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와이어 로프에 구조부재로서 기능을 부여하는 프리 스트레싱을 도입하여 볼트와 너트를 이용한 기계식 정착방법을 사용하는 공법이다. 토오크 렌치에 의한 체결로 시공 정밀도가 높고, 품질 및 유지관리가 용이하다.
기존의 유압 쐐기식 방법보다 협소한 공간에서의 체결과 정착의 간소화로 경제적이고 시공성도 우수하다. |
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Post Tension 공법 원리
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부재단부에 정착 장치를 설치하고 인장재에 Post Tension을 가하여 보강한다. 보강으로 인한 부 모멘트에 의한 상향력으로 내력보강 및 처짐복원까지 가능한 공법이다.
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본 기술은 아이볼트/너트, 와이어 로프와 정착구, 코너비드, 새들, 플레이트 등을 기계적으로 정착, 체결하는 방법을 통해서 구조물의 휨, 전단 및 내진등을 보강한다.
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Eye Bolt
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토크렌치, 유압잭으로 Bolt체결, 정착.
정착단 간결하고 Slip, 이완 없음.
작업성 우수하고 재 긴장작업 용이.
시공정밀도 높은 친환경 건식공법. |
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7 X 19 Wire Rope Eye Bolt
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Wire Rope, Bolt의 장점 결합한 기술.
Wire Rope에 긴장력 도입 내력보강.
접착보강재의 탈락우려 없이 보강. |
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Wire rope, Tie Cable의 재료적 특성
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| 내용＼규격 |
7x19 Wire Rope
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1x7 Tie Cable
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φ4.8
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φ6.3
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φ8.0
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φ10
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φ12.5
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φ50T
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φ100T
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| 파괴하중(Tultimate)/kN |
19 |
28 |
45 |
66 |
106 |
490 |
950 |
| 허용하중(Tallowable)/kN |
11.4
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16.8
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27
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39.6
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63.6
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294
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570
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| 단위중량(kg/m)
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0.1
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0.158
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0.255
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0.398
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0.632
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2.68
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4.92
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| Eye Bolt
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3/8
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3/8~4/8
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4/8
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5/8
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6/8
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| -인장강도 철근의 약4배(피복두께 증가) |
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-유연하고 길이제한 없어 작업성 좋음.
-스파이럴(Spiral, 교각 타운기둥 등)시공 용이함.
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- 1970년 중반 이후 급속한 경제개발은 건축물 포함 사회기반 시설의 신속한 건설.
- 대부분 철근콘크리트 구조로 20~30여년 경과 시점에서 노후화로 안전문제 대두.
- 국내 보수·보강기술이 미흡한 상황에 공법에 대한 충분한 검토 없이 무분별한 적용.
- 보강재의 탈락으로 인한 내구성 문제가 건설현장을 중심으로 나타남. |
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| [ 선팽창계수와 온도변화에 따른 변화량 비교 ] |
- 열팽창계수가 비슷한 철근과 콘크리트는 구조적으로 일체 거동.
- 에폭시수지 열팽창계수는 콘크리트보다 4~5배 크고, 탄소섬유는 온도가 올라갈 때 수축.
- 시공 당시 높은 접착력에도 불구하고 수년 후 표면탈락 된 사례가 많음.
- 온도, 습도등 환경변화와 열팽창계수의 차에 의한 현상으로 시공 결함과는 무관.
- 에폭시수지로 접착한 탄소섬유·강판과 폴리머몰탈 접착 실험체
20±20℃와 건습을 반복함에 따라 초음파의 측정값이 변화
접착재 탈락형태도 콘크리트를 물고 떨어지지 않고, 모두 접착경계면에서 탈락. |
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보강 재료의
물리적 특징 |
콘크리트 |
강판 |
시멘트몰탈 |
폴리머몰탈 |
탄소섬유 |
Epoxy |
| 선 팽창 계수 |
10×10-6/℃ |
10×10-6/℃ |
10×10-6/℃ |
-0.5~0.7×10-6/℃ |
-1.7×10-6/℃ |
41~54×10-6℃
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최대용역이후
항복변형 |
1.3×10-³/℃ |
2.5×10-³/℃ |
2.0×10-³/℃ |
2.5×10-³/℃ |
0.8×10-³/℃ |
9.1×10-³/℃ |
건조수축
길이변화량 |
0.6×10-³/℃ |
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1.25×10-³/℃ |
1.9×10-³/℃ |
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* 탄소섬유, 강판 등을 접착하는 유기질 에폭시수지 :
경화 전 유해가스가 발생, 착화시에는 스스로 연소, 유독성
가스가 발생.
* 탄소섬유 등으로 가려진 콘크리트의 바탕 상태는 관찰할 수 없고, 보수 및 교체 등 유지관리도 곤란. |
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[콘크리트에 매달려 있던 강판은 볼트 제거하자 철판, 에폭시는 저절로 떨어졌다.(2004, 광주 부동교)
* 건축물포함 토목 구조물에 대한 보강은 안전과 환경변화, 유지관리 등 전체 Life Cycle을 고려 친환경적 보강 기술
이어야 한다. |
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| 내용 |
BT공법 |
기존기술 |
| 보강개념 |
Prestress로 추가하중 및 사하중에 대한 보강 |
추가하중에 대한 보강, 사하중에 대한 보강불가 |
| 내진성능 |
7×19 wire rope의 유연성으로 매우 우수함 |
내진보강효과 적고, 지진시 탈락가능성 높음 |
| 파괴형태 |
연성보강재 사용으로 연성파괴 |
취성보강재로 인한 취성파괴 |
| 내구성 |
비 접착방법으로 탈락우려 자체가 없음 |
온도환경변화로 박리되어 내구성 문제됨 |
| 바탕상태 |
노출되어 수시 관찰가능 |
접착재로 가려져 철거 전에는 바탕상태 관찰 불가 |
| 페인트 |
제거 필요 없음
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깨끗하게 제거 되어야 함
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| 협소공간 |
천정 속에서도 작업가능
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천정판 제거하여야 함
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| 추가마감
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필요 없음
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별도마감 필요 함
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| 품질검사
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시공정밀도가 높고 과학적임
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곤란함
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| 친환경성
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친환경 재료 사용
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에폭시는 비 친환경재료임
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| 공사기간 |
공장제작 현장조립하는 건식공법으로 공기단축
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현장제작설치로 번잡하고 늦음 |
| 공사비용 |
상대적으로 보다 경제적임 |
상대적으로 비경제적임 |
| 유지관리 |
추가보강·재보강등 유지관리 용이 |
기존 구체관찰 불가로 인해 유지관리 곤란 |
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