KR101797930B1 - Method of aseismic reinforcement for existing building structure using concrete filled steel tube - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for aseismic reinforcement of an existing building structure and, more specifically, relates to a method for aseismic reinforcement of an existing building structure, which has excellent constructability, and further can improve reinforcing ability and connection strength with a beam by realizing aseismic reinforcement of an existing building structure with a simple process using a base steel plate coupled to a column of the existing building structure and a reinforcing steel plate coupled to the base steel plate and manufactured in advance to be supplied.

Description

기존 건축물의 내진보강 공법{METHOD OF ASEISMIC REINFORCEMENT FOR EXISTING BUILDING STRUCTURE USING CONCRETE FILLED STEEL TUBE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a seismic retrofitting method,

본 발명은 기존 건축물의 기둥에 대한 내진보강 공법에 관한 것으로, 시공성과 보강성 그리고 보와의 연결 시, 그 견고성을 향상시킬 수 있도록 하는, 기존 건축물의 내진보강 공법에 관한 것이다.The present invention relates to an earthquake-proof reinforcement method for a column of an existing building, and relates to an earthquake-proof reinforcement method for an existing building, which can improve the robustness of construction, reinforcement, and connection of the beam.

일반적으로, 각종 건축물의 설계에는 지진을 견딜 수 있는 내진설계가 함께 수반되며, 1990년 건축법에 내진설계 관련 규정을 적용한 이래 계속적인 수정, 보완을 거쳐 2005년 내진관련 규정을 현실화 및 강화하여 개정하였다. In general, the design of various buildings is accompanied by earthquake-resistant design that can withstand earthquakes. Since applying the earthquake-resistant design regulations in the Building Code of 1990, the earthquake-related regulations have been revised .

하지만, 내진설계규정의 도입 이전에 건설된 건물은 지진에 대한 영향을 고려하지 않고 설계, 시공되었을 뿐만 아니라 공용 년수의 증가에 따라 열화 손상이 많이 진행되어 내진 성능을 제대로 발휘하지 못하게 된다.However, the buildings constructed prior to the introduction of the seismic design regulations are not designed and constructed without considering the effects of the earthquake, and the seismic performance is not exhibited properly due to the deterioration of the damage due to the increase in the number of public years.

즉, 근래 우리나라 근접 국가에서 자주 발생되고 있는 지진과 그로 인한 막대한 인명과 재산상의 피해사례를 보면 우리나라도 결코 지진으로부터 안전하다고 할 수 없음에도 불구하고, 국내에서는 기존 건축물의 80% 이상이 지진에 무방비한 실정이라고 할 수 있으며, 특히 학교 건축물의 경우는 더욱 열악하다고 할 수 있다.In other words, although the earthquake that has been frequently occurring in neighboring countries in recent years and the huge damage caused by the people and property are not safe from earthquakes in Korea, more than 80% This can be said to be the case, especially in the case of school buildings.

따라서, 상기와 같이 내진설계가 고려되지 않거나 미비한 기존 건축물에는 내진보강 공법을 적용하게 된다.Therefore, the seismic retrofitting method is applied to the existing buildings which are not considered or have insufficient seismic design.

상기 내진보강 공법은 신축건물에 적용하는 내진설계 방법과 달리 기존의 건축물 또는 시설물에 보강을 해야 하므로 사용성에 대한 고려, 경제성에 대한 고려, 시공성에 대한 고려가 필요하며 기존 건축물과 시설물에 대한 특수성을 고려하여 적절한 공법을 선택할 필요가 있으며, 기존 건축물이나 시설물의 내진보강방법으로는 강성을 증대하는 공법, 강성을 증대하는 공법 또는 강성과 연성을 동시에 증대시키는 공법이 있다. Unlike the seismic design method applied to new buildings, the seismic retrofit method requires reinforcement to existing buildings or facilities, so consideration should be given to consideration of usability, consideration of economical efficiency, construction workability, and specificity of existing buildings and facilities It is necessary to select an appropriate construction method considering existing structures and facilities. There are two methods of reinforcing seismic reinforcement of existing buildings and facilities: a method of increasing stiffness, a method of increasing stiffness, or a method of simultaneously increasing stiffness and ductility.

이중 보편적으로 채택하고 있는 공법은 강성을 증대시키는 공법으로써, 기존 건축물의 기둥 또는 보에 보강재를 피복하는 공법과 기존 건축물에 같은 부재를 사용하여 단면적을 증가하여 보강하는 방법이 있으며, 관련 선행기술로써 특허문헌 1인 국내 등록특허공보 제10-1065469호, 특허문헌 2인 국내 공개특허공보 제10-2011-0018251호 및 특허문헌 3인 일본 공개특허공보 제2007-138472호 등이 있다.As a method of increasing the stiffness, there is a method of covering a stiffener to a column or a beam of an existing building and a method of reinforcing the existing structure by increasing the sectional area by using the same member. Patent Documents 1 to 10-1065469, Patent Documents 2 and 10-2011-0018251, and Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-138472 .

구체적으로 살펴보면, 상기 특허문헌 1인 국내 등록특허공보 제10-1065469호는 기존 건축물의 기둥 또는 보에 보강재를 피복하는 공법으로써, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 건물의 기둥(100) 또는 보를 감싸는 강판(200)을 앵커볼트(300)에 의해 기둥(100)에 고정하고, 상기 강판(200)과 기둥(100) 사이의 공간에 에폭시 수지(400)를 충진하여 시공된다.Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1065469 discloses a method of covering a column or a beam of existing buildings with a reinforcing material. As shown in FIGS. 1A and 1B, Or the steel plate 200 surrounding the beam is fixed to the column 100 by the anchor bolts 300 and the space between the steel plate 200 and the column 100 is filled with the epoxy resin 400.

하지만, 상기와 같은 종래 내진보강 공법은 내력에 대한 증진효과는 있으나, 강성 증가에는 효과가 미비한 문제점이 있었다. 여기서, 상기 '강성'이란, 재료에 외부에서 변형을 가할 때 그 재료가 주어진 변형에 저항하는 정도를 수치화한 것임을 고려할 때, 상기 내진성능을 보강하기 위해서는 강성이 필수적으로 향상되어야함에도 불구하고 종래기술은 내력에 대한 증진효과만 있을 뿐만 강성 증가에는 효과가 없음에 따라 내진성능을 제대로 보강할 수 없는 문제점이 있었다.However, the conventional seismic retrofitting method as described above has an effect of improving the strength, but it is not effective in increasing the rigidity. Here, the 'stiffness' is a numerical value of the degree to which the material resists a given deformation when the deformation is applied to the material from the outside. In order to reinforce the earthquake-proof performance, There is a problem in that the seismic performance can not be properly reinforced because there is only an effect of enhancing the strength but not an effect of increasing the stiffness.

한편, 상기 특허문헌 2인 국내 공개특허공보 제10-2011-0018251호는 기존 건축물에 같은 부재를 사용하여 단면적을 증가하여 보강하는 방법으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 기존 콘크리트 구조물(1)에 수지앵커(2)를 일정 간격으로 1열 또는 2열 설치하고, 내진 보강용 철골 프레임(4)에 스터드볼트(3)를 1열 또는 2열 설치하고, 거푸집을 설치하여 고강도 모르타르(5)를 타설하여 시공된다.Meanwhile, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-2011-0018251 discloses a method of reinforcing an existing building by increasing the cross-sectional area by using the same member. As shown in FIG. 2, the existing concrete structure 1, Reinforcing steel frame 4 is provided with one or two rows of stud bolts 3 and a die is installed to form a high strength mortar 5, Is installed.

하지만 상기와 같은 종래의 기술은 내진보강 공법은 거푸집 설치공사 등이 필수적으로 포함되어야 함에 따라 그 공정이 복잡하고 공기가 증가할 뿐만 아니라 거푸집 등 별도의 자재가 소모됨에 따라 공사비 역시 증가하게 되는 문제점이 있었다.However, since the above-mentioned conventional techniques are required to include the work of installing the formwork in the seismic strengthening method, the process is complicated and the air is increased, and the cost of construction is also increased due to consumption of separate materials such as formwork there was.

한편, 특허문헌 3인 일본 공개특허공보 제2007-138472호는 도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 기둥에 보강주(20)를 설치하고 콘크리트(32)를 충진하여 보강하는 기술이 공개되어 있다.On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-138472 (Patent Document 3) discloses a technique in which a reinforcing main body 20 is installed on an existing column and reinforced by filling the concrete 32 as shown in Fig. 3 .

하지만, 상기와 같은 종래의 기술은 보강강도가 미비할 뿐만 아니라 기존의 기둥과 보강주(20)가 제대로 증착되지 않게 되며, 이로 인해 일체성이 저하되어 보강효과를 제대로 구현하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, the above-described conventional techniques have a problem in that the reinforcing strength is insufficient, and the existing pillars and the reinforcement 20 are not properly deposited. As a result, the integrity is reduced and the reinforcing effect is not realized properly .

특허문헌 1 : 국내 등록특허공보 제10-1065469호 "건물의 기둥 또는 보에 원형날개 및 관통홀이 형성된 비돌출식 강판을 이용한 내진성 보강구조체 및 그 시공방법"Patent Document 1: Korean Patent Registration No. 10-1065469 "Earthquake-resistant reinforcement structure using a non-protruding steel plate in which a circular wing and a through hole are formed in a column or a beam of a building, and a construction method thereof & 특허문헌 2 : 국내 공개특허공보 제10-2011-0018251호 "내진 보강용 철골 구조물 접합구조 및 접합공법"Patent Document 2: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0018251 "Seismic Retention Structure of Steel Structure for Seismic Retention & 특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 제2007-138472호 "기존 건축물의 내진보강 공법)Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-138472 "Seismic Retrofit Method for Existing Buildings &

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 건축물의 기둥에 결합된는 베이스 강판과, 상기 베이스 강판과 결합되는 것으로 사전에 미리 제작되어 공급되는 보강 강판을 이용하여, 간단한 공정으로 기존 건축물의 내진보강을 구현함으로써, 시공성이 우수할 뿐만 아니라 보강성 및 보와의 연결 견고성을 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a base steel plate coupled to a column of an existing building and a reinforcement steel plate previously prepared and supplied, By implementing the reinforcement, not only the workability is excellent, but also the reinforcing property and the rigidity of connection with the beam can be improved.

본 발명은 기존 건축물의 내진보강 공법에 있어서, 제 1 수평판(10a)과, 상기 제 1 수평판(10a)에서 소정 간격 이격되어 복수개로 돌출 설치되는 제 2 수평판(10b)을 포함하여 구성되는 베이스 강판(10)을 기존 건축물의 기둥(100) 일면에 설치하는 단계(S100); 및 개방부가 형성된 박스형 강판(20a)과, 상기 박스형 강판(20a)의 내부에서 소정간격 이격되어 복수개로 설치되는 제 3 수평판(20b)을 포함하여 구성되는 보강 강판(20)을 상기 베이스 강판(10)에 결합하여 설치하는 단계(S200);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기존 건축물의 내진보강 공법을 과제의 해결 수단으로 한다.The present invention relates to a seismic retrofitting method for existing buildings, which comprises a first horizontal board (10a) and a second horizontal board (10b) spaced apart from the first horizontal board (10a) by a plurality of projections (S100) a base steel plate (10) on one side of a column (100) of an existing building; A reinforcing steel plate 20 including a box-shaped steel plate 20a having an opening formed therein and a third horizontal plate 20b spaced apart from the box-shaped steel plate 20a by a predetermined distance, (S200) of installing the seismic retrofitting method to the existing building (10).

여기서, 상기 S200 단계는 상기 보강 강판(20)의 제 3 수평판(20b)과, 상기 베이스 강판(10)의 제 2 수평판(10b)이 상하로 상호 겹치도록 결합하여 설치하는 것이 바람직하다.It is preferable that the third horizontal plate 20b of the reinforcing steel plate 20 and the second horizontal plate 10b of the base steel plate 10 are vertically coupled to each other in step S200.

한편, 본 발명은 상기 S200 단계 이후, 상기 제 3 수평판(20b)과 대응되는 위치에 보(200)를 연결하는 단계(S300);를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The present invention may further include a step S300 of connecting the beam 200 to a position corresponding to the third horizontal plate 20b after step S200.

본 발명은 기존 건축물 기둥의 내력뿐만 아니라 강성을 증가시켜 우수한 내진성능을 구현할 수 있도록 하며, 특히 그 시공 편의성이 매우 우수하며, 보강성 및 보와의 연결 견고성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can provide an excellent seismic performance by increasing the stiffness as well as the proof strength of the existing building columns. In particular, it has an excellent convenience of installation, and has an effect of improving the reinforcing property and the connection firmness between the beams.

도 1 내지 도 3은 종래 기존 건축물의 내진보강공법을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 공정 흐름도
도 5는 본 발명에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법의 각 공정별 단면도 및 사시도1 to 3 are views showing a conventional seismic retrofitting method for existing buildings
FIG. 4 is a flow chart showing an existing seismic retrofitting method according to the present invention.
5 is a cross-sectional view and a perspective view of each process of the seismic retrofitting method of existing buildings according to the present invention.

본 발명은 기존 건축물의 내진보강 공법에 관한 것으로, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that the present invention relates to a seismic retrofitting method for an existing building, and only the parts necessary for understanding the technical construction of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The above objects, features and advantages of the present invention will be more readily understood by reference to the accompanying drawings and the following detailed description.

도 4는 본 발명에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 공정 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 단면도 및 사시도이다.FIG. 4 is a process flow chart showing an existing seismic retrofitting method according to the present invention, and FIG. 5 is a sectional view and a perspective view showing an existing seismic retrofitting method according to the present invention.

본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 베이스 강판(10)을 기존 건축물의 기둥(100) 일면에 설치하는 단계(S100)와, 보강 강판(20)을 상기 베이스 강판(10)과 결합하여 설치하는 단계(S200) 및, 보(200) 연결단계(S300)를 포함하여 구성된다.4, a step S100 of installing a base steel plate 10 on one side of a column 100 of an existing building and a step S100 of joining the reinforcing steel plate 20 to the base steel plate 10 (S200), and connecting the beam 200 (S300).

상기 S100 단계는, 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 기존 건축물의 기둥에 베이스 강판(10)을 설치하는 단계로써, 기존 건축물의 전부 또는 보강하고자 하는 일부 위치를 선정한 후, 해당 부분의 마감재를 철거하고 설치면을 정리한 후 상기 베이스 강판(10)을 설치한다.4 and 5A, in step S100, a base steel plate 10 is installed on a column of an existing building. After selecting all the existing buildings or some positions to be reinforced, And the base steel plate 10 is installed after arranging the mounting surfaces.

여기서, 상기 베이스 강판(10)은 제 1 수평판(10a)과 제 2 수평판(10b)으로 이루어지며, 상기 제 2 수평판(10b)은 상기 제 1 수평판(10a)에서 소정 간격 이격되어 복수개로 돌출 설치되어 이루어지는데, 이는 후술되어질 보강 강판(20)의 제 3 수평판(20b)과 겹치도록 결합되어 용접 용이성 및 이에 따른 시공용이성과, 보(200)와의 연결성 및 견고성 등을 향상시키기 위함이다.The base plate 10 includes a first horizontal plate 10a and a second horizontal plate 10b and the second horizontal plate 10b is spaced apart from the first horizontal plate 10a by a predetermined distance Which are overlapped with the third horizontal plate 20b of the reinforced steel plate 20 to be described later, to improve the ease of welding and the ease of installation and the connection and rigidity with the beam 200 It is for this reason.

상기 S200 단계는, 도 4, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 강판(10)에 보강 강판(20)을 결합하여 설치하는 단계로써, 상기 보강 강판(20)은 개방부가 형성된 박스형 강판(20a) 내부에서 제 3 수평판(20b)이 소정간격 이격되어 복수개로 설치되되, 상기 제 3 수평판(20b)은 상기 베이스 강판(10)의 제 2 수평판(10b)과 대응되는 위치(제 2 수평판(10b)의 두께만큼 제 2 수평판(10b)보다 상측에 위치)에 설치되며, 이로 인해 베이스 강판(10)과 보강 강판(20)의 결합 시, 상기 보강 강판(20)의 제 3 수평판(20b)과, 상기 베이스 강판(10)의 제 2 수평판(10b)이 상하로 상호 겹치도록 결합하여 설치된다.4, 5B, and 5C, the reinforcing steel plate 20 is coupled to the base steel plate 10, and the reinforcing steel plate 20 is inserted into the box- The third horizontal board 20b is spaced apart from the third horizontal board 20b by a predetermined distance and the third horizontal board 20b is positioned at a position corresponding to the second horizontal board 10b of the base steel board 10 (Located above the second horizontal board 10b by the thickness of the second horizontal board 10b), whereby when the base steel sheet 10 and the reinforcing steel sheet 20 are combined, And a second horizontal plate 10b of the base steel plate 10 are vertically coupled to each other so as to overlap with each other.

상기 S300 단계는, 도 4 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 보(200)를 연결하는 단계로써, 상기 제 3 수평판(20b)과 대응되는 위치에 보(200)를 연결시키며, 보(200)의 연결방법은 이미 공지된 다양한 방법을 적용할 수 있고 추후 그 자체로 사용하거나 콘크리트를 충전하여 사용할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5D, the step S300 is a step of connecting the beam 200, connecting the beam 200 to a position corresponding to the third horizontal plate 20b, ) Can be applied by various methods well known in the art and can be used by itself or filled with concrete.

한편, 상기 기재된 '설치', '결합', '연결' 등은 용접, 볼트 또는 일체화된 성형 등 이미 공지된 다양한 방법을 적용할 수 있으며, 특정 방법에 한정하지 않고 시공환경이나 시공대상 등을 고려하여 선택적으로 적용할 수 있다.Meanwhile, various known methods such as welding, bolt or integrated molding can be applied to the 'installation', 'coupling', and 'connection' described above, and the construction environment or the construction target And can be selectively applied.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various changes, modifications and variations may be made without departing from the scope of the present invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : 기둥 200 : 보
10 : 베이스 강판 10a : 제 1 수평판
10b : 제 2 수평판 20 : 보강 강판
20a : 박스형 강판 20b : 제 3 수평판100: column 200: beam
10: base steel plate 10a: first horizontal plate
10b: second horizontal plate 20: reinforced steel plate
20a: box steel plate 20b: third horizontal plate

Claims (3)

기존 건축물의 내진보강 공법에 있어서,
제 1 수평판(10a)과, 상기 제 1 수평판(10a)에서 소정 간격 이격되어 복수개로 돌출 설치되는 제 2 수평판(10b)을 포함하여 구성되는 베이스 강판(10)을 기존 건축물의 기둥(100) 일면에 설치하는 단계(S100); 및
개방부가 형성된 박스형 강판(20a)과, 상기 박스형 강판(20a)의 내부에서 소정간격 이격되어 복수개로 설치되는 제 3 수평판(20b)을 포함하여 구성되는 보강 강판(20)을 상기 베이스 강판(10)에 결합하여 설치하는 단계(S200);를 포함하여 이루어지되,
상기 S200 단계는, 상기 보강 강판(20)의 제 3 수평판(20b)과, 상기 베이스 강판(10)의 제 2 수평판(10b)이 상하로 상호 겹치도록 결합하여 설치하며,
상기 제 3 수평판(20b)과 대응되는 위치에 보(200)를 연결하는 단계(S300);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기존 건축물의 내진보강 공법.In seismic retrofitting of existing buildings,
A base steel plate 10 including a first horizontal plate 10a and a second horizontal plate 10b spaced apart from the first horizontal plate 10a by a plurality of protrusions spaced apart from the first horizontal plate 10a, 100); And
A reinforcing steel plate 20 including a box-shaped steel plate 20a having an opening formed therein and a third horizontal plate 20b spaced apart from the box-shaped steel plate 20a by a predetermined distance, (S200), the method comprising:
In step S200, the third horizontal board 20b of the reinforcing steel board 20 and the second horizontal board 10b of the base steel board 10 are installed so as to overlap each other in the vertical direction,
And connecting the beam 200 to a position corresponding to the third horizontal plate 20b (S300). 삭제delete 삭제delete
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