KR101240281B1

KR101240281B1 - 보 구조물의 내진보강공법

Info

Publication number: KR101240281B1
Application number: KR1020100098704A
Authority: KR
Inventors: 하기주
Original assignee: 경일대학교산학협력단
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2013-03-07
Also published as: KR20120037129A

Abstract

본 발명은 보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하는 홈 형성단계; 상기 홈(11)에 봉 구조로 형성되며 육각형 단면을 갖는 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계; 홈(11)에 접착제(200)를 충전하여 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계; 홈(11)의 외부에 피복부재(300)를 설치하는 피복부재 설치단계;를 포함하는 보 구조물의 내진보강공법을 제시함으로써, 기존 건물의 손상을 최소화하면서도, 우수한 내진성능을 갖도록 한다.

Description

보 구조물의 내진보강공법{REINFORCEMRNT METHOD FOR EARTHQUAKE-PROOF OF BEAM}

본 발명은 건설 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 건물의 내진보강공법에 관한 것이다.

건물의 리모델링은 효율적인 공간확보와 생활동선을 편리하게 하기 위해 한정된 주거공간을 재구성하는 것으로서, 바뀐 생활문화 욕구를 충족할 수 있는 새로운 디자인으로 구성원의 편의를 도모하는 공간을 만드는 데 주안점을 둔다.

새로운 디자인과 건축마감재로 리모델링함으로써 건물의 효과를 최대화할 수 있는 재테크수단으로도 활용되고 있으며, 특히 건축물의 뼈대를 전혀 건드리지 않고 시공하므로 신축건물에 비해 공사비가 훨씬 적게 드는 장점이 있다.

최근에는 지진에 대비한 보강공법으로서도 주목을 받고 있다.

일반적인 건물은 자중 및 중력방향으로 재하되는 하중에 대한 저항성능만을 고려하여 설계되는데, 지진이 발생하면 상하방향으로 주파수를 갖는 지진하중(seismic load)이 가해지므로, 일반 구조로서는 이에 저항할 수 없다.

따라서, 기존의 일반 건물에 대한 내진보강을 위한 리모델링 기술의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 기존 건물의 손상을 최소화하면서도, 우수한 내진성능을 갖도록 하는 보 구조물의 내진보강공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하는 홈 형성단계; 상기 홈(11)에 봉 구조의 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계; 상기 홈(11)에 접착제(200)를 충전하여 상기 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계;를 포함하는 보 구조물의 내진보강공법을 제시한다.

본 발명은 또한, 보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하되, 상기 보(10)와 연결된 기둥(20)에 대하여 상기 홈(11)에서 연장되는 설치공(12)을 형성하는 홈 및 설치공 형성단계; 봉 구조의 보강부재(100)의 단부에 정착판(110)을 형성하는 단계; 상기 보강부재(100)의 정착판(110)이 상기 설치공(12)에 위치하도록, 상기 홈(11)에 상기 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계; 상기 홈(11) 및 설치공(12)에 접착제(200)를 충전하여 상기 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법을 함께 제시한다.

상기 홈(11)은 사각형 단면을 갖도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 보강부재(100)는 육각형 단면을 갖도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 보강부재(100)는 높이에 비해 폭이 넓게 형성된 것이 바람직하다.

상기 보강부재(100)는 FRP 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 보강부재(100)의 외면에는 요철구조가 형성된 것이 바람직하다.

상기 홈(11)의 외부에 피복부재(300)를 설치하는 피복부재 설치단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 피복부재(300)는 탄성섬유 재질에 의해 형성되고, 상기 피복부재 설치단계는 상기 피복부재(300)를 접착제에 의해 접착하는 것이 바람직하다.

상기 피복부재 설치단계는 상기 피복부재(300)를 상기 보(10)의 상하면 및 좌우측면을 둘러 설치하는 것이 바람직하다.

상기 피복부재 설치단계는 상부 피복부재(310)를 상기 보(10)의 상면 및 좌우측면을 둘러 "ㄷ"자 형상으로 설치하는 상부 설치단계; 하부 피복부재(320)를 상기 보(10)의 하면 및 좌우측면을 둘러 "ㄷ"자 형상으로 설치하는 하부 설치단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 기존 건물의 손상을 최소화하면서도, 우수한 내진성능을 갖도록 하는 보 구조물의 내진보강공법을 제시한다.

도 1 이하는 본 발명에 의한 내진보강공법의 실시예를 설명하기 위한 것으로서,
도 1 내지 6은 내진보강공법의 제1 실시예의 공정도.
도 7은 보강부재의 제1 실시예의 사시도.
도 8은 보강부재의 제2 실시예의 사시도.
도 9는 보강부재의 제3 실시예의 사시도.
도 10은 보강부재의 제4 실시예의 사시도.
도 11,12는 내진보강공법의 제2 실시예의 공정도.
도 13은 보강부재의 제5 실시예의 사시도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 보 구조물의 내진보강공법은 기본적으로, 보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하는 홈 형성단계(도 1); 홈(11)에 봉 구조로 형성되며 육각형 단면을 갖는 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계(도 2,3); 홈(11)에 접착제(200)를 충전하여 상기 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계(도 2,3);를 포함하여 구성된다.

여기서, 홈(11)의 외부에 피복부재(300)를 설치하는 피복부재 설치단계(도 5,6);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

보(beam)는 외력에 의해 발생하는 휨응력 및 전단응력을 부담하는 구조물로서, 지진이 발생하면 상하방향으로 주파수를 갖는 지진하중(seismic load)이 가해지게 되는바, 이에 대한 보강구조가 필요하다.

본 발명은 이러한 기존 건물의 보(10)의 상하면에 2cm 정도의 폭 및 1cm 정도의 깊이를 갖는 얕은 홈(11)을 길이방향을 따라 형성하고, 그 홈(11)에 보강부재(100)를 접착제(200)에 의해 충전한 후, 피복부재(300)에 의해 외부를 마감함으로써, 내진보강구조를 형성하도록 한 것이다.

이는 다음과 같은 효과를 얻도록 한다.

첫째, 보의 상하면에 보강부재가 매설되므로, 상하방향으로 주파수를 갖는 지진하중에 대하여 효과적으로 저항할 수 있다.

둘째, 보에 대하여 얕은 홈을 형성하고, 이에 보강부재 및 피복부재를 설치하는 것만으로 보강구조를 이룰 수 있으므로, 기존 구조물의 손상을 최소화할 수 있고 시공이 간편하다.

보(10)의 상하면에 형성하는 홈(11)은 컷팅 장비 등에 의해 사각형 단면을 갖도록 형성하는 것이 구조적 안정성 및 시공의 편의성 측면에서 바람직하다.

긴 봉 구조를 취하는 보강부재(100)는 육각형 단면을 갖도록 형성하는 경우, 양측의 경사면이 상하방향의 주파수를 갖는 지진하중에 대하여 양방향 쐐기작용에 의해 저항할 수 있으므로, 보(10)와의 우수한 부착강도를 얻을 수 있다는 장점이 있다(도 3,4,7).

이러한 육각형 단면의 보강부재(100)는 높이에 비해 폭이 넓게 형성되는 것이 얕은 깊이의 홈(11)에 매설되면서도 우수한 보강효과를 나타낼 수 있다는 측면에서 유리하다(도 3,4,7).

보강부재(100)의 재질로는, 경량이면서도 인장강도가 우수한 FRP(Fiber Reinforced Polymers)를 사용하는 것이 바람직하다.

보강부재(100)의 외면에 요철구조가 형성되는 경우, 접착제(200)와의 마찰력이 증대하여 보(10)와의 부착강도를 증대시킬 수 있다는 장점이 추가된다.

구체적으로, 세라믹 소재 등을 보강부재(100)의 표면에 함침하는 방식을 취할 수도 있고(도 8), 보강부재(100)의 제조 당시부터 다양한 요철구조가 형성되도록 할 수도 있다(도 9,10).

접착제(200)로는 에폭시 재질 등을 사용하는 것이 바람직하다.

보강부재(100)의 설치 후 홈(11)의 외부에 설치되는 피복부재(300)는 상하방향의 진동을 갖는 지진하중에 저항하여 보강부재(100)의 이탈을 방지해야 하므로, 아라미드 섬유, 탄소 섬유 등과 같이 탄성이 있으면서도 높은 강도를 갖는 탄성섬유 재질에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

피복부재(300) 또한 에폭시 재질 등에 의한 접착제에 의해 보(10)의 외면에 접착하는 방식으로 고정되는 것이 바람직하다.

피복부재(300)는 보(10)의 상하면 및 좌우측면을 둘러 설치하는 것이 구조적 안정성을 위하여 가장 바람직하다(도 5).

다만, 기존 건물의 타 구조로 인하여 위와 같은 작업이 곤란할 경우, 상부 피복부재(310)를 보(10)의 상면 및 좌우측면을 둘러 "ㄷ"자 형상으로 설치하고, 하부 피복부재(320)를 보(10)의 하면 및 좌우측면을 둘러 "ㄷ"자 형상으로 설치하는 방식을 채택할 수 있다(도 6).

보(10)가 결합한 기둥(20)에 대하여도 위와 같은 보강구조를 적용하는 경우, 더욱 우수한 내진구조를 얻을 수 있다.

이는 보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하되, 보(10)와 연결된 기둥(20)에 대하여 홈(11)에서 연장되는 설치공(12)을 형성하는 홈(11) 및 설치공 형성단계(도 11); 보강부재(100)의 단부에 정착판(110)을 형성하는 단계(도 13); 보강부재(100)의 정착판(110)이 설치공(12)에 위치하도록, 홈(11)에 봉 구조의 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계(도 12); 홈(11) 및 설치공(12)에 접착제(200)를 충전하여 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계(도 12); 홈(11)의 외부에 피복부재(300)를 설치하는 피복부재 설치단계;의 공정에 의해 구현될 수 있다(도 11,12).

이러한 구조는 보강부재(100)의 단부가 정착판(110)에 의해 견고하게 기둥(20)에 고정되므로, 더욱 우수한 내진성능을 발휘할 수 있다는 효과가 있다(도 13).

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10 : 보 11 : 홈
12 : 설치공 20 : 기둥
100 : 보강부재 200 : 접착제
300 : 피복부재 310 : 상부 피복부재
320 : 하부 피복부재

Claims

보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하는 홈 형성단계;
상기 홈(11)에 봉 구조로 형성되며 육각형 단면을 갖는 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계;
상기 홈(11)에 접착제(200)를 충전하여 상기 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
보(10)의 상면 및 하면에 길이방향을 따라 홈(11)을 형성하되, 상기 보(10)와 연결된 기둥(20)에 대하여 상기 홈(11)에서 연장되는 설치공(12)을 형성하는 홈 및 설치공 형성단계;
봉 구조의 보강부재(100)의 단부에 정착판(110)을 형성하는 단계;
상기 보강부재(100)의 정착판(110)이 상기 설치공(12)에 위치하도록, 상기 홈(11)에 상기 보강부재(100)를 설치하는 보강부재 설치단계;
상기 홈(11) 및 설치공(12)에 접착제(200)를 충전하여 상기 보강부재(100)를 고정하는 접착제 충전단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈(11)은 사각형 단면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제2항에 있어서,
상기 보강부재(100)는 육각형 단면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 보강부재(100)는 높이에 비해 폭이 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 보강부재(100)는 FRP 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 보강부재(100)의 외면에는 요철구조가 형성된 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈(11)의 외부에 피복부재(300)를 설치하는 피복부재 설치단계;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제8항에 있어서,
상기 피복부재(300)는 탄성섬유 재질에 의해 형성되고,
상기 피복부재 설치단계는 상기 피복부재(300)를 접착제에 의해 접착하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제9항에 있어서,
상기 피복부재 설치단계는
상기 피복부재(300)를 상기 보(10)의 상하면 및 좌우측면을 둘러 설치하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.
제9항에 있어서,
상기 피복부재 설치단계는
상부 피복부재(310)를 상기 보(10)의 상면 및 좌우측면을 둘러 "ㄷ"자 형상으로 설치하는 상부 설치단계;
하부 피복부재(320)를 상기 보(10)의 하면 및 좌우측면을 둘러 "ㄷ"자 형상으로 설치하는 하부 설치단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 보 구조물의 내진보강공법.