KR20100086185A - 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조 - Google Patents

프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 대지진에 의한 플러스 마이너스 반복의 하중을 구조물의 구조 변형에 의해 흡수할 수 있는 프리스트레스트(prestressed) 콘크리트 구조물에 있어서의 필러(pillar)와 빔의 접합 구조를 제공하는 것이다. 콘크리트의 기초 상에 다수의 필러(1)가 세워 설치되고, 상기 필러(1)에 돌출 설치된 빔 지지용 턱(4)에 빔(5)의 단부(端部)(6)를 지지시켜 다수의 빔(5)이 각 필러(1) 사이에 가설(架設)되고, 상기 빔(5)이 PC 강선(鋼線)(8)에 의해 프리스트레스가 부여되어 필러(1)에 긴장(緊張) 정착되는 동시에, 상기 필러(1)의 빔 지지용 턱(4)과 빔(5)의 단부(6) 사이에 상기 필러(1)와 빔(5)보다 강도가 큰 충전재(7)를 설치한 것이다.
프리스트레스트 콘크리트 구조물, 필러, 빔, 접합 구조

Description

프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조{JOINING CONSTRUCTION FOR PILLAR AND BEAM OF PRESTRESSED CONCRETE STRUCTURE}
본 발명은 프리스트레스트(prestressed) 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조에 관한 것이다.
프리스트레스트 콘크리트 구조물은, 기초 상에 세워 설치된 프리캐스트(precast) 콘크리트 필러(pillar)의 빔 지지용 턱에 프리캐스트 콘크리트빔의 단부(端部)를 지지시켜 프리캐스트 콘크리트빔을 각 프리캐스트 콘크리트 필러 사이에 가설(架設)하고, 상기 프리캐스트 콘크리트빔이 PC 강선(鋼線)의 긴장력(緊張力)에 의해 프리스트레스가 부여되어 정착되어 있다. 이와 같은 프리스트레스트 콘크리트 구조물은, 일반적으로 탄성 내력(耐力)이 RC 구조에 비해 현저하게 높다.
그러나, 상기와 같은 프리스트레스트 콘크리트 구조물은, 지진 등에 의한 플러스 마이너스 반복의 하중을 받으면 동적인 응답이 증대하는 동시에 대지진에 대하여는 구조물의 소성(塑性) 변형에 의한 에너지 소비 능력이 적다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 대지진에 의한 플러스 마이너스 반복의 하중을 구조물의 구조 변형에 의해 흡수할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 있어서의 필러와 빔의 접합 구조를 제공하는 것이다.
이상의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 있어서의 필러와 빔의 접합 구조는, 콘크리트의 기초 상에 다수의 필러가 세워 설치되고, 상기 필러에 돌출 설치된 빔 지지용 턱에 빔의 단부를 지지시켜 다수의 빔이 각 필러 사이에 가설되고, 상기 빔이 PC 강선에 의해 프리스트레스가 부여되어 필러에 긴장(緊張) 정착되는 동시에, 상기 필러의 빔 지지용 턱과 빔의 단부 사이에 상기 필러와 빔보다 강도가 큰 충전재를 설치한 것이다.
상기한 바와 같이 필러의 빔 지지용 턱과 빔의 단부 사이에 상기 필러와 빔보다 강도가 큰 충전재를 설치함으로써, 프리스트레스트 콘크리트 구조물이 대지진에 의한 플러스 마이너스 반복의 하중을 받으면, 전술한 충전재가 파괴되기 전에, 충전재와 빔의 에지가 끊어져 경첩으로서 기능하여 지진 에너지를 흡수한다.
빔에 있어서의 PC 강선의 긴장을, PC 강선의 내력 이하로 한 것에 의해, 구조물이 지진에 의한 수평 하중을 받았을 경우에, 필러와 빔의 접합부가 경첩 구조로 되기 쉽다.
이하, 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 있어서의 필러와 빔의 접합 구조 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 있어서의 필러와 빔의 접합 구조의 단면도이다.
필러와 빔의 접합 구조는, 프리캐스트 콘크리트 필러(이하 PC 필러라고 함)(1)가 기초 콘크리트의 시트 블록(2) 상에 세워 설치되고, PC 강봉(鋼棒)(3) 또는 PC 강선(3) 등의 긴장에 의해 프리스트레스가 부여되어 있다. 이 PC 필러(1)에는, 소정의 높이 위치에 빔 지지용 턱(4)이 돌출 형성되어 있고, 상기 빔 지지용 턱(4) 상에 프리캐스트 콘크리트빔(이하 PC 빔이라고 함)(5)의 단부(6)를 지지시켜 각 PC 필러(1) 사이에 PC 빔(5)이 가설되어 있다.
이 PC 빔(5)의 단부(6)와 상기 PC 필러(1)의 빔 지지용 턱(4) 사이에는 충전재(7)가 설치되고, 이것을 통하여 PC 빔(5)의 단부(6)가 PC 필러(1)의 빔 지지용 턱(4)에 탑재되어 있다. 상기 충전재(7)는 PC 필러(1)나 PC 빔보다 강도가 큰 모르타르, 수지 모르타르, 경질 플라스틱, 그라우트 중 어느 하나이며, 빔 지지용 턱(4)의 상면으로부터 앞면에 걸쳐 적당한 두께로 설치되어 있다. 또한, 전술한 충전재(7)는 고강도 모르타르와 경질 플라스틱의 조합, 또는 수지 모르타르와 경질 플라스틱의 조합, 또는 고강도 그라우트와 경질 플라스틱의 조합으로 사용할 수도 있다.
PC 필러(1)와 PC 빔(5)은, 이들을 걸쳐 관통한 PC 강선(8)을 긴장시켜 소정의 프리스트레스를 부여하여 접합하고 있다. 그리고, 이 긴장은 PC 강선(8)에 어느 정도 여유를 갖게 하여 긴장시킴으로써 큰 변위에 대응할 수 있는 구조로 한다. 즉, 종래의 긴장이 PC 강선(8) 내력의 80~85%의 긴장력으로 긴장시키고 있었던데 대하여, 본 발명은 PC 강선(8) 내력의 40~70%의 긴장력으로 긴장시키는 것이며, 이 긴장력의 범위가 가장 바람직하다.
이와 같은 구성으로 하면, 지진 시에 있어서 충전재(7)가 파괴되기 전에, PC 빔의 단부(6)와 충전재(7), 또는 PC 필러(1)와 충전재(7)의 에지가 끊어져 경첩 구조로 되는 것에 의해 지진 수평력은 전하지만, 회전 모멘트는 전하지 않는 구조로 되어, 수평 변형으로 지진 에너지를 흡수할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 대지진에 의한 플러스 마이너스 반복의 하중을 받았을 경우에, 충전재(7)와 PC 빔(5)의 에지가 끊어져 경첩 구조로 된 상태를 나타낸 것이며, 이와 같은 도 2a 및 도 2b에 나타낸 구조 변형으로 지진 에너지를 흡수함으로써, PC 필러(1) 및 PC 빔(3)은 모두 건전한 상태를 일정하게 유지할 수 있다. 이것은 충전재(7)가 PC 필러(1) 및 PC 빔(5)보다 강도가 크기 때문에, 이것이 파괴되기 전에 PC 빔(5)과의 에지가 끊어진다. 또 에지가 쉽게 끊어지게 하기 위해 도 3a에 나타낸 바와 같이, 파라핀, 중유(重油), 광유(鑛油), 합성 수지 등의 박리제(9)를 설치하여 둘 수도 있다. 이 박리제(9)는 충전재(7)와 PC 빔(5) 사이 뿐아 니고, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 충전재(7)와 PC 필러(1) 사이에도 설치할 수 있다. 이 경우는 충전재(7)가 PC 빔의 단부(6)에 접착된 채 PC 필러(1)와의 에지가 끊어진 상태로 된다.
필러의 빔 지지용 턱과 빔의 단부 사이에, 필러와 빔보다 강도가 큰 충전재를 설치함으로써, 프리스트레스트 콘크리트 구조물이 대지진에 의한 플러스 마이너스 반복의 하중을 받으면, 전술한 충전재가 파괴되기 전에, 충전재와 빔의 에지가 끊어져 경첩으로서 기능하므로 지진 에너지를 흡수할 수 있다.
충전재를 수지 모르타르, 경질 플라스틱으로 한 것이나, 충전재와 빔 사이에 박리제가 설치된 것에 의해, 충전재와 PC 빔의 단부의 에지가 끊어지기 쉬워진다.
PC 빔의 단부가 빔 지지용 턱과의 고정으로부터 경첩 지지에 이르는 과정에 있어서도, PC 빔의 단부가 PC 필러의 빔 지지용 턱에 지지되고, 또한 PC 강선에 매달리므로, PC 빔이 낙하할 위험성이 없다.
빔에 있어서의 PC 강선의 긴장을, PC 강선의 내력 이하로 한 것에 의해, 구조물이 지진에 의한 수평 하중을 받았을 경우에, 필러와 빔의 접합부가 경첩 구조로 되어 구조 변화에 의한 지진 에너지의 흡수를 할 수 있다.
도 1은, 필러와 빔의 접합 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2a 및 2b는, 빔과 충전재의 에지가 끊어진 상태를 각각 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 3b는, 충전재와 필러 또는 빔 사이에 박리제를 설치한 각각 나타낸 단면도이다.

Claims (4)

  1. 콘크리트의 기초 상에 다수의 필러(pillar)가 세워 설치되고, 상기 필러에 돌출 설치된 빔 지지용 턱에 빔의 단부(端部)를 지지시켜 다수의 빔이 각 필러 사이에 가설(架設)되고, 상기 빔이 PC 강선(鋼線)에 의해 프리스트레스트(prestressed)가 부여되어 필러에 긴장(緊張) 정착되는 동시에, 상기 필러의 빔 지지용 턱과 빔의 단부 사이에 상기 필러와 빔보다 강도가 큰 충전재를 설치한 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전재는 고강도 모르타르, 수지 모르타르, 경질(硬質) 플라스틱, 고강도 그라우트 중 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 충전재와 필러 사이 또는 충전재와 빔 사이에는 박리제(剝離劑)가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔에 있어서의 PC 강선의 긴장은 PC 강선의 내력(耐力) 이하인 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에서의 필러와 빔의 접합 구조.
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