KR101489848B1 - Structure for seismic-proofing opening parts by pretensioning to steel frame using wire rope, and construction method for the same - Google Patents

Structure for seismic-proofing opening parts by pretensioning to steel frame using wire rope, and construction method for the same Download PDF

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KR101489848B1
KR101489848B1 KR20140076588A KR20140076588A KR101489848B1 KR 101489848 B1 KR101489848 B1 KR 101489848B1 KR 20140076588 A KR20140076588 A KR 20140076588A KR 20140076588 A KR20140076588 A KR 20140076588A KR 101489848 B1 KR101489848 B1 KR 101489848B1
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South Korea
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square steel
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이홍재
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(주)정우구조엔지니어링
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Abstract

The present invention provides a seismic-retrofitting structure for an opening by applying pretension to a steel frame using a wire rope, in which a rectangular frame is installed to the opening of the structure that is enclosed by both vertical posts and upper and lower slabs, in order to reduce the damage to the opening vulnerable to earthquake, such as a window or door of a reinforced building, in which the pretension is applied to the rectangular steel frame by the wire rope to integrally restrict the opening and the steel frame, in which the cross section of the opening and the steel frame integrated by the wire rope increases the strength, and in which the horizontal force created by the earthquake is effectively dispersed around the opening to retrofit the opening.

Description

와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물 및 그 시공 방법 {STRUCTURE FOR SEISMIC-PROOFING OPENING PARTS BY PRETENSIONING TO STEEL FRAME USING WIRE ROPE, AND CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an open-end seismic reinforcing structure in which a pre-tension is applied to a steel frame using a wire rope, and a construction method thereof. [0002]

본 발명은 개구부 내진보강 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 구조물 개구부의 피해를 줄일 수 있도록 양측 수직기둥, 상부 및 하부 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부에 사각 철골프레임을 설치하고, 와이어로프(Wire Rope)를 이용하여 사각 철골프레임에 프리텐션(Pretension)을 도입하여 구조물 개구부를 내진 보강하는 개구부 내진보강 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an opening seismic reinforcement structure, and more particularly, to an opening seismic reinforcement structure having an opening in a structure surrounded by both vertical columns, upper and lower slabs to reduce the damage of an opening of a structure vulnerable to an earthquake such as a window of a reinforced concrete building The present invention relates to an opening seismic reinforcing structure for reinforcing an opening of a structure by introducing a pretension into a square steel frame by using a wire rope.

일반적으로, 건물에는 시야를 확보하고 거주자의 생활을 보다 쾌적하게 하기 위해 창문, 출입문과 같은 개구부(Opening)가 설치된다. 이러한 개구부에는 일정 크기 이상의 공간(Void space)을 확보한 후, 확보된 공간 내부에는 채광, 통풍, 유출입 등을 위한 창호, 알루미늄 섀시 등을 삽입하는 것이 보통이다.Typically, the building is provided with an opening, such as a window or a doorway, in order to ensure visibility and make the occupant's life more comfortable. In this opening, a void space of a certain size or more is secured, and then windows, an aluminum chassis, etc. for inserting, ventilating, and flowing out are usually inserted into the secured space.

이러한 개구부는 다양한 건축물에서 다른 부분에 비해 응력 집중이 심한 것으로 알려져 있다. 특히, 지진 등 수평하중이 가해질 경우, 이러한 개구부로부터 인장 균열이 시작하여 건물 붕괴로 이어질 수 있기 때문에, 이러한 개구부는 지진에 매우 취약하다는 사실이 밝혀졌다. 더욱이, 국내의 경우, 내진설계기준이 재정된 1989년 이전에 준공된 철근콘크리트 건물은 내진성능이 충분하지 못하기 때문에, 이러한 개구부에서 기인하는 구조 손상으로 인해 큰 피해가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.These openings are known to have more stress concentration in various buildings than in other parts. In particular, it has been found that these openings are very vulnerable to earthquakes, especially when earthquakes or other horizontal loads are applied, since tensile cracks can start from these openings and lead to building collapse. In addition, in Korea, since the seismic performance is not sufficient in the reinforced concrete building completed before 1989, when the earthquake-resistant design standard is financed, there is a problem that structural damage caused by the opening may cause a great damage.

이에 따라 이러한 지진으로부터 인적 피해 및 물적 피해를 최소화하기 위해 건물의 개구부 또는 기둥이나 보와 같은 구조부재에 다양한 면진장치가 설치된다. 이러한 면진장치를 이용한 내진보강 공법은 현재 건물의 신축공사 및 리모델링 공사에 일반적으로 활용되고 있다. 예를 들면, 상기 면진장치는 구조부재인 프레임에 대각 방향의 가새형 댐퍼를 설치하여, 지진에 의해 반복적으로 하중이 가해지는 동안에 소성이력 거동에 의해 에너지를 소산시킴으로써 건물 손상을 최소화하게 된다.Accordingly, in order to minimize human and material damage from such earthquakes, various seismic devices are installed in openings or structural members such as columns or beams in buildings. The seismic strengthening method using the seismic isolation device is generally utilized for the construction and remodeling work of the present building. For example, the seismic isolation device is provided with a braced damper in a diagonal direction on a frame, which is a structural member, and minimizes building damage by dissipating energy by firing hysteresis behavior while a load is applied repeatedly by an earthquake.

그러나 이러한 일반적인 면진장치의 경우, 댐퍼를 설치하기 위해 기둥이나 보와 같은 큰 강성을 갖는 댐퍼 지지용 구조부재가 필요하므로, 시공이 까다로울 뿐만 아니라 별도의 설치공간을 확보하여야 한다. 또한, 철근콘크리트 건물은 댐퍼를 위한 별도의 설치공간을 확보하기 힘들기 때문에 면진장치의 설치가 힘들고, 특히, 내진성능이 취약한 저층건물에는 적합하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 가새형 댐퍼를 설치할 경우, 개구부의 시야를 가려 거주성을 악화시킬 뿐만 아니라, 건물의 외관을 해칠 수 있다는 문제점이 있다.However, in the case of such a general isolation device, a damper supporting structure member having a large rigidity such as a column or a beam is required to install the damper. Therefore, it is difficult to install and a separate installation space must be secured. Also, since the reinforced concrete building is difficult to secure a separate installation space for the damper, it is difficult to install the isolation device, and in particular, it is not suitable for a low-rise building having low seismic performance. In addition, when a brace type damper is installed, there is a problem that the visibility of the opening portion is obscured to deteriorate the residence property, and the appearance of the building may be damaged.

이러한 문제점을 해결하기 위한 댐퍼를 이용한 개구부 보강장치가 도 1a 내지 도 1c에 개시되어 있다.An opening reinforcing apparatus using a damper for solving such a problem is disclosed in Figs. 1A to 1C.

도 1a 내지 도 1c는 각각 종래의 기술에 따른 프레임에 의한 건물의 개구부 내진보강 방법을 설명하기 위한 도면들로서, 도 1a는 종래의 기술에 따른 건물 개구부용 면진장치(10)의 정면도이고, 도 1b는 도 1에 도시된 A-A 라인을 절개선으로 하는 단면도이고, 도 1c는 내진보강 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 1A to 1C are diagrams for explaining a seismic reinforcement method of an opening of a building by a frame according to a conventional technique, wherein FIG. 1A is a front view of a base isolation device 10 for a building opening according to a conventional technique, Sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 1C is a view for explaining the principle of anti-seismic reinforcement.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 종래의 기술에 따른 건물 개구부용 면진장치(10)는 각형 부재(11)로 이루어진 프레임(12), 댐퍼(13), 전단 스터드(14) 및 힌지(15)를 포함한다.1A to 1C, a conventional opening-and-closing apparatus 10 for a building opening includes a frame 12, a damper 13, a shear stud 14, and a hinge 15, .

또한, 면진장치(10)의 내부에는 창틀과 창호(21)가 결합된다. 즉, 상기 프레임(12)은 4개의 각형 부재(11)가 사각 형상으로 결합된다. 이때, 상기 4개의 각형 부재(11)는 서로 회동 가능하도록 힌지(15) 방식으로 결합된다. 다만, 이 경우에는 지진과 같은 충격에 의해 개구부에 하중이 걸릴 경우, 프레임(12)이 전단 변형할 수 있도록 약하게 용접된다.In addition, a window frame and a window 21 are coupled to the inside of the seismic isolation device 10. That is, the four rectangular members 11 of the frame 12 are joined in a rectangular shape. At this time, the four rectangular members 11 are coupled to each other by a hinge 15 so as to be rotatable. However, in this case, when a load is applied to the opening portion due to an impact such as an earthquake, the frame 12 is weakly welded so that the frame 12 can be deformed at the front end.

각형 부재(11)는 충분한 강도를 가지도록 금속 재질로 형성된다. 또한, 상기 각형 부재(11)의 일부는 벽체(22) 속에 삽입되며, 단면은 직사각 형상으로 형성된다.The prismatic member 11 is formed of a metal material so as to have sufficient strength. Further, a part of the prismatic member 11 is inserted into the wall body 22, and the cross section is formed into a rectangular shape.

프레임(12)의 내측면에는 창틀과 창호(21)가 부착되어, 상기 프레임(12) 내부에 창문이 설치될 수 있도록 한다.A window frame and a window 21 are attached to an inner side surface of the frame 12 so that a window can be installed inside the frame 12.

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 부착시킬 수 있다. 또한, 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.The damper 13 is attached to each inner edge of the frame 12 so as to form a triangle. That is, the damper 13 is obliquely mounted on the angled corners of the angled members 11 joined to each other to form a substantially right triangular shape together with the angular shape. At this time, both ends of the damper 13 can be attached to the adjacent rectangular members 11 by welding. Further, the damper 13 is formed so as to be close to the edge so as not to interfere with the field of view at the opening. The damper 13 is formed of a steel material having a small yield strength and an excellent elongation. A plurality of the shear studs 14 are formed on the outer surface of the frame 12.

따라서 상기 전단 스터드(14)의 일단은 프레임(12)의 외측면에 부착되고, 타단은 벽체(22)속에 삽입되어 프레임(12)을 고정시키는 역할을 수행하게 된다.Therefore, one end of the shear stud 14 is attached to the outer surface of the frame 12, and the other end is inserted into the wall 22 to fix the frame 12.

결국, 종래의 기술에 따른 건물 개구부용 면진장치(10)의 경우, 건물의 창문 등 개구부에 네 모서리가 힌지 결합된 프레임을 설치하고, 프레임의 내부 가장자리에 진동에너지를 흡수하여 소성거동하는 댐퍼(Damper)를 장착함으로써, 개구부를 갖는 건물의 내진 성능을 향상시키고 모듈화를 통하여 설치가 간편하면서도, 거주자의 시야 방해를 최소화하여 미려한 외관을 얻을 수 있다.As a result, in the case of the base isolation device 10 for a building opening according to the prior art, a frame having four corners hinged to an opening such as a window of a building is provided, and a damper Damper) is installed to improve the seismic performance of the building with openings, and it is easy to install through modularization, and it is possible to obtain a beautiful appearance by minimizing disturbance of visibility of residents.

하지만 이와 같이 개구부를 감싸도록 프레임(12)과 댐퍼(13)를 이용하여 내진성능을 확보할 수도 있지만, 이것은 개구부 초기 설치시에 적용할 수 있는 것이기 때문에, 추후 철근콘크리트 건물을 보강하기 위한 수단으로 사용하기에는 한계가 있을 수밖에 없고, 또한, 하중 전달에 있어 프레임(12)과 댐퍼(13)가 모든 하중을 지지하게 되므로 지진력에 대한 하중 분산의 효율성이 아무래도 떨어질 수밖에 없고, 벽체의 연성력 부족에 의한 피해가 커질 수 있다.However, the seismic performance can be secured by using the frame 12 and the damper 13 so as to enclose the openings in this way. However, since this is applicable to the initial installation of the openings, it is a means for reinforcing the reinforced concrete building Since the frame 12 and the damper 13 support all the loads in the load transmission, the efficiency of the load dispersion against the seismic force is inevitably lowered. In addition, due to the lack of ductility of the wall, The damage can be large.

다시 말하면, 종래의 기술에 따른 건물 개구부용 면진장치(10)는, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 모서리에서 회동 가능하게 힌지 결합된 사각프레임을 건물 개구부에 고정 설치하는 방식으로, 사각프레임의 내부 모서리에 진동에너지를 흡수하여 소성거동하는 댐퍼를 설치하는 방식이다. 이러한 방식은 모듈화가 가능하고, 거주자의 시야 방해를 최소화하여 창호 설치공간을 충분히 확보할 있다는 점에서 장점이 있지만, 프레임과 댐퍼가 모든 하중을 지지하는 방식이므로 지진력에 대한 하중 분산의 효율성이 떨어지고, 또한, 효과적인 보강을 위해서는 단면성능이 큰 부재가 요구되며, 모서리 댐퍼에 의해 여전히 시야가 가려지는 단점이 있다.In other words, as shown in Figs. 1A to 1C, in the conventional art, the square opening device 10 for a building opening has a square frame rotatably hinged at an edge and fixed to the opening of the building, A damper is installed to absorb the vibration energy at the inner edge of the frame and to perform a plastic behavior. However, since the frame and the damper support all the loads, the efficiency of the load distribution to the seismic force is inferior, In addition, a member having a large cross-sectional performance is required for effective reinforcement, and there is a disadvantage that the view is still obscured by the corner damper.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허번호 제10-1165320호에는 "철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, the Korean Registered Patent No. 10-1165320 discloses an invention called "a method of reinforcing an opening of a reinforced concrete building ", which will be described with reference to FIG.

도 2는 종래의 기술에 따른 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 구조물을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an opening seismic reinforcing structure of a reinforced concrete building according to the prior art.

종래의 기술에 따른 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 구조물은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상층 및 하층 슬래브(31, 34)와 양측 수직기둥(32)과 빔(33)에 의하여 형성된 개구부에 하부 철골(43), 양측 수직철골(42), 상부철골(41), 가새철골(44)로서 사각 형태의 철골프레임(40)이 설치되고, 이러한 철골프레임(40)의 하부 철골(43)은 하층 슬래브(34)에 앵커볼트와 같은 고정구로 고정된다. As shown in Fig. 2, an opening seismic reinforcement structure of a reinforced concrete building according to the related art has an opening formed by the upper and lower slabs 31 and 34, the vertical columns 32 and the beams 33, A square steel frame 40 is installed as the steel frame 43, the two side vertical steel frames 42, the upper steel frame 41 and the braced steel frame 44. The lower steel frame 43 of the steel frame 40, And fixed to the slab 34 with a fixture such as an anchor bolt.

이에 따라 상층 슬래브(31), 빔(33)으로부터 전달되는 하중은 철골프레임(40)으로 분산되어 양 수직기둥(32)과 하층 슬래브(34)로 전달된다.The load transferred from the upper layer slab 31 and the beam 33 is dispersed in the steel frame 40 and transferred to both the vertical columns 32 and the lower layer slab 34. [

이때, 상기 하부 철골(43)이 하층 슬래브(34)에 고정되어 있으므로, 지진에 의하여 수평력이 발생하더라도 철골프레임(40)은 횡방향으로 변형되면서 수평력을 흡수하면서도 개구부로부터 이탈되지 않도록 고정된다. 또한, 상기 하부 철골(43)의 하단부를 고정지점으로 하면, 양측 수직철골(42) 상단부까지의 팔길이에 의한 수평력이 가장 크게 작용하게 된다.At this time, since the lower steel frame 43 is fixed to the lower layer slab 34, even if the horizontal force is generated by the earthquake, the steel frame 40 is deformed in the horizontal direction and is fixed so as not to be detached from the opening while absorbing the horizontal force. In addition, when the lower end of the lower steel frame 43 is used as a fixing point, the horizontal force due to the arm length to the upper end of the two side vertical steel frames 42 is the largest.

이러한 수평력의 효과적인 지지를 위하여 양측 수직철골(42) 하부와 하부 철골(43) 사이에 경사져 설치된 가새철골(44)을 설치하여 양측 수직철골(42)의 수평변형을 최대한 방지할 수 있다.In order to effectively support the horizontal force, the braced steel frame 44 installed between the lower portion of the vertical steel frame 42 and the lower steel frame 43 may be installed to prevent horizontal deformation of the two vertical steel frames 42 as much as possible.

또한, 탄성단열재(51)와 상부 철골(41) 사이에 모서리보강재(52)를 추가로 설치함으로써 양측 수직철골(42)의 수평 변형에 의하여 모서리 파손 등을 방지할 수 있다.In addition, edge reinforcement 52 is additionally provided between the elastic heat insulating material 51 and the upper steel frame 41 to prevent edge breakage or the like due to horizontal deformation of the two side vertical steel frames 42.

종래의 기술에 따른 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 구조물은, 도 2에 도시된 바와 같이, 건물 개구부에 철골프레임을 설치하고, 철골프레임의 내측 하부에 철근콘크리트 벽체를 시공하는 방식으로서, 건물 개구부의 하부를 철근콘크리트벽체로 내력을 보강하며, 또한, 철골프레임이 지지해야 하는 모멘트 팔길이를 줄인 방식이 된다. As shown in FIG. 2, a reinforced concrete wall structure of a reinforced concrete building according to the prior art is constructed by installing a steel frame frame at the opening of a building and constructing a reinforced concrete wall at an inner lower portion of the steel frame, Reinforcing the strength with the reinforced concrete wall at the bottom, and reducing the moment arm length that the steel frame must support.

하지만, 도 2에 도시된 종래의 기술에 따른 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 구조물의 경우, 고가의 H형강으로 철골프레임(40)을 제작하고, 모서리 부분의 전단 보강을 위해 가새철골(44)을 가새 프레임으로 부가하여 제작했기 때문에 자재비 증가에 따른 공사비가 증대하는 단점이 있다. 또한, 앵커볼트와 같은 고정구로서 철골프레임(40)을 고정시키기 때문에, 양측 수직기둥(32), 예를 들면, 콘크리트 기둥의 열화 등으로 접합 강성이 떨어질 수 있기 때문에 충분한 내진 성능을 확보하지 못할 우려가 있다.However, in the case of the seismic retrofitting structure of the opening portion of the reinforced concrete building according to the prior art shown in FIG. 2, the steel frame 40 is manufactured using the expensive H-shaped steel and the brace steel frame 44 The construction cost is increased due to the increase of the material cost because the frame is made by adding the frame. Further, since the steel frame 40 is fixed as a fixture such as an anchor bolt, the joint rigidity may be deteriorated due to the deterioration of the vertical pillars 32, for example, the concrete column, .

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-589975호에는 "아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시도어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.As another prior art, Korean Registered Patent No. 10-589975 discloses an invention entitled " Structural Shear Strengthening System Using Eye Bolts and Wire Ropes ", which will be described with reference to FIG.

도 3은 종래의 기술에 따른 아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 구조물을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a structure shear reinforcement structure using an eye bolt and a wire rope according to the related art.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 구조물은, 피보강 구조물(60)을 관통하는 개구부가 형성된 상기 피보강 구조물(60)의 전단보강 구조물로서, 정착구(71), 아이볼트(72), 압접부재(73) 및 와이어로프(74)를 포함한다.3, the structure shear reinforcement structure using the eyebolts and the wire ropes according to the related art is a shear reinforcement structure of the reinforced structure 60 having an opening passing through the reinforced structure 60 A fixing member 71, an eye bolt 72, a pressing member 73, and a wire rope 74.

정착구(71)는 피보강구조물(60)의 양 상부와 하부 측면 또는 좌우측면에 돌출 고정된 정착부재로서, 정착용 관통홀이 형성된다.The fixing port 71 is a fixing member protrudingly fixed to both upper and lower sides or right and left side surfaces of the pivot steel structure 60, and a fixing through hole is formed.

아이볼트(72)는 환형머리부로부터 연장된 볼트부가 상기 정착용 관통홀에 삽입되어 상기 피보강 구조물(60)의 측면 방향으로 설치되며, 체결너트에 의하여 상기 정착구(71)에 장착된다.A bolt extending from the annular head portion is inserted into the fixing through hole to be installed in the lateral direction of the reinforced structure 60 and is mounted on the fixing hole 71 by a coupling nut.

와이어로프(74)는 상기 체결너트에 의한 긴장력에 의하여 상기 피보강 구조물(60)과 개구부를 경유하여 전단보강방향으로 감싸면서 각 양단부가 상기 아이볼트(72)의 환형머리부에 압접부재(73)에 의하여 연결된다. 이때, 와이어로프 지지부재(75)를 개구부 상면 및 하면에 설치하는 경우, 보다 효과적인 전단보강이 가능하게 된다.The wire rope 74 is wrapped in the shear reinforcement direction via the reinforced structure 60 and the opening portion by the tension force by the tightening nut so that both ends of the wire rope 74 are pressed against the annular head portion of the eye bolt 72 ). At this time, when the wire rope supporting member 75 is provided on the upper surface and the lower surface of the opening portion, more effective shear reinforcement becomes possible.

종래의 기술에 따른 아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 구조물의 경우, 빔(Beam)과 같은 콘크리트 구조물의 전단보강을 위한 것으로, 아이볼트에 구속된 와이어로프(74)가 전단보강 방향으로 피보강 구조물(60)을 감싸도록 설치하되, 상기 와이어로프(60)는 구조물 측면 및 슬래브에 고정시킨 정착구에 정착되고, 압접부재(73)에 의하여 상기 와이어로프(74)가 아이볼트(72)로부터 풀려지지 않도록 함으로써, 결국, 와이어로프(74)가 전단보강 방향으로 피보강 구조물(60)을 조임으로써 구조물을 전단보강할 수 있다.In the case of a structure shear reinforcement structure using an eye bolt and a wire rope according to the related art, a wire rope 74 constrained to an eye bolt is used to reinforce the shear reinforcement of a concrete structure such as a beam, The wire rope 60 is fixed to the fixing port fixed to the side surface of the structure and the slab and the wire rope 74 is pressed by the pressing member 73 from the eye bolt 72 So that the wire rope 74 can shear the structure 60 by tightening the reinforced structure 60 in the shear reinforcement direction.

하지만, 종래의 기술에 따른 아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 구조물의 경우, 개구부가 형성된 피보강 구조물(60)의 전단보강을 위해 와이어로프(74)를 이용하고 있지만, 와이어로프(74)가 피보강 구조물(60)만을 감싸는 구조이기 때문에 별도의 정착구(71) 및 아이볼트(72)가 필요하며, 특히, 내진보강 효과가 적다는 문제점이 있다.However, in the case of the structure shear reinforcement structure using the eyebolts and the wire ropes according to the related art, the wire rope 74 is used for reinforcing the front end of the reinforced structure 60 having the openings formed therein, A separate fixing hole 71 and an eye bolt 72 are required for the structure to enclose only the reinforced structure 60. In particular, there is a problem that the effect of reinforcing the reinforced structure is small.

대한민국 등록특허번호 제10-1165320호(출원일: 2011년 12월 12일), 발명의 명칭: "철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 방법"Korean Patent No. 10-1165320 filed on Dec. 12, 2011, entitled "Seismic Retrofitting Method of Openings in Reinforced Concrete Buildings" 대한민국 등록특허번호 제10-589975호(출원일: 2006년 2월 13일), 발명의 명칭: "아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 시스템"Korean Patent No. 10-589975 filed on Feb. 13, 2006, entitled "Structural shear reinforcement system using an eye bolt and a wire rope" 대한민국 등록특허번호 제10-1379892호(출원일: 2013년 8월 28일), 발명의 명칭: "가변형 철골프레임에 의한 구조물 개구부의 내진보강 구조 및 그 시공방법"Korean Patent No. 10-1379892 filed on Aug. 28, 2013, entitled " Seismic Retrofitting Structure of Structural Openings by a Variable Steel Frame & 대한민국 등록특허번호 제10-1348577호(출원일: 2013년 3월 18일), 발명의 명칭: "건물의 개구부에 설치된 수평보형 댐퍼를 이용한 내진보강 방법"Korean Patent No. 10-1348577 filed on Mar. 18, 2013, entitled "Seismic Reinforcement Method Using Horizontal Foot Damper Installed at an Opening of a Building" 대한민국 등록특허번호 제10-0763634호(출원일: 2006년 6월 19일), 발명의 명칭: "전단보강용 와이어로프를 이용한 구조물 전단 및 내진보강"Korean Patent No. 10-0763634 filed on June 19, 2006, entitled "Shear and Seismic Retrofit of Structures Using Shear Reinforcement Wire Rope" 대한민국 등록특허번호 제10-1278613호(출원일: 2012년 11월 29일), 발명의 명칭: "핀접합파단 철골프레임에 의한 구조물 개구부의 내진보강 구조"Korean Patent No. 10-1278613 filed on Nov. 29, 2012, entitled "Seismic Retrofitting Structure of Structural Openings by Finned Jointed Steel Frame"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 구조물 개구부의 피해를 줄일 수 있도록 양측 수직기둥, 상부 및 하부 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부에 사각 철골프레임을 설치하고, 와이어로프를 이용하여 사각 철골프레임에 프리텐션을 도입하여 구조물 개구부 및 철골프레임을 서로 구속시켜 일체화시킬 수 있는, 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a structure opening, which is surrounded by both vertical pillars and upper and lower slabs to reduce damages to structural openings vulnerable to earthquakes, And an opening that introduces pre-tension to the steel frame using a wire rope, which can integrate the structure openings and the steel frame with each other by restraining and integrating the structure openings and the steel frame with each other by introducing a pretension to the square steel frame using a wire rope And an object of the present invention is to provide an earthquake-proof reinforcement structure and a construction method thereof.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 지진에 의한 수평력을 건물의 개구부 주위에 보다 효율적으로 분산시켜 전달함으로써 구조물 개구부를 내진보강할 수 있는, 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a steel frame structure which is capable of seismically reinforcing an opening of a structure by more effectively dispersing and transmitting horizontal force generated by an earthquake around an opening of a building, And an object of the present invention is to provide an earthquake-proof reinforcement structure and a construction method thereof.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물은, 양측 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부를 내진보강하기 위한 개구부 내진보강 구조물에 있어서, 양측 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브로 이루어져 개구부를 형성하는 구조물 개구부; 상부 철골, 좌측 철골, 하부 철골 및 우측 철골로 이루어진 철골프레임으로서, 상기 구조물 개구부의 내측면에 접하도록 서로 조립되는 사각 철골프레임; 상기 사각 철골프레임 각각에 설치되는 와이어로프 정착부재; 및 상기 구조물 개구부를 감싸도록 설치되고, 상기 와이어로프 정착부재에 정착되어 상기 사각 철골프레임에 프리텐션을 도입하는 와이어로프를 포함하되, 상기 와이어로프에 의해 감싸인 상기 구조물 개구부는 상기 사각 철골프레임과 일체화되어, 상기 구조물 개구부 및 상기 사각 철골프레임의 일체화된 단면에 의한 개구부 강성이 증가되도록 하며, 상기 와이어로프 정착부재는 ㄷ자형 철골로서, 상기 ㄷ자형 철골을 서로 대향되도록 맞대어 놓고 상기 사각 철골프레임에 용접하거나 앵커볼트로 고정하는 것을 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물을 제공하게 된다.As a means for achieving the above technical object, an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to the present invention is characterized in that an opening of a structure surrounded by both vertical columns, upper and lower slabs is seismically reinforced The structure of claim 1, further comprising: a structure opening formed by both vertical columns, upper and lower slabs to form openings; A steel frame frame made up of an upper steel frame, a left frame frame, a lower frame frame, and a right frame frame, the frame frame being assembled with each other so as to contact the inner side surface of the opening of the frame structure; A wire rope fixing member installed in each of the square steel frame members; And a wire rope installed to surround the opening of the structure and fixed to the wire rope fixing member to introduce pretension to the square steel frame, wherein the opening of the structure, which is wrapped by the wire rope, Wherein the wire rope fixing member is a U-shaped steel frame, the U-shaped steel frame is opposed to each other so as to be opposed to each other, and the rectangular frame frame is integrally formed with the square steel frame An opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope by welding or anchor bolt is provided.

여기서, 상기 사각 철골프레임은, 상기 양측 수직기둥 사이에 양 단부가 지지되며, 상층 슬래브 또는 빔의 저면에 상면이 지지되도록 설치된 상부 철골; 상기 양측 수직기둥으로부터 이격되어 상기 상부 철골의 저면으로부터 하방으로 수직 연장되도록 설치된 좌측 및 우측 철골; 및 상기 좌측 및 우측 철골 하부를 서로 연결시키도록 설치된 하부 철골을 포함할 수 있다.Here, the square steel frame includes: an upper steel frame supported at both ends between the vertical pillars at both ends, the upper frame supporting the upper surface of the upper slab or the beam; Left and right steel bars spaced apart from the two side vertical columns and vertically extending downward from a bottom surface of the upper steel frame; And a lower steel frame installed to connect the left and right steel bottoms to each other.

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본 발명에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물은, 상기 와이어로프로 상기 구조물 개구부를 감쌀 때 상기 구조물 개구부의 모서리를 보강하도록 상기 와이어로프 및 상기 구조물 개구부 사이에 설치되는 지압파괴 방지 패드를 추가로 포함할 수 있다.An opening seismic reinforcement structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to the present invention is characterized in that when the opening of the wire rope is wrapped around the opening of the structure, And an additional acupressure pad to be installed may be further included.

본 발명에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물은, 상기 사각 철골프레임을 상기 구조물 개구부의 내측면에 접하도록 설치할 때 상기 사각 철골프레임 및 상기 구조물 개구부 사이에 각각 설치되는 완충재를 추가로 포함하며, 상기 완충재는 고무패드 또는 에폭시 충진재를 포함할 수 있다.An opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to the present invention is characterized in that when the square steel frame is brought into contact with the inner surface of the opening of the structure, Further comprising a cushioning material to be installed, wherein the cushioning material may comprise a rubber pad or epoxy filler.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법은, 양측 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부를 내진보강하기 위한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법에 있어서, a) 양측 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부의 크기에 대응하여 상부 철골, 좌측 철골, 하부 철골 및 우측 철골로 이루어진 사각 철골프레임을 조립하는 단계; b) 상기 구조물 개구부에 내측면에 접하도록 상기 사각 철골프레임을 고정 설치하는 단계; c) 와이어로프 정착부재를 상기 사각 철골프레임의 소정 위치에 각각 설치하는 단계; d) 상기 구조물 개구부의 양측 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브를 모두 감싸도록 와이어로프를 설치하고 프리텐션을 도입하는 단계; 및 e) 상기 와이어로프 정착부재에 상기 와이어로프를 정착시킴으로써 상기 양측 수직기둥, 상층 및 하층 슬래브를 상기 사각 철골프레임과 각각 일체화시키는 단계를 포함하며,상기 c) 단계의 와이어로프 정착부재는 ㄷ자형 철골로서, 상기 ㄷ자형 철골을 서로 대향되도록 맞대어 놓고 상기 사각 철골프레임에 용접하거나 앵커볼트로 고정하며, 상기 구조물 개구부 및 상기 사각 철골프레임의 일체화된 단면에 의한 개구부 강성이 증가되도록 하는 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, there is provided a method of constructing an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to the present invention, A method of constructing an opening seismic reinforcing structure for seismically reinforcing an opening of a structure, the method comprising the steps of: a) forming an upper steel frame, a left steel frame, a lower steel frame and a right steel frame corresponding to a size of an opening of a structure surrounded by both vertical columns, upper and lower slabs Assembling a steel frame; b) fixing the square steel frame so as to contact the inner side surface of the opening of the structure; c) installing a wire rope fixing member at a predetermined position of the square steel frame, respectively; d) installing a wire rope so as to enclose both vertical columns, upper and lower slabs of the opening of the structure, and introducing pretension; And e) fixing the wire rope to the wire rope fixing member so as to integrate the side vertical columns, the upper and lower slabs with the square steel frame, respectively, and the wire rope fixing member in the step c) As the steel frame, the above-mentioned U-shaped steel frame is butted against each other and fixed to the square steel frame by anchor bolts, and a wire rope is used to increase the rigidity of the openings by the integrated cross section of the structure openings and the square steel frame To provide a method of constructing an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame frame.

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본 발명에 따르면, 철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 구조물 개구부의 피해를 줄일 수 있도록 양측 수직기둥, 상부 및 하부 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부에 사각 철골프레임을 설치하고, 와이어로프를 이용하여 사각 철골프레임에 프리텐션을 도입하여 구조물 개구부 및 철골프레임을 서로 구속시켜 일체화시킬 수 있다.According to the present invention, a square steel frame is installed in an opening of a structure surrounded by both vertical columns, upper and lower slabs to reduce the damage of an opening of a structure vulnerable to an earthquake such as a window of a reinforced concrete building, It is possible to integrate the opening of the structure and the steel frame together by introducing the pretension to the square steel frame using the steel frame.

본 발명에 따르면, 와이어로프에 의해 구조물 개구부 및 철골프레임의 일체화된 단면에 의한 강성을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 지진에 의한 수평력을 건물의 개구부 주위에 보다 효율적으로 분산시켜 전달함으로써 구조물 개구부를 내진보강할 수 있다.According to the present invention, it is possible to increase the rigidity of an opening of a structure and an integrated cross-section of a steel frame by a wire rope, thereby distributing and distributing the horizontal force caused by the earthquake more efficiently around the opening of the building, Can be reinforced.

도 1a 내지 도 1c는 각각 종래의 기술에 따른 프레임에 의한 건물의 개구부 내진보강 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강 구조물을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 아이볼트 및 와이어로프를 이용한 구조물 전단보강 구조물을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 B 부분의 상세 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물에서 와이어로프로 구조물 개구부를 감싸는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법의 동작흐름도이다.FIGS. 1A to 1C are views for explaining a seismic reinforcement method of an opening of a building by a frame according to a conventional technique.
2 is a view for explaining an opening seismic reinforcing structure of a reinforced concrete building according to the prior art.
3 is a view for explaining a structure shear reinforcement structure using an eye bolt and a wire rope according to the related art.
4 is a cross-sectional view showing an opening seismic reinforcing structure in which pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention.
5 is a detailed sectional view of part B shown in Fig.
FIG. 6 is a view showing the opening of a wire rope structure in an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an operation method of an opening seismic reinforcement structure in which pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

[와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물][Open-end seismic reinforcement structure with pretensioned steel frame frame using wire rope]

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물을 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 B 부분의 상세 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a detailed sectional view of a portion B shown in FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물(100)은, 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 둘러싸인 구조물 개구부(110)를 내진보강하기 위한 개구부 내진보강 구조물로서, 구조물 개구부(110), 사각 철골프레임(120), 와이어로프 정착부재(130), 와이어로프(140), 앵커볼트(150), 지압파괴 방지 패드(160) 및 완충재(170)를 포함한다.4 and 5, an opening seismic strengthening structure 100 in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention includes two side vertical columns 112 and 124, The structure opening 110, the square steel frame 120, the wire rope fixing member 130, the wire rope 140, and the wire rope 140 are provided as an opening seismic reinforcing structure for seismically reinforcing the structure opening 110 surrounded by the slabs 111, An anchor bolt 150, an acupressure breakage prevention pad 160, and a cushioning material 170.

구조물 개구부(110)는 양측 수직기둥(112, 114), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 이루어져 개구부를 형성한다.The structure opening 110 is composed of both side vertical columns 112, 114, upper and lower slabs 111, 113 to form openings.

사각 철골프레임(120)은 상부 철골(121), 좌측 철골(122), 하부 철골(123) 및 우측 철골(124)로 이루어진 철골프레임으로서, 상기 구조물 개구부(110)의 내측면에 접하도록 서로 조립된다. 예를 들면, 이러한 철골들(121, 122, 123, 124)은 서로 용접 또는 체결볼트로 서로 연결되어 사각 철골프레임(210)이 형성되며, 이러한 철골들(121, 122, 123, 124)은 상부 플렌지, 하부 플랜지 및 복부로 구성된 H형 철골을 이용할 수 있다. 이때, 상기 사각 철골프레임(120)은 상층 슬래브(111)로부터 전달되는 하중을 양측 수직기둥(112, 114)과 함께 하층 슬래브(113)로 분산하여 전달시키며, 빈 공간인 개구부를 지진에 의한 수평력에 대하여 저항하도록 하는 골격구조체 역할을 한다.The square steel frame 120 is a steel frame composed of an upper steel frame 121, a left frame frame 122, a lower frame frame 123 and a right frame frame 124, do. For example, the steel frames 121, 122, 123 and 124 are connected to each other by welding or fastening bolts to form a square steel frame 210. The steel frames 121, 122, 123, H-shaped steel frame composed of flange, lower flange and abdomen can be used. At this time, the square steel frame 120 distributes the load transmitted from the upper slab 111 to the lower slab 113 together with the vertical pillars 112 and 114, and transmits the load, As shown in FIG.

구체적으로, 상기 사각 철골프레임(120)은 상부 철골(121), 좌측 및 우측 철골(122, 124), 하부 철골(123)을 포함한다.Specifically, the square steel frame 120 includes an upper steel frame 121, left and right steel frames 122 and 124, and a lower steel frame 123.

상기 사각 철골프레임(120)의 상부 철골(121)은 상기 양측 수직기둥(112, 114) 사이에 양 단부가 지지되며, 상층 슬래브 또는 빔의 저면에 상면이 지지되도록 설치된다.The upper steel frame 121 of the square steel frame 120 is supported at both ends between the vertical pillars 112 and 114 and is installed to support the upper surface of the upper slab or beam.

상기 사각 철골프레임(120)의 좌측 및 우측 철골(122, 124)은 각각 상기 양측 수직기둥(112, 114) 으로부터 이격되어 상기 상부 철골(121)의 저면으로부터 하방으로 수직 연장되도록 설치된다.The left and right steel frames 122 and 124 of the square steel frame 120 are installed so as to extend vertically downward from the bottom surface of the upper steel frame 121 away from the both side vertical columns 112 and 114.

상기 사각 철골프레임(120)의 하부 철골(123)은 상기 좌측 및 우측 철골(122, 124) 하부를 서로 연결시키도록 설치된다.The lower steel frame 123 of the square steel frame 120 is installed to connect the lower portions of the left and right steel frames 122 and 124 to each other.

또한, 와이어로프 정착부재(130)는 상기 사각 철골프레임(120) 각각에 설치된다. 여기서, 상기 와이어로프 정착부재(130)는 ㄷ자형 철골로서, 상기 ㄷ자형 철골을 서로 대향되도록 맞대어 놓고 상기 사각 철골프레임(120)에 용접하거나 앵커볼트(150)로 고정한다.Further, the wire rope fixing member 130 is installed in each of the square steel frame 120. Here, the wire rope fixing member 130 is a U-shaped steel frame, and the U-shaped steel frame is abutted against each other and welded to the square steel frame 120 or fixed with an anchor bolt 150.

와이어로프(140)는 상기 구조물 개구부(110)를 감싸도록 설치되고, 상기 와이어로프 정착부재(130)에 정착되어 상기 사각 철골프레임(120)에 프리텐션을 도입한다. 이때, 상기 와이어로프(140)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있고, 상기 와이어로프(140)에 의해 감싸인 상기 구조물 개구부(110)는 상기 사각 철골프레임(120)과 일체화된다.The wire rope 140 is installed to surround the opening 110 of the structure and fixed to the wire rope fixing member 130 to introduce pretension to the square steel frame 120. At this time, at least one wire rope 140 may be installed, and the structure opening 110 enclosed by the wire rope 140 may be integrated with the square steel frame 120.

지압파괴 방지 패드(160)는 모서리 보강재로서, 상기 와이어로프(140)로 상기 구조물 개구부(110)를 감쌀 때 상기 구조물 개구부(110)의 모서리를 보강하도록 상기 와이어로프(140) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 설치된다.The acupressure breakage prevention pad 160 is a corner stiffener and is used to reinforce the edges of the structure opening 110 when the structure rope 110 is wrapped with the wire rope 140. The rope 140 and the structure opening 110).

완충재(170)는 상기 사각 철골프레임(120)을 상기 구조물 개구부(110)의 내측면에 접하도록 설치할 때 상기 사각 철골프레임(120) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 각각 설치되며, 상기 완충재(170)는 고무패드 또는 에폭시 충진재일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The cushioning material 170 is installed between the square steel frame 120 and the structure opening 110 when the square steel frame 120 is in contact with the inner surface of the opening 110 of the structure, 170 may be a rubber pad or an epoxy filler, but are not limited thereto.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물에서 와이어로프로 구조물 개구부를 감싸는 것을 나타내는 도면이다.6 is a view showing an opening of a wire rope structure in an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물은, 도 6에 도시된 바와 같이, 와이어로프(140)로 구조물 개구부(110)를 감싸도록 설치하고, 프리텐션을 도입함으로써 상기 와이어로프(140)가 와이어로프 정착부재(130)에 정착된다. 이때, 지압파괴 방지 패드(160)가 상기 와이어로프(140)로 상기 구조물 개구부(110)를 감쌀 때 상기 구조물 개구부(110)의 모서리를 보강하도록 상기 와이어로프(140) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 설치된다.As shown in FIG. 6, the opening seismic strengthening structure in which the pretension is inserted into the steel frame using the wire rope according to the embodiment of the present invention is installed so as to surround the opening 110 of the structure with the wire rope 140 , The wire rope 140 is fixed to the wire rope fixing member 130 by introducing pretension. At this time, the wire rope 140 and the structure opening 110 are formed so as to reinforce the edge of the structure opening 110 when the acupressure destruction preventing pad 160 covers the structure opening 110 with the wire rope 140, Respectively.

이에 따라 상기 구조물 개구부(110) 및 상기 사각 철골프레임(120)의 일체화된 단면에 의한 강성을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 지진에 의한 수평력을 건물의 개구부 주위에 보다 효율적으로 분산시켜 전달함으로써 구조물 개구부를 내진보강할 수 있다.Accordingly, it is possible to increase the rigidity of the structure opening 110 and the rectangular steel frame 120 by the integrated cross-section, thereby distributing the horizontal force due to the earthquake more effectively around the opening of the building, Can be seismically reinforced.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 경우, 철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 구조물 개구부의 피해를 줄일 수 있도록 양측 수직기둥, 상부 및 하부 슬래브로 둘러싸인 구조물 개구부에 사각 철골프레임을 설치하고, 와이어로프를 이용하여 사각 철골프레임에 프리텐션(Pretension)을 도입하여 구조물 개구부 및 철골프레임을 서로 구속시켜 일체화시킬 수 있다.As a result, in the case of an opening seismic reinforcement structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention, the damage to the opening of a structure vulnerable to an earthquake, such as a portion where a window of a reinforced concrete building is installed, A square steel frame is installed at the opening of a structure surrounded by both vertical columns and upper and lower slabs and a pretension is introduced into a square steel frame using a wire rope to constrain the structure openings and the steel frame to each other have.

[와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법][Method of Construction of Opening Seismic Retrofit Structure with Pretensioned Tension to Steel Frame Using Wire Rope]

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법의 동작흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an operation method of an opening seismic reinforcement structure in which pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법은, 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 둘러싸인 구조물 개구부(110)를 내진보강하기 위한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법으로서, 먼저, 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 둘러싸인 구조물 개구부(110)의 크기에 대응하여 상부 철골(121), 좌측 철골(122), 하부 철골(123) 및 우측 철골(124)로 이루어진 사각 철골프레임(120)을 조립한다(S110).Referring to FIG. 7, a method of constructing an opening seismic reinforcing structure in which a pretension is introduced into a steel frame using a wire rope according to an embodiment of the present invention includes two side vertical columns 112, 124, upper and lower slabs 111 The first and second vertical pillars 112 and 124 and the structure openings 110 and 110 surrounded by the upper and lower slabs 111 and 113 are formed on the upper and lower slabs 111 and 113, A square steel frame 120 including an upper steel frame 121, a left frame frame 122, a lower frame frame 123 and a right frame frame 124 is assembled at step S110.

다음으로, 상기 구조물 개구부(110)에 내측면에 접하도록 상기 사각 철골프레임(120)을 고정 설치한다(S120). 여기서, 상기 사각 철골프레임(120)을 상기 구조물 개구부(110)의 내측면에 접하도록 설치할 때 상기 사각 철골프레임(120) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 각각 완충재(170)인 고무패드 또는 에폭시 충진재를 설치할 수도 있다.Next, the rectangular steel frame 120 is fixed to the inner side of the structure opening 110 (S120). When the square steel frame 120 is placed in contact with the inner side surface of the opening 110 of the structure, a rubber pad or an epoxy resin, which is a cushioning material 170, is disposed between the square steel frame 120 and the opening 110, Fillers may also be installed.

다음으로, 와이어로프 정착부재(130)를 상기 사각 철골프레임(120)의 소정 위치에 각각 설치한다(S130). 여기서, 상기 와이어로프 정착부재(130)는 ㄷ자형 철골로서, 상기 ㄷ자형 철골을 서로 대향되도록 맞대어 놓고 상기 사각 철골프레임(120)에 용접하거나 앵커볼트(150)로 고정한다.Next, the wire rope fixing member 130 is installed at a predetermined position of the square steel frame 120 (S130). Here, the wire rope fixing member 130 is a U-shaped steel frame, and the U-shaped steel frame is abutted against each other and welded to the square steel frame 120 or fixed with an anchor bolt 150.

다음으로, 상기 구조물 개구부(110)의 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)를 모두 감싸도록 적어도 하나 이상의 와이어로프(140)를 설치하고 프리텐션(Pre-Tension)을 도입한다(S140). 여기서, 상기 와이어로프(140)로 상기 구조물 개구부(110)를 감쌀 때 상기 구조물 개구부(110)의 4개의 모서리를 보강하도록 상기 와이어로프(140) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 4개의 지압파괴 방지 패드인 모서리 보강재(160)를 설치할 수 있다.Next, at least one wire rope 140 is installed to cover both vertical columns 112, 124, upper and lower slabs 111, 113 of the structure opening 110, and pre- (S140). Herein, when the wire rope 140 is wrapped around the opening 110 of the structure, four acupressure fractures are formed between the wire rope 140 and the structure opening 110 to reinforce the four corners of the opening 110 of the structure A corner stiffener 160 which is a protection pad can be provided.

다음으로, 상기 와이어로프 정착부재(130)에 상기 와이어로프(140)를 정착시킴으로써 상기 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)를 상기 사각 철골프레임(120)과 각각 일체화시킨다(S150).The wire rope 140 is fixed to the wire rope fixing member 130 so that the upper and lower vertical slabs 112 and 124 and the upper and lower slabs 111 and 113 are connected to the square steel frame 120 (S150).

결국, 본 발명의 실시예에 따른 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물 및 그 시공 방법에 따르면, 와이어로프에 의해 구조물 개구부 및 철골프레임의 일체화된 단면에 의한 강성을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 지진에 의한 수평력을 건물의 개구부 주위에 보다 효율적으로 분산시켜 전달함으로써 구조물 개구부를 내진보강할 수 있다.As a result, according to the opening seismic reinforcement structure in which the pretension is introduced into the steel frame using the wire rope according to the embodiment of the present invention and the construction method thereof, the rigidity due to the integrated cross- So that the horizontal force generated by the earthquake can be more effectively dispersed around the opening of the building and transmitted, thereby reinforcing the structure opening.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

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.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 개구부 내진보강 구조물
110: 구조물 개구부
111: 상층 슬래브
112: 좌측 수직기둥
113: 하층 슬래브
114: 우측 수직기둥
120: 사각 철골프레임
121: 상부 철골
122: 좌측 철골
123: 하부 철골
124: 우측 철골
130: 와이어로프 정착부재(ㄷ자형 철골)
140: 와이어로프
150: 앵커볼트
160: 지압파괴 방지 패드
170: 완충재(고무패드 또는 에폭시 충진재)100: opening seismic reinforcement structure
110: Structure opening
111: upper layer slab
112: Left vertical column
113: Lower layer slab
114: Right vertical column
120: square steel frame
121: Upper steel frame
122: left steel frame
123: Lower steel frame
124: Right steel frame
130: Wire rope fixing member (C-shaped steel frame)
140: Wire rope
150: Anchor bolt
160: Shiatsu breakage prevention pad
170: Cushioning material (rubber pad or epoxy filler)

Claims (9)

양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 둘러싸인 구조물 개구부(110)를 내진보강하기 위한 개구부 내진보강 구조물에 있어서,
양측 수직기둥(112, 114), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 이루어져 개구부를 형성하는 구조물 개구부(110);
상부 철골(121), 좌측 철골(122), 하부 철골(123) 및 우측 철골(124)로 이루어진 철골프레임으로서, 상기 구조물 개구부(110)의 내측면에 접하도록 서로 조립되는 사각 철골프레임(120);
상기 사각 철골프레임(120) 각각에 설치되는 와이어로프 정착부재(130); 및
상기 구조물 개구부(110)를 감싸도록 설치되고, 상기 와이어로프 정착부재(130)에 정착되어 상기 사각 철골프레임(120)에 프리텐션을 도입하는 와이어로프(140)를 포함하되,
상기 와이어로프(140)에 의해 감싸인 상기 구조물 개구부(110)는 상기 사각 철골프레임(120)과 일체화되어,
상기 구조물 개구부(110) 및 상기 사각 철골프레임(120)의 일체화된 단면에 의하여 개구부 강성이 증가되도록 하며,
상기 와이어로프 정착부재(130)는 ㄷ자형 철골로서, 상기 ㄷ자형 철골을 서로 대향되도록 맞대어 놓고 상기 사각 철골프레임(120)에 용접하거나 앵커볼트(150)로 고정하는 것을 특징으로 하는 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물.An opening seismic reinforcing structure for seismically reinforcing a structure opening (110) surrounded by both side vertical columns (112, 124), upper and lower slabs (111, 113)
A structure opening 110 consisting of both vertical columns 112 and 114, upper and lower slabs 111 and 113 to form openings;
A steel frame frame made up of an upper steel frame 121, a left frame frame 122, a lower frame frame 123 and a right frame frame 124. The rectangular frame frame 120 is assembled to be in contact with the inner surface of the frame opening 110, ;
A wire rope fixing member 130 installed on each of the square steel frame 120; And
And a wire rope 140 installed to surround the opening 110 of the structure and fixed to the wire rope fixing member 130 to introduce pretension to the square steel frame 120,
The structure opening 110 enclosed by the wire rope 140 is integrated with the square steel frame 120,
The rigidity of the opening is increased by the integrated cross-section of the structure opening 110 and the square steel frame 120,
Wherein the wire rope fixing member 130 is a U-shaped steel frame, and the U-shaped steel frame is arranged to face each other and is welded to the square steel frame 120 or fixed with an anchor bolt 150 Open - end seismic reinforcement structure with pre - tension applied to steel frame. 제1항에 있어서, 상기 사각 철골프레임(120)은,
상기 양측 수직기둥(112, 114) 사이에 양 단부가 지지되며, 상층 슬래브 또는 빔의 저면에 상면이 지지되도록 설치된 상부 철골(121);
상기 양측 수직기둥(112, 114) 으로부터 이격되어 상기 상부 철골(121)의 저면으로부터 하방으로 수직 연장되도록 설치된 좌측 및 우측 철골(122, 124); 및
상기 좌측 및 우측 철골(122, 124) 하부를 서로 연결시키도록 설치된 하부 철골(123)
을 포함하는 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물.2. The apparatus of claim 1, wherein the square steel frame (120)
An upper steel frame 121 having both ends supported between the vertical pillars 112 and 114 and having an upper surface supported on the lower surface of the upper slab or beam;
Left and right steel bars (122, 124) spaced apart from the both side vertical columns (112, 114) and vertically extending downward from the bottom surface of the upper steel frame (121); And
A lower steel frame 123 installed to connect the lower portions of the left and right steel frames 122 and 124 to each other,
A reinforcement structure of openings incorporating pre - tension in a steel frame using a wire rope. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 와이어로프(140)로 상기 구조물 개구부(110)를 감쌀 때 상기 구조물 개구부(110)의 모서리를 보강하도록 상기 와이어로프(140) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 설치되는 지압파괴 방지 패드(160)를 추가로 포함하는 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물.The method according to claim 1,
A protective layer 160 disposed between the wire rope 140 and the structure opening 110 to reinforce the edge of the structure opening 110 when the structure opening 110 is covered with the wire rope 140, ) Reinforced structure of openings incorporating a pretension in a steel frame using a wire rope. 제1항에 있어서,
상기 사각 철골프레임(120)을 상기 구조물 개구부(110)의 내측면에 접하도록 설치할 때 상기 사각 철골프레임(120) 및 상기 구조물 개구부(110) 사이에 각각 설치되는 완충재(170)를 추가로 포함하며, 상기 완충재(170)는 고무패드 또는 에폭시 충진재를 포함하는 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물.The method according to claim 1,
A cushioning material 170 installed between the square steel frame 120 and the structure opening 110 when the square steel frame 120 is in contact with the inner surface of the opening 110, , And the cushioning material (170) is a reinforcement structure for openings reinforced by a pretension in a steel frame using a wire rope including a rubber pad or an epoxy filler. 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 둘러싸인 구조물 개구부(110)를 내진보강하기 위한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법에 있어서,
a) 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)로 둘러싸인 구조물 개구부(110)의 크기에 대응하여 상부 철골(121), 좌측 철골(122), 하부 철골(123) 및 우측 철골(124)로 이루어진 사각 철골프레임(120)을 조립하는 단계;
b) 상기 구조물 개구부(110)에 내측면에 접하도록 상기 사각 철골프레임(120)을 고정 설치하는 단계;
c) 와이어로프 정착부재(130)를 상기 사각 철골프레임(120)의 소정 위치에 각각 설치하는 단계;
d) 상기 구조물 개구부(110)의 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)를 모두 감싸도록 와이어로프(140)를 설치하고 프리텐션(Pre-Tension)을 도입하는 단계; 및
e) 상기 와이어로프 정착부재(130)에 상기 와이어로프(140)를 정착시킴으로써 상기 양측 수직기둥(112, 124), 상층 및 하층 슬래브(111, 113)를 상기 사각 철골프레임(120)과 각각 일체화시키는 단계를 포함하며,
상기 c) 단계의 와이어로프 정착부재(130)는 ㄷ자형 철골로서, 상기 ㄷ자형 철골을 서로 대향되도록 맞대어 놓고 상기 사각 철골프레임(120)에 용접하거나 앵커볼트(150)로 고정하며,
상기 구조물 개구부(110) 및 상기 사각 철골프레임(120)의 일체화된 단면에 의하여 개구부 강성이 증가되도록 하는 와이어로프를 이용하여 철골프레임에 프리텐션을 도입한 개구부 내진보강 구조물의 시공 방법.A method of constructing an opening seismic reinforcing structure for seismically reinforcing a structure opening (110) surrounded by both side vertical columns (112, 124), upper and lower slabs (111, 113)
a) The upper steel bar 121, the left steel bar 122, the lower steel bar 123 and the lower steel bar 122 corresponding to the size of the structure openings 110 surrounded by the two side vertical columns 112, 124 and the upper and lower slabs 111, Assembling a square steel frame 120 made of a right steel frame 124;
b) fixing the square steel frame 120 to the inner side of the opening 110;
c) installing the wire rope fixing member 130 at a predetermined position of the square steel frame 120;
d) installing a wire rope 140 to cover both vertical columns 112, 124, upper and lower slabs 111, 113 of the opening 110 of the structure, and introducing pre-tension; ; And
e) By fixing the wire rope 140 to the wire rope fixing member 130, the upper and lower vertical slabs 112 and 124, the upper and lower slabs 111 and 113 are integrated with the square steel frame 120, respectively , ≪ / RTI >
The wire rope fixing member 130 in the step c) is a U-shaped steel frame, the U-shaped steel frame is abutted against each other and welded to the square steel frame 120 or fixed with an anchor bolt 150,
A method of constructing an opening seismic reinforcement structure in which pretension is introduced into a steel frame using a wire rope that increases the rigidity of an opening by an integrated cross section of the structure opening (110) and the square steel frame (120). 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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