(57)【要約】【課題】  複合プレートの補強構造および施工方法を提供すること。【解決手段】  本発明は、アルミニウム、ガラス繊維およびエポキシ素材で構成された補強材を利用して、コンクリート梁の耐力不足を克服するように具現した複合プレートの補強構造および施工方法に関するものであって、長さ方向に有孔トラス構造が形成される曲げ補強部；前記曲げ補強部の両側から直角方向に延長形成され、一端に第１クリップ部材が形成されたせん断補強部；および前記せん断補強部の第１クリップ部材と締結できる第２クリップ部材を一端に具備し、前記せん断補強部と共に被補強体に締結される追加せん断補強部を含む。【選択図】      図１
2019011669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に有孔トラス構造が形成される曲げ補強部と、
前記曲げ補強部の両側から直角方向に延長形成され、一端に第１クリップ部材が形成されたせん断補強部と、
前記せん断補強部の第１クリップ部材と締結できる第２クリップ部材を一端に具備し、前記せん断補強部と共に被補強体に締結される追加せん断補強部と、
を含む複合プレートの補強構造。
【請求項２】
前記第１クリップ部材は、前記せん断補強部の一端から内側に折り曲げられた逆Ｕ字状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項３】
前記第２クリップ部材は、前記追加せん断補強部の一端から外側に折り曲げられたＵ字状に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項４】
前記第２クリップ部材は、前記第１クリップ部材の逆Ｕ字状の溝に挿入されてクリップ状に差し込まれて噛み合わせられることを特徴とする、請求項３に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項５】
前記せん断補強部は、前記第１クリップ部材と前記第２クリップ部材とが噛み合った部分が被補強体と共に締結されることを特徴とする、請求項４に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項６】
前記せん断補強部は、前記第１クリップ部材と前記第２クリップ部材とが噛み合った部分が被補強体と共に締結するための締結手段を具備することを特徴とする、請求項５に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項７】
前記せん断補強部は、一方側の開放された部分を密封した後、他方側に被補強体との間に接着剤を充填することを特徴とする、請求項１に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項８】
前記有孔トラス構造は、前記曲げ補強部の下部に一体型または着脱型で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項９】
前記曲げ補強部、前記せん断補強部および前記追加せん断補強部は、アルミニウムで製作されることを特徴とする、請求項１に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項１０】
前記曲げ補強部の表面にガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）が積層されて補強力を補充するための追加曲げ補強部をさらに含む、請求項１に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項１１】
前記追加曲げ補強部は、ＧＦＲＰで形成される多数個の層が交差積層されることを特徴とする、請求項１０に記載の複合プレートの補強構造。
【請求項１２】
曲げ補強部の上部または補強が必要な被補強体に接着剤を塗布するステップと
前記曲げ補強部を被補強体に付着させるステップと
前記曲げ補強部の両側に直角方向に延長形成されたせん断補強部を追加せん断補強部と共に被補強体に締結するステップと、
を含む複合プレート構造の施工方法。
【請求項１３】
前記接着剤を塗布するステップの前に、被補強体の面に対するグラインディング作業、被補強体の仕上げモルタルを除去する作業、被補強体の亀裂に対する補修作業または被補強体の凹凸面を平坦化する作業のうち一つ以上の作業を遂行する前処理ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の複合プレート構造の施工方法。
【請求項１４】
前記前処理ステップを遂行した後、被補強体にプライマーを塗布するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の複合プレート構造の施工方法。
【請求項１５】
前記せん断補強部を結合するステップは、
前記せん断補強部の一方側の開放された部分を密封するステップと、
前記せん断補強部の他方側に前記せん断補強部と被補強体との間の空間に接着剤を充填するステップと、
前記せん断補強部の他方側に前記追加せん断補強部をスライディング挿入して前記せん断補強部の第１クリップ部材と前記追加せん断補強部の第２クリップ部材とがクリップ状に噛み合わせられるように締結するステップと、
前記第１クリップ部材と前記第２クリップ部材とが噛み合った部分を被補強体と共に締結するステップとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の複合プレート構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合プレートの補強構造および施工方法に関するものであって、さらに詳細には、アルミニウム、ガラス繊維およびエポキシ素材で構成された補強材を利用してコンクリート梁の耐力不足を克服するように具現した、複合プレートの補強構造および施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代社会の基幹施設の根幹は、ほとんどが鉄筋コンクリート（ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ、以下、ＲＣと称する）で形成されている。すべてのＲＣ構造物は、本来の機能を十分に遂行するために設計者によってあらゆる力学が考慮され、環境と状況によって適切な安全率が適用されて使用者に提供される。
【０００３】
しかし、予期しない要因による構造的な損傷または環境的な要因などによって老朽化が発生した場合には、設計された構造物の本来の機能を果たせなくなり、前記のような場合には、構造物の本来の機能範囲を確保できるように構造物の安全診断を遂行した後、補修が行われる。また、使用中の構造物が設計当時には十分な耐力を確保していたが、構造変更による建て増しあるいは使用荷重の増加により構造物の耐力を増加させなければならない場合には、再び構造設計を通じて補強が行われる。
【０００４】
ＲＣ構造物の補修、補強には、多様な材料を通じての工法が使われてきた。初期の補修、補強工法に使われた材料は鋼材である。鋼板補強工法は、鋼板をエポキシでコンクリート構造物の引張面に付着させる工法であって、ＲＣ構造物の曲げ耐力と剛性の増進効果を期待できるため、１９６０年代以降長期間使われていた。しかしながら、鋼板補強工法は、比重が大きい鋼を使うため取り扱いが難しく、自重が大きいという短所がある。また、鋼腐食によるコンクリート母体との付着損傷などが問題点に提起されていた。
【０００５】
１９８０年代、ＲＣ構造物の補修・補強分野に鋼板補強工法が一般的に使われている頃に、力学的特性、耐久性および軽量性に優れている繊維補強体（ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ、以下、ＦＲＰと称する）が紹介され、鋼板補強工法に代わるＦＲＰ補強工法が研究され始めた。
【０００６】
ＦＲＰの種類には、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などがあり、それぞれの物理的特性によって多様な補強工法に使われる。ＦＲＰは他の材料よりも強度、軽量、耐腐食性などで大きい長所を有しており、ＦＲＰを利用した補修、補強研究が活発に進行されている。
【０００７】
ＦＲＰで補強されたＲＣ構造物は、実際に曲げ強度が大きく増加するとともに、剛性も大きく増進するものと示された。このように補修、補強材料として大きな長所を有しているＦＲＰの性能を最大限発揮し、付着問題などの短所を補完するために、ＦＲＰシート（ｓｈｅｅｔ）工法、ＦＲＰプレート（ｐｌａｔｅ）工法、ＦＲＰ  ＮＳＭ（ｎｅａｒ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｕｎｔｅｄ）工法などが開発されて使われている。
【０００８】
老朽化したＲＣ構造物あるいは補強が必要なＲＣ構造物などは、前記で列挙した工法を通じて強度が向上され、このような工法は、橋梁、建築物などに補修、補強のために使われている。しかし、依然として解決しなければならない課題が残っている。
【０００９】
特許文献１には、一般的に検証され原理が簡単なプレフレックス工法を適用して、施設物の剛性を増大させることができ、安全性を確保することができ、耐用年数を増大させ得るようになるコンクリート構造物の補強装置に関して記載されているが、橋梁の床板をなすコンクリート構造物の補強対象領域の下面中央部に接触される接触部が両端部より突出するように中央部に備えられる補強材と、前記コンクリート構造物の補強対象領域の下部に前記補強材を結合して締め付けるための締め付け手段と、を含んで、コンクリート構造物の曲げを補正し補強するように構成されたことを特徴とする。記載された技術によると、コンクリート構造物の補強対象領域の中央部に補強材をその中央突出部が接触され、両端部が離隔するように配置し、締め付けることによってプレフレックス力を加えるものであるため、補修、補強作業の能率が向上する効果があり、プレフレックス工法で補強されてから直ぐに、死荷重、活荷重が構造物に作用される時に構造物と補強材が荷重を適切に分配して対応するようになるので、構造物の剛性および耐久性が大きく増大され得る。
【００１０】
特許文献２には、両側の折り曲げ部がコンクリート構造物内でアンカー機能をはっきりと発揮させるようにすることによって、施工されたコンクリート構造物の構造的強度および引張強度をさらに向上させるコンクリート構造物補強用鋼繊維に関して記載されている。記載された技術によると、中央に、一直線に水平に延長形成される胴部と、前記胴部の両側にそれぞれ傾斜折れ部を有し、その傾斜折れ部の終端で再び水平に折り曲げられる水平端部を有する両側の折り曲げ部で構成されたものにおいて、前記両側の折り曲げ部は、前記胴部に対して平行な水平端部対その胴部から傾斜する傾斜折れ部の長さ比が１：１．１〜１：１．２となることを特徴とする。
【００１１】
前述したような従来のコンクリート補強構造に使われた鋼板補強工法は、エポキシを利用して鋼板をコンクリート構造物の引張面に付着する工法であって、ＲＣ構造物の曲げ耐力と剛性の増進効果を期待できるため、１９６０年代以降長期間使われていたが、比重が大きい鋼を使用するため取り扱いが難しく、自重が大きいという短所があるだけでなく、鋼腐食によるコンクリート母体との付着損傷などが問題点として提起されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国登録実用新案第２０−０１８２８２６号
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０２５９９２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の一側面は、アルミニウム、ガラス繊維およびエポキシ素材で構成された補強材を利用して、クリップ型締結部を設けてコンクリート梁の耐力不足を克服するように具現した、複合プレートの補強構造および施工方法を提供する。
【００１４】
本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は下記の記載から当業者に明確に理解されるはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一実施例に係る複合プレートの補強構造は、長さ方向に有孔トラス構造（Ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ  Ｔｒｕｓｓ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が形成される曲げ補強部；前記曲げ補強部の両側から直角方向に延長形成され、一端に第１クリップ部材が形成されたせん断補強部；および前記せん断補強部の第１クリップ部材と締結できる第２クリップ部材を一端に具備し、前記せん断補強部と共に被補強体に締結される追加せん断補強部を含む。
【００１６】
一実施例において、前記第１クリップ部材は、前記せん断補強部の一端から内側に折り曲げられたＵ字状に形成され得る。
【００１７】
一実施例において、前記第２クリップ部材は、前記追加せん断補強部の一端から外側に折り曲げられたＵ字状に形成され得る。
【００１８】
一実施例において、前記第２クリップ部材は、前記第１クリップ部材の逆Ｕ字状の溝に挿入されてクリップ状に差し込まれて噛み合わせられ得る。
【００１９】
一実施例において、前記せん断補強部は、前記第１クリップ部材と前記第２クリップ部材とが噛み合った部分が被補強体と共に締結され得る。
【００２０】
一実施例において、前記せん断補強部は、一方側の開放された部分を密封した後、他方側に被補強体との間に接着剤を充填することができる。
【００２１】
一実施例において、前記有孔トラス構造は、前記曲げ補強部の下部に一体型または着脱型で形成され得る。
【００２２】
本発明の他の実施例に係る複合プレートの補強構造は、前記曲げ補強部の表面にガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃ）で形成される多数個の層が交差積層されて補強力を補充するための追加曲げ補強部をさらに含むことができる。
【００２３】
本発明のさらに他の実施例に係る複合プレートの補強施工方法は、曲げ補強部の上部または補強が必要な被補強体に接着剤を塗布するステップ；前記曲げ補強部を被補強体に付着するステップ；および前記曲げ補強部の両側に直角方向に延長形成されたせん断補強部を追加せん断補強部と共に被補強体に締結するステップを含む。
【００２４】
一実施例において、前記せん断補強部を結合するステップは、前記せん断補強部の一方側の開放された部分を密封するステップ；前記せん断補強部の他方側に前記せん断補強部と被補強体との間の空間に接着剤を充填するステップ；前記せん断補強部の他方側に前記追加せん断補強部をスライディング挿入して前記せん断補強部の第１クリップ部材と前記追加せん断補強部の第２クリップ部材とがクリップ状に噛み合わせられるように締結するステップ；および前記第１クリップ部材と前記第２クリップ部材とが噛み合った部分を被補強体と共に締結するステップを含むことができる。
【発明の効果】
【００２５】
前述した本発明の一側面によると、アルミニウム、ガラス繊維およびエポキシ素材で構成された補強材を利用して、クリップ型締結部を設けてコンクリート梁の耐力不足を克服するように具現した複合プレートの補強構造および施工方法を提供することによって、ＲＣ梁の強度と剛性を増加させると共に既存の補強工法の通気性、早期脱落または施工性のような短所を補完する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る複合プレートの補強構造を説明する図面。
【図２】本発明の一実施例に係る複合プレートの補強構造を説明する図面。
【図３】せん断補強部と追加せん断補強部との締結構造を説明する図面。
【図４】図１にある補強部およびせん断補強部を示した図面。
【図５】本発明の他の実施例に係る複合プレート構造の施工方法を説明するフローチャート。
【図６】図５にあるせん断補強部を結合するステップを説明するフローチャート。
【図７】本発明に係る複合プレートの補強構造の効果を評価するための試験体を示した図面。
【図８】本発明に係る複合プレートの補強構造の効果を評価するための試験体を示した図面。
【図９】本発明によって補強された被補強体と補強されていない被補強体の荷重−変位関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
後述する本発明の詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施例を例示として図示する添付図面を参照する。これらの実施例は、当業者が本発明を実施できるほどに充分かつ詳細に説明される。本発明の多様な実施例は互いに異なるが、互いに排他的である必要はないということが理解されるべきである。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造および特性は、一実施例と関連して本発明の精神および範囲を逸脱することなく他の実施例に具現され得る。また、それぞれの開示された実施例内の個別の構成要素の位置または配置は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく変更され得るということが理解されるべきである。したがって、後述する詳細な説明は本発明を限定するためのものではなく、本発明の範囲は、その請求項が主張するものと均等なすべての範囲と共に、添付された請求項によってのみ限定される。図面で類似する参照符号は多様な側面に亘って同一または類似する機能を指し示す。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
【００２９】
図１〜図２は、本発明の一実施例に係る複合プレートの補強構造を説明する図面である。
【００３０】
具体的には、本発明の一実施例に係る複合プレートの補強構造は、曲げ補強部１００、せん断補強部２００および追加せん断補強部３００を含む。
【００３１】
曲げ補強部１００は、長さ方向に有孔トラス構造１１０が形成され、両側から上側直角方向にせん断補強部２００がそれぞれ形成され、被補強体に付着して被補強体の曲げを補強する。この時、被補強体とは、現代社会の殆どの基幹施設の根幹をなす鉄筋コンクリート（ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ）構造物を指し示すが、鉄筋コンクリートに限定されず、補強が必要なその他の構造物でもよい。
【００３２】
一実施例において、曲げ補強部１００は、被補強体に対向する面に接着剤を塗布するか曲げ補強部１００が付着される被補強体の付着面に接着剤を塗布した後に被付着体に付着されることによって、被付着体の曲げを補強することができる。
【００３３】
一実施例において、曲げ補強部１００は、有孔トラス構造を形成することによって、自らの重量を減らしつつも剛性を向上させる効果を提供することができる。
【００３４】
せん断補強部２００は、曲げ補強部１００の両側から直角方向に延長形成され、一端に第１クリップ部材２１０が形成され、被補強体をせん断補強する。
【００３５】
一実施例において、せん断補強部２００は、曲げ補強部１００と一体型で成形され、アルミニウム材質で形成されることによって、鋼材より強度は小さいが軽いため、補強材の取り扱いと施工性を向上させることができる。
【００３６】
追加せん断補強部３００は、せん断補強部２００の第１クリップ部材２１０と締結できる第２クリップ部材３１０を一端に具備し、せん断補強部２００と共に締結手段（例えば、ボルト、アンカーボルトなど）により被補強体に締結され、せん断補強部２００と共に被補強体をせん断補強する。
【００３７】
前述したような構成を有する複合プレートの補強構造は、アルミニウム（ＡＬ  ６０６３−Ｔ５）で製作される曲げ補強部１００、せん断補強部２００および追加せん断補強部３００を使うことによって、金型による押出加工で製作することができる。この時、ＡＬ  ６０６３−Ｔ５は成形性および耐食性が優れており、そのため、ＡＬ  ６０６３−Ｔ５で製造された曲げ補強部１００、せん断補強部２００および追加せん断補強部３００は、コンクリート構造物の剛性、強度、曲げ剛性および耐力増進に寄与することができる。
【００３８】
前述したような構成を有する複合プレートの補強構造は、図４の断面図に示すように、既存の補強材とは異なり、曲げ補強部１００の両端部に垂直にせん断補強部２００を延長形成することによって、補強材の端部の脱落と付着性能を向上させることができる。
【００３９】
前述したような構成を有する複合プレートの補強構造は、被補強体に定着させるための両側のせん断補強部２００で被補強体の端部を包み込むように付着させることによって、せん断補強部２００と被補強体であるコンクリート母体との摩擦せん断による接着性能の向上と応力集中現象などによるせん断補強部２００の角の剥落などのような破壊現象を防止するため、補強性能を向上させることができる。
【００４０】
前述したような構成を有する複合プレートの補強構造は、アルミニウム、ガラス繊維およびエポキシ素材で構成された補強材を利用して、クリップ型締結部を設けてコンクリート梁の耐力不足を克服するように具現することによって、ＲＣ梁の強度と剛性を増加させると共に既存の補強工法の通気性、早期脱落または施工性のような短所を補完することができ、曲げとせん断耐力を共に補強することができる。
【００４１】
図２は、本発明の実施例に係る複合プレートの補強構造の斜視図である。
【００４２】
図２を参照すると、曲げ補強部１００は、長さ方向に二つの有孔トラス構造１１０−１、１１０−２が形成されるが、有孔トラス構造は該当個数に限定されず、必要に応じて３個以上の有孔トラス構造が形成されてもよい。
【００４３】
一実施例において、有孔トラス構造１１０は、図１〜図３の場合には曲げ補強部１００の下部に一体型で図示されているが、必要に応じて締結手段または接着手段などの着脱型で形成されてもよい。
【００４４】
図３は、せん断補強部と追加せん断補強部との締結構造を説明する図面である。
【００４５】
図３を参照すると、第１クリップ部材２１０は、せん断補強部２００の一端（すなわち、せん断補強部２００の上端）から内側に折り曲げられた逆Ｕ字状に形成され、内側に折り曲げられて形成された空間に第２クリップ部材３１０の外側に折り曲げられた部分を挿入する。
【００４６】
第２クリップ部材３１０は、追加せん断補強部３００の一端（すなわち、追加せん断補強部３００の下端）から外側に折り曲げられたＵ字状に形成され、外側に折り曲げられた部分が第１クリップ部材２１０の内側に折り曲げられて形成された空間に挿入される。
【００４７】
一実施例において、第２クリップ部材３１０は、図３に図示された通り、第１クリップ部材２１０の逆Ｕ字状の溝に挿入されてクリップ状に差し込まれて噛み合わせられ得る。
【００４８】
一実施例において、せん断補強部２００は、第１クリップ部材２１０と第２クリップ部材３１０とが噛み合った部分が締結手段（例えば、ボルト、アンカーボルトなど）により被補強体と共に締結され得る。
【００４９】
一実施例において、せん断補強部２００は、被補強体に別途の締結手段がない場合にも被補強体に付着されるために、一方側の開放された部分を密封した後、他方側に被補強体との間に接着剤を充填することができる（図１を参照）。
【００５０】
前述したような構成を有する、複合プレートの補強構造は、追加曲げ補強部４００をさらに含むことができる。
【００５１】
追加曲げ補強部４００は、曲げ補強部１００、せん断補強部２００および追加せん断補強部３００の表面にガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）で形成される多数個の層が交差積層されて補強力を補充する（図４を参照）。この時、繊維の配列が単方向である場合、偏心などによって繊維の配列方向と異なる方向に力が作用するようになると、繊維の配列が乱れてハイブリッド材料の構造性能をすべて発揮できなくなるため、補強層を単方向ではない多方向の繊維配列パターンを有することによってハイブリッド材料の構造性能をすべて発揮することができ、要求される機械的特性が具現され得る。
【００５２】
一実施例において、追加曲げ補強部４００は、相対的に低い弾性係数を有する曲げ補強部１００、せん断補強部２００および追加せん断補強部３００と共に鉄筋コンクリート構造物との非付着によるせん断摩擦を減らすことができるため、合成挙動を誘導することができる。
【００５３】
本出願発明の曲げ補強部１００、せん断補強部２００および追加せん断補強部３００で使われたアルミニウムは、鋼材より強度は小さいものの、軽いため補強材の取り扱いと施工性を向上させることができ、ガラス繊維で形成される追加曲げ補強部４００は低い強度のアルミニウムを相対的に補強する役割をし、曲げ補強部１００の周囲を包み込んでいるため、腐食防止および耐久性を向上させる。また、既存の工法に使われていた補強材料と比べて低い弾性係数のアルミニウムとガラス繊維は、ＲＣ構造物との非付着によるせん断摩擦を減らすため、合成挙動を誘導することができる。
【００５４】
図５は、本発明の他の実施例に係る複合プレート構造の施工方法を説明するフローチャートである。
【００５５】
図５を参照すると、まず、曲げ補強部１００の上部または補強が必要な被補強体に接着剤を塗布する（Ｓ５１０）。
【００５６】
一実施例において、被補強体に塗布される接着剤は、エポキシ接着剤（エポキシ樹脂、硬化剤、充填剤、希釈剤などとその他の添加剤を基本ベースとしている熱硬化性樹脂系の接着剤であって、硬化後の機械的な特性に優れ、接着力が強く、耐熱性、電気絶縁特性に優れている）を使うことができる。
【００５７】
前述したステップＳ５１０で接着剤を塗布した場合、図１に図示された通り、曲げ補強部１００を被補強体に付着させる（Ｓ５２０）。
【００５８】
前述したステップＳ５２０で曲げ補強部１００を付着させた場合、曲げ補強部１００の両側に直角方向に延長形成されたせん断補強部２００を追加せん断補強部３００と共に被補強体に締結する（Ｓ５３０）。
【００５９】
前述したようなステップを有する複合プレート構造の施工方法は、前述したステップＳ５１０の前に本発明によって補強された被補強体の面に対するグラインディング作業、被補強体の仕上げモルタルを除去する作業、被補強体の亀裂に対する補修作業、および被補強体の凹凸面を平坦化する作業のうち一つ以上の作業を遂行する前処理工程を遂行するステップをさらに含むことができる。また、該当前処理工程遂行後に被補強体にプライマーを塗布することができる。
【００６０】
前述したような前処理工程を遂行しプライマーを塗布することによって、被補強体と曲げ補強部１００との間の付着力を増大させることができる。
【００６１】
図６は、図５にあるせん断補強部を結合するステップを説明するフローチャートである。
【００６２】
図６を参照すると、せん断補強部２００の一方側の開放された部分を密封する（Ｓ５３１）。すなわち、せん断補強部２００の一方側は、被補強体とせん断補強部２００とが密着して向かい合うのではなく、第１クリップ部材２１０と第２クリップ部材３１０とを締結させるための空間だけの隙間を形成するようになるが（図１〜図３を参照）、該当隙間を密封することによって、他方側から充填される接着剤が該当隙間を通じて流出することを防止する。
【００６３】
前述したステップＳ５３１で密封した場合、せん断補強部２００の他方側にせん断補強部２００と被補強体との間の空間に接着剤を充填する（Ｓ５３２）。
【００６４】
前述したステップＳ５３２で接着剤を充填した場合、せん断補強部２００の他方側に追加せん断補強部３００をスライディング挿入して、第１クリップ部材２１０と第２クリップ部材３１０とがクリップ状に噛み合わせられるように締結する（Ｓ５３３）。すなわち、図３に示したように、第１クリップ部材２１０と第２クリップ部材３１０とがクリップ状に噛み合わせられるように追加せん断補強部３００を調節した後、第２クリップ部材３１０が第１クリップ部材２１０に噛み合った状態で長さ方向に挿入され得るように追加せん断補強部３００をスライディング挿入することによって、図２に図示された通り、追加せん断補強部３００がせん断補強部２００に締結されるようにする。
【００６５】
前述したステップＳ５３３でクリップ状に締結した場合、第１クリップ部材２１０と第２クリップ部材３１０とが噛み合った部分を図３に図示された通り、締結手段（例えば、アンカーボルトなど）を利用して被補強体と共に締結する（Ｓ５３４）。
【００６６】
図７〜図９は、本発明の実施例に係る複合プレートの補強構造の効果を評価するための実験を説明する図面である。
【００６７】
本発明に係る複合プレートの補強構造の効果を評価するための試験体を生成し、本発明が適用されていない被補強体の破壊の様子を実験した。図９は本発明によって補強された被補強体と補強されていない被補強体の荷重−変位関係を示したグラフである。
【００６８】
まず、本発明に係る複合プレートの補強構造の曲げおよびせん断補強能力を検証するために、ＲＣ梁を製作し、これに本発明で補強した後に曲げおよびせん断実験を遂行した。本発明で補強された実験体と補強されていない実験体の挙動特性を多様な変数解析を通じて実験的に比較・分析したのであり、汎用の構造設計プログラムを通じて実験の信頼性を確認し、本発明で補強された構造物の挙動を予測した。
【００６９】
まず図７および図８を参照すると、本発明ＢＥ−２で補強された梁の曲げ補強効果を確認するために、基準実験体Ｂ−Ｕを含んで合計３個の実験体を製作したのであり、実験体の大きさおよび鉄筋配筋の詳細は図８に示した。
【００７０】
図７は、実験方法を簡略に表現した様子を示す。すべての実験体の荷重加力は、実験体の中央から両側に３００ｍｍ離れた所に除荷したのであり、０．０２ｍｍ／ｓｅｃの速度で実験体が破壊するまで変位制御を実施した。実験体の変位を測定するためのＬＶＤＴ（ｌｉｎｅａｒ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）は、実験体の中央の下に前後に二つ設置された。また曲げ破壊実験が進行される間、各材料の挙動を詳察するために、鉄筋の中央に２個のストレインゲージを付着し、有孔トラス複合プレート補強材には７個のストレインゲージに付着した。すべてのデータは、データロガー（ｄａｔａ  ｌｏｇｇｅｒ）を利用して実験が終了するまで実験体の中央部での垂れと鉄筋および有孔トラス複合プレート補強材の変形率を荷重段階別に測定した。また、実験体の初期亀裂と亀裂進行状況、有孔トラス複合プレート補強材の脱落および破断などを肉眼で観察して記録したのであり、各荷重段階で発生する亀裂を部材の面に記録して実験終了後に亀裂度を作成した。
【００７１】
比較実験体であるＢ−Ｕ実験体は本発明で補強されていないＲＣ梁であり、力学的メカニズムはコンクリートの圧縮力と鉄筋の引張力が結合して曲げに抵抗するシステムであり、二つの力の平衡関係において引張鉄筋が先に降伏する過小鉄筋比で設計された。基準実験体の荷重除荷実験結果、設計意図と一致する鉄筋引張の降伏による曲げ破壊が現れた。実験初期に曲げ亀裂が中央の荷重除荷区間で発生したのであり、荷重が増加するにつれて中央から両支点方向に亀裂が発生した。荷重が増加し続けてから鉄筋が降伏するにつれて荷重はさほど増加しなかったのであり、実験体の中央の垂れが大きく発生してコンクリートの圧縮破壊と共に実験が終了した。
【００７２】
図９を参照すると、本発明によって補強された実験体の構造的挙動は、コンクリートの圧縮力と引張鉄筋の引張力の他にさらに本発明の引張力が加えられて曲げに抵抗するシステムである。補強されていない実験体と比較して引張力が大きくなるため、曲げ強度と剛性の増加を誘導することができ、コンクリート引張部の亀裂を抑制することができる。
【００７３】
また、本発明で曲げ補強された実験体に現れた破壊モードは、荷重除荷が始まるとハイブリッド材料ビームと引張鉄筋が同時に引張力を受けるようになる。そのうち任意荷重に達すると、鉄筋が先に降伏し、次いで多くの荷重を有孔トラス複合プレート補強材が受けて最大曲げ区間で破断が発生する。
【００７４】
本発明で補強されたＲＣ梁は、中央を基点として変位が増加するにつれて曲げ亀裂が発生および進展したのであり、最終破壊は主鉄筋とコンクリートとの間のスリップによる圧縮部の破壊で終了したのであり、補強材とコンクリートとの間の付着力は充分であるものと判断される。
【００７５】
基準実験体Ｂ−Ｕの亀裂の様子と曲げ補強実験体ＢＥ−２の亀裂の様子を見ると基準実験体の亀裂がより広く分布することが分かる。これは本発明によって補強された実験体が亀裂を抑制し、亀裂の進展を防止するものと判断され得る。また、実験が終了するまで、補強材である本発明の破壊やＲＣ梁との分離は発生しなかった
【００７６】
図９を参照すると、基準実験体Ｂ−Ｕを基準として本発明で補強された実験体の初期亀裂荷重、剛性および最大荷重が増加したことが分かった。Ｂ−Ｕ基準実験体の初期亀裂荷重は１１．６ｋＮであり、補強実験体は１８．１ｋＮと示された。これは、本発明がコンクリートの引張部に補強されることによって初期亀裂を抑制するものと判断される。基準実験体と補強された実験体の剛性は、初期亀裂が発生する前までは大きな差はなかった。しかし、初期亀裂後の剛性差は示されたのであり、最大荷重も基準実験体Ｂ−Ｕと比較して大きく増加したことが分かった。また、基準実験体より高い荷重で降伏することによって、軟性区間がより大きく挙動するため、曲げ補強効果を期待することができる。
【００７７】
結果として、本発明は曲げおよびせん断強度と剛性の補強のために二つの材料からなる有孔トラス複合プレート補強材をＲＣ梁の引張部に付着して曲げ破壊実験を実施したのであり、本発明で補強された実験体の曲げ特性を分析するために、破壊モード、実験体の亀裂の様子、実験変数に対する影響、有孔トラス複合プレート補強材の変形特性を検討した。そして、次のような結論を得ることができた。
【００７８】
まず、本発明で補強された実験体は、補強されていない基準実験体と比較して剛性と最大荷重がいずれも増加した。梁の補強実験体は約３２．４％〜８６．２％の最大荷重増加率を示し、３０％程度軟性補強性能も増加した。したがって、本発明の補強遂行能力は優秀なものと判断される。
【００７９】
また、実験体の強度、変位および亀裂の様子を通じて補強効果を考慮した時、本発明による補強は効率的であり、コンクリート母体の角の剥落防止および接着性能を向上させるための端部垂直プレート設置は構造物の補強に、より効果的であることが分かる。
【００８０】
以上、実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることが理解できるはずである。
【符号の説明】
【００８１】
１００：曲げ補強部
２００：せん断補強部
２１０：第１クリップ部材
３００：追加せん断補強部
３１０：第２クリップ部材
４００：追加曲げ補強部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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