KR102234463B1 - 전단보강재 유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트(C) 내부에서 철근(RB)을 지지하는 것으로,
수평으로 설치되는 상부프레임(100); 및,
상기 상부프레임(100) 하부에 결합되는 하부프레임(200);
을 포함하여 구성되되,
상기 하부프레임(200)은,
다수개의 철근관통홀(H)이 형성되고 상호간에 수평으로 이격되어 수직으로 설치되는 다수개의 수직스트립(210);과 상기 다수개의 수직스트립(210) 하단을 일체로 연결하여 설치되는 수평스트립(230);을 포함하여 구성되며,
상기 철근관통홀(H)로 철근(RB)이 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛(1000)을 제공한다.
더불어, 상기 전단보강재 유닛(1000)을 이용한 것으로,
거푸집(미도시) 상부에 상호간에 병렬로 설치되는 다수개의 전단보강재 유닛(1000);
상기 철근관통홀(H)로 관통되어 설치되는 다수개의 철근(RB);
상기 전단보강재 유닛(1000)과 상기 철근(RB)을 매립하며 타설되는 콘크리트(C);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조를 제공한다.

Description

전단보강재 유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조{the shear reinforcement unit and the shear reinforcing structure of reinforced concrete structure using the same}

본 발명은 철근콘크리트 보, 넓은보, 슬래브, 벽 등에 적용가능한 전단보강재에 관한 것으로서, 조립 및 시공이 용이하고 시공의 정밀도를 향상 시킬 수 있으며, 하나의 유닛으로 구성되기 때문에 조립된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 일체형 전단보강재 유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에 관한 것이다.

토목구조물 또는 건축구조물에 있어 콘크리트 구조체에 그 면과 직각인 방향의 힘이 작용하게 되면 콘크리트 구조체에는 전단응력이 발생하게 된다.

철근콘크리트조의 경우 일반적으로 콘크리트 구조체의 축방향 상에서 상하로 배치되는 주근들을 묶어주는 띠철근을 배근함으로써 전단보강을 하게 되는데,

이러한 전단보강을 하는 방법은 다수 개의 철근들을 위치 및 각도가 정확하도록 배근 및 접합하는 것이 번거롭고 용이하지도 않다.

특히 종래의 보 구조는 보 내부에 구조 강성을 확보하기 위하여 길이방향을 따라 다수개의 철근 또는 강선을 배치하고, 상기 철근 또는 강선들의 외주면에는 별도의 철근을 보 본체의 단면 방향으로 감아 상기 철근 또는 강선들의 결속을 도모함과 동시에 전단에 대한 저항을 갖도록 형성됨으로써, 일체의 스터럽(Stirrup) 구조를 이루도록 형성된다.

그러나 이러한 종래의 스터럽(Stirrup)은 보 구조의 강성을 확보하기 위해 다수개의 철근 또는 강선을 기준으로 무수히 많은 스터럽이 일정한 간격으로 계속 배열되도록 함으로써, 콘크리트 타설 전 현장에서 작업자의 작업 공수가 상당히 번거롭고, 작업시간도 많이 걸릴 뿐 아니라 일체의 스터럽(Stirrup)을 이루기 위한 자재비 등 이 적지 않게 소요됨으로써, 생산성 및 시공성이 저하되는 문제가 야기되고 있는 실정이다.

또한, 일반적인 보에 비하여 보의 폭이 넓은 경우에는 보 단면의 횡방향으로도 추가적인 전단보강이 필요하나, 설계 및 시공상의 이유로 스터럽을 이용한 종방향 보강만이 이루어져 구조성능 저하에 문제가 발생할 수 있다.

이에 본 발명자는 철근콘크리트 보, 넓은보, 슬래브, 벽 등에 적용가능한 전단보강재에 관한 것으로서,

조립 및 시공이 용이하고 시공의 정밀도를 향상 시킬 수 있으며,

하나의 유닛으로 구성되기 때문에 조립된 상태를 안정적으로 유지할 수 있고,

부재의 종방향 및 횡방향 모두 보강이 가능하며 일정하게 배치된 홀에 철근을 삽입하는 방식으로 상부 주철근과 표피철근의 배근이 용이하다는 장점이 있는 본 발명의 전단보강재 유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조를 개발하기에 이르렀다.

[문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-1557388호 ‘전단보강용 철근조립 유닛’, 2015년09월25일 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-1255004호 ‘전단보강근을 갖는 구조물용 보’, 2013년04월10일

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 철근콘크리트 보, 넓은보, 슬래브, 벽 등에 적용가능한 전단보강재에 관한 것으로서, 조립 및 시공이 용이하고 시공의 정밀도를 향상 시킬 수 있으며, 하나의 유닛으로 구성되기 때문에 조립된 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 부재의 종방향 및 횡방향 모두 보강이 가능하며 일정하게 배치된 홀에 철근을 삽입하는 방식으로 상부 주철근과 표피철근의 배근이 용이하다는 장점이 있는 본 발명의 전단보강재 유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 콘크리트(C) 내부에서 철근(RB)을 지지하는 것으로,

수평으로 설치되는 상부프레임(100); 및,

상기 상부프레임(100) 하부에 결합되는 하부프레임(200);

을 포함하여 구성되되,

상기 하부프레임(200)은,

다수개의 철근관통홀(H)이 형성되고 상호간에 수평으로 이격되어 수직으로 설치되는 다수개의 수직스트립(210);과 상기 다수개의 수직스트립(210) 하단을 일체로 연결하여 설치되는 수평스트립(230);을 포함하여 구성되며,

상기 철근관통홀(H)로 철근(RB)이 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛(1000)을 제공한다.

더불어, 상기 전단보강재 유닛(1000)을 이용한 것으로,

거푸집(미도시) 상부에 상호간에 병렬로 설치되는 다수개의 전단보강재 유닛(1000);

상기 철근관통홀(H)로 관통되어 설치되는 다수개의 철근(RB);

상기 전단보강재 유닛(1000)과 상기 철근(RB)을 매립하며 타설되는 콘크리트(C);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조를 제공한다.

본 발명에 철근콘크리트 보, 넓은보, 슬래브, 벽 등에 적용가능한 전단보강재에 관한 것으로서, 조립 및 시공이 용이하고 시공의 정밀도를 향상 시킬 수 있으며, 하나의 유닛으로 구성되기 때문에 조립된 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 부재의 종방향 및 횡방향 모두 보강이 가능하며 일정하게 배치된 홀에 철근을 삽입하는 방식으로 상부 주철근과 표피철근의 배근이 용이하다는 장점이 있는 본 발명의 전단보강재 유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조를 제공한다.

도 1은 본 발명의 전단보강재 유닛의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 상세도이다.
도 3은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 다수개의 전단보강재 유닛이 배치된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에서 추가로 철근이 배근되는 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 완성도이다.
도 6은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 하부에 인장력이 작용하는 경우의 실시예이다.
도 7은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 상부에 인장력이 작용하는 경우의 실시예이다.
도 8은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 상부 및 하부에 인장력이 교차하여 작용하는 경우의 실시예이다.
도 9는 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조의 완성된 모습을 도시한 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

Ⅰ. 전단보강재 유닛

도 1은 본 발명의 전단보강재 유닛의 분해사시도이다.

본 발명의 전단보강재 유닛(1000)은,

콘크리트(C) 내부에서 철근(RB)을 지지하는 것으로,

수평으로 설치되는 상부프레임(100); 및,

상기 상부프레임(100) 하부에 결합되는 하부프레임(200);

을 포함하여 구성되되,

상기 하부프레임(200)은,

다수개의 철근관통홀(H)이 형성되고 상호간에 수평으로 이격되어 수직으로 설치되는 다수개의 수직스트립(210);과 상기 다수개의 수직스트립(210) 하단을 일체로 연결하여 설치되는 수평스트립(230);을 포함하여 구성되며,

상기 철근관통홀(H)로 철근(RB)이 관통하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 도 1의 상세도이다.

도시된 바와 같이, 상기 상부프레임(100) 하부에는 돌출된 수결합부(110)가 형성되고,

상기 하부프레임(200) 상부에는 함몰된 암결합부(211)가 형성되어,

상기 수결합부(110)가 상기 암결합부(211)에 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 하부프레임(200) 하부에는 상기 전단보강재 유닛(1000)이 자립할 수 있도록 거푸집(미도시)에 거치되는 받침대(250);가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 받침대(250)의 높이는 하부 콘크리트 피복두께이고,

상기 상부프레임(100)의 높이는 상부 콘크리트 피복두께인 것을 특징으로 한다.

이때 상기 받침대(250)는 콘크리트 피복두께를 유지하며 철근을 거치하는 스페이서와 같은 기능을 수행한다.

더불어, 상기 상부프레임(100)과 상기 하부프레임(200)의 표면에는 콘크리트(C)와의 부착력을 증대하는 엠보싱 처리가 되는 것을 특징으로 한다.

상기 엠보싱 처리는 콘크리트와의 부착강도를 증진시키기 위한 것으로 거칠게 굴곡처리를 하는 것을 말하여,

작은 철근 조각 또는 볼트 등을 용접하여 콘크리트 타설에 방해가 되지 않는 조건에서 스터드 볼트와 같은 형상으로 처리할 수도 있다.

결국 본 발명의 전단보강재 유닛(1000)은 콘크리트(C) 내부에서 철근(RB)과 직교하는 방향으로 그리드와 브레이싱을 형성하게 되므로 철근콘크리트 구조물의 종방향 전단보강구조를 형성하게 되며,

전단보강재 유닛(1000) 다수개가 병렬로 배치되어 철근콘크리트 구조물의 횡방향 전단보강구조를 형성하게 된다.

또한 미리 형성된 철근관통홀(H)에 철근(RB)을 배근할 수 있으므로, 미숙련공도 소정의 품질로 일정하게 상부 주철근과 표피철근을 배근할 수 있는 특징이 있다.

Ⅱ. 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조

도 3은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 다수개의 전단보강재 유닛이 배치된 상태를 도시한 것이며,

도 4는 도 3에서 추가로 철근이 배근되는 상태를 도시한 것이고,

도 5는 도 4의 완성도이다.

그리고 도 9는 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조의 완성된 모습을 도시한 것이다.

본 발명의 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조는,

상기 전단보강재 유닛(1000)을 이용한 것으로,

거푸집(미도시) 상부에 상호간에 병렬로 설치되는 다수개의 전단보강재 유닛(1000);

상기 철근관통홀(H)로 관통되어 설치되는 다수개의 철근(RB);

상기 전단보강재 유닛(1000)과 상기 철근(RB)을 매립하며 타설되는 콘크리트(C);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때 도 3과 같이 전단보강재 유닛(1000)을 선설치하고 철근(RB)을 배근할 수 있으며,

시공현장에 따라 다른 방법으로 하부프레임(200)이 선설치된 상태에서 철근(RB)을 배근한 후,

상부프레임(100)이 후설치될 수도 있다.

도 6은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 하부에 인장력이 작용하는 경우의 실시예이고,

도 7은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 상부에 인장력이 작용하는 경우의 실시예이며,

도 8은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 상부 및 하부에 인장력이 교차하여 작용하는 경우의 실시예이다.

도시된 바와 같이,

본 발명은 철근콘크리트 구조물에 작용하는 축력과 응력에 따라 상기 다수개의 철근(RB)의 레벨차를 두거나 개수의 차이를 둘 수 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 6은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 하부에 인장력이 작용하는 경우의 실시예로써,

보통 슬래브 또는 보는 중단에서 구조물의 하부에 인장력이 작용하게 되므로 도 6과 같은 철근 배근을 통하여 축력에 대응할 수 있다.

도 7은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 상부에 인장력이 작용하는 경우의 실시예로써,

보통 슬래브 또는 보는 끝단에서 구조물의 상부에 인장력이 작용하게 되므로 도 7과 같은 철근 배근을 통하여 축력에 대응할 수 있다.

도 8은 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조에서 철근콘크리트 구조물의 상부 및 하부에 인장력이 교차하여 작용하는 경우의 실시예로써,

보통 슬래브 또는 보는 끝단에서 일정 거리 중단 쪽으로 이동한 부분에서 구조물의 상부 및 하부에 인장력이 교차하여 작용하게 되므로 도 8과 같은 철근 배근을 통하여 변화하는 축력에 대응할 수 있다.

상술한 바와 같이,

건축구조물에서는 구조체의 면과 직각인 방향으로 하중이 작용하면 부재의 축과 수직방향으로 절단되려고 하는 전단응력과 부재가 휘어지려고 하는 휨응력이 작용한다.

휨응력에 저항하기 위하여 부재 하부에 주철근을 배근하며 스터럽을 배치하여 전단응력에 저항한다.

건축물의 구조성능을 확보하기 위해서는 적절한 위치에 주철근과 스터럽을 배근하여야 하나 종래의 철근 배근 공사는 현장상황 또는 작업자의 능률이 시공품질에 영향을 미치며 콘크리트를 타설하면서 철근 및 스터럽의 위치가 본래의 위치에서 이탈하게 되는 불확실성을 가지고 있다.

또한 피복두께 확보를 위해 스페이서를 사용하여야 하며, 상부 주철근과 표피철근을 특정 위치에 배근할 시 철선을 사용하여 스터럽에 정착시켜야 하여 시공이 번거롭고 정확한 위치 확보가 어렵다.

특히 넓은 보의 경우, 전단성능을 확보하기 위하여 종방향과 횡방향 모두 전단보강이 이루어 져야 한다.

본 발명은 부재의 종방향 및 횡방향 모두 보강이 가능하며, 일정하게 배치된 홀에 철근을 삽입하는 방식으로 시공자의 작업능력에 관계 없이 시공품질이 일정하며 상부 주철근과 표피철근도 철근관통홀(H)에 삽입하는 형식으로 시공이 가능하여 시공이 용이하다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

C: 콘크리트
RB: 철근
H: 철근관통홀
100: 상부프레임
110: 수결합부
200: 하부프레임
210: 수직스트립
211: 암결합부
230: 수평스트립
250: 받침대
1000: 전단보강재 유닛

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 콘크리트(C) 내부에서 철근(RB)을 지지하는 것으로,
   수평으로 설치되는 상부프레임(100); 및,
   상기 상부프레임(100) 하부에 결합되는 하부프레임(200);
   을 포함하여 구성되되,
   상기 하부프레임(200)은,
   다수개의 철근관통홀(H)이 형성되고 상호간에 수평으로 이격되어 수직으로 설치되는 다수개의 수직스트립(210);과 상기 다수개의 수직스트립(210) 하단을 일체로 연결하여 설치되는 수평스트립(230);을 포함하여 구성되며,
   상기 철근관통홀(H)로 철근(RB)이 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하되,
   상기 상부프레임(100) 하부에는 돌출된 수결합부(110)가 형성되고,
   상기 하부프레임(200) 상부에는 함몰된 암결합부(211)가 형성되어,
   상기 수결합부(110)가 상기 암결합부(211)에 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛(1000).
   
6. 제5항의 전단보강재 유닛(1000)을 이용한 것으로,
   거푸집(미도시) 상부에 상호간에 병렬로 설치되는 다수개의 전단보강재 유닛(1000);
   상기 철근관통홀(H)로 관통되어 설치되는 다수개의 철근(RB);
   상기 전단보강재 유닛(1000)과 상기 철근(RB)을 매립하며 타설되는 콘크리트(C);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조.
   
7. 제6항에서,
   철근콘크리트 구조물에 작용하는 축력과 응력에 따라 상기 다수개의 철근(RB)의 레벨차를 두거나 개수의 차이를 둘 수 있는 것을 특징으로 하는 전단보강재 유닛을 이용한 철근콘크리트 구조물의 전단보강 구조.

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