KR101992186B1 - 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내진을 위한 내진 보강 구조체를 건축구조물에 장착하는 데 있어, 지진으로 인해 상기 건축구조물에 발생되는 에너지를 1차적으로 소산 시키는 접합부재가 구비되어 있어 상기 내진 보강 구조체에 가해지는 에너지가 줄어들어 구조적으로 안정적이고, 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체에 있어서 구조적으로 취약한 부분에 보강수단을 장착하여 구조적인 보강을 할 수 있으며, 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체에 상기 수평부재와 평행하게 상기 수직부재를 연결하는 보조보강부재가 추가적으로 형성되어 있어 상기 내진 보강 구조체를 구조적으로 더욱 견고하게 할 수 있는 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법에 관한 것이다.

Description

철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법{A EARTHQUAKE PROOF REINFORCEMENT CONSTRUCTION METHOD INSTALLED ON THE OUTSIDE AND INTERIOR FACE OF PILLARS AND BEAMS USING A STEEL FLAME}

본 발명은 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법에 관한 것으로, 내진을 위한 철골프레임을 건축구조물에 장착하는 데 있어, 지진으로 인해 상기 건축구조물에 발생되는 에너지를 1차적으로 소산시키기 위한 접합부재가 구비되어 있고, 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체를 구조적으로 보강할 수 있는 보강수단이 구비되어 있으며, 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체에 상기 수평부재와 평행하게 상기 수직부재를 연결하는 보조보강부재가 추가적으로 형성된 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법에 관한 것이다.

우리나라에서 발생한 규모 2.0 이상의 지진은 1978년 계기관측 이후 1998년까지 연평균 19.2회, 디지털관측이 시작된 1999년부터 2015년까지는 연평균 47.6회가 발생하였으며, 경주지진이 발생한 2016년에는 총 263회가 발생하였다. 1978년 계기관측 이후 발생한 국내 초대 규모의 지진은 2016년 9월 경주지진으로 규모 5.8을 기록하였으며 구내 지진규모 순위 10건 중 2000년대 이후에 발생한 지진이 7건으로 최근 들어 대형지진 발생이 증가하고있는 추세이다.

하지만, 국내 전체 건축물의 내진율은 6.8%로 매우 낮은 수준이며 학교건물의 내진율은 15.8%, 내진설계 대상 건축물의 내진율도 33%로 낮은 수준을 보이고 있다.

이에 따라 정부에서는 공공시설물 안전확보를 위해 2011년부터 내진설계가 적용되지 않은 기존 공공 건축물에 대한 내진보강 1단계 사업을 추진하여 왔으며, 2016년부터 2단계 사업을 추진하고 있다. 또한, 내진설계 의무대상이 아닌 민간소유 건축물에 대해서도 내진보강 또는 내진 설계 적용 시 지방세를 감면하는 인센티브제도가 시행되고 있어 국내 내진보강시장은 지속적인 확대가 전망되고 있다.

이러한 배경과 관련한 선행기술로 한국등록특허 제10-1165320호 "철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강법"이 있고, 상기 선행기술은 철근콘크리트 건물의 창호가 설치되는 부위와 같이 지진에 취약한 개구부 피해를 줄이기 위한 철근콘크리트 건물의 개구부 내진보강방법이 개시되는데, 개구부의 철골프레임에 설치되는 댐퍼를 이용하지 않고 지진에 의한 수평력을 철근콘크리트 하부벽체에 매립된 철골프레임으로 저항하도록 하게 한다. 이로써 철골프레임 상단에 작용하는 수평력을 기준으로 수평력이 작용하는 팔 길이가 철근콘크리트 하부벽체에 의하여 짧아지기 때문에, 보다 효과적인 지진에 의한 수평력 저항이 가능하게 된다.

상기 선행기술은 철골프레임의 구성 중 기둥에 연성력이 작용하도록 탄성단열부재를 구비하고 있고, 이러한 구성이 지진에 대한 저항이 가능하기는 하지만 건축구조물에 발생하는 지진에 의한 에너지가 철골프레임에 직접적으로 작용하고 있는 단점이 있다.

또한, 상기 선행기술의 철골프레임에 있어서, 상부 및 하부 철골과 한 쌍의 수직철골이 연결되는 부분에 구조 보강을 위한 부재 없이 상호간 연결되어 있어 지진 에너지로 인해 구조물의 균열이 발생될 수 있는 단점이 있다.

상기한 문제점들을 해결하기 위해서 지진 발생시 건축구조물에서 발생되는 에너지를 소산시켜 철골프레임이 전달되는 에너지의 양을 줄이는 기술과 철강 부재로 구성되는 철골프레임의 구조를 더욱 견고하게 보강할 수 있는 보강 기술이 요구된다.

KR 10-1165320 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 제1의 목적은 내진을 위한 내진 보강 구조체를 건축구조물에 장착하는 데 있어, 지진으로 인해 상기 건축구조물에 발생되는 에너지를 1차적으로 소산시키기 위한 접합부재가 구비된 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2의 목적은 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체를 구조적으로 보강할 수 있는 보강수단이 구비된 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3의 목적은 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체에 상기 수평부재와 평행하게 상기 수직부재를 연결하는 보조보강부재가 추가적으로 형성된 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 건축구조물의 인접한 기둥과 상단 보 및 하단 보로 이루어지는 개구부에 설치되는 건축구조물의 내진 보강 구조체에 있어서, 상기 기둥과 상단 보 및 하단 보에 앵커볼트에 의해 설치되는 접합플레이트와, 상기 접합플레이트에 수직하게 설치되는 연결판을 포함하는 접합구조체; 상기 기둥에 설치되는 연결판에 장착되는 한 쌍의 수직부재와, 상기 상단 보 및 하단 보에 설치되는 연결판에 장착되어 일단 및 타단이 상기 수직부재의 끝단에서 이격된 상태로 상기 수직부재의 측면에 부착되는 수평부재를 포함하는 주프레임; 상기 수평부재에 대해 상하부로 돌출된 수직부재의 끝단으로 연장되어 상기 수직부재와 수평부재의 접합부위에 장착되는 보강플레이트; 상기 수평부재에 대해 상하부로 돌출된 수직부재와 상기 수평부재에 설치되는 코너 가새 플레이트;를 포함한다.

이때, 상기 접합구조체는 상기 개구부의 내측면에 장착되고, 상기 수직부재의 상단 및 하단은 상기 상단 보 및 하단 보에 장착되는 상기 접합구조체에 접합되며, 또한, 상기 접합구조체는 상기 개구부의 노출면에 장착될 수 있다.

그리고 상기 연결판은 상기 접합플레이트의 일면에서 등간격으로 복수개 형성되어 길이방향으로 돌출되는 제1연결판과 상기 제1연결판의 간격사이에 폭방향으로 돌출된 제2연결판으로 구성되며, 상기 주프레임을 구성하는 상기 수직부재 및 수평부재 내부면의 공간상에는 변형을 방지하기 위한 스티프너가 장착된다.

아울러, 추가적인 구성으로 상기 수평부재와 평행하게 배치되어 각단이 상기 수직부재에 연결되는 보조수평부재가 더 포함될 수 있다.

상기한 구성에 따른 내진 보강 공법은, 본 발명에 따른 주프레임을 제작하는 단계;와, 상기 주프레임을 구성하는 수직부재와 수평부재의 접합부위에 보강플레이트를 볼트로 장착하는 단계;와, 상기 수평부재에 대해 상하부로 돌출된 상기 수직부재와 상기 수평부재에 코너 가새 플레이트를 용접접합하여 설치하는 단계;와, 기둥, 상단 보 및 하단 보에 의해 형성된 개구부에 앵커볼트를 사용하여 접합구조체를 장착하는 단계; 및 상기 기둥, 상단 보 및 하단 보에 상기 접합구조체를 장착한 개구부에 상기 주프레임을 수용되게 하여 용접접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 접합구조체를 장착하는 단계; 및 상기 주프레임을 수용되게 하여 용접하는 단계;에서 변형된 단계로, 상기 기둥, 상단 보 및 하단 보에 의해 형성된 개구부에 상기 접합구조체의 구성인 상기 접합플레이트를 앵커볼트로 접합하는 단계; 및 상기 기둥, 상단 보 및 하단 보에 상기 접합플레이트를 장착한 개구부에 상기 주프레임을 수용되게하여 상기 접합구조체의 구성인 제1연결판 및 제2연결판을 상기 접합플레이트 및 상기 주프레임에 용접접합하는 단계;가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법에 의하면, 내진을 위한 내진 보강 구조체를 건축구조물에 장착하는 데 있어, 지진으로 인해 상기 건축구조물에 발생되는 에너지를 1차적으로 소산시키는 접합부재가 구비되어 있어 상기 철골프레임에 가해지는 에너지가 줄어들어 구조적으로 안정적인 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체에 있어서 구조적으로 취약한 부분에 보강수단을 장착하여 구조적인 보강을 할 수 있는 장점이 있다.

마지막으로 본 발명에 따르면, 각각 한 쌍의 수직부재 및 수평부재로 구성되는 내진 보강 구조체에 상기 수평부재와 평행하게 상기 수직부재를 연결하는 보조보강부재가 추가적으로 형성되어 있어 상기 내진 보강 구조체가 구조적으로 더욱 견고해질 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 내진 보강 구조체를 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 분해한 상태를 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 접합구조체와 주프레임의 결합 상태를 도시한 종단면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 사용상태를 도시한 사용상태도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 보조수평부재가 구비되어 변형된 본 발명을 분해한 상태를 도시한 분해사시도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 분해상태를 도시한 분해사시도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 사용상태를 도시한 사용상태도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 접합구조체와 주프레임의 결합 상태를 도시한 종단면도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 보조수평부재가 구비되어 변형된 본 발명을 분해한 상태를 도시한 분해사시도이다.

이하 도면과 실시예를 첨부하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

<제1실시예>

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 내진 보강 구조체를 도시한 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 분해한 상태를 도시한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 접합구조체와 주프레임의 결합 상태를 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 사용상태를 도시한 사용상태도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 보조수평부재가 구비되어 변형된 본 발명을 분해한 상태를 도시한 분해사시도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 구성은 크게 접합구조체(10), 주프레임(20), 보강플레이트(30) 및 코너 가새 플레이트(40)로 구성되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 철근콘크리트 건축구조물에 인접한 기둥(1)과 상단 보(2) 및 하단 보(3)로 이루어지는 개구부에 설치되는 것이다.

먼저 상기 접합구조체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 접합플레이트(11)와 상기 접합플레이트(11)에 설치되는 연결판(12)으로 구성되고, 상기 접합플레이트(11)는 상기 개구부의 테두리를 따라 내측면 각각에 다수의 앵커볼트(13)로 장착되기 위한 제1볼트공(13a)이 형성된다.

이때, 상기 제1볼트공(13a)은 상기 접합플레이트(11)의 일측과 타측에 대응되는 개수로 나열되어 형성되는 것이 특징이다.

상기 연결판(12)은 상기 접합플레이트(11)의 일면에 등간격으로 복수개 형성되어 길이방향으로 설치되는 제1연결판(12a)과 상기 제1연결판(12a)의 사이에 폭방향으로 설치되는 제2연결판(12b)으로 구성되며, 이때, 상기 제1연결판(12a)과 제2연결판(12b)은 접촉되지 않고 이격이 있는 상태로 설치된다. 이러한 상기 제1연결판(12a)와 제2연결판(12b)의 구성은 이하에서 설명될 상기 주프레임(20)을 최소한의 면적으로 지지가능한 효과를 제공한다.

다음으로 상기 개구부의 내측면에 상기 접합부재(10)가 장착된 공간 안으로 상기 주프레임(20)이 수용되어 상기 연결판(12)과 용접하여 접합되는데, 상기 주프레임(20)은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기둥(1)에 설치되는 상기 연결판(12)에 장착되는 한 쌍의 수직부재(21)와, 상기 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 설치되는 상기 연결판(12)에 장착되어 일단 및 타단이 상기 수직부재(21)의 끝단에서 이격된 상태로 상기 수직부재(21)의 측면에 부착되는 수평부재(22)로 구성된다. 이러한 상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)의 부재 종류로는 H형강, ㅁ형강 등이 사용될 수 있으며, 이 중 단면성능이 우수하고 횡좌굴에 대한 저항력이 상대적으로 큰 부재를 사용하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 실시예의 상기 주프레임(20)을 상기 접합구조체(10)에 용접으로 접합하는데 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, H형강을 사용하는 경우 상기 H형강의 플랜지(4) 부분에 상기 접합구조체(10)의 연결판(12)이 접촉되고, 접촉되는 부위에 용접을 하여 접합하게 된다.

그리고 H형강을 부재로 사용하는 상기 주프레임(20)에 있어서, 상기 수직부재(21)의 상기 수평부재(22)가 부착되는 플랜지(4) 부분은 상기 수직부재(21)와 수평부재(22)를 부착 시 연통될 수 있도록 절개되어 개방되고, 상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)의 부재인 H형강의 플랜지(4)와 웨브(5)가 이루는 내면의 공간에는 다수개의 스티프너(24)가 형성되어, 상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)가 외력에 의해 좌굴되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 스티프너(24)는 휨을 받는 웨브(5)의 좌굴 및 재축방향의 압축력에 의한 좌굴 내력에 효과가 있는 수평스티프너를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 이하에서 설명할 상기 보강플레이트(30)를 장착하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주프레임(20)의 접합부위(23)에는 상기 보강플레이트(30)와의 접합을 위한 대응되는 위치와 개수의 제2볼트공(20a)이 형성된다.

아울러, 상기 주프레임(20)의 변형된 구조로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 주프레임(20)의 상기 수평부재(22)와 평행하게 배치되어 각단이 상기 수직부재(21)에 연결되는 보조수평부재(22a)를 구성하여, 상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)가 흔들리는 것을 방지함으로써 더욱 견고한 부가적인 내진보강을 할 수 있다.

다음으로 앞서 언급한 상기 보강플레이트(30)는 상기 접합부위(23)에 볼트로 장착되어 상기 주프레임(20)을 보강하는 부재로써, 상기한 바와 같은 상기 주프레임(20)의 접합부위(23)의 형상에 따라 상기 보강플레이트(30)의 형상은 'ㅓ' 형상이고, 상기 주프레임(20)의 제2볼트공(20a)과 대응하는 위치와 개수의 제3볼트공(30a)이 형성된다.

상기 보강플레이트(30)를 장착하는 이유는 상기 주프레임(20)과 같이 상기 수직부재와 수평부재의 용접으로 접합되는 구조는 용접부위가 외력에 의해 파단될 수 있는 취약점이 있어 이러한 취약점을 상기 보강플레이트(30)가 해결할 수 있기 때문에 상기 보강플레이트(30)를 상기 접합부위(23)마다 장착하게 된다.

상기 보강플레이트(30)와 더불어 상기 주프레임(20)을 보강하는 구성요소로 상기 코너 가새 플레이트(40)가 있는데, 상기 코너 가새 플레이트(40)는 상기 한 쌍의 수직부재(21)의 측면에 부착되고 상기 수직부재(21)의 중심으로 접근하는 방향으로 동일하게 이격된 상기 수평부재(22)의 구조에 의해 직각으로 생기는 코너부분 각각에 형성된다.

이러한 상기 코너 가새 플레이트(40)는 삼각형 형상으로 상기 코너부분의 가운데에 형성되어, 상기 수직부재(21)와 수평부재(22)가 접합되는 부위의 외력에 의한 파단을 방지하기 위해 설치된다. 또한, 상기 접합구조체(10)로부터 전달받은 에너지를 코너부분에 직접적으로 전달하지 않도록 하여 건축물의 안정성을 지속시키는 역할을 하게 된다.

이러한 제1실시예에 의하면, 상기 접합구조체(10)에 상기 주프레임(20)을 용접 접합하여 부착하는 구조에 있어서, 지진 및 재해로 건축구조물에 에너지가 발생시 상기 접합구조체(10)의 연결판(12)이 1차적으로 에너지를 받아 강판의 연성의 특성으로 에너지를 소산시켜 2차적으로 상기 주프레임(20)에 전달시킴으로써 건축구조물의 피해를 최소화 할 수 있고, 에너지 발생시 건축구조물과 주프레임(20)이 거동을 함께하여 강성 및 연성의 역할을 수행해 건축물의 안정을 지속시켜 내진 성능향상에 기여를 하게 된다.

또한, 상기 주프레임(20)의 모서리부에 상기 보강플레이트(30)를 부착하고, 상기 주프레임(20)의 구조에 따라 직각으로 형성된 코너 구간에 삼각형의 상기 코너 가새 플레이트(40)를 용접 접합함으로써, 지진 및 재해로 인한 에너지가 발생시 기둥(1)과 상단 보(2) 및 하단 보(3)의 접합면의 파단 및 파괴를 최소화 할 수 있으며, 건축구조물의 코너 접합부에서 발생하는 에너지를 상기 코너 가새 플레이트(40)에서 전달받아 건축물의 안정성을 지속시켜 내진성능을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 스티프너(24) 및 보조수평부재(22a)를 상기 주프레임(20)에 추가적으로 구성함으로써, 상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)가 수직 및 수평방향으로 좌굴되는 현상을 방지하여 견고하고 안정적인 내진 보강 구조체의 구조를 구성할 수 있다.

<제2실시예>

다음으로 본 발명에 따른 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법의 제2실시예에 대해 설명한다. 본 실시예는 제1실시예와 대응되는 구성으로 동일한 도면번호를 사용하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 분해상태를 도시한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 사용상태를 도시한 사용상태도이며, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 접합구조체와 주프레임의 결합 상태를 도시한 종단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 보조수평부재가 구비되어 변형된 본 발명을 분해한 상태를 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)로 이루어지는 상기 개구부의 노출면에 상기 접합구조체(10)가 앵커볼트(13)를 사용하여 장착된다.

이때, 상기 접합구조체(10)의 연결판(12)의 구성은 제1실시예와 동일한 구성에서 상기 제1연결판(12a)의 사이에서만 형성되어 있던 상기 제2연결판(12b)이 상기 접합플레이트의(11) 길이방향으로 형성되어 있는 상기 제1연결판(12a)의 양 끝단에 더 형성되어 있다.

이러한 구성은 상기 주프레임(20)의 내부로 상기 개구부의 노출면에 장착되어 있는 상기 접합구조체(10)가 수용되면서 결합되므로 상기 접합구조체(10)가 상기 주프레임(20)의 구조의 무게를 견고하게 견딜 수 있는 효과가 있다. 특히, 상기 상단 보(2)와 하단 보(3)에 장착되어있는 접합구조체(10)는 상기 주프레임(20) 내부 공간으로 수용되어 상기 주프레임(20)의 자중과 중력에 대한 힘을 견뎌야 하는 구조로, 상기 제2연결판(12b)을 더 형성함으로써 상기한 힘을 견고하게 견딜 수 있다.

그리고 본 실시예에 따라 제1실시예와 다른 방식으로 용접을 하여 접합을 하게 되는데, 도 8에 도시된 바와 같이, H형강을 부재로 하는 상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)의 웨브(5) 부위에 상기 연결판(12)이 접촉되도록 한 상태에서 상기 접합구조체(10)를 수용한 상기 주프레임(20)의 외면의 모서리부에 용접을 하여 접합하게 된다.

그 외의 구성 및 작용은 제1실시예에서와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

<철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법>

본 발명에 따른 내진 보강 공법은,
(a) 기둥(1)에 설치되는 연결판(12)에 장착되는 한 쌍의 수직부재(21)와, 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 설치되는 연결판(12)에 장착되어 일단 및 타단이 상기 수직부재(21)의 끝단에서 이격된 상태로 상기 수직부재(21)의 측면에 부착되는 수평부재(22)를 포함하는 주프레임(20)을 제작하는 단계(S1);와,
(b) 상기 수평부재(22)에 대해 상하부로 돌출된 수직부재(21)의 끝단으로 연장되어 상기 수직부재(21)와 수평부재(22)의 접합부위(23)에 보강플레이트(30)를 볼트로 장착하는 단계(S2);와,
(c) 상기 수평부재(22)에 대해 상하부로 돌출된 상기 수직부재(21)와 상기 수평부재(22)에 코너 가새 플레이트(40)를 용접접합하여 설치하는 단계(S3);와,
(d) 상기 기둥(1)과 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 앵커볼트(13)에 의해 설치되는 접합플레이트(11)와, 상기 접합플레이트(11)에 수직하게 설치되는 상기 연결판(12)을 포함하는 접합구조체(10)를 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 의해 형성된 개구부에 장착하는 단계(S4); 및

(e) 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 상기 접합구조체(10)를 장착한 개구부에 상기 주프레임(20)을 수용되게 하여 용접접합하는 단계(S5);를 포함하여 이루어진다.
먼저, (a)단계는 공장 내에서 제작이 이루어지는 단계로, 상기 주프레임(20)은 한 쌍의 상기 수직부재(21)의 끝단에서 이격되어 상기 수직부재(21)의 측면에 한 쌍의 상기 수평부재(22)가 용접접합 방식으로 부착되어 제작된다.
이때, 상기 수직부재(21)와 수평부재(22)가 연통되도록 상기 수평부재(22)가 부착되는 상기 수직부재(21)의 측면 부위는 절개되어 개방되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 (a)단계에서는 부가적인 단계로 상기 주프레임(20)이 휘거나 비틀리는 힘을 더욱 견고하게 견딜 수 있도록 상기 수평부재(22)와 평행하게 배치되고 각단이 상기 수직부재(21)에 부착되도록 보조수평부재(22a)를 부착하는 단계및 상기 주프레임(20)을 H형강으로 사용함에 따라 플랜지(4)와 웨브(5)가 이루는 내부공간에 다수개의 스티프너(24)를 장착하는 단계를 포함할 수 있다.
이렇게 제작된 상기 주프레임(20)은 (b)단계 내지 (c)단계를 통해 상기 주프레임(20) 구조체를 추가적으로 보강하기 위한 과정을 거치게 되는데, 먼저, 상기 수직부재(21)와 수평부재(22)가 접합되어 생기는 접합부위(23)에 상기 보강플레이트(30)를 장착하는 (b)단계가 이루어진다.
이러한 (b)단계에 있어서, 상기 접합부위(23)에는 상기 보강플레이트(30)와 대응되는 위치 및 개수의 제2볼트공(20a)이 다수개 형성되어 있어 상기 보강플레이트(30)가 상기 접합부위(23)에 볼트로 결합되게 된다.
상기 보강플레이트(30)의 부착이 완료되면, 다음으로 (c)단계에서는 상기 수평부재(22)가 상기 수직부재(21)의 끝단에서 이격되어 부착됨에 따라 상기 주프레임(20)의 외부면에는 직각의 코너부분이 생기고, 각각의 상기 코너부분 중앙에는 삼각형 모양의 코너 가새 플레이트(40)가 용접을 통해 부착된다.
상기 (a)단계 내지 (c)단계는 모두 공장 내에서 이루어지는 단계이고, 상기 (c)단계를 거쳐 제작된 상기 주프레임(20)은 (d)단계 및 (e)단계를 통해 장착되게 된다. 즉, (d)단계 에서는 건축물에 인접하여 개구부를 이루는 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)의 각각의 내측면에 상기 접합구조체(10)가 앵커볼트(13)에 의해 설치되고, 다음 단계인 (e)단계에서는 상기 접합구조체(10)가 설치가 완료되면 상기 개구부 안으로 상기 주프레임(20)이 수용되게 하여 상기 접합구조체(10)의 구성요소인 연결판(12)과 상기 주프레임(20)을 용접으로 접합하게 된다.

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이때, 상기 (d) 및 (e) 단계에 있어서는, 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 의해 형성되 개구부에 상기 접합구조체(10)의 구성요소인 접합구조체(10)를 먼저 앵커볼트(13)를 사용하여 장착하는 단계(S41);와, 상기 접합플레이트(11)가 부착되어 있는 개구부에 상기 주프레임(20)을 수용되게 한 뒤에, 상기 접합플레이트(11) 및 주프레임(20)에 상기 접합구조체(10)의 나머지 구성요소인 연결판(12)을 대어 용접 접합하는 단계;(S51)로 변형될 수 있다.

이러한 변형된 단계로 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.

상기 주프레임(20)은 공장에서 제작되기 때문에 정확한 크기를 갖지만, 상기 주프레임(20)이 수용되는 상기 개구부의 경우 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 의해서 형성되는 공간으로 시공하는 과정에서 약간의 오차가 발생 될 수 있다. 이럴 경우 상기 주프레임(20)을 상기 접합구조체(10)에 용접을 하여 접합하면, 본래 의도했던 상기 주프레임(20)에 상기 접합구조체(10)의 연결판(12)이 접합되는 면적에 오차가 생겨 본 발명의 효과를 완전히 발현시킬 수 없다.

따라서, 상기 발명을 시공하는 과정에서 상기 접합플레이트(11)를 먼저 상기 개구부에 장착하고, 상기 주프레임(20)을 상기 접합플레이트(11)가 장착된 상기 개구부에 수용되도록 하여 상기 연결판(12)을 용접 접합하여 부착하면, 본래 본 발명에서 얻고자 하는 효과를 완전히 발현시킬 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1 : 기둥 2 : 상단 보 3 : 하단 보
4 : 플랜지 5 : 웨브
10 : 접합구조체 11 : 접합플레이트 12 : 연결판
12a : 제1연결판 12b : 제2연결판
13 : 앵커볼트 13a : 제1볼트공
20 : 주프레임 21 : 수직부재 22 : 수평부재
22a : 보조수평부재 23 : 접합부위
24 : 스티프너 20a : 제2볼트공
30 : 보강플레이트 30a : 제3볼트공
40 : 코너 가새 플레이트

Claims (8)

1. 기둥(1)에 설치되는 연결판(12)에 장착되는 한 쌍의 수직부재(21)와, 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 설치되는 연결판(12)에 장착되어 일단 및 타단이 상기 수직부재(21)의 끝단에서 이격된 상태로 상기 수직부재(21)의 측면에 부착되는 수평부재(22)를 포함하는 주프레임(20)을 제작하는 단계(S1);
   상기 수평부재(22)에 대해 상하부로 돌출된 수직부재(21)의 끝단으로 연장되어 상기 수직부재(21)와 수평부재(22)의 접합부위(23)에 보강플레이트(30)를 볼트로 장착하는 단계(S2);
   상기 수평부재(22)에 대해 상하부로 돌출된 상기 수직부재(21)와 상기 수평부재(22)에 코너 가새 플레이트(40)를 용접접합하여 설치하는 단계(S3);
   상기 기둥(1)과 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 앵커볼트(13)에 의해 설치되는 접합플레이트(11)와, 상기 접합플레이트(11)에 수직하게 설치되는 상기 연결판(12)을 포함하는 접합구조체(10)를 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 의해 형성된 개구부에 장착하는 단계(S4); 및
   상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 상기 접합구조체(10)를 장착한 개구부에 상기 주프레임(20)을 수용되게 하여 용접접합하는 단계(S5);를 포함하고,
   S4 단계에서는, 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 의해 형성된 개구부에 상기 접합구조체(10)의 구성인 상기 접합플레이트(11)를 앵커볼트(13)로 접합하는 단계(S41)가 더 포함되며,
   S5 단계에서는, 상기 기둥(1), 상단 보(2) 및 하단 보(3)에 상기 접합플레이트(11)를 장착한 개구부에 상기 주프레임(20)을 수용되게하여 상기 접합구조체(10)의 구성인 제1연결판(12a) 및 제2연결판(12b)을 상기 접합플레이트(11) 및 상기 주프레임(20)에 용접접합하는 단계(S51)가 더 포함되고,
   상기 수직부재(21) 및 수평부재(22)는 H형강 또는 ㅁ형강인 것을 특징으로 하는 철골프레임을 이용한 기둥과 보의 외부 또는 면내 설치 내진 보강 공법.
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