로써 부착부(110)가 하나의 PC기둥 콘크리트에 고정되고 밀착되도록 한다.
상기된 제3단계 수행 후 제4단계에서, 부착부(110)에 구비된 수평홀(112a)에 인장력 발생부(130)의 타측이 삽입되고, 인장력 발생부(130)의 타측에 물림부(140) 및 완충부(150)가 결합되어 하나의 보강모듈이 하나의 PC 기둥에 설치된다.
상기된 제4단계 수행 후 제5단계에서, 하나의 보강모듈과 동일한 구성을 구비하는 다른 보강모듈이 형성되어 다른 보강모듈이 다른 PC기둥에 설치된다.
상기한 다른 보강모듈이 설치되는 다른 PC기둥은 하나의 PC기둥과 마주보도록 이격되어 위치한다.
상기된 제5단계 수행 후 제6단계에서, 인장력 발생부(130)의 일측이 다른 보강모듈과 결합된다.
여기서, 하나의 PC기둥과 다른 PC기둥은 인장력 발생부(130)로 연결됨으로써 하나의 PC기둥 또는 다른 PC기둥 중 어느 하나의 PC기둥에 붕괴가 발생할 경우 또 다른 PC기둥에 결합된 부착부(110), 고정부(120) 및 물림부(140)에 의해 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하고, 어느 하나의 PC기둥에 인장력에 의한 수직 반력이 작용하여 연쇄적인 붕괴가 발생하는 것을 방지한다.
또한, 도 6의 (a) 내지 도 6의 (e)를 참조하여, 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)의 시공 순서를 설명하도록 한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 먼저, PC기둥 또는 주두부의 콘크리트 구조물(10)에 고정앵커볼트(121)를 설치하기 위한 홀을 천공하고, 홀에 고정앵커볼트(121)를 삽입한 후 케미컬(20)을 홀에 주입하여 홀과 고정앵커볼트(121) 사이의 틈이 없도록 하여 고정앵커볼트(121)를 콘크리트 구조물(10)에 고정시킨다.
도 6의 (b)를 참조하면, 부착부(110)를 부착할 위치의 콘크리트 구조물(10)은 치핑하여 거칠게 만들고, 부착부(110)에 구비된 수직홀(111a)을 고정앵커볼트(121)에 삽입한 후 콘크리트 구조물(10)과 부착부(110)가 접하는 면에 에폭시(30)를 도포하여 부착부(110)를 콘크리트 구조물(10)에 부착시킨다.
또한, 고정앵커볼트(121)에 와셔(122)를 삽입하고, 너트(123)를 회전결합하여 볼트조임함으로써 부착부(110)를 콘크리트 구조물(10)에 고정 및 밀착시킨다.
도 6의 (c)를 참조하면, 인장력 발생부(130)의 타측에 물림부(140)가 결합되고 완충부(150)가 삽입되며, 물림부(140) 및 완충부(150)가 결합된 인장력 발생부(130)를 부착부(110)에 구비된 수평홀(112a) 내부에 삽입한다.
도 6의 (d)를 참조하면, 도 6의 (c)에 사용된 PC기둥과 마주보도록 위치하는 다른 PC기둥에 도 6의 (a) 및 도 6의 (b) 과정으로 시공하고, 도 6의 (c)에 사용된 인장력 발생부(130)의 일측이 도 6의 (d)에 사용된 PC기둥에 고정되는 부착부(110)의 수평홀(112a) 내부에 삽입된다.
또한, 도 6의 (d)에 사용된 PC기둥에 고정되는 부착부(110)의 수평홀(112a)에 삽입된 인장력 발생부(130)의 일측에 완충부(150)가 삽입되고, 물림부(140)가 결합된다.
아울러, 도 6의 (c) 및 도 6의 (d)에서 사용된 인장력 발생부(130)를 당겨 완충부(150) 및 부착부(110)에 구비된 지압부재(113)가 서로 밀착되도록 한다.
도 6의 (e)를 참조하면, 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)가 PC기둥 및 다른 PC기둥에 시공이 완료된 모습을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 구동되는 것을 나타낸 이미지이다.
여기서, 도 7의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 일반적인 RC 골조시스템의 보-기둥 접합부에 설치한 경우, 설계하중 이하 상태일 때를 나타낸 그림이다.
도 7의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 일반적인 RC 골조시스템의 보-기둥 접합부에 설치한 경우, 기둥이 붕괴된 상태일 때를 나타낸 그림이다.
도 7의 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 PC 단순지지접합부 골조시스템의 주두부에 설치한 경우, 설계하중 이하 상태일 때를 나타낸 그림이다.
도 7의 (d)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 PC 단순지지접합부 골조시스템의 주두부에 설치한 경우, 기둥이 붕괴된 상태일 때를 나타낸 그림이다.
도 7의 (e)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 PC연속지지접합부 골조시스템의 주두부에 설치한 경우, 설계하중 이하 상태일 때를 나타낸 그림이다.
도 7의 (f)는 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 PC 연속지지접합부 골조시스템의 주두부에 설치한 경우, 기둥이 붕괴된 상태일 때를 나타낸 그림이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 일반적인 RC골조시스템 건물의 보-기둥 접합부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치하였을 경우, 설계하중 이하 상태에서 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하지 않아 RC 골조시스템의 구조에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 일반적인 RC골조시스템 건물의 보-기둥 접합부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치하였을 경우, 기둥에 붕괴가 발생 시 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하고, 기둥에 수직 반력이 작용하여 연쇄적으로 붕괴가 발생하는 것을 방지하는 것을 알 수 있다.
도 7의 (c)를 참조하면, PC 단순지지접합부 골조시스템 건물의 주두부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치하였을 경우, 설계하중 이하 상태에서 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하지 않아 PC 단순지지접합부 골조시스템의 구조에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
도 7의 (d)를 참조하면, PC 단순지지접합부 골조시스템 건물의 주두부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치하였을 경우, 기둥에 붕괴가 발생할 시 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하고, 기둥에 수직 반력이 작용하여 연쇄적으로 붕괴가 발생하는 것을 방지하는 것을 알 수 있다.
도 7의 (e)를 참조하면, PC 연속지지접합부 골조시스템 건물의 주두부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치하였을 경우, 설계하중 이하 상태에서 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하지 않아 PC 연속지지접합부 골조시스템의 구조에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
도 7의 (f)를 참조하면, PC 연속지지접합부 골조시스템 건물의 주두부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치하였을 경우, 기둥에 붕괴가 발생할 시 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하고, 기둥에 수직 반력이 작용하여 연쇄적으로 붕괴가 발생하는 것을 방지하는 것을 알 수 있다.
여기서, 도7의 (a) 내지 도7의 (f)를 참조하면 PC보는 물량 절감 및 기둥과 기둥사이의 간격을 크게 하는 구조인 장경간 구조를 위하여 프리스트레싱을 도입하는데, 프리스트레싱은 PC보의 경간 중앙에 작용하는 휨 모멘트 저항에는 효율적이지만 PC보의 양 단부에서는 그 역할이 상대적으로 제한됨에 따라 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)가 설치된 주두부를 구비하는 PC기둥구조물을 포함하여 PC보의 양 단부에 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 설치함으로써 장경간 구조로 형성된 PC기둥의 붕괴가 발생하더라도 PC보의 파괴 및 탈락을 방지함으로써 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 중력하중에 의한 저항성능을 증가시킨다.
또한, 도7의 (b), 도 7의 (d) 및 도 7의 (f)를 참조하면, 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)를 사용하면, 기둥에 붕괴가 발생할 경우, 기둥 붕괴에 의한 연쇄적인 붕괴 거동 시에 인장력 발생부(130)의 인장력에 의한 수직 반력이 기둥에 작용하여 연쇄붕괴저항성능을 증가시키는데, 이때 얻을 수 있는 연쇄붕괴저항성능()은 하기의 [수학식 1]에 의해 연산된다.
[수학식 1]
(여기서, = 인장력 발생부의 인장력,
Figure 112023005974015-pat00004
= 인장력 발생부의 각도, = 붕괴된 기둥의 위치에서 발생한 수직 변위, = 기둥간의 거리)
또한, 도 7의 (a) 내지 도 7의 (f)를 참조하면, 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치(100)는 기존의 RC 골조 또는 PC 골조에 모두 적용이 가능하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치를 적용한 경우 및 적용하지 않은 경우에 PC보의 하중-변위 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 연쇄적인 붕괴거동이 발생할 시, PC보의 하중-변위 관계는 크게 세 가지 단계로 구분된다.
먼저, 일반적인 설계하중 이하의 외력이 작용하는 경우, PC보의 휨거동이 나타난다.
다음으로, 외력에 의해 PC보에 수직 변위가 발생하였지만 수직 변위가 PC보의 깊이보다 작은 경우, PC보의 신장량이 주변 골조에 의해 구속되어 압축력을 발생시키는 아치작용(Compression arch action, 이하 CAA라고 함.)이 나타난다.
다음으로, 외력에 의한 수직 변위가 계속해서 증가하여 PC보의 깊이보다 큰 경우, 압축력이 인장력으로 변화하고 길이 방향 철근의 인장강도에 의해 저항하는 현수작용(Catenary action, 이하 CTA라고 함.)이 나타난다.
여기서, 일반적으로 국내에서는 사용되는 PC보는 물량 절감 및 기둥과 기둥사이의 간격을 크게 하는 구조인 장경간 구조를 위하여 프리스트레싱을 도입하는데, 프리스트레싱은 PC보의 경간 중앙에 작용하는 휨 모멘트 저항에는 효율적이지만 PC보의 양 단부에서는 그 역할이 상대적으로 제한되며, PC보에 대한 프리스트레싱 도입으로 인하여 상대적으로 낮은 하부철근비를 사용한다.
이로 인해, 본 발명 미적용 시에는 CAA단계에서 PC보의 하부철근이 조기 파단되어 강도 저하가 발생하며, 이러한 철근 파단의 영향으로 인해 CTA단계에서 연쇄적으로 붕괴가 일어나는 것에 대한 저항 및 변형능력이 제한된다.
또한, 하부철근이 조기 파단되지 않더라도 국내 PC시스템의 특성상 CTA단계 거동에 영향을 미치는 상부철근비가 상대적으로 낮음에 따라 CTA단계의 연쇄붕괴에 대한 저항 및 변형능력이 제한된다.
결과적으로, 도 8의 그래프에서 점선으로 나타낸 연쇄 붕괴 발생 하중에 대하여 PC보의 적절한 저항강도가 확보되지 않아 연쇄적으로 붕괴가 발생하게 된다.
반면, 본 발명 적용 시, 외력이 최대 설계 강도로 도달하기 이전에는 물림부(140)가 이동공간(113a)이 형성되는 범위 내에서 일측 또는 타측으로 이동함에 따라 인장력 발생부(130)에 인장력이 발생하지 않으므로 하중-변위 관계에 영향을 미치지 않는다.
여기서, 물림부(140)가 자유롭게 슬라이딩 가능하도록 허용하면 최대 설계 강도로 도달하기 이전에는 인장력 발생부(130)의 인장력이 발생하지 않아 CAA 강도는 증가하지 않고, 최대 설계 강도로 도달한 이후에 수직 변위가 크게 증가함에 따라 인장력 발생부(130)의 인장력에 의해 수직 반력이 발생함으로써 CTA 강도만 증가하도록 설계가 가능하다.
상기한 물림부(140)를 자유롭게 슬라이딩 가능하도록 허용하는 방식은 CAA 단계에서 철근의 조기 파단에 의해 CTA 강도가 저하되는 PC연속지지접합 골조시스템에서 효과적인 설계 방식이다.
또한, 물림부(140)가 자유롭게 슬라이딩 할 수 없도록 제한하면 최대 설계 강도로 도달하기 이전에도 인장력 발생부(130)의 인장력에 의한 수직 반력이 발생함으로써 CAA 및 CTA 강도가 모두 증가하도록 설계가 가능하다.
상기한 물림부(140)가 자유롭게 슬라이딩 할 수 없도록 제한하는 방식은 하부철근이 관통하지 않아 CAA 강도가 낮은 PC단순지지접합 골조시스템에서 효 과적인 설계 방식이다.
이에 따라, 본 발명을 사용함으로써 CAA 및 CTA 강도와 변형능력이 증가하여 도 8의 그래프에서 점선으로 나타낸 연쇄 붕괴 발생 하중 이상으로 PC보의 저항강도가 확보됨에 따라 연쇄적으로 붕괴되는 것을 방지하고, 구조물을 지탱할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 콘크리트 구조물
20: 케미컬
30: 에폭시
100: 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치
110: 부착부
111: 고정부재
111a: 수직홀
112: 반력부재
112a: 수평홀
113: 지압부재
113a: 이동공간
120: 고정부
121: 고정앵커볼트
122: 와셔
123: 너트
130: 인장력 발생부
140: 물림부
141: 정착구
142: 쐐기
150: 완충부

Claims (15)

  1. 콘크리트 구조물의 외부에 고정되는 부착부;
    상기 부착부에 결합되어 상기 부착부를 상기 콘크리트 구조물에 고정시키는 고정부;
    적어도 일부가 상기 부착부의 내부에 삽입되는 인장력 발생부;
    상기 인장력 발생부에 고정되고 상기 인장력 발생부를 따라 일측 또는 타측으로 이동이 가능한 물림부; 및
    상기 물림부와 상기 부착부 사이에 위치하고 상기 인장력 발생부에 삽입되는 완충부;를 포함하고,
    상기 인장력 발생부에 외력이 작용할 경우 상기 물림부가 상기 인장력 발생부를 따라 일측 또는 타측으로 이동되며,
    상기 부착부는, 중심부에 상기 부착부의 길이방향과 수직한 방향으로 관통하여 형성되는 홀의 형상인 수직홀을 구비하며, 상기 수직홀에 상기 고정부가 결합되는 고정부재; 상기 고정부재로부터 이격되도록 위치하고, 내부에 길이방향으로 관통하여 형성되는 홀의 형상인 수평홀을 구비하는 반력부재; 및 상기 고정부재 및 상기 반력부재의 사이에 위치하여 상기 고정부재와 상기 반력부재를 연결하고, 이동공간을 구비하는 지압부재;를 포함하고,
    상기 완충부는 상기 물림부와 상기 부착부 사이에 위치하여 상기 인장력 발생부를 관통시키며,
    상기 완충부가 상기 반력부재와 인접한 상기 이동공간의 일단에 위치하여, 상기 완충부와 접촉한 상기 물림부가 상기 완충부의 두께만큼의 거리 내에서 이동되고,
    상기 인장력 발생부에 상기 콘크리트 구조물의 설계하중 이하의 외력이 작용한 경우, 상기 완충부는 상기 물림부와 상기 이동공간의 일단 사이에 유격을 형성하여 상기 인장력 발생부에 인장력이 발생하는 것을 방지하며,
    상기 인장력 발생부에 상기 콘크리트 구조물의 설계하중 초과의 외력이 작용한 경우, 상기 완충부의 두께 감소로 상기 물림부가 상기 이동공간의 일단에 밀착되는 방향으로 슬라이딩 이동하여 상기 인장력 발생부에 인장력이 발생함으로써, 상기 물림부의 하중 저항력이 발생하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인장력 발생부의 말단 부위가 상기 수평홀을 관통하여 상기 이동공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 수직홀에 삽입되고, 외주면에 나사산이 형성되는 고정앵커볼트;
    상기 고정앵커볼트에 삽입되고, 상기 고정부재와 맞닿도록 위치하는 와셔; 및
    상기 고정앵커볼트와 회전결합되고, 상기 와셔와 맞닿도록 위치하는 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정앵커볼트가 상기 수직홀에 삽입되고, 상기 고정앵커볼트에 상기 와셔 및 상기 너트를 결합하여 볼트조임함으로써 상기 고정부재를 상기 콘크리트 구조물에 고정 및 밀착시키는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 물림부는,
    상기 인장력 발생부의 외주면으로부터 소정거리 이격되도록 상기 인장력 발생부를 둘러싸는 정착구; 및
    상기 정착구의 내부에 삽입되어 상기 정착구에 결합되고, 상기 인장력 발생부 중 적어도 일부를 둘러싸도록 상기 인장력 발생부에 고정되는 쐐기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정착구는 원기둥의 형상을 구비하고, 상기 쐐기는 원뿔대의 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 쐐기는 상기 인장력 발생부의 길이방향과 평행하도록 관통하여 형성되는 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동공간은 상기 지압부재에 형성된 홈에 의한 공간으로써 상기 수평홀과 연통되며, 상기 이동공간에 상기 정착구 및 상기 완충부가 위치하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충부와 인접한 상기 수평홀의 일단으로부터 상기 수평홀의 타단 방향으로 상기 수평홀의 길이 방향에 수직한 단면의 직경이 증가하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 인장력 발생부에 상기 콘크리트 구조물의 설계하중 초과의 외력이 작용할 경우, 상기 인장력 발생부가 상기 수평홀의 내측면의 일부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 의한 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치가 설치된 PC기둥구조물.
  15. 제 1 항의 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치의 시공 방법에 있어서,
    상기 부착부 및 상기 고정부를 구비하는 하나의 보강모듈을 마련하는 제1단계;
    하나의 PC기둥 콘크리트에 홀이 천공된 후, 상기 고정부에 구비된 고정앵커볼트가 상기 홀에 삽입되는 제2단계;
    상기 고정앵커볼트에 상기 부착부에 구비된 수직홀이 삽입되고, 상기 고정부에 구비된 와셔 및 너트가 상기 고정앵커볼트에 결합되어 상기 부착부가 상기 하나의 PC기둥 콘크리트에 고정되는 제3단계;
    상기 부착부에 구비된 수평홀에 상기 인장력 발생부의 타측이 삽입되고, 상기 인장력 발생부의 타측에 상기 물림부 및 상기 완충부가 결합되어 상기 하나의 보강모듈이 상기 하나의 PC 기둥에 설치되는 제4단계;
    상기 하나의 보강모듈과 동일한 구성을 구비하는 다른 보강모듈이 형성되어 상기 다른 보강모듈이 다른 PC기둥에 설치되는 제5단계; 및
    상기 인장력 발생부의 일측이 상기 다른 보강모듈과 결합되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치의 시공 방법.
KR1020230006413A 2023-01-17 2023-01-17 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법 Active KR102811772B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230006413A KR102811772B1 (ko) 2023-01-17 2023-01-17 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230006413A KR102811772B1 (ko) 2023-01-17 2023-01-17 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240114371A KR20240114371A (ko) 2024-07-24
KR102811772B1 true KR102811772B1 (ko) 2025-05-26

Family

ID=92171161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230006413A Active KR102811772B1 (ko) 2023-01-17 2023-01-17 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102811772B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200252591Y1 (ko) * 2001-07-06 2001-11-16 정광선 내진용 낙교방지장치
KR100414448B1 (ko) * 2003-07-07 2004-01-13 엠앤에스인더스트리(주) 콘크리트 구조물 보수용 보강재 및 그것을 이용한콘크리트 구조물의 보수·보강공법
KR101883167B1 (ko) * 2018-03-20 2018-07-30 문지훈 케이블을 이용한 교량 구조물 내진보강공법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990020725U (ko) * 1997-11-28 1999-06-25 아끼요시 스즈끼 낙교 방지장치
KR20000018606U (ko) * 1999-03-24 2000-10-25 정규성 교량빔의 낙하방지장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200252591Y1 (ko) * 2001-07-06 2001-11-16 정광선 내진용 낙교방지장치
KR100414448B1 (ko) * 2003-07-07 2004-01-13 엠앤에스인더스트리(주) 콘크리트 구조물 보수용 보강재 및 그것을 이용한콘크리트 구조물의 보수·보강공법
KR101883167B1 (ko) * 2018-03-20 2018-07-30 문지훈 케이블을 이용한 교량 구조물 내진보강공법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240114371A (ko) 2024-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9765521B1 (en) Precast reinforced concrete construction elements with pre-stressing connectors
US6668501B2 (en) Stucco fastening system
US20090107082A1 (en) Double-duty, hold-down system
CN100529264C (zh) 施加预应力的方法以及应用该方法的连接装置和预应力混凝土梁
KR101750908B1 (ko) 와이어 메쉬에 의한 숏크리트 층의 부착ㆍ인장 보강 시스템과 숏크리트 층의 부착ㆍ인장 보강 와이어 메쉬 조립구조 및 이를 이용한 시공방법
KR20180069554A (ko) 프리스트레스가 도입된 콘크리트 부분 충전 원형강관 거더 및 이를 이용한 구조물의 시공방법
KR100671429B1 (ko) 전단벽 수평지지 구조
You et al. Development of improved exposed column-base plate strong-axis joints of low-rise steel buildings
CN116716870A (zh) 一种预制预应力压力型抗拔桩
JP2011202419A (ja) 軸部材とｒｃ部材との接合構造及び方法
KR20090025496A (ko) 내진성능 보강구조체
KR20200141566A (ko) 조적조 건물의 내진 성능 향상을 위한 강봉 트러스 정착 및 보강기술
JP6139120B2 (ja) プレストレスト鉄筋コンクリート柱部材の圧着接合構造およびプレストレスト鉄筋コンクリート梁部材と柱部材間の圧着接合構造
KR102811772B1 (ko) 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 외부정착긴장재 보강장치 및 이의 시공 방법
JP5429812B2 (ja) 軸部材とｒｃ部材との接合構造及び方法
JP6352092B2 (ja) 接合構造
CN110924522A (zh) 一种钢筋混凝土梁与柱的钢板界面连接结构及连接方法
CN207277607U (zh) 一种装配式钢支撑框架加固砌体承重墙
KR102772813B1 (ko) 프리캐스트 콘크리트 골조시스템의 연쇄붕괴방지를 위한 보-기둥 연결장치 및 이를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 골조 구조물
RU2068916C1 (ru) Устройство для усиления фундаментов зданий и сооружений и способ возведения устройства для усиления фундаментов зданий и сооружений
JPS6389724A (ja) 多段支圧板による永久地盤アンカ−
KR100651606B1 (ko) 피씨 구조 지하구조물의 피씨 기둥-보 접합부 구조 및 그시공방법
KR102868954B1 (ko) 리모델링용 고강성 보강파일
JPH07247632A (ja) プレストレスト・プレキャストコンクリート梁及び同梁と柱の接合構造
KR102798004B1 (ko) 단부 사인장균열과 휨 균열이 제어된 거더 및 그 제작방법

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

R18 Changes to party contact information recorded

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-5-5-R10-R18-OTH-X000 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000