KR20130091938A - Strengthening method of reinforced concrete structures using anchored steel plates and wire ropes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 기둥구조물과 같은 콘크리트 구조물을 횡 방향으로 구속함으로써 구조물의 내하력과 연성을 보강할 뿐만 아니라, 강재를 구조물에 단단히 고정하여 강재의 주 철근 효과로 인해 횡 내력 및 축 내력 향상을 증진을 기대할 수 있는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reinforcing column bearing strength using end-fixed steels and wire ropes. More specifically, by restraining concrete structures such as columnar structures in the lateral direction, it is not only to reinforce the load capacity and ductility of the structure, but also to secure the steel firmly to the structure to improve the transverse strength and axial resistance due to the steel reinforcing effect. It relates to a method of reinforcing the column strength using an end-fixed steel material and a wire rope.
종래의 철근콘크리트 기둥의 내력을 증진시키기 위해 주로 이용되는 공법은 단면증설법 또는 탄소섬유 및 강판을 이용한 부착형 보강공법이다.The method mainly used to improve the strength of the conventional reinforced concrete column is a cross-sectional expansion method or the attachment type reinforcement method using carbon fiber and steel sheet.
상기 단면증설법은 철근(Rebar)을 기둥 상하부에 연결된 슬래브 또는 기초에 설치하고 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하는 방법인데 이러한 방법은 상기 배근되는 철근을 고정하고 횡지지하여 구속할 수 있는 띠철근 배근공정이 매우 어렵고, 특히 벽체와 연결되는 기둥, 모서리기둥 및 외부기둥의 경우 상기 띠철근 배근 시공이 거의 불가능하다는 문제점이 있었다.The cross-sectional expansion method is to install a rebar (bar) on the slab or foundation connected to the upper and lower pillars and install the formwork to cast concrete. This method is a reinforcing bar reinforcement that can be restrained by fixing the reinforcement to the reinforcement The process is very difficult, especially in the case of a column, a corner column, and an outer column connected to a wall, there is a problem that the band reinforcement construction is almost impossible.
또한 상기 탄소섬유 및 강판을 이용한 부착형 보강공법의 경우 탄소섬유와 접착제 그리고 모재인 콘크리트의 선팽창계수가 상이하여 장기 거동에서 탈락이 자주 발생할 뿐만 아니라 기초 또는 기둥 상하부 슬래브에 보강재들이 정착되기 어려워 외력 전달이 매우 미미하며 특히 기온이 낮은 겨울철의 경우 접착제로 사용하는 에폭시 수지의 경화가 매우 느리고 접착성능도 떨어져 실질적인 기둥보강이 어렵다는 문제점이 있었으며 역시 탄소섬유 및 강판을 이용한 부착형 보강공법 또한 벽체와 연결되는 기둥, 모서리기둥 및 외부기둥의 경우 상기 띠철근 시공이 거의 불가능하다는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the attachment type reinforcement method using the carbon fiber and the steel sheet, the linear expansion coefficients of the carbon fiber, the adhesive, and the base material concrete are different, so that the dropout occurs frequently in the long-term behavior, and the external reinforcing materials are difficult to be settled on the upper and lower slabs of the foundation or the pillar. In the case of very low temperature, especially in winter, when the epoxy resin used as an adhesive is very hard to cure and has poor adhesive performance, it is difficult to substantially reinforce the column. Also, the adhesive reinforcement method using carbon fiber and steel sheet is also connected to the wall. In the case of a column, a corner column, and an outer column, there was a problem that the band reinforcing bar was almost impossible.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 기둥구조물 보강장치(200)를 도시한 것이 도 1a 및 도 1b이다.1A and 1B illustrate a conventional
상기 종래의 보강장치(200)는 먼저, ㄱ자형 앵글(210)을 기둥(260) 네 모서리에 상,하 길이방향으로 설치하고, 상기 앵글(210)에 연결볼트(220) 또는 PC 강선(230)이 기둥 주위로 감싸질 수 있도록 정착단(240) 및 미끄럼단(250)을 다수 설치하여, 상기 연결볼트(220) 또는 PC 강선(230)을 조여주거나 긴장 및 정착시킴으로써 결국 기둥(260)의 내하력을 증진시키도록 구성된다.The
이로서, 단순히 기둥 단면을 증가시키는 철판을 기둥표면에 에폭시와 같은 접착제로 부착시키거나 철판을 앵커볼트로 기둥에 설치하는 종래의 공법과 비교하여, 시공성이 우수하며 재긴장이 가능하면서도 조립식으로 설치 가능하다는 장점이 있었다.Thus, compared with the conventional method of attaching an iron plate that simply increases the cross section of the column with an epoxy-like adhesive on the surface of the column or installing the iron plate on the column with anchor bolts, the workability is excellent and the re-tension is possible while being prefabricated. There was an advantage.
하지만, 상기 보강장치(200)는 기둥(260)의 모서리에만 설치된 앵글(210)에 연결볼트(220) 또는 PC 강선(230)에 의한 구속력이 집중됨에 따라 구속력 전달과정에 있어 자칫 기둥 모서리부분의 파손되는 경우 보강효과를 기대할 수 없다는 문제점이 있었으며, 정착단(240) 및 미끄럼단(250)을 무게가 많이 나가는 주물로 각각 제작하여야 하기 때문에 보강해야할 기둥 높이가 커지면 커질수록 상,하로 소정의 간격을 두고 설치한다 할지라도 많은 양의 정착단(240) 및 미끄럼단(250)이 설치될 경우 시공성 및 경제성이 다소 떨어질 수 있다는 문제점이 있었다.However, the
특히 높은 축하중 하에서 모서리 사이의 콘크리트의 파괴는 보강효과를 기대할 수 없어 이에 보다 시공성이 뛰어나며, 효율적인 기둥구조물 등의 보강 방법에 대한 기술개발의 필요성이 대두 되었다.In particular, the destruction of concrete between the edges under high celebration can not be expected to reinforce the effect, so the construction is more excellent, the need for technology development for efficient reinforcement method such as column structure has emerged.
이에 미 도시 하였지만 모서리 사이의 콘크리트 파괴를 방지하고 구속력을 보다 효율적으로 제공하기 위하여 적어도 피보강 구조물의 표면에 길이방향으로 다수 연장 설치되며 피보강 구조물에 접하도록 설치된 T형 또는 I형의 강판 부재를 포함한 강재와 상기 강재의 표면에서 긴장력에 의하여 강재를 감싸면서 양단부가 아이볼트 및 아이볼트 연결구를 포함한 단부구속재에 의하여 서로 고정됨으로써 피보강 구조물을 구속시키는 와이어로프를 포함하는 구조물보강시스템이 개발되었다.Although not shown, in order to prevent the destruction of concrete between the corners and provide more efficient binding force, at least a T-shaped or I-type steel sheet member installed in contact with the reinforcement structure is installed at least in the longitudinal direction and is installed on the surface of the reinforcement structure. A structure reinforcement system was developed that includes a steel material including a steel rope and a wire rope that both sides are fixed to each other by an end binding material including an eye bolt and an eye bolt connector while surrounding the steel by a tension force on the surface of the steel. .
그러나 이와 같은 종래의 강재 및 와이어로프를 이용한 구조물보강 구조 및 그 방법에서는 콘크리트 구조물을 횡방향으로 와이어로프로 구속함으로써 구조물의 내하력을 보강하였지만 와이어로프의 구속만으로는 횡 내력 및 축 내력의 향상이 미미하여 내진성능 향상을 기대할 수는 없는 실정이었다.However, in the structure reinforcement structure and the method using the conventional steel and wire ropes, the load resistance of the structure is reinforced by restraining the concrete structure with the wire rope in the transverse direction, but the seismic resistance is not improved only by the restraint of the wire rope. Performance could not be expected.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 구조물의 내하력을 보강할 뿐만 아니라, 콘크리트의 구속과 강재의 주 철근 효과로 인해 횡 내력 및 축 내력의 향상을 기대할 수 있으며, 기존 단면증설법 또는 탄소섬유 및 강판을 이용한 부착형 보강공법의 단점을 해결할 수 있고 벽체와 연결되는 기둥, 모서리기둥 및 외부기둥의 경우에도 적용할 수 있는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the purpose is not only to reinforce the load capacity of the structure, but also can be expected to improve the lateral strength and axial strength due to the restraint of the concrete and the main steel reinforcement effect of the steel, It can solve the shortcomings of existing section expansion method or attachment type reinforcement method using carbon fiber and steel plate, and it is applicable to column, corner column, and outer column connected to wall. It is to provide a reinforcement method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
첫째, 강재를 기둥의 표면에 밀착시켜 설치하고, 상기 강재의 하부를 기둥 또는 기둥에 일체로 형성된 주변구조물인 기초에 고정시키게 된다.First, the steel is installed in close contact with the surface of the pillar, and the lower portion of the steel is fixed to the foundation, which is a peripheral structure formed integrally with the pillar or pillar.
이러한 강재의 하부 고정에 의하여 상기 강재가 기둥과 일체화되어 주철근의 역할을 할 수 있기 때문이다.This is because the steel may be integrated with the pillar by the lower fixing of the steel to serve as a main reinforcing bar.
또한 강재는 와이어로프에 의하여 횡구속 시키게 된다. 이러한 횡구속에 이용되는 와이어로프는 주철근에 대한 띠철근의 역할을 하게 되고, 와이어로프는 강재에 정착시켜 간단하게 띠철근의 설치가 가능하도록 하게 된다.In addition, the steel is horizontally bound by the wire rope. The wire rope used for the transverse confinement serves as a strip reinforcing bar for the main reinforcing bar, and the wire rope is fixed to the steel to enable the simple installation of the strip reinforcing bar.
둘째, 상기 강재와 기둥은 서로 이질적인 재료이므로 상기 강재와 기둥을 서로 합성시키기 위하여 강재 주변에 거푸집을 설치하고 거푸집 내부에 마감콘크리트를 채워넣게 된다.Second, since the steel and the pillars are heterogeneous materials, formwork is installed around the steel and the finishing concrete is filled in the formwork to synthesize the steel and the pillar.
이때 상기 마감콘크리트는 고유동 콘크리트를 이용함으로서 강재 주위에 밀실하게 채워지도록 하고 기둥 상부의 슬래브에 구멍을 형성시켜 강재와 거푸집 사이의 공간에 채워지도록 하게 된다.At this time, the finishing concrete is to be filled tightly around the steel by using high-flow concrete and to form a hole in the slab of the upper column to be filled in the space between the steel and the formwork.
이로서 강재, 와이어로프는 기둥과 합성되고 상기 강재는 주철근의 역할, 와이어로프는 띠철근의 역할을 하게 된다.As a result, the steel, the wire rope is combined with the pillar and the steel serves as the main reinforcing bar, the wire rope serves as the strip reinforcing bar.
그리고 바람직하게는 상기 강재는 판형 강재가 "T"형 또는 I형의 단면구조로 이루어지고, 서로의 위치가 구속되도록 다수의 스틸 바들을 포함한 결속을 통하여 연결될 수 있도록 하게 되며, 와이어 로프의 단부는 나사 부재와 너트를 통하여 강재에 결속되어 그 양단부가 결속되도록 하게 된다.And preferably the steel is made of a plate-like steel "T" or I-shaped cross-sectional structure, so that the position of each other can be connected through the binding including a plurality of steel bars, the end of the wire rope It is bound to the steel through the screw member and the nut so that both ends thereof are bound.
또한 바람직하게는 상기 강재는 판형 강재가 "T"형 또는 I형의 단면구조로 이루어지고, 서로의 위치가 구속되도록 다수의 스틸 바들을 포함한 결속을 통하여 연결되며, 와이어 로프는 그 양단이 아이볼트 및 아이볼트 연결구를 포함한 단부 구속재에 의하여 서로 결속되어 그 양단부가 결속되도록 하게 된다.In addition, the steel is preferably made of a plate-like steel "T" or I-shaped cross-sectional structure, is connected through the binding including a plurality of steel bars so that the position of each other is constrained, wire rope is both ends of the eye bolt And an end constraining member including an eye bolt connector to bind to each other so that both ends thereof are bound.
또한 상기 강재는 기초에 강재의 일단이 삽입되는 구멍을 형성하고, 상기 구멍으로는 모르타르를 충전하여 강재의 일단이 주변구조물에 고정되도록 하거나.In addition, the steel material forms a hole in which one end of the steel is inserted into the base, and the hole is filled with mortar so that one end of the steel is fixed to the surrounding structure.
상기 강재는 기초에 앵커볼트를 고정시키고, 상기 앵커볼트에 강재의 일단을 고정하여 결합시키거나The steel is fixed to the anchor bolt on the base, the anchor bolt is fixed to one end of the steel or coupled
상기 앵커볼트에 연결대를 더 설치하고, 강재의 일단을 상기 연결대에 고정하여 결합시켜 고정되도록 하게 된다.The connecting rod is further installed on the anchor bolt, and one end of the steel is fixed to the connecting rod to be fixed.
본 발명에 의하면 강재를 와이어로프로 감싸고, 상기 강재의 하단을 기초에 고정하여 설치되기 때문에, 기존 철근콘크리트 구조물인 기둥의 내하력 증진 공법으로 적용될 수 있다.According to the present invention, the steel is wrapped in a wire rope, and is installed by fixing the lower end of the steel to the foundation, and thus can be applied as a load-bearing enhancement method of a pillar which is an existing reinforced concrete structure.
또한 본 발명은 벽체와 연결되는 기둥, 모서리기둥 및 외부기둥의 경우에도 와이어로프에 의한 띠철근 시공이 가능하여 적용성이 뛰어난 구조물 보강이 가능하게 된다.In addition, the present invention is also possible to reinforce the structure excellent in the applicability of the belt reinforcement construction by the wire rope in the case of a column, a corner column and an outer column connected to the wall.
또한, 강재와 와이어로프를 고유동 콘크리트로 합성시켜 시공하게 되므로 상기 고유동 콘크리트에 의하여 기둥을 횡방향으로 구속시켜 보강이 가능하며 강재가 주철근 역할을 함으로서 횡 내력 및 축 내력 향상을 증진이 가능하게 된다.In addition, since steel and wire ropes are constructed by high flow concrete, construction can be reinforced by constraining the column in the transverse direction by the high flow concrete, and the steel can act as a main reinforcing bar to enhance the transverse strength and axial strength. do.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 기둥구조물 보강장치를 도시한 사시도,
도 1c는 종래의 기술에 따른 다른 구조의 기둥구조물 보강장치를 도시한 사시도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 단부 정착된 강재와 와이어로프가 적용된 기둥 사시도 및 분해 조립도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 강재의 고정방법의 실시예들에 대한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥보강 순서도,
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 종래 기술과 본 발명의 비교 시험결과를 도시한 그래프이다.Figure 1a and 1b is a perspective view showing a column structure reinforcement device according to the prior art,
Figure 1c is a perspective view showing a pillar structure reinforcement device of another structure according to the prior art,
2a and 2b is an end perspective view and an exploded assembly view of the end-fixed steel and wire rope according to the present invention,
3a, 3b and 3c is a perspective view of embodiments of the fixing method of steel to the present invention,
Figure 4 is a column reinforcement flow chart using the end-fixed steel and wire rope according to the present invention,
5A, 5B, 5C and 5D are graphs showing comparative test results of the prior art and the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여, 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 기둥(5b)과, 상기 기둥(5b)에 일체로 형성된 기초(5a)를 강재와 와이어로프를 이용하여 보강하는 방법이다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the pillar strength reinforcing method using the end-fixed steel and the wire rope according to the present invention includes a
본 발명에 따른 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법은 상기 기둥(5b)과의 접촉면적이 커지고 구속력이 효율적으로 제공되도록 기둥(5b)의 표면에 길이방향으로 다수 연장 설치되고, 기둥(5b)에 접하도록 설치된 강재(10)를 구비한다. Pillar strength reinforcement method using the end-fixed steel and the wire rope according to the present invention is provided with a plurality of extending in the longitudinal direction on the surface of the pillar (5b) so that the contact area with the pillar (5b) is increased and the constraint force is efficiently provided, The
상기 강재(10)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 스틸 플레이트와 같은 판형부재(12a)(12b)들이 "T"형 또는 "I"형의 단면구조로 이루어지는데, 이들은 횡으로 스틸바(15)들을 통하여 연결되며, 이와 같은 스틸바(15)들은 강재(10)의 상하로 일정 간격을 유지하면서 배치되며 주철근 역할을 하게 된다.As shown in FIG. 2A, the
그리고 이와 같은 강재(10)는 기둥(5b)의 외측에 와이어로프(30)를 통하여 감싸지는데, 이와 같은 와이어로프(30)는 기둥(5b)의 둘레를 감싸는 길이를 가지게 되고 양단에는 일정 길이의 나사부재(16)들이 연결되어 있다.And
이와 같은 상기 나사부재(16)는 각각 "T"형 또는 I형의 단면구조의 판형부재(12a)(12b)들을 횡 방향으로 관통하여 끼워져 양 단부가 결속되는데, 판형부재(12a)(12b)에 끼워진 후에는 나사부재(16)에 너트(17)가 각각 결합되어 조임으로써 와이어로프(30)에 각각 긴장력을 부여한다.The
또한 이와 같은 와이어로프(30)는 강재(10)를 감싸는 형태로 강재(10)의 상하 방향으로 다수가 일정 간격을 유지하면서 배치되며, 나사부재(16)와 너트(17)를 통하여 결합됨으로써 전체적으로 강재(10)를 기둥(5b)의 외면에 밀착(압착에 의한 구속)시키게 되며 띠철근의 역할을 하게 된다.In addition, such a
한편, 이와 같은 와이어로프(30)는 나사부재(16)들이 "T"형 또는 I형의 단면구조의 판형부재(12a)(12b)들을 횡 방향으로 관통하는 부위가 도 2b에 도시된 바와 같이, 하나 걸러서 기둥(5b)의 전후에 배치되는 구조로 설치할 수 있다.On the other hand, such a
이와 같은 배치 구조를 통하여 와이어로프(30)는 기둥(5b)의 둘레에 판형부재(12a)(12b)들을 균일한 힘으로 고정시킬 수 있다. Through such an arrangement structure, the
또한 상기 강재(10)는 도 2a와 같이 중앙부분의 판형부재(12a)들의 높이(h1)가 양측의 판형부재(12b)들의 높이(h2)보다 높게 형성되어 이후에 설명되는 바와 같이, 와이어로프(30)에 의하여 그 둘레가 조여지는 경우, 기둥(5b) 측으로 압착가능 하도록 구성된다. In addition, the
예를 들면 판형부재(12a)(12b)들이 횡으로 4개가 배치되는 경우, 중앙부 2개가 양측 2개보다 높이가 높도록 하여 와이어로프(30)에 의한 압착이 가능한 구조로 되어 있다.For example, when four
한편 이와 같은 강재(10)는 그 설치된 연장길이가 기둥(5b) 전체 높이가 되도록 하게 된다.On the other hand, the
상기와 같이 기둥(5b)의 전체 높이에 형성되는 경우는 기둥(5b)의 상, 하단에 걸쳐서 형성된다. 이와 같은 구조를 통하여 기둥(5b)이 보다 효과적으로 보강된다.When formed in the full height of the
그리고 본 발명은 상기 강재(10)의 표면에 직접 마찰력에 의하여 접하여 고정되며, 긴장력에 의하여 강재(10)를 감싸서 고정하는 다른 구조의 와이어로프(30')를 구비할 수 있다.In addition, the present invention may be provided with a wire rope (30 ') of another structure that is fixed to the surface of the
이와 같은 구조의 와이어로프(30')는 도 2b에 도시된 바와 같이, 그 양단부가 아이볼트(42) 및 아이볼트 연결구(45)를 포함한 단부구속재(40)에 의하여 서로 고정됨으로써 기둥(5b)을 구속시키는 구조이다.As shown in FIG. 2B, the
상기 단부구속재(40)는 와이어로프(30)가 판형부재(12a)(12b)를 조여줄 수 있도록 그 양단부를 후술되는 아이볼트(42) 및 아이볼트 연결구(45)에 연결되도록 하여 고정한다.The
이와 같은 단부구속재(40)는 와이어로프(30')의 일단부가 연결되는 아이볼트(42)와, 상기 와이어로프(30')의 타단부가 연결되고 상기 아이볼트(42)가 끼워지는 아이볼트 연결구(45)를 포함하여 구성된다.The
상기 아이볼트(42)는 머리부에 와이어로프(30')의 일 단부가 연결되고, 이에 대응되는 볼트 부에는 아이볼트 연결구(45)가 연결된다. 상기 아이볼트 연결구(45)는 상기 볼트 부가 삽입될 수 있는 관통공(45a)이 형성되며, 상기 볼트 부에 체결시킨 너트(47)에 의하여 아이볼트(42)로부터 빠져나가지 않도록 구속되는 것이다.One end of the
도 2b는 아이볼트(42) 및 아이볼트 연결구(45)에 의하여 와이어로프(30')의 양단부가 구속된 상태에서 강재(10)에 설치된 상태를 도시한 것으로서 수평상태로 와이어로프(30')를 판형부재(12a)(12b)에 감아 설치하는 경우이다.FIG. 2B illustrates a state in which the both ends of the wire rope 30 'are restrained by the
이에 강재(10)를 먼저 기둥(5b)에 설치한 후, 일정 간격으로 나사부재(16)를 구비한 와이어로프(30)를 이용하여 상기 나사부재(16)를 "T"형 또는 I형의 단면구조의 판형부재(12a)(12b)에 횡 방향으로 관통하여 끼우고, 너트(17)를 통하여 조여서 고정시킨다.Accordingly, the
그리고 이와 같이 고정된 와이어로프(30)의 사이사이에 아이볼트(42) 및 아이볼트 연결구(45)를 구비한 와이어로프(30')를 감아 두르고, 와이어로프(30')의 타 단부에 연결된 아이볼트 연결구(45)의 관통공(45a)을 아이볼트(42)의 볼트 부에 삽입되도록 함으로서 가능하게 된다. The wire rope 30 'having the
또한 이 상태에서 상기 볼트 부에 체결시킨 너트(47)를 점차적으로 조여줌으로서 와이어로프(30')의 조임력이 강재(10)를 통해 기둥(5b)로 전달되도록 하는 것이다. In addition, by gradually tightening the nut 47 fastened to the bolt part in this state, the tightening force of the
따라서 점차적으로 너트(47)를 조여주게 되면, 와이어로프(30')에도 점차적으로 긴장력이 발생하게 되고, 다수의 와이어로프(30')에 의한 긴장력은 기둥(5b)에 강재(10)를 통하여 효과적으로 전달된다. Therefore, when the nut 47 is gradually tightened, the tension force is gradually generated in the wire rope 30 ', and the tension force by the plurality of wire ropes 30' is transmitted through the
이러한 와이어로프(30)(30')들은 기둥(5b)의 길이방향으로 소정의 간격을 두고 다수를 설치할 수 있으며, 기둥(5b)의 직경, 길이에 따라 그 간격 및 와이어로프(30)(30')의 설치수량을 정하면 된다.These
또한 본 발명은 상기 강재(10)의 하단을 기둥(5b)에 고정시키게 된다.In addition, the present invention is to fix the lower end of the steel (10) to the column (5b).
즉, 상기 강재(10)가 기둥(5b)과 일체로 형성된 기초(5a)에 고정되어 기둥(5b)에 연장설치되도록, 강재(10)의 일단을 기초(5a)에 고정시킨다.That is, one end of the
예컨대, 도 3a와 같이 기초(5a)에 상기 강재(10)가 삽입되는 구멍(72)을 형성하고, 상기 구멍(72)으로는 강재(10)의 하단을 일정깊이로 매설한 다음, 고강도 모르타르(75)를 충전하여 고정시키고 있음을 알 수 있다.For example, as shown in FIG. 3A, a
다르게는 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 기초(5a)에 앵커볼트(80)를 고정하고, 상기 앵커볼트(80)에 강재(10) 하단을 용접 고정하여 결합시킨 구조로 이루어질 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 3B, the
이와 같은 경우, 상기 앵커볼트(80)는 기초(5a)에 고정되고, 상기 앵커볼트(80)의 직 상단에 강재(10)의 하단을 용접 고정하여 결합시키면 된다.In this case, the
또는 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 기초(5a)에 앵커볼트(80)를 고정하고, 상기 앵커볼트(80)에 강재(10) 하단을 연결대(82)를 이용하여 용접 고정하여 결합시킨 구조로 이루어질 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 3c, the
이와 같은 경우, 상기 앵커볼트(80)는 강재(10)의 직 하단으로부터 벗어나서 위치되지만, 연결대(82)를 통하여 서로 구조적으로 연결가능한 것이다.In this case, the
이와 같이 본 발명에 의하면 기둥(5b)의 외면에 강재(10)를 와이어로프(30)로 감싸고, 상기 강재(10)의 하단을 기초(5a)에 일체로 고정하여 설치되기 때문에, 상기 강재(10)는 기둥(5b)의 주철근 역할을 할 수 있게 되며,As described above, according to the present invention, since the
상기 강재(10)에 가볍고 가공이 용이한 와이어로프(30)로 강재의 띠철근 역할을 와이어로프가 담당할 수 있게 된다. Light and easy to process the
이에 기둥(5b)을 강재(10) 및 와이어로프(30)에 의하여 압착, 구속되도록 함과 더불어 강재(10)의 일단(하단 등)을 기둥(5b)과 일체로 형성되는 기초(5a)에 고정되도록 하여 기둥(5b)에 있어 강재가 노출된 주철근 역할을 하도록 하고, 나아가 강재(10)에 의하여 기둥(5b)의 축방향과 직각방향인 횡방향으로의 작용하중(지진하중 등)에 저항할 수 있도록 함으로써 보다 효과적인 기둥(5b)의 구조적 보강이 가능하게 된다.Accordingly, the
이하, 본 발명에 따른 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of reinforcing column bearing strength using an end-fixed steel and a wire rope according to the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 강판 및 와이어로프를 이용한 구조물 내진보강 방법은 도 4와 같이 먼저 기둥구조물을 포함한 기둥(5b)의 표면 또는 상기 표면에 파여진 홈(미 도시)에 기둥(5b)의 길이방향으로 판형부재(12a)(12b)를 포함한 다수의 강재(10)를 연장 설치하게 된다.Structure seismic reinforcement method using a steel plate and a wire rope according to the present invention first as shown in Figure 4 in the longitudinal direction of the column (5b) in the surface of the column (5b) including the column structure or grooves (not shown) in the surface A plurality of
그리고 다음으로는 상기 강재(10)의 하단을 기둥(5b)의 기초(5a)에 고정 연결하게 된다. 도 4에는 도 3c와 같이 상기 기초(5a)에 앵커볼트(80)를 고정하고, 상기 앵커볼트(80)에 강재(10) 하단을 연결대(82)를 이용하여 용접 고정하여 결합시키게 된다.Next, the lower end of the
다음으로는 상기 강재(10)의 표면을 감싸도록 와이어로프(30)를 설치하게 되며 이는 도 2a와 같이 나사부재(16)와 너트(17)를 이용해도 되고,Next, the
강재(10)의 하단을 기초(5a)에 일체로 고정한 다음, 상기 강재(10)의 표면을 감싸도록 와이어로프(30)를 설치하고, 그 와이어로프(30)의 단부를 도 2b와 같이 단부 구속재(40)를 통하여 연결하고 구속시켜서 고정할 수도 있는 것이다.After fixing the lower end of the steel (10) integrally to the base (5a), the
이와 같이 본 발명은 강재(10)의 하단이 기초(5a)에 일체로 고정되어있기 때문에 횡방향 하중에 대하여 구조적으로 보강이 가능한 것이고, 이와 같은 강재(10)는 콘크리트 기둥 부에 있어서 주 철근의 역할을 할 수 있는 것이다. Thus, in the present invention, since the lower end of the
이러한 강재(10)는 주로 수직방향의 압축력에 저항하는 기능을 가지지만, 강재(10)가 와이어로프(30)를 통하여 기둥부(5b)의 외주 면에 압착되어 설치되므로 이 또한 주 철근의 역할을 할 수 있고 상기 와이어로프가 띠철근의 역할을 하게 된다.The
다음으로는 상기 강재(10)와 와이어로프(30)의 주위에 거푸집(91)을 설치하고, 상기 거푸집 내부에 고유동 콘크리트(92)를 충진시키게 된다.Next,
이에 상기 기둥(5b) 상부의 슬래브 또는 빔(5c)에 수직구멍(93)을 형성시키고 상기 수직구멍(93)을 통해 거푸집 내부로 고유동 콘크리트(92)를 충진시키게 된다.Accordingly, a
본 발명에 있어 고유동 콘크리트(92)를 사용하는 이유는 강재와 와이어로프에 의하여 콘크리트가 거푸집 내부로 밀실하게 채워지도록 하기 위함이며 골재는 13mm를 이용하는 것이 바람직하다.The reason for using the high flow concrete 92 in the present invention is to ensure that the concrete is tightly filled into the formwork by the steel and the wire rope, and the aggregate is preferably 13 mm.
이와 같이 슬래브 또는 빔에 수직구멍(93)을 형성시켜 고유동 콘크리트(92)를 충진시키는 이유는 거푸집에 구멍을 형성시키게 되면 기둥상부와 슬래브 또는 빔 저부에 밀실하게 고유동 콘크리트가 충진되기 어렵기 때문이다.The reason for filling the high flow concrete 92 by forming the
이에 상기 충진된 고유동 콘크리트(92)는 경화되면서 강재(10)와 와이어로퍼(30)와 합성되어 기둥을 보다 확실하게 보강할 수 있도록 하게 된다.Accordingly, the filled
최종 고유동 콘크리트가 경화되면 거푸집을 탈형하여 기둥보강이 완성될 수 있도록 하게 된다.When the final high flow concrete is hardened, the formwork is demolded to complete the column reinforcement.
이하 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 파악하기 위하여 일련의 시험을 실시하고, 그 결과를 그래프로서 도시하였다.Hereinafter, in order to grasp the effect of the present invention more specifically, a series of tests were conducted, and the results are shown as a graph.
먼저 본 발명에 따른 강재 및 와이어로프를 이용한 구조물보강 구조(1)가 적용되지 않은 경우와, 단지 기둥(5b)의 외면에 강재(10)와 와이어로프(30)(30')만을 적용하고 하단을 고정하지 않은 경우 및, 본 발명에 따른 강재 및 와이어로프를 이용한 구조물보강 구조(1)를 적용한 각각의 경우에 대하여 하중-변형시험을 실시하고, 그 결과를 그래프로서 도시하였다. First, when the
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강재 및 와이어로프를 이용하지 않은 무보강의 경우에는 최대 내력도 작을 뿐만 아니라 최대내력 이후 하중이 급격히 떨어지는 취성파괴를 나타냄으로서 결과적으로 변위 저항성이 가장 작게 나타났다.First, as shown in Figure 5a, in the case of the non-reinforcement without using the steel and wire rope according to the present invention, not only the maximum strength is small but also shows brittle fracture in which the load drops sharply after the maximum strength, resulting in the most displacement resistance. Appeared small.
그 다음의 기둥(5b)의 외면에 강재(10)와 와이어로프(30)만을 적용하고 하단을 고정하지 않은 경우에는 도 5b에 도시된 그래프(100b)에서와 같이, 무보강 (도 5a)과 비슷한 내력을 보이지만 최대내력 이후 하중의 떨어짐이 상대적으로 덜하여 비교적 연성거동을 보였다. 이에 따라 파괴 시 기둥의 변위가 무보강 기둥에 비해 약 5배 이상 증가하였다. 이는 외면에 설치된 강재가 정착되지 않고 와이어로프로 횡 보강 된 경우 기둥의 연성증진에만 효과가 있음을 보여준다.If only the
그러나 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강재 및 와이어로프를 이용하고 강재의 하단을 고정시킬 경우 최대 내력은 무보강 기둥에 비하여 약 1.2배 증가하며 최대내력 이후 하중의 감소도 덜하여 매우 연성적인 거동을 보였다. 강재 정착과 와이어로프 보강공법이 기둥의 내력과 연성 증진에 비교적 효과적임을 보여주고 있다.However, as shown in Figure 5c, when using the steel and the wire rope according to the present invention and fixing the bottom of the steel, the maximum strength is increased by about 1.2 times compared to the non-reinforced column and the load decreases after the maximum strength is very low It showed ductile behavior. Steel fixation and wire rope reinforcement are relatively effective in improving the strength and ductility of columns.
한편 도 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강재 및 와이어로프를 이용하고 강재의 하단을 고정시키고 고유동 콘크리트를 사용할 경우에는 기둥의 내력은 무보강 기둥에 비하여 약 4배 증가하며 최대내력 이후 하중의 떨어짐도 무보강 기둥에 비하여 덜하고 하중 사이클도 현저히 증가하여 매우 연성적임을 알 수 있다. 이는 본 발명에서 제시한 공법이 기둥의 내력과 연성증진에 매우 효과적임을 보여주고 있다.On the other hand, as shown in Figure 5d, when using the steel and the wire rope according to the present invention and fixed the bottom of the steel and using high-flow concrete, the strength of the column increases about 4 times compared to the non-reinforced column and after the maximum strength It can be seen that the drop in load is less than that of the unreinforced column, and the load cycle is significantly increased, which is very ductile. This shows that the method proposed in the present invention is very effective in increasing the strength and ductility of the pillar.
이와 같은 시험에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 강재 및 와이어로프를 이용한 기둥 보강 효과는 강재의 하단 고정과 고유동 콘크리트에 의한 효과가 매우 큼을 알 수 있다.As can be seen from such a test, the reinforcing effect of the column using the steel and the wire rope according to the present invention can be seen that the effect of the fixed bottom of the steel and high flow concrete is very large.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to this specific structure. Those skilled in the art will be able to variously modify or change the embodiments of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.
예를 들면 상기에서는 기둥(5b)인 기둥 부가 4각 단면으로 이루어진 것이지만 본 발명은 다각 기둥 구조물 및 원형 기둥구조물에도 설치될 수 있도록 단면 및 형태의 변형이 가능한 것이다. For example, in the above, the
또한 강재(10)는 기둥(5b) 외주면 전체를 커버할 수도 있지만, 부분적으로 설치되는 구조를 가질 수도 있는 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.In addition, the
1: 강재 및 와이어로프를 이용한 구조물보강 구조
5a: 기초
5b: 기둥
10: 강재
12a,12b: 판형부재
15: 스틸바
30,30': 와이어로프
40: 단부구속재1: Structure reinforcement structure using steel and wire rope
5a: foundation
5b: pillar
10: steel
12a, 12b: plate-shaped member
15: steel bar
30,30 ': wire rope
40: end binding material
Claims (5)
상기 강재(10)의 표면을 감싸도록 와이어로프(30,30')를 설치하고, 그 와이어로프의 양단부를 긴장시킨 후 결속시켜 와이어로프에 의하여 기둥(5b)에 강재(10)가 압착되도록 하는 단계; 및
상기 강재(10)와 와이어로프가 매립되도록 고유동 콘크리트(92)를 기둥 주위에 추가 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법.In the surface of the pillar (5a) or the grooves dug into the surface of the pillars in the longitudinal direction of the column "T" or "I" type of a plurality of steel (10) consisting of a cross-sectional structure is installed to extend, but based on the lower end of the steel ( Fixing to 5b);
Wire ropes 30 and 30 'are installed to surround the surface of the steel 10, and both ends of the wire rope are tensioned to bind the steel wire 10 to the pillar 5b by the wire rope. step; And
And additionally forming a high flow concrete (92) around the column such that the steel (10) and the wire rope are buried.
상기 고유동 콘크리트(92)는 기초 상면에 강재와 와어어로프와 이격되도록 거푸집을 설치하고,
상기 기둥 상부의 슬래브 또는 빔에 수직구멍(93)을 형성시키고,
상기 수직구멍을 통해 고유동 콘크리트가 거푸집 내부로 충진되도록 하는 단계를 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법.The method of claim 1,
The high flow concrete (92) is installed on the upper surface of the formwork so as to be spaced apart from the steel and the war rope,
A vertical hole 93 is formed in the slab or the beam on the column;
And a step of allowing the high flow concrete to be filled into the formwork through the vertical hole.
상기 강재의 하단을 기초에 고정시키는 것은, 강재의 하단을 기초에 형성시킨 구멍에 삽입하고, 고강도 모르타르를 구멍에 충전하여 상기 강재의 하단이 기초에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법.The method of claim 1,
Fixing the lower end of the steel to the base, end-fixed steel, characterized in that the lower end of the steel is inserted into the hole formed in the base formed in the base, and the high-strength mortar in the hole is fixed to the base and Column strength reinforcement method using wire rope.
상기 강재의 하단을 기초에 고정시키는 것은, 기초에 앵커볼트를 고정시키고, 상기 앵커볼트 또는 앵커볼트에 설치된 연결대에 강재 하단을 결합시켜 상기 강재 하단이 기초에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법.The method of claim 1,
Fixing the lower end of the steel to the base, the anchor bolt is fixed to the base, the end bolts characterized in that the lower end of the steel is fixed to the base by coupling the lower end of the steel to the connecting rod installed in the anchor bolt or anchor bolt Column strength reinforcement method using steel and wire rope.
상기 앵커볼트에 연결대(82)를 더 설치하고, 강재의 하단을 상기 연결대에 고정하여 결합시키는 것을 특징으로 하는 단부 정착된 강재와 와이어로프를 이용한 기둥 내력보강방법.5. The method of claim 4,
Further comprising a connecting rod (82) to the anchor bolt, the end strength reinforcing method using the end-fixed steel and wire rope characterized in that the coupling to the lower end of the steel to the connecting rod.
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