KR20140060742A - 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ) - Google Patents

말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ) Download PDF

Info

Publication number
KR20140060742A
KR20140060742A KR1020120127429A KR20120127429A KR20140060742A KR 20140060742 A KR20140060742 A KR 20140060742A KR 1020120127429 A KR1020120127429 A KR 1020120127429A KR 20120127429 A KR20120127429 A KR 20120127429A KR 20140060742 A KR20140060742 A KR 20140060742A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pile
reinforcing structure
steel
concrete
incision line
Prior art date
Application number
KR1020120127429A
Other languages
English (en)
Inventor
정흥국
Original Assignee
정흥국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정흥국 filed Critical 정흥국
Priority to KR1020120127429A priority Critical patent/KR20140060742A/ko
Publication of KR20140060742A publication Critical patent/KR20140060742A/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/0604—Prismatic or cylindrical reinforcement cages composed of longitudinal bars and open or closed stirrup rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D31/00—Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
    • B21D31/04—Expanding other than provided for in groups B21D1/00 - B21D28/00, e.g. for making expanded metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/58—Prestressed concrete piles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물은 내부와 외부에 콘크리트가 충진되며, 길이 방향으로 연장되는 원통형의 본체부; 및 상기 본체부에 반복적으로 형성되어 상기 콘크리트가 관통되도록 하는 복수개의 통공;을 포함하며, 상기 통공을 구획하는 벽은 교차지점으로부터 타 교차지점을 향하여 반경 방향 내측 또는 외측으로 기울어지게 형성될 수 있다.

Description

말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ＰＨＣ보강말뚝(ＥＳＰ){Reinforcement structure for pile, method thereof and Pretensioned Spun High Strength Concrete reinforcement pile(Expended Steel Pipe Pile)}
본 발명은 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 PHC보강말뚝에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 PHC말뚝(Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)의 단점을 보완하기 위한 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 PHC보강말뚝에 관한 것이다.
말뚝 기초(pile foundation)란 말뚝에 의해 구조물을 지지하는 기초로, 여기에 사용되는 말뚝은 상부구조물의 하중을 하부의 단단하고 상대적으로 견고한 지지층 또는 암반에 전달시키는 기둥형태의 부재이다.
여기서, 상기와 같은 말뚝은 단지 상부구조의 연직하중 뿐만 아니라, 휨, 전단, 측방유동 등에도 견딜 수 있는 저항력을 구비해야 하며, 결과적으로 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 구비해야 한다.
한편, 구조물을 지지하는 말뚝의 종류로는 강관말뚝, 현장타설 콘크리트 말뚝 및 기성 콘크리트 말뚝 등이 있으며, 각각 장단점이 존재하게 된다.
우선, 강관말뚝은 시공관리가 용이하고 재료의 특성상 수평력(휨, 전단)에 대해 강점이 있긴 하나, 다른 말뚝 재료에 비하여 재료비가 고가이며 원자재의 대부분을 외국 수입에 의존하므로 수급 및 가격의 변화가 심할 수 밖에 없다는 문제가 있다.
그리고, 현장타설 콘크리트 말뚝은 소음이 적고, 현장에서 요구하는 소정의 깊이까지 관입시킬 수 있다는 장점이 있으나, 장대교량 기초 또는 대형건물 기초 등 제한된 경우에 사용되고 대형 시공장비의 사용으로 인한 고가의 공사비, 보강재인 철근망의 품질관리 및 시공의 어려움 등의 문제가 있다.
그리고, 기성 콘크리트 말뚝은 PHC말뚝(고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝: Pretensioned Spun High Strength Concrete Pile)이 주로 사용되며, 허용압축력 응력이 대단히 크므로 축방향 하중에 강하다는 장점이 있으나, 수평력(휨, 전단)에는 약하다는 문제점이 있다.
한편, 상기에서 언급한 말뚝 중 강관말뚝을 제외한 말뚝은 구조물을 지지하기 위해 내부에 보강물을 구비하게 되며, 보강물의 특성에 따라 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력이 달라지게 된다.
즉, 저항력은 말뚝의 성능을 좌우하는 인자로 결국 어떠한 보강물을 구비하느냐에 따라 성능이 달라지게 되는 것이다.
결국, 보강물을 필요로 하는 말뚝의 경우 성능 향상을 위해 내부에 구비되는 보강물의 선택이 매우 중요한 것이 현실이다.
본 발명의 목적은 종래의 PHC말뚝의 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 취약하다는 문제점을 개선하기 위한 것으로, 수평 저항력을 향상시켜, 수평력과 압축력을 동시에 만족할 수 있는 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 PHC보강말뚝을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물은 내부와 외부에 콘크리트가 충진되며, 길이 방향으로 연장되는 원통형의 본체부; 및 상기 본체부에 반복적으로 형성되어 상기 콘크리트가 관통되도록 하는 복수개의 통공;을 포함하며, 상기 통공을 구획하는 벽은 교차지점으로부터 타 교차지점을 향하여 반경 방향 내측 또는 외측으로 기울어지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 각각의 교차지점으로부터 연장되는 벽은 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측으로 기울어지는 벽을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 각각의 교차지점으로부터 연장되는 벽 중에서 축 방향 상측에 위치하는 벽과 축 방향 하측에 위치하는 벽은 서로 다른 방향의 기울기를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 교차지점은 상기 본체부의 중심으로부터 서로 동일한 반경을 구비한 채 반복적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 통공은 마름모 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물은 상기 본체부의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고, 상기 강봉에 나선 형태로 철근이 결합되는 보조 보강구조물;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 철근은 상기 강봉을 포위한 채 상기 강봉에 결합되며, 상기 본체부는 상기 강봉의 반경 방향 내측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 본체부는 상기 강봉과 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 상기 본체부의 길이 방향에 대한 길이는 상기 보조 보강구조물의 길이 방향에 대한 길이와 같거나 짧게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물 제조방법은 소정의 두께를 가지는 강판에 소정의 폭을 가지는 절개선을 형성하는 단계; 상기 절개선에 의해 통공이 형성되도록 상기 절개선이 형성된 상기 강판을 인장하는 단계; 및 인장이 완료된 상기 강판을 원형으로 감은 후 상기 강판의 일측 단부를 타측 단부와 접합하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물 제조방법의 상기 절개선은 소정의 폭을 가지며 반복적으로 형성되는 제1 절개선부 및 상기 제1 절개선부 사이의 소정의 위치로부터 상기 제1 절개선부 외측으로 연장되어 형성되는 제2 절개선부를 포함하며, 상기 제1 절개선부와 상기 제2 절개선부는 반복적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물 제조방법의 상기 강판을 인장하는 단계는 상기 강판의 일면으로부터 소정 각도 기울어진 방향으로 인장할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 PHC보강말뚝은 말뚝용 보강구조물; 및 상기 말뚝용 보강구조물의 및 상기 보조 보강구조물의 내부와 외부에 충진되는 콘크리트;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 PHC보강말뚝에 의하면, 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
또한, 보강구조물과 콘크리트의 부착력을 향상시켜 성능을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 사시도.
도 3은 도 2의 A에 대한 개략 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 제조방법을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도.
도 6는 도 5의 AA에 대한 개략 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝에 있어서, 본체부와 보조 보강구조물의 길이에 대한 관계를 도시한 개략 단면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 PHC보강말뚝의 변형예를 도시한 개략 절개 사시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 사시도이고, 도 3은 도 2의 A에 대한 개략 확대도이다.
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 길이 방향은 도 1에서 볼 때, PHC보강말뚝(100)의 하면으로부터 상면을 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있으며, 반경 방향 외측 또는 내측 방향은 상기 PHC보강말뚝(100)의 축 중심으로부터 콘크리트(120)의 외면을 향하는 방향 또는 그 반대 방향을 의미할 수 있다.
또한, 원주 방향은 PHC보강말뚝(100)의 외면을 따른 회전 방향을 의미할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(110)을 포함하는 PHC보강말뚝(100)은 Expended Steel Pipe Pile로 정의할 수 있으며, 복수개의 통공(114)이 형성된 본체부(112)를 포함하는 말뚝용 보강구조물(110) 및 콘크리트(120)를 포함할 수 있다.
말뚝용 보강구조물(110)은 PHC보강말뚝(100)에 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 향상시키는 동시에 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 극대화시키도록 하는 보강구조물로, 복수개의 통공(114)을 구비하는 본체부(112)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 본체부(112)는 내부와 외부에 콘크리트(120)가 충진되도록 할 수 있으며, 길이 방향으로 연장되어 형성된 원통 형상일 수 있다.
여기서, 상기 본체부(112)는 강철의 재질로 형성된 강판(P, 도 4 참조)을 원형으로 감아 제조될 수 있으며, 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질을 포함하여 형성될 수도 있다.
다만, 상기 본체부(112)의 재질은 강철 또는 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질에 한정되는 것은 아니며, 당업자의 의도에 맞게 다양한 재질을 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 본체부(112)는 일종의 원통형의 관의 형상일 수 있으며, 외면에는 복수개의 통공(114)이 반복적으로 형성될 수 있다.
상기 통공(114)은 상기 본체부(112)의 내부와 외부에 콘크리트(120)를 충진하는 경우 상기 콘크리트(120)가 관통되도록 하는 일종의 콘크리트(120) 이동 통로 일 수 있으며, 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 통공(114)으로 인하여 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(110)은 콘크리트(120)가 내부로부터 외부까지 고르게 밀실 충진되도록 할 수 있는 것이다.
구체적으로, 상기 통공(114)은 기울어진 격자 형상인 마름모 형상일 수 있으며, 상기와 같은 형상으로 인해 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강 구조물(110)은 상기 통공(114)을 구획하는 벽(115)을 구비하게 된다.
즉, 격자 형상의 상기 통공(114)을 구획하는 벽(115)은 하나의 통공(114)에 4개의 벽(115)이 필요할 수 있으며, 각각의 벽(115)은 서로 이웃하는 통공(114)의 벽(115)을 동시에 구성할 수 있다.
이로 인해, 상기 통공(114)을 구획하는 벽(115)은 반드시 교차지점(C)을 형성한 채 서로 결합될 수 있으며, 상기 교차지점(C)은 상기 본체부(112)의 중심으로부터 서로 동일한 반경을 구비한 채 반복적으로 배치될 수 있다.
한편, 상기 통공(114)을 구획하는 벽(115)은 교차지점(C)으로부터 타 교차지점(C)을 향하여 반경 방향 내측 또는 반경 방향 외측으로 기울어지게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 벽(115)은 상기 통공(114)이 기울어진 격자 형상, 즉, 마름모 형상일 수 있으므로, 하나의 통공(114)에 4개의 상기 벽(115)이 필요하게 되며, 각각의 벽(115)은 서로 이웃하는 통공(114)의 벽(115)을 동시에 구성하게 된다.
한편, 각각의 교차지점(C)으로부터 연장되는 벽(115)은 기울어진 격자 형상, 즉, 마름모 형상의 통공(114)으로 인하여 총 4개가 연장될 수 있으며, 교차지점(C)으로부터 연장되는 4개의 벽(115)은 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측으로 기울어지는 벽(115)을 포함할 수 있다.
다시 말하면, 하나의 교차지점(C)으로부터 연장되는 벽(115) 중에서 축 방향 상측에 위치하는 2개의 벽(115)과 축 방향 하측에 위치하는 2개의 벽(115)은 서로 다른 방향의 기울기를 구비할 수 있다.
여기서, 교차지점(C)으로부터 축 방향 상측에 위치하는 2개의 벽(115)은 반경 방향 외측을 향하여 기울지게 형성되어 타 교차지점(C)에 연결될 수 있으며, 축 방향 하측에 위치하는 2개의 벽(115)은 반경 방향 내측을 향하여 기울어지게 형성됨으로써 타 교차지점(C)에 연결될 수 있다.
다만, 하나의 교차지점(C)으로부터 축 방향 상측 및 축 방향 하측에 위치하는 벽(115)의 타 교차지점(C)을 향하여 기울어지는 방향은 앞서 언급한 방향과 반대의 방향으로도 형성될 수 있다.
상기와 같이 복수개의 통공(114)을 구비하는 본체부(112)로 형성된 말뚝용 보강구조물(110)은 종래의 말뚝용 보강 구조물과 비교하여 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 향상시키는 동시에 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 극대화시킬 수 있다.
즉, 종래의 말뚝용 보강구조물은 강봉을 원통 형상으로 배치하고 철근을 복수개의 강봉을 둘러싸도록 용접하여 제조함으로써 구현되었으나, 이러한 말뚝용 보강 구조물은 수평력(휨, 전단)이 취약하다는 문제가 있다.
그러나, 본 발명은 말뚝용 보강 구조물은 철근이 아닌 통공(114)이 형성된 본체부(112)로 구현함으로써 본체부(112) 자체의 장력에 의해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 저항할 수 있는 저향력이 극대화될 수 있는 것이다.
나아가, 콘크리트(120)가 쉽게 드나들 수 있도록 복수개의 통공(114)을 형성함으로써 본체부(112)의 내부와 외부에 콘크리트(120)를 밀실하게 충진됨과 동시에 본체부(112)와 콘크리트(120)의 부착력이 증진되어 서로 일체화 거동될 수 있으므로 수평력(휨, 전단)에 저항할 수 있는 저향력을 더욱더 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 본체부(112)와 콘크리트(120)의 부착력을 보다 향상시키는 동시에 본체부(112)의 장력이 종래의 철근에 비해 추가 저항력으로 발휘될 수 있으므로, 결과적으로 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단) 및 연직하중에 의한 압축력에 대한 저항력을 극대화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물의 제조방법을 도시한 개략도.
도 4(a)를 참조하면, 우선 소정의 두께를 가지는 강판(P)을 준비한다.
여기서, 상기 강판(P)은 강철의 재질로 형성될 수 있으며, 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질을 포함하여 형성될 수도 있다.
다만, 상기 강판(P)의 재질은 강철 또는 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 재질에 한정되는 것은 아니며, 당업자의 의도에 맞게 다양한 재질을 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
도 4(b)를 참조하면, 복수개의 통공(114)을 형성하기 위해 상기 강판(P)에 소정의 폭을 가지는 절개선(118)을 형성한다.
여기서, 상기 절개선(118)은 소정의 폭을 가지며 반복적으로 형성되는 제1 절개선부(116) 및 상기 제1 절개선부(116) 사이의 소정의 위치로부터 제1 절개선부(116) 외측으로 연장 형성되는 제2 절개선부(117)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 절개선부(116)와 상기 제2 절개선부(117)는 반복적으로 형성될 수 있다.
다시 말하면, 하나의 제1 절개선부(116)를 기준으로, 상기 제2 절개선부(117)는 상기 제1 절개선부(116) 사이의 대략 중앙의 상측과 하측에 각각 형성될 수 있다.
도 4(c) 및 도 4(d)를 참조하면, 제1 절개선(116) 및 제2 절개선(117)에 의해 복수개의 통공(114)이 형성되도록 절개선(118)이 형성된 강판(P)을 인장한다.
여기서, 인장하는 방향은 상기 강판(P)의 일면으로부터 소정 각도 기울어진 방향일 수 있으며, 상기와 같은 인장, 즉, 당기는 과정에 의해 상기 절개선(118)은 벌어지게 되어 통공(114)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 제1 절개선부(116)의 단부와 다른 제1 절개선부(116)의 단부 사이 및 제2 절개선부(117)의 단부와 다른 제2 절개선부(117)의 단부 사이의 연결부분은 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 교차지점(C)을 구성할 수 있으며, 절개되지 않은 영역은 통공(114)을 구획하는 벽(115)을 구성하게 된다.
여기서, 상기 통공(114)을 구획하는 벽(115)은 반드시 교차지점(C)을 형성한 채 서로 결합될 수 있으며, 상기 교차지점(C)은 상기 본체부(112)의 중심으로부터 서로 동일한 반경을 구비한 채 반복적으로 배치될 수 있다.
한편, 상기 통공(114)을 구획하는 벽(115)은 교차지점(C)으로부터 타 교차지점(C)을 향하여 반경 방향 내측 또는 반경 방향 외측으로 기울어지게 형성되게 된다.
도 4(e)를 참조하면, 통공(114)이 형성된 강판(P)을 롤링 기계에 원형으로 감은 후 접합부에 용접 등을 하여 복수개의 통공(114)이 형성된 본체부(112)를 포함하는 말뚝용 보강구조물(110)을 제조할 수 있다.
여기서, 교차지점(C)은 상기 본체부(112)의 중심으로부터 서로 동일한 반경을 구비한 채 반복적으로 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도이며, 도 6는 도 5의 AA에 대한 개략 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도이다.
또한, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝에 있어서, 본체부와 보조 보강구조물의 길이에 대한 관계를 도시한 개략 단면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(210)은 보조 보강구조물(230)을 제외하고는 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(110)과 구성 및 효과가 동일하므로, 상기 보조 보강구조물(230) 이외의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(210)은 보조 보강구조물(230)을 포함할 수 있으며, 상기 보조 보강구조물(230)은 본체부(212)의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
다만, 도 5 내지 도 8은 상기 본체부(212)가 상기 보조 보강구조물(230)의 반경 방향 내측에 배치되는 경우를 도시하였을 뿐 상기 도면에 도시된 것에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
즉, 상기 본체부(212)는 상기 보조 보강구조물(230)의 반경 방향 외측(도 9 및 도 10 참조)에 배치될 수 있으며, 양측에 모두 배치될 수도 있는 것이다.
이하에서는 상기 본체부(212)가 상기 보조 보강구조물(230)의 반경 방향 내측에 배치된 경우를 상정하여 설명하기로 한다.
상기 보조 보강구조물(230)은 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉(232)이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고 상기 강봉(232)에 나선 형태로 철근(234)이 결합되어 구현될 수 있다.
여기서, 상기 보조 보강구조물(230) 강봉(232)을 원통 형상으로 배치한 후 복수개의 강봉(230)을 포위하도록 나선형상의 철근(232)을 용접함으로써 제조될 수 있다.
즉, 나선형상의 상기 철근(234)은 상기 원주 방향으로 이격되어 배치된 상기 강봉(232)을 둘러싸면서 상기 강봉(232)에 결합될 수 있는 것이다.
복수개의 통공(214)이 형성된 본체부(212) 및 보조 보강구조물(230)에 의하여 구현되는 말뚝용 보강구조물(210)은 전체적으로 외력에 대응한 저항력이 향상된 PHC보강말뚝(200)을 구현할 수 있다.
즉, 표면에 복수의 통공(214)을 구비하는 본체부(212)는 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(200)에 있어서, 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
다시 말하면, 본체부(212)의 내부로부터 보조 보강구조물(230)의 외부에까지 콘크리트(220)가 충진되는 경우 통공(214)이 형성된 본체부(212)와 콘크리트(220)의 부착력이 증진되어 서로 일체화 거동할 수 있는 동시에 본체부(212) 자체의 장력에 의해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 저항할 수 있는 저향력이 극대화될 수 있는 것이다.
즉, 종래의 PHC말뚝의 경우 보강구조물로 앞서 언급한 바와 같이 보조 보강구조물만을 사용하는 것이 일반적이며, 이러한 경우 연직하중에 의한 수직력(압축력)에 대한 저항력은 어느 정도 보장될 수 있어도 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력은 다소 부족할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(200)은 보강구조물로 보조 보강구조물(230) 뿐만 아니라 상기 보조 보강구조물(230)의 반경 방향 내측에 배치되는 복수개의 통공(212)이 형성된 본체부(214)에 의해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 보완할 수 있으므로, 외력의 방향에 상관없이 극대화된 저항력이 구현되어 성능을 극대화할 수 있는 것이다.
다시 말하면, 건물이나 교각 등을 지지하는 말뚝은 횡방향으로 가해지는 수평력과 연직하중에 의한 압축력 모두에 대한 저항력을 구비해야하며, 특히 상측부분에는 수평력에 대한 저항력 구비가 중요하다.
즉, 일반적으로 건물이나 교각 등을 지지하는 말뚝의 상측과 하측에 작용하는 힘의 성격은 서로 다르게 되며, 상측에 작용하는 힘은 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)이 크며, 하측에 작용하는 힘은 연직하중에 의한 수직력(압축력)이 대부분이다.
이는 지진 등의 자연 재해 발생의 경우를 상정해보면 쉽게 이해될 수 있다.
즉, 지면과 가까운 부분에서는 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력이 극대화되어야 말뚝의 기능을 완벽히 수행할 수 있으므로, 말뚝에서 지면과 가까운 부분에 대한 보강이 필요한 것이다.
그러므로, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(200)은 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력이 증대되어야 할 부분에 통공(212)이 형성된 본체부(214)를 형성함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(200)에 있어서, 통공(214)이 형성된 본체부(212)의 길이 방향에 대한 길이는 보조 보강구조물(230)의 길이 방향에 대한 길이와 같거나 짧게 형성될 수 있다.
다시 말하면, 통공(214)이 형성된 본체부(212)와 보조 보강구조물(230)의 길이 방향에 대한 각각의 길이의 비는 일정하게 정해지는 것은 아니며 다양하게 변경될 수 있는 것이다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 PHC보강말뚝(200)이 설치되는 환경인 횡방향으로의 수평력(휨, 전단)이 작용하는 범위, 즉, 깊이(H2)를 고려하여 PHC보강말뚝(200)의 전체 길이(H1)를 기준으로 한 상기 통공(214)이 형성되 본체부(212)의 길이(H2)를 결정할 수 있다.
다시 말하면, 보조 보강구조물(230)은 PHC보강말뚝(200)의 전체 길이(H1)에 대응되도록 형성될 수 있으며, 본체부(212)은 PHC보강말뚝(200)의 일부에(H2)만 형성될 수 있는 것이다.
따라서, PHC보강말뚝(200)의 전체 길이(H1) 중 H2에 해당되는 부분은 통공(214)이 형성된 본체부(212)와 보조 보강구조물(230)이 동시에 형성될 수 있으며, H3에 해당하는 부분은 보조 보강구조물(230)만 형성될 수 있다.
다만, PHC보강말뚝(200)의 전체 길이(H1)에 수평력인 휨모멘트와 전단력이 작용하는 경우에는 통공(214)이 형성된 본체부(212)와 보조 보강구조물(230)의 길이를 같게 형성하여, H1 전체에 통공(214)이 형성된 본체부(212)와 보조 보강구조물(230)이 동시에 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(200)의 제조 공정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도 4를 참조로 설명한, 통공(214)을 구비하는 본체부(212)를 제조한 후 원통 형상으로 접합하고 나면, 상기 본체부(212)의 반경 방향 외측에 복수의 강봉(232)을 설치하고 강봉(232)을 결속시키는 나선형의 철근(234)을 설치하며 프리스트레스를 도입한 후 원심력을 이용하여 콘크리트(220)를 다져 원심 성형하는 단계를 거치게 된다.
여기서, 상기 콘크리트(220)의 반경 방향으로의 두께는 PHC보강말뚝(200)의 반경 방향으로의 직경을 고려하여 상기 콘크리트(220)의 사용량을 조절하여 결정될 수 있다.
상기와 같은 공정에 의해 제조된 PHC보강말뚝(200)은 종래의 말뚝과 비교하여 공정시간 및 공정비용을 상당히 줄여줄 수 있으며, 통공(214)이 형성된 본체부(212)로 인해 횡방향으로 가해지는 수평력(휨, 전단)에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 포함하는 PHC보강말뚝을 도시한 개략 절개 사시도이며, 도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물을 도시한 개략 분해 사시도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 말뚝용 보강구조물(310)을 포함하는 PHC보강말뚝(300)은 통공(314)이 형성된 본체부(312) 및 보조 보강구조물(330)을 포함하는 말뚝용 보강구조물(310)을 포함할 수 있으며, 상기 본체부(312)는 상기 보조 보강구조물(330)의 반경 방향 외측에 배치될 수 있다.
다만, 상기 본체부(312)은 상기 보조 보강구조물(330)의 반경 방향 외측에만 한정되는 것은 아니며 앞서 언급한 바와 같이 반경 방향 외측과 내측에 동시에 배치될 수도 있다.
한편, 상기 본체부(312)은 상기 보조 보강구조물(330)의 강봉(332)과 용접 등의 방법으로 결합될 수 있으며, 상기 보조 보강구조물(330)과 소정 거리 이격되어도 무방하다.
도 11은 본 발명에 따른 PHC보강말뚝의 변형예를 도시한 개략 절개 사시도.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 PHC보강말뚝(400)은 콘크리트(420)의 외부를 포위하여 내구성을 향상시키도록 하는 인장재(440)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인장재(440)는 PHC보강말뚝(400)의 전체 길이에 대응되도록 형성되어도 무방하나, 수평력(휨, 전단)이 작용하는 부분에만 적용되어도 무방하다.
즉, 본체부(412)와 대응되는 부분에만 적용되어도 무방한 것이다.
한편, 상기 인장재(440)는 PHC보강말뚝(400)의 내구 수명을 증대할 수 있도록 부식에 대해서 안정적이어야 하기 때문에 방식처리 또는 코팅 처리된 금속제 관이 사용될 수 있으며, 구체적으로 아연도금강관일 수 있다.
따라서, 상기 인장재(440)로 인하여 PHC보강말뚝(400)은 내구성이 극대화되어 내구수명을 극대화시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100, 200, 300, 400: PHC보강말뚝
110, 210, 310: 말뚝용 보강구조물
112, 212, 312, 412: 본체부
230, 330: 보조 보강구조물
120, 220, 420: 콘크리트

Claims (14)

  1. 내부와 외부에 콘크리트가 충진되며, 길이 방향으로 연장되는 원통형의 본체부; 및
    상기 본체부에 반복적으로 형성되어 상기 콘크리트가 관통되도록 하는 복수개의 통공;을 포함하며,
    상기 통공을 구획하는 벽은 교차지점으로부터 타 교차지점을 향하여 반경 방향 내측 또는 외측으로 기울어지게 형성되는 말뚝용 보강구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 교차지점으로부터 연장되는 벽은 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측으로 기울어지는 벽을 포함하는 말뚝용 보강구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 교차지점으로부터 연장되는 벽 중에서 축 방향 상측에 위치하는 벽과 축 방향 하측에 위치하는 벽은 서로 다른 방향의 기울기를 구비하는 말뚝용 보강구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 교차지점은 상기 본체부의 중심으로부터 서로 동일한 반경을 구비한 채 반복적으로 배치되는 말뚝용 보강구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통공은 마름모 형상인 말뚝용 보강구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체부의 반경 방향 내측 및 반경 방향 외측 중 적어도 하나에 배치되며, 길이 방향을 따라 연장 형성된 강봉이 원주 방향을 따라 복수개가 이격되어 배치되고, 상기 강봉에 나선 형태로 철근이 결합되는 보조 보강구조물;을 더 포함하는 말뚝용 보강구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 철근은 상기 강봉을 포위한 채 상기 강봉에 결합되며, 상기 본체부는 상기 강봉의 반경 방향 내측에 배치되는 말뚝용 보강구조물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 강봉과 결합하는 말뚝용 보강구조물.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 본체부의 길이 방향에 대한 길이는 상기 보조 보강구조물의 길이 방향에 대한 길이와 같거나 짧게 형성되는 말뚝용 보강구조물.
  10. 소정의 두께를 가지는 강판에 소정의 폭을 가지는 절개선을 형성하는 단계;
    상기 절개선에 의해 통공이 형성되도록 상기 절개선이 형성된 상기 강판을 인장하는 단계; 및
    인장이 완료된 상기 강판을 원형으로 감은 후 상기 강판의 일측 단부를 타측 단부와 접합하는 단계;를 포함하는 말뚝용 보강구조물 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절개선은 소정의 폭을 가지며 반복적으로 형성되는 제1 절개선부 및 상기 제1 절개선부 사이의 소정의 위치로부터 상기 제1 절개선부 외측으로 연장되어 형성되는 제2 절개선부를 포함하며,
    상기 제1 절개선부와 상기 제2 절개선부는 반복적으로 형성되는 말뚝용 보강구조물 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 강판을 인장하는 단계는 상기 강판의 일면으로부터 소정 각도 기울어진 방향으로 인장하는 말뚝용 보강구조물 제조방법.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 말뚝용 보강구조물; 및
    상기 말뚝용 보강구조물의 내부와 외부와 충진되는 콘크리트;를 포함하는 PHC보강말뚝.
  14. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 말뚝용 보강구조물; 및
    상기 말뚝용 보강구조물 및 상기 보조 보강구조물의 내부와 외부에 충진되는 콘크리트;를 포함하는 PHC보강말뚝.
KR1020120127429A 2012-11-12 2012-11-12 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ) KR20140060742A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120127429A KR20140060742A (ko) 2012-11-12 2012-11-12 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120127429A KR20140060742A (ko) 2012-11-12 2012-11-12 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140060742A true KR20140060742A (ko) 2014-05-21

Family

ID=50889954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120127429A KR20140060742A (ko) 2012-11-12 2012-11-12 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ)

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140060742A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636225B1 (ko) * 2016-01-20 2016-07-04 정제평 횡강성 보강형 내부 철근콘크리트 icp 파일 및 그 시공방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636225B1 (ko) * 2016-01-20 2016-07-04 정제평 횡강성 보강형 내부 철근콘크리트 icp 파일 및 그 시공방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100938394B1 (ko) 관통홀이 형성된 강관이 매입된 중공 콘크리트 말뚝
KR20090008072A (ko) 조립식 내부구속 중공 콘크리트 충전 강관 교각
US20170254068A1 (en) Self-reinforced masonry blocks, walls made from self-reinforced masonry blocks, and method for making self-reinforced masonry blocks
JP5503253B2 (ja) 構造物
KR20180109766A (ko) 단부모멘트 및 휨 저항력이 보강된 보와 기둥의 이-지(ez) 결합구조
KR100802515B1 (ko) 한 쌍의 강재빔을 포함하는 프리캐스트 합성보를 이용한합성바닥판구조
KR20140005051A (ko) 말뚝용 보강구조물 및 이를 포함하는 ｐｈｃ보강말뚝（ｐｓｐ）
KR20200044740A (ko) Phc말뚝의 두부보강 결합구, 이를 이용한 phc말뚝과 기초의 두부보강 결합구조, 및 두부보강 결합시공방법
JP2012057443A (ja) 鋼管・鉄筋コンクリート複合杭及びその製造方法
US11639601B2 (en) System and method for connecting a square concrete-filled steel tubular column to a reinforced concrete footing
KR20140060742A (ko) 말뚝용 보강구조물, 이의 제조방법 및 ｐｈｃ보강말뚝(ｅｓｐ)
KR100942129B1 (ko) 콘크리트 충전 지지부재 및 그 시공방법
CN110080395A (zh) 一种抗冲切斜向锚栓
JP6814610B2 (ja) コンクリート杭
KR102347950B1 (ko) P-cip 흙막이 벽체용 파일 조립체 및 그 시공 방법
JP4909445B1 (ja) 地上タンクの施工方法および地上タンク
KR20190077888A (ko) 흙막이 벽체용 합성 phc 파일
JP2011202471A (ja) 構造部材
KR101315377B1 (ko) 해양구조물 과 그 제작방법 및 그 시공방법
KR102501699B1 (ko) 소구경 강관을 이용한 복합말뚝
CN217325942U (zh) 一种钢套筒和波纹管混合连接装配式剪力墙
CN219793937U (zh) 外环支撑的基坑支护结构
CN219753249U (zh) 环形支撑的基坑支护结构
CN218027709U (zh) 基坑支护结构
CN219862830U (zh) 双环支撑的基坑支护结构

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid