KR101109244B1 - 섬유보강 콘크리트로 소성힌지부를 보강한 구조벽체 - Google Patents

섬유보강 콘크리트로 소성힌지부를 보강한 구조벽체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고층의 타워형 건축구조물에서 건물의 중앙부 계단실 등의 벽면을 이루어서 지진과 같은 횡하중에 저항하게 되는 구조벽체를 구축함에 있어서, 횡방향의 지진하중(진동하중 포함)이 작용할 때 압축응력 또는 인장응력이 크게 작용하게 되는 구조벽체 하부의 소성힌지부를 현장 타설 또는 프리캐스트 섬유보강 콘크리트로 제작함으로써 소성힌지부에서의 변형능력을 증대시키고 연성도를 높여서 지지하중에 대한 내하력을 증진시키면서도 제작과 시공이 용이하며, 경제성도 향상되는 새로운 구조의 구조벽체에 관한 것이다.

Description

섬유보강 콘크리트로 소성힌지부를 보강한 구조벽체{Structural Wall having Fiber Concrete Reinforcing Part for Plastic Hinge}
본 발명은 섬유보강 콘크리트로 소성힌지부를 보강한 구조벽체에 관한 것으로서, 구체적으로는 고층의 타워형 건축구조물에서 건물의 중앙부 계단실 등의 벽면을 이루어서 지진과 같은 횡하중에 저항하게 되는 구조벽체를 구축함에 있어서, 횡방향의 지진하중(진동하중 포함)이 작용할 때 압축응력 또는 인장응력이 크게 작용하게 되는 구조벽체 하부의 소성힌지부를 섬유보강 콘크리트로 제작함으로써 소성힌지부에서의 변형능력을 증대시키고 연성도를 높여서 지지하중에 대한 내하력을 증진시키면서도 제작과 시공이 용이하며, 경제성도 향상되는 새로운 구조의 구조벽체에 관한 것이다.
아파트나 고층 빌딩 등과 같은 고층의 타워형 건축구조물에서는 지진이나 바람 등의 횡하중에 대한 저항력을 높이기 위하여, 건물 중앙부에 설치되는 계단실 등에는 횡하중에 저항하기 위한 구조벽체를 설치하여, 구조벽체로 하여금 횡하중에 대해 저항력을 발휘하도록 함으로써 건축구조물이 내진성능을 가지도록 한다.
도 1에는 구조벽체(1)에 지진하중 등에 의한 횡하중이 작용할 경우의 변형 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 원 A부분으로 표시된 구조벽체(1) 하부의 소성힌지부에서의 파괴 양상을 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 넓은 폭과 높이, 그리고 그에 비하여 상대적으로 얇은 두께를 가지고 있는 판형으로 이루어진 구조벽체(1)에 지진이나 바람 등과 같은 횡방향 하중(횡하중)이 작용하는 경우, 구조벽체(1)는 도 1에서 점선으로 도시된 것처럼, 휨변형을 일으키게 되고, 그에 따라 구조벽체(1)의 하부는 일측에서는 큰 인장응력이 작용하여 인장균열이 발생하게 되고 타측에서는 큰 압축응력이 작용하여 압축파괴가 발생하게 되는 소성힌지부가 된다.
이러한 구조벽체(1)의 소성힌지부에서의 인장파괴 및 압축파괴를 방지하기 위하여 소성힌지부가 횡하중에 대해 충분한 연성도를 가지게 하는 것이 필요하며, 이를 위해서 종래에는 구조벽체(1)의 소성힌지부 내부에 횡구속철근을 촘촘하게 배근하여 보강하였다. 도 3a에는 종래 기술에 의해 구조벽체(1)의 소성힌지부에 횡구속철근을 촘촘하게 배근하여 보강한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3b에는 도 3a의 원 B부분의 확대도로서 소성힌지부에 배근된 횡구속철근의 상태를 보여주는 확대도가 도시되어 있다. 도 3a에서 편의상 구조벽체(1)의 콘크리트 부분은 점선으로 도시하였으며, 구조벽체(1) 내부에 배근되는 철근을 실선으로 도시하였다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 것처럼, 구조벽체(1)의 소성힌지부 내부에 횡구속철근(101)을 촘촘하게 배근하여 보강하게 되면, 인장측 또는 압축측이 되는 소성힌지부에서의 유효변형률과 강도가 증가하게 되어 소성힌지부의 연성도가 증가되고, 그에 따라 지진 등의 횡하중에 대해서도 안전하게 된다.
그러나 위와 같이 횡구속철근(101)을 이용하여 소성힌지부를 보강하는 종래의 기술은 그 시공성과 반복하중에 대한 저항력에 있어서 문제가 있다. 즉, 얇은 두께를 가지는 구조벽체(1) 내에 횡구속철근(101)을 배근간격을 좁게 하여 촘촘하게 배근하여야 하는데, 이와 같이 좁은 배근간격으로 횡구속철근(101)을 설치하는 경우, 철근의 절곡 작업은 물론이고 철근의 배치 및 종방향 철근과의 결속 작업이 매우 어려워서 시공성이 크게 저하되는 문제점이 있다. 이러한 시공성 저하는 결국 시공비용의 증가뿐만 아니라 공기지연을 가져오게 되어, 시공경제성을 악화시키게 되는 결과를 초래하게 된다.
또한, 철근량이 과다해지고, 좁은 두께에 많은 양의 철근이 배근되므로, 철근의 피복이 충분하지 아니하기 때문에, 반복하중이 작용할 경우에는 철근 피복의 이루는 콘크리트가 손실되어 철근이 노출됨으로써, 부식 및 손상의 우려가 커지게 되며 피복의 손실로 인한 단면 감소와 그에 따른 구조성능 저하의 가능성이 매우 높게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 건축구조물에서 횡하중에 대해 저항력을 발휘하도록 함으로써 건축구조물이 내진성능을 가지게 하는 구조벽체를 구축함에 있어서, 소성힌지부가 충분한 연성도를 가지도록 하면서도, 과도한 횡구속철근의 배근에 따른 문제점이 야기되지 않는 구조벽체를 구축할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 건축구조물에 필요한 높이와 폭, 그리고 두께를 가지는 구조벽체로서, 상기 구조벽체에 횡하중이 작용하였을 때 소성힌지가 발생하게 되는 구조벽체의 하부 위치에는, 섬유가 함유되어 보강된 섬유보강 콘크리트로 제작된 소성힌지 보강부가 구비되어 있는 구성을 가지는 구조벽체가 제공된다.
구체적으로 본 발명에서는, 건축구조물에 작용하는 횡하중에 저항하기 위하여 설치되는 구조벽체로서, 구조벽체의 전체에 대해 종방향 보강철근과, 상기 종방향 보강철근과 수직한 횡방향 보강철근이 각각 간격을 두고 배근되어 구조벽체 내부의 철근망이 형성되고; 상기 구조벽체에 횡하중이 작용하였을 때 구조벽체의 하부에서 소성힌지가 발생하게 되는 위치에는, 측면판 및 상기 측면판을 관통하여 횡방향으로 배치되며 정착봉으로 구성되는 접합철물 한 쌍이 구조벽체의 중간에 간격을 두고 배치되고; 상기 측면판의 횡방향 외측으로 측면판의 높이까지, 섬유가 함유되어 보강된 섬유보강 콘크리트가 타설되어 상기 종방향 보강철근과 횡방향 보강철근으로 이루어진 철근망의 일부와 정착봉의 일측이 섬유보강 콘크리트 내에 매립되어 있는 상태의 소성힌지 보강부가 형성되고; 구조벽체에서 상기 소성힌지 보강부를 제외한 나머지 부분에는 보통 콘크리트가 타설되어 상기 종방향 보강철근과 횡방향 보강철근으로 이루어진 철근망의 나머지 부분과 상기 정착봉의 타측이 보통 콘크리트에 매립되도록 기타 벽체부가 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 구조벽체가 제공된다.
또한, 본 발명에서는 위와 같은 구조벽체에서 소성힌지 보강부가 프리캐스트 부재로 만들어지는 실시예로서, 상기 구조벽체에 횡하중이 작용하였을 때 구조벽체의 하부에서 소성힌지가 발생하게 되는 위치에서 구조벽체의 양측면으로는, 섬유보강 콘크리트에 의해 프리캐스트로 사전 제작된 패널 형태의 프리캐스트 소성힌지 보강부의 한 쌍이 간격을 두고 배치되며; 상기 한 쌍의 프리캐스트 소성힌지 보강부를 제외한 나머지 부분에는 보통 콘크리트가 타설되어 기타 벽체부가 형성되는데; 상기 프리캐스트 소성힌지 보강부내에는 종방향의 소성힌지부 보강철근과 횡방향의 소성힌지부 보강철근이 배치되어 섬유보강 콘크리트 내에 매립되어 있는데, 소성힌지 보강부의 내부 방향 측면으로, 상기 횡방향 소성힌지부 보강철근의 단부가 루프를 이루어서 돌출되어 있고, 소성힌지 보강부의 상부 방향 측면으로는 상기 종방향 소성힌지부 보강철근이 연장되어 돌출되어 있으며; 상기 기타 벽체부 내에는 종방향 보강철근과 횡방향 보강철근이 배치되어 있는데, 양쪽 소성힌지 보강부 사이에 존재하는 기타 벽체부에 배치되는 횡방향 보강철근의 단부는 폐합된 루프 형태를 이루어서, 프리캐스트 소성힌지 보강부의 내부 측면으로 돌출된 횡방향 소성힌지 보강철근의 루프 단부와 겹쳐지도록 배치되며; 횡방향 보강철근의 루프 단부와 횡방향 소성힌지 보강철근의 루프 단부가 겹쳐져서 타원형의 폐합된 고리가 만들어진 상태에서 상기 폐합된 고리 내에 기타 벽체부를 보강하는 종방향 보강철근 또는 수직결합봉이 관통된 후, 보통 콘크리트가 타설되어 기타 본체부가 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 구조벽체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 소성힌지부 내에 좁은 배근간격으로 횡구속철근을 설치할 필요가 없게 되므로, 철근의 절곡 작업 및 종방향 철근과의 결속 작업 등으로 인한 시공성 저하를 방지할 수 있게 되고, 과다한 양의 철근을 사용하지 않게 되며, 그에 따라 시공비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공기도 단축시킬 수 있게 되어 시공경제성을 향상시키는 효과가 발휘된다.
또한, 본 발명에 의하면, 반복하중이 작용하더라도, 불충분한 철근 피복으로 인한 피복 손실과 철근 노출 현상이 발생하지 않게 되므로, 그에 따른 철근의 노출과, 부식 및 손상 우려가 없어지며, 단면 감소 및 그에 따른 구조성능 저하의 가능성도 배제되어 구조적인 안전성이 더욱 높아지는 효과가 발휘된다.
도 1은 구조벽체에 지진하중 등에 의한 횡하중이 작용할 경우의 변형 상태를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1의 원 A부분으로 표시된 구조벽체 하부의 소성힌지부에서의 파괴 양상을 보여주는 개략도이다.
도 3a는 종래 기술에 따라 구조벽체의 소성힌지부에서 인장측 내부와 압축측 내부에 횡구속철근을 배근하여 보강한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 원 B부분의 확대도로서 소성힌지부에 배근된 횡구속철근의 상태를 보여주는 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따라 섬유보강 콘크리트로 제작된 소성힌지 보강부를 가지는 구조벽체의 개략적인 사시도이다.
도 5는 소성힌지 보강부와 기타 벽체부를 현장에서 분리타설하여 제작되는 본 발명에 따른 구조벽체의 개략적인 투시 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 것과 같이 소성힌지 보강부를 분리타설할 때 사용되는 접합철물의 개략적인 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따라 프리캐스트 패널 부재로 제작된 소성힌지 보강부의 개략적인 사시도이다.
도 8은 종방향 및 횡방향 보강철근으로 이루어진 철근망과 함께 도 7에 도시된 프리캐스트 소성힌지 보강부를 배치하여 구조벽체를 구축한 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 4에는 본 발명에 따라 섬유보강 콘크리트로 제작된 소성힌지 보강부(10)(이하, "소성힌지 보강부"라고 약칭한다)를 가지는 구조벽체(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 건축구조물에 필요한 높이와 폭, 그리고 두께를 가지는 구조벽체(1)를 제작함에 있어서, 구조벽체(1)에 횡하중이 작용하였을 때 구조벽체(1)의 하부에서 소성힌지가 발생하게 되는 위치에는, 섬유가 함유되어 보강된 섬유보강 콘크리트로 제작된 소성힌지 보강부(10)가 구비된다. 이러한 소성힌지 보강부(10)는, 현장에서 타설되어 제작될 수도 있고, 프리캐스트 부재로 사전 제작되어 기타 벽체부와 일체 합성될 수도 있다. 상기 소성힌지 보강부(10)를 구성하는 섬유보강 콘크리트로는 합성섬유, 탄소섬유, 강섬유 등을 함유한 공지의 섬유보강 콘크리트를 이용할 수 있으며, 본 발명에서 상기 섬유보강 콘크리트에는 특별한 제한이 없다.
우선 현장에서의 분리 타설에 의해 구조벽체를 제작하는 기술에 대해 설명한다. 도 5에는 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부를 현장에서 분리타설하여 제작되는 구조벽체(1)의 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 위와 같은 분리타설시 사용되는 접합철물(20)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 것처럼, 판 부재로 이루어지는 구조벽체(1)를 구축하기 위하여, 구조벽체(1)의 전체에 대해 종방향 보강철근(11)과, 상기 종방향 보강철근(11)과 수직한 횡방향 보강철근(12)이 각각 간격을 두고 배근된다.
종방향 및 횡방향 보강철근(11, 12)이 배근되어 구조벽체(1)의 철근망이 형성된 상태에서 구조벽체(1)의 하부에서, 구조벽체(1)의 폭 방향으로 양측 단으로부터 일정 길이와 높이 부분에, 섬유보강 콘크리트가 타설되어 소성힌지 보강부(10)가 형성된다. 상기 소성힌지부(10)의 길이와 높이는 구조벽체(1)의 제원과, 구조벽체(1)에 가해지는 하중을 이용하여 통상적인 구조해석을 통해 정해진다.
이와 같이 섬유보강 콘크리트를 타설하여 구조벽체(1)의 철근망 하부 양측에 소성힌지 보강부(10)를 형성하고, 후속하여 구조벽체(1)에서 상기한 소성힌지 보강부(10)를 제외한 나머지 부분 즉, 기타 벽체부(13)를 위한 보통 콘크리트(예를 들어 섬유에 의해 보강되지 아니한 보통 콘크리트)를 타설하여, 종방향 및 횡방향 보강철근(11, 12)으로 이루어진 철근망이 하부 양측은 소성힌지 보강부(10)에 매립되고 철근망의 다른 부분은 별도 타설된 콘크리트에 의한 기타 벽체부(13)에 매립되는 형태로, 구조벽체(1)가 구축된다.
섬유보강 콘크리트를 이용한 소성힌지 보강부(10)와, 보통 콘크리트를 이용한 기타 벽체부(13)가 분리 타설되어 하나의 일체화된 구조벽체(1)를 구축함에 있어서, 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부(13)의 일체화를 더욱 강화하고 소성힌지 보강부(10)의 타설을 용이하고 신속하게 수행하기 위하여 도 6에 도시된 접합철물(20)이 이용된다.
구체적으로 상기 접합철물(20)은 소성힌지부(10)의 두께와 높이를 가지는 측면판(21)과, 상기 측면판(21)을 관통하여 횡방향으로 배치되며 일측은 기타 벽체부(13)의 콘크리트에 매립되고 타측은 소성힌지 보강부(10)의 섬유보강 콘크리트에 매립되는 정착봉(22)으로 구성된다. 필요에 따라서는 도면에 도시된 것처럼, 정착봉(22)에서 기타 벽체부(13)에 매립되는 부분의 길이와 소성힌지 보강부(10)에 매립되는 부분의 길이를 다르게 할 수도 있다.
앞서 설명한 것처럼, 현장 타설에 의해 소성힌지 보강부(10)를 형성하는 경우, 기타 벽체부(13)와 분리타설하게 되므로, 소성힌지 보강부(10)의 내부 측면을 위한 거푸집이 필요하다. 본 발명에서는 위와 같이 측면판(21)을 가지는 접합철물(20)을 소성힌지 보강부(10)의 내부 측면용 거푸집으로 활용하게 된다. 구체적으로, 종방향 및 횡방향 보강철근(11, 12)을 배치하여 철근망을 형성할 때, 상기 측면판(21)이 내부에 수직하게 세워지도록 배치하게 된다. 물론 소성힌지 보강부(10)가 형성되는 높이에서는 횡방향 보강철근(12)이 상기 측면판(21)을 관통하게 된다.
구조벽체(1)의 중간에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 접합철물(20)을 포함한 상태로 종방향 및 횡방향 보강철근(11, 12)의 철근망을 구축하고, 구조벽체(1)의 전, 후면 및 외측면, 그리고 저면에 각각 거푸집판을 설치한 후, 상기 측면판(21)의 횡방향 외측으로 섬유보강 콘크리트를 타설하고, 측면판(21)의 횡방향 내측(즉, 한 쌍의 측면판 사이) 및 기타 섬유보강 콘크리트가 타설되지 아니한 부분에 보통 콘크리트를 각각 타설하여 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부(13)를 형성하여 구조벽체(1)를 제작한다. 이와 같이, 섬유보강 콘크리트와 보통 콘크리트를 각각 타설하는 분리 타설에 의해 구조벽체(1)가 구축되지만, 접합철물(20)이 구비되고, 접합철물(20)의 정착봉(22)이 소성힌지부(10)와 기타 벽체부(13)에 각각 매립되므로, 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부(13)가 서로 견고하게 일체화되는 효과가 발휘된다. 특히, 접합철물(20)의 측면판(21)이 섬유보강 콘크리트와 보통 콘크리트를 구분하는 거푸집으로서 역할을 수행하고, 위와 같이 정착봉(22)에 의해 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부(13)가 일체화되므로, 소성힌지 보강부(10)를 구축하기 위하여 내부에 배치되는 거푸집을 제거하는 등의 작업이 필요하지 않게 되며, 섬유보강 콘크리트의 타설 후 연속적으로 보통 콘크리트를 타설할 수 있게 되어, 시공기간을 더욱 단축시킬 수 있는 효과가 발휘된다.
다음에서는 도 7 및 도 8을 참조하여, 소성힌지 보강부(10)를 프리캐스트 부재로 사전 제작하여 기타 벽체부와 일체 합성함으로써, 구조벽체(1)를 구축하는 본 발명의 구성에 대해 설명한다.
도 7에는 프리캐스트 패널 부재로 제작된 소성힌지 보강부(10)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 종방향 및 횡방향 보강철근(11, 12)으로 이루어진 철근망과 함께 도 7에 도시된 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)를 배치하여 구조벽체(1)를 구축한 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
본 실시예에서는, 소성힌지 보강부(10)가 프리캐스트 패널 부재로 사전 제작된다. 즉, 도 7에 도시된 것처럼, 종방향의 소성힌지부 보강철근(110)과 횡방향의 소성힌지부 보강철근(120)을 직교하게 배치한 후 섬유보강 콘크리트를 타설하여, 구조해석을 통해 정해진 폭과 높이, 그리고 구조벽체(1)와 동일한 두께의 패널 형태의 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)를 제작한다. 이 때, 소성힌지 보강부(10)의 내부 방향 측면(기타 본체부와 일체화 되는 측면)으로, 상기 횡방향 소성힌지부 보강철근(120)의 단부가 돌출되는데, 상기 돌출된 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 단부는 루프(121)를 이루는 것이 바람직하다. 또한, 소성힌지 보강부(10)의 상부 방향 측면으로는 상기 종방향 소성힌지부 보강철근(110)이 연장되어 돌출된다.
이와 같이 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)의 내부 측면과 상부 측면으로 각각 돌출된 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 단부와 종방향 소성힌지 보강철근(110)의 연장부는 기타 벽체부(13)의 콘크리트에 매립되어 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)가 기타 벽체부(13)와 견고하게 일체화되도록 한다.
특히, 돌출된 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 단부가 폐합된 루프를 이루는 경우, 후술하는 것처럼, 양쪽 소성힌지 보강부(10) 사이에 존재하는 기타 벽체부(13)에 배치되는 횡방향 보강철근(12)과의 특별한 결합에 의해, 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부(13)의 일체화가 더욱 강화될 수 있다.
이를 상세히 살펴보면, 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 프리캐스트 방식으로 사전 제작된 소성힌지 보강부(10)가 구조벽체(1)의 하부 양측에 배치된 상태에서, 기타 벽체부(13)를 보강하기 위한 종방향 보강철근(11)과 횡방향 보강철근(12)이, 소성힌지 보강부(10)가 차지한 부분 이외의 부분에 배근된다. 이 때, 소성힌지 보강부(10)의 상부 측면으로 돌출된 종방향 소성힌지 보강철근(110)의 연장부는 역시 종방향 보강철근(11)과 나란하게 위치하게 된다. 양쪽 소성힌지 보강부(10) 사이에 존재하는 기타 벽체부(13)에도 횡방향 보강철근(12)이 배치되는데, 도 8에 도시된 것처럼, 상기 횡방향 보강철근(12)의 단부를 폐합된 루프 형태로 만들고, 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)의 내부 측면으로 돌출된 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 루프 단부와 겹쳐지도록 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 루프 단부가 겹쳐져서 타원형의 폐합된 고리가 만들어진 상태에서 상기 폐합된 고리 내에 기타 벽체부(13)를 보강하는 종방향 보강철근(11)이 상기 폐합된 고리를 관통하게 하거나 또는 별도의 수직결합봉(15)을 상기 폐합된 고리에 관통하게 한다.
이와 같이 종방향 보강철근(11)과 횡방향 보강철근(12), 그리고 필요에 따라서는 수직결합봉(15)을 배치한 후, 보통 콘크리트를 타설하여 상기 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)와 일체가 되도록 기타 벽체부(13)를 형성하여 구조벽체(1)를 구축하게 된다.
위 실시예의 경우는, 소성힌지 보강부(10)를 프리캐스트로 사전 제작하게 되므로, 현장 타설에 따른 다짐 등의 여러 가진 번거로움이 줄어들게 되고, 공장 제작에 의하므로 품질도 더욱 우수하게 된다. 특히, 본 발명에서는 위와 같이, 소성힌지 보강부(10)의 보강철근(110, 120)들이 외부로 노출되어 기타 벽체부(13)의 콘크리트에 매립됨으로써, 현장 타설되는 기타 벽체부(13)와 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)가 견고하게 일체화된다. 무엇보다도, 위에서 예시한 것처럼, 상기 횡방향 보강철근(12)의 폐합된 루프 단부와, 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 폐합된 루프 단부가 겹쳐져서 만들어진 고리에 종방향 보강철근(11) 또는 수직결합봉(15)이 관통배치된 상태에서 기타 벽체부(13)의 콘크리트가 타설되어 일체로 매립되므로, 소성힌지 보강부(10)와 기타 벽체부(13) 간의 더욱 견고한 일체화가 이루어지게 되는 효과가 발휘된다.
위에서 살펴본 것처럼, 본 발명에 따른 구조벽체(1)는, 현장 타설 또는 프리캐스트 방식으로 제작된 소성힌지 보강부(10)를 일체로 구비하고 있으므로, 좁은 배근간격의 횡구속철근(101)을 설치하는 종래 기술에 비하여, 철근의 절곡 작업 및 종방향 철근과의 결속 작업 등으로 인한 시공성 저하 등의 문제가 발생하지 않게 되며, 과다한 양의 철근을 사용할 필요가 없고, 그에 따라 시공비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공기도 단축시킬 수 있게 되어 시공경제성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 소성힌지 보강부(10)는 반복하중에 대해서도 우수한 저항력을 가지고 있으므로, 이러한 소성힌지 보강부(10)를 구비한 본 발명의 구조벽체(1)는, 종래 기술의 문제점인 소성힌지부에서의 불충분한 철근 피복으로 인한 피복 손실과 철근 노출 현상의 발생을 방지할 수 있고, 철근의 노출과, 부식 및 손상도 발생하지 않게 되며, 단면 감소 및 그에 따른 구조성능 저하의 가능성도 배제될 뿐만 아니라, 구조벽체의 전체 단면을 횡하중에 대한 저항부재로서 활용할 수 있게 되어 구조적인 안정성과 효율성이 크게 향상되는 효과가 발휘된다.
1:구조벽체 10:섬유보강 소성힌지부
11:종방향 보강철근 12:횡방향 보강철근

Claims (2)

  1. 건축구조물에 작용하는 횡하중에 저항하기 위하여 설치되는 구조벽체(1)로서,
    구조벽체(1)의 전체에 대해 종방향 보강철근(11)과, 상기 종방향 보강철근(11)과 수직한 횡방향 보강철근(12)이 각각 간격을 두고 배근되어 구조벽체(1) 내부의 철근망이 형성되고;
    상기 구조벽체(1)에 횡하중이 작용하였을 때 구조벽체(1)의 하부에서 소성힌지가 발생하게 되는 위치에는, 측면판(21) 및 상기 측면판(21)을 관통하여 횡방향으로 배치되며 정착봉(22)으로 구성되는 접합철물(20) 한 쌍이 구조벽체(1)의 중간에 간격을 두고 배치되고;
    상기 측면판(21)의 횡방향 외측으로 측면판(21)의 높이까지, 섬유가 함유되어 보강된 섬유보강 콘크리트가 타설되어 상기 종방향 보강철근(11)과 횡방향 보강철근(12)으로 이루어진 철근망의 일부와 정착봉(22)의 일측이 섬유보강 콘크리트 내에 매립되어 있는 상태의 소성힌지 보강부(10)가 형성되고;
    구조벽체(1)에서 상기 소성힌지 보강부(10)를 제외한 나머지 부분에는 보통 콘크리트가 타설되어 상기 종방향 보강철근(11)과 횡방향 보강철근(12)으로 이루어진 철근망의 나머지 부분과 상기 정착봉(22)의 타측이 보통 콘크리트에 매립되도록 기타 벽체부(13)가 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 구조벽체.
  2. 건축구조물에 작용하는 횡하중에 저항하기 위하여 설치되는 구조벽체(1)로서,
    상기 구조벽체(1)에 횡하중이 작용하였을 때 구조벽체(1)의 하부에서 소성힌지가 발생하게 되는 위치에서 구조벽체(1)의 양측면으로는, 섬유보강 콘크리트에 의해 프리캐스트로 사전 제작된 패널 형태의 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)의 한 쌍이 간격을 두고 배치되며;
    상기 한 쌍의 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)를 제외한 나머지 부분에는 보통 콘크리트가 타설되어 기타 벽체부(13)가 형성되는데;
    상기 프리캐스트 소성힌지 보강부(10) 내에는 종방향의 소성힌지부 보강철근(110)과 횡방향의 소성힌지부 보강철근(120)이 배치되어 섬유보강 콘크리트 내에 매립되어 있는데, 소성힌지 보강부(10)의 내부 방향 측면으로, 상기 횡방향 소성힌지부 보강철근(120)의 단부가 루프를 이루어서 돌출되어 있고, 소성힌지 보강부(10)의 상부 방향 측면으로는 상기 종방향 소성힌지부 보강철근(110)이 연장되어 돌출되어 있으며;
    상기 기타 벽체부(13) 내에는 종방향 보강철근(11)과 횡방향 보강철근(12)이 배치되어 있는데, 양쪽 소성힌지 보강부(10) 사이에 존재하는 기타 벽체부(13)에 배치되는 횡방향 보강철근(12)의 단부는 폐합된 루프 형태를 이루어서, 프리캐스트 소성힌지 보강부(10)의 내부 측면으로 돌출된 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 루프 단부와 겹쳐지도록 배치되며;
    횡방향 보강철근(12)의 루프 단부와 횡방향 소성힌지 보강철근(120)의 루프 단부가 겹쳐져서 타원형의 폐합된 고리가 만들어진 상태에서 상기 폐합된 고리 내에 기타 벽체부(13)를 보강하는 종방향 보강철근(11) 또는 수직결합봉(15)이 관통된 후, 보통 콘크리트가 타설되어 기타 본체부(13)가 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 구조벽체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240061983A (ko) 2022-11-01 2024-05-08 지에스건설 주식회사 철도용 침범 방호시설의 콘크리트 구조물 및 그 시공방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109838015B (zh) * 2019-01-11 2020-11-20 东南大学 配置纤维增强复合材料网格筋的高抗剪性能混凝土剪力墙
KR102467631B1 (ko) * 2021-04-21 2022-11-18 아이에스동서(주) 연결후프근을 이용한 피씨 더블월

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09317058A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Nakano Corp:Kk 壁式プレキャスト構造のジョイント工法
KR100312194B1 (ko) * 1999-03-11 2001-11-03 남상국 합성보 및 이를 이용한 구조물 축조 방법
US20060201099A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 City University Of Hong Kong Structural members with improved ductility
JP2007085166A (ja) * 2006-09-22 2007-04-05 East Japan Railway Co 高変形性能コンクリート部材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09317058A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Nakano Corp:Kk 壁式プレキャスト構造のジョイント工法
KR100312194B1 (ko) * 1999-03-11 2001-11-03 남상국 합성보 및 이를 이용한 구조물 축조 방법
US20060201099A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 City University Of Hong Kong Structural members with improved ductility
JP2007085166A (ja) * 2006-09-22 2007-04-05 East Japan Railway Co 高変形性能コンクリート部材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240061983A (ko) 2022-11-01 2024-05-08 지에스건설 주식회사 철도용 침범 방호시설의 콘크리트 구조물 및 그 시공방법

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