KR100671429B1

KR100671429B1 - 전단벽 수평지지 구조

Info

Publication number: KR100671429B1
Application number: KR1020050131760A
Authority: KR
Inventors: 조지성; 김대근; 김선규
Original assignee: 주식회사 포스코건설
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-01-19

Abstract

본 발명은 전단벽 수평지지 구조에 관한 것으로서, 상호 소정 간격 이격 형성된 한 쌍의 전단벽과; 상기 한 쌍의 전단벽 사이에 개재되어 양측의 전단벽을 수평방향으로 지지하는 연결보와; 상기 연결보의 양단부에 각각 배치되어 상기 전단벽과 상기 연결보에 각각 체결되는 복수의 앵글; 및 상기 한 쌍의 전단벽에 관통 설치되어 양단이 각 전단벽에 지지되고, 상기 한 쌍의 전단벽을 통해 상기 연결보에 소정의 압축력을 가하는 적어도 하나의 포스트텐션(post-tension)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 간단한 구조에 의해 시공이 용이하고 수평하중에 대한 연성능력이 강화된 전단벽 수평지지 구조가 제공된다.

전단벽, 연결보, 포스트텐션(post-tension)

Description

전단벽 수평지지 구조{HORIZONTAL SUPPORTING STRUCTURE OF SHEAR WALL}

도 1은 종래의 전단벽 수평지지 구조를 나타내는 측단면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전단벽 수평지지 구조를 나타내는 측단면도,

도 3은 도 2의 전단벽 수평지지 구조에 수평 외력이 가해진 상태를 나타내는 측단면도,

도 4는 도 2의 전단벽 수평지지 구조에 적용되는 변형례를 나타낸 부분 단면도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전단벽 수평지지 구조를 나타내는 측단면도,

도 6은 도 5의 전단벽 수평지지 구조에 수평 외력이 가해진 상태를 나타내는 측단면도,

도 7은 도 5의 전단벽 수평지지 구조에 적용되는 변형례를 나타낸 부분 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 전단벽 수평지지 구조 201, 202: 전단벽

210: 연결보 220: 앵글

230, 250: 포스트텐션(post-tension) 231: 강선

232: 고정구 240: 보강재

본 발명은 전단벽 수평지지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전단벽 사이에 개재되는 연결보와 전단벽을 통해 상기 연결보에 압축력을 가하는 포스트텐션을 포함하는 전단벽 수평지지 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 연결보(coupling beam)는 건물의 병렬 연결 전단벽(coupled shear wall)에 사용되는 것으로서, 건물의 횡강성을 유지하는데 기여할 목적으로 사용된다. 따라서, 이러한 연결보에 의하면, 수평방향의 외력, 예를 들면 바람, 지진 등의 외력이 가해지는 경우 건물의 휨 진동 현상을 감소시킬 수 있다.

종래, 연결보에 의해 수평지지된 전단벽 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결보(110)가 전단벽(101, 102) 사이의 개구부(H)를 가로질러 수평방향으로 삽입 설치되는 구조를 갖는다. 연결보(110)는 소정 두께(보통 약 70mm)를 가지고 상하로 평행하게 배치 형성되는 플랜지부(111)를 포함하며, 플랜지부(111)는 전단벽(101, 102) 사이의 개구부(H)에 해당하는 부분(A)이 서로 이어지도록 연장형성되어 H빔 모양을 이루고 있다.

그러나, 이러한 종래의 연결보(110)에 의한 전단벽 지지구조에 의하면, 연결보(110)의 무게 및 부피가 커져 제조원가 및 설치비용이 많이 소요된다는 문제가 있었다. 또한, 연결보(110)는 지지하중의 조건으로 인해 소정의 높이를 갖추어야 함에 따라, 건물의 층고가 소정 높이 이상으로 제한된다는 문제가 있었다.

그리고, 연결보(110)의 시공을 위해서는 전단벽(101, 102) 내부에서의 고정을 위해 다수의 스터드볼트(112)가 필요할 뿐 아니라, 이의 지지를 위해서는 별도의 철골 기둥(120)이 전단벽(101, 102) 내부에 가설되어야 한다는 문제가 있었다.

또한, 연결보(110)의 시공을 위해서는, 상기 연결보(110)가 전단벽(101, 102) 내부에 소정 깊이 이상의 충분한 매설공간을 필요로 한다는 시공상의 제약이 있었다.

한편, 이와 같은 연결보(110)가 시설된 전단벽 지지구조에 의할 경우에는, 풍하중 또는 지진하중 등과 같은 동적 하중에 대한 연성능력이 부족함에 따라 상기 동적 하중이 연결보(110)의 수평지지력을 초과하여 가해지는 때에는 연결보(110) 또는 전단벽(101, 102)과 연결보(110)의 접합부(P)가 파괴될 수 있다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 간단한 구조에 의해 시공이 용이하고 수평하중에 대한 연성능력이 강화된 전단벽 수평지지 구조를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전단벽 수평지지 구조에 있어서, 상호 소정 간격 이격 형성된 한 쌍의 전단벽과; 상기 한 쌍의 전단벽 사이에 개재되어 양측의 전단벽을 수평방향으로 지지하는 연결보와; 상기 연결보의 양단부에 각 각 배치되어 상기 전단벽과 상기 연결보에 각각 체결되는 복수의 앵글; 및 상기 한 쌍의 전단벽에 관통 설치되어 양단이 각 전단벽에 지지되고, 상기 한 쌍의 전단벽을 통해 상기 연결보에 소정의 압축력을 가하는 적어도 하나의 포스트텐션(post-tension)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단벽 수평지지 구조를 제공한다.

여기서, 상기 연결보는 철골 연결보, PC(precast concrete) 연결보, 철근콘크리트, 철골철근콘크리트 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 각 전단벽에 관통 설치되어 상기 앵글을 상기 전단벽에 체결시키는 포스트텐션을 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 전단벽은 상기 포스트텐션을 수용하기 위한 관통홀이 형성되도록 할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 전단벽 수평지지 구조(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상호 소정 간격 이격 형성된 한 쌍의 전단벽(201, 202)과, 전단벽(201, 202) 사이에 개재되어 양측의 전단벽(201, 202)을 수평방향으로 지지하는 연결보(210), 연결보(210)의 양단부에 각각 배치되어 전단벽(201, 202)과 연결보(210)에 각각 체결되는 복수의 앵글(220), 및 각 전단벽(201, 202)에 공통으로 관통 설치되어 양단이 각 전단벽(201, 202)에 지지되고 전단벽(201, 202)을 통해 연결보(210)에 소정의 압축력을 가하는 다수의 포스트텐션(post-tension, 230)을 포함한다.

연결보(210)는 전단벽(201, 202) 사이에 삽입될 수 있는 길이를 가지며, 전단벽(201, 202)과의 사이에 틈새가 발생하는 경우에는 보강재(240) 또는 무수축 고 강도 모르타르 채움(도 7의 311 참조)을 이용하여 메울 수 있다.

연결보(210)는, 도 2에서와 같이 철골 연결보(steel coupling beam, 210)로 이루어질 수도 있고, 도 5에서와 같이 PC 연결보(precast concrete coupling beam, )로 이루어질 수도 있으며, 기타 철근콘크리트, 철골철근콘크리트 등으로 이루어질 수도 있다. 도 2에서, 철골 연결보(210)는 I형강을 이루고 있음을 알 수 있다.

앵글(220)은 일측면이 연결보(210)에 접하고 타측면이 전단벽(201 또는 202)에 접하도록 마련되어, 상기 각 측면이 해당 접촉면에 결합되며, 연결보(210)와 전단벽(201, 202) 사이에 보강재(240)가 개재된 경우에는 상기 보강재(240)에 용접 또는 볼트에 의해 결합된다.

포스트텐션(230)은 다수의 강선(231)과 상기 강선(231)의 양단부를 고정하여 지지하는 한 쌍의 고정구(232)를 포함한다. 포스트텐션(230)의 강선(231)은 전단벽(201, 202)을 가로질러 배치되므로, 전단벽(201, 202)의 내부에는 강선(231)을 수용하기 위한 통공(도면 미도시)을 구비하는 것이 바람직하다.

포스트텐션(230)의 강선(231)은 인장된 상태에서 고정구(232)에 의해 지지되므로 소정의 인장력이 작용된 상태이다. 따라서, 이에 대한 반작용으로 양측 전단벽(201, 202)은 고정구(232)를 통해 내측방향, 즉 연결보(210) 방향으로 하중 및 변형이 발생하게 되고, 이로 인해 연결보(210)에는 길이방향의 압축응력이 작용하게 된다.

통상적으로, 연결보(210)는 압축력에 의해서보다 인장력에 의해 더 쉽게 파괴되는 것을 감안한다면, 상기와 같은 압축응력의 작용은 연결보(210)에 발생할 수 있는 순 인장력을 감소시키는 기능을 담당하게 된다.

도 3은, 도 2의 전단벽 수평지지 구조(200)에 수평 외력이 작용하는 경우의 변형상태를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 연결보(210)는 종래기술의 경우와는 달리 변형에 의해 파괴되지 않으며, 단지 연결보(210)와 전단벽(201, 202)을 지지하는 앵글(220)이 변형됨으로써 이에 의해 수평 외력이 변형에너지로 흡수됨을 알 수 있다.

또한, 이와 같은 전단벽 수평지지 구조(200)에 의하면, 외력 작용 후 변형된 앵글(220)을 새로운 것으로 교체하기만 하면 되므로, 보수 작업이 용이하다는 이점이 있다.

한편, 전단벽(201, 202)에 대한 앵글(220)의 고정은 상기와 같이 볼트체결 또는 보강재를 통한 용접에 의할 수도 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이, 별도의 포스트텐션(250)에 의해 이루어질 수도 있다. 이에 의할 경우, 앵글(220)에 가해지는 외력은 상당 부분 포스트텐션(250)에 의해 흡수되어 변형량이 적어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전단벽 수평지지 구조(300)를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 전단벽 수평지지 구조(300)에서의 연결보(310)는, 상기 실시예의 경우와 달리 PC 연결보(precast concrete coupling beam)으로 이루어져 있다. 연결보(310)에 압축응력을 가하기 위해서는 상기 제1실시예의 경우와 같이 복수의 강선을 구비한 포스트텐션(도 2의 230 참조)에 의할 수도 있으나, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 굵은 강선(331)을 구비한 포스트텐션(330)에 의할 수도 있다.

따라서, 도 6에서와 같이, 이상과 같은 제2실시예에 따른 전단벽 수평지지 구조(300)에 의할 경우에도, 상기 제1실시예와 마찬가지로 수평 외력은 앵글(320)의 변형에너지로 흡수된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 전단벽 수평지지 구조(300)에 의하는 경우에도, 상기 제1실시예와 마찬가지로, 별도 마련된 포스트텐션(350)에 의해 앵글(320)이 전단벽(301)에 지지되도록 할 수도 있다. 도 7에서, 도면번호 311는 전단벽(301)과 연결보(310) 사이에 틈새가 발생하는 경우에 삽입 보강하는 무수축 고강도 모르타르 채움을 도시한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전단벽 수평지지 구조에 의하면, 전단벽 사이에 삽입 설치되는 연결보 및 상기 연결보에 압축력을 가하는 포스트텐션에 의해, 수평 외력에 대한 연결보의 내력을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라 시공이 간단하고 보수가 용이하다. 또한, 포스트텐션에 의한 탄성력의 작용으로 인해 수평하중에 대한 연성능력이 강화된다.

Claims

전단벽 수평지지 구조에 있어서,

상호 소정 간격 이격 형성된 한 쌍의 전단벽과;

상기 한 쌍의 전단벽 사이에 개재되어 양측의 전단벽을 수평방향으로 지지하는 연결보와;

상기 연결보의 양단부에 각각 배치되어 상기 전단벽과 상기 연결보에 각각 체결되는 복수의 앵글; 및

상기 한 쌍의 전단벽에 관통 설치되어 양단이 각 전단벽에 지지되고, 상기 한 쌍의 전단벽을 통해 상기 연결보에 소정의 압축력을 가하는 적어도 하나의 포스트텐션(post-tension)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단벽 수평지지 구조.
제1항에 있어서,

상기 연결보는 철골 연결보, PC(precast concrete) 연결보, 철근콘크리트, 철골철근콘크리트 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단벽 수평지지 구조.
제1항에 있어서,

상기 각 전단벽에 관통 설치되어 상기 앵글을 상기 전단벽에 체결시키는 포스트텐션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전단벽 수평지지 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전단벽은 상기 포스트텐션을 수용하기 위한 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 전단벽 수평지지 구조.