KR101456954B1

KR101456954B1 - 시공성을 개선한 현장 무용접 접합방식의 ｃｆｔ기둥을 이용한 기둥의 내진보강방법

Info

Publication number: KR101456954B1
Application number: KR1020140033147A
Authority: KR
Inventors: 윤태호; 김경민; 성욱진
Original assignee: 주식회사 성신구조이엔지; 윤태호
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2014-11-04

Abstract

본 발명에 따른 기둥의 내진보강방법은 보강할 기존 기둥에 세로로 다수의 앵커볼트를 매입하는 단계와, 사각형의 강관기둥을 준비하고 준비된 강관기둥의 마주보는 양 측면에 상기 앵커볼트가 결합될 수 있도록 다수의 결합공을 천공하는 단계와, 상기 강관기둥의 결합공에 상기 앵커볼트를 결합시키되 상기 앵커볼트가 강관기둥의 마주보는 양 측면에 형성된 결합공을 관통하고 상기 앵커볼트의 단부가 강관기둥의 외부로 노출되도록 상기 앵커볼트에 상기 강관기둥을 결합시키는 단계와, 상기 앵커볼트에 강관기둥을 결합시킨 후 강관기둥의 외부로 노출된 앵커볼트의 단부에 결합너트를 체결시키는 단계와, 상기 사각형의 강관기둥 내부를 모르타르로 충진시키는 단계와, 기존 기둥과 상기 강관기둥 사이의 간격에 에폭시를 주입시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

시공성을 개선한 현장 무용접 접합방식의 ＣＦＴ기둥을 이용한 기둥의 내진보강방법{Non-welding type seismic reinforcing method for column using CFT}

본 발명은 기둥의 내진보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 설치된 기둥에 내력을 증대하기 위한 보강구조 방법으로 CFT(Concrete Filled Tube)기둥과 무용접 접합방식을 이용한 기둥의 내진보강방법에 관한 것이다.

기존 지진에 취약한 구조물의 경우 현재 강판부착식 보강, 세라믹코딩보강재(PC), 철골철근콘크리트접합 프레임(SRC, RCS), 댐퍼시스템(MR, 토글형)등의 방법이 현장여건에 따라 적용되고 있는 실정이다.

그런데, 상기 공법인 강판부착식 보강, 세라믹코딩보강재(PC), 철골철근콘크리트접합 프레임(SRC, RCS)공법 등은 내, 외부 철거작업 및 마감 작업이 많고 철근배근작업과 콘크리트 타설 작업이 있으며 현장 용접작업이 필요하고 별도의 거푸집을 설치해야 하는 등 현장에서의 작업량이 많아 시공기간이 오래 걸리고 공사비용이 증가하는 문제점이 많은 단점이 있다.

또한, 댐퍼시스템(MR, 토글형)등의 경우는 접합부 시공이 어렵고 창문개방성이 취약하며 보강설치 위치에 대한 제약이 많으며 정기적인 성능 점검 등의 필요 등 유지관리에 많은 어려움이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 본 출원인에 의한 특허 제10-1257752호(CFT기둥을 이용한 기둥의 내진보강구조 및 내진보강방법)가 제안되어 있다. 상기 특허에서는 기존 기둥에 베이스플레이트를 설치하고 미리 제작된 CFT(concrete filled tube)기둥을 베이스 플레이트와 연결플레이트를 이용하여 결합한 후 CFT기둥과 베이스 플레이트 사이 공간을 몰탈로 타설하여 기존 기둥의 내진보강을 함으로써 상기 공법들에 비해 현장 용접작업과 철근배근작업 등이 불필요하여 현장 시공이 용이하여 시공기간을 줄이면서도 안전하게 기존 기둥의 내진보강이 이루어지도록 한 것이다.

그런데, 상기 특허에서는 베이스플레이트와 CFT기둥을 연결플레이트로 연결하고 그 사이 공간을 몰탈 타설하는 등 공정수가 많고 비용이 비싸지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 시공성을 개선하여 현장 용접작업과 철근배근작업을 요하지 않아 현장시공이 용이하고 작업공정수가 감소되어 시공기간이 단축되는 기둥의 내진보강방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 앵커볼트에 강관기둥을 결합시키기 전에 기존 기둥에 매입된 각각의 앵커볼트에 내부너트를 체결한 다음 상기 내부너트를 상기 기존 기둥에 부착시키는 단계를 더 포함하여 이루어져서 상기 강관기둥이 내부너트에 접하도록 앵커볼트에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는 강관기둥의 외부로 노출된 앵커볼트의 단부에 결합너트를 체결시키는 단계는 앵커볼트의 단부에 와셔를 끼운 후 결합너트를 체결시켜 이루어진다.

본 발명에 따른 기둥의 보강방법에 의하면, 기둥 거푸집이 불필요하고, 철근배근작업 및 용접작업이 없어 현장시공이 용이하며 공장에서 강관기둥을 미리 제작하여 현장에 적용함으로써 현장에서의 작업공정이 대폭 감소하여 시공기간을 대폭 줄일 수 있고 공사비가 저렴한 장점이 있다.

또한, 선행작업으로 기존 기둥에 앵커볼트를 매입하고 강관기둥에 앵커 구멍을 공장제작하여 고력볼트로 체결하여 결합시킴으로써 현장용접작업이 불필요하여 시공이 용이하고 공기가 단축되는 장점이 있다.

도1은 본 발명에 따른 보강방법에 의해 시공된 기둥 보강구조의 종단면도이고,
도2는 본 발명에 따른 보강방법에 의해 시공된 기둥 보강구조의 평면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기둥의 내진보강방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 기존 기둥(10)에서 사각형의 강관기둥(30)을 부착할 보강면을 평탄하게 하는 면처리 작업을 수행하고 세로로 다수의 앵커볼트(20)를 일정 간격으로 매입하는 작업을 수행한다. 여기서 기존 기둥(10)의 보강면에 매입하는 앵커볼트(20)는 강관기둥(30)이 결합된 다음 강관기둥(30)의 외부로 앵커볼트(20)의 단부가 노출되도록 기둥(10)에 매입 후 돌출되는 길이가 강관기둥(30)의 돌출길이보다 길게 형성된다. 앵커볼트(20)는 도2에서와 같이 기존 기둥(10)의 동일한 높이에서 두개씩 매입한다.

그 다음, 매입된 각각의 앵커볼트(20)에 내부너트(50)를 체결한 후 내부너트(50)를 기둥에 부착시킨다. 이 내부너트(50)는 이후 기존 기둥(10)에 결합되는 사각형의 강관기둥(30)에 충진되는 모르타르(31)가 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 내부너트(50)에 의해 기존 기둥(10)과 강관기둥(30) 사이에 주입되는 에폭시(40) 수지의 주입공간을 확보하여 기존 기둥(10)과 강관기둥(30) 사이에 에폭시(40) 수지가 원활하게 주입되도록 함으로써 기존 기둥(10)과 강관기둥(30)의 접합력이 강화될 수 있도록 하는 역할도 하게 된다.

그리고, 공장제작공정으로서 기존 기둥(10)에 설치할 사각형의 강관기둥(30)을 준비하고, 이 준비된 사각형의 강관기둥(30)에는 기존 기둥(10)에 매입한 앵커볼트(20)가 결합될 수 있도록 다수의 결합공(32)을 천공하는데, 앵커볼트(20)가 강관기둥(30)을 관통할 수 있도록 강관기둥(30)의 마주보는 양 측면에 결합공(32)을 천공한다.

이와 같이 준비된 사각형의 강관기둥(30)을 기존 기둥(10)에 매입된 앵커볼트(20)에 결합시키고 앵커볼트(20)에 기체결된 내부너트(50)에 접하도록 결합시킨다. 이 때에는 전술한 바와 같이 기존 기둥(10)에 매입 후 돌출되는 앵커볼트(20)의 길이가 강관기둥(30)의 돌출길이보다 길어 앵커볼트(20)가 강관기둥(30)의 마주보는 양 측면에 형성된 결합공(32)을 관통한 다음 앵커볼트(20)의 단부가 강관기둥(30)의 외부로 노출되게 된다.

이와 같이 앵커볼트(20)에 강관기둥(30)을 결합시킨 후 강관기둥(30)의 외부로 노출되는 앵커볼트(20)의 단부에는 와셔(21)를 끼운 다음 결합너트(22)를 체결하여 고정시킨다.

앵커볼트(20)의 단부에 결합너트(22)를 체결한 다음, 사각형의 강관기둥(30)의 내부를 모르타르(31)로 충진하는 단계를 수행하는데 모르타르(31) 충진시 앞서 설명한 바와 같이 앵커볼트(20)에 체결되는 내부너트(50)에 의해 강관기둥(30)에 충진되는 모르타르(31)가 유출되는 것이 방지된다. 또한, 모르타르(31)를 충진하고 굳히게 되면 앵커볼트(20)가 강관기둥 내부 전체에 걸쳐 형성되어 전단강도가 보강된다.

그 후 기존 기둥(10)과 강관기둥(30) 사이의 간격에 에폭시(40)를 주입시키는 단계를 수행하여 기존 기둥(10)과 강관기둥(30)을 접합하게 된다. 이 때에는 기존 기둥(10)과 강관기둥(30) 사이에 위치하는 내부너트(50)에 의해 에폭시(40) 수지의 주입공간이 확보되어 에폭시(40) 수지를 원활하게 주입할 수 있고 또한 접합면 골고루 에폭시(40)를 주입할 수 있게 되어 기존 기둥(10)과 강관기둥(30)의 접합력이 강화된다.

따라서, 본 발명에 따른 기둥의 내진보강방법은 상기와 같은 구성을 가짐으로써, 앞서 언급한 종래 보강기술에 비해 기둥 거푸집이 불필요하고, 철근배근작업 및 용접작업이 없어 현장시공이 용이하며 공장에서 강관기둥(30)을 미리 제작하여 현장에 적용함으로써 현장에서의 작업공정이 대폭 감소하여 시공기간을 대폭 줄일 수 있고 공사비가 저렴한 장점이 있다.

그리고, 본 발명에서는 공장제작한 사각형의 강관기둥(30)을 기존 기둥(10)에 매입된 앵커볼트(20)에 체결하게 되는데 앵커볼트(20)가 강관기둥(30)의 내부공간 전체에 걸쳐 형성됨으로써 기존 기둥(10)과의 결합력이 증가되어 내진보강강도가 향상되고, 또한 강관기둥(30) 내부를 모르타르(31)로 충진하고 굳히게 되면 앵커볼트(20)가 전단보강재의 역할을 수행함으로써 강관기둥(30) 내부에 별도의 전단보강재를 설치하지 않아도 전단강도가 보강되는 효과가 있다.

그리고, 강관기둥(30)을 앵커볼트(20)에 매입하기 전에 내부너트(50)를 체결함으로써 강관기둥(30)의 결합공(32)을 통해 모르타르(31)가 유출되는 것이 방지되어 보다 정확한 시공이 이루어지게 되고 내부너트(50)에 의해 에폭시(40) 수지의 주입공간이 확보되어 에폭시(40) 수지를 원활하게 그리고 접합면 골고루 주입할 수 있게 되어 기존 기둥(10)과 강관기둥(30)의 접합력이 강화되는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

10 : 기존 기둥 20 : 앵커볼트
21 : 와셔 22 : 결합너트
30 : 강관기둥 31 : 모르타르
40 : 에폭시 50 : 내부너트

Claims

보강할 기존 기둥에 세로로 다수의 앵커볼트를 매입하는 단계와,
사각형의 강관기둥을 준비하고 준비된 강관기둥의 마주보는 양 측면에 상기 앵커볼트가 결합될 수 있도록 다수의 결합공을 천공하는 단계와,
상기 강관기둥의 결합공에 상기 앵커볼트를 결합시키되 상기 앵커볼트가 강관기둥의 마주보는 양 측면에 형성된 결합공을 관통하고 상기 앵커볼트의 단부가 강관기둥의 외부로 노출되도록 상기 앵커볼트에 상기 강관기둥을 결합시키는 단계와,
상기 앵커볼트에 강관기둥을 결합시킨 후 강관기둥의 외부로 노출된 앵커볼트의 단부에 결합너트를 체결시키는 단계와,
상기 사각형의 강관기둥 내부를 모르타르로 충진시키는 단계와,
기존 기둥과 상기 강관기둥 사이의 간격에 에폭시를 주입시키는 단계를 포함하고,
상기 앵커볼트에 강관기둥을 결합시키기 전에 기존 기둥에 매입된 각각의 앵커볼트에 내부너트를 체결하는 단계를 더 포함하여 상기 내부너트를 상기 기존 기둥에 부착시키고 상기 앵커볼트에 상기 강관기둥을 결합시켜 강관기둥 내부에 충진되는 모르타르의 유출을 방지하는 것을 특징으로 하는 기둥의 내진보강방법.
제1항에 있어서,
상기 강관기둥의 외부로 노출된 앵커볼트의 단부에 결합너트를 체결시키는 단계는 앵커볼트의 단부에 와셔를 끼운 후 결합너트를 체결시켜 이루어지는 기둥의 내진보강방법.
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