KR200257225Y1 - 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고장력 와이어를 인장하여 각종 건축물의 횡강성을 증대시키는 한편, 보의 처짐시에는 로드셀에 의해 처짐량을 감지하여 이를 보정함으로써, 건물 전체의 내구력을 향상시킬 수 있는 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치에 관한 것으로, 이 텐션장치는 정착구(58)를 개재하여 상기 확장홀더(60)가 삽입되는 것으로, 상부에는 뚜껑홀(44)이 형성되어 있는 하우징(40)과, 이 하우징(40)내에서 상기 정착구(58)와 동축적으로 인접하게 배치되는 로드셀(56)과, 상기 하우징(40)의 뚜껑홀(44)에 나사 결합되는 뚜껑(50)을 포함하는 구성을 갖는다.

Description

로드셀을 구비한 와이어 텐션장치{WIRE TENSION DEVICE HAVING A LOAD CELL}

본 고안은 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 와이어의 인장력을 이용하여 각종 건축물의 횡강성을 증대시킬 수 있도록 구성된 건축물 보강구조에 있어서, 보의 처짐량을 로드셀에 의해 감지한 다음, 이를 바탕으로 와이어의 인장력을 조절하여 처짐량을 보정함으로써, 건물 전체의 내구력을 일정하게 유지할 수 있는 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치에 관한 것이다.

통상, 건축물의 구조는 크게 4가지로 분류할 수 있다. 즉, 철근콘크리트구조, 철골구조, 철골철근콘크리트구조 및 합성구조가 그것이다.

이중에서, 철근콘크리트구조는 콘크리트가 압축력을 부담하고 콘크리트 속에 매립된 철근이 인장력을 부담하는 구조로서, 콘크리트는 단위체적당 단가가 저렴하나 인장력이 부족하여 단독으로는 모멘트나 인장응력을 받을 수 없으므로 단면내에 인장응력이 발생하는 부위에 주로 값비싼 철근을 배치하여 전체적으로 경제적인 설계가 가능하도록 한 구조이다.

그러나, 철근콘크리트구조의 건축물은 철골구조나 철골철근콘크리트 구조에 비해서 외부로부터 전달되는 하중으로 인하여 변형을 일으킬 가능성이 높고, 특히 내진면에서도 상당히 취약한 문제를 지니고 있다.

이를 보완하기 위하여, 2001년 4월 6일 공개된 국내 특허공개번호 제 2001-0025905호에는 강재 와이어 방식의 철근콘크리트 구조물 내진보강 구조체 및 내진보강 방법이 개시되어 있다. 도 1은 상기 특허에 개시된 내진보강 구조체(1)가 보 기둥으로 이루어진 철근콘크리트 구조물(8)에 장착되어 있는 형상을 개략적으로 도시한 도면이다. 이 내진보강 구조체(1)는 통상, 보(8a)와 기둥(8b)으로 이루어진 단순 프레임구조의 철근콘크리트 구조물(8)에 설치되는 것으로, 보강해야할 구조물(8)의 보-기둥 접합부 내측 모서리에 부착되는 와이어 고정부재(2,2′)와, 상기 와이어 고정부재(2, 2′)에 양측 단부가 회전 가능하도록 연결되며 서로 교차되어 X자형으로 배치되는 제 1 및 제 2강재 와이어(3, 4)로 구성된다. 와이어 고정부재(2, 2′)는 보강해야할 구조물(8)의 4개의 보-기둥 접합부 내측 모서리에 고정된다. 와이어고정부재(2, 2′)에는 구멍(5)이 형성되어 있어, 제 1 및 제 2강재 와이어(3, 4)의 단부가 회전 가능하도록 연결되고, 와이어 고정부재(2, 2′)는 앵커 볼트에 의하여 구조물(8)의 보-기둥 접합부 모서리 내측에 고정하게 된다. 부재번호 6, 7로 표시된 것은 강재 와이어(3, 4)의 장력을 조절하기 위한 장력조절기(6, 7)이다.

이러한 구성을 지닌 종래의 보강 구조체는 어느 정도 내진성을 향상시킬 수는 있으나, 철근콘크리트 구조물이 갖고 있는 횡강성의 저하로 인한 변형을 근본적으로 막을 수 없으며, 특히 양 기둥간에 가설된 보의 처짐현상을 보정하는데 있어서는 그다지 효율적인 구조라고 할 수 없다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인이 동일자로 제출하는 실용신안등록출원서에는 고장력 와이어 및 이를 인장할 수 있는 정착구를 이용하여 철근콘크리트구조를 비롯한 각종 건축물을 구성하는 보의 처짐현상을 막고, 처짐 변형시에는 처짐량만큼 와이어를 인장시켜 보정함으로써 구조물의 강도저하를 최소화할 수 있는 와이어의 인장력을 이용한 건축물 보강장치를 개시하였다. 이것은 고장력와이어를 이용한 건축물의 보강장치에 있어서, 일단의 고정홀에 삽입되는 체결구에 의해 건축물에 고정되며 타단에는 안착부가 구비된 고정 플레이트와, 용접 등의 방법으로 상기 고정 플레이트의 안착부에 고정되며 안쪽에는 내부 테이퍼가 형성된 정착구와, 고정수단에 의해 확장 가능하게 결합되는 다수의 절개편으로 이루어지고 외측면은 상기 정착구의 내부 테이퍼와 대응되는 각도로 경사진 외부 테이퍼가 형성되어 있으며, 내부에는 상기 와이어가 인입되는 관통공이 형성되어 있는 확장홀더와, 상기 정착구의 일측면에 나사 결합되는 캡을 포함하는 것을 기술적인 특징으로 하고 있다.

그러나, 이러한 구성을 갖는 건축물 보강장치는 작업자가 육안으로 보의 처짐상태를 판단한 다음, 와이어를 인장시켜 보의 처짐량을 보정하기 때문에 처짐량에 따른 보정이 정확하게 이루어지지 않게 되는 등, 보의 처짐상태 판별을 정학하게 행할 수 없는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 하중의 변화를 감지할 수 있는 로드셀을 내부에 구비함으로써, 보의 처짐상태를 신속히 파악함과 동시에, 로드셀의 이동량에 따라서 보의 처짐량을 판별한 다음, 이를 바탕으로 와이어를 인장시켜 보의 처짐량을 보정하여 항상 보의 강도를 적정 수준으로 유지할 수 있는 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 보강장치가 설치된 구조물을 개략적으로 보인 정면도,

도 2는 본 고안의 텐션장치가 설치된 구조물을 개략적으로 보인 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 조립 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 분해 사시도,

도 5는 본 고안의 하우징과 고정 플레이트의 결합상태를 보인 측면도,

도 6은 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 조립상태를 보인 정면 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10:보 12:기둥

20:와이어 30:고정 플레이트

40:하우징 42:캡홀

44:뚜껑홀 50:뚜껑

56:로드셀 58:정착구

60:확장홀더 70:고정링

80:캡

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치는고정링에 의해 확장 가능하게 결합되는 다수의 절개편으로 이루어진 확장홀더를 이용하여 와이어를 인장시킴으로써 건축물의 횡강성을 증대시키는 와이어 텐션장치에 있어서, 정착구를 개재하여 상기 확장홀더가 삽입되는 것으로, 상부에는 뚜껑홀이 형성되어 있는 하우징과, 상기 하우징내에서 상기 정착구와 동축적으로 인접하게 배치되는 로드셀과, 상기 하우징의 뚜껑홀에 나사 결합되는 뚜껑을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 텐션장치가 설치된 구조물을 개략적으로 보인 정면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 조립 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 분해 사시도이고, 도 5는 본 고안의 하우징과 고정 플레이트의 결합상태를 보인 측면도이며, 도 6은 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 조립상태를 보인 정면 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 각종 빌딩이나, 공장, 교각 등의 건축물을 구성하는 보(10)는 다수의 기둥(12)에 의해 지지되어 있다. 이때, 보(10)의 횡강성을 증대시키기 위한 방안으로 본 고안의 바람직한 실시예에서는 고장력 와이어(20)를 사용하여 보(10)의 처짐을 방지하는 구조를 예시하였다. 와이어(20)의 중간 지점은 보(10)에 부착된 중간 지지구(14)에 의해 지지되어 있으며, 양단은 본 고안의 건축물 텐션장치에 의해서 인장된 상태로 보(10)에 대해 고정되어 있다.

본 고안의 건축물 텐션장치를 구성하는 고정 플레이트(30)는 볼트(80)에 의해서 보(10)의 외표면에 견고하게 고정되어 있으며, 이 고정 플레이트(30)에는 하우징(40)이 용접 등의 방법으로 고정되어 있다. 하우징(40)내에는 확장홀더(도 3의 60) 및 이 확장홀더(60)를 고정시키기 위한 정착구(도 3의 58)가 삽입되어 있어, 와이어(20)를 인장된 상태로 고정시킨다. 정착구(40)의 일측면에는 빗물이나 이물질의 유입 등을 막기 위한 캡(80)이 씌워져 있다.

다음에, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 건축물 텐션장치의 전체적인 구성을 보면, 일단에는 볼트(88)가 삽입 체결되는 고정홀(32)이 형성되어 있고, 타단에는 하우징(40)가 안착되는 고정 플레이트(30)와, 이 고정 플레이트(30)의 일단에 고정되는 하우징(40)과, 하우징(40)내에 삽입되어 와이어(20)를 인장상태로 유지하기 위한 확장홀더(60) 및 정착구(58)와, 확장홀더(60)를 보호하기 위한 캡(80)으로 이루어져 있다. 또한, 하우징(40)내에는 와이어(20)의 인장상태를 판별하기 위한 로드셀(56)이 삽입된다.

다음에, 도 4를 참고로, 보다 상세하게 살펴보면, 사각판 형상의 고정 플레이트(30)는 확장홀더(60) 및 정착구(58), 로드셀(56)이 삽입되는 하우징(40)을 보(10)에 고정하기 위한 것으로서, 일단에는 1개 또는 그 이상의 체결용 볼트가 삽입되는 고정홀(32)이 형성되어 있다. 또한, 고정 플레이트(30)의 타단에는 하우징(40)을 보다 견고하게 고정하기 위한 윙(34)이 형성되어 있다. 이 윙(34)은 하우징(40)과의 접촉면적을 증대시키기 위해, 하우징(40)의 외부면과 동일한 각도를 갖고 상방으로 대향하여 돌출되는 형상을 지닌다. 하우징(40)의 전체적인 형상은 육각형 모양의 다면체로 구성된다. 따라서, 도 5에 도시한 바와 같이,하우징(40)의 하면이 고정 플레이트(30)와 충분한 면적을 갖고 접촉된 상태에서, 하우징의 양 측면은 윙(34)과 접촉된 상태로 용접 등의 방법에 의해 고정되므로 고정 플레이트(30)상에 보다 견고하게 부착되는 것이 가능하다.

본 고안의 바람직한 실시예에서는 하우징(40)의 모양을 육각형으로 구성하였으나, 고정 플레이트(30)와의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 모양, 가령, 사각형이나 오각형과 같이 다양한 형태의 다면체로 구성하는 것이 가능하며, 다면체의 모양을 특별히 한정하지는 않는다. 물론, 하우징(40)의 형상 변화에 대응하여 고정 플레이트(30)의 윙(34)의 각도도 적절히 변화시키면 된다.

로드셀(56)은 하우징(40)내에서 상기 정착구(58)와 동축적으로 인접하게 배치되며, 내부에는 와이어(60)가 관통 삽입되는 관통공(56a)이 형성되어 있다. 하우징(40)의 상부면에는 뚜껑홀(44)이 형성되어 있으며, 이 뚜껑홀(44)에는 뚜껑(50)이 나사(52)에 의해서 결합된다. 따라서, 뚜껑(50)을 열고 로드셀(56)의 길이변화를 관찰함으로써, 와이어(20)의 인장상태를 정확히 판별할 수 있다.

한편, 정착구(58)의 안쪽면은 확장홀더(60)의 외측면에 형성된 외부 테이퍼(62)와 대략 동일하게 경사진 내부 테이퍼(도 6의 58a)로 이루어져 있어, 확장홀더(60)의 분리 및 밀착고정을 가능케 한다. 정착구(58)의 일측 안쪽면에는 캡(80)의 일측면에 형성된 수나가(84)가 나사 결합되는 암나사(58b)가 형성되어 있다.

확장홀더(60)는 정착구(58)에 대해서 분리 및 밀착 결합이 가능하도록 하기 위하여, 3개의 절개편으로 구성되어 있으며, 외측면에는 정착구(58)의 내부테이퍼(58a)와 상응하는 외부 테이퍼(62)가 형성되어 있다. 또한, 내부에는 와이어(20)가 삽입되어 관통될 수 있도록 관통공(68)이 형성되어 있으며, 일단에는 고정홈(66)이 형성되어 있다. 이 고정홈(66)에는 고정링(70)이 삽입되어 확장홀더(60)의 일단이 벌어지지 않도록 고정하게 된다. 따라서, 확장홀더(60)의 일단이 고정링(70)에 의해 고정되어 있는 동안에 타단은 슬릿(64)을 중심으로 확장이 가능하기 때문에, 관통공(58)에 삽입된 와이어(20)의 인장시에는 고정링(70)을 중심으로 확장되면서 와이어(20)의 인출을 가능하게 하는 반면, 당기고 있던 와이어(20)를 놓게 되면, 와이어(20)와 함께 이동하는 과정에서 내부 테이퍼(62)와 외부 테이퍼(58a)의 미끄럼 접촉을 통해서 확장홀더(60)의 타단이 고정링(70)을 중심으로 수축되면서 내부의 와이어(20)를 가압 밀착시킴으로써, 정착구(58)에 대해 와이어(20)를 견고하게 고정하는 것이 가능하다.

확장홀더(60)의 일단을 분리 가능한 상태로 고정하기 위한 수단으로서, 본 고안에서는 고리 형태의 고정링(70)을 채용하였다. 고정링(70)의 양단은 분리되어 있어 확장 및 수축이 가능하므로, 조립시에는 고정링(70)을 약간 벌린 상태에서 확장홀더(60)의 고정홈(66)에 삽입하게 되면, 고정링(70)의 자체 탄성력에 의해 수축되면서 고정홈(66)에 견고하게 삽입되어 확장홀더(60)의 이탈을 제지하게 된다.

한편, 정착구(58)의 일측에는 빗물이나 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 막기 위한 캡(80)이 씌워진다. 캡(80)을 구성하는 본체부(82)의 일측에는 일자(-)형 드라이버 등의 체결기구를 삽입할 수 있는 외측홈(86)이 형성되어 있으며, 타측에는 와이어(20)의 수납을 가능케 하는 내측홈(88)이 형성되어 있다.

다음에, 도 6에는 본 고안의 텐션장치를 이용하여 와이어(20)의 일단을 고정시킨 상태가 도시되어 있다. 이때, 확장홀더(60)의 일단은 고정링(70)에 의해 확장 가능하게 결합되어 있으므로, 이 고정링(70)을 중심으로 각 절개편을 약간 벌린 상태에서 와이어(20)를 끼운다. 이 상태에서, 로드셀(56)을 삽입하고 확장홀더(60)를 정착구(58)내에 조립하면, 확장홀더(60)의 외부 테이퍼(62)가 정착구(58)의 내부 테이퍼(58a)와 밀착 가압되면서 와이어(20)를 이탈되지 않도록 견고하게 고정하게 된다. 이때, 로드셀(56)의 일단은 하우징(40)의 단차부(46)에 의해 지지되고 타단은 정착구(58)와 밀착된 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 가조립된 후에, 보(10)의 처짐을 막기 위해 와이어(20)를 인장시키기 위해 와이어(20)의 끝에 인장기를 결합한 상태에서, 소정의 압력으로 와이어를 당기면, 정착구(58)안에 결합되어 있는 확장홀더(60)가 와이어(20)와 함께 인출하면서 다수의 절개편이 약간 벌어지면서 와이어(20)의 인장을 가능케 한다. 적절한 길이로 와이어(20)를 당긴 후에 놓게 되면, 와이어(20)에 의해 확장홀더(60)가 후퇴하게 되고, 그로 인해 그의 외부 테이퍼(62)가 정착구(58)의 내부 테이퍼(42)와 밀착되면서 더 이상 후퇴되지 않도록 제지됨으로써, 와이어(20)를 고정시키게 된다.

적절한 길이로 와이어(20)를 인출한 후에는 정착구(58)의 전방에 캡(80)을 나사 결합시켜 고정함으로써, 빗물이나 이물질의 유입을 방지함과 동시에, 하우징(40)의 뚜껑홀(44)에는 뚜껑(50)을 나사 결합하여 고정시킨다. 이때, 확장홀더(60)의 관통공(58)을 관통하여 삽입된 와이어(20)의 일단은 내측홈(78)에 삽입된다. 상세히 도시하지는 않았으나, 캡(80)의 내측홈(78)은 건축물의 크기나 요구되는 횡강성 등에 따라서 다양한 길이로 설계할 수 있다.

이러한 상태에서, 건축물의 보(10)가 처짐 등에 의해 와이어(20)가 당겨지게 되면, 와이어(20)에 의해 확장홀더(60)가 당겨지면서 정착구(58)와 함께 로드셀(56)을 압축시킨다. 따라서, 로드셀(56)의 압축정도를 바탕으로 뚜껑(50)을 열고 로드셀(56)의 이동거리를 측정함으로써, 와이어(20)의 긴장상태 및 보(10)의 처짐량을 정확하게 계산해낼 수 있다.

이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 고장력 와이어를 인장 및 고정할 수 있는 확장홀더 및 정착구를 이용하여 철근콘크리트구조를 비롯한 각종 건축물을 구성하는 보의 횡강성을 증대시킴으로써 처짐현상을 방지함과 동시에, 하중의 변화를 감지할 수 있는 로드셀을 내부에 구비함으로써, 보의 처짐상태를 신속히 파악함과 동시에, 로드셀의 이동량에 따라서 보의 처짐량을 판별한 다음, 이를 바탕으로 와이어를 인장시켜 보의 처짐량을 보정하여 항상 보의 강도를 적정 수준으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 고정링에 의해 확장 가능하게 결합되는 다수의 절개편으로 이루어진 확장홀더(60)를 이용하여 와이어(20)를 인장시킴으로써 건축물의 횡강성을 증대시키는 와이어 텐션장치에 있어서,

   정착구(58)를 개재하여 상기 확장홀더(60)가 삽입되는 것으로, 상부에는 뚜껑홀(44)이 형성되어 있는 하우징(40)과,

   상기 하우징(40)내에서 상기 정착구(58)와 동축적으로 인접하게 배치되는 로드셀(56)과,

   상기 하우징(40)의 뚜껑홀(44)에 나사 결합되는 뚜껑(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치.
2. 제 1항에 있어서,

   하우징(40)의 일측면에는 캡홀(42)이 형성되어 있으며, 이 캡홀(42)에는 캡(80)이 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 구비한 와이어 텐션장치.