WO2012081828A2 - 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근 - Google Patents

높이가 다른 마디를 갖는 이형철근 Download PDF

Info

Publication number
WO2012081828A2
WO2012081828A2 PCT/KR2011/008312 KR2011008312W WO2012081828A2 WO 2012081828 A2 WO2012081828 A2 WO 2012081828A2 KR 2011008312 W KR2011008312 W KR 2011008312W WO 2012081828 A2 WO2012081828 A2 WO 2012081828A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bar
node
height
low
deformed
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/008312
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012081828A3 (ko
Inventor
최완철
Original Assignee
숭실대학교 산학협력단
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 숭실대학교 산학협력단 filed Critical 숭실대학교 산학협력단
Publication of WO2012081828A2 publication Critical patent/WO2012081828A2/ko
Publication of WO2012081828A3 publication Critical patent/WO2012081828A3/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
    • E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
    • E04C5/03—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance with indentations, projections, ribs, or the like, for augmenting the adherence to the concrete

Definitions

  • the present invention relates to a deformed rebar having nodes of different heights.
  • reinforcing steel Steel embedded in concrete for the purpose of reinforcing concrete is called reinforcing steel, and bar is mainly used.
  • Reinforcing bars are classified into circular and deformed bars depending on the presence or absence of irregularities on the surface. That is, a bar with a smooth surface without protrusions on the surface of the bar of circular section is called a reinforcing bar, and a bar with protrusions such as ribs and nodes on the surface of the bar of a circular section is called a rebar.
  • Deformed reinforcing bars increase the adhesion to concrete by placing protrusions on the bar surface to prevent the reinforcing bars from acting axially at the interface between the reinforcing bars and the concrete.
  • FIG. 1 is a perspective view of a deformed rebar according to the prior art
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a deformed rebar according to the prior art
  • 3 is a view for explaining the nodal area ratio of the deformed rebar according to the prior art.
  • the conventional deformed reinforcing bar 100 is formed by protruding a plurality of ribs 106 in the axial direction of the bar 102 to a bar 102 having a circular cross section. Nodes 104 protruding transversely to the surface are formed over the entire length of the bar 102 at regular intervals.
  • the height of the section 104 and the adjacent section 104 and spacing of the conventional deformed reinforcement 100 is defined in the Korean Industrial Standard, which is similar in foreign standards.
  • the height of the node 104 of the conventional deformed reinforcement 100 is defined by the minimum and maximum values according to the diameter of the reinforcing bar in the regulations of the Korean Industrial Standard (KS D 3504 steel bars for reinforced concrete).
  • the attachment strength of the deformed bar 100 is in contact with the node and resistance to splitting failure of the concrete 108 coating. It consists of resistance to pullout due to local shear failure in between.
  • the bond strength of the deformed bar increases generally as the concrete cover thickness increases and as the section height increases. The bond strength is considered to be related to the relative rib area, that is, the bearing area to shearing area.
  • Node area ratio (R r ) is an expression obtained by dividing the area of the reinforcing bar by the area multiplied by the perimeter by the distance between the bar of bar and the center of bar (Equation 1). In other words, the pressure area of the reinforcing bar divided by the shear area.
  • Acupressure area refers to the area that resists pull failure when tensile force is applied to the reinforcing bar
  • shear area refers to the area that resists split fracture.
  • Equation 1 can be briefly expressed as Equation 2.
  • Reinforcing bar having a high nodule area ratio is a reinforcing bar made by improving the nodule area ratio R r in the range of 0.10 to 0.14, and its height is higher than that of conventional deformed bars.
  • Reinforcing bars with higher nodule area have higher bond strength than conventional deformed bars but are not simply proportional to nodule area. Furthermore, new efforts are needed to overcome the limitations of existing bars to improve bond strength. Do.
  • the fixing length and the joint length should be increased due to the limitation of the reinforcing bar according to the conventional standard. There is this.
  • the present invention is to provide a deformed reinforcing bar having a node having a different height to form a node having a different height on the surface of the bar to exhibit a high adhesion.
  • the bar and; A plurality of low nodes spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the bar, protruding transversely to the surface of the bar; And a plurality of high bars having a different height, positioned in each center between the low nodes adjacent to each other, and including a plurality of high nodes protruding transversely to the surface of the bar to have a height greater than the low nodes. do.
  • the rod may have a circular cross section, and in this case, the height of the lower node is 0.1 (D) of the circular cross section diameter (D) equal to or greater than 0.04D multiplied by the diameter (D) of the circular cross section (0.04D).
  • the multiplication value may be less than or equal to 0.1D, and the height of the high node may be less than or equal to twice the height of the low node.
  • the node area ratio R r is determined by the sum of the high node node area ratio R r1 and the low node node area ratio R r2 , and the node area ratio R r may be 0.1 to 0.14.
  • It may further include a plurality of ribs protruding in the axial direction on the surface of the rod.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rebar in accordance with the prior art.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the deformed bar according to the prior art.
  • 3 is a view for explaining the nodal area ratio of a conventional deformed bar.
  • FIG. 4 is a perspective view of a deformed rebar having nodes having different heights according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a deformed steel bar having nodes having different heights according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the nodal area ratio of the rebar having a different height according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the fracture pattern of the deformed rebar having a node having a different height according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view of a deformed rebar having nodes having different heights according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view of a deformed rebar having nodes having different heights according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a deformed rebar having a node having a different height according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a deformed rebar having a node having a different height according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view for explaining a nodal area ratio of a deformed rebar having a node having a different height according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a deformed rebar having a node having a different height according to a first embodiment of the present invention. This is a diagram for explaining the fracture pattern of.
  • the deformed reinforcing bar 10 the bar 12, the high bar 14, the low bar 16, the rib 18, the height of the high bar (H), the bar spacing (S) , The height of the low node (h), the diameter of the bar (D) is shown.
  • the deformed steel bars 10 having nodes of different heights are spaced apart at regular intervals along the length direction of the bar 12 and the bar 12, and protrude laterally on the surface of the bar 12.
  • a plurality of high nodes located centrally between each of the plurality of low nodes 16 and adjacent low nodes 16 and protruding transversely to the surface of the bar 12 so as to have a height greater than the low nodes 16; Including (14), it has a uniform distribution of stress and a crack reduction effect, and at the same time can exhibit a higher adhesion to concrete.
  • Rod 12 may be a material such as steel, high tensile strength steel, fiber reinforced composite in the form of a linear long rod.
  • the cross-sectional shape of the bar 12 may have a variety of shapes, such as a polygon or a circle, such as a triangle or more, in the present embodiment will be described with respect to the bar having a circular cross section of the steel material.
  • the high and low nodes 14 and 16 protrude transversely to the surface of the bar 12 so that when the deformed bar 10 is embedded in the concrete, it is not active in the axial direction of the bar 12 at the interface with the concrete. Do not The high node 14 may exert a greater adhesion to the surface of the bar 12 than the height of the low node 16, which will be described later, when embedded in concrete.
  • the lower nodes 16 are spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the bar 12, and protrudes laterally on the surface of the bar 12 so that the rebar is embedded in the concrete 20 together with the high bar 14. Do not act in the axial direction of the bar (12).
  • the transverse direction is a concept including a case in which the rod 12 is substantially perpendicular to the axial direction or inclined with respect to the axial direction (see FIG. 9).
  • the high nodes 14 are located at the center between the low nodes 16 adjacent to each other and protrude transversely to the surface of the bar 12 so as to have a height greater than the low nodes 16. That is, the height H of the high node 14 is formed larger than the height h of the low node so that the high adhesion to the concrete can be exerted.
  • a plurality of low nodes 16 are formed at regular intervals along the axial direction of the bar 12, and the high nodes 14 are each centered between adjacent low nodes 16. Is formed. That is, the low nodes 16 and the high nodes 14 are alternately formed at equal intervals along the axial direction of the bar 12.
  • the height h of the lower node 16 may follow the provisions of the Korean Industrial Standard (KS D 3504 steel bars for reinforced concrete).
  • the height (h) of the lower section 16 is the diameter of the circular cross section of 0.04D or more, multiplied by 0.04 times the diameter (D) of the circular cross section. (D) multiplied by 0.1 to have a value of 0.1D or less.
  • the height H of the high node 14 may be greater than the height h of the low node 16 but less than twice the height h of the low node 16.
  • the minimum height of the low segment 16 may be limited to 4% of the nominal diameter and the maximum height to 10% of the nominal diameter. Accordingly, when the height h of the low node 16 is determined when manufacturing the deformed steel bar 10 having the different height, the height H of the high node 14 is greater than the height of the low node 16. It is determined to be less than twice the height of the determined low node 16.
  • the shape of the high node 14 and the low node 16 protruding from the surface of the bar 12 may be a trapezoidal shape, in addition to a variety of forms that can exert adhesion with concrete, such as a square.
  • the node spacing S is the same over the entire length of the bar 12 because the high nodes 14 are present in the center between the low nodes 16 spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the bar 12. Do.
  • the node area ratio R r is proposed to be 0.1 to 0.14.
  • the nod area ratio is defined as the sum of the nodal nodule ratio (R r1 ) and the nodal nodule ratio (R r2 ). That is, the node area ratio R r can be defined by Equation 3 below.
  • the node area ratio of the high node 14 may be expressed as the ratio of the acupressure area of the high node 14 to the shear area between the high nodes 14 adjacent to each other, as shown in [Equation 4].
  • the node area ratio of the low node 16 may be expressed as the ratio of the acupressure area of the low node 16 to the shear area between the low node 16 adjacent to each other, as shown in [Equation 5].
  • Equation 3 the node area ratio of the deformed steel bars having the nodes having different heights according to the present embodiment by Equation 3 can be briefly expressed as Equation 6.
  • it may further include a plurality of ribs 18 protruding in the axial direction on the surface of the bar (12).
  • the plurality of ribs 18 may extend parallel to each other in a straight line in the axial direction.
  • two ribs 18 are formed symmetrically with each other in the axial direction of the bar 12.
  • the ribs 18 increase the adhesion area with the concrete by widening the attachment area with the concrete and supporting the high and low nodes 16 and 16 mutually.
  • FIG. 7 is a view for explaining the fracture pattern of the deformed rebar having a node having a different height according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A illustrates a fracture pattern of the deformed rebar 100 according to the prior art
  • FIG. 7B illustrates a fracture pattern of the rebar 100 'having a high nod area ratio according to the prior art.
  • 7 (c) shows the fracture pattern of the deformed reinforcing bars (10 in FIG. 4) having nodes having different heights according to the present embodiment.
  • ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 each represent acupressure angles.
  • R r value is 0.06 It is in the range of 0.085, and exhibits low adhesion strength compared to the reinforcing bar 100 'having a high node area ratio and the deformed bar 10 having different nodes.
  • the angle formed between the fracture surface 110 and the rod 102 having the axial direction starting from the tip of the node 104, that is, the acupressure angle ⁇ 1 is generally small, but causes a breakage by cleavage by the wedge action to obtain a predetermined bond strength.
  • the nod area ratio of the high bar deformed reinforcing bar 100 'manufactured according to the proposal of the US ACI () 408 committee is the nod area ratio (R) of the deformed bar 100 according to the prior art. greater than r ), the R r value is in the range of 0.10 to 0.14, resulting in high adhesion strength. At this time, the fracture surface 110 'starting at the tip of the node 104' easily leads to the adjacent node 104 '.
  • the angle formed by the axial direction of the fracture surface 110 'and the rod 102', ie, the acupressure angle ⁇ 2 becomes smaller and causes cleavage breakage due to the wedge action, but has a low predetermined adhesive strength.
  • the acupressure angle ⁇ 2 becomes smaller, the resistance to adhesion is low, the pull-out failure may occur, and thus the increase in adhesion strength is not large. That is, as shown in (b) of FIG. 7, when using the reinforcing bar 100 'having a high nod area ratio consisting of only the high nodule 104' having a high height, there is a limit to increase in adhesive strength.
  • the height of the low section 16 of the reinforcing bar having a different height follows the Korean Industrial Standard, but the height of the high section 14 is a low section 16 It is a reinforcing bar whose node area ratio (R r ) value calculated by [Equation 3]-[Equation 5] is not more than twice the height of).
  • R r node area ratio
  • FIG. 8 is a front view of a deformed rebar having a node having a different height according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a front view of a deformed rebar having a node having a different height according to a third embodiment of the present invention. 8 and 9, a bar 12, a high node 12, a low node 14, and ribs 18 are shown.
  • the deformed steel rebar of the second embodiment shown in FIG. 8 is formed to protrude in a state in which the upper and lower nodes are spaced apart from each other on the basis of two ribs 18 symmetrically formed with each other in the axial direction of the bar 12. have.
  • the lower nodes 16 on the basis of the ribs 18 on the drawing are arranged at regular intervals in the axial direction of the bar 12, and the high nodes 16 are formed between the adjacent lower nodes 16.
  • FIG. Further, the lower node 16 on the lower side of the drawing is spaced apart from the lower node 16 on the basis of the rib 18, and the high node 14 is formed between the adjacent lower node 16. It is.
  • the high bar 14 and the low bar 16 are formed to be inclined with respect to the axial direction of the bar 12 to protrude in the transverse direction.
  • the nodes having different heights may be formed on the surface of the bar to have a uniform distribution of stress and a crack reduction effect, and at the same time improve adhesion to concrete.
  • the fixing length or joint length can be reduced by improving adhesion with concrete, which reduces construction costs by reducing required reinforcing bars, and it is easy to pour concrete by reducing the density of reinforcing bars through the shorter fixing length. Improve the quality of the structure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

높이가 다른 마디를 갖는 이형철근이 개시된다. 봉재와, 상기 봉재의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 봉재의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 낮은 마디 및 서로 인접하는 상기 낮은 마디 사이 각각의 중앙에 위치하고, 상기 낮은 마디보다 큰 높이를 갖도록 상기 봉재의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 높은 마디를 포함하는, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근은, 봉재의 표면에 높이가 서로 다른 마디를 형성하여 응력의 균일한 분배와 균열저감 효과를 갖는 동시에 콘크리트와의 부착력을 향상시킬 수 있다.

Description

높이가 다른 마디를 갖는 이형철근
본 발명은 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근에 관한 것이다.
콘크리트를 보강할 목적으로 콘크리트 속에 묻어 넣는 강재를 철근이라 하며, 주로 봉강이 사용된다. 철근에는 표면의 요철의 유무에 따라 원형철근과 이형철근으로 구분된다. 즉, 원형단면의 봉재의 표면에 돌기가 없는 매끈한 표면으로 된 봉강을 원형철근이라 하며, 원형단면의 봉재의 표면에 리브(rib)와 마디 등의 돌기가 있는 봉강을 이형철근이라고 한다.
이형철근은 철근과 콘크리트의 경계면에서 철근이 축방향으로 활동하지 않도록 봉강 표면에 돌기를 두어 콘크리트와의 부착력을 증가시킨 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 이형철근의 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 이형철근의 단면도이다. 도 3은 종래 기술에 따른 이형철근의 마디면적비를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 3를 참조하면, 종래의 이형철근(100)은 원형 단면의 봉강(102)에 봉강(102)의 축방향으로 복수 개의 리브(106)가 돌출되어 형성되고, 봉강(102)의 표면에 횡방향으로 돌출되는 마디(104)가 일정 간격으로 봉강(102)의 전 길이에 걸쳐 형성되어 있다.
종래의 이형철근(100)의 마디(104)의 높이 및 인접 마디(104)와 간격은 한국산업규격(Korean Industrial Standard)에서 규정되어 있고 이는 외국의 규격에서도 유사하다. 종래의 이형철근(100)의 마디(104)의 높이는 한국산업규격(KS D 3504 철근콘크리트용 봉강)의 규정에서 철근의 직경에 따라 최소값과 최대값으로 규정하고 있다.
이형철근(100)이 콘크리트(108)에 묻혀서 정착될 때, 이형철근(100)의 부착강도는 콘크리트(108) 피복의 쪼갬 파괴(splitting failure)에 대한 저항력과 마디와 접촉되고 있는 콘크리트(108) 사이에 국부 전단파괴(local shear failure)로 인한 뽑힘(pullout)에 대한 저항력으로 구성된다. 이형철근의 부착강도는 콘크리트 피복두께가 커질수록, 또한 마디높이가 높을수록 대체로 증가 한다. 철근마디의 영향으로 부착강도는 마디면적비(relative rib area), 즉 전단면적(shearing area)에 대한 지압면적(bearing area)의 비에 관계된다고 본다.
마디면적비(Rr)이란 철근의 축에 대한 수직 면적을 철근의 마디와 마디의 중심간 거리에 둘레를 곱한 면적을 나눈 비로 나타나는 식이다(식 1). 즉, 철근의 지압면적을 전단면적으로 나눈 값이다. 지압면적이란 철근에 인장력이 작용할 때 뽑힘 파괴에 저항하는 면적을 말하며, 전단면적이란 쪼갬 파괴에 저항하는 면적을 말하는 것이다.
[식 1]
Figure PCTKR2011008312-appb-I000001
식 1은 식 2로 간략히 표시할 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2011008312-appb-I000002
최근 미국 ACI() 408 위원회에서는 높은 마디면적비를 갖는 철근을 개발하고 이를 이용할 경우의 정착길이 설계기준을 제시하였다. 높은 마디면적비를 갖는 철근이라는 것은 마디면적비(Rr)가 0.10 ~ 0.14 사이의 범위로 개선시켜 제작한 철근으로, 종래의 이형철근에 비해 마디높이가 높다.
높은 마디면적비를 갖는 철근에 대한 연구는 0.10 < Rr < 0.14 범위에서 Rr값이 증가 할수록 부착강도가 증가하는 것으로 보고 있다. 그러나 마디면적 증가로 종래의 이형철근에 비해 부착강도가 증가하였지만 전단 파괴가 일어날 가능성이 높은 Rr > 0.14 범위에서 부착강도 증가는 미약하고 제한적일 수 밖에 없다.
높은 마디면적비를 갖는 철근이 종래의 이형철근에 비해서는 부착강도가 증가되지만 마디면적에 단순 비례하지 않는 점에 착안하고, 나아가 부착강도 증진을 위해 기존 철근이 갖는 한계를 극복 하기 위한 새로운 시도가 필요하다.
이형철근과 콘크리트와의 부착강도가 높을수록 콘크리트에 묻히는 철근의 정착길이나 철근 간의 이음길이가 짧아질 수 있는데, 종래의 규격에 따른 철근의 부착력의 한계로 인해 정착길이 및 이음길이가 길어지고 이로 인해 자원이 낭비되는 문제점이 있다.
특히, 고장력 철근을 이용하여 철근 콘크리트 구조를 형성하는 경우, 종래의 규격에 따른 철근의 부착력의 한계로 인해 정착길이 및 이음길이를 증가시켜야 하는데 이로 인해 자원 낭비뿐만 아니라 철근 정착부위가 복잡하게 되는 문제점이 있다.
또한, 철근의 정착에 필요한 콘크리트의 피복두께가 얇은 경우 길어진 정착길이 또는 이음길이로 인해 철근의 과밀을 초래하여 콘크리트 타설 등 공사에 어려움이 있다.
본 발명은 봉재의 표면에 높이가 서로 다른 마디를 형성하여 높은 부착력을 발휘할 수 있는 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 봉재와; 상기 봉재의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 상기 봉재의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 낮은 마디; 및 서로 인접하는 상기 낮은 마디 사이 각각의 중앙에 위치하고, 상기 낮은 마디보다 큰 높이를 갖도록 상기 봉재의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 높은 마디를 포함하는, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근이 제공된다.
봉재는 원형의 단면을 가질 수 있으며, 이 경우, 상기 낮은 마디의 높이는, 상기 원형의 단면의 직경(D)에 0.04를 곱한 값(0.04D)이상 상기 원형의 단면의 직경(D)에 0.1를 곱한 값(0.1D)이하일 수 있으며, 상기 높은 마디의 높이는 상기 낮은 마디의 높이의 2배 이하일 수 있다.
마디면적비(Rr)은 상기 높은 마디의 마디면적비(Rr1)와 상기 낮은 마디의 마디면적비(Rr2)의 합으로 결정되며, 상기 마디면적비(Rr)는 0.1 내지 0.14일 수 있다.
상기 봉재의 표면에 축방향으로 돌출되는 복수 개의 리브를 더 포함할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이형철근의 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 이형철근의 단면도.
도 3은 종래의 이형철근의 마디면적비를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 사시도.
도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 마디면적비를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 파괴양상을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 정면도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 정면도.
― 부호의 설명 ―
10 : 이형철근 12 : 봉재
14 : 높은 마디 16 : 낮은 마디
18 : 리브 20 : 콘크리트
H : 높은 마디의 높이 S : 마디 간격
h : 낮은 마디의 높이 D : 원형 단면의 직경
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 마디면적비를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 파괴양상을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 내지 도 7를 참조하면, 이형철근(10), 봉재(12), 높은 마디(14), 낮은 마디(16), 리브(18), 높은 마디의 높이(H), 마디 간격(S), 낮은 마디의 높이(h), 봉재의 직경(D)이 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근(10)은, 봉재(12)와, 봉재(12)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 봉재(12)의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 낮은 마디(16) 및 서로 인접하는 낮은 마디(16) 사이 각각의 중앙에 위치하고, 낮은 마디(16)보다 큰 높이를 갖도록 봉재(12)의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 높은 마디(14)를 포함하여, 응력의 균일한 분배와 균열 저감 효과를 갖는 동시에 콘크리트와의 부착력을 더 높게 발휘할 수 있다.
봉재(12)는 선형의 긴 막대 형태로 강재, 고장력 강재, 섬유보강복합체 등의 재질이 사용될 수 있다. 봉재(12)의 단면 형상은 삼각형 이상의 다각형, 원형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 실시예에서는 강재를 재질로 원형의 단면을 가진 봉강에 대해서 설명하기로 한다.
높은 마디(14) 및 낮은 마디(16)는 봉재(12)의 표면에 횡방향으로 돌출되어 이형철근(10)이 콘크리트에 매립되는 경우 콘크리트와의 경계면에서 봉재(12)의 축방향으로 활동되지 않도록 한다. 높은 마디(14)는 봉재(12)의 표면에 후술할 낮은 마디(16)의 높이 보다 크게 돌출되어 콘크리트에 매립되는 경우 큰 부착력을 발휘할 수 있다.
낮은 마디(16)는 봉재(12)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 봉재(12)의 표면에 횡방향으로 돌출되어 높은 마디(14)와 더불어 콘크리트(20)에 철근이 매립된 경우 봉재(12)의 축방향으로 활동되지 않도록 한다.
본 실시예에 있어 횡방향이라 하면 봉재(12)의 축방향에 대해 실질적으로 수직을 이루거나, 축방향에 대해 경사를 이룬 경우를 포함하는 개념이다(도 9 참조).
높은 마디(14)는, 서로 인접하는 낮은 마디(16) 사이의 중앙에 위치하고, 낮은 마디(16)보다 큰 높이를 갖도록 봉재(12)의 표면에 횡방향으로 돌출된다. 즉, 높은 마디(14)의 높이(H)는 낮은 마디의 높이(h) 보다 크게 형성되어 콘크리트에 대해 큰 부착력을 발휘할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 낮은 마디(16)는 봉재(12)의 축방향을 따라 일정 간격을 두고 복수 개가 형성되며, 높은 마디(14)는 서로 인접하는 낮은 마디(16) 사이 각각의 중앙에 형성된다. 즉, 낮은 마디(16)과 높은 마디(14)는 봉재(12)의 축방향을 따라 동일 간격으로 교대로 형성된다.
봉재(12)가 원형의 단면을 갖는 경우, 낮은 마디(16)의 높이(h)는 한국산업규격(KS D 3504 철근콘크리트용 봉강)의 규정을 따를 수 있다. 한국산업규격(KS D 3504 철근콘크리트용 봉강)를 따를 경우, 낮은 마디(16)의 높이(h)는 원형의 단면의 직경(D)에 0.04를 곱한 값(0.04D)이상 원형의 단면의 직경(D)에 0.1를 곱한 값(0.1D)이하의 값을 갖는다. 이 경우, 높은 마디(14)의 높이(H)는, 낮은 마디(16)의 높이(h)보다 크되, 낮은 마디(16)의 높이(h)의 2배 이하의 값을 갖도록 할 수 있다.
예를 들면, 봉재(12)가 원형의 단면을 갖고, 공칭지름의 호칭이 D19인 경우 낮은 마디(16)의 최소 높이는 공칭지름의 4%, 최대 높이는 공칭지름의 10%로 제한될 수 있다. 이에 따라, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근(10) 제조 시 낮은 마디(16)의 높이(h)가 결정되면, 높은 마디(14)의 높이(H)은 낮은 마디(16)의 높이보다 크되, 결정된 낮은 마디(16)의 높이의 2배 이하로 결정하게 된다.
봉재(12)의 표면에 돌출되어 형성되는 높은 마디(14) 및 낮은 마디(16)의 형상은 사다리꼴 형상일 수 있으며, 이외에 사각형 등 콘크리트와의 부착력을 발휘할 수 있는 다양한 형태가 가능하다.
마디 간격(S)은, 봉재(12)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 있는 낮은 마디(16) 사이 중앙에 높은 마디(14)가 존재하게 되므로, 봉재(12)의 전 길이에 걸쳐 동일하다.
본 실시예에서는 마디면적비 Rr는 0.1 내지 0.14로 제안한다. 마디면적비는 높은 마디의 마디면적비(Rr1)와 낮은 마디의 마디면적비(Rr2)의 합으로 정의된다. 즉, 마디면적비 Rr은 아래의 [식 3]으로 정의 내릴 수 있다.
[식 3]
Figure PCTKR2011008312-appb-I000003
도 6을 참조하면, 높은 마디(14)의 마디면적비는 서로 인접하는 높은 마디(14) 간의 전단면적에 대한 높은 마디(14)의 지압면적의 비로 나타낼 수 있고, 이는 [식 4]와 같다. 그리고, 낮은 마디(16)의 마디면적비는 서로 인접하는 낮은 마디(16) 간의 전단면적에 대한 낮은 마디(16)의 지압면적의 비로 나타낼 수 있고, 이는 [식 5]와 같다.
[식 4]
Figure PCTKR2011008312-appb-I000004
[식 5]
Figure PCTKR2011008312-appb-I000005
따라서, [식 3]에 의해 본 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 마디면적비는 간략히 [식 6]으로 표시될 수 있다.
[식 6]
Figure PCTKR2011008312-appb-I000006
한편, 봉재(12)의 표면에 축방향으로 돌출되는 복수 개의 리브(18)를 더 포함할 수 있다. 복수 개의 리브(18)는 축방향으로 일직선상으로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 본 실시예에서는 봉재(12)의 축방향으로 서로 대칭되게 두 개의 리브(18)가 형성된다.
리브(18)는 콘크리트와의 부착면적을 보다 넓게 하고 높은 마디(14) 및 낮은 마디(16)를 상호 지지하여 콘크리트와의 부착력을 향상시킨다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 파괴양상을 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 (a)는 종래 기술에 따른 이형철근(100)의 파괴양상을 나타내고, 도 7의 (b)는 종래 기술에 따른 높은 마디면적비를 갖는 철근(100')의 파괴양상을 나타내며, 도 7의 (c) 본 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근(도 4의 10)의 파괴양상을 나타내고 있다. 도 7에서 α1, α2, α3은 각각 지압각을 나타낸다.
도 7의 (a)를 참조하면, 한국산업규격에 따라 실제 제작된 종래 기술에 따른 이형철근(100)의 마디면적비(Rr)를 [식 1]에 의해 산출해 보면, Rr값이 0.06에서 0.085 범위에 있으며, 높은 마디면적비를 갖는 철근(100') 및 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근(10)에 비해 낮은 부착강도를 발휘하게 된다. 이때, 마디(104) 선단에서 시작되는 파단면(110)과 봉재(102)의 축방향이 이루는 각도, 즉 지압각(α1)은 대체로 작으나 쐐기 작용으로 쪼갬 파괴를 유발시켜 소정의 부착강도를 갖는다.
도 7의 (b)를 참조하면, 미국 ACI() 408 위원회의 제안에 따라 제작된 높은 마디를 갖는 이형철근(100')의 마디면적비는 종래 기술에 따른 이형철근(100)의 마디면적비(Rr)보다 커서, Rr 값이 0.10에서 0.14 범위에 있으며 높은 부착강도를 발휘하게 된다. 이때, 마디(104') 선단에서 시작되는 파단면(110')은 인접한 마디(104')로 쉽게 이어진다. 파단면(110')과 봉재(102')의 축방향이 이루는 각도, 즉 지압각(α2)은 더욱 작아지며 쐐기 작용으로 쪼갬 파괴를 유발시키지만 낮은 소정의 부착강도를 갖는다. 이 경우, 마디(104')의 간격이 상대적으로 좁을 경우, 지압각(α2) 더욱 작아지며 부착에 대한 저항력도 낮고, 뽑힘 파괴가 일어날 수 있으며 따라서 부착강도 증가가 크지 않다. 즉, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 높이가 큰 높은 마디(104')로만 이루어진 높은 마디면적비를 갖는 철근(100')을 사용하는 경우 부착강도 증가에 한계를 갖는다.
반면, 도 7의 (c)를 참조하면, 본 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 낮은 마디(16)의 높이는 한국산업규격을 따르나, 높은 마디(14)의 높이는 낮은 마디(16)의 높이의 2배 이하로서, [식 3] 내지 [식 5]에 의해 산정된 마디면적비(Rr) 값이 0.1 ~ 0.14에 있는 철근이다. 부착 파괴 시에 높은 마디(14)의 선단에서 파단이 시작하여 봉재(12)의 축방향으로 진행되며 낮은 마디(16)에 도달되며, 이 때 낮은 마디(16)의 높이가 낮으므로 높은 마디(14)로부터 시작되는 파단면(17)이 작지만 상대적으로 비교적 큰 지압각(α3)을 형성한다. 이 때, 큰 지압각(α3)을 갖는 쐐기의 작용으로 높은 부착강도가 발휘된다. 즉, 뽑힘 파괴가 일어나지 않아 부착 저항력이 높아진다. 이 경우의 지압각(α3)은 높은 마디면적비를 갖는 철근에 비해 상대적으로 큰 지압각(α3)을 유지하여 부착 파괴에 대한 저항력이 높게 된다. 즉, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 높은 마디(14)와 낮은 마디(16)로 이루어진 이형철근으로 Rr 값이 0.1 ~ 0.14 범위일 때, 뽑힘 파괴가 일어나지 않는 최적의 높은 부착강도를 갖는다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 정면도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근의 정면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 봉재(12), 높은 마디(12), 낮은 마디(14), 리브(18)이 도시되어 있다.
도 8에 도시된 제2 실시예의 이형철근은 봉재(12)의 축방향으로 서로 대칭되게 형성된 두 개의 리브(18)를 기준으로 도면 상의 위쪽과 아래쪽의 마디가 서로 이격된 상태로 돌출되어 형성되어 있다. 이 경우 도면 상의 리브(18)를 기준으로 위쪽의 낮은 마디(16)가 봉재(12)의 축방향으로 일정 간격으로 배치되어 있고 인접한 낮은 마디(16) 사이에 높은 마디(16)가 형성되어 있다. 또한, 도면 상의 리브(18)를 기준으로 아래쪽의 낮은 마디(16)가 위쪽의 낮은 마디(16)와 이격되어 일정 간격으로 배치되어 있고 인접한 낮은 마디(16) 사이에 높은 마디(14)가 형성되어 있다.
도 9에 도시된 제3 실시예의 이형철근은 높은 마디(14) 및 낮은 마디(16)가 봉재(12)의 축방향에 대해 경사를 이루어 횡방향으로 돌출되어 형성되어 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 봉재의 표면에 높이가 서로 다른 마디를 형성하여 응력의 균일한 분배와 균열저감 효과를 갖는 동시에 콘크리트와의 부착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 콘크리트와의 부착력 향상을 통해 정착길이 또는 이음길이를 줄일 수 있어 소요 철근을 줄여 공사비를 감축할 수 있고, 짧아진 정착길이를 통해 철근의 밀집도를 줄여 콘크리트의 타설이 용이하며 이에 따라 철근 콘크리트 구조물의 품질을 향상할 수 있다.

Claims (4)

  1. 봉재와;
    상기 봉재의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 상기 봉재의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 낮은 마디; 및
    서로 인접하는 상기 낮은 마디 사이 각각의 중앙에 위치하고, 상기 낮은 마디보다 큰 높이를 갖도록 상기 봉재의 표면에 횡방향으로 돌출되는 복수의 높은 마디를 포함하는, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 봉재는 원형의 단면을 가지며,
    상기 낮은 마디의 높이는, 상기 원형의 단면의 직경(D)에 0.05를 곱한 값(0.04D)이상 상기 원형의 단면의 직경(D)에 0.1를 곱한 값(0.1D)이하이며,
    상기 높은 마디의 높이는 상기 낮은 마디의 높이의 2배 이하인 것을 특징으로 하는, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근.
  3. 제2항에 있어서,
    마디면적비(Rr)은 상기 높은 마디의 마디면적비(Rr1)와 상기 낮은 마디의 마디면적비(Rr2)의 합으로 결정되며,
    상기 마디면적비(Rr)는 0.1 내지 0.14인 것을 특징으로 하는, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉재의 표면에 축방향으로 돌출되는 복수 개의 리브를 더 포함하는, 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근.
PCT/KR2011/008312 2010-12-15 2011-11-02 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근 WO2012081828A2 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2010-0128551 2010-12-15
KR1020100128551A KR20120067113A (ko) 2010-12-15 2010-12-15 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012081828A2 true WO2012081828A2 (ko) 2012-06-21
WO2012081828A3 WO2012081828A3 (ko) 2012-08-09

Family

ID=46245176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/008312 WO2012081828A2 (ko) 2010-12-15 2011-11-02 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20120067113A (ko)
WO (1) WO2012081828A2 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101540344B1 (ko) * 2014-08-29 2015-07-30 숭실대학교산학협력단 부착력 강화 이형철근

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57190017U (ko) * 1981-05-28 1982-12-02
JPH0376922U (ko) * 1989-11-28 1991-08-01
KR20010003162A (ko) * 1999-06-21 2001-01-15 최병근 이형철근 및 그의 제조방법
KR20050038811A (ko) * 2003-10-23 2005-04-29 문은석 이형철근

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57190017U (ko) * 1981-05-28 1982-12-02
JPH0376922U (ko) * 1989-11-28 1991-08-01
KR20010003162A (ko) * 1999-06-21 2001-01-15 최병근 이형철근 및 그의 제조방법
KR20050038811A (ko) * 2003-10-23 2005-04-29 문은석 이형철근

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012081828A3 (ko) 2012-08-09
KR20120067113A (ko) 2012-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012008677A2 (ko) 교량시공용 합성거어더
WO2009136762A9 (ko) 가로보를 정착부로 이용한 피에스씨 합성거더의 연속화 시공방법 및 그 구조
KR101371098B1 (ko) 조적벽체 보강 구조
WO2012044094A2 (ko) 교량의 상부 구조물
WO2012081828A2 (ko) 높이가 다른 마디를 갖는 이형철근
WO2016032143A1 (ko) 부착력 강화 이형철근
WO2022173170A1 (ko) 철선망이 내장된 콘크리트 구조물
KR100624190B1 (ko) 콘크리트 구조물 균열 발생기
CN213508105U (zh) 一种提高小跨径桥梁用空心板抗弯承载力的加固结构
WO2016200083A1 (ko) 프리스트레스 콘크리트 거더
WO2017204393A1 (ko) 데크 단부에서 긴장 정착시킨 장스팬 내화 데크의 긴장재 정착시스템 및 그 시공방법
WO2013125778A1 (ko) 강연선 위치 고정수단을 가진 ｐｃ슬래브 및 이를 이용한 1방향 장선 슬래브의 연속화 시공방법
CN113431212A (zh) 一种带s形弯折钢筋的钢筋混凝土楼板诱导缝结构
CN211250704U (zh) 一种加强型墙体连接结构
CN214461629U (zh) 一种增强型复合箱构件
WO2009148285A2 (ko) 슬래브 속에 매설되는 스페이서 및 이를 이용한 슬래브
CN105019662A (zh) 预应力施工中的无粘结预应力钢绞线断筋处理方法
CN215210471U (zh) 一种免凿毛的桥梁构件
CN217734551U (zh) 一种装配式建筑用pc预制板
CA2361286A1 (en) Non-metallic masonry tie
CN213062373U (zh) 一种建筑工程框架梁加固装置
CN211948846U (zh) 一种混凝土预制件
CN218522034U (zh) 用于对钢筋桁架限位的结构
CN219710574U (zh) 箱型钢柱与预制墙体连接的构件
KR102118999B1 (ko) 강관 트러스 거더 받침장치 및 이를 이용한 교량 시공방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11849852

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11849852

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2