WO2023033403A1 - 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법 - Google Patents

박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023033403A1
WO2023033403A1 PCT/KR2022/012064 KR2022012064W WO2023033403A1 WO 2023033403 A1 WO2023033403 A1 WO 2023033403A1 KR 2022012064 W KR2022012064 W KR 2022012064W WO 2023033403 A1 WO2023033403 A1 WO 2023033403A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composite material
fixing
reinforcing device
material reinforcing
central portion
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/012064
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박춘욱
Original Assignee
경북대학교 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 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to CN202280055334.1A priority Critical patent/CN117795164A/zh
Publication of WO2023033403A1 publication Critical patent/WO2023033403A1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them

Definitions

  • the present invention relates to a composite material reinforcing device for a box-shaped concrete structure and a construction method thereof, and more particularly, to a structural reinforcing device in which a composite material and a hollow aluminum beam are integrated, thereby enlarging the cross section of a concrete structure and simultaneously improving stiffness and ductility. It relates to a composite material reinforcing device and a method of constructing the same in a concrete structure effective for strength enhancement and seismic reinforcement.
  • box-shaped concrete structures used for purposes such as underpasses, subways, and waterways may experience a load greater than the design load due to embankment on the top or traffic load acting on the top. Due to this load, shear force and negative moment are excessively generated at the right angle portion, which is a corner portion between the vertical side wall or the ceiling and the side wall, thereby damaging structural safety. Therefore, there are cases in which the right angle of the box-type concrete structure needs to be structurally reinforced.
  • Such a box-type concrete structure has a disadvantage in that a reinforcing material formed of an iron plate cannot be used because the reinforcing material must be non-conductive when reinforcement is required.
  • the present invention applies a composite material reinforcing device in which a composite material and a hollow aluminum beam are integrated to a concrete structure, thereby increasing the cross-section of the concrete structure and improving the stiffness and ductility at the same time to increase strength and seismic reinforcement.
  • the purpose is to provide an effective composite material reinforcing device for a box-type concrete structure and a construction method thereof.
  • the composite reinforcing device for a box-shaped concrete structure is a composite reinforcing device formed to have a length in the longitudinal direction for seismic reinforcement of a box-shaped concrete structure, in the longitudinal direction A central portion including a border portion prepared to have an internal space having a trapezoidal cross section around the center and a partition wall portion dividing the internal space into at least one compartment space, and a reinforcement located at the upper and lower ends of the central portion and integrally molded to cover the central portion.
  • a first plate including a portion, wherein the reinforcing portion is located at an upper end of the central portion and covers an upper portion of the central portion;
  • a second plate bent to correspond to the shape of the central portion and located at the lower end of the central portion to cover the lower portion of the central portion, and an extension portion in which the first plate and the second plate extend from both ends of the central portion and are joined to each other.
  • the composite material reinforcing device is characterized in that the upper surface of the first plate is installed in a state in contact with a portion vulnerable to vibration of the box-shaped concrete structure.
  • the second plate includes an incision formed on the lower surface, and the composite material reinforcing device is bent around the incision line, so that it can be installed on the bent portion of the box-shaped concrete structure.
  • the central portion is formed of an aluminum alloy
  • the reinforcing portion is characterized in that a prepreg sheet in which a thermosetting resin is impregnated in a fiber sheet containing at least one of carbon fiber and glass fiber.
  • the central portion is characterized in that it is provided in a plurality and can be extended in the width direction.
  • the composite material reinforcing device further includes a connecting member that interconnects the plurality of composite material reinforcing devices in the longitudinal direction to enable extension in the longitudinal direction, and the connecting member is formed in a rod shape to form one It is coupled between both end portions of the composite material reinforcing device and the other composite material reinforcing device, and is characterized in that it is inserted into any one of the compartments of the central portion of each composite material reinforcing device.
  • the central portion further includes a fixing portion formed at a lower side of the compartment space to fix the connecting member, and the fixing portion is formed along a length of the compartment space and has an upper surface in contact with the connecting member. It is formed on the lower surface of the bar and the partition space and may include a plurality of fixing springs having an upper end connected to the lower surface of the fixing bar.
  • the fixing bar is divided into a plurality of regions along the longitudinal direction on the upper surface, and a projection is formed in each region, and a fixing groove is formed on the lower surface of the connecting member at a position corresponding to the fixing projection, As the fixing protrusion is coupled to the fixing groove, it is characterized in that the fixing force of the connecting member to the composite reinforcing device is increased.
  • the fixing part further includes a vertical moving part that increases the fixing force of the connecting member by compressing the fixing spring to fix the fixing bar in a lower position, or by expanding the fixing spring to position the fixing bar on the upper side
  • the vertical movement portion may include a movable member formed on the lower surface of the fixing bar to pass through the lower surface of the composite material reinforcing device, and a movable hole formed on the lower surface of the composite material reinforcing device to allow the movable member to pass through.
  • the fixing bar has a hollow interior to form an inner space of the fixing bar
  • the movable member includes a head portion formed in a plate shape and positioned in the inner space of the fixing bar; a body portion formed in a cylindrical shape on a lower surface of the head, positioned inside the fixing spring, and having an upper side passing through the lower surface of the fixing bar and a lower side passing through the movable hole; It is formed in the form of a plate on the lower surface of the body and is formed on the side of the body and the leg portion located on the lower surface of the composite material reinforcing device, which is rotated after passing through the moving hole to move fixed to the lower surface of the composite material reinforcing device. May contain bumps.
  • a border portion provided to have an inner space having a trapezoidal cross section in the longitudinal direction and the inner space divided into at least one compartment space
  • a device preparation step of preparing one or more composite material reinforcing devices including a central portion including a partition wall portion and a reinforcing portion located at upper and lower ends of the central portion and integrally molded to cover the central portion;
  • a fixing step of fixing the composite material reinforcing device to the box-shaped concrete structure using an anchor in a state where the upper surface of the first plate is in contact with a portion vulnerable to vibration of the box-shaped concrete structure and a filling step of filling the compartment space with a reinforcing material can include
  • a bending forming step of bending the composite material reinforcing device around the incision line so that the composite material reinforcing device can be installed in the bent portion of the box-shaped concrete structure may be further included.
  • the device preparation step further comprising a connecting step of inserting a connecting member into the compartment space to interconnect the plurality of composite material reinforcing devices in the longitudinal direction so that they can be extended in the longitudinal direction, wherein the connecting member, It is formed in the form of a rod and is coupled between the end portions of one composite material reinforcing device and the other of the composite material reinforcing devices, characterized in that it is inserted into any one of the compartments of the central portion of each composite material reinforcing device.
  • the composite material reinforcing device and construction method of the box-type concrete structure according to the embodiment of the present invention as described above are effective in increasing the strength and earthquake resistance of the structure by integrating the composite material and the hollow aluminum beam.
  • the effect of shear reinforcement can be increased by simultaneously reinforcing the slab and the right leg.
  • Figures 1a and 1b is a perspective view and side cross-sectional view of a composite material reinforcing device according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 2a and 2b is a perspective view and a side cross-sectional view showing a state in which the partition wall of the central portion of Figures 1a and 1b is vertically formed.
  • Figures 3a and 3b is a perspective view and a side cross-sectional view showing a state formed in two central parts of Figures 1a and 1b.
  • FIGS. 1a and 1b are bottom views showing that the incision lines in FIGS. 1a and 1b are formed at 90° and 70°, respectively, with respect to the longitudinal direction;
  • Figure 5 is a perspective view showing a composite material reinforcing device is bent along the incision line of Figure 4a.
  • Figure 6 is a perspective view showing a composite material reinforcing device is bent along the incision line of Figure 4b.
  • Figures 7a and 7b is an exemplary view showing a state in which the composite reinforcing device of Figure 5 is installed on the right corner of a box-shaped concrete structure.
  • FIG. 8a and 8b are exemplary views showing a state in which the composite reinforcing device of FIG. 6 is installed on the right corner of a box-shaped concrete structure.
  • 9a and 9b are exemplary views showing a state in which a composite reinforcing device according to an embodiment of the present invention is installed on a column of a box-shaped concrete structure.
  • Figures 10a to 10c is an exemplary view showing a state in which the length of the composite reinforcing device according to an embodiment of the present invention is extended through a connecting member.
  • 11a and 11b are exemplary views showing a state in which a connecting member is inserted in a state in which a fixing part is formed in the center of a composite material reinforcing device according to an embodiment of the present invention.
  • 12a and 12b are a projection perspective view and a bottom projection perspective view showing a state in which protrusions are formed on the fixing bar of FIGS. 11a and 11b and fixing grooves are formed on the connecting member.
  • FIGS. 12a and 12b are a perspective view showing a state in which the connecting portion is inserted in FIGS. 12a and 12b, and a cross-sectional view taken along the line A-A';
  • Figures 14a and 14b is a bottom perspective view and a side cross-sectional view showing a state in which the upper and lower parts are formed in the fixing part of Figs. 11a and 11b, and the moving member is withdrawn from the moving hole.
  • Figures 15a and 15b is a bottom perspective view and a side cross-sectional view showing a state in which a moving member is inserted into a moving hole while the upper and lower parts are formed in the fixing part of Figs. 11a and 11b.
  • 16a and 16b are bottom views illustrating a moving member and a moving hole except for the legs of FIGS. 14a to 15b;
  • 17 is a flow chart of a construction method of a composite material reinforcing device according to an embodiment of the present invention.
  • first and second are terms used to describe various components, and are not limited in meaning per se, and are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • FIGS. 1A and 1B are perspective and side cross-sectional views of a composite material reinforcing device according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2A and 2B are perspective and side views showing a state in which the partition wall of the central portion of FIGS. 1A and 1B is formed vertically.
  • a cross-sectional view, and FIGS. 3A and 3B are a perspective view and a side cross-sectional view showing a central portion of FIGS. 1A and 1B formed in two.
  • the box-shaped concrete structure 2 is a closed prismatic structure composed of an upper slab, side walls on both sides, and a lower floor installed in an underpass, subway, waterway, etc.
  • the composite material reinforcing device 1 can be installed in a portion vulnerable to vibration among the box-shaped concrete structure (2). More specifically, the composite material reinforcement device 1 may be installed in various locations where earthquake-resistant reinforcement is required or strength reinforcement is required because it is vulnerable to vibration, such as a pillar or right corner of the box-shaped concrete structure 2, but is not limited thereto, Accordingly, the composite material reinforcing device 1 can increase the effect of earthquake-resistant reinforcement, shear reinforcement, etc. of the installed portion, and may include a central portion 10 and a reinforcing portion 20.
  • the central portion 10 is made of aluminum alloy and is located in the center of the composite reinforcing device 1 to serve as a support from the inside, and may include an edge portion 11 and a partition wall portion 12.
  • the rim portion 11 may be provided to have an inner space having a trapezoidal cross section in the longitudinal direction.
  • the rim portion 11 is most preferably formed in a trapezoidal shape, but is not limited thereto, and may be formed in various shapes such as a square or a triangle.
  • the partition wall portion 12 can divide the inner space into one or more partitioned spaces S1, and each partitioned space partitioned by the partition wall part 12 can be provided in a predetermined shape.
  • partition wall portion 12 is formed in an oblique line in the inner space as shown in FIGS. 1A and 1B, and adjacent partition walls 12 are formed in opposite directions so that the cross section of the partition space S1 is trapezoidal. can be formed
  • partition wall portion 12 may be formed vertically as shown in FIGS. 2A and 2B, and the cross section of the partition space S1 located in the center may be formed in a rectangular shape.
  • the partition space S1 may be provided in various shapes according to the position and angle between the partition walls 12, but is not limited thereto.
  • the central portion 10 may be provided in plural and extendable in the width direction. More specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, two central portions 10 are provided and extended in the width direction, thereby enabling seismic reinforcement and shear reinforcement over a wider area with one composite material reinforcing device 1.
  • one or more central parts 10 are provided according to the width of the construction surface, and one composite material reinforcing device 1 is installed on the construction surface, which is not only effective for earthquake-resistant reinforcement and shear reinforcement, but also shortens the construction time.
  • the reinforcement part 20 is located at the upper and lower ends of the central part 10 and integrally molded to cover the central part 10, and may include a first plate 21, a second plate 22 and an extension part 23. there is.
  • the first plate 21 may be positioned at an upper end of the central portion 10 to cover an upper portion of the central portion 10 and be formed flat.
  • the second plate 22 is bent to correspond to the shape of the central portion 10 and may be positioned at a lower end of the central portion 10 to cover a lower portion of the central portion 10 .
  • the extension portion 23 may be formed by extending the first plate 21 and the second plate 22 from both end portions of the central portion 10 and bonding them to each other.
  • the reinforcing part 20 is most preferably a prepreg sheet formed by impregnating a thermosetting resin into a fiber sheet containing at least one of carbon fiber and glass fiber.
  • the thermosetting resin may be various types of thermosetting resins such as phenol resins, epoxy resins, and polyester resins, and it is most preferable that a phenol resin is used, but is not limited thereto.
  • the reinforcing part 20 is supported with high strength at the lower end by applying low-cost glass fiber to the first plate 21 and applying carbon fiber having higher strength to the second plate 22. It is possible to provide a composite material reinforcing device (1) capable of increasing strength and reducing costs.
  • the reinforcing portion 20 formed in this way is integrally formed by contacting each other at the extension portion 23 with the first plate 21 and the second plate 22 having the central portion 10 at the center, so that the central portion 10 In addition to reinforcing the strength of, it can be made into a lightweight composite material reinforcing device (1).
  • the composite material reinforcing device 1 makes the upper surface of the first plate 21 formed flat in front come into contact with the construction surface, and inserts and installs anchors into the extension part 23 so that the construction surface is more stable. allow it to be fixed.
  • FIGS. 4a and 4b are bottom views showing that the incisions in FIGS. 1a and 1b are formed at 90° and 70°, respectively, with respect to the longitudinal direction
  • FIG. 5 is a composite material reinforcing device bending along the incision in FIG. 4a
  • 6 is a perspective view showing the composite material reinforcing device bent along the incision line of FIG. 4b
  • FIGS. 7a and 7b are the composite material reinforcing device of FIG. 5 of a box-type concrete structure
  • 8a and 8b are exemplary views showing how the composite reinforcing device of FIG. 6 is installed on the right angle of a box-shaped concrete structure
  • FIGS. 9a and 9b are examples of the present invention. It is an exemplary view showing a state in which the composite material reinforcing device according to the embodiment is installed on a column of a box-shaped concrete structure.
  • the second plate 22 of the composite material reinforcing device 1 may include a cut line 24 formed on the lower surface.
  • the incision line 24 is a reference line for bending the composite material reinforcing device 1, and the composite material reinforcing device 1 is bent around the incision line 24 so that the construction surface of the box-shaped concrete structure 2 is bent. It can also be installed in parts.
  • the composite material reinforcing device 1 is bent inward around the incision line 24 to reinforce the bent portion of the box-shaped concrete structure 2, thereby increasing the effect of shear reinforcement. can increase
  • the composite material reinforcing device 1 can be easily applied to a portion where bending is made, such as a beam-column junction and a wall-floor plate junction that are vulnerable to earthquakes.
  • the composite material reinforcing device (1) is located in succession from the slab (A), which is most vulnerable to earthquakes, to the right leg portion (B) of the box-shaped concrete structure (2) to reinforce the cross-sectional force of the right leg portion (B), thereby improving load capacity and earthquake resistance can be reinforced.
  • the incision line 24 may be formed at an angle of 45 to 90 ° relative to the longitudinal direction.
  • the incision 24 is preferably formed at an angle of 68 to 75 °, and most preferably formed at an angle of 70 °, but is not limited thereto.
  • the incision 24 as shown in FIG. It can be seen that the composite material reinforcing device 1 formed at 70° has a wide surface in contact with the slab A and the right angle part B. Accordingly, the composite material reinforcing device 1 in which the incision line 24 is formed at 70 ° has the advantage of increasing the reinforcement performance by widening the area to be reinforced by contacting the slab (A) and the right angle portion (B) with a wider area. there is.
  • This composite material composite device (1) may reinforce not only the slab (A) and the right corner (B), but also the column of the box-shaped concrete structure (2) as shown in FIGS. 9A and 9B, and the incision line (24) There is also an advantage that can be reinforced so as to extend from the column to the upper slab as shown in FIG. 9a by being bent through.
  • Figures 10a to 10c is an exemplary view showing a state in which the length of the composite reinforcing device according to an embodiment of the present invention is extended through a connecting member.
  • the composite material reinforcing device 1 connects a plurality of composite material reinforcing devices 1 in the longitudinal direction to enable extension in the longitudinal direction.
  • a member 30 may be further included.
  • connection member 30 is formed in a rod shape and has a size that can be inserted into any one of the partition spaces S1.
  • This connection member 30 may be coupled between both ends of one composite material reinforcing device (1) and the other composite material reinforcing device (1). More specifically, the connecting member 30 has one end inserted into the partition space S1 of one composite material reinforcing device 1 as shown in FIG. 10B, and the other end of the other composite material reinforcing device 1 as shown in FIG. ) It is inserted into the compartment space (S1) to connect a pair of composite material reinforcing devices (1) in the longitudinal direction as shown in FIG. 10c. At this time, the connecting member 30 is preferably inserted into a compartment space S1 located on the same line among a plurality of compartment spaces S1 so that the pair of composite reinforcing devices 1 can be connected straight.
  • the composite material reinforcing device 1 has the advantage of being applicable to various construction parts such as a long length or a large area according to the request of the constructor by being connected through a plurality of connecting members 30.
  • FIGS. 11a and 11b are exemplary views showing a state in which a connecting member is inserted in a state in which a fixing part is formed in the center of a composite material reinforcing device according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 12a and 12b are diagrams of FIGS.
  • FIGS. 13A and 13B are perspective views and A- It is a cross-sectional view taken along line A'.
  • the central portion 10 of the composite material reinforcing device 1 may further include a fixing portion 15 for fixing the connecting member 30.
  • the fixing part 15 is formed on the lower side of the compartment space S1 to be fixed by pushing the connection member 30 inserted into the compartment space S1 from the lower side, and the fixing bar 150 and the fixing spring 151 can include
  • the fixing bar 150 is formed along the length of the partition space S1 so that the upper surface may contact the lower surface of the connecting member 30 inserted into the partition space S1. At this time, the fixing bar 150 is best formed with the same length as the connecting member 30 at the location where the connecting member 30 inserted into the compartment space S1 is located so that the entire surface area can come into contact with the connecting member 30. Preferred, but not limited thereto.
  • the fixed spring 151 is formed on the lower surface of the compartment space S1, and the upper end may be connected to the lower surface of the fixed bar 150.
  • the fixing bar 150 can move up and down as the fixing spring 151 expands or compresses.
  • the fixing bar 150 may be positioned upward as shown in FIG. 11A in a state in which the fixing spring 151 is inflated before the connecting member 30 is inserted into the compartment space S1. There is. Thereafter, the connecting member 30 is inserted into the compartment space S1 while pressing the fixing bar 150 downward, and the connecting member 30 completely inserted into the compartment space S1 is the fixing bar 150 as shown in FIG. 11B. ) is placed in contact with At this time, the fixing spring 151 supports the connecting member 30 from the lower side in a state in which the fixing bar 150 is in contact with each other, so that the connecting member 30 is fixed without moving in the compartment space S1.
  • the fixing bar 150 has an oblique upper surface at the end of the side into which the connecting member 30 is inserted, so that the connecting member 30 can be inserted smoothly.
  • it is not limited thereto.
  • the fixing part 15 has a protrusion 1500 formed on the fixing bar 150 and a fixing groove on the connecting member 30 to prevent the connecting member 30 from being separated from the compartment space S1 and to increase the fixing force. can be formed
  • the protrusion 1500 is formed along the longitudinal direction on the upper surface of the fixing bar 150, and it is most preferable that one protrusion is formed in each area by dividing a plurality of areas in the longitudinal direction, Not limited to this.
  • the shape of the protrusion may be formed in various ways such as a triangular shape, a square shape, and a circular shape.
  • the fixing groove 31 is formed at a position corresponding to the fixing protrusion 1500 on the lower surface of the connecting member 30, and the fixing protrusion 1500 is coupled to the fixing groove 31, thereby reinforcing the composite material. It is possible to increase the fixing force of the connecting member 30 to (1).
  • connection member 30 can be adjusted by allowing the projection 1500 and the fixing groove 31 to be coupled at the corresponding position according to the desired insertion length of the connection member 30. Accordingly, when the connecting member 30 is inserted into the compartment space (S1) of the composite material reinforcing device (1) located on both sides, the problem caused by being biased in one of the compartment spaces (S1) and being inserted more will be solved. can
  • FIGS. 14a and 14b are bottom perspective and side cross-sectional views showing a state in which a vertical and horizontal part is formed in the fixing part of FIGS. 11a and 11b, and the movable member is withdrawn from the movable hole
  • FIGS. 15a and 15b are FIGS. 11a and 15b.
  • FIGS. It is an example bottom view showing.
  • the fixing part 15 of the composite material reinforcing device 1 can be smoothly inserted when the connecting member 30 is inserted into the compartment space S1. It may further include an upper and lower part for adjusting the position of the fixing bar 150 so as to be able to do so.
  • the fixing spring 151 When the connecting member 30 is inserted into the inner space in the upper and lower parts, the fixing spring 151 is compressed to fix the fixing bar 150 in a lower position, and the connecting member 30 is inserted into the compartment space S1.
  • the fixing spring 151 When the fixing spring 151 is expanded to position the fixing bar 150 on the upper side to increase the fixing force of the connecting member 30, it may include a movable member 152 and a movable hole 40.
  • the moving member 152 is formed on the lower surface of the fixing bar 150 and penetrates the lower surface of the composite material reinforcing device 1, and includes a head part 1520, a body part 1521, a leg part 1522, and a moving protrusion. (1523).
  • the moving hole 40 may be formed on the lower surface of the composite material reinforcing device 1 so that the moving member 152 passes therethrough.
  • the fixing bar 150 may have a hollow interior to form the fixing bar inner space S2, but is not limited thereto, and only a portion where the moving member 152 is located may be formed in a hollow shape.
  • the head portion 1520 is formed in a plate shape and is positioned and fixed in the fixing bar inner space S2, and may be formed in a plate shape of various shapes such as a circle, a triangle, and a square, but is not limited thereto. At this time, the head portion 1520 may be fixed to the fixing bar inner space S2 by being formed larger than the body portion 1521 to be described below. Accordingly, the head portion 1520 may be connected to the moving member 152 without being separated from the fixing bar 150 by being positioned and fixed in the fixing bar inner space S2.
  • the body portion 1521 is formed in a cylindrical shape on the lower surface of the head portion 1520, and may be located inside the fixing spring 151. At this time, the upper side of the body portion 1521 may pass through the lower surface of the fixing bar 150 and the lower side may pass through the moving hole 40 .
  • the leg part 1522 is formed in a plate shape on the lower surface of the body part 1521 and may be located on the lower surface of the composite material reinforcing device 1. At this time, the leg portion 1522 is formed larger than the movable hole 40 so as not to pass through the movable hole 40, and may be formed in a plate shape of various shapes such as a circle, a triangle, and a square, but is not limited thereto.
  • the moving protrusion 1523 is formed to protrude outward from both side surfaces of the body portion 1521, and may be fixed to the lower surface of the composite material reinforcing device 1 by rotating after passing through the moving hole 40. At this time, it is preferable that the moving protrusion 1523 is formed in a square shape as shown in FIGS. 14A and 14B, and both sides of the moving hole 40 are formed in a square shape according to the shape of the moving protrusion 1523.
  • the moving member 152 is pulled downward, thereby compressing the fixing spring 151 and compressing the fixing bar 150. ) can be located in a pulled downward state.
  • the moving protrusion 1523 may be located on the lower surface of the composite material reinforcing device 1 as shown in FIG. 14a. More specifically, referring to FIG. 16A , the moving protrusion 1523 is positioned in a direction perpendicular to the moving hole 40 so as not to be inserted into the moving hole 40 .
  • the connecting member 30 may be inserted into the compartment space S1, and the moving member 152 may be operated as shown in FIGS. 15A and 15B. More specifically, the movable member 152 may rotate so that the movable protrusion 1523 is positioned in the same direction as the movable hole 40 as shown in FIG. 16B. Accordingly, the moving protrusion 1523 is inserted into the moving hole 40, and the upper surface of the leg part 1522 comes into contact with the lower surface of the composite material reinforcing device 1. Accordingly, the fixing spring 151 is expanded so that the fixing bar 150 moves upward through the head 1520 so that the upper surface of the fixing bar 150 comes into contact with the lower surface of the connecting member 30. . At this time, the connecting member 30 can be more firmly fixed to the composite material reinforcing device 1 by supporting the fixing bar 150 from the lower side at the same time.
  • 17 is a flow chart of a construction method including a composite material reinforcing device according to an embodiment of the present invention.
  • a construction method including a composite material reinforcement device 1 relates to a method of constructing a composite material reinforcement device in a box-shaped concrete structure 2, and includes a device preparation step (S10) and a fixing step (S20). ) and a filling step (S30).
  • the device preparation step (S10) is a step of preparing one or more composite material reinforcing devices (1) to be installed in the box-shaped concrete structure (2). Since a detailed description of the composite material reinforcing device 1 has been described in the above device, detailed description will be omitted.
  • the composite material reinforcing device 1 covers the first plate 21 and the second plate 22 from the upper and lower sides, respectively, with the central portion 10 at the center, and mutually bonded at the extension portion 23. It can be manufactured into a single piece by molding under high temperature and high pressure.
  • the molding temperature is 145 to 155 ° C
  • the pressure may be 8 to 10 kgf / cm 2
  • the molding temperature is 150 ° C
  • the pressure is 9 kgf / cm 2 It is most preferable, but is not limited thereto. If it is less than the lower limit, the molding of the composite material reinforcing device 1 may not be performed properly, so that the central portion 10 and the reinforcing portion 20 may be separated. may occur, which is undesirable.
  • the fixing step (S20) is a step of fixing the composite material reinforcing device 1 to the box-shaped concrete structure 2 using an anchor. More specifically, in the fixing step (S20), concrete chipping work may be performed on the construction surface and the composite material reinforcing device 1 may be placed at the corresponding location. At this time, the composite material reinforcing device 1 may be positioned in a state in which the upper surface of the first plate 21 is in contact with the construction surface. Thereafter, an anchor may be installed to penetrate the construction surface from the lower surface of the extension part 23 of the composite material reinforcing device 1. At this time, a plurality of anchors are installed along the longitudinal direction on the extended portion of the composite material reinforcing device 1 so that the composite material reinforcing device 1 is firmly fixed to the construction surface.
  • the filling step (S30) is a step of filling the reinforcing material in the inner space of the composite material reinforcing device (1).
  • the reinforcing material various materials filled through foaming, such as urethane foam, may be used. Accordingly, the strength of the composite material reinforcing device 1 is increased by filling the partitioned space S1 with a reinforcing material.
  • the urethane foam is most preferably filled with hard urethane foam having higher strength in the center and filled with lightweight soft urethane foam at both ends depending on the location of the partition space S1, but is not limited thereto. In this way, there is an advantage in that light weight and strength can be reinforced by making the hard or soft urethane foam different according to the location of the compartment space (S1).
  • the construction method of the composite material reinforcing device 1 according to the embodiment of the present invention may further include a bending forming step after the device preparation step (S10).
  • the composite material reinforcing device 1 is bent based on the incision line 24 so that the composite material reinforcing device 1 can be connected from the right angle part B of the box-shaped concrete structure 2 to the slab A. step to make it happen. Since a detailed description thereof has been described above, it will be omitted.
  • the bending forming step can increase the effect of shear reinforcement as the composite material reinforcing device 1 bent based on the incision line 24 is continuously positioned from the slab A to the right angle part B.
  • construction method of the composite material reinforcement device 1 may further include a connection step after the device preparation step (S10).
  • the connecting step is a step of inserting the connecting member 30 into the partition space S1 so as to mutually connect the plurality of composite material reinforcing devices in the longitudinal direction so as to be extended in the longitudinal direction. More specifically, the connecting step is coupled between both ends of one composite material reinforcing device 1 and the other composite material reinforcing device 1, and the partition of the central portion 10 of each composite material reinforcing device 1 It can be inserted into any one of the spaces (S1) so that the composite reinforcing device (1) extends in the longitudinal direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 박스형 콘크리트 구조물의 내진 보강을 위해 전후방향으로 길이를 가지도록 형성된 복합소재 보강장치에 있어서, 길이방향을 중심으로 횡단면이 사다리꼴 형상인 내부공간을 갖도록 마련된 테두리부와 상기 내부공간을 적어도 하나 이상의 구획공간으로 구분하는 격벽부를 포함하는 중앙부 및 상기 중앙부의 상하단에 위치하고 일체로 성형되어 상기 중앙부를 커버하는 보강부를 포함하고, 상기 보강부는, 상기 중앙부의 상단에 위치하여 상기 중앙부의 상측부분을 커버하는 제1플레이트; 상기 중앙부의 형상에 대응하도록 굴곡되고 상기 중앙부의 하단에 위치하여 상기 중앙부의 하측부분을 커버하는 제2플레이트 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트가 상기 중앙부의 양측 단부로부터 연장되어 상호 접합된 연장부를 포함하는 복합소재 보강장치를 제공할 수 있다.

Description

박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법
본 발명은 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복합소재와 중공 알루미늄 빔을 일체화한 구조용 보강장치로서, 콘크리트 구조물의 단면확대 및 강성과 연성능력을 동시에 향상시켜 내력증진 및 내진보강에 효과적인 콘크리트 구조물에 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 지하차도나 지하철, 수로 등의 목적으로 사용되는 박스형 콘크리트 구조물은 상부에 성토를 하거나 상부에 작용하는 교통 하중 등에 의하여 설계하중보다 큰 하중이 작용하는 경우가 있다. 이러한 하중에 의하여 상하 방향의 측벽이나 천정과 측벽 사이의 모서리 부분인 우각부에서 전단력 및 부모멘트가 과도하게 발생함으로써 구조적인 안전성을 해치는 경우가 발생하고 있다. 따라서 박스형 콘크리트 구조물의 우각부를 구조적으로 보강해야 되는 경우가 발생하고 있다.
박스형 콘크리트 구조물의 부모멘트 구간에서 콘크리트는 부재의 내하력을 키우는 역할을 수행하지 못하므로 전단력이나 부모멘트에 충분히 저항할 수 없는 문제가 있다. 따라서 박스형 콘크리트 구조물의 우각부의 전단력과 부모멘트의 일부를 보강장치가 지탱하도록 함으로써 우각부에 작용하는 전단력과 부모멘트의 일부를 분산할 필요가 있다.
이러한 박스형 콘크리트 구조물은 보강이 필요할 경우 보강재가 비전도체여야 함으로 철판으로 형성된 보강재는 사용하지 못하는 단점이 있다.
이에, 박스형 콘크리트 구조물의 천장과 측벽을 연결하는 내진장치를 부착하여 구조물의 강도를 보강하는 기술이 제시되었지만, 이러한 내진장치의 경우 우각부에 작용하는 외력을 분산시켜 부재력만 절감시키고, 부재저항력을 증진시키는 효과는 없음에 따라 지진하중에 대한 내진성능이 미비하다는 문제가 발생하고 있다.
종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1879191호 "지하 박스형 구조물의 우각부 내진보강장치 및 그 시공 방법"이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 복합소재와 중공 알루미늄 빔을 일체화한 복합소재 보강장치를 콘크리트 구조물에 적용함으로써 콘크리트 구조물의 단면확대 및 강성과 연성능력을 동시에 향상시켜 내력증진 및 내진보강에 효과적인 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치는 박스형 콘크리트 구조물의 내진 보강을 위해 전후방향으로 길이를 가지도록 형성된 복합소재 보강장치에 있어서, 길이방향을 중심으로 횡단면이 사다리꼴 형상인 내부공간을 갖도록 마련된 테두리부와 상기 내부공간을 적어도 하나 이상의 구획공간으로 구분하는 격벽부를 포함하는 중앙부 및 상기 중앙부의 상하단에 위치하고 일체로 성형되어 상기 중앙부를 커버하는 보강부를 포함하고, 상기 보강부는, 상기 중앙부의 상단에 위치하여 상기 중앙부의 상측부분을 커버하는 제1플레이트; 상기 중앙부의 형상에 대응하도록 굴곡되고 상기 중앙부의 하단에 위치하여 상기 중앙부의 하측부분을 커버하는 제2플레이트 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트가 상기 중앙부의 양측 단부로부터 연장되어 상호 접합된 연장부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복합소재 보강장치는, 상기 제1플레이트의 상면이 상기 박스형 콘크리트 구조물의 진동에 취약한 부분에 접촉된 상태에서 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2플레이트는, 하면에 형성된 절개선을 포함하고, 상기 절개선을 중심으로 상기 복합소재 보강장치가 절곡되어 상기 박스형 콘크리트 구조물의 절곡된 부분에 설치가 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙부는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 보강부는 탄소섬유 및 유리섬유 중 하나 이상을 포함하는 섬유시트에 열경화성 수지가 함침된 프리프레그 시트인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙부는, 복수개로 마련되어 폭방향으로 연장이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복합소재 보강장치는, 복수개의 복합소재 보강장치를 길이방향으로 상호 연결하여 길이방향으로의 연장이 가능하도록 하는 연결부재를 더 포함하고, 상기 연결부재는, 막대 형태로 형성되어 하나의 복합소재 보강장치와 다른 하나의 복합소재 보강장치의 양측단부 사이에 결합되되, 각 복합소재 보강장치의 상기 중앙부의 구획공간 중 어느 하나에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙부는, 상기 구획공간의 하측에 형성되어 상기 연결부재를 고정하도록 하는 고정부를 더 포함하고, 상기 고정부는, 상기 구획공간에 길이를 따라 형성되어 상면이 상기 연결부재와 접촉하는 고정바 및 상기 구획공간의 하면에 형성되어 상단이 상기 고정바의 하면과 연결되는 다수개의 고정스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정바는, 상면에 길이방향을 따라 다수개의 구역으로 분할하여 각각의 구역에 하나의 돌기가 형성되고, 상기 연결부재는 하면에 상기 고정돌기와 대응되는 위치에 고정홈이 형성되어, 상기 고정돌기가 상기 고정홈에 결합됨으로써 상기 복합소재 보강장치에 대한 상기 연결부재의 고정력을 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부는, 상기 고정스프링을 압축하여 상기 고정바를 하측에 위치한 상태로 고정시키거나, 상기 고정스프링을 팽창시켜 상기 고정바를 상측에 위치하도록 하여 연결부재의 고정력을 높이는 상하이동부를 더 포함하고, 상기 상하이동부는, 상기 고정바 하면에 형성되어 상기 복합소재 보강장치의 하면을 관통하도록 형성된 이동부재 및 상기 이동부재가 관통하도록 상기 복합소재 보강장치의 하면에 형성된 이동홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정바는, 내부가 중공으로 고정바 내부공간을 형성하고, 상기 이동부재는, 판 형태로 형성되어 상기 고정바 내부공간에 위치하는 머리부; 상기 머리부 하면에 원기둥 형태로 형성되되, 상기 고정스프링 내부에 위치하며 상측이 상기 고정바 하면을 관통하고 하측이 상기 이동홀을 관통하는 몸체부; 상기 몸체부 하면에 판 형태로 형성되어 상기 복합소재 보강장치의 하면에 위치하는 다리부 및 상기 몸체부의 측면에 형성되되, 상기 이동홀을 관통한 후 회전하여 상기 복합소재 보강장치 하면에 고정되는 이동돌기를 포함할 수 있다.
또한, 박스형 콘크리트 구조물의 내진 보강을 위한 복합소재 보강장치의 시공방법에 있어서, 길이방향을 중심으로 횡단면이 사다리꼴 형상인 내부공간을 갖도록 마련된 테두리부와 상기 내부공간을 적어도 하나 이상의 구획공간으로 구분하는 격벽부를 포함하는 중앙부 및 상기 중앙부의 상하단에 위치하고 일체로 성형되어 상기 중앙부를 커버하는 보강부를 포함하는 복합소재 보강장치를 하나 이상 준비하는 장치 준비단계; 상기 제1플레이트의 상면이 상기 박스형 콘크리트 구조물의 진동에 취약한 부분에 접촉된 상태에서 앵커를 이용하여 상기 복합소재 보강장치를 박스형 콘크리트 구조물에 고정하는 고정단계 및 상기 구획공간에 보강재를 충진하는 충진단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치 준비단계 이후, 상기 복합소재 보강장치가 상기 박스형 콘크리트 구조물의 절곡된 부분에 설치될 수 있도록 절개선을 중심으로 상기 복합소재 보강장치가 절곡되도록 하는 절곡 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 장치 준비단계 이후, 복수개의 복합소재 보강장치를 길이방향으로 상호 연결하여 길이방향으로의 연장이 가능하도록 상기 구획공간에 연결부재를 삽입하는 연결 단계를 더 포함하고, 상기 연결부재는, 막대 형태로 형성되어 하나의 복합소재 보강장치와 다른 하나의 복합소재 보강장치의 양측단부 사이에 결합되되, 각 복합소재 보강장치의 상기 중앙부의 구획공간 중 어느 하나에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법은 복합소재와 중공 알루미늄 빔이 일체화됨으로써 구조물의 내력증진 및 내진보강에 효과적이다.
또한, 내화학성 재질로 인해 공해, 하수 등에 대한 내부식성이 우수하여 장기간에도 물성이 저하되지 않는 장점이 있다.
또한, 슬래브 및 우각부를 동시에 보강함으로써 전단보강의 효과를 증대시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치의 사시도 및 측단면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 중앙부의 격벽이 수직으로 형성된 모습을 도시한 사시도 및 측단면도.
도 3a 및 도 3b는 도 1a 및 도 1b의 중앙부가 두개로 형성된 모습을 도시한 사시도 및 측단면도.
도 4a 및 도 4b는 도 1a 및 도 1b에 절개선이 길이방향에 대하여 각각 90°및 70°로 형성된 것을 표시한 저면도.
도 5는 도 4a의 절개선을 따라 복합소재 보강장치가 절곡된 모습을 도시한 사시도.
도 6은 도 4b의 절개선을 따라 복합소재 보강장치가 절곡된 모습을 도시한 사시도.
도 7a 및 도 7b는 도 5의 복합소재 보강장치가 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치된 모습을 도시한 예시도.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 복합소재 보강장치가 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치된 모습을 도시한 예시도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치가 박스형 콘크리트 구조물의 기둥에 설치된 모습을 도시한 예시도.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치가 연결부재를 통해 길이연장 되는 모습을 도시한 예시도.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치의 중앙부에 고정부가 형성된 상태에서 연결부재가 삽입되는 모습을 도시한 예시도.
도 12a 및 도 12b는 도 11a 및 도 11b의 고정바에 돌기가 형성되고, 연결부재에 고정홈이 형성된 모습을 도시한 투영사시도 및 저면투영사시도.
도 13a 및 도 13b는 도 12a 및 도 12b에 연결부가 삽입된 모습을 도시한 사시도 및 A-A'선을 기준으로 도시한 단면도.
도 14a 및 도 14b는 도 11a 및 도 11b의 고정부에 상하이동부가 형성되되, 이동부재가 이동홀로부터 인출된 모습을 도시한 저면사시도 및 측단면도.
도 15a 및 도 15b는 도 11a 및 도 11b의 고정부에 상하이동부가 형성되되, 이동부재가 이동홀에 삽입된 모습을 도시한 저면사시도 및 측단면도.
도 16a 및 도 16b는 도 14a 내지 도 15b의 다리부를 제외한 이동부재와 이동홀을 도시한 저면예시도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치의 시공방법의 순서도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1a 내지 도 17을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치의 사시도 및 측단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도1a 및 도 1b의 중앙부의 격벽이 수직으로 형성된 모습을 도시한 사시도 및 측단면도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 1a 및 도 1b의 중앙부가 두개로 형성된 모습을 도시한 사시도 및 측단면도이다.
박스형 콘크리트 구조물(2)은 지하차도, 지하철, 수로 등에 설치되는 상부의 슬래브, 양측의 측벽, 하부의 바닥으로 이루어진 폐쇄형 각형의 구조물이다.
도 1a 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)는 박스형 콘크리트 구조물(2) 중 진동에 취약한 부분에 설치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 복합소재 보강장치(1)는 박스형 콘크리트 구조물(2)의 기둥, 우각부 등 진동에 취약하여 내진 보강이 필요하거나 강도 보강이 필요한 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다, 이에 따라, 복합소재 보강장치(1)는 설치된 부분의 내진 보강, 전단 보강 등에 대한 효과를 증가시킬 수 있는 것으로, 중앙부(10) 및 보강부(20)를 포함할 수 있다.
중앙부(10)는 재질이 알루미늄 합금으로 형성되되 복합소재 보강장치(1)의 중앙에 위치하여 내부에서 지지역할을 하는 것으로, 테두리부(11) 및 격벽부(12)를 포함할 수 있다.
테두리부(11)는 길이방향을 중심으로 횡단면이 사다리꼴 형상인 내부공간을 갖도록 마련될 수 있다. 이러한 테두리부(11)는 사다리꼴 형상으로 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정하지 않고, 사각, 삼각 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
격벽부(12)는 내부공간을 적어도 하나 이상의 구획공간(S1)으로 구분할 수 있는 것으로, 격벽부(12)에 의해 구획된 각각의 구획공간은 소정 형상으로 마련될 수 있다.
더욱 구체적으로, 격벽부(12)는 도 1a 및 도 1b와 같이 내부공간에 사선으로 형성되되, 이웃하는 격벽부(12)가 서로 반대 방향으로 형성되어 구획공간(S1)의 단면이 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.
또한, 격벽부(12)는 도 2a 및 도 2b와 같이 수직으로 형성되어 중앙에 위치하는 구획공간(S1)의 단면이 사각형태로 형성될 수 있다. 이와 같이, 격벽부(12)는 격벽부(12) 간의 위치 및 각도에 따라 구획공간(S1)이 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이러한 중앙부(10)는 복수개로 마련되어 폭방향으로 연장이 가능할 수 있다. 더욱 구체적으로, 도 3a 및 도 3b와 같이 중앙부(10)는 두 개가 마련되어 폭방향으로 연장됨으로써 하나의 복합소재 보강장치(1)로 보다 넓은 면적에 내진 보강 및 전단 보강이 가능하도록 할 수 있다.
이에 따라, 중앙부(10)는 시공면의 폭 너비에 맞춰 하나 이상으로 마련되어 해당 시공면에 하나의 복합소재 보강장치(1)가 설치됨으로써 내진 보강 및 전단 보강에 효과적일 뿐만 아니라, 시공 시간이 단축되는 장점이 있다.
보강부(20)는 중앙부(10)의 상하단에 위치하고 일체로 성형되어 중앙부(10)를 커버하는 것으로, 제1플레이트(21), 제2플레이트(22) 및 연장부(23)를 포함할 수 있다.
제1플레이트(21)는 중앙부(10)의 상단에 위치하여 중앙부(10)의 상측부분을 커버하며 평평하게 형성될 수 있다.
제2플레이트(22)는 중앙부(10)의 형상에 대응하도록 굴곡되고, 중앙부(10)의 하단에 위치하여 중앙부(10)의 하측부분을 커버할 수 있다.
연장부(23)는 제1플레이트(21) 및 제2플레이트(22)가 중앙부(10)의 양측 단부로부터 연장되어 상호 접합되어 형성될 수 있다.
이러한 보강부(20)는 탄소섬유 및 유리섬유 중 하나 이상을 포함하는 섬유시트에 열경화성 수지가 함침되어 형성된 프리프레그 시트인 것이 가장 바람직하다. 이때, 열경화성 수지는 열경화성 수지는 페놀수지, 에폭시수지, 폴리에스테르수지 등 여러 종류의 열경화성 수지가 사용될 수 있으며, 페놀수지가 사용되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 보강부(20)는 제1플레이트(21)에 원가가 저렴한 유리섬유가 적용되도록 하고, 제2플레이트(22)에 강도가 보다 높은 탄소섬유가 적용되도록 하여 하단부에서 높은 강도로 지지하도록 함으로써 강도를 증가시킬 뿐만 아니라 원가 절감이 가능한 복합소재 보강장치(1)를 제공할 수 있다.
이와 같이 형성된 보강부(20)는 제1플레이트(21)와 제2플레이트(22)가 중앙부(10)를 중앙에 두고 연장부(23)에서 서로 접촉하여 일체로 형성됨에 따라, 중앙부(10)의 강도를 보강할 뿐만 아니라, 경량의 복합소재 보강장치(1)가 되도록 할 수 있다.
이때, 복합소재 보강장치(1)를 박스형 콘크리트 구조물(2)에 설치함에 있어서, 박스형 콘크리트 구조물(2)의 진동에 취약한 부분, 즉 시공면에 제1플레이트(21)의 상면이 접촉된 상태에서 고정하여 설치할 수 있다.
이에 따라, 복합소재 보강장치(1)는 전면이 평평하게 형성된 제1플레이트(21)의 상면을 시공면에 접촉하도록 하고, 연장부(23)에 앵커를 삽입하여 설치함으로써 시공면에 보다 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 도 1a 및 도 1b에 절개선이 길이방향에 대하여 각각 90°및 70°로 형성된 것을 표시한 저면도이고, 도 5는 도 4a의 절개선을 따라 복합소재 보강장치가 절곡된 모습을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 4b의 절개선을 따라 복합소재 보강장치가 절곡된 모습을 도시한 사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 5의 복합소재 보강장치가 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치된 모습을 도시한 예시도이고, 도 8a 및 도 8b는 도 6의 복합소재 보강장치가 박스형 콘크리트 구조물의 우각부에 설치된 모습을 도시한 예시도이며, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치가 박스형 콘크리트 구조물의 기둥에 설치된 모습을 도시한 예시도이다.
도 4a 내지 도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)의 제2플레이트(22)는 하면에 형성된 절개선(24)을 포함할 수 있다. 절개선(24)은 복합소재 보강장치(1)가 절곡되도록 하는 기준선으로, 절개선(24)을 중심으로 복합소재 보강장치(1)가 절곡됨으로써 박스형 콘크리트 구조물(2) 중 시공면이 절곡된 부분에도 설치가 가능하도록 한다.
더욱 구체적으로, 도 5 및 도 6과 같이 복합소재 보강장치(1)는 절개선(24)을 중심으로 내측으로 절곡되어 박스형 콘크리트 구조물(2)의 절곡이 이루어지는 부분 등을 보강함으로써 전단보강의 효과를 증가시킬 수 있다.
특히, 복합소재 보강장치(1)는 지진에 취약한 보-기둥 접합부, 벽체-바닥판 접합부 등 절곡이 이루어지는 부분에 용이하게 적용될 수 있다. 예컨대, 복합소재 보강장치(1)는 박스형 콘크리트 구조물(2) 중 지진에 가장 취약한 슬래브(A)로부터 우각부(B)까지 연이어 위치하도록 하여 우각부(B)의 단면력을 보강함으로써 내력 증진 및 내진보강이 되도록 할 수 있다.
이때, 절개선(24)은 길이방향을 기준으로 45 내지 90°로 형성될 수 있다. 이때, 절개선(24)은 68 내지 75°로 형성되는 것이 바람직하며, 70°로 형성되는 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
더욱 구체적으로 도 7a 및 도 7b와 도 8a 및 도 8b를 비교해보면, 도 5와 같이 절개선(24)이 90°로 형성된 복합소재 보강장치(1) 보다 도 6과 같이 절개선(24)이 70°로 형성된 복합소재 보강장치(1)가 슬래브(A) 및 우각부(B)에 접촉되는 면이 넓은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 절개선(24)이 70°로 형성된 복합소재 보강장치(1)는 슬래브(A) 및 우각부(B)에 보다 넓은 면적과 접촉하여 보강하는 면적이 넓어짐으로써 보강 성능을 높이는 장점이 있다.
이러한, 복합소재 복합장치(1)는 슬래브(A) 및 우각부(B)뿐만 아니라, 도 9a 및 도 9b와 같이 박스형 콘크리트 구조물(2)의 기둥을 보강할 수도 있으며, 절개선(24)을 통해 절곡됨으로써 도 9a와 같이 기둥으로부터 상측 슬래브까지 연장되도록 보강할 수 있는 장점도 있다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치가 연결부재를 통해 길이연장 되는 모습을 도시한 예시도이다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)는 복수개의 복합소재 보강장치(1)를 길이방향으로 상호 연결하여 길이방향으로의 연장이 가능하도록 하는 연결부재(30)를 더 포함할 수 있다.
연결부재(30)는 막대 형태로 형성되어 구획공간(S1) 중 어느 하나에 삽입될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 연결부재(30)는 하나의 복합소재 보강장치(1)와 다른 하나의 복합소재 보강장치(1)의 양측단부 사이에 결합될 수 있다. 더욱 구체적으로, 연결부재(30)는 도 10b와 같이 일단이 하나의 복합소재 보강장치(1)의 구획공간(S1)에 삽입되고, 도 10c와 같이 타단이 다른 하나의 복합소재 보강장치(1)의 구획공간(S1)에 삽입되어 도 10c와 같이 한쌍의 복합소재 보강장치(1)를 길이방향으로 연결할 수 있다. 이때, 연결부재(30)는 한쌍의 복합소재 보강장치(1)가 반듯하게 연결될 수 있도록 다수개의 구획공간(S1) 중 동일한 선상에 위치한 구획공간(S1)에 삽입되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 복합소재 보강장치(1)는 연결부재(30)를 통해 다수개가 연결됨으로써, 시공자의 요구에 따라 길이가 길거나, 넓은 면적 등 다양한 시공 부위에도 적용 가능한 장점이 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치의 중앙부에 고정부가 형성된 상태에서 연결부재가 삽입되는 모습을 도시한 예시도이고, 도 12a 및 도 12b는 도 11a 및 도 11b의 고정바에 돌기가 형성되고, 연결부재에 고정홈이 형성된 모습을 도시한 투영사시도 및 저면투영사시도이며, 도 13a 및 도 13b는 도 12a 및 도 12b에 연결부가 삽입된 모습을 도시한 사시도 및 A-A'선을 기준으로 도시한 단면도이다.
도 11a 내지 도 13b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)의 중앙부(10)는 연결부재(30)를 고정하도록 하는 고정부(15)를 더 포함할 수 있다.
고정부(15)는 구획공간(S1)의 하측에 형성되어 구획공간(S1)에 삽입된 연결부재(30)를 하측에서 밀어줌으로써 고정되도록 하는 것으로, 고정바(150) 및 고정스프링(151)을 포함할 수 있다.
먼저, 고정바(150)는 구획공간(S1)에 길이를 따라 형성되어 상면이 구획공간(S1)에 삽입된 연결부재(30)의 하면과 접촉할 수 있다. 이때, 고정바(150)는 전면적이 연결부재(30)와 접촉할 수 있도록 구획공간(S1)에 삽입된 연결부재(30)가 위치하는 곳에 연결부재(30)와 동일한 길이로 형성되는 것이 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
고정스프링(151)은 구획공간(S1)의 하면에 형성되되, 상단이 고정바(150)의 하면과 연결될 수 있다.
이러한, 고정부(15)는 고정스프링(151)이 팽창 또는 압축됨에 따라 고정바(150)가 상하이동을 할 수 있다.
이에 따라, 고정부(15)는 구획공간(S1)에 연결부재(30)가 삽입되기 전 고정스프링(151)이 팽창되어 있는 상태로 고정바(150)는 도 11a와 같이 상측으로 위치할 수 있다. 이후, 연결부재(30)는 고정바(150)를 하측으로 가압하면서 구획공간(S1)에 삽입되고, 완전히 구획공간(S1)에 삽입된 연결부재(30)는 도 11b와 같이 고정바(150)와 접촉된 상태로 위치하게 된다. 이때, 고정스프링(151)은 연결부재(30)와 고정바(150)가 접촉된 상태에서 하측에서 지지해줌으로써 연결부재(30)가 구획공간(S1)에서 움직이지 않고 고정되도록 할 수 있다.
또한, 고정바(150)는 연결부재(30)가 삽입되는 측 끝단의 상면이 사선으로 형성되어 연결부재(30)의 삽입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않는다.
이러한 고정부(15)는 연결부재(30)가 구획공간(S1)으로부터 이탈되는 것을 방지하고 고정력을 높이도록 고정바(150)에 돌기(1500)가 형성되고 연결부재(30)에 고정홈이 형성될 수 있다.
도 12a를 참조하면, 돌기(1500)는 고정바(150)의 상면에 길이방향을 따라 형성된 것으로, 길이방향으로 다수개의 구역을 분할하여 각각의 구역에 하나의 돌기가 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 돌기의 형태는 삼각, 사각, 원형 등 다양하게 형성될 수 있다.
도 12b를 참조하면, 고정홈(31)은 연결부재(30) 하면에 고정돌기(1500)와 대응되는 위치에 형성된 것으로, 고정돌기(1500)가 고정홈(31)에 결합됨으로써 복합소재 보강장치(1)에 대한 연결부재(30)의 고정력을 높일 수 있다.
또한, 연결부재(30)가 바람직한 삽입 길이에 맞춰 해당 위치에서 돌기(1500)와 고정홈(31)이 결합하도록 하여 연결부재(30)의 삽입 길이도 조절할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 연결부재(30)가 양측에 위치한 복합소재 보강장치(1)의 구획공간(S1)에 삽입될 때, 이중 하나의 구획공간(S1)에 치우쳐 더 많이 삽입됨으로 인해 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 도 11a 및 도 11b의 고정부에 상하이동부가 형성되되, 이동부재가 이동홀로부터 인출된 모습을 도시한 저면사시도 및 측단면도이고, 도 15a 및 도 15b는 도 11a 및 도 11b의 고정부에 상하이동부가 형성되되, 이동부재가 이동홀에 삽입된 모습을 도시한 저면사시도 및 측단면도이며, 도 16a 및 도 16b는 도 14a 내지 도 15b의 다리부를 제외한 이동부재와 이동홀을 도시한 저면예시도이다.
도 14a 내지 도 16b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)의 고정부(15)는 구획공간(S1)에 연결부재(30)가 삽입될 때, 원활하게 삽입될 수 있도록 고정바(150)의 위치를 조절하는 상하이동부를 더 포함할 수 있다.
상하이동부는 연결부재(30)가 내부공간에 삽입될 때 고정스프링(151)을 압축하여 고정바(150)를 하측에 위치한 상태로 고정시키고, 구획공간(S1)에 연결부재(30)가 삽입되었을 때 고정스프링(151)을 팽창시켜 고정바(150)를 상측에 위치하도록 하여 연결부재(30)의 고정력을 높이는 것으로 이동부재(152) 및 이동홀(40)을 포함할 수 있다.
이동부재(152)는 고정바(150) 하면에 형성되어 복합소재 보강장치(1)의 하면을 관통하도록 형성된 것으로, 머리부(1520), 몸체부(1521), 다리부(1522) 및 이동돌기(1523)를 포함할 수 있다.
이동홀(40)은 이동부재(152)가 관통하도록 복합소재 보강장치(1)의 하면에 형성될 수 있다.
이때, 고정바(150)는 내부가 중공으로 고정바 내부공간(S2)을 형성할 수 있으며, 이에 한정하지 않고 이동부재(152)가 위치하는 부분만 중공으로 형성될 수 있다.
머리부(1520)는 판 형태로 형성되어 고정바 내부공간(S2)에 위치하여 고정되는 것으로, 원형, 삼각, 사각 등 다양한 모양의 판 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이때, 머리부(1520)는 하기에서 설명할 몸체부(1521)보다 크게 형성됨으로써 고정바 내부공간(S2)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 머리부(1520)는 고정바 내부공간(S2)에 위치하여 고정됨으로써 고정바(150)로부터 이동부재(152)가 이탈되지 않고 연결되도록 할 수 있다.
몸체부(1521)는 머리부(1520) 하면에 원기둥 형태로 형성되되, 고정스프링(151) 내부에 위치할 수 있다. 이때, 몸체부(1521)는 상측이 고정바(150) 하면을 관통하고, 하측이 이동홀(40)을 관통하여 형성될 수 있다.
다리부(1522)는 몸체부(1521) 하면에 판 형태로 형성되어 복합소재 보강장치(1)의 하면에 위치할 수 있다. 이때, 다리부(1522)는 이동홀(40)을 통과하지 못하도록 이동홀(40)보다 크게 형성되고, 원형, 삼각, 사각 등 다양한 모양의 판 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이동돌기(1523)는 몸체부(1521)의 양측면에 외측으로 돌출되게 형성되되 이동홀(40)을 관통한 후 회전하여 복합소재 보강장치(1)의 하면에 고정될 수 있다. 이때, 이동돌기(1523)는 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 사각 형태로 형성되고, 이동홀(40)은 이동돌기(1523)의 형태에 맞춰 양측이 사각 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 형성된 상하이동부의 작동에 대해 자세하게 설명하고자 한다.
먼저, 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 연결부재(30)가 구획공간(S1)에 삽입되기 전 이동부재(152)가 하측 방향으로 당겨짐으로써 고정스프링(151)이 압축되고, 고정바(150)가 하측으로 당겨진 상태에서 위치할 수 있다. 이때, 이동돌기(1523)는 도 14a와 같이 복합소재 보강장치(1)의 하면에 위치할 수 있다. 더욱 구체적으로, 도 16a를 참조하면, 이동돌기(1523)는 이동홀(40)과 수직인 방향으로 위치하여 이동홀(40)에 삽입되지 않도록 한다.
상기와 같은 상태에서 연결부재(30)를 구획공간(S1)에 삽입하고, 도 15a 및도 15b와 같이 이동부재(152)를 작동할 수 있다. 더욱 구체적으로, 이동부재(152)는 회전하여 도 16b와 같이 이동돌기(1523)가 이동홀(40)와 같은 방향에 위치하도록 할 수 있다. 이에, 이동돌기(1523)는 이동홀(40)에 삽입되고, 다리부(1522)는 상면이 복합소재 보강장치(1)의 하면에 접촉된 상태가 된다. 이에, 고정스프링(151)은 팽창되어 머리부(1520)를 통해 고정바(150)가 상측으로 이동하도록 함으로써 고정바(150)의 상면이 연결부재(30)의 하면과 접촉한 상태가 되도록 한다. 이때, 연결부재(30)는 고정바(150)가 하측에서 가압함과 동시에 지지해줌으로써 복합소재 보강장치(1)에 보다 더 견고하게 고정된 상태가 될 수 있다.
이러한 박스형 콘크리트 구조물(2)에 적용되는 복합소재 보강장치의 시공방법에 대하여 하기에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치를 포함하는 시공방법의 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)를 포함하는 시공방법은 박스형 콘크리트 구조물(2)에 복합소재 보강장치를 시공하는 방법에 관한 것으로, 장치 준비단계(S10), 고정단계(S20) 및 충진단계(S30)를 포함할 수 있다.
먼저, 장치 준비단계(S10)는 박스형 콘크리트 구조물(2)에 설치되는 복합소재 보강장치(1)를 하나 이상 준비하는 단계이다. 복합소재 보강장치(1)에 대한 구체적인 설명은 상기 장치에서 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
복합소재 보강장치(1)는 상기에서 설명한 바와 같이 중앙부(10)를 중앙에 두고 제1플레이트(21) 및 제2플레이트(22)가 각각 상하측에서 커버하고, 연장부(23)에서 상호 접합된 상태에서 고온 및 고압하에서 성형하여 일체형으로 제조할 수 있다.
이때, 성형 온도는 145 내지 155℃이고, 압력은 8 내지 10 kgf/cm2일 수 있으며, 성형 온도가 150℃이고, 압력이 9 kgf/cm2인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 하한치 미만일 경우 복합소재 보강장치(1)의 성형이 제대로 이루어지지 않아 중앙부(10)와 보강부(20)가 분리될 수 있으며, 상기 상한치를 초과할 경우 보강부(20)의 내구성에 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
고정단계(S20)는 앵커를 이용하여 복합소재 보강장치(1)를 박스형 콘크리트 구조물(2)에 고정하는 단계이다. 더욱 구체적으로, 고정단계(S20)는 시공면에 콘크리트 치핑 작업을 하고 해당 위치에 복합소재 보강장치(1)를 배치할 수 있다. 이때, 복합소재 보강장치(1)는 제1플레이트(21)의 상면이 시공면에 접촉된 상태로 위치할 수 있다. 이후, 복합소재 보강장치(1)의 연장부(23) 하면으로부터 시공면에 관통하도록 앵커를 설치할 수 있다. 이때, 앵커는 복합소재 보강장치(1)의 상기 연장된 부분에 길이 방향을 따라 다수개 설치되어 복합소재 보강장치(1)가 시공면에 견고하게 고정되도록 한다.
마지막으로, 충진단계(S30)는 복합소재 보강장치(1)의 내부공간에 보강재를 충진하는 단계이다. 이때, 보강재는 우레탄폼과 같이 발포를 통해 충진되는 다양한 재료가 사용될 수 있다. 이에, 구획공간(S1)을 보강재로 채움으로써 복합소재 보강장치(1)의 강도가 높아지도록 한다. 이때, 우레탄폼은 구획공간(S1)의 위치에 따라 중앙 쪽은 강도가 보다 높은 경질 우레탄폼이 충진되고 양끝 쪽은 경량의 연질 우레탄폼이 충진되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 경질 또는 연질의 우레탄폼을 구획공간(S1)의 위치에 따라 다르게 함으로써 경량이면서 강도를 보강할 수 있는 장점이 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)의 시공방법은 장치 준비단계(S10) 이후, 절곡 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
절곡 형성 단계는 복합소재 보강장치(1)가 박스형 콘크리트 구조물(2)의 우각부(B)로부터 슬래브(A)까지 이어질 수 있도록 절개선(24)을 기준으로 복합소재 보강장치(1)가 절곡되도록 하는 단계이다. 이에 대한 상세한 설명은 상기에서 설명하였으므로 생략하기로 한다.
이와 같이 절곡 형성 단계는 절개선(24)을 기준으로 절곡된 복합소재 보강장치(1)가 슬래브(A)로부터 우각부(B)까지 연이어 위치함에 따라 전단보강의 효과를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재 보강장치(1)의 시공방법은 장치 준비단계(S10) 이후, 연결 단계를 더 포함할 수 있다.
연결 단계는 복수개의 복합소재 보강장치를 길이방향으로 상호 연결하여 길이방향으로의 연장이 가능하도록 구획공간(S1)에 연결부재(30)를 삽입하는 단계이다. 더욱 구체적으로, 연결 단계는 하나의 복합소재 보강장치(1)와 다른 하나의 복합소재 보강장치(1)의 양측단부 사이에 결합되되, 각 복합소재 보강장치(1)의 중앙부(10)의 구획공간(S1) 중 어느 하나에 삽입하여 복합소재 보강장치(1)가 길이방향으로 연장되도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
1: 복합소재 보강장치
10: 중앙부
11: 테두리부
12: 격벽부
15: 고정부
150: 고정바
1500: 돌기
151: 고정스프링
152: 이동부재
1520: 머리부
1521: 몸체부
1522: 다리부
1523: 이동돌기
20: 보강부
21: 제1플레이트
22: 제2플레이트
23: 연장부
24: 절개선
30: 연결부재
31: 고정홈
40: 이동홀
2: 박스형 콘크리트 구조물
A: 슬래브
B: 우각부
S1: 구획공간
S2: 고정바 내부공간

Claims (12)

  1. 박스형 콘크리트 구조물의 내진 보강을 위해 전후방향으로 길이를 가지도록 형성된 복합소재 보강장치에 있어서,
    길이방향을 중심으로 횡단면이 사다리꼴 형상인 내부공간을 갖도록 마련된 테두리부와 상기 내부공간을 적어도 하나 이상의 구획공간으로 구분하는 격벽부를 포함하는 중앙부 및
    상기 중앙부의 상하단에 위치하고 일체로 성형되어 상기 중앙부를 커버하는 보강부를 포함하고,
    상기 보강부는,
    상기 중앙부의 상단에 위치하여 상기 중앙부의 상측부분을 커버하는 제1플레이트;
    상기 중앙부의 형상에 대응하도록 굴곡되고 상기 중앙부의 하단에 위치하여 상기 중앙부의 하측부분을 커버하는 제2플레이트 및
    상기 제1 플레이트와 제2 플레이트가 상기 중앙부의 양측 단부로부터 연장되어 상호 접합된 연장부를 포함하는 복합소재 보강장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복합소재 보강장치는,
    상기 제1플레이트의 상면이 상기 박스형 콘크리트 구조물의 진동에 취약한 부분에 접촉된 상태에서 상기 연장부에 앵커를 삽입하여 설치되는 것을 특징으로 하는 복합소재 보강장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2플레이트는,
    하면에 형성된 절개선을 포함하고,
    상기 절개선을 중심으로 상기 복합소재 보강장치가 절곡되어 상기 박스형 콘크리트 구조물의 절곡된 부분에 설치가 가능한 것을 특징으로 하는 복합소재 보강장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중앙부는 알루미늄 합금으로 형성되고,
    상기 보강부는 탄소섬유 및 유리섬유 중 하나 이상을 포함하는 섬유시트에 열경화성 수지가 함침된 프리프레그 시트인 것을 특징으로 하는 복합소재 보강장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙부는,
    복수개로 마련되어 폭방향으로 연장이 가능한 것을 특징으로 하는 복합소재 보강장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복합소재 보강장치는,
    복수개의 복합소재 보강장치를 길이방향으로 상호 연결하여 길이방향으로의 연장이 가능하도록 하는 연결부재를 더 포함하고,
    상기 연결부재는,
    막대 형태로 형성되어 하나의 복합소재 보강장치와 다른 하나의 복합소재 보강장치의 양측단부 사이에 결합되되, 각 복합소재 보강장치의 상기 중앙부의 구획공간 중 어느 하나에 삽입되는 것을 특징으로 하는 복합소재 보강장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중앙부는,
    상기 구획공간의 하측에 형성되어 상기 연결부재를 고정하도록 하는 고정부를 더 포함하고,
    상기 고정부는,
    상기 구획공간에 길이를 따라 형성되어 상면이 상기 연결부재와 접촉하는 고정바 및
    상기 구획공간의 하면에 형성되어 상단이 상기 고정바의 하면과 연결되는 다수개의 고정스프링을 포함하는 복합소재 보강장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정바는,
    상면에 길이방향을 따라 다수개의 구역으로 분할하여 각각의 구역에 하나의 돌기가 형성되고,
    상기 연결부재는 하면에 상기 고정돌기와 대응되는 위치에 고정홈이 형성되어, 상기 고정돌기가 상기 고정홈에 결합됨으로써 상기 복합소재 보강장치에 대한 상기 연결부재의 고정력을 높이는 것을 특징으로 하는 복합소재 보강장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 고정스프링을 압축하여 상기 고정바를 하측에 위치한 상태로 고정시키거나, 상기 고정스프링을 팽창시켜 상기 고정바를 상측에 위치하도록 하여 연결부재의 고정력을 높이는 상하이동부를 더 포함하고,
    상기 상하이동부는,
    상기 고정바 하면에 형성되어 상기 복합소재 보강장치의 하면을 관통하도록 형성된 이동부재 및
    상기 이동부재가 관통하도록 상기 복합소재 보강장치의 하면에 형성된 이동홀을 포함하는 복합소재 보강장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정바는,
    내부가 중공으로 고정바 내부공간을 형성하고,
    상기 이동부재는,
    판 형태로 형성되어 상기 고정바 내부공간에 위치하는 머리부;
    상기 머리부 하면에 원기둥 형태로 형성되되, 상기 고정스프링 내부에 위치하며 상측이 상기 고정바 하면을 관통하고 하측이 상기 이동홀을 관통하는 몸체부;
    상기 몸체부 하면에 판 형태로 형성되어 상기 복합소재 보강장치의 하면에 위치하는 다리부 및
    상기 몸체부의 측면에 형성되되, 상기 이동홀을 관통한 후 회전하여 상기 복합소재 보강장치 하면에 고정되는 이동돌기를 포함하는 복합소재 보강장치.
  11. 박스형 콘크리트 구조물의 내진 보강을 위한 복합소재 보강장치의 시공방법에 있어서,
    길이방향을 중심으로 횡단면이 사다리꼴 형상인 내부공간을 갖도록 마련된 테두리부와 상기 내부공간을 적어도 하나 이상의 구획공간으로 구분하는 격벽부를 포함하는 중앙부 및 상기 중앙부의 상하단에 위치하고 일체로 성형되어 상기 중앙부를 커버하는 보강부를 포함하는 복합소재 보강장치를 하나 이상 준비하는 장치 준비단계;
    상기 제1플레이트의 상면이 상기 박스형 콘크리트 구조물의 진동에 취약한 부분에 접촉된 상태에서 앵커를 이용하여 상기 복합소재 보강장치를 박스형 콘크리트 구조물에 고정하는 고정단계 및
    상기 구획공간에 보강재를 충진하는 충진단계를 포함하는 복합소재 보강장치 시공방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 장치 준비단계 이후, 상기 복합소재 보강장치가 상기 박스형 콘크리트 구조물의 절곡된 부분에 설치될 수 있도록 절개선을 중심으로 상기 복합소재 보강장치가 절곡되도록 하는 절곡 형성 단계를 더 포함하는 복합소재 보강장치 시공방법.
PCT/KR2022/012064 2021-08-31 2022-08-12 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법 WO2023033403A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280055334.1A CN117795164A (zh) 2021-08-31 2022-08-12 箱型混凝土结构物的复合材料加固装置及其施工方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0115862 2021-08-31
KR1020210115862A KR102382819B1 (ko) 2021-08-31 2021-08-31 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023033403A1 true WO2023033403A1 (ko) 2023-03-09

Family

ID=81183063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/012064 WO2023033403A1 (ko) 2021-08-31 2022-08-12 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102382819B1 (ko)
CN (1) CN117795164A (ko)
WO (1) WO2023033403A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102382819B1 (ko) * 2021-08-31 2022-04-08 경북대학교 산학협력단 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100768257B1 (ko) * 2007-02-28 2007-10-17 김승한 곡면패널 라이닝
KR100849505B1 (ko) * 2007-05-30 2008-07-31 주식회사 국민씨아이 스냅핏 착탈 조립식 중공단면 섬유강화 복합소재 데크로제작된 원형 및 다각형 단면의 부재를 활용한 관거보강방법
JP2014077338A (ja) * 2012-09-18 2014-05-01 Tekken Constr Co Ltd トンネル等の剥落防護構造
JP2014088690A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Saiki Kensetsu Co Ltd ボックスカルバートとその製造方法およびボックスカルバートの補強方法
JP2017089179A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 鹿島建設株式会社 連結具、及び、セグメントの連結方法
KR102382819B1 (ko) * 2021-08-31 2022-04-08 경북대학교 산학협력단 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100768257B1 (ko) * 2007-02-28 2007-10-17 김승한 곡면패널 라이닝
KR100849505B1 (ko) * 2007-05-30 2008-07-31 주식회사 국민씨아이 스냅핏 착탈 조립식 중공단면 섬유강화 복합소재 데크로제작된 원형 및 다각형 단면의 부재를 활용한 관거보강방법
JP2014077338A (ja) * 2012-09-18 2014-05-01 Tekken Constr Co Ltd トンネル等の剥落防護構造
JP2014088690A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Saiki Kensetsu Co Ltd ボックスカルバートとその製造方法およびボックスカルバートの補強方法
JP2017089179A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 鹿島建設株式会社 連結具、及び、セグメントの連結方法
KR102382819B1 (ko) * 2021-08-31 2022-04-08 경북대학교 산학협력단 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102382819B1 (ko) 2022-04-08
KR102382819B9 (ko) 2022-09-30
CN117795164A (zh) 2024-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2023033403A1 (ko) 박스형 콘크리트 구조물의 복합소재 보강장치 및 이의 시공방법
WO2021167415A1 (ko) 무 해체 구조용 보 거푸집
WO2019074283A1 (ko) 강합성콘크리트용 선조립 철골 조립체와 경량 영구거푸집의 결합 구조
WO2012044097A2 (ko) 교량용 바닥판 구조체
WO2021241859A1 (ko) 복합 소재 프레임을 이용한 내진보강 복합체 및 그 시공방법
KR100824800B1 (ko) 연결부에 기밀성이 유지되는 내/외장재 패널 조립구조
WO2009148286A2 (ko) 슬래브 속에 매설되는 개방형 스페이서
WO2022182052A1 (ko) 다면 결합 조적 블록 벽체 구조 및 이를 이용한 벽체 시공 방법
WO2015072735A1 (ko) 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 시공방법
WO2016093527A1 (ko) 건축용 데크패널
WO2024076082A1 (ko) 가벽용 무피스 조립블록 어셈블리
WO2016111459A1 (ko) 기둥 브래킷
WO2010044601A2 (ko) 슬래브 거푸집의 지지구조
JP4578650B2 (ja) 養生装置
WO2017003003A1 (ko) 건축물 지붕시공방법 및 그에 사용되는 건축자재
WO2020075992A1 (ko) 조립식 하우스
WO2015009125A1 (ko) 흙막이 벽체와 띠장을 결합하는 구조체
WO2024019388A1 (ko) 수평 설치형 pc 거더 및 이를 이용한 pc 거더 후시공 골조
JP2002188250A (ja) 太陽電池モジュール用架台の設置方法及び設置構造
CN220451329U (zh) 一种分仓缝结构
WO2024085423A1 (ko) 트러스 구조에 외장재를 부착한 사전제작 기둥 및 그 제조방법
KR100427137B1 (ko) 철재 조립식 주택
KR0145358B1 (ko) 건축구조물의 슬라브 시공방법
JPS6319377A (ja) 免震建造物の施工方法
KR100725258B1 (ko) 천장용 패널의 설치 장치

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: 22864908

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280055334.1

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE