KR100953824B1 - 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물을 준공 후, 건물의 내구력을 보강시키는 공사시 사용하는 티자형 강재를 개량하여 기둥구조물의 내구력을 증강시키는 보강구조를 간편하게 제공하고 동시에 그러한 보강구조를 시공하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법은, 먼저, 기둥구조물 보강용 티자형 강재의 구성에서 기둥구조물의 측면부에 닿는 부분이 되는 접지편을 탄성력을 가지고 밀착될 수 있게 만곡부로 형성하며, 상기와 같은 티자형 강재와 엘자형 강재를 기둥구조물에 설치하고 와이어로프를 감싸지도록 묶을 때 편리하고 내구력을 증강시킬 수 있도록 와이어로프를 횡방향과 대각선으로 배열하고 그러한 배열을 완성시킬 수 있는 와이어 연결구를 구성하여 기둥구조물 보강구조를 시공하는 방법을 제공하게 된다.

이와 같은 본 발명은 티자형 강재가 탄성력을 발휘할 수 있기 때문에 와이어로프를 묶어주면 탄성력에 의해서 와이어로프가 긴장된 상태를 유지하여 기둥구조물 내구력을 증강시키는 효과가 있으며, 또, 와이어 연결구 및 와이어로프를 상호 체결하여 기둥구조물 및 티자형, 엘자형 강재를 묶을 때 간편하여 기둥구조물 보강구조의 시공이 매우 간편해지는 효과가 있으며, 또한 와이어로프의 대각선 배열에 의해서 기둥구조물에 내구력을 증강시킬 수 있고, 와이어로프의 대각선 배열을 간편하게 실시할 수 있는 와이어 연결구를 제공하여 시공성을 향상시켜 원가를 절감하는 동시에 보강구조물 시공 후, 콘크리트 층을 형성하여도 균열이 일어나지 않는 등의 효과를 기대할 수 있다.

티자형 강재, 가압편, 접지편, 만곡부, 와이어 연결구, 엘자형 강재.

Description

건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법 {Pillar structure reinforce T style steel materials and the construction work form of pillar structure reinforced structure of building}

본 발명은 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물을 준공 후, 건물의 내구력을 보강시키는 공사시 사용하는 티자형 강재를 개량하여 기둥구조물의 내구력을 증강시키는 보강구조를 간편하게 제공하고 동시에 그러한 보강구조를 시공하는 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 내진 설계가 되지 않은 기존의 건물을 개보수할 때 또는 건물을 준공한 후에 건물의 기둥구조물을 보강할 때 철판이나 티자형, 엘자형 강재 및 와이어를 사용하여 건물의 기둥구조물에 보강구조를 더 시공한다.

종래 상기와 같이 건물의 기둥구조물에 보강을 위하여 철판이나 티자형, 엘자형 강재 및 와이어에 의한 시공사례를 구체적으로 살펴본다.

먼저, 가장 단순한 구성으로 기둥구조물의 내구력을 증강시키기 위하여 철판을 기둥구조물 표면에 에폭시와 같은 접착제로 부착시키거나 철판을 앵커볼트로 기 둥에 설치하는 것이 있다.

이러한 경우에는 구조적으로 간단하고 시공성은 우수하지만, 기둥구조물에 내구력을 크게 증강시킬 수 없는 단점이 있다.

상기한 단점을 해결하기 위하여 건물의 기둥구조물에 각 모서리에 엘자형 강재를 수직방향으로 설치하고, 엘자형 강재에 연결볼트 또는 PC 강선이 기둥구조물 주위로 감싸질 수 있도록 각 모서리에 강선고정구를 다수 설치하고, 상기 연결볼트 또는 PC 강선을 조여주는 것으로 기둥구조물의 내구력을 증강시키도록 구성된 것이 있다.

이러한 경우에 기둥구조물의 모서리에만 설치된 엘자형 강재에 연결볼트 또는 PC 강선에 의한 구속력이 집중되는 관계로 기둥구조물의 모서리부분이 파손되는 사례가 있고, 특히 기둥구조물의 측면부에는 PC 강선에 의한 구속력을 기대할 수 없는 단점이 있었다.

상기한 단점들을 해결하기 위하여 특허등록 10-0641062호, 내력보강재 및 와이어로프를 이용한 구조물보강시스템 및 그 방법에 관한 기술을 살펴본다.

건물의 기둥구조물에 내구력을 골고루 제공하기 위하여 보강재로서 티자형 강재와 엘자형 강재를 사용하고 와이어로프로 기둥구조물을 횡방향으로 묶어주는 것이다.

상기 내력보강재로 사용되는 티자형 강재는 기둥구조물의 측면부에 밀착되어 내구력을 증강시킬 수 있도록 하고 있으나, 티자형 강재는 구조적으로 접지력이 부족하고 탄성을 제공할 수 있는 구조가 없다.

따라서, 상기와 같이 구성된 티자형 강재와 엘자형 강재를 기둥구조물에 각 위치에 배치하고 와이어로프로 기둥구조물을 포함한 티자형 강재와 엘자형 강재를 감싸게 설치하고 볼트와 너트로 체결하여 묶었을 때 시간이 경과되면서 와이어로프 및 연결부가 약간 늘어나는 현상이 생기게 되므로 결속력이 떨어지게 된다.

상기와 같이 와이어로프에 의한 결속력이 떨어지는 관계로 기둥구조물에 내구력을 기대한 만큼 증강시키지 못하였다.

또한, 상기와 같이 기둥구조물의 측면부에 설치된 티자형 강재와 각 모서리에 엘자형 강재를 설치하고 와이어로프를 감싸게 설치하고 그 위에 콘크리트층을 더 형성하게 되면 콘크리트가 양생되기 전에 와이어로프가 늘어나면서 움직이는 원인에 의해서 콘크리트층에 균열이 생기는 등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재에 탄성이 제공되도록 구성하여 기둥구조물 보강구조에 사용시 탄성력에 의해서 와이어로프가 팽팽하게 긴장된 상태를 유지할 수 있게 하고, 기둥구조물에 와이어로프를 감싸 조임 할 때 내구력을 증강시킬 수 있으면서 간편하게 시공할 수 있도록 하는 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법을 제공하는데 소기의 목적하는 바가 있다.

본 발명에 의한 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법은 다음과 같다.

먼저, 기둥구조물 보강용 티자형 강재의 구성에서 기둥구조물의 측면부에 닿는 부분이 되는 접지편을 탄성력을 가지고 밀착될 수 있게 만곡부로 형성되어 있다.

상기와 같은 티자형 강재와 엘자형 강재를 기둥구조물에 설치하고 와이어로프를 감싸지도록 묶을 때 편리하고 내구력을 증강시킬 수 있도록 와이어로프를 횡방향과 대각선으로 배열하고 그러한 배열을 완성시킬 수 있는 와이어 연결구를 구성하여 기둥구조물 보강구조를 시공하는 방법을 제공함에 본 발명에 특징이 있다.

본 발명에 의한 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공에 따른 효과는 아래와 같다.

우선, 기둥구조물의 길이 방향을 따라 측면 중앙부에 배치되는 티자형 강재가 접지편에 구성된 만곡부에 의하여 탄성력을 발휘할 수 있기 때문에, 기둥구조물을 감싼 상태로 와이어로프를 묶어주면 만곡부를 가진 접지편의 탄성력에 의해서 와이어로프가 긴장된 상태를 유지하여 기둥구조물 내구력을 증강시키는 효과가 있다.

또, 와이어 연결구 및 와이어로프를 상호 체결하여 기둥구조물 및 티자형, 엘자형 강재를 묶을 때 간편하여 기둥구조물 보강구조의 시공이 매우 간편해지는 효과가 있다.

또한, 와이어로프의 대각선 배열에 의해서 기둥구조물에 내구력을 증강시킬 수 있고, 와이어로프의 대각선 배열을 간편하게 실시할 수 있는 와이어 연결구를 제공하여 시공성을 향상시켜 원가를 절감하는 동시에 보강구조물 시공 후, 보호용 콘크리트층을 더 형성하여도 균열이 일어나지 않는 등의 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부된 도면과 관련하여 본 발명에 의한 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재 및 기둥구조물 보강구조의 시공방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 기둥구조물 보강구조 시공상태를 보인 사시도, 도 2는 도 1의 요부를 확대해 보인 사시도, 도 3은 도 1의 또 다른 실시예를 보인 사시도, 도 4는 티자형 강재가 와이어로프에 의해 조여지기 전 상태의 사시도, 도 5는 티자형 강재가 와이어로프에 의해 작용하는 상태를 보인 예시도, 도 6은 기둥구조물 보강구조에 규사가 접착된 상태를 보인 예시도, 도 7은 기둥구조물에 탄소섬유가 접착된 상태를 보인 예시도, 도 8은 기둥구조물에 아라미드섬유망이 접착된 상 태를 보인 예시도, 도 9는 기둥구조물에 메탈레스가 접착된 상태를 보인 예시도, 도 10은 기둥구조물 보강구조에 콘크리트층이 형성된 상태를 보인 예시도, 도 11은 와이어 연결구와 와이어로프에 연결된 볼트가 체결된 상태를 보인 예시도, 도 12는 와이어 연결구가 와이어로프에 고정된 상태를 보인 단면도, 도 13은 기둥구조물 보강구조에 콘크리트층이 형성된 또 다른 상태를 보인 예시도이다.

건물의 기둥구조물 보강구조를 시공하기 위한 티자형 강재(1)는, 그 단면이 티자형(

) 단면을 가지도록 구성되고, 이는 와이어로프(20)가 닿는 가압편(2)과, 이 가압편(2)이 일면 가운데 연결되고, 타면으로는 기둥구조물(30)의 측면부에 탄성력을 가지고 밀착될 수 있도록 하는 만곡부(4)를 구비한 접지편(3)으로 구성된다.
상기 가압편(2)의 길이 방향을 따라서는 일정한 간격으로 와이어로프(20)가 상하로 움직이지 못하도록 결합하기 위한 홈(71)이 형성되고, 이 홈(71)의 양측에는 와이어지지구(70)가 결합 되어 조임 되는 와이어로프(20)를 지지하고 안내하도록 구성되어 있어, 상기 가압편(2)의 홈(71)과 와이어 지지구(70)에 의해 와이어로프(20)가 안정적인 지지 되도록 하며, 만곡부(4)를 구비한 접지편(3)의 복귀 탄성력에 의하여 기둥구조물(30)을 가압하도록 조임 되는 와이어로프(30)의 복귀 탄성력을 유지하도록 작용하게 된다.

와이어로프를 기둥구조물에 횡방향과 대각선으로 감싸게 배열하고 그러한 배열을 완성할 수 있도록 볼트공(6)과 볼트 고정편(7) 및 걸림 돌기(8)가 형성된 와이어 연결구(9)를 마련하고, 또 와이어로프(20)의 양단에 볼트(21)를 각각 연결하고, 기둥구조물 모서리 보강용 엘자형 강재(10)를 다수 준비한다.

상기와 같이 티자형 강재(1)와, 엘자형 강재(10) 및 와이어 연결구(9)와 와이어로프(20)를 준비한 상태에서 본 발명에 의한 건물의 기둥구조물 보강구조의 시공방법에 대하여 살펴본다.

먼저, 티자형 강재(1)와 엘자형 강재(10)를 기둥구조물(30)에 설치하는데, 엘자형 강재(10)는 기둥구조물의 모서리인 각 코너의 길이 방향을 따라 가설하고, 기둥구조물의 각각의 측면부(31) 중앙의 길이 방향을 따라서는 티자형 강재(1)를 가설한다.

그리고, 와이어로프(20)를 상기와 같이 기둥구조물(30)에 가설된 엘자형 강재(10)와 티자형 강재(1)를 감싸게 묶어준다.

이때, 와이어 연결구(9)를 사용하는데, 와이어로프(20)에 결합하여 와이어로프(20)를 기둥구조물(30)에 한바퀴 감싸서 만나는 지점에 와이어 연결구(9)를 결합하고 볼트고정편(7)에 볼트(40)와 너트(41)를 체결하여 고정한다.

상기와 같이 와이어로프(20)에 와이어 연결구(9)를 체결한 상태에서 와이어로프(20)의 단부에 연결된 볼트(22)를 와이어 연결구(9)에 형성된 볼트공(6)에 끼우고 너트(23)를 체결.조임 하여 상측 횡 방향에 와이어로프(20)를 묶어서 고정한다.

그리고, 와이어로프프(20)를 대각선방향으로 넘겨서 횡방향으로 기둥구조물(30)을 한바퀴 감싸게 하고 만나는 지점에 와이어 연결구(9)를 결합하고, 볼트고정편(7)에 볼트(40)와 너트(41)를 체결하여 고정한 다음, 와이어로프(20)의 단부에 연결된 볼트(22)를 와이어 연결구(9)에 형성된 볼트공(6)에 끼우고 너트(23)를 체결.조임 하여 하측 횡방향에 와이어로프를 묶어서 고정한다.

상기와 같이 기둥구조물에 보강구조를 시공하게 되면, 티자형 강재(1)의 접지편(3)에 구성된 만곡부(4)가 상,하측에 횡방향 및 대각선으로 와이어로프(20)가 감싸지면서 와이어 연결구(9)를 통해서 볼트(22)와 너트(23)에 의해서 체결될 때, 와이어로프(20)가 조여지면서 티자형 강재(1)에 구성된 가압편(2)을 가압하게 되므로, 티자형 강재(1)를 구성하는 접지편(3)의 만곡부(4)가 기둥구조물의 측면부(31)에 밀착되면서 만곡부(4)가 눌려지고, 그 후 복귀하려는 탄성에 의해서 와이어로프(20)가 지속적으로 탄성을 가지게 된다.

따라서, 와이어로프가 기둥구조물을 견고하게 감싸는 상태를 지속적으로 유지할 수 있으므로 기둥구조물에 내구력 증강에 기여하게 된다.

상기와 같이 시공한 상태에서 보강구조에 에폭시 접착제를 도포한 후 규사(50)를 도포하여 보호층을 형성한 기둥구조물에 보강구조 시공을 마무리할 수 있다.

또 다른 시공으로는 기둥구조물 및 시공된 기둥구조물 보강구조에 에폭시 접착제를 도포한 후 규사(50)를 도포하여 보호층을 형성한 후, 일정 두께를 갖는 보호 콘크리트층(60)을 더 형성시키고 양생하여 기둥구조물에 보강구조를 완성할 수 있다.

상기와 같이 보호 콘크리트층을 더 형성시켜 양생하게 되면, 균열을 방지할 수 있는데, 그 이유는 티자형 강재(1)를 구성하는 접지편의 만곡부(4)가 기둥구조물의 측면부(31)에 밀착되면서 만곡부(4)가 펼쳐지는 탄성작용에 의해서 와이어로프가 지속적으로 탄성을 가진 상태에서 콘크리트층이 양생될 수 있기 때문인 것이다.

그리고, 콘크리트층을 형성시키기 전에 에폭시 접착제를 도포한 후 규사(50)를 도포하여 보호층을 형성하여 티자형 강재와 와이어로프, 와이어 연결구 엘자형 강재 및 기둥구조물과의 친화력을 증대시켜 콘크리트층이 더 견고하게 양생 될 수 있다.

또, 기둥구조물의 각 측면부를 따라 에폭시 접착제를 도포한 후, 메탈레스(51), 탄소섬유(52),아라미드 섬유망(53) 중에 선택된 어느 하나를 기둥구조물의 측면부 여백에 부착한 후에 콘크리트층을 형성시키는 경우에도, 에폭시 접착제를 도포한 후 규사(50)를 도포하여 보호층을 형성함으로써 기둥구조물과 보호 콘크리트층의 친화력을 증대시켜 주는 매개체 역할을 하게 되므로 콘크리트층이 기둥구조물에 더 견고하고 일체화로 양생될 수 있고, 또 다른 방법으로는 탄소섬유(52),아라미드 섬유망(53)들 중에서 선택된 어느 하나를 에폭시 접착제가 도포 된 기둥구조물의 전 둘레에 감아주는 방식으로도 시공을 할 수도 있다.

그리고, 와이어로프를 기둥구조물에 상,하 횡방향으로 감싸게 하는 동시에 ,이들 상,하 횡방향으로 설치된 와이어로프와 대각선 방향으로도 연결하는 구성으로 되어 있기 때문에 횡방향으로 작용하는 전단력에 대한 대응력을 증강시키는 작용을 하게 되므로 기둥구조물의 내구력을 한층 더 증강시키는 작용을 하게 된다.

상기 와이어로프(20)에서 사용한 와이어 연결구(9)는 내부에 형성된 걸림돌기(8)와 볼트고정편(7)에 볼트(40)와 너트(41)를 체결함으로써 걸림돌기(8)가 와이어로프(20)에 걸리게 되므로 와이어 연결구(9)와 와이어로프(20)가 일체로 고정된 상태를 지속적으로 유지할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 기둥구조물 보강구조 시공상태를 보인 사시도

도 2는 도 1의 요부를 확대해 보인 사시도

도 3은 도 1의 또 다른 실시예를 보인 사시도

도 4는 티자형 강재가 와이어로프에 의해 조여지기 전 상태의 사시도

도 5는 티자형 강재가 와이어로프에 의해 작용하는 상태를 보인 예시도

도 6은 기둥구조물 보강구조에 규사가 접착된 상태를 보인 예시도

도 7은 기둥구조물에 탄소섬유가 접착된 상태를 보인 예시도

도 8은 기둥구조물에 아라미드섬유망이 접착된 상태를 보인 예시도

도 9는 기둥구조물에 메탈레스가 접착된 상태를 보인 예시도

도 10은 기둥구조물 보강구조에 콘크리트층이 형성된 상태를 보인 예시도

도 11은 와이어 연결구와 와이어로프에 연결된 볼트가 체결된 상태를 보인 예시도

도 12는 와이어 연결구가 와이어로프에 고정된 상태를 보인 단면도

도 13은 기둥구조물 보강구조에 콘크리트층이 형성된 또 다른 상태를 보인 예시도

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1: 티자형 강재

2: 가압편

3: 접지편

4: 만곡부

6: 볼트공

7: 볼트고정편

8: 걸림돌기

9: 와이어 연결구

10: 엘자형강재

20: 와이어로프

Claims (6)

1. 건물의 기둥구조물 보강에 사용되는 공지의 티자형 강재에 있어서,

   상기 티자형 강재(1)는 그 단면이 티자형(

   

   형) 단면을 가지도록 구성되고, 이는 와이어로프(20)가 닿는 가압편(2)과, 이 가압편(2)이 일면 가운데 연결되고 타면으로는 기둥구조물(30)의 측면부에 탄성력을 가지고 밀착될 수 있도록 하는 만곡부(4)를 구비한 접지편(3)으로 구성되며,

   상기 가압편(2)의 길이 방향을 따라서는 일정한 간격으로 와이어 로프(20)가 상하로 움직이지 못하도록 결합하기 위한 홈(71)이 형성되고, 이 홈(71)의 양측에는 와이어 지지구(70)가 결합 된 상태에서 조임 되는 와이어로프(20)를 지지하고 안내하도록 구성되어,

   상기 가압편의 홈과 와이어 지지구에 의해 와이어 로프가 안정적인 지지 되도록 하며, 만곡부를 구비한 접지편의 복귀 탄성력에 의하여 와이어 로프의 복귀 탄성력을 유지하도록 함을 특징으로 하는 건물의 기둥구조물 보강용 티자형 강재.
2. 삭제
3. 기둥구조물의 각 측면부를 따라 에폭시 접착제를 도포한 후, 이 측면부에 메탈레스, 탄소섬유, 아라미드 섬유망 중에 선택된 어느 하나를 선택하여 접착 시공하고,

   기둥구조물(30)의 각 코너의 길이 방향을 따라서는 엘자형 강재(10)를 가접하고, 기둥구조물의 각각의 측면부(31) 중앙의 길이 방향을 따라서는 티자형 강재(1)를 가접 한 후,

   와이어로프(20)의 중간에는 볼트공(6)과 볼트 고정편(7) 및 내부에 걸림 돌기(8)가 일체로 형성된 와이어 연결구(9)가 고정되고, 와이어로프(20)의 양단에는 볼트(22)가 각기 연결된 와이어로프(20)를 구비하여,

   이 와이어로프(20)를 이용하여 기둥구조물(30) 및 엘자형 강재(10)와 티자형 강재(1)를 한바퀴 감싸서 만나는 지점에서 와이어로프(20)의 단부에 연결된 볼트(22)를 와이어로프(20)의 중간에 고정된 연결구(9)에 형성된 볼트공(6)에 끼움 한 상태에서 너트(23)를 체결.조임 하여 상측 횡 방향의 와이어 로프(20)를 고정하며,

   상기 와이어 로프(20)를 연장하여 대각선방향으로 넘겨서 횡 방향으로 기둥구조물(30) 및 엘자형 강재(10)와 티자형 강재(1)를 한바퀴 감싸게 하고, 이들 와이어(20)가 만나는 지점에 고정된 와이어 연결구(9)의 볼트공(6)에는 와이어로프(20)의 단부에 연결된 볼트(22)를 끼움 한 상태에서 너트(23)를 체결. 조임 하여 하측 횡 방향의 와이어로프(20)를 고정하도록 시공하며,

   상기 기둥 구조물(30) 및 기둥구조물 보강구조의 표면에 에폭시를 도포한 후, 이 에폭시 접착제에 규사를 부착한 후,

   기둥 구조물(30)의 보강 구조를 보호하고, 기둥 구조물(30)의 단면을 증설하도록 일정 두께를 가지는 콘크리트층(60)을 더 형성하고 양생하도록 하여,

   기둥구조물의 강도를 보강하도록 함을 특징으로 하는 보강용 티자형 강재를 이용한 건물의 기둥구조물 보강구조 시공 방법.
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