KR101951095B1 - Seismic Strengthening Method For School Building - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내진 보강 구조물을 미리 제작하여 학교 건축물의 창호 개구부에 하부 골조와 상부 골조를 차례로 설치하고 하부 골조와 상부 골조의 사이에 삽입 강관이 삽입되도록 구성하여, 지진 발생시에 삽입 강관의 소성변형을 유도하여 지진에너지를 흡수할 수 있도록 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 ((a) 일정 길이의 수평으로 구성되는 하부 수평관과, 하부 수평관의 양단부에서 각각 수직 상부로 구성되는 기둥관과, 하부 수평관의 하부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관의 외측면에 각각 형성되는 결합 플레이트로 이루어지는 하부 골조와; 일정 길이의 수평으로 구성되는 상부 수평관과, 상부 수평관의 양단부에서 각각 수직 하부로 구성되는 기둥관과, 상부 수평관의 상부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관의 외측면에 각각 형성되는 결합 플레이트로 이루어지는 상부 골조와; 양단부가 각각 하부 골조 기둥관과 상부 골조의 기둥관에 삽입되는 일정 길이의 삽입 강관으로 이루어지는 내진 보강 구조물을 사전 제작하는 단계; (b) 기존 구조체의 벽체 및 창호를 철거하고 개구부의 내측면에 앵커 볼트를 설치하는 단계; (c) 개구부의 하부의 내측면에 하부 골조를 가설치하는 단계; (d) 개구부에 상부의 내측면에 하부 골조의 기둥관의 상단부와 상부 골조의 기둥관의 하단부가 일정 거리 이격되도록 상부 골조를 가설치하는 단계; (e) 하부 골조의 내부에 삽입된 삽입 강관을 상단부가 일정 깊이 상부 골조 기둥관의 내부로 삽입되도록 이동시켜 하부와 상부를 각각 하부 골조와 상부 골조의 기둥관에 고정하는 단계; (f) 기존 구조체의 앵커볼트에 하부 골조와 상부 골조를 체결하여 설치하는 단계; (g) 결합 플레이트과 기존 구조체 사이에 무수축 모르타르를 채우는 단계;를 포함하여 이루어진다.In the present invention, an earthquake-proof reinforcement structure is manufactured in advance, a lower frame and an upper frame are sequentially installed in a window opening of a school building, and an inserted steel pipe is inserted between a lower frame and an upper frame. This paper deals with seismic retrofitting method using window openings of school buildings that can induce earthquake energy.
A preferred embodiment of the present invention is a method of manufacturing a vertical pipe, comprising the steps of: (a) forming a horizontal lower horizontal pipe having a predetermined length, a column pipe having vertical upper portions at both ends of the lower horizontal pipe, And a coupling plate formed on an outer surface of each of the pair of column pipes; a vertical horizontal pipe having a predetermined length; a column pipe having vertically lower portions at both ends of the upper horizontal pipe; And a coupling plate formed on an outer surface of a pair of column tubes facing the upper surface of the upper frame, respectively, and an end portion of the upper frame is inserted into the column pipe of the lower frame column and the upper frame, (B) removing the walls and windows of the existing structure and installing anchor bolts on the inner side of the opening; (c) (D) installing the upper frame so that the upper end of the column pipe of the lower frame and the lower end of the column pipe of the upper frame are spaced by a certain distance from the inner side of the upper portion of the opening, (E) moving the inserted steel pipe inserted in the lower frame so as to insert the upper part into the inside of the upper frame pipe with a predetermined depth, and fixing the lower part and the upper part to the lower frame and the column pipe of the upper frame; (G) filling the non-shrinking mortar between the coupling plate and the existing structure by installing the lower frame and the upper frame on the anchor bolts of the existing structure.

Description

학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법{Seismic Strengthening Method For School Building}{Seismic Strengthening Method For School Building}

본 발명은 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내진 보강 구조물을 미리 제작하여 학교 건축물의 창호 개구부에 하부 골조와 상부 골조를 차례로 설치하고 하부 골조와 상부 골조의 사이에 삽입 강관이 삽입되도록 구성하여, 지진 발생시에 삽입 강관의 소성변형을 유도하여 지진에너지를 흡수할 수 있도록 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법에 관한 것이다.The present invention relates to an earthquake-proof reinforcement method using a window opening of a school building, more specifically, an earthquake-proof reinforcement structure in advance, and a lower frame and an upper frame are sequentially installed in a window opening of a school building, The present invention relates to an earthquake-proof reinforcement method using a window opening of a school building, which is configured to insert an inserted steel pipe into an opening of a school building to induce plastic deformation of an inserted steel pipe when an earthquake occurs, thereby absorbing seismic energy.

1988년 내진설계가 건축구조기준에 반영되었으나, 학교 건축물 중 내진설계가 미반영된 비율이 약 70%에 달하는 것으로 알려져있다. 이와 같은 학교 건축물은 내진보강공사를 별도로 수행하지 않으며, 보강공사는 학교건물 성능개선공사와 동시에 진행되는 것이 일반적이었다. 따라서, 반드시 노후 창호에 대한 개량공사가 수행되는데, 창호공사 시 창호 개구부를 활용한 내진보강공사를 하는 것이 효과적이다.Although the seismic design in 1988 was reflected in the building structure standard, it is known that the ratio of the earthquake-resistant design in school buildings is about 70%. Such a school building did not perform seismic reinforcement work separately, and reinforcement work was generally carried out simultaneously with the school building performance improvement work. Therefore, it is effective to carry out the earthquake-proof reinforcement work by using window openings at window construction when improvement work is carried out for the old window.

일반적으로 학교 건축물은 건축당시 기준을 준용 시 내진성능에 큰 문제가 없으나, 이를 현행 신기준으로 적용 시 내진보강이 필수적이며, 내진보강은 외부 벽체나 계단실 벽체(조적벽)에 콘크리트를 채우는 전단벽 보강이나, 기둥과 보 부재를 보강한다. 그러나 이와 같은 벽체 증타나 부재 보강은 공사기간 증가가 발생하는 문제점이 있었다.In general, school buildings are not subject to seismic performance when applied at the time of construction. However, seismic reinforcement is essential when applied at the current new standard. Seismic reinforcement is used to reinforce shear walls to fill concrete in outer walls or staircase walls, Reinforce columns and beam members. However, there is a problem in that the wall panel reinforcement or the reinforcement of the wall increases the construction period.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 특허등록 제1150392호 "내진 보강용 철골 구조물의 접합구조 및 접합공법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '내진 보강용 철골 구조물의 접합구조에 관한 것으로, 기둥 또는 보로 이루어지는 기존 구조체; 상기 기존 구조체의 벽면에 뚫린 복수의 구멍에 에폭시 수지에 의하여 각각 설치되는 철근; 상기 기존 구조체의 벽면에 도포되어 타설되는 모르타르와 벽면의 접착력을 강화시키는 콘크리트 접착제; 상기 기존 구조체의 벽면과 일정 간격을 두고 상기 철근이 관통하도록 용접에 의하여 설치되며 다수의 보강용 스터드 볼트를 구비하고 있는 H형강; 상기 기존기존 구조체의 벽면과 H형강 사이를 포함하여 H형강의 외부둘레를 감싸는 형태로 구비되는 메쉬 또는 철판; 상기 메쉬 또는 철판에 의하여 타설되는 모르타르; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골 구조물의 접합구조'를 제안한다.As a background of the present invention, there is Korean Patent Registration No. 1150392 entitled "Joint Structure and Joining Method of Steel Structure for Seismic Retensioning" (Patent Document 1). The present invention relates to a joining structure of a steel structure for seismic retrofitting, Reinforcing bars respectively installed by epoxy resin in a plurality of holes formed in a wall surface of the existing structure; A concrete adhesive which strengthens the adhesive force between the mortar and the wall surface applied on the wall surface of the existing structure; An H-shaped steel rod provided with a plurality of reinforcing stud bolts, which are welded to penetrate the reinforcing bars with a certain distance from the wall surface of the existing structure; A mesh or an iron plate including an outer periphery of the H-shaped steel including the wall between the wall of the existing structure and the H-shaped steel; A mortar which is laid by the mesh or iron plate; A joint structure of a steel structure for anti-seismic reinforcement "

그러나 상기 배경기술은 현장에서 H형강 및 H형강 외부를 감싸는 형태로 철판을 설치해야 하는 등 시공이 매우 어렵고, 내부에 모르타르를 타설해야 하는 등 공사기간 증가 등의 문제점이 있었다.However, the background art has a problem in that it is very difficult to install an iron plate in the form of wrapping the H-shaped steel and the H-shaped steel in the field, and there is a problem that the construction time is increased such as installing the mortar inside.

대한민국 특허등록 제1150392호 "내진 보강용 철골 구조물의 접합구조 및 접합공법"Korea Patent No. 1150392, "Joining Structure and Joining Method of Steel Structure for Seismic Retrofit"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내진 보강 구조물을 미리 제작하여 학교 건축물의 창호 개구부에 하부 골조와 상부 골조를 차례로 설치하고 하부 골조와 상부 골조의 사이에 삽입 강관이 삽입되도록 구성하여, 현장 용접을 배제하도록 함으로써 매우 용이하게 창호 개구부에 내진 보강 구조물을 설치할 수 있어, 시공성이 우수할 뿐만 아니라 공기를 대폭 단축시킬 수 있으며, 지진 발생시에 삽입 강관의 소성변형을 유도하여 지진에너지를 효과적으로 흡수할 수 있도록 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an earthquake-proof reinforcement structure in which a lower frame and an upper frame are installed sequentially in a window opening of a school building, and an inserted steel pipe is inserted between the lower frame and the upper frame , It is possible to install an earthquake-resistant reinforcement structure very easily in window openings by eliminating site welding, and thus it is possible to remarkably shorten the air as well as to improve the workability and to induce the plastic deformation of the inserted steel pipe The purpose of this study is to provide a seismic retrofitting method using window openings of school buildings that can absorb the earthquakes.

본 발명은 (a) 일정 길이의 수평으로 구성되는 하부 수평관과, 하부 수평관의 양단부에서 각각 수직 상부로 구성되는 기둥관과, 하부 수평관의 하부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관의 외측면에 각각 형성되는 결합 플레이트로 이루어지는 하부 골조와; 일정 길이의 수평으로 구성되는 상부 수평관과, 상부 수평관의 양단부에서 각각 수직 하부로 구성되는 기둥관과, 상부 수평관의 상부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관의 외측면에 각각 형성되는 결합 플레이트로 이루어지는 상부 골조와; 양단부가 각각 하부 골조 기둥관과 상부 골조의 기둥관에 삽입되는 일정 길이의 삽입 강관으로 이루어지는 내진 보강 구조물을 사전 제작하는 단계; (b) 기존 구조체의 벽체 및 창호를 철거하고 개구부의 내측면에 앵커 볼트를 설치하는 단계; (c) 개구부의 하부의 내측면에 하부 골조를 가설치하는 단계; (d) 개구부에 상부의 내측면에 하부 골조의 기둥관의 상단부와 상부 골조의 기둥관의 하단부가 일정 거리 이격되도록 상부 골조를 가설치하는 단계; (e) 하부 골조의 내부에 삽입된 삽입 강관을 상단부가 일정 깊이 상부 골조 기둥관의 내부로 삽입되도록 이동시켜 하부와 상부를 각각 하부 골조와 상부 골조의 기둥관에 고정하는 단계; (f) 기존 구조체의 앵커볼트에 하부 골조와 상부 골조를 체결하여 설치하는 단계; (g) 결합 플레이트과 기존 구조체 사이에 무수축 모르타르를 채우는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 제공하고자 한다.(A) a lower horizontal pipe having a predetermined length, a column pipe having vertical upper portions at both ends of the lower horizontal pipe, and a pair of column pipes facing the lower surface of the lower horizontal pipe A lower frame comprising a coupling plate formed on a side surface thereof; A pair of column tubes each of which is formed on the outer surface of a pair of column tubes facing the upper surface of the upper horizontal tube, An upper frame comprising a plate; Pre-fabricating an anti-seismic reinforcement structure including a lower frame column and an inserted steel pipe having a predetermined length inserted into the column pipe of the upper frame; (b) removing the walls and windows of the existing structure and installing anchor bolts on the inner side of the opening; (c) installing a lower frame on the inner surface of the lower portion of the opening; (d) installing an upper frame on the inner surface of the upper part of the opening so that the upper end of the column pipe of the lower frame and the lower end of the column pipe of the upper frame are spaced apart by a certain distance; (e) fixing the lower and upper portions of the inserted steel pipe inserted in the lower frame to the lower frame and the upper frame of the upper frame, respectively, by moving the upper portion to be inserted into the upper frame pipe tube to a certain depth; (f) fastening the lower frame and the upper frame to the anchor bolts of the existing structure; (g) filling non-shrinkable mortar between the coupling plate and the existing structure, and providing the earthquake-proof reinforcement method using the window opening of the school building.

또한, (a) 단계에서, 하부 수평관이 결합되는 하부 골조 기둥관의 하단부 및 상부 수평관이 결합되는 상부 골조 기둥관의 상단부에는 일정 깊이로 보강 강관이 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 제공하고자 한다.In addition, in step (a), a reinforcing steel pipe is inserted and coupled to the lower end of the lower frame column tube to which the lower horizontal pipe is coupled and the upper end of the upper frame column pipe to which the upper horizontal pipe is coupled, And to provide a seismic retrofitting method using window openings.

또한, (a) 단계에서, 기둥관의 상단부에서 일정 길이 하부에서 복수의 볼트가 단부가 내부로 관통되도록 체결되고, 삽입 강관의 하단부가 볼트에 지지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 제공하고자 한다.In the step (a), a plurality of bolts are fastened to the inside of the column pipe at a predetermined length from the upper end of the column pipe so as to penetrate the inside thereof, and the lower end of the inserted steel pipe is supported by the bolt. Seismic reinforcement method.

또한, (a) 단계에서, 하부 수평관, 상부 수평관 및 기둥관은 사각형 단면형상의 강관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 제공하고자 한다.Also, in the step (a), the bottom horizontal pipe, the upper horizontal pipe, and the column pipe are formed of steel pipes having a rectangular cross-sectional shape.

또한, (a) 단계에서, 하부 수평관, 상부 수평관 및 기둥관은 일측면이 개구된 ㄷ형 단면을 갖는 부재로 이루어져 개구면에 결합 플레이트가 결합되는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 제공하고자 한다.In addition, in the step (a), the lower horizontal pipe, the upper horizontal pipe, and the column pipe are made of a member having a C-shaped cross section with one side opened, and a coupling plate is coupled to the opening surface. Seismic strengthening method.

본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법은 내진 보강 구조물을 미리 제작하여 학교 건축물의 창호 개구부에 하부 골조와 상부 골조를 차례로 설치하고 하부 골조와 상부 골조의 사이에 삽입 강관이 삽입되도록 구성하여, 현장 용접을 배제하도록 함으로써 매우 용이하게 창호 개구부에 내진 보강 구조물을 설치할 수 있어, 시공성이 우수할 뿐만 아니라 공기를 대폭 단축시킬 수 있으며, 지진 발생시에 삽입 강관의 소성변형을 유도하여 지진에너지를 효과적으로 흡수할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.In the seismic retrofitting method using the window openings of the school building of the present invention, an anti-seismic reinforcement structure is manufactured in advance, and a lower frame and an upper frame are sequentially installed in window openings of the school building, and an inserted steel pipe is inserted between the lower frame and the upper frame Therefore, it is possible to install the seismic reinforcing structure in the window opening very easily, and it is possible to greatly shorten the air as well as to improve the workability and to induce the plastic deformation of the inserted steel pipe at the occurrence of the earthquake, There is a very useful effect that can be effectively absorbed.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법에 사용되는 내진 보강 구조물의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 상기 도 1의 정면도이다.
도 4a는 본 발명의 하부 수평관의 단면도이다.
도 4b 및 도 4c는 상기 도 4a의 다른 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 삽입 강관의 결합 부위의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 시공순서대로 도시한 도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
1 is a perspective view of an earthquake-proof reinforcement structure used in an earthquake-proof reinforcement method utilizing the window opening of a school building of the present invention.
2 is an exploded perspective view of FIG.
3 is a front view of the above FIG.
4A is a cross-sectional view of the lower horizontal tube of the present invention.
Figs. 4B and 4C are cross-sectional views of another embodiment of Fig. 4A.
5 is a cross-sectional view of a joint portion of an inserted steel pipe of the present invention.
6 is a view illustrating an earthquake-proof reinforcement method utilizing window openings of a school building according to the present invention in order of construction.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments.

도 1은 본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법에 사용되는 내진 보강 구조물의 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 상기 도 1의 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view of an anti-seismic reinforcement structure used in an earthquake-proof reinforcement method utilizing a window opening of a school building of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of FIG.

본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법은 먼저, 내진 보강 구조물(1)을 사전 제작한다(a).In the seismic retrofitting method utilizing the window opening of the school building of the present invention, the seismic reinforcing structure 1 is prepared in advance (a).

본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법은 학교 건축물의 창호 및 조적조 벽체가 설치된 개구부에 ∪형의 하부 골조(110)와 ∩형의 상부 골조(120) 및 하부 골조(110)와 상부 골조(120)를 연결하는 삽입 강관(130)으로 이루어지는 프레임 형태의 내진 보강 구조물(1)을 설치하여 보강하도록 한다.The seismic retrofitting method using the window openings of the school building of the present invention is characterized in that a window frame of a school building and an opening of a masonry wall are provided with a U-shaped lower frame 110, an upper frame 120 and a lower frame 110, Reinforced structure 1 in the form of a frame made up of an inserted steel pipe 130 connecting the frame 120 is installed and reinforced.

하부 골조(110)는 일정 길이의 수평으로 구성되는 하부 수평관(111)과, 하부 수평관(111)의 양단부에서 각각 수직 상부로 구성되는 기둥관(112)이 결합되어 ∪형의 프레임 형상으로 이루어지며, 하부 수평관(111)의 하부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관(112)의 외측면에는 결합 플레이트(113)가 결합되어 구성된다.The lower frame 110 includes a lower horizontal pipe 111 having a predetermined length and a column pipe 112 having vertical upper portions at both ends of the lower horizontal pipe 111 to form a U- And a coupling plate 113 is coupled to an outer surface of the pair of column pipes 112 facing the lower surface of the lower horizontal pipe 111.

결합 플레이트(113)는 일정 폭과 길이를 갖는 판 형상으로 하부 수평관(111) 및 기둥관(112)의 폭보다 넓은 폭으로 형성되어 하부 수평관(111) 및 기둥관(112)에 결합 플레이트(113) 결합시에 폭방향 양단부가 각각 하부 수평관(111) 및 기둥관(112)의 폭방향 외측으로 돌출되도록 한다.The coupling plate 113 is formed in a plate shape having a predetermined width and length and is wider in width than the widths of the lower horizontal pipe 111 and the column pipe 112 so that the coupling plate 113 is connected to the lower horizontal pipe 111 and the column pipe 112, Both end portions in the width direction are protruded outward in the width direction of the lower horizontal pipe 111 and the column pipe 112, respectively.

이때, 결합 플레이트(113)는 앵커 볼트(3)와의 결합을 위하여 결합 플레이트(113)의 하부 수평관(111) 및 기둥관(112)의 폭방향 외측으로 돌출된 부분에는 복수의 결합공(115)이 통공되어 형성될 수 있으며, 결합 오차를 수정할 수 있도록 장공으로 형성되도록 할 수도 있다.At this time, the engaging plate 113 is provided with a plurality of engaging holes 115 (not shown) at portions projecting outward in the width direction of the lower horizontal pipe 111 and the column pipe 112 of the engaging plate 113 for engaging with the anchor bolts 3 May be formed as a through hole, and may be formed as a long hole so as to correct the coupling error.

이와 같은 삽입 강관(130)은 하부 골조(110)와 상부 골조(120)를 연결하도록 하는 부재로 저항복비강(Low Yield Ratio Steel)을 사용하여 연성을 확보하도록 하여, 횡력 작용시에 삽입 강관(130)에서의 소성변형을 유도하도록 할 수 있다.The inserted steel pipe 130 is a member for connecting the lower frame 110 and the upper frame 120 to secure ductility by using Low Yield Ratio steel so that the inserted steel pipe 130 130 in the first and second embodiments.

도 4a는 본 발명의 하부 수평관의 단면도이고, 도 4b 및 도 4c는 상기 도 4a의 다른 실시예의 단면도이다.4A is a cross-sectional view of the lower horizontal tube of the present invention, and Figs. 4B and 4C are sectional views of another embodiment of Fig. 4A.

일반적으로 내진 보강 구조물은 H형강을 사용하는 것이 일반적이나, H형강은 강축과 약축이 존재하고, 플랜지 돌출로 웨브를 마감하여야 하는 등 시공이 용이하지 않기 때문에 본 발명에서는 하부 골조(110) 및 상부 골조(120)를 구성하는 하부 수평관(111), 상부 수평관(121) 및 기둥관(112)(122)은 사각형 강관 형태를 사용하는 것이 바람직하다.In general, the H-shaped steel is generally used as the seismic strengthening structure. However, since the H-shaped steel has a strong axis and a weak axis and the flange protrudes to finish the web, The lower horizontal pipe 111, the upper horizontal pipe 121 and the pillar pipes 112 and 122 constituting the frame 120 are preferably formed in the shape of a rectangular steel pipe.

즉, 도 4a에서와 같이, 하부 수평관(111), 상부 수평관(121) 및 기둥관(112)(122)은 내부가 비어 있는 사각형 단면형상의 강관으로 이루어지도록 할 수도 있으며, 도 4b 및 도 4c에서와 같이, 하부 수평관(111), 상부 수평관(121) 및 기둥관(112)(122)은 일측면이 개구된 ㄷ형 단면을 갖는 부재로 이루어지도록 하고 개구면에 결합 플레이트(113)(123)가 결합되도록 하여 강관과 동일한 단면을 갖도록 할 수 있다.That is, as shown in FIG. 4A, the lower horizontal pipe 111, the upper horizontal pipe 121, and the column pipes 112 and 122 may be made of a steel pipe having a hollow rectangular shape in section, 4C, the lower horizontal pipe 111, the upper horizontal pipe 121, and the column pipes 112 and 122 are made of a member having a C-shaped cross section with one side opened and the coupling plate 113 (123) are coupled with each other so as to have the same cross section as the steel pipe.

상부 골조(120)는 상술한 하부 골조(110)와 동일한 형상으로 하부 골조(110)와 대칭되도록 ∩형 프레임 형상으로 이루어진다.The upper frame 120 has the same shape as the lower frame 110 described above and is shaped like an ∩ shaped frame so as to be symmetrical with the lower frame 110.

즉, 상부 골조(120)는 일정 길이의 수평으로 구성되는 상부 수평관(121)과, 상부 수평관(121)의 양단부에서 각각 수직 상부로 구성되는 기둥관(122)이 결합되어 ∩형의 프레임 형상으로 이루어지며, 상부 수평관(121)의 하부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관(122)의 외측면에는 결합 플레이트(123)가 결합되어 구성된다.That is, the upper frame 120 includes an upper horizontal pipe 121 having a predetermined length and a column pipe 122 having a vertically upper portion at both ends of the upper horizontal pipe 121, And a coupling plate 123 is coupled to the outer surface of the pair of column pipes 122 facing the lower surface of the upper horizontal pipe 121.

결합 플레이트(123)는 일정 폭과 길이를 갖는 판 형상으로 상부 수평관(121) 및 기둥관(122)의 폭보다 넓은 폭으로 형성되어 상부 수평관(121) 및 기둥관(122)에 결합 플레이트(123) 결합시에 폭방향 양단부가 각각 상부 수평관(121) 및 기둥관(122)의 폭방향 외측으로 돌출되도록 한다.The coupling plate 123 is formed in a plate shape having a predetermined width and a width and is wider than the widths of the upper horizontal pipe 121 and the column pipe 122 and is connected to the upper horizontal pipe 121 and the column pipe 122, Both end portions in the width direction are protruded outward in the width direction of the upper horizontal pipe 121 and the column pipe 122, respectively.

이때, 결합 플레이트(123)는 앵커 볼트(3)와의 결합을 위하여 결합 플레이트(123)의 상부 수평관(121) 및 기둥관(122)의 폭방향 외측으로 돌출된 부분에는 복수의 결합공(125)이 통공되어 형성될 수 있으며, 결합 오차를 수정할 수 있도록 장공으로 형성되도록 할 수도 있다.At this time, the engaging plate 123 is provided with a plurality of engaging holes 125 (not shown) at portions projecting outward in the width direction of the upper horizontal pipe 121 and the column pipe 122 of the engaging plate 123 for engaging with the anchor bolts 3 May be formed as a through hole, and may be formed as a long hole so as to correct the coupling error.

특히, 도 3에서와 같이, 상기와 같이 구성되는 하부 골조(110) 및 상부 골조(120)는 하부 수평관(111)이 결합되는 하부 골조(110) 기둥관(112)의 하단부 및 상부 수평관(121)이 결합되는 상부 골조(120) 기둥관(122)의 상단부에는 일정 깊이로 보강 강관(140)이 삽입되어 결합되도록 하여 접합부를 보강하도록 함으로써, 횡력 발생시에 삽입 강관(130)의 변형을 유도하도록 한다.3, the lower frame 110 and the upper frame 120 may include a lower end of the lower frame 110 and a lower end of the upper horizontal pipe 111, The reinforcing steel pipe 140 is inserted into the upper end of the upper pipe 120 of the upper frame 120 to which the reinforcing steel pipe 121 is joined to reinforce the joint so that the deformation of the inserted steel pipe 130 .

도 6은 본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법을 시공순서대로 도시한 도이다.6 is a view illustrating an earthquake-proof reinforcement method utilizing window openings of a school building according to the present invention in order of construction.

이후, 도 6a에서와 같이, 기존 구조체(2)의 벽체 및 창호를 철거하고 개구부(21)의 내측면에 앵커 볼트(3)를 설치한다(b).6 (b), the wall and window of the existing structure 2 are removed and the anchor bolts 3 are installed on the inner surface of the opening 21, as shown in FIG. 6 (a).

기존 구조체(2)에서 내진 보강이 필요한 창호 개구부의 조적조 벽체 및 창호 등을 철거하고, 조적조 벽체 및 창호 등을 철거된 개구부(21)의 내측면에는 앵커 볼트(3)를 설치한다.The masonry walls and windows of the window openings requiring the earthquake-proof reinforcement are removed from the existing structure 2, and the anchor bolts 3 are installed on the inner surfaces of the openings 21 in which the masonry walls and windows are removed.

이때, 앵커 볼트(3) 설치시에는 기존 구조체(2)의 보 및 기둥 등의 마감재를 제거하고, 콘크리트 면을 치핑(chipping)하도록 할 수도 있다.At this time, at the time of installing the anchor bolts 3, it is also possible to remove the finishing material such as beams and pillars of the existing structure 2 and chipping the concrete surface.

이후, 도 6b 및 도 6c에서와 같이, 개구부(21)의 하부의 내측면에 하부 골조(110)를 가설치한다(c).Subsequently, as shown in FIGS. 6B and 6C, the lower frame 110 is installed on the inner surface of the lower portion of the opening 21 (c).

하부 골조(110)는 하부 수평관(111)이 하부에 위치하도록 하며, 결합 플레이트(113)의 결합공(115)에 기존 구조체(2)에 설치된 앵커 볼트(3)가 끼워져 가고정되도록 한다.The lower frame 110 is positioned below the lower horizontal pipe 111 and the anchor bolts 3 provided on the existing structure 2 are fitted and fixed to the coupling holes 115 of the coupling plate 113.

도 6b에서와 같이, 하부 골조(110)를 먼저 설치한 이후에 도 6c에서와 같이 삽입 강관(130)을 기둥곤(112)에 삽입하도록 할 수도 있으며, 시공을 용이하게 하도록 하부 골조(110)의 기둥관(112)에는 미리 삽입 강관(130)이 삽입되어 구성되도록 할 수도 있다.6C, after inserting the lower frame 110, the inserted steel pipe 130 may be inserted into the pillar 112 as shown in FIG. 6C. Alternatively, the lower frame 110 may be inserted into the pillar 112, The insertion pipe 130 may be inserted into the pillar pipe 112 of the main body 110 in advance.

상기와 같이 구성되는 하부 골조(110)에는 상부 골조(120)와 삽입 강관(130)으로 결합되도록 우선, 삽입 강관(130)의 기둥관(112)으로 삽입하도록 하는데, 이때, 삽입 강관(130)이 기둥관(112)의 저면으로 낙하하지 않고 기둥관(112)의 상부에 위치할 수 있도록 도 6b와 도 6c에서와 같이, 기둥관(112)의 상단부에서 일정 길이 하부에서 복수의 볼트(129)가 단부가 내부로 관통되도록 체결되도록 하고, 삽입 강관(130)을 기둥관(112)의 상단부에서 삽입하도록 하면 삽입 강관(130)의 하단부가 볼트(129)에 지지되어 기둥관(112)의 상부에 위치하여 거치되기 때문에, 상부 골조(120)의 기둥관(122)의 하단부로 삽입 강관(130)의 상단부를 삽입할 때 용이하게 작업이 가능하도록 할 수 있다.The inserted steel pipe 130 is inserted into the column pipe 112 of the inserted steel pipe 130 so that the upper frame 120 and the inserted steel pipe 130 are coupled to the lower frame 110. At this time, As shown in FIGS. 6B and 6C, a plurality of bolts 129 (not shown) are arranged at a predetermined length in the upper end of the column pipe 112 so that the bolts 129 can be positioned above the column pipe 112 without falling down to the bottom surface of the column pipe 112 The lower end of the inserted steel pipe 130 is supported by the bolt 129 so that the lower end of the inserted steel pipe 130 is inserted into the upper end of the column pipe 112, It is possible to easily perform the operation when the upper end of the inserted steel pipe 130 is inserted into the lower end of the column pipe 122 of the upper frame 120.

이후, 도 6d에서와 같이, 개구부(21)의 상부의 내측면에 상부 골조(120)를 가설치한다(d).Then, as shown in FIG. 6D, the upper frame 120 is attached to the inner surface of the upper portion of the opening 21 (d).

상부 골조(120)는 상부 수평관(121)이 상부에 위치하도록 하며, 결합 플레이트(123)의 결합공(125)에 기존 구조체(2)에 설치된 앵커 볼트(3)가 끼워져 가고정되도록 한다.The upper frame 120 is positioned such that the upper horizontal pipe 121 is positioned at the upper portion and the anchor bolts 3 provided on the existing structure 2 are fitted and fixed in the coupling holes 125 of the coupling plate 123.

이때, 하부 골조(110)의 기둥관(112)의 상단부와 상부 골조(120)의 기둥관(122)의 하단부 사이에는 일정거리 이격된 이격부(di)가 형성되도록 하여, 후술하는 단계에서 삽입 강관(130) 삽입시에 삽입 강관이 노출되도록 한다.At this time, a spacing di spaced a certain distance is formed between the upper end of the column pipe 112 of the lower frame 110 and the lower end of the column pipe 122 of the upper frame 120, So that the inserted steel pipe is exposed when the steel pipe 130 is inserted.

도 5는 본 발명의 삽입 강관의 결합 부위의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a joint portion of an inserted steel pipe of the present invention.

이후, 도 6e에서와 같이, 하부 골조(110)와 상부 골조(120)를 삽입 강관(130)으로 연결하도록 한다(e).Subsequently, as shown in FIG. 6E, the lower frame 110 and the upper frame 120 are connected with the inserted steel pipe 130 (e).

하부 골조(110)의 기둥관(112)의 내부에 삽입된 삽입 강관(130)을 상부로 이동시켜 삽입 강관(130)의 상단부가 일정 깊이 상부 골조(120) 기둥관(122)의 내부로 삽입되도록 한다.The inserted steel pipe 130 inserted into the column pipe 112 of the lower frame 110 is moved upward so that the upper end of the inserted steel pipe 130 is inserted into the column pipe 122 of the upper frame 120 .

이와 같이, 삽입 강관(130)은 상단부는 상부 골조(120)의 기둥관(122)의 내부에 삽입되고, 하단부는 하부 골조(110)의 기둥관(112)의 내부에 삽입되도록 하며, 도 5에서와 같이, 피스 등의 결합수단(131)으로 삽입 강관(130)의 양단부를 각각 상부 골조(120)의 기둥관(122)과 하부 골조(110)의 기둥관(112)에 결합하도록 한다.The upper end of the inserted steel pipe 130 is inserted into the column pipe 122 of the upper frame 120 and the lower end thereof is inserted into the column pipe 112 of the lower frame 110, Both ends of the inserted steel pipe 130 are coupled to the column pipe 122 of the upper frame 120 and the column pipe 112 of the lower frame 110 by the coupling means 131 such as a piece.

이때, 하부 골조(110)의 기둥관(112)의 상단부와 상부 골조(120)의 기둥관(122)의 하단부 사이의 이격부(di)에서 삽입 강관(130)의 중앙부가 일정 길이 노출된 상태로 구성되어, 지진 발생시 횡력에 의하여 삽입 강관(130)의 이격부(di)에서의 노출된 부분의 소성변형을 유도하도록 한다.At this time, the center portion of the inserted steel pipe 130 is exposed at a certain distance from the upper end of the column pipe 112 of the lower frame 110 and the lower end of the column pipe 122 of the upper frame 120 So that plastic deformation of the exposed portion of the inserted steel pipe 130 at the spaced portion di is induced by the lateral force when an earthquake occurs.

삽입 강관(130)은 상기 (c) 단계에서, 설치를 용이하게 하기 위해 먼저 하부 골조(110)의 기둥관(112)에 삽입되도록 구성한 후 최소 공간으로 개구부(21)에 가설치하고, (d) 단계에서 상부 골조(120)를 개구부(21)에 고정한 후 (e)단계에서 삽입 강관(130)을 상부 골조(120)로 이동하여 고정하여 하부 골조(110)와 상부 골조(120)를 삽입 강관(130)으로 체결하도록 한다.The inserted steel pipe 130 is first inserted into the column pipe 112 of the lower frame 110 in order to facilitate installation in the step (c), then inserted into the opening 21 in the minimum space, The upper frame 120 is fixed to the opening 21 and then the inserted steel pipe 130 is moved to the upper frame 120 to fix the lower frame 110 and the upper frame 120 So that the steel pipe 130 is tightened.

이후, 기존 구조체(2)의 앵커볼트(3)에 하부 골조(110)와 상부 골조(120)를 체결하여 설치하도록 한다(f).Then, the lower frame 110 and the upper frame 120 are fastened to the anchor bolts 3 of the existing structure 2 (f).

마지막으로, 도 6f에서와 같이, 내진 보강 구조물(1)의 외측면과 개구부(21)의 내측면의 사이 공간에 무수축 모르타르(4)를 타설하도록 한다(g).Finally, as shown in FIG. 6F, the non-shrinkable mortar 4 is placed in the space between the outer surface of the seismic strengthening structure 1 and the inner surface of the opening 21 (g).

즉, 하부 골조(110) 및 상부 골조(120)의 결합 플레이트(113)(123)와 기존 구조체(2) 사이에 무수축 모르타르(4)를 채우도록 한다.That is, the non-shrinkable mortar 4 is filled between the joining plates 113 and 123 of the lower frame 110 and the upper frame 120 and the existing structure 2.

상기와 같은 본 발명의 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법은 내진 보강 구조물을 미리 제작하여 학교 건축물의 창호 개구부에 하부 골조와 상부 골조를 차례로 설치하고 하부 골조와 상부 골조의 사이에 삽입 강관이 삽입되도록 구성하여, 현장 용접을 배제하도록 함으로써 매우 용이하게 창호 개구부에 내진 보강 구조물을 설치할 수 있어, 시공성이 우수할 뿐만 아니라 공기를 대폭 단축시킬 수 있으며, 지진 발생시에 삽입 강관의 소성변형을 유도하여 지진에너지를 효과적으로 흡수할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.In the seismic retrofitting method utilizing the window opening of the school building of the present invention as described above, the seismic reinforcing structure is manufactured in advance, and the lower frame and the upper frame are sequentially installed in the window opening of the school building, and the inserted steel pipe is inserted between the lower frame and the upper frame It is possible to provide an earthquake-proof reinforcement structure in the window opening portion very easily by excluding the field welding, and thus it is possible to remarkably shorten the air as well as to improve the workability and to induce the plastic deformation of the inserted steel pipe There is a very useful effect of effectively absorbing earthquake energy.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

1 : 내진 보강 구조물
110 : 하부 골조
111 : 하부 수평관
112 : 기둥관
113 : 결합 플레이트
120 : 상부 골조
121 : 상부 수평관
122 : 기둥관
123 : 결합 플레이트
130 : 삽입 강관
140 : 보강 강관
2 : 기존 구조체
21 : 개구부
3 : 앵커 볼트
4 : 무수축 모르타르
di : 이격부1: Seismic strengthening structure
110: Lower frame
111: Lower horizontal pipe
112: column tube
113: engaging plate
120: upper frame
121: Upper horizontal pipe
122: column tube
123: engaging plate
130: Inserted steel pipe
140: reinforced steel pipe
2: Existing structure
21: opening
3: Anchor bolt
4: Non-shrinking mortar
di: separation

Claims (5)

(a) 일정 길이의 수평으로 구성되는 하부 수평관(111)과, 하부 수평관(111)의 양단부에서 각각 수직 상부로 구성되는 기둥관(112)과, 하부 수평관(111)의 하부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관(112)의 외측면에 각각 형성되는 결합 플레이트(113)로 이루어지는 하부 골조(110)와,
일정 길이의 수평으로 구성되는 상부 수평관(121)과, 상부 수평관(121)의 양단부에서 각각 수직 하부로 구성되는 기둥관(122)과, 상부 수평관(121)의 상부면과 마주보는 한 쌍의 기둥관(122)의 외측면에 각각 형성되는 결합 플레이트(123)로 이루어지는 상부 골조(120)와,
양단부가 각각 하부 골조(110) 기둥관(112)과 상부 골조(120)의 기둥관(122)에 삽입되는 일정 길이의 삽입 강관(130)과,
하부 수평관(111)이 결합되는 하부 골조(110) 기둥관(112)의 하단부 및 상부 수평관(121)이 결합되는 상부 골조(120) 기둥관(122)의 상단부에는 일정 깊이로 삽입되어 결합되는 보강 강관(140)으로 이루어지며, 기둥관(122)의 상단부에서 일정 길이 하부에서 복수의 볼트(129)가 단부가 내부로 관통되도록 체결되고 삽입 강관(130)의 하단부가 볼트(129)에 지지되도록 구성되는 내진 보강 구조물(1)을 사전 제작하는 단계;
(b) 기존 구조체(2)의 벽체 및 창호를 철거하고 개구부(21)의 내측면에 앵커 볼트(3)를 설치하는 단계;
(c) 개구부(21)의 하부의 내측면에 하부 골조(110)를 가설치하는 단계;
(d) 개구부(21)에 상부의 내측면에 하부 골조(110)의 기둥관(112)의 상단부와 상부 골조(120)의 기둥관(122)의 하단부가 일정 거리 이격되도록 상부 골조(120)를 가설치하는 단계;
(e) 하부 골조(110)의 내부에 삽입된 삽입 강관(130)을 상단부가 일정 깊이 상부 골조(120) 기둥관(122)의 내부로 삽입되도록 이동시켜 하부와 상부를 각각 하부 골조(110)와 상부 골조(120)의 기둥관(112)(122)에 고정하는 단계;
(f) 기존 구조체(2)의 앵커볼트(3)에 하부 골조(110)와 상부 골조(120)를 체결하여 설치하는 단계;
(g) 결합 플레이트(113)(123)과 기존 구조체(2) 사이에 무수축 모르타르(4)를 채우는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법.(a) a lower horizontal pipe 111 having a predetermined length and a column pipe 112 having upper and lower vertical ends at both ends of the lower horizontal pipe 111, and a lower surface of the lower horizontal pipe 111, A lower frame 110 comprising an engaging plate 113 formed on an outer surface of a pair of column pipes 112 facing each other,
A column pipe 122 having a vertically lower portion at both ends of the upper horizontal pipe 121 and a column pipe 122 having a predetermined length so as to face the upper surface of the upper horizontal pipe 121, An upper frame 120 composed of an engaging plate 123 formed on the outer surface of the pair of column pipes 122,
An inserted steel pipe 130 having a predetermined length inserted at both ends into the column pipe 112 of the lower frame 110 and the column pipe 122 of the upper frame 120,
The upper frame 120 is inserted into the upper end of the upper frame 120 through which the lower horizontal pipe 111 is coupled and the lower end of the lower frame 110 and the upper horizontal pipe 121 are coupled. And a plurality of bolts 129 are fastened at the upper end of the column pipe 122 so as to penetrate the ends thereof and the lower end of the inserted steel pipe 130 is fastened to the bolt 129 Pre-fabricating an earthquake-proof reinforcement structure (1) configured to be supported;
(b) removing the walls and windows of the existing structure 2 and installing anchor bolts 3 on the inner surface of the opening 21;
(c) attaching the lower frame (110) to the inner surface of the lower portion of the opening (21);
(d) An upper frame 120 is formed on the inner surface of the upper part of the opening 21 so that the upper end of the column pipe 112 of the lower frame 110 and the lower end of the column pipe 122 of the upper frame 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance. ;
(e) The inserted steel pipe 130 inserted into the lower frame 110 is moved such that the upper end of the inserted steel pipe 130 is inserted into the column pipe 122 of the upper frame 120 at a certain depth, To the column pipe (112) (122) of the upper frame (120);
(f) fastening the lower frame 110 and the upper frame 120 to the anchor bolts 3 of the existing structure 2;
(g) filling the shrinkage mortar (4) between the coupling plate (113) (123) and the existing structure (2). 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
(a) 단계에서,
하부 수평관(111), 상부 수평관(121) 및 기둥관(112)(122)은 사각형 단면형상의 강관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법.The method according to claim 1,
In step (a)
Wherein the lower horizontal pipe (111), the upper horizontal pipe (121), and the column pipe (112) (122) are formed of steel pipes having a rectangular cross-sectional shape. 청구항 1에 있어서,
(a) 단계에서,
하부 수평관(111), 상부 수평관(121) 및 기둥관(112)(122)은 일측면이 개구된 ㄷ형 단면을 갖는 부재로 이루어져 개구면에 결합 플레이트(113)(123)가 결합되는 것을 특징으로 하는 학교 건축물 창호 개구부를 활용한 내진보강공법.The method according to claim 1,
In step (a)
The lower horizontal pipe 111, the upper horizontal pipe 121 and the column pipes 112 and 122 are made of a member having a C-shaped cross section with one side opened and the coupling plates 113 and 123 are coupled to the opening surface A seismic retrofitting method using the window openings of the school buildings.
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