KR101862038B1 - 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 콘크리트 건축물의 기둥과 보가 만나는 곳의 내진보강구조에 있어서, 상기 기둥이나 보에 통상의 앵커와 같은 결합수단으로 부착고정되는 직사각형상의 기립된 판체로 정면에는 다수 개의 앵커볼트가 일정간격으로 돌출되고 일측단 상하단에는 내측면과 길이방향측의 내측면이 직각을 이루고 외측면은 45도 경사면을 이루는 직각삼각형상을 갖고 정면측으로 3~5cm 두께로 돌출되는 일타단체결돌부가 형성되며 일타단체결돌부의 길이방향측의 내측면 중심부에는 각각 작동요홈이 형성되고 상기 작동요홈에는 단면이 삼각형상으로 일단이 축핀에 의해 축고정되어 회동되고 스프링의 탄성으로 일부만 외측으로 돌출되어 삽입시에는 내측으로 회동되어 함몰되고 분리시에는 걸림고정되는 회동고정돌기가 각각 형성되는 다수 개의 내진보강대; 및 상기 다수 개의 내진보강대가 상기 건축물 기둥과 보가 만나는 곳에 일타단체결돌부가 서로 마주보고 상기 경사면이 밀착되게 부착된 상태에서 상기 다수 개 내진보강대의 일타단체결돌부 모두를 감싸게 삽입되는 정사각형상의 링체로 상기 다수개 내진보강대의 일타단체결돌부의 회동고정돌기가 걸림고정되는 걸림공이 각각 통공형성되어 상기 다수 개의 내진보강대를 하나로 체결고정시키는 보강대체결사각링을 구비하는 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 내진보강을 위한 단계가 간단하겡 이루어지고 조립방식으로 이루어지므로 빠른 시일내에 시공을 마칠 수 있어 공기가 단축되고 이에 따라 공사비용도 절감되며 보강수단과 구조물의 보 및 기둥과의 체결이 보다 완강하게 이루어져 효율적으로 구조물의 내진보강이 이루어지는 효과가 있다.

Description

철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조{Strengthening Steel Structure of Reinforced Concrete Buildings}

본 발명은 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내진보강을 위한 단계가 간단하겡 이루어지고 조립방식으로 이루어지므로 빠른 시일내에 시공을 마칠 수 있어 공기가 단축되고 이에 따라 공사비용도 절감되며 보강수단과 구조물의 보 및 기둥과의 체결이 보다 완강하게 이루어져 효율적으로 구조물의 내진보강이 이루어지는 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 다주택, 빌딩, 건물, 아파트 등과 같은 기존 건축 구조물은 지진으로부터 건축 구조물을 안전하게 보호하기 위한 내진 설계(耐震設計)가 미흡하여 지진 발생시에 건축 구조물의 붕괴로 인한 막대한 인명 피해 및 재산 피해가 예상되므로 지진 하중에 저항하기 위해 건축 구조물을 보강할 필요성이 제기되고 있다.

이와 같은 보강 대책의 필요성으로, 일반적인 철골구조 건물에서는 기둥과 보의 접합부를 용접을 이용하여 결합함으로써, 어느 정도의 내진 성능을 발휘할 수 있었으나, 현장 용접이 많은 경우, 용접결함이 발생하기 쉽고, 공기가 늘어나는 단점이 있으며, 강한 지진 발생시에는 용접에 의한 내진 성능의 한계로 인하여 기둥가 보가 손상되기 때문에 건물의 복구가 어려운 문제점이 있었다.

그리하여, 건축물을 보다 효과적으로 보강할 수 있는 방법이 논의되고 있는 실정이며, 이하에서는 "등록특허 10-0627233"을 참조하여 종래의 철골구조물용 접합부재에 대해 설명하기로 한다. 종래의 철골구조물용 접합부재는, 2개 이상의 부재 즉, 철골구조물로 되어 있는 기둥(101)과 보(102)를 결합하는 것으로, 복수개의 체결공(112)이 일정간격으로 형성되고 일방향으로 구부러진 형태를 갖는 앵글(110)과, 상기 앵글(110)의 서로 다른 두 면에 일 단과 타 단이 각각 접합되고 1개 이상의 홈(122)이 형성된 복수개의 스티프너(120)로 구성된다. 그리고, 이러한 종래의 철골구조물용 접합부재를 이용하면, 수평방향의 압축력 작용시, 스티프너(120)의 위쪽에 형성된 홈(122)과 아래쪽에 형성된 홈(122)의 서로 반대로 좁아지거나 넓어지는 휨 변형의 발생과 동시에, 상시 스티프너(120)가 수평방향으로 작용하는 충격에너지를 흡수하는 것으로 인해 기둥(101)과 보(102)의 직접적인 변형을 줄일 수 있었다. 그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 철골구조물용 접합부재를 철골구조물로 되어 있는 기둥(101)과 보(102)에 견고하게 고정하기 위해서는 앵글(110)에 구성된 복수개의 체결공(112)에 다수개의 볼트(130)와 너트

(미도시)를 결합하여 기둥(101)과 보(102)에 각각 결합시켜야 하기 때문에 시공시간이 지연되는 문제점이 있었다.

또한, 지진 발생에 따른 충격에너지로 인해 앵커(110)와 스티프너(120)가 동시에 변형되기 때문에, 지진 발생후에는 상기 기둥(101)과 보(102)에 결합된 앵글 (110)및 상기 앵글(110)에 결합된 복수개의 스티프너(120)를 모두 교체해야 하였으며, 이에 따라 유지보수비용 증대는 물론, 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있었으며, 유지보수작업의 지연에 따른 불편함이 있었다. 아울러, 상기와 같은 구성을 지닌 철골구조물용 접합부재는, 철골구조로 이루어진 기둥(101)과 보(102)만 사용할 수 있기 때문에, 병원이나 학교건축물 등과 같이 국내에 널리 사용되는 철근콘크리트건축물에는 사용이 불가능한 문제점이 있었다. 그리하여, 철근콘크리트건축물에서도 내진에 대한 보강을 통해 내진성능을 확보할 수 있으면서도 시공과 유지보수를 편리하게 할 수 있는 철근콘크리트건축물의 내진 보강구조가 요구되고 있는 실정이다.

이런, 종래의 문제점을 해결하기 위하여, "철근콘크리트 보(1)에 수평하게 부착되는 ㄷ자 형상의 제1채널(10); 철근콘크리트 기둥(2)에 수직으로 부착되며, 일 측면이 상기 제1채널(10)에 용접결합되는 ㄷ자 형상의 제2채널(20); 상기 제1, 2 채널(10, 20) 사이에 45°의 경사각으로 각각 설치되어 제1, 2채널(10, 20)을 보강하는 4개의 댐퍼(31)를 구성하되, 상기 댐퍼(31)의 일측으로는 제1채널(10)에 용접결합되는 제1접합부(32)를 구성하고, 타측으로는 제2채널(20)에 용접결합되는 제2접합부(33)를 구성하며, 외측으로는 개구된 완충홀(34)을 형성한 이력댐퍼부(30); 상기 제1채널(10)의 내부에 용접결합되어 제1채널(10)을 보강하는 수직스티프너(40); 상기 제2채널(20)의 내부에 용접결합되어 제2채널(20)을 보강하는 수평스티프너(50);로 이루어져 지진 발생시 건축물에 전해지는 관성에너지를 흡수하도록 된 것에 특징이 있는 철근콘크리트건축물의 내진 보강구조." 가 특허등록 제10-0995937호로 제시된바 있었다.

그러나 이런 내진보강구조는 통상 양커와 같은 결합수단으로 제1채널(10)을 보(1)에 부착하고, 제2채널(20)을 같은 방식으로 기둥(2)에 부착하며 제1채널(10)과 제2채널(20)이 맞닿는 곳을 용접결합하며, 또한 네개의 댐퍼(31)로 제1채널(10)과 제2채널(20)을 용접하여 보강하고, 수직스티프너(40)와 수평스티프너(50)로 제1채널(10) 내측과 제2채널(20) 내측을 각각 용접하여 보강이 이루어지므로, 그 단계가 너무 복잡하고 손이 많이 가며 현장용접이 많아져 용접결함이 발생하기 쉽고 이에 따라 공기가 늘어나는 문제점이 있었다.

(1) 대한민국 특허 등록번호 10-호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내진보강을 위한 단계가 간단하겡 이루어지고 조립방식으로 이루어지므로 빠른 시일내에 시공을 마칠 수 있어 공기가 단축되고 이에 따라 공사비용도 절감되며 보강수단과 구조물의 보 및 기둥과의 체결이 보다 완강하게 이루어져 효율적으로 구조물의 내진보강이 이루어지는 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 철근 콘크리트 건축물의 기둥과 보가 만나는 곳의 내진보강구조에 있어서,

상기 기둥이나 보에 통상의 앵커와 같은 결합수단으로 부착고정되는 직사각형상의 기립된 판체로 정면에는 다수 개의 앵커볼트가 일정간격으로 돌출되고 일측단 상하단에는 내측면과 길이방향측의 내측면이 직각을 이루고 외측면은 45도 경사면을 이루는 직각삼각형상을 갖고 정면측으로 3~5cm 두께로 돌출되는 일타단체결돌부가 형성되며 일타단체결돌부의 길이방향측의 내측면 중심부에는 각각 작동요홈이 형성되고 상기 작동요홈에는 단면이 삼각형상으로 일단이 축핀에 의해 축고정되어 회동되고 스프링의 탄성으로 일부만 외측으로 돌출되어 삽입시에는 내측으로 회동되어 함몰되고 분리시에는 걸림고정되는 회동고정돌기가 각각 형성되는 다수 개의 내진보강대; 및

상기 다수 개의 내진보강대가 상기 건축물 기둥과 보가 만나는 곳에 일타단체결돌부가 서로 마주보고 상기 경사면이 밀착되게 부착된 상태에서 상기 다수 개 내진보강대의 일타단체결돌부 모두를 감싸게 삽입되는 정사각형상의 링체로 상기 다수개 내진보강대의 일타단체결돌부의 회동고정돌기가 걸림고정되는 걸림공이 각각 통공형성되어 상기 다수 개의 내진보강대를 하나로 체결고정시키는 보강대체결사각링을 구비하는 특징이 있다.

측단면이 "ㄷ"자형상인 판체로 중심부와 상하단에 앵커공이 각각 형성되어 상기 내진보강대가 상기 기둥이나 보에 고정결합된 상태에서 중심부의 앵커공을 통해 상기 앵커볼트가 삽입되어 너트로 고정되고 상하단의 앵커공을 통해 기둥의 좌우측면이나 보의 상하단면에 앵커로 각각 고정되는 보조내진보강구가 더 포함되는 특징이 있다.

이와 같이, 본 발명은 내진보강을 위한 단계가 간단하겡 이루어지고 조립방식으로 이루어지므로 빠른 시일내에 시공을 마칠 수 있어 공기가 단축되고 이에 따라 공사비용도 절감되며 보강수단과 구조물의 보 및 기둥과의 체결이 보다 완강하게 이루어져 효율적으로 구조물의 내진보강이 이루어지는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명 실시 예인 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조의 체결모습을 보인 분리 사시도,
도 2는 본 발명 실시 예인 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조의 다수 개 내진보강대가 기둥과 보에 각각 고정결합된 모습을 보인 분리 사시도,
도 3은 본 발명 실시 예인 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조의 다수 개 내진보강대가 기둥과 보에 각각 고정결합된 상태에서 보강대체결사각링이 체결고정된 모습을 보인 사시도,
도 4는 본 발명 실시 예인 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조의 다수 개 내진보강대가 기둥과 보에 각각 고정결합된 상태에서 보강대체결사각링이 체결고정된 모습을 보인 정면도,
도 5는 본 발명 실시 예인 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조의 보강대체결사각링이 다수 개 내진보강대 일타측단체결돌부의 회동고정돌기에 의해 걸림고정된 모습을 보인 요부확대 단면도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 발명의 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조는, 기둥(40)과 보(50)가 만나는 곳의 설치되는 것으로, 일측단에 일타단체결돌부(12,13)를 갖고 기둥(40)이나 보(50)에 각각 고정되어 건축물의 내진을 보강하는 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)와, 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)를 기둥(40)과 보(50)의 만나는 곳에 일체로 고정결합시키는 보강대체결사각링(20)과, 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)를 기둥(40)과 보(50)에 보다 완강하게 체결고정시키는 보조내진보강구(30)로 구성된다.

상기 내진보강대(10,10a,10b,10c)는, 건축물의 기둥(40)이나 보(50)에 통상의 앵커와 같은 결합수단(도시않음)으로 부착고정되는 직사각형상의 기립된 판체로, 정면에는 다수 개의 앵커볼트(11)가 일정간격으로 돌출형성되고, 일측단 상하단에는 내측면과 길이방향측의 내측면이 각각 직각을 이루고 외측면은 45도 경사면(12e,13e)을 이루는 직각삼각형상으로 이루어져 정면측으로 3~5cm 두께로 돌출되는 일타단체결돌부(12,13)가 형성되며, 상기 일타단체결돌부(12,13)의 길이방향측의 내측면 중심부에는 각각 작동요홈(12,13a)이 형성되고, 상기 작동요홈(12a,13a)에는 단면이 삼각형상으로 일단이 축핀(12c,13c)에 의해 축고정되어 회동되고 스프링(12d,13d)의 탄성으로 일부만 외부로 돌출되어 삽입시에는 내측으로 회동되어 함몰되고 분리시에는 걸림고정되는 회동고정돌기(12b,13b)가 각각 형성된다.

상기 보강대체결사각링(20)은, 상기 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)가 상기 건축물의 기둥(40)과 보(50)가 만나는 곳에서 일타단체결돌부(12,13)가 각각 서로 마주보고 상기 경사면(12e,13e)이 각각 밀착되게 부착된 상태에서 상기 다수 개 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 일타단체결돌부(12,13) 모두를 감싸게 삽입되는 정사각형상의 링체로, 상기 다수개 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 일타단체결돌부(12,13)의 회동고정돌기(12b,13b)가 각각 걸림고정되는 다수 개의 걸림공(21)이 각각 통공형성되어 상기 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)를 하나로 체결고정시킨다.

상기 보조내진보강구(30)는, 측단면이 "ㄷ"자형상인 판체로, 중심부와 상하단에 앵커공(31,32,33)이 각각 형성되어 상기 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)가 상기 기둥(40)이나 보(50)에 고정결합된 상태에서 중심부의 앵커공(31)을 통해 상기 앵커볼트(11)가 삽입되어 너트(31a)로 고정되고 상하단의 앵커공(32,33)을 통해 기둥(40)의 좌우측면이나 보(50)의 상하단면에 공지의 결합수단인 앵커(도시않음)로 각각 고정시킨다.

이와 같은 본 발명은, 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)를 통상의 앵커와 같은 결합수단(도시않음)으로 일타단체결돌부(12,13) 기둥(40)과 보(50)가 만나는 곳에 위치되도록 부착고정시킨 다음, 보강대체결사각링(20)을 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 일타단체결돌부(12,13) 외측으로 삽입시키면, 일타단체결돌부(12,13)의 회동고정돌기(12b,13b)는 축핀(12c,13c)을 축으로 회동되어 작동요홈(12a,13a) 내측으로 함몰되면서 걸림공(21)의 위치에서 스프링(12d,13d)의 탄성에 의해 일부가 외부로 돌출되어 걸림공(21)에 걸림되어 보강대체결사각링(20)은 다수 개의 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 일타단체결돌부(12,13)에 체결고정된다.

이 상태에서 다수 개 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 앵커볼트(11)에 보조내진보강구(30)의 앵커공(31)을 삽입하여 너트(31a)로 고정시킨 다음, 기둥(40)의 좌우측면이나 보(50)의 상하면에 위치된 앙커공(32,33)에 통상의 앵커와 같은 결합수단(도시않음)으로 부착고정시키면 된다.

이러한 본 발명은 대부분의 영구변형이 다수 개 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 일타단체결돌부(12,13) 및 이를 통해 보강대체결사각링(20)으로 집중되게 되며, 이에 따라 지진 발생후에는 건축물의 유지보수를 위해 비탄성변형이 발생한 다수 개 내진보강대(10,10a,10b,10c)의 일타단체결돌부(12,13)나 보강대체결사각링(20)을 교체하는 것만으로 쉽고 빠르게 유지보수를 완료할 수 있게 된다.

10,10a,10b,10c : 내진보강대 11 : 앵커볼트
12,13 : 일타단체결돌부 12a,13a : 작동요홈
12b,13b : 회동고정돌기 12c,13c : 축핀
12d,13d : 스프링 12e,13e : 경사면
20 : 보강대체결사각링 21 : 걸림공
30 : 보조내진보강구 31,32,33 : 앵커공
31a : 너트
40 : 기둥
50 : 보

Claims (2)

1. 삭제
2. 기둥이나 보에 통상의 앵커와 같은 결합수단으로 부착고정되는 직사각형상의 기립된 판체로 정면에는 다수 개의 앵커볼트가 일정간격으로 돌출되고 일측단 상하단에는 내측면과 길이방향측의 내측면이 직각을 이루고 외측면은 45도 경사면을 이루는 직각삼각형상을 갖고 정면측으로 3~5cm 두께로 돌출되는 일타단체결돌부가 형성되며 일타단체결돌부의 길이방향측의 내측면 중심부에는 각각 작동요홈이 형성되고 상기 작동요홈에는 단면이 삼각형상으로 일단이 축핀에 의해 축고정되어 회동되고 스프링의 탄성으로 일부만 외측으로 돌출되어 삽입시에는 내측으로 회동되어 함몰되고 분리시에는 걸림고정되는 회동고정돌기가 각각 형성되는 다수 개의 내진보강대와, 상기 다수 개의 내진보강대가 건축물 기둥과 보가 만나는 곳에 일타단체결돌부가 서로 마주보고 상기 경사면이 밀착되게 부착된 상태에서 상기 다수 개 내진보강대의 일타단체결돌부 모두를 감싸게 삽입되는 정사각형상의 링체로 상기 다수개 내진보강대의 일타단체결돌부의 회동고정돌기가 걸림고정되는 걸림공이 각각 통공형성되어 상기 다수 개의 내진보강대를 하나로 체결고정시키는 보강대체결사각링을 구비하는 건축물의 내진보강구조에 있어서,
   측단면이 "ㄷ"자형상인 판체로 중심부와 상하단에 앵커공이 각각 형성되어 상기 다수 개의 내진보강대가 상기 기둥이나 보에 고정결합된 상태에서 중심부의 앵커공을 통해 상기 앵커볼트가 삽입되어 너트로 고정되고 상하단의 앵커공을 통해 기둥의 좌우측면이나 보의 상하단면에 앵커로 각각 고정되는 보조내진보강구가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 건축물의 내진보강구조.

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