KR101165320B1 - 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법 - Google Patents

철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법 Download PDF

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Abstract

철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 개구부 피해를 줄이기 위한 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법이 개시된다.
상기 내진보강방법은 종래와 달리 개구부의 철골프레임에 설치되는 댐퍼를 이용하지 않고 지진에 의한 수평력을 철근콘크리트 하부벽체에 매립된 철골프레임으로 저항하도록 하게 된다. 이로서 철골프레임 상단에 작용하는 수평력을 기준으로 수평력이 작용하는 팔 길이가 철근콘크리트 하부벽체에 의하여 짧아지기 때문에 보다 효과적인 지진에 의한 수평력 저항이 가능하게 된다.

Description

철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법{EARTHQUAKE-PROOF CONSTRUCTION METHOD FOR OPENING PARTS OF BUILDING}
본 발명은 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 개구부 피해를 줄이기 위한 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물에는 시야를 확보하고 거주자의 생활을 보다 쾌적하게 하기 위해 창문, 출입문과 같은 개구부가 설치된다.
이러한 개구부에는 일정 크기 이상의 홀(hole, void space)을 확보한 후, 홀 내부에 창호, 알루미늄 샤시 등을 삽입하는 것이 보통이다.
그런데, 이러한 개구부는 조적식 건물을 비롯한 다양한 건축물에서 다른 부분에 비해 응력 집중이 심한 것으로 알려져 있다.
특히, 지진 등이 발생한 경우 개구부로부터 조적벽체(조적조)의 인장균열이 시작되기 쉬워, 개구부가 지진에 매우 취약하다는 사실이 밝혀졌다.
더욱이, 내진설계기준이 재정된 1989년 이전에 준공된 철근콘크리트 건물의 경우, 내진성능이 충분치 못하여 개구부에서 기인하는 구조손상으로 인해 지진 발생 시 큰 피해가 발생할 수 있다.
이러한 지진으로부터 인적 피해 및 물적 피해를 최소화하기 위해 건물의 개구부 또는 기둥이나 보와 같은 구조부재에는 다양한 면진장치가 설치된다.
이러한 면진 장치를 이용한 내진보강공법은 현재 건물의 신축공사 및 리 모델링 공사에 일반적으로 활용되고 있다.
상기 면진장치는 구조부재인 프레임에 대각 방향의 가새형 댐퍼를 설치하여, 지진에 의한 반복하중 동안 소성이력거동에 의해 에너지를 소산시킴으로써 건물 손상을 최소화하게 된다.
그러나, 이러한 일반적인 면진장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 댐퍼를 설치하기 위해 기둥이나 보와 같은 큰 강성을 갖는 구조부재(댐퍼 지지용)를 필요로 하므로, 시공이 까다로울 뿐만 아니라, 별도의 설치공간을 확보하여야 하는 문제점이 있다.
둘째, 철근콘크리트 건물은 댐퍼를 위한 별도의 설치공간을 확보하기 힘들기 때문에 면진장치의 설치가 힘들고, 특히 내진성능이 취약한 저층건물에는 적합치 않다는 문제점이 있다.
셋째, 특히 가새형 댐퍼를 설치할 경우 개구부의 시야를 가려 거주성을 악화시킬 뿐만 아니라, 건물의 외관을 해친다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 댐퍼를 이용한 개구부 보강장치가 도 1에 소개되어 있다.
이러한 건물 개구부용 면진장치(10)(이하, "면진장치")는, 도 1을 참조하면, 각형 부재(11)로 이루어진 프레임(12), 결합부(15), 댐퍼(13) 및 전단 스터드(14)를 포함하여 형성된다.
또한, 상기 면진장치(10)의 내부에는 창틀(W1)과 창호가 결합된다.
즉, 상기 프레임(12)은 4개의 각형 부재(11)가 사각 형상으로 결합된다. 이때, 상기 4개의 각형 부재(11)는 서로 회동 가능하도록 결합되어 결합부(15)를 형성한다.
상기 결합부(15)의 결합 방식으로는 도 1에 도시된 바와 같이 힌지 방식으로 결합되어 있다.
다만, 이 경우에는 지진과 같은 충격에 의해 개구부에 하중이 걸릴 경우 프레임이 전단 변형할 수 있도록 약하게 용접된다.
상기 각형 부재(11)는 충분한 강도를 가지도록 금속 재질로 형성된다. 또한, 상기 각형 부재(11)의 일부는 벽(W) 속에 삽입되며, 단면은 직사각형상으로 형성된다.
상기 프레임(12)의 내측면에는 창틀(W1)이 부착되어, 프레임(12) 내부에 창문이 설치될 수 있도록 한다.
상기 댐퍼(13)는 프레임(12)의 각 내부 모서리와 삼각형을 이루도록 부착된다.
즉, 상기 댐퍼(13)는 각형 부재(11)의 단부끼리 결합된 ㄱ자 모퉁이에 비스듬하게 장착되어, 상기 ㄱ자 형상과 함께 대략 직각삼각형 형상을 이루게 된다.
이때, 상기 댐퍼(13)의 양단은 서로 이웃하는 각형 부재(11)에 용접 방식으로 부착시킨다.
상기 댐퍼(13)는 개구부에서 시야를 방해하지 않을 정도로 모서리에 근접하여 형성되도록 하게 된다.
또한, 상기 댐퍼(13)는 항복강도가 작고 연신율이 우수한 강 재질로 형성된다,
상기 전단 스터드(14)는 프레임(12)의 외측면에 복수개 형성된다. 따라서, 상기 전단 스터드(14)의 일단은 프레임(12)의 외측면에 부착되고, 타단은 벽(W)속에 삽입되어 프레임(12)을 고정시키는 역할을 수행하게 된다.
결국, 건물의 창문 등 개구부에 네 모서리가 힌지 결합된 프레임을 설치하고, 프레임의 내부 가장자리에 진동에너지를 흡수하여 소성거동 하는 댐퍼(damper)를 장착함으로써, 개구부를 갖는 건물의 내진 성능을 향상시키고 모듈화를 통하여 설치가 간편하면서도, 거주자의 시야 방해를 최소화하여 미려한 외관을 얻을 수 있도록 한 것이다.
하지만 이와 같이 개구부를 감싸도록 프레임(12)과 댐퍼(13)를 이용하는 경우 나름의 내진성능을 확보할 수도 있지만 이는 개구부 초기 설치 시에 적용할 수 있는 것이기 때문에 추후 철근콘크리트 건물을 보강하기 위한 수단으로 사용하기에는 한계가 있을 수밖에 없고 하중 전달에 있어 프레임(12)과 댐퍼(13)가 모든 하중을 지지하게 되므로 지진력(벽체의 연성력 부족에 의한 피해가 커짐)에 대한 하중 분산의 효율성이 아무래도 떨어질 수밖에 없게 된다.
이에 본 발명은 지진에 의한 수평력을 건물의 개구부 주위에 보다 효율적으로 분산시켜 전달할 수 있도록 함으로서 보다 효과적인 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 종래와 같이 개구부의 철골프레임에 설치되는 댐퍼를 이용하지 않고 지진에 의한 수평력을 철근콘크리트 하부벽체에 매립된 철골프레임으로 저항하도록 하게 된다.
이로서 철골프레임 상단에 작용하는 수평력을 기준으로 수평력이 작용하는 팔 길이가 철근콘크리트 하부벽체에 의하여 짧아지기 때문에 보다 효과적인 지진에 의한 수평력 저항이 가능하도록 하게 된다.
둘째, 상기 철근콘크리트 하부벽체는 탄성단열재에 의하여 양 수직기둥과 연결되지 않도록 함으로서 양 수직기둥의 지진에 대한 연성력을 충분히 확보할 수 있도록 함으로서 지진피해를 크게 줄일 수 있도록 하였다.
셋째, 상기 철골프레임은 콘크리트 충전된 철골을 이용함으로서 좌굴등에 보다 유리하도록 하여 보다 경제적인 철골프레임에 의한 개구부 보강이 가능하도록 하였다.
이를 위하여 본 발명은
양 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브, 빔에 의하여 둘러싸여 형성되는 창호설치를 위한 개구부에 있어,
상기 개구부 내측에 사각 형태의 철골프레임을 설치하되 상기 철골프레임의 하부는 하층 슬래브에 고정구에 의하여 고정되도록 하며, 양 측면은 수직기둥과 이격되어 배치되도록 하며, 상면은 상층 슬래브 또는 빔에 지지되도록 설치하고,
상기 창호설치를 위한 상부공간을 제외한 철골프레임의 하부가 철근콘크리트 하부벽체에 의하여 일체화되도록 하되 상기 철근콘크리트 하부벽체의 양 측면이 양 수직기둥과 이격되도록 설치하고,
상기 철근콘크리트 하부벽체 상부에 창호를 설치하는 단계를 포함하는 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법을 제공한다.
이때 상기 철골프레임은
양 수직기둥 사이에 양 단부가 지지되며, 상층 슬래브 또는 빔의 저면에 상면이 지지되도록 설치된 상부철골; 양 수직기둥으로부터 이격되어 상부철골 저면으로부터 하방으로 연장되도록 설치된 양 수직철골; 상기 양 수직철골 하부를 서로 연결시키되 하부가 하층 슬래브에 고정구에 의하여 고정되도록 설치된 하부철골; 및 상기 양 수직철골의 내측 하부와 하부철골 상면에 설치된 가새철골;을 포함하여 사각 형태로 형성된다.
본 발명에 의한 철골프레임 및 철근콘크리트 하부벽체는 서로 일체화되어 동일한 지진에 의한 수평력에 대하여 각 철골의 단면을 최적화시킬 수 있어 보다 경제적이고 효율적인 개구부 보강이 가능하게 되며,
또한 상기 철골프레임을 통해 전달되는 하중을 상층 및 하층의 슬래브와 빔에 효과적으로 분산시킬 수 있어 지진에 대한 저항성능을 충분히 확보할 수 있어 개구부 내진보강에 매우 유리하다.
또한 양 수직기둥의 유효길이를 감소시키지 않도록 함으로서 기둥구조물의 연성력 확보를 통한 지진피해를 최소화시킬 수 있게 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 1은 종래 프레임에 의한 건물의 개구부 보강 수단에 대한 상세도,
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명에 의한 건물의 개구부 보강순서도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 건물의 개구부 작용상태도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 식을 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 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법 >
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명에 의하여 내진 보강되는 개구부(S)의 시공순서도를 도시한 것이다.
먼저, 도 2a와 같이 개구부(S)에 설치된 기존 창호와 기존 조적조(벽돌구조물)를 해체하여 빈 공간으로 남겨두게 되는데, 이러한 빈 공간 주위에는 상층 및 하층의 슬래브(110,140,Slab)가 형성되어 있고, 상기 슬래브들(110) 사이(상하방향)에는 수직기둥(120)이 서로 횡방향으로 이격되어 배치되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 슬래브는 건물의 층마다 형성되어 있고, 상기 수직기둥(120)은 슬래브 사이에 다수가 서로 이격되어 설치된다.
이에 특히 건물 외벽에 창호가 설치되는 양 수직기둥(120) 사이에 형성되는 개구부가 본 발명의 주된 내진보강 대상이라 할 수 있다.
나아가 수직기둥(120) 상단부 사이에는 슬래브 저면에 빔(130, 거더)이 수평으로 연장 설치되어 상층 슬래브(110)가 양 수직기둥(120)에 의하여 지지되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 상층 및 하층의 슬래브들(110,140), 수직기둥(120) 및 빔(130) 사이의 빈 공간인 개구부에 먼저 사각 형태의 철골프레임(210)을 설치하게 된다.
이러한 철골프레임(210)은
상기 빔(130)의 저면에 상면이 지지되며, 양 수직기둥(120) 사이에 양 단부가 지지되도록 설치되는 상부철골(211)과,
상기 상부철골(211) 저면에 상단이 연결되어 하방으로 연장되도록 하되 양 수직기둥(120)과 약간 이격시켜 상기 이격 공간(S2)에 후술되는 탄성단열재(520)가 설치되도록 설치되는 양 수직철골(212)과,
상기 양 수직철골(212) 하단 사이에 하층 슬래브(140) 상면에 고정 설치되는 하부철골(213)로 전체적으로 사각 형태를 가지도록 하되,
상기 양 수직철골(212)의 하부 내측면과 하부철골(213) 상면 사이에 경사져 형성되어 양 수직철골(212)을 하부에서 지지하는 가새철골(214)이 더 설치되도록 구성된다.
이러한 철골들(211,212,213,214)은 서로 용접 또는 체결볼트로 서로 연결되어 본 발명의 사각 형태의 철골프레임(210)로 형성되도록 하게 되며 이러한 철골들은 상,하부 플랜지 및 복부로 구성된 H형 철골을 이용하게 된다.
이때 상기 플랜지 및 복부에는 스터드(215, Stud)를 추가 설치하고 스터드가 매립되도록 채움콘크리트(216)를 철골들의 플랜지 및 복부에 의하여 감싸지는 내측공간에 채워넣어 철골-콘크리트부재로 제작되도록 함으로서 하중에 대한 좌굴 및 수평 저항력을 극대화시키게 된다.
이러한 철골프레임(210)의 기능은 상층 슬래브(110)와 빔(130)으로부터 전달되는 하중을 양 수직기둥(120)과 함께 하층 슬래브(140)로 분산하여 전달시키는 기능을 가지게 되며 빈 공간인 개구부(S)를 지진에 의한 수평력에 대하여 저항하도록 하는 골격구조체 역할을 하게 된다.
이때 중요한 점은 하부철골(213)은 지진에 의한 수평력(F)에 의하여 변형이 발생되더라도 위치가 이동되지 않도록 앵커볼트와 같은 고정구(220)로 완전히 고정시킨다는 점이다.
이에 도 3b와 같이 본 발명에 의하여 완성된 개구부(S)에 설치된 철골프레임(210)이 횡방향으로 변형되는 과정에서도 하부철골(213)은 하층 슬래브(140)에 고정되어 상기 철골프레임(210)이 안정적으로 개구부(S)로부터 이탈되지 않고 설치될 수 있도록 하게 된다.
이는 도 1과 같이 벽체에 프레임이 고정되도록 사용되는 전단스터드와 유사하게 보이지만 전단 스터드는 개구부 주변의 벽체에 프레임 전체가 매립되어 고정되도록 하기 위한 것으로서 벽체에 프레임을 처음 설치할 수 있는 경우에만 설치 할 수 있는 것인 반면
본 발명은 상기 철골프레임의 하부만을 시공 이후 보강을 위하여 고정구로 사후 설치할 수 있도록 하기 위한 것이라는 점에서 시공방법 및 설치방법에 있어 차이가 있다고 할 것이며,
특히 하부철골(213)에만 설치되도록 한다는 점에 차이가 있다.
이로서 본 발명의 철골프레임(210)은 가새철골(214)을 철골프레임(210)의 내측 하부 모서리에 각각 설치하고 하부철골(213)만 고정구(220)에 의하여 하층 슬래브(140)에 고정시키고 있는 점을 살펴보면,
철골프레임(210)의 하부 고정을 매우 중시함을 알 수 있는데, 이는 결국 철골프레임(210)의 하부를 고정지점으로 하여 지진에 의한 수평력을 지지하려는 구조적 메커니즘을 채택하고 있음을 보이는 것이라 할 수 있다.
다음으로는 창호(400) 설치되는 공간을 제외하고 철골프레임(210) 내측 하부에 철근콘크리트 하부벽체(300)를 시공하게 된다.
이에 도 2b와 같이 상기 창호가 설치되는 공간 하부에 철근조립체(310)를 미리 설치하고 양 수직기둥(120)과 양 수직철골(212) 사이에 탄성단열재(520)를 먼저 설치하게 된다.
상기 철근조립체(310)는 철근콘크리트 하부벽체(300)로 형성시키기 위한 것으로서 소정의 직경을 가진 철근을 격자형태로 조립 제작한 것을 설치하면 된다.
상기 탄성단열재(510, 이러한 탄성단열재는 기둥 연성력이 작용하도록 일정 거리는 변형을 허용하며 기둥 변형각의 극한점에 도달하면 수평력을 철골부재에 전달하는 기능을 담당하는 것으로서 압축력에 변형하는 탄성고무를 일예로 들수있다.)는 철골프레임(210)과 양 수직기둥(120)과의 이격거리를 확보할 수 있도록 함으로서 지진에 의한 수평력이 작용할 때 철골프레임이 변형 등과 같은 구조적 거동을 변형되는 과정에서 허용하도록 하고 후술되는 철근콘크리트 하부벽체(300)의 측면거푸집 역할을 하게 된다.
또한 단열재로서 건물 내부의 에너지가 외부로 누출되지 않도록 하는 기능을 가지도록 하게 된다.
나아가 상기 탄성단열재(510) 상면과 상부철골 사이에는 모서리 보강재(520)를 설치하여 탄성단열재(510) 설치로 인한 철골프레임(210) 상부가 보강될 수 있도록 함이 바람직하다.
다음으로 도 2c와 같이 상기 철골프레임(210)의 하부가 매립되도록 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트 하부벽체(300)를 시공하게 된다. 이에 철근콘크리트 하부벽체(300) 상부에 창호(400)를 설치하도록 한다.
이에 양 수직철골(212)의 절반정도는 철근콘크리트 하부벽체(300)에 매립되지 않고 노출되어 있으므로 상기 양 수직철골 상부에 창호(400)를 설치할 수 있게 된다.
이러한 창호(400)는 창호프레임(410)과 창호유리(420)로 구성되면 창호유리는 배강도유리를 사용하는 것이 유리파편에 의한 안전사고 예방에 바람직하다.
다음으로는 도 2d와 같이 상기 노출된 상부철골, 양 수직철골의 상부를 미장모르타르를 이용하여 주변 부재와 동일하게 마감하도록 하게 된다.
이로서 본 발명은 철골프레임(210)을 철근콘크리트 하부벽체(300)에 의하여 하부 고정되도록 함으로서 종전 조적조를 철근콘크리트 하부벽체(300)로 대체하여 보다 효과적인 지진에 의한 수평력 저항에 유리하도록 함을 알 수 있다.
< 본 발명의 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 작용 >
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의하여 내진보강된 개구부와 지진에 의한 수평력에 의하여 횡방향으로 변형이 발생하는 과정을 각각 도시한 것이다.
도 3a에 의하면 상층 및 하층 슬래브(110,140)와 양 수직기둥(120)과 빔(130)에 의하여 형성된 개구부에 하부철골(213), 양 수직철골(212), 상부철골(211), 가새철골(214)로서 사각 형태의 철골프레임(210)이 설치되는데 이러한 철골프레임(210)의 하부철골(213)은 하층슬래브(140)에 앵커볼트와 같은 고정구(220)로 고정되어 있음을 알 수 있다.
이로서 상층슬래브(110), 빔(130)으로부터 전달되는 하중은 철골프레임으로 분산되어 양 수직기둥(120)과 하층 슬래브(140)로 전달됨을 알 수 있다.
이때 상기 하부철골(213)이 하층 슬래브(140)에 고정되어 있으므로 도 3b와 같이 지진에 의하여 수평력이 발생하더라도 철골프레임(210)은 횡방향으로 변형되면서 수평력을 흡수하면서도 개구부로부터 이탈되지 않도록 고정됨을 알 수 있다.
이에 상기 하부철골(213)의 하단부(A)를 고정지점으로 하면 양 수직철골 상단부까지의 팔길이(e1)에 의한 수평력(F)이 가장 크게 작용하고 있음을 알 수 있다.
이에 본 발명은 이러한 수평력(F)의 효과적인 지지를 위하여 양 수직철골(212) 하부와 하부철골(213) 사이에 경사져 설치된 가새철골(214)를 설치하여 양 수직철골(212)의 수평변형을 최대한 방지할 수 있도록 함을 알 수 있다.
또한, 상기 탄성단열재(520)와 상부철골(211) 사이에도 모서리보강재(520)를 더 설치하여 양 수직철골의 수평변형에 의하여 모서리 파손등을 방지할 수 있도록 하게 된다.
이는 상기 탄성단열재(520)는 하중에 저항하는 구조부재가 아니므로 수평력에 취약하다 이에 수평력이 양 수직철골 상부에 집중될 우려가 있어 이를 보완하기 위함이라 할 수 있다.
또한, 상기 하부철골(213)과 양 수직철골(212)의 개략 절반정도는 철근콘크리트 하부벽체(300)에 의하여 매립되어 있음을 알 수 있다.
따라서 상기 양 수직철골(212)은 철근콘크리트 하부벽체(300)에 의하여 완전히 구속되어 있음을 알 수 있어 실제 수평력(F)이 발생하게 되면 철근콘크리트 하부벽체(300)가 형성되지 않은 양 수직철골의 노출된 부위가 주로 수평력을 부담하게 된다.
즉 철근콘크리트 하부벽체(300)를 형성시키지 않으면 양 수직철골(212) 하단부(A)가 고정지점이 되어 양 수직철골(212) 상부에 의한 수평력(F)을 지지하여야 하지만
본 발명의 철근콘크리트 하부벽체(300)가 형성되면 철근콘크리트 하부벽체(300)의 상면으로 연장된 양 수직철골(212)의 고정지점이 상방으로 이동(A==>B)되어 같은 수평력(F)이라도 작용하는 팔길이(e2)가 매우 작아지기 때문에 수평력 지지에 매우 양 수직철골(212)의 효과적으로 대응할 수 있음을 알 수 있다.
이에 상기 철골프레임(210)을 제작함에 있어 각 철골의 단면을 최소활 할 수 있어 고가의 강재로 제작되는 철골의 사용량을 대폭 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
나아가 상기 양 수직철골(212)이 철근콘크리트 하부벽체(300)에 매립되어 있으므로 철근콘크리트 하부벽체(300)를 양 수직철골이 보강하는 효과도 가지게 된다.
또한 탄성단열재(520)는 양 수직철골(212)과 양 수직기둥(120)과의 이격 공간에 채워져 수평력(F)이 도 3b와 같이 작용할 때 철골프레임의 변형을 흡수하는 탄성재질로 형성되도록 함으로서 철골프레임의 자유로운 변형을 허용하는 역할을 하게 된다.
또한 상기 이격공간에 의하여 양 수직기둥(120)은 철근콘크리트 하부벽체(300)와 분리됨을 알 수 있다.
이는 결국 양 수직기둥(120)의 거동을 구속하는 부재가 없어져 양 수직기둥의 연성력을 증진시키는 효과를 가지게 된다.
즉 종전에는 양 수직기둥(120) 사이에 조적조가 형성되어 있어 양 수직기둥을 구속하게 되어 조적조 상면과 빔 저면까지의 길이만 실제 수직기동의 역할을 하게 되지만,
본 발명의 경우에는 이러한 조적조를 해체하였을 뿐만 아니라 철근콘크리트 하부벽체(300)로부터도 연결되지 않아 자유롭기 때문에 양 수직기둥의 유효길이(e3)는 수직기둥의 상단부로부터 하단부 전체로 연장되어 연성력이 훨씬 증대하여 지진에 의한 수평력 저항에 보다 효과적이게 된다.
이는 동일한 직경의 상하 연장길이가 짧은 기둥과 상하 연장길이가 긴 기둥을 대비하면 상하 연장길이가 긴 기둥이 수평력에 대한 연성력을 충분히 확보할 수 있음을 충분히 알 수 있어 본 발명에 의한 양 수직기둥에 의하면 주기가 긴 지진력으로 수평력이 개구부에 전달되어 지진 피해를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
이로서 지진 등에 의한 수평력과 같은 하중은 철골프레임(210)을 통해 상층 및 하층 슬래브(110,140)와 빔(130)으로 분산 전달되고 철골프레임(120)이 변형하면서 일부 수평력이 상쇄되는 효과를 가지게 된다.
또한 상기 철골프레임(210)은 철골 내측에 콘크리트를 충전시킨 것을 이용함으로서 변형에 의한 철골의 좌굴 등에 보다 효과적으로 대응할 수 있도록 하게 된다.
110: 상층 슬래브
120: 양 수직기둥
130: 빔
140: 하층 슬래브
210: 철골프레임
211: 상부철골
212: 양 수직철골
213: 하부철골
214: 가새철골
215: 스터드
216: 채움콘크리트
300: 철근콘크리트 하부벽체
310: 철근조립체
400: 창호
410: 창호프레임
420: 창호유리
510: 탄성단열재
520: 모서리보강재

Claims (6)

  1. 수직기둥, 상층과 하층 슬래브, 빔에 의하여 둘러싸여 형성되는 창호설치를 위한 개구부 내진보강방법으로서,
    상기 개구부 내측에 사각 형태의 철골프레임(210)을 설치하되 상기 철골프레임의 하부는 하층 슬래브(140)에 고정구(220)에 의하여 고정되도록 하며, 양 측면은 수직기둥(120)과 이격되어 배치되도록 하며, 상면은 상층 슬래브 또는 빔에 지지되도록 설치하고, 상기 창호 설치를 위한 상부공간을 제외한 철골프레임의 하부가 철근콘크리트 하부벽체(300)에 의하여 일체화되도록 하되 상기 철근콘크리트 하부벽체(300)의 양 측면이 양 수직기둥(120)과 이격되도록 설치하고, 상기 철근콘크리트 하부벽체 상부에 창호(400)를 설치하는 단계를 포함하며,
    상기 철근콘크리트 하부벽체(300)는 내부에 철근조립체(310)가 매립되도록 제작하여 상기 철근콘크리트 하부벽체(300)가 기존 조적조를 대체할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 철골프레임(210)은
    양 수직기둥 사이에 양 단부가 지지되며, 상층 슬래브 또는 빔의 저면에 상면이 지지되도록 설치된 상부철골(211);
    양 수직기둥으로부터 이격되어 상부철골 저면으로부터 하방으로 연장되도록 설치된 양 수직철골(212);
    상기 양 수직철골 하부를 서로 연결시키되 하부가 하층 슬래브에 고정구에 의하여 고정되도록 설치된 하부철골(213); 및
    상기 양 수직철골의 내측 하부와 하부철골 상면에 설치된 가새철골(214);을 포함하여 사각 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 양 수직기둥과 양 수직철골 사이의 이격공간에는 탄성단열재(510)를 더 설치하여 탄성단열재에 의하여 철근콘크리트 하부벽체(300)의 양 측면이 양 수직기둥(120)과 서로 직접 지지되지 않도록 하고,
    상기 탄성단열재(510)의 상면과 상부철골의 저면 사이에는 모서리 보강재(520)가 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 상부철골, 양 수직철골, 하부철골 또는 가새철골은 상부 및 하부플랜지와 복부로 구성된 H형 철골을 이용하되, 상기 H형 철골 내부에는 콘크리트가 채워져 일체화되도록 제작된 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법.
  5. 삭제
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 창호(400)는 양 수직철골(212) 사이의 철근콘크리트 하부벽체 (300) 상부에 설치되도록 하되 배강도유리를 사용하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법.
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