KR102012486B1 - 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법 - Google Patents

필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법 Download PDF

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KR102012486B1 KR1020190037114A KR20190037114A KR102012486B1 KR 102012486 B1 KR102012486 B1 KR 102012486B1 KR 1020190037114 A KR1020190037114 A KR 1020190037114A KR 20190037114 A KR20190037114 A KR 20190037114A KR 102012486 B1 KR102012486 B1 KR 102012486B1
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Abstract

본 발명은 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법에 관한 것으로, 기둥의 상부에서 일측을 둘러 배치되는 제1기둥 보강판과, 상기 기둥의 상부에서 타측을 둘러 배치되는 제2기둥 보강판, 및 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판을 연결하기 위해 용접되어 결합되는 연결판을 포함하는 기둥 보강부; 상기 제1기둥 보강판에 접합되어 상기 기둥의 일측에 연결되는 보의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제1보 보강판과, 상기 제2기둥 보강판에 접합되어 상기 기둥의 타측에 연결되는 보의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제2보 보강판을 포함하고, 상기 각 보 보강판은 복수개의 앵커볼트에 의해 상기 보에 고정되는 보 보강부; 상기 제1기둥 보강판과 제1보 보강판 사이에서 경사지게 배치되어 고정되는 제1헌치 프레임과, 상기 제2기둥 보강판과 제2보 보강판 사이에서 경사지게 배치되어 고정되는 제2헌치 프레임을 포함하는 헌치부; 및 상기 기둥과 기둥 보강부 사이에 인젝션되는 충진재;를 포함한다.

Description

필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법{A EARTHQUAKE PROOF REINFORCEMENT STRUCTURE POSSIBLE TO INSTALL ON PILOTIS CONSTRUCTION VARIABLY AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법에 관한 것으로서, 필로티 구조물의 기둥과 보에 장착되어, 지진 발생시 건물에 파동 형태의 흔들림으로 기둥과 보에 가해지는 압력을 분산시켜 구조물이 파손되는 것을 방지할 수 있는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법에 관한 것이다.
인구가 밀집되어 있는 도시에서는 주차공간을 확보와 더불어 보안이나 사생활 보호의 이유로 소비자들은 필로티 구조로 지어진 주택을 선호하고 있다.
필로티란, 근대건축에서 건물 상층을 지탱하는 독립기둥으로 벽이 없는 일층의 주열을 말하며, 건물 1층을 기둥만으로 한 층이 되게 하고 주위의 지반면과 연속시켜 건물로 지상을 점유하지 않고 지상의 교통을 방해하지 않는 것이 특색이다.
하지만, 이러한 필로티 건물은 지진에 매우 취약하다는 단점이 있다.
지진이 발생하게 되면 필로티 건물에서 계단실이 있는 벽쪽과 기둥만 있는 쪽에 가해지는 힘이 다르기 때문에 붕괴 위험이 높다.
경주 지진이 발생한 이후부터 2층 이상 혹은 500㎡ 이상의 건축물에 내진설계를 하도록 규제가 강화되었으나, 이미 지어진 건물은 규제를 적용할 수 없는 탓에 여전히 지진 위험에 노출되어 있다.
이와 관련한 종래기술들이 존재하고, 종래기술 1로 한국공개특허 제10-2018-0010833호 "헌치를 이용한 철근콘크리트 보-기둥 내진 보강 접합부"가 있다.
상기 종래기술 1은 보와 기둥 접합부에서 발생하는 전단력을 보 하부에서 기둥과 보에 결합된 브래킷에 양단이 각각 결합되는 헌치가 압축과 인장으로 저항함으로써 지진에 의해 구조물이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
하지만, 상기 종래기술 1은 상기 브래킷은 기둥과 보에 볼트에 의해 장착되기 때문에, 볼트가 통과되어 장착될 수 있도록 기둥과 보에 볼트 삽입공의 다수개가 형성되고, 상기 다수개의 볼트 삽입공이 기둥과 보에 형성됨으로써 구조적으로 약해질 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래기술 1에서 사용되는 브라켓은 둘레면적이 큰 기둥에 장착되는 경우 상기 기둥의 둘레면적을 감싸는 비율이 낮아지고, 이로 인해, 둘레면적이 큰 기둥에 상기 브라켓을 장착할 때 둘레면적이 작은 기둥에 비해 내진 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
그리고 필로티 내진 장치와 관련된 또 다른 종래기술 2로 일본등록특허 제5249522호 "기둥 보강 구조"가 있다.
상기 종래기술 2는 기둥을 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 내진 보강 부재가 배치되고, 상기 내진 보강 부재는 연결부재를 통해 연결하여 상기 기둥과 보의 접합부위를 지지하여 건물의 내진 성능을 향상시키는 효과가 있다.
하지만, 상기 종래기술 2의 경우 상기 연결부재에 의해 너트를 양단에 장착하여 압착되는 방식으로 상기 기둥의 일측과 타측에 배치된 내진 보강 부재를 기둥에 고정하기 때문에, 지진으로 인해 상기 연결부재의 너트의 조임이 느슨해짐과 동시에 압착력이 약해져 상기 내진 보강 부재가 기둥에서 분리되어 버릴 수 있는 문제점이 있다.
KR 10-2018-0010833 A JP 5249522 B2
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 앵커볼트의 사용개수를 현저히 줄일 수 있는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 크기가 다른 기둥에도 용이하게 적용할 수 있는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 의도된 모든 앵커볼트를 구조물에 장착할 수 있는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 기둥의 상부에서 일측을 둘러 배치되는 제1기둥 보강판과, 상기 기둥의 상부에서 타측을 둘러 배치되는 제2기둥 보강판, 및 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판을 연결하기 위해 용접되어 결합되는 연결판을 포함하는 기둥 보강부; 상기 제1기둥 보강판에 접합되어 상기 기둥의 일측에 연결되는 보의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제1보 보강판과, 상기 제2기둥 보강판에 접합되어 상기 기둥의 타측에 연결되는 보의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제2보 보강판을 포함하고, 상기 각 보 보강판은 복수개의 앵커볼트에 의해 상기 보에 고정되는 보 보강부; 상기 제1기둥 보강판과 제1보 보강판 사이에서 경사지게 배치되어 고정되는 제1헌치 프레임과, 상기 제2기둥 보강판과 제2보 보강판 사이에서 경사지게 배치되어 고정되는 제2헌치 프레임을 포함하는 헌치부; 및 상기 기둥과 기둥 보강부 사이에 인젝션되는 충진재;를 포함한다.
이때, 상기 제1기둥 보강판과 제1보 보강판, 상기 제2기둥 보강판과 제2보 보강판은 상호 연결된 판재를 절곡하여 이루어지고, 상기 제1보 보강판 및 제2보 보강판에는, 상기 앵커볼트의 삽입을 위한 체결공이 구비되되, 상기 체결공은 상기 앵커볼트의 장착 위치를 가변할 수 있도록 장공 형태로 이루어진다.
그리고 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판의 일면과 타면에는 엠보싱 가공하여 소정의 간격으로 폭방향 및 길이방향을 따라 돌출된 제1결합돌출부를 형성하고, 상기 제1결합돌출부와 대응되는 형상으로 상기 연결판의 폭방향을 따라 제2결합돌출부를 형성하여 결합력을 높일 수 있다.
한편, 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판 사이의 간격 변형에 대응하고 상기 충진재와의 결합력을 증대시키기 위하여 상기 연결판에는 상하방향으로 제1장공이 형성되고, 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판에는 사선방향으로 제2장공이 형성되어 상기 제1장공 및 제2장공을 통하여 상기 연결판과 제1기둥 보강판 또는 제2기둥 보강판이 고정수단으로 결합될 수 있다.
그리고 상기 기둥 보강부(10)가 설치되지 않은 기둥에는 카본시트(50)가 도포된다.
이에 따른 내진 보강 구조체를 이용한 시공단계는 다음과 같다.
기둥의 일측을 둘러 배치될 수 있도록 판재를 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제1 기둥 보강판 및 제2기둥 보강판을 각각 제작하는 단계; 상기 제1기둥 보강판에 접합되어 상기 기둥의 일측에 연결되는 보의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제1보 보강판을 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제작하고, 상기 제2기둥 보강판에 접합되어 상기 기둥의 타측에 연결되는 보의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제2보 보강판을 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제작하는 단계; 제1기둥 보강판과 제1보 보강판 사이에서 경사지게 배치되는 제1헌치 프레임을 고정하여 제1보강유닛을 제작하고, 상기 제2기둥 보강판과 제2보 보강판 사이에서 경사지게 배치되는 제2헌치 프레임을 고정하여 제2보강유닛을 제작하는 단계; 필로티를 구성하는 기둥과 보의 접합부에 제1보강유닛 및 제2보강유닛을 배치하고, 상기 제1보 보강판 및 제2보 보강판을 복수개의 앵커볼트에 의해 상기 보에 고정하는 단계; 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판 사이에서 연결판을 겹치게 배치하여 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판과 용접에 의해 각각 연결하는 단계; 상기 기둥과 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판 사이에 충진재를 인젝션하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 제1기둥 보강판과 제1보 보강판, 상기 제2기둥 보강판과 제2보 보강판은 상호 연결된 판재를 절곡하여 이루어지고, 상기 제1보 보강판 및 제2보 보강판에는, 상기 앵커볼트의 삽입을 위한 체결공이 구비되되, 상기 체결공은 상기 앵커볼트의 장착 위치를 가변할 수 있도록 장공 형태로 이루어진다.
그리고 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판의 일면과 타면에는 엠보싱 가공하여 소정의 간격으로 폭방향 및 길이방향을 따라 돌출된 제1결합돌출부를 형성하고, 상기 제1결합돌출부와 대응되는 형상으로 상기 연결판의 폭방향을 따라 제2결합돌출부를 형성하여 결합력을 높일 수 있다.
한편, 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판 사이의 간격 변형에 대응하고 상기 충진재와의 결합력을 증대시키기 위하여 상기 연결판에는 상하방향으로 제1장공이 형성되고, 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판에는 사선방향으로 제2장공이 형성되어 상기 제1장공 및 제2장공을 통하여 상기 연결판과 제1기둥 보강판 또는 제2기둥 보강판이 결합될 수 있다.
마지막으로 상기 제1기둥 보강판 및 제2기둥 보강판이 설치되지 않은 기둥에는 카본시트가 도포된다.
본 발명의 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법에 따르면, 기둥 보강부는 충진재의 경화와 연결판의 장착으로 기둥에 결합되는 결합력을 높이고, 보 보강부에 앵커볼트를 사용하여 보와의 결합력을 높임으로써, 상기 앵커볼트를 필요 최소한으로 사용하여 다수의 구멍으로 구조물이 약해지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기둥에 결합되는 제1기둥 보강판과 제2기둥 보강판은 일체형이 아닌 분리형으로, 현장마다 다른 크기의 기둥에 맞게 가변적으로 장착되고 연결판으로 상기 제1기둥 보강판과 제2기둥 보강판을 연결함으로써 현장 대응이 유연해지는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 상기 연결판으로 상기 제1기둥 보강판과 제2기둥 보강판을 연결하고, 상기 기둥 보강부가 장착되지 않은 부위에 대해서는 카본시트를 도포함으로써, 지진에 의해 발생되는 흔들림에도 견고하게 대응할 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명에 따르면, 상기 기둥 보강부의 일면과 타면에 형성된 제1결합돌출부와, 상기 연결판에 형성된 제2결합돌출부를 통해, 상기 제1결합돌출부가 상기 제2결합돌출부에 삽입되는 방식으로 결합되어 상기 기둥 보강부와 연결판 간의 결합력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1결합돌출부 내로 상기 충진재가 유입되어 경화되는 면적이 증가하여 상기 기둥과 기둥 보강부 간의 결합력 역시 높일 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기 보 보강부에 형성되는 체결공을 길이방향으로 연장된 형상으로 형성함으로써, 상기 체결공이 보 내에 배근되는 철근중 늑근의 위치와 일치하더라도 상기 늑근이 위치하는 곳에서 옆으로 벗어난 위치에 앵커볼트를 장착할 수 있어, 상기 체결공이 원형으로 형성됨으로 인해 앵커볼트를 장착하지 못하는 상황을 방지할 수 있는 장점이 있다.
더구나, 본 발명에 따르면, 상기 체결공을 길이방향이 아닌 상하방향으로 연장된 장공으로 형성함으로써, 지진으로 인해 좌우 흔들림이 발생하는 경우 상기 체결공과 앵커볼트 간에 간섭이 일어나고, 간섭을 통해 상기 보 보강부의 움직임을 제한하여 안정성을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 내진 보강 구조체가 기둥과 보에 장착된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 내진 보강 구조체를 분해하여 도시한 분해사시도,
도 3은 도 1의 B를 확대하여 길이방향의 장공(a) 및 폭방향의 장공(b)를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 내진 보강 구조체의 장공을 통해 보 내에 형성된 철근 골재를 피해 장착될 수 있는 것을 도시한 사시도,
도 5는 도 1의 A-A'에 따른 단면도,
도 6은 기둥 보강부와 연결판의 변형예를 도시한 사시도,
도 7은 도 1의 A-A'에 따른 기둥 보강부와 연결판의 변형예를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 내진 보강 구조체가 기둥과 보에 장착된 상태를 도시한 사시도,
도 9는 도 8의 C를 확대하여 연결판과 기둥 보강부 각각에 형성된 장공에 의해 결합되는 것을 도시한 정면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법에 대해 자세히 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 내진 보강 구조체가 기둥과 보에 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 내진 보강 구조체를 분해하여 도시한 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 B를 확대하여 길이방향의 장공(a) 및 폭방향의 장공(b)를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 내진 보강 구조체의 장공을 통해 보 내에 형성된 철근 골재를 피해 장착될 수 있는 것을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이고, 도 6은 기둥 보강부와 연결판의 변형예를 도시한 사시도이며, 도 7은 도 1의 A-A'에 따른 기둥 보강부와 연결판의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법는 크게 기둥 보강부(10), 보 보강부(20), 헌치부(30) 및 충진재(40)로 구성된다.
먼저, 상기 기둥 보강부(10)는 필로티 구조물의 구성중 기둥(1)에 장착되는 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12), 그리고 연결판(13)으로 구성된다.
상기 제1기둥 보강판(11)이 상기 기둥(1)의 일측을 둘러 배치되고, 타측은 제2기둥 보강판(12)을 둘러 배치한다.
이러한 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)은 일체형이 아니어서 건축물 마다 다른 크기의 기둥(1)에 대응하여 가변적으로 배치될 수 있는 효과가 있다.
즉, 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)이 고정된 크기로 제작된 일체형이라면, 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)이 형성하는 공간의 크기보다 작거나 큰 기둥(1)에 대해서는 적용하기 어렵다.
상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)이 각각 일측과 타측에 배치된 상태에서 둘을 연결할 수 있는 수단으로 상기 연결판(13)이 사용된다.
상기 연결판(13)은 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)의 연결부위에 배치되어 용접을 통하여 접합되고, 이로써 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)을 연결하게 된다.
이때, 사용되는 용접의 종류로는
Figure 112019032674310-pat00001
용접, 아크 용접, 티그 용접 등이 사용될 수 있고, 본 발명에서는
Figure 112019032674310-pat00002
용접을 선택하여 적용하였다.
이러한 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12) 각각에는 제1보 보강판(21)과 제2보 보강판(22)을 포함하는 상기 보 보강부(20)가 접합된다.
상기 보 보강부(20)는 상기 기둥(1) 일측과 타측에 연결되는 상기 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치된다.
상기 보 보강부(20)는 보에 앵커볼트(23a)를 이용하여 고정되는데, 이를 위해 양측을 두르는 상기 제1보 보강판(21)과 제2보 보강판(22)에는 다수개의 체결공(23)이 형성된다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 체결공(23)은 길이방향으로 연장된 형태의 장공으로 형성되며, 상기 보(2) 내부에서 골재로써 배치된 철근의 위치에 따라 상기 앵커볼트(23a)의 체결위치를 가변할 수 있게 된다.
다시 말해, 상기 체결공(23)이 앵커볼트(23a)의 형상에 대응하는 원의 형상으로 형성되고, 상기 체결공(23)이 위치하는 부위에 철근이 존재하면 상기 앵커볼트(23a)를 체결할 수 없기 때문에 옆에 새로운 상기 체결공(23)을 마련하는 추가적인 작업이 요구되지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 장공으로 형성하게 되면 철근이 있는 위치에서 옆으로 벗어난 위치에 상기 앵커볼트(23a)를 체결할 수 있다.
그리고 상기 체결공(23)은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 길이방향이 아닌 폭방향으로 연장된 형태의 장공으로 형성할 수 있다.
이러한 상기 체결공(23)이 폭방향으로 연장된 형태의 장공으로 형성할 경우, 상기 앵커볼트(23a)는 장공의 폭과 일치되게 장착되어 움직임에 대한 간섭이 발생되고, 이러한 간섭으로 지진 발생시 좌우 흔들림에 내진 보강구조체가 흔들리는 것을 잡아줄 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 제1기둥 보강판(11)과 제1보 보강판(21), 그리고 상기 제2기둥 보강판(12)과 제2보 보강판(22) 각각의 사이에는 제1헌치 프레임(31)과 제2헌치 프레임(32)을 포함하는 헌치부(30)가 배치되어 고정된다.
지진 시, 상기 기둥(1)과 보의 접합부에는 응력집중이 생기게 되고, 이러한 응력집중을 분산시키기 위해 상기 헌치부(30)를 배치하여 응력의 흐름을 좀 더 원활히 함으로써 국부적인 응력집중을 방지할 수 있게 된다.
그리고 상기 헌치부(30)의 부재는 다른 형상의 부재들보다 외력에 대한 저항력이 큰 H형강을 사용함으로써 구조적인 증강효과가 있을 뿐만 아니라 구조적으로 매우 안정적이게 된다.
상기 기둥(1)과 보(2)에 제1보강유닛(U1)(제1기둥 보강판(11), 제1보 보강판(21) 및 제1헌치 프레임(31)을 포함한 통칭)과 제2보강유닛(U2)(제2기둥 보강판(12), 제2보 보강판(22) 및 제2헌치 프레임(32)을 포함한 통칭)의 배치가 완료되면 상기 기둥 보강부(10)와 기둥(1)의 결합력을 높이기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기둥 보강부(10)와 기둥(1) 사이에 형성된 틈에 상기 충진재(40)를 인젝션하게 된다.
이때, 상기 충진재(40)로써 메가폴리머콘크리트(MPC), 에폭시 등이 사용될 수 있고, 경화속도가 빠르고 강도가 우수한 어떠한 종류의 충진재(40)가 사용되어도 무방하다.
상기 충진재(40)를 이용하여 상기 기둥 보강부(10)와 기둥(1)의 결합력을 더욱 높이기 위해 상기 기둥 보강부(10)를 변형할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기둥 보강부(10)의 일면과 타면에는 엠보싱 가공하여 소정의 간격으로 폭방향 및 길이방향을 따라 돌출된 제1결합돌출부(10a)를 형성한다.
이러한 상기 제1결합돌출부(10a)의 형성으로 상기 충진재(40)가 상기 제1결합돌출부 내로 수용되어 상기 충진재(40)의 경화되는 접촉면적이 증가되어 상기 기둥 보강부(10)와 기둥(1)의 결합력을 더 높일 수 있게 된다.
아울러, 상기 제1결합돌출부(10a)의 형성과 대응되어 삽입 가능한 형상으로 상기 연결판(13)에 제2결합돌출부(13a)를 형성하여 상기 기둥 보강부(10)의 제1결합돌출부(10a)와 상기 연결판(13)의 제2결합돌출부(13a)가 결합되어, 상기 기둥 보강부(10)와 상기 연결판(13)의 결합력도 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
상기 도 6과 도 7에 표현된 제1결합돌출부(10a)와 제2결합돌출부(13a) 각각의 간격이 넓게 형성되어 있는 것처럼 표현되어 있지만, 제작시 간격을 조밀히 하여 상기 기둥(1)의 크기에 따라 기둥 보강부(10)가 배치되는 위치가 달라짐과 동시에 상기 제1결합돌출부(10a)의 위치가 달라지더라도, 상기 연결판(13)의 미세한 이동만으로도 상기 제1결합돌출부(10a)가 제2결합돌출부(13a)에 삽입되어 상기 연결판(13)이 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)을 견고하게 연결하게 된다.
한편, 상기 기둥(1)에서 상기 기둥 보강부(10)가 장착되지 않는 부위에 대해서는 카본시트(50)가 상기 기둥(1)의 둘레를 따라 도포되어, 지진 에너지에 대응하여 상기 기둥 보강부(10)가 장착되지 않은 부위에 대해서도 높은 인장력을 발휘할 수 있도록 할 수 있다.
[실시예 2]
다음으로, 본 발명에 따른 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체와 그 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법의 실시예 2에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는 실시예 1과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하며, 실시예 1과 대응되는 구성요소에 대해 동일한 도면번호를 사용하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 내진 보강 구조체가 기둥과 보에 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 C를 확대하여 연결판과 기둥 보강부 각각에 형성된 장공에 의해 결합되는 것을 도시한 정면도이다.
본 실시예에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 연결판(13)에 상항방향으로 연장된 형태의 제1장공(13b)이 형성되고, 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12) 각각의 일면과 타면에는 사선방향의 제2장공(10b)이 형성된다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 기둥(1)의 둘레가 큰 경우를 살펴보면, 상기 연결판(13)을 상기 기둥 보강부(10)에 장착을 위해 배치시 상기 제2장공(10b)의 상단의 위치에서 상기 제1장공(13b)과 겹쳐 볼트에 의해 조립이 된다.
그리고 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 기둥(1)의 둘레가 작은 경우에는, 상기 연결판(13)을 상기 기둥 보강부(10)에 장착을 위해 배치시 상기 제2장공(10b)의 하단의 위치에서 상기 제1장공(13b)과 겹쳐지게 되고 볼트에 의해 조립이 된다.
이러한 구성에 의해, 현장에서 본 발명에 따른 내진보강구조체를 설치시 각기 다른 기둥(1)의 크기에도 가변적인 대처가 가능하다.
아울러, 상기 기둥 보강부(10)와 연결판(13)을 장착하기 위한 볼트 및 너트 등과 같은 고정수단에 의해 상기 충진재(40)를 인젝션하고 상기 충진재(40)가 경화가 일어날 때, 상기 볼트를 덮으면서 경화가 이루어지기 때문에 상기 기둥 보강부(10)와 연결판(13)의 결합력을 증대시킬 수 있다.
[실시예 1에 따른 시공법]
이하에서는 본 발명에 따른 실시예 1의 시공법에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.
먼저, 상기 기둥(1)의 일측 및 타측을 둘러 배치될 수 있도록 판재를 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)을 각각 제작하는 단계(S10)로 시작한다.
이때, 상기 기둥 보강부(10)가 기둥(1)과의 결합력을 높이기 위해 상기 기둥 보강부(10) 일면 및 타면과 연결판(13)에 엠보싱 가공하여 각각 상기 제1결합돌출부(10a)와 제2결합돌출부(13a)를 형성하는 단계(S11)를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 제1기둥 보강판(11)에 접합되고 상기 기둥(1)의 일측에 연결되는 상기 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치하는 제1보 보강판(21)을 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제작하고, 상기 제2기둥 보강판(12)에 접합되고 상기 기둥(1)의 타측에 연결되는 상기 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치하는 제2보 보강판(22)을 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제작하는 단계(S20)를 거친다.
상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12), 그리고 제1보 보강판(21)과 제2보 보강판(22)을 제작하는 단계에 있어서, 상기 제1보 보강판(21)과 제2보 보강판(22)을 각각 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)에 접합하여 제작할 수 있으나, 길이방향으로 길게 상호 연결된 판재를 절곡하여 접합하는 과정을 거치지 않고 제작될 수 있다.
이렇게 제작이 완료된 상기 제1보 보강판(21)과 제2보 보강판(22)에는 상기 앵커볼트(23a)의 삽입을 위한 상기 체결공(23)이 구비되고, 이러한 상기 체결공(23)은 길이방향으로 연장된 형태의 장공으로 형성된다.
상기 체결공(23)을 장공의 형태로 형성함으로써, 현장에서 시공하는 작업자가 상기 보(2)에 상기 보 보강부(20)를 상기 앵커볼트(23a)롤 사용하여 장착할 시, 상기 보(2) 내부에 마련되어 있는 철근 골재 중 늑근의 위치를 피해 가변적으로 상기 앵커볼트(23a)를 체결공(23)에 통과시켜 보(2)에 장착할 수 있는 장점이 있다.
상기 앵커볼트(23a)와 대응되는 원의 형상으로 상기 체결공(23)을 형성하면 상기 늑근의 위치와 체결공(23)의 위치가 일치할 경우 상기 앵커볼트(23a)가 보(2)에 박히지 못해 상기 보 보강부(20)를 고정할 수 없게 되므로, 상기 체결공(23)을 장공으로 형성하는 것이 작업자에게 시공에 있어 편리함을 줄 수 있다.
한편, 길이방향으로 연장된 형태의 장공으로 형성되었던 상기 체결공(23)은 폭방향으로 연장된 형태의 장공으로 변형하여 형성할 수 있다.
상기 체결공(23)이 폭방향으로 연장된 형태의 장공으로 형성시, 지진의 발생으로 좌우로 흔들릴 경우 상기 앵커볼트(23a)와 상기 보 보강부(20) 간에 간섭이 일어나고, 이러한 간섭을 통해 상기 보 보강부(20)가 좌우로 움직이는 것을 막아 결합의 견고함을 유지할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 제1기둥 보강판(11)과 제1보 보강판(21) 사이에서 경사지게 배치되는 제1헌치 프레임(31)을 고정하여 제1보강유닛(U1)을 제작하고, 상기 제2기둥 보강판(12)과 제2보 보강판(22) 사이에서 경사지게 배치되는 제2헌치 프레임(32)을 고정하여 제2보강유닛(U2)을 제작하는 단계(S30)를 거친다.
이러한 상기 제1헌치 프레임(31)과 제2헌치 프레임(32)을 고정함으로써, 상기 제1보강유닛(U1)과 제2보강유닛(U2)을 상기 기둥(1)과 보(2)에 장착하여 사용될 때 지진에너지에 의한 응력이 상기 기둥(1)과 보(2)의 접합부위에 집중되지 않도록 응력을 분산하여 응력집중이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이렇게 제작된 보강 유닛은 현장으로 이동되어 필로티 건축물에 건축되고, 다음과 같은 단계로 장착된다.
필로티를 구성하는 상기 기둥(1)과 보(2)의 접합부에 제1보강유닛(U1) 및 제2보강유닛(U2)을 배치하고, 상기 제1보 보강판(21) 및 제2보 보강판(22)을 복수개의 앵커볼트(23a)에 의해 상기 보(2)에 고정하는 단계(S40)로, 상기 앵커볼트(23a)는 상기 보(2)가 상기 철근 골재의 늑근이 위치하는 곳에서 벗어난 위치에서 상기 체결공(23)을 통과하여 장착된다.
다음 단계는 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12) 사이에서 연결판(13)을 겹치게 배치하여 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)과 각각 용접접합을 통해 연결하는 단계(S50)이다.
상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12) 사이에 배치된 상기 연결판(13)의 접촉부위를 따라 용접이 이루어져 견고하게 연결된다.
이때, 상기 기둥 보강부(10)에 제1결합돌출부(10a)를 형성했을 시에는 상기 제1결합돌출부(10a)가 상기 연결판(13)에 형성되어 있는 제2결합돌출부(13a)에 삽입되도록 배치하여 용접접합을 하게 된다.
이러한 상기 제1결합돌출부(10a)와 제2결합돌출부(13a)의 형성은 상기 기둥 보강부(10)와 연결판(13)의 결합력을 상당히 높일 수 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이, 상기 기둥(1)과 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 사이에 충진재(40)를 인젝션하는 단계(S60)가 진행된다.
이러한 상기 충진재(40)를 인젝션을 함으로써, 상기 기둥(1)과 기둥 보강부(10) 간의 형성된 틈을 메움과 동시에 경화가 이루어져 상기 기둥(1)과 기둥 보강부(10) 간의 결합력을 더욱 높여 견고함을 유지할 수 있게 된다.
이때, 변형예로 상기 기둥 보강부(10)에 제1결합돌출부(10a)를 형성시, 상기 충진재(40)가 제1결합돌출부(10a)의 내에 수용됨과 동시에 경화되어 접촉면적이 증가하여 상기 기둥(1)과의 결합력을 높일 수 있는 효과가 있다.
마지막으로, 상기 기둥 보강부(10)가 결합되지 않은 부위에 대해서, 지진에 대응하여 파손되지 않도록 강도 유지를 위해 카본시트(50)를 상기 기둥(1)의 둘레를 따라 도포되는 단계를 더 포함하게 된다.
[실시예 2에 따른 시공법]
이하에서는 실시예 2에 따른 시공법에 대해서 자세히 설명하며, 실시예 1에 따른 시공법과 동일한 단계에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예 2에서는 상기 연결판(13)에 상하방향으로 제1장공(13b)이 형성되고, 상기 기둥 보강부(10)에는 사선방향으로 제2장공(10b)이 형성되어 상기 연결판(13)은 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12)을 볼트를 이용하여 연결시키게 된다.
따라서, 실시예 1에 따른 시공법에서 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)을 제작하는 단계에서 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 일면과 타면에 제2장공(10b)을 형성하는 작업을 더 포함하는 단계(S10')로 변형된다.
그리고 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 사이에서 상기 연결판(13)을 겹치게 배치하여 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)과 각각 연결하는 단계(S50)를 진행하기 위해, S10' 단계에서는 상기 연결판(13)에는 상하 길이방향으로 연장된 제1장공(13b)을 형성하는 작업을 더 포함하게 된다.
상기 제1장공(13b)과 제2장공(10b)에 의해서 상기 기둥(1)의 둘레가 클 경우 상기 제1기둥 보강판(11)과 제2기둥 보강판(12) 사이의 간격이 벌어지고, 상기 연결판(13)이 배치되면서 상기 제2장공(10b)의 하측과 제1장공(13b)이 일치되어 결합된다.
아울러, 상기 기둥(1)의 둘레가 작을 경우에는 상기 제2장공(10b)의 상측과 제1장공(13b)이 일치되어 결합된다.
이러한 결합방식을 통해 상기 제1장공 및 제2장공에 의해 현장마다 다른 상기 기둥(1)의 크기에 따라 가변적인 작업이 가능하게 되어 각기 다른 크기의 장치를 제작해야 하는 번거로움이 없어 시공하는 데 매우 유용하다.
또한, 상기 제1장공(13b)과 제2장공(10a)을 통과하는 볼트 및 너트 등과 같은 고정수단이 결합되면서, 상기 충진재(40)를 충진시 상기 고정수단을 감싸면서 경화되기 때문에 상기 기둥 보강부(10)와 기둥(1) 간의 결합력뿐만 아니라 상기 연결판(13)과 기둥 보강부(10) 간의 결합력도 높일 수 있는 장점이 있다.
이상에서와 같이 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 : 보
10 : 기둥 보강부 10a : 제1결합돌출부 10b : 제2장공
11 : 제1기둥 보강판 12 : 제2기둥 보강판 13 : 연결판 13a : 제2결합돌출부 13b : 제1장공
20 : 보 보강부 21 : 제1보 보강판 22 : 제2보 보강판
23 : 체결공 23a : 앵커볼트
30 : 헌치부 31 : 제1헌치 프레임 32 : 제2헌치 프레임
40 : 충진재
50 : 카본시트
U1 : 제1보강유닛 U2 : 제2보강유닛

Claims (10)

  1. 필로티를 구성하는 기둥과 보의 접합부를 내진 보강하는 내진 보강구조체에 있어서,
    기둥(1)의 상부에서 일측을 둘러 배치되는 제1기둥 보강판(11)과, 상기 기둥(1)의 상부에서 타측을 둘러 배치되는 제2기둥 보강판(12), 및 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)을 연결하기 위해 용접되어 결합되는 연결판(13)을 포함하는 기둥 보강부(10);
    상기 제1기둥 보강판(11)에 연결되어 절곡되고 상기 기둥(1)의 일측에 연결되는 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제1보 보강판(21)과, 상기 제2기둥 보강판(12)에 연결되어 절곡되고 상기 기둥(1)의 타측에 연결되는 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제2보 보강판(22)을 포함하고, 상기 각 보 보강판은 복수개의 앵커볼트(23a)에 의해 상기 보(2)에 고정되는 보 보강부(20);
    상기 제1기둥 보강판(11)과 제1보 보강판(21) 사이에서 경사지게 배치되어 고정되는 제1헌치 프레임(31)과, 상기 제2기둥 보강판(12)과 제2보 보강판(22) 사이에서 경사지게 배치되어 고정되는 제2헌치 프레임(32)을 포함하는 헌치부(30); 및
    상기 기둥(1)과 기둥 보강부(10) 사이에 인젝션되는 충진재(40);를 포함하고,
    상기 기둥 보강부(10)에 있어서,
    제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 사이의 간격 변형에 대응하고 상기 충진재(40)와의 결합력을 증대시키기 위하여 상기 연결판(13)에는 상하방향으로 제1장공(13b)이 형성되고, 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)에는 사선방향으로 제2장공(10b)이 형성되어 상기 제1장공(13b) 및 제2장공(10b)을 통하여 상기 연결판(13)과 제1기둥 보강판(11) 또는 제2기둥 보강판(12)이 고정수단으로 결합되며,
    상기 보 보강부(20)에 있어서,
    상기 제1보 보강판(21) 및 제2보 보강판(22)에는, 상기 앵커볼트(23a)의 삽입을 위한 체결공(23)이 구비되되, 상기 체결공(23)은 상기 앵커볼트(23a)의 장착 위치를 가변할 수 있도록 장공 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기둥 보강부(10)가 설치되지 않은 기둥(1)에는 카본시트(50)가 도포되는 것을 특징으로 하는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체.
  6. 기둥(1)의 일측을 둘러 배치될 수 있도록 판재를 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제1 기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)을 각각 제작하는 단계(S10);
    상기 제1기둥 보강판(11)에 연결되어 절곡되고 상기 기둥(1)의 일측에 연결되는 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제1보 보강판(21)을 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제작하고, 상기 제2기둥 보강판(12)에 연결되어 절곡되고 상기 기둥(1)의 타측에 연결되는 보(2)의 하측 및 양측을 둘러 배치되는 제2보 보강판(22)을 'ㄷ' 형태로 절곡하여 제작하는 단계(S20);
    제1기둥 보강판(11)과 제1보 보강판(21) 사이에서 경사지게 배치되는 제1헌치 프레임(31)을 고정하여 제1보강유닛(U1)을 제작하고, 상기 제2기둥 보강판(12)과 제2보 보강판(22) 사이에서 경사지게 배치되는 제2헌치 프레임(32)을 고정하여 제2보강유닛(U2)을 제작하는 단계(S30);
    필로티를 구성하는 기둥(1)과 보(2)의 접합부에 제1보강유닛(U1) 및 제2보강유닛(U2)을 배치하고, 상기 제1보 보강판(21) 및 제2보 보강판(22)을 복수개의 앵커볼트(23a)에 의해 상기 보(2)에 고정하는 단계(S40);
    상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 사이에서 연결판(13)을 겹치게 배치하여 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)과 용접에 의해 각각 연결하는 단계(S50);
    상기 기둥(1)과 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 사이에 충진재(40)를 인젝션하는 단계(S60);를 포함하고,
    제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12) 사이의 간격 변형에 대응하고 상기 충진재(40)와의 결합력을 증대시키기 위하여 상기 연결판(13)에는 상하방향으로 제1장공(13b)이 형성되고, 상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)에는 사선방향으로 제2장공(10b)이 형성되어 상기 제1장공(13b) 및 제2장공(10b)을 통하여 상기 연결판(13)과 제1기둥 보강판(11) 또는 제2기둥 보강판(12)이 결합되며,
    상기 제1보 보강판(21) 및 제2보 보강판(22)에는, 상기 앵커볼트(23a)의 삽입을 위한 체결공(23)이 구비되되, 상기 체결공(23)은 상기 앵커볼트(23a)의 장착 위치를 가변할 수 있도록 장공 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1기둥 보강판(11) 및 제2기둥 보강판(12)이 설치되지 않은 기둥(1)에는 카본시트(50)가 도포되는 것을 특징으로 하는 필로티 구조 건물에 가변적인 설치가 가능한 내진 보강 구조체를 이용한 내진 보강 공법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR102207111B1 (ko) * 2020-08-24 2021-01-25 (주)제이스코리아 소성 변형 능력 다중 보강을 통한 내진 구조물 시스템
KR102207112B1 (ko) * 2020-08-24 2021-01-25 (주)제이스코리아 소성 변형 능력 보강을 통한 내진 구조물 시스템

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