KR20090010301A - Manufacturing methods of high strength rc column of anti-spalling type using pre-column - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of a spalling prevention type high-strength reinforced concrete column member using a precolumn is provided to manufacture a column member having excellent spalling resistance and fire resistance by cutting off the heat transfer to the inside with a non-spalling type cement composite functioning as covering concrete without spalling in a fire, and confirming the spalling pressure of high-strength concrete of the inside with a steel pipe functioning as a reinforcement material. A manufacturing method of a spalling prevention type high-strength reinforced concrete column member using a precolumn comprises the steps of manufacturing a steel pipe(200) having irregularities on the inner and outer surfaces, installing an outer mold to cover with the steel pipe, and placing and shaping a non-spalling type cement composite(100) between the steel pipe and the outer mold, thereby completing a precolumn, carrying and installing the completed precolumn in a field, and placing high-strength concrete(404) into the inside of the installed precolumn, thereby completing a column member.

Description

프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법 {Manufacturing methods of high strength RC column of anti-spalling type using pre-column}Manufacturing method of high-strength reinforced concrete pillar member using pre-column {Manufacturing methods of high strength RC column of anti-spalling type using pre-column}

도 1은 기존의 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 단면을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a conventional high-strength reinforced concrete pillar member.

도 2는 본 발명의 프리컬럼을 사용한 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 단면 일례를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of a high strength reinforced concrete pillar member using the precolumn of the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 프리컬럼의 단면 일례를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of the precolumn according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 프리컬럼의 제작 및 이를 사용한 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작순서를 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the manufacturing procedure of the pre-column and high-strength reinforced concrete pillar member using the same according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 프리컬럼의 설치순서를 나타낸 개념도이다.5 is a conceptual diagram showing the installation procedure of the precolumn according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 프리컬럼과 접합부의 단면상세의 일례를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional details of the precolumn and the joint according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 비폭렬형 시멘트복합체200 : 강관100: non-explosive cement composite 200: steel pipe

201 : 외부 요철202 : 내부 요철201: Outside unevenness 202: Inside unevenness

203 : L형강300 : 프리컬럼203: L section steel 300: Precolumn

400 : 기존의 고강도 철근콘크리트기둥401 : 주철근400: conventional high-strength reinforced concrete column 401: cast iron

402 : 띠철근403 : 피복콘크리트402: strip reinforcement 403: coated concrete

404 : 고강도 콘크리트501 : 강관제작404: high strength concrete 501: steel pipe production

502 : 외부형틀 설치502: External frame installation

503 : 비폭렬형 시멘트복합체 성형 및 양생503: non-explosive cement composite molding and curing

504 : 프리컬럼 운반 및 설치505 : 고강도 콘크리트 충전504: precolumn transport and installation 505: high strength concrete filling

601 : 매립 철근602 : 연결부601: buried rebar 602: connection

603 : 와이어로프604 : 지지대603: wire rope 604: support

605 : 고정대700 : 접합부재605: fixing table 700: bonding member

701 : 돌출강판702 : 끼움강판701: protruding steel sheet 702: fitting steel sheet

800 : 보부재800: beam member

본 발명은 박판의 강관(200)과 이를 피복하는 비폭렬형 시멘트복합체(100)로 이루어진 프리컬럼(300)을 공장에서 미리 제작한 후, 현장에서는 상기의 프리컬럼(300) 내부에 고강도 콘크리트(404)를 충전하여 완성되는 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법에 관한 것이다.The present invention after the pre-column 300 made of a steel pipe 200 of the thin plate and the non-expandable cement composite 100 to cover it in advance in the factory, in the field, the high-strength concrete ( It relates to a method of manufacturing the explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member is completed by filling 404.

최근, 국내에서도 건축물이 초고층화, 대형화, 장대화 됨에 따라 고강도 콘크리트의 사용량이 지속적으로 증대되고 있으며, 특히 이러한 고강도 콘크리트는 작은 단면적으로 높은 압축력을 견딜 수 있어 건축물의 기둥부재에 주로 활용되고 있다. 이와 같은 고강도 콘크리트 기둥부재의 제작방법으로는 a) 철근을 배근하고 거푸집을 설치하여 고강도 콘크리트를 타설하는 공법(이하, 기존 RC공법); b) 기둥의 최외각부에 강관을 설치하고 그 내부에 고강도 콘크리트를 충전하는 공법(이하, CFT공법); 등이 현재 사용되고 있다.Recently, the use of high-strength concrete continues to increase as buildings become ultra-high, large, and large-scale in Korea, and in particular, such high-strength concrete can withstand high compressive force with a small cross section and is mainly used for pillar members of buildings. Such a method of manufacturing a high-strength concrete pillar member includes a) a method for placing high-strength concrete by reinforcing steel bars and installing formwork (hereinafter, referred to as RC method); b) a method of installing a steel pipe at the outermost part of the column and filling high strength concrete therein (hereinafter referred to as CFT method); Etc. are currently used.

이들 중에서 상기 a)의 기존 RC공법은 현재까지 가장 대표적으로 사용되고 있는 공법으로 경제적 측면에서는 장점이 있으나, 공정이 복잡하고, 많은 노동인력이 필요할 뿐만 아리나 공기단축 및 안정적인 품질확보가 곤란하다는 등의 여러 가지 문제점이 지적되고 있으며, 특히 고강도 콘크리트를 사용할 경우에는 화재발생시 급격한 온도상승에 의한 폭렬(피복콘크리트 부분이 심하게 박락되는 현상)발생 및 이로 인한 급격한 내력저하로 심지어 구조물이 붕괴될 우려도 있다.Among them, the existing RC method of a) is the most commonly used method up to now, but it has advantages in terms of economics. However, the process is complicated and requires a lot of labor, and it is difficult to shorten air and secure stable quality. Points have been pointed out, and in particular, when using high-strength concrete, there is a fear of explosion due to rapid temperature rise (a phenomenon in which the coated concrete part is severely fallen) and a sudden drop in strength due to the sudden collapse of the structure.

최근, 이와 같은 고강도 콘크리트 기둥부재의 화재에 대한 취약성을 개선하기 위해 a) 고강도 콘크리트 제조시 합성섬유를 혼입하는 방법(일례로서, 특허등록 제0592043호 등); b) 완성된 기둥의 표면에 내화패널을 부착하는 방법(일례로서, 특허등록 제0693859호 등); 등이 개발되었으나, 상기 a)의 합성섬유 혼입방법은 비빔 후 섬유에 의해 유동성이 급격히 저하되어 타설 및 충전작업이 어려울 뿐만 아니라 안정적인 품질확보가 곤란하며, 또한 상기 b)의 내화패널 부착공법은 기둥 단면적의 증대로 인해 렌탈비가 저하되고 설계자유도가 떨어지는 등의 문제점이 있다.Recently, in order to improve the vulnerability to the fire of such a high-strength concrete pillar member a) a method of incorporating synthetic fibers in the production of high-strength concrete (for example, Patent Registration No. 0592043, etc.); b) a method of attaching a fireproof panel to the surface of the completed pillar (for example, Patent Registration No. 0693859, etc.); Although the method of incorporating the synthetic fiber of a) has a rapid drop in fluidity due to the fiber after the beam is not only difficult to place and fill, but also to ensure stable quality, the method of attaching the fireproof panel of the b) is Due to the increase in the cross-sectional area, there is a problem that the rental ratio is lowered and design freedom is lowered.

한편, 상기의 CFT공법은 강성, 내력, 변형 등의 구조적 성능이 매우 우수하고 시공이 간편하다는 장점이 있으나, 강재가 외부(외기)에 노출되어 있어 내화성능을 확보하기 위해서는 별도의 내화피복이 반드시 필요하며, 또한 소재인 강관이 특별한 제작설비를 갖춘 대형공장에서 주문 생산되므로 제작비용이 매우 고가이고, 시공 및 운반시 강관의 변형이나 손상을 방지하기 위해 필요 이상의 두께를 가진 강관이 필요하게 되어 비경제적으로 된다.On the other hand, the CFT method has the advantage of excellent structural performance, such as stiffness, strength, and deformation, and easy construction, but since the steel is exposed to the outside (outside air), a separate fireproof coating must be used to secure fire resistance performance. In addition, since the steel pipe, which is a material, is made to order in a large factory with special manufacturing facilities, the manufacturing cost is very expensive, and a steel pipe with a thickness greater than necessary is required to prevent deformation or damage of the steel pipe during construction and transportation. Economically.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하고자 고안된 것으로, 박판의 강관(200)과 이를 피복하는 비폭렬형 시멘트복합체(100)로 이루어진 프리컬럼(300)을 공장에서 미리 제작하고, 현장에서는 이를 설치한 후 내부에 고강도 콘크리트(404)를 충전하여 시공함으로서, 시공이 용이하고 공기단축이 가능하며, 더욱이 화재 발생시 급격한 온도상승에 의한 폭렬발생 및 이로 인한 내력저하를 방지할 수 있는 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is designed to improve the above-described problems, the pre-column 300 made of a steel plate 200 of the thin plate and the non-expanded cement composite material 100 to cover it in advance in the factory, and installed in the field After the construction by filling the high-strength concrete 404 inside, it is easy to construct and shorten the air, moreover, high-strength reinforced concrete pillar member that can prevent explosion caused by rapid temperature rise and the resulting drop in strength when a fire occurs The purpose is to provide a method of making.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 박판의 강관(200)과 이를 피복하는 비폭렬형 시멘트복합체(100)로 이루어진 프리컬럼(300)의 내부에 고강도 콘크리트(404)를 현장에서 충전하여 완성되는 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재를 제작함에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is completed by filling the high-strength concrete 404 in the field of the pre-column 300 made of a steel plate 200 of the thin plate and the non-expanded cement composite 100 to cover it In manufacturing the explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member,

a) 내외측의 표면에 요철이 형성된 강관을 제작하는 단계 (강관제작단계);a) manufacturing a steel pipe having irregularities formed on the inner and outer surfaces thereof (steel pipe manufacturing step);

b) 상기의 강관(200)을 감싸도록 외부형틀(500)을 설치하는 단계 (외부형틀 설치단계);b) installing the outer mold 500 so as to surround the steel pipe 200 (outer mold installation step);

c) 상기의 강관(200)과 외부형틀(500) 사이에 비폭렬형 시멘트복합체(100)를 타설 성형하여 프리컬럼(300)을 완성하는 단계 (비폭렬형 시멘트복합체 성형단계);c) pouring the non-expanded cement composite body 100 between the steel pipe 200 and the outer mold 500 to complete the pre-column 300 (non-expanded cement composite molding step);

d) 상기와 같이 완성된 프리컬럼(300)을 현장으로 운반하여 설치하는 단계 (프리컬럼 설치단계);d) carrying and installing the pre-column 300 completed as described above (pre-column installation step);

e) 설치 완료된 상기의 프리컬럼(300) 내부에 고강도 콘크리트(404)를 충전하여 기둥부재를 완성하는 단계 (고강도 콘크리트 충전단계); 를 포함하여 이루어지는 프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법을 제공한다.e) filling the high-strength concrete 404 in the pre-column 300 of the installation is completed to complete the pillar member (high strength concrete filling step); It provides a method of manufacturing a explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member using a pre-column comprising a.

이하에, 첨부한 도면과 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 2는 본 발명에 따라 완성된 프리컬럼(300)을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 단면 일례를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따라 완성된 프리컬럼(300)의 단면 일례를 나타낸 단면도이다. 이와 같이, 본 발명에 있어서는 박판의 강관(200)과 이를 피복하는 비폭렬형 시멘트복합체(100)로 이루어진 프리컬럼(300)의 내부에 고강도 콘크리트(404)를 충전하여 고강도 철근콘크리트 기둥부재를 완성함으로서, 상기의 강관(200)이 기존 철근콘크리트 기둥(400)에 있어서 주철근(401) 및 띠철근(402)의 역할을 동시에 담당하게 되며, 상기의 비폭렬형 시멘트복합체(100)가 피복콘크리트(403)의 역할을 담당하게 된다. 이를 통해 본 발명에 있어서는 박판의 강관이 사용되더라도 외부의 비폭렬형 시멘트복합체의 구속에 의해 고강도 콘크리트(404) 충전시 높은 측압에 의한 변형이나 배부림 등의 하자가 발생되지 않게 된다. 더욱이, 화재발생시에는 외부의 온도가 급격히 상승하더라도 상기의 비폭렬형 시멘트복합체(100)가 폭렬하지 않고 기둥 내부로의 열전달을 차단하여 강관(200) 및 고강도 콘크리트(404)의 온도상승을 억제함으로서 화열에 의한 손상을 방지할 수 있으며, 내부의 고강도 콘크리트(404)에 폭렬이 발생하더라도 강관(200)이 폭렬압을 구속함으로서 기둥의 급격한 내력저하를 억제할 수 있게 된다.Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of the cross section of the explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member using the pre-column 300 completed in accordance with the present invention, Figure 3 is an example of a cross-section of the pre-column 300 completed in accordance with the present invention It is sectional drawing shown. As described above, in the present invention, the high-strength reinforced concrete pillar member is filled by filling the high-strength concrete 404 in the precolumn 300 made of the steel pipe 200 of the thin plate and the non-expandable cement composite 100 covering the same. By doing so, the steel pipe 200 plays the role of the main reinforcing bar 401 and the band reinforcing bar 402 in the existing reinforced concrete column 400 at the same time, the non-expanded cement composite material 100 is coated concrete ( 403). Through this, in the present invention, even if a thin steel pipe is used, defects such as deformation or batching due to high lateral pressure are not generated when the high-strength concrete 404 is filled by restraining the external non-expanded cement composite. In addition, in the event of a fire, even if the external temperature rises sharply, the non-explosive cement composite material 100 does not explode and blocks heat transfer to the inside of the column, thereby suppressing the temperature rise of the steel pipe 200 and the high-strength concrete 404. It is possible to prevent damage due to fire, and even if the explosion occurs in the high-strength concrete 404 therein, the steel pipe 200 can suppress the sudden drop in strength of the column by restraining the explosion pressure.

도 4는 본 발명에 의한 프리컬럼(300) 및 이를 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작순서를 나타낸 순서도이며, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Figure 4 is a flow chart showing the manufacturing procedure of the pre-column 300 and the explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member using the same according to the present invention, described in detail as follows.

(a) 강관(200)제작단계(a) Steel pipe manufacturing step

본 발명의 프리컬럼(300)에 사용되는 강관(200)은 기둥부재에 있어서 주철근(401)과 띠철근(402)의 역할을 동시에 담당하는 것으로, 본 발명에 사용되는 강관(200)의 두께(즉, 단면적)는 기존 고강도 RC기둥(400)에 있어서 주철근(401)과 띠철근(402)의 합계량을 강관으로 환산하였을 때의 두께보다 크게 되도록 선정하며, 약 3 ~ 30mm의 것이 바람직하다. 또한, 강관(200)이 기존 고강도 RC기둥(400)에 있어서 철근의 위치에 올 수 있도록 강관(200)의 외경(즉, 강판과 강판 사이의 외부거리)은 기존 고강도 RC기둥(400)에 있어서 피복콘크리트(403)의 두께만큼을 공제한 크기로 선정하는 것이 바람직하다.The steel pipe 200 used in the pre-column 300 of the present invention simultaneously plays the role of the main reinforcing bar 401 and the band reinforcing bar 402 in the pillar member, and the thickness of the steel pipe 200 used in the present invention ( That is, the cross-sectional area) is selected so that the total amount of the main reinforcing bar 401 and the band reinforcing bar 402 in the existing high-strength RC column 400 is larger than the thickness when converted into steel pipe, preferably about 3 to 30mm. In addition, the outer diameter of the steel pipe 200 (that is, the external distance between the steel sheet and the steel plate) in the existing high-strength RC column 400 so that the steel pipe 200 can come to the position of the rebar in the existing high-strength RC pillar 400 It is preferable to select the size by subtracting the thickness of the coated concrete 403.

한편, 상기 강관(200)의 제작방법에는 별도의 제한이 없으나, a) 강판이 서로 접하는 네 모서리를 용접 접합하는 방법(강판간 접합방법); b) 강판이 서로 접하는 네 모서리의 안쪽 또는 바깥쪽에 L형강을 설치하고 이를 용접 접합하는 방법(강판-L형강 접합방법); 등이 바람직하다.On the other hand, the production method of the steel pipe 200, but there is no separate limitation, a) a method for welding welding the four corners of the steel plate in contact with each other (steel plate bonding method); b) the method of installing the L-shaped steel on the inner side or the outer side of the four corners that the steel plate is in contact with each other and welding them (steel plate-L-shaped steel joining method); Etc. are preferable.

상기 a)의 강판간 접합방법은 소요의 두께를 가진 강판을 기둥 일면 크기로 절단하고, 양쪽 표면에 요철을 형성시켜 각각의 강판을 제작한 후, 이들 강판을 강관 형태로 가조립하고 나서 강판과 강판이 겹치는 부분을 용접 접합하여 강관(200)을 완성시키게 된다. In the method of joining the steel sheets in a), the steel sheet having the required thickness is cut into the size of one side of the column, irregularities are formed on both surfaces thereof, and each steel sheet is manufactured, and then the steel sheets are pre-assembled in the form of a steel pipe, and then the steel sheet and the steel sheet. This overlapping portion is welded to complete the steel pipe 200.

또한, 상기 b)의 강판-L형강 접합방법은 소요의 두께를 가진 강판을 기둥 일면 크기로 절단하고, 양쪽 표면에 요철을 형성시켜 각각의 강판을 제작한 후, 이들 강판을 강관 형태로 가조립하고 나서 강판과 강판이 접하는 네 모서리의 안쪽 또는 바깥쪽에 L형강을 덮붙여 이들 강판과 L형강을 용접 접합하여 강관(200)을 완성시키게 된다. In addition, in the method of joining the steel sheet-L-shaped steel of b), the steel sheet having the required thickness is cut into the size of one side of the column, and irregularities are formed on both surfaces to prepare each steel sheet, and then the steel sheets are pre-assembled in the form of steel pipes. Then, the L-shaped steel is covered on the inner side or the outer side of the four corners of the steel sheet and the steel sheet to weld the steel sheet and L-shaped steel to complete the steel pipe 200.

상기에 있어서 강판의 표면에 요철은 형성시키는 것은 강관(200)과 비폭렬형 시멘트복합체(100) 또는 강관(200)과 고강도 콘크리트(404)와의 부착력을 증대시켜 일체화 하기 위한 것으로, 본 발명에 있어서 강판에 요철을 형성시키는 방법으로는 a) 제작공정에서 요철이 이미 형성된 강판(요철강판)을 사용하는 방법; b) 평판의 강판 표면에 스터드볼트 등의 요철부를 용접 접합하는 방법; c) 강관 형성 후 강관의 표면에 띠철근이나 나선철근 등을 용접 접합하는 방법; 등이 있으나 별도의 제한은 없다.In the above, forming the unevenness on the surface of the steel sheet is to increase and integrate the adhesion between the steel pipe 200 and the non-expanded cement composite 100 or the steel pipe 200 and the high-strength concrete 404. As a method of forming the unevenness on the steel sheet, a) a method of using a steel sheet (uneven steel sheet) in which unevenness is already formed in the manufacturing process; b) a method of welding and joining the uneven parts such as stud bolts to the surface of the steel sheet of the plate; c) a method of welding and joining a band reinforcing bar or a spiral bar on the surface of the steel pipe after forming the steel pipe; Etc., but there is no separate limitation.

(b) 외부형틀 설치단계(b) External frame installation step

상기와 같이 완성된 강관(200)을 성형틀에 고정한 후, 그 강관(200)이 감싸지도록 외부형틀을 설치함으로서 상기의 강관(200)이 내부형틀로 작용하도록 한다. 또한, 상기 강관(200)과 외부형틀 사이에는 소요의 피복두께(약 10 ~ 100mm 정도)가 확보될 수 있도록 간격을 두어 설치하며, 외부형틀의 내표면에는 탈형을 용이하게 하기 위해 박리제를 도포하는 것이 좋다.After fixing the completed steel pipe 200 as described above to the molding frame, by installing the outer mold so that the steel pipe 200 is wrapped so that the steel pipe 200 acts as the inner mold. In addition, between the steel pipe 200 and the outer mold is installed at intervals to ensure the required coating thickness (about 10 ~ 100mm), and to apply a release agent on the inner surface of the outer mold to facilitate the demolding. It is good.

(c) 비폭렬형 시멘트복합체(100) 성형 및 양생단계(c) forming and curing step of the non-expandable cement composite (100)

상기와 같이 완성된 강관(200)과 외부형틀 사이에 비빔 완료된 비폭렬형 시멘트복합체(100)를 충전한 후, 원심성형 또는 진동성형에 의해 이를 성형하고, 고온 양생하여 프리컬럼(300)을 완성하게 된다.After filling the non-expanded non-expanded cement composite body 100 is completed between the steel pipe 200 and the outer mold completed as described above, by molding it by centrifugal molding or vibration molding, curing at high temperature to complete the pre-column 300 Done.

본 발명에 있어서, 상기의 비폭렬형 시멘트복합체(100)는 피복콘크리트(403)의 역할을 담당하면서 기둥부재의 유효단면적에 포함될 수 있도록 프리컬럼(300) 내부에 충전되는 고강도 콘크리트(404)와 동등 이상의 압축강도를 발현하는 고인성 모르타르나 섬유보강 고강도 콘크리트가 사용되며, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.In the present invention, the non-expanded cement composite 100 and the high-strength concrete 404 is filled in the pre-column 300 so as to be included in the effective cross-sectional area of the pillar member while playing the role of the coated concrete 403 High toughness mortar or fiber reinforced high-strength concrete expressing equal or more compressive strength is used, which will be described in detail as follows.

상기의 고인성 모르타르는 휨하중 또는 직접인장하중 작용하에서 초기균열이 발생한 후에도 응력의 저하 없이 변형의 증대와 함께 응력이 다시 증대되는 변형경화거동(Strain-hardening behavior)을 보이고, 이 과정에서 복수의 미세균열(평균 균열폭 100㎛ 이하)인 멀티플크랙(Multiple crack)이 발생되는 특징을 가지고 있다. 이러한 특징에 의해 상기의 고인성 모르타르는 균열제어성능, 에너지흡수능력, 변형성능, 충격저항성 등이 매우 탁월하며, 더욱이 화재시 급격한 고온에 노출되어도 내부에 함유된 다량(섬유용적혼입율(Vf)이 1.5 ~ 2.5용적부 정도)의 합성섬유(특히, 고장력 폴리비닐알콜(PVA)섬유)가 용융하여 수증기압을 배출함으로서 고강도임에도 불구하고 폭렬현상이 전혀 발생하지 않을 뿐만 아니라, 내부 미세공극의 증가에 의해 열전도율이 낮아져 강관(200) 및 고강도 콘크리트(404)로의 열전도를 억제함으로서 화열에 의한 기둥부재의 손상을 최소화 할 수 있게 된다.The high toughness mortar exhibits a strain-hardening behavior in which the stress is increased again with the increase of the strain even after the initial cracking occurs under the bending load or the direct tensile load. It is characterized by the occurrence of multiple cracks, which are microcracks (average crack width less than 100㎛). With such a feature, and high toughness mortar of the are very excellent cracks control performance, energy absorption capacity, deformation performance, impact resistance, and further fire a large amount contained therein even when exposed to rapid temperature (fiber volume mixing ratio (V f) This 1.5 ~ 2.5 volume part synthetic fiber (especially high tension polyvinyl alcohol (PVA) fiber) is melted to release the water vapor pressure, not only does not cause explosion at all, but also to increase the internal micropores By lowering the thermal conductivity it is possible to minimize the damage of the column member due to the heat by suppressing the heat conduction to the steel pipe 200 and the high-strength concrete 404.

한편, 상기의 섬유보강 고강도 콘크리트는 폴리프로필렌(PP)섬유, 폴리에틸렌(PE)섬유, 폴리알콜(PVA)섬유 등의 합성섬유가 고강도 콘크리트 100용적부에 대하여 0.2 ~ 1.0용적부의 범위로 함유되는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 있어서 비폭렬형 시멘트복합체(100)로서 상기의 섬유보강 고강도 콘크리트가 사용됨으로서 성형 및 운반시 건조수축이나 충격에 의한 균열발생을 억제할 수 있으며, 더욱이 화재시에는 내부의 합성섬유가 고온에 의해 융용되어 폭렬압(즉, 수증기압)을 저감시켜 화재에 의한 피복콘크리트 부분의 폭렬현상을 방지할 수 있게 된다.On the other hand, the fiber-reinforced high-strength concrete is that the synthetic fibers such as polypropylene (PP) fiber, polyethylene (PE) fiber, polyalcohol (PVA) fiber and the like contained in the range of 0.2 to 1.0 vol. In the present invention, the fiber reinforced high-strength concrete is used as the non-expandable cement composite 100, so that the occurrence of cracks due to dry shrinkage or impact during molding and transportation can be suppressed. Synthetic fibers are melted by the high temperature to reduce the bursting pressure (ie, water vapor pressure) to prevent the explosion of the coated concrete portion due to fire.

(d) 프리컬럼(300) 운반 및 설치단계(d) pre-column 300 transport and installation steps

상기와 같이 공장에서 제작 완료된 프리컬럼(300)은 건설현장으로 운반되어 설치되며, 도 5는 프리컬럼(300)의 설치순서를 나타낸 개념도의 일례이다.The pre-column 300 manufactured in the factory as described above is transported and installed to the construction site, Figure 5 is an example of a conceptual diagram showing the installation sequence of the pre-column 300.

우선, 도 5(a)는 양중장비를 이용하여 프리컬럼(300)을 설치 위치까지 양중하는 단계로, 이 단계에서는 프리컬럼(300)에 설치된 연결부(602)와 와이어로프(603)를 연결하여 크레인에 의해 설치 위치까지 운반하여 설치된다. 특히, 최초층에 있어서는 프리컬럼(300) 내부에 충전되는 고강도 콘크리트(404)와 바닥(FL)이 일체화 될 수 있도록 바닥 콘크리트 타설 시 미리 철근(601)을 매립하여 두는 것이 바람직하며, 더욱이 상기의 철근(601)은 프리컬럼(300) 내부 공간에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.First, Figure 5 (a) is a step of lifting the pre-column 300 to the installation position using the lifting equipment, in this step by connecting the wire rope 603 and the connection portion 602 installed in the pre-column 300 It is carried by a crane to an installation position and is installed. In particular, in the first layer, it is preferable to bury the reinforcing bars 601 in advance when placing the floor concrete so that the high-strength concrete 404 and the floor FL filled in the pre-column 300 can be integrated. Reinforcing bar 601 is preferably installed to be located in the interior space of the pre-column 300.

도 5(b)는 설치된 프리컬럼(300)을 고정 및 지지하는 단계로, 우선 프리컬럼(300)의 수직도를 맞춘 후 수직도가 변형되거나 넘어지지 않도록 지지대(604)를 이용하여 바닥면(FL)에 고정하고, 프리컬럼(300)과 바닥면(FL)이 접하는 부분에는 고강도 콘크리트(404) 충전시 페이스트나 물이 유실되지 않도록 목재 등을 이용하여 고정대(605)를 설치하는 것이 바람직하다.Figure 5 (b) is a step of fixing and supporting the pre-column 300 is installed, first to match the verticality of the pre-column 300, and then using the support 604 so that the verticality does not deform or fall (the bottom surface ( It is preferable to install a fixing table 605 using a wood or the like so as to be fixed to FL, and the pre-column 300 and the bottom surface FL are in contact with the high strength concrete 404 so that paste or water is not lost during filling. .

도 5(c)는 상기와 같이 고정된 프리컬럼(300)의 상단부에 보(800) 및 상층부 프리컬럼(300)을 접합하기 위한 접합부(700)를 양중 및 설치하는 단계이며, 도 6은 접합부의 상세단면을 나타낸 일례이다. 우선, 접합부(700)는 도 6에 도시한 바와 같이 끼움강관(702)과 이를 피복하는 비폭렬형 시멘트복합체(100) 및 보(800)를 연결하기 위한 돌출강판(701)으로 구성되어 있으며, 상기 끼움강관(702)의 외부최대치수(외경)는 프리컬럼(300)의 내부치수(내경)보다 작게 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 끼움강관(702)의 끼움길이는 프리컬럼(300)의 내부치수(내경)보다 크게 하여 접합부(700)가 프리컬럼(300)에 완전하게 고정되도록 설치하는 것이 바람직하다.5 (c) is a step of lifting and installing the joint 700 for joining the beam 800 and the upper precolumn 300 to the upper end of the fixed pre-column 300 as described above, and FIG. This is an example showing the detailed cross section. First, the junction 700 is composed of a fitting steel pipe 702 and the non-expanded cement composite body 100 and the projecting steel plate 701 for connecting the beam 800, as shown in Figure 6, Preferably, the outer maximum dimension (outer diameter) of the fitting steel pipe 702 is smaller than the inner dimension (inner diameter) of the precolumn 300. In addition, the fitting length of the fitting steel pipe 702 is preferably larger than the internal dimension (inner diameter) of the precolumn 300 so that the joint 700 is completely fixed to the precolumn 300.

도 5(d)는 접합부(700)를 설치 완료하고 보(800)을 접합하는 단계로, 접합부(700)에 설치된 돌출강판(701)과 보(800)를 접합하여 완성된다. 한편, 도 5에 있어서는 보(800)로서 철골보를 사용한 경우만을 도시한 것이며, 본 발명에 있어서는 철골보(800) 뿐만 아니라 철근콘크리트보, 철골철근콘크리트보의 사용도 가능하다.5 (d) is a step of completing the installation of the bonding portion 700 and bonding the beam 800, and is completed by bonding the protrusion steel plate 701 and the beam 800 installed at the bonding portion 700. On the other hand, Figure 5 shows only the case of using the cheolgolbo as the beam 800, in the present invention, as well as the cheolgolbo 800, it is also possible to use reinforced concrete beams, steel reinforced concrete beams.

(e) 고강도 콘크리트(404) 충전단계(e) Filling step of high strength concrete (404)

마지막으로는 상기와 같이 설치된 프리컬럼(300) 내부에 고강도 콘크리트(404)를 충전하여 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재를 완성하는 단계이며, 이 단계에서는 콘크리트 호퍼나 압송펌프 등에 의해 운반된 고강도 콘크리트(404)를 프리컬럼(300) 내부에 타설하면서 진동다짐을 실시하여 밀실하게 충전시킴으로서 완성된다.Finally, the high-strength concrete 404 is filled in the pre-column 300 installed as described above to complete the explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member, and in this step, the high-strength concrete carried by a concrete hopper or a pressure pump. Vibration compaction is performed by placing the 404 inside the precolumn 300, thereby filling the chamber compactly.

한편, 본 발명은 상기 강관(200)의 단면적(양)을 증대시켜 프리컬럼(300)을 제작함으로서 프리컬럼(300) 내부에 콘크리트(404)를 충전하지 않고도 프리컬럼(300) 자체가 구조내력을 부담할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 기둥부재의 제작방법도 포함한다.On the other hand, the present invention by increasing the cross-sectional area (amount) of the steel pipe 200 to produce a pre-column 300, the pre-column 300 itself has a structural strength without filling the concrete 404 inside the pre-column 300 Also includes a method of manufacturing a pillar member, characterized in that to bear.

본 발명에 의하면, 강관과 비폭렬형 시멘트복합체로 이루어진 프리컬럼 내부에 고강도 콘크리트를 충전하여 기둥부재를 제작함으로서, 피복콘크리트의 역할을 하는 비폭렬형 시멘트복합체가 화재발생시 폭렬하지 않고 내부로의 열전달을 차단하며, 더욱이 보강재의 역할을 하는 강관이 내부의 고강도 콘크리트의 폭렬압을 구속하여 폭렬저항성 및 내화성능이 우수한 기둥부재를 제작할 수 있다.According to the present invention, by filling a high-strength concrete in the pre-column consisting of a steel pipe and a non-explosive cement composite material to produce a pillar member, the non-explosive cement composite, which serves as a coated concrete, does not explode in case of fire and transfers heat to the interior. In addition, the steel pipe, which serves as a reinforcement, restrains the thermal pressure of the high-strength concrete inside to produce a pillar member having excellent explosion resistance and fire resistance.

한편, 본 발명의 프리컬럼은 공장에서 제작되는 것으로 기둥에 있어서 피복콘크리트 및 보강재의 역할을 담당하므로 현장에서의 거푸집 설치공정 및 철근조립공정이 생략되어 공기 및 공정의 단축이 가능하고, 이에 의해 공사비용을 절감시킬 수도 있다. 더욱이, 공장제품이므로 안정적인 품질확보가 가능하고, 표면마감 성능이 우수하여 현장에서 별도의 표면처리가 불필요하게 된다.On the other hand, the pre-column of the present invention is manufactured in the factory and plays a role of covering concrete and reinforcing material in the column, so the formwork installation process and the reinforcing steel assembly process are omitted in the field, so that the air and the process can be shortened. You can also save money. Moreover, since it is a factory product, it is possible to secure stable quality and excellent surface finishing performance, so that no separate surface treatment is required in the field.

Claims (5)

고강도 철근콘크리트 기둥부재를 제작함에 있어서, a) 내외측의 표면에 요철이 형성된 강관을 제작하는 단계(강관제작단계); b) 상기의 강관이 감싸도록 외부형틀을 설치하는 단계(외부형틀 설치단계); c) 상기의 강관과 외부형틀 사이에 비폭렬형 시멘트복합체를 타설 성형하여 프리컬럼을 완성하는 단계(비폭렬형 시멘트복합체 성형단계); d) 상기와 같이 완성된 프리컬럼을 현장으로 운반하여 설치하는 단계(프리컬럼 설치단계); e) 설치된 상기의 프리컬럼 내부에 고강도 콘크리트를 충전하여 기둥부재를 완성하는 단계(고강도 콘크리트 충전단계);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법In manufacturing the high-strength reinforced concrete pillar member, a) manufacturing a steel pipe with irregularities formed on the inner and outer surfaces (steel pipe manufacturing step); b) installing the outer mold so as to surround the steel pipe (outer mold installation step); c) pouring the non-expanded cement composite between the steel pipe and the outer mold to form a precolumn (non-expanded cement composite molding); d) carrying and installing the pre-column completed as described above (pre-column installation step); e) filling the high-strength concrete inside the pre-column installed to complete the pillar member (high-strength concrete filling step); manufacturing method of the explosion-proof high-strength reinforced concrete pillar member using a pre-column comprising a 제1항에 있어서, 상기의 강관은 양쪽 표면에 요철이 형성된 강판이 서로 접하는 네 모서리를 용접 접합하여 제작하는 것을 특징으로 하는 프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법The method of claim 1, wherein the steel pipe is manufactured by welding and joining four corners of the steel sheets having irregularities formed on both surfaces thereof in contact with each other. 제1항 내지 제2항에 있어서, 상기의 강관은 양쪽 표면에 요철이 형성된 강판이 서로 접하는 네 모서리의 안쪽 내지 바깥쪽에 L형강을 설치하고 이를 서로 용접 접합하여 제작하는 것을 특징으로 하는 프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥부재의 제작방법According to claim 1, wherein the steel pipe is a pre-column characterized in that the L-shaped steel is installed on the inner side or the outer side of the four corners in which the steel plate formed with irregularities on both surfaces are in contact with each other and welded them together Manufacturing method of used high-strength reinforced concrete pillar member 제1항에 있어서, 상기의 비폭렬형 시멘트복합체로는 휨하중 또는 직접인장하중 하에서 초기균열이 발생한 후에도 응력의 저하 없이 변형의 증대와 함께 응력이 다시 증대되는 변형경화거동을 나타낼 뿐만 아니라, 이 과정에서 복수의 미세균열인 멀티플크랙을 발현하는 고인성 모르타르가 사용되며, 당해 고인성 모르타르는 강관 내부에 충전되는 고강도 콘크리트보다 높은 압축강도를 발현하여 기둥의 유효단면적에 포함되는 것을 특징으로 하는 프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥의 제작방법According to claim 1, The non-expanded cement composites as well as exhibit the deformation hardening behavior that the stress is increased again with the increase of the strain without deterioration of the stress even after the initial crack occurs under flexural load or direct tensile load, In the process, a high toughness mortar expressing multiple cracks, which are a plurality of microcracks, is used, and the high toughness mortar expresses a higher compressive strength than the high strength concrete filled in the steel pipe and is included in the effective area of the pillar. Fabrication method of high strength reinforced concrete column using explosion column 제1항에 있어서, 상기의 비폭렬형 시멘트복합체로는 섬유용적혼입율이 0.25 ~ 1.00용적부가 되도록 폴리프로필렌(PP)섬유, 폴리에틸렌(PE)섬유, 폴리비닐알콜(PVA)섬유 중 1종 이상의 유기섬유가 혼입된 섬유보강 고강도 콘크리트가 사용되며, 당해 섬유보강 고강도 콘크리트는 강관 내부에 충전되는 고강도 콘크리트보다 높은 압축강도를 발현하여 기둥의 유효단면적에 포함되는 것을 특징으로 하는 프리컬럼을 사용한 폭렬방지형 고강도 철근콘크리트 기둥의 제작방법According to claim 1, wherein the non-expanded cement composite is at least one organic polypropylene (PP) fiber, polyethylene (PE) fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber so that the fiber volume mixing ratio is 0.25 ~ 1.00 volume part Fiber reinforced high-strength concrete in which fibers are mixed is used, and the fiber reinforced high-strength concrete expresses higher compressive strength than high-strength concrete filled inside the steel pipe and is included in the effective cross-sectional area of the column. Manufacturing method of high strength reinforced concrete column
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