발명의 요약
본 발명에 따른 하나의 구체예에 의하면, 콘크리트보; 상기 콘크리트보의 양단에 수직으로 인접하고 있고, 천공구멍이 각각 형성되어 있는 제1 수직보 및 제2수직보; 상기 콘크리트보의 하부에 정착되는 하나 이상의 좌대; 상기 천공구멍에 삽입되고 한 쪽 끝 부분이 소켓에 결합되는 나사 강봉; 상기 나사 강봉이 결합되는 나사 홈이 형성되어 있는 상기 소켓이 양측에 결합되어 있고, 상기 콘크리트보 하부의 좌대를 통해 모멘트내력을 부여하기 위한 강선; 상기 나사 강봉의 다른 한 쪽 부분에 결합되는 경사 지압판; 및 상기 경사 지압판 위에 결합되어 상기 강선에 긴장력을 부여하기 위한 제1 너트로 이루어지고, 상기 나사 강봉이 상기 제1 및 제2 수직보의 전단위험단면 내에 설치되어 상기 콘크리트보의 모멘트 및 전단내력을 보강할 수 있는 콘크리트보 강선 보강구조물이 제공된다.
또한, 상기 콘크리트보 강선 보강구조물은 상기 나사 강봉에 결합되어 있는 제1 너트가 풀리지 않도록 단단히 결속시키기 위한 제2 너트를 더 포함할 수 있다. 상기 좌대(3)는 강관으로 이루어지는 것도 본 발명에 포함된다.
본 발명에 따른 다른 구체예에 의하면, 단부에 천공구멍이 형성되어 있는 콘크리트보; 상기 콘크리트보의 양단에 수직으로 인접하고 있고, 천공구멍이 형성되어 있는 제1 수직보 및 벽체; 상기 콘크리트보의 하부에 정착되는 하나 이상의 좌대; 상기 천공구멍에 삽입되고 한 쪽 끝 부분이 소켓에 결합되며, 다른 한 쪽 끝 부분은 경사 지압판과 제1 너트가 결합되는 나사 강봉(4a); 상기 천공구멍에 삽입되고, 양 쪽 끝 부분에 2개의 지압판이 결합되고 상기 2개의 지압판 사이에 소켓이 결합되어 너트에 의해 고정되는 나사 강봉(4'); 및 상기 나사 강봉(4a)이 결합되는 나사 홈이 형성되어 있는 소켓(6a)과 상기 나사 강봉(4')의 양측에 결합되는 소켓과 결합되어 있고, 상기 콘크리트보 하부의 좌대를 통해 긴장력을 부여하기 위한강선으로 이루어지고, 상기 나사 강봉(4a)이 상기 제1 수직보의 전단위험단면 내에 설치되어 상기 콘크리트보의 모멘트 및 전단내력을 보강할 수 있으며, 상기 나사 강봉(4')의 직경은 상기 나사 강봉(4a)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 콘크리트보 강선 보강구조물이 제공된다.
본 발명에 따른 또 다른 구체예에 의하면, 양단부에 천공구멍이 각각 형성되어 있는 콘크리트보; 상기 콘크리트보의 양단에 수직으로 인접하고 있는 양측 벽체; 상기 콘크리트보의 하부에 정착되는 하나 이상의 좌대; 상기 각각의 천공구멍에 삽입되고, 양 쪽 끝 부분에 2개의 지압판이 결합되고 상기 2개의 지압판 사이에 소켓이 결합되어 너트에 의해 고정되는 나사 강봉; 및 상기 각각의 나사 강봉의 양측에 결합되는 소켓과 결합되어 있고, 상기 콘크리트보 하부의 좌대를 통해 긴장력을 부여하기 위한 강선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트보 강선 보강구조물이 제공된다.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 내용을 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 따른 상세한 설명
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물에 대한 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물의 나사 강봉이 결합되는 부분을 나타낸 것으로서 도 1의 A 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트보 강선 보강 구조물은 콘크리트보(1)의 양단에 수직으로 인접하고 있는 제1 수직보(1a)와 제2 수직보(1b) 각각에 나사 강봉(4a, 4b)이 결합되어 있다. 상기 나사 강봉(4a, 4b)의 한 쪽 끝에 소켓(6a, 6b)을 통해 강선(5)이 연결되어 있다. 상기 콘크리트보(1)의 하부에는 좌대(3)가 한 개 이상 결합되어 있는데, 상기 강선(5)이 좌대(3)와 맞물려 강선에 긴장력이 주어지면, 콘크리트보(1)에 모멘트내력을 보강해 줄 수 있도록 발명되어 있다. 강선에 긴장력을 주는 방법으로는 상기 나사 강봉(4a, 4b)의 다른 한 쪽 끝에 경사 지압판(7a, 7b)을 결합한 다음 제1 너트(8a, 8b)를 조여줌으로써 강선을 긴장시킬 수 있다. 상기 제1 너트(8a, 8b)가 단단히 조여진 상태에서 풀리는 것을 방지하기 위해 제2 너트(9a, 9b)를 결합시킨다.
본 발명에 사용되는 나사 강봉(4a, 4b)은 제1 및 제2 수직보(1a, 1b)에 형성된 천공구멍(2a, 2b)에 결합된다. 상기 천공구멍(2a, 2b)은 아래 자세히 설명하는 바와 같이 제1 및 제2 수직보(1a, 1b)의 전단위험단면 내에 설치함으로써 상기 제1 및 제2 수직보(1a, 1b)에 별도의 전단보강이 필요 없게 된다. 천공구멍(2a, 2b)을 형성하는 방법으로는 햄머드릴이나 코아드릴 등과 같은 천공 장비를 사용할 수 있다. 천공구멍(2a, 2b)의 각도는 해당 콘크리트보의 폭과 길이에 따라 적절하게 설정하여 시공할 수 있다.
본 발명의 소켓(6a, 6b)의 내부에는 나사 강봉(4a, 4b)이 볼트 회전에 의해 결합될 수 있도록, 내부에 나사 홈(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 상기 소켓(6a, 6b)의 나사 홈이 형성된 부분의 다른 쪽 부분에는 강선(5)과 연결되는데, 강선(5)과 소켓(6a, 6b)을 연결하는 방법은 특별히 제한되지는 않으나 주물처리하는 것이 바람직하다.
본 발명의 좌대(3)는 콘크리트보(1)의 하부에 결합된다. 도 1에는 좌대(3)를 2개 결합한 상태로 도시되어 있으나, 반드시 2개로 한정되는 것이 아니고 필요에 따라 한 개 또는 복수 개를 사용할 수도 있다. 상기 좌대(3)를 콘크리트보(1)에 고정시키는 방법은 앙카 볼트(anchor bolt)나 케미칼 앙카(chemical anchor) 등을 사용할 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있다.
본 발명의 강선(5)은 다수의 철사형 부재를 엮어 제작하는데, 종래 강선 보강구조물에 사용하는 강선과 동일한 것을 사용해도 무방하다.
본 발명에서 사용하는 경사 지압판(7a, 7b)은 천공구멍(2a, 2b)의 경사에 따라 달리 제작되어야 한다. 즉, 나사 강봉(4a, 4b)과 제1 너트(8a, 8b)가 수직으로 결합될 수 있도록 한 쪽 면의 각도를 적절하게 설정해야 한다. 상기 경사 지압판(7a, 7b)은 철재로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물은 나사 강봉(4a, 4b)에 결합되는 제1 너트를 조여줌으로써 강선(5)에 긴장력을 줄 수 있다. 종래의 강선 보강구조물에서는 강선(5)에 긴장력을 주기 위해 별도의 정착장치를 설치해야 하는 불편함이 있었고 텐셔닝(tensioning) 장치를 정착장치 및 강선에 연결하여 긴장력을 부여해야 하기 때문에 텐셔닝 장치를 위한 작업 공간을 확보해야 할 필요가 있으며, 작업 공간이 작은 경우에는 강선 보강구조물을 시공할 수 없는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에서는 별도의 정착장치와 텐셔닝 장치가 없이, 너트를 조여줌으로써간편하게 긴장력을 부여할 수 있다. 특히, 토크 랜치(Torque Wrench)를 이용하여 사람의 힘으로 너트를 조여줄 수 있기 때문에, 작업 공간이나 장비의 운송비용, 작업시간, 작업비용 등의 측면에서 유리하다.
도 3은 본 발명의 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물의 좌대를 나타낸 것으로서 도 1의 B 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 좌대(3)는 콘크리트보(1)의 하부에 결합되어 강선에 부여되는 긴장력을 통해, 콘크리트보(1)에 상향력을 주는 역할을 한다도 3에서는 상기 좌대(3)는 강관을 반으로 절단하여 사용한 경우를 도시하고 있다. 상기 좌대(3)는 좌대 고정 볼트(31)와 좌대 고정 너트(32)에 의하여 고정되어 있으나 통상적인 다른 고정 방법을 통해 고정시킬 수도 있다.
도 4는 본 발명의 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물의 나사 강봉이 결합된 부분에 대한 측단면도로서 도 2의 B-B' 부분을 도시한 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물은 나사 강봉(4a, 4b)이 전단위험단면(S)의 안쪽에 설치된다. 종래의 강선 보강구조물에서는 정착장치를 설치하여 강선에 긴장력을 줌으로써, 콘크리트보의 모멘트내력을 보강할 수는 있지만, 정착장치를 전단위험단면 안쪽에 설치할 수 없어 전단내력을 보강하는 데에는 한계가 있었다.
본 발명에서는 전단위험단면 내에 나사 강봉(4a, 4b)의 설치가 가능하기 때문에, 강선(5)의 긴장에 의해 콘크리트보의 모멘트내력을 증대시킴과 동시에 전단내력의 보강이 가능하다.
도 5는 본 발명의 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물에 강선(5)을 지지하기 위한 좌대(3)가 설치된 경우를 나타낸 개략적인 측단면도로서 도 3의 D-D' 부분을 도시한 단면도이다.
본 발명의 좌대(3)는 콘크리트보(1)의 하부에 결합되며, 강선(5)에 긴장력이 주어지면, 콘크리트보에 윗 방향으로 상향력을 가해줄 수 있도록 강선(5)과 맞물려 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 좌대(3)는 좌대 고정용 볼트(31)와 너트(32)를 이용하여 콘크리트보(1)에 고정시킬 수 있으나, 고정시키는 방법은 반드시 이에 한정되지 아니하며, 다른 다양한 형태의 고정방법을 적용할 수도 있다.
본 발명의 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물을 시공하는 순서를 설명하면 다음과 같다.
(a) 콘크리트보(1)에 인접한 제1 및 제2 수직보(1a, 1b) 각각에 드릴을 이용하여 천공구멍(2a, 2b)을 적절한 각도로 형성한다.
(b) 형성된 천공구멍(2a, 2b)에 나사산을 갖고 있는 나사 강봉(4a, 4b)을 끼운다.
(c) 양 쪽 끝 부분에 소켓(6a, 6b)이 결합되어 있는 강선(5)을 준비하여, 소켓(6a, 6b)의 나사홈에 나사 강봉(4a, 4b)을 회전하여 결합시킨다.
(d) 상기 나사 강봉(4a, 4b)의 다른 한 쪽 끝 부분에 경사 지압판(7a, 7b)을 결합시킨다.
(e) 상기 경사 지압판(7a, 7b)을 결합한 다음, 그 위에 제1 너트(8a, 8b)를 결합시키고, 제1 너트를 조여주면서 강선에 긴장력을 부여한다.
(f) 필요한 긴장력에 이를 때까지 제1 너트(8a, 8b)를 조여준 다음, 제2 너트(9a, 9b)를 체결한다.
본 발명에 따른 강선 보강구조물을 시공하는 데 있어서, 실제로 작용된 긴장력을 계산할 수 있는데, 그 방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 단계 (e)에서 제1 너트를 결합시킨 상태(긴장력을 부여하기 전)에서 나사 강봉(4a, 4b)에 표시를 해 둔다. 제1 너트를 조여주면 표시된 부분이 밖으로 돌출되는데, 돌출되는 부분의 길이를 측정함으로써 긴장력의 크기를 계산할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물에 대한 개략적인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물의 나사 강봉(4')이 결합되는 부분을 나타낸 것으로서 도 6의 E 부분에 대한 확대 단면도이다.
본 발명에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물을 적용하는 데 있어서, 지하 건물의 외벽과 같이 콘크리트보의 한 쪽이 벽체와 인접한 경우에는, 도 1과 같이 제2 수직보(1b)에 나사 강봉(4b)을 삽입하기 위한 삽입 구멍(4b)을 천공하는 것이 불가능하다. 따라서, 이러한 경우에는 콘크리트보(1)의 단부에 새로운 삽입 구멍(2')을 천공하여, 나사 강봉(4')과 소켓(6')을 이용하여, 강선(5)을 연결하는 방식을 도입한다.
본 발명의 다른 구체예에서 삽입 구멍(2')은 제2 수직보(1b)에 형성하는 것이 아니라, 콘크리트보(1)에 형성한다. 여기서 사용하는 나사 강봉(4')의 직경은 상기 제1 수직보(1a)에 삽입하는 나사 강봉(4a)의 직경보다 더 큰 것을 사용하는것이 바람직하다. 그 이유는 제1 수직보(1a)에 삽입하는 나사 강봉(4a)이 강선(5)의 긴장력에 의해 나사 강봉(4a)의 길이 방향으로 힘을 받는 것에 반하여, 나사 강봉(4')의 길이 방향에 수직한 방향으로 힘을 받기 때문이다.
본 발명의 다른 구체예에서는 강선(5)과 결합된 소켓(6')에 나사 강봉과 결합되기 위한, 천공 구멍(61', 도 9 참조)이 형성되어 있다. 이 천공구멍(61')은 콘크리트보(1)의 천공구멍(2')과 일치되어, 나사 강봉(4')이 결합된다. 상기 소켓(6')은 2개의 지압판(7')사이에 결합되며, 너트(8')의 조임에 의해 단단히 결속된다.
도 8은 본 발명의 다른 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물의 나사 강봉(4')이 결합된 부분에 대한 측단면도로서 도 7의 F-F' 부분을 도시한 단면도이다.
도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 구체예에 따른 콘크리트보 강선 보강구조물은 콘크리트보(1)에 천공된 구멍(2')에 나사 강봉(4')을 결합하고, 나사 강봉(4')의 양측에 지압판(7')을 끼운 다음, 소켓(6')을 결합시키고, 다시 지압판(7')을 결합시킨다. 소켓(6')과 지압판(7')을 단단히 결속시키기 위해 너트(8')로 단단히 조여준다.
도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따른 소켓을 나타낸 도면으로서, (a)도는 소켓의 평면도이고 (b)도는 소켓의 측면도이다.
본 발명의 다른 구체예에서 사용하는 소켓(6')도 나사 강봉(4')과 수직한 방향으로 결합되어 강선(5)으로부터의 긴장력을 받기 때문에, 천공 구멍(61')이 형성되어 있으며, 이 천공 구멍(61')에 나사 강봉(4')이 결합된다.
본 발명의 다른 구체예에 따른 콘크리트보 보강구조믈의 시공 순서를 설명하면 다음과 같다.
(a) 콘크리트보(1)에 인접한 제1 수직보(1a), 및 상기 콘크리트보(1)의 벽체와 가까운 단부에 각각에 드릴을 이용하여 천공구멍(2a, 2')을 형성한다.
(b) 형성된 천공구멍(2a, 2')에 나사산을 갖고 있는 나사 강봉(4a, 4')을 끼운 다음, 상기 나사 강봉(4')의 양쪽에 지압판(7')을 끼운다.
(c) 나사 강봉(4a)의 한 쪽 끝 부분과 나사 강봉(4')의 양 쪽 끝 부분에 소켓(6a, 6')이 결합되어 있는 강선(5)을 준비하여, 소켓(6a, 6')의 나사 홈 및 천공 구멍(61')에 나사 강봉(4a, 4')이 삽입되도록 소켓(6a, 6')을 결합시킨다.
(d) 상기 나사 강봉(4a)의 다른 한 쪽 끝 부분과 나사 강봉(4')의 양 쪽에 경사 지압판(7a) 및 지압판(7')을 결합시킨다.
(e) 상기 경사 지압판(7a) 및 지압판(7')을 결합한 다음, 그 위에 제1 너트(8a)와 너트(8')를 결합시키고, 제1 너트를 조여주면서 강선에 긴장력을 부여한다.
(f) 필요한 긴장력에 이를 때까지 제1 너트(8a)를 조여준 다음, 제2 너트(9a)를 체결한다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 콘크리트보(1) 양측 모두가 벽체와 인접하고 있는 경우에는, 상기 콘크리트보(1)의 양단부에 천공 구멍(2')을 각각 형성하여, 도 7에 도시한 나사 강봉(4') 결합 구조를 적용할 수도 있다.
이 경우, 콘크리트보(1)의 양단부에 천공구멍(2')이 각각 형성한다. 상기 콘크리트보(1)의 양단에는 벽체(10)가 수직으로 인접하고 있으며, 상기 콘크리트보(1)의 하부에는 하나 이상의 좌대(3)가 정착된다.
다음, 나사 강봉(4')을 상기 콘크리트보의 양단부에 있는 각각의 천공구멍(2')에 삽입하고, 나사 강봉(4')의 양 쪽 끝 부분에 2개의 지압판(7')을 결합한다. 상기 2개의 지압판(7') 사이에는 소켓(6')을 결합하고, 너트(8')를 조여줌으로써 고정시킨다.
본 발명의 강선(5)은 상기 각각의 나사 강봉(4')의 양측에 결합되는 소켓(6')에 결합되고, 상기 콘크리트보(1) 하부의 좌대(3)를 통해 상향력을 부여한다.