KR102055986B1 - Unit for repairing/reinforcing structures - Google Patents

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KR102055986B1
KR102055986B1 KR1020170170669A KR20170170669A KR102055986B1 KR 102055986 B1 KR102055986 B1 KR 102055986B1 KR 1020170170669 A KR1020170170669 A KR 1020170170669A KR 20170170669 A KR20170170669 A KR 20170170669A KR 102055986 B1 KR102055986 B1 KR 102055986B1
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정치영
우태련
이종한
정진환
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부산대학교 산학협력단
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    • 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
    • E04C5/012—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
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Abstract

일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛은, 길쭉하게 형성되고, 인장재 또는 보강재를 포함하는 연장 부재; 및 상기 연장 부재에 인접하게 배치되어, 상기 연장 부재에서 발생된 열에 의해 가열되는 형상기억합금 부재;를 포함하고, 상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재가 하나의 번들로 마련되어 콘크리트 내에 매립될 수 있다.Structural repair / reinforcement unit according to an embodiment, the elongated member is formed elongated, including a tension or reinforcement; And a shape memory alloy member disposed adjacent to the extension member and heated by heat generated from the extension member. The extension member and the shape memory alloy member may be provided as a bundle and embedded in concrete. .

Description

구조물 보수/보강용 유닛{UNIT FOR REPAIRING/REINFORCING STRUCTURES}Unit for structural repair / reinforcement {UNIT FOR REPAIRING / REINFORCING STRUCTURES}

본 발명은 구조물 보수/보강용 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트 내에 매립된 연장 부재(예를 들어, 인장재 또는 보강재) 및 형상기억합금 부재를 포함하여, 형상기억합금 부재를 효과적으로 가열할 수 있는 구조물 보수/보강용 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a unit for repairing / reinforcing a structure, and more particularly, an extension member (for example, a tension member or a reinforcement member) and a shape memory alloy member embedded in concrete, to effectively heat the shape memory alloy member. The present invention relates to a structure repair / reinforcement unit.

형상기억합금(Shape Memory Alloy: SMA)은 저온상인 마르텐사이트 상태에서 재료에 응력을 가하여 변형시킨 후 고온상의 오스테나이트 상태가 되도록 가열하면 원래의 형상으로 복원되는 재료이다. 현재까지 항공, 우주 분야뿐만 아니라 의료, 의류, 건설분야에 이르기까지 다양하게 사용되고 있다. Shape Memory Alloy (SMA) is a material that is restored to its original shape when it is deformed by applying stress to the material in the martensite state in the low temperature phase and then heated to the austenite state in the high temperature phase. To date, it is widely used in aerospace, space, medical, clothing, and construction.

특히 건설분야에서는 SMA 와이어를 다양한 형태로 가공하여 콘크리트에 매립한 후, 구조부재의 균열복원 및 내하성능 향상을 위한 보수/보강재료로 사용되고 있다. SMA는 오스테나이트 상태에서 복원되는 형상기억효과(Shape Memory Effect: SME)를 갖고 있는데, SMA의 종류에 따라서 특정 온도조건 및 전기적 혹은 전자기적 자극이 가해지면 변형된 형상을 복원하는 특성이 있다. 일반적으로 특정 온도에 도달하도록 가열하여, SME를 발현하도록 한 SMA가 널리 사용되고 있다. 여기서 사용자의 목적에 따라서 형상복원상태(오스테나이트 상태)로 변화시키기 위한 설계온도를 설정하게 되는데, 건설분야에서는 일반적으로 대기온도 보다 높은 온도(60도 이상)를 설계온도로 결정한다. In particular, in the construction field, SMA wire is processed into various forms and embedded in concrete, and is used as a repair / reinforcement material for crack recovery of structural members and improvement of load resistance performance. SMA has a shape memory effect (SME) that is restored in the austenite state, and depending on the type of SMA, there is a characteristic of restoring the deformed shape when a specific temperature condition and an electrical or electromagnetic stimulus are applied. In general, SMA that is heated to reach a specific temperature to express the SME is widely used. Here, the design temperature for changing the shape restoration state (austenite state) is set according to the user's purpose. In the construction field, a temperature higher than the atmospheric temperature (more than 60 degrees) is generally determined as the design temperature.

앞에서 기술한 바와 같이 변형된 SMA는 특정한 온도 조건 하에서 원래의 형상으로 돌아가려는 성질이 있다. 따라서 SMA를 이용한 구조물의 보수/보강을 위해서는 SMA를 가열하는 것이 기술실현의 핵심적인 사항이다. As described earlier, the modified SMA has the property of returning to its original shape under certain temperature conditions. Therefore, to repair / reinforce the structure using SMA, heating SMA is a key issue of technology realization.

종래에는 비연속적으로 배치된 형상기억 합금을 가열하기 위해서 콘크리트의 수화열을 이용한 방법과 콘크리트 외부에 존재하는 열원으로부터 콘크리트를 매질로 한 전도열을 이용한 방법 등이 사용되고 있다. 이 외에도 연속적으로 배치된 형상기억합금을 가열하기 위해서 외부 전원장치와 연결하여 Joule heating 방법을 사용하는 방법이 존재하고 있다. Conventionally, in order to heat discontinuously disposed shape memory alloys, a method using heat of hydration of concrete and a method using heat of conduction using concrete as a medium from a heat source existing outside the concrete are used. In addition, there is a method of using the Joule heating method in connection with an external power supply to heat the shape memory alloy disposed continuously.

하지만 이러한 방법들은 형상기억합금까지 열이 전달되기까지 매우 많은 시간이 소요되거나, 전원장치의 연결 및 전원공급 시스템의 신뢰성과 내구성에 대한 확보가 이루어져야 한다는 단점이 존재한다. However, these methods have a disadvantage in that it takes a very long time to transfer heat to the shape memory alloy, or secure the reliability and durability of the power supply connection and the power supply system.

또한 기존 SMA는 전기저항이 낮기 때문에 Joule heating을 적용하기에 적합하지 않다. 종래 기술에서는 이를 보완하기 위해서 전기저항이 큰 재료로 SMA 와이어를 코팅하여 제작한 사례가 있다. 하지만 코팅부의 내구성에 따라 전도성이 결정되는데, 이러한 특성은 반복적인 변형이 장기간 발생되는 구조부재에는 적합하지 않다. 또한 추가적인 절연처리가 수반되어야 하기 때문에 경제성이 떨어질 수 있다.In addition, existing SMA is not suitable for applying Joule heating because of low electrical resistance. In the prior art, there is an example in which the SMA wire is coated with a material having high electrical resistance to compensate for this. However, the conductivity is determined by the durability of the coating, which is not suitable for structural members in which repeated deformation occurs for a long time. Economics may also be lowered because additional insulation must be involved.

KR10-1684904B1KR10-1684904B1

일 실시예에 따른 목적은 전기를 이용한 직접가열방법 및 전자기유도방식을 이용한 가열방법을 모두 적용하여, 콘크리트 내에 매립된 형상기억합금 부재를 효과적으로 가열할 수 있는 구조물 보수/보강용 유닛을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a structure repair / reinforcement unit that can effectively heat the shape memory alloy member embedded in the concrete by applying both the direct heating method using the electricity and the heating method using the electromagnetic induction method. .

일 실시예에 따른 목적은 전기저항 또는 자기투자율이 높은 연장 부재(예를 들어, 인장재 또는 보강재)를 더 포함함으로써, 형상기억합금 부재의 낮은 전기저항 및 자기투자율을 개선하여 인덕션 히팅 효율을 높일 수 있는 구조물 보수/보강용 유닛을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment may further include an extension member (for example, a tension member or a reinforcement member) having high electrical resistance or magnetic permeability, thereby improving low electrical resistance and magnetic permeability of the shape memory alloy member, thereby increasing induction heating efficiency. To provide a repair / reinforcement unit.

일 실시예에 따른 목적은 신속한 가열 및 높은 전력 효율을 확보할 수 있고, 인덕션 히팅 유닛에 의해서 콘크리트가 아닌 연장 부재(예를 들어, 인장재 또는 보강재)만 가열하게 되므로 구조물의 열변형을 방지할 수 있는 구조물 보수/보강용 유닛을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to ensure rapid heating and high power efficiency, and to heat only the extension member (for example, tension or reinforcement), not concrete, by the induction heating unit to prevent thermal deformation of the structure To provide a repair / reinforcement unit.

일 실시예에 따른 목적은 인덕션 히팅을 이용함으로써, 형상기억합금 부재가 콘크리트 내에 매립되어 있어도 가열할 수 있고, 별도의 전원 공급 장치와 연결되지 않아도 되므로 형상기억합금 부재를 원거리에서 가열할 수 있는 구조물 보수/보강용 유닛을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to use the induction heating, the shape memory alloy member can be heated even if embedded in concrete, it is not necessary to be connected to a separate power supply structure that can heat the shape memory alloy member at a long distance To provide maintenance / reinforcement units.

일 실시예에 따른 목적은 전류의 흐름이 요구되지 않으므로 콘크리트 내에 연속적으로 배치된 형상기억합금 부재뿐만 아니라 불연속적으로 배치된 형상기억합금 부재에 대해서도 가열할 수 있고, 복수 개의 형상기억합금을 동시에 빠른 속도로 가열할 수 있는 구조물 보수/보강용 유닛을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is that the current flow is not required, so that not only the shape memory alloy members continuously disposed in the concrete but also heat discontinuously disposed shape memory alloy members, and a plurality of shape memory alloys at the same time fast It is to provide a unit for repairing / reinforcing a structure that can be heated at a speed.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛은, 길쭉하게 형성되고, 인장재 또는 보강재를 포함하는 연장 부재; 및 상기 연장 부재에 인접하게 배치되어, 상기 연장 부재에서 발생된 열에 의해 가열되는 형상기억합금 부재;를 포함하고, 상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재가 하나의 번들로 마련되어 콘크리트 내에 매립될 수 있다.Structural repair / reinforcement unit according to an embodiment for achieving the above object, is formed elongated, extending member including a tension member or a reinforcement; And a shape memory alloy member disposed adjacent to the extension member and heated by heat generated from the extension member, wherein the extension member and the shape memory alloy member may be provided as a bundle and embedded in concrete. .

일 측에 의하면, 상기 연장 부재는 상기 형상기억합금 부재보다 자기투자율 또는 전기저항이 큰 재질로 마련될 수 있다.According to one side, the extension member may be formed of a material having a higher magnetic permeability or electrical resistance than the shape memory alloy member.

일 측에 의하면, 상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재는 서로 접촉하여, 상기 연장 부재로부터 상기 형상기억합금 부재에 전도에 의해서 열이 전달될 수 있다.According to one side, the extension member and the shape memory alloy member may be in contact with each other, heat can be transferred from the extension member to the shape memory alloy member by conduction.

일 측에 의하면, 상기 형상기억합금 부재는 복수 개로 마련되고, 복수 개의 형상기억합금 부재가 상기 연장 부재의 외주면을 둘러싸도록 배치되어, 상기 복수 개의 형상기억합금 부재가 상기 연장 부재에 의해 동시에 가열될 수 있다.According to one side, the plurality of shape memory alloy member is provided, a plurality of shape memory alloy member is disposed to surround the outer peripheral surface of the extension member, the plurality of shape memory alloy member is to be heated simultaneously by the extension member Can be.

일 측에 의하면, 상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재 사이에는 열전달 부재가 배치되고, 상기 열전달 부재의 일부는 상기 연장 부재의 외주면에 대응되는 형상으로 마련되고, 상기 열전달 부재의 다른 일부는 상기 형상기억합금 부재의 외주면에 대응되는 형상으로 마련되어, 상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다.According to one side, a heat transfer member is disposed between the extension member and the shape memory alloy member, a portion of the heat transfer member is provided in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the extension member, the other portion of the heat transfer member It is provided in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the memory alloy member, it is possible to increase the contact area of the extension member and the shape memory alloy member.

일 측에 의하면, 상기 콘크리트의 외측에 적어도 하나의 인덕션 히팅 유닛이 이격 배치되고, 상기 적어도 하나의 인덕션 히팅 유닛에 전원이 인가되면, 상기 콘크리트 내에 매립된 상기 연장 부재가 상기 형상기억합금 부재보다 더 빨리 가열될 수 있다.According to one side, when at least one induction heating unit is disposed on the outside of the concrete, when the power is applied to the at least one induction heating unit, the extension member embedded in the concrete is more than the shape memory alloy member Can be heated quickly.

일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에 의하면, 전기를 이용한 직접가열방법 및 전자기유도방식을 이용한 가열방법을 모두 적용하여, 콘크리트 내에 매립된 형상기억합금 부재를 효과적으로 가열할 수 있다.According to the structure repair / reinforcement unit according to an embodiment, by applying both a direct heating method and a heating method using the electromagnetic induction method, it is possible to effectively heat the shape memory alloy member embedded in the concrete.

일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에 의하면, 전기저항 또는 자기투자율이 높은 연장 부재(예를 들어, 인장재 또는 보강재)를 더 포함함으로써, 형상기억합금 부재의 낮은 전기저항 및 자기투자율을 개선하여 인덕션 히팅 효율을 높일 수 있다.According to one embodiment, the structure repair / reinforcement unit further includes an extension member (for example, a tension member or a reinforcement member) having high electrical resistance or magnetic permeability, thereby improving low electrical resistance and magnetic permeability of the shape memory alloy member. Induction heating efficiency can be increased.

일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에 의하면, 신속한 가열 및 높은 전력 효율을 확보할 수 있고, 인덕션 히팅 유닛에 의해서 콘크리트가 아닌 연장 부재(예를 들어, 인장재 또는 보강재)만 가열하게 되므로 구조물의 열변형을 방지할 수 있다.According to the structure repair / reinforcement unit according to an embodiment, it is possible to ensure rapid heating and high power efficiency, and because the induction heating unit heats only the extension member (for example, tension or reinforcement), not concrete It is possible to prevent thermal deformation.

일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에 의하면, 인덕션 히팅을 이용함으로써, 형상기억합금 부재가 콘크리트 내에 매립되어 있어도 가열할 수 있고, 별도의 전원 공급 장치와 연결되지 않아도 되므로 형상기억합금 부재를 원거리에서 가열할 수 있다.According to the structure repair / reinforcement unit according to an embodiment, by using induction heating, the shape memory alloy member can be heated even when the shape memory alloy member is embedded in concrete, and does not need to be connected to a separate power supply device. Can be heated at a long distance.

일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에 의하면, 전류의 흐름이 요구되지 않으므로 콘크리트 내에 연속적으로 배치된 형상기억합금 부재뿐만 아니라 불연속적으로 배치된 형상기억합금 부재에 대해서도 가열할 수 있고, 복수 개의 형상기억합금을 동시에 빠른 속도로 가열할 수 있다.According to the structure repair / reinforcement unit according to an embodiment, since the flow of current is not required, it is possible to heat not only the shape memory alloy member disposed continuously in the concrete but also the shape memory alloy member disposed discontinuously, It is possible to heat two shape memory alloys at the same time.

도 1은 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛의 다른 형태를 도시한다.
도 3은 연장 부재 및 형상기억합금 부재 사이에 열전달 부재가 배치된 모습을 도시한다.
도 4(a) 및 (b)는 콘크리트 외측에 배치된 인덕션 히팅 유닛를 도시한다.
도 5(a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에서 열이 전달되는 과정을 도시한다.1 illustrates a structure repair / reinforcement unit according to an embodiment.
2 illustrates another form of a structure repair / reinforcement unit according to one embodiment.
3 shows a heat transfer member disposed between the extension member and the shape memory alloy member.
4 (a) and 4 (b) show an induction heating unit disposed outside the concrete.
5 (a) to (c) illustrate a process of transferring heat in a structure repair / reinforcement unit according to an embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but between components It will be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in any one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description in any one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted in the overlapping range.

도 1은 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛을 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛의 다른 형태를 도시하고, 도 3은 연장 부재 및 형상기억합금 부재 사이에 열전달 부재가 배치된 모습을 도시하고, 도 4(a) 및 (b)는 콘크리트 외측에 배치된 인덕션 히팅 유닛를 도시하고, 도 5(a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛에서 열이 전달되는 과정을 도시한다.1 shows a structure repair / reinforcement unit according to an embodiment, FIG. 2 shows another form of a structure repair / reinforcement unit according to an embodiment, and FIG. 3 shows between an extension member and a shape memory alloy member. 4A and 4B show an induction heating unit disposed outside the concrete, and FIGS. 5A to 5C show a structure repair / It shows the process of heat transfer in the reinforcing unit.

도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛(10)은 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the structure repair / reinforcement unit 10 according to an embodiment may include an extension member 100 and a shape memory alloy member 200.

상기 연장 부재(100)는 길쭉하게 형성되고, 철근, 텐돈(tendon), 강선, 또는 강봉과 같은 보강재 또는 인장재를 포함할 수 있다The extension member 100 may be elongated and include reinforcement or tension member such as reinforcing bars, tendons, steel wires, or steel bars.

또한, 연장 부재(100)는 자기투자율 및 전기저항이 큰 재질, 예를 들어 철 함량이 많은 재질 또는 전도체로 마련될 수 있다.In addition, the extension member 100 may be formed of a material having a high magnetic permeability and electrical resistance, for example, a material having a high iron content or a conductor.

특히, 연장 부재(100)는 형상기억합금 부재(200)에 비해서 자기투자율 및 전기저항이 큰 재질로 마련되어, 동일한 전자기장 환경 내에서 연장 부재(100)가 형상기억합금 부재(300)보다 더 빨리 가열될 수 있다.In particular, the extension member 100 is made of a material having a higher magnetic permeability and electrical resistance than the shape memory alloy member 200, so that the extension member 100 heats faster than the shape memory alloy member 300 in the same electromagnetic field environment. Can be.

상기 형상기억합금 부재(200)는 예를 들어 와이어 형상으로 마련될 수 있고, 니켈 또는 티타늄과 같은 전기저항 및 자기투자율이 낮은 재질로 마련될 수 있다.The shape memory alloy member 200 may be provided in a wire shape, for example, and may be formed of a material having low electrical resistance and magnetic permeability such as nickel or titanium.

또한, 형상기억효과는 임의의 형상을 기억하고 있는 합금을 냉각하여 마르텐사이트로 만든 후, 형상을 변화시키고, 가열하여 오스테나이트로 만들면 원래의 형상으로 복원되는 현상을 말한다.In addition, the shape memory effect refers to a phenomenon in which, after cooling an alloy storing an arbitrary shape to make martensite, changing the shape, and heating to make austenite, the shape is restored to its original shape.

이러한 형상기억효과에 의해서 형상기억합금 부재(200)가 인가되는 열에 의해서 특정 온도에서 형상 변화가 일어나고, 이러한 형상기억합금 부재(200)의 형상 변화에 의해서 구조물의 보강 또는 보수를 수행할 수 있다.Due to the shape memory effect, the shape change occurs at a specific temperature due to the heat to which the shape memory alloy member 200 is applied, and reinforcement or repair of the structure may be performed by the shape change of the shape memory alloy member 200.

한편, 형상기억합금 부재(200)는 연장 부재(100)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 형상기억합금 부재(200)는 연장 부재(100)에 접촉하도록 배치되어, 연장 부재(100)에서 발생된 열이 열전도에 의해서 형상기억합금 부재(200)에 전달될 수 있다.On the other hand, the shape memory alloy member 200 may be disposed adjacent to the extension member 100. For example, the shape memory alloy member 200 may be disposed to contact the extension member 100, such that heat generated from the extension member 100 may be transferred to the shape memory alloy member 200 by heat conduction.

전술된 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200)는 하나의 번들 형태로 마련될 수 있다.The extension member 100 and the shape memory alloy member 200 described above may be provided in a bundle form.

다시 말해서, 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200)가 하나의 번들 형태로 마련됨으로써, 하이브리드 형상기억합금 와이어가 형성될 수 있다.In other words, since the extension member 100 and the shape memory alloy member 200 are provided in a bundle form, a hybrid shape memory alloy wire may be formed.

구체적으로, 연장 부재(100)가 중앙에 배치되고, 복수 개의 형상기억합금 부재(200)가 연장 부재(100)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 배치에 의해서 연장 부재(100)가 가열되는 경우 연장 부재(100)의 외주면을 둘러싸고 있는 복수 개의 형상기억합금 부재(200)가 동시에 가열될 수 있다.Specifically, the extension member 100 may be disposed at the center, and the plurality of shape memory alloy members 200 may be disposed to surround the outer circumferential surface of the extension member 100. When the extension member 100 is heated by this arrangement, the plurality of shape memory alloy members 200 surrounding the outer circumferential surface of the extension member 100 may be simultaneously heated.

그러나, 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200)의 배치는 이에 국한되지 아니하며, 연장 부재(100)에서 발생된 열이 형상기억합금 부재(200)에 전달될 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.However, the arrangement of the extension member 100 and the shape memory alloy member 200 is not limited thereto, and any arrangement may be made as long as heat generated in the extension member 100 can be transferred to the shape memory alloy member 200. .

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 형상기억합금 부재(200)가 중앙에 배치되고, 복수 개의 연장 부재(100)가 형상기억합금 부재(200)의 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있음은 당연하다. For example, as shown in FIG. 2, the shape memory alloy member 200 may be disposed at the center, and the plurality of extension members 100 may be disposed to surround the outer circumferential surface of the shape memory alloy member 200. Of course.

특히, 도 3을 참조하여, 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200) 사이에는 열전달 부재(300)가 배치될 수 있다.In particular, referring to FIG. 3, a heat transfer member 300 may be disposed between the extension member 100 and the shape memory alloy member 200.

상기 열전달 부재(300)는 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200) 사이에서 열 전달이 효과적으로 되게 하기 위한 것으로서, 예를 들어, 열전달 부재(300)의 일부는 연장 부재(100)의 외주면 일부에 대응되는 형상으로 마련되고, 열전달 부재(300)의 다른 일부는 형상기억합금 부재(200)의 외주면 일부에 대응되는 형상으로 마련되어, 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200) 사이의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. The heat transfer member 300 is for effective heat transfer between the extension member 100 and the shape memory alloy member 200. For example, a part of the heat transfer member 300 is an outer peripheral surface of the extension member 100. It is provided in a shape corresponding to a part, and the other part of the heat transfer member 300 is provided in a shape corresponding to a part of the outer peripheral surface of the shape memory alloy member 200, between the extension member 100 and the shape memory alloy member 200 It is possible to increase the contact area.

따라서, 열전달 부재(300)는 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200) 사이의 효과적인 열 전달을 달성할 수 있다면 어떠한 재질 또는 형상으로 마련될 수 있음은 당연하다.Therefore, the heat transfer member 300 may be provided in any material or shape as long as it can achieve effective heat transfer between the extension member 100 and the shape memory alloy member 200.

전술된 바와 같이 하나의 번들 형태로 마련된 연장 부재(100) 및 형상기억합금 부재(200)는 구조물의 콘크리트 내에 매립될 수 있다.As described above, the extension member 100 and the shape memory alloy member 200 provided in one bundle form may be embedded in the concrete of the structure.

특히, 도 4(a) 및 (b)를 참조하여, 예를 들어 콘크리트(C) 내에 구조물 보수/보강용 유닛(10)이 매입되고, 콘크리트(C)의 외측에는 적어도 하나의 인덕션 히팅 유닛(A)이 배치될 수 있다.In particular, referring to Figures 4 (a) and (b), for example, the structure repair / reinforcement unit 10 is embedded in the concrete (C), at least one induction heating unit ( A) can be arranged.

이때, 구조물 보수/보강용 유닛(10)은 짧은 섬유 형태 또는 긴 섬유 형태로 콘크리트(C) 내에 고르게 매립될 수 있다. 또한, 구조물 보수/보강용 유닛(10)은 콘크리트(C)의 내부에 규칙적인 방향성을 가지도록 연속적으로 배치되거나 방향성이 없는 불연속적인 형태로 배치될 수 있다.At this time, the structure repair / reinforcement unit 10 may be evenly embedded in the concrete (C) in the form of short fibers or long fibers. In addition, the structure repair / reinforcement unit 10 may be arranged in a continuous form or a discontinuous form without direction to have a regular direction in the interior of the concrete (C).

상기 인덕션 히팅 유닛(A)은 현재 상용화된 다양한 제품 가운데 현장 여건 등을 고려하여 적절한 사양의 제품을 선택하여 사용될 수 있으며, 특정 제품으로 한정되지 않는다.The induction heating unit (A) may be used by selecting a product having an appropriate specification in consideration of site conditions, etc. among various products currently commercialized, it is not limited to a specific product.

이러한 인덕션 히팅 유닛(A)은 구조물의 표면에서 미리 설정된 거리만큼 이격 설치되어, 콘크리트(C) 내에 배치된 구조물 보수/보강용 유닛(10)을 가열하게 되는데, 연장 부재 및 형상기억합금 부재를 함께 가열할 수 있다.The induction heating unit (A) is spaced apart by a predetermined distance from the surface of the structure to heat the structure repair / reinforcement unit 10 disposed in the concrete (C), together with the extension member and the shape memory alloy member Can be heated.

다시 말하면, 인덕션 히팅 유닛(A)은 전자기장을 이용하여 콘크리트를 제외한 금속 부분만 가열됨으로써 콘크리트(C) 전체를 가열하는 것에 비해서 가열 시간이 단축될 수 있다.In other words, the induction heating unit A may shorten the heating time as compared to heating the entire concrete C by heating only the metal part except the concrete using an electromagnetic field.

또한, 복수 개의 인덕션 히팅 유닛(A)은 콘크리트(C)의 폭 방향을 따라서 또는 길이 방향을 따라서 서로 이격 배치되어 동시에 다방향에서 콘크리트(C)를 가열할 수 있고, 구조물의 일측에만 설치된 인턱션 히팅 유닛(A)을 콘크리트 구조물의 표면을 따라 이동시키면서 구조물을 순차적으로 가열할 수도 있다.In addition, the plurality of induction heating units A may be spaced apart from each other along the width direction or the length direction of the concrete C to simultaneously heat the concrete C in multiple directions, and an induction installed only on one side of the structure. The structure may be heated sequentially while moving the heating unit A along the surface of the concrete structure.

이와 같이 인덕션 히팅 유닛(A)은 콘크리트(C) 내에 매립된 구조물 보수/보강용 유닛(10)에 고르게 열을 가할 수 있다.In this way, the induction heating unit A may apply heat evenly to the structure repair / reinforcement unit 10 embedded in the concrete (C).

구체적으로, 도 5(a) 내지 (c)를 참조하여, 콘크리트(C) 내에 매립된 구조물 보수/보강용 유닛(10)의 형상기억합금 부재에서 형상기억효과(SME) 발현이 필요한 경우, 인덕션 히팅 유닛(A)이 도입될 수 있다.Specifically, referring to Figure 5 (a) to (c), when the shape memory effect (SME) expression in the shape memory alloy member of the structure repair / reinforcement unit 10 embedded in the concrete (C), induction Heating unit A may be introduced.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 연장 부재(100)가 중앙에 배치되고, 복수 개의 형상기억합금 부재(200)가 연장 부재(100)의 외주면을 둘러싸도록 배치된 상태에서, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 인덕션 히팅 유닛(A)에 의해서 연장 부재(100)가 먼저 가열된다. 그런 다음, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 연장 부재(100)가 하나의 열원으로 활용되어, 연장 부재(100)에서 발생된 열이 복수 개의 형상기억합금 부재(200)에 전달되어, 복수 개의 형상기억합금 부재(200)가 가열될 수 있다.As shown in FIG. 5A, in a state in which the extension member 100 is disposed at the center and the plurality of shape memory alloy members 200 are disposed to surround the outer circumferential surface of the extension member 100, FIG. The extension member 100 is first heated by the induction heating unit A as shown in b). Then , as shown in Figure 5 (c), the extension member 100 is utilized as one heat source, the heat generated from the extension member 100 is transferred to the plurality of shape memory alloy member 200, The plurality of shape memory alloy members 200 may be heated.

이와 같이 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛(10)에서는 낮은 전기저항 및 자기투자율을 가진 형상기억합금 부재(200)에 높은 전기저항 및 자기투자율을 가진 연장 부재(100)를 하나의 번들 형태로 마련함으로써, 원거리에서도 형상기억합금 부재(200)를 가열할 수 있고, 인덕션 히팅 유닛(A)에 의한 전자기장이 약한 경우에도 형상기억합금 부재(200)를 가열할 수 있어, 인덕션 히팅 유닛(A)에 의한 가열 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the structure repair / reinforcement unit 10 according to an embodiment bundles one extension member 100 having high electrical resistance and magnetic permeability into the shape memory alloy member 200 having low electrical resistance and magnetic permeability. By providing the shape, the shape memory alloy member 200 can be heated at a long distance, and even when the electromagnetic field generated by the induction heating unit A is weak, the shape memory alloy member 200 can be heated, thereby providing an induction heating unit ( The heating efficiency by A) can be improved.

또한, 일 실시예에 따른 구조물 보수/보강용 유닛(10)은 형상기억합금 부재(200)가 콘크리트 내에 매립되어 있거나 별도의 전원 공급장치에 연결되어 있지 않아도 되고, 인덕션 히팅 유닛(A)과 형상기억합금 부재(200)의 연결성이 요구되지 않기 때문에 구조가 매우 간단하고, 신뢰성과 내구성에 대한 장점을 가질 수 있다.In addition, the structure repair / reinforcement unit 10 according to an embodiment does not have to have the shape memory alloy member 200 embedded in concrete or connected to a separate power supply device, and the shape of the induction heating unit A. Since the connection of the memory alloy member 200 is not required, the structure is very simple and can have advantages of reliability and durability.

한편, 여기에서는 인덕션 히팅 유닛(A)에 의해서 연장 부재(100)를 가열하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 연장 부재(100)를 가열하는 방법은 이에 국한되지 아니하며, 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 연장 부재(100)의 단부가 콘크리트(C)의 외측에 노출되도록 마련되고, 노출된 연장 부재(100)의 단부를 직접 가열할 수 있음은 당연하다.Meanwhile, although the case in which the extension member 100 is heated by the induction heating unit A has been described as an example, the method of heating the extension member 100 is not limited thereto, and may be made in various ways. For example, the end of the extending member 100 is provided to be exposed to the outside of the concrete (C), it is natural that the end of the exposed extending member 100 can be directly heated.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, the embodiments of the present invention have been described by specific embodiments, such as specific components, and limited embodiments and drawings, but these are provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. Various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention.

10: 구조물 보수/보강용 유닛
100: 연장 부재
200: 형상기억합금 부재
300: 열전달 부재
A: 인덕션 히팅 유닛
C: 콘크리트10: Structure repair / reinforcement unit
100: extension member
200: shape memory alloy member
300: heat transfer member
A: Induction Heating Unit
C: concrete

Claims (6)

구조물 보수/보강용 유닛에 있어서,
제1전기저항 및 제1자기투자율을 갖는 연장 부재;
상기 제1전기저항보다 작은 제2전기저항 및 상기 제1자기투자율보다 작은 제2자기투자율을 가지고, 상기 연장 부재에 접촉하는 형상기억합금 부재; 및
상기 연장 부재를 가열하도록 구성된 인덕션 히팅 유닛;
을 포함하고,
상기 연장 부재가 가열되면, 상기 연장 부재의 열이 상기 형상기억합금 부재로 열전도 방식으로 전달되는 구조물 보수/보강용 유닛.
In the structure repair / reinforcement unit,
An extension member having a first electrical resistance and a first magnetic permeability;
A shape memory alloy member having a second electrical resistance smaller than the first electrical resistance and a second magnetic permeability smaller than the first magnetic permeability, and contacting the extension member; And
An induction heating unit configured to heat the elongate member;
Including,
And, when the extension member is heated, heat of the extension member is transferred to the shape memory alloy member in a thermally conductive manner.
제1항에 있어서,
상기 형상기억합금 부재는 복수 개이고, 복수 개의 형상기억합금 부재는 상기 연장 부재를 중심으로 상기 연장 부재의 외주면을 둘러싸도록 배치되는 구조물 보수/보강용 유닛.
The method of claim 1,
And a plurality of shape memory alloy members, and the plurality of shape memory alloy members are arranged to surround the outer circumferential surface of the extension member with respect to the extension member.
제1항에 있어서,
상기 연장 부재는 복수 개이고, 복수 개의 연장 부재는 상기 형상기억합금 부재를 중심으로 상기 형상기억합금 부재의 외주면을 둘러싸도록 배치되는 구조물 보수/보강용 유닛.
The method of claim 1,
And a plurality of extension members, the plurality of extension members being arranged to surround the outer circumferential surface of the shape memory alloy member with respect to the shape memory alloy member.
제1항에 있어서,
상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재 사이에 배치되는 열전달 부재를 더 포함하고,
상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재의 접촉 면적을 증가시키기 위해 상기 열전달 부재의 일 부분은 상기 연장 부재의 외주면에 대응되는 형상을 갖고, 상기 열전달 부재의 타 부분은 상기 형상기억합금 부재의 외주면에 대응되는 형상을 가지는 구조물 보수/보강용 유닛.
The method of claim 1,
Further comprising a heat transfer member disposed between the extension member and the shape memory alloy member,
In order to increase the contact area between the extension member and the shape memory alloy member, one portion of the heat transfer member has a shape corresponding to an outer circumferential surface of the extension member, and the other portion of the heat transfer member is formed on an outer circumferential surface of the shape memory alloy member. Structure repair / reinforcement unit having a corresponding shape.
제1항에 있어서,
상기 연장 부재 및 상기 형상기억합금 부재는 번들 형태를 형성하며 콘크리트 내에 매립되고,
상기 인덕션 히팅 유닛은 상기 콘크리트의 외부에 배치되는 구조물 보수/보강용 유닛.The method of claim 1,
The extension member and the shape memory alloy member form a bundle shape and are embedded in concrete;
The induction heating unit is a structure repair / reinforcement unit disposed outside the concrete. 삭제delete
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