KR102056663B1 - Cft 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법 - Google Patents

Cft 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥과, 상기 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 설치되는 한쌍의 고정부재와, 상기 한쌍의 고정부재를 상기 기존 건축물 기둥에 고정시키는 앵커와, 한쌍의 고정부재를 서로 연결하는 연결부재와, 상기 한쌍의 고정부재의 단부와 결합되어 콘크리트가 충진되는 충진공간을 형성하는 거푸집 철판과, 상기 한쌍의 고정부재와 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 충진공간에 충진되는 콘크리트를 포함한다.

Description

CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법{SEISMIC RETROFITTING STRUCTURE AND METHOD FOR EXISITING BUILDINGS USING CFT COLUMNS}
본 발명은 CFT(Concrete Filled Steel Tube) 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현장 상황에 맞게 시공성을 높일 수 있는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 건축물의 설계에는 지진을 견딜 수 있는 내진설계가 함께 수반되며, 1990년 건축법에 내진설계 관련 규정을 적용한 이래 계속적인 수정, 보완을 거쳐 현재까지 내진관련 규정을 현실화 및 강화하여 개정하였다.
하지만, 내진설계규정의 도입 이전에 건설된 건물 및 미대상 건물은 지진에 대한 영향을 고려하지 않고 설계, 시공되었을 뿐만 아니라 공용 연수의 증가에 따라 노후화 손상이 많이 진행되어 내진 성능을 제대로 발휘하지 못하게 된다.
근래 국내와 유사한 지진환경을 갖고 있는 국가에서 발생되고 있는 지진뿐만 아니라 최근 국내에서 발생한 경주지진을 포함한 중규모의 지진 및 그로 인한 막대한 인명과 재산상의 피해사례를 보면 국내는 더 이상 지진의 안전지대가 아니라는 것은 불가의 사실이다. 그럼에도 불구하고 국내에서는 민간건물을 포함한 기존 건축물의 80% 이상이 여전히 지진에 무방비한 실정이라고 할 수 있다. 특히 다양한 자연 및 인적재난발생시 대피시설로 활용되는 학교 건축물의 경우는 지진에 대한 대비가 더욱 요구된다.
따라서, 상기와 같이 내진설계가 고려되지 않거나 미비한 기존 건축물에는 내진보강 공법을 적용하게 된다.
상기 내진보강 공법은 신축건물에 적용하는 내진설계 방법과 달리 기존의 건축물 또는 시설물을 보강해야 하므로 사용성에 대한 고려, 경제성에 대한 고려, 시공성에 대한 고려가 필요하며 기존 건축물과 시설물에 대한 특수성을 고려하여 적절한 공법을 선택할 필요가 있으며, 기존 건축물이나 시설물의 내진보강방법으로는 강성을 증대하는 공법, 강성을 증대하는 공법 또는 강성과 연성을 동시에 증대시키는 공법 등이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1065469호(2011.09.19. 공고)
본 발명은 현장 상황에 맞게 시공성을 높일 수 있는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법을 제공한다.
또한, 기존 건축물 기둥에 있는 주근 및 전단철근의 손상을 방지하여 앵커를 설치할 수 있는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법을 제공한다.
또한, 시공 후 구조적 안정성을 높일 수 있는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥과, 상기 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 설치되는 한쌍의 고정부재와, 상기 한쌍의 고정부재를 상기 기존 건축물 기둥에 고정시키는 앵커와, 한쌍의 고정부재를 서로 연결하는 연결부재와, 상기 한쌍의 고정부재의 단부와 결합되어 콘크리트가 충진되는 충진공간을 형성하는 거푸집 철판과, 상기 한쌍의 고정부재와 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 충진공간에 충진되는 콘크리트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정부재는 상기 기존 건축물 기둥에 상기 앵커에 의해 결합되는 결합부와, 상기 결합부로부터 절곡되며 상기 연결부재에 의해 다른 고정부재와 연결되는 연결부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 볼트 또는 나사산이 형성된 철근 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 설치되는 한쌍의 고정부재 사이에는 상기 한쌍의 고정부재와 용접에 의해 접합되는 강판이 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥과, 상기 기존 건축물 기둥에 설치되는 결합판과, 상기 결합판을 상기 기존 건축물 기둥에 고정시키며 단부가 상기 결합판으로 돌출된 앵커와, 상기 결합판에서 돌출된 상기 앵커의 단부에 체결되는 커플러와, 상기 커플러와 일단이 체결되어 상기 앵커와 연결되는 볼트와, 상기 볼트의 타단이 관통되는 관통홀을 구비하며 상기 결합판의 양단에 결합되어 콘크리트가 충진되는 충진공간을 형성하는 거푸집 철판과, 상기 거푸집 철판을 통과한 상기 볼트의 타단에 결합되어 상기 거푸집 철판과 밀착되는 너트와, 상기 결합판과 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 충진공간에 충진되는 콘크리트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 설치되는 상기 결합판 사이에는 서로 이격되어 설치되는 결합판을 서로 연결하는 강판이 구비될 수 있다.
또한, 상기 강판은 상기 결합판에 의해 용접으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 결합판은 상단과 하단에 일측으로 돌출된 접합부를 구비하고, 상기 강판은 상단과 하단에 일측으로 돌출된 결합부를 구비하고, 상기 결합판의 접합부와 상기 강판의 결합부는 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 너트에 의해 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥과, 상기 기존 건축물 기둥의 높이와 동일 높이를 가지는 결합판과, 상기 결합판을 상기 기존 건축물 기둥에 고정시키며 단부가 상기 결합판으로 돌출된 앵커와, 상기 결합판에서 돌출된 상기 앵커의 단부에 체결되는 커플러와, 상기 커플러와 일단이 체결되어 상기 앵커와 연결되는 볼트와, 상기 볼트의 타단이 관통되는 관통홀을 구비하며 상기 결합판의 양단에 결합되어 콘크리트가 충진되는 충진공간을 형성하는 거푸집 철판과, 상기 거푸집 철판을 통과한 상기 볼트의 타단에 결합되어 상기 거푸집 철판과 밀착되는 너트와, 상기 결합판과 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 충진공간에 충진되는 콘크리트를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 공법은 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 한쌍의 고정부재를 설치하는 단계와, 상기 한쌍의 고정부재를 연결부재를 이용하여 서로 연결하는 단계와, 상기 한쌍의 고정부재의 단부에 거푸집 철판을 결합하여 콘크리트가 충진되는 충진공간을 형성하는 단계와, 상기 한쌍의 고정부재와 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 충진공간에 콘크리트를 충진하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정부재는 상기 기존 건축물 기둥에 상기 앵커에 의해 결합되는 결합부와, 상기 결합부로부터 절곡되며 상기 연결부재에 의해 다른 고정부재와 연결되는 연결부를 구비하고, 상기 연결부재는 연결부재는 볼트 또는 나사산이 형성된 철근 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 공법은 기존 건축물 기둥에 앵커를 이용하여 결합판을 설치하는 단계와, 상기 결합판에서 돌출된 상기 앵커의 단부에 커플러를 체결하는 단계와, 상기 커플러에 볼트를 체결하여 상기 볼트를 상기 앵커와 연결시키는 단계와, 상기 볼트가 관통하는 관통홀을 구비하는 거푸집 철판을 상기 결합판의 양단에 결합시키며 상기 볼트가 상기 관통홀을 통과되도록 하는 단계와, 상기 거푸집 철판을 통과한 상기 볼트의 타단에 너트를 체결하여 상기 너트가 상기 거푸집 철판과 밀착되도록 하는 단계와, 상기 결합판과 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 공간에 콘크리트를 충진하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법에 의하면, 기존 현장에 설치된 기둥의 두께에 대응할 수 있으므로 현장 상황에 맞게 시공성을 높일 수 있다.
또한, 기존 건축물 기둥에 있는 철근을 피해 앵커를 설치할 수 있으므로 기존 건축물 기둥의 구조적 손상 없이 내진보강을 할 수 있다.
또한, CFT 기둥 내부를 관통하는 볼트와 거푸집 철판과의 체결을 통해 CFT 기둥의 좌굴파괴 가능성을 방지하여 CFT 기둥의 내력을 증대시킬 수 있다.
또한, 보강되는 CFT 기둥 내부에 띠철근 형태의 철근이 삽입가능하므로 시공 후 구조적 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 단면도.
도 4는 본 발명의 변형 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 분해 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 사시도.
도 8은 도 6에 도시된 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 순서도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 종단면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 하기 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술사상을 통해 구현되는 다양한 실시 예가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기존 건축물의 내진보강 구조의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기존 건축물의 내진보강 구조의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥(10)에 CFT(Concrete filled steel tube) 형태의 기둥을 덧붙임으로써 기존 건축물 기둥(10)을 보강하게 된다. 이때 기존 건축물 기둥(10)은 철근 콘크리트(reinforced concrete) 구조의 기둥으로 형성될 수 있다.
이와 같이 기존 건축물 기둥(10)에 CFT(Concrete filled steel tube) 형태의 기둥이 덧붙여지는 구조를 형성하기 위해 아래와 같은 구성을 구비하게 된다.
기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 설치되는 한쌍의 고정부재(100)와, 한쌍의 고정부재(100)를 기존 건축물 기둥(10)에 고정시키는 앵커(50)와, 한쌍의 고정부재(100)를 서로 연결하는 연결부재(200)와, 한쌍의 고정부재(100)의 단부와 결합되어 콘크리트가 충진되는 충진공간(S)을 형성하는 거푸집 철판(300)과, 한쌍의 고정부재(100)와 거푸집 철판(300)에 의해 둘러싸인 충진공간(S)에 충진되는 콘크리트(C)를 포함한다.
기존 건축물 기둥(10)의 소정 위치에 'ㄱ'자 형상을 구비하는 고정부재(100) 한쌍을 결합시키고, 이러한 한쌍의 고정부재(100)를 기둥(10)의 길이방향으로 따라 소정 간격으로 설치한다. 고정부재(100)는 거푸집 철판(300)을 기존 건축물 기둥(10)에 고정하기 위한 것으로, 'ㄱ'자 형상을 가지는 금속 브래킷 등으로 형성될 수 있다.
고정부재(100)를 기존 건축물 기둥(10)에 설치하기 위해 앵커(50)를 사용할 수 있다. 이때 앵커(50)는 구조적 특징을 가지는 케미컬 앵커를 사용할 수 있다.
한편, 고정부재(100)는 기존 건축물 기둥(10)에 앵커(50)에 의해 결합되는 결합부(110)와, 결합부(110)로부터 절곡되며 연결부재(200)에 의해 다른 고정부재(100)와 연결되는 연결부(120)를 구비한다.
결합부(110)에는 앵커 관통홀(111)이 형성되어 있어, 앵커(50)가 앵커 관통홀(111)을 통과한 후에 기존 건축물 기둥(10)의 콘크리트에 삽입시켜 결합시킨다. 한편 본 발명의 일 실시 예에서는 소정의 폭을 가지는 한쌍의 고정부재(100)를 사용함으로써 기존 건축물 기둥(10)의 내부에 설치되는 철근을 피해 앵커(50)가 결합되도록 할 수 있다.
일반적으로 철근 콘크리트 구조의 기둥에는 기둥의 길이방향으로 설치되는 주철근과, 주철근을 감싸도록 설치되는 띠철근이 구비된다. 이때 고정부재(100)를 기존 건축물 기둥(10)에 결합시키는 앵커(50)가 기존 건축물 기둥(10)에 구비되는 주철근 또는 띠철근에 부딪히게 되면 앵커(50)가 기둥(10)에 제대로 삽입되지 않거나, 기둥의 내부에 구비되는 주철근 또는 띠철근을 손상시킬 수 있다. 그러면 기존 건축물 기둥(10)에 부가되는 CFT(Concrete filled steel tube) 형태의 기둥 또는 기존 건축물 기둥(10)의 구조적 강도가 약해질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 소정의 폭을 가지는 한쌍의 고정부재(100)를 사용함으로써 고정부재(100)가 기존 건축물 기둥(10)에 결합되는 위치를 조절할 수 있도록 하였다. 따라서 고정부재(100)를 앵커(50)를 이용하여 기존 건축물 기둥(10)에 결합시킬 때, 앵커(50)가 기존 건축물 기둥(10) 내부에 구비되는 주철근 또는 띠철근을 피하면서 기존 건축물 기둥(10)에 결합시킬 수 있다.
한편, 한쌍의 고정부재(100)를 기존 건축물 기둥(10)에 앵커를 이용하여 설치한 후, 연결부재(200)로 한쌍의 고정부재(100)를 서로 연결시키게 된다. 이와 같이 연결부재(200)로 한쌍의 고정부재(100)가 서로 연결되도록 고정부재(100)의 연결부(120)에는 연결부재(200)가 관통하는 연결부재 관통홀(121)이 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 연결부재(200)가 볼트(BOLT)인 것을 보였다. 볼트로 한쌍의 고정부재(100)를 연결시키기 위하여, 볼트를 한쌍의 고정부재(100)에 형성된 연결부재 관통홀(121)에 동시에 관통시킨 후 볼트의 다른 편에서 너트를 이용하여 고장력볼트에 체결함으로써 한쌍의 고정부재(100)를 서로 연결시킬 수 있다.
한쌍의 고정부재(100)가 기존 건축물 기둥(10)의 길이방향으로 소정 간격으로 설치된 후, 소정 간격으로 설치되는 한쌍의 고정부재(100) 사이에는 한쌍의 고정부재(100)와 용접에 의해 접합되는 강판(250)이 구비될 수 있다. 강판(250)은 한쌍의 고정부재(100) 사이에서 용접에 의해 접합됨으로써 기존 건축물 기둥(10)에서 한쌍의 고정부재(100) 사이의 발생하는 홈을 없을 뿐만 아니라 한쌍의 고정부재(100)를 서로 연결함으로써 기존 건축물 기둥(10)을 더욱 견고하게 보강할 수 있도록 도와준다.
한편, 한쌍의 고정부재(100)가 기존 건축물 기둥(10)의 길이방향으로 소정 간격으로 설치된 후, 고정부재(100)에 거푸집 철판(300)을 결합시킨다. 거푸집 철판(300)을 고정부재(100)에 결합시킬 때 거푸집 철판(300)의 단부와 한쌍의 고정부재(100)의 단부를 용접을 함으로써 서로 결합시킬 수 있다.
거푸집 철판(300)은 일정 이상의 강성을 가지는 철판(300)으로 그 단면이 'ㄷ'자 형상을 가지며 소정 길이를 가진다.
이와 같은 거푸집 철판(300)의 단부를 기존 건축물 기둥(10)에 설치된 한쌍의 고정부재(100)의 단부에 결합시킨다. 이와 같이 거푸집 철판(300)의 단부를 기존 건축물 기둥(10)에 설치된 한쌍의 고정부재(100)의 단부에 결합시키면, 거푸집 철판(300)과 기존 건축물 기둥(10)의 일측면에 의해 둘러싸인 충진공간(S)이 형성된다.
이와 같이 형성된 충진공간(S)에 콘크리트를 채워 넣은 후 양생시키면 기존 건축물 기둥(10)에 CFT(Concrete filled steel tube) 형태의 기둥이 덧붙은 형태의 새로운 기둥을 가지는 내진보강 구조가 형성되므로 지진 등에 견딜 수 있는 내진구조를 쉽게 형성할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조는 변형되어 실시될 수 있다.
도 4는 본 발명의 변형 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 변형 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조는 한쌍의 고정부재(100)를 기존 건축물 기둥(10)에 결합시킬 때, 한쌍의 고정부재(100)의 연결부(120)끼리 서로 이격되도록 한쌍의 고정부재(100)를 기존 건축물 기둥(10)에 결합시킨다.
그리고 한쌍의 고정부재(100)의 연결부(120)끼리 서로 연결시키는 연결부재(200)로 외주면에 나사산이 형성된 철근을 사용하였다. 나사산이 형성된 철근을 연결부재(200)로 사용하고, 한쌍의 고정부재(100)의 연결부(120)에 형성된 연결부재 관통홀(121)에 동시에 관통시키면 한쌍의 고정부재(100)는 서로 연결된다.
한편, 나사산이 형성된 철근의 양단부는 연결부재 관통홀(121)을 통과한 후 일부가 돌출된 돌출부(210)를 구비한다.
이와 같이 연결부재(200)로 외주면에 나사산이 형성된 철근을 사용하고 돌출부(210)를 형성한 후, 충진공간(S)에 콘크리트(C)를 채워 넣으면 콘크리트(C)가 돌출부(210)를 감싸면서 양생된다. 따라서 새로 형성되는 CFT 기둥에서 돌출된 철근의 돌출부(210)가 기둥의 띠철근 역할을 하게 되므로 새로 형성되는 CFT 기둥의 구조적 강도를 확보할 수 있다.
상술한 실시예 에서는 나사산이 형성된 철근을 연결부재(200)로 사용하는 것을 보였으나, 연결부재(200)는 이에 한정되지 않고 나사산 이외의 다른 체결방식도 사용될 수 있을 것이다.
다음으로, 상술한 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조를 형성하기 위한 내진보강 공법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법은 기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 한쌍의 고정부재(100)를 설치하는 단계(S110)와, 한쌍의 고정부재(100)를 연결부재(200)를 이용하여 서로 연결하는 단계(S120)와, 한쌍의 고정부재(100)의 단부에 거푸집 철판(300)을 결합하여 콘크리트(C)가 충진되는 충진공간(S)을 형성하는 단계(S130)와, 한쌍의 고정부재(100)와 거푸집 철판(300)에 의해 둘러싸인 충진공간(S)에 콘크리트(C)를 충진하는 단계(S140)를 포함한다.
이때 고정부재(100)는 기존 건축물 기둥(10)에 앵커(50)에 의해 결합되는 결합부(110)와, 결합부(110)로부터 절곡되며 연결부재(200)에 의해 다른 고정부재(100)와 연결되는 연결부(120)를 구비할 수 있다.
또한, 연결부재(200)는 볼트 또는 나사산이 형성된 철근 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
물론 기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 한쌍의 고정부재(100)를 설치하는 단계(S110) 이후에, 기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 설치되는 한쌍의 고정부재(100) 사이를 강판(250)으로 용접에 의해 접합하는 단계를 더 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법에 의하면 기존에 내진 설계되지 않은 기존 기둥(10)을 쉽게 보강할 수 있어 내진보강이 가능해진다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법에 대해 설명하였으나, 상술한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다. 이하에서 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법을 설명함에 있어 상술한 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하여 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 기존 건축물의 내진보강 구조의 사시도이고, 도 8은 도 6에 도시된 기존 건축물의 내진보강 구조의 평면도이다.
도 6 내지 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥(10)과, 기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 설치되는 결합판(400)과, 결합판(400)을 기존 건축물 기둥(10)에 고정시키며 단부가 결합판(400)으로 돌출된 앵커(60)와, 결합판(400)에서 돌출된 앵커(60)의 단부에 체결되는 커플러(500)와, 커플러(500)와 일단이 체결되어 앵커(60)와 연결되는 볼트(600)와, 볼트(600)의 타단이 관통되는 관통홀(710)을 구비하며 결합판(400)의 양단에 결합되어 콘크리트(C)가 충진되는 충진공간(S)을 형성하는 거푸집 철판(700)과, 거푸집 철판(700)을 통과한 볼트(600)의 타단에 결합되어 거푸집 철판(700)과 밀착되는 너트(800)와, 결합판(400)과 거푸집 철판(700)에 의해 둘러싸인 충진공간(S)에 충진되는 콘크리트(C)를 포함한다.
기존 건축물 기둥(10)에 결합판(400)을 설치하기 위해 기존 건축물 기둥(10)에 앵커(60)를 소정 간격으로 설치한다. 그리고 결합판(400)에 형성된 홀(410)에 앵커(60)가 통과되도록 한 후 너트(70)를 앵커(60)에 체결시키면 결합판(400)은 기존 건축물 기둥(10)과 밀착된다. 이와 같은 결합판(400)은 기존 건축물 기둥(10)의 길이방향으로 일정한 간격을 가지며 설치될 수 있다.
한편, 결합판(400)을 기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 설치한 후, 결합판(400) 사이를 서로 연결하는 강판(450)을 설치할 수 있다. 강판(450)은 서로 이웃하는 한쌍의 결합판(400) 사이에서 용접에 의해 접합됨으로써 기존 건축물 기둥(10)에서 한쌍의 결합판(400) 사이의 발생하는 홈을 없을 뿐만 아니라 한쌍의 결합판(400)을 서로 연결함으로써 기존 건축물 기둥(10)을 더욱 견고하게 보강할 수 있도록 도와준다.
한편, 결합판(400)에서 돌출된 앵커(60)의 단부에는 커플러(500)가 체결된다. 커플러(500)는 앵커(60)와 볼트(600)를 서로 연결되면서 체결되도록 한다. 따라서 볼트(600)는 앵커(60)의 단부에서 길이방향으로 연장된다.
거푸집 철판(700)에는 볼트(600)의 단부가 관통되는 관통홀(710)이 형성되어 있다. 따라서 볼트(600)의 단부를 거푸집 철판(700)에 형성된 관통홀(710)을 관통시킨 후 거푸집 철판(700)을 결합판(400)에 결합한다. 결합판(400)의 단부와 거푸집 철판(700)의 단부는 용접으로 서로 결합될 수 있다.
이와 같이 볼트(600)의 단부가 거푸집 철판(700)에 형성된 관통홀(710)을 관통된 후 거푸집 철판(700)을 결합판(400)에 결합시킨 후, 볼트(600)의 타단에 너트(800)를 체결하여 거푸집 철판(700)과 밀착될 때까지 회전시키게 한다.
그리고 결합판(400)과 거푸집 철판(700)에 의해 둘러싸인 충진공간(S)에 콘크리트(C)를 충진한다. 콘크리트(C)를 결합판(400)과 거푸집 철판(700)에 의해 둘러싸인 충진공간(S)에 충진하게 되면 콘크리트(C)의 압력에 의해 거푸집 철판(700)에 측압이 작용하여 거푸집 철판(700)이 결합판(400)에서 분리되거나 거푸집 철판(700)의 형태가 변형되는 경우가 발생할 수 있다.
그러나 본 발명의 다른 실시 예에 따른 건축물의 내진보강 구조에 의하면 기존 건축물 기둥(10)과 연결되는 볼트(600)가 거푸집 철판(700)에 형성된 관통홀(710)을 관통되도록 한 후, 너트(800)로 볼트(600)와 결합되도록 함으로써 거푸집 철판(700)이 결합판(400)에서 분리되거나 거푸집 철판(700)의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.
다음으로, 상술한 기존 건축물의 내진보강 구조를 형성하는 공법에 대해 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법은 기존 건축물 기둥(10)에 앵커(60)를 이용하여 소정 간격으로 결합판(400)을 설치하는 단계(S210)와, 결합판(400)에서 돌출된 앵커(60)의 단부에 커플러(500)를 체결하는 단계(S220)와, 커플러(500)에 볼트(600)를 체결하여 볼트(600)를 앵커(60)와 연결시키는 단계(S230)와, 볼트(600)가 관통하는 관통홀(710)을 구비하는 거푸집 철판(700)을 결합판(400)의 양단에 결합시키며 볼트(600)가 관통홀(710)을 통과되도록 하는 단계(S240)와, 거푸집 철판(700)을 통과한 볼트(600)의 타단에 너트(800)를 체결하여 너트(800)가 거푸집 철판(700)과 밀착되도록 하는 단계(S250)와, 결합판(400)과 거푸집 철판(700)에 의해 둘러싸인 충진공간(S)에 콘크리트(C)를 충진하는 단계(S260)를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기존 건축물의 내진보강 공법에 의하면 기존에 내진 설계되지 않은 기존 기둥(10)을 쉽게 보강할 수 있으며, CFT(Concrete filled steel tube) 형태의 기둥이 덧붙여지는 구조를 형성할 때 CFT(Concrete filled steel tube) 형태의 기둥이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
기존 건축물 기둥(10)에 앵커(60)를 이용하여 소정 간격으로 결합판(400)을 설치하는 단계(S210) 이후에, 소정 간격으로 설치되는 이웃하는 결합판(400) 사이를 강판(450)으로 용접에 의해 접합하는 단계를 더 구비할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조의 종단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥(10)에 결합판(400)이 일정한 간격을 가지며 설치된 후, 결합판(400)을 기존 건축물 기둥(10)에 소정 간격으로 설치한 후, 결합판(400) 사이를 서로 연결하는 강판(450)을 설치할 때, 결합판(400)과 강판(450)을 용접으로 접합하는 것이 아니라, 볼트(470)와 너트(480)를 이용하여 접합하는 것을 보였다.
이를 위해, 결합판(400)의 상단과 하단에 일측으로 돌출된 접합부(420)를 구비하여 결합판(400)은 전체적으로 단면이 'ㄷ'자 형상을 가지게 되고, 강판(450)도 상단과 하단에 일측으로 돌출된 결합부(460)를 가져 단면이 'ㄷ'자 형상을 가지게 된다.
기존 건축물 기둥(10)에 결합판(400)이 일정한 간격을 가지며 설치된 후 한쌍의 결합판(400) 사이에 강판(450)을 삽입하게 되면, 결합판(400)의 접합부(420)와 강판(450)의 결합부(460)는 서로 대면하게 되고, 이와 같은 상태에서 접합부(420)와 결합부(640)를 볼트(470)가 동시에 관통하도록 한 후 볼트(470)의 반대측에서 너트(480)를 이용하여 체결하게 된다.
이에 의하면, 결합판(400)과 강판(450)은 서로 일체화 되어 결합된다.
한편, 도면에서는 결합판(400)의 접합부(420)와 강판(450)의 결합부(460)를 각각의 볼트(470)와 너트(480)를 이용하여 체결되도록 하였으나, 길이가 긴 하나의 볼트(470)가 각 결합판(400)의 접합부(420)와 강판(450)의 결합부(460)를 모두 관통하도록 한 후 너트(480)를 체결하면, 1개의 볼트(470)와 너트(480)를 이용하여 체결할 수도 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조는 기존 건축물 기둥(10)에 결합판(400)을 일정한 간격으로 설치하는 것이 아니라, 결합판(400)의 길이를 기존 건축물 기둥(10)과 동일한 길이를 가지고 결합되도록 하였다. 이에 의하면, 별도로 강판을 이용하여 보강할 필요가 없어지게 되므로, CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 공법이 보다 단순해지는 효과를 가지게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조 및 공법에 대해 설명하였다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 기존 건축물 기둥 50, 60: 앵커
100: 고정부재 200: 연결부재
300, 700: 거푸집 철판 400: 결합판
500: 커플러 600: 철근
800; 너트

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 기존 건축물 기둥과,
    상기 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 설치되는 결합판과,
    상기 결합판을 상기 기존 건축물 기둥에 고정시키며 단부가 상기 결합판으로 돌출된 앵커와,
    상기 결합판에서 돌출된 상기 앵커의 단부에 체결되는 커플러와,
    상기 커플러와 일단이 체결되어 상기 앵커와 연결되는 볼트와,
    상기 볼트의 타단이 관통되는 관통홀을 구비하며 상기 결합판의 양단에 결합되어 콘크리트가 충진되는 충진공간을 형성하는 거푸집 철판과,
    상기 거푸집 철판을 통과한 상기 볼트의 타단에 결합되어 상기 거푸집 철판과 밀착되는 너트와,
    상기 결합판과 상기 거푸집 철판에 의해 둘러싸인 충진공간에 충진되는 콘크리트를 포함하고,
    상기 기존 건축물 기둥에 소정 간격으로 설치되는 상기 결합판 사이에는 서로 이격되어 설치되는 결합판을 서로 연결하는 강판이 구비되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 강판은 상기 결합판에 의해 용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 결합판은 상단과 하단에 일측으로 돌출된 접합부를 구비하고,
    상기 강판은 상단과 하단에 일측으로 돌출된 결합부를 구비하고,
    상기 결합판의 접합부와 상기 강판의 결합부는 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 너트에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 활용한 기존 건축물의 내진보강 구조.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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