KR20240054604A - 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커 및 이의 시공 방법 - Google Patents

콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커 및 이의 시공 방법 Download PDF

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KR20240054604A
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Abstract

본 발명은 기존 콘크리트 부재에 설치되는 베이스플레이트의 하면에 일체로 돌출 형성된 원주형의 전단지지링을 콘크리트 부재에 맞물리게 설치함으로써, 충분한 전단강도를 발휘하여 콘크리트 부재에 견고하게 고정 가능한 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커에 대한 것이다.
본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커는 콘크리트 부재의 일면에 밀착 설치되는 베이스플레이트; 및 상기 베이스플레이트의 하면에 베이스플레이트에서 일체로 원주형으로 돌출 형성된 전단지지링; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커 및 이의 시공 방법{Anchor for concrete members and construction method thereof}
본 발명은 기존 콘크리트 부재에 설치되는 베이스플레이트의 하면에 일체로 돌출 형성된 원주형의 전단지지링을 콘크리트 부재에 맞물리게 설치함으로써, 충분한 전단강도를 발휘하여 콘크리트 부재에 견고하게 고정 가능한 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커에 대한 것이다.
철근콘크리트 부재가 노후화되거나 하중 증가 등으로 인해 기존 부재의 휨 내력 및 전단내력이 부족한 경우, 기존 구조물에 강판이나 탄소섬유판 등을 부착하여 부재 내력을 보완할 수 있다.
그러나 단면이나 강성 증가를 통한 보강 공법은 이미 발생한 처짐을 원상 복원하기 어렵다.
이에 구조물의 처짐 복원이 필요한 부재에는 긴장재 긴장 공법을 적용할 수 있다.
긴장재 긴장 공법은 기존 구조물의 적절한 위치에 긴장재를 설치한 후, 긴장재에 포스트텐션을 통해 긴장력을 도입하여 휨 내력과 전단내력을 동시에 증대시켜 처짐을 복원할 수 있다.
긴장재 긴장 공법으로 기존 철근콘크리트 부재를 보강하는 경우, 기존 철근콘크리트 부재에 앵커플레이트로 강재 베이스플레이트를 고정 설치한 다음 베이스플레이트에 긴장재의 단부를 정착하기 위한 정착구를 결합한다.
이때 베이스플레이트를 철근콘크리트 부재에 고정 설치하기 위해 콘크리트 부재를 천공하여 앵커볼트를 정착하고, 앵커볼트에 베이스플레이트를 결합한 후 너트로 고정한다(등록특허 제10-0414261호, 제10-0522866호 등).
그런데 콘크리트 부재는 정착된 앵커볼트에 작용하는 전단력에 취약하다. 즉 콘크리트에 정착된 앵커볼트에 전단력이 작용하면, 앵커볼트의 지렛대 작용으로 앵커볼트 후면의 콘크리트가 탈락하는 프라이아웃 파괴(pryout failure)가 발생한다.
따라서 베이스플레이트와 콘크리트 부재의 접합면에서 전단 마찰(shear friction)에 의해 앵커에 작용하는 전단력에 저항하도록 할 수 있다. 이를 위해 콘크리트 부재의 전면에 에폭시 수지 등 접착제를 도포하여 앵커플레이트를 가고정하고, 앵커볼트에 체결된 너트를 조여 앵커볼트가 전단 마찰 철근 역할을 하여 전단 마찰력을 발휘하도록 한다.
그러나 콘크리트 구조 전단 및 비틀림 설계기준(KDS 14 20 22: 2018)에 의하면, 일체로 친 콘크리트는 전단력 전달면에서의 마찰계수가 1.4인 반면 전단연결재에 의하거나 철근에 의해 구조용 강재에 정착된 콘크리트는 전단력 전달면에서의 마찰계수가 0.7에 불과하다. 더욱이 강재인 앵커와 콘크리트 부재는 이질 재료이기 때문에, 접합면에서 신뢰성 있는 충분한 전단강도를 기대하기 어렵다.
또한 접합면에서 전단 마찰력을 발휘하기 위해서는 앵커볼트에 충분한 인장력이 발생하도록 임팩트 렌치 등 공구를 이용하여 일정한 힘으로 너트를 조여야 한다. 그런데 앵커볼트의 직경이 큰 경우 임팩트 렌치를 사용하기 곤란하다. 이에 임팩트 렌치를 대신하여 볼트 텐셔너로 앵커볼트를 당긴 후, 작업자가 손으로 너트를 회전시켜 조일 수밖에 없다.
그러나 이 방법은 앵커볼트의 길이가 충분히 길지 않을 경우 충분한 인장력을 도입하기 어렵다. 아울러 인력에 의해 너트를 조이므로, 볼트 텐셔너의 고정 또는 해제시 긴장력 손실이 불가피하여 신뢰성 있는 전단강도를 발휘하기 어렵다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존 콘크리트 부재에 후설치되는 앵커에 관한 것으로서 충분한 전단강도를 발휘하여 콘크리트 부재에 견고한 고정이 가능한 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 콘크리트 부재의 일면에 밀착 설치되는 베이스플레이트; 및 상기 베이스플레이트의 하면에 베이스플레이트에서 일체로 원주형으로 돌출 형성된 전단지지링; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 베이스플레이트에는 전단지지링의 중심 위치에 관통홀이 관통 형성되어, 일단이 상기 관통홀을 관통하여 콘크리트 부재에 형성된 앵커홀에 삽입되고, 타단이 베이스플레이트의 상면으로 돌출되도록 앵커볼트가 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 베이스플레이트의 저면 관통홀 주면에는 콘크리트 부재에 형성된 앵커홀에 삽입되는 앵커홀보강링이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 베이스플레이트의 상면에는 보강부재의 단부에 구비된 고정구를 결합하기 위한 결합돌부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 결합돌부는 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 결합돌부의 상부에는 상기 앵커볼트가 관통되도록 관통홀이 형성된 캡부재가 구비되고, 고정너트가 캡부재의 상면에서 앵커볼트에 체결되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 결합돌부의 상면과 캡부재의 하면 중 어느 일측에는 구면의 가이드홈이 형성되고, 다른 일측에는 상기 가이드홈과 대응되는 형상의 구면으로 형성되어 상기 가이드홈에 밀착되는 가이드돌부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 베이스플레이트의 상부에는 상기 앵커볼트가 관통되도록 관통홀이 형성된 것으로 상기 관통홀의 주변에는 상기 베이스플레이트의 상면을 가압하기 위한 복수의 잭볼트가 관통 결합된 텐셔닝플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 텐셔닝플레이트의 관통홀 주변에는 상기 잭볼트가 관통되는 복수의 잭볼트체결홀이 관통 형성되고, 상기 텐셔닝플레이트 저면의 잭볼트체결홀 위치에는 상기 잭볼트의 단부에 체결되는 가이드너트가 수용되도록 상기 잭볼트체결홀과 연통되는 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 전단지지링 주변의 베이스플레이트에는 유출홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 시공하기 위한 것으로, (a) 코어 비트를 이용하여 콘크리트 부재의 일면에 원형 그루브를 형성하는 단계; (b) 상기 콘크리트 부재 일면의 앵커 설치 위치에 에폭시 수지를 도포하는 한편, 상기 원형 그루브의 내부에 에폭시를 주입하는 단계; 및 (c) 상기 원형 그루브의 내부에 전단지지링이 삽입되어 수용되도록 베이스플레이트를 콘크리트 부재의 일면에 밀착 설치하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커의 시공 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (a) 단계에서, 상기 콘크리트 부재의 원형 그루브 중앙 위치에 앵커홀을 천공 형성하고, 상기 베이스플레이트의 설치 전 또는 설치 후에 상기 앵커홀에 앵커볼트를 설치하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커의 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 기존 콘크리트 부재에 설치되는 베이스플레이트의 하면에 일체로 돌출 형성된 원주형의 전단지지링을 콘크리트 부재에 맞물리게 설치함으로써, 충분한 전단강도를 발휘하여 콘크리트 부재에 견고하게 고정 가능한 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 앵커를 도시하는 저면 사시도.
도 3은 도 1의 앵커와 콘크리트 부재의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 4는 도 1의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면 사시도.
도 5는 앵커에 의한 전단력 저항 개념을 나타내는 도면.
도 6은 전단 저항력의 작용면을 나타내는 도면.
도 7은 앵커볼트가 구비된 실시예의 결합 관계를 도시하는 단면 사시도.
도 8은 도 7의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면 사시도.
도 9는 앵커홀보강링이 구비된 앵커를 도시하는 저면 사시도.
도 10은 도 9의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 11은 결합돌부가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 12는 도 11의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 13은 분리형 결합돌부가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 14는 캡부재가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 15는 도 14의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 16은 콘크리트 부재를 관통하여 양측에 설치된 앵커를 도시하는 사시도.
도 17은 가이드홈과 가이드돌부가 구비된 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 18은 텐셔닝플레이트가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 19는 텐셔닝플레이트와 잭볼트 및 가이드너트의 결합 관계를 도시하는 저면 사시도.
도 20은 도 19에 도시된 앵커의 결합 상태를 도시하는 단면 사시도.
도 21은 유출홀이 구비된 앵커를 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 앵커를 도시하는 저면 사시도이며, 도 3은 도 1의 앵커와 콘크리트 부재의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 1의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면 사시도이다. 그리고 도 5는 앵커에 의한 전단력 저항 개념을 나타내는 도면이고, 도 6은 전단 저항력의 작용면을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커는 콘크리트 부재(1)의 일면에 밀착 설치되는 베이스플레이트(41); 및 상기 베이스플레이트(41)의 하면에 베이스플레이트(41)에서 일체로 원주형으로 돌출 형성된 전단지지링(410); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존 콘크리트 부재(1)에 후설치되는 앵커(4)에 관한 것으로서, 충분한 전단강도를 발휘하여 콘크리트 부재(1)에 견고하게 고정 가능한 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 보강 등을 위해 기존 콘크리트 부재(1)에 설치되어 전단력을 지지하기 위한 콘크리트 부재용 후설치 앵커(4)에 대한 것이다.
설명에서 상부는 베이스플레이트(41) 측, 하부는 콘크리트 부재(1) 측을 의미한다.
도 3 등에서 상기 앵커(4)는 콘크리트 부재(1)의 상면에 설치되는 것으로 도시되었으나, 콘크리트 부재(1)의 하면이나 측면에 앵커(4)를 설치할 수도 있다.
본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커(4)는 베이스플레이트(41)와 전단지지링(410)을 포함하여 구성된다.
상기 베이스플레이트(41)는 하면이 평탄하게 형성되어 콘크리트 부재(1)의 일면에 밀착 설치된다.
상기 베이스플레이트(41)에는 긴장재 등의 보강부재(2)를 앵커(4)에 고정하기 위한 고정구(3)가 결합될 수 있다.
도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 고정구(3)는 베이스플레이트(41)와 일체로 형성될 수 있다. 또는 도 11, 도 13 등에서와 같이 상기 고정구(3)는 베이스플레이트(41)와 별도로 제작될 수도 있다.
상기 전단지지링(410)은 원주형 형상으로 구성되며, 베이스플레이트(41)의 하면에 베이스플레이트(41)와 일체로 돌출 형성된다.
상기 전단지지링(410)은 콘크리트 부재(1)의 일면에 소정 깊이로 사전 형성된 원형 그루브(11)에 삽입되어 수용된다(도 3, 도 4).
상기 전단지지링(410)이 콘크리트 부재(1)의 원형 그루브(11)에 삽입되어 물리적으로 맞물리므로, 베이스플레이트(41)와 콘크리트 부재(1)의 접합면에서의 마찰력(F1)뿐 아니라 전단지지링(410)의 단면에 의한 전단강도(S)에 의해서도 앵커(4)에 작용하는 전단력에 저항할 수 있다(도 5).
뿐만 아니라 상기 전단지지링(410)이 콘크리트 부재(1)의 원형 그루브(11)에 삽입되므로, 전단지지링(410)의 내외부가 콘크리트에 의해 지지된다.
이때 상기 전단지지링(410) 하부(도면상)의 콘크리트와 전단지지링(410) 내부의 원기둥 형상의 콘크리트는 서로 일체로 연결되므로 일체로 친 콘크리트의 전단강도(F2)를 발휘한다(도 5). 즉 마찰계수가 1.4에 해당한다. 또한 상기 전단지지링(410)의 외측 역시 콘크리트가 지지하므로, 전단력이 작용하는 반대 측에서 전단지지링(410)과 콘크리트의 지압력(B)에 의해 전단력에 저항할 수 있다.
전체적으로 콘크리트 부재(1)에 설치된 앵커(4)에 작용하는 수평력(H)에 대해 S+F1과 F2+B 중 작은 값이 수평력(H)보다 크도록 앵커(4)를 설계하면 된다(min(S+F1, F2+B) > H).
도 6의 (a)와 (b)는 전단 저항력의 작용면을 나타내는 도면으로, 도 6의 (a)는 베이스플레이트(41)와 콘크리트 부재(1)의 접합면에 대한 것이고, 도 6의 (b)는 전단지지링(410)의 내부 콘크리트와 외부 콘크리트의 접합부에 대한 것이다.
이와 같이 상기 베이스플레이트(41)에 일체로 형성된 전단지지링(410)이 콘크리트 부재(1)에 맞물리도록 함으로써, 베이스플레이트(41)와 콘크리트 접합면의 마찰력(F1), 베이스플레이트(41)와 전단지지링(410) 접합부의 전단력(S), 전단지지링(410)과 콘크리트의 지압력(B), 전단지지링(410) 내부 콘크리트와 외부 콘크리트의 전단 마찰(F2)이 복합적으로 작용하여 후설치 앵커(4)와 콘크리트의 접합 강도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 7은 앵커볼트가 구비된 실시예의 결합 관계를 도시하는 단면 사시도이고, 도 8은 도 7의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면 사시도이다.
도 7, 도 8 등에 도시된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(41)에는 전단지지링(410)의 중심 위치에 관통홀(411)이 관통 형성되어, 일단이 상기 관통홀(411)을 관통하여 콘크리트 부재(1)에 형성된 앵커홀(12)에 삽입되고, 타단이 베이스플레이트(41)의 상면으로 돌출되도록 앵커볼트(42)가 구비될 수 있다.
상기 앵커(4)는 전단지지링(410)에 의해 콘크리트 부재(1)에 물리적으로 맞물려 결합되므로, 별도의 앵커볼트 없이도 충분한 접합 강도를 발휘할 수 있다.
그러나 상기 전단지지링(410)이 높이가 낮으면, 전단지지링(410)이 콘크리트 부재(1)에 물리는 길이가 짧게 된다. 이때 앵커(4)에 콘크리트 부재(1)의 법선 방향으로 하중이 작용하는 경우, 앵커(4)가 콘크리트 부재(1)에서 탈락할 수 있다.
또한 콘크리트 부재(1)와 베이스플레이트(41)의 접합면에서 전단 마찰(F1)에 의해 전단력에 작용하기 위해서는 접합면에 수직 항력이 작용하여야 한다.
따라서 기존 앵커와 마찬가지로 앵커볼트(42)를 이용하여 콘크리트 부재(1)에 베이스플레이트(41)를 고정하고 고정너트(43)를 조여 앵커볼트(42)에 인장력을 작용시킴으로써, 베이스플레이트(41)와 콘크리트 부재(1)의 접합면에서 전단 마찰이 발휘되게 할 수 있다.
아울러 상기 앵커볼트(42)는 콘크리트 부재(1)에 천공된 앵커홀(12)에 삽입되므로 앵커볼트(42) 자체의 전단강도에 의해 추가로 전단력 저항이 가능하다.
이를 위해 상기 베이스플레이트(41)의 중앙에 관통홀(411)을 형성하고, 상기 관통홀(411)을 통해 앵커볼트(42)의 일단을 콘크리트 부재(1)에 형성된 앵커홀(12)에 삽입할 수 있다.
상기 앵커볼트(42)의 타단은 베이스플레이트(41)의 상면으로 돌출되며, 돌출된 앵커볼트(42) 부분에 고정너트(43)를 체결하여 조인다.
도 9는 앵커홀보강링이 구비된 앵커를 도시하는 저면 사시도이고, 도 10은 도 9의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(41)의 저면 관통홀(411) 주면에는 콘크리트 부재(1)에 형성된 앵커홀(12)에 삽입되는 앵커홀보강링(412)이 돌출 형성될 수 있다.
전단 하중을 받는 앵커볼트(42)가 설치된 콘크리트 부재(1)는 앵커볼트(42)의 전면부와 콘크리트의 지압응력 및 앵커볼트(42)의 하부 들뜸에 의해 전단력의 반대 방향으로 발생하는 변위에 의해 앵커(4)의 후면 콘크리트가 탈락되는 프라이아웃 파괴가 발생할 수 있다.
따라서 앵커볼트(42)가 삽입되는 앵커홀(12)에 삽입되어 앵커볼트(42)의 지압응력에 의한 콘크리트 균열 발생을 방지하여 프라이아웃 강도를 향상할 수 있도록 베이스플레이트(41)의 하부에 앵커홀보강링(412)을 돌출 형성할 수 있다.
상기 앵커홀보강링(412)은 베이스플레이트(41)에 전단력 작용시, 앵커볼트(42)와 콘크리트가 직접 접촉되어 콘크리트에 지압응력이 작용하는 것을 방지한다.
특히 외부의 전단지지링(410)과 내부의 앵커홀보강링(412) 사이에 있는 콘크리트가 구속되므로, 앵커볼트(42)의 지압응력에 의한 균열 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
뿐만 아니라 상기 앵커홀보강링(412)은 베이스플레이트(41)에서 앵커홀(12) 측으로 연장 형성된다. 그러므로 천공 각도의 오차로 인해 앵커홀(12)이 기울어진 경우에도 앵커볼트(42)를 앵커홀(12) 측으로 가이드하여 앵커볼트(42)를 쉽게 삽입할 수 있다.
도 11은 결합돌부가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 12는 도 11의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 11, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(41)의 상면에는 보강부재(2)의 단부에 구비된 고정구(3)를 결합하기 위한 결합돌부(413)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 보강부재(2)를 앵커(4)에 고정하기 위한 고정구(3)는 베이스플레이트(41)와 일체로 형성될 수 있다(도 1 등).
또는 다양한 종류의 보강부재(2)를 결합하도록 고정구(3)를 베이스플레이트(41)와 별도로 분리하여 구성할 수도 있다.
상기 베이스플레이트(41)와 분리 구성된 고정구(3)를 베이스플레이트(41)에 결합하기 위해 상기 베이스플레이트(41)의 상면에 결합돌부(413)가 돌출 형성될 수 있다.
이 경우 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 고정구(3)의 하면에 결합돌부(413)가 삽입되는 결합홈부(32)를 형성할 수 있다.
상기 고정구(3)의 결합홈부(32)에 결합돌부(413)가 삽입되어 고정구(3)와 베이스플레이트(41)가 결합될 수 있다.
상기 앵커볼트(42)가 구비되는 경우에는 상기 고정구(3)의 결합홈부(32) 중앙에 앵커볼트(42)가 관통하는 관통홀(31)을 형성할 수 있다. 이 경우 상기 앵커볼트(42)의 타단이 관통홀(31)을 관통하여 고정구(3)의 상부로 돌출된 상태에서, 고정구(3)의 상부에서 고정너트(43)를 체결하여 고정구(3)를 고정할 수 있다.
도 13은 분리형 결합돌부가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 11, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(413)는 원형으로 형성될 수 있다.
상기 앵커(4)의 설치 방향과 상관없이 어느 방향에서든 보강부재(2)를 설치할 수 있도록 결합돌부(413)를 원형으로 형성할 수 있다.
상기 고정구(3)의 하부에 결합홈부(32)를 형성하여 결합돌부(413)와 결합하는 경우, 결합홈부(32)도 원형으로 형성하면 결합돌부(413)를 중심으로 자유롭게 고정구(3)를 회전할 수 있다.
한편 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(413)는 베이스플레이트(41)와 분리 구성하여 앵커볼트(42)에 의해 베이스플레이트(41)와 결합할 수 있다.
그리고 상기 보강부재(2)가 와이어 형태인 경우, 보강부재(2)의 단부에 고리형의 고정구(3)를 형성하여 결합돌부(413)에 걸어 결합할 수 있다.
이때 상기 결합돌부(413)의 외주면에 고리형 형상의 고정구(3)가 걸리도록 원형 홈부를 형성할 수 있다.
도 14는 캡부재가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 15는 도 14의 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도이며, 도 16은 콘크리트 부재를 관통하여 양측에 설치된 앵커를 도시하는 사시도이다.
도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(413)의 상부에는 상기 앵커볼트(42)가 관통되도록 관통홀(441)이 형성된 캡부재(44)가 구비되고, 고정너트(43)가 캡부재(44)의 상면에서 앵커볼트(42)에 체결될 수 있다.
상기 결합돌부(413)는 고정구(3)를 관통하여 고정구(3)와 결합될 수 있다.
이를 위하여 상기 고정구(3)의 중앙에 결합공(33)을 관통 형성하고, 상기 결합공(33)에 결합돌부(413)를 삽입할 수 있다.
이때 상기 결합돌부(413)에 결합된 고정구(3)의 이탈을 방지하기 위해 결합돌부(413)의 상부에 결합돌부(413)보다 지름이 큰 캡부재(44)를 설치할 수 있다.
상기 캡부재(44)는 중앙에 앵커볼트(42)가 관통하는 관통홀(441)이 형성된다.
상기 캡부재(44)는 앵커볼트(42)에 체결되는 고정너트(43)에 의해 고정되어 고정너트(43)의 지압을 지지한다.
상기 고정구(3)는 베이스플레이트(41)와 캡부재(44) 사이에서 결합돌부(413)의 외주면에 결합된다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 앵커(4)는 콘크리트 부재(1)의 양측에 구비되어 콘크리트 부재(1)를 관통하는 앵커볼트(42)에 의해 동시에 고정될 수 있다.
도 16에서 고정구(3)는 U형상의 바 형태로 구성된 것으로, 결합돌부(413)에 고정구(3)의 내측 단부를 걸어 결합하였다.
도 17은 가이드홈과 가이드돌부가 구비된 앵커가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 결합돌부(413)의 상면과 캡부재(44)의 하면 중 어느 일측에는 구면의 가이드홈(414)이 형성되고, 다른 일측에는 상기 가이드홈(414)과 대응되는 형상의 구면으로 형성되어 상기 가이드홈(414)에 밀착되는 가이드돌부(442)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 베이스플레이트(41)는 콘크리트 부재(1)의 일면에 밀착 시공되므로, 베이스플레이트(41)의 상면은 콘크리트 부재(1) 면과 평행을 이룬다.
도 17의 (a)와 같이, 상기 앵커볼트(42)가 베이스플레이트(41)와 정확하게 수직으로 설치되면, 앵커볼트(42)의 인장력에 의해 베이스플레이트(41) 하면의 전체 접지 면적이 콘크리트 부재(1) 측으로 균등하게 가압되어 전단 마찰을 발휘할 수 있다.
그러나 도 17의 (b)와 같이, 상기 앵커홀(12)의 천공 각도에 오차가 발생하면 앵커볼트(42)가 베이스플레이트(41)의 법선 방향에서 기울어져 설치되므로, 고정너트(43)에 의해 캡부재(44)의 가압시 캡부재(44)가 결합돌부(413)를 불균등하게 가압하게 된다. 이에 따라 상기 베이스플레이트(41)와 콘크리트의 지압응력이 고르게 분포하지 못해 전단 마찰을 제대로 발휘할 수 없다.
따라서 상기 캡부재(44)가 베이스플레이트(41)의 결합돌부(413)와 구면 접지구조를 이루게 함으로써, 앵커홀(12)의 천공 각도 오차로 인해 앵커볼트(42)가 기울어져 시공되더라도 앵커볼트(42)의 인장력에 의해 캡부재(44)가 베이스플레이트(41)를 전체 면적에 걸쳐 고르게 가압하도록 할 수 있다.
이를 위해 상기 결합돌부(413)의 상면에는 구면의 가이드홈(414)을 형성하고, 캡부재(44)의 하면에는 상기 가이드홈(414)에 삽입되어 구면 접지되는 가이드돌부(442)를 돌출 형성할 수 있다.
반대로 상기 결합돌부(413)의 상면에 가이드돌부를 돌출 형성하고, 캡부재(44)의 하면에 가이드홈을 형성할 수도 있다.
도 18은 텐셔닝플레이트가 구비된 앵커의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(41)의 상부에는 상기 앵커볼트(42)가 관통되도록 관통홀(451)이 형성된 것으로 상기 관통홀(451)의 주변에는 상기 베이스플레이트(41)의 상면을 가압하기 위한 복수의 잭볼트(46)가 관통 결합된 텐셔닝플레이트(45)가 구비될 수 있다.
도 18은 앵커홀(12)의 천공 각도 오차를 수용하기 위한 다른 실시예이다.
상기 앵커홀(12)의 천공 각도 오차로 인해 앵커볼트(42)가 기울어지게 시공되면 캡부재(44)와 베이스플레이트(41)가 서로 평행을 이루지 못한다.
상기 캡부재(44)와 베이스플레이트(41)가 평행하지 않아도 캡부재(44)의 가압에 의해 베이스플레이트(41)의 전체 면적에 응력이 균등하게 전달되도록 텐셔닝플레이트(45)와 잭볼트(46)를 사용할 수 있다.
상기 텐셔닝플레이트(45)는 베이스플레이트(41)의 상부에 구비된다.
상기 캡부재(44)가 구비된 경우, 텐셔닝플레이트(45)는 캡부재(44)의 상부에 구비될 수 있다.
상기 텐셔닝플레이트(45)의 중앙에는 관통홀(451)이 형성되어 상기 앵커볼트(42)가 관통되고, 텐셔닝플레이트(45)의 상부에서 앵커볼트(42)에 고정너트(43)를 체결하여 결합할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나 상기 텐셔닝플레이트(45)의 관통홀(451) 내주면에 암나사산을 형성하여 앵커볼트(42)가 나사결합되도록 함으로써 상기 텐셔닝플레이트(45)가 고정너트의 역할을 하도록 할 수도 있다.
상기 텐셔닝플레이트(45)의 앵커볼트(42) 주변에는 복수의 잭볼트(46)가 방사형으로 체결될 수 있다. 이를 위해 상기 텐셔닝플레이트(45)의 관통홀(451) 주변에는 복수의 잭볼트체결홀(452)이 관통 형성될 수 있다.
상기 잭볼트체결홀(452)의 내주면에는 암나산이 형성되어 상기 잭볼트(46)가 잭볼트체결홀(452)에 나사 결합될 수 있다.
이에 상기 고정너트(43)를 조인 후 앵커볼트(42) 주변의 잭볼트(46)를 조임으로써, 잭볼트(46)의 전단이 베이스플레이트(41) 또는 캡부재(44) 등을 가압하여 베이스플레이트(41)의 하면 전체에 응력이 고르게 분포될 수 있다.
즉 복수의 잭볼트(46)가 앵커볼트(42)의 주면에 방사형으로 배치되므로, 천공 각도 오차로 인해 앵커볼트(42)가 베이스플레이트(41)와 수직을 이루지 않고 기울어진 경우, 즉 텐셔닝플레이트(45)가 베이스플레이트(41)와 평행하지 않은 경우에도 각 잭볼트(46)를 적절하게 조여 베이스플레이트(41)를 균등하게 가압할 수 있다.
상기 잭볼트(46)는 서로 균등한 각도를 이루도록 3개 이상 배치할 수 있으며, 동일한 토크로 잭볼트(46)를 회전시키면 천공오차를 자연스럽게 조절할 수 있다.
상기 잭볼트(46)는 상대적으로 작은 직경의 볼트를 사용할 수 있어 작은 토크로도 회전할 수 있다. 그러므로 작업자가 수공구로 쉽게 작업 가능하다.
도 19는 텐셔닝플레이트와 잭볼트 및 가이드너트의 결합 관계를 도시하는 저면 사시도이고, 도 20은 도 19에 도시된 앵커의 결합 상태를 도시하는 단면 사시도이다.
도 19, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 텐셔닝플레이트(45)의 관통홀(451) 주변에는 상기 잭볼트(46)가 관통되는 복수의 잭볼트체결홀(452)이 관통 형성되고, 상기 텐셔닝플레이트(45) 저면의 잭볼트체결홀(452) 위치에는 상기 잭볼트(46)의 단부에 체결되는 가이드너트(460)가 수용되도록 상기 잭볼트체결홀(452)과 연통되는 수용홈(453)이 형성될 수 있다.
상기 잭볼트(46)를 텐셔닝플레이트(45)에 설치할 때 잭볼트체결홀(452)에 잭볼트(46)를 직접 나사 결합하면, 주강으로 텐셔닝플레이트(45)를 제작하고 탭가공 및 열처리가 필요하여 제작비가 상승한다.
따라서 기성의 잭볼트 및 너트 세트를 그대로 사용하면서 텐셔닝플레이트(45)의 제작 원가를 최소화하기 위해 잭볼트체결홀(452)은 잭볼트(46)의 지름보다 크게 형성하여 잭볼트(46)가 관통하도록 하고, 상기 잭볼트체결홀(452)의 하부에는 잭볼트(46)의 하단에 체결되는 가이드너트(460)가 수용되는 수용홈(453)을 형성할 수 있다.
상기 수용홈(453)은 잭볼트(46)의 하단에 체결되는 가이드너트(460)와 대응되는 형상으로 형성하여, 수용홈(463)에 수용된 가이드너트(460)가 회전하지 않게 제한할 수 있다.
이에 따라 상기 잭볼트(46)의 회전시 가이드너트(460)는 회전하지 않고, 가이드너트(460)에 의해 잭볼트(46)가 가이드되어 베이스플레이트(41) 측으로 이동할 수 있다.
도 21은 유출홀이 구비된 앵커를 도시하는 사시도이다.
도 21에 도시된 바와 같이, 상기 전단지지링(410) 주변의 베이스플레이트(41)에는 유출홀(415)이 관통 형성될 수 있다.
상기 원형 그루브(11) 내에 에폭시 수지를 채운 후 원형 그루브(11) 내에 전단지지링(410)이 삽입 고정된다.
이때 상기 원형 그루브(11) 내에 에폭시 수지가 충분히 충전되었는지 여부를 육안으로 확인하기 위해 베이스플레이트(41)에 유출홀(415)을 형성할 수 있다.
에폭시 수지가 제대로 충전된 경우, 전단지지링(410) 삽입시 원형 그루브(11)의 내부에 채워진 에폭시 수지가 유출홀(415)을 통해 베이스플레이트(41)의 상부로 유출된다.
아울러 앵커(4)의 설치 과정에서 유출홀(415)을 통해 전단지지링(410) 내부의 공기가 빠져나올 수 있으므로, 콘크리트 부재(1)의 바탕면에 베이스플레이트(41)를 쉽게 밀착시킬 수 있다.
본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커의 시공 방법은 도 1 내지 도 21을 참고하여 전술한 본 발명 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 시공하는 방법에 대한 것이다.
본 발명에서는 먼저 (a) 코어 비트를 이용하여 콘크리트 부재(1)의 일면에 원형 그루브(11)를 형성한다.
상기 (a) 단계에서는 앵커(4)가 설치될 콘크리트 부재(1)의 바탕면 도장 및 이물질을 제거하고 세정하여 표면을 정리한다. 그리고 코어 비트를 이용하여 콘크리트 부재(1)의 일면에 원형 그루브(11)를 형성한다.
일반적으로 코어 비트로 콘크리트 부재(1)를 코어링할 경우 코어 콘크리트를 제거하나, 본 발명에서는 코어 비트로 원형 그루브(11)만 형성하고 내부 코어 콘크리트는 제거하지 않는다.
상기 원형 그루브(11)의 지름 및 폭과 깊이는 각각 전단지지링(410)의 지름 및 두께와 높이에 대응되는 크기로 형성한다.
그리고 (b) 상기 콘크리트 부재(1) 일면의 앵커(4) 설치 위치에 에폭시 수지를 도포하는 한편, 상기 원형 그루브(11)의 내부에 에폭시를 주입한다.
즉 상기 앵커(4)의 베이스플레이트(41)가 부착될 콘크리트 부재(1)의 일면에 에폭시 수지를 도포하고, 원형 그루브(11)의 내부에도 에폭시 수지를 채운다.
마지막으로 (c) 상기 원형 그루브(11)의 내부에 전단지지링(410)이 삽입되어 수용되도록 베이스플레이트(41)를 콘크리트 부재(1)의 일면에 밀착 설치한다.
이때 상기 베이스플레이트(41)의 하면에 일체로 형성된 전단지지링(410)이 원형 그루브(11) 내에 삽입되어 수용되고, 에폭시 수지에 의해 고정된다.
한편, 상기 (a) 단계에서, 상기 콘크리트 부재(1)의 원형 그루브(11) 중앙 위치에 앵커홀(12)을 천공 형성하고, 상기 베이스플레이트(41)의 설치 전 또는 설치 후에 상기 앵커홀(12)에 앵커볼트(42)를 설치할 수 있다.
상기 앵커볼트(42)가 설치되는 경우, 원형 그루브(11) 형성 전 또는 후에 원형 그루브(11)의 중앙 위치에 앵커홀(12)을 천공할 수 있다.
상기 앵커볼트(42)는 베이스플레이트(41)의 설치 전 또는 후에 설치 가능하다.
도 16과 같이 상기 앵커(4)가 콘크리트 부재(1)의 양측에 설치되어 앵커볼트(42)가 콘크리트 부재(1)를 관통하는 경우, 베이스플레이트(41)를 먼저 설치한 후 앵커볼트(42)를 나중에 설치하는 것이 바람직하다.
상기 앵커볼트(42)의 직경이 크면 코어 비트를 사용하여 앵커홀(12)을 천공할 수 있다. 이때 코어 비트 장비에서 코어 비트만 다른 직경으로 변경하여 앵커홀(12)과 원형 그루브(11)를 형성할 수 있다.
앵커홀(12)과 원형 그루브(11)를 정확한 동심원으로 시공하기 위해 앵커홀(12)을 먼저 형성한 후 앵커홀(12) 내부에 가이드바(미도시)를 삽입하고, 상기 가이드바에 의해 코어 비트의 회전 중심을 가이드하여 원형 그루브(11)를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 베이스플레이트(41)와 앵커볼트(42)를 시공 완료한 후에는 베이스플레이트(41)의 상면으로 돌출된 앵커볼트(42) 부분에 고정너트(43)를 체결할 수 있다.
상기 고정너트(43)는 베이스플레이트(41) 또는 캡부재(44)의 상부에서 앵커볼트(42)에 체결된다.
상기 고정너트(43)의 조임에 따라 앵커볼트(42)에 인장력 작용하므로, 베이스플레이트(41)와 콘크리트 부재(1) 면 사이 접합면 및 전단지지링(410)의 내부 콘크리트와 전단지지링(410)의 하부 콘크리트 사이 면에서 전단 마찰이 발휘된다.
1: 콘크리트 부재 11: 원형 그루브
12: 앵커홀 2: 보강부재
3: 고정구 31: 관통홀
32: 결합홈부 33: 결합공
4: 앵커 41: 베이스플레이트
410: 전단지지링 411: 관통홀
412: 앵커홀보강링 413: 결합돌부
414: 가이드홈 415: 유출홀
42: 앵커볼트 43: 고정너트
44: 캡부재 441: 관통홀
442: 가이드돌부 45: 텐셔닝플레이트
451: 관통홀 452: 잭볼트체결홀
453: 수용홈 46: 잭볼트
460: 가이드너트

Claims (12)

  1. 콘크리트 부재(1)의 일면에 밀착 설치되는 베이스플레이트(41); 및
    상기 베이스플레이트(41)의 하면에 베이스플레이트(41)에서 일체로 원주형으로 돌출 형성된 전단지지링(410); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  2. 제1항에서,
    상기 베이스플레이트(41)에는 전단지지링(410)의 중심 위치에 관통홀(411)이 관통 형성되어, 일단이 상기 관통홀(411)을 관통하여 콘크리트 부재(1)에 형성된 앵커홀(12)에 삽입되고, 타단이 베이스플레이트(41)의 상면으로 돌출되도록 앵커볼트(42)가 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  3. 제2항에서,
    상기 베이스플레이트(41)의 저면 관통홀(411) 주면에는 콘크리트 부재(1)에 형성된 앵커홀(12)에 삽입되는 앵커홀보강링(412)이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  4. 제2항에서,
    상기 베이스플레이트(41)의 상면에는 보강부재(2)의 단부에 구비된 고정구(3)를 결합하기 위한 결합돌부(413)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  5. 제4항에서,
    상기 결합돌부(413)는 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  6. 제4항에서,
    상기 결합돌부(413)의 상부에는 상기 앵커볼트(42)가 관통되도록 관통홀(441)이 형성된 캡부재(44)가 구비되고, 고정너트(43)가 캡부재(44)의 상면에서 앵커볼트(42)에 체결되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  7. 제6항에서,
    상기 결합돌부(413)의 상면과 캡부재(44)의 하면 중 어느 일측에는 구면의 가이드홈(414)이 형성되고, 다른 일측에는 상기 가이드홈(414)과 대응되는 형상의 구면으로 형성되어 상기 가이드홈(414)에 밀착되는 가이드돌부(442)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  8. 제2항에서,
    상기 베이스플레이트(41)의 상부에는 상기 앵커볼트(42)가 관통되도록 관통홀(451)이 형성된 것으로 상기 관통홀(451)의 주변에는 상기 베이스플레이트(41)의 상면을 가압하기 위한 복수의 잭볼트(46)가 관통 결합된 텐셔닝플레이트(45)가 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  9. 제8항에서,
    상기 텐셔닝플레이트(45)의 관통홀(451) 주변에는 상기 잭볼트(46)가 관통되는 복수의 잭볼트체결홀(452)이 관통 형성되고, 상기 텐셔닝플레이트(45) 저면의 잭볼트체결홀(452) 위치에는 상기 잭볼트(46)의 단부에 체결되는 가이드너트(460)가 수용되도록 상기 잭볼트체결홀(452)과 연통되는 수용홈(453)이 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  10. 제1항에서,
    상기 전단지지링(410) 주변의 베이스플레이트(41)에는 유출홀(415)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커.
  11. 제1항에 의한 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 코어 비트를 이용하여 콘크리트 부재(1)의 일면에 원형 그루브(11)를 형성하는 단계;
    (b) 상기 콘크리트 부재(1) 일면의 앵커(4) 설치 위치에 에폭시 수지를 도포하는 한편, 상기 원형 그루브(11)의 내부에 에폭시를 주입하는 단계; 및
    (c) 상기 원형 그루브(11)의 내부에 전단지지링(410)이 삽입되어 수용되도록 베이스플레이트(41)를 콘크리트 부재(1)의 일면에 밀착 설치하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커의 시공 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 콘크리트 부재(1)의 원형 그루브(11) 중앙 위치에 앵커홀(12)을 천공 형성하고,
    상기 베이스플레이트(41)의 설치 전 또는 설치 후에 상기 앵커홀(12)에 앵커볼트(42)를 설치하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 부재용 고성능 후설치 앵커의 시공 방법.
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