KR19990028514A - 섬유 강화된 비임 및 비임 접속부 - Google Patents

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알. 파이프 에드워드
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알. 파이프 에드워드
파이프 컴파니, 엘.엘.씨.
로드니 피. 젠크스 쥬니어
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Abstract

비임(12)과 지지 플랫포옴(10) 또는 수직 지지 칼럼(14)과의 접속부와 비임(12)을 보강하기 위해 고강도의 섬유 직물을 부착하는 기법이 개시되어 있다. 유리, 보론, 혹은 카본과 같은 고강도 섬유로 제조된 직물은 비임(12)과 플랫포옴(10) 사이의 접속부, 또는 비임(12)과 지지용 칼럼(14) 사이의 접속부 위에 부착되며, 에폭시 수지 또는 기타 중합체 기지에 함입된다. 상기 직물은 저착제, 직물 파스너, 또는 볼트를 사용하여 구조적 부재에 부가적으로 고정될 수 있다. 본 발명은 지진 발생시 파단을 방지하기 위해 교량, 입체 교차로, 주차용 구조물 등을 개량하는데 특히 적합하다.

Description

섬유 강화된 비임 및 비임 접속부
고가 플랫포옴을 비임으로 지지하고 다시 그 비임을 수직 칼럼으로써 지지하는 구성 방법들은 다층식 주차장, 교량, 입체 고가도로, 다층식의 상업용 및 거주용 건축물 등에 널리 사용되고 있다. 칼럼, 비임, 플랫포옴은 철근 콘크리트로 구성되기도 한다.
비정상적인 응력을 야기하는 지진이나 기타의 사고 발생시, 이들 콘크리트 비임은 그 비임을 지지하기 위한 수직 칼럼과 비임이 연결되는 위치와 고가 차도 플랫포옴과 비임이 연결되는 위치에서 특히 균열 및 파열되는 경향이 있다. 이는 구조 부재들이 다른 구조 부재와의 연결점에서 최대의 국부 응력에 노출되곤 하기 때문이다. 이들 부재들이 파단될 때 그 파괴의 전파는 통상 수직 연결부에서 45°로 이루어짐이 여러 차례의 시험으로부터 나타난다. 콘크리트 부재에 파열이 일단 시작되면, 파열은 급속하게 전파한다. 지진시, 계속되는 요동으로부터 그 파열된 콘크리트 부재는 급속하게 쪼개지고 분열되어 큰 재난을 초래할 수 있다. 그 파손 정도가 종국적이지 않은 곳에서도 구조 부재의 파열은 그 전체 구조체를 고가의 비용으로 파괴하여 재건축하여야 할 정도로 그 구조적 보전성(保全性)을 손상시킬 수 있다. 또한, 비임과 칼럼은 보강용 강의 부식, 구조화된 구성체에 대한 증가된 중량, 원래의 구성에 대해 저강도의 콘크리트 사용 및 기타의 문제점에 기인하여 취약해질 수 있다.
구조 부재의 강도는 그 구조 부재의 크기 증가를 통해 증강될 수 있지만, 고가 차도 구조물에 사용되는 구조 부재의 크기 증가는 비용을 극단적으로 상승시키는 것은 물론, 개량 작업에도 적절하지 않다.
최근의 사건들을 통해 기존의 많은 구조물들이 지진에 취약함이 입증된 바 있다. 근래 약 20년 동안, 캘리포니아주 로스앤젤스 근처 지방은 지진의 빈도 및 강도 모두가 증가하는 것을 경험한 바 있다. 이렇게 증가된 지진 활동은 계속적이거나 혹은 더욱 증가될 것으로 예측되고 있다. 따라서, 구조체의 전성 및 강도를 증가시키기 위한 구조체 개량 방법을 획인하려는 필사적인 노력들이 진행되고 있다. 구조체의 강성을 변화시키지 않는 방법들이 매우 선호되고 있다.
수직 칼럼을 보강시키기 위한 고강도 섬유를 사용하는 것이 공지되어 있다. 수직 콘크리트 지지체 칼럼을 강화하는 하나의 방법이 파이프에게 허여된 미국 특허 제 5,043,033 호에 개시되어 있다. 이 특허에서, 콘크리트 칼럼의 표면은 복합재료로 감겨져서 그 콘크리트 칼럼을 둘러싸는 경질의 환형 셸을 형성한다. 그런 다음, 외부 복합체 셸과 콘크리트 칼럼 사이의 공간은 경화액의 주입을 통해 가압된다.
기존의 콘크리트 지지체 칼럼의 외부를 보강하기 위한 다른 접근 방법은 아이즐리 쥬니어에게 허여된 미국 특허 제 5,218,810 호에 개시되어 있다. 이 특허에서, 콘크리트 칼럼의 외부면은 복합체 재료로 감겨져서 경질의 환형 셸 또는 슬리브를 형성하며, 그 환형 셸 또는 슬리브는 칼럼면과 직접 접촉되어 있다.
수직 칼럼의 보강에는 감겨진 강재(鋼材) 시트가 사용되기도 한다. 이 방법에서, 강재 시트는 칼럼 둘레로 감겨지며, 그 시트의 단부들은 용접되거나 그렇지 않으면 접합되어, 그 칼럼을 둘러싸는 연속적인 강재 밴드를 형성한다. 이 방법에 있어서의 하나의 단점이라면, 이들 강(鋼)들이 부식을 방지하도록 유지되어야 한다는 점이다. 다른 단점으로는 이 방법이 부재의 강성을 증가시킨다는 점이다.
이들 방법들은 수직 지지체 칼럼이나 차도 플랫포옴을 연결하는 수평 비임을 강화하는 문제점을 다루고 있지 않다. 그러한 접속부의 형태는 이들 접속부들과 구조 부재의 보강을 어렵게 한다. 그러므로, 새로운 구성물은 물론 개량 용례 모두에 있어서 비임 대 칼럼과 비임 대 플랫포옴 접속부를 경제적으로 보강하고 그러한 접속부와 그 둘레에 있는 구조 부재의 전성을 증가시키기 위한 방법에 대한 필요성이 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 강화된 구조적 접속부를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 비임 대 칼럼과 비임 대 플랫포옴 접속부에 부가적인 강도를 부여하기 위해 기존의 구조체를 개량하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 비임 대 칼럼과 비임 대 플랫포옴의 보강된 접속부를 갖는 새로운 구성물의 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 지지용 칼럼의 교차각에 대해 약 45°인 축을 따라 구조 비임을 보강하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 손상된 구조체를 보수하여 보강함으로써 그 구조체를 파괴하여 재건축할 필요성을 미연에 방지할 수 있는 그러한 보수 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적들과 기타의 목적들은 첨부된 도면과 관련된 이후의 상세한 설명의 참조를 통해 보다 잘 이해될 것이다.
본 발명은 구조용 지지부의 보강 방법 및 그렇게 보강된 구조용 지지체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 고강도의 섬유를 사용하여, 비임 및 그 비임과 다른 구조적 부재, 즉 플랫포옴, 데스크 지지체와 같은 부재 간의 접속부를 보강함으로써 칼럼과 구조체를 지지하는 것에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 바람직한 제1, 제2 실시예에 따라 보강된 고가 차도를 도시한 단면 사시도.
도2는 도1의 선2-2를 따라 취한 단면도로, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 섬유 파스너를 사용하고 있는 것을 도시한 도면.
도3은 도1의 선2-2를 따라 취한 단면도로, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 볼트를 사용하고 있는 것을 도시한 도면.
도4는 강화된 칼럼 및 비임을 도시한 단면도로, 복합체 보강층을 구조체에 고정시키기 위해 섬유 조방사(粗紡絲)를 사용하고 있는 것을 도시한 도면.
도5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라 보강된 비임 및 수직 지지 칼럼을 도시한 측면도.
도6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따라 보강된 수직 지지 칼럼 및 관련 수평 부재를 도시한 측면도.
도7,8은 보강부로서 일방향성 섬유를 포함하고 있는 바람직한 제2의 선택적인 실시예를 도시한 측면도.
도9는 "L"형의 지지 구조체에 적용된 본 발명의 제2의 바람직한 실시예를 도시한 측면도.
도10,11은 보강부로서 일방향성의 섬유를 포함하고 있는 선택적인 실시예로, "L"형의 지지 구조체에 적용된 제2의 바람직한 실시예를 도시한 측면도.
도12는 본 발명의 바람직한 제3 실시예를 도시한 측면도.
도13은 본 발명의 바람직한 제3의 선택적인 실시예를 도시한 측면도.
도13A는 도8에 도시된 구조체를 다른 각도에서 취한 측면도.
도14는 보강된 구조적 접속부를 도시한 측면도로, 본 발명의 변형을 통해 이미 손상된 구조적 접속부를 어떻게 최대로 보강할 수 있는지를 도시한 도면.
에폭시 수지와 같은 중합체 기지에 섬유가 삽입된 유리 섬유와 같은 고강도의 복합체 재료는 구조적 부재가 다른 부재와 교차하는 위치에서 구조적 부재에 부착됨으로써, 복합체 재료의 동일한 부분이 그 접속부와 접속부 자체의 커버 근처의 부재들 모두를 덮게 된다. 통상적으로, 복합체 재료는 다층식 구조를 취하며, 그중 적어도 한 층은 전형적으로 파단이 진행되어지는 방향으로부터 90°로 종방향 배향된 직물을 갖는다.
복합체 재료는 수지-삽입된 직물을 비임 접속부 위로 보강을 위해 덮어 씌움으로써 작업 사이트에 형성되거나, 또는 미리 형성되어 작업 영역의 구조체에 부착되는 셸일 수 있다.
복합체 재료가 미리 형성되어 있다면, 그 복합체 재료는 구조체에 견고하게 유지되도록 접착제, 고정 볼트, 또는 관통 볼트를 사용하여 구조체에 부착된다. 직물 삽입된 수지를 구조체 위에 덮어 씌움으로써 복합체 재료가 작업 사이트에 형성되는 경우, 그 수지는 부가적으로 복합체 재료를 구조체에 부착하는 작용을 하며, 추가적인 파스너의 사용은 선택적이다.
직물은 그 직물이 부착되어 있는 구조적 부재 표면 위의 응력을 분산시켜 그 구조적 부재의 전성을 증강시킨다. 이러한 강화 방법을 통해, 상기 부재는 강화되지 않은 부재에 비해 파단 및 파열에 이르기까지 보다 높은 응력을 견딜 수 있게 된다.
바람직한 제1 실시예에서, 복합체 강화층은 비임과 그 비임 위에 지지된 플랫포옴에 직물 섹션을 덮어씌움으로써 형성된다. 구조적 부재에 직물을 부착하기 이전에 직물내에 수지를 삽입하는 것이 바람직하다. 선택적으로, 직물은 구조적 부재에 배치되고 나서, 수지 삽입될 수 있다.
선택적으로, 복합체 강화층은 비임과 그 비임에 의해 지지된 플랫포옴의 아래쪽으로 부착될 수 있는 플랜지형 채널 형태의 미리 형성된 셸일 수 있으며, 그에 따라 그 비임의 에워싸여진 측면 및 바닥을 둘러싸며, 플랫포옴의 적어도 아래쪽 부분을 덮게 된다. 상기 셸은 접착제, 섬유 파스너, 고정 볼트, 혹은 관통 볼트를 사용하여 비임과 플랫포옴에 견고하게 부착된다. 셸 섹션이 적소에 고정되고 나면, 그 셸 섹션 사이의 경간(徑間;span)에 걸쳐 추가의 직물 및 수지층을 적층하는 것을 통해 여러 가지 섹션들을 서로 연결할 수 있다.
제2의 바람직한 실시예에서, 비임과 지지용 칼럼은 "T"형 접속을 이루도록 교차되며, 이들 접속부들은 그 접속부 위로 "T"형 직물 섹션을 씌움으로써 강화된다. 상기 직물은 90°의 메쉬(mesh)로 직조되어 45°경사로 절단됨으로써, 섬유들은 지지용 칼럼의 축에 대해 ±45°로 정렬된다. 그러므로, 섬유들은 보강 작업이 없었을 경우에 비임이 가장 파열되기 쉬운 각도인 상기와 동일한 ±45°각도에 수직한 비임에 대해 최대의 보강 효과를 제공한다. 그런 다음, 동일 방향성을 갖는 직물이 바이어스 직물 위에 씌워지거나 감겨진다. 선택적으로, 섬유층 모두는 그 2개층의 섬유가 서로 수직 배향된 상태로 일방향성을 취할 수 있다. 다시, 직물은 그 직물이 구조적 부재에 부착되기 전후에 수지 삽입될 수 있다.
제3의 바람직한 실시예에서, 1차적으로 일방향성의 직물로부터 제조된 직물은 "T"형 접속부의 아암 아래와 상부 위쪽으로 ±45°대각선으로 감겨진다.
제4의 바람직한 실시예에서, 본원의 기초 발명은 이미 손상된 구조체를 보강 및 보수하기 위해 적절히 변형된다. 그 손상된 구조체는 조사를 통해 균열 방향(들)을 결정하고 나서, 그 균열(들)에 대해 90°각도에서 최대 강도를 제공하기 위해 직물을 선택, 절단하여 부착한다.
도1은 본 발명에 따라 비임 대 플랫포옴과 비임 대 칼럼 접속부가 보강된 고가 차도를 도시한 단면도이다. 차도 플랫포옴(10)은 수평 비임(12)에 의해 지지되며, 그 비임은 다시 수직 지지 칼럼(14)에 의해 지지된다. 제1의 고강도 복합체 보강층(20)은 비임(12)과 플랫포옴(10) 사이의 접속부를 보강한다. 제1의 복합체 보강층(20)은 비임(12)의 하부 및 측면 둘레와 플랫포옴(10) 하부에 부착된다. 상기 복합체 보강층(20)은 수지에 삽입된 직물을 구조적 부재에 부가하는 것에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 복합체 보강층(20)은 미리 형성된 다수의 섹션일 수 있다. 미리 형성된 다수의 섹션을 사용하는 경우, 그 섹션간의 경계부(60)는 수지에 직물 삽입된 섹션으로 이루어진 랩 스플라이스 조각(62)을 사용하여 서로 접합된다. 립 스플라이스 조각(62)은 물론 직물층이 겹쳐지는 다른 영역에 있어, 그 층들은 부식 방지와 최대의 횡단 강도를 제공하기 위해 30cm 이상 겹쳐져야 한다.
부가적으로, 제2의 고강도 복합체 보강층(40)은 비임(12)과 플랫포옴(14) 사이의 접속부를 보강한다. 제2의 복합체 보강층(40)은 도5에 상세하게 도시되어 있다.
도1의 선2-2를 따라 취한 도2는 하나의 비임(12)과 플랫포옴(10)의 일부 섹션을 도시한다. 보강층(20)이 부착되기 이전에, 모든 코너(15)는 4cm의 최소 반경으로 라운드 가공되는 것이 바람직하다. 직물 파스너(28)는 복합체 보강층(20)을 비임(12)의 표면(13)과 플랫포옴(10)의 표면(11)에 고정하는 것을 보조한다. 직물 파스너(28)는 예비 투공된 공동(32)안으로 삽입되는 슬리브 또는 스트립으로 구성되는 것이 바람직하다. 직물 파스너(28)는 공동(32)안으로 연장하는 고정부(30)와 접합부(29)를 포함한다. 공동(32)이 형성되고 나면, 직물 파스너(28)는 고정부(30)가 구조적 부재(12)에 대해 공동(32)내에 설치되도록 그 공동(32)내에 부분적으로 삽입된다. 고정부(30)는 접착제 수지 또는 기타의 접착성 제품이 함입된 것이 바람직하다. 수지 함입된 고정부(30)가 공동(30)내에 위치되고 나면, 플러그(34)를 사용하여 각각의 직물 파스너(28)의 고정부(30)를 밀어넣어 구조적 부재(12)에 맞물리게 한다. 플러그(34)는 고정부(30)에 함입되는 수지나 기타의 물질과 조화될 수 있는 고무 같은 탄성 중합체 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
도2에 도시된 고정 시스템의 정위치 플러그를 사용하는 것이 대체로 바람직하지만, 고정부(30)는 구조적 부재(10)에 경화되어 부착되는 수지를 그 고정부(30)에 함입시키는 것에 의해 그 정위치 플러그를 사용하지 않고도 고정될 수 있다. 선택적으로, 고무 플러그(34)를 대신하여, 고정부(30)를 공동(32)내에 부착하는데 예비 성형된 고온 용해 플러그를 사용할 수 있으며, 그 경우, 공동(32)안으로 열기를 불어넣거나 기타 적절한 수단을 사용하여 고온 용해 접착제가 적소에 용해된다.
고정부(30)가 공동(32)내에 설치되면, 구조적 부재(12)의 표면(13) 밖으로 연장하는 섬유는 부분적으로 또는 전체적으로 펼쳐져서 상기 접합부(29)를 형성하는 상기의 바람직한 수지에 적셔지며(이미 적셔져 있지 않은 경우) 상기 표면(13)에서 부채꼴 형태로 산개된다.
복합체 보강층(20)을 구조적 부재(12)에 고정하기 위한 다른 선택적인 방법(도시 생략)에 있어, 복합체 보강층(20)의 직물층은 수납용 공동(32)의 고정부 수용 공동(32)에 대응하는 다수의 구멍을 구비한다. 직물층을 상기 표면(13)의 적절한 위치에 배치할 때, 접합부(28)들은 그 구멍들을 통해 당겨져서 복합체 보강층(20)의 노출된 외부면(21)쪽으로 펼쳐진다.
도3은 복합체 보강층(20)을 구조적 부재(12)에 고정하는 다른 선택적인 방법을 도시한다. 볼트(22)(단지 하나만 도시되어 있음)는 비임(12)을 관통 연장한다. 원하는 경우, 볼트(22)는 예비 압축될 수 있다. 너트(24)는 보강층(20)을 구조적 부재(12)에 고정시키는 데 충분한 토오크로 와셔(26) 위에서 조여진다. 도2에 도시된 형태의 직물 파스너는 복합체 보강층(20)을 플랫포옴(10)에 고정한다. 복합체 보강층(20)을 구조적 부재들(12 및 10)에 고정하는 다른 방법은 당업자들에 있어서는 분명할 것이다. 예컨대, 복합체 보강층(20)의 구멍을 통해 연장하는 나삿니 형성 스터드는 구조적 부재에 예비 투공된 구멍안으로 삽입될 수 있으며, 너트와 와셔는 그 복합체 보강층을 적소에 고정시키기 위해 상기 스터드 위에서 조여질 수 있다. 선택적으로, 나삿니 형성 스터드는 종래의 리드(lead) 앵커를 사용하여 고정될 수 있다. 유사하게, 볼트는 구조적 부재의 예비 투공된 구멍안으로 삽입된 선도 앵커안으로 나사 삽입될 수 있다.
도4는 유리 섬유나 다른 고강도 섬유재로 제조된 조방사(粗紡絲) 로드(rod)를 사용하여 복합체 보강층을 구조체에 고정하는 다른 방법을 나타낸다. 구조적 부재(12) 사이로는 구멍(154)이 투공된다. 그런 다음, 다수의 미소 섬유를 함유하는 직물 조방사 로드(152)가 상기 구멍(154)과 섬유 보강층(20)의 대응하는 구멍안으로 삽입되며, 그러면 상기 조방사(152)의 각 섬유(156)가 섬유 보강층(20)의 외부면(21)에서 바깥으로 벌어지게 된다. 그런 다음, 그 각각의 섬유(156)는 복합체 보강층(20)에 조화될 수 있는 다른 접착제 또는 중합체화된 수지를 사용하여 외부면(21)에 부착된다. 다층식의 복합체 보강층을 사용하는 경우, 그 각각의 조방사 섬유들은 보강층 사이에 샌드위치식 배열되는 것이 바람직하다. 전술한 바의 어떠한 고정 수단도 이하 언급되는 본 발명의 어떠한 구성 및 실시예의 구조적 부재에 복합체 보강층을 고정하는데 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
비임(12)(혹은 다른 구조적 부재)의 외부면(13)은 보강을 위해 우선 이물질을 제거하고 그 표면으로부터 기타의 결함을 유발하지 않도록 철저하게 세척하는 것을 통해 마련되는 것이 바람직하다. 수지 함입된 직물층을 표면에 부착하기 이전에, 보강될 구조적 부재의 대상 부분을 바람직한 수지로써 코팅하는 것은 비록 그것이 필요한 조치가 아닐지라도 바람직한 경우가 있다. 상기 표면이 다공성인 경우, 수지 함입된 직물층을 구조적 부재에 부착하기 이전에 그 표면에 수지를 함침시키는 것이 바람직할 수 있다.
복합체 보강층(20)에 사용되는 직물은 단층식 또는 다층식의 직물층일 수 있다. 단일층 직물이 사용되는 경우, 수평 및 수직 섬유 모두를 포함하는 씨실(weft) 직물을 사용하는 것이 바람직한 경우가 있다. 다층 구조의 직물을 사용하는 경우, 그 다중 축(multiple axes)을 따라 최대의 강도를 부여하기 위해 섬유의 방향성을 교차 배열하는 것이 바람직한 경우가 있다.
도5는 본 발명의 바람직한 제2의 실시예를 나타낸다. 지지용 칼럼(43)과 비임(12)의 교차에 의해 형성된 "T"형 접속부 위에 제1의 "T"형의 직물 조각(41)을 부착한다. 직물은 편향되게 절단됨으로써 섬유들은 칼럼(43)에 대해 ±45°각도로 정렬되어, 최대의 균열 축에 대해 수직으로 최대 강도를 부여한다. 상기 "T"형의 직물 조각은 비임(45)의 아래쪽으로 감겨져서 적어도 비임(45)의 하부 일부를 덮는 특정 부분(도시 생략)을 포함한다. 마찬가지로 아래로 감겨지는 부분을 포함할 수 있는 제2의 "T"형 직물 조각은 비임(도시 생략)의 대상 측면에 부착된다. 선택적으로, 칼럼(43)의 측면과 비임(45)의 하부측으로는 "L"형의 직물 조각(42)이 부착될 수 있다. 그런 다음, 기본적으로 일방향성 섬유를 함유하는 칼럼 결속용 권취부(44)가 상기 "T"형 및 "L"형의 직물 조각(41,42)을 칼럼(43)에 견고하게 결속하기 위해 칼럼(43) 둘레로 감겨진다. 비임(45)의 상부면이 그 비임 위쪽의 데크(deck)에 완전히 접촉되지 않은 경우, 일방향성 직물 조각으로 이루어진 추가의 결속 권취부(46,48)가 "T"형 및 "L"형의 직물 조각(40,42)을 비임(45)에 견고하게 결속하기 위해 비임(45) 둘레로 감겨진다. 비임(45)의 상부면이 데크에 완전히 접촉되지 않은 경우에는 비임(45)의 단지 3개의 측면 둘레로만 결속용 권취부(46,48)가 감겨지게 될 것이다. 도1에 도시된 제1 실시예에서와 같이, 복합체 보강층은 직물 파스너, 볼트 등에 의해 부가적으로 고정될 수 있다.
본 발명은 비임과 칼럼이 별개로 형성되어 서로 연결되는지의 여부, 또는 일체로 주조되어 일체형 유닛을 형성하는지의 여부에 무관하게, 비임과 칼럼 조립체를 강화시킴에 있어 동일하게 적용 가능함을 이해할 것이다. 마찬가지로, 본 발명은 비임과 플랫포옴이 일체로 주조되는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
도6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따라 보강된 수평 방향성의 "T"형 구조적 접속부를 예시한다. 수직 칼럼(72)이 크로스 부재(74)에 연결된다. 크로스 부재(74)는 차도 플랫포옴과 같은 소정의 하중을 지지하는 비임이거나, 또는 수직 칼럼(72) 사이의 크로스 지지부일 수 있다. 크로스 부재(74)가 크로스 지지부인 경우, 다름 아닌 90°의 소정 각도로 칼럼(72)에 연결될 수 있다. 편향 절단된 직물 섹션(61)은 크로스 부재(74)의 적어도 2개의 측면과 수직 칼럼(72)의 적어도 3개의 측면 둘레로 감긴다. 가능하다면, 크로스 부재(74)와 수직 칼럼(72) 각각의 둘레에 결속용 권취부(64,66,68)들이 완전하게 감겨진다.
도7은 "T"형 접속부의 선택적인 보강부를 예시한다. "T" 형의 직물 조각(110)은 비임(130)의 축에 수직 배향된 섬유들을 구비하며, 결속용 권취부(120)는 칼럼(140)의 축에 수직 배향된 섬유들을 구비한다.
도8은 "T"형 접속부의 다른 선택적인 보강부를 예시한다. "T" 형의 직물 조각(112)은 비임(132)의 축에 수직 배향된 섬유들을 구비하며, 결속용 권취부(122)는 칼럼(142)의 축에 수직 배향된 섬유들을 구비한다. 직물 조각(112)의 섬유들을 비임(132)의 축을 따라 배향시키는 하나의 장점으로는 그것으로써 비임에 최대의 휨 강도가 부여된다는 점이다.
도9는 본 발명에 따라 보강된 수직 지지용 칼럼(76)과 수평 비임(78) 사이의 "L"형 접속부를 예시한다. 편향 절단된 직물 섹션(81)은 칼럼 접속부에서 크로스 부재의 3개의 측면 둘레로 감겨진다. 결속용 권취부(84,88)는 상기 편향 절단된 직물 섹션(81)을 부가적으로 고정한다.
도10,11은 일방향성 섬유로 보강된 "L"형의 접속부를 예시한다. 도11에 도시된 바와 같이 비임의 축에 수직한 섬유의 방향성은 비임에 최대의 휨 강도를 부여한다.
도12는 본 발명의 제3의 바람직한 실시예를 예시한다. 칼럼(71)에는 노치(70)가 제공된다. 주로 일방향성의 섬유로 구성된 직물 권취부(54,56)는 칼럼(71)과 구조적 크로스 부재(90)에 감겨지면서, 삼각형 단면을 갖는 지지부(50,52)에 감겨져서, 칼럼(71)과 크로스 부재(90) 사이의 접속부를 보강한다. 일방향성 섬유로 된 권취부(54,56)는 칼럼(71)의 축에 대해 ±45°의 방향성을 갖는다. 권취 지지부(50,52)는 권취부(54,56)를 적용하기 이전에 접착제를 사용하여 구조적 부재(71,90)에 부착되는 것이 바람직하다. 권취부(54,56)는 칼럼(71)과 크로스 부재(90)에 여러차례에 걸쳐 감겨지는 연속 시트 직물로 각기 이루어지는 것이 바람직하다. 칼럼(71)과 크로스 부재(90)가 콘크리트이며 새로운 구조물에 일체로 주조되는 경우, 지지용 블록(52)이 그 칼럼 및 크로스 부재의 조합체의 일부로서 주조될 수 있다.
도13은 바람직한 제3의 선택적인 실시예를 예시한다. 도12의 지지용 블록(50)과 노치(70)가 제거되어 있다. 권취부(54,56)는 도13A에 보다 완전하게 도시되어 있는 바와 같이 칼럼(73) 둘레에 바로 감겨진다. 권취부(54,56)를 추가로 고정시키기 위해서 추가의 권취부가 부가될 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에 있어서, 보강용 복합체는 중합체 기지 자체, 추가적인 접착제, 섬유 파스너, 혹은 전술한 바 있는 기타의 고정 수단의 접착 특성을 통해 구조적 부재에 부착될 수 있다.
전술한 바의 모든 실시예들은 이미 손상된 구조체의 개량 및 보수를 원하는 경우 변형될 수 있다. 손상된 구조체는 조사를 통해 현재의 실제 균열 패턴을 결정하고 나서, 주(主) 균열 축(들)에 수직한 최대 강도를 부여하기 위해 직물 형태, 직조 방법, 섬유 방향, 절단시 편향 각도 등이 변형된다.
도14에서, 예컨대, 직물(91)이 선정되어 편향 절단됨으로써, 균열(100)에 수직한 최대 강도가 부여된다. 선택된 직물은 기존의 균열 형태와 가장 보강을 요하는 축(들)에 따라, 일방향성 섬유, 90°직조 섬유, 또는 임의의 각도로 직조된 섬유를 포함할 수 있다. 부가적인 고정을 위해, 전술한 바와 같이 추가적인 결속용 권취층이 부가될 수 있다.
복합체 재료는 내화재이어야 한다. FIREGUARD와 같은 상업적으로 구매가능한 코팅물이 사용될 수 있다. 선택적으로, 복합체 보강층의 수지는 팽창제나, 또는 그 복합체 보강층에 내화성을 부여하는데 적합한 저온 용해 유리를 함께 함입될 수 있다. 상기 용해 유리는 약 427℃(800℉) 미만의 융점을 갖는다. 팽창제가 사용되는 경우, 두꺼운 외부 에폭시 층과 코팅 도료 모두에 팽창제 분말 또는 액체를 가미하는 것이 바람직하다. 인디아나 페테스부르크에 소재하는 파이어 앤드 써멀 프로텍션 엔지니어스사(社) 제품인 PYROPLUSTMITM 분말과 PYROPLUSTMITM 액체가 적합한 것으로 알려져 있다. 매끄럽고 짜임새있는 외관을 제공하거나, 또는 건축가가 요구하는 미학적 목적을 만족시키기 위해, 코팅 도료는 주변 환경이나 전통적인 콘크리트에 어울리도록 선택될 수 있다.
다양한 종류의 복합체 재료가 사용될 수 있다. 콘크리트 고가 차도를 보강하는 에폭시 수지 함입 직물이 예시되었지만, 본 발명은 그와 유사하게 다양한 종류의 구조체를 보강함에 있어 다양한 종류의 섬유 및 중합체 기지를 사용할 수 있음이 당업자들에게 있어 분명할 것이다.
예컨대, 직물은 유리, 그라파이트, 폴리아라미드, 보론, 케블러, 실리카, 수정, 세라믹, 폴리에틸렌, 아라미드, 또는 기타의 섬유 등으로 구성될 수 있다. 다양한 종류의 직조 방식 및 섬유 방향성이 직물에 이용될 수 있다. 직물에 함입되는 중합체 기지는 폴리에스테르, 에폭시, 비닐 에스테르, 시아네이트, 폴리아미드, 또는 기타의 중합체 기지로 이루어질 수 있으며, 에폭시가 가장 바람직하게 사용된다. 섬유 및 중합체 기지는 방수성 및 자외선(UV) 차단 특성을 가지는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 보강 대상 구조체는, 비임에 의해 지지되며 그 비임은 다시 수직 칼럼에 의해 지지되는 차도 플랫포옴일 필요는 없다. 예컨대, 본 발명은 비임이 차도가 아닌 들보(joist)를 지지하는 구조체, 또는 비임을 사용하지 않고 칼럼이 직접 플랫포옴을 지지하는 구조체에 적용할 수도 있다. 또한, 본 발명은 지지용 칼럼이 휘어진 경우에도 적용될 수 있다. 본 발명은 보강 대상 접속부가 "T"형이 아닌 "크로스"형 접속부이고; 수직이 아닌 수평이며; 교량의 지지용 격자에 일반적인 90°각도인 경우에도 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 예시를 위해 여러 가지 실시예들이 설명되었지만, 당업자들은 첨부된 청구의 범위와 그 청구 범위에 적절히 기재된 법률적인 상당 어구에 규정하는 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 만들어질 수 있음을 알 것이다.

Claims (54)

  1. 플랫포옴은 비임에 의해 지지되고, 그 비임은 다시 칼럼에 의해 지지되는 보강된 구조체로서,
    하부면을 구비하는 구조적 플랫포옴;
    상기 구조적 플랫포옴 아래에서 측방으로 연장하며, 상기 구조적 플랫포옴의 상기 하부면에 접속되어 그 하부면을 지지하는 상부와, 2개의 측면 및 바닥면을 구비하는 하나 이상의 비임;
    상기 비임의 바닥면에 접속된 상부와, 하나 또는 그 이상의 측면을 구비하며, 상기 비임으로부터 멀어지도록 연장하면서 상기 하나 또는 그 이상의 측면에 의해 형성되는 지지용 칼럼;
    상기 비임에 대한 상기 구조적 플랫포옴의 접속부를 보강하기 위한 복합체 재료의 비임 보강 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복합체 재료의 비임 보강 수단은 내화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내화 수단은 팽창제와 저온 용해 유리로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복합체 재료의 비임 보강 수단은 복합체 재료 셸을 구비하며, 상기 셸은 상기 비임의 바닥면과 2개의 측면을 덮는 비임 덮개부와; 상기 비임 덮개부와 일체로 되어 있고, 그 덮개부로부터 연장하여 상기 구조적 플랫포옴의 하부면의 적어도 일부를 덮는 구조적 플랫포옴부와; 상기 비임 덮개부를 상기 비임에 고정하는 고정 수단과; 상기 구조적 플랫포옴부를 상기 구조적 플랫포옴에 고정하는 고정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복합체 재료 셸은 중합체 기지에 섬유를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 섬유는 유리, 카본, 보론, 케블러, 실리카, 수정, 세라믹, 아라미드, 폴리아라미드, 폴리에틸렌 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중합체 기지는 폴리에스테르, 에폭시, 비닐 에스테르, 시아네이트, 폴리아미드 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비임과 상기 지지용 칼럼은 강재(鋼材) 보강된 콘크리트로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 비임 덮개부를 상기 비임에 고정하는 상기 고정 수단은 상기 비임 덮개부를 상기 비임의 측면에 결합하는 파스너를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구조적 플랫포옴부를 상기 플랫포옴에 고정하는 상기 고정 수단은 상기 구조적 플랫포옴부를 상기 구조적 플랫포옴의 하부면에 결합하는 파스너를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 지지용 칼럼에 대한 상기 비임의 접속부를 보강하기 위한 복합체 재료의 칼럼 보강 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  12. 구조적 부재, 그 위에 지지된 플랫포옴, 상기 구조적 부재와 상기 플랫포옴 사이의 접속부를 보강하는 방법으로서,
    중합체 기지에 섬유를 구비하는 복합체 재료를 부착하여, 상기 구조적 부재와 상기 플랫포옴 사이의 접속부의 적어도 일부를 덮어씌우고, 상기 구조적 부재의 적어도 일부와 상기 플랫포옴의 적어도 일부를 추가로 덮어씌우는 복합체 재료 부착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중합체 기지에 내화성 물질을 부가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 내화 물질은 팽창제 및 저온 용해 유리로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 복합체 재료는 미리 형성된 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  16. 제15항에 있어서, 접착제, 직물 파스너, 고정 볼트, 나삿니 형성 고정 로드(rod)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방법을 사용하여 상기 구조적 부재와 상기 플랫포옴에 상기 복합체 재료를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  17. 제12항에 있어서, 복합체 재료를 부착하는 단계는 중합체 기지에 섬유를 함입하는 단계와; 상기 중합체 기지가 경화되기 이전에 상기 함입된 섬유를 상기 구조적 부재와 상기 플랫포옴에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 구조적 부재는 수평 비임인 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 구조적 부재는 지지용 수직 칼럼인 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  20. 플랫포옴은 비임에 의해 지지되고, 그 비임은 다시 칼럼에 의해 지지되는 보강된 구조체로서,
    하부면을 구비하는 구조적 플랫포옴;
    상기 구조적 플랫포옴 아래에서 측방으로 연장하며, 상기 구조적 플랫포옴의 상기 하부면에 접촉되어 그 하부면을 지지하는 상부면과, 2개의 측면 및 바닥면을 구비하는 하나 이상의 비임;
    상기 비임의 바닥면에 접촉된 상부면과, 하나 또는 그 이상의 측면을 구비하며, 상기 비임으로부터 멀어지도록 연장하면서 상기 하나 또는 그 이상의 측면에 의해 형성되는 지지용 칼럼;
    상기 비임에 대한 상기 구조적 플랫포옴의 접속부를 보강하기 위한 복합체 재료의 칼럼 보강 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  21. 제20항에 있어서, 상기 비임과 상기 지지용 칼럼은 강재 보강된 콘크리트로 구성된 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복합체 재료 칼럼 보강 수단은 복합체 재료 권취부를 구비하며, 상기 권취부는, 상기 비임이 상기 지지용 칼럼에 연결되는 영역에서 상기 비임의 2개의 측면을 덮어씌우면서 상기 지지용 칼럼의 측면으로 연장하는 복합체 재료 접속 권취부와; 복합체 재료로 각기 구성되며, 상기 비임과 상기 지지용 칼럼이 연결되는 위치의 임의의 측면상의 상기 비임에 배치된 상기 복합체 재료 접속 권취부 둘레로 감겨지는 제1 및 제2의 비임 결속용 권취부와; 상기 지지용 칼럼에 위치된 상기 복합체 재료 접속 권취부 둘레로 감겨지는 복합체 재료를 구비하는 칼럼 결속용 권취부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  23. 제22항에 있어서, 상기 복합체 재료 칼럼 보강 수단은 팽창제 및 저온 용해 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 내화 물질을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  24. 제22항에 있어서, 상기 비임은 종방향 축을 구비하며, 상기 복합체 재료 접속 권취부는 중합체 기지에 섬유로 구성된 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  25. 제24항에 있어서, 상기 섬유는 상기 비임과 상기 지지용 칼럼의 종방향 축에 대해 ±45°의 방향성을 가지는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  26. 제24항에 있어서, 상기 섬유는 상기 비임의 종방향 축을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  27. 제24항에 있어서, 상기 섬유는 상기 비임의 축에 대해 수직으로 배향된 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  28. 제24항에 있어서, 상기 제1 및 제 2 결속용 비임 권취부와 상기 칼럼 결속용 권취부는 일방향성 섬유를 함유하는 직물로 이루어진 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  29. 제28항에 있어서, 상기 복합체 재료 접속 권취부, 상기 지1 및 제2 비임 결속용 권취부, 상기 칼럼 결속용 권취부의 섬유들은 유리, 카본, 보론, 케블러, 실리카, 수정, 세라믹, 아라미드, 폴리아라미드, 폴리에틸렌 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  30. 제29항에 있어서, 상기 복합체 재료 접속 권취부에 대한 상기 중합체 기지는 폴리에스테르, 에폭시, 비닐 에스테르, 시아네이트, 폴리아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  31. 제20항에 있어서, 상기 비임에 대한 상기 구조적 플랫포옴의 접속부를 보강하기 위한 복합체 재료 비임 보강 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  32. 지지용 칼럼, 그 칼럼에 의해 지지된 비임, 상기 칼럼과 상기 비임 사이의 접속부를 보강하는 방법으로서,
    중합체 기지에 섬유를 구비하는 복합체 재료를 부착하여, 상기 지지용 칼럼과 상기 비임 사이의 접속부의 적어도 일부를 덮어씌우고, 상기 지지용 칼럼의 적어도 일부와 상기 비임의 적어도 일부를 추가로 덮어씌우는 복합체 재료 부착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 중합체 기지는 팽창제 및 저온 용해 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  34. 제32항에 있어서, 복합체 재료 부착 단계는 중합체 기지에 함입된 섬유로 구성된 제1 권취부를 상기 비임, 상기 지지용 칼럼, 상기 비임과 상기 지지용 칼럼 사이의 접속부에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 섬유는 상기 비임의 종방향 축과 상기 지지용 칼럼의 종방향 축에 대해 ±45°의 각도로 배향되는 것을 트징으로 하는 보강 방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 섬유는 상기 비임의 종방향 축을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  37. 제34항에 있어서, 상기 섬유는 상기 비임의 종방향 축에 대해 수직 배향되는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  38. 제34항에 있어서, 복합체 재료를 부착하는 단계는, 중합체 기지에 함입된 일방향성 섬유를, 상기 비임의 종방향 축을 중심으로, 상기 비임이 상기 지지용 칼럼에 연결되는 위치의 임의의 측면상에, 그리고 상기 비임으로 연장하는 적어도 상기 제1 권취부 부분 위로, 결속되게 감는 단계와; 중합체 기지로 함입된 일방향성 섬유를, 상기 지지용 칼럼의 종방향 축을 중심으로, 상기 지지용 칼럼으로 연장하는 상기 제1 권취부 위로, 결속되게 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  39. 고가 차도를 지지하기 위한 보강된 구조체로서,
    종방향 축을 구비하는 지지용 칼럼;
    종방향 축을 구비하며 상기 지지용 칼럼에 연결되는 구조적 크로스 부재;
    상기 구조적 크로스 부재에 대한 상기 지지용 칼럼의 접속부를 보강하기 위한 복합체 재료 칼럼 보강 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  40. 제39항에 있어서, 상기 복합체 재료 칼럼 보강 수단은 팽창제 및 저온 용해 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 내화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  41. 제39항에 있어서, 상기 복합체 재료 칼럼 보강 수단은 상기 지지용 칼럼과 상기 구조적 크로스 부재 사이의 접속부의 적어도 일부를 덮어씌우면서, 상기 지지용 칼럼의 적어도 일부와 상기 크로스 부재의 적어도 일부를 추가로 덮어씌우는 복합체 재료 접속 권취부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  42. 제41항에 있어서, 상기 지지용 칼럼의 종방향 축과 상기 구조적 크로스 부재의 종방향 축은 90°각도로 교차하며, 상기 복합체 재료 칼럼 접속부는 중합체 기지에 섬유를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  43. 제42항에 있어서, 상기 섬유는 상기 지지용 칼럼과 상기 구조적 크로스 부재의 종방향 축에 대해 ±45°각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  44. 제42항에 있어서, 상기 섬유는 상기 지지용 칼럼의 종방향 축을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  45. 제42항에 있어서, 상기 섬유는 상기 지지용 칼럼의 종방향 축에 대해 수직 배향되는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  46. 제42항에 있어서, 상기 복합체 재료 칼럼 보강 수단은, 중합체 기지에 일방향성 섬유를 구비하며, 상기 지지용 칼럼에 위치된 상기 복합체 재료 접속 권취부 둘레로 감겨지는 제1 결속용 권취부와; 중합체 기지에 일방향성 섬유를 구비하며, 상기 구조적 크로스 부재에 위치된 상기 복합체 재료 접속 권취부 둘레로 감겨지는 제2 결속용 권취부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  47. 고가 차도를 지지하기 위한 보강된 구조체로서,
    지지용 칼럼;
    제1 단부에서 상기 지지용 칼럼에 수직하게 연결되며, 상부 및 하부면과, 종방향 축을 구비하는 크로스 부재;
    이등변 삼각형 단면의 긴 부재를 구비하며, 상기 크로스 부재의 상부면과 상기 지지용 칼럼 모두와 접촉하는 제1 권취 지지부;
    이등변 삼각형 단면의 긴 부재를 구비하며, 상기 크로스 부재의 하부면과 상기 지지용 칼럼 모두와 접촉하는 제2 권취 지지부;
    상기 지지용 칼럼과 상기 상기 크로스 부재 사이의 접속부를 보강하기 위한 복합체 보강 수단을 포함하며;
    상기 복합체 보강 수단은 상기 제1 권취 지지부 위로 감겨지며, 상기 크로스 부재의 종방향 축에 대해 +45°의 각도로 상기 지지용 칼럼으로 연장하는 제1 권취부와; 상기 제2 권취 지지부 위로 감겨지며, 상기 크로스 부재의 종방향 축에 대해 -45°의 각도로 상기 지지용 칼럼으로 연장하는 제2 권취부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  48. 제47항에 있어서, 상기 복합체 보강 수단은 팽창제 및 저온 용해 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 내화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  49. 제47항에 있어서, 상기 제1 및 제2 권취부는 중합체 기지에 일방향성 섬유를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강된 구조체.
  50. 기존의 균열 패턴을 나타내는 균열진 차도 지지 구조체를 보강하기 위한 보강 방법으로, 상기 기존의 균열 패턴을 분석하여, 소정의 선택된 축을 결정하는 분석 단계와; 상기 선택된 축을 따라 상기 균열진 차도 지지 구조체를 보강하기 위해 복합체 재료를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 기존의 균열 패턴의 지배적인 축을 결정하는 결정 단계와; 상기 기존의 균열 패턴의 상기 지배적인 축에 수직하게 되도록 상기 선택된 축을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 복합체 재료는 중합체 기지에 섬유를 구비하며, 상기 섬유는 하나 이상의 지배적인 섬유 방향성을 가지는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  53. 제50항에 있어서, 가장 유력한 추후의 균열 전파 방향을 결정하는 단계와; 가장 유력한 상기 추후의 균열 전파 방향에 수직하게 되도록 상기 선택된 축을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강 방법.
  54. 복합체 보강층을 구조적 요소에 고정시키는 방법으로서,
    구조적 요소에 구멍을 형성하는 단계;
    구조적 요소의 표면에 복합체 보강층을 부착하는 단계;
    다수의 섬유로 구성된 조방사(粗紡絲) 섬유 로드(rod)를 상기 구멍안으로 삽입하는 단계;
    상기 복합체 보강층에서 상기 조방사 섬유 로드를 바깥으로 벌어지게 하는 단계;
    상기 펼쳐진 섬유를 복합체 보강층에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합체 보강층을 구조적 요소에 고정시키는 방법.
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