KR20180037561A - 콘크리트 구조물 보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고리 모양으로 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서, 상기 콘크리트부재의 외곽에 배치되는 복수의 가늘고 긴 긴장부재; 및 상기 복수의 긴장부재들의 사이사이에 구비되어 상기 긴장부재들이 서로 연결되게 하는 복수의 연결장치;를 포함하고, 상기 연결장치는 긴장부재연결부를 포함하고, 상기 긴장부재와 상기 연결장치는 상기 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재의 수평팽창(콘크리트부재의 축에 직각방향의 팽창)을 억제하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 복수의 긴장부재와, 상기 복수의 긴장부재들을 서로 연결하는 복수의 연결장치를 포함하여 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸며, 상기 연결장치는 긴장부재연결부를 포함하고, 상기 긴장부재연결부는 긴장부재로 통하는 통과로와, 상기 통과로의 단부에 구비되는 고정부를 포함함으로써, 콘크리트부재를 신속하고 간편하게 보강하여 상부하중, 외력 등에 대한 내구성을 증대시키고, 안전성을 확보하며, 긴장부재와 연결장치가 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치되어 콘크리트부재의 수평팽창이 억제되는 효과를 제공할 수 있다.

Description

콘크리트 구조물 보강장치 및 보강방법{Apparatus and method for reinforcing concrete structure}

본 실시예는 콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다. 즉, 콘크리트 구조물의 기둥이나 보 등과 같은 콘크리트부재를 둘레방향으로 결속함으로써, 지진 등과 같은 외력에 의한 휨변형이나 전단변형을 억제하여 콘크리트 구조물의 파손을 방지하고, 노후화된 콘크리트 구조물에 대한 구조적 안정성을 간단히 보강할 수 있는 콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보강방법에 관한 것이다.

콘크리트 구조물의 기둥 등과 같은 콘크리트부재의 경우, 그 상측 구조물의 하중뿐만 아니라, 외부로부터 가해지는 충격, 지진 등의 외력에 대해서도 충분히 견딜 수 있어야 한다. 따라서 콘크리트 구조물을 시공한 후 콘크리트 구조물의 노후화나 지진 등에 대비하기 위해 콘크리트부재를 보강하는 방법으로, 일반적으로 콘크리트부재의 외곽을 철근콘크리트, 섬유, 강판 등으로 둘러싸서 보강하는 방법이 사용된다.

그러나, 콘크리트부재를 철근콘크리트로 보강하는 경우에는 중량이 증가하며, 공사 기간과 비용이 많이 소요되고, 시공이 복잡하다. 또한, 섬유로 보강하는 경우에는 콘크리트부재의 강성 증대가 불가능하며, 강판으로 보강하는 경우에는 강판과 기존의 콘크리트부재와의 접합이 용이하지 않고, 용접 등의 작업시 숙련된 기술자가 필요하며, 강판의 크기에 따라 강판을 설치하기 위한 별도의 장비가 필요할 수 있다.

따라서, 상기 보강방법들의 문제를 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-1506110호의 "콘크리트 구조물 보강방법"과 대한민국 공개특허 제10-2015-0081408호의 "콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 보강방법" 등이 개시되어 있다.

이들은 콘크리트 구조물의 모서리부마다 강재 연결부를 배치하고, 상기 강재 연결부들 사이에 강재 연결부와 결합되는 강재를 설치하여, 상기 강재와 강재 연결부의 나사 체결력에 의해 강재에 인가되는 인장력을 통해 콘크리트 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 콘크리트 구조물을 보강하는 보강장치 또는 보강방법이다.

그러나 상기 종래기술들은 콘크리트 구조물이 사각형이 아닌 경우 즉, 원기둥이거나, 사각형이라 하더라도 시공오차 등으로 코너가 직각으로 형성되지 않은 경우 등에는 적용할 수 없거나 적용하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 콘크리트 구조물의 측면이 평탄하지 않은 경우 등에 강재가 휘어져 휨응력이 발생하여 강재의 인장강도가 저하하고, 또한 강재를 강재 연결부에 체결하기가 용이하지 아니한 문제점 등이 있다.

또한, 강재가 콘크리트 구조물의 측면에서 이격되어 배치됨으로써, 콘크리트 구조물이 부풀어오르는 형상을 억제하는데 제대로 대응하지 못할 뿐 아니라, 강재와 강재 연결부의 결합이 어렵고, 강재 연결부의 구조가 복잡한 문제점이 있다.

특허 1 : 대한민국 등록특허 10-1506110 특허 2 : 대한민국 공개특허 10-2015-0081408

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 복수의 긴장부재와, 상기 복수의 긴장부재들을 서로 연결하는 복수의 연결장치를 포함함으로써, 콘크리트부재를 신속하고 간편하게 보강하여 상부하중, 외력 등에 대한 내구성을 증대시키고, 안전성을 확보하는 콘크리트 구조물 보강장치를 제공하고자 한다.

또한, 긴장부재와 연결장치가 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 콘크리트부재의 수평팽창이 최대한 억제되는 콘크리트 구조물 보강장치를 제공하고자 한다.

또한, 긴장부재와 연결장치의 구조를 개선함으로써, 긴장부재의 체결이 신속 용이하고, 긴장부재의 분리가 방지되는 콘크리트 구조물 보강장치를 제공하고자 한다.

또한, 체결축, 회전구 등의 회전 체결수단을 구비함으로써, 긴장부재에 휨응력이 발생하지 아니하는 콘크리트 구조물 보강장치를 제공하고자 한다.

또한, 긴장부재와 연결장치의 사이에 보조연결장치를 구비함으로써, 긴장부재의 단면을 크게 하지 아니하고도 긴장부재가 콘크리트부재의 측면에 잘 접하게 하고, 긴장부재의 단면을 크게 하지 않음에 따라 재료의 손실이 방지되며, 또한 긴장부재를 연결장치와 결합을 고려함이 없이 제조할 수 있어 긴장부재의 재조가 용이하고, 보조연결장치가 연결장치와 결합되는 부분은 기성재품인 볼트, 너트 등을 사용할 수 있어 경제적인 콘크리트 구조물 보강장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치는, 고리 모양으로 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서, 상기 콘크리트부재의 외곽에 배치되는 복수의 가늘고 긴 긴장부재; 및 상기 복수의 긴장부재들의 사이사이에 구비되어 상기 긴장부재들이 서로 연결되게 하는 복수의 연결장치;를 포함하고, 상기 연결장치는 양측에 상기 긴장부재가 체결될 수 있는 긴장부재연결부를 포함하고, 상기 긴장부재는 양측에 상기 긴장부재연결부에 체결될 수 있는 체결수단을 포함하며, 상기 긴장부재는 전체적으로 상기 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재의 수평팽창을 억제하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연결장치의 일측은 상기 긴장부재의 일측 단부에 일체로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연결장치에서 상기 긴장부재의 일측 단부에 일체로 형성되지 않은 쪽의 긴장부재연결부는, 상기 긴장부재로 통하는 통과로와, 상기 통과로의 단부에 구비되는 고정부를 포함하고, 상기 통과로는 상기 긴장부재연결부를 관통하는 관통구이고, 상기 고정부는 상기 통과로의 단부에 형성되고 구면으로 형성된 구면요홈부이거나, 상기 통과로의 단부에 형성되고 상기 통과로보다 단면이 큰 확장부이거나, 또는 상기 통과로의 단부에 형성되는 상기 구면요홈부와 상기 구면요홈부의 단부에 형성되는 확장부가 함께 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 긴장부재에서 상기 연결장치의 일측과 일체로 형성되지 않은 쪽의 체결수단은, 상기 긴장부재에 체결되는 너트이거나, 상기 긴장부재에 결합되는 회전구와 상기 회전구에 일체로 결합된 너트이거나, 또는 상기 긴장부재에 결합되는 회전구와 상기 회전구와 분리된 너트인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 연결장치의 일측의 긴장부재연결부는 상기 긴장부재로 통하는 통과로와, 상기 통과로의 단부에 구비되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 통과로는 상기 긴장부재연결부를 관통하는 관통구이거나, 상기 긴장부재연결부에서 상기 콘크리트부재쪽으로 개방된 절개구인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 통과로와 직교하고 상기 콘크리트부재쪽으로 개방된 직교절개부이거나, 상기 통과로의 단부에 형성되고 구면으로 형성된 구면요홈부이거나, 상기 통과로의 단부에 형성되고 상기 통과로보다 단면이 큰 확장부이거나, 또는 상기 통과로의 단부에 형성되는 상기 구면요홈부와 상기 구면요홈부의 단부에 형성되는 확장부가 함께 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 통과로와 직교하고 상기 콘크리트부재쪽으로 개방된 직교절개부이고, 상기 체결수단은 상기 긴장부재의 축에 직각방향으로 형성되는 판형상의 체결판이며, 상기 체결판에는 절취부가 형성되고, 상기 직교절개부에는 상기 절취부에 상응하는 절취돌부가 형성됨으로써 체결판이 이탈 없이 견고히 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 긴장부재의 일측의 체결수단은 상기 긴장부재의 축에 직각방향으로 형성되는 판형상의 체결판이거나, 상기 긴장부재의 축에 직각방향으로 형성되는 원형축형상의 체결축이거나, 상기 긴장부재에 구비되는 반구형상의 회전구이거나, 또는 상기 긴장부재에 구비되는 것으로 상기 회전구와 상기 회전구의 측면에 구비되는 너트인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 긴장부재와 상기 연결장치의 사이에 배치되어 상기 긴장부재와 상기 연결장치를 연결되게 하는 보조연결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 보조연결장치는 상기 긴장부재와 연결되는 제1보조연결장치, 상기 제1보조연결장치와 상기 연결장치를 연결하는 제2보조연결장치를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1보조연결장치와 상기 제2보조연결장치는 일체로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제1보조연결장치는 상기 긴장부재로 통하는 통과로와, 상기 통과로의 단부에 구비되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 통과로는 상기 제1보조연결장치를 관통하는 관통구이거나, 상기 제1보조연결장치에서 상기 콘크리트부재쪽으로 개방된 절개구인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 통과로의 단부에 형성되고 상기 통과로와 직교하며 상기 콘크리트부재쪽으로 개방된 직교절개부이거나, 또는 상기 통과로의 단부에 형성되고 상기 통과로와 직교하며 상기 통과로보다 단면이 큰 확장부인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 체결수단은 상기 긴장부재의 축에 직각방향으로 형성되는 판형상의 체결판이거나, 또는 상기 긴장부재의 축에 직각방향으로 형성되는 원형축형상의 체결축인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제2보조연결장치는 그 단부에 상기 연결장치의 긴장부재연결부에 체결될 수 있는 체결수단을 더 포함하고, 상기 체결수단은 반구형상의 회전구이거나, 너트이거나, 또는 상기 회전구와 상기 회전구의 측면에 구비되는 너트인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제2보조연결장치는 상기 제1보조연결장치와 체결되는 볼트머리 또는 너트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 복수의 긴장부재와 상기 복수의 연결장치가 설치된 상기 콘크리트부재를 덮어서 외관을 미려하게 하는 마감판을 더 포함하고, 상기 마감판은 상기 콘크리트부재, 상기 긴장부재, 또는 상기 연결장치에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 이용한 콘크리트 구조물 시공방법은, 보강하고자 하는 콘크리트 구조물의 콘크리트부재 둘레에 복수의 긴장부재와 복수의 연결장치를 배치하고, 상기 긴장부재와 상기 연결장치를 서로 연결한 후 상기 체결수단으로 가체결하고, 정확한 위치에 설치한 후 상기 체결수단으로 견고히 체결하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 보강하고자 하는 콘크리트 구조물의 콘크리트부재 둘레에 복수의 긴장부재와 복수의 보조연결장치와 복수의 연결장치를 배치하고, 상기 긴장부재와 상기 보조연결장치와 상기 연결장치를 서로 연결한 후 상기 체결수단으로 가체결하고, 정확한 위치에 설치한 후 상기 체결수단으로 견고히 체결하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명을 통해, 복수의 긴장부재와, 상기 복수의 긴장부재들을 서로 연결하는 복수의 연결장치를 포함함으로써, 콘크리트부재를 신속하고 간편하게 보강하여 상부하중, 외력 등에 대한 내구성을 증대시키고, 안전성을 확보하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 긴장부재와 연결장치가 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 콘크리트부재의 수평팽창이 최대한 억제되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 긴장부재와 연결장치의 구조를 개선함으로써, 긴장부재의 체결이 신속 용이하고, 긴장부재의 분리가 방지되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 체결축, 회전구 등의 회전 체결수단을 구비함으로써, 긴장부재에 휨응력이 발생하지 아니하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 긴장부재와 연결장치의 사이에 보조연결장치를 구비함으로써, 긴장부재의 단면을 크게 하지 아니하고도 긴장부재가 콘크리트부재의 측면에 잘 접하게 하고, 긴장부재의 단면을 크게 하지 않음에 따라 재료의 손실이 방지되며, 또한 긴장부재를 연결장치와 결합을 고려함이 없이 제조할 수 있어 긴장부재의 재조가 용이하고, 보조연결장치가 연결장치와 결합되는 부분은 기성재품인 볼트, 너트 등을 사용할 수 있어 경제적인 효과를 제공할 수 있다.

도 1a 내지 도 1e는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치가 사각형 단면의 콘크리트부재에 설치된 사시도, 및 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도와 분해사시도를 도시하는 도면들이다.
도 2a 내지 도 2e는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 다른 형태가 사각형 단면의 콘크리트부재에 설치된 사시도, 및 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도와 분해사시도를 도시하는 도면들이다.
도 3a 내지 도 3e는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 또 다른 형태가 사각형 단면의 콘크리트부재에 설치된 사시도, 및 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도와 분해사시도를 도시하는 도면들이다.
도 4a 내지 도 4g는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 또 다른 형태가 사각형 단면의 콘크리트부재에 설치된 사시도, 및 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도와 분해사시도를 도시하는 도면들이다.
도 5a 내지 도 5g는, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 또 다른 형태가 원형 단면의 콘크리트부재에 설치된 사시도, 및 콘크리트 구조물 보강장치의 사시도와 분해사시도를 도시하는 도면들이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치의 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 설명한다.

본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치는, 콘크리트기둥, 콘크리트보 등과 같은 콘크리트부재(1)의 외곽에 설치되어 콘크리트부재(1)를 보강하는 장치로서, 콘크리트부재(1)의 외곽에 배치되는 복수의 긴장부재(10)와, 상기 긴장부재(10)들의 사이사이에 구비되어 복수의 긴장부재(10) 상호 간을 연결하는 복수의 연결장치(30)를 포함하고, 상기 연결장치(30)는 양측에 상기 긴장부재(10)가 체결될 수 있는 긴장부재연결부(31)를 포함하고, 상기 긴장부재(10)는 양측에 상기 긴장부재연결부(31)에 체결될 수 있는 체결수단을 포함하며, 상기 긴장부재(10)는 전체적으로 상기 콘크리트부재(1)의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재(1)의 수평팽창을 억제할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 콘크리트부재(1)는 콘크리트기둥으로 상정하여 설명한다. 또한, 수직방향은 콘크리트부재(1)의 축방향을, 수평방향은 상기 축방향의 직각방향을 지칭한다.

본 실시예의 콘크리트 구조물 보강장치는 콘크리트부재(1)의 외곽을 둘러싸도록 긴장부재(10)와 연결장치(30)를 고리 모양으로 설치하여 콘크리트부재(1)를 수평방향으로 결속함으로써, 콘크리트부재(1)에 작용하는 상부하중이나, 충격하중, 지진하중 등의 외력에 대해 콘크리트부재(1)의 내구성을 증대시키고, 안전성을 확보할 수 있다. 예컨데, 콘크리트부재(1)에 작용하는 수직하중, 수평하중 등에 의한 콘크리트부재(1)의 측면이 부풀어 오르게 되는 현상을 억제함으로써 콘크리트부재(1)의 내구성과 안정성을 증대할 수 있다.

긴장부재(10)는 그 양측에 설치되는 연결장치(30)에 결합되어 특히, 연결장치(30)의 긴장부재연결부(31)에 결합되어 긴장됨으로써, 콘크리트부재(1)를 수평방향으로 결속하여 콘크리트부재(1)를 보강한다.

긴장부재(10)는 가늘고 길게 형성되며, 전체적으로 콘크리트부재(1)의 외곽면에 접하도록 설치됨으로써, 콘크리트부재(1)의 수평팽창을 억제시킬 수 있다. 즉, 종래기술의 경우 연결장치만 콘크리트부재의 모서리 등에서 접촉되고 긴장부재는 콘크리트부재의 측면에서 이격 설치됨으로써, 콘크리트부재의 측면이 부풀어오르는 현상을 억제하는데 부족한 점이 많았다.

또한, 긴장부재(10)는 콘크리트부재(1)의 형상에 따라 직선(도 1c 참조), ㄱ자(도 3e 참조), 곡선(도 5c 참조) 등의 형상으로 형성될 수 있다. ㄱ자형상의 긴장부재(10)는 콘크리트부재(1)가 사각기둥이고 일부 모서리에 연결장치(30)를 생략하는 경우 등에 적용될 수 있다. 이 경우 부품이 감소하여 경제적이고, 체결 부위가 감소하여 신속하게 체결할 수 있다. 곡선형상의 긴장부재(10)는 콘크리트부재(1)가 원기둥인 경우 등에 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 긴장부재(10)는 양단부에는 체결수단이 구비되어 연결장치(30)에 결합될 수 있다. 상기 체결수단은 긴장부재(10)와 일체로 형성되는 통상의 볼트머리(29)(미도시)로 형성되거나, 긴장부재(10)의 단부에 형성되는 나사에 체결되는 너트(28)(도 1c 참조)로 형성되거나, 또는 체결판(22)(도 1c 참조), 체결축(24)(도 1e 참조), 회전구(26)(도 1e 참조) 등으로 형성될 수 있다. 이 체결수단은 긴장부재(10)의 양측에 동일한 체결수단이 구비되거나 또는 상이한 체결수단이 구비될 수 있다.

도 1c를 참조하면, 너트(28)는 가장 편리하게 사용되는 체결수단이다. 즉 도면에서 보는 바와 같이 긴장부재(10)의 단부에 형성된 나사에 체결됨으로써, 긴장부재(10)를 연결장치(30)에 고정되게 한다. 너트(28)는 하나 또는 그 이상으로 구비될 수 있다. 복수로 구비되는 너트(28)는 너트(28)의 풀림을 방지하는데 효과적이다.

또한, 볼트머리는 도시되지는 않았으나(도 3c의 29 참조), 볼트머리가 긴장부재(10)의 일측 단부에 형성되고, 긴장부재(10)를 볼트머리(29) 반대쪽으로 연결장치(30)에 삽입한 후 고정되게 하는 구성이다. 이 볼트머리는 후술하는 직교절개부(352)에 삽입되어 고정될 수도 있다.

또한, 체결판(22)은 긴장부재(10)의 축에 직각방향으로 형성되는 판형상으로써, 단면은 사각형(도 1c 참조)으로 형성되거나, 또는 육각형, 팔각형, 원형 등으로 형성될 수도 있다. 즉, 육각형의 볼트머리도 일종의 체결판이라 할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 긴장부재(10)의 측면이 콘크리트부재(1)에 접하게 설치되는 것이므로, 볼트머리와 같은 체결수단을 채용하는 경우 긴장부재(10)의 전체적인 단면 즉, 통과로(33)에 위치하는 부분을 제외한 부분은 볼트머리 정도 크기의 단면으로 형성하거나 또는 콘크리트부재(1) 쪽으로는 콘크리트부재(1)에 접하는 정도로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 체결판(22)의 경우 절취부(222)를 형성하고, 직교절개부(352)에는 절취돌부(353)를 형성함으로써 체결판(22)이 이탈 없이 견고히 결합되게 할 수 있다. 이 절취부(222)는 체결판(22)이 콘크리트부재(1)에 접하는 쪽으로 형성하고, 절취돌부(353)는 상기 절취부(222)에 상응하도록 형성하는 것이 바람직하다.

도 1e를 참조하면, 체결축(24)은 긴장부재(10)의 축에 직각방향으로 양측에 즉, 상하측에 형성되는 원형축이라 할 수 있다. 이 체결축(24)에 의해 긴장부재(10)가 긴장부재연결부(31)에 고정됨과 동시에 긴장부재연결부(31)에 대해 회전이 가능하여 긴장부재(10)에 휨응력이 발생하지 아니한다. 즉 콘크리트부재(1)의 측면이 불균일하거나, 돌출되어 있거나, 또는 콘크리트부재(1)가 정확하게 사각형이 아닌 경우 등의 경우에도 긴장부재(10)가 회전함으로써 불필요한 응력이 발생하지 아니하여 긴장부재(10)의 인장강도의 손실이 발생하지 아니한다.

또한, 체결축(24)이 삽입되는 긴장부재연결부(31)의 고정부(35) 즉, 직교절개부(352)에는 체결축(24)은 빠짐이 방지될 수 있도록 체결축홈을 형성할 수 있다. 즉 직교절개부(352)의 내측에 긴장부재(10)쪽으로 홈을 형성하여 체결축(24)이 삽입된 후 원활히 회전할 수 있도록 반구 형상의 홈을 형성할 수 있다.

회전구(26)는 긴장부재(10)에 구비되는 반구형상으로써, 이 회전구(26)에 의해 긴장부재(10)가 긴장부재연결부(31)에 대해 회전 가능하게 설치되어 긴장부재(10)가 자유롭게 회전할 수 있다. 이에 따라 콘크리트부재(1)의 측면이 일부 돌출되거나, 콘크리트부재(1)의 코너의 각도가 정확하게 직각이 아니거나, 콘크리트부재(1)의 측면이 설계된 것과 같은 정확한 원호가 아닌 경우에도 긴장부재(10)에 예상치 못한 휨이나 휨응력의 발생을 방지할 수 있으며, 또한 연결장치(30)에도 파손이나 휨응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

회전구(26)는 중앙에 구멍이 형성되며, 이 구멍에 긴장부재(10)가 관통하여 결합될 수 있다. 또한, 회전구(26)의 측면, 즉 회전구(26)에서 긴장부재(10)의 단부쪽면에 너트(28)가 더 구비되어 회전구(26)를 지지할 수 있다. 또한, 회전구(26) 자체의 내부 구멍에 나사가 형성되어 긴장부재(10)에 직접 체결될 수 있는데, 이 경우 회전구(26)의 외측 즉, 긴장부재(10)의 단부측에 너트(28) 형상의 부재가 일체로 결합되어 체결을 용이하게 할 수 있다. 또한, 회전구(26)는 긴장부재(10)와 일체로 제조되어 형성될 수도 있다.

체결수단은 긴장부재(10)와 일체로 제조되어 형성되거나(예컨데, 도 1c의 체결판(22), 도 1e의 체결축(24)), 별도의 부재로 형성되어 긴장부재(10)의 단부에 용접결합되거나(미도시), 나사결합(예컨데, 도 1c의 너트(28)) 될 수 있다. 또한, 긴장부재(10)의 양단부에 동일한 형상의 체결수단이 구비되거나, 상이한 형상의 체결수단이 구비될 수 있다. 예컨데, 양측 모두 너트(28)로 구성되거나, 도 1c와 같이 일측에는 너트(28)로 타측에는 체결판(22)으로 구성될 수 있다.

연결장치(30)는 상기 복수의 긴장부재(10)들의 사이사이에 구비되어 긴장부재(10)들을 서로 연결하는 장치로서, 예컨대 콘크리트부재(1)가 사각기둥인 경우에는 연결장치(30)가 콘크리트부재(1)의 코너 등에 배치되어 복수의 긴장부재(10) 상호 간을 연결한다.

상기 연결장치(30)는 긴장부재(10)와 분리 형성되거나, 긴장부재(10)의 일측 단부에 일체로 형성될 수 있다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이, 연결장치(30)는 긴장부재(10)와 별개로 형성되어 양측에서 긴장부재(10)와 연결될 수 있다.

또한, 도 2에서 보는 바와 같이, 연결장치(30)는 긴장부재(10)의 일측 단부에 일체로 결합될 수 있다. 이와 같이 일체로 형성하는 경우 일체로 된 부분은 긴장부재(10)의 체결수단 등이 불필요하고 구조가 간단하여 결국 체결작업이 신속하고 제조비용이 절약될 수 있다. 연결장치(30)가 긴장부재(10)의 일측 단부에 일체로 형성된 경우, 연결장치(30)와 긴장부재(10)의 연결된 부분을 긴장부재연결부(31)라 할 수 있다.

또한, 연결장치(30)는 ㄱ자형상(도 1 참조)으로 형성되거나, 직선형상(도 2 참조)이나 곡선형상(도 5 참조)으로 형성될 수 있다.

상기 연결장치(30)는 양측에 긴장부재(10)의 단부가 연결되는 긴장부재연결부(31) 즉, 긴장부재(10)가 연결되는 부분을 포함할 수 있다. 이 긴장부재연결부(31)는 연결장치(30)의 양측에 동일한 형상이거나 또는 상이한 형상일 수 있다. 또한, 긴장부재연결부(31)는 통과로(33)와 고정부(35)를 포함할 수 있다.

통과로(33)는 긴장부재(10)로 통과하는, 즉 긴장부재(10)쪽으로 통하는 것으로서, 원형, 사각형 등의 구멍으로 형성되거나, 또는 일측이 개방된 원형, 사각형 등의 구멍으로 형성될 수 있다.

도 1의 실시예에서 통과로(33)는 긴장부재(10)가 통과하는 관통구(332)와, 긴장부재(10)가 통과하되 콘크리트부재(1)쪽으로 개방된 절개구(334)의 두 가지 형상이 도시되어 있다.

도 2c를 참조하면, 긴장부재(10)에 일체로 연결된 부분의 반대측의 긴장부재연결부(31)는 통과로(33)와 통과로(33)의 단부 즉, 외측으로 노출된 면, 다시 말하면 너트(28)가 위치하는 부분을 합하여 긴장부재연결부(31)라 할 수 있다.

절개구(334)인 통과로(33)는 긴장부재(10)의 삽입이 용이하여 연결장치(30)에 긴장부재(10)를 신속하고 간편하게 결합할 수 있다. 절개구(334)를 콘크리트부재(1)쪽, 즉 연결장치(30)의 내측으로 개방되도록 형성하는 것은 긴장부재(10)가 콘크리트부재(1)의 측면에 접촉되게 하고, 긴장부재(10)가 외측으로 이탈하는 것을 방지하는데 유리할 수 있기 때문이다.

고정부(35)는 상기 통과로(33)의 단부에 구비되어, 통과로(33)를 통과하여 설치되는 긴장부재(10)가 연결장치(30)에 고정되게 하는 것으로서, 즉 체결수단이 위치하는 공간이라 할 수 있다.

상기 고정부(35)는 긴장부재(10)의 체결수단의 형상에 따라 직교절개부(352)(도 1c 참조)이거나, 구면요홈부(354)(도 1e 참조)이거나, 확장부(356)(도 1c, 도 2c 참조)이거나, 또는 구면요홈부(354)와 확장부(356)가 함께 형성(도 1e 참조)되거나 하는 등으로 형성하여 긴장부재(10)가 연결장치(30)에 고정되게 할 수 있다.

도 1c를 참조하면, 직교절개부(352)는 통과로(33)보다 큰 단면으로 통과로(33)와 직교하면서 콘크리트부재(1)쪽으로 개방된 형상으로 형성될 수 있다. 이 직교절개부(352)는 통과로(33)가 절개구(334)인 경우에 통과로(33)의 단부에 형성될 수 있다. 상기 직교절개부(352)는 긴장부재(10)의 체결수단인 체결판(22)이 삽입되어 고정되며, 이 경우 긴장부재(10)를 연결장치(30)에 쉽게 삽입, 고정할 수 있다.

도 1e를 참조하면, 구면요홈부(354)는 통과로(33)의 단부에 구면으로 형성되는 홈으로서, 긴장부재(10)의 체결수단인 회전구(26)가 고정될 수 있다. 상기 구면요홈부(354)는 회전구(26)의 반구형상과 상응하는 구면으로 형성됨으로써 회전구(26)가 부드럽게 회전될 수 있다. 이 구면요홈부(354)의 단부에는 후술할 확장부(356)를 함께 형성하여 너트(28)를 체결할 수 있다. 너트(28)는 긴장부재(10)의 나사에 나사 결합되어, 회전구(26)를 지지함으로써 긴장부재(10)를 결합한다. 또한 회전구(26)의 내부 구멍에 나사를 형성하여 긴장부재(10)에 직접 나사 결합될 수도 있다. 또한, 너트(28)는 확장부(356)에서 일정 간격 이격되게 함으로써, 회전구(26)가 회전함에 지장이 없도록 형성할 필요가 있다. 또한 통과로(33) 역시 긴장부재(10)가 회전구(26)를 중심으로 회전함에 지장이 없도록 여유를 가질 필요가 있다.

도 1c를 참조하면, 확장부(356)는 통과로(33)가 관통구(332)일 때 그 단부에 통과로(33)보다 단면이 큰 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 확장부(356)는 긴장부재(10)의 체결수단인 볼트머리(29), 너트(28) 등이 위치하는 공간이다. 도 1c의 경우 너트(28)가 설치되는 사각형 형상의 공간으로 형성되어 있고, 도 2c의 경우 긴장부재(10) 단부의 나사에 너트(28)가 체결될 수 있는 공간 즉, 개방된 공간으로 형성되어 있다.

고정부(35)는 연결장치(30)의 양측에 동일한 형상의 고정부(35)가 형성되거나, 또는 상이한 형상의 고정부(35)가 형성될 수 있다. 예컨데, 도 1c의 경우 일측은 체결판(22)이 삽입되도록 직교절개부(352)로 형성되어 있고, 타측은 너트(28)가 체결될 수 있도록 너트(28)보다 단면이 큰 사각형 형상의 구멍인 확장부(356)으로 형성되어 있다. 또한, 도 1e의 경우 일측은 체결축(24)이 삽입되는 직교절개부가(352) 형성되어 있고, 타측은 회전구(26)가 삽입되는 구면요홈부(354)와 확장부(356)가 함께 형성되어 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 긴장부재(10)와 연결장치(30)의 사이에 상기 긴장부재(10)와 연결장치(30)를 연결하는 보조연결장치(40)를 포함할 수 있다. 이 경우 긴장부재(10)는 보조연결장치(40)와 결합되고, 보조연결장치(40)가 연결장치(30)와 결합된다.

또한, 보조연결장치(40)는 긴장부재(10)와 연결되는 제1보조연결장치(42)와, 상기 제1보조연결장치(42)와 연결장치(30)를 연결하는 제2보조연결장치(44)를 포함할 수 있다. 또한, 제2보조연결장치(44)는 제1보조연결장치(42)와 일체로 형성(도 4 참조)되거나, 분리 형성(도 3 참조)될 수 있다.

제1보조연결장치(42)는 긴장부재(10)와 연결되는 것으로 긴장부재(10)쪽으로 통하는 통과로(33)와, 상기 통과로(33)의 단부에 구비되는 고정부(35)를 포함할 수 있다. 제1보조연결장치(42)의 통과로(33)와 고정부(35)는 전술한 연결장치(30)의 통과로(33) 및 고정부(35)와 그 형상 및 기능이 유사하다. 따라서 이에 대한 자세한 설명은 전술한 연결장치(30)를 참조한다.

도 4를 참조하면, 제2보조연결장치(44)는 제1보조연결장치(42)가 일체로 형성될 수 있는데, 이 경우 제2보조연결장치(44)는 단순히 제1보조연결장치(42)에서 연장되어 형성된다. 이와 같이 제2보조연결장치(44)를 제1보조연결장치(42)와 일체로 형성하는 경우 두 장치를 연결하기 위한 별도의 구성이 불필요하여 체결작업이 용이하고 비용이 절약될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제2보조연결장치(44)는 제1보조연결장치(42)와 분리 형성될 수 있다. 이 경우 제2보조연결장치(44)는 제1보조연결장치(42)와 결합되는 단부에 볼트머리(29) 등이 형성되어 제1보조연결장치(42)에 끼워져 결합될 수 있다. 또한, 볼트머리(29) 대신 너트(28), 체결판(22) 등이 형성될 수도 있다.

또한, 제2보조연결장치(44)가 연결장치(30)와 결합되는 단부에는 연결장치(30)와 결합되는 체결수단을 구비할 수 있다. 상기 연결장치(30)에 구비되는 체결수단은 상기 긴장부재(10)의 단부에 구비되는 체결수단과 동일하다 할 수 있다. 즉, 제2보조연결장치(44)에 반구 형상의 회전구(26), 너트(28) 등으로 형성될 수 있다. 이에 대한 더 자세한 설명은 전술한 긴장부재(10)의 체결수단을 참조한다.

도 3c를 참조하면, 제1보조연결장치(42)는 긴장부재(10)가 통과하는 통과로(33)가 절개구(334)로 형성되어 있다. 절개구(334)에 삽입된 긴장부재(10)의 측면은 콘크리트부재(1)의 측면에 직접 접촉하게 되고, 따라서 콘크리트부재(1)의 수평평창을 억제하는데 매우 효과적이다. 한편, 제1보조연결장치(42)와 연결장치(30)를 연결하는 제2조보연결장치(44)는 콘크리트부재(1)의 측면에서 이격되어 연결장치(30)에 연결되어 있다. 즉 보조연결장치(40)를 구비함으로써, 긴장부재(10)의 단면을 크게 하지 않고도 콘크리트부재(1)의 측면에 접하게 하여 콘크리트부재(1)의 측면이 부풀어 오르는 형상을 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 따라 긴장부재(10)의 단면을 줄여 비용이 절감되며, 긴장부재(10)를 단차지게 제작할 필요가 없어 제작이 용이하고, 제2보조연결장치(44)의 경우 기존의 볼트 등을 사용할 수 있어 경제적이며, 또한 긴장부재(10)의 형상이 규격화될 수 있어 긴장부재(10)의 제작비용이 절약될 수 있다.

도 5를 참조를 참조하면, 전술한 예들은 콘크리트부재(1)가 원기둥인 경우에도 적용할 수 있으며, 이에 대한 설명은 전술한 설명을 참조한다.

또한, 상기 복수의 긴장부재(10)와 복수의 연결장치(30)로 구성된 콘크리트 구조물 보강장치를 콘크리트부재(1)에 길이방향으로 여러개 설치한 후 콘크리트부재(1)를 전체적으로 덮어서 외관을 미려하게 하는 마감판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 마감판은 콘크리트부재(1)의 형상에 맞게 평판, ㄱ자판, 반원형판 등으로 형성되어 콘크리트부재(1)를 덮어 미관을 향상시키게 된다.

상기 마감판은 상기 콘크리트부재(1), 상기 긴장부재(10), 또는 상기 연결장치(30)에 결합될 수 있다. 즉, 볼트 등으로 콘크리트부재(1)에 형성된 구멍에 직접 결합하거나, 고리를 형성하여 긴장부재(10)에 걸쳐 설치하거나, 또는 추가의 구성으로 연결장치(30) 또는 보조연결장치(40)에 결합할 수 있다.

또한, 본 발명의 일례에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 이용한 콘크리트 구조물 보강방법은, 먼저 보강하고자 하는 콘크리트 구조물의 콘크리트부재(1) 둘레에 복수의 긴장부재(10)와 복수의 연결장치(30)를 배치하고, 이들을 서로 연결한 후 상기 체결수단으로 가체결한다. 그 후 가체결된 것을 설치하고자 하는 정확한 위치에 이동 설치한 후 체결수단으로 견고히 체결할 수 있다.

도 1c에 의하면, 콘크리트부재(1)의 둘레에 복수의 긴장부재(10)와 복수의 연결장치(30)를 배치하고, 너트(28)가 체결되지 않은 긴장부재(10)의 단부 즉, 나사가 형성된 부분을 연결장치(30)의 통과로(33)로 삽입한 후 너트(28)를 가체결하면서, 체결판(22)을 직교절개부(352)에 삽입한다. 이후 보강장치를 설치하고자 하는 정확한 위치에 배치한 후 너트(28)를 완전히 조여서 견고히 체결한다.

또한, 보조연결장치(40)를 포함하는 콘크리트 구조물 보강장치의 경우, 먼저, 콘크리트부재(1) 둘레에 복수의 긴장부재(10)와 복수의 보조연결장치(40)와 복수의 연결장치(30)를 배치하고, 상기 긴장부재(10)와 상기 보조연결장치(40)와 상기 연결장치(30)를 서로 연결한 후 상기 체결수단으로 가체결한다.

도 3c에 의하면, 콘크리트부재(1) 둘레에 복수의 긴장부재(10)와 복수의 보조연결장치(40)와 복수의 연결장치(30)를 배치하고, 너트(28)가 체결되지 않은 제2보조연결장치(44)의 단부 즉, 나사가 형성된 부분을 연결장치(30)의 통과로(33)로 삽입한 후 너트(28)를 가체결하면서, 제2보조연결장치(44)의 볼트머리(29)를 제1보조연결장치(42)에 삽입하고, 또한 긴장부재(10)의 체결판(22)을 제1보조연결장치(42)의 직교절개부(352)에 삽입한다. 그 후 가체결된 보강장치를 설치하고자 하는 정확한 위치에 이동 설치한 후 상기 너트(28)로 완전히 조여서 견고히 체결한다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 콘크리트부재
10: 긴장부재
22: 체결판
222: 절취부
24: 체결축
26: 회전구
28: 너트
29: 볼트머리
30: 연결장치
31: 긴장부재연결부
33: 통과로
332: 관통구
334: 절개구
35: 고정부
352: 직교절개부
353: 절취돌부
354: 구면요홈부
356: 확장부
40: 보조연결장치
42: 제1보조연결장치
44: 제2보조연결장치

Claims (4)

1. 고리 모양으로 콘크리트부재의 외곽을 둘러싸서 보강하는 콘크리트 구조물 보강장치에 있어서,
   상기 콘크리트부재의 외곽에 배치되는 복수의 가늘고 긴 긴장부재; 및
   상기 복수의 긴장부재들의 사이사이에 구비되어 상기 긴장부재들이 서로 연결되게 하는 복수의 연결장치;를 포함하고,
   상기 연결장치는 양측에 상기 긴장부재가 체결될 수 있는 긴장부재연결부를 포함하고,
   상기 긴장부재는 양측에 상기 긴장부재연결부에 체결될 수 있는 체결수단을 포함하며,
   상기 긴장부재는 전체적으로 상기 콘크리트부재의 외곽에 접하여 설치됨으로써, 상기 콘크리트부재의 수평팽창을 억제하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결장치의 일측은 상기 긴장부재의 일측 단부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연결장치에서 상기 긴장부재의 일측 단부에 일체로 형성되지 않은 쪽의 긴장부재연결부는,
   상기 긴장부재로 통하는 통과로와, 상기 통과로의 단부에 구비되는 고정부를 포함하고,
   상기 통과로는 상기 긴장부재연결부를 관통하는 관통구이고,
   상기 고정부는 상기 통과로의 단부에 형성되고 구면으로 형성된 구면요홈부이거나, 상기 통과로의 단부에 형성되고 상기 통과로보다 단면이 큰 확장부이거나, 또는 상기 통과로의 단부에 형성되는 상기 구면요홈부와 상기 구면요홈부의 단부에 형성되는 확장부가 함께 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 긴장부재에서 상기 연결장치의 일측과 일체로 형성되지 않은 쪽의 체결수단은,
   상기 긴장부재에 체결되는 너트이거나, 상기 긴장부재에 결합되는 회전구와 상기 회전구에 일체로 결합된 너트이거나, 또는 상기 긴장부재에 결합되는 회전구와 상기 회전구와 분리된 너트인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
   

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