KR200230888Y1 - 이엠피 보강구조를 갖는 기둥 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철근콘크리트 구조물의 기둥이나 철근콘크리트 사일로(silo)에 관한 것으로 더욱 상세하게는 상기 기둥이나 사일로의 내력을 보강하기 위한 보강 구조에 관한 것이다.

본 고안에 따른 철근콘크리트 기둥이나 사일로(silo)는 외부에 마련된 망상구조의 EMP(Expanded Metal Plate)가 인장력을 담당하는 철근콘크리트 내부 철근의 기능을 보완하여 인장력을 향상시키고, EMP(Expanded Metal Plate)가 상기 기둥이나 사일로(silo)에 설치될 수 있도록 EMP(Expanded Metal Plate) 외부로부터 상기 기둥이나 사일로의 외주면에 타설된 모르타르층의 형성으로 기둥이나 사일로(silo)의 단면적이 증설되어 압축력이 향상된다. 또한, 상기 EMP(Expanded Metal Plate)보강구조를 갖는 기둥이나 사일로(silo)는 가볍고 견고한 망상구조의 EMP(Expanded Metal Plate)를 사용함으로써 자재의 취급이 용이하고 재료의 절감이 가능하게 하는 이점이 있으며, 모르타르층의 형성으로 EMP(Expanded Metal Plate)가 외부로 노출되지 않아 내식성 역시 향상된다.

Description

이엠피 보강구조를 갖는 기둥{Pillar with EMP reinforcement structure}

본 고안은 철근콘크리트로 이루어진 건축물의 기둥이나 사일로(silo)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철근콘크리트 건축물의 기둥이나 사일로(silo)의 강도와인성 증가를 위한 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 철근콘크리트 구조물에 있어서 기둥은 상부바닥의 하중을 하부바닥에 전달하는 중요한 구조부재로서 바닥과 함께 전체 건물의 뼈대를 구성하게 된다.

철근콘크리트 기둥은 바닥판 상부에 다수개의 철근을 종방향으로 배치하여 골격을 이룬 다음 그 외부에 거푸집을 설치하여 거푸집 내부로 시멘트에 모래와 자갈을 부어 섞고 물을 가해 굳힌 후 거푸집을 제거시킴으로써 마련된다. 철근콘크리트 기둥에 있어서, 철근은 인장력에 유리하고 콘크리트는 압축력에 강하기 때문에 적절한 설계와 시공작업이 뒤따른다면 철근콘크리트 기둥은 반영구적인 수명을 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나 구조적 설계강도의 부족이나, 기둥단면에 비하여 과다한 하중을 받게 될 경우, 또는 외부로부터의 충격등에 의해 시간이 경과함에 따라 내력이 저하되는 경우에는 흔히 이의 보강을 위한 구조가 필요하게 된다.

일반적으로 철근콘크리트 기둥의 내력보강은 콘크리트의 단면적 증설로 인한 기둥의 압축력 증가와, 철근의 첨부에 의한 기둥의 인장력 보강을 통해 이루어진다. 종래에 사용되고 있는 일반적인 철근콘크리트 기둥의 내력을 보강하는 구조로는 철판보강구조와 철근보강구조가 사용되고 있다.

철판보강구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 철근(1a)과 콘크리트층(1b)으로 이루어진 기존 기둥(1)의 외주면에 상기 외주면과 일정간격 이격되도록 다수의 철판(2)이 배치된다. 각 철판(2)은 용접이음부(2a)를 통해 연결되어 있고, 상기 철판(2)과 상기 기둥(1)의 외주면 사이에는 에폭시층(3)이 충전되어 있다. 이 구조는 철판(2)과 기존의 철근콘크리트 기둥(1) 사이로 충전된 에폭시층(3)의 두께 만큼 기둥(1)의 단면적이 증설되어 기둥(1)의 압축력을 증대시키고, 에폭시층(3) 외부의 철판(2)이 철근콘크리트 기둥(1) 내부 철근(1a)의 인장력을 보완할 수 있게되는 구조이다.

그러나, 철판보강구조의 경우 철판(2)이 기둥(1)의 외부로 노출되어 있기 때문에 해양환경 등에 위치하는 구조물에 대해서는 철판(1)이 부식될 우려가 있어 내식성이 떨어지고, 철판(2)의 과도한 무게로 인해 시공시 자재의 취급이 어려운 문제점이 있다.

철판보강구조와 함께 종래에 많이 사용되고 있는 기둥보강구조로는 철근보강구조가 있다.

철근보강구조는 도 2에 도시한 바와 같이, 철근(1a)과 콘크리트층(1b)으로 이루어진 기존의 기둥(1) 외주면에 가로방향철근(4a)과 세로방향철근(4b)이 교차되도록 배치되어 있고, 상기 기둥(1)의 외주면으로부터 상기 철근(4a,4b)의 외측에는 모르타르층(3')이 형성되어 있다. 이 구조는 기둥(1) 외부의 철근(4a,4b)의 첨부로 인장력이 증대되고, 모르타르층(3')과 모르타르층(3') 사이의 철근(4a,4b)에 의해 증설된 단면적 만큼 기둥의 압축력 또한 증대되는 이점이 있다.

철근보강구조는 기둥(1) 외부에 설치되어 인장력을 보강시킨 가로방향철근(4a)과 세로방향철근(4b)이 기둥(1)의 외부로 노출되지 않아 내식성 측면에서는 철판보강구조보다 우수하다. 그러나 철근보강구조는 철근(4a,4b)과 철근(4a,4b) 사이의 간격이 조밀한 경우에는 많은 철근(4a,4b)이 사용되므로 자재의비용이 부담되고, 철근(4a,4b) 사이의 간격이 클 경우에는 인장력의 보강이 저하된다. 또한, 이 구조 역시 무거운 철근(4a,4b)을 사용함으로 시공시 자재의 취급이 용이하지 못한 문제점을 가지고 있다.

또한, 시멘트공장이나 시멘트 중간하치장에서 시멘트등의 보관저장에 사용되거나, 농촌에서 벼나 곡식등의 저장고로 사용되는 사일로(silo)는 내부의 저장공간 외부를 철근콘크리트 옹벽으로 감싼 건축물로써, 내부가 비어 있다는 것을 제외하면 거의 기둥과 같은 구조로 되어 있다. 이와 같은 사일로(silo)도 설계착오나 외부충격에 의해 시간이 지남에 따라 내력저하에 따른 보강작업이 필요하나, 종래에는 이의 적절한 보강구조가 없어 효과적인 내력보강구조가 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 철근콘크리트 구조물의 기둥의 구조를 개선하여, 내력을 보강함은 물론 시공시 자재의 취급이 용이하도록 하고 내식성이 강한 EMP 보강구조를 갖는 기둥을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 철판보강구조를 갖는 기둥을 도시한 단면도이다.

도 2는 종래 철근보강구조를 갖는 기둥을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 EMP보강구조를 갖는 사각기둥을 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 EMP보강구조를 갖는 원형기둥을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 EMP보강구조를 갖는 사일로를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 기둥 10a: 콘크리트층

10b: 철근 10c: 외주면

20: 철판망 20a: 용접이음부

30: 앵커볼트 40: 모르타르층

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 EMP보강구조를 갖는 기둥은 철근콘크리트 구조물의 기둥에 있어서, 상기 기둥의 외부에는 망상구조의 EMP(Expanded Metal Plate)가 배치되고, 상기 EMP(Expanded Metal Plate)가 상기 기둥에 설치될 수 있도록 상기 기둥의 외주면과 상기 EMP(Expanded Metal Plate)에는 모르타르층이 타설된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 기둥은 중공의 사일로(silo) 형상인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 제1실시 예를 도시한 것이다. 도 3을 참조하여 보면,

사각단면을 갖는 철근콘크리트 기둥(10)에 있어서, 상기 기둥(10)은 콘크리트층(10a)으로 충전되어 있고, 상기 기둥(10)의 내측에는 상기 기둥(10)의 골격을 이루는 철근(10b)이 콘크리트층(10a) 사이로 설치된다. 상기 기둥(10)의 외부에는 상기 기둥(10)의 외주면(10c)과 일정간격 이격되도록 망상구조의 철판망(20)들이 배치된다. 상기 철판망(20)들은 용접이음부(20a)를 통해 서로 연결되어 상기 기둥(10)의 외부 전체를 감싸도록 마련된다. 또한, 상기 철판망(20)이 상기 기둥(10)의 외부에 고정되도록 상기 철판망(20)의 외면에는 앵커볼트(30)의 일단이 걸려지고 상기 앵커볼트(30)의 타단은 상기 기둥(10)의 내면 일측까지 삽입된다. 상기 철판망(20) 외부와 상기 기둥(10)의 외주면(10c) 사이에는 모르타르층(40)이 형성되며, 상기 모르타르층(40)은 상기 철판망(20)의 각 셀(cell) 사이사이에도 메워지도록 마련되고, 상기 모르타르층(40)과 접하는 상기 기둥(10)의 외주면(10c)은상기 모르타르층(40)과의 접착면이 많아지도록 치핑(chipping)처리 된다.

이와 같은 구조에서, 상기 철판망(20)으로는 익스펜디스메탈플레이트(Expanded Metal Plate. 이하에서는 EMP라 칭함.)가 사용된다. EMP는 절단기를 이용하여 강판의 전면에 걸쳐 일정간격으로 절단부를 형성한 다음 각 절단부가 팽창하도록 강판을 연신시키는 과정을 통해 제조된다. 이렇게 제조된 EMP는 방향성이 없는 강판 재질로써 모든 방향의 하중에 견딜 수 있고 견고하며, 망상구조여서 전면이 금속으로 메워진 강판보다 가볍고 재료절감측면에서 경제적이다.

상기 제1실시 예의 EMP보강구조를 갖는 기둥에 있어서, 철판망(20)과 모르타르층(40)에 의해 감싸진 상기 철근콘크리트 기둥(10)은 모르타르층(40)과 철판망(20)에 의해 증설된 단면적에 의해 압축력이 증대된다. 또한, 상기 찰판망(20)이 상기 기둥(10) 내부에 있는 철근(10b)의 인장력을 보완하도록 상기 기둥(10)의 외부 전체에 걸쳐 마련되어 있어 상기 기둥(10)의 인장력을 한층 배가시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 보강 구조는 최외각면이 모르타르층(40)으로 형성되어 있어 해양환경등에 위치한 구조물에 사용되어도 내식성이 강해 부식될 우려가 없으며, 철판이나 철근보다 가볍고 가격이 저렴한 그물망 구조의 EMP를 사용함으로써 인장력을 보강함은 물론 시공시 자재의 취급이 용이하고 비용이 절감된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 EMP보강구조를 갖는 기둥은 제2실시 예에 있어서, 기둥의 단면이 원형인 기둥에 있어서도 상기 제1실시 예에서와 동일하게 적용된다.

한편, 도 5에는 상기 EMP에 의한 보강구조를 기둥이 아닌 철근콘크리트 사일로(silo)에 적용한 것을 도시한 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 사일로(50)는 시멘트등 다양한 물품의 보관을 위해 내부에 저장공간(50a)이 확보된 탑 모양의 건축물로써, 저장공간(50a) 외부에는 철근콘크리트 옹벽(50b)이 마련된다. 사일로(50)는 내부가 비어 있고, 그 용도가 다르기는 하나 외부구조는 건축물의 기둥과 같게 되어 있다. 따라서 사일로(50)의 옹벽(50b)을 보강하는 구조는 기둥의 내력 보강 구조가 그대로 적용될 수 있다.

사일로(50)의 옹벽(50b) 보강 구조는 철근콘크리트 옹벽(50b) 외부에 망상구조의 EMP 철판망(20')들이 용접이음부(20a')에 의해 연결되어 상기 옹벽(50b)의 외주면(50c)과 일정간격 이격되도록 설치되고, 상기 철판망(20') 외부로부터 상기 옹벽(50b)의 외주면(50c) 사이에는 모르타르층(40')이 타설되며, 상기 모르타르층(40')과 접하는 사일로(50)의 외주면(50c)은 치핑(chipping)처리 된다. 따라서, 상기 사일로(50)는 모르타르층(40')과 철판망(20')에 의해 증설된 단면적으로 압축력이 강화되고, 상기 사일로(50)의 외면 전체를 감싸도록 설치된 철판망(20')에 의해 인장력 역시 강화된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 EMP보강구조를 갖는 기둥은, 외부에 설치된 망상구조의 EMP로 인해 인장력이 증대됨은 물론 시공시 자재의 취급이 용이하도록 하면서 자재의 절감을 가능하게 하고, 상기 EMP를 상기 기둥이나 사일로의 외면에 부착시키는 모르타르층의 형성으로 단면적이 증가되어 압축력이 강화되고 내부의 EMP가 외부로 노출되는 것을 막아 내식성 또한 향상되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 철근콘크리트 구조물의 기둥에 있어서, 상기 기둥의 외부에는 망상구조의 EMP(Expanded Metal Plate)가 배치되고, 상기 EMP(Expanded Metal Plate)가 상기 기둥에 설치될 수 있도록 상기 기둥의 외주면과 상기 EMP(Expanded Metal Plate)에는 모르타르층이 타설된 것을 특징으로 하는 EMP(Expanded Metal Plate) 보강 구조를 갖는 기둥.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기둥은 중공의 사일로(silo) 형상인 것을 특징으로 하는 EMP(Expanded Metal Plate) 보강 구조를 갖는 기둥.