KR101090314B1 - 절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법 - Google Patents

절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법 Download PDF

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Abstract

기둥과 보로 둘러싸인 벽돌벽체를 보다 효과적으로 보강하기 위한 절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법에 관한 것으로서, 상기 보강방법은 상기 벽돌벽체 전면 및 배면에 볼록부와 평판부가 연속하여 형성된 절곡패널이 접하도록 고정시키되, 상기 볼록부는 벽돌벽체 표면에 이격되어 고정되도록 하고 상기 평판부는 벽돌벽체 표면에 직접 접하여 고정되도록 하는 절곡패널 고정단계; 및 상기 벽돌벽체 표면과 이격되어 고정된 볼록부 사이에 형성된 내측공간(S)에 콘크리트를 포함하는 충전재를 충전시켜 벽돌벽체와 절곡패널을 서로 합성시키는 절곡패널 합성단계를 포함한다.

Description

절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법{REINFORCED MASONARY STRUCTURE USING WAVE PANNEL AND MASONARY REINFORCING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 바닥판, 기둥과 보로 둘러싸인 벽돌벽체를 보다 효과적으로 보강하기 위한 절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 종래기술로서 기설 조적 벽체의 비철거형 친환경 내진보강공법(특허 출원 2008-0105111호)이 소개되어 있다.
상기 종래기술은 조적조 건물에 대한 보강의 필요성을 다음과 같이 소개하고 있다.
즉, 중국 쓰촨성 지진으로 학교 건물 700동이 붕괴되는 등 학생들이 큰 피해를 입은 가운데 국내 초·중·고교의 거의 모든 건물이 지진에 취약한 것으로 조사되었고 2008년 5월 21일 교육과학기술부에 따르면, 2007년 8월 현재 전국 1만여개 초·중·고교 소유의 본관 건물과 부속건물 등 65,397개동 가운데 내진설계가 반영된 건물은 3.7%인 2,429개동뿐인 것으로 파악되었다고 한다.
또한 초·중·고 학교건물은 일반 건축물과 같이 건축법 등에 따라 "3층 이상 또는 1,000㎡ 이상(2005년 7월부터 적용)"이면 리히터 규모 5.5∼6.5의 지진에 견딜 수 있도록 내진설계를 해야 하는데, 내진설계 적용대상 학교건물 17,734개동 가운데 82.3%인 15,305개동은 내진설계가 반영되 있지 않은 실정이라고 소개되어 있고,
한편, 국내 대부분의 학교 건물은 기둥 및 보에 의해 지지되는 라멘식 구조이며, 대부분의 벽체는 비내력벽인 조적된 벽체로 구성(조적조)되어 있어 내진성능을 향상시키기 위해 기둥이나 보 부재를 대상으로 단면을 증설하거나 보강하여 내진보강하는 방법보다는 비내력벽을 외력에 견딜 수 있는 내력벽으로 교체하는 방법이 공사방법이 간편하고 경제적이어서 보다 효과적인 방법이다 하고 소개되어 있다.
하지만 비내력벽을 내력벽으로 교체하는 기존 기술은 기설된 벽체를 철거해야만 하므로 공사과정에서 건설폐기물이 대량 발생되어 친환경적이지 못하며, 더욱이 철거공정으로 인해 공사기간이 지연될 우려가 높다는 문제점이 있게 된다.
따라서, 도 1a 및 도 1b와 같이 다른 방법에 의한 조적조의 내진보강공법이 소개되어 있다.
즉, 기둥(C) 및 보(B)로 둘러싸인 벽돌벽체(BW)가 형성된 조적조에서,
건물내부에서 상기 벽돌벽체(BW)가 상기 기둥(C) 및 보(B)에 접촉하는 접촉면까지 벽돌벽체(BW)에 밀착하여 부착되는 보강재(10); 건물내부에서 상기 벽돌벽체(BW)가 상기 기둥(C) 및 보(B)에 접촉하는 접촉면에 밀착되어 설치되되 다수 개의 앵커구멍이 천공된 다수 개의 프레임(20); 및, 상기 앵커구멍을 통하여 상기 프레임(20)을 상기 기둥(C), 보(B) 및 벽돌벽체(BW)에 고정하는 다수 개의 프레임 고정앵커(30);를 포함하여 구성되되, 상기 프레임(20)은 상기 보강재(10)를 물면서 상기 벽돌벽체(BW)에 프레임 고정앵커(30); 상기 보강재(10)를 벽돌벽체(BW)에 고정시키는 것으로 상호간에 일정간격으로 설치되는 다수 개의 보강재 고정앵커(40);를 포함하여 고정되는 조적조의 내진보강구조가 소개되어 있다.
이때, 상기 보강재(10)는 선형부재로써 벽돌벽체(BW)에 인장응력이 발생하는 방향인 대각선으로 2열 이상을 한 단위로 하여 서로 교차하도록 다수 개를 배치하여 그리드(grid)로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 결국 보강재(10)가 조적조를 감싸도록 하는 수단을 사용하고 있음을 알 수 있는데 이는 조적조를 구속하는 역할을 할 뿐이므로 단면을 보강을 통한 조적조 보강방법은 아니라 할 수 있어 보강효과에 큰 기대를 할 수 없다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 조적조인 벽돌벽체를 보다 효과적으로 감싸도록 하면서 벽돌벽체의 단면을 함께 보강하여 전달하중에 대한 내진성능 뿐만 아니라 내화성능도 함께 구비할 수 있도록 하면서 미관도 수려한 절곡패널을 이용하여 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
이에 본 발명은
첫째, 절곡패널을 이용하여 벽돌벽체(조적조)를 보강하되, 상기 절곡패널을 벽돌벽체로부터 이격시켜 내측공간이 형성되도록 설치하게 된다. 다음으로는 상기 내측공간(S)에 콘크리트를 충전시켜 절곡패널과 벽돌벽체가 서로 합성되도록 하여 벽돌벽체를 절곡패널로 보강하게 된다.
둘째, 이를 위하여 상기 절곡패널은 볼록부와 평판부가 서로 연속되어 형성되어 있으므로 상기 평판부가 벽돌벽체에 표면에 접하도록 하고, 상기 볼록부가 벽돌벽체의 표면으로 이격되도록 배치하여 상기 볼록부와 벽돌벽체의 표면 사이의 이격공간이 상기 내측공간으로 형성되도록 함으로서 충전되는 콘크리트의 양을 최소화 하면서 절곡패널이 차지하는 공간도 최소화 될 수 있도록 하였다.
셋째, 상기 절곡패널은 상부 및 하부가 벽돌벽체의 상부,하부에 위치한 보, 바닥판에 고정구(케미컬앵커)로 고정되도록 하고, 벽돌벽체 전면 및 하면에 앵커볼트와 정착너트로 고정되도록 하여 절곡패널은 인접한 벽돌벽체, 보 및 바닥판에 완전히 고정되도록 하였다.
이를 위해 본 발명은
벽돌벽체를 포함하여 이루어진 조적조에 있어서,
상기 벽돌벽체의 전면 및 배면에 고정 설치되는 볼록부와 평판부가 연속하여 형성된 것으로서, 상기 평판부는 벽돌벽체 표면에 접하도록 고정되고, 상기 볼록부는 벽돌벽체 표면으로부터 이격되도록 배치된 절곡패널; 및 상기 절곡패널의 볼록부와 벽돌벽체 표면의 사이의 내측공간(S)에 충전된 콘크리트를 포함하는 충전재;를 포함하는 절곡패널로 보강된 조적조를 제공한다.
또한 바람직하게는
보 또는 바닥판 사이에 형성된 벽돌벽체를 조적조 보강방법에 있어서,
상기 벽돌벽체 전면 및 배면에 볼록부와 평판부가 연속하여 형성된 절곡패널이 접하도록 고정시키되, 상기 볼록부는 벽돌벽체 표면에 이격되어 고정되도록 하고 상기 평판부는 벽돌벽체 표면에 직접 접하여 고정되도록 하는 절곡패널 고정단계; 및 상기 벽돌벽체 표면과 이격되어 고정된 볼록부 사이에 형성된 내측공간(S)에 콘크리트를 포함하는 충전재을 충전시켜 벽돌벽체와 절곡패널을 서로 합성시키는 절곡패널 합성단계를 포함하는 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법을 제공한다.
또한 바람직하게는
상기 절곡패널의 상부 및 하부는 수평절곡부로 형성되도록 하여 상기 수평절곡부가 인접한 보 또는 바닥판에 케미칼앵커를 포함하는 고정구로 고정되도록 하고, 상기 절곡패널의 평판부는 벽돌벽체를 관통하여 평판부들을 서로 구속하는 앵커볼트와 정착너트에 의하여 고정되도록 하는 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법을 제공한다.
또한 바람직하게는
상기 절곡패널의 볼록부로 형성된 내측공간에 충전되는 충전재와 합성을 위하여 상기 볼록부 일면에 다수의 스터드가 형성되도록 하는 절곡패널로 보강된 조적조 및 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법을 제공한다.
본 발명에 의한 절곡패널은 벽돌벽체를 보강함에 있어 벽돌벽체와 절곡패널이 콘크리트에 의하여 합성되도록 하여 벽돌벽체의 단면을 증가시킴과 더불어 절곡패널에 의한 보강효과를 가질 수 있도록 하고, 인접한 보와 바닥판에 확실하게 고정되어 작용하는 하중에 대한 저항성능이 크게 증진되어 매우 효과적인 조적조 보강이 가능하게 된다.
또한 상기 절곡패널은 평판부가 벽돌벽체에 접하여 설치되기 때문에 차지하는 공간이 크지 않아 시공성 및 작업성이 매우 증진될 수 있음을 알 수 있다.
또한 상기 절곡패널의 표면을 벽지 등으로 마감할 경우 미관도 매우 뛰어나게 된다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래 조적조 보강도 및 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 조적조 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 조적조의 단면도들,
도 4는 본 발명에 의한 보강된 조적조의 사시도,
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명에 의한 조적조의 보강 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
< 본 발명의 절곡패널로 보강된 조적조(100) >
상기 조적조(100)는 예컨대 바닥판(200), 상기 바닥판 상면에 이격되어 설치된 기둥(300), 상기 기둥 상부에 설치된 보(400)에 있어서, 상기 보와 바닥판 또는 바닥판과 바닥판 사이에 설치된 벽돌벽체(110)를 지칭하는 것으로 한다.
상기 벽돌벽체(110)는 도 1b와 같이 건물 내부에 조적되는 내부벽돌, 외부로 노출되는 외부치장벽돌 및 상기 벽돌들 사이에 설치된 단열재로 시공되는 구조물을 의미할 수 있는데 본 발명은 건물 내부에 설치되는 벽돌벽체를 의미하는 것으로 한다.
이에 상기 벽돌벽체(110)의 상부와 하부는 각각 바닥판(200) 상면과 보(400)의 저면에 접하도록 설치되어 있음을 알 수 있다.
이러한 벽돌벽체(110)에 본 발명의 절곡패널(120)이 합성되어 설치된다.
이러한 절곡패널(120)은 도 2 및 도 3과 같이 강판을 절곡시켜 제작한 것을 이용하면 되며 길이방향으로 파형으로 연속형성되어 있음을 알 수 있으며, 볼록부(121)와 평판부(122)가 연속으로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 절곡패널(120)은 벽돌벽체(110)에 먼저 고정 설치되는데 구체적으로는 상기 평판부(122)는 벽돌벽체(110) 표면에 접하도록 고정되고, 상기 볼록부(121)는 벽돌벽체(110) 표면으로부터 이격되도록 고정시키게 됨을 알 수 있다.
이러한 상태를 유지하기 위하여 상기 절곡패널(120)의 상부 및 하부는 수평절곡부(123)로 형성시키게 된다.
이에 상기 수평절곡부(123)에 형성시킨 관통홀(124)을 이용하여 케미컬앵커와 같은 고정구(125)로 절곡패널(120)을 보(400)와 바닥판(200)에 고정시키게 된다.
이때, 도 3과 같이 상기 평판부(122)를 벽돌벽체(110)에 고정시키기 위해서 앵커볼트(128)를 이용하여 벽돌벽체(110)를 관통시켜 양 절곡패널(120)에 정착너트(129)로 정착시킴으로서 벽돌벽체(110)가 절곡패널에 의하여 완전히 구속되도록 하게 된다.
이에 상기 절곡패널(120)은 벽돌벽체(110)에 접하도록 고정되면서 볼록부(121)에 의하여 벽돌벽체(110)에 이격되어 고정됨을 알 수 있다.
이와 같이 볼록부(121)와 벽돌벽체(110)의 사이 공간을 내측공간(S)으로 지칭하면 이러한 공간은 빈 공간이 된다.
이러한 빈 공간은 콘크리트를 포함하는 충전재(130)로 충전된다. 이러한 충전재는 결국 절곡패널(120)과 벽돌벽체(110)를 서로 합성시키는 역할을 하게 되고 벽돌벽체(110)의 단면을 증가시키는 역할을 하게 된다.
이때, 합성효과증진을 위하여 특히 절곡패널(120)의 볼록부(121)의 일면에는 스터드(126)을 다수 형성시켜 충전재인 콘크리트와 벽돌벽체와의 합성성능을 증진시킬 수 있도록 하게 된다.
이를 위하여 절곡패널(120)의 예컨대 볼록부(121) 상부에는 구멍과 같은 개구부(127)를 형성시켜 충전재가 충전될 수 있도록 하게 되며 최종 콘크리트 충전 후에는 통상의 방법으로 마감하면 된다.
이에 본 발명의 벽돌벽체(110)는 충전재(130)에 의하여 단면이 증가되어 보강되도록 함과 더불어 벽돌벽체(110)에 고정구로 고정된 절곡패널(120)에 의한 강성증가의 효과가 가지게 됨을 알 수 있다.
이에 도 4와 같이 지진 등과 같은 하중이 작용하였을 때, 벽돌벽체(110)는 절곡패널(120)과의 합성에 의한 강성증대 효과, 충전재(130)로 인한 벽돌벽체(110)의 단면 증가로 인한 강성증대 효과, 벽돌벽체(110)를 보와 바닥판에 고정시켜 상,하부 연결부에 대한 연결강성증대 효과 등에 의하여 벽돌벽체(110)를 효과적으로 보강할 수 있게 된다.
< 본 발명의 절곡패널로 보강된 조적조(100)의 시공방법>
먼저, 도 5a와 같이 예컨대 하부가 보(400)의 저면과 바닥판(200) 상면 사이와 기둥과 기둥 사이에 벽돌벽체(110)가 형성된 경우를 기준으로 살펴보면,
먼저, 도 2와 같이 상,하부가 수평절곡부로 형성된 절곡패널(120)을 별도로 제작하여 준비하게 되며 상기 절곡패널(120)의 평판부(122)가 벽돌벽체(110)의 표면에 접하도록 세팅하게 된다.
물론, 상기 절곡패널(120)의 수평절곡부들(123)과 평판부(122)에는 고정구와 앵커볼트(125,128)가 관통하여 벽돌벽체, 보, 바닥판에 고정될 수 있도록 관통홀을 형성시켜 놓게 되며, 내측공간에 콘크리트를 부어 넣을 수 있도록 개구부를 절곡패널의 볼록부(121) 상부 등에 적어도 1개 이상을 형성시켜 놓게 됨을 알 수 있다.
이에 상기 관통홀들을 통해 절곡패널(120)을 벽돌벽체(110)에 고정시키는 단계가 이루어지게 되며, 구체적으로 절곡패널(120)의 상부와 하부는 수평절곡판과 고정구에 의한 고정, 절곡패널과 벽돌벽체는 평판부와 벽돌벽체를 관통하는 앵커볼트와 정착너트에 의한 고정단계가 완성되게 됨을 알 수 있다.
이에 도 5b와 같이 먼저 상기 절곡패널(120)을 벽돌벽체(110), 바닥판(200), 보(400)에 고정시킨 상태에서 절곡패널의 볼록부(121)에 형성된 개구부(127)를 통해 콘크리트와 같은 충전재(130)를 충전시키게 된다.
이로서 절곡패널과 벽돌벽체는 양생된 충전재에 의하여 서로 합성되는 단계를 거치게 됨을 알 수 있다.
다음으로 도 5c와 같이 상기 충전재(130)가 최종 양생되면 절곡패널(120)과 벽돌벽체(110)은 서로 합성되어 일체화되어 본 발명에 의한 조적조 보강이 간단하게 완성될 수 있게 된다.
이때, 길이방향으로 다수의 절곡패널은 서로 접하여 설치되도록 하게 되고 접하는 면은 충전재의 누출 등이 이루어지지 않도록 평판부가 서로 접하여 서로 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 평판부의 길이방향 연결은 용접에 의할 수도 있고 패킹재를 이용하여 마감할 수 도 있을 것이다.
미도시 하였지만 상기 볼록부의 돌출 정도는 최소화하도록 하여 충전재 소요량이 최소화 되도록 하고 절곡패널의 노출면을 미장 마감하여 미관을 증진시키도록 하는 것이 바람직하다.
100: 조적조 110: 벽돌벽체
120: 절곡패널 121: 볼록부
122: 평판부 123: 수평절곡부
124: 관통홀 125: 고정구
126: 스터드 127: 개구부
128: 앵커볼트 129: 정착너트
130: 충전재 200: 바닥판
300: 기둥 400: 보

Claims (6)

  1. 벽돌벽체(110)를 포함하여 이루어진 조적조에 있어서,
    상기 벽돌벽체의 전면 및 배면에 고정 설치되는 볼록부(121)와 평판부(122)가 연속하여 형성된 것으로서 상기 평판부(122)는 벽돌벽체(110) 표면에 접하도록 고정되고, 상기 볼록부(121)는 벽돌벽체(110) 표면으로부터 이격되도록 배치된 절곡패널(120); 및
    상기 절곡패널(110)의 볼록부(121)와 벽돌벽체 표면의 사이의 내측공간(S)에 충전된 콘크리트를 포함하는 충전재(130);를 포함하며,
    상기 절곡패널(110)의 상부 및 하부는 수평절곡부(123)로 형성되도록 하여 상기 수평절곡부가 인접한 보 또는 바닥판에 케미칼앵커를 포함하는 고정구(125)로 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 절곡패널로 보강된 조적조.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절곡패널(120)의 평판부(122)는 벽돌벽체(110)를 관통하여 양 평판부를 서로 구속하는 앵커볼트(129)와 정착너트(128)에 의하여 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 절곡패널로 보강된 조적조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 절곡패널(120)의 볼록부(121)로 형성된 내측공간에 충전되는 충전재와 합성을 위하여 상기 볼록부(121) 일면에 다수의 스터드(126)가 더 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 절곡패널로 보강된 조적조.
  5. 보 또는 바닥판 사이에 형성된 벽돌벽체(100)를 조적조 보강방법에 있어서,
    상기 벽돌벽체(110) 전면 및 배면에 볼록부(121)와 평판부(122)가 연속하여 형성된 절곡패널이 접하도록 고정시키되, 상기 볼록부(121)는 벽돌벽체(110) 표면에 이격되어 고정되도록 하고 상기 평판부(122)는 벽돌벽체 표면에 직접 접하여 고정되도록 하는 절곡패널 고정단계; 및
    상기 벽돌벽체(110) 표면과 이격되어 고정된 볼록부(121) 사이에 형성된 내측공간(S)에 콘크리트를 포함하는 충전재(130)을 충전시켜 벽돌벽체와 절곡패널을 서로 합성시키는 절곡패널 합성단계;를 포함하며,
    상기 절곡패널(110)의 상부 및 하부는 수평절곡부(123)로 형성되도록 하여 상기 수평절곡부가 인접한 보 또는 바닥판에 케미칼앵커를 포함하는 고정구(125)로 고정되도록 하고, 상기 절곡패널(120)의 평판부(122)는 벽돌벽체(110)를 관통하여 평판부들을 서로 구속하는 앵커볼트(129)와 정착너트(128)에 의하여 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 절곡패널을 이용한 조적조 보강방법.
  6. 삭제
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