KR20220053749A - Modular PC pier structure with unexposed connection structure and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각 및 그 제작방법에 대한 것이다. The present invention relates to a modular PC pier having a non-exposed connection structure and a method for manufacturing the same.
철도교를 비롯한 국내 교량의 하부 구조는 현장 타설에 의한 재래식 교각 시공법으로 주로 건설되고 있다. 건설 현장에서의 시공성 향상이나 공사기간 단축을 위해서 기둥이나 코핑의 철근망을 선조립하여 현장에서 설치하는 방법이 적용되고 있지만 그 효과는 제한적이다. The lower structures of domestic bridges, including railway bridges, are mainly constructed using the conventional pier construction method by casting on site. In order to improve constructability at the construction site or to shorten the construction period, the method of pre-assembling the reinforcing bars of columns or copings and installing them on site is applied, but the effect is limited.
국외에서는 교량 급속시공법 개발의 일환으로 프리캐스트 콘크리트 시공법 등을 활용한 교량 하부구조 시공 기술이 개발되어 실제 건설 현장에 적용되고 있다. 이러한 급속 시공법은 노후화된 기존 교량의 교체와 과밀화된 도심지에 신규로 교량을 건설할 경우 매우 효과적으로 판단된다. Overseas, as part of the rapid bridge construction method development, the bridge substructure construction technology using the precast concrete construction method has been developed and is being applied to actual construction sites. This rapid construction method is judged to be very effective when replacing old bridges and constructing new bridges in overcrowded downtown areas.
프리캐스트 콘크리트 부재를 이용한 교량 하부구조 급속시공법 개발은 국내외에서 오래전부터 활발히 이루어져 왔으며, 미국 등 해외에서는“Bridge Elements & Systems (PBESs)”프로젝트와 “Bridge Construction (ABC)”프로그램 등을 통해 실제 교량 건설에도 적용이 활발하다. The rapid construction of bridge substructures using precast concrete members has been actively conducted at home and abroad for a long time. It is also actively applied to
조립식 하부구조를 통한 급속 시공에서는 각 구성부재 자체의 품질이 뛰어나기 때문에 설계와 시공에 큰 무리는 없으나, 세그먼트의 연결부는 설계 및 시공에서 주의를 기울여 품질관리를 해야 하는 부분이며, 따라서 세그먼트 연결부에 대한 연구 및 시공 기술 개발은 현재에도 꾸준히 이루어지고 있다.In rapid construction through prefabricated substructure, there is no problem in design and construction because the quality of each component itself is excellent. Research and development of construction technology for Korea is still in progress.
국내에서는 프리캐스트 콘크리트 시공법을 활용한 하부구조 급속시공 관련 연구개발이 대우건설, 한국건설기술연구원 GS건설, 포스코건설 등 많은 연구기관 및 시공업체에 의해서 진행되어 왔으며, 향후 한국도로공사 설계지침에 적용 예정이다. In Korea, research and development related to rapid substructure construction using the precast concrete construction method has been conducted by many research institutes and construction companies such as Daewoo E&C, Korea Institute of Construction Technology, GS E&C, and POSCO E&C, and will be applied to the design guidelines of Korea Expressway Corporation in the future. Is expected.
프리캐스트 콘크리트 시공법을 이용한 교각 시공 기술은 국내에서는 아직 실제 프로젝트에 활용된 사례는 대우건설이 연구개발 성과의 시범 적용을 위해 천안 4산단 진입로 교량 교각에 적용한 것이 유일하나, 국외에서는 미국과 일본을 중심으로 그 적용이 매우 활발하여 다양한 사례가 있다. The only case in which the pier construction technology using the precast concrete construction method has been used in an actual project in Korea is that Daewoo E&C applied it to the Cheonan 4th industrial complex access road bridge pier for a pilot application of R&D results. Therefore, its application is very active, and there are various examples.
대표적인 적용 사례로 North Carolina 주에 위치한 Linn Cove Viaduct교, Texas 주의 Lake Ray Hubbard교와 Dallas / Fort Worth 국제공항의 People Mover 교량, 휴스턴시의 Louetta Road Overpass 교, 푸에르토리코에 위치한 aldorioty de Castro Avenue교 등이 있음. 일본에서는 스미토모社가 연구개발한 SPER(Sumitomo's precast form method for resisting earthquake and rapid construction) 공법을 적용하여 프리캐스트 교각을 시공한 사례가 있다. Typical application examples include the Linn Cove Viaduct Bridge in North Carolina, the Lake Ray Hubbard Bridge in Texas and the People Mover Bridge in Dallas/Fort Worth International Airport, the Louetta Road Overpass Bridge in Houston, and the aldorioty de Castro Avenue Bridge in Puerto Rico. has this. In Japan, there is a case in which a precast pier was constructed by applying the SPER (Sumitomo's precast form method for resisting earthquake and rapid construction) method researched and developed by Sumitomo.
[표 1] 강-콘크리트 합성단면 비교[Table 1] Comparison of steel-concrete composite cross section
표 1에 나타난 바와 같이, 철골과 철근콘크리트를 합성하는 기둥은 건축분야에서 많이 활용되고 있으나, 소규모의 건축기둥에 적합하고 현장타설에 따른 양생과 별도의 외측 거푸집이 필요하여공기가 증가하는 단점으로 적용성이 떨어지는 문제가 존재한다. As shown in Table 1, a column that combines steel frame and reinforced concrete is widely used in the construction field, but it is suitable for small-scale construction columns and requires curing according to site casting and a separate outer formwork. There is a problem of poor applicability.
또한 외부의 강재를 이용하여 내부에 현장타설 콘크리트를 타설하는 CFT 단면은 단면축소 및 거푸집 공정 제거로 효율성이 양호하나, 내부의 현장타설 콘크리트의 양생기간과 다량의 내부 전단연결재의 시공이 필요한 제작상의 단점이 있어 적용성이 다소떨어지는 문제가 존재한다. In addition, the CFT section, which uses external steel to pour cast-in-place concrete inside, has good efficiency due to cross-section reduction and removal of the formwork. There is a problem that the applicability is somewhat lowered due to the disadvantages.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 교각의 기둥부는 큰 압축력 뿐 아니라, 모멘트에 의한 인장지배를 받는 대표적인 구조물로, 본 발명의 실시예에 따르면, 도심지를 고려하여 단면축소가 가능한 모듈화 및 이를 위한 합성단면을 제공하는데 목적이 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and the column part of the pier is a representative structure that is subject to tension by moment as well as large compressive force. An object of the present invention is to provide a modularized cross-section that can be reduced and a synthetic cross-section for this purpose.
본 발명의 실시예에 따르면, 중공부에 연속화된 강재가 설치되고 외측에 프리캐스트(PC) 세그먼트를 설치하여 중공강재와 PC 세그먼트 사이에 고강도 무수축 그라우트를 충진하여 합성된 단면으로 외력에 저항성능을 발휘하는 모듈화 중공 합성단면을 제공하는데 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, a continuous steel material is installed in the hollow part and a precast (PC) segment is installed on the outside to fill a high-strength non-shrinkable grout between the hollow steel material and the PC segment. It aims to provide a modular hollow composite cross-section that exhibits
본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 중공강재를 두고 외부에 프리캐스트 세그먼트를 시공하는 모듈화 중공합성단면을 통해, 종래 별도의 거푸집, 현장타설에 의한 공기 증가 및 다량의 내부 전단연결재 시공에 대한 제작의 문제점을 해결하여, 도심지 시공시 공기단축 및 단면축소가 가능하고, 내부의 연속 중공강재가 PC 세그먼트 이음부의 심부 구속 효과를 우수하게 하고 PC 세그먼트의 중공부는 중량감소의 효과가 있어 운반에 따른 제약 개선이 가능한 목적을 달성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, through a modular hollow composite cross-section in which a hollow steel material is placed inside and a precast segment is constructed outside, a conventional separate formwork, increased air by in-situ casting, and a large amount of internal shear connector construction By solving the problems of city center construction, it is possible to shorten the construction period and reduce the cross-section, and the continuous hollow steel inside makes the deep restraint effect of the PC segment joint excellent, and the hollow part of the PC segment has the effect of reducing the weight. Objectives that can be improved can be achieved.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood
본 발명의 제1목적은, 중공강재; 내부 중공부를 가지며 상기 중공강재의 외측으로 길이방향을 따라 연속적으로 삽입, 적층되는 복수의 PC 세그먼트; 및 상기 PC 세트먼트와 상기 중공강재 사이 공간에 충진되는 무수축 그라우트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention, hollow steel; A plurality of PC segments having an internal hollow portion and continuously inserted and stacked along the longitudinal direction to the outside of the hollow steel; And it can be achieved as a modular PC pier having a non-exposed connection structure comprising a; and non-shrink grout is filled in the space between the PC set and the hollow steel.
그리고 상기 중공강재는 각관인 것을 특징으로 할 수 있다. And the hollow steel material may be characterized as a square tube.
또한 상기 각관 외면에는 전단키가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that the shear key is installed on the outer surface of the square tube.
그리고 상기 전단키는 각관의 길이방향을 따라 외측으로 돌출된 줄눈 형태, 또는 각관 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 둘레방향으로 둘러싸는 띠 형태로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the shear key may be characterized in that it is configured in the form of a joint projecting outward along the longitudinal direction of the square tube, or in the form of a band spaced apart from each other at a specific distance in the longitudinal direction of the square tube to surround in the circumferential direction.
또한 상기 PC 세그먼트의 중공부에는 상기 전단키 형태에 대응되는 전단키 대응홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the hollow portion of the PC segment may be characterized in that a groove corresponding to the shear key corresponding to the shape of the shear key is formed.
그리고 상기 PC세그먼트 내부에는 복수의 철근이 길이방향으로 배치되고, 서로 접촉하는 PC세그먼트 간의 철근을 연결하기 위한 슬리브 조인트를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. And a plurality of reinforcing bars are arranged in the longitudinal direction inside the PC segment, and it may be characterized in that it has a sleeve joint for connecting the reinforcing bars between the PC segments in contact with each other.
또한 상기 철근의 타측끝단은 상기 슬리브 조인트의 일측 끝단의 내부에 삽입되어 결합되며, 상기 철근의 일측끝단부는 상기 PC세그먼트의 일측면에 노출되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the other end of the reinforcing bar may be inserted into and coupled to one end of the sleeve joint, and one end of the reinforcing bar may be exposed to one side of the PC segment.
그리고 상기 PC 세그먼트 간 체결시, 노출된 상기 철근의 일측끝단부는 접촉되는 다른 PC 세그먼트에 구비되는 슬리브조인트의 타측 내부홀로 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다. And when the PC segments are fastened, one end of the exposed reinforcing bar may be inserted into the inner hole of the other side of the sleeve joint provided in the other PC segment in contact.
또한 상기 슬리브 조인트에는 상기 내부홀로 그라우트 또는 에폭시가 주입되도록 구성되는 주입홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the sleeve joint may be characterized in that an injection hole configured to inject grout or epoxy into the inner hole is formed.
본 발명의 제2목적은 모듈형 PC교각의 제작방법에 있어서, 중공강재를 제작하는 제1단계; PC세그먼트의 중공부를 통해 상기 PC세그먼트를 상기 중공강재의 외측으로 삽입시키는 제2단계; 또 따른 PC세그먼트를 상기 중공강재에 삽입시켜 적층시키는 제3단계; 각 PC세그먼트를 서로 연결, 체결시키는 제4단계; 상기 PC 세트먼트와 상기 중공강재 사이 공간에 무수축 그라우트를 충진하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 제작방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is a method for manufacturing a modular PC pier, comprising: a first step of manufacturing a hollow steel; a second step of inserting the PC segment to the outside of the hollow steel material through the hollow part of the PC segment; A third step of inserting another PC segment into the hollow steel material and stacking; a fourth step of connecting and fastening each PC segment to each other; A fifth step of filling the space between the PC setment and the hollow steel with non-shrinkable grout can be achieved as a method of manufacturing a modular PC pier having a non-exposed connection structure, comprising: a.
그리고 상기 중공강재는 각관이고 외면에는 전단키가 설치되고, 상기 각관의 길이에 따라, 상기 제3단계와 상기 제4단계를 반복하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the hollow steel is a square tube and a shear key is installed on the outer surface, and according to the length of the square tube, the third step and the fourth step may be repeated.
또한 상기 PC세그먼트 내부에는 복수의 철근이 길이방향으로 배치되고, 상기 제4단계에서, 슬리브조인트를 통해 서로 접촉하는 PC세그먼트의 철근을 연결하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a plurality of reinforcing bars are arranged in the longitudinal direction inside the PC segment, and in the fourth step, it may be characterized in that the reinforcing bars of the PC segment in contact with each other are connected through a sleeve joint.
그리고 상기 제4단계는, 하단 PC세그먼트에서 상부측으로 노출된 철근들이, 상단 PC세그먼트에 설치된 슬리브 조인트의 내부홀로 삽입되는 단계; 및 주입홀을 통해 상기 내부홀로 그라우트 또는 에폭시를 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the fourth step, the step of the exposed reinforcement from the lower PC segment to the upper side, the step of inserting into the inner hole of the sleeve joint installed in the upper PC segment; and injecting grout or epoxy into the inner hole through the injection hole.
교각의 기둥부는 큰 압축력 뿐 아니라, 모멘트에 의한 인장지배를 받는 대표적인 구조물로, 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각 및 그 제작방법에 따르면, 도심지를 고려하여 단면축소가 가능한 모듈화 및 이를 위한 합성단면을 제공할 수 있는 효과를 갖는다. The column part of the pier is a representative structure that is subject to tensile control by moment as well as large compressive force. It has the effect of providing a possible modularization and a synthetic cross-section for this.
본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각 및 그 제작방법에 따르면, 중공부에 연속화된 강재가 설치되고 외측에 프리캐스트(PC) 세그먼트를 설치하여 중공강재와 PC 세그먼트 사이에 고강도 무수축 그라우트를 충진하여 합성된 단면으로 외력에 저항성능을 발휘할 수 있는 효과를 갖는다. According to the modular PC pier having a non-exposed connection structure and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a continuous steel material is installed in the hollow part and a precast (PC) segment is installed outside the hollow steel material and the PC segment The cross-section synthesized by filling high-strength non-shrinkable grout to the surface has the effect of exhibiting resistance to external forces.
본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 중공강재를 두고 외부에 프리캐스트 세그먼트를 시공하는 모듈화 중공합성단면을 통해, 종래 별도의 거푸집, 현장타설에 의한 공기 증가 및 다량의 내부 전단연결재 시공에 대한 제작의 문제점을 해결하여, 도심지 시공시 공기단축 및 단면축소가 가능하고, 내부의 연속 중공강재가 PC 세그먼트 이음부의 심부 구속 효과를 우수하게 하고 PC 세그먼트의 중공부는 중량감소의 효과가 있어 운반에 따른 제약 개선이 가능한 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, through a modular hollow composite cross-section in which a hollow steel material is placed inside and a precast segment is constructed outside, a conventional separate formwork, increased air by in-situ casting, and a large amount of internal shear connector construction By solving the problems of city center construction, it is possible to shorten the construction period and reduce the cross-section, and the continuous hollow steel inside makes the deep restraint effect of the PC segment joint excellent, and the hollow part of the PC segment has the effect of reducing the weight. There are advantages to improvement.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be able
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 중공강재의 사시도,
도 1b는 도 1a의 부분 확대도,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 중공강재에 PC세그먼트가 삽입된 상태의 사시도,
도 2b는 도 2a에서 중공강재에 추가로 PC세그먼트가 더 삽입된 상태의 사시도,
도 2c는 도 2b의 부분 확대도,
도 3a은 도 2b에서 중공강재와 PC세그먼트 사이에 무수축 그라우트를 충진한 상태의 사시도,
도 3b는 도 3a의 부분 확대도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 단면도,
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 부분 투시정면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 분해 단면도,
도 7a는 도 6의 A-A단면도,
도 7b는 도 6의 B-B단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 슬리브 조인트의 정면도,
도 9a는 본 발명의 실험예(#1-5)에 의해 제작된 전단키를 갖는 중공강재의 사시도,
도 9b는 도 9a에서 슬리브 조인트에 의해 연결되는 PC세그먼트가 중공강재에 삽입된 상태의 부분 투시사시도,
도 9c 및 도 9d는 도 9b에서 중공강재와 PC세그먼트 사이에 무수축 그라우트가 충진된 상태의 사시도와 단면도,
도 10은 본 발명의 실험예 #1-1, #1-2, #1-3, #1-4, #1-5각각에 대한 부분 투시사시도와, 부분 투시정면도,
도 11은 본 발명의 실험예에 따른 콘크리트의 압축강도 실험결과표,
도 12는 본 발명의 실험예에 따른 변형률 게이지 및 변위계위치표,
도 13a는 본 발명의 실험예들의 하중-처짐선도,
도 13b는 본 발명의 실험예들의 하중-변형률(내부 중공강재) 곡선,
도 14는 본 발명의 실험예 #1-2,#1-3의 하중-접합부 균열폭 선도,
도 15는 본 발명의 실험예 #1-4에 대한 하중-변형률(압축/인장철든) 그래프,
도 16a는 본 발명의 실험예 #1-1의 파괴양상 사진,
도 16b는 본 발명의 실험예 #1-2의 파괴양상 사진,
도 16c는 본 발명의 실험예 #1-3의 파괴양상 사진,
도 16d는 본 발명의 실험예 #1-4의 파괴양상 사진,
도 16e는 본 발명의 실험예 #1-5의 파괴양상 사진을 나타낸 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so that the present invention is limited only to the matters described in those drawings and should not be interpreted.
1a is a perspective view of a hollow steel material according to an embodiment of the present invention;
Figure 1b is a partial enlarged view of Figure 1a;
Figure 2a is a perspective view of a state in which a PC segment is inserted into a hollow steel material according to an embodiment of the present invention;
Figure 2b is a perspective view of a state in which the PC segment is further inserted into the hollow steel in Figure 2a;
Figure 2c is a partial enlarged view of Figure 2b;
Figure 3a is a perspective view of a state in which the non-shrink grout is filled between the hollow steel material and the PC segment in Figure 2b;
Fig. 3b is a partially enlarged view of Fig. 3a;
4 is a cross-sectional view of a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention;
5 is a partial perspective front view of a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention;
6 is an exploded cross-sectional view of a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention;
Figure 7a is a cross-sectional view AA of Figure 6,
Figure 7b is a cross-sectional view BB of Figure 6,
8 is a front view of a sleeve joint according to an embodiment of the present invention;
9a is a perspective view of a hollow steel material having a shear key manufactured by Experimental Example (#1-5) of the present invention;
Figure 9b is a partial perspective view of a state in which the PC segment connected by the sleeve joint in Figure 9a is inserted into the hollow steel;
9c and 9d are a perspective view and a cross-sectional view of a state in which non-shrinkable grout is filled between the hollow steel material and the PC segment in FIG. 9b;
10 is a partial perspective perspective view and a partial perspective front view of each of Experimental Examples #1-1, #1-2, #1-3, #1-4, #1-5 of the present invention;
11 is a table of compressive strength test results of concrete according to an experimental example of the present invention;
12 is a strain gauge and displacement gauge position table according to an experimental example of the present invention;
13a is a load-deflection diagram of experimental examples of the present invention;
13b is a load-strain (internal hollow steel) curve of the experimental examples of the present invention;
14 is a load-junction crack width diagram of Experimental Examples #1-2 and #1-3 of the present invention;
15 is a load-strain (compression / tension) graph for Experimental Example #1-4 of the present invention;
Figure 16a is a photo of the destruction mode of Experimental Example #1-1 of the present invention;
16b is a photo of the destruction mode of Experimental Example #1-2 of the present invention;
Figure 16c is a photograph of the destruction mode of Experimental Example #1-3 of the present invention;
Figure 16d is a photo of the destruction mode of Experimental Example #1-4 of the present invention,
Figure 16e shows a photograph of the destruction mode of Experimental Example #1-5 of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Therefore, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the region shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the illustrated regions in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device and not to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprises' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention are not described in order to avoid confusion without any reason in describing the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 구성, 기능 및 그 제작방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration, function and manufacturing method of a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 중공강재의 사시도를 도시한 것이다. 그리고,도 1b는 도 1a의 부분 확대도를 도시한 것이다. Figure 1a shows a perspective view of a hollow steel material according to an embodiment of the present invention. And, Figure 1b shows a partial enlarged view of Figure 1a.
또한, 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 중공강재에 PC세그먼트가 삽입된 상태의 사시도를 도시한 것이고, 도 2b는 도 2a에서 중공강재에 추가로 PC세그먼트가 더 삽입된 상태의 사시도, 도 2c는 도 2b의 부분 확대도를 도시한 것이다. In addition, Figure 2a shows a perspective view of a state in which the PC segment is inserted into the hollow steel according to an embodiment of the present invention, Figure 2b is a perspective view of a state in which the PC segment is further inserted into the hollow steel in Figure 2a, Fig. 2c shows a partial enlarged view of FIG. 2b.
그리고 도 3a은 도 2b에서 중공강재와 PC세그먼트 사이에 무수축 그라우트를 충진한 상태의 사시도를 도시한 것이고, 도 3b는 도 3a의 부분 확대도를 도시한 것이다. And Figure 3a shows a perspective view of a state in which the non-shrink grout is filled between the hollow steel material and the PC segment in Figure 2b, Figure 3b is a partial enlarged view of Figure 3a.
또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 단면도를 도시한 것이고, 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 부분 투시정면도를 도시한 것이다. In addition, FIG. 4 shows a cross-sectional view of a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention. A partial perspective front view is shown.
그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 분해 단면도를 도시한 것이고, 도 7a는 도 6의 A-A단면도, 도 7b는 도 6의 B-B단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 슬리브 조인트의 정면도를 도시한 것이다. And Figure 6 shows an exploded cross-sectional view of a modular PC pier having a non-exposed connection structure according to an embodiment of the present invention, Figure 7a is a sectional view A-A of Figure 6, Figure 7b is a sectional view B-B of Figure 6 . In addition, Figure 8 shows a front view of the sleeve joint according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각(100)은 전체적으로 중공강재(10)와, 이에 복수로 삽입, 적층, 연결되는 PC세그먼트(20), 그리고 무수축 그라우트(30)를 포함하여 구성된다. The
중공강재(10)는 도 1a 및 도 1b 등에 도시된 바와 같이, 각관 형태로 구성됨을 알 수 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, it can be seen that the
그리고 각관형태의 중공강재(10)의 외면에는 전단키(11)가 설치되어 진다. 따라서 후에 무수축 그라우트(30) 충진에 의해 PC세그먼트(20) 간 일체화된 거동이 가능해 진다. And the
본 발명의 실시예에 따른 전단키(11)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 각관형태의 중공강재(10)의 길이방향을 따라 외측으로 돌출된 줄눈 형태로 설치되어 질 수 있음을 알 수 있다. It can be seen that the
또는 전단키(11)는 도 5에 도시된 바와 같이, 각관형태의 중공강재(10)의 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 둘레방향으로 둘러싸는 띠 형태로 구성될 수 있음을 알 수 있다. Alternatively, it can be seen that the
복수의 PC세그먼트(20) 각각은 내부 중공부(21)를 가지며 중공강재(10)의 외측으로 길이방향을 따라 연속적으로 삽입, 적층될 수 있도록 구성된다. Each of the plurality of
그리고 PC 세그먼트(20)의 중공부(21)에는 중공강재(10)의 전단키(11) 형태에 대응되는 전단키 대응홈(22)이 형성될 수 있다. 또한 PC세그먼트(20) 내에는 길이방향을 따라 복수의 철근(23)이 설치되어 지며, 상단면에는 이러한 철근(23)의 상부측이 노출되며, 하단에는 슬리브 조인트(40)가 설치되게 된다. And in the hollow part 21 of the
그리고 복수의 PC 세트먼트(20)와 중공강재(10) 사이 공간에는 무수축 그라우트(30)가 충진되게 된다. 무수축 그라우트(30) 충진시, 중공강재(10)에 설치된 전단키(11)에 의해 중공강재(10)와 PC세그먼트(20)간 일체화 거동이 가능하게 된다. And the space between the plurality of PC sets 20 and the
이하에서는 PC세그먼트(20)가 연결구조에 대해 설명하도록 한다. 앞서 언급한 바와 같이, PC세그먼트(20) 내부에는 복수의 철근(23)이 배치되고, 서로 접촉하는 PC세그먼트(20) 간의 철근(23)을 연결하기 위한 슬리브 조인트(40)를 갖고 있다. Hereinafter, the connection structure of the
철근(23)의 타측끝단은 슬리브 조인트(40)의 일측 끝단의 내부에 삽입되어 결합되며, 일측끝단부는 PC세그먼트(20)의 일측면에서 노출되게 된다. 따라서 PC 세그먼트(20) 간 체결시, 노출된 철근(23)의 일측끝단부는 일측면으로 접촉되는 다른 PC 세그먼트(20)에 구비되는 슬리브조인트(40)의 타측 내부홀(41)로 삽입되게 된다. The other end of the reinforcing
또한 슬리브 조인트(40)는 내부홀(41)로 그라우트 또는 에폭시가 주입되는 주입홀(42)을 갖고 있으며, 그라우트 또는 에폭시가 배출되는 배출홀(43)을 포함하고 있다. In addition, the sleeve joint 40 has an
즉, 하단 PC세그먼트(20-1)의 상단면에는 다수의 철근(23)이 노출되게 되며, 상단 PC세그먼트(20-2)의 하부 내부에는 슬리브 조인트(40)가 설치되어 있고, 슬리브 조인트(40) 상단으로는 철근(23) 하부 끝단부가 삽입 결합되게 된다. 상단 PC세그먼트(20-2)를 하단 PC세그먼트(20-1)에 접촉시키면 하단 PC세그먼트(20-1)의 노출 철근(23)이 상단 PC세그먼트(20-2) 내의 슬리브 조인트(40)의 내부홀(41)로 삽입되게 되며, 삽입된 후, 주입홀(42)을 통해 그라우트 또는 에폭시를 주입하여, 상단 PC세그먼트(20-2)의 철근(23)과 하단 PC세그먼트(20-1)의 철근(23)을 연속화하게 된다. That is, a plurality of reinforcing
이하에서는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC교각의 제작방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저 중공강재(10)를 제작한다. 이러한 중공강재(10)는 앞서 언급한 바와 같이, 각관이고 외면에는 전단키(11)가 설치된다. Hereinafter, a method for manufacturing a modular PC pier having a non-exposed connection structure will be described. First, the
그리고 PC세그먼트(20)의 중공부(21)를 통해 PC세그먼트(20)를 중공강재(!0)의 외측으로 삽입시키게 된다. 연속적으로, 또 따른 PC세그먼트(20)를 상기 중공강재(10)에 삽입시켜 적층시키게 된다. And the
그리고 각 PC세그먼트(20)를 서로 연결, 체결시키게 된다. And each
각관형태의 중공강재(10)의 길이에 따라 PC세그먼트(20)의 삽입, 적층 및 연결,체결을 반복하게 된다. Insertion, lamination, connection, and fastening of the
PC세그먼트(20) 내부에는 복수의 철근(23)이 길이방향으로 배치되고, 슬리브조인트(40)를 통해 서로 연결시키게 된다. A plurality of reinforcing
앞서 언급한 바와 같이, 하단 PC세그먼트(20-1)에서 상부측으로 노출된 철근(23)들이, 상단 PC세그먼트(20-2)에 설치된 슬리브 조인트(40)의 내부홀(41)로 삽입되게 되고, 주입홀(42)을 통해 슬리브 조인트(40)의 내부홀(41)로 그라우트 또는 에폭시를 주입하게 된다. As mentioned above, the reinforcing
PC 세그먼트(20)의 삽입, 적층, 연결이 완료되면, PC 세트먼트(20)와 중공강재(10) 사이 공간에 무수축 그라우트(30)를 타설하여, 모듈형 PC교각(100)을 제작하게 된다. When the insertion, lamination, and connection of the
이하에서는 본 발명의 실험예과 그에 대한 실험결과에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 9a는 본 발명의 실험예(#1-5)에 의해 제작된 전단키를 갖는 중공강재의 사시도를 도시한 것이고, 도 9b는 도 9a에서 슬리브 조인트에 의해 연결되는 PC세그먼트가 중공강재에 삽입된 상태의 부분 투시사시도, 도 9c 및 도 9d는 도 9b에서 중공강재와 PC세그먼트 사이에 무수축 그라우트가 충진된 상태의 사시도와 단면도를 도시한 것이다. 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 실험예 #1-5는 앞서 언급한 본 발명의 실시예에 따라 제작된 PC교각임을 알 수 있다. Hereinafter, an experimental example of the present invention and an experimental result thereof will be described. First, Figure 9a shows a perspective view of a hollow steel material having a shear key manufactured by Experimental Example (#1-5) of the present invention, Figure 9b is a PC segment connected by a sleeve joint in Figure 9a is inserted into the hollow steel 9c and 9d are perspective and cross-sectional views of a state in which non-shrinkable grout is filled between the hollow steel material and the PC segment in FIG. 9b. As shown in Figs. 9a to 9d, it can be seen that Experimental Examples #1-5 are PC piers manufactured according to the above-mentioned embodiment of the present invention.
그리고 도 10은 본 발명의 실험예 #1-1, #1-2, #1-3, #1-4, #1-5각각에 대한 부분 투시사시도와, 부분 투시정면도를 도시한 것이다. 실험예에 따른 실험체는 콘크리트 설계압축강도 40MPa로 설정하였고, 철근은 SD400제품을 사용하였다. And Figure 10 shows a partial perspective perspective view and a partial perspective front view for each of Experimental Examples #1-1, #1-2, #1-3, #1-4, #1-5 of the present invention. The specimen according to the experimental example was set to a concrete design compressive strength of 40 MPa, and SD400 products were used for reinforcing bars.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 실험예 #1-1는 각관, #1-2는 각관과 PC세그먼트와 무수축 그라우트의 조합 #1-3은 전단키를 갖는 각관과 PC세그먼트와 무수축 그라우트의 조합, #1-4는 각관과 PC세그먼트와 무수축 그라우트와 슬리브 조인트를 갖는 실험체, #1-5는 전단키를 갖는 각관과 PC세그먼트와 무수축 그라우트와 슬리브 조인트를 갖는 실험체에 해당함을 알 수 있다. That is, as shown in FIG. 10, Experimental Example #1-1 is a square tube, #1-2 is a square tube, PC segment, and non-shrinkable grout #1-3 is a square tube with shear key, PC segment, and non-shrinkable grout It can be seen that the combination of , #1-4 corresponds to the specimen with square tube, PC segment, non-shrinkable grout and sleeve joint, and #1-5 corresponds to the specimen with square tube with shear key, PC segment, non-shrinkable grout and sleeve joint. there is.
실험에 사용된 콘크리트의 압축시험은 실험체 제작 시 시험용 공시체를 제작하였고, 휨 실험체와 동일한 조건으로 양생을 실시하였다(설계압축강도 40MPa). 콘크리트 압축시험은 구조 실험을 시작하는 시점과 동시에 실시하였으며, 시험방법은 KS F 2405(콘크리트의 압축강도 시험방법)에 따라 수행하였고, 시험에 의해 측정된 압축강도는 도 11(콘크리트의 압축강도 실험결과표)에 나타내었다.For the compression test of the concrete used in the experiment, a test specimen was prepared when the specimen was manufactured, and curing was carried out under the same conditions as the bending specimen (design compressive strength of 40 MPa). The concrete compression test was carried out at the same time as the start of the structural test, and the test method was performed according to KS F 2405 (Test method for compressive strength of concrete), and the compressive strength measured by the test is shown in Fig. 11 (Compressive strength test of concrete) result table).
철근 및 충진 모르타르와 관련된 재료강도는 통상적인 재료구입이 가능한 슬리브 및 무수축 그라우트를 적용하였다.For material strength related to reinforcing bars and filling mortar, sleeves and non-shrinkable grout that can be purchased with conventional materials were applied.
휨 실험은 5MN 용량의 acturator를 사용하여 4점 휨 실험을 실시하였다. 실험체의 양쪽 단부에 각각 200mm씩 떨어진 곳에 지점을 배치하여 순지간(L) 2,800mm 및 단순지지 조건이 되도록 설정하였다. 하중 가력점(a=1,000mm)은 실험체의 중앙에서 좌우 300mm씩 떨어진 곳에 2.0mm/min의 속도로 하중을 가하였다. For the bending test, a 4-point bending test was performed using an actuator with a capacity of 5MN. Points were placed 200 mm apart at both ends of the specimen, and the instantaneous span (L) was set to 2,800 mm and simple support conditions. The loading point (a=1,000mm) was applied at a speed of 2.0mm/min at a distance of 300mm from the center of the specimen to the left and right.
작용하중은 actuator의 하중계(load cell)를 통해 측정되었으며, 실험체의 처짐은 실험체의 중앙 하부 및 지간의 1/4지점에 각각 설치된 변위계(LVDT)를 이용하여 측정되었으며, 각관의 변위 측정을 위해 실험체 단부 측에도 변위계를 설치하였다. 철근, 각관, 슬리브의 변형률을 측정하기 위해 인장 및 압축철근, 각관의 상·하부, 슬리브 조인트의 중앙부에 각각 변형률 게이지를 부착하였고, 또한, PC 세그먼트 접합부의 벌어짐을 측정하기 위해 접합부위에 균열폭게이지를 설치하였다.도 12는 본 발명의 실험예에 따른 변형률 게이지 및 변위계위치표를 나타낸 것이다. The applied load was measured through the load cell of the actuator, and the deflection of the specimen was measured using a displacement meter (LVDT) installed at the lower center of the specimen and 1/4 of the span. A displacement gauge was also provided on the end side. In order to measure the strain rate of rebar, square tube, and sleeve, strain gauges were attached to tension and compression rebar, upper and lower parts of square tube, and the center of sleeve joint, respectively. 12 is a diagram showing a strain gauge and a displacement gauge position table according to an experimental example of the present invention.
이하에서는 구조성능실험 결과에 대해 설명하도록 한다. 상기와 같은 실험방법 및 계측으로 크게 하중-처짐, 하중-변형률(내부 각관) 곡선, 파괴모드 관측 등 실험 측정값들을 분석하여 PC 교각 모듈 구조물의 구조거동을 평가하였다Hereinafter, the structural performance test results will be described. The structural behavior of the PC pier module structure was evaluated by analyzing experimental measurements such as load-deflection, load-strain (internal square tube) curve, and failure mode observation with the same experimental method and measurement as above.
도 13a는 본 발명의 실험예들의 하중-처짐선도를 나타낸 것이고, 도 13b는 본 발명의 실험예들의 하중-변형률(내부 중공강재) 곡선을 도시한 것이다. 13A is a load-deflection diagram of the experimental examples of the present invention, and FIG. 13B is a load-strain (internal hollow steel) curve of the experimental examples of the present invention.
도 14는 본 발명의 실험예 #1-2,#1-3의 하중-접합부 균열폭 선도를 도시한 것이다. 14 is a load-joint crack width diagram of Experimental Examples #1-2 and #1-3 of the present invention.
실험 #1-1(각관)의 경우, 173kN에서 항복한 뒤 소성거동을 나타내었으며, 이때 발생한 처짐은 약 16mm로 관측되었다. Experiment #1-1 (square tube) showed plastic behavior after yielding at 173 kN, and the deflection occurred at this time was observed to be about 16 mm.
실험 #1-2(세그먼트+각관+무수축 그라우트)의 경우, 152kN에 세그먼트 접합부에서 초기균열이 발생하였다. 약 466kN의 하중에서 각관의 슬립(그라우트 파괴)이 발생하였고, 압축균열의 발달이 확인되었다. 이후 구조물은 서서히 소성거동을 나타내었으며, 최대하중은 637kN으로 관측되었다. In the case of Experiment #1-2 (segment + square tube + non-shrink grout), an initial crack occurred at the segment junction at 152 kN. At a load of about 466 kN, slip (grout failure) of the square tube occurred, and the development of compression cracks was confirmed. Afterwards, the structure gradually exhibited plastic behavior, and the maximum load was observed to be 637 kN.
실험 #1-3(세그먼트+각관+전단키+무수축 그라우트)의 경우, 205kN에 세그먼트 접합부에서 초기균열이 발생하였고, 약 400kN 근처에서 압축 균열이 관측되었다. 또한, 약500kN 하중 시점에서부터 각관 매립 부위로 인장 균열이 확인되었으며, 약 585kN의 하중 시점에서 각관의 변형률이 2000
실험 #1-2와 #1-3의 경우에서는 슬리브 조인트가 적용이 되지 않았으므로, 세그먼트 접합부의 균열 발생 이후 내부 각관의 항복으로 파괴되는 모습을 나타내었으며, 항복 시점의 접합부 균열폭을 측정한 결과를 도시하였다. 접합부 균열폭이 약 4~5mm정도인 시점에서 그라우트의 파괴(각관의 슬립)이 발생하였고 그 이후에 내부 각관은 소성상태를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. In the case of Experiments #1-2 and #1-3, since the sleeve joint was not applied, the fracture occurred due to the yielding of the inner square pipe after cracks occurred at the segment joint. shown. The fracture of the grout (slip of the square pipe) occurred at the time when the crack width of the joint was about 4-5 mm, and after that, it was confirmed that the internal square pipe showed a plastic state.
실험 #1-4(세그먼트+각관+슬리브+무수축 그라우트)의 경우, 약 260kN 하중 시점에서 세그먼트 접합부의 초기균열이 관측되었고, 321kN부터 슬리브 단부 쪽에서 균열이 발생하는 것을 확인하였다. 슬리브 단부에서 발생한 균열은 전단균열의 양상으로 발달되었으며, 544kN 하중 시점부터 소성거동을 나타내기 시작하였고, 최대하중 649kN을 기록하였다. In the case of Experiment #1-4 (segment + square tube + sleeve + non-shrink grout), an initial crack at the segment junction was observed at the time of loading of about 260 kN, and it was confirmed that cracks occurred at the end of the sleeve from 321 kN. The crack that occurred at the end of the sleeve developed in the form of shear cracking, and it started to show plastic behavior from the time of loading of 544kN, and the maximum load of 649kN was recorded.
실험 #1-5(세그먼트+각관+전단키+슬리브+무수축 그라우트)의 경우, 301kN 시점에서 세그먼트 접합부의 초기균열이 관측되었고, 약 550kN부터 슬리브 단부 쪽에서 전단균열이 발생하였다. 슬리브 단부에서 발생한 균열이 발달하여 전단파괴를 나타내었으며, 약 690kN 하중 시점에서 항복하였으며, 최대하중은 704kN을 나타내었다.In the case of Experiment #1-5 (segment + square tube + shear key + sleeve + non-shrink grout), an initial crack at the segment junction was observed at 301 kN, and shear cracking occurred at the end of the sleeve from about 550 kN. A crack developed at the end of the sleeve, indicating shear failure, and yielded at a load of about 690kN, and the maximum load was 704kN.
도 15는 본 발명의 실험예 #1-4에 대한 하중-변형률(압축/인장철근) 그래프를 도시한 것이다. 15 is a load-strain (compression/tensile reinforcing bar) graph for Experimental Example #1-4 of the present invention.
그리고 도 16a는 본 발명의 실험예 #1-1의 파괴양상 사진, 도 16b는 본 발명의 실험예 #1-2의 파괴양상 사진, 도 16c는 본 발명의 실험예 #1-3의 파괴양상 사진, 도 16d는 본 발명의 실험예 #1-4의 파괴양상 사진, 도 16e는 본 발명의 실험예 #1-5의 파괴양상 사진을 나타낸 것이다. And Figure 16a is a photograph of the destruction mode of Experimental Example #1-1 of the present invention, Figure 16b is a photograph of the destruction mode of Experimental Example #1-2 of the present invention, and Fig. 16c is a photograph of the destruction mode of Experimental Example #1-3 of the present invention Figure 16d is a photo of the destruction mode of Experimental Example #1-4 of the present invention, Figure 16e shows a photograph of the destruction mode of Experimental Example #1-5 of the present invention.
실험 #1-1의 경우, 최대하중에서 가력부에서 국부좌굴이 발생하며 소성 거동을 나타내며 항복하였다. In the case of Experiment #1-1, local buckling occurred at the loading part under the maximum load, and it yielded with plastic behavior.
실험 #1-2의 경우, 세그먼트 접합부의 간격이 벌어지며 그라우트의 파괴 시점에서 항복이후 소성 거동을 나타내기 시작하였으며, 내부 각관의 항복으로 파괴된 것을 확인하였다. In the case of Experiment #1-2, the gap between the segment junctions was widened, and at the time of fracture of the grout, plastic behavior began to appear after yielding, and it was confirmed that the internal square tube was destroyed by yielding.
실험 #1-3의 경우, 실험 #1-2의 거동과 유사하게 나타났으며, 그라우트 파괴 이후 내부 각관의 항복이 관측되었으나, 실험 #1-2의 경우보다 높은 하중에서 그라우트의 파괴가 발생하여, 전단키의 하중 전달로 세그먼트의 응력 분담율이 높았던 것으로 예상할 수 있었다. In the case of Experiment #1-3, the behavior was similar to that of Experiment #1-2, and yielding of the inner square pipe was observed after the fracture of the grout. , it could be expected that the stress sharing ratio of the segment was high due to the load transfer of the shear key.
실험 #1-4의 경우, 초기균열은 세그먼트 접합부에서 발생하였으나, 슬리브 조인트 단부지점에서 발생한 균열로 인해 전단파괴를 나타내었다. 또한, 하중-변형률(철근) 곡선 상에서도 나타났듯이 인장철근이 항복하중 이후 적은 변형률에도 급격히 소성 거동하는 전단파괴 양상을 보여주고 있다.In the case of Experiment #1-4, the initial crack occurred at the segment joint, but shear failure occurred due to the crack at the end point of the sleeve joint. Also, as shown on the load-strain (reinforcing bar) curve, the tensile reinforcing bar shows a shear failure pattern in which the tensile reinforcing bar rapidly behaves plastically even at a small strain after the yield load.
실험 #1-5의 경우, 실험 #1-4와 마찬가지로 슬리브 조인트 단부지점에서 전단파괴를 나타내었고, 슬리브 조인트 및 전단키의 영향으로 가장 높은 강성을 나타낸 것을 확인할 수 있었다In the case of Experiment #1-5, as in Experiment #1-4, shear failure occurred at the end point of the sleeve joint, and it was confirmed that the highest stiffness was exhibited by the influence of the sleeve joint and shear key.
각 실험체의 파괴모드가 상이하여 최대하중으로 성능개선을 비교/평가하긴 곤란하므로, 내부 각관의 항복시점을 기준으로 비교하여 구조적 성능개선을 평가하였다. 전단키의 구조적 성능개선 평가는 실험#1-2와 #1-3의 결과를 비교하여 평가할 수 있었다. PC 세그먼트+각관의 구조물에 전단키를 적용한 경우, 약 25%의 내하력 증진효과가 발생함을 확인하였다.Since the failure mode of each specimen is different, it is difficult to compare/evaluate the performance improvement under the maximum load, so the structural performance improvement was evaluated by comparing the yield point of the inner tube. The structural performance improvement evaluation of shear key could be evaluated by comparing the results of Experiments #1-2 and #1-3. When the shear key was applied to the structure of PC segment + square tube, it was confirmed that about 25% of load-bearing capacity enhancement effect occurred.
슬리브 조인트 구조의 성능개선 검토는 실험 #1-2와 #1-4의 결과를 바탕으로 확인할 수 있으며, 실험#1-4에 추가된 슬리브로 인해 약 17%의 내하력 증진 효과가 확인되었다. 한편, 전단키와 슬리브를 동시에 적용한 경우(실험 #1-5)에는, 실험 #1-2와 대비하여 약 50%의 내하력 증진효과가 있음을 확인하였다The performance improvement review of the sleeve joint structure can be confirmed based on the results of Experiments #1-2 and #1-4, and the effect of improving the load carrying capacity of about 17% was confirmed due to the sleeve added in Experiment #1-4. On the other hand, when the shear key and the sleeve were applied at the same time (Experiment #1-5), it was confirmed that there was an effect of enhancing the load carrying capacity of about 50% compared to Experiment #1-2.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, in the apparatus and method described above, the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but all or part of each embodiment is selectively combined so that various modifications can be made to the embodiments. may be configured.
10:중공강재
11:전단키
20:PC세그먼트
20-1:하단 PC세그먼트
20-2:상단 PC세그먼트
21:중공부
22:전단키 대응홈
23:철근
30:무수축 그라우트
40:슬리브 조인트
41:내부홀
42:주입홀
43:배출홀
100:모듈형 PC교각10: hollow steel
11: Shear key
20: PC segment
20-1: lower PC segment
20-2: Upper PC segment
21: hollow
22: Shear key correspondence groove
23: rebar
30: non-shrink grout
40: sleeve joint
41: inner hall
42: injection hole
43: discharge hole
100: modular PC pier
Claims (15)
내부 중공부를 가지며 상기 중공강재의 외측으로 길이방향을 따라 연속적으로 삽입, 적층되는 복수의 PC 세그먼트; 및
상기 PC 세트먼트와 상기 중공강재 사이 공간에 충진되는 무수축 그라우트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
hollow steel;
A plurality of PC segments having an internal hollow portion and being continuously inserted and stacked along the longitudinal direction to the outside of the hollow steel; and
Modular PC column having a non-exposed connection structure comprising a; non-shrink grout filled in the space between the PC setment and the hollow steel material.
상기 중공강재는 각관인 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
The method of claim 1,
The hollow steel is a modular PC column having a non-exposed connection structure, characterized in that the square tube.
상기 각관 외면에는 전단키가 설치되는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
3. The method of claim 2,
A modular PC column having a non-exposed connection structure, characterized in that a shear key is installed on the outer surface of the square tube.
상기 전단키는 각관의 길이방향을 따라 외측으로 돌출된 줄눈 형태, 또는 각관 길이방향으로 서로 특정간격 이격되어 둘레방향으로 둘러싸는 띠 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
4. The method of claim 3,
The shear key is a modular PC pillar having a non-exposed connection structure, characterized in that it is configured in the form of a joint projecting outward along the longitudinal direction of the square tube, or in the form of a band spaced apart from each other at a specific distance in the longitudinal direction of the square tube to surround in the circumferential direction .
상기 PC 세그먼트의 중공부에는 상기 전단키 형태에 대응되는 전단키 대응홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
4. The method of claim 3,
A modular PC pillar having a non-exposed connection structure, characterized in that a groove corresponding to the shear key corresponding to the shape of the shear key is formed in the hollow portion of the PC segment.
상기 PC세그먼트 내부에는 복수의 철근이 길이방향으로 배치되고, 서로 접촉하는 PC세그먼트 간의 철근을 연결하기 위한 슬리브 조인트를 갖는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
4. The method of claim 3,
A plurality of reinforcing bars are arranged in the longitudinal direction inside the PC segment, and a modular PC column having a non-exposed connection structure, characterized in that it has a sleeve joint for connecting the reinforcing bars between the PC segments in contact with each other.
상기 철근의 타측끝단은 상기 슬리브 조인트의 일측 끝단의 내부에 삽입되어 결합되며, 상기 철근의 일측끝단부는 상기 PC세그먼트의 일측면에 노출되는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
7. The method of claim 6,
The other end of the reinforcing bar is inserted into and coupled to the inside of one end of the sleeve joint, and one end of the reinforcing bar is exposed to one side of the PC segment. A modular PC column having a non-exposed connection structure.
상기 PC 세그먼트 간 체결시, 노출된 상기 철근의 일측끝단부는 접촉되는 다른 PC 세그먼트에 구비되는 슬리브조인트의 타측 내부홀로 삽입되는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
8. The method of claim 7,
When the PC segments are fastened, one end of the exposed reinforcing bar is inserted into the inner hole of the other side of the sleeve joint provided in the other PC segment in contact with the modular PC column having a non-exposed connection structure.
상기 슬리브 조인트에는 상기 내부홀로 그라우트 또는 에폭시가 주입되도록 구성되는 주입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥.
9. The method of claim 8,
A modular PC column having a non-exposed connection structure, characterized in that the sleeve joint has an injection hole configured to inject grout or epoxy into the inner hole.
A PC pier comprising a PC column according to any one of claims 1 to 9.
중공강재를 제작하는 제1단계;
PC세그먼트의 중공부를 통해 상기 PC세그먼트를 상기 중공강재의 외측으로 삽입시키는 제2단계;
또 따른 PC세그먼트를 상기 중공강재에 삽입시켜 적층시키는 제3단계;
각 PC세그먼트를 서로 연결, 체결시키는 제4단계;
상기 PC 세트먼트와 상기 중공강재 사이 공간에 무수축 그라우트를 충진하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥의 제작방법.
In the manufacturing method of the modular PC pillar,
A first step of manufacturing a hollow steel;
a second step of inserting the PC segment to the outside of the hollow steel material through the hollow part of the PC segment;
A third step of inserting another PC segment into the hollow steel material and stacking;
a fourth step of connecting and fastening each PC segment to each other;
A fifth step of filling the space between the PC setment and the hollow steel with non-shrink grout;
상기 중공강재는 각관이고 외면에는 전단키가 설치되고,
상기 각관의 길이에 따라, 상기 제3단계와 상기 제4단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥의 제작방법.
12. The method of claim 11,
The hollow steel is a square tube and a shear key is installed on the outer surface,
According to the length of the square tube, the method of manufacturing a modular PC column having a non-exposed connection structure, characterized in that the third and fourth steps are repeated.
상기 PC세그먼트 내부에는 복수의 철근이 길이방향으로 배치되고,
상기 제4단계에서, 슬리브조인트를 통해 서로 접촉하는 PC세그먼트의 철근을 연결하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥의 제작방법.
13. The method of claim 12,
A plurality of reinforcing bars are arranged in the longitudinal direction inside the PC segment,
In the fourth step, a method of manufacturing a modular PC column having a non-exposed connection structure, characterized in that the reinforcing bars of the PC segments in contact with each other are connected through a sleeve joint.
상기 제4단계는,
하단 PC세그먼트에서 상부측으로 노출된 철근들이, 상단 PC세그먼트에 설치된 슬리브 조인트의 내부홀로 삽입되는 단계; 및
주입홀을 통해 상기 내부홀로 그라우트 또는 에폭시를 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비노출형 연결구조를 갖는 모듈형 PC기둥의 제작방법.
14. The method of claim 13,
The fourth step is
Reinforcing bars exposed to the upper side in the lower PC segment are inserted into the inner hole of the sleeve joint installed in the upper PC segment; and
A method of manufacturing a modular PC column having a non-exposed connection structure, comprising: injecting grout or epoxy into the inner hole through the injection hole.
A PC pier characterized in that it is manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 11 to 14.
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