KR101157462B1

KR101157462B1 - 기계적인 결합구조를 가지는 기설기둥의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법

Info

Publication number: KR101157462B1
Application number: KR1020110049786A
Authority: KR
Inventors: 이해경; 김두기; 주치홍; 권민호
Original assignee: 주식회사 다산컨설턴트; 한국철도기술연구원; 서울메트로; (주)넥스컴스
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-06-25

Abstract

본 발명은 지하철 건축물 등에 이미 설치되어 있는 기설기둥을 지진 등의 진동하중에 대응하여 보강하기 위해서 이용되는 것으로서, 횡방향의 단부가 서로 조립되어 연결되는 복수개의 판형상 보강판(10)을 포함하여 구성되는데, 상기 보강판(10)은, 합성소재의 내부에 금속재로 이루어진 코어부재(11)가 배치되어 있는 구조를 가지는 판부재로 이루어지며; 서로 이웃하게 배치된 보강판(10)들이 결합하여 연결될 때, 이웃한 보강판(10)들 중에서 일측의 보강판의 단부는, 이웃하는 보강판을 향하여 돌출되어 있되 두께가 줄어져 있으며 그 표면에는 경사진 형상을 가지는 쐐기돌기(23)가 형성되어 있는 볼록부(22)가 구비되어 있는 볼록형 인터록킹부로 이루어져 있고; 상기 볼록부(22)가 형성되어 있는 보강판과 이웃하게 되는 타측의 보강판의 단부는, 상기 볼록부(22) 표면의 쐐기돌기(23)의 형상에 대응되는 형상의 걸림부(33)를 가지는 오목부(32)가 형성되어 있는 오목형 인터록킹부로 이루어져 있으며; 상기 볼록형 인터록킹부의 볼록부(22)가 상기 오목형 인터록킹부의 오목부(32)에 삽입되어 기계적인 결합이 이루어지는 형태로 복수개의 보강판(10)이 횡방향으로 서로 조립되어 연결되어 기설기둥(100)의 외면을 감싼 형태로 설치됨으로써 기설기둥(100)의 내진 강성을 보강하게 되는 것을 특징으로 하는 기설기둥의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법에 관한 것이다.

Description

기계적인 결합구조를 가지는 기설기둥의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법{SEISMIC REINFORCEMENT DEVICE, STRUCTURE AND METHOD OF EXISTING COLUMN}

본 발명은, 지하철 건축물 등에 이미 설치되어 있는 기둥("기설기둥")을 지진 등의 진동하중에 대응하여 보강하기 위해서 이용되는 기설기둥의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법에 관한 것이다.

기설기둥의 내진 보강 성능을 향상시키기 위하여 적용되던 종래 기술에 따른 내진 보강 구조가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 구체적으로, 도 1에는 종래 기술에 의하여 보강된 기설기둥의 단면이 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 의하여 보강된 기설기둥의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래에는 기설기둥(100)의 하단부를, 시멘트 또는 모르타르(5)를 얇게 개재한 상태에서 에워싸도록 강판부재(2)를 설치하였다. 이 때 상기 강판부재(2)의 양단을 잡아당겨 상기 기설기둥(2)을 압박하는 상태에서 상기 강판부재(2)의 양단을 고정시키도록 용접부(3)가 형성된다. 아울러 상기 기설기둥(100)에 상기 강판부재(2)를 고정시키기 위한 록 볼트, 볼트 부재 등과 같은 앵커부재(4)가 상기 강판부재(2)를 관통하여 기설기둥(100)에 박히게 된다.

그러나 이러한 종래의 내진 보강 구조에서는, 앵커부재(4)가 기설기둥(100)에 직접 박히게 되므로, 그만큼 기설기둥(100)에 물리적인 손상을 주게 되고, 그에 따라 기설기둥(100)의 강도를 저하시키게 되는 문제점이 있다. 또한 강판부재(2)의 양단을 용접하는 작업이 필요하므로, 신속하게 작업을 완료하여야 하는 지하철 역사에는 적용되기 어렵다는 한계가 있고, 아울러 강판부재(2)의 양단을 용접하기 위해서는 강판부재(2)의 두께가 구조적인 설계치 허용두께보다 두꺼워야 하는데, 그로 인하여 무게가 증가하게 되어 작업성이 저하되는 문제가 생기게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로서, 용접작업이 필요하지 않도록 함으로써, 짧은 작업시간만이 허용되는 지하철 역사 등에 설치된 기설기둥에도 신속하게 적용할 수 있는 기설기둥의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 앵커부재를 기설기둥에 인위적으로 박음으로써 기설기둥 자체에 대한 물리적인 손상을 방지함과 동시에 기설기둥의 단면 손실을 가져오지 않고도 용이하게 기설기둥에 대해 내진 보강을 할 수 있는 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 횡방향의 단부가 서로 조립되어 연결되는 복수개의 판형상 보강판을 포함하여 구성되며; 상기 보강판은, 합성소재의 내부에 금속재로 이루어진 코어부재가 배치되어 있는 구조를 가지는 판부재로 이루어지며; 서로 이웃하게 배치된 보강판들이 결합하여 연결될 때, 이웃한 보강판들 중에서 일측의 보강판의 단부는, 이웃하는 보강판을 향하여 돌출되어 있되 두께가 줄어져 있으며 그 표면에는 경사진 형상을 가지는 쐐기돌기가 형성되어 있는 볼록부가 구비되어 있는 볼록형 인터록킹(interlocking)부로 이루어져 있고; 상기 볼록부가 형성되어 있는 보강판과 이웃하게 되는 타측의 보강판의 단부는, 상기 볼록부 표면의 쐐기돌기의 형상에 대응되는 형상의 걸림부를 가지는 오목부가 형성되어 있는 오목형 인터록킹부로 이루어져 있으며; 상기 볼록형 인터록킹부의 볼록부가 상기 오목형 인터록킹부의 오목부에 삽입되어 기계적인 결합이 이루어지는 형태로 복수개의 보강판이 횡방향으로 서로 조립되어 연결되어 기설기둥의 외면을 감싼 형태로 설치됨으로써 기설기둥의 내진 강성을 보강하게 되는 것을 특징으로 하는 내진 보강장치가 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 내진 보강장치를 기설기둥의 외면에 설치하여 기설기둥의 내진 성능을 보강하는 내진 보강구조와, 내진 보강방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내지 보강방법에 있어서, 판형상을 가지고 있으며 횡방향으로 일부분은 그 표면에 쐐기돌기가 형성되어 있는 볼록판부재가, 쐐기돌기가 형성된 부분은 일측의 보강판의 단부 측면 외부에 노출되도록 하고, 쐐기돌기가 형성되지 아니한 부분은 보강판의 단부측면을 통해서 보강판 내에 매립시켜 고정됨으로써, 볼록형 인터록킹부가 형성될 수 있으며, 오목형 인터록킹부도, 판형상을 가지고 있으며, 일측에는 볼록부가 삽입될 수 있는 오목부가 형성되어 있는 오목판부재를, 상기 오목부의 입구가 상기 볼록형 인터록킹부가 형성되어 있는 일측 보강판의 단부측면을 향하도록 이웃하는 보강판의 단부측면을 통해서 매립시켜 고정함으로써 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 내진 보강장치는 가벼운 보강판으로 이루어져 있으므로, 취급이 용이하여 작업성이 향상되며, 기계적인 방식에 의하여 간단한 삽입만으로도 보강판들을 서로 조립하여 견고하게 설치할 수 있기 때문에 신속하게 기설기둥의 보강부위에 설치할 수 있게 된다. 아울러 기설기둥의 외면을 감싸는 보강판의 외면은 매끄러운 면을 가지고 있으므로, 필요에 따라서는 무늬나 문양 등을 그려 넣을 수 있으며, 따라서 장식적인 기능을 추가적으로 발휘할 수 있게 되는 장점이 있다.

특히, 앵커부재 등을 기설기둥에 박는 것이 아니기 때문에 종래의 기술과 달리 기설기둥에 대한 물리적인 손상이나 기설기둥의 단면 감소를 유발하지 아니하므로 구조적인 안정성을 보장할 수 있으며, 기설기둥에 견고한 구속력을 발휘하게 되므로 기설기둥의 강성을 보강하게 되어 구조적인 안정성을 더 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의하여 보강된 기설기둥의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 의하여 보강된 기설기둥의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 내진 보강장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5는 각각 기설기둥에 도 3에 도시된 본 발명에 따른 내진 보강장치가 설치되어 본 발명에 따른 내진 보강구조를 이루는 각 단계에 대한 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 3의 원 A 부분에 대한 상세도이다.
도 8은 도 3의 원 B 부분에 대한 상세도이다.
도 9는 도 6의 원 D 부분에 대한 상세도이다.

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.

우선, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법의 상세한 내용을 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)의 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 4 및 도 5에는 각각 기설기둥(100)에 도 3에 도시된 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)가 설치되어 본 발명에 따른 내진 보강구조를 이루는 각 단계가 개략적인 사시도로 도시되어 있다. 도 4는 내진 보강장치(1)를 이루는 보강판이 기설기둥(100)을 감싸고 있되 서로 결합되기 전의 상태에 대한 도면이며, 도 5는 보강판이 기설기둥(100)을 감싸서 서로 결합된 후의 상태에 대한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)는, 복수개의 판형상 보강판(10)이 서로 조립되는 구성을 가지고 있으며, 복수개의 보강판(10)이 횡방향(기설기둥의 길이 방향에 수직한 방향) 단부에서 서로 조립되어 기설기둥(100)의 외면을 감싸게 됨으로써 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)가 기설기둥(100)에 설치된다. 도 3 내지 도 5에서 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)가 적용되는 기설기둥(100)으로서 사각 단면의 기둥이 예시되어 있으나, 본 발명이 적용되는 기설기둥(100)의 단면 형상은 사각 단면에 한정되지 아니하며 원기둥 등 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 도 3 내지 도 5에서 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)는 2개의 보강판(10)의 조립으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 내진 보강장치는 기설 기둥(100)의 크기에 따라 3개 이상의 보강판(10)으로 구성될 수도 있다. 즉, 기설 기둥(100)을 감싸는 보강판(10)의 개수가 3개 이상이 될 수 있는 것이다.

도 6에는 도 5의 선 C-C에 따른 단면도가 도시되어 있다. 도 7에는 도 3의 원 A 부분에 대한 상세도로서, 보강판의 횡방향 단부에 볼록형 인터록킹부가 형성되어 있는 것을 상세도가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 3의 원 B 부분에 대한 상세도로서, 이웃하는 보강판의 횡방향 단부에 오목형 인터록킹부가 형성되어 있는 것을 보여주는 상세도가 도시되어 있다. 도 9에는 도 6의 원 D 부분에 대한 상세도로서, 볼록형 인터록킹부와 오목형 인터록킹부가 서로 결합된 상태를 보여주는 상세도가 도시되어 있다.

본 발명에서 상기 보강판(10)은 섬유보강복합소재("FRP"라고 약칭함/ Fiber Reinforced Plastic) 등과 같은 합성소재로 구성되어 있되, 그 내부에 강재판이나 알루미늄판과 같은 금속재의 판부재로 이루어진 코어부재(11)가 내장되어 있는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 보강판(10)의 내부에 금속재로 이루어진 코어부재(11)가 존재함으로써, 보강판(10)의 강성이 커지게 되고, 그에 따라 내진 보강장치에 의한 기설기둥(100)의 구속효과가 더욱 향상되는 효과가 발휘된다. 또한 코어부재(11)를 둘러싼 보강판(10)의 나머지 부분을 FRP로 제작함으로써 중량을 줄일 수 있게 되며, 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)는 이와 같이 경량으로 제작된 보강판(10)으로 구성되므로, 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)는 현장으로 용이하게 운송할 수 있고, 또 용이하게 인용하여 수직한 기설기둥(100)의 외면에 위치시켜 설치할 수 있게 되므로, 운송 효율 및 작업성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 이와 같이 FRP 내에 코어부재(11)가 존재하는 구성을 가지더라도 코어부재(11)가 내장된 부분에서의 보강판(10)의 두께는 약 5㎜ 정도가 바람직하다. 그러나 후술하는 것처럼 이웃하는 보강판과 결합되는 횡방향의 단부에서는 보강판(10)의 두께가 더 증가될 수 있다.

본 발명에서 서로 이웃하는 보강판(10)이 서로 결합될 때, 각각의 보강판 단부에는 기계적인 삽입 결합에 의해 체결되는 볼록형 인터록킹부와 오목형 인터록킹부가 형성되어 있다. 서로 이웃하는 보강판이 서로 결합되는 것을 설명해야 하므로, 아래에서는 편의상 서로 이웃하여 결합하게 되는 2개의 보강판을 각각 "제1보강판"과 "제2보강판"로 구분하여 표기하였다.

구체적으로 도 7에 도시된 것처럼, 제1보강판의 단부에서, 단부측면에는 볼록부(22)가 제2보강판 방향으로 돌출되어 있다. 즉, 제1보강판의 단부에서 일정 구간이 두께가 줄어들어서 볼록부(22)를 이루고 있으며, 이와 같이 볼록부(22)가 형성되어 있는 보강판의 단부가 "볼록형 인터록킹부"에 해당하는 것이다. 상기 볼록부(22)의 표면에는 쐐기돌기(23)가 형성되어 있다. 상기 쐐기돌기(23)는 제1보강판 방향이 솟아 있고 제2보강판 방향으로 가면서 기울어지는 경사진 형상을 가지고 있다. 이러한 쐐기돌기(23)가 표면에 형성되어 있는 볼록부(22)를 제1보강판 단부측면에 형성하여 볼록형 인터록킹부를 형성할 때, 제1보강판 자체를 가공하여 위와 같은 볼록부(22)를 형성할 수도 있지만, 별도의 볼록판부재(20)를 이용할 수도 있다. 즉, 도 7에 도시된 것처럼 판형상의 볼록판부재(20)의 횡방향 일부분에는 위와 같이 표면에 산(山)처럼 돌출된 복수개의 쐐기돌기(23)를 형성하여, 볼록판부재(20)에서 쐐기돌기(23)가 형성된 부분은 제1보강판의 단부측면 외측으로 돌출시켜 노출되도록 하고, 그와 반대쪽 부분 즉, 쐐기돌기(23)가 형성되지 아니한 부분은 제1보강판의 단부측면을 통해서 제1보강판 내에 매립시켜 고정함으로써, 위와 같은 볼록형 인터록킹부를 형성할 수도 있는 것이다. 이 때, 상기 볼록판부재(20)가 제1보강판에 견고하게 고정될 수 있도록 상기 볼록판부재(20)에서 제1보강판 내에 매립되는 부분의 표면에는 요철이 형성될 수 있으며, 이러한 요철은 파형으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 볼록형 인터록킹부에서는 볼록부(22)가 구비되어 있으므로, 볼록형 인터록킹부가 형성되어 있는 보강판의 단부는 그 두께가 다른 부분보다 더 두꺼운 것이 바람직하다. 상기 볼록부(22)는 상기 제1보강판의 수직 높이(종방향 높이)와 동일한 수직 높이를 가지는 것이 바람직하다.

상기 제1보강판에 이웃하여 상기 제1보강판과 연속적으로 결합되는 제2보강판의 제1보강판 방향 단부는 그 단부측면(31)에 오목부(32)가 형성되어 있다. 즉, 즉, 제1보강판의 단부와 마주하여 연속되는 제2보강판의 단부에는, 상기 볼록부(22)가 삽입되도록 오목하게 파여 있는 오목부(32)가 형성되어 있는 것이고, 이와 같이 오목부(32)가 형성되어 있는 보강판의 단부가 "오목형 인터록킹부"에 해당하는 것이다.

상기 오목부(32)는 제2보강판의 두께 내에 오목하게 파여서 형성되는데, 도 8에 도시된 것처럼 상기 오목부(32)의 내부면에는 상기 볼록부(22)의 표면에 형성된 쐐기돌기(23)에 대응되는 형상의 걸림부(33)가 형성되어 있다. 따라서 상기 볼록부(22)가 상기 오목부(32)에 삽입되었을 때, 쐐기돌기(23)가 걸림부(33)와 맞물리게 된다. 특히, 쐐기돌기(23)는 제1보강판에서 제2보강판 방향으로 경사진 형태로 복수개가 형성되어 있고, 상기 걸림부(33)는 이에 대응되는 형상을 가지고 있으므로, 볼록부(22)가 오목부(32)에 삽입될 때에는 용이하게 삽입되지만, 볼록부(22)를 오목부(32)로부터 뽑아내려는 힘이 작용할 때에는 경사진 쐐기돌기(23)가 걸림부(33)에 걸리게 되어 큰 저항력이 발휘되며, 그에 따라 볼록부(22)가 오목부(32)로부터 뽑히는 것이 방지된다.

한편, 도 8에 도시된 것처럼, 제2보강판의 단부측면(31)으로부터 제2보강판의 내부를 향하여 횡방향으로 깊게 오목부(32)를 형성함에 있어서, 상기 오목부(32)의 깊이는 상기 볼록부(22)의 횡방향 길이 즉, 제1보강판의 단부측면(21)으로부터 횡방향으로 볼록부(22)가 돌출되어 있는 길이보다 더 큰 것이 바람직하다. 볼록부(22)가 오목부(32)로 삽입되면, 삽입되는 순간에는 오목부(32)가 벌어졌다가 볼록부(22)가 완전히 삽입되면 다시 오목부(32)는 오므려지게 되는데, 이와 같이 오목부(32)의 횡방향 깊이가 볼록부(22)의 돌출 길이 보다 더 깊게 형성되어 있는 경우, 오목부(32)가 벌어지는 범위가 오목부(32) 재질의 탄성 범위 내에 있게 되어, 볼록부(22)가 삽입된 후에 오목부(32)가 다시 원상태로 용이하게 오므려져 복귀되고 그에 따라 걸림부(33)가 쐐기돌기(23)에 더 잘 밀착되어 쐐기돌기(23)와 걸림부(33)간의 기계적 체결이 더욱 견고하게 된다.

한편, 이와 같이 제2보강판의 단부에 오목부(32)를 만들어서 오목형 인터록킹부를 형성함에 있어서, 제2보강판의 단부 두께를 증가한 상태에서 제2보강판의 두께를 파내는 가공을 하여 오목부(32)를 형성할 수도 있지만, 도 8에 도시된 것처럼, 별도의 오목판부재(30)를 이용할 수도 있다. 즉, 판형상의 오목판부재(30)의 일측에는 위와 같이 볼록부(22)가 삽입될 수 있는 오목부(32)를 형성하여 오목부(32)의 입구가 제1보강판의 단부측면(21)을 향하도록 하고, 상기 오목판부재(30)의 타측은 제2보강판의 단부측면(31)을 통해서 제2보강판 내에 매립시켜 고정함으로써, 위와 같은 오목형 인터록킹부를 형성할 수도 있는 것이다. 이 때, 상기 오목판부재(30)가 제2보강판 내에 견고하게 고정될 수 있도록 상기 오목판부재(30)에서 제2보강판 내에 매립되는 부분의 표면에는 요철이 형성될 수 있으며, 이러한 요철은 파형으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 오목형 인터록킹부에서는 오목부(32)가 형성되어 있으므로, 오목형 인터록킹부가 형성되어 있는 보강판의 단부는 그 두께가 다른 부분보다 더 두꺼운 것이 바람직하다. 상기 오목부(32)의 수직 높이는 앞서 설명한 볼록부(22)는 수직 높이와 동일한 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)는, 복수개의 보강판(10)이 서로 연결되어 일체를 이루면서 기설기둥(100)의 외면을 횡방향으로 감싸도록 설치되는 구성을 가지는데, 상기 보강판(10) 간의 연결은 앞서 설명한 볼록형 인터록킹부와 오목형 인터록킹부간의 기계적인 체결에 의해 형성되는 것이다. 즉, 복수개의 보강판(10)을 서로 연결함에 있어서, 서로 이웃하는 보강판의 단부에서, 일측 보강판의 단부에 형성된 볼록형 인터록킹부의 볼록부(22)가, 이웃하는 보강판의 단부에 형성된 오목형 인터록킹부의 오목부(32) 내에 삽입되며, 볼록부(22)의 표면에 형성되어 있던 쐐기돌기(23)가 오목부(32) 내면에 형성되어 있던 걸림부(33)와 맞물려서 서로 체결됨으로써, 이웃하는 보강판의 횡방향의 단부가 서로 견고하게 결합되어 연속화되는 것이다.

특히, 위와 같은 구성에서는 단지 볼록부(22)를 오목부(32)에 삽입하는 것만으로도, 서로 이웃하는 보강판 사이에 견고한 연결이 이루어지므로, 보강판(10)의 조립에 의한 내진 보강장치(1)의 설치가 매우 신속하게 이루어질 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

본 발명에 따른 내진 보강장치(1)를 이루는 각각의 보강판(10)은 횡방향으로 2개의 단부를 가지고 있게 되는데, 해당 보강판(10)의 2개의 단부 중에서 한 개의 단부에는 위에서 설명한 볼록형 인터록킹부가 형성되어 있고 나머지 다른 한 개의 단부에는 위에서 설명한 오목형 인터록킹부가 형성될 수 있다. 즉, 하나의 보강판(10)을 놓고 볼 때, 횡방향으로 일측 단부에는 볼록형 인터록킹부가 형성되고 타측 단부에는 오목형 인터록킹부가 형성될 수 있는 것이다.

그러나 이와 달리, 내진 보강장치(1)를 이루는 복수개의 보강판(10)을 두개의 종류로 구분하여, 한 종류의 보강판에 대해서는 각각의 보강판 양단부에는 모두 볼록형 인터록킹부를 형성하고, 다른 종류의 보강판에 대해서는 각각의 보강판 양단부에 모두 오목형 인터록킹부를 형성하여, 볼록형 인터록킹부만 형성되어 있는 보강판과, 오목형 인터록킹부만 형성되어 있는 보강판을 횡방향으로 번갈아서 배치하여 서로 연결함으로써, 내진 보강장치(1)를 기설기둥(100) 외면에 설치할 수도 있다.

다음에서는 위와 같이 볼록형 인터록킹부와 오목형 인터록킹부의 기계적인 결합에 의해 이웃하는 보강판이 서로 연결되는 구조를 가지는, 복수개의 보강판(1)으로 이루어진 본 발명에 따른 내진 보강장치(1)를 기설 기둥(100)에 설치하여 기설 기둥(100)의 내진 성능을 보강하는 방법에 대하여 살펴본다.

우선 도면에 도시된 것처럼 기설기둥(10)의 외면에서 내진 보강장치(1)로 감싸게 될 부분에 접착제를 도포한다(S1). 접착제를 도포하기에 앞서 필요한 경우, 기설기둥(10)의 외면을 평평하게 정리하거나, 더 나아가 공지의 프라이머제를 도포할 수도 있다. 접착제로는 발포 에폭시를 사용할 수도 있다. 이러한 발포 에폭시는 열이 가해지면 발포되는 성질을 가지고 있으므로, 발포 에폭시를 접착제로 사용하는 경우 기설기둥(100)과 내진 보강장치(1)를 서로 접착하는 기능 이외에 기설기둥(100)과 내진 보강장치(1) 사이의 공간을 밀실하게 채우는 기능을 하게 된다. 발포 에폭시를 사용한 경우, 내진 보강장치(1)를 설치한 후, 가열을 통해 발포되도록 만든다.

접착제 도포 후에는 볼록형 인터록킹부와 오목형 인터록킹부가 단부에 형성된 복수개의 보강판(10)을 접착제가 도포된 위치에서, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 기설기둥(100)의 외면을 감싸도록 배치하고, 이웃하는 보강판(10) 간에는 볼록형 인터록킹부의 볼록부(22)를 오목형 인터록킹부의 오목부(32)에 삽입하여 기계적인 결합이 이루어지도록 함으로써, 복수개의 보강판(10)을 서로 조립하여 연결하게 되고, 서로 연결된 복수개의 보강판(10)이 기설기둥의 외면에 밀착하여 횡방향으로 기설기둥(100)을 둘러싸서 감싼 형태로 본 발명의 내진 보강장치(1)를 설치한다(S2). 이러한 보강판(10)의 조립에 의한 내진 보강장치(1)의 설치과정은 매우 신속하게 이루어질 수 있는데, 특히 단지 볼록부(22)를 오목부(32)에 삽입하는 것만으로도 견고한 보강판 사이의 연결이 이루어지므로, 보강판(10)의 조립에 의한 내진 보강장치(1)의 설치가 매우 신속하게 이루어질 수 있게 된다. 따라서 열차의 통행이 빈번하여 보수, 보강을 위하여 허용될 수 있는 시간이 짧은 지하철 역사와 같은 건축물의 기설기둥의 내진 보강에 용이하게 적용될 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 기설기둥의 내진 보강장치, 내진 보강구조 및 내진 보강방법은 적용이 용이하여 시행에 소요되는 비용을 현저하게 절감할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 앵커부재 등을 기설기둥에 박는 것이 아니기 때문에 종래의 기술과 달리 기설기둥에 대한 물리적인 손상이나 기설기둥의 단면 감소를 유발하지 아니하므로, 구조적인 안정성을 보장할 수 있으며, 오히려 기설기둥의 단면을 더 증가시키게 되므로 기설기둥(100)의 강성을 보강하게 되어 구조적인 안정성을 더 향상시키는 효과가 발휘된다. 아울러 보강판(10)에 의해서만 외면이 노출되어 있어서 외관이 미려하게 된다는 장점이 있다.

한편, 기설기둥(100)의 외면에 접착제로서 발포 에폭시를 도포한 상태에서 위와 같이 내진 보강장치(1)를 기설기둥(100)의 외면에 밀착하여 기설기둥(100)을 둘러싸서 감싸도록 설치한 경우에는, 내진 보강장치(1) 설치 후 발포 에폭시가 발포될 수 있도록 내진 보강장치(1)에 열을 가한다. 예를 들어 내진 보강장치(1)의 외면에 가열 패드 등을 덮어서 내진 보강장치(1)에 열이 가해지면 그에 따라 내진 보강장치(1)의 내면과 기설기둥(100)의 외면 사이에 도포되어 있던 발포 에폭시가 발포, 팽창되어 내진 보강장치(1)의 내면과 기설기둥(100)의 외면 사이를 채워 밀합시키게 됨으로써, 내진 보강장치(1)가 기설기둥(100)에 더욱 견고하게 밀착 부착됨과 동시에 내진 보강장치(1)에 의한 구속력이 기설기둥(100)에 가해지게 된다. 그러나 접착제는 이러한 발포 에폭시에 한정되지 아니하므로, 발포 에폭시로 이루어진 접착제가 아닌 경우에는 위와 같은 가열 과정이 필요하지 않다.

상기 실시예를 설명함에 있어서, 상기 기설기둥의 단면 형상이 4각형인 것만을 예시하여 설명하였으나, 기설기둥의 단면 형상은 이에 한정되지 않고 원형, 삼각형, 5각형 이상의 다각형 또는 타원형 등 다양한 단면 형상을 가지고 있어도 무방하다.

한편, 내진 보강장치(1)에 의해 기설기둥을 둘러싸는 보강구조는 기설기둥의 높이 방향으로 복수개의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 기설기둥의 높이 방향으로 소정 높이를 가지는 내진 보강장치(1)가 복수개로 배치될 수도 있는 것이다.

1 : 내진 보강장치
10 : 보강판
11 : 코어부재
100 : 기설기둥

Claims

횡방향의 단부가 서로 조립되어 연결되는 복수개의 판형상 보강판(10)을 포함하여 구성되는데,
상기 보강판(10)은, 합성소재의 내부에 금속재로 이루어진 코어부재(11)가 배치되어 있는 구조를 가지는 판부재로 이루어지며;
서로 이웃하게 배치된 보강판(10)들이 결합하여 연결될 때, 이웃한 보강판(10)들 중에서 일측의 보강판의 단부는, 이웃하는 보강판을 향하여 돌출되어 있되 두께가 줄어져 있으며 그 표면에는 이웃하는 보강판으로 갈수록 하향 경사진 형상을 가지는 복수개의 쐐기돌기(23)가 형성되어 있는 볼록부(22)가 구비되어 있는 볼록형 인터록킹부로 이루어져 있고;
상기 볼록부(22)가 형성되어 있는 보강판과 이웃하게 되는 타측의 보강판의 단부는, 상기 볼록부(22) 표면의 쐐기돌기(23)의 형상에 대응되는 형상의 걸림부(33)를 가지는 오목부(32)가 형성되어 있는 오목형 인터록킹부로 이루어져 있으며;
상기 볼록형 인터록킹부의 볼록부(22)가 상기 오목형 인터록킹부의 오목부(32)에 삽입되어 기계적인 결합이 이루어지는 형태로 복수개의 보강판(10)이 횡방향으로 서로 조립되어 연결되어 기설기둥(100)의 외면을 감싼 형태로 설치됨으로써 기설기둥(100)의 내진 강성을 보강하게 되는 것을 특징으로 하는 기설기둥의 내진 보강장치.
제1항에 있어서,
판형상을 가지고 있으며 횡방향으로 일부분은 그 표면에 쐐기돌기(23)가 형성되어 있는 볼록판부재(20)를, 쐐기돌기(23)가 형성된 부분은 일측의 보강판의 단부 측면 외부에 횡방향으로 돌출되어 노출되도록 하고, 쐐기돌기(23)가 형성되지 아니한 부분은 보강판의 단부측면을 통해서 보강판 내에 매립시켜 고정함으로써, 볼록형 인터록킹부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기설기둥의 내진 보강장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
판형상을 가지고 있으며, 일측에는 볼록부(22)가 삽입될 수 있는 오목부(32)가 형성되어 있는 오목판부재(30)를, 상기 오목부(32)의 입구가 상기 볼록형 인터록킹부가 형성되어 있는 일측 보강판의 단부측면(21)을 향하도록 이웃하는 보강판의 단부측면(31)을 통해서 매립시켜 고정함으로써, 오목형 인터록킹부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기설기둥의 내진 보강장치.
횡방향의 단부가 서로 조립되어 연결되는 복수개의 판형상 보강판(10)을 포함하여 구성된 내진 보강장치(1)가, 기설기둥(100)의 외면에 설치되어 있는데,
상기 내진 보강장치(1)의 보강판(10)은, 합성소재의 내부에 금속재로 이루어진 코어부재(11)가 배치되어 있는 구조를 가지는 판부재로 이루어지며;
서로 이웃하게 배치된 보강판(10)들이 결합하여 연결될 때, 이웃한 보강판(10)들 중에서 일측의 보강판의 단부는, 이웃하는 보강판을 향하여 돌출되어 있되 두께가 줄어져 있으며 그 표면에는 이웃하는 보강판으로 갈수록 하향 경사진 형상을 가지는 복수개의 쐐기돌기(23)가 형성되어 있는 볼록부(22)가 단부 측면에 구비되어 있는 볼록형 인터록킹부로 이루어져 있고;
상기 볼록부(22)가 형성되어 있는 보강판과 이웃하게 되는 타측의 보강판의 단부는, 상기 볼록부(22) 표면의 쐐기돌기(23)의 형상에 대응되는 형상의 걸림부(33)를 가지는 오목부(32)가 형성되어 있는 오목형 인터록킹부로 이루어져 있으며;
상기 볼록형 인터록킹부의 볼록부(22)가 상기 오목형 인터록킹부의 오목부(32)에 삽입되어 기계적인 결합이 이루어지는 형태로 복수개의 보강판(10)이 횡방향으로 서로 조립되어 연결되어 기설기둥(100)의 외면을 감싼 형태로 설치됨으로써 기설기둥(100)의 내진 강성을 보강하게 되는 것을 특징으로 하는 내진 보강장치를 이용한 기설기둥의 내진 보강구조.
내진 보강이 필요한 기설기둥(100)의 외면에 접착제를 도포하는 단계(S1); 및
접착제가 도포되어 있는 위치에서, 방향의 단부가 서로 조립되어 연결되는 복수개의 판형상 보강판(10)을 포함하여 구성된 내진 보강장치(1)를 상기 기설기둥(100)의 외면에 감싸서 설치하는 단계(S2)를 포함하는데;
상기 내진 보강장치(1)의 보강판(10)은, 합성소재의 내부에 금속재로 이루어진 코어부재(11)가 배치되어 있는 구조를 가지는 판부재로 이루어지며;
서로 이웃하게 배치된 보강판(10)들이 결합하여 연결될 때, 이웃한 보강판(10)들 중에서 일측의 보강판의 단부는, 이웃하는 보강판을 향하여 돌출되어 있되 두께가 줄어져 있으며 그 표면에는 이웃하는 보강판으로 갈수록 하향 경사진 형상을 가지는 복수개의 쐐기돌기(23)가 형성되어 있는 볼록부(22)가 단부 측면에 구비되어 있는 볼록형 인터록킹부로 이루어져 있고;
상기 볼록부(22)가 형성되어 있는 보강판과 이웃하게 되는 타측의 보강판의 단부는, 상기 볼록부(22) 표면의 쐐기돌기(23)의 형상에 대응되는 형상의 걸림부(33)를 가지는 오목부(32)가 형성되어 있는 오목형 인터록킹부로 이루어져 있으며;
상기 볼록형 인터록킹부의 볼록부(22)가 상기 오목형 인터록킹부의 오목부(32)에 삽입되어 기계적인 결합이 이루어지는 형태로 복수개의 보강판(10)을 횡방향으로 서로 조립 연결하여;
내진 보강장치(1)를 기설기둥(100)의 외면을 감싼 형태로 설치함으로써 기설기둥(100)을 구속하여 내진 강성을 보강하게 되는 것을 특징으로 하는 내진 보강장치를 이용한 기설기둥의 내진 보강방법.
제5항에 있어서,
상기 접착제는 발포 에폭시이며;
상기 기설기둥(100)의 외면을 감싸도록 내진 보강장치(1)를 설치한 후에, 상기 내진 보강장치(1)의 보강판(10)을 가열하여 발포 에폭시를 발포시켜 기설기둥(100)의 외면과 내진 보강장치(1)의 내면 사이를 밀합시키는 단계(S3)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 기설기둥의 내진 보강방법.