KR102084132B1

KR102084132B1 - 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치 및 이를 이용한 리모델링 방법

Info

Publication number: KR102084132B1
Application number: KR1020180085217A
Authority: KR
Inventors: 유영찬
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2020-03-04
Also published as: KR20200010754A

Abstract

벽식 구조의 아파트을 포함하는 공동주택의 리모델링 공사에 있어서, 도르래 원리를 이용하여 기존 리모델링 건물의 측방에 시공되는 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환함으로써 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킬 수 있고, 또한, 수직증축을 수반하는 경우, 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킴으로써, 기존 리모델링 건물의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있고, 수직증축 리모델링 공사의 비용을 절감하고 안전성을 제고할 수 있는, 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치 및 이를 이용한 리모델링 방법이 제공된다.

Description

기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치 및 이를 이용한 리모델링 방법 {LOAD TURNOVER APPARATUS FOR DECREASING VERTICAL LOAD ACTING ON A FOUNDATION OF EXISTING REMODELING BUILDING, AND REMODELING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 기존 리모델링 건물 기초의 하중전환 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 벽식 구조 아파트와 같은 공동주택의 리모델링(Remodeling) 공사시 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키도록 도르래(Pulley) 원리를 이용하여 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환시키는 하중전환 장치 및 이를 이용한 리모델링 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건물의 리모델링(Remodeling)은 건물의 노후화를 억제하고 기능을 향상시키기 위한 목적으로 증축, 개축 또는 대수선하는 시공을 말하는 것으로, 최근 리모델링에 대한 각종 법규 완화와 자원 재활용 등의 장점으로 인해 공동주택 등에서 그 수요가 증가하고 있다.

이러한 리모델링 공사는 초기에는 주로 오피스, 상가 건물, 병원 등의 특수한 건물을 중심으로 이루어져 왔으나, 최근 들어 주택분야, 특히, 학교나 아파트 등과 같은 공동주택 건물에 대한 리모델링이 활성화되고 있는 추세이다.

통상적으로, 리모델링 공사는 대부분 수평증축 또는 수직증축을 수반하게 되며, 주택법에서 규정하고 있는 공동주택 리모델링시 30% 증축 허용범위 내에서 건물 전면으로 확장하는 방식, 건물 배면으로 확장하는 방식, 건물 전면과 배면으로 각각 1/2씩 확장하는 방법 등으로 시공이 이루어진다.

이러한 수직증축 및 수평증축은 모두 건물의 기존 구조체에 하중을 증가시키는 요소로 작용한다. 이때, 하중은 고정하중, 적재하중에 의한 연직 하향하중이 있고, 건물의 중량 증가 및 층수 증가와 관련한 지진하중이 있다. 이러한 하중의 증가는 건물을 지지하는 구조부재인 기둥, 벽체 및 기초의 보강을 필요로 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 리모델링 건물의 수평증축 및 수직증축을 설명하기 위한 도면으로서, 리모델링 건물이 수평증축 및 수직증축을 수반하는 것을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 리모델링 건물(10), 예를 들면, 기존 공동주택의 경우, 지반(20) 상에 설치된 기존 파일(11) 및 기존 기초판(12) 상부에 시공되며, 리모델링 건물(10)의 측방에 추가 파일(31) 및 추가 기초판(32)을 설치하여 수평증축부(50)를 시공하고, 또한, 기둥, 벽체 및 기초를 보강한 후 리모델링 건물(10)의 상부에 수직증축부(60)를 시공하게 된다.

도 2는 종래의 기술에 따른 리모델링 건물에 기시공된 파일 및 기초판을 나타내는 단면도이고, 도 3은 종래의 기술에 따른 리모델링 건물에 추가 파일 및 추가 기초판을 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 리모델링 건물(51)의 경우, 기존 파일(61) 상에 기존 기초판(71)이 설치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존 기초판(71)의 측방에 추가 기초판(72)을 설치하면서, 동시에 추가 기초판(72)의 하부에 추가 파일(62)을 설치하는 방식을 적용하고 있다. 즉, 증축된 상부 구조물의 하중에 저항하기 위하여, 철근 콘크리트의 타설에 의한 추가 기초판(72)의 시공 시, 추가 파일(62)을 함께 시공하여 추가 기초판(72)과 일체화하는 방식을 취하고 있다.

한편, 리모델링 공사에 있어서 수직증축을 수반할 경우, 증가되는 하중으로 인해서 기존 기초판 또는 파일이 설계지지력을 초과할 경우에 대한 다양한 형태의 대책이 필요하며, 다음과 같은 공법들이 적용될 수 있다.

예를 들면, 1) 슬래브 및 벽체 등의 상부 구조물의 경량화를 통한 전체 하중을 감소시키는 공법, 2) 기초판 또는 파일에 마이크로파일을 추가로 시공하는 공법, 또는 3) 마이크로파일의 추가 시공으로도 기존 기초 또는 파일이 설계지지력 이하로 제어되지 않을 경우, 신설 마이크로파일에 선재하(기존 기초판, 벽체 등의 건물을 지지대로 하여 추가 시공된 마이크로파일에 프리스트레스)를 도입하여 기존 기초판 및 파일의 연직 하향하중을 경감하는 공법 등을 적용할 수 있다. 하지만, 전술한 종래의 기술에 따른 3가지 종류의 공법의 문제점은 다음과 같다.

먼저, 슬래브, 벽 등의 상부구조물의 경량화를 통한 하중 감소 공법의 경우, 예를 들면, 조적벽을 경량벽체로 변경하거나 슬래브의 온돌구조를 경량온돌 등으로 변경하여 하중을 줄이는 것은 유효하지만, 전체 중량의 10% 이내로 한정되는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 기초 또는 파일에 마이크로파일을 추가 시공하는 공법의 경우, 기존 기초판 또는 파일에 초과되는 설계지지력의 크기가 클 경우, 추가 시공하는 마이크로파일만으로 기존 기초판 또는 파일이 설계지지력 이하가 되도록 제어할 수 없고 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다.

또한, 신설 마이크로파일에 대한 선재하(또는 프리스트레스) 공법, 즉, 기존 기초판, 벽체 등의 건물을 지지대로 추가 시공된 마이크로파일에 프리스트레스를 도입하여 기존 기초판 또는 파일의 연직 하향하중을 경감하는 선재하 공법은 아직 국내에서 시도되지 않은 개념상의 공법으로 적용에 한계가 있고, 특히, 도입한 선재하(프리스트레스)가 손실될 경우, 구조 안전성이 불확실해지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허번호 제10-1863792호(출원일: 2017년 11월 2일), 발명의 명칭: "보강 파일 선행 하중 재하 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1631219호(출원일: 2015년 10월 14일), 발명의 명칭: "건축물 리모델링 공사를 위한 기초파일 시공의 선행하중 재하공법" 대한민국 등록특허번호 제10-1337570호(출원일: 2012년 11월 6일), 발명의 명칭: "추가파일 시공방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1212240호(출원일: 2012년 5월 31일), 발명의 명칭: "리모델링 구조물의 지하 하향 증축 구조 및 공법" 대한민국 공개특허번호 제2018-22212호(공개일: 2018년 3월 6일), 발명의 명칭: "기초파일의 선행하중 재하공법" 대한민국 공개특허번호 제 2015-138785호(공개일: 2015년 12월 10일), 발명의 명칭: "별도의 하중경로를 갖는 건축물의 수직증축 리모델링 방법" 대한민국 공개특허번호 제2013-30962호(공개일: 2013년 3월 28일), 발명의 명칭: "건축물의 리모델링시 증축 시공방법" 대한민국 공개특허번호 제2010-16979호(공개일: 2010년 2월 16일), 발명의 명칭: "수평증축 장치와 이를 이용한 수평증축 구조 및 수평증축 방법"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 벽식 구조의 아파트와 같은 공동주택의 리모델링 공사에 있어서, 도르래 원리를 이용하여 기존 리모델링 건물의 측방에 시공되는 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환함으로써 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킬 수 있는, 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치 및 이를 이용한 리모델링 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치는, 벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물의 측면에 수평증축부를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 상기 수평증축부의 침하를 유도하도록 상기 수평증축부의 기초판 하부에 관입 설치되는 침하유도체; 상기 수평증축부의 기초판 상부에 설치되는 제1 풀리; 상기 기존 리모델링 건물의 기초판 상부에 설치되는 제2 풀리; 상기 침하유도체 상부에 있는 수평증축부의 기초판 및 상기 기존 리모델링 건물의 기초판을 연결하며, 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 의해 와인딩되는 와이어; 및 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리를 지지하도록 상기 수평증축부의 기초판 및 상기 기존 리모델링 건물의 기초판 상에 설치되는 풀리 지지대를 포함하되, 상기 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중은 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리를 경유하는 도르래 원리를 이용하여 상기 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중은 도르래 원리를 이용한 하중전환 장치에 의해 상기 기존 리모델링 건물에 연직 상향하중으로 전환됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하는 연직 하향하중을 경감시킬 수 있다.

여기서, 상기 수평증축부는 상기 기존 리모델링 건물과 일체가 되지 않도록 슬래브 또는 벽체에 일정 간극을 두고 시공되어 독립적인 하중 전달체계를 갖되, 수평증축부의 연직 하향하중이 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환이 완료된 이후에는 일정 간극을 일체화하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평증축부 시공 과정에서 연직 하향하중에 대응하는 침하력이 증가하면, 상기 하중전환 장치에 의해 상기 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중에 대응하는 반력으로 증가되어 전환되고, 상기 반력에 따라 상기 기존 리모델링 건물의 기초의 수직하중이 경감될 수 있다.

여기서, 상기 기존 리모델링 건물의 기초의 수직하중이 경감됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물의 수직증축시 상기 기존 리모델링 건물의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법은, a) 벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물의 측면에 수평증축부를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 상기 수평증축부가 시공되는 지반에 대구경 파일 및 침하유도체를 관입 설치하는 단계; b) 상기 대구경 파일과 침하유도체 상부에 수평증축부 기초판을 설치하는 단계; c) 상기 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 상기 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환하기 위한 도르래 형식의 하중전환 장치를 설치하는 단계; d) 상기 기존 리모델링 건물의 기초판과 상기 침하유도체 상부에 있는 수평증축부 기초판을 상기 하중전환 장치의 와이어로 연결하는 단계; 및 e) 상기 수평증축부의 침하력이 기존 리모델링 건물의 반력에 대응하는 독립적인 하중전달 체계를 갖는 수평증축부를 시공하는 단계를 포함하되, 상기 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 도르래 원리를 이용하여 상기 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환시키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중이 상기 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환된 이후, 별도의 보강재, 주입재 또는 접착제를 사용하여 슬래브 또는 벽체에 형성된 간극을 일체화함으로써 상기 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중을 고정 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 벽식 구조의 아파트와 같은 공동주택의 리모델링 공사에 있어서, 도르래 원리를 이용하여 기존 리모델링 건물의 측방에 시공되는 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환함으로써 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 수직증축을 수반하는 경우, 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킴으로써, 기존 리모델링 건물의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있고, 수직증축 리모델링 공사의 비용을 절감하고 안전성을 제고할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 리모델링 건물의 수평증축 및 수직증축을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 리모델링 건물에 기시공된 파일 및 기초판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 리모델링 건물에 추가 파일 및 추가 기초판을 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치가 설치된 리모델링 건물을 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 A 영역의 하중전환 장치를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법의 동작흐름도이다.
도 7a 내지 도 7e는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 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.

[기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치(400)]

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치가 설치된 리모델링 건물을 나타내는 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 A 영역의 하중전환 장치를 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물(100)의 측방에 수평증축부(300)를 연장하여 시공시 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치(400)를 설치함으로써, 상기 수평증축부(300) 시공 과정에서 연직 하향하중에 대응하는 침하력이 증가하면, 상기 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중에 대응하는 반력으로 증가되어 전환되고, 상기 반력에 따라 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중을 경감시킬 수 있다.

리모델링 건물(100), 예를 들면, 기존 공동주택은 기존 파일(110) 및 기존 기초판(120) 상에 슬래브(130) 및 내력벽(140) 등을 시공하여 형성되며, 리모델링 공사시 수평증축부 또는 수직증축부를 수반하게 된다. 여기서, 상기 내력벽(140)은 건물의 지붕이나 상층 구조물의 무게를 견디거나 힘을 전달하기 위해 만든 구조물로서, 건물의 공간을 수직으로 나눠주는 벽을 말한다.

전술한 바와 같이, 리모델링 공사에서는 기존 리모델링 건물(100)의 수직증축시 추가적인 연직하중 및 지진하중이 작용함에 따라 기존의 기초판(120) 또는 파일(110)에 설계지지력 이상의 하중이 작용할 경우가 많고, 이로 인해 많은 보강공사가 필요하게 된다.

이러한 리모델링 공사는 필요에 따라 기존 리모델링 건물(100)에 연장하여 수평증축부(300)를 계획하게 되는데, 이러한 수평증축부(300)에도 연직하중이 발생되므로 추가 기초판(320) 또는 파일(310)의 설계에 반영할 필요성이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치가 설치된 기존 리모델링 건물(100)에 연장하여 수평증축부(300)를 기존 리모델링 건물(100)에 일체로 시공하지 않고, 슬래브(330), 벽 등에 일정 간극을 두고 시공하면, 상기 수평증축부(300)는 독립적인 하중 전달체계를 갖게 되며, 이때, 상기 수평증축부의 상부층 하중이 지하실 및 기초 구조로 전달되는 부재력을 계산하고, 이와 같이 계산된 부재력에 따라 추가 기초판(320) 또는 파일(310)을 설계할 수 있다.

여기서, 도르래 원리를 이용하여 수평증축부(300)와 기존 리모델링 건물(100)을 연결할 경우, 상기 수평증축부(300)에 작용하는 연직 하향하중이 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 작용할 수 있다.

즉, 전술한 메커니즘에 의해 도르래 원리를 이용하여 수평증축부(300)의 연직 하향하중이 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환되면, 기존 리모델링 건물(100)의 파일(110) 또는 기초판(120)에 작용하던 기초의 수직하중이 경감되어 별도의 보강이 필요하지 않을 수 있다.

한편, 기존 리모델링 건물(100)에 연장하여 수평증축부(300)의 슬래브(330), 벽 등에 일정 간극을 두고 시공된 수평증축부(330)는 골조공사가 완료되고, 상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중이 기존 리모델링 건물(100)에 연직 상향하중으로 전환된 이후에는 별도의 보강재, 주입재 또는 접착제 등을 사용하여 일체화를 실시한다.

이에 따라, 후속 수직증축 리모델링 공사에 있어서 기존 기초판(120) 및 파일(110)에 대한 보강을 회피할 수 있고, 수직증축 리모델링 공사의 비용을 절감하고 안전성을 제고할 수 있다.

구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치(400)는, 침하유도체(410), 제1 풀리(420), 제2 풀리(430), 와이어(440) 및 풀리 지지대(450)를 포함한다.

침하유도체(410)는, 벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물(100)의 측면에 수평증축부(300)를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 상기 수평증축부(300)에 계획된 크기만큼의 침하가 유도되도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 하부에 관입 설치된다. 이때, 상기 침하유도체(410)는 소정 간격으로 다수 개 설치될 수 있다.

제1 풀리(420)는 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 상부에 설치되고, 제2 풀리(430)는 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상부에 설치된다.

와이어(440)는 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120)을 연결하며, 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)에 의해 와인딩(Winding)된다.

풀리 지지대(450)는 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)를 지지하도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상에 설치된다.

이에 따라, 상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중은 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)를 경유하는 도르래 원리를 이용하여 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환된다.

이와 같이, 상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중은 도르래 원리를 이용한 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)에 연직 상향하중으로 전환됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 파일(110) 및 기초판(120)에 작용하는 연직 하향하중을 경감시킬 수 있다.

즉, 상기 수평증축부(300) 시공 과정에서 연직 하향하중에 대응하는 침하력이 증가하면, 상기 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중에 대응하는 반력으로 증가되어 전환되고, 상기 반력에 따라 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중이 경감된다.

이에 따라, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중이 경감됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 수직증축시 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수평증축부(300)와 기존 리모델링 건물(100)을 서로 독립 하중체계로 시공하며, 수평증축부(300)의 수직증축에 따른 하중 작용으로 인한 수직방향 침하를 발생시키거나 유도할 수 있다.

이때, 상기 수평증축부(300)의 침하력의 반대방향 반력이 기존 리모델링 건물(100)에 발생하도록 하중전환 장치(400)를 설치하되, 상기 하중전환 장치(400)는 기존 리모델링 건물(100)의 파일(110)에 의하여 직접 지지되는 기초판(120)에 일측이 연결되면서, 상기 수평증축부(300)와 기존 리모델링 건물(100)에 각각 설치된 풀리들(420, 430)에 의하여 와이어(440)가 와인딩(Winding)되면서, 타측이 상기 침하유도체(310) 상부에 있는 수평증축부(300)의 기초판(320)에 연결됨으로써, 상기 수평증축부(300)의 수직 침하력과 반대되는 방향의 기존 리모델링 건물(100)의 반력이 발생되도록 한다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 벽식 구조의 아파트와 같은 공동주택의 리모델링 공사에 있어서 기존 리모델링 건물의 측면에 시공되는 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 도르래 원리를 이용하여 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환함으로써, 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킬 수 있다.

[기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법]

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법의 동작흐름도이고, 도 7a 내지 도 7e는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 과정을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법은, 먼저, 벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물(100)의 측면에 수평증축부(300)를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 수평증축부(300)가 시공되는 지반에 대구경 파일(310) 및 침하유도체(410)를 관입 설치한다(S110).

다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 대구경 파일(310)과 침하유도체(410) 상부에 수평증축부 기초판(320)을 설치한다(S120).

다음으로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중을 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환하기 위한 도르래 형식의 하중전환 장치(400)를 설치한다(S130). 전술한 바와 같이, 상기 하중전환 장치(400)는, 벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물(100)의 측면에 수평증축부(300)를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 상기 수평증축부(300)의 침하를 유도하도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 하부에 관입 설치되는 침하유도체(410); 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 상부에 설치되는 제1 풀리(420); 상기 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상부에 설치되는 제2 풀리(430); 상기 침하유도체(410) 상부에 있는 수평증축부(300) 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120)을 연결하며, 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)에 의해 와인딩되는 와이어(440); 및 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)를 지지하도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상에 설치되어 풀리 지지대(450)를 포함한다.

다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120)과 상기 침하유도체(410) 상부에 있는 수평증축부(300)의 기초판(320)을 상기 하중전환 장치(400)의 와이어(430)로 연결한다(S140).

다음으로, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 수평증축부(300)의 침하력이 상기 기존 리모델링 건물(100)의 반력에 대응하는 독립적인 하중전달 체계를 갖는 수평증축부(300)를 시공한다(S150). 즉, 상기 수평증축부(300)는 상기 기존 리모델링 건물(100)과 일체가 되지 않도록 슬래브 또는 벽체에 일정 간극을 두고 시공되며, 독립적인 하중 전달체계를 갖되, 수평증축부의 연직 하향하중이 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환이 완료된 이후에는 일정 간극을 일체화하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중을 도르래 원리를 이용하여 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환시킬 수 있다.

다시 말하면, 상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중은 도르래 원리를 이용한 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)에 연직 상향하중으로 전환됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 파일(110) 및 기초판(120)에 작용하는 연직 하향하중을 경감시킬 수 있다.

또한, 상기 수평증축부(300) 시공 과정에서 연직 하향하중에 대응하는 침하력이 증가하면, 상기 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중에 대응하는 반력으로 증가되어 전환되고, 상기 반력에 따라 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중이 경감된다.

상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중이 경감됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 수직증축시 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있으며, 이에 따라, 수직증축이 예정된 공동주택의 리모델링 공사에 대안으로 적용할 수 있고, 또한, 일반 구조 형식의 증축형 리모델링 공사에도 응용하여 적용할 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 벽식 구조의 아파트와 같은 공동주택의 리모델링 공사에 있어서, 도르래 원리를 이용하여 기존 리모델링 건물의 측방에 시공되는 수평증축부에 작용하는 연직 하향하중을 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환함으로써 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킬 수 있다.

또한, 수직증축을 수반하는 경우, 기존 리모델링 건물의 파일 및 기초판에 작용하던 연직 하향하중을 경감시킴으로써, 기존 리모델링 건물의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있고, 수직증축 리모델링 공사의 비용을 절감하고 안전성을 제고할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 리모델링 건물(기존 공동주택) 200: 지반
300: 수평증축부 400: 하중전환 장치
500: 수직증축부
110: 기존 파일 120: 기존 기초판
130: 슬래브 140: 내력벽
310: 대구경 파일 320: 수평증축부 기초판
330: 수평증축부 슬래브
410: 침하유도체 420: 제1 풀리
430: 제2 풀리 440: 와이어
450: 풀리 지지대

Claims

벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물(100)의 측면에 수평증축부(300)를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 상기 수평증축부(300)의 침하를 유도하도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 하부에 관입 설치되는 침하유도체(410);
상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 상부에 설치되는 제1 풀리(420);
상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상부에 설치되는 제2 풀리(430);
상기 침하유도체(410) 상부에 있는 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120)을 연결하며, 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)에 의해 와인딩(Winding)되는 와이어(440); 및
상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)를 지지하도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상에 설치되어 풀리 지지대(450)를 포함하되,
상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중은 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)를 경유하는 도르래 원리를 이용하여 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환되는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치.
제1항에 있어서,
상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중은 도르래 원리를 이용한 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)에 연직 상향하중으로 전환됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 파일(110) 및 기초판(120)에 작용하는 연직 하향하중을 경감시키는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치.
제1항에 있어서,
상기 수평증축부(300)는 상기 기존 리모델링 건물(100)과 일체가 되지 않도록 슬래브 또는 벽체에 일정 간극을 두고 시공되어 독립적인 하중 전달체계를 갖되, 수평증축부의 연직 하향하중이 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환이 완료된 이후에는 일정 간극을 일체화하는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치.
제1항에 있어서,
상기 수평증축부(300) 시공 과정에서 연직 하향하중에 대응하는 침하력이 증가하면, 상기 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중에 대응하는 반력으로 증가되어 전환되고, 상기 반력에 따라 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중이 경감되는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치.
제4항에 있어서,
상기 기존 리모델링 건물(100) 기초의 수직하중이 경감됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 수직증축시 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판 또는 파일의 보강을 회피할 수 있는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치.
a) 벽식 구조의 공동주택을 포함하는 기존 리모델링 건물(100)의 측면에 수평증축부(300)를 연장 시공하는 리모델링 공사시, 상기 수평증축부(300)가 시공되는 지반에 대구경 파일(310) 및 침하유도체(410)를 관입 설치하는 단계;
b) 상기 대구경 파일(310)과 침하유도체(410) 상부에 수평증축부 기초판(320)을 설치하는 단계;
c) 상기 수평증축부(300)에 작용하는 연직 하향하중을 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환하기 위한 도르래 형식의 하중전환 장치(400)를 설치하는 단계;
d) 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120)과 상기 침하유도체(410) 상부에 있는 수평증축부 기초판(320)을 상기 하중전환 장치(400)의 와이어(430)로 연결하는 단계; 및
e) 상기 수평증축부(300)의 침하력이 상기 기존 리모델링 건물(100)의 반력에 대응하는 독립적인 하중전달 체계를 갖는 수평증축부(300)를 시공하는 단계를 포함하되,
상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중을 도르래 원리를 이용하여 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환시키는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.
제6항에 있어서,
상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중이 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중으로 전환된 이후, 별도의 보강재, 주입재 또는 접착제를 사용하여 슬래브 또는 벽체에 형성된 간극을 일체화함으로써 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중을 고정 유지하는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.
제6항에 있어서,
상기 수평증축부(300)의 연직 하향하중은 도르래 원리를 이용한 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)에 연직 상향하중으로 전환됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 파일(110) 및 기초판(120)에 작용하는 연직 하향하중을 경감시키는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.
제6항에 있어서, 상기 하중전환 장치(400)는,
상기 수평증축부(300)의 침하를 유도하도록 상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 하부에 관입 설치되는 침하유도체(410);
상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 상부에 설치되는 제1 풀리(420);
상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상부에 설치되는 제2 풀리(430);
상기 침하유도체(410) 상부에 있는 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120)을 연결하도록 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)에 의해 와인딩(Winding)되는 와이어(440); 및
상기 수평증축부(300)의 기초판(320) 및 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 상에 설치되어 상기 제1 풀리(420) 및 상기 제2 풀리(430)를 지지하는 풀리 지지대(450)를 포함하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.
제6항에 있어서,
상기 수평증축부(300)는 상기 기존 리모델링 건물(100)과 일체가 되지 않도록 슬래브(330) 또는 벽체에 일정 간극을 두고 시공되며, 독립적인 하중 전달체계를 갖되, 수평증축부의 연직 하향하중이 기존 리모델링 건물의 연직 상향하중으로 전환이 완료된 이후에는 일정 간극을 일체화하는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.
제6항에 있어서,
상기 e) 단계의 수평증축부(300) 시공 과정에서 연직 하향하중에 대응하는 침하력이 증가하면, 상기 하중전환 장치(400)에 의해 상기 기존 리모델링 건물(100)의 연직 상향하중에 대응하는 반력으로 증가되어 전환되고, 상기 반력에 따라 상기 기존 리모델링 건물(100) 기초의 수직하중이 경감되는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.
제11항에 있어서,
상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초의 수직하중이 경감됨으로써, 상기 기존 리모델링 건물(100)의 수직증축시 상기 기존 리모델링 건물(100)의 기초판(120) 또는 파일(110)의 보강을 회피할 수 있는 것을 특징으로 하는 기존 리모델링 건물 기초의 수직하중을 경감시키기 위한 하중전환 장치를 이용한 리모델링 방법.