KR101841489B1 - 건물 기둥의 내진보강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 건물을 지진으로부터 보호하기 위해서 기둥을 내진 기둥으로 보강하는 장치에 있어서,
기둥 일면폭의 양측을 설정된 길이로 초과하는 크기의 강판으로 제작되어 기둥의 일면에 설치되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임을 관통하면서 기둥에 고정되어 상기 고정 프레임을 기둥의 전면부에 고정시키는 앵커부재; ㄷ자 형상으로 제작되어 상기 고정 프레임에 결합되는 보강 프레임; 및 상기 고정 프레임과 상기 보강 프레임이 밀폐가 되도록 상기 고정 프레임의 일부분과 상기 고정 프레임의 일부분에 대응하는 상기 보강 프레임의 일부분을 결합시켜서 완충부를 형성시키는 결합부재를 포함하고, 상기 완충부에는 기둥의 지진에 대한 강성을 보강시키기 위해서 모르타르를 충진시키는 것을 특징으로 한다.

Description

건물 기둥의 내진보강장치{SEISMIC REINFORCEMENT DEVICE OF BUILDING COLUMNS}

본 발명은 건물 기둥의 내진보강장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 시공 및 사용이 편리한 건물 기둥의 내진보강장치에 관한 것이다.

국내외에 적용되는 내진보강방법으로는 건축물이 기초부분과 분리되어 지진충격이 건축물에 직접 전달되지 않도록 면진장치 등을 구조물의 기초와 기둥이 접하는 부분에 설치하는 방법이나, 건축물의 채광을 위하여 개방되도록 설치된 창호부분의 슬래브와 기둥이 접하는 내측 모서리 부분에 강재를 이용한 보강재를 설치하는 보강공법, 건축물의 기둥에 강판으로 이루어진 전단보강재를 부착하여 기둥의 충격으로 인하여 건축물이 파괴되는 것을 방지하는 공법 및 보와 기둥으로 둘러싸인 영역에 철근콘크리트의 보강벽을 신설하거나, 기존의 벽이 설치된 경우에 기존 벽의 측면 또는 양면에 콘크리트를 증설함으로서 기존 벽을 보강하는 방법들이 주로 적용되고 있다.

그러나, 상기한 공법들은 보강재를 공장에서 제작하여 현장에서 설치하는 시공으로서 현장설치를 위하여 실제 건축물의 슬래브와 기둥의 내측 규격보다 작게 제작된 강재로 이루어진 보강재를 설치하고, 들뜸 부위에 모르타르를 충전하여 일체화시키는 시공방법을 적용하고 있어 내진 보강 전후에 충진여부 판정이 어렵다.

또한, 보강벽의 신설이나 콘크리트 증설의 경우, 철근조립, 거푸집설치 및 해체, 콘크리트의 양생기간 등 여러 공정이 필요하여 건축물의 자중이 증가되는 가운데 작업공기가 늘어나 추가적인 비용이 지출되게 된다.

뿐만 아니라, 지진으로 인한 충격이 전달되는 콘크리트 건축물과 강재로 제작된 보강재 사이의 강성의 차이로 인한 모서리 부분의 콘크리트가 파손되는 문제점과 강재의 온도변화에 따른 신축작용으로 인한 들뜸이 발생되는 문제점이 있었고 보강재의 박리방지를 위해서는 보강재를 볼트로 기둥이나 보에 고정시키기 위해서 기둥이나 보에 볼트구멍을 뚫는 공사가 필요하며, 보강재를 기존 벽의 표면에 밀착시키기 위해서 기존 벽 표면의 바탕처리와 같은 여러 공정이 필요한바 여러 문제점이 수반된다.

이는 곧 건축물의 내구성이 낮아지는 문제점을 유발하게 되는 것이다. 이에 기존 조적벽을 철거하고 철재 브레이싱을 설치하여 조적벽의 내진성능을 향상시키는 방법이 사용되었으나, 복잡한 공정으로 공사기간이 길어지고, 철거 과정이 수반됨에 따라 비경제적이며, 건설폐기물 발생 및 천연자원소비라는 측면에서 친환경적이지 못하다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허번호 제10-1306040호(발명의 명칭: 철근 콘크리트 기둥 내진 보강 장치)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 건물의 기존 기둥을 지진으로부터 발생하는 횡압력에 대응하여 기둥의 강도를 보강시키기 위해서 기둥의 외주면에 간편하게 부착시키는 건물 기둥의 내진보강장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명 건물 기둥의 내진보강장치는, 기존 건물을 지진으로부터 보호하기 위해서 기둥을 내진 기둥으로 보강하는 장치에 있어서, 기둥 일면폭의 양측을 설정된 길이로 초과하는 크기의 강판으로 제작되어 기둥의 일면에 설치되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임을 관통하면서 기둥에 고정되어 상기 고정 프레임을 기둥의 전면부에 고정시키는 전단연결앵커부재; ㄷ자 형상으로 제작되어 상기 고정 프레임에 결합되는 보강 프레임; 및 상기 고정 프레임과 상기 보강 프레임이 밀폐가 되도록 상기 고정 프레임의 일부분과 상기 고정 프레임의 일부분에 대응하는 상기 보강 프레임의 일부분을 결합시켜서 완충부를 형성시키는 결합부재를 포함하고, 상기 완충부에는 기둥의 지진에 대한 강성을 보강시키기 위해서 무수축 모르타르를 충진시킬 수 있다.

또한, 상기 고정 프레임 양단에 결합이 가능하도록 상기 ㄷ 자 형상의 보강 프레임의 양단을 설정된 길이로 외측으로 절곡하여 형성시켜서 상기 고정 프레임의 양단에 접촉되는 절곡부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 결합부재는, 상기 고정 프레임의 양단과 상기 고정 프레임의 양단에 대응하는 상기 보강 프레임의 양측 끝단을 각각 볼트, 너트나 용접결합시켜서 상기 고정 프레임과 상기 보강 프레임을 통해 형성되는 상기 완충부를 밀폐시킬 수 있다.

또한, 상기 전단연결앵커부재는, 상기 완충부 내부에서 설정된 길이를 돌출된 상태로 기둥에 고정시켜서 무수축 모르타르와의 부착력을 강화시킬 수 있다.

또한, 상기 고정 프레임과 상기 보강 프레임의 형상을 서로 바꾸어서 상기 고정 프레임의 개구부를 외측으로 향한 상태로 기둥의 일면에 부착시키고, 상기 전단연결앵커부재로 고정시키며 상기 보강 프레임의 양단을 상기 결합부재를 이용하여 상기 고정 프레임 개구부측의 양단에 결합시킬 수 있다.

본 발명의 건물 기둥의 내진보강장치는, 앵커부재로 고정 프레임을 기존 건물의 기둥에 고정시키고 고정 프레임에 결합부재로 보강 프레임을 결합시켜서 건물의 기존 기둥을 보강하여 지진으로부터 발생하는 횡압력에 대해 효과적으로 대응할 수 있다.

또한, 고정 프레임과 보강 프레임을 통해서 형성된 완충부에 무수축 모르타르를 충진하여 횡압력에 대한 보강력을 한 층더 강화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건물 기둥의 내진보강장치의 사시도.
도 2는 상기 내진보강장치의 제 1실시예를 나타낸 평면도.
도 3은 상기 내진보강장치의 제 2실시예를 나타낸 평면도.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.　본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다.　또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건물 기둥의 내진보강장치의 사시도이고, 도 2는 상기 내진보강장치의 제 1실시예를 나타낸 평면도이고, 도 3은 상기 내진보강장치의 제 2실시예를 나타낸 평면도이다.

도 1내지 도 3에 보인바와 같이, 기존 건물을 지진으로부터 보호하기 위해서 기둥을 내진 기둥으로 보강하는 장치에 있어서, 본 발명은 고정 프레임(100), 전단연결앵커부재(200), 보강 프레임(300) 및 결합부재(400)를 포함할 수 있다.

상기 고정 프레임(100)은 기둥(C) 일면폭의 양측을 설정된 길이로 초과하는 크기의 강판으로 제작되어 기둥(C)의 일면에 설치될 수 있다.

상기 전단연결앵커부재(200)는 고정 프레임(100)을 관통하면서 기둥(C)에 고정되어 고정 프레임(100)을 기둥(C)의 전면부에 고정시킬 수 있다.

전단연결앵커부재(200)는 완충부(500) 내부에서 설정된 길이를 돌출된 상태로 기둥에 고정시켜서 무수축 모르타르(30)와의 부착력을 강화시킬 수 있다.

상기 보강 프레임(300)은 ㄷ자 형상으로 제작되어 고정 프레임(100)에 결합될 수 있다.

보강 프레임(300)은 절곡부(310)를 포함할 수 있다.

상기 절곡부(310)는 고정 프레임(100) 양단에 결합이 가능하도록 ㄷ 자 형상의 보강 프레임(300)의 양단을 설정된 길이로 외측으로 절곡하여 형성시켜서 고정 프레임(100)의 양단에 접촉될 수 있다.

상기 결합부재(400)는 고정 프레임(100)과 보강 프레임(300)이 밀폐가 되도록 고정 프레임(100)의 일부분과 고정 프레임(100)의 일부분에 대응하는 보강 프레임(300)의 일부분을 결합시켜서 완충부(500)를 형성시킬 수 있다.

결합부재(400)는 고정 프레임(100)의 양단과 고정 프레임(100)의 양단에 대응하는 보강 프레임(300)의 양측 끝단을 각각 볼트, 너트나 용접결합시켜서 고정 프레임(100)과 보강 프레임(300)을 통해 형성되는 완충부(500)를 밀폐시킬 수 있다.

완충부(500)에는 기둥(C)의 지진에 대한 강성을 보강시키기 위해서 무수축 모르타르(30)나 고강도 콘크리트 등의 채움재를 이용하여 충진시킬 수 있다.

즉, 고정 프레임(100)과 보강 프레임(300)을 이용하여 완충부(500)를 형성하고 완충부(500)에 무수축 모르타르(30)나 고강도 콘크리트 등의 채움재로 충진하므로, 각각의 프레임(100, 300)들로는 인장력에 대한 대응이 가능하고, 무수축 모르타르(30)를 통해서는 압축력에 대한 대응이 가능하므로 상기의 내진보강장치(10)로 기존 건물의 기둥을 보강하여 한꺼번에 지진을 통해서 건물의 기둥에 발생하는 다양한 종류의 충격에 대한 적극적인 대응이 가능하다.

본 발명 기둥의 내진보강장치(10)는 고정 프레임(100)과 보강 프레임(300)의 형상을 서로 바꾸어서 고정 프레임(100)의 개구부를 외측으로 향한 상태로 기둥(C)의 일면에 부착시키고, 전단연결앵커부재(200)로 고정시키며 보강 프레임(300)의 양단을 결합부재(400)로 고정 프레임(100) 개구부측의 양단에 결합시킬 수 있다.

본 발명 기둥의 내진보강장치는 CFT 방식을 이용하여 제작될 수 있는데, CFT 방식이란, Concrete Filled Tube로 내진에 대해 기둥을 보강하는 프레임을 관형식으로 제작하고 기존의 기둥에 결합시키며 내부에 모르타를 충진하여 인장력과 압축력을 한번에 보강해 주는 방식을 말한다.

건물 기둥(C)의 내진보강장치를 이용하여 건물의 기둥(C)을 내진보강하는 방법으로, 작업자는 앵커볼트 등의 방식인 앵커부재(200)를 이용하여 고정 프레임(100)을 기존 건물의 기둥(C) 일면에 고정시켜서 보강 프레임(300)을 장착할 준비를 하고, 고정 프레임(100)의 양단에 대응하는 절곡부(310)를 구비한 보강 프레임(300)을 결합부재(400)를 이용하여 결합시키면서 완충부(500)를 형성하고 완충부(500)에 무수축 모르타르(30)나 고강도 콘크리트 등의 채움재를 충진하여 보강함으로써, 인장력과 압축을 동시에 강화시켜서 지진 발생에 대비할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

10 : 내진보강장치
30 : 무수축 모르타르
100 : 고정 프레임
200 : 전단연결앵커부재
300 : 보강 프레임
310 : 절곡부
400 : 결합부재
500 : 완충부
C : 기둥

Claims (5)

1. 기존 건물을 지진으로부터 보호하기 위해서 기둥을 내진 기둥으로 보강하는 장치에 있어서,
   기둥 일면폭의 양측을 설정된 길이로 초과하는 크기의 ㄷ자 형상으로 제작되어 기둥의 일면에 설치되는 고정 프레임;
   상기 고정 프레임을 관통하면서 기둥에 고정되어 상기 고정 프레임을 기둥의 전면부에 고정시키는 전단연결앵커부재;
   강판으로 제작되어 상기 고정 프레임에 결합되는 보강 프레임; 및
   상기 고정 프레임과 상기 보강 프레임이 밀폐가 되도록 상기 고정 프레임의 일부분과 상기 고정 프레임의 일부분에 대응하는 상기 보강 프레임의 일부분을 결합시켜서 완충부를 형성시키는 결합부재를 포함하고,
   상기 완충부에는 기둥의 지진에 대한 강성을 보강시키기 위해서 무수축 모르타르를 충진시키며,
   상기 보강 프레임 양단에 결합이 가능하도록 상기 ㄷ 자 형상의 고정 프레임의 양단을 설정된 길이로 외측으로 절곡하여 형성시켜서 상기 보강 프레임의 양단에 접촉되는 절곡부를 포함하며,
   상기 전단연결앵커부재는,
   상기 완충부 내부에서 설정된 길이를 돌출된 상태로 기둥에 고정시켜서 무수축 모르타르와의 부착력을 강화시키고,
   상기 고정 프레임의 개구부를 외측으로 향한 상태로 기둥의 일면에 부착시키고, 상기 전단연결앵커부재로 고정시키며, 상기 보강 프레임의 양단을 상기 결합부재를 이용하여 상기 고정 프레임의 개구부측 양단에 결합시키는 것을 특징하는 건물의 내진보강장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 결합부재는,
   상기 고정 프레임의 양단과 상기 고정 프레임의 양단에 대응하는 상기 보강 프레임의 양측 끝단을 각각 볼트, 너트나 용접결합시켜서 상기 고정 프레임과 상기 보강 프레임을 통해 형성되는 상기 완충부를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 건물의 내진보강장치.
   
4. 삭제
5. 삭제

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