KR101277751B1 - 프리캐스트 블록과 그 블록을 이용한 중저층 보-기둥 건물의 리모델링 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오래된 건축 구조물의 기둥과 보에 대한 보강을 통해 건축 구조물을 리모델링 보강 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 구조물의 양측 기둥을 보강하는 수직 보강대(11)와, 상기 양측 수직 보강대 하단에 건축 구조물의 보 상부에 안착될 수 있도록 하부 수평 보강대(13)가 형성되어 전체적인 형상모양이 U자형으로 이루어진 PC블록(10)과; 상기 PC블록 양측 수직 보강대(11)는 상단부가 개방되어 콘크리트를 타설할 수 있도록 형성된 공간부(16)와; 상기 공간부는(16) 타설되는 그라우팅과의 접착 면적을 넓일 수 있도록 내벽에 다수 형성된 요철부(17)와; 상기 수직 보강대(11) 전후면에 PC블록(10)을 기둥에 결합부재(50) 체결할 수 있도록 걸고리(20)가 다수 형성된 것를 포합하는 PC블록을 구성한 것이다. 이와 같이 구성된 본 발명은 수평에 대한 인장력과 수직 하중력에 대한 지지력향상으로 노후된 건물이라 하더라도 내구성을 갖는 동시에 내진 효과를 가지며, 신축 건물에 비하여 리모델링 비용이 절감되는 반면, 내구성은 신축건물과 동등한 내구성을 가지며, 주거환경의 공간확보와 생활동선을 편리성을 도모할 수 있도록 한 프리캐스트 블록과 그 블록을 이용한 중저층 보-기둥 건물의 리모델링 보강공법에 관한 것이다.

Description

프리캐스트 블록과 그 블록을 이용한 중저층 보-기둥 건물의 리모델링 보강공법{Precast Concrete Blocks and Remodeling Reinforcing Construction Methods for Low and Middle-rise Beam-column Buildings by Using that Blocks}

본 발명은 노후 보-기둥 건축 구조물에서 그 기둥과 보에 대한 보강을 통한 리모델링 보강공법(remodeling reinforcement method)에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 사전에 U자형, ㅁ자형 등으로 제작된 프리캐스트 콘크리트 블록(Precast Concrete Block : PC블록)을 이용하여 기둥과 보를 간단히 보강할 수 있도록 함으로 작업의 신속성을 제공하는 동시에 PC블록의 수직 보강대 양측에 공간부를 형성하여 중량을 경량화하고, 세우기 과정(election process)에서 공간부에 콘크리트를 타설시켜 PC블록과 기둥의 접합력을 증대시켜 시공성과 경제성을 만족시키고 고품질의 리모델링 효과를 얻을 수 있도록 한 프리캐스트 블록과 그 블록을 이용한 중저층 보-기둥 건물의 리모델링 보강공법에 관한 것이다.

학교, 공공건물의 건축물들은 수십 년 전에 세워진 건축물과 최근에 세워진 건축물이 서로 공존하는 경우가 자주 있다. 이 경우 기존의 노후 건축물과 신축 건축물은 건축법에 따른 설계 반영이 건축시점에 따라서 서로 상이한 관계로 기존 건물의 경우 내진설계가 전혀 반영되지 못하여 작은 진도에도 학교, 빌딩, 대형건물 등의 건축물이 파괴되어 많은 인명피해가 발생할 수 있다.

또한, 최근에는 도시화의 급속한 진전에 따른 주택 수요의 급증, 노후 재고건물의 질적 수준 및 활용도 개선에 대한 요구수준의 향상, 환경 친화적 건물 관리정책에 대한 필요성 및 무분별한 건물 신축에 따른 국토 난개발의 방지 등과 같은 견지에서 리모델링이 권장되고 있으며, 이에 따라, 기존 철근 콘크리트 건물의 철거 및 신축에 대한 대안으로서 리모델링에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다.

따라서, 리모델링 대상을 검토하는데 있어서 초기에는 사무용 건물, 상가 건물, 학교, 병원 등 특수목적 건축물을 중심으로 이루어져 왔으나 주택 분야, 특히, 아파트와 같은 고층 공동주택도 리모델링 대상에 포함되고 있다.

또한, 구조물의 리모델링은 아래와 같은 건축 구조물의 특성과 직접 관련되어 있으며 밀접한 관련이 있다. 즉, 건축 구조물의 형식은 크게 보-기둥 구조, 벽식구조, 합성구조 등으로 나누어지며, 이 중에서 보-기둥구조 철근콘크리트나 철골 재료를 사용하여 가장 대표적으로 사용되고 있는 구조형식이다.

철근콘크리트구조는 압축강도는 우수하고 인장강도가 약한 콘크리트와 철근을 복합한 구조로서, 저렴한 공사비로 인해 경제성이 우수하고, 내화성, 내구성이 높은 장점으로 인하여 과거부터 현재까지 많이 이용되어 왔다. 상당 수의 건축물들은 철근콘크리트 구조로 시공되어 왔다.

철근콘크리트구조는 자중이 크고 균열의 발생이 쉬우며 이로 인한 철근 부식이 문제점으로 나타나고 거푸집의 설치 및 해체 작업에 따른 가설비용과 공기가 많이 드는 것이 일반적인 단점이 있다.

이에 비해 철골구조(Steel Structure)는 강판 및 각종 형강 부재들을 볼트결합, 용접 등의 접합방식에 의해 조립하는 구조 형식으로서, 재료 자체의 우수성으로 인해 전체적인 구조적 성능이 탁월하다는 점, 타워 크레인 등의 중장비를 사용하여 조직화된 시공을 할 수 있으므로 시공시간이 단축되고 일정한 품질의 보장이 가능하다는 점 등의 장점을 가지므로, 최근의 대형 고층건물의 경우 대부분이 본 구조를 채택하고 있다. 철골구조는 자재가 철근 콘크리트 구조에 비해 고가이고 내화성이 약하므로 별도의 내화 피복 시공 등이 필요한 단점이 문제로 지적되고 있다.

또한, 철근콘크리트구조와 철골구조의 특성을 복합적으로 구성하여 습식 콘크리트 현장타설 시공과 철골구조의 단점을 보완할 수 있도록 한 복합 구조 시스템(hybrid structural system)을 그 예로 들 수 있다.

대표적으로, SRC구조(Steel Reinforced Concrete Structure)의 경우, 기둥 또는 보 구조체를 구성할 때, 철골 부재의 주위에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여, 이들 3가지 재료가 일체로서 거동하도록 한 구조로서, 기존의 철골구조에서 철골부재가 부담하던 응력(주로 압축응력)을 콘크리트가 분담하도록 하여 소요되는 철골 물량의 감소로 인한 공사비 절감의 효과를 얻도록 한 것이다.

이와 같이 일반적인 건축 구조물의 기둥과 보는 철근콘크리트 또는 철골 그리고 철근콘크리트와 철골을 복합적으로 구성한 구조재료로 시공되었다.

이러한 다양한 건축 구조물에 대한 보수 및 구조개선 등의 내력 증강을 위한 리모델링 시공방법은 기존 건물의 보 또는 기둥 부분에 철판을 덧대거나 현장 타설 콘크리트를 증타함으로써 기 설치된 보와 기둥 부재의 내력을 보강할 수 있고, 새로 증축되는 부분은 철근콘크리트 구조로 증설하거나 또는 모멘트접합 방식에 의한 철골조 방식으로 시공하는 것이었다.

그러나 현장타설 콘크리트에 의한 습식 리모델링 시공방법은 전술된 바와 같이 기둥과 보의 신축과 마찬가지로 현장 거푸집과 가설공사가 필수적으로 요구되고 다량의 건축 폐자재를 발생시키며 시공이 복잡하여 공기지연 등 전반적으로 시공성과 경제성이 떨어졌다.

또한, 강재 구조물을 사용하는 철골조에 의한 리모델링 보강방법도 마찬가지로 철골 구조물의 사전 제작으로 현장에서의 번거로운 작업을 생략할 수 있고 조립식 시공이 갖는 장점이 있는 반면 상대적으로 공사비용이 많아지고 내화피복 공정이 추가되어야 하는 문제점이 있었다.

한편, 기존 건축물에서 내진 보강을 하기 위하여 내진 구축용 보강 유니트 등을 이용하여 내진 보강을 하는 공법이 있다. 노후 아파트와 같은 기존 건축물의 외측에 보강 구조물을 형성하여 보강을 함에 있어 보와 기둥을 프리캐스트 콘크리트 부재로서 하나의 단위 유니트로 구성하여 보와 기둥의 내력을 증강하는 형식이다. 예를 들면, 대한민국 등록특허공보에 개시된 등록특허 제609187호의, '리모델링 건축물의 내진성능 보강을 위한 나뭇가지형 프리캐스트 콘크리트 보강 유니트 및 이를 이용한 내진 보강구조'와, 등록특허 제753372호의 '건축물의 리모델링 공사를 위한 이중매트 기초 보강구조 및 그 시공방법'과, 등록특허 제739449호의 '공동주택 리모델링에서의 기둥 개설 공법'과, 등록특허 제513890호의 '강재구조와 경량 콘크리트 패널을 이용한 건축물 리모델링구조', 등록특허 제739949호의 '보의 결합 구조물' 외 다수의 기술이 소개되어 있다. 이와 같이 선행기술들은 보와 기둥을 프리캐스트 콘크리트 부재로서 하나의 단위 유니트로 구성하여 보와 기둥의 내력을 증강하는 형식이나, 단순히 기둥을 보강하는 것이 아니라 벽체와 슬래브를 모두 제거하고 이에 유니트화된 보강구조를 설치하는 방법으로 시공됨으로 이는 리모델링이라기보다는 기존의 보와 기둥을 유지시킨 상태에서 신축건물과 같이 새로 건축하는 것으로 오히려 신축건물보다 긴 공기와 큰 공사비용이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 리모델링이 효율적으로 이루어지기 위해서는, 건물의 사용목적, 기능, 외력에 대한 안전성 확보, 경제성 등 다양한 측면을 고려하여, 가장 적절한 구조형식을 채택하는 것이 필요한 것으로 판단된다.

동일한 층고를 갖는 학교 건물과 같은 노후 보-기둥 철근콘크리트 건축물에서 기존의 현장타설 공법으로 기둥의 강성과 강도를 보강하고 그로인한 보의 길이 축소로 인하여, 보의 강성을 증대시키는 내진공법이 흔히 채택되고 있다.

리모델링공사에서 기둥과 기둥 사이 보와 보 사이 베이(bay)에 도 1과 같이 ㅁ자형 PC를 설치하여 건물의 내진보강성능을 증가하려 할 경우, ㅁ자의 수직보강요소는 양쪽의 기존 기둥(300)을 보강하게 되고, 자의 상, 하 수평보강요소는 기존 상부 보(450)와 하부의 보(400)를 보강하며, 내부구간(1000)에 창문을 설치할 수 있으므로 건물 외곽 테두리에 내진 보강구조로 효율적인 활용이 가능하다.

한편 보-기둥구조물이 지진과 같은 횡력을 받게 되면 직사각형 형태에서 기울어진 평행사변형 형태로 변형하여 종국붕괴로 파괴되는데 이 경우 평행사변형의 각 수평요소와 수직요소의 각 변화는 90도 이하 또는 90도 이상으로 변화하게 된다. 그 내부에 ㅁ자형 보강요소를 설치하면 각변형에 저항할 수 있다. ㅁ자형 보강요소는 기존 기둥과 보의 단면을 증가시키는 효과도 있고, 구조적으로 중요한 기둥에서 집중하중에 의한 방법이 아닌 등분포하중으로 기존 기둥에서 보강구조물로 내력전달이 가능하며, 보강구조물 지지로 인하여 기존구조물의 보길이가 축소되므로 좌굴하중 등에서 보다 효과적으로 대응할 수 있다.

그러나, 도 1에서(도1은 종래의 기술이 아니라 본 발명을 실시하기 위해 사변이 동일한 두께를 갖는 ㅁ자 보강요소를 사용할 때의 발생되는 문제점을 예시한 것이다)에 있어서 건축적으로 ㅁ자 형태로 보강하게 되면, ㅁ자 상부 수평 보강대의 깊이(L2')는 그 깊이가 클수록 창문을 하향설치토록 함으로 건축적인 시야를 막는 역할을 하게 되고 ㅁ자 하부 수평 보강대의 깊이(L2)는 난간설치 등으로 1m이상의 깊이가 요구되므로 상부 수평 보강대(L2')는 그 깊이가 작을수록 효과적이며, 하부 수평 보강대(L2)는 그 깊이가 1m이상 되는 요소로 구성할 수 있다.

한편 구조적 관점에서 보면 자형 PC를 1층과 2층에 연속으로 설치하게 되면 1층 상부 보는 1층에 설치되는 ㅁ자 상부 수평보강요소와 2층에 하부 수평보강요소로 2중 보강되므로, ㅁ자 상부 수평보강요소를 제거하게 되면 U자형 PC보강블록으로 구성되게 된다. 즉, 하부 난간과 양측기둥을 PC로 제작하여 보강하면 하부난간은 그 아래층 베이의 상부 보를 보강하므로 최상층까지 바닥까지 보강할 수 있고, 건축적으로 창문설치에서 훨씬 좋은 시야를 확보할 수 있게 된다. 결국, 이 경우 최상층 상부보는 추가 수평보강이 없으나, 최상층으로 갈수록 지진력이 최소가 되므로 최상층에서 내진보강은 필요하지 않은 경우가 일반적이므로 U자형 리모델링 PC내진공법의 활용성은 적절하게 구성된다.

즉, PC블록은 리모델링 시공현장이 아닌 사전 제작으로 제작하여 공사현장으로 반입하여 직접 구조물 기둥과 보에 각각 수직 보강대와 수평 보강대가 맞닿도록 하고 콘크리트를 타설함으로써 리모델링 보강공사를 완료할 수 있다. 공사 후 바로 보와 기둥의 강성이 증가되므로, 학교건물등과 같이(방학기간에 내진공사를 완료할 필요가 있는 건물) 공기단축이 시급하게 요구되는 건물에서 2~3개 층을 동시에 공사하고 내부마감 공정에 들어갈 수 있으므로 획기적인 공기 감축과 인건비와 재료비 절감이 가능하다.

한편, 보-기둥구조 건물에서 내진성능을 효과적으로 증가시킬 수 있는 방법은 건물 외곽 테두리 보와 기둥을 보강하는 것이 내부 보나 기둥을 보강하는 것보다 효과적이다. 그러나 외곽구조물은 창문을 포함하고 있고 허용범위 안에서 기둥 사이의 간격과 보 사이 간격이 시공 오차나 하중에 따른 변형이 발생하였을 때 보강 PC구조물은 이에 대응하여 설치할 수 있어야 하고 양중, 운반을 고려하여 PC무게를 최소화하여야 한다.

이를 위하여 차후 설명되는 본 발명에서는 접합부는 현장타설을 사용함으로써 노후 기둥 사이의 간격에 변형이 발생하여도 이에 대한 대응이 가능하도록 하였고, PC블록 중앙부에 공간부를 형성하여 경량화시킴으로 시공자가 PC블록을 설치할 때 취급이 용이하도록 하며, PC블록을 설치 후 공간부에 현장타설 콘크리트로 그라우팅 함으로 기존 노후 기둥의 변형에 대응토록 하였다. 아울러 기존 노후 기둥과 보강 PC기둥의 접합부는 기존 기둥에 정착되는 철물과 PC블록 내면에 형성된 요철부의 마찰력이 현장타설 콘크리트가 굳은 후 발생토록 하여 기존기둥 전면으로 힘의 전달이 가능토록 하였다.

이 공법은 동일한 층고를 갖는 건물에서 보와 기둥의 단면이나 보강이 매우 취약할 경우에도 단면확장에 의하여 그 취약점을 개선할 수 있으므로, 내진 보강공법으로 경제적인 시공이 가능하다.

도 1에서 구조물의 보(450) 두께를 L1으로 가정하면, 이에 대응되는 PC블록(100)의 상부 수평 보강대(120)가 갖는 두께 L2'가 합해진다. 따라서 실제 구조물의 최초 공간(40)의 수직 높이 L3는 리모델링 후 상 갖는 두 보강대(120)(130)가 갖는 상 두께 치수 L2'와 L2를 더한 공간만큼이 줄어들게 된다.

이에 따라 PC블록(100)의 수평 보강대(120)에 의해 실제 구조물의 공간 활용도가 급격히 떨어지는 문제점이 나타난다. 이러한 현상을 개선하는 방법은 수평 보강대(120)의 두께 L2'를 슬림화하는 것이지만, PC블록(100)의 강도를 확보하기 위해서는 적절한 콘크리트 두께가 필요하여 두께를 줄이는 데는 한계가 따른다.

더욱이 PC블록(100)을 구성하는 상부 수평 보강대(120)는 보(450)의 저면과 밀착되어 창틀이나 문틀의 상부가 결합되는 부분이 되는데 지나치게 두께가 증가되어 창문, 문틀을 포함한 외부 설치 구조물을 기능적으로 부착시키기 어렵게 만드는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 고려된 것으로, 리모델링 공사에서 PC블록을 이용하여 보와 기둥을 동시에 보강할 수 있으며, PC블록에 의하여 작업의 용이성과 공기단축이 가능하도록 발전시킨 보-기둥구조물 리모델링 보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 건축구조물의 기둥과 보에 대한 리모델링 시공에서 PC블록을 기둥에 대응시킨 후 양측 수직 보강대에 형성된 공간부와 요철부에 콘크리트를 타설시켜 기둥 및 앵커부재와의 접착력을 증대시킴과 동시에 PC블록을 경량화시켜 작업의 용이성을 갖도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 노후 보-기둥 건축 구조물에서 그 기둥과 보에 대한 보강을 통한 리모델링 보강공법(remodeling reinforcement method)에 대한 것으로서, 일정크기의 U자형 PC블록을 다양한 변형이 일어난 기존 노후 보-기둥 구간안에 어떻게 설치하는가에 그 성패가 달려있다. 이를 위하여 U자형 PC는 도4a와 같이 측면으로 삽입되어 도4b와 같이 공간에 평행하도록 설치된다. 이후 그라우팅과정에서 전면 개구부(PC블록의 수직 보강대 전방단부와 기둥 사이의 틈을 칭함)를 통하여 모르타르가 유출될 수밖에 없으나 반복사용이 가능한 앵글이나 철판으로 그 개구부를 막아 줌으로 그라우팅 타설은 준비되었다고 할 수 있다.

따라서, 일부 경사각을 갖는 기둥이나 경간이 증가되거나 축소된 보-기둥 건물도 허용범위 안에서 모두 시공이 가능하다.

기존의 노후 보와 기둥이 형성하는 공간 크기에 맞대어 지지되도록 대응되는 PC블록(Precast Concrete Block)을 사전 제작하여 기둥과 보에 접합시켜 내구성을 갖도록 함으로 학교, 공공건물과 같이 오래된 건물을 재건축하지 않고 리모델링 시공하여 공기를 단축하고, 건물의 지진과같은 횡력에 대한 내력을 증가시켜 오래된 건물을 신축건물과 같은 내구성 갖도록 함으로 기존의 콘크리트 건축물의 문제점을 해결한 건축 리모델링을 위한 PC블록의 보 및 기둥 보강 구조 및 시공방법을 제공할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 건축 구조물의 기둥과 보에 대한 보강을 통해 건축 구조물을 리모델링 시공하는데 있어서, 상부 공간이 줄어드는 것을 최소화 할 수 있고 하부 보는 난간 역할 등으로 1m 이상의 깊이가 요구된다. 이러한 설계조건에 맞추기 위하여 상부는 최소화하고, 하부 보는 일반 PC보로 활용하였을 때 실재 공간과 유사한 리모델링 보강공법을 실현할 수 있다.

아울러 기존 노후 보-기둥구조물에서 좌우 그리고 상하 높이의 변형이 발생한 구조물에 일정규모의 PC를 삽입하기 위하여, 수평공간대와 수직 보강대의 길이를 축소 제작하고 수직 보강대는 임시 거푸집을 설치한 후 콘크리트 타설하여 연속화시키고, 수평 보강대는 하부에 일정규모의 콘크리트 지지 블록을 대어 상부 수평지지대가 기존 상부 보에 맞닿도록 시공한 후 임시 거푸집과 현장타설로 마감한다.

건물은 일반적으로 정사각형이 아닌 직사각형 형태를 갖는다. 이 경우 단변방향 횡 지지력은 장변방향 보다 취약하므로 보강은 단변방향이 주도적이다. 그러나 단변방향에 외부 전단벽 등과 같이 창문이 없거나 작은 거대 횡 보강구조물이 설치 될 경우 창문이 부착된 장변방향 구조물을 보다 효과적으로 보강할 방법이 필요하다. 또한, 건축구조물에서 횡력에 가장 효과적으로 대응할 수 있는 방법은 내부 부재보다 건물 외곽 테두리 보와 기둥을 보강하는 것이 내부보나 기둥을 보강하는 것보다 효과적이다. 이 발명에서 제안하는 U자형 PC보강방법은 창문을 포함하는 외부 테두리 보-기둥의 횡력을 보다 경제적이고 효과적으로 보강하는 방법이다.

지진재해에 대하는 방법은 내진, 제진, 면진 설계가 있으나, 국내에서는 현재 내진설계만이 활성화되어 있다고 할 수 있다. 과거에 지어진 건물을 리모델링하기 위하여 현재의 내진규정을 만족시켜야 한다. 내진설계는 층간 변위 제한과 응력한계 제한으로 크게 구분할 수 있다. 예상 지진등급에 따른 수평 횡력에 대하여 층간 변위와 보 또는 기둥 응력을 저하시킬 수 있는 방법은 현재에도 다양하게 개발되어 있으나, 보와 기둥이 극도로 취약할 경우 현재 개발된 방법(철근콘크리트 기둥 단면확장 보강공법, 철골 댑퍼공법)들은 모재파괴(기존 노후 보 기둥 파괴)가 보강재 파괴보다 먼저 일어나는 경우가 대부분이고 공사기간이 길고, 공사비가 많이 소요되는 단점이 있다.

모재가 먼저 파괴되는 이유는 X-truss공법 또는 K-truss공법 등과 같이 보강재가 노후부재에 집중하중이 발생하도록 연결되었다는 것이고, 모재의 내력이 취약한데 이를 먼저 개선하지 않고 보강재만 설치함으로 보강재는 큰 역할이 없이 취약한 보 또는 기둥이 파괴되는 모순을 초래하게 된다. 이 발명은 U자형 수직재로 기둥을 등분포하중으로 연결되도록 하였고 모재의 취약부위는 각변위 변형이 일어날 때 보와 기둥의 직각 모서리로 각변위를 제어함으로 보다 효과적인 등분포한 저항응력이 발생토록 하였다.

전축적 제어사항은 리모델링공법의 활용여부를 결정짓는 절대적인 사항이므로, 하부 난간대 높이의 수평 보강대와 중요한 기둥을 보강할 수 있는 수직 보강대로 구분하여 U자로 구성하였고 상부 보는 상부층 U자형 보강블록의 수평지지대가 보강토록함으로 창문을 포함하는 한 베이가 모두 보강되는 결과를 산출토록하여 응력제한에 따른 내진규정을 만족하게 하였다.

또한 U자 PC블록을 이용하여 기존 건물의 보 두께를 변형시키지 않고 시공함으로 창호 및 문틀 등의 외부 부착물 설치에 유리한 공간을 확보하고 보강물에 의한 시야 막힘을 방지하여 신축건물에 가까운 리모델링 시공상태를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 건축 구조물의 기둥과 보에 대한 리모델링 보강에서 보와 기둥을 간단히 보강할 수 있어 양호한 시공성과 고품질화 및 경제성을 동시에 만족시켜 고품질의 리모델링 효과를 기대할 수 있다.

도1은 수직 보강대와 상하부 수평 보강대의 두께를 동일하게 할 경우 발생되는 문제점을 도시한 예시도.
도2는 본 발명에 따른 U자형 PC 블록의 구성을 나타낸 사시도.
도3은 본 발명의 PC블록을 기둥에 설치하기 위한 상태를 나타낸 분리 사시도.
도4a는 본 발명의 PC블록을 기둥에 설치하기위해 일측을 먼저 끼우는 상태를 나타낸 예시도.
도4b는 본 발명의 PC블록을 내측에서 밀어 정위치에 위치시킨 상태를 나타낸 예시도.
도5a는 본 발명의 실시 예로서 U자형 PC블록를 기둥과 보에 설치한 상태를 나타낸 단면도.
도5b는 본 발명의 실시 예로서 U자형 PC블록을 기둥과 보 사이에 설치한 후 결합부재를 사용하여 고정한 상태를 나타낸 외면도.
도6은 본 발명의 기둥에 설치된 자형의 앵커부재가 콘크리트에 매립되어 기둥과 PC블록의 접착된 상태를 나타낸 단면도.
도7은 본 발명의 다른 실시 예로서, 기둥에 설치되는 앵커부재가 "

"형으로 형성되어 콘크리트에 매립된 상태를 나타낸 단면도.
도8은 본 발명의 따른 다른 실시 예로서, PC블록의 수직보강재 단면에서 전면 단부가 짧고 후방 단부가 길게 형성된 상태를 도시한 단면 예시도.
도9는 본 발명의 실시 예로서, PC블록이 자 형상으로 이루어진 것을 나타낸 사시도.
도10은 본 발명의 실시 예로서 자형을 PC블록을 기둥과 보에 설치한 상태를 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명의 자형과 n자형의 PC블록을 한 짝으로 형성하여 서로 상하 적층되도록 시공한 상태를 나타낸 예시도.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

건축 구조물의 리모델링 시공할 때 상부가 되는 기둥과 보가 이루는 공간 크기에 맞추어 그 기둥과 보의 공간을 따라 맞대어 지지되도록 구성되는 PC블록 본체와, 상기 PC블록을 건축 구조물의 기둥과 보에 맞대어 그 기둥과 보의 강도를 보강하기 위하여 수직 보강대와 수평 보강대를 구비하는 건축 구조물의 기둥과 보에 대한 보강용 PC블록에 있어서,

건축 구조물의 양측 기둥을 보강하는 수직 보강대(11)와, 상기 양측 수직 보강대 하단에 건축 구조물의 보 상부에 안착될 수 있도록 하부 수평 보강대(13)가 형성되어 전체적인 형상모양이 U자형으로 이루어진 PC블록(10)과;

상기 PC블록 양측 수직 보강대(11)는 상단부가 개방되어 콘크리트를 타설할 수 있도록 형성된 공간부(16)와;

상기 공간부(16)는 타설되는 그라우팅과의 접착면적을 넓일 수 있도록 내벽에 다수 형성된 요철부(17)와;

상기 수직 보강대(11) 전후면에 PC블록(10)을 기둥에 결합부재(50) 체결할 수 있도록 걸고리(20)가 다수 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 수직 보강대는 양측 상단부에 상부 수평 보강대가 설치되어 ㅁ자 형태의 PC 플레이트로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 PC블록의 수직 보강대에 형성된 공간부는 상단 개방부가 기둥 일측 외부로 노출되도록 위치하여 현장에서 콘크리트를 타설할 때, 진동다짐을 할 때 막대 진동봉을 상부측에서 삽입시켜 진동다짐 할 수 있는 크기로 공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 PC블록의 양측 수직 보강대는 공간부 일측이 개방되고 양측 단부중 일측은 기둥(30)의 앵커부재(31)가 형성된 일측면에 대응되고, 다른 단부는 기둥의 후면에 대응되도록 길이가 서로 상이하게 "

"형의 단면으로 전방 단부(18) 및 후면 단부(19)가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 PC블록은 외면 일측에 마감부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 PC블록을 이용한 리모델링 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 PC블록을 제조하기 위해 거푸집 틀을 만들어 내부에 콘크리트를 타설시켜 양측 수직 보강대(11) 외면 중앙부에 공간부(16)가 형성되도록 U자 형상으로 된 PC블록(10)을 형성하는 단계;

상기 PC블록(10)의 수직 보강대(11) 공간부(16)와 대응되는 위치의 기둥(30) 일측면에 다수의 ⊃형, "

"형, = 형 중 어느 하나의 앵커부재(31)를 설치하는 단계;

상기 기둥(30)에 설치된 다수의 앵커부재(31)가 공간부(16)에 위치하도록 PC블록(10)을 기둥(30)에 밀착되도록 하되, PC블록 저면 양측 또는 어느 일측에 받침대를 끼워 수평으로 위치를 조정하는 단계;

상기 위치가 조정된 PC블록을 기둥(30) 일측에 형성된 걸고리(20')와 PC블록(10) 일면에 설치된 걸고리(20)가 연결되도록 하여 결합부재(50)를 체결시켜 PC블록(10)을 고정하는 단계;

상기 기둥(30)에 고정된 PC블록 저면 받침대가 끼워진 보와 수평 보강대(13) 사이와 양측 수직 보강대(11)와 기둥(30) 사이에 실리콘 수지, 에폭시 수지, 모르타르(23) 중 어느 하나를 충진시켜 틈을 메우는 단계;

상기 PC블록(10) 양측 수직 보강대의 공간부(16) 상단을 통하여 진동봉으로 진동시키면서 콘크리트를 타설하여 그라우팅(22)하는 단계;

상기 그라우팅(22)된 콘크리트가 양생된 후 외면에 추가 마감재를 설치하는 단계로 건축물에 리모델링 시공하는 것을 특징으로 한다.

상기 마감부재를 설치하는 단계에 있어서, PC블록을 공장에서 성형 시 외면 일측에 마감부재를 부착시켜 공급하면 시공 시 별도의 마감부재 부착단계를 생략할 수 있다.

본 발명을 실시함에 있어서 먼저 취지를 설명하면, 본 발명에서 실시하는 PC블록(10)은 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, PC) 블록으로서 오래된 건축물을 리모델링하기 위해 PC블록(10)을 사전에 제조공장에서 제작하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명은 리모델링을 위한 PC블록공법은 현재까지 실시된 사례가 없는 기술로서 콘크리트 블록을 PC화하기 위해서는 리모델링의 수요가 많아져 수익 창출 효과가 발생되어야 제조업체들이 이 공법을 선호할 것이라는 것은 자명한 것이다.

따라서, 본 발명은 PC블록 공법에 대한 다수의 특허를 출원한 상태이며 이를 실험하는 과정에서 시공업체가 적게는 500㎏에서 크게는 800㎏의 중량을 갖는 PC블록을 설치하기 위해 크레인으로 들어올리고 내리는데 많은 문제점이 발생되어 업체의 시공 편리성을 위해 설치 후 수평에 대한 인장력 및 압축력과 수직하중에 대한 대응력을 갖도록 하면서 시공에서 편리성을 도모하기 위해 본 발명을 창안하게 되었다.

상기 건축구조물의 기존 기둥을 보강하는 양측 수직 보강대(11)와 건축구조물의 기존 보에 안착될 수 있도록 상부와 하부 구조를 하부 수평 보강대(13)로 구분하여 U자형 PC블록을 사전에 제작한다.

이때 작업 현장의 리모델링 건축물 상태에 따라서 양측 수직 보강대(11) 상단부에 폭이 10㎝에서 15㎝ 이하의 크기를 갖는 철골 보(14)가 설치되어 콘크리트로 타설된 상부 수평 보강대(13)를 형성하여 ㅁ자 형상의 PC블록을 사전에 제작할 수 있다. 본 발명의 ㅁ자 PC블록은 다른 실시 예를 나타낸 것이다.

이때 양측 수직 보강대 상단에 설치되는 철골보는 양측단에 철판으로 된 플레이트가 용착되고 이의 플레이트(15)는 수직 보강대(11)의 양측 공간부(16)로 돌출되도록 설치된다.

또한 상기 U자 형상 또는 ㅁ자 형상의 PC블록은 하부 수평 보강대의 폭 길이는 기존 기둥 간격의 허용오차를 고려하여 예상 길이보다 일정길이로 축소하여 제작하고, 수직 보강대의 길이 역시 기존 기둥의 높이 오차를 고려하여 작게 제작한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 리모델링을 위한 시공단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1공정: PC블록 성형단계

본 발명을 실시하기 위한 공정으로 먼저 PC블록(10)을 별도의 공장에서 성형한다.

따라서 건축물의 기둥을 보강하는 수직 보강대(11)와 건축구조물의 기존 보에 안착될 수 있도록 하부 수평 보강대(13)를 수직 보강대와 수직 보강대의 하단부가 연결되도록 제작한다.

또한 하부 수평 보강대(13)는 제작시 콘크리트만으로 성형할 수도 있고 내부에 철근을 골조로하여 성형할 수 있다.

또한 하부 수평 보강대(13)의 길이는 기존 기둥(30) 간격의 허용오차를 고려하여 예상 길이보다 일정길이 축소되어 제작하고, 양측 수직 보강대(11)의 길이도 기존 기둥의 높이 오차를 고려하여 축소된 길이로 제작한다.

본 발명의 다른 실시 예로서, U자 형상의 PC블록을 제작 시 수평 보강대(12)를 형성하여 ㅁ자 PC블록을 형성할 수 있다.

상기 ㅁ자 PC블록의 수직 보강대 상단부에 설치된 상부 수평 보강대(12)는 양측 단에 지지용 플래이트(15)가 용착된 철골보(14)를 설치하여 양측 단은 수직 보강대(11)의 공간부(16)에 노출되도록 하고 그 외 부분은 상부 수평 보강대(12) 콘크리트에 매설되도록 한다. 이때 상부 수평 보강대(12)는 하부 수평 보강대(13)와 양측 수직 보강대(11)의 폭보다 작게 형성되어 상부 수평 보강대(12)가 리모델링되는 건축물의 보 저면에 설치할 때 창문 공간부(60)가 줄어드는 것을 최소화할 수 있도록 슬림화한 것이다.

상기와 같이 제작된 U자 PC블록(10) 또는 ㅁ자 PC블록(10)은 설치하고자 하는 기둥(30)과 기둥(30) 사이와 보(40)와 보(41) 사이보다 길이가 10~20cm 작게 형성되어 설치가 용이하도록 하고 설치할 때 하부 수평 보강대(13) 밑에 지지용 콘크리트블록(Supporting concrete block) 또는 금속블록으로 이루어진 받침대(24)가 끼워지는 높이를 고려하여 축소된 길이로 사전 제작된다.

또한 PC블록(10)은 제작할 때 수직 보강대(11)는 중공부 형태로 제작되어 일측면이 개방된 공간부(16)를 성형한다.

상기와 같이 성형되는 PC블록(10)은 양측 수직 보강대(11)에 공간부(16)를 형성하여 무게를 경량화하며, 상기 공간부(16)의 형태는 ㄷ자형, C자형 등 여러 가지 형태로 제작될 수 있으며, 본 발명에서는 그 실시 예를 ㄷ자형의 공간부(16)로 도면에 도시하여 설명하기로 한다.

본 발명의 PC블록은 상기와 같이 수직 보강대에 공간부(16)를 형성하는 것은,

첫째, 중량을 경량화시켜 시공업체가 취급을 간편, 용이하게 할 수 있도록 하며,

둘째, 차후 PC부재를 기둥 또는 보에 설치할 때 공간부에 콘크리트 또는 모르타르를 타설시켜 그라우팅함으로써 PC블록과 기둥의 접착력을 증대시켜 일체성을 갖도록 하는 특징이 있다.

본 발명의 PC블록(10)은 제작공정에서 전면 또는 양면 상하부에 꺽쇠 형태의 걸고리(20)를 설치한 후 PC블록의 거푸집을 형성한 후 콘크리트를 타설하게 된다.

상기 PC블록(10)에 다수 설치되는 걸고리(20)는 시공할 때 PC블록(10)을 운반하기 위한 고리로 사용할 수도 있으나, 차후 PC블록(10)을 기둥(30)에 설치한 후 기둥 일측면에 설치한 걸고리(20')와 결합부재(50)로 체결하여 PC블록(10)를 고정하는 목적으로 설치된다.

상기 걸고리(20)(20')는 PC블록과 기둥에 걸고리가 나사산에 의해 고정될 수 있는 너트를 매립설치한 후 차후 사용할 때 걸고리를 나사결합시켜 사용하게 된다. 즉, 걸고리는 탈부착할 수 있도록 하여 PC블록을 설치한 후 외면에 마감재공사 할 때 걸고리를 분리할 수 있도록 한 것이다.

또한 상기 수직 보강대(11)의 공간부(16) 양측 내벽에는 다수의 요철부(17)을 형성하여 차후 설치되는 그라우팅(22)과의 접착력을 높일 수 있도록 한다.

제2공정: 기둥에 앵커부재를 설치하는 단계

상기 PC블록(10)의 양측 수직 보강대(11) 외면 중앙부에 형성된 공간부(16)와 대응되는 위치의 기둥면에 다수의 앵커부재(31)를 수직선상에 일정한 간격으로 설치한다.

상기 기둥(30)에 앵커부재(31)를 설치할 때 먼저 드릴로 구멍을 형성한 후 앵커부재(31)를 삽입 고정할 수 있는 합성수지재의 고정부재를 끼운 후 이의 고정부재에 앵커부재(31)를 타격 설치한다. 상기 설치되는 앵커부재(31)는 PC블록(10)의 공간부(16) 내로 위치하도록 설치된다.

상기 기둥(30)에 설치되는 앵커부재(31)의 형상은 다수의 ⊃형, "

"형, = 형 중 어느 하나로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 여러 가지 형상 중에서 ⊃자형 또는 "

"형이 모르타르와의 결합 시 지지력과 접착력에 있어서 가장 무난하고 바람직하다.

제3공정: PC블록를 기둥에 설치하는 단계

상기 공정에서 기둥(30)에 앵커부재(31)를 설치한 후에는 PC블록(10)의 공간부(16)가 형성된 면이 기둥(30)에 대응되도록 설치한다.

이때, PC블록(10)은 양측 수직 보강대(11)에 공간부(16)가 형성된 관계로 중량이 경량화된 상태이므로 장비를 이용하여 용이하게 들어서 설치할 수 있게 된다.

상기 PC블록(10)은 기둥(30)과 보(40)(41)에 설치시 크레인 또는 곤도라와 같은 형태의 장비를 이용하여 상부로 들어올린 다음 전방에서 후방으로 밀어 끼우듯이 설치하거나 또는 일측부를 먼저 밀어 넣은 후 다른 일측을 중심으로 회전시키면서 기둥과 기둥 사이에 설치할 수 있게 된다. 또는 중앙부로 밀어 넣은 후 좌우로 지그재그 이동하면서 PC블록(10)를 기둥(30)에 설치하게 된다.

이를 구체적으로 설명하면,

1단계, 장비를 이용하여 PC블록을 설치 위치까지 들어올린다.

2단계, PC블록 일측 수직 보강대가 기둥과 기둥 사이로 들어올 수 있도록 일측을 먼저 밀어 넣은 후 후면측의 수직 보강대가 기둥과 기둥 사이의 보 선상에 위치되도록 한다.

3단계, 후면의 수직 보강대가 보 선상에 위치하면 PC블록이 보와 동일한 선상에 위치하도록 회전시켜 기존 건축물의 상하보 내측에 위치되도록 한다.

4단계, 상하보 내측에 위치한 PC블록을 외측으로 밀어 수직 보강대의 공간부를 구성한 일측 "￢"형의 후방단부(19)가 기둥의 내측면에 대응되도록 하고, "ㅡ"형의 전방 단부(18)는 앵커부재(31)가 설치된 기둥면에 대응되도록 위치시킨다.

이때, PC블록(10)의 수직 보강대(11) 공간부(16)에는 기둥(30)에 설치된 앵커부재(31)가 삽입되도록 설치된다.

상기와 같이 PC블록(10)을 기둥에 위치시킨 후에는 PC블록(10)의 수평을 맞추기 위해 PC블록(10)의 저면에 받침대를 이용하여 높이와 수평을 조절한다.

상기와 같이 높이와 수평 위치가 조절된 PC블록(10)은 PC블록(10) 일면과 기둥(30)에 다수 형성된 걸고리(20)(20')에 결합부재(50)를 체결시켜 PC블록(10)을 고정하게 된다.

상기 결합부재(50)는 통상적으로 사용하는 것으로 일측단은 오른 나사가 형성된 고리형태의 볼트가 끼워지고, 타측에는 왼나사가 형성된 고리형태의 볼트가 끼워진 것으로 걸고리(20)(20')에 체결 시 결합부재(50)의 일측 고리를 PC블록(10) 측의 걸고리(20)에 끼우고 다른 일측 고리는 기둥(30)에 형성된 걸고리(20')에 끼운 후 결합부재(50) 몸체을 조임 방향으로 회전시키면 결합부재(50)의 양측 고리형태의 볼트가 PC블록(10)의 걸고리(20)와 기둥(30)의 걸고리(20')를 당겨 고정함으로 PC블록(10)은 기둥(30)과 보(40)(41) 사이에서 견고하게 고정된다.

이때. 기둥과 보 사이에 PC블록을 고정하는 고정수단은 반드시 결합부재(50)로 한정하는 것은 아니고 기타 굵은 철사, 체인, 별도의 결속장치 등 다른 부재를 이용하여 PC블록을 기둥에 고정할 수도 있다.

상기와 같이 기둥(30)과 보(40)(41) 사이에 PC부재를 설치한 후에는 하부수평 보강대와 보(40) 사이의 틈과 수직 보강대(11)의 전후방 단부(18)(19)와 기둥 사이의 틈에 실리콘수지, 에폭시수지, 모르타르(23) 중 어느 하나를 이용하여 충진시켜 틈을 메운다.

제4공정: PC블록의 공간부에 그라우팅하는 단계

상기 기둥(30)에 PC블록(10)을 설치한 후에는 기둥과 수직 보강대(11)의 공간부(16) 사이에 모르타르 또는 콘크리트를 타설시켜 그라우팅(22)하게 된다.

이때 콘크리트를 타설하는 방법은 PC블록의 양측 수직 보강대(11) 상부를 통하여 타설하게 되며, 이때 수직 보강대(11)의 공간부(16) 상부 개방부를 통하여 콘크리트를 타설하는 동시에 막대 형상의 진동봉으로 진동과 다짐하여 그라우팅의 밀도를 높인다.

이때, 기둥과 PC블록의 수직 보강대(11) 공간부(16)에 모르타르 또는 콘크리트 대체용으로 유동화 콘크리트를 충진하여 접합할 수 있다. 에폭시 수지를 이용하여 공간부(16)를 충진하는 경우에는 현장의 상황에 따라서 실시할 수 있게 된다

본 공정에서 공간부에 콘크리트를 그라우팅시 별도의 거푸집을 설치하지 않고 전방단부와 기둥 사이 외면에 금속판이나 판자를 대고 그라우팅할 수 있도록 함으로 본 발명에서는 거푸집을 설치하는 공정을 생략한다.

제5공정: PC블록와 기둥 및 보 외면에 마감재 설치

상기 그라우팅(22) 후 양생 된 다음 PC블록(10) 외면에 마감재를 설치한다.

상기 마감재 설치는 여러 가지 형태가 될 수 있는 것으로 어느 하나를 한정하는 것은 아니다.

즉, 마감재는 미장 모르타르, 대리석, 타일, 목재패널, 도장 등을 선택적으로 실시할 수 있다.

이때 설치되는 마감부재는 PC블록을 설치한 후 벽면 막음 공사까지 마무리한 후 외장 마감재를 실시하게 된다.

본 공정에서 마감재를 설치하기 전에 PC블록 양면 또는 일면과 기둥에 설치된 결합부재와 걸고리(20)(20')을 모두 제거한다.

상기 PC블록과 기둥에 설치되는 걸고리는 사전에 PC블록과 기둥에 걸고리가 결합되는 너트부재가 매립설치되어 걸고리의 탈부착을 자유롭게 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예로서 PC블록을 사전에 제작시 PC블록 외면에 별도의 마감재를 부착한 후 공사 현장에 공급하면 공사현장에서는 별도의 마감재 시공을 생략할 수 있어 공기를 단축하는 효과를 갖는다.

이하 본 발명의 첨부도면을 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래의 PC블록을 도시한 것이 아니라 본원발명의 PC블록을 수직 보강대와 상, 하부 수평 보강대의 두께를 동일하게 할 경우 발생되는 문제점을 설명하기 위해 도시한 예시도이다.

도2는 본 발명의 U자형 PC 블록 부재를 나타낸 사시도로서, 본 발명의 PC블록을 이용하여 리모델링 시공하기 위해 공장에서 PC블록을 사전에 성형하여 현장에 공급한다.

상기 PC블록(10)은 전체적인 형상이 U자 형상으로서 사전에 제작되며, 제작할 때 양측 수직 보강대(11)에는 공간부(16)를 형성하되 공간부의 내측 벽에는 요철부(17)가 형성되어 차후 타설되는 콘크리트 그라우팅(22)과의 접착력을 높일 수 있도록 한다.

본 발명의 U자 PC블록(10)은 시공할 때 양측 기둥과 하부 보를 보강하고 상부 보 저면에 덧대어지지 않으므로 창문의 공간부를 최대한 본래의 크기로 유지함으로 학교의 경유 창문을 통한 시야를 확보할 수 있다.

도3은 본 발명의 PC블록을 기둥에 설치하기 위해 보에 지지용 콘크리트 블록 또는 금속 블록으로 된 받침대를 올려놓고 결합하는 상태를 나타낸 분리 사시도로서, PC블록을 기둥에 설치하기 위해서는 먼저 기둥 내면에 앵커부재(31)를 설치한다. 상기와 같이 기둥에 앵커부재(31)가 설치되면, 크레인 등의 별도 장비를 이용하여 PC블록(10)을 들어 기둥(30)과 보(40)(41) 사이에 설치하게 된다.

이때 PC블록(10)에 형성된 걸고리(20)를 이용하여 와이어 등을 걸어서 들어 올려 설치하게 되며, 상기 PC블록(10)이 보(40) 상면에 올린 후 에는 PC블록 일측을 들어 하부에 작은 지지용 콘크리트 블록인 받침대(24)를 끼우고 다시 다른 측 PC블록을 들어 하부에 작은 받침대(24)를 끼워 PC블록(10)의 양측 수직 보강대가 상부에 위치하는 보(41)의 저면과 대응되도록 하는 동시에 PC블록(10)의 수평을 맞춘다.

상기 PC블록 저부를 지지하도록 끼워지는 받침대(24)는 동일한 두께를 사용하는 것이 아니라 설치되는 PC블록(10)의 수평이 유지되도록 서로 다른 두께를 갖는 지지용 콘크리트 블록 또는 금속 블록으로 된 받침대를 양측 또는 일측에 끼운다.

상기와 같이 설치되는 PC블록(10)은 수직 보강대(11)의 공간부(16)에 기둥(30)에 설치된 앵커부재(31)가 삽입되도록 설치된다.

상기와 같이 기둥(30)에 PC블록(10)를 설치한 후에는 PC블록에 설치된 걸고리(20)와 기둥에 설치된 걸고리(20')에 결합부재(50)를 끼워 체결하면 PC부재(10)는 견고하게 고정된다.

본 발명의 PC블록의 수직 보강대(11)의 양측 단부의 형상은 서로 다르게 형성된다. 즉 일측의 수직 보강대(11)는 공간부(16)가 형성된 양측 단부중 전면에 위치한 전방단부(18)는 "ㅡ"자형이고, 후면에 위치한 후방단부(19)는 "￢" 자형으로 형성된다.

도4a는 본 발명의 PC블록을 기둥에 설치하기 위해 일측을 먼저 끼우는 상태를 나타낸 예시도이고, 도4b는 본 발명의 PC블록을 내측에서 밀어 정 위치에 위치시키는 실시 예를 나타낸 것이다.

본 발명의 PC블록은 시공 시 도4a에 도시된 바와 같이 일측의 수직 보강대(11)가 먼저 기둥(30)과 기둥(30) 사이 내측으로 인입되도록 한 후 타측의 수직 보강대(11)가 보의 선상까지 인입된 후 이를 보와 수평이 되도록 한 다음 내측에서 외측으로 밀어 보의 선상으로 밀어 일치시키면 도 4b와 같이 설치된다.

이때 본 발명의 PC블록 양측 수직보강대에 형성되는 공간부(16)의 하단부는 바닥이 형성되어 막힌 것과 완전히 관통된 것으로 사정에 제작될 수 있다.

따라서, PC블록이 설치되는 보의 폭이 작을 경우에는 수직 보강대의 공간부 하단부에 바닥이 형성된 것을 사용하고, PC블록이 설치되는 보의 폭이 클 경우에는 수직 보강대의 공간부 하단이 관통된 PC블록을 사용할 수 있다.

즉, PC블록의 수직보강대 공간부 하단에 바닥이 있는 것을 사용하느냐 없는 것을 사용하느냐는 PC블록이 설치되는 보의 폭 크기에 따라서 사전에 공장에서 제작될 수 있다.

이와 같이 설치되는 본 발명은 시공방법에서 설명한 바와 같이 먼저 1단계, 장비를 이용하여 PC블록을 설치 위치까지 들어올린다. 2단계, PC블록 일측 수직 보강대가 기둥과 기둥 사이로 들어올 수 있도록 일측을 먼저 밀어 넣은 후 후면측의 수직 보강대가 기둥과 기둥 사이의 보 선상에 위치되도록 한다. 3단계, 후면의 수직 보강대가 보 선상에 위치하면 PC블록이 보와 동일한 선상에 위치하도록 회전시켜 기존 건축물의 상하보 내측에 위치되도록 한다. 4단계, 상 하보 내측에 위치한 PC블록을 외측으로 밀어 수직 보강대의 공간부를 구성한 일측 "￢"형의 후방단부(19)가 기둥의 내측면에 대응되도록 하고, "ㅡ"형의 전방 단부(18)는 앵커부재(31)가 설치된 기둥면에 대응되도록 위치시킨다.

도 5a는 본 발명의 실시 예로서 U자형 PC블록을 기둥과 보에 설치한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 실시 예로서 U자형 PC블록을 기둥과 보 사이에 설치한 후 결합부재(50)를 사용하여 고정한 상태를 나타낸 외면도이다.

상기 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 PC블록을 기둥과 기둥 사이에 설치한 후에는 양측 수직 보강대(11)의 공간부(16)에 콘크리트를 타설하여 그라우팅(22)하게 되는데, 먼저, PC블록(10) 하부에 받침대(24)가 끼워진 틈 사이에 모르타르(23)로 메우거나 에폭시 수지를 이용하여 틈 사이를 충진한다.

상기와 같이 PC블록(10) 하단부 틈을 모르타르(23)나 에폭시수지로 충진시킨 후에는 수직 보강대(11)의 공간부(16) 상부를 통하여 콘크리트를 타설한다.

이때 콘크리트를 타설할 때 진동봉으로 다짐을 실시하면서 콘크리트를 채우게 된다.

상기 수직 보강대(11)의 공간부(16)에 위치한 앵커부재(31)는 콘크리트에 매설되어 콘크리트 양생과 함께 고정되므로 PC블록(10)과 기둥(30)을 연결하는 작용을 한다.

상기 PC블록(10)은 기둥(30)과 기둥(30), 상부 보(41)와 하부 보(40) 사이에 설치가 용이하도록 길이가 10~20㎝ 작게 형성된 상태이므로 설치한 후에는 양측 기둥과 수직 보강대(11) 사이의 간격은 5~10㎝이므로 이 부분에는 모르타르(23) 또는 에폭시 등의 수지를 충진시켜 메울 수 있다.

물론, 양측 수직 보강대(11)의 공간부(16)에는 에폭시수지를 충진 할 수도 있으나, 모르타르나 콘크리트를 타설하는 것이 바람직하다.

도5a는 본 발명의 실시 예로서, PC블록을 기둥에 설치할 때 공간부에 모르타르를 타설하고 기둥에 앵커부재(31)를 설치한 상태를 나타낸 단면도로서, 본 발명의 수직 보강대(11)가 기둥(30)에 대응되어 콘크리트가 타설된 상태를 나타낸 것이다.

도6은 본 발명의 기둥에 설치된 ⊃자형의 앵커부재(31)가 콘크리트에 매립되어 기둥과 PC블록(10)의 접착된 상태를 나타낸 단면도로서, 기둥에 설치된 앵커부재(31)가 ⊃자형으로 콘크리트에 매립되어 기둥과 PC블록(10)의 접착력을 증진시키는 작용을 한다.

도 7은 본 발명에 따른 앵커부재의 다른 실시 예로서, PC블록을 기둥에 설치할 때 공간부에 모르타르를 타설하고 기둥에 ￢형 앵커부재(31) 2개를 대응시켜 "

"형의 앵커부재가 공간부에 위치하도록 한 상태를 나타낸 예시도로서, 본 발명의 기둥에 설치되는 ⊃자형 앵커부재(31) 대신에 ￢형 앵커부재(31) 2개를 서로 마주보도록 대응설치하여 수직 보강대(11)의 공간부(16)에 위치하여 콘크리트에 매립된 상태를 예시한 것이다.

도8은 본 발명의 시공방법에 따른 다른 실시 예로서, 본 발명의 PC블록의 수직 보강부재의 공간부 전 후방단부를 후방은 "ㅡ"형으로 짧게 형성하고 전방은 "┛"형으로 형성하여 PC블록을 설치할 때 전방에서 내측으로 밀어 끼우듯이 시공한 실시 예를 도시한 것이다. 본 발명은 상기에서 설명한 U자형 PC블록을 설치할 때 내측에서 외측으로 밀러 위치를 설정한 것이라면 도8에 도시된 PC블록은 외부에서 내측으로 밀러서 기둥과 기둥 사이에 위치시켜 시공할 수 있도록 한 실시 예를 도시한 것이다.

상기 도8의 경우 PC블록의 외면에 마감재를 제작 당시 설치하여 현장에서 시공하면 별도의 마감재공사를 할 필요가 없게 됨으로 시공이 간편하게 이루어진다.

도9는 본 발명의 실시예로서, PC블록이 ㅁ자 형상으로 이루어진 것을 나타낸 사시도 이고, 도10은 본 발명의 실시 예로서 ㅁ자형 PC블록을 기둥과 보에 설치한 상태를 도시한 단면도이다. 따라서 PC블록의 양측 수직 보강대 상면에 철골보를 설치하되 상기 철골보(14)의 양측 단에는 지지용 플레이트(15)를 용착시켜 보(41)의 수평압력을 지지할 수 있도록 하는 동시에 상부에 위치한 보(41) 저면에 대응 설치됨으로서 공간부가 축소되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 PC블록의 상부 수평 보강대(11)는 내부에 철골보(14) 설치함으로서 상부 수평 보강대(11)의 상하 폭을 작게 하는 동시에 내구성은 증강되도록 한 것이다. 상기 철골보의 양측 단 플레이트 부분은 수직 보강대의 공간부에 위치되어 그라우팅되어 접합력과 전단력을 증강시키게 된다.

도 11은 본 발명의 ∪자형과 ∩자형의 PC블록을 서로 적층되도록 배열한 상태를 나타낸 예시도로서, 본 발명의 리모델링을 실시함에 있어서 사용되는 PC블록을 형과 ∩자형으로 제작하여 시공할 때 상하 서로 대응 설치되도록 한 것이다.

이상 같이 된 본 발명은 PC블록의 수직 보강대에 공간부와 요철부(17)를 형성함으로서, PC부재의 중량을 경량화시킴으로 시공자가 취급이 용이한 이점이 있으며, 또한, PC부재를 기둥에 설치한 후에는 공간부에 모르타르 또는 에폭시 수지로 그라우팅 함으로 건축물의 보와 기둥에 대한 인장강도와 하중에 대한 강도를 향상시킴으로 기존 건축의 내구성을 새로 건축한 건물과 같이 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명의 PC블록 수직 보강대 공간부 내측에 형성되는 요철부(17)는 그라우팅(22)과의 접촉면을 다수의 요철부(17)와 접촉되도록 성함으로서 접착면적을 최대한 넓게 형성함으로 접착력을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 설명한 본원발명의 PC블록은 수직 보강대 하단부가 관통될 수도 있고 막일 수도 있는 것으로 이는 제작할 때 설치환경에 따라서 선택할 수 있다.

또한, 본 발명의 PC블록과 기둥에 설치되는 걸고리(20)(20')는 차후 분리할 수 있도록 탈부착 가능하도록 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 된 본 발명은 수평에 대한 인장력과 수직 하중력에 대한 지지력향상으로 노후된 건물이라 하더라도 내구성을 갖는 동시에 내진 효과를 가지며, 신축 건물에 비하여 리모델링 비용이 절감되는 반면, 내구성은 신축건물과 동등한 내구성을 가지며, 주거환경의 공간확보와 생활동선을 편리성을 도모할 수 있도록 하는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 응용 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예 및 응용 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

10: PC블록 11: 수직 보강대
12: 상부 수평 보강대 13: 하부 수평 보강대
14: 철골보 15: 플레이트
16: 공간부 17: 요철부
18: 전방단부 19: 후방단부
20, 20': 걸고리 22: 그라우팅
23: 모르타르 24: 받침대
30: 기둥 31: 앵커부재
40, 41: 보 50: 결합부재

Claims (10)

1. 건축 구조물의 리모델링 시공할 때 상부가 되는 기둥과 보가 이루는 공간 크기에 맞추어 그 기둥과 보의 공간을 따라 맞대어 지지되도록 구성되는 PC블록 본체와, 상기 PC블록을 건축 구조물의 기둥과 보에 맞대어 그 기둥과 보의 강도를 보강하기 위하여 수평 보강대를 구비하는 건축 구조물의 기둥과 보에 대한 보강용 PC블록에 있어서,
   건축 구조물의 양측 기둥을 보강하는 수직 보강대(11)와, 상기 양측 수직 보강대 하단에 건축 구조물의 보 상부에 안착될 수 있도록 하부 수평 보강대(13)가 형성되어 전체적인 형상모양이 U자형으로 이루어진 PC블록(10)과;
   상기 PC블록 양측 수직 보강대(11)는 상단부가 개방되어 콘크리트를 타설할 수 있도록 형성된 공간부(16)와;
   상기 공간부는(16) 타설되는 그라우팅과의 접착 면적을 넓일 수 있도록 내벽에 다수의 요철부(17)가 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 PC블록의 수직 보강대에 형성된 공간부는 상단 개방부가 기둥 일측 외부로 노출되도록 위치하여 현장에서 콘크리트를 타설할 때, 전동 다짐을 할수 있도록 막대 진동봉을 상부측에서 삽입시켜 전동 다짐할 수 있는 크기로 공간부가 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록.
4. 제1항에 있어서,
   상기 PC블록의 양측 수직 보강대는 공간부(16) 일측이 개방되고 양측 단부중 일측은 기둥(30)의 앵커부재(31)가 형성된 일측면에 대응되고, 다른 단부는 기둥의 후면에 대응되도록 길이가 서로 상이하게 "

   

   "형의 단면으로 전방 단부(18) 및 후방 단부(19)가 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록.
5. 제1항에 있어서,
   상기 PC블록의 수직 보강대는 PC블록이 설치되는 보의 폭 크기에 따라서 공간부 하단부가 관통 또는 막히도록 형성한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록.
6. 제1항에 있어서,
   상기 PC블록은 일면에 외부 마감재가 설치된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록.
7. 건축 구조물의 양측 기둥을 보강하는 수직 보강대(11)와, 상기 양측 수직 보강대 하단에 건축 구조물의 보 상부에 안착될 수 있도록 하부 수평 보강대(13)가 형성되어 전체적인 형상모양이 U자형으로 이루어진 PC블록(10)과;
   상기 PC블록 양측 수직 보강대(11)는 상단부가 개방되어 콘크리트를 타설할 수 있도록 형성된 공간부(16)와;
   상기 공간부는(16) 타설되는 그라우팅과의 접착 면적을 넓일 수 있도록 내벽에 다수 형성된 요철부(17)와;
   상기 수직 보강대(11) 전후면에 PC블록(10)을 기둥에 결합부재(50) 체결할 수 있도록 걸고리(20)가 다수 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록.
8. 삭제
9. 삭제
10. PC블록을 제조하기 위해 거푸집 틀을 만들어 내부에 콘크리트를 타설시켜 양측 수직 보강대(11) 외면 중앙부에 공간부(16)가 형성되도록 U자 형상으로 된 PC블록(10)을 형성하는 단계;
    상기 PC블록(10)의 수직 보강대(11) 공간부(16)와 대응되는 위치의 기둥(30) 일측면에 다수의 ⊃형, "

    

    "형, = 형 중 어느 하나의 앵커부재(31)를 설치하는 단계;
    상기 기둥(30)에 설치된 다수의 앵커부재(31)가 공간부(16)에 위치하도록 PC블록(10)을 기둥(30)에 밀착되도록 하되, PC블록 저면 양측 또는 어느 일측에 받침대를 끼워 수평으로 위치를 조정하는 단계;
    상기 위치가 조정된 PC블록을 기둥(30) 일측에 형성된 걸고리(20')와 PC블록(10) 일면에 설치된 걸고리(20)가 연결되도록 하여 결합부재(50)를 체결시켜 PC블록(10)을 고정하는 단계;
    상기 기둥(30)에 고정된 PC블록 저면 받침대가 끼워진 보와 수평 보강대(13 ) 사이와 양측 수직 보강대(11)와 기둥(30) 사이에 실리콘 수지, 에폭시 수지, 모르타르 중 어느 하나를 충진시켜 틈을 메우는 단계,
    상기 PC블록(10) 양측 수직 보강대의 공간부(16) 상단을 통하여 진동봉으로 진동시키면서 콘크리트를 타설하여 그라우팅(22)하는 단계;
    상기 그라우팅(22)된 콘크리트가 양생된 후 외면에 추가 마감재를 설치하는 단계로 건축물에 리모델링 시공하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 블록을 이용한 중저층 보-기둥 건물의 리모델링 보강공법.

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