KR101459082B1 - 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체 및 구조물의 내진 보강 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 공법에 관한 것으로, 학교 등 기존 건축 토목 구조물의 단면 축소와 구조 변경없이 시공이 가능하고 자체 강성 확보를 통해 구조물을 지진 등으로부터 보호함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체는, 내부에 공간이 형성되도록 틀의 형태로 구조물에 설치되는 거푸집 겸용 보강 철골(10)과; 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 상기 구조물 사이의 타설 공간에 배근되는 할열방지 철근(20)과; 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부와 상기 구조물 사이의 타설 공간에 현장 타설되어 시공되는 콘크리트 보강부(30)를 포함하고, 상기 거푸집 겸용 보강 철골은 상기 구조물과의 사이에 타설 공간이 형성되도록 하는 거푸집부(11), 상기 거푸집부의 중앙에 돌출 형성되는 고정부(12) 및 상기 고정부를 중심으로 하여 상기 거푸집부의 좌우 양측에 각각 돌출 형성되는 철근 고정편(13)을 포함하며, 상기 할열방지 철근은 일측이 열린 사각 띠의 형태로서 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부를 직교하는 방향으로 배열되면서 길이방향의 양측이 각각 상기 철근 고정편에 용접 고정되는 복수의 띠 철근(21), 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부와 동방향으로 배열되며 상기 띠 철근에 고정되는 복수의 종철근(22)을 포함하여 구성된다.

Description

거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체 및 구조물의 내진 보강 공법{SEISMIC REINFORCEMENT DEVICE USING STEEL FRAME AND CONCRETE, AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME}

본 발명은 구조물의 내진 보강 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 학교 등 기존 건축 토목 구조물의 단면 축소와 구조 변경없이 시공이 가능하고 자체 강성 확보를 통해 구조물을 지진 등으로부터 보호하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체 및 구조물의 내진 보강 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 다주택, 빌딩, 건물, 아파트 등과 같은 건축물(구조물)의 설계시에는 지진으로부터 구조물을 안전하게 보호하기 위한 내진설계(耐震設計)가 함께 이루어지게 된다.

그러나, 우리나라에서 건축물에 대한 내진설계가 의무화된 것은 1988년으로, 그 이전에 건설된 건축 구조물은 대부분 내진설계가 되어 있지 않고, 내진설계의 의무화가 시행된 이후에도 내진설계에 대한 기준이 미흡하여 지진 발생시에 건축 구조물의 붕괴로 인한 막대한 인명피해 및 재산피해가 예상된다.

일 예로 지진재해대책법 제14조에 의거 우리나라 학교의 기존시설에 대한 내진보강이 추진되고 있다.

종래 적용되는 방법은 주요 구조부의 보강을 통해 시설물을 안정화하고 지진발생시 붕괴를 방지하여 인명 피해를 예방하는데 그 목표치를 상정해 놓고 있으며, 다양한 방식의 종래 기술이 제안되고 있다.

종래 내진 보강 기술로서 예컨대 철골을 설치하여 보강하는 기술이 있다.

종래 기술에 의한 철골을 이용한 내진 보강 구조물은 철골만의 강성을 통해 내진 보강을 달성하는 것이기 때문에 철골의 크기가 커질 수밖에 없으며 따라서 철골의 크기가 커짐에 따라 구조물이 축소되어 구조물의 강성을 떨어뜨리고 또는 창문의 크기가 축소되는 문제점이 있다.

또한, 철골과 콘크리트를 이용한 내진 보강 기술이 제안된 바 있으나 많은 수량의 거푸집을 설치 및 탈형하여야 하는 등 시공성이 매우 좋지 못하다.

등록특허 제10-1190547호 등록특허 제10-1357054호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 학교 등 기존 건축 토목 구조물의 단면 축소와 구조 변경없이 시공이 가능하고 자체 강성 확보를 통해 구조물을 지진 등으로부터 보호할 수 있는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체 및 구조물의 내진 보강 공법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체는, 내부에 공간이 형성되도록 틀의 형태로 구조물에 설치되는 거푸집 겸용 보강 철골과; 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 상기 구조물 사이의 타설 공간에 배근되는 할열방지 철근과; 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부와 상기 구조물 사이의 타설 공간에 현장 타설되어 시공되는 콘크리트 보강부를 포함하고, 상기 거푸집 겸용 보강 철골은 거푸집부, 상기 구조물과의 사이에 타설공간이 형성되도록 하는 거푸집부, 상기 거푸집부의 중앙에 돌출 형성되는 고정부 및 상기 고정부를 중심으로 하여 상기 거푸집부의 좌우 양측에 각각 돌출 형성되는 철근 고정편를 포함하며, 상기 할열방지 철근은 일측이 열린 사각 띠의 형태로서 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부를 직교하는 방향으로 배열되면서 길이방향의 양측이 각각 상기 철근 고정편에 용접 고정되는 복수의 띠 철근, 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부와 동방향으로 배열되며 상기 띠 철근에 고정되는 복수의 종철근을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상하 수평의 보강부(보 보강부, 바닥 보강부), 좌우 수직의 보강부(기둥 보강부)에 의한 사각 틀의 형태로 이루어진다.

상기 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체는 상기 좌우측 보강부가 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 할열방지 철근 및 콘크리트 보강부로 구성되며 상기 상하측 보강부는 상기 구조물에 지지되는 보강 철골만으로 구성되거나, 상하측 보강부와 좌우측 보강부 모두 거푸집 겸용 보강 철골과 할열방지 철근 및 콘크리트 보강부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체 및 구조물의 내진 보강 공법에 의하면, 철골과 철근 및 콘크리트를 통해 이루어진 복합 구조체의 자체 강성이 종래 철골형 내진 보강 구조체보다 대폭으로 증대되어 외력(지진 등)에 의한 건축 구조물의 파괴와 붕괴를 극소화하며 또한 단면을 종래 철골형 내진 보강 구조체보다 축소하여도 내진 보강이 가능하여 구조물의 단면 축소를 방지함으로써 구조물의 원형을 유지하면서도 지진 등으로부터 안정화하는 효과가 있다.

그리고, 거푸집 겸용 보강 철골이 보강과 함께 거푸집의 기능도 겸하여 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 줄이므로 거푸집의 설치와 탈형에 따른 공기를 단축하는 효과도 있다.

또한, 거푸집 겸용 보강 철골과 할열방지 철근의 설치 작업이 용이하고 이들의 시공 또한 매우 간단하기 때문에 공기를 단축하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체의 시공 상태 정면도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체의 시공 상태 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체에 적용된 거푸집 겸용 보강 철골과 할열방지 철근의 분리 상태 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체에 적용된 앵커플레이트의 다른 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체에 모서리 보강재가 적용된 예를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체가 벽체 시공된 상태의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체에 브레이싱 철근이 적용된 예를 보인 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체를 이용한 구조물의 내진 보강 공법의 공정도.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체의 정면도.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체의 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체에 적용된 보강 철골의 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예 2에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체를 힌지 거동형으로 구성한 단면도.

<실시예 1>

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 따른 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체(100)는, 거푸집 겸용 보강 철골(10)(이하 "보강 철골"이라 약칭함), 할열방지 철근(20) 및 콘크리트 보강부(30)로 구성되어 사각 틀의 형태(상하측 수평의 보강부와 좌우측 수직의 보강부) 로 구조물(1)에 시공되는 것이며, 즉 벽체에 창문을 설치하기 위한 사각형의 개구부에 사각 틀의 형태로 시공되거나 또는 개구부가 없는 벽체의 외면 또는 내면에 사각 틀의 형태로 시공된다.

도 1 내지 도 3에서 보이는 것처럼, 보강 철골(10)은 거푸집부(11), 거푸집부(11)의 중앙부에서 구조물(1)의 방향으로 예컨대 직각으로 돌출 형성되는 고정부(12)의 단면으로 이루어지며 기성품인 H 빔의 가공을 통해 제작되거나 본 발명에 의해 신규로 제작될 수 있다.

보강 철골(10)은 할열방지 철근(20)의 띠 철근(21)을 용이하게 고정하고 보강 철골(10)과 띠 철근(21)의 고정력을 증대하기 위하여 철근 고정편(13)이 구성된다.

철근 고정편(13)은 철편으로서 보강 철골(10)의 거푸집부(11)에 용접 고정되거나 보강 철골(10)의 생산시 거푸집(11)에 일체로 구성된다.

철근 고정편(13)은 보강 철골(10)의 길이방향을 따라 전체적으로 형성되는 것, 할열방지 철근(20)의 수량과 위치에 맞도록 필요한 수량만 형성되는 것 모두가 가능하다.

철근 고정편(13)은 보강 철골(10)에 넓은 용접 면적을 제공하기 위한 다른 것으로 대체 가능하며 예를 들어 띠 철근(21)의 단부에 형성되는 절곡단 등이 있고, 또는 철근 고정편(13)과 상기 절곡단을 함께 사용하는 것도 가능하며 이 경우 철근 고정편(13)에 홈이나 구멍을 형성하여 상기 절곡단을 상기 홈이나 구멍에 끼움 및 용접한다.

보강 철골(10)은 콘크리트 보강부(30)와의 합성력을 증대하기 위하여 스터드 볼트가 용접 고정될 수 있다.

보강 철골(10)은 기존의 구조물(1)에 고정되어 거푸집부(11)가 콘크리트 보강부(30)의 거푸집의 기능을 하며, 예를 들어 앵커플레이트(14)와 앵커(15)를 통해 고정된다.

앵커플레이트(14)는 보강 철골(10)의 고정부(12)가 삽입되는 삽입부가 구비된 구조이며 한 쌍이 삽입부를 두고 배치되어 각각 앵커(15)에 의해 구조물(1)에 고정되는 것이 바람직하고, 다르게는 앵커플레이트에 삽입부가 일체로 형성될 수도 있다.

앵커플레이트(14)는 구조물(1)에 지지되는 판상의 구조물 지지부, 상기 구조물 지지부에서 직각으로 절곡된 형태이며 보강 철골(10)의 고정부(12)를 지지하는 철골 지지부로 구성된다. 상기 철골 지지부에는 체결구(16)가 체결되는 체결공이 형성되며 상기 체결공은 원형도 가능하지만 보강 철골(10)의 위치를 변경할 수 있도록 장공도 가능하고 후자의 경우 구조물(1)의 레벨링이 맞지 않아 앵커플레이트(14)가 동일 높이에 설치되지 않아도 보강 철골(10)은 정위치에 설치된다.

보강 철골(10)의 고정부(12)는 앵커플레이트(14)들 사이에 삽입된 후 체결구(16)(볼트와 너트)를 통해 고정된다.

여기서 할열방지 철근(20)의 띠 철근(21)을 고정하기 위하여 보강 철골(10)의 고정부(12)는 구조물(1) 또는 앵커플레이트(14)와 띠 철근(21)이 배근되는 간극을 두고 설치된다.

도 3에서처럼 앵커플레이트(14)가 일정 거리를 두고 설치되어 앵커플레이트(14)들 사이의 공간을 띠 철근(21)의 배근 공간으로 활용할 수 있고 또는 도 4에서처럼 앵커플레이트(14)가 보강 철근(10)의 길이방향을 따라 전체적으로 설치되고 띠 철근(21)의 배근을 위한 배근홀(14a)이 형성될 수 있다.

할열방지 철근(20)은 일측이 열린 사각 띠의 형태로서 보강 철골(10)의 고정부(12)를 직교하는 방향으로 배열되면서 길이방향의 양측이 각각 철근 고정편(13)에 각각 용접 고정되는 복수의 띠 철근(21), 보강 철골(10)의 고정부(12)와 동방향으로 배열되며 띠 철근(21)에 용접 고정되는 복수의 종철근(22)으로 구성된다.

할열방지 철근(20)은 보강 철골(10)을 구조물(1)에 설치한 후 현장에서 배근될 수도 있지만 공장에서 보강 철골(10)에 용접 고정되어 현장에서 보강 철골(10)의 설치 작업만을 통해 사용될 수 있으며, 후자의 경우 시공이 매우 용이하기 때문에 공기의 단축 효과를 도모한다.

콘트리트 보강부(30)는 보강 철골(10)과 구조물(1) 사이의 타설 공간에 현장 타설되어 이루어지며 구조물(1)과 구조물(1)에 앵커링된 보강 철골(10)과 할열방지 철근(20)과 일체로 합성된다.

보강 철골(10)의 거푸집부(11)를 제외한 나머지 공간에 거푸집이 사용되고 이에 대해서는 하기의 내진 보강 공법에서 구체적으로 설명한다.

본 발명에 의한 내진 보강 구조체(100)는 도 1에서 보이는 것처럼, 상측 수평부와 하측 수평부와 좌측 수직부 및 우측 수직부에 의한 사각 틀의 형태로 시공[창틀에 설치되는 경우 상측 수평부는 구조물(1)의 보, 하측 수평부는 기초 또는 아래층의 슬래브, 좌우측 수직부는 좌우측 기둥에 설치되며, 벽체에 시공되는 경우 4곳 모두가 벽체에 설치된다]되며 4곳 모두 동일한 구성이 사용되기 때문에 전체적으로 동일한 단면(도 2)으로 이루어진다.

지금까지는 보강 철골(10)이 거푸집부(11)와 고정부(12)의 단면인 것으로 설명하였으나, 보강 철골(10)은 고정부(12)의 단부에 거푸집부(11)와 평행하게 형성되며 구조물(1)에 앵커(15)를 통해 직접 고정되는 지지부를 갖는 예컨대 I(H) 단면일 수 있다.

이러한 I 단면의 보강 철골(10)은 상기 지지부에 띠 철근(21)의 배근을 위한 배근홀이 형성될 수 있다.

본 발명은 상측 수평부와 좌우측 수직부가 연결되는 부분, 하측 수평부와 좌우측 수직부가 연결되는 부분 총 4개소에는 이들을 연결하는 고정브래킷(18)이 적용됨으로써 이들 취약부를 보강한다.

고정브래킷(18)은 양측으로 분할되어 이웃하는 수평부와 수직부에 각각 하나 이상의 앵커를 통해 고정된다.

본 발명은 외부면이 콘크리트 양생 후 마감재(판재, 시트 등)를 통해 마감 처리되므로 고정브래킷(18)은 외부로 노출되지 않고 숨겨진다.

또한, 도 5에서 보이는 바와 같이, 본 발명은 4개의 모서리에서 이웃하는 2부분간의 결속력 증대와 전체적인 강성 보강을 위하여 모서리 보강재(19)가 적용될 수 있다. 모서리 보강재(19)는 서로 직각으로 이루어지며 각각 이웃하는 보강 철골(10)에 고정되는 2개의 철편(19a,19b) 및 이들 철편(19a,19b)들 사이에 연결되는 경사형 리브(19c)로 구성되어 이웃하는 보강 철골(10)들을 연결 및 지지한다. 모서리 보강재(19)는 2개의 철편(19a,19b)이 힌지 연결되어 직각 이외의 각도로 사용될 수도 있으며 물론 이때 경사형 리브(19c)는 적용되지 않는다.

도 6은 본 발명에 의한 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체(100)가 벽체의 내면과 외면 중 일측에 설치된 예를 도시한 도면으로서, 내진 보강 구조체(100)는 새시에 시공되는 것과 마찬가지로 사각 틀의 형태로 시공되며 각 구성요소와 연결 구조는 새시에 시공되는 것과 동일하다.

한편 본 발명의 내진 보강 구조체(100)가 벽체에 시공되는 경우 보강력의 증대를 위하여 도 7에서 보이는 것처럼, 브레이싱 철근(40)이 적용된다.

브레이싱 철근(40)은 내진 보강 구조체(100)의 내부 공간에 경사지게 배치되면서 길이 방향의 양측이 커플러(41)를 통해 보강 철골(10)에 고정됨으로써 보강하는 것이며, 나사선 철근 또는 단부에 나사선이 가공된 이형 철근 등이 사용 가능하고 따라서 커플러(41)는 너트형의 나사선 커플러가 사용된다.

도 7은 브레이싱 철근(40)이 사용된 예를 도시한 것으로, 총 4개의 브레이싱 철근(40)이 사용되었으며, 2개의 브레이싱 철근(40)은 일측이 좌측 상단의 모서리에 연결되면서 각각의 타측은 중앙부와 우측 하단의 모서리에 연결되고, 나머지 2개의 브레이싱 철근(40)은 일측이 우측 상단의 모서리에 연결되면서 각각의 타측은 중앙부와 좌측 하단의 모서리에 연결되어, 모든 방향의 모멘트에 대항하는 강성을 확보한다. 이와 같은 브레이싱 철근(40)의 설치를 위하여 커플러(41)는 4개의 모서리부와 중앙부에 각각 설치되며 이 중 중앙에 설치되는 커플러(41-2)는 일측이 서로 반대쪽의 모서리에 각각 연결된 2개의 브레이싱 철근(40)이 연결된다.

커플러(41)는 전술하는 모서리 보강재(19)처럼 이웃하는 2부분에 용접 등으로 고정되도록 직각으로 구성되는 몸체에 너트형의 커플링부가 갖추어진 형태로서 모서리부를 보강하는 기능도 겸할 수 있다.

나사선 철근을 이용한 브레이싱 철근(40)은 브레이싱 철근(40)의 커플링이 용이함은 물론 위치를 조절할 수 있다.

또한 브레이싱 철근(40)의 양측 단부에 나사선을 서로 반대 방향으로 가공하고 이에 커플링되는 커플러의 나사선을 반대 방향으로 함으로써 브레이싱 철근(40)의 양방향 회전을 통해 대응되는 부분에 압축력을 부여할 수 있다.

브레이싱 철근(40)은 외부로 노출됨으로써 손상될 수 있으므로 피복관(42)에 의해 피복되어 사용된다.

이하, 도 8을 참조하여 본 실시예에 의한 구조물의 내진 보강 공법을 설명하며, 본 발명의 내진 보강 구조체가 새시에 적용된 예를 들어 설명한다.

(S10) 앵커플레이트 설치.

구조물(1)의 새시에 한 쌍의 앵커플레이트(14)를 앵커(15)로 설치하되, 앵커플레이트(14)들 사이에 보강 철골(10)의 고정부(12)가 삽입될 수 있는 간격을 형성한다. 앵커플레이트(14)는 새시의 모든 면(상하좌우 즉 상부의 보, 하부의 바닥(기초), 좌우 기둥)에 동일하게 설치된다.

(S20) 보강 철골 설치 및 할열방지 철근 배근.

보강 철골(10)의 고정부(12)를 앵커플레이트(14)들 사이에 삽입하고 체결구(16)를 체결함으로써 보강 철골(10)을 구조물(1)에 고정된 앵커플레이트(14)에 설치한다.

이어서, 할열방지 철근(20)의 띠 철근(21)을 배근 및 양단부를 보강 철골(10)의 철근고정편(13)에 용접 고정하고, 종철근(22)을 띠 철근(21)에 종방향으로 배근한 후 용접 등으로 고정한다.

전술한 것처럼 할열방지 철근(20)은 시공 현장에서 보강 철골(10)의 시공 후 배근되는 것도 가능하지만, 공장 등에서 보강 철골(10)에 미리 배근 및 고정되어 조립체로서 보강 철골(10)과 단일 작업에 의해 설치될 수도 있다.

(S30) 거푸집 설치.

콘크리트 보강부(30)의 시공을 위하여 거푸집(2)을 설치하며, 보강 철골(10)의 거푸집부(11)가 콘크리트 타설을 위한 거푸집의 기능을 하므로 거푸집부(11)를 제외한 도면 기준 좌우 양쪽에만 거푸집(2)을 설치한다.

(S40) 콘크리트 타설.

보강 철골(10)의 거푸집부(11)와 거푸집(2)들 사이에는 콘크리트 타설 공간이 조성되며, 이 타설 공간에 콘크리트를 타설 양생하여 콘크리트 보강부(30)를 시공한다.

이로써 본 발명의 내진 보강 구조체(100)의 시공이 완료되며, 내진 보강 구조체(100)는 보강 철골(10)과 할열방지 철근(20) 및 콘크리트 보강부(30)에 의한 철골 콘크리트 구조체로서 기존의 구조물(1)과 일체로 합성됨으로써 구조물(1)을 보강하여 지진의 발생시 구조물(10)의 붕괴를 극소화한다.

본 실시예는 전술한 공정을 기본으로 하여 다양하게 변경하여 시공 가능하며, 사각 틀 형태의 내진 보강 구조체(100)를 시공하는 경우 상하좌우 4개소를 순차적으로 시공한 후 연결부를 고정브래킷(18)으로 고정할 수 있고, 4개소 모두에 보강 철골(10)과 할열방지 철근(20)을 설치한 후 단일의 콘크리트 타설에 의해 시공할 수도 있다.

I형 단면의 보강 철골(10)을 사용하여 시공하는 경우 앵커플레이트(14)를 사용하지 않으므로 보강 철골(10)의 지지부(17)를 직접 앵커로 구조물(1)에 고정하며 이외의 공정은 동일하다.

본 발명의 내진 보강 구조체(100)가 벽체에 설치되는 경우 전술한 (S40) 콘크리트 타설을 통해 콘크리트 보강부(30)를 양생한 후 내진 보강 구조체(100)를 시공하고, 브레이싱 철근(40)을 설치하는 공정이 포함되며, 커플러(41)를 정해진 위치에 설치한 후 브레이싱 철근(40)을 설치한다.

<실시예 2>

실시예 1은 상부의 보, 하부의 바닥(기초), 좌우의 기둥 모두가 철골과 철근 및 콘크리트로 합성된 복합 구조체이며, 실시예 2는 좌우측의 기둥 보강부(좌우측 보강부)는 실시예 1과 동일하고 상부의 보 보강부(상측 보강부)와 하부의 바닥 보강부(하측 보강부)는 콘크리트를 사용하지 않은 철골 구조체이다.

도 9와 도 10에서 보이는 바와 같이, 보 보강부와 바닥 보강부는 보강 철골(50) 및 앵커(60)로 구성된다.

보강 철골(50)은 보와 바닥에 각각 앵커(60)를 통해 고정되어 보와 바닥을 보강하며, 예를 들어 제1,2지지부(51,52), 제1,2지지부(51,52)를 연결하는 연결부(53)에 의한 I 단면으로 이루어진다.

제1지지부(51)는 상기 보와 바닥과 면접하는 평평한 구조(앵커공이 미리 형성되는 것이 바람직함)이며 앵커(60)를 통해 상기 보와 바닥에 고정된다.

제2지지부(52)는 새시 공간에 적용되는 경우 창틀을 고정 지지하고 벽에 설치되는 경우 브레이싱이 고정 지지된다.

이와 구성의 보강 철골(50)은 연결부(53)의 양측이 빈 공간이기 때문에 미관상 좋지 않을 수 있으므로 이 부분이 마감될 수 있다. 마감 방법으로는 도 11에서 보이는 것처럼, 마감판(54)(철판, 판형 내장재 등)이 설치되는 방법, 박스형의 채움재를 삽입한 후 상기와 같은 방법으로 마감하는 방법 등이 있다.

보강 철골(50)은 좌우측 기둥부에 적용되는 거푸집 겸용 보강 철골(10)과 용접, 고정브래킷 등을 통해 서로 연결되는 것이 바람직하다.

보강 철골(50)은 I 단면으로 한정되지 아니하고 제2지지부(52)가 없는 T 단면일 수 있고, 또는 실시예 1의 거푸집 겸용 보강 철골(10)과 동일한 T 단면으로 이루어질 수 있다(단 앵커플레이트가 함께 적용).

앵커(60)는 보강 철골(50)의 제1지지부(51)를 관통하면서 상기 보 또는 바닥 속에 박혀 정착됨으로써 보강 철골(50)을 상기 보 또는 바닥에 지지한다.

한편 상기 보 보강부와 바닥 보강부는 보강 철골(50)이 상기 보와 바닥에 앵커(60)를 통해 고정되지 않고 힌지 거동 가능하도록 설치되는 것도 가능하다.

이는 상기 보 보강부와 바닥 보강부가 좌우측의 기둥 보강부와 연결되어 있기 때문에 설치 상태를 유지하면서 힌지 거동할 수 있고, 이때, 상기 보 또는 바닥과의 사이에 필러(55)(도 12 참고)를 개재될 수 있다. 필러(55)는 철판 등 다양한 재질의 판재가 가능하며 필요에 따라 선택적으로 사용 가능하다.

1 : 구조물, 2 : 거푸집
10 : 거푸집 겸용 보강 철골, 11 : 거푸집부
12 : 고정부, 13 : 철근고정편
14 : 앵커플레이트, 15 : 앵커
16 : 체결구, 17 : 지지부
18 : 고정브래킷, 19 : 모서리 보강재
20 : 할열방지 철근, 21 : 띠 철근
22 : 종철근, 30 : 콘크리트 보강부

Claims (16)

1. 내부에 공간이 형성되도록 틀의 형태로 구조물에 설치되는 거푸집 겸용 보강 철골(10)과;
   상기 거푸집 겸용 보강 철골과 상기 구조물 사이의 타설 공간에 배근되는 할열방지 철근(20)과;
   상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부와 상기 구조물 사이의 타설 공간에 현장 타설되어 시공되는 콘크리트 보강부(30)를 포함하고,
   상기 거푸집 겸용 보강 철골은 상기 구조물과의 사이에 타설 공간이 형성되도록 하는 거푸집부(11), 상기 거푸집부의 중앙에 돌출 형성되는 고정부(12) 및 상기 고정부를 중심으로 하여 상기 거푸집부의 좌우 양측에 각각 돌출 형성되는 철근 고정편(13)을 포함하며,
   상기 할열방지 철근은 일측이 열린 사각 띠의 형태로서 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부를 직교하는 방향으로 배열되면서 길이방향의 양측이 각각 상기 철근 고정편에 용접 고정되는 복수의 띠 철근(21), 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부와 동방향으로 배열되며 상기 띠 철근에 고정되는 복수의 종철근(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체는 상측 보강부와 하측 보강부 및 상기 상하측 보강부의 좌우 양측에 연결되는 좌우측 보강부로 이루어져 구조물의 새시에 설치되거나 구조물의 내벽 또는 외벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체는 상기 좌우측 보강부가 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 할열방지철근 및 콘크리트 보강부로 구성되며 상기 상하측 보강부는 상기 구조물에 지지되는 보강 철골(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 보강 철골은 앵커를 통해 상기 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 상하측 보강부는 상기 구조물과의 사이에 개재되는 필러를 포함하여 힌지 거동하는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부가 삽입되는 삽입부가 구비되며 상기 구조물에 앵커(15)를 통해 고정되는 앵커플레이트(14)를 포함하고, 상기 거푸집 겸용 보강 철골은 고정부가 상기 앵커플레이트의 삽입부에 삽입된 후 체결구(16)를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 거푸집 겸용 보강 철골은 상기 고정부의 단부에 상기 거푸집부와 평행하게 형성되며 상기 구조물에 앵커를 통해 고정되는 지지부(17)가 포함되는 단면인 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 내부에 경사지게 배치되면서 양측이 상기 거푸집 겸용 보강 철골에 고정된 커플러(41)에 체결되는 브레이싱 철근(40), 상기 브레이싱 철근의 둘레부에 피복되는 피복관(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에에 있어서, 상기 거푸집 겸용 보강 철골과 상기 할열방지 철근은 서로 용접 고정된 일체형의 조립체로 구성되어 시공되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
10. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 상측 보강부와 상기 좌우측 보강부가 연결되는 부분 및 상기 하측 보강부와 좌우측 보강부가 연결되는 부분은 고정브래킷을 통해 연결 지지되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
11. 청구항 6에 있어서, 상기 앵커플레이트는 장공이 구비되며, 상기 거푸집 겸용 보강 철골은 상기 앵커플레이트의 장공에 위치 조절이 가능하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
12. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 상하측 보강부와 좌우측 보강부가 연결되는 모서리부에 고정되는 모서리 보강재(19)가 포함되는 것을 특징으로 하는 거푸집 겸용 보강 철골과 콘크리트를 이용한 구조물의 내진 보강 구조체.
13. 구조물의 새시 안쪽 또는 벽체의 일면 이상에 거푸집부를 갖는 거푸집 겸용 보강 철골을 틀의 형태로 설치하는 제1단계와;
    상기 제1단계를 통해 설치된 거푸집 겸용 보강 철골과 상기 구조물 사이의 타설 공간에 할열방지철근을 배근하는 제2단계와;
    상기 제2단계 이후 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부를 제외한 공간에 거푸집을 설치하고 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부와 상기 거푸집 사이의 타설 공간에 콘크리트를 타설하여 상하측 보강부와 좌우측 보강부를 갖는 내진 보강체를 시공하는 제3단계를 포함하고,
    상기 제1단계는 삽입부를 갖는 앵커플레이트를 앵커에 의해 상기 구조물에 고정하는 제1-1단계, 상기 제1-1단계를 통해 설치된 상기 앵커플레이트의 삽입부에 상기 거푸집 겸용 보강 철골을 설치하는 제1-2단계로 이루어지되, 상기 거푸집 겸용 보강 철골은 거푸집부, 상기 거푸집부의 중앙에서 직각으로 연장 형성되는 고정부의 단면이면서 상기 고정부를 중심으로 하여 상기 거푸집부의 좌우 양측에 각각 철근고정편이 구비되며 상기 제1-2단계는 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부를 상기 앵커플레이트의 삽입부에 개재한 후 체결구를 통해 설치하며,
    상기 제2단계는 상기 거푸집과 함께 사각형을 형성하는 복수의 띠 철근을 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 고정부에 고정함과 아울러 길이방향의 양측 단부를 상기 철근고정편에 각각 용접 고정하고, 직선형의 종철근을 상기 띠철근에 고정하여 할열방지철근을 배근하는 것을 특징으로 하는 구조물의 내진 보강 공법.
14. 횡방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 좌우 수직부에 철골과 철근 및 콘크리트에 의한 좌우측 보강부를 시공하는 제1단계와;
    상기 제1단계와 함께 상기 좌우측 보강부의 상부와 하부에 상기 좌우측 보강부와 연결되도록 보강 철골을 설치하여 상하측 보강부를 시공하는 제2단계를 포함하고,
    상기 제1단계는 거푸집부와 상기 거푸집부의 중앙에서 직각으로 연장 형성되는 고정부를 갖는 단면이면서 상기 고정부를 중심으로 하여 상기 거푸집부의 좌우 양측에 각각 철근고정편이 구비된 거푸집 겸용 보강 철골을 구조물에 앵커로 고정하여 설치하는 제1-1단계, 상기 제1-1단계를 통해 설치된 거푸집 겸용 보강 철골과 구조물 사이의 타설 공간에 복수의 띠 철근을 배열하면서 상기 철근고정편에 고정하고, 직선형의 종철근을 상기 띠철근에 고정하여 할열방지철근을 배근하는 제1-2단계, 상기 제1-2단계 이후 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부를 제외한 공간에 거푸집을 설치하고 상기 거푸집 겸용 보강 철골의 거푸집부와 상기 거푸집 사이의 타설 공간에 콘크리트를 타설하여 내진 보강체를 시공하는 제1-3단계를 포함하는 특징으로 하는 구조물의 내진 보강 공법.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 상하측 보강부의 보강 철골과 상기 구조물의 사이에 필러를 개재하여 상기 상하측 보강부를 힌지 거동이 가능하도록 시공하는 특징으로 하는 구조물의 내진 보강 공법.
16. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서, 상하측 보강부와 좌우측 보강부에 의해 형성되는 내부에 피복관으로 피복된 브레이싱 철근을 경사지게 설치하는 것을 특징으로 하는 구조물의 내진 보강 공법.

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