KR101942316B1 - 철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 pc 벽 패널, pc 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법 - Google Patents

철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 pc 벽 패널, pc 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 PC 벽 패널, 철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 PC 벽 패널, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임을 내진 보강하기 위한 퍼즐형 PC 벽 패널에 관한 것으로, 사이에 공간을 두고 인접하여 배치되는 복수의 소형 PC 블록, 소형 PC 블록을 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재, 및 복수의 소형 PC 블록 사이의 공간 및 복수의 소형 PC 블록과 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하는 퍼즐형 PC 벽 패널이 제공된다.

Description

철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 PC 벽 패널, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법{Seismic retrofit PC wall panel for RC frame, Seismic retrofit structure of RC frame using PC wall panel and construction method thereof}
본 발명은 철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 PC 벽 패널, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법에 대한 것이다.
내진 설계가 도입된 1988년 이전에 지어진 건물이나 내진 설계 규정이 적용되지 않았던 기존의 저층 건축물은 내진 보강이 필요하다. 특히, 최근 지진의 발생 횟수 및 진도가 증가함에 따라 학교 건물과 같이 많은 인원이 이용하는 공공건축물은 내진 보강이 시급하다.
종래에는 도 1과 같이 강판 등의 보강재로 철근콘크리트 구조물을 브레이싱 보강하는 보강공법이 많이 개발되었다. 그러나, 보강재와 철근콘크리트 구조물 사이의 접합부분이 취약해 내진 성능이 떨어지고, 보강재와 창호의 간섭으로 개방감이 떨어져 사용성이 저하되는 문제점이 있었다(공개특허 제10-2012-0042237호).
이에 따라, 본 출원인은 도 2에 도시된 PC 부재를 이용하여 충분한 개방 면적을 확보할 수 있으면서 철근콘크리트 구조물의 내진 보강 능력이 뛰어난 PC 부재를 활용한 리모델링 내진보강 접합구조 및 이를 이용한 건물 리모델링 시공 방법에 관한 기술을 출원하여 등록 받은 바 있다(등록특허 제10-1346814호).
PC 부재는 기둥이나 보에 결합되기 위하여 PC 부재의 측면에 스틸패널부재를 구비한다. 스틸패널부재는 앵커부재를 통해 기둥이나 보에 결합된다. 그러나, PC 부재가 기둥이나 보에 직접적으로 결합되는 것이 아니라 스틸패널부재를 통해 간접적으로 결합되기 때문에, 스틸패널부재의 변형 또는 손상시 내진 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 아울러, PC 부재의 외측으로 스틸패널부재가 돌출되기 때문에, PC 부재의 운반 및 적재 효율 면에서 비효율적이며, 강재인 스틸패널부재가 외부로 노출되는 관계상 내화 및 부식 방지를 위한 별도의 처리가 필요한 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0042237호(2012.05.03, 스크립 형태의 강판 부재를 이용한 기존 벽체의 내진 성능 개선 방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1346814호(2014.01.03, 노후 철근콘크리트 보-기둥 구조물을 위하여 피씨부재를 활용한 리모델링 내진보강 접합구조 및 이를 이용한 건물 리모델링 시공 방법)
본 발명의 실시예들은, 기존 철근콘크리트 프레임과의 결합이 용이하고, 효율적인 응력 전달로 기존 철근콘크리트 프레임의 내진 성능을 극대화할 수 있는 철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 PC 벽 패널, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임을 내진 보강하기 위한 퍼즐형 PC 벽 패널에 관한 것으로, 사이에 공간을 두고 인접하여 배치되는 복수의 소형 PC 블록; 상기 소형 PC 블록을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및 상기 복수의 소형 PC 블록 사이의 공간 및 상기 복수의 소형 PC 블록과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼즐형 PC 벽 패널이 제공될 수 있다.
상기 소형 PC 블록의 표면에는 상기 앵커부재의 고정을 위해 내측으로 파인 형상의 앵커 고정홈이 형성되며, 상기 앵커 고정홈에는 메쉬망이 구비될 수 있다.
상기 소형 PC 블록의 외측단에는 상기 콘크리트 마감재에 매립되는 요철부가 돌출되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임; 상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되는 벽체; 상기 벽체의 표면에 시공되는 접착부재; 상기 벽체의 표면에 부착되는 PC 벽 패널; 상기 PC 벽 패널을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및 상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임; 상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되는 PC 벽 패널; 상기 PC 벽 패널을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및 상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하며, 상기 PC 벽 패널은 다수개의 소형 PC 블록이 조립되어 형성되는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조가 제공될 수 있다.
상기 PC 벽 패널은 다수개의 소형 PC 블록이 조립되어 형성될 수 있다.
상기 PC 벽 패널은 상기 벽체의 형상에 상응하는 단일 판형으로 제작될 수 있다.
상기 PC 벽 패널의 두께는 90mm 내지 110mm일 수 있다.
상기 앵커부재는 상기 소형 PC 블록에서 외측으로 돌출되도록 사전에 상기 소형 PC 블록에 고정될 수 있다.
상기 소형 PC 블록의 표면에는 상기 앵커부재의 고정을 위해 내측으로 파인 형상의 앵커 고정홈이 형성되며, 상기 앵커 고정홈에는 메쉬망이 구비되며, 상기 앵커부재는 상기 앵커 고정홈에 삽입된 상태에서 상기 메쉬망에 고정될 수 있다.
상기 앵커부재는 상기 소형 PC 블록과 소형 PC 블록 사이의 빈 공간에 배치된 이후에 상기 콘크리트 마감재에 의해 매립될 수 있다.
상기 콘크리트 마감재는 상기 다수개의 소형 PC 블록 사이의 공간에 타설될 수 있으며, 상기 소형 PC 블록의 외측단에는 상기 콘크리트 마감재에 매립되는 요철부가 돌출되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 퍼즐형 또는 단일형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법에 있어서, 철근콘크리트 프레임에 앵커홀을 천공하는 단계; 상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되어 있는 벽체의 표면을 미장하는 단계; 표면 처리가 완료된 상기 벽체의 표면에 접착부재를 도포하는 단계; 상기 PC 벽 패널을 상기 벽체의 표면에 부착하여 시공하는 단계; 및 상기 PC 벽 패널의 빈 공간 및 상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재를 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법에 있어서, 철근콘크리트 프레임에 설치된 벽체를 철거하여 개방공간을 형성하는 단계; 상기 철근콘크리트 프레임에 앵커홀을 천공하는 단계; 다수개의 소형 PC 블록을 조립하여 퍼즐형 PC 벽 패널을 시공하는 단계; 및 상기 다수개의 소형 PC 블록 사이의 빈 공간과 상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재를 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, PC 벽 패널을 다양한 크기와 형태의 소형 PC 블록들로 구성하여 퍼즐처럼 조립하는 방식을 구현함으로써 시공 현장의 상황에 맞추어 시공의 유연성을 확보할 수 있으며, 양중 비용이 들지 않으므로 기존 공법에 비해 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, PC 벽 패널의 외측으로 돌출되는 부분이 없으므로 운반 및 적재 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, PC 벽 패널의 외측으로 돌출되는 강재 부분이 없으므로 내화 및 부식 방지를 위한 별도 처리를 할 필요가 없어진다.
도 1은 종래 내진 보강 공법의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 내진 보강 공법에 사용될 수 있는 PC부재의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 PC 블록을 이용하여 퍼즐형 PC 벽 패널을 시공한 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 PC 블록을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 PC 블록을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소형 PC 블록을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 소형 PC 블록을 이용하여 시공된 퍼즐형 PC 벽 패널의 다양한 변형례를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공 과정을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 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. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 철근콘크리트 프레임의 내진 보강용 PC 벽 패널, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 그 시공방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 PC 블록을 이용하여 퍼즐형 PC 벽 패널을 시공한 일례를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 철근콘크리트 기둥(11) 및 보(13)로 구성되는 철근콘크리트 프레임(10)의 벽체(20) 또는 상기 벽체(20)가 제거된 개방공간(15)에 설치되는 내진보강용 PC 벽 패널에 관한 것으로, 여러 개의 다양한 형태의 소형 PC 블록(42)을 조립하여 구성될 수 있다. 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치된 기존 벽체(20)에 간단히 부착되어 시공되거나 철근콘크리트 프레임(10)에서 기존 벽체(20)를 철거한 다음 형성되는 빈 공간, 즉 개방공간(15)에서 블록 쌓기 형태로 시공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 서로 인접하여 조립되는 다수개의 소형 PC 블록(42)과, 이들을 철근콘크리트 프레임(10)에 고정시키기 위한 앵커부재(50) 및 이들 사이의 간극을 메우고 내진력을 강화하기 위한 콘크리트 마감재(60)를 포함할 수 있다.
각각의 소형 PC 블록(42)에는 앵커부재(50)를 고정하기 위한 앵커 고정홈(44) 또는 앵커 고정홀이 구비될 수 있다. 이러한 소형 PC 블록(42)은 앵커부재(50)의 고정 방법에 따라 크게 3가지 형태로 분류될 수 있다. 상기 3가지 형태는 도 4 내지 도 6에 보다 자세히 도시되어 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 앵커 고정홀은 소형 PC 블록(42)의 일단에 형성된 구멍일 수 있으며, 앵커부재(50)는 일단이 앵커 고정홀에 삽입되어 고정됨으로써 소형 PC 블록(42)에 고정될 수 있다. 이 경우, 소형 PC 블록(42)의 기시공된 앵커 고정홀에 결합제를 주입하고, 앵커부재(50)를 상기 기시공된 앵커 고정홀에 끼워 넣어 고정시키는 방식이 사용될 수 있다. 이외에도, 소형 PC 블록(42)을 제작하는 과정에서 앵커부재(50)를 소형 PC 블록(42)과 일체화시키는 방식이 사용될 수도 있다.
결합제로는 예를 들어 무수축 모르타르가 사용될 수 있다. 또한, 앵커 고정홀의 내면은 프리캐스트 콘크리트의 표면이 노출된 형태로 시공될 수 있다. 앵커 고정홀에는 앵커부재(50)가 삽입되며, 삽입 후에는 앵커 주입액 또는 그라우팅재와 같은 결합제가 주입되어 앵커부재(50)와 소형 PC 블록(42) 간의 결합력을 높일 수 있다.
도 5를 참조하면, 소형 PC 블록(42)의 표면에는 앵커부재(50)의 고정을 위해 내측으로 파인 형상의 앵커 고정홈(44)이 형성될 수 있으며, 앵커 고정홈(44)에는 메쉬망(45)이 구비될 수 있다. 앵커 고정홈(44)은 소형 PC 블록(42)의 일면 또는 타면에 하나 이상이 구비될 수 있다. 메쉬망(45)은 철망과 같은 격자 구조로 각각의 앵커 고정홈(44)에 구비될 수 있다. 앵커부재(50)는 메쉬망(45)을 절단함으로써 앵커 고정홈(44) 내에 삽입될 수 있으며, 이렇게 삽입된 앵커부재(50)는 절단된 메쉬망(45)과 용접으로 일체화될 수 있다. 이외에도, 메쉬망(45)을 절단할 필요 없이, 앵커 고정홈(44)의 개방된 단부를 통해 앵커부재(50)를 삽입한 다음, 이렇게 삽입된 앵커부재(50)는 메쉬망(45)과 용접으로 일체화될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 소형 PC 블록(42)은 앵커부재(50)와의 고정을 위한 별도의 장치나 구조 없이 제작될 수 있다. 이 방식에서는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 소형 PC 블록(42)들이 각각의 사이에 일정한 이격 공간을 두고 인접하여 배치된 상태에서, 앵커부재(50)가 각각의 사이 공간에 배치되고, 콘크리트 마감재(60)를 각각의 사이 공간에 타설함으로써 소형 PC 블록(42)들과 앵커부재(50)들을 하나로 일체화시킬 수 있다. 이때, 각각의 앵커부재(50)들은 콘크리트 마감재(60)를 타설하기 이전에 철근콘크리트 프레임(10)의 기둥(11) 또는 보(13)에 미리 고정될 수 있다. 즉, 앵커부재(50)가 소형 PC 블록(42)들 사이의 공간으로 연장 돌출되도록 그 일단이 철근콘크리트 프레임(10)의 앵커홀(19)에 고정된 상태에서 콘크리트 마감재(60)를 소형 PC 블록(42)들의 사이 공간에 타설함으로써 앵커부재(50)의 타단이 콘크리트 마감재(60)에 매립되어 고정될 수 있다.
한편, 소형 PC 블록(42)의 외측단에는 콘크리트 마감재(60)에 매립되는 요철부(48)가 돌출되도록 형성될 수 있다. 요철부(48)는 예를 들어 소형 PC 블록(42)의 가장자리를 따라 어긋나도록 배치된 치아형태일 수 있다. 소형 PC 블록(42)의 가장자리를 따라 요철부(48)를 형성함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 인접한 소형 PC 블록(42)들이 서로 마주보고 배치된 상태에서 그 사이 공간에 콘크리트 마감재(60)를 타설하여 이들을 일체화시킬 때, 콘크리트 마감재(60)가 접촉할 수 있는 소형 PC 블록(42)의 표면적을 극대화할 수 있어 콘크리트 마감재(60)와 소형 PC 블록(42) 간의 결합력을 크게 향상시킬 수 있다.
소형 PC 블록(42)의 두께는 90mm 내지 110mm 내외로 제작될 수 있다. 소형 PC 블록(42)의 두께를 벽돌의 표준 치수(소형 벽돌의 폭 너비 90mm, 대형 벽돌의 폭 너비 110mm)에 맞추어 제작함으로써 기존 대비 무게를 경량화할 수 있음과 동시에 기존 벽체(20)의 치수와 연동시킴으로써 현장에서의 시공성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)을 이용하여 시공된 퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 다양한 변형례를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a), (d), (g)는 도 4의 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)들을 조합하여 시공된 퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 변형례이며, 도 7의 (b), (e), (h)는 도 5의 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)들을 조합하여 시공된 퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 변형례이며, 도 7의 (c), (f), (i)는 도 6의 실시예에 따른 소형 PC 블록(42)들을 조합하여 시공된 퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 변형례이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 콘크리트(PC)로 제작된 소형 PC 블록(42)들은 설치하고자 하는 기존 철근콘크리트 프레임(10) 내의 개방공간(15)의 크기나 형태에 따라 또는 기존 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)에 부착하여 시공 시 그 벽체(20)의 크기나 형태에 따라 여러 형태의 소형 PC 블록(42)을 적절히 조합하여 시공할 수 있는 이점이 있다.
PC 벽 패널을 벽체(20)의 크기 또는 개방 공간의 크기에 맞춰 하나의 단일 사이즈로 제작할 경우, 맞춤 제작이므로 내진 보강하고자 하는 구조물에 최적화하여 시공할 수는 있으나, 이렇게 제작된 대형 PC 벽 패널을 시공 현장으로 안전하게 운반하는 문제와, 시공 현장에서 크레인을 이용하여 PC 벽 패널을 건물의 원하는 위치로 양중하는 문제와 양중한 PC 벽 패널을 바로 세우는 일은 결코 쉬운 일은 아니다.
본 발명의 실시예들에 따르면, PC 벽 패널을 다양한 크기와 형태의 소형 PC 블록(42)들로 구성하여 퍼즐처럼 조립하는 방식을 구현함으로써 이러한 문제들을 한번에 해결할 수 있다. 이에 더하여, 내진 보강용 PC 벽 패널을 기생산된 소형의 다양한 PC 블록들을 퍼즐처럼 조립 시공하는 방식이므로, 하나의 벽체(20)를 내진 보강하기 위해 PC 벽 패널을 매번 주문 생산할 필요 없이, 시공 현장의 상황에 맞추어 시공의 유연성을 확보할 수 있다.
또한, 각각의 소형 PC 블록(42)들은 소형의 경량체이므로 인부가 직접 들고 운반할 수도 있으며, 소형 PC 블록(42)이 소형의 경량체이므로 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)(예를 들어, 조적벽, 콘크리트블록벽 등과 같은 기설치된 벽체)의 내 외측 표면에 부착하여 시공할 수 있다. 이러한 공법(저비용 고효율)은 건설공기를 줄일 수 있고 양중 비용이 들지 않으므로 기존 공법에 비해 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.
이와 같이 소형 PC 블록(42)으로 구성되는 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 노후화된 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)에 부착하거나 기존 벽체(20)를 제거한 개방공간(15) 상에 조립한 다음 빈 공간을 콘크리트 마감재(60)로 충진하여 일체화함으로써, 콘크리트로 이루어진 퍼즐형 PC 벽 패널(40)이 기존 콘크리트 구조물과 일체화될 수 있다. 이러한 공법은 학교 건물과 같은 기존의 노후화한 철근콘크리트 프레임(10) 구조물을 적은 비용으로 단기간에 보다 많은 건물들에 대하여 내진 보강을 가능하게 한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공 과정을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조는, 철근콘크리트 기둥(11) 및 보(13)로 구성되는 철근콘크리트 프레임(10); 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치되는 벽체(20); 벽체(20)의 표면에 시공되는 접착부재(30); 벽체(20)의 표면에 부착되는 PC 벽 패널(퍼즐형, 단일형); PC 벽 패널을 철근콘크리트 프레임(10)에 고정시키는 앵커부재(50)(선시공 앵커, 후시공 앵커); 및 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재(60)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조에서는, 설명의 편의를 위해 도 4에 도시된 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 이용하여 학교 건물과 같은 노후화된 기존 철근콘크리트 프레임 구조물을 내진 보강하는 공법을 예시로 설명하기로 한다.
비록 구체적으로 도시되지는 않았으나, 도 4에 도시된 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)뿐만 아니라 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)과 이들로부터 변형 가능한 다양한 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 통해 기존 철근콘크리트 프레임(10)을 저비용 고효율로 내진 보강할 수 있음을 이해할 수 있다.
철근콘크리트 프레임(10)은 기본적으로 철근콘크리트 기둥(11) 및 철근콘크리트 보(13)로 구성될 수 있고, 철근콘크리트 프레임(10)의 내측에는 철근콘크리트 기둥(11) 및 철근콘크리트 보(13)에 의해 구획되는 개방공간(15)이 형성될 수 있다.
벽체(20)는 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치되어 있는 기존의 노후화된 벽체(20)일 수 있다. 예를 들면, 벽돌 쌓기로 이루어진 조적벽, 콘크리트블록 쌓기로 이루어진 콘크리트블록벽 등이 이러한 벽체(20)에 포함될 수 있다. 이러한 벽체(20)는 주로 비내력벽인 경우가 대부분이며, 일부가 내력벽으로 구성될 수 있으나, 내력벽이라 하더라도 강한 지진파에는 내진력이 약하므로 철근콘크리트 프레임(10)의 내진력 향상에 도움이 되지 못한다.
퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치됨으로써 철근콘크리트 프레임(10)의 내진력을 보강할 수 있다. 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 창문이 설치될 영역을 제외하고 전체적으로 L자형을 이룰 수 있다.
앞서도 설명된 바와 같이, 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 여러 개의 다양한 형태의 소형 PC 블록(42)을 조립하여 구성될 수 있으며, 이러한 소형 PC 블록(42)의 형태와 결합관계 등 에 대해서는 앞서 자세히 설명하였으므로 여기서는 구체적 설명을 생략하기로 한다.
철근콘크리트 프레임(10)에는 앵커부재(50)의 정착을 위한 앵커홀(19)이 형성될 수 있다. 앵커홀(19)은 천공 드릴을 이용하여 철근콘크리트 프레임(10)을 천공하는 방식으로 형성될 수 있다.
앵커부재(50)는 철근콘크리트 프레임(10)에 형성된 앵커홀(19)에 고정될 수 있다. 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 앵커부재(50)가 앵커홀(19)에 고정됨으로써 철근콘크리트 프레임(10)에 영구적으로 고정될 수 있다.
앞서도 설명된 바와 같이, 앵커부재(50)와 소형 PC 블록(42)은 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 앵커부재(50)는 소형 PC 블록(42)의 제작 시 일체로 제작될 수도 있으며(선시공 방식, 도 4 참조), 소형 PC 블록(42)의 표면에 앵커부재(50)의 고정을 위해 내측으로 파인 형상의 앵커 고정홈(44)에 삽입된 후 메쉬망(45)에 용접되는 방식으로 시공될 수도 있으며(후시공 방식, 도 5 참조), 앵커부재(50)와 소형 PC 블록(42) 각각이 별도로 제작되어 현장에서 결합되는 방식으로, 앵커부재(50)의 일단이 철근콘크리트 프레임(10)의 앵커홀(19)에 고정된 상태에서 콘크리트 마감재(60)를 소형 PC 블록(42)들의 사이 공간에 타설함으로써 앵커부재(50)의 타단이 콘크리트 마감재(60)에 매립되어 고정될 수 있다(후시공 방식, 도 6 참조).
콘크리트 마감재(60)는 소형 PC 블록(42)들 사이의 빈 공간뿐만 아니라 퍼즐형 PC 벽 패널(40)과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간을 메우도록 타설될 수 있다. 콘크리트 마감재(60)는 퍼즐형 PC 벽 패널(40)과 철근콘크리트 프레임(10)을 일체화시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치되어 있는 기존 벽체(20)의 표면에 부착되는 방식으로 시공될 수 있다. 도 7을 참조하면, 각각의 소형 PC 블록(42)들을 기존 벽체(20)의 외측 표면에 부착하는 과정과 동시에 앵커부재(50)를 앵커홀(19)에 삽입하여 철근콘크리트 프레임(10)에 고정시키는 것을 확인할 수 있다.
앞서도 설명된 바와 같이, 소형 PC 블록(42)은 경량 콘크리트 재질로 이루어질 수 있어, 무게가 상당히 가벼운 편이다. 따라서, 철근콘크리트 프레임(10)을 내진 보강하기 위해 기존 벽체(20)를 전부 철거할 필요 없이, 기존 벽체(20)를 잔존시킨 상태에서 상기 벽체(20)의 표면(내측, 외측)에 접착부재(30)를 시공하여 강력한 접착력을 제공함으로써, 소형 PC 블록(42)의 조립과 시공성을 높일 수 있다.
접착부재(30)로는 예를 들어 에폭시 계열의 접착제가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9를 참조하면, 철근콘크리트 프레임(10)의 개방 공간에 설치된 기존 벽체(20)의 형상에 맞춰 소형 PC 블록(42)을 퍼즐처럼 조립한 상태에서, 소형 PC 블록(42) 사이의 빈 공간 및 퍼즐형 PC 벽 패널(40)과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간을 콘크리트 마감재(60)를 이용하여 충진할 수 있다. 콘크리트 마감재(60)를 타설할 때는 거푸집을 이용하여 상기 빈 공간들을 외부와 격리시킨 상태에서 타설 작업이 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공 과정을 나타낸 도면이며, 도 11은 도 10에 도시된 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
본 실시예의 경우, 전술한 실시예와 같이 PC 벽 패널을 여러 개의 소형 PC 블록(42)을 조립하여 시공한 것이 아니라, 하나의 단일형 PC 벽 패널(40')을 이용하여 기존의 철근콘크리트 프레임 구조를 내진 보강할 수 있는 방식이다.
즉, 앞서 상술한 실시예들과 달리, 본 실시예에 따른 PC 벽 패널은 단일 판형으로 제작된 형태이다. 이 경우, 단일 판형의 PC 벽 패널은 기존 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)에 부착되는 방식으로 시공될 수 있다. 이를 위해, 단일 판형의 PC 벽 패널은 부착되고자 하는 기존 벽체(20)의 형상에 맞추어 공장에서 제작될 수 있다.
본 실시예에 따른 PC 벽 패널은 그 두께가 90mm 내지 110mm 내외로 제작된다. PC 벽 패널의 두께를 벽돌의 표준 치수(소형 벽돌의 폭 너비 90mm, 대형 벽돌의 폭 너비 110mm)에 맞추어 제작함으로써 PC 벽 패널을 단일형으로 제작하더라도 기존 대비 무게를 경량화할 수 있음과 동시에 PC 벽 패널의 치수를 기존 벽체(20)의 치수와 연동시킴으로써 현장에서의 시공성을 향상시킬 수 있다.
본 실시예의 경우도, 앞서 설명한 실시예들의 경우와 마찬가지로, 철근콘크리트 프레임(10)을 내진 보강하기 위해 기존 벽체(20)를 전부 철거할 필요 없이, 기존 벽체(20)를 잔존시킨 상태에서 상기 벽체(20)의 표면(내측, 외측)에 접착부재(30)를 시공하여 강력한 접착력을 제공함으로써, 종래의 PC 패널을 이용한 내진 보강 공법과 비교하여 저비용으로 보다 많은 건물들을 내진 보강할 수 있다.
접착부재(30)로는 예를 들어 에폭시 계열의 접착제가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 단일형 PC 벽 패널(40')은 도 5에 도시된 앵커부재(50) 결합 방식과 동일한 방식을 이용하여 철근콘크리트 프레임(10)에 고정될 수 있다.
철근콘크리트 프레임(10)의 개방 공간에 설치된 기존 벽체(20)의 형상에 맞춰 제작된 단일형 PC 벽 패널(40')을 접착부재(30)가 시공된 기존 벽체(20)의 표면에 부착한 상태에서, 도 11에 도시된 바와 같이 앵커부재(50)의 삽입을 위해 앵커 고정홈(44)의 메쉬망(45)을 절단하여 앵커부재(50)를 삽입하고 용접을 통해 메쉬망(45)과 앵커부재(50)를 일체화시킨 후 앵커부재(50)의 나머지 부분을 철근콘크리트 프레임(10)의 기시공된 앵커홀(19)에 삽입하여 고정함으로써 단일형 PC 벽 패널(40')을 철근콘크리트 프레임(10)에 일체화시킬 수 있다. 물론, 메쉬망(45)의 절단 작업 없이 앵커부재(50)를 앵커 고정홈(44)의 개방된 일단을 통해 삽입하여 용접하는 방식을 사용할 수도 있다.
이때, 단일형 PC 벽 패널(40')과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간은 전술한 실시예와 마찬가지로 콘크리트 마감재(60)를 이용하여 충진할 수 있다. 콘크리트 마감재(60)를 타설할 때는 거푸집을 이용하여 상기 빈 공간들을 외부와 격리시킨 상태에서 타설 작업이 수행될 수 있다.
비록 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 5에 도시된 앵커부재(50)의 고정 방법을 이용하여 단일형 PC 벽 패널(40')을 철근콘크리트 프레임(10)에 고정하는 경우를 예시하였으나, 도 4 및 도 6에 도시된 실시예에 따른 앵커부재(50)의 고정 방법과 이들로부터 변형 가능한 다양한 실시예에 따른 PC 벽 패널의 고정 방법을 통해 단일형 PC 벽 패널(40')을 기존 철근콘크리트 프레임(10)에 고정할 수 있음을 이해할 수 있다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공 과정을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조는, 철근콘크리트 기둥(11) 및 보(13)로 구성되는 철근콘크리트 프레임(10); 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치되되 다수개의 소형 PC 블록(42)을 퍼즐처럼 조립하여 시공하는 PC 벽 패널(퍼즐형); PC 벽 패널을 철근콘크리트 프레임(10)에 고정시키는 앵커부재(50); 및 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재(60)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 경우는, 도 8 내지 도 9에 도시된 실시예와 같이 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)에 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 부착하여 시공하는 것이 아니라, 기존 벽체(20)를 제거하여 형성되는 개방공간(15) 상에서 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 조립한 다음 빈 공간을 콘크리트 마감재(60)로 충진하여 내진 구조를 만드는 방식이다.
따라서, 본 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조에서는, 철근콘크리트 프레임(10)을 내진 보강하기 위해 기존 벽체(20)를 전부 또는 적어도 일부를 제거하는 선행 작업이 요구된다. 이러한 공법은 기존 벽체(20)가 너무 노후화되어 잔존시키는 것이 건물 또는 그 사용자의 안전을 위협할 경우에 적용될 수 있다.
앞서도 설명된 바와 같이, 본 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널(40)은 여러 개의 다양한 형태의 소형 PC 블록(42)을 조립하여 구성될 수 있으며, 이러한 소형 PC 블록(42)의 형태와 결합관계 등 에 대해서는 앞서 자세히 설명하였으므로 여기서는 구체적 설명을 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조는, PC 벽 패널을 퍼즐형 또는 단일형으로 구성하여 기존 벽체(20)에 부착 또는 기존 벽체(20)를 제거한 자리에 시공하는 방식으로, 기존 철근콘크리트 프레임(10)에 고정하기 위하여 PC 벽 패널의 외측으로 돌출되는 별도의 결합부재가 불필요하고, 앵커부재(50)를 이용하여 PC 벽 패널을 철근콘크리트 프레임(10)에 직접 결합시킴으로써 벽돌과 같은 조적조 구조에 의해 보강되던 기존 구조물의 내진 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법은, 전술한 실시예에 따른 퍼즐형 또는 단일형 PC 벽 패널(40')을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법으로서, 철근콘크리트 프레임(10)의 기둥(11)과 보(13)에 앵커홀(19)을 천공하는 단계(S10); 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치되어 있는 벽체(20)의 표면을 미장하는 단계(S20); 표면 처리가 완료된 벽체(20)의 표면에 접착부재(30)를 도포하는 단계(S30); 퍼즐형 또는 단일형 PC 벽 패널(40')을 벽체(20)의 표면에 부착하여 시공하는 단계(S40); PC 벽 패널의 빈 공간 및 상기 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재(60)를 타설하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 설명함에 있어서, 도 14는 설명의 편의를 위해 도 8 및 도 9에 도시된 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조를 예시로 설명하고 있다.
먼저, 철근콘크리트 프레임(10)의 기둥(11)과 보(13)에 앵커부재(50)의 삽입을 위한 앵커홀(19)을 천공할 수 있다(S10). 이때, 철근콘크리트 프레임(10)에 설치된 창문이나 벽체(20)는 철거할 필요가 없다.
본 명세서에서는 벽체(20)의 외측 표면에 앵커홀(19)을 천공하여 PC 벽 패널을 조립하거나 부착하는 경우를 위주로 설명하고 있으나, 기존 벽체(20)의 외측 표면과 철근콘크리트 프레임(10)의 외측 표면 간에 PC 벽 패널의 시공을 위한 공간이 충분하지 못한 경우에는 PC 벽 패널을 기존 벽체(20)의 내측에 시공하는 경우도 가능하다. 이 경우, 앵커홀(19)은 기존 벽체(20)의 내측에 시공될 수 있다.
다음으로, 철근콘크리트 프레임(10)의 개방공간(15)에 설치되어 있는 벽체(20)의 표면을 시멘트 모르타르와 같은 표면 처리 부재를 이용하여 미장할 수 있다(S20).
일반적으로, 철근콘크리트 프레임(10)에 설치된 벽체(20)는 외부로 노출되는 경우가 드물다. 이는 마감재에 의해 벽체(20)의 표면이 감추어지거나 건물 안쪽에 위치하여 별도의 표면마감이 생략되는 경우가 많기 때문이다. 따라서, 벽체(20)의 표면이 거친 경우가 다반사이므로, 이후 공정에서 벽체(20)의 표면에 부착될 PC 벽 패널이 접착부재(30)를 통해 보다 안정적으로 부착될 수 있도록 벽체(20)의 표면을 다듬을 필요가 있다.
비록 본 실시예에서는 시멘트 모르타르를 이용하여 벽체(20)의 표면을 미장하는 방법을 예시하였으나, 이외에도 다양한 형태의 표면 처리 부재가 벽체(20)의 표면 처리를 위해 사용될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 표면 처리가 완료된 벽체(20)의 표면에 접착부재(30)를 도포할 수 있다(S30). 접착부재(30)의 도포 작업은 보통 시멘트 모르타르와 같은 표면 처리 부재가 완전히 응고된 이후에 진행하는 것이 바람직하다. 접착부재(30)로는 예를 들어 에폭시 계열의 접착제가 사용될 수 있다.
다음으로, 퍼즐형 또는 단일형 PC 벽 패널(40')을 벽체(20)의 표면에 부착하여 PC 벽 패널의 형태를 시공할 수 있다(S40).
퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 형태로는 도 8 및 도 9에서 설명된 퍼즐형 PC 벽 패널(40) 방식이 적용될 수 있으며, 단일형 PC 벽 패널(40')의 형태로는 도 10 및 도 11에서 설명된 단일형 PC 벽 패널(40') 방식이 적용될 수 있다. 여기서는, 도 8 및 도 9에 도시된 퍼즐형 PC 벽 패널(40) 방식으로 시공하는 경우를 살펴보기로 한다.
본 단계(S40)에서는 소형 PC 블록(42)을 벽체(20)의 표면에 부착하여 PC 벽 패널을 시공하는 과정과 거의 동시에 앵커부재(50)를 이용하여 PC 벽 패널의 소형 PC 블록(42) 하나하나를 철근콘크리트 프레임(10)에 고정시키는 작업이 수행될 수 있다. 물론, 각각의 소형 PC 블록(42)에 앵커부재(50)가 미리 결합된 상태(선시공 방식, 도 4 참조)로 현장에 제공될 경우, 앵커부재(50)를 철근콘크리트 프레임(10)의 기시공된 앵커홀(19)에 삽입하고 결합제를 주입함으로써 앵커부재(50)를 통한 PC 벽 패널의 고정 작업이 완료될 수도 있다.
그러나 전술한 바와 같이, 소형 PC 블록(42)에 앵커부재(50)가 후시공되는 경우(도 5 및 도 6 참조)에는 앵커부재(50)를 철근콘크리트 프레임(10)의 앵커홀(19)에 고정시키는 작업과 앵커부재(50)를 소형 PC 블록(42)에 고정시키는 작업이 동시다발적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 5의 경우와 같이, 앵커부재(50)가 소형 PC 블록(42)의 앵커 고정홈(44)에 삽입되어 고정되는 경우는, 앵커부재(50)를 앵커홀(19)에 삽입할 때 상기 앵커부재(50)가 상기 앵커 고정홈(44)에 삽입되어 메쉬망(45)과 용접 결합되는 과정이 동시다반적으로 수행될 수 있다. 다른 예를 들면, 도 6의 경우와 같이, 앵커부재(50)가 소형 PC 블록(42)들 사이의 빈 공간에서 후술할 콘크리트 마감재(60)에 의해 매립되는 경우는, 앵커부재(50)를 철근콘크리트 프레임(10)의 기시공된 앵커홀(19)에 삽입할 때 상기 앵커부재(50)가 소형 PC 블록(42)들 사이의 빈 공간으로 연장되도록 앵커홀(19)에 삽입될 수 있다.
이와 같이 다수의 소형 PC 블록(42)으로 구성되는 퍼즐형 PC 벽 패널(40) 또는 하나의 단일 PC 패널로 구성되는 단일형 PC 벽 패널(40')을 벽체(20)의 표면에 부착하는 방식을 사용할 경우, PC 벽 패널을 벽체(20)에 부착한 상태에서 다른 작업을 동시 다발적으로 진행할 수 있어, 적은 인력으로도 보다 많은 작업량을 처리할 수 있다.
한편 도 14에서는 도 8 및 도 9에 도시된 퍼즐형 PC 벽 패널(40) 방식을 적용하여, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 이는 단순히 설명의 편의를 위한 것이며, 전술한 실시예에 따른 다양한 퍼즐형 PC 벽 패널(40)뿐만 아니라 도 10에 도시된 실시예에 따른 단일형 PC 벽 패널(40')을 통해 기존 철근콘크리트 프레임(10)을 저비용 고효율로 내진 보강할 수 있음을 이해할 수 있다.
다음으로, PC 벽 패널의 빈 공간 및 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재(60)를 타설하여 빈 공간을 충전할 수 있다(S60).
콘크리트 마감재(60)의 충전에 따라 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10)이 일체로 결합될 수 있다. 이와 같이 콘크리트 마감재(60)를 타설하여 빈 공간을 충전함으로써 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간을 메울 수 있고 기존 건물의 내진력을 강화할 수 있다.
PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이에 콘크리트 마감재(60)를 타설한 후에는 도 14에 도시된 바와 같이 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10)에 의해 형성된 개구부 내에 창호를 설치할 수 있다. 또한, PC 벽 패널 및 콘크리트 마감재(60)의 외부에 벽 타일을 부착하여, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 마감 공사를 완료할 수 있다.
상술한 공정의 단계들은 시공현장의 조건에 따라 공정의 순서가 뒤바뀔 수 있으며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다.
상술한 바와 같이, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법에서는 PC 벽 패널이 상대적으로 가벼운 경량 재질이므로 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)(예를 들어, 조적벽, 콘크리트블록벽 등과 같은 기설치된 벽체)의 내 외측 표면에 부착하여 시공할 수 있다. 이러한 공법(저비용 고효율)은 건설공기를 줄일 수 있고 양중 비용이 들지 않으므로 기존 공법에 비해 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한, 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 채용할 경우에는 각각의 소형 PC 블록(42)들은 인부가 직접 들고 운반할 수도 있다. 이러한 공법이 학교 건물과 같은 노후화된 기존 철근콘크리트 프레임 구조물을 내진 보강하는데 적용될 경우, 적은 비용으로 보다 많은 노후 건물들을 내진 보강할 수 있는 이점이 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법은, 전술한 실시예에 따른 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법으로서, 철근콘크리트 프레임(10)에 설치된 벽체(20)를 철거하여 개방공간(15)을 형성하는 단계(S110); 철근콘크리트 프레임(10)에 앵커홀(19)을 천공하는 단계(S120); 다수개의 소형 PC 블록(42)을 조립하여 퍼즐형 PC 벽 패널을 시공하는 단계(S130); 다수개의 소형 PC 블록(42) 사이의 빈 공간과 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재(60)를 타설하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법을 설명함에 있어서, 도 15는 설명의 편의를 위해 도 8 및 도 9에 도시된 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조를 예시로 설명하고 있다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 실시예에 따른 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법과동일 또는 상응하여 중복 부분은 구체적 설명을 생략하기로 하며, 전술한 실시예와 다른 특징(본 실시예의 경우는 기존 벽체(20)를 철거하여 소형 PC 블록(42)을 쌓는 방식)을 중심으로 설명하도록 한다.
먼저, 철근콘크리트 프레임(10)에 설치된 벽체(20)를 철거하여 개방공간(15)을 형성할 수 있다(S110). 이때, 기존 벽체(20)에 개구부에 형성되어 있고, 이러한 개구부에 창문이나 도어 등이 설치되어 있는 경우 상기 창문이나 도어도 같이 철거될 수 있다.
다음으로, 철근콘크리트 프레임(10)의 기둥(11)과 보(13)에 앵커부재(50)의 삽입을 위한 앵커홀(19)을 천공할 수 있다(S120).
다음으로, 다수개의 소형 PC 블록(42)을 조립하여 퍼즐형 PC 벽 패널을 시공할 수 있다(S130). 퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 세부 구성과 그 조립 방식은 앞서 설명한 퍼즐형 PC 벽 패널(40)의 실시예들에 보다 구체적으로 설명되어 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
다음으로, 다수개의 소형 PC 블록(42) 사이의 빈 공간과 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재(60)를 타설하여 빈 공간을 충전할 수 있다 (S140). 이와 같이 콘크리트 마감재(60)를 타설하여 빈 공간을 충전함으로써 퍼즐형 PC 벽 패널(40)과 철근콘크리트 프레임(10) 사이의 빈 공간을 메울 수 있고 기존 건물의 내진력을 강화할 수 있다.
퍼즐형 PC 벽 패널(40)과 철근콘크리트 프레임(10) 사이에 콘크리트 마감재(60)를 타설한 후에는 도 15에 도시된 바와 같이 PC 벽 패널과 철근콘크리트 프레임(10)에 의해 형성된 개구부 내에 창호를 설치할 수 있다. 또한, PC 벽 패널 및 콘크리트 마감재(60)의 외부에 벽 타일을 부착하여, PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 마감 공사를 완료할 수 있다.
상술한 공정의 단계들은 시공현장의 조건에 따라 공정의 순서가 뒤바뀔 수 있으며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다.
상술한 바와 같이, 퍼즐형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법에서는, 퍼즐형 PC 벽 패널(40)을 구성하는 각각의 소형 PC 블록(42)들은 인부가 직접 들고 운반할 수 있고, PC 벽 패널이 상대적으로 가벼운 경량 재질이므로 철근콘크리트 프레임(10)의 기존 벽체(20)의 내 외측 표면에 부착하여 시공할 수 있다. 이러한 공법(저비용 고효율)은 건설공기를 줄일 수 있고 양중 비용이 들지 않으므로 기존 공법에 비해 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다. 이러한 공법이 학교 건물과 같은 노후화된 기존 철근콘크리트 프레임 구조물을 내진 보강하는데 적용될 경우, 적은 비용으로 보다 많은 노후 건물들을 내진 보강할 수 있는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 철근콘크리트 프레임 11: 기둥
13: 보 15: 개방공간
19: 앵커홀 20: 벽체
30: 접착부재 40: 퍼즐형 PC 벽 패널
40': 단일형 PC 벽 패널 42: 소형 PC 블록
44: 앵커 고정홈 45: 메쉬망
48: 요철부 50: 앵커부재
60: 콘크리트 마감재

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임;
    상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되는 벽체;
    상기 벽체의 표면에 시공되는 접착부재;
    상기 벽체의 표면에 부착되는 PC 벽 패널;
    상기 PC 벽 패널을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및
    상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하며,
    상기 PC 벽 패널은 다수개의 소형 PC 블록이 조립되어 형성되며,
    상기 소형 PC 블록의 표면에는 상기 앵커부재의 고정을 위해 내측으로 파인 형상의 앵커 고정홈이 형성되며,
    상기 앵커 고정홈에는 메쉬망이 구비되며,
    상기 앵커부재는 상기 앵커 고정홈에 삽입된 상태에서 상기 메쉬망에 고정되는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조.
  5. 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임;
    상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되는 PC 벽 패널;
    상기 PC 벽 패널을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및
    상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하며,
    상기 PC 벽 패널은 다수개의 소형 PC 블록이 조립되어 형성되며,
    상기 소형 PC 블록의 표면에는 상기 앵커부재의 고정을 위해 내측으로 파인 형상의 앵커 고정홈이 형성되며,
    상기 앵커 고정홈에는 메쉬망이 구비되며,
    상기 앵커부재는 상기 앵커 고정홈에 삽입된 상태에서 상기 메쉬망에 고정되는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 PC 벽 패널의 두께는 90mm 내지 110mm인 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조.
  9. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 앵커부재는 상기 소형 PC 블록에서 외측으로 돌출되도록 사전에 상기 소형 PC 블록에 고정되는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조.
  10. 삭제
  11. 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임;
    상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되는 PC 벽 패널;
    상기 PC 벽 패널을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및
    상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하며,
    상기 PC 벽 패널은 다수개의 소형 PC 블록이 조립되어 형성되며,
    상기 앵커부재는 상기 소형 PC 블록과 소형 PC 블록 사이의 빈 공간에 배치된 이후에 상기 콘크리트 마감재에 의해 매립되는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조.
  12. 철근콘크리트 기둥 및 보로 구성되는 철근콘크리트 프레임;
    상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되는 PC 벽 패널;
    상기 PC 벽 패널을 상기 철근콘크리트 프레임에 고정시키는 앵커부재; 및
    상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 공간에 타설되는 콘크리트 마감재를 포함하며,
    상기 PC 벽 패널은 다수개의 소형 PC 블록이 조립되어 형성되며,
    상기 콘크리트 마감재는 상기 다수개의 소형 PC 블록 사이의 공간에 타설될 수 있으며,
    상기 소형 PC 블록의 외측단에는 상기 콘크리트 마감재에 매립되는 요철부가 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조.
  13. 퍼즐형 또는 단일형 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법에 있어서,
    철근콘크리트 프레임에 앵커홀을 천공하는 단계;
    상기 철근콘크리트 프레임의 개방공간에 설치되어 있는 벽체의 표면을 미장하는 단계;
    표면 처리가 완료된 상기 벽체의 표면에 접착부재를 도포하는 단계;
    상기 PC 벽 패널을 상기 벽체의 표면에 부착하여 시공하는 단계; 및
    상기 PC 벽 패널의 빈 공간 및 상기 PC 벽 패널과 상기 철근콘크리트 프레임 사이의 빈 공간에 콘크리트 마감재를 타설하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 벽 패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조의 시공방법.
  14. 삭제
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