KR102393967B1 - 프리스트레싱 모듈 및 이의 제작 방법 - Google Patents

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KR102393967B1
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강현구
권순영
이창재
홍성엽
김만우
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서울대학교 산학협력단
(주)까뮤이앤씨
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Abstract

본 발명은 응력전달피복부에 프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트 부재 내에 설치하여 철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입할 수 있는 것으로, 프리스트레스의 도입 범위 및 시기를 자유롭게 조절할 수 있고 현장 긴장 작업이 불필요한 프리스트레싱 모듈에 대한 것이다.
본 발명 프리스트레싱 모듈은 철근콘크리트 부재의 내부에 매립 설치되어 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로, 긴장력이 도입되는 긴장재; 상기 긴장재의 중간에 결합되는 것으로 일측에 상기 긴장재가 삽입되는 삽입홈이 형성된 판 형상의 임시절연판; 상기 임시절연판의 양측에서 긴장재의 외부를 감싸도록 구비되어 긴장재의 긴장력에 의해 프리스트레스가 도입되는 응력전달피복부; 및 상기 임시절연판의 삽입홈에 삽입되어 긴장재 상부의 공간을 채우는 연성 재질의 막음재; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

프리스트레싱 모듈 및 이의 제작 방법{Prestressing module and production method thereof}
본 발명은 응력전달피복부에 프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트 부재 내에 설치하여 철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입할 수 있는 것으로, 프리스트레스의 도입 범위 및 시기를 자유롭게 조절할 수 있고 현장 긴장 작업이 불필요한 프리스트레싱 모듈에 대한 것이다.
콘크리트는 압축강도는 강하지만 인장력에 취약하다. 이에 인장응력이 생기는 부분에 긴장재를 위치시킨 후 긴장재를 긴장하여 프리스트레스를 도입함으로써, 압축력 부여로 인장강도를 증가시켜 철근콘크리트 부재의 휨 저항 성능을 향상시키는 프리스트레스트 콘크리트가 많이 이용된다.
프리스트레스트 콘크리트는 장스팬 구조에 적용 가능하고, 설계하중 하에서 균열 발생을 방지할 수 있으며, 고강도 콘크리트 사용으로 부재 단면 축소가 가능하여 구조물 자중을 경감할 수 있는 등의 장점이 있다.
철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입하는 방법은 콘크리트 타설 전에 미리 긴장재를 긴장하는 프리텐션 공법과 콘크리트의 타설 및 양생 후 나중에 긴장재를 긴장하는 포스트텐션 공법이 있다.
프리텐션 공법은 긴장재에 미리 인장력을 가한 상태에서 콘크리트를 타설 및 양생하여 콘크리트 내에 긴장재를 부착한 다음, 긴장재의 긴장력을 제거하여 부재에 프리스트레스를 도입한다. 이렇게 제작된 프리스트레스트 콘크리트 부재는 공장에서 제조되므로 품질에 대한 신뢰도가 높고, 대량 생산이 가능하여 경제적이며, 현장 긴장 작업이 필요 없다.
기존 프리텐션 공법에 의한 PC 슬래브는 프리스트레스 도입을 위한 긴장재가 부재의 전체 길이에 걸쳐 배치된다.
따라서 PC 부재에 프리스트레스를 도입하면 PC 부재의 전체 길이에 걸쳐 균일한 역모멘트가 도입된다. 즉, PC 부재의 전체 길이에 걸쳐 하부에는 압축력, 상부에는 인장력이 도입된다. 그러나 휨 부재는 중앙부에서 큰 모멘트가 발생하므로, 중앙부를 기준으로 프리스트레스를 도입할 경우 PC 부재의 단부는 과도한 보강이 되어 균열 발생 우려가 있다.
또한, 현장에서 상부에 콘크리트가 타설되는 하프 PC 부재는 현장타설 콘크리트 하중이 작용하기 전에 미리 프리스트레스가 도입되므로, 시공하중이나 현장타설 콘크리트 하중이 작용하지 않는 초기 단계에서는 과도한 응력이 PC 부재에 작용하여 과도한 솟음이나 균열 발생 우려가 있다.
아울러 프리텐션 공법은 콘크리트 타설 전에 긴장재를 긴장하므로, 긴장재 긴장을 위해 별도의 반력대가 필요하여 재래식 철근콘크리트 공법(RC 공법)에는 적용하기 어렵다.
한편, 포스트텐션 공법은 쉬스관의 배치에 따라 원하는 구간에만 부분적으로 프리스트레스 도입이 가능하고, 하중 재하 시점에 따라 프리스트레스를 단계적으로 도입할 수 있다. 그러나 현장에서 긴장력 도입 시 투입 장비나 인력 및 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 철근콘크리트 부재에 프리스트레스 도입 시 도입 범위 및 시기를 자유롭게 조절할 수 있고, 현장 긴장 작업이 필요없는 프리스트레싱 모듈을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 철근콘크리트 부재의 내부에 매립 설치되어 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로, 긴장력이 도입되는 긴장재; 상기 긴장재의 중간에 결합되는 것으로 일측에 상기 긴장재가 삽입되는 삽입홈이 형성된 판 형상의 임시절연판; 상기 임시절연판의 양측에서 긴장재의 외부를 감싸도록 구비되어 긴장재의 긴장력에 의해 프리스트레스가 도입되는 응력전달피복부; 및 상기 임시절연판의 삽입홈에 삽입되어 긴장재 상부의 공간을 채우는 연성 재질의 막음재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 응력전달피복부의 외주면은 파형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 임시절연판의 양측에는 가이드판이 구비되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가이드판의 외측면에는 응력전달피복부 형성을 위한 덕트가 고정되는 고정링이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 가이드판의 내측면에는 내측이 확대된 가이드홈부가 상하로 형성되고, 상기 임시절연판의 외측면에는 상기 가이드홈부에 삽입되어 걸리는 가이드돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 프리스트레싱 모듈을 제작하기 위한 것으로, (a) 상기 긴장재를 설치하는 한편, 상기 긴장재의 중간이 임시절연판의 삽입홈에 삽입되도록 임시절연판을 위치시키는 단계; (b) 상기 임시절연판의 양측에 긴장재를 감싸는 덕트를 각각 설치하는 단계; (c) 상기 긴장재를 긴장하는 단계; (d) 상기 덕트의 내부에 충전재를 주입한 후 양생시켜 응력전달피복부를 형성하는 단계; 및 (e) 상기 긴장재의 긴장력을 해제하여 응력전달피복부에 프리스트레스를 도입하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈의 제작 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 프리스트레싱 모듈을 이용하여 철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로, (a) 거푸집을 설치하고, 거푸집의 상부에 프리스트레싱 모듈을 거치시키는 단계; (b) 상기 프리스트레싱 모듈의 임시절연판 단부가 노출되도록 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계; 및 (c) 상기 임시절연판을 제거하여 철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 이용한 철근콘크리트 부재의 프리스트레스 도입 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 철근콘크리트 부재 내에 매립되어 철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로, 긴장재의 중간이 임시절연판의 삽입홈에 삽입되어 결합되되, 임시절연판 양측의 긴장재를 감싸는 응력전달피복부를 포함하여 구성되는 프리스트레싱 모듈을 제공할 수 있다.
특히, 긴장재의 긴장에 의해 응력전달피복부에 프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트 부재 내에 프리스트레싱 모듈을 설치한 후 임시절연판을 제거하면, 프리텐션이 도입된 긴장재가 임시절연판 양측의 응력전달피복부를 당겨 철근콘크리트 부재에 프리스트레스를 도입할 수 있다.
이에 따라 임시절연판의 제거 시점을 선택하여 프리스트레스의 도입 범위 및 시기를 자유롭게 조절할 수 있고, 하중의 크기에 따라 프리스트레싱 모듈의 길이 및 개수를 자유롭게 조절할 수 있으며, 현장 긴장 작업이 필요없어 편리하다.
도 1은 본 발명 프리스트레싱 모듈을 도시하는 사시도.
도 2는 임시절연판을 도시하는 사시도.
도 3은 임시절연판과 막음재의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 4는 일실시예에 의한 막음재가 결합된 임시절연판을 도시하는 사시도.
도 5는 다른 실시예에 의한 막음재가 결합된 임시절연판을 도시하는 사시도.
도 6은 임시절연판과 가이드판의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 7은 정착부가 구비된 가이드판이 결합된 임시절연판을 도시하는 사시도.
도 8은 고정링이 구비된 가이드판과 임시절연판의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 9는 고정링이 구비된 가이드판과 긴장재 및 덕트의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 10은 가이드홈부와 가이드돌부에 의한 가이드판과 임시절연판의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 11은 가이드홈부와 가이드돌부에 의한 가이드판과 임시절연판의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 12는 본 발명 프리스트레싱 모듈의 제작 방법을 도시하는 도면.
도 13은 프리스트레싱 모듈을 이용한 프리스트레스 도입 방법을 도시하는 도면.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 프리스트레싱 모듈을 도시하는 사시도이고, 도 2는 임시절연판을 도시하는 사시도이다. 그리고 도 3은 임시절연판과 막음재의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 4는 일실시예에 의한 막음재가 결합된 임시절연판을 도시하는 사시도이며, 도 5는 다른 실시예에 의한 막음재가 결합된 임시절연판을 도시하는 사시도이다.
본 발명 프리스트레싱 모듈은 철근콘크리트 부재(1)의 내부에 매립 설치되어 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로, 긴장력이 도입되는 긴장재(31); 상기 긴장재(31)의 중간에 결합되는 것으로 일측에 상기 긴장재(31)가 삽입되는 삽입홈(321)이 형성된 판 형상의 임시절연판(32); 상기 임시절연판(32)의 양측에서 긴장재(31)의 외부를 감싸도록 구비되어 긴장재(31)의 긴장력에 의해 프리스트레스가 도입되는 응력전달피복부(33); 및 상기 임시절연판(32)의 삽입홈(321)에 삽입되어 긴장재(31) 상부의 공간을 채우는 연성 재질의 막음재(35); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스 도입 시 프리스트레스의 도입 범위 및 시기를 자유롭게 조절할 수 있고, 현장 긴장 작업이 필요없는 프리스트레싱 모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 긴장력이 도입되는 긴장재(31), 상기 긴장재(31)의 중간에 설치되는 임시절연판(32) 및 상기 임시절연판(32)의 양측에서 긴장재(31)를 감싸도록 구비되는 응력전달피복부(33)로 구성된다(도 1).
상기 긴장재(31)는 강연선, 강선 등일 수 있다.
상기 임시절연판(32)은 긴장재(31)의 외부에서 긴장재(31)의 중간에 결합된다.
상기 임시절연판(32)의 일측에는 긴장재(31)가 삽입되는 삽입홈(321)이 형성되는데, 임시절연판(32)을 나중에 제거할 수 있도록 삽입홈(321)은 임시절연판(32)의 상부와 연통되게 형성할 수 있다(도 2 등).
상기 임시절연판(32)의 단부 측에는 공구를 이용하여 임시절연판(32)을 제거할 수 있도록 공구삽입홈(322)이 형성될 수 있다.
상기 임시절연판(32)은 강성이 큰 강재 또는 합성수지를 사용하여 제작 가능하다.
상기 응력전달피복부(33)는 임시절연판(32)의 양측에서 긴장재(31)의 외부를 감싸도록 구비된다.
상기 응력전달피복부(33)는 모르타르 등의 충전재일 수 있다.
상기 충전재는 철근콘크리트 부재(1)의 콘크리트 강도보다 강도가 높은 고강도 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 응력전달피복부(33) 형성을 위해 긴장재(31)의 외부에는 긴장재(31)의 외경보다 내경이 큰 덕트(34)가 구비될 수 있다(도 9, 도 11).
상기 응력전달피복부(33)에는 긴장재(31)의 긴장력에 의해 프리스트레스가 도입된다.
상기 응력전달피복부(33)는 긴장재(31)의 긴장에 의해 철근콘크리트로 긴장력을 전달한다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 공장 등에서 선 제작하여 PC 공법 또는 RC 공법에 적용할 수 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 하중의 크기에 따라 길이 및 개수를 자유롭게 결정하여 철근콘크리트 부재(1) 내부에 매립 설치할 수 있다.
프리스트레스가 도입된 상태에서 철근콘크리트 부재(1) 내에 매립된 프리스트레싱 모듈(3)의 임시절연판(32)을 제거하면, 임시절연판(32)의 두께만큼 빈 공간이 형성되면서 프리텐션이 도입된 긴장재(31)가 임시절연판(32) 양측의 응력전달피복부(33)를 임시절연판(32)이 있었던 공간 측으로 당기게 된다.
이에 따라 상기 응력전달피복부(33)가 주변 콘크리트를 당겨 콘크리트에 압축력이 도입된다.
본 발명 프리스트레싱 모듈(3)을 이용하는 경우, 임시절연판(32)의 제거에 의해 간단하게 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스를 도입할 수 있다.
그러므로 철근콘크리트 부재(1)에 작용하는 하중의 재하 시점에 따라 임시절연판(32)의 제거 시점을 선택함으로써 단계적 응력 도입이 가능하고, 철근콘크리트 부재(1)의 초기 과도한 솟음을 방지할 수 있으며, 인장력이 작게 작용하는 부위에서 과도한 프리스트레스로 인한 균열을 방지할 수 있다.
상기 응력전달피복부(33)와의 마찰력을 최소화하여 임시절연판(32)을 쉽게 제거할 수 있도록 임시절연판(32)의 양면에는 윤활제를 도포하거나 윤활 시트를 부착할 수 있다.
상기 임시절연판(32)은 프리스트레싱 모듈(3)의 길이 및 도입하고자 하는 프리스트레스의 크기 등에 따라 복수 개가 서로 이격되게 배치될 수도 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스를 도입하는 역할을 할 뿐 아니라 그 자체로 인장 성능이 향상된 독립된 부재로서 철근콘크리트 부재(1)의 인장강도를 보강하는 보강재 역할을 한다.
상기 임시절연판(32)의 삽입홈(321)은 임시절연판(32)의 상부로 연통되게 형성되므로, 철근콘크리트 부재(1) 제작 시 삽입홈(321)에 콘크리트가 채워질 수 있다. 이 경우 임시절연판(32)을 제거하더라도 삽입홈(321) 내 콘크리트의 간섭으로 인해 양측의 응력전달피복부(33)가 내측으로 당겨지지 못할 수 있다.
따라서 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 긴장재(31)가 삽입된 삽입홈(321)의 내부에는 긴장재(31) 상부의 삽입홈(321) 공간을 채우는 막음재(35)를 결합할 수 있다.
상기 막음재(35)는 연성 재질로 형성하여 콘크리트의 유입은 방지하면서 양측 응력전달피복부(33)의 변위는 허용하도록 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 막음재(35)를 임시절연판(32)의 상면 및 측면까지 연장하면, 콘크리트가 임시절연판(32)과 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
상기 긴장재(31)는 응력전달피복부(33)와 부착 또는 비부착으로 구비될 수 있다.
상기 긴장재(31)와 응력전달피복부(33)가 부착된 경우, 별도의 정착구 없이 긴장재(31)를 고정할 수 있다.
상기 긴장재(31)와 응력전달피복부(33)가 서로 비부착된 경우, 응력전달피복부(33)의 양단에 긴장재(31) 정착을 위한 정착구(미도시)가 구비될 수 있다.
이 경우 정착구와 응력전달피복부(33) 단부의 지압에 의해 응력전달피복부(33)로 긴장력을 전달할 수 있다.
도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 응력전달피복부(33)의 외주면은 파형으로 형성될 수 있다.
상기 응력전달피복부(33)는 응력전달피복부(33)와 외부 콘크리트와의 부착력에 의해 프리스트레싱 모듈(3)에 도입된 프리스트레스를 철근콘크리트 부재(1)로 전달한다.
그런데 전달되는 응력이 부착력보다 큰 경우, 응력전달피복부(33)와 콘크리트의 접합면 사이에 미끄러짐이 발생하면서 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스가 충분히 도입되지 않을 수 있다.
따라서 응력 전달을 확실히 하기 위해 상기 응력전달피복부(33)의 외주면을 파형으로 형성할 수 있다. 상기 긴장재(31)의 응력은 응력전달피복부(33)의 파형 돌기의 전단력에 의해 전달되어 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스가 도입된다.
상기 응력전달피복부(33)의 외주면에 파형을 형성하기 위해 파형 덕트(34)를 사용할 수 있다(도 9).
도 6은 임시절연판과 가이드판의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 7은 정착부가 구비된 가이드판이 결합된 임시절연판을 도시하는 사시도이다.
도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 임시절연판(32)의 양측에는 가이드판(36)이 구비될 수 있다.
상기 임시절연판(32)은 긴장재(31)의 긴장에 의해 프리스트레싱 모듈(3)에 프리스트레스가 작용하는 상태에서 제거되어야 한다.
이때, 상기 임시절연판(32)과 응력전달피복부(33) 사이에는 큰 압축력이 작용하고, 이에 따라 접합면에 강한 마찰력이 발생하여 임시절연판(32)을 제거하기 어려울 수 있다.
특히, 임시절연판(32)은 강재, 응력전달피복부(33)는 고강도 모르타르를 사용하는 경우, 임시절연판(32)에 모르타르가 부착되어 임시절연판(32)을 제거하기 곤란하거나 임시절연판(32) 제거 시 임시절연판(32) 주면의 응력전달피복부(33)가 깨져 손상될 수 있다.
따라서 상기 임시절연판(32)과의 접합면에서 부착으로 인한 마찰력을 최소화하고, 응력전달피복부(33)를 보호하기 위해 임시절연판(32)의 양측에는 가이드판(36)이 구비될 수 있다.
상기 가이드판(36)은 강재 또는 합성수지로 구성 가능하다.
상기 가이드판(36)과 임시절연판(32)의 접촉면에는 윤활제 등을 사전 도포하여, 임시절연판(32) 제거 시 임시절연판(32)의 슬라이딩 이동을 용이하게 할 수 있다.
상기 가이드판(36)은 임시절연판(32)의 공구삽입홈(332)에 공구를 결합하여 임시절연판(32) 인발 시, 반력대 역할을 할 수 있다.
뿐만 아니라 상기 가이드판(36)은 응력전달피복부(33) 내부에 충전재 주입 시, 임시절연판(32)의 삽입홈(321) 측으로 충전재가 유입되는 것을 방지하는 마구리 거푸집 역할을 한다.
상기 가이드판(36)의 중앙에는 관통공(361)이 형성되어 긴장재(31)가 관통 결합될 수 있다.
이 경우, 상기 가이드판(36)이 긴장재(31)에 걸리게 되므로, 임시절연판(32)을 제거하더라도 가이드판(36)이 이탈되지 않고 제 위치에 고정될 수 있다.
상기 관통공(361)과 긴장재(31) 사이는 충전재 페이스트의 유입을 방지하기 위해 별도로 실리콘 코킹 처리를 할 수 있다.
상기 가이드판(36)의 외측면에는 응력전달피복부(33) 내에 정착되는 정착부(362)가 돌출 결합될 수 있다(도 7). 여기에서 가이드판(36)의 외측은 응력전달피복부(33) 측을 의미하고, 가이드판(36)의 내측은 임시절연판(32) 측을 의미한다.
상기 정착부(362)는 임시절연판(32) 제거 시 가이드판(36)이 움직이지 않도록 한다.
상기 정착부(362)는 덕트(34) 결합 시 덕트(34) 단부에 삽입되어 덕트(34)의 위치를 고정할 수도 있다.
도 8은 고정링이 구비된 가이드판과 임시절연판의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 9는 고정링이 구비된 가이드판과 긴장재 및 덕트의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가이드판(36)의 외측면에는 응력전달피복부(33) 형성을 위한 덕트(34)가 고정되는 고정링(363)이 돌출 형성될 수 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3) 제작 시, 응력전달피복부(33) 형성을 위한 덕트(34)를 임시절연판(32)의 양측에 고정하기 위해 가이드판(36)을 활용할 수 있다.
이를 위해 상기 가이드판(36)의 외측면에 원형의 고정링(363)을 돌출 형성하고, 상기 고정링(363)에 덕트(34)의 단부를 결합할 수 있다.
즉, 상기 덕트(34)의 단부를 고정링(363)의 내측에 삽입하거나, 고정링(363)을 덕트(34)의 단부에 삽입할 수 있다.
이에 따라 상기 덕트(34)를 가이드판(36)에 고정하여 프리스트레싱 모듈(3)을 용이하게 제작할 수 있다. 아울러 덕트(34) 내에 충전재 주입 시, 덕트(34)와 가이드판(36) 사이 간격이 벌어져 충전재가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 가이드홈부와 가이드돌부에 의한 가이드판과 임시절연판의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 11은 가이드홈부와 가이드돌부에 의한 가이드판과 임시절연판의 결합 상태를 도시하는 사시도이다.
도 10, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 가이드판(36)의 내측면에는 내측이 확대된 가이드홈부(364)가 상하로 형성되고, 상기 임시절연판(32)의 외측면에는 상기 가이드홈부(364)에 삽입되어 걸리는 가이드돌부(323)가 형성될 수 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)이 전체 길이에 걸쳐 긴장재(31)의 긴장력을 유지하기 위해서는 응력전달피복부(33), 가이드판(36) 및 임시절연판(32) 사이가 유격 없이 서로 밀착되어야 한다.
상기 응력전달피복부(33)는 가이드판(36)까지 충전재가 밀실하게 채워질 수 있어 쉽게 밀착될 수 있다. 그러나 가이드판(36)과 임시절연판(32)은 제작 중 사이에 유격이 발생하지 않도록 별도의 조치가 필요하다.
이를 위하여 상기 프리스트레싱 모듈(3) 제작 시, 임시절연판(32)의 좌우에 가이드판(36)을 이격되지 않게 고정할 수 있도록 가이드판(36)의 내측에는 가이드홈부(364)를 형성하고 임시절연판(32)의 외측에는 가이드돌부(323)를 형성하여 서로 맞물리게 구성할 수 있다.
이때, 상기 가이드홈부(364)는 내측이 확대되도록 형성하고, 가이드돌부(323)는 가이드홈부(364)의 형상과 대응되는 형상으로 형성하여 가이드홈부(364)에 가이드돌부(323)가 걸려 이탈되지 않도록 할 수 있다.
상기 가이드홈부(364) 및 가이드돌부(323)는 도브테일 또는 T형 단면으로 구성 가능하다.
상기 임시절연판(32)의 제거 시 임시절연판(32)이 하부로 슬라이딩 이동할 수 있도록 상기 가이드홈부(364)는 하부 측 단부와 연통되게 상하로 길게 형성할 수 있다.
도 12는 본 발명 프리스트레싱 모듈의 제작 방법을 도시하는 도면이다.
본 발명 프리스트레싱 모듈의 제작 방법은 도 1 내지 도 11을 참고하여 전술한 본 발명 프리스트레싱 모듈(3)을 제작하는 방법에 대한 것이다.
본 발명 프리스트레싱 모듈의 제작 방법에서는 먼저, (a) 상기 긴장재(31)를 설치하는 한편, 상기 긴장재(31)의 중간이 임시절연판(32)의 삽입홈(321)에 삽입되도록 임시절연판(32)을 위치시킨다(도 12의 (a)).
다음으로, (b) 상기 임시절연판(32)의 양측에 긴장재(31)를 감싸는 덕트(34)를 각각 설치한다(도 12의 (b)).
상기 임시절연판(32)의 양측에 가이드판(36)이 구비된 경우에는 가이드판(36)의 외측에 덕트(34)를 고정할 수 있으며, 상기 가이드판(36)의 외측면에 고정링(363)이 돌출 형성된 경우에는 고정링(363)에 덕트(34)를 고정할 수 있다.
상기 덕트(34)는 프리스트레싱 모듈(3) 제작 완료 후 제거 가능하며, 영구 존치할 수도 있다.
이후, (c) 상기 긴장재(31)를 당겨 긴장하고(도 12의 (c)), (d) 상기 덕트(34)의 내부에 모르타르 등 충전재를 주입한 후 양생시켜 응력전달피복부(33)를 형성한다(도 12의 (d)).
마지막으로 (e) 상기 긴장재(31)의 긴장력을 해제하여 응력전달피복부(33)에 프리스트레스를 도입한다(도 12의 (e)).
상기 (e) 단계에서는 긴장재(31)의 양단을 절단하여 긴장재(31)의 긴장력을 해제함으로써 응력전달피복부(33)에 프리스트레스를 도입한다.
도 13은 프리스트레싱 모듈을 이용한 프리스트레스 도입 방법을 도시하는 도면이다.
본 발명 프리스트레싱 모듈을 이용한 철근콘크리트 부재의 프리스트레스 도입 방법은 도 1 내지 도 11을 참고하여 전술한 본 발명 프리스트레싱 모듈(3)을 이용하여 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스를 도입하는 방법에 대한 것이다.
본 발명에서는 먼저, (a) 거푸집(2)을 설치하고, 거푸집(2)의 상부에 프리스트레싱 모듈(3)을 거치시킨다(도 13의 (a)).
이때, 상기 거푸집(2) 상부에 미리 철근(미도시)을 배근한 다음, 프리스트레싱 모듈(3)을 설치할 수 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 미리 프리스트레스가 도입된 상태로 철근콘크리트 부재(1) 내부에 설치된다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)을 거푸집(2) 상부에 이격 설치하기 위해 고임대(4)를 이용 가능하다.
다음으로, (b) 상기 프리스트레싱 모듈(3)의 임시절연판(32) 단부가 노출되도록 콘크리트를 타설하여 양생시킨다(도 13의 (b)).
상기 (b) 단계에서 콘크리트 타설 시에는 임시절연판(32)의 하단이 철근콘크리트 부재(1)의 외부로 노출되게 콘크리트를 타설한다.
이때, 상기 철근콘크리트 부재(1)의 하부에 임시절연판(32)이 노출되는 홈부(11)를 소정 깊이로 형성함으로써, 철근콘크리트 부재(1)의 하부면 외측으로 임시절연판(32)이 돌출되지 않게 할 수 있다.
마지막으로 (c) 상기 임시절연판(32)을 제거하여 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스를 도입한다(도 13의 (c)).
상기 철근콘크리트 부재(1)가 PC 부재인 경우, PC 부재를 현장 설치한 다음 상부에 토핑콘크리트를 타설하고 임시절연판(32)을 제거하여 부재 하부에 프리스트레스를 도입할 수 있다..
상기 철근콘크리트 부재(1)가 RC 부재인 경우, 콘크리트 양생 후 임시절연판(32)을 제거하여 부재 하부에 프리스트레스를 도입할 수 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 철근콘크리트 부재(1)의 길이 전체에 걸쳐 배치될 수도 있고, 철근콘크리트 부재(1)의 중앙부 등 하부 인장력이 크게 작용하는 부위에만 배치될 수도 있다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 하중의 크기, 처짐량 등을 고려하여 길이나 개수 등을 결정 가능하다.
상기 프리스트레싱 모듈(3)은 일반 긴장재와 병행하여 사용할 수 있다.
1: 철근콘크리트 부재 11: 홈부
2: 거푸집 3: 프리스트레싱 모듈
31: 긴장재 32: 임시절연판
321: 삽입홈 322: 공구삽입홈
323: 가이드돌부 33: 응력전달피복부
34: 덕트 35: 막음재
36: 가이드판 361: 관통공
362: 정착부 363: 고정링
364: 가이드홈부 4: 고임대

Claims (7)

  1. 철근콘크리트 부재(1)의 내부에 매립 설치되어 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로,
    긴장력이 도입되는 긴장재(31);
    상기 긴장재(31)의 중간에 결합되는 것으로 일측에 상기 긴장재(31)가 삽입되는 삽입홈(321)이 형성된 판 형상의 임시절연판(32);
    상기 임시절연판(32)의 양측에서 긴장재(31)의 외부를 감싸도록 구비되어 긴장재(31)의 긴장력에 의해 프리스트레스가 도입되는 응력전달피복부(33); 및
    상기 임시절연판(32)의 삽입홈(321)에 삽입되어 긴장재(31) 상부의 공간을 채우는 연성 재질의 막음재(35); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 응력전달피복부(33)의 외주면은 파형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 임시절연판(32)의 양측에는 가이드판(36)이 구비되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈.
  4. 제3항에서,
    상기 가이드판(36)의 외측면에는 응력전달피복부(33) 형성을 위한 덕트(34)가 고정되는 고정링(363)이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈.
  5. 제3항에서,
    상기 가이드판(36)의 내측면에는 내측이 확대된 가이드홈부(364)가 상하로 형성되고, 상기 임시절연판(32)의 외측면에는 상기 가이드홈부(364)에 삽입되어 걸리는 가이드돌부(323)가 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의한 프리스트레싱 모듈(3)을 제작하기 위한 것으로,
    (a) 상기 긴장재(31)를 설치하는 한편, 상기 긴장재(31)의 중간이 임시절연판(32)의 삽입홈(321)에 삽입되도록 임시절연판(32)을 위치시키는 단계;
    (b) 상기 임시절연판(32)의 양측에 긴장재(31)를 감싸는 덕트(34)를 각각 설치하는 단계;
    (c) 상기 긴장재(31)를 긴장하는 단계;
    (d) 상기 덕트(34)의 내부에 충전재를 주입한 후 양생시켜 응력전달피복부(33)를 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 긴장재(31)의 긴장력을 해제하여 응력전달피복부(33)에 프리스트레스를 도입하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈의 제작 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의한 프리스트레싱 모듈(3)을 이용하여 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로,
    (a) 거푸집(2)을 설치하고, 거푸집(2)의 상부에 프리스트레싱 모듈(3)을 거치시키는 단계;
    (b) 상기 프리스트레싱 모듈(3)의 임시절연판(32) 단부가 노출되도록 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계; 및
    (c) 상기 임시절연판(32)을 제거하여 철근콘크리트 부재(1)에 프리스트레스를 도입하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레싱 모듈을 이용한 철근콘크리트 부재의 프리스트레스 도입 방법.
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Citations (3)

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KR20200096294A (ko) * 2017-12-11 2020-08-11 페르난도 로드리게스 게민 바의 중앙부로부터 작동되는 사전응력이 도입된 콘크리트 바를 통한 사전응력도입 공정

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