KR20030018728A - 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축력과 휨모멘트가 동시에 작용되는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 철근콘크리트 기둥이 지진하중과 같은 반복하중에 의해서 쉽게 파괴되는 것을 방지하기 위해, 고강도 섬유보강근으로 종방향철근들을 구속하여 심부콘크리트의 유효구속체적을 증가시키는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조는, 서로 간격을 두고 일정 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과; 상기 종방향철근사이의 간격을 유지하기 위해 상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하는 하나 이상의 위치고정용 후프철근과; 종방향철근의 길이방향을 따라 상기 종방향철근들의 바깥쪽에 나선상으로 둘러 감되 종방향철근과의 접촉부에 선택적으로 버팀테를 형성하면서 둘러 감는 나선형 섬유보강근을 포함하여 이루어진다.

Description

철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조{Lateral reinforcement structure of reinforced concrete pillar}

본 발명은 축력과 휨모멘트가 동시에 작용되는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 철근콘크리트 기둥이 지진하중과 같은 반복하중에 의해 쉽게 파괴되는 것을 방지하기 위해 고강도 섬유보강근으로 종방향철근들을 구속하여 심부콘크리트의 유효구속체적을 증가시키는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로, 축력과 휨모멘트가 동시에 작용되는 철근콘크리트 기둥은 연성이 클수록 지진으로 인한 피해를 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다.

상기 연성은 철근콘크리트 기둥의 취성파괴방지 및 모멘트 재분배, 지진에 대한 에너지의 흡수 및 발산과 밀접하게 관련되어 있는데, 철근콘크리트 기둥 내에 설치되는 종방향철근과 횡방향철근의 사용량에 따라 연성계수가 달라진다.

한편, 내진설계개념이 도입되지 않은 철근콘크리트 기둥의 경우, 횡방향철근으로서 단지 종방향철근의 좌굴을 억제하는 후프철근만이 사용되지만, 내진설계개념이 도입된 철근콘크리트 기둥의 경우에는 심부콘크리트의 유효구속체적을 증가시키는 갈고리철근이 사용된다.

종래예 1

첨부된 도1은 내진설계개념이 도입되지 않은 종래 철근콘크리트 기둥의 배근상태를 나타낸 개략 사시도로, 다수개의 종방향철근이 사각형 형태로 배열된 경우를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 다수 개의 종방향철근(10)이 일정 간격을 두고 사각형 형태로 배열·설치되어 있으며, 상기 종방향철근의 길이방향을 따라서 일정 간격마다 이들 철근의 둘레에 사각형 형상의 후프철근(30)이 감겨져 있다.

이러한 배근 구조에 따르면 상기 종방향철근들이 후프철근에 모두 고정되어 있어서 상기 배근구조의 둘레에 거푸집을 설치한 다음 내측에 콘크리트를 타설하는 경우, 상기 종방향철근들이 콘크리트의 타설 압력에 의해서 바깥쪽으로 벌어지거나 또는 내측으로 모이는 것이 방지된다.

또한, 상기 후프철근에 의해서 종방향철근의 좌굴이 억제된다.

그러나, 상기의 배근 구조를 갖는 철근콘크리트 기둥은 종방향철근과 후프철근의 바깥쪽을 에워싸고 있던 덮개콘크리트(40)가 떨어져 나간 경우, 상기 종방향철근이 쉽게 좌굴되는 문제가 있다.

이러한 좌굴이 일어나면, 작은 휨모멘트에 의해서도 상기 철근콘크리트 기둥이 붕괴되기 때문에, 안전문제가 야기될 수 있다.

또한, 상기의 배근구조를 갖는 철근콘크리트 기둥은, 심부콘크리트의 유효구속체적(50)이 작아서 내진(耐震)특성이 나쁘다는 단점이 있다.

종래예 2

첨부된 도2는 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 다른 배근상태를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 서로 마주보고 있는 2개의 변부철근(12) 사이에 갈고리철근(20)이 설치되어 있으며, 상기 갈고리철근의 구부려진 끝부분(21)이 인접 위치의 변부철근에 각각 고정되어 있다. 여기서, 미설명 부호 11은 모서리철근이다.

이러한 배근구조에 따르면, 통상 반대방향으로 좌굴되는 변부철근들이 후프철근(30)을 통해 서로 반력을 주고받게 되므로, 서로 상대측 변부철근의 좌굴을 억제하게 된다.

또한, 상기 갈고리철근으로 구속된 종방향철근에 의해 심부콘크리트의 유효구속체적(50)이 증가되기 때문에(갈고리철근이 결합되지 않은 종방향철근에 의해서는 유효구속체적이 증가되지 않음), 종래보다 내진 특성이 향상되는 장점이 있다.

따라서, 철근콘크리트 기둥의 내구성이 도1에 도시된 것보다 향상된다.

그러나, 상기의 철근콘크리트 기둥은 모서리철근과 변부철근을 후프철근으로 고정한 다음 변부철근 사이에 갈고리철근을 배근해야 하므로, 공기(工期)가 길어지는 단점이 있다.

또한, 상기 철근들이 수분과의 화학반응에 의해서 부식되는 경우, 철근콘크리트 기둥의 내구성이 저하되는 단점이 있다.

종래예 3

다수개의 종방향철근이 원형 형상으로 배열·설치되는 경우, 종래에는 상기 종방향철근들의 둘레에 나선상으로 철근(나선철근)을 둘러 감아, 서로 움직이지 않게 고정하였다.

이러한 배근구조에 따르면, 상기 종방향철근과 나선철근으로 이루어진 케이지(cage) 내측 심부콘크리트의 유효구속체적이 최대로 되어, 별도의 갈고리철근 등을 사용하지 않더라도 철근콘크리트 기둥의 내진 특성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 상기의 배근구조에 따르면, 나선철근을 제작하기 위해 일정 길이의 철근(예컨대, 길이 9m짜리의 일반철근)을 계속 연결해야 하므로, 철근콘크리트 기둥의 시공공기가 길어지는 단점이 있다.

또한, 나선철근의 길이방향을 따라서 다수개의 이음부가 형성되므로 철근콘크리트 기둥의 시공품질이 저하되는 문제가 있고, 상술한 나선철근을 제작하는데 비용이 소요되어 시공비가 올라가는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 축력 또는 휨모멘트에 의한 종방향철근(모서리철근,변부철근)의 좌굴이 방지되고, 또 종방향철근과의 배근작업이 용이하게 실시되며, 내구성과 시공성 면에서 종래보다 우수하고, 특히 적은 양의 철근을 사용해서 종래보다 내진 특성을 향상시키는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 제공함에 목적이 있다.

도1은 내진설계개념이 도입되지 않은 종래 철근콘크리트 기둥의 배근상태를 나타낸 개략 사시도이다.

도2는 내진설계개념이 도입된 종래 철근콘크리트 기둥의 배근상태를 나타낸 개략 사시도이다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

[도면 부호의 설명]

10,100...종방향철근, 11,110...모서리철근,

12,130...변부철근, 20...갈고리철근,

30,200,300...후프철근, 40...덮개콘크리트,

50...유효구속체적, 400,410,430...섬유보강근,

700...연결철근, 800...기층부.

본 발명의 제1 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조는, 서로 간격을 두고 일정 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과; 상기 종방향철근 사이의 간격을 유지하기 위해 상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하는 하나 이상의 위치고정용 후프철근과; 종방향철근의 길이방향을 따라서 상기 종방향철근들의 바깥쪽에 나선상으로 둘러 감되 종방향철근과의 접촉부에 선택적으로 버팀테를 형성하면서 둘러 감는 나선형 섬유보강근을 포함하여 이루어진다.

이러한 구성에 따르면, 철근보다 다루기 용이한 나선형 섬유보강근으로 배근작업을 하므로 시공공기가 단축되고, 종래보다 철근의 사용량이 현저히 줄어들므로 철근부식으로 인한 철근콘크리트 기둥의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 종방향철근들이 모두 나선형 섬유보강근으로 구속되므로써, 심부콘크리트의 유효구속체적이 최대로 되어 철근콘크리트 기둥의 내진 특성이 향상된다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조는, 서로 간격을 두고 다각형 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과; 상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하여 상기 종방향철근들의 상대 위치를 고정하는 위치고정용 후프철근과; 상기 종방향철근의 길이방향을 따라서 일정간격마다 설치하는 다수개의 심부콘크리트구속용 후프철근과; 상기 종방향철근중 적어도 둘 이상의 변부철근들이 서로 구속되도록 상기 변부철근들의 바깥쪽에 둘러 감는 밴드형 섬유보강근을 포함하여 이루어진다.

이러한 구성에 따르면, 상기 후프철근에 의해서 좌굴발생구간(후프철근 사이에 노출된 일정 길이의 마디부분)의 유효길이가 줄어들게 되므로, 종방향철근들의 좌굴이 방지된다.

또한, 본 발명의 밴드형 섬유보강근에 의해서 변부철근들의 좌굴이 2차적으로 억제됨과 동시에, 철근콘크리트 기둥의 유효구속체적이 증대되어 내진 특성이향상된다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조는, 서로 간격을 두고 원형 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과; 상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하여 상기 종방향철근들의 상대 위치를 고정하는 위치고정용 후프철근과; 종방향철근의 길이방향을 따라서 일정간격마다 설치하는 다수개의 심부콘크리트구속용 후프철근과; 상기 후프철근 사이에 위치되는 종방향철근중에서 임의로 둘 이상을 선택하되 적어도 어느 하나가 나머지와 인접되지 않도록 선택하여 이들의 바깥쪽으로 둘러 감는 밴드형 섬유보강근을 포함하여 이루어진다.

이러한 구성에 따르면, 상기 심부콘크리트구속용 후프철근과 밴드형 섬유보강근을 통해 종방향철근들이 반력을 주고 받음으로써 상기 종방향철근들의 좌굴이 방지된다.

또한, 제2 실시예와 마찬가지로 철근콘크리트 기둥의 유효구속체적이 증대되어 내진 특성이 향상된다. 따라서, 철근콘크리트 기둥의 내구성이 향상된다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조는, 서로 간격을 두고 일정 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과; 상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하여 상기 종방향철근들의 상대 위치를 고정하는 위치고정용 후프철근과; 종방향철근의 길이방향을 따라서 일정간격마다 상기 종방향철근들의 바깥쪽에 선택적으로 둘러 감는 다수개의 후프형 섬유보강근과; 상기 후프형 섬유보강근 사이에 선택적으로 설치하는 후프철근과; 상기 종방향철근들중에서 임의로 둘 이상을 선택하되 적어도 어느 하나가 나머지와 인접되지 않도록 선택하여 이들의 바깥쪽으로 둘러 감는 밴드형 섬유보강근을 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조에 대해서 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 용어 몇 가지를 정의한다.

본 실시예에서 사용하는 용어중 "밴드형 섬유보강근"이란 일정 형태로 설치되는 종방향철근중에서 일부 개수만 구속하는 섬유보강근인 것으로 정의한다.

또한, "나선형 섬유보강근"과 "후프형 섬유보강근"은 종방향철근들의 전부를 구속하는 섬유보강근인 것으로 정의한다.

또한, 다각형 형상으로 배열되는 종방향철근중에서, 다각형의 꼭지점 위치에 설치된 종방향철근을 "모서리철근"으로 정의하고, 그 외 위치에 설치된 종방향철근을 "변부철근"으로 정의한다.

실시예 1

첨부된 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 사각형 형태로 배열·설치된 연결철근(700)의 끝부분이 기층부(800) 상에 노출되어 있으며, 상기 연결철근의 끝부분에 모서리철근(110)의 하단부가 연결되어 있다. 여기서, 상기 기층부는, 예를 들면, 이전 공정에서 형성한 철근콘크리트 기둥의 일부분일 수 있다.

또한, 상기 모서리철근 사이의 간격을 일정하게 유지하는 사각형 형상의 위치고정용 후프철근(200)이 상기 모서리철근들의 상·하단부에 각각 설치되어 있다.

또한, 나선형 섬유보강근(400)이 모서리철근의 길이방향을 따라 이들 모서리철근들의 바깥쪽에 나선상으로 둘러 감기되 상기 모서리철근중 어느 한 모서리철근의 하단부에 나선형 섬유보강근의 한 쪽 끝부분이 고정되고, 다른 쪽 끝부분은 어느 한 모서리철근의 상단부에 고정된 형태로 둘러 감겨 있다.

상기 나선형 섬유보강근의 진행각도(나선각도 또는 피치)는 시공조건에 따라 임의로 조절하는데, 예를 들면 지진발생이 우려되는 지역에서는 피치를 작게 하여 촘촘히 감아 나간다.

특히, 모서리철근과의 접촉부에 버팀테(900)를 형성하면서 둘러 감는 경우에는 상기 버팀테가 형성된 부분에서 접촉면적이 넓어져 마찰력이 커지게 되므로 나선형 섬유보강근이 콘크리트의 타설 압력에 의해서 아래로 처지는 것을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 버팀테를 중심으로 해서 상기 모서리철근이 마치 2개의 섬유보강근으로 지지되는 구조를 취하기 때문에 강성 면에서 매우 우수해진다.

또한, 필요한 경우에는 상기 버팀테 상에 에폭시를 도포하여, 보다 더 확실하게 나선형 섬유보강근의 처짐이나 이동 등을 억제할 수도 있다.

한편, 도면에는 하나의 나선형 섬유보강근이 사용되는 것으로 표시되어 있으나, 2개~4개의 섬유보강근이 "X"자형으로 서로 교차될 수 있게 각각의 섬유보강근이 다른 모서리철근에 고정된 상태로 둘러 감길 수도 있다.

이와 같은 경우, 모서리철근에 대한 횡방향 구속력의 크기가 더욱 커지게 되므로, 철근콘크리트 기둥의 내구성이 더욱 우수해진다.

이하에서는 상술한 횡방향 보강구조(배근구조)를 갖는 철근콘크리트 기둥의 시공과정에 대해서 설명한다.

먼저, 기층부(800)상에 사각형 형태로 배열·설치된 모서리철근(110)들 중에서 임의로 한 모서리철근을 선택하여 그 모서리철근의 상단부 또는 하단부에 섬유보강근(400)의 한 쪽 끝부분을 묶어 고정시킨 다음, 수평면에 대해 일정 각도만큼 경사지게 즉 나선형으로 상기 모서리철근들의 바깥쪽에 섬유보강근을 감아 나간다.

이때, 상기 나선형 섬유보강근과 모서리철근의 접촉부마다 버팀테를 형성하거나 또는 임의로 선택한 몇 군데의 접촉부에만 버팀테를 형성하면서 감아 나간다.

상기 버팀테(900)는 바람직하게는 도3에 나타낸 것처럼 각 모서리철근의 외주면에 나선형 섬유보강근을 1회 둘러 감아서 형성하는데, 이런 방식으로 버팀테를 형성하는 경우, 고정시키지 않은 나선형 섬유보강근의 다른 쪽 끝부분을 팽팽히 잡아당기거나 또는 느슨하게 잡아당기는 것에 의하여, 상기 모서리철근에 대한 횡방향 구속력의 크기를 조절할 수 있다.

이후, 상기 나선형 섬유보강근의 다른 쪽 끝부분을 임의의 모서리철근에 고정시켜 배근작업을 완료한다.

한편, 상기 나선형 섬유보강근과 모서리철근을 더욱 견고히 결합시키고자 할 때는 상기 버팀테가 형성된 부분에 에폭시와 같은 열경화성수지를 도포할 수 있다.

이러한 상태에서, 상기 기층부의 둘레로 거푸집(도시 생략)을 설치하고, 상기 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여, 상기 모서리철근과 나선형 섬유보강근 및콘크리트를 일체로 양생시키므로써 철근콘크리트 기둥의 제작과정을 종료한다.

이러한 제1 실시예의 구성에 따르면, 동일한 규격의 철근콘크리트 기둥을 형성할 때 종래보다 철근의 사용량을 줄일 수 있다.

또한, 상기 나선형 섬유보강근은 바람직하게는 비닐에스터수지, 에폭시수지, 폴리에스터수지, 페놀수지중에서 선택한 어느 한 수지에, 아라미드섬유나 유리섬유 또는 탄소섬유와 같은 강화섬유를 함침시켜 만든 강화섬유복합소재(FRC : fiber reinforce composite)이기 때문에, 동일 부피의 일반철근보다 무게는 가볍고 강도는 3배이상 높으며, 특히 재질이 유연하여 쉽게 변형시킬 수 있다. 따라서, 철근을 사용할 때보다 배근작업이 수월히 이루어져 시공공기가 단축된다.

특히, 상술한 나선형 섬유보강근은 인발성형 등의 방법을 이용해서 이음매 없이 원하는 길이로 제조할 수 있기 때문에, 길이 짧은 부재를 연결해서 시공해야 하는 등의 문제가 없어 시공비와 시공공기가 줄어든다.

또한, 수분과 화학반응을 일으키지 않으므로 철근부식에 따른 내구성의 저하를 현저히 예방할 수 있다.

또한, 나선형 섬유보강근에 의해서 상기 종방향철근들이 모두 구속되기 때문에, 철근콘크리트 기둥의 유효구속체적이 최대로 증대되어 내진 특성이 향상된다.

실시예 2

첨부된 도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 다수의 모서리철근(110)과 변부철근(130)이 기층부(800)상에 사각형 형태로 배열·설치되어 있다.

또한, 상기 모서리철근과 변부철근 사이의 간격을 일정하게 유지하는 사각형 형상의 위치고정용 후프철근(200)이 상기 종방향철근들(모서리철근과 변부철근을 통칭하여 이름)의 상·하단부에 각각 설치되어 있고, 이들 종방향철근의 길이방향을 따라, 사각형 형상의 심부콘크리트구속용 후프철근(300)이 일정 간격마다 설치되어 있다.

그리고, 상기 변부철근들의 둘레에 적어도 둘 이상의 변부철근들을 구속하는 밴드형 섬유보강근(410)이 변부철근들의 마디부분마다 또는 마디부분중 선택된 곳에만 둘러 감겨 있다. 여기서, 상기 밴드형 섬유보강근은 예를 들면 종래 갈고리철근이 설치되던 후프철근과 종방향철근의 접합부위에 설치될 수도 있다.

이러한 구성에 따르면, 상기 위치고정용 후프철근에 의해서 종방향철근들의 설치간격이 일정하게 유지되므로, 상기 종방향철근들을 연결철근(700)에 연결할 때 작업이 용이하게 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 종방향철근과 연결철근의 연결작업에는 통상적으로 사용되는 토목용 클립(C)이 사용될 수도 있지만, 용접 등의 방법에 의해서도 달성될 수 있다.

또한, 상기 심부콘크리트구속용 후프철근에 의해서 종방향철근들의 좌굴이 억제된다. 특히, 밴드형 섬유보강근이 종방향철근의 마디부분에 설치되는 경우에는 좌굴이 2차적으로 억제된다.

또한, 상술한 변부철근들은 밴드형 섬유보강근을 통해서 반력을 주고받기 때문에, 서로 상대방의 좌굴을 억제하는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기 밴드형 섬유보강근에 의해서 심부콘크리트의 유효구속체적이 증대되므로 큰 지진 에너지도 흡수 가능하게 된다. 즉, 철근콘크리트 기둥의 내진 특성이 향상되는 것이다.

실시예 3

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 다수의 종방향철근(100)이 서로 간격을 두고 기층부(800) 상에 원형 형태로 배열·설치되어 있으며, 상기 종방향철근들의 상대 위치를 고정하는 원형 형태의 위치고정용 후프철근(200)이 상기 종방향철근들의 상단부에 설치되어 있다.

또한, 원형 형태의 심부콘크리트구속용 후프철근(300)이 상기 종방향철근의 길이방향을 따라서 일정 간격마다 설치되어 있다.

그리고, 임의로 선택한 종방향철근들의 마디부분이나 상기 후프철근과 종방향철근간 접합부위에 밴드형 섬유보강근(410)이 둘러 감겨 있다.

이러한 구성의 제3 실시예에 따르면, 상술한 제2 실시예와 마찬가지로, 종방향철근과 연결철근간의 연결작업이 수월하게 이루어지면서 밴드형 섬유보강근 등의 작용에 의해서 상기 종방향철근의 좌굴이 억제되는 효과가 있다

또한, 종방향철근들을 구속하는 밴드형 섬유보강근에 의해서 철근콘크리트 기둥의 연성이 증대되므로 내진 특성이 좋아진다.

실시예 4

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조를나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이, 서로 간격을 두고 일정 형태로 배열·설치된 종방향철근들의 상·하단부에 각각 소정 형상의 위치고정용 후프철근(200)이 설치되어 있으며, 이들 종방향철근의 길이방향을 따라 후프형 섬유보강근(430)과 심부콘크리트구속용 후프철근(300)이 교대로 설치되어 있다. 바람직하게는, 다수개의 후프형 섬유보강근과 심부콘크리트구속용 후프철근이 일정 간격마다 교대로 설치되는 것이다.

또한, 상기 후프형 섬유보강근 대신에, 일정 길이의 띠형 섬유보강근을 이용하여 종방향철근과의 접촉부마다 버팀테를 형성하면서 후프 형태로 둘러 감을 수도 있다.

또한, 종방향철근들중에서 적어도 어느 하나가 나머지와는 인접되지 않도록 임의로 선택한 종방향철근들의 바깥쪽에 밴드형 섬유보강근이 둘러 감겨 있다.

한편, 상기 후프형 섬유보강근과 심부콘크리트구속용 후프철근의 사용 비율은 시공자가 의도하는 바에 따라 임의로 조절할 수 있으므로, 경우에 따라서는 심부콘크리트구속용 후프철근이 전혀 채용되지 않을 수도 있다.

또한, 사용 비율을 정하였다 하더라도 이들을 어떻게 설치할 지는 시공자의 선택사항이기 때문에, 예를 들면, 종방향철근의 상단부에만 후프철근들이 설치되고 나머지 부분에는 후프형 섬유보강근만이 설치될 수도 있다.

이러한 구성에 따르면, 후프철근만을 이용할 때보다 배근작업이 용이하게 이루어지므로 종래보다 시공공기를 단축할 수 있다.

또한, 섬유보강근 자체는 부식되지 않으므로 철근부식에 따른 철근콘크리트기둥의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 고강도·경량의 섬유보강근으로 종방향철근들을 2중으로 구속하기 때문에, 철근콘크리트 기둥의 외각을 형성하는 덮개콘크리트가 부서져 나갔더라도 상기 종방향철근들의 좌굴을 확실히 억제할 수 있다.

또한, 밴드형 섬유보강근에 의해 철근콘크리트 기둥의 내진 특성이 향상된다.

더욱이, 상술한 각 실시예의 섬유보강근들은 예를 들면 인발성형이나 압출성형 등으로 얼마든지 길게 제조할 수 있기 때문에, 종래 일정 길이의 철근을 사용할 때 요구되던 연결작업이 필요 없다. 따라서, 나선형 섬유보강근으로 배근작업을 수행하는 경우 연속시공이 가능하다.

또한, 상술한 섬유보강근에는 이음부가 없으므로 시공품질이 우수해진다.

그리고, 종방향철근들이 후프철근과 섬유보강근을 통해 서로 반력을 주고 받음으로써 상대측 좌굴을 서로 억제하는 효과가 있다. 즉, 후프철근에 의해서 종방향철근의 좌굴이 1차적으로 억제되고, 상기 섬유보강근에 의해서 변부철근의 좌굴이 2차적으로 억제된다.

또한, 종방향철근과 섬유보강근이 버팀테로 서로 고정되는 경우에는 이들 사이의 접촉면적이 넓어져 마찰력이 커지게 되므로 섬유보강근이 콘크리트의 타설 압력에 밀려서 아래로 처지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 버팀테를 중심으로 하여 볼 때, 상기 종방향철근이 2개의 섬유보강근으로 지지되는 구조를 취하므로 강성 면에서 매우 우수해진다.

한편, 상기 버팀테가 형성된 부위에 에폭시 등의 열경화성수지를 도포하면 섬유보강근과 종방향철근이 보다 견고하게 고정되기 때문에 별도의 결합요소를 채용하지 않고도 콘크리트 타설시 유발되는 섬유보강근의 처짐 및 이동을 방지할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 철근보다 훨씬 가벼운 섬유보강근으로 배근작업을 수행하기 때문에, 종래보다 배근작업이 용이하게 이루어진다.

또한, 섬유보강근 자체는 부식되지 않기 때문에 철근부식에 따른 철근콘크리트 기둥의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상술한 섬유보강근은 대개의 경우 인장강도와 항복강도가 보통철근보다 3 배이상 높기 때문에, 철근콘크리트 기둥의 외각을 형성하는 덮개콘크리트가 부서져 나갔더라도 상기 종방향철근들의 좌굴을 확실히 억제할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 섬유보강근으로 종방향철근들이 구속됨으로써 철근콘크리트 기둥의 유효구속체적이 증대되어 큰 지진하중에도 견딜 수 있다. 즉, 철근콘크리트 기둥의 내진 특성과 내구성이 향상되는 것이다.

또한, 상술한 섬유보강근은 예를 들면 인발성형이나 압출성형 등으로 얼마든지 길게 제조할 수 있기 때문에, 종래 일정 길이의 철근을 사용할 때 요구되던 연결작업이 필요 없다. 따라서, 나선형 섬유보강근으로 배근작업을 수행하는 경우 연속시공이 가능하다.

또한, 상술한 섬유보강근에는 이음부가 없으므로 시공품질이 우수해진다.

또한, 종방향철근과 섬유보강근이 버팀테로 고정되는 경우 이들 사이의 접촉면적이 넓어져 마찰력이 커지게 되므로, 상기 섬유보강근이 콘크리트의 타설 압력에 밀려서 아래로 처지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 버팀테를 중심으로 하여 볼 때, 상기 종방향철근이 2개의 섬유보강근으로 지지되는 구조를 취하므로 강성 면에서 매우 우수해진다.

또한, 상기 버팀테 부분에 에폭시를 도포하면 섬유보강근과 종방향철근이 보다 견고하게 고정되기 때문에, 별도의 결합요소를 채용하지 않고도 콘크리트 타설시 유발되는 섬유보강근의 처짐 및 이동을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 서로 간격을 두고 일정 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과;

   상기 종방향철근 사이의 간격을 유지하기 위해 상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하는 하나 이상의 위치고정용 후프철근과;

   종방향철근의 길이방향을 따라서 상기 종방향철근들의 바깥쪽에 나선상으로 둘러 감되 종방향철근과의 접촉부에 선택적으로 버팀테를 형성하면서 둘러 감는 나선형 섬유보강근을 포함하여 이루어지는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조.
2. 서로 간격을 두고 다각형 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과;

   상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하여 상기 종방향철근들의 상대 위치를 고정하는 위치고정용 후프철근과;

   상기 종방향철근의 길이방향을 따라서 일정간격마다 설치하는 다수개의 심부콘크리트구속용 후프철근과;

   상기 종방향철근중 적어도 둘 이상의 변부철근들이 서로 구속되도록 상기 변부철근들의 바깥쪽에 둘러 감는 밴드형 섬유보강근을 포함하여 이루어지는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조.
3. 서로 간격을 두고 원형 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과;

   상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하여 상기 종방향철근들의상대 위치를 고정하는 위치고정용 후프철근과;

   종방향철근의 길이방향을 따라서 일정간격마다 설치하는 다수개의 심부콘크리트구속용 후프철근과;

   상기 종방향철근들중에서 임의로 둘 이상을 선택하되 적어도 어느 하나가 나머지와 인접되지 않도록 선택하여 이들의 바깥쪽으로 둘러 감는 밴드형 섬유보강근을 포함하여 이루어지는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조.
4. 서로 간격을 두고 일정 형태로 배열·설치하는 다수개의 종방향철근과;

   상기 종방향철근들의 적어도 어느 일 단부에 설치하여 상기 종방향철근들의 상대 위치를 고정하는 위치고정용 후프철근과;

   종방향철근의 길이방향을 따라서 일정간격마다 상기 종방향철근들의 바깥쪽에 선택적으로 둘러 감는 다수개의 후프형 섬유보강근과;

   상기 후프형 섬유보강근 사이에 선택적으로 설치하는 후프철근과;

   상기 종방향철근들 중에서 임의로 둘 이상을 선택하되 적어도 어느 하나가 나머지와 인접되지 않도록 선택하여 이들의 바깥쪽으로 둘러 감는 밴드형 섬유보강근을 포함하여 이루어지는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조.
5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서,

   종방향철근과 섬유보강근의 접촉부에는 에폭시가 선택적으로 도포된 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 기둥의 횡방향 보강구조.