KR20100069839A - 프리캐스트 정착구 블록 및 이를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 부재 - Google Patents

프리캐스트 정착구 블록 및 이를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현장 작업을 간소화할 수 있고, 고강도 강연선 또는 강선을 이용하여 프리스트레스트 콘크리트 부재 제작시 안전성을 확보할 수 있도록 정착구를 프리캐스트 블록화한 프리캐스트 정착구 블록 및 이를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 부재를 제공한다. 본 발명에 따른 프리캐스트 정착구 블록은, ⅰ) 고강도 콘크리트와 섬유 보강 콘크리트 중 어느 하나로 형성되며, 내부에 쉬스관 홀을 구비하는 콘크리트 부재와, ⅱ) 쉬스관 홀과 연결되도록 콘크리트 부재의 단부에 삽입 고정되며, 긴장재의 단부를 정착시키기 위한 정착구를 포함한다.
프리캐스트, 정착구, 프리스트레스트 콘크리트, PSC, 쉬스관홀, 긴장재

Description

프리캐스트 정착구 블록 및 이를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 부재 {PRECAST ANCHORAGE BLOCK AND PRESTRESSED CONCRETE MEMBER WITH THE SAME}
본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현장 작업을 간소화할 수 있고, 고강도 강연선 또는 강선을 이용하여 프리스트레스트 콘크리트 부재 제작시 안전성을 확보할 수 있도록 긴장재의 정착구를 프리캐스트 블록화한 프리캐스트 정착구 블록 및 이를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 부재에 관한 것이다.
일반적으로 프리스트레스트 콘크리트 부재(prestressed concrete member, 이하 'PSC 부재'라 한다)는 긴장재의 인장 응력을 이용하여 미리 부재 내에 압축 응력을 도입함으로써 사용 하중이 작용할 때 부재 내에 인장 응력이 도입되지 않도록 한 콘크리트 부재이다.
이러한 PSC 부재는 긴장력을 도입하는 시점에 따라 프리텐션(pre-tension) 공법과 포스트텐션(post-tension) 공법으로 구분할 수 있다. 프리텐션 공법은 긴장재에 긴장력을 가하고, 콘크리트 타설 후 긴장력을 제거하는 단계를 포함한다. 포스트텐션 공법은 조립 철근 사이로 긴장재가 통과하는 쉬스관을 배치하고, 콘크리 트 타설 후 긴장재를 긴장 및 정착구에 정착하는 단계를 포함한다.
포스트텐션 공법에서 긴장재의 정착 구역은 긴장재에 의해 집중적으로 작용하는 하중을 콘크리트로 분산 작용시켜 PSC 부재의 단면 전체에 동일한 응력 분포를 갖도록 하는 부분이다. 이러한 정착 구역에는 교축 방향으로 압축 응력이 작용함과 동시에 횡 방향으로 쪼개임 응력이 발생한다.
따라서 PSC 부재는 발생 응력에 저항하기 위해 정착구 주위로 철근 보강량을 늘려야 하며, 현장 작업이 번거로워지는 어려움이 있다. 또한, 긴장재가 고강도화 할수록 정착구 주위로 철근 보강을 많이 하는데, 철근 보강의 효과에는 한계가 있기 때문에 고강도 긴장재를 사용할 경우 추가적인 보강 방안이 요구된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 현장에서 수행되는 복잡한 철근 배근 작업을 간소화할 수 있고, 고강도 강연선 또는 강선을 이용하여 프리스트레스트 콘크리트 부재를 제작시 안전성을 확보할 수 있도록 긴장재의 정착구를 프리캐스트 블록화한 프리캐스트 정착구 블록 및 이를 구비한 프리스트레스트 콘크리트 부재를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 정착구 블록은, ⅰ) 고강도 콘크리트와 섬유 보강 콘크리트 중 어느 하나로 형성되며, 내부에 쉬스관 홀을 구비하는 콘크리트 부재와, ⅱ) 쉬스관 홀과 연결되도록 콘크리트 부재의 단부에 삽입 고정되며, 긴장재의 단부를 정착시키기 위한 정착구를 포함한다.
프리캐스트 정착구 블록은 정착구의 외주면을 따라 선회하는 나선형 보강 철근을 더욱 포함할 수 있다.
프리캐스트 정착구 블록은 하나의 정착구를 구비할 수 있으며, 콘크리트 부재에 고정되어 외측으로 돌출되는 루프 철근을 더욱 포함할 수 있다.
프리캐스트 정착구 블록은 높이 방향을 따라 2개 이상의 정착구를 구비할 수 있으며, 콘크리트 부재의 길이는 콘크리트 부재의 높이 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 부재는, ⅰ) 내부에 긴장재가 통과하는 쉬스관 홀을 구비하는 콘크리트 본체와, ⅱ) 콘크리트 본체의 단부에 고정되는 전술한 프리캐스트 정착구 블록을 포함한다. 프리캐스트 정착구 블록의 쉬스관 홀과 콘크리트 본체의 쉬스관 홀은 서로 이어져 긴장재가 콘크리트 본체와 프리캐스트 정착구 블록을 관통한다.
본 발명에 의한 프리캐스트 정착구 블록은 공장에서 미리 제조된 후 현장으로 이송되므로, 현장에서 복잡한 철근 배근 작업을 생략할 수 있어 현장 작업을 간소화할 수 있다. 그리고 콘크리트 부재의 고강도 재료 특성에 따라 높은 수준의 응력이 발생하는 프리스트레스트 콘크리트 부재 단부의 응력을 원활하게 분배하여 인장 균열의 발생 가능성을 최소화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리캐스트 정착구 블록의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 프리캐스트 정착구 블록의 좌측면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 제1 실시예의 프리캐스트 정착구 블록(100)은 하나의 정착구(12), 콘크리트 부재(14) 및 루프 철근(16)을 포함한다.
정착구(12)는 긴장재(18)의 단부를 정착시키기 위한 것으로서, 실린더 모양으로 형성될 수 있으며, 쐐기식 또는 너트식으로 구성되어 긴장재(18)의 단부를 고 정시킨다. 긴장재(18)의 단부를 고정시키기 위한 정착구(12) 구조는 공지기술로서 자세한 설명과 도면 표시는 생략한다.
콘크리트 부재(14)는 정착구(12)를 둘러싸며 정착구(12)의 외측에 고정되고, 정착구(12)와 연결되는 쉬스관 홀(20)을 형성하여 긴장재(18)가 콘크리트 부재(14)의 내부를 관통하도록 한다. 이때, 선택적으로 정착구(12)의 외주면을 따라 선회하는 나선형 보강 철근(22)이 형성되어 정착구(12)와 콘크리트 부재(14)를 견고하게 합성시킨다.
콘크리트 부재(14)는 고강도 콘크리트 또는 섬유 보강 콘크리트로 형성되어 프리캐스트 정착구 블록(100)이 고정될 콘크리트 본체보다 높은 강도를 가진다. 따라서 집중 하중을 받는 프리캐스트 정착구 블록(100) 및 프리캐스트 정착구 블록(100)이 고정되는 콘크리트 본체 단부의 할열 파괴를 제어할 수 있다.
그리고 콘크리트 부재(14)의 외면에는 콘크리트 부재(14)의 외측으로 돌출되는 루프 철근(16)이 형성된다. 루프 철근(16)은 콘크리트 부재(14)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치되며, 정착구(12)의 형상에 따라 원형, 타원형 또는 사각형 등으로 제작되어 콘크리트 부재(14)에 가해지는 응력 분포를 균일하게 한다.
도 3은 도 1에 도시한 프리캐스트 정착구 블록을 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 부재의 정면도이다.
도 3을 참고하면, 제2 실시예의 프리스트레스트 콘크리트 부재(200)(이하, 'PSC 부재'라 한다)는 전술한 제1 실시예의 프리캐스트 정착구 블록(100)과, 단부에 프리캐스트 정착구 블록(100)이 고정되는 콘크리트 본체(24)를 포함한다.
콘크리트 본체(24)의 내부에는 긴장재(18)가 통과하는 쉬스관 홀(26)이 구비되며, 프리캐스트 정착구 블록(100)은 콘크리트 부재(14)의 쉬스관 홀(20)이 콘크리트 본체(24)의 쉬스관 홀(26)과 이어지도록 콘크리트 본체(24)의 단부에 고정된다.
따라서 긴장재(18)는 콘크리트 본체(24)와 프리캐스트 정착구 블록(100)을 관통하며, 긴장에 의해 PSC 부재(200)에 압축 응력을 도입한 후 그 단부가 정착구(12)에 정착된다. 긴장재(18)는 고강도 강연선 또는 강선으로 이루어질 수 있다.
프리캐스트 정착구 블록(100)은 공장에서 미리 제조된 후 현장으로 이송되기 때문에, 현장에서 복잡한 철근 배근 작업을 하지 않아도 되므로 현장 작업을 간소화할 수 있다. 그리고 프리캐스트 정착구 블록(100)에 설치된 루프 철근(16)을 이용하여 프리캐스트 정착구 블록(100)과 콘크리트 본체(24)를 일체화할 수 있으며, 콘크리트 부재(14)의 고강도 재료 특성에 따라 높은 수준의 응력이 발생하는 PSC 부재(200) 단부의 응력을 원활하게 분배하여 인장 균열의 발생 가능성을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리캐스트 정착구 블록의 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 프리캐스트 정착구 블록의 좌측면도이다.
도 4와 도 5를 참고하면, 제3 실시예의 프리캐스트 정착구 블록(300)은 2개 이상의 정착구(121) 및 콘크리트 부재(141)를 포함한다.
정착구(121)는 콘크리트 부재(141)의 높이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 배치되고, 콘크리트 부재(141)는 2개 이상의 정착구(121)를 둘러싸며 정착구(121) 외측에 고정된다. 선택적으로 정착구(121)의 외주면을 따라 선회하는 나선형 보강 철근(221)이 형성되어 정착구(121)와 콘크리트 부재(141)를 견고하게 합성시킨다.
콘크리트 부재(141)는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 고강도 콘크리트 또는 섬유 보강 콘크리트로 형성되어 프리캐스트 정착구 블록(300)이 고정될 콘크리트 본체보다 높은 강도를 가진다. 이때, 콘크리트 부재(141)의 길이(L, 도 4 참조)는 콘크리트 부재(141)의 높이(H, 도 5 참조) 이상으로 이루어져 프리캐스트 정착구 블록(300)이 구조적인 안정성을 확보하도록 한다.
제3 실시예의 프리캐스트 정착구 블록(300)에서 높게 위치하는 정착구(121)일수록 콘크리트 부재(141)의 바닥면에 대해 기울어지게 배치되고, 콘크리트 부재(141)에 형성된 쉬스관 홀(201) 또한 해당 정착구(121)의 경사 각도에 맞추어 기울어지게 배치될 수 있다. 제3 실시예의 프리캐스트 정착구 블록(300)은 루프 철근을 생략할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시한 프리캐스트 정착구 블록을 포함하는 본 발명의 제4 실시예에 따른 PSC 부재의 정면도이다.
도 6을 참고하면, 제4 실시예의 PSC 부재(400)는 전술한 제3 실시예의 프리캐스트 정착구 블록(300)과, 단부에 프리캐스트 정착구 블록(300)이 고정되는 콘크리트 본체(241)를 포함한다. 프리캐스트 정착구 블록(300)이 2개 이상의 정착구(121)를 구비함에 따라, 콘크리트 본체(241)의 단부에 프리캐스트 정착구 블록(300)을 고정시키는 현장 작업을 더욱 간소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프리캐스트 정착구 블록의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 프리캐스트 정착구 블록의 좌측면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 프리캐스트 정착구 블록을 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 부재의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프리캐스트 정착구 블록의 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 프리캐스트 정착구 블록의 좌측면도이다.
도 6은 도 4에 도시한 프리캐스트 정착구 블록을 포함하는 본 발명의 제4 실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 부재의 정면도이다.

Claims (5)

  1. 고강도 콘크리트와 섬유 보강 콘크리트 중 어느 하나로 형성되며, 내부에 쉬스관 홀을 구비하는 콘크리트 부재; 및
    상기 쉬스관 홀과 연결되도록 상기 콘크리트 부재의 단부에 삽입 고정되며, 긴장재의 단부를 정착시키기 위한 정착구
    를 포함하는 프리캐스트 정착구 블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정착구의 외주면을 따라 선회하는 나선형 보강 철근을 더욱 포함하는 프리캐스트 정착구 블록.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 부재에 상기 정착구가 하나 설치되고, 상기 콘크리트 부재에 고정되어 외측으로 돌출되는 루프 철근을 더욱 포함하는 프리캐스트 정착구 블록.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 부재에서 상기 정착구가 높이 방향을 따라 2개 이상으로 구비되고, 상기 콘크리트 부재의 길이는 상기 콘크리트 부재의 높이 이상인 프리캐스트 정착구 블록.
  5. 내부에 긴장재가 통과하는 쉬스관 홀을 구비하는 콘크리트 본체;
    상기 콘크리트 본체의 단부에 고정되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 프리캐스트 정착구 블록
    을 포함하며,
    상기 프리캐스트 정착구 블록의 쉬스관 홀과 상기 콘크리트 본체의 쉬스관 홀이 이어져 상기 긴장재가 상기 콘크리트 본체와 상기 프리캐스트 정착구 블록을 관통하는 프리스트레스트 콘크리트 부재.
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