KR20090049403A - 섬유강화플라스틱 데크를 내장한 ｆｒｐ-콘크리트합성바닥판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FRP로 제작된 데크의 외부를 콘크리트가 둘러싸도록 하여 콘크리트 바닥판의 내부에 FRP 데크가 매립되어 설치되어 있는 구조를 가지는 FRP 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판에 대한 것이다.

본 발명에서는 FRP 데크(2)와 콘크리트(3)가 합성되어 있는 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)으로서, 상기 콘크리트(3)는 상기 FRP 데크(2)의 상면과 전후측면, 또는 상면과 좌우측면을 감싸도록 형성됨으로써, FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 상면과 전후 측면, 또는 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 상면과 좌우 측면은 콘크리트(3)로 이루어지고, FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 하면에서는 상기 FRP 데크(2)의 하면이 노출되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 FRP 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 의하면, FRP-콘크리트 합성바닥판을 그 측면으로 서로 연결하거나 또는 거더 위에서 상기 FRP-콘크리트 합성바닥판과 거더를 연결하는 등의 경우에, 콘크리트와 -콘크리트 간의 연결이 이루어지므로, 하부의 FRP 데크 연결/상부의 콘크리트 연결이라는 번거로움을 피하여, 종래에 개발된 다양한 방식의 콘크리트 연결구조와 방법을 이용할 수 있으므로, 그만큼 시공이 경제적으로 이루어지게 되는 효과를 발휘하게 된다.

또한, 거더 위에 FRP-콘크리트 합성바닥판을 거치하여 전단연결할 때, 종전의 복잡한 FRP 데크와 거더의 연결구조를 피하여, 다양한 방식의 콘크리트 바닥판 과 거더의 연결구조와 방법을 이용할 수 있게 되므로, 그에 따른 경제적인 시공의 효과를 발휘하게 된다.

데크, 바닥판, 콘크리트, 내장, 섬유보강, 일체

Description

섬유강화플라스틱 데크를 내장한 ＦＲＰ-콘크리트 합성바닥판{Composite Concrete Plate Enclosing Fiber Reinforced Plastics Deck}

본 발명은 섬유강화플라스틱 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판에 관한 것으로서, 구체적으로는 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics)으로 제작된 데크(이하, "FRP 데크"라고 부른다)의 외부를 콘크리트가 둘러싸도록 하여 콘크리트 바닥판의 내부에 FRP 데크가 매립되어 설치되어 있는 구조를 가지는 FRP 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판에 대한 것이다.

상부판 및 하부판과 격벽이 일체를 이루어 중공을 형성하고 있는 형식의 FRP 데크 위에 소정 두께의 바닥판 콘크리트를 설치하여, 양 부재가 일체화된 구조를 가지는 FRP-콘크리트 합성바닥판을 교량의 상부구조로 사용하는 방안이 제시되어 있다. 이와 같은 FRP-콘크리트 합성바닥판은 소정 폭과 길이의 유닛 형태로 제작하여 이들 유닛을 서로 연결하여 전체 바닥판으로 이용하거나 또는 거더 위에 거치하여 거더와 일체로 연결하게 된다.

그런데 종래의 FRP-콘크리트 합성바닥판의 경우, 상부는 콘크리트로 만들어 지고 하부는 FRP 데크로 만들어지므로, 유닛을 측면으로 서로 연결할 때, 상부는 콘크리트 부재의 연결방법을 사용하고, 하부는 FRP를 위한 별도의 연결방법을 사용하여 각각 측면으로 연결해야 하는 불편함이 있다. 즉, 유닛의 상부와 하부를 각각 다른 방법을 이용하여 연결해야 하므로 그에 따른 불편함이 있는 것이다.

또한 유닛의 연결시에 인장력이 작용하는 부분에 과도하게 FRP 데크가 배치됨으로 인하여 바닥판 설치를 위한 비용이 증가되는 단점이 있다.

또한, FRP-콘크리트 합성바닥판의 유닛을 거더 위에 거치하여, 거더와 유닛을 전단 연결할 때, 하부의 FRP 데크와 거더를 연결해야 하므로, 거더 상면에 설치된 전단연결재가 FRP 데크에 삽입될 수 있도록 FRP 데크에 천공을 하고 콘크리트나 몰탈 채움을 하는 등, FRP 데크와 거더의 전단연결을 위한 공정이 복잡하게 되고, 그에 따라 공사비와 공기의 증가를 피할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같이 종래 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, FRP 데크와 콘크리트 바닥판의 합성구조를 가지는 FRP-콘크리트 합성바닥판에서, 상부와 하부를 각각 다른 방법으로 측면 연결하는 번거로움을 없애고, 일반적인 콘크리트 바닥판의 연결방법을 이용할 수 있도록 함으로써, FRP-콘크리트 합성바닥판의 측면 연결을 용이하고 경제적으로 할 수 있도록 하는 새로운 구조의 FRP-콘크리트 합성바닥판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, FRP-콘크리트 합성바닥판을 거더에 거치하여 연결할 때, FRP 데크와 거더의 연결에 따른 공정의 복잡함과 번거로움을 해소할 수 있는 FRP-콘크리트 합성바닥판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, FRP-콘크리트 합성바닥판을 그 측면으로 서로 연결하거나 또는 거더 위에서 상기 FRP-콘크리트 합성바닥판과 거더를 연결하는 등의 경우에, 콘크리트와 -콘크리트 간의 연결이 이루어지므로, 하부의 FRP 데크 연결/상부의 콘크리트 연결이라는 번거로움을 피하여, 종래에 개발된 다양한 방식의 콘크리트 연결구조와 방법을 이용할 수 있으므로, 그만큼 시공이 경제적으로 이루어지게 되는 효과를 발휘하게 된다.

또한, 거더 위에 FRP-콘크리트 합성바닥판을 거치하여 전단연결할 때, 종전 의 복잡한 FRP 데크와 거더의 연결구조를 피하여, 다양한 방식의 콘크리트 바닥판과 거더의 연결구조와 방법을 이용할 수 있게 되므로, 그에 따른 경제적인 시공의 효과를 발휘하게 된다.

본 발명에서는, FRP 데크와 콘크리트가 합성되어 있는 FRP-콘크리트 합성바닥판으로서, 상기 콘크리트는 상기 FRP 데크의 상면과 전후측면, 또는 상면과 좌우측면을 감싸도록 형성됨으로써, FRP-콘크리트 합성바닥판의 상면과 전후 측면, 또는 FRP-콘크리트 합성바닥판의 상면과 좌우 측면은 콘크리트로 이루어지고, FRP-콘크리트 합성바닥판의 하면에서는 상기 FRP 데크의 하면이 노출되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 FRP 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 있어서, 상기 FRP 데크의 전후 측면 또는 좌우 측면에 형성되는 콘크리트는, 상기 FRP 데크가 설치되는 위치에서의 FRP-콘크리트 합성바닥판의 두께(H1)보다 더 큰 두께(H2)를 가지고 있어, 상기 FRP 데크의 전후 측면 또는 좌우 측면에 형성되는 콘크리트의 하면이 상기 FRP 데크의 하면 보다 아래 부분으로 더 돌출되는 구조를 가질 수 있으며, 상기 FRP 데크의 전후 측면 또는 좌우 측면 가장자리가, 상기 더 큰 두께(H2)를 가지는 콘크리트의 부분으로 더 깊이 매립되어 있어, 상기 FRP 데크(2)의 가장자리에서 FRP 데크의 하면에는 콘크리트가 덮여있도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 FRP-콘크리트 합성바닥판의 하나 이상의 측면 에는 연결철근이 돌출되어 있는 구조를 가질 수도 있다.

이하 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 FRP 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 일실시예로서 측면에 연결철근(4)이 돌출되어 있는 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2a에는 도 1의 선A-A에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 도 1의 선B-B에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)은, 상부판, 하부판 및 격벽으로 이루어져 중공이 형성되어 있는 단면을 가지는 FRP 데크(2)의 주위에 콘크리트(2)가 감싸도록 일체로 형성되어 합성된다. 본 발명에서 상기 FRP 데크(2)의 중앙 부분 하면에는 콘크리트(3)가 덧씌워지지 않는다(다만, 후술하는 실시예와 같이, FRP 데크(2)의 가장자리 하면에는 콘크리트가 덧씌워질 수 있다). 따라서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예와 같이, 본 발명에 따른 합성바닥판(1)은 그 내부에 FRP 데크(2)를 내장하고 있되, 그 하면에서 상기 FRP 데크(2)의 하면이 노출되는 구조를 가지게 된다.

도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예에서는 FRP 데크(2)의 상면과 전후 측면(FRP 데크의 중공이 형성되는 방향으로의 양측면), 그리고 좌우 측면(FRP 데크의 중공이 형성되는 방향에 수직한 방향으로의 양측면)을 모두 감싸도록 콘크리트(3) 가 일체로 형성되어 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 FRP 데크(2)의 상면과 전후 측면에만 콘크리트(3)가 형성되고 FRP 데크(2)의 좌우 측면에는 콘크리트(3)가 형성되지 않을 수도 있으며, FRP 데크(2)의 상면과 좌우 측면에만 콘크리트(3)가 형성되고 FRP 데크(2)의 전후 측면에는 콘크리트(3)가 형성되지 않을 수도 있다.

한편, 도 2b에서 도시된 것처럼, FRP 데크(2)의 주위로 콘크리트(3)가 일체로 형성될 때, FRP 데크(2)의 중공 내부로 콘크리트가 일정 깊이까지 유입되는데, 이러한 구조를 통하여 FRP 데크(2)와 콘크리트(3)가 더욱 견고하게 일체화된다. 도 2b에서 부재번호 5로 도시된 것은, 콘크리트(3)가 FRP 데크(2)의 중공부로 유입되는 깊이를 제한하기 위하여 중공 내에 배치된 폼댐(5)이다.

도 3에는 도 1에 대응되는 사시도로서, 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 상기 폼댐(5) 설치 위치까지 FRP 데크(2)의 중공 내부로 콘크리트가 용이하게 유입되도록 하기 위하여 상기 FRP 데크(2)의 상부판에 콘크리트 개방부 또는 유입공(6)을 형성할 수도 있다.

위와 같이, FRP 데크(2)의 주위를 감싸도록 콘크리트(2)를 타설하여 본 발명에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)을 제작함에 있어서, FRP 데크(2)의 상부판과 콘크리트(2) 간의 합성을 위하여 다양한 종래의 방법이 채택될 수 있다. 즉, FRP 데크(2)의 상부판 위에 규사 코팅을 하거나, 또는 전단연결재를 일체로 설치하여 상기 전단연결재가 콘크리트(2)에 매립되도록 하는 등의 다양한 공지의 FRP 데크(2)와 콘크리트 간의 결합방법을 채택할 수 있다. 특히, 도면에 예시된 연결철 근(4)은 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 일측면에만 형성될 수도 있고, 2면, 3면 또는 4면 모두에 형성될 수 도 있다.

도 4에는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 도 2a에 대응되는 위치에서의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 실시예에서 상기 FRP 데크(2)의 주위에 형성되는 콘크리트는, 상기 FRP 데크(2)가 설치되는 위치에서의 합성바닥판(1)의 두께(H1)보다 더 큰 두께(H2)를 가지고 있어, 상기 FRP 데크(2)의 주위에 형성되는 콘크리트의 하면은 상기 FRP 데크(2)의 하면 보다 더 돌출되는 구조를 가지고 있다. 이와 같이 FRP 데크(2)의 주위에 형성되는 콘크리트의 하면이 상기 FRP 데크(2)의 하면 보다 더 돌출되는 구조는, FRP 데크(2)의 전후 측면 또는 좌우 측면에만 적용될 수도 있고, 전후좌우 측면 모두에 적용될 수도 있다.

상기한 실시예에 의하면 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)을 서로 측면 연결하거나 또는 거더 위에서 거더와 일체로 합성할 때 충분한 두께의 콘크리트가 존재하게 되므로, FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 연결이 더욱 용이하게 된다. 특히, FRP-콘크리트 합성바닥판(1)이 거더 위에 거치되었을 때, FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 가장자리는 큰 전단력이 작용하는 위치가 되므로, 위와 같이 FRP 데크(2) 주위의 콘크리트(3)의 두께를 크게 함으로써, 큰 전단력에도 충분히 저항할 수 있는 전단강도를 갖도록 하는 것이 매우 용이하게 되는 효과가 있다.

도 5에는 도 4에 도시된 실시예의 변형실시예에 의한 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)을 보여주는 사시도로서, 하부에서 올려다본 상태로 도시한 사시도가 도시되 어 있다. 도 6a 및 도 6b에는 각각 도 5의 선C-C 및 선D-D에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시예의 경우, FRP 데크(2)의 가장자리 부분에서 콘크리트(3)가 FRP 데크(2)의 하면의 일부를 덮도록 감싸고 있는 구조로 되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 실시예에서 FRP 데크(2)의 가장자리가 측면의 콘크리트로 더 깊이 매립되어 있는 것이다. 이와 같은 구성에 의하면 FRP 데크(2)의 가장자리가 콘크리트(3)에 매립되어 있으므로, FRP 데크(2)의 가장자리와 콘크리트(3)가 만나는 부분에서의 균열 발생 가능성이 낮아지게 되는 효과가 발휘된다.

한편, 도 7a에는 도 5에 도시된 실시예에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 좌우측면이 거더(10) 위에 거치된 상태에서 거더(10)와 합성되는 구조를 보여주는 부분 확대도가 도시되어 있고, 도 7b에는 도 5에 도시된 실시예에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 전후측면이 가로보(20) 위에 거치된 상태에서 가로보(20)와 합성되는 구조를 보여주는 부분 확대도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)을 거더(10)에 거치하여 일체로 합성할 때, 거더(10)와 콘크리트(3) 간에 적용될 수 있는 다양한 방식의 합성 구조에 의하여 용이하게 연결, 합성할 수 있게 된다. 도 7a에 도시된 실시예에서는 FRP-콘크리트 합성바닥판(1) 측면에 돌출된 연결철근(4)이 매립되도록 거더(10)의 상면에 무수축 모르타르(11)를 현장 타설하는 구조가 예시되어 있다.

한편, 도 7b에 도시된 것처럼, 강재로 이루어진 가로보(20)와 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)을 연결하는 것도 매우 용이한데, 도면에 예시된 것처럼, 강재로 이 루어진 가로보(20)의 상부에 설치된 스터드(21)와 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 측면에 돌출된 연결철근(4)이 매립되도록 가로보(20)의 상면에 무수축 모르타르(22)를 현장 타설하는 방법을 통하여 쉽게 가로보(20)와 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)을 연결할 수 있게 된다. 특히, 도 7b에 도시된 것처럼, 연결철근(4)의 하단부(23)가 상기 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 FRP 데크(2)를 관통 삽입하도록 구성하면 더욱 견고한 연결, 합성을 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예로서, 측면에 연결철근이 돌출되어 있는 FRP-콘크리트 합성바닥판의 개략적인 사시도이다.

도 2a는 도 1의 선A-A에 따른 개략적인 단면도이며, 도 2b는 도 1의 선B-B에 따른 개략적인 단면도이다.

도 3은 도 1에 대응되는 사시도로서, 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 4는 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판의 도 2a에 대응되는 위치에서의 개략적인 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 실시예의 변형실시예에 의한 FRP-콘크리트 합성바닥판을 보여주는 사시도로서, 하부에서 올려다본 상태로 도시한 사시도이다.

도 6a 및 도 6b는 각각 도 5의 선C-C 및 선D-D에 따른 개략적인 단면도이다.

도 7a는 도 5에 도시된 실시예에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판의 좌우측면이 거더 위에 거치된 상태에서 거더와 합성되는 구조를 보여주는 부분 확대도이다.

도 7b는 도 5에 도시된 실시예에 따른 FRP-콘크리트 합성바닥판의 전후측면이 가로보 위에 거치된 상태에서 가로보와 합성되는 구조를 보여주는 부분 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : FRP 데크 내장형 콘크리트 바닥판 2 : FRP 데크

Claims (4)

1. 섬유강화플라스틱 데크("FRP 데크")(2)와 콘크리트(3)가 합성되어 있는 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)으로서,

   상기 콘크리트(3)는 상기 FRP 데크(2)의 상면과 전후측면, 또는 상면과 좌우측면을 감싸도록 형성됨으로써,

   FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 상면과 전후 측면, 또는 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 상면과 좌우 측면은 콘크리트(3)로 이루어지고, FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 하면에서는 상기 FRP 데크(2)의 하면이 노출되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 FRP 데크 내장형 FRP-콘크리트 합성바닥판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 FRP 데크(2)의 전후 측면 또는 좌우 측면에 형성되는 콘크리트(3)는, 상기 FRP 데크(2)가 설치되는 위치에서의 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 두께(H1)보다 더 큰 두께(H2)를 가지고 있어,

   상기 FRP 데크(2)의 전후 측면 또는 좌우 측면에 형성되는 콘크리트(3)의 하면이 상기 FRP 데크(2)의 하면 보다 아래 부분으로 더 돌출되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 FRP-콘크리트 합성바닥판.
3. 제2항에 있어서,

   상기 FRP 데크(2)의 전후 측면 또는 좌우 측면 가장자리는, 상기 더 큰 두께(H2)를 가지는 콘크리트(3)의 부분으로 더 깊이 매립되어 있어, 상기 FRP 데크(2)의 가장자리에서 FRP 데크(2)의 하면에는 콘크리트(3)가 덮여있는 것을 특징으로 하는 FRP-콘크리트 합성바닥판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 FRP-콘크리트 합성바닥판(1)의 하나 이상의 측면에는 연결철근(4)이 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 FRP-콘크리트 합성바닥판.

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