KR20000070408A - 콘크리트 필라 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리트필라 특히 필라기저부(12), 필라상부 및 선택적으로 필라내부에 삽입된 강제보강물(17)로 구성된 원형의 콘크리트필라에 관련된다. ??저항 및 굽힘저항을 증가시키기 위하여, 필라기저부(12) 및 필라상부(16)사이에 제공되고 나선형으로 구성된 평평한 스트립(18)이 필라표면위에서 연장구성되고, 상기 스트립(18)은 평행하게 배열된 탄소섬유들 및 서로에 대하여 전단저항을 가지고 상기 탄소섬유들과 결합하는 결합제매트릭스의 복합구조체를 가지며, 접착제에 의해서 상기 평평한 스트립이 각각의 넓은 측면들중의 한 개와 필라표면에 부착된다. 상기 평평한 스트립의 나선구조피치(h)는 평평한 스트립(18)의 밴드폭(b)보다 더 크다.

Description

콘크리트 필라{CONCRETE PILLAR}
본 발명은 선택적으로 필라(pillar)내부에 삽입된 강 보강제(steel reinforcement) 및 하중을 지지하는 필라상부를 가지고, 기초부와 연결된 필라하부를 가지며 강화 콘크리트(reinforced concrete)로 제조된 콘크리트 필라 특히 원형 필라에 관련된다.
도 1 은 나선형으로 구성되고 평평한 스트립 랩핑(strip wrapping)에 의해 구조물지지체로서 구성되는 원형 필라(round pillar)를 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b 는 평평한 스트립단면의 평면도 및 측면도.
도 3 은 평평한 스트립랩핑과 같은 링(ring) 또는 후크(hook)를 가진 구조물필라를 도시하는 도면.
도 4a 및 도 4b 는 도 3 에 해당하고 정사각형 필라 및 원형필라로서 구성되는 구조물필라에 관한 단면도.
도 5a 및 도 5b 는 고정요소를 가지고 가요성을 가진 자유중간면적을 가지는 보강 라미네이트(reinforcing laminate) 또는 보강단면의 평면도 및 측면도.
도 6 은 횡방향 및 종방향으로 구성되고 평평한 스트립랩핑(strip wrapping)을 가진 콘크리트필라를 도시한 도면.
* 부호설명
10 ... 콘크리트 필라 11 ... 기초부
12 ... 필라기저부 14 ... 구조물요소
16 ... 필라상부 19 ... 접착제
20 ... 덮개판 22 ... 공간
24 ... 단부
필라(pillar)는 수직방향의 구조물로서, 구조물의 길이 또는 높이가 단면적에 비해 크다. 빔(beam) 또는 거더(girder)와 같은 다른 구조물요소들을 위한 지지체 또는 지지물로서 상기 필라들이 작용하고, 상기 필라들에 의해 하중은 기초부로 전달된다. 필라내부에서 압축하중은 주로 필라의 종방향으로 가해진다. 또한 풍력, 충격력 또는 지진과 관련한 운동과 같은 수평방향의 하중이 가해져서 필라들의 굽힘작용이 이루어질 수 있다. 더욱 가는 구조의 필라들은 또다른 버클링(buckling)의 위험이 있다. 하중 또는 버클링과 무관하게, 제조형태에 따라 필라들에 최소두께가 정해진다. 필라들의 검사를 위해, DIN 1045의 규정들이 적용된다. 크기가 큰 충격력 및 지진운동의 위험에 있어서, 상기 규정은 강제보강필라(steel reinforced pillar)들의 버클링저항설계에는 적합하지 않다.
우선 본 발명의 목적은 버클링저항이 크고, 크기가 큰 수평방향하중 및 지진운동을 허용하는 필라를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 필라기저부 및 필라상부사이에 제공되고 나선형으로 구성된 평평한 스트립이 필라표면위에서 연장구성되고, 상기 스트립은 평행하게 배열된 탄소섬유들 및 서로에 대하여 전단저항을 가지고 상기 탄소섬유들과 결합하는 결합제매트릭스의 복합구조체를 가지며, 접착제에 의해서 상기 평평한 스트립이 각각의 넓은 측면들중의 한 개와 필라표면에 부착되고, 상기 평평한 스트립의 나선구조피치는 평평한 스트립의 밴드폭(b)보다 더 크다. 밴드폭의 상기 구성에 의하여, 평평한 스트립과 필라의 외부면사이에 밀폐된 이격공간이 형성될 수 없으므로 침투한 물은 다시 유출될 수 없다. 나선구조의 피치는 평평한 스트립의 폭의 1.1내지 5배, 또는 1.5 내지 2.5배가 선호된다. 본 발명의 또다른 실시예에 의하면, 링모양으로 필라를 둘러싸는 다중구조의 평평한 스트립들이 서로 이격된 상태로 필라기저부와 필라상부사이에서 접착제에 의하여 필라의 외측부에 고정되고, 전단저항을 가지고 서로에 대하여 보강섬유들과 결합하는 결합제매트릭스(28)와 서로에 대해 평행한 복수개의 보강섬유(26)들에 의해 평평한 스트립(18')들이 구성된다. 그결과 평평한 스트립들의 겹쳐진 단부들은 결합제매트릭스에 의해 서로에 대해 연결된다. 평평한 스트립들의 상기 분리상태에 의하여, 평평한 스트립과 필라의 외부면사이에 밀폐된 이격공간이 형성될 수 없으므로 침투한 물은 다시 유출될 수 없다. 평평한 스트립들사이의 이격거리가 평평한 스트립의 폭의 0.1 내지 4배 또는 0.5 내지 1.5배에 해당한다.
정사각형 또는 사각형의 콘크리트 필라의 경우에 있어서, 필라의 변부들 또는 코너들사이에 위치한 중간영역에서 중첩되거나 가압된 굽힘부가 상기 평평한 스트립에 구성된다. 보강섬유들의 노출에 의하여 상기 굽힘부가 구성된 영역내부의 평평한 스트립들로 부터 결합제매트릭스가 제거되고, 상기 스트립에 경화가능하고 풀과 같은 플라스틱수지에 의하여 상기 결합제매트릭스가 대체된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 의하면, 서로 이격된 구조로 나선형 또는 링모양의 평평한 스트립위에서 횡방향으로 구성되고 접착제에 의해서 평평한 스트립의 외부표면에 부착되는 보조적인 평평한 스트립이 제공되어, 굽힘저항이 추가로 증가된다.
평평한 스트립의 보강섬유들은 탄성계수가 큰 탄소섬유로 구성되는 것이 선호된다. 이론적으로 아라미드, 유리 또는 폴리프로필렌섬유 또는 상기 섬유들의 혼합물이 평평한 스트립들로서 이용가능하다.
에폭시수지, 폴리우레탄, 아크릴수지 또는 폴리에스터수지와 같은 반응성수지가 결합제로서 이용되는 것이 선호된다. 평평한 스트립을 필라의 외부면에 안정하게 결합시키기 위하여, 상기 형태의 반응성수지가 접착제로서 이용되는 것이 선호된다. 평평한 스트립으로 둘러싸이는 보강구조의 콘크리트필라는 보호기능의 코팅구조에 의하여 추가로 최종구성되거나 제공되어, 보강물들이 더이상 외부로 부터 보이지 않게 된다.
도면의 개략도에 도시된 실시예에 관한 하기 설명으로 부터 본 발명이 더욱 상세히 설명된다.
도 1, 도 3 및 도 5 에 도시된 콘크리트 필라(10)들은 기초부(11)에 박혀진 필라기저부(12)를 가지고, 구조물요소(14)를 위한 지지면으로서 구성되는 지지헤드(support head)(16)를 가진다. 콘크리트 필라(10)는 내부에 위치한 강제보강물(17)을 포함할 수 있다(도 4a, 도 4b). 굽힘(bending) 또는 버클링(buckling)에 대해 추가로 강화시키기 위한 평평한 스트립(strip)(18',18") 또는 평평한 스트립(18)(도 1)이 필라(pillar)에 둘러싸인다.
도 1 에 있어서, 평평한 스트립(18)은 필라외부면 위에서 나선형을 이루며 필라기저부(pillar base)(12)로 부터 필라상부(16)까지 연장구성되고, 에폭시수지(epoxy resin) 접착제(19)에 의해 고정된다. 측면 바(side bar)형상의 덮개판(cover plate)(20)들을 통해 밴드(band)들의 자유단부들이 필라에 부착된다. 평평한 스트립의 나선구조에 형성된 회전피치 또는 축방향이격거리(h)가 밴드폭(band breadth)(b)보다 더 크다. 상기 실시예에서 회전피치(h)는 평평한 스트립의 밴드폭(b)보다 약 1.5배 크다. 평평한 스트립들사이의 공간(22)에 의해, 물이 모일 수 있는 필라외부면 및 평평한 스트립들사이에 완전한 밀폐공간들이 형성되지 않는다.
도 3 의 실시예에 있어서, 링모양으로 필라를 둘러싸고 접착제에 의해 필라의 외부면과 부착되는 다중구조의 평평한 스트립(18')들이 제공되고, 상기 스트립들은 도시된 실시예에서 평평한 밴드폭(b)의 약 1.5배에 해당하고 서로 분리된 이격부가 제공된다. 평평한 스트립의 링(18')들사이의 공간(22)들에 의해, 물이 수집가능한 필라의 외부면 및 평평한 스트립사이에는 중공상태의 관련 밀폐공간이 형성될 수 없다. (도 3 에서) 서로 겹쳐지는 단부(24)들에 의해 링모양을 이루고 평평한 스트립들은 지지부를 둘러싼다.
도 6 의 실시예에 있어서, 링모양의 평평한 스트립(18')이외에, 90°도를 이루며 교차하고 서로 이격되어 제공되는 평평한 스트립(18")들이 제공되어, 이 경우 물증발없이 공간(22)들은 유지된다.
탄소섬유(carbon fiber)와 같이 평행한 복수개의 강화섬유(26)들과, 에폭시수지(epoxy resin)와 같이, 전단저항을 가지며 서로 강화섬유들을 결합시키는 결합제매트릭스(binder matrix)(28)의 복합구조에 의해 평평한 스트립들이 구성된다. 도 4a 및 도 4b 를 참고할 때, 필라(10)들은 사변형 단면 또는 원형단면으로 구성가능하다. 도 4a 에 해당하는 사변형단면에 있어서, 유연하고 가요성을 가진 보강섬유(26)들과 노출되는 적합한 표면내에서 결합제매트릭스(28)가 평평한 스트립(18)으로 부터 제거되고, 필라를 둘러싼 후에 각각의 표면이 결합제매트릭스를 대체할 수 있는 경화가능한 풀과 같은 합성수지에 의해 처리되면, 평평한 스트립들은 코너(corner)(30)들 위로 펼쳐져 구성되는 영역내에서 가압된 밴드(32)가 제공된다.

Claims (13)

  1. 필라기저부(12), 필라상부 및 선택적으로 필라내부에 삽입된 강제보강물(17)로 구성된 콘크리트필라에 있어서,
    필라기저부(12) 및 필라상부(16)사이에 제공되고 나선형으로 구성된 평평한 스트립(18)이 필라표면위에서 연장구성되고, 상기 스트립(18)은 평행하게 배열된 탄소섬유들 및 서로에 대하여 전단저항을 가지고 상기 탄소섬유들과 결합하는 결합제매트릭스의 복합구조체를 가지며, 접착제에 의해서 상기 평평한 스트립이 각각의 넓은 측면들중의 한 개와 필라표면에 부착되고, 상기 평평한 스트립의 나선구조피치(h)는 평평한 스트립(18)의 밴드폭(b)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  2. 제 1 항에 있어서, 한 개의 고정요소에 의해 평평한 스트립(18))의 단부에서 상기 평평한 스트립(18)이 필라의 외부표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 나선구조의 피치(h)는 평평한 스트립의 폭(b)의 1.1 내지 5배, 또는 1.5 내지 2.5배가 선호되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  4. 필라기저부(12), 필라상부 및 선택적으로 필라내부에 삽입된 강제보강물(17)로 구성된 콘크리트필라에 있어서,
    링모양으로 필라를 둘러싸고 에폭시 수지에 의해 필라표면에 고정되는 여러개의 평평한 스트립(18')이 필라기저부(12) 및 필라상부(16)사이에 구성되고, 전단저항을 가지고 서로에 대하여 보강섬유들과 결합하는 결합제매트릭스(28)와 평행한 복수개의 보강섬유(26)들의 복합체에 의해 평평한 스트립(18')들이 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  5. 제 4 항에 있어서, 평평한 스트립(18')이 단부(24)들에 의하여 서로 겹쳐지게 필라(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 평평한 스트립(18')들사이의 이격거리(a)가 평평한 스트립의 폭(b)의 0.1 내지 4배 또는 0.5 내지 1.5배에 해당하는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  7. 제 1 항 내지 제 2 항중 한 항에 있어서, 서로 이격된 구조로 나선형 또는 링모양의 평평한 스트립(18,18')위에서 횡방향으로 구성되고 접착제(19)에 의해서 평평한 스트립(18,18')의 외부표면에 부착되는 보조적인 평평한 스트립(18")이 제공되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 한 항에 있어서, 코너(30)들위로 펼쳐져 구성되는 가압된 굽힘부(32)가 평평한 스트립(18,18,18")에 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  9. 제 8 항에 있어서, 보강섬유(26)들의 노출에 의하여 상기 굽힘부(32)가 구성된 영역내부의 평평한 스트립(18')들로 부터 결합제매트릭스(28)가 제거되고, 결합제대체물로서 상기 스트립(18')에 경화가능하고 풀과 같은 플라스틱수지가 작용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 한 항에 있어서, 보강섬유들이 탄소섬유로서 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 한 항에 있어서, 반응수지 특히 에폭시수지에 의해 상기 결합제매트릭스가 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중 한 항에 있어서, 반응수지 특히 에폭시수지에 의해 상기 접착제가 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항중 한 항에 있어서, 보호코팅부에 의해, 평평한 스트립(18)으로 둘러싸이는 필라표면이 최종가공되거나 제공되는 것을 특징으로 하는 콘크리트필라.
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