KR102153908B1 - 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조에 관한 것으로서, 기존 구조물의 철근 콘크리트 기둥; 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 바닥면이 접촉하도록 설치되는 하부 ㄷ형강; 상기 하부 ㄷ형강의 바닥에 바닥면이 접촉하도록 상기 하부 ㄷ형강의 내부에 수용되며, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 맞도록 상기 하부 ㄷ형강에 대해 이동되며, 복수의 볼트와 너트로 상기 하부 ㄷ형강에 고정되는 상부 ㄷ형강; 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면과 상기 하부 ㄷ형강 및 상부 ㄷ형강의 바닥면 사이에 충전되는 주입재; 상기 상부 ㄷ형강의 개구부에 복수의 볼트와 너트로 고정되는 ㄷ자 형상의 상부 덮개; 상기 하부 ㄷ형강의 개구부에 복수의 볼트와 너트로 고정되는 ㄷ자 형상의 하부 덮개; 상기 하부 덮개의 양 측면과 상기 하부 ㄷ형강의 양 측면 사이에 설치되는 한 쌍의 틈새 메움편; 및 상기 상부 덮개와 상기 하부 덮개로 덮인 상기 상부 ㄷ형강과 상기 하부 ㄷ형강의 내부에 충전되는 충전재;를 포함하며, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 대응하도록 하부 ㄷ형강에 대해 상부 ㄷ형강을 이동시켜, 상부 ㄷ형강의 복수의 상부 조절구멍이 하부 ㄷ형강의 복수의 하부 조절구멍에 일치되도록 한 후, 복수의 볼트와 너트로 고정하며, 상기 상부 ㄷ형강의 바닥면과 상기 하부 ㄷ형강의 바닥면은 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 복수의 케미컬 앵커로 고정된다.

Description

철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조 및 그 시공방법{Column structure for improving seismic performance of reinforced concrete columns and construction method of the same}

본 발명은 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시킬 수 있는 보강 기둥 구조 및 이를 시공하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기둥을 보강하는 현장에서 용접을 할 필요가 없어 화재 위험을 원천적으로 방지할 수 있으며 공사 기간을 줄일 수 있는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 내진설계기준이 제정된 1989년 이전 건물은 내진 성능이 충분하지 못한 경우가 많아, 지진 발생시 건물의 붕괴 등 큰 피해가 발생할 우려가 있다.

특히, 2016년 경주 지역에서 발생한 진도 5.8의 강진으로 인해 우리나라도 더 이상 지진 안전지역이 아닌 것으로 판명되었으므로 학교와 빌딩 등 내진설계기준이 적용되기 이전에 준공된 오래된 건물의 내진 성능을 향상시킬 필요성이 크다. 건물의 내진 성능을 향상시키기 위해서는 건물의 기둥을 보강할 필요가 있다.

일반적으로 철근 콘크리트로 된 건물 기둥의 내진 성능을 보강하기 위해, 도 1과 같은 CFT(Concrete Filled steel Tube) 기둥을 응용한 기둥 내진 보강구조가 사용되고 있다.

도 1을 참조하면, 기둥 내진 보강구조(300)는 철근 콘크리트 기둥(301), 철근 콘크리트 기둥(301)에 설치되는 베이스 철판(310), 베이스 철판(310)에 고정되는 ㄷ형강(320), 및 ㄷ형강(320)의 내부에 충전된 콘크리트(330)로 구성된다.

베이스 철판(310)은 복수의 케미컬 앵커(340)로 철근 콘크리트 기둥(301)에 고정된다. 구체적으로, 내진 성능을 보강할 철근 콘크리트 기둥(301)의 마감재를 철거한 후, 베이스 철판(310)이 설치될 철근 콘크리트 기둥(301)의 일면을 정리한다.

이어서, 철근 콘크리트 기둥(301)에 복수의 케미컬 앵커(340)를 설치하기 위해 복수의 구멍을 천공한다. 복수의 구멍에 복수의 케미컬 앵커(340)를 시공하여 베이스 철판(310)을 철근 콘크리트 기둥(301)에 고정한다. 이어서, 베이스 철판(310)과 철근 콘크리트 기둥(301) 사이에 주입제(350)를 충전한다.

다음으로, ㄷ형강(320)을 베이스 철판(310)에 용접으로 고정한다. 구체적으로, ㄷ형강(320)의 개구부를 형성하는 ㄷ형강의 양 측면(323)의 선단이 베이스 철판(310)에 접하도록 ㄷ형강(320)을 베이스 철판(310)에 거치한 후, 개구부를 형성하는 ㄷ형강(320)의 양 측면(323)의 선단을 베이스 철판(310)에 용접으로 부착한다. 이때, ㄷ형강(320)의 양 측면(323)의 전 길이에 걸쳐 용접을 수행한다. 그러면, ㄷ형강(320)의 바닥면(321)이 외부로 노출된 상태가 된다. 참고로, 도 1에서 참조번호 360은 용접에 의해 형성된 용접 비드를 나타낸다.

끝으로, ㄷ형강(320)과 베이스 철판(310) 사이의 공간에 콘크리트(330)를 충전하면, 철근 콘크리트 기둥(301)의 내진 성능의 보강이 완료된다.

그러나 도 1과 같은 종래 기술에 의한 철근 콘크리트 기둥(301)의 내진 성능 보강구조(300)는 ㄷ형강(320)을 용접에 의해 베이스 철판(310)에 고정하기 때문에 화재 위험이 크다는 문제가 있다. 예를 들면, 실내의 철근 콘크리트 기둥(301)을 보강하는 경우에는 용접시 발생하는 불꽃에 의해 주변에 있는 인화 물질이 발화될 가능성이 크다.

또한, 용접작업은 고온의 열을 발생시키므로, ㄷ형강(320)을 베이스 철판(310)에 부착할 때 발생하는 용접열에 의해 복수의 케미컬 앵커(340)의 화학성분과 주입제(350)가 발화될 우려가 있다는 문제가 있다. 아니면, 고온의 용접열에 의해 케미컬 앵커(340)나 주입제(350)의 성분이 변성되어 제 기능을 수행하지 못할 가능성이 있다.

또한, 기존 건물의 철근 콘크리트 기둥을 내진 보강할 경우에, 기존 철근 콘크리트 기둥의 길이에 맞추어 내진 보강 기둥 구조물을 설치할 필요가 있다. 따라서, 기존 건물의 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거한 후, 철근 콘크리트 기둥의 길이를 측정하여 내진 보강 기둥 구조물을 제작하여 설치하고 있다. 따라서, 철근 콘크리트 기둥의 마감재 철거와 내진 보강 기둥 구조물의 제작을 순차적으로 진행해야 하므로 공사 기간이 길어진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 철근 콘크리트 기둥의 내진 보강시 현장에서 용접을 사용하지 않고 내진 보강 작업을 할 수 있어 화재 발생 위험을 근원적으로 차단할 수 있는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조 및 그 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기존 철근 콘크리트 기둥의 내진 보강시 보강 기둥의 길이를 조절할 수 있는 구조로 되어 있어, 기존 건물의 기둥을 철거하는 작업과 동시에 내진 보강 기둥을 제작할 수 있으므로, 철근 콘크리트 기둥의 내진 보강 작업 기간을 줄일 수 있는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

기존 구조물의 철근 콘크리트 기둥;

상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 바닥면이 접촉하도록 설치되는 하부 ㄷ형강;

상기 하부 ㄷ형강의 바닥에 바닥면이 접촉하도록 상기 하부 ㄷ형강의 내부에 수용되며, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 맞도록 상기 하부 ㄷ형강에 대해 이동되며, 복수의 볼트와 너트로 상기 하부 ㄷ형강에 고정되는 상부 ㄷ형강;

상기 철근 콘크리트 기둥의 일면과 상기 하부 ㄷ형강 및 상부 ㄷ형강의 바닥면 사이에 충전되는 주입재;

상기 상부 ㄷ형강의 개구부에 복수의 볼트와 너트로 고정되는 ㄷ자 형상의 상부 덮개;

상기 하부 ㄷ형강의 개구부에 복수의 볼트와 너트로 고정되는 ㄷ자 형상의 하부 덮개;

상기 하부 덮개의 양 측면과 상기 하부 ㄷ형강의 양 측면 사이에 설치되는 한 쌍의 틈새 메움편; 및

상기 상부 덮개와 상기 하부 덮개로 덮인 상기 상부 ㄷ형강과 상기 하부 ㄷ형강의 내부에 충전되는 충전재;를 포함하며,

상기 상부 ㄷ형강은 복수의 상부 조절구멍을 포함하며, 상기 하부 ㄷ형강은 상기 복수의 상부 조절구멍에 대응하는 복수의 하부 조절구멍을 포함하며, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 대응하도록 상기 하부 ㄷ형강에 대해 상기 상부 ㄷ형강을 이동시켜, 상기 상부 ㄷ형강의 복수의 상부 조절구멍이 상기 하부 ㄷ형강의 복수의 하부 조절구멍에 일치되도록 한 후, 복수의 볼트와 너트로 고정하며,

상기 상부 ㄷ형강의 바닥면과 상기 하부 ㄷ형강의 바닥면은 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 복수의 케미컬 앵커로 고정되는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 상부 조절구멍은 상기 상부 ㄷ형강의 양 측면에 행렬 형상으로 형성되며, 상기 복수의 하부 조절구멍은 상기 하부 ㄷ형강의 양 측면에 상기 복수의 상부 조절구멍에 대응하는 행렬 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조는, 상기 하부 ㄷ형강의 일 측면의 하단에 설치된 하부 보 지지 형강; 및 상기 상부 ㄷ형강의 일 측면의 상단에 설치된 상부 보 지지 형강;을 더 포함하며, 상기 하부 보 지지 형강과 상기 상부 보 지지 형강은 각각 행렬 형상으로 형성된 복수의 보 조절구멍을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은,

내진 성능을 보강할 기존 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거하는 단계;

상기 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거하는 동안 공장에서 복수의 케미컬 앵커가 설치될 복수의 앵커 구멍과 덮개를 고정할 복수의 볼트 구멍이 형성된 상부 ㄷ형강과 하부 ㄷ형강 및 상기 상부 ㄷ형강과 상기 하부 ㄷ형강에 설치되는 상부 덮개와 하부 덮개를 제작하는 단계;

상기 철근 콘크리트 기둥의 일면을 정리하고, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이를 측정하는 단계;

상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 대응하도록 상기 상부 ㄷ형강과 상기 하부 ㄷ형강의 연결 길이를 조절하고 복수의 볼트와 너트로 상기 상부 ㄷ형강과 상기 하부 ㄷ형강을 결합하여 결합 ㄷ형강을 형성하는 단계;

상기 결합 ㄷ형강의 바닥면이 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면을 마주하도록 상기 결합 ㄷ형강을 거치하고, 상기 결합 ㄷ형강의 베이스판의 하부에 주입재를 충전하는 단계;

상기 결합 ㄷ형강의 복수의 앵커 구멍을 통해 상기 철근 콘크리트 기둥에 복수의 구멍을 천공하는 단계;

상기 복수의 구멍에 상기 복수의 케미컬 앵커를 시공하여 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 상기 결합 ㄷ형강을 고정하는 단계;

상기 결합 ㄷ형강의 바닥면과 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면 사이에 주입재를 충전하는 단계;

복수의 볼트와 너트를 사용하여 상기 결합 ㄷ형강의 개구부에 상기 상부 덮개, 상기 하부 덮개, 및 틈새 메움편을 설치하는 단계; 및

상기 상부 덮개와 상기 하부 덮개로 덮인 상기 결합 ㄷ형강의 내부에 충전재를 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 시공방법을 제공함으로서 달성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 볼트와 너트를 사용하여 상기 결합 ㄷ형강의 개구부에 상기 상부 덮개, 상기 하부 덮개, 및 틈새 메움편을 설치하는 단계는, 길이가 다른 복수의 하부 덮개와 복수의 틈새 메움편 중에서 상기 상부 ㄷ형강의 하단과 상기 베이스판 사이의 거리에 대응하는 길이를 갖는 하부 덮개와 틈새 메움편을 선택하여 설치할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조는 철근 콘크리트 기둥의 보강 작업을 하는 동안 용접을 할 필요가 없으므로 화재가 발생할 우려가 없다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조는 시공시 용접을 할 필요가 없으므로, 용접 작업시 발생하는 고열에 의해 복수의 케미컬 앵커의 화학성분과 주입제가 발화되거나 성질이 변하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조는 용접대신 볼트와 너트를 사용하여 ㄷ형강을 직사각형 단면의 관 형상으로 형성하므로 작업 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 시공비용을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조는 철근 콘크리트 기둥의 길이와 폭에 따라 결합 ㄷ형강의 길이와 결합 보 ㄷ형강의 길이를 조절할 수 있으므로, 보강 공사를 수행할 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거함과 동시에 결합 ㄷ형강과 결합 보 ㄷ형강을 제작할 수 있으므로 시공 기간을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진 성능을 보강하기 위한 기둥 구조를 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 나타내는 사시도;
도 3은 도 2의 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 분해 사시도;
도 4는 도 2의 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단한 단면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 하부 ㄷ형강을 나타내는 사시도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 상부 ㄷ형강을 나타내는 사시도;
도 7은 도 5의 하부 ㄷ형강과 도 6의 상부 ㄷ형강이 결합된 결합 ㄷ형강을 나타내는 사시도;
도 8은 도 2의 철근 콘크리트 기둥보다 길이가 긴 철근 콘크리트 기둥에 설치할 본 발명의 일 실시예에 의한 보강 기둥 구조를 나타내는 사시도;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 시공방법을 나타내는 순서도;
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 나타내는 사시도;
도 11은 도 10의 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 분해 사시도;
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조에 사용되는 하부 보 지지 형강을 구비한 하부 ㄷ형강과 상부 보 지지 형강을 구비한 상부 ㄷ형강이 결합된 상태를 나타내는 사시도;
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조에 사용되는 보 ㄷ형강을 나타내는 사시도;이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조 및 그 시공방법의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 하부 ㄷ형강을 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 상부 ㄷ형강을 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 5의 하부 ㄷ형강과 도 6의 상부 ㄷ형강이 결합된 결합 ㄷ형강을 나타내는 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)는 철근 콘크리트 기둥(3), 하부 ㄷ형강(10), 상부 ㄷ형강(20), 상부 덮개(30), 하부 덮개(40) 및 충전재(60)를 포함할 수 있다.

철근 콘크리트 기둥(3)은 기존 구조물 또는 기존 건축물의 기둥으로서 내진 성능을 향상시키기 위해 보강이 필요한 기존 철근 콘크리트 기둥이다. 철근 콘크리트 기둥(3)은 대략 직사각형의 단면을 갖도록 형성된다.

그러나 철근 콘크리트 기둥(3)이 직사각형 단면이 아닌 경우에도 ㄷ형강(10, 20)을 설치할 수 있는 평면을 갖는 형상이면 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)를 적용할 수 있다.

하부 ㄷ형강(10)과 상부 ㄷ형강(20)은 철근 콘크리트 기둥(3)을 보강하기 위한 CFT(Concrete Filled steel Tube) 기둥을 형성하기 위한 것으로서, ㄷ자 형상의 채널로 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 하부 ㄷ형강(10)과 상부 ㄷ형강(20)은 보강할 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이에 대응할 수 있도록 연결 길이(L1)를 조절할 수 있는 구조로 형성된다. 즉, 하부 ㄷ형강(10)과 상부 ㄷ형강(20)을 결합한 결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)가 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이에 대응하도록 형성할 수 있다. 이를 위해, 상부 ㄷ형강(20)은 하부 ㄷ형강(10)에 대해 슬라이드 이동 가능하며, 하부 ㄷ형강(10)에 결합될 수 있도록 형성될 수 있다.

하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)은 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면에 접촉하도록 설치된다. 하부 ㄷ형강(10)은 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이보다 짧은 길이를 갖도록 형성된다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)의 하부에는 복수의 앵커 구멍(12)이 형성된다. 복수의 앵커 구멍(12)은 이 구멍(12)을 통해 철근 콘크리트 기둥(3)에 복수의 구멍(3a)을 천공할 수 있도록 형성된다. 복수의 앵커 구멍(12)의 개수는 철근 콘크리트 기둥(3)의 크기와 요구되는 내진 성능에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

하부 ㄷ형강(10)은 복수의 앵커 구멍(12)에 시공되는 복수의 케미컬 앵커(62)에 의해 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면에 고정된다.

하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)는 바닥면(11)과 마주하도록 마련된다. 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)의 양 측면(13)에는 일정 간격으로 하부 덮개(40)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(15)이 형성된다.

구체적으로, 하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)의 양 측단에서 수직하게 연장되는 2개의 측면(13)의 양단이 개구부(14)를 형성하고, ㄷ형강(10)의 양 측면(13)의 선단부에는 하부 ㄷ형강(10)의 길이 방향으로 복수의 볼트 구멍(15)이 일정 간격으로 형성된다.

하부 ㄷ형강(10)의 상부에는 상부 ㄷ형강(20)과의 결합을 위해 복수의 하부 조절구멍(16)이 형성된다. 구체적으로, 복수의 하부 조절구멍(16)은 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13)의 상부에 행렬 형상으로 형성될 수 있다.

도 5에 도시된 본 실시예의 경우에는 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13)에 형성된 복수의 하부 조절구멍(16)은 5X3 행렬 형상으로 형성되어 있다. 즉, 복수의 하부 조절구멍(16)은 5개의 행과 3개의 열로 형성된다. 행과 행 사이의 간격은 사용되는 볼트(17) 지름의 약 3배로 정할 수 있다. 3개의 열 중 한 열은 하부 덮개(40)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(15)과 일직선을 이루도록 형성될 수 있다.

하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)에도 복수의 하부 조절구멍(16)을 형성할 수 있다. 바닥면(11)에는 상술한 복수의 앵커 구멍(12)을 상술한 복수의 하부 조절구멍(16)의 행에 대응하도록 형성할 수 있다. 도 5의 실시예에서는 복수의 앵커 구멍(12)이 5X2 행렬 형상으로 형성되어 있다.

하부 ㄷ형강(10)의 하단에는 베이스판(18)이 설치될 수 있다. 베이스판(18)은 하부 ㄷ형강(10)의 면적보다 큰 면적을 갖는 직사각형의 평판으로 형성될 수 있다. 베이스판(18)에는 베이스판(18)을 구조물의 바닥에 고정하기 위한 복수의 앵커 구멍(19)이 형성된다.

복수의 앵커 구멍(19)은 이 구멍(19)을 통해 구조물의 바닥에 복수의 구멍을 천공할 수 있도록 형성된다. 베이스판(18)은 복수의 앵커 구멍(19)에 시공되는 복수의 케미컬 앵커에 의해 구조물의 바닥에 고정된다.

상부 ㄷ형강(20)은 하부 ㄷ형강(10)에 삽입될 수 있도록 형성된다. 즉, 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)과 양 측면(23)은 하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)과 양 측면(13)과 접촉할 수 있도록 형성된다.

상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)의 하부는 하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)의 상면과 접촉하고, 나머지 부분은 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면과 마주하도록 설치된다. 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)과 철근 콘크리트 기둥(3)의 사이에는 주입제(80)가 주입되어 철근 콘크리트 기둥(3)과 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)이 밀착되도록 한다.

상부 ㄷ형강(20)은 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이보다 짧은 길이를 갖도록 형성된다. 그러나, 상부 ㄷ형강(20)의 길이와 하부 ㄷ형강(10)의 길이의 합은 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이보다 크도록 형성된다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)에는 복수의 앵커 구멍(22)이 형성된다. 복수의 앵커 구멍(22)은 이 구멍(22)을 통해 철근 콘크리트 기둥(3)에 복수의 구멍(3a)을 천공할 수 있도록 형성된다. 복수의 앵커 구멍(22)의 개수는 철근 콘크리트 기둥(3)의 크기와 요구되는 내진 성능에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

상부 ㄷ형강(20)은 하부 ㄷ형강(10)과 동일하게 복수의 앵커 구멍(22)에 시공되는 복수의 케미컬 앵커(62)에 의해 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면에 고정된다.

상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)는 바닥면(21)과 마주하도록 마련된다. 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)의 양 측면(23)에는 일정 간격으로 상부 덮개(30)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(25)이 형성된다.

구체적으로, 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)의 양 측단에서 수직하게 연장되는 2개의 측면(23)의 양단이 개구부(24)를 형성하고, 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)의 선단부에는 상부 ㄷ형강(20)의 길이 방향으로 복수의 볼트 구멍(25)이 일정 간격으로 형성된다.

상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)에는 적어도 한 개의 지지 브라켓(70)이 설치될 수 있다. 적어도 한 개의 지지 브라켓(70)은 상부 덮개(30)를 지지하며 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)의 벌어짐을 억제할 수 있도록 마련된다.

지지 브라켓(70)은 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 볼트 구멍(25)의 아래쪽으로 양 측면(23)에 설치된다. 이때, 상부 덮개(30)의 바닥면(31)이 지지 브라켓(70)과 접촉하였을 때, 상부 덮개(30)의 양 측면(33)에 형성된 복수의 볼트 구멍(35)이 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 볼트 구멍(25)과 일치하도록 하는 위치에 지지 브라켓(70)을 설치할 수 있다. 지지 브라켓(70)은 용접에 의해 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)에 고정할 수 있다.

도 6에 도시된 상부 ㄷ형강(20)에서는 지지 브라켓(70)은 4개가 설치되어 있다. 즉, 상부 ㄷ형강(20)의 길이 방향으로 양쪽 단 근처에 2개의 지지 브라켓(70)이 설치되고, 그 사이에 2개의 지지 브라켓(70)이 설치되어 있다. 이때, 지지 브라켓(70)이 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)에 형성된 복수의 앵커 구멍(22)을 가로막지 않도록 설치하는 것이 좋다.

도 6에서는 상부 ㄷ형강(20)에 4개의 지지 브라켓(70)이 설치된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 상부 ㄷ형강(20)과 상부 덮개(30)에 의해 형성되는 직사각형 관 형상에 요구되는 강도에 따라 지지 브라켓(70)은 한 개 내지 3개 또는 5개 이상이 상부 ㄷ형강(20)에 설치될 수 있다.

또한, 상부 ㄷ형강(20)의 하부에는 하부 ㄷ형강(10)과의 결합을 위해 복수의 상부 조절구멍(26)이 형성된다. 구체적으로, 복수의 상부 조절구멍(26)은 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)의 하부에 행렬 형상으로 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 본 실시예의 경우에는 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)의 복수의 상부 조절구멍(26)은 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 하부 조절구멍(16)과 동일하게 5X3 행렬 형상으로 형성되어 있다. 즉, 복수의 상부 조절구멍(26)은 5개의 행과 3개의 열로 형성된다. 행과 행 사이의 간격은 사용되는 볼트(17)의 지름의 약 3배로 정할 수 있다. 3개의 열 중 한 열은 상부 덮개(30)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(25)과 일직선을 이루도록 형성된다.

상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)에도 복수의 하부 조절구멍(26)을 형성할 수 있다. 바닥면(21)에는 상술한 복수의 앵커 구멍(22)을 상술한 복수의 하부 조절구멍(26)의 행에 대응하도록 형성할 수 있다. 도 6의 실시예에서는 복수의 앵커 구멍(22)이 5X2 행렬 형상으로 형성되어 있다.

상부 ㄷ형강(20)의 복수의 상부 조절구멍(26) 사이의 간격은 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 하부 조절구멍(16) 사이의 간격과 동일하게 형성된다.

상부 ㄷ형강(20)의 상단에는 상판(28)이 설치될 수 있다. 상판(28)은 상부 ㄷ형강(20)의 단면적보다 큰 면적을 갖는 직사각형의 평판으로 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상부 ㄷ형강(20)은 하부 ㄷ형강(10)에 삽입된 상태, 즉 상부 ㄷ형강(20)의 하부 일부분이 하부 ㄷ형강(10)의 상부 일부분에 삽입된 상태로 복수의 볼트(17)를 복수의 상부 조절구멍(26)과 하부 조절구멍(16)에 삽입하여 복수의 너트(27)로 체결함으로써 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)을 결합할 수 있다. 이하, 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)이 결합된 상태를 결합 ㄷ형강(5)이라고 한다.

상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)이 겹친 길이를 조절하면, 결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)를 조절할 수 있다. 여기서, 결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)는 상부 ㄷ형강(20)의 상판(28)으로부터 하부 ㄷ형강(10)의 베이스판(18)까지의 길이를 말한다.

이때, 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 상부 조절구멍(26)은 복수의 행으로 형성되고 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 하부 조절구멍(16)도 복수의 행으로 형성되어 있으므로, 상부 ㄷ형강(20)의 상부 조절구멍(16)의 행과 연통하는 하부 ㄷ형강(10)의 하부 조절구멍(16)의 행의 개수를 조절하면, 결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)를 복수의 상부 조절구멍(26)의 행의 개수에 대응하는 단계로 조절할 수 있다.

예를 들면, 도 7에 도시된 결합 ㄷ형강(5)의 경우에는, 상부 ㄷ형강(20)의 5행의 상부 조절구멍(26)이 하부 ㄷ형강(10)의 5행의 하부 조절구멍(16)과 연통되도록 조립된 상태를 나타낸다. 이때, 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 상부 조절구멍(26)과 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 하부 조절구멍(16)은 동일한 간격으로 형성되어 있으므로, 모든 상부 조절구멍(26)과 하부 조절구멍(16)에 볼트(17)를 삽입하여 체결할 수 있다.

결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)를 늘일 필요가 있는 경우에는 베이스판(18)과 상부 ㄷ형강(20)의 하단 사이의 간격을 넓게 하면 된다.

도 8은 도 2의 철근 콘크리트 기둥보다 길이가 긴 철근 콘크리트 기둥에 설치할 본 발명의 일 실시예에 의한 보강 기둥 구조를 나타내는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 상부 조절구멍(26)과 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 하부 조절구멍(16)은 3행만 연통하도록 결합되어 있다. 따라서, 도 8에 도시된 결합 ㄷ형강(5)은 도 2에 도시된 결합 ㄷ형강(5)보다 상부 조절구멍(26)의 2행의 간격만큼 길어진다.

이러한 형상을 갖는 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)은 공사 현장이 아니라 별도의 공장에서 제작한 후 설치 현장으로 운반될 수 있다. 즉, 공사 현장에서는 철근 콘크리트 기둥(3)의 마감재를 철거하는 동안 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)을 제작할 수 있으므로 철근 콘크리트 기둥(3)의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)를 시공하는 기간을 단축할 수 있다. 또한, 지지 브라켓(70)을 공사 현장에서 상부 ㄷ형강(20)에 용접할 필요가 없으므로 용접 작업에 의한 화재를 미연에 방지할 수 있다.

철근 콘크리트 기둥(3)의 일면과 하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)과 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21) 사이에는 주입제(80)가 주입될 수 있다. 주입제(80)는 하부 ㄷ형강(10)의 바닥면(11)과 상부 ㄷ형강(20)의 바닥면(21)이 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면과 밀착될 수 있도록 그 사이의 틈새를 메우며, 에폭시 등이 사용될 수 있다.

상부 덮개(30)는 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)를 덮어 상부 ㄷ형강(20)과 함께 직사각형 관의 형상을 형성한다. 상부 덮개(30)는 ㄷ자 형상의 형강으로 형성되며, 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)에 복수의 볼트(36)로 고정될 수 있다.

상부 덮개(30)의 양 측면(33)의 높이(H2)는 볼트(36)와 너트(37)를 체결할 수 있는 크기로 가능한 한 낮게 정할 수 있다. 따라서, 상부 덮개(30)의 양 측면(33)의 높이(H2)는 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)의 높이(H1)보다 낮게 형성된다. 즉, 상부 덮개(30)는 상부 ㄷ형강(20)의 측면(23)의 높이(H1)보다 낮은 측면(33)을 갖는 ㄷ형강으로 형성될 수 있다.

상부 덮개(30)의 양 측면(33)에는 복수의 볼트(36)가 삽입되는 복수의 볼트 구멍(35)이 상부 덮개(30)의 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 상부 덮개(30)의 양 측면(33)에 형성된 복수의 볼트 구멍(35)은 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)에 형성된 복수의 볼트 구멍(25)과 대응하도록 형성된다. 즉, 상부 덮개(30)의 양 측면(33)에 형성된 복수의 볼트 구멍(35)의 개수는 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)에 형성된 복수의 볼트 구멍(25)의 개수와 동일하다.

상부 덮개(30)의 양 측면(33)의 하부에는 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 상부 조절구멍(26)의 첫째열에 대응하는 복수의 조절구멍(36)이 형성된다.

상부 덮개(30)는 복수의 볼트(37)에 의해 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)에 설치된다. 즉, 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 지지 브라켓(70)의 상면에 상부 덮개(30)의 바닥면(31)을 위치시키면, 상부 덮개(30)의 복수의 볼트 구멍(35)이 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 볼트 구멍(25)과 일치하게 된다. 이 상태에서, 복수의 볼트(37)를 상기 복수의 볼트 구멍(25,35)에 삽입한 후, 복수의 볼트(37)를 각각 너트(38)로 체결하면, 상부 덮개(30)가 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)에 고정된다. 이와 같이, 상부 ㄷ형강(20)에 상부 덮개(30)를 조립하면, 상부 ㄷ형강(20)과 상부 덮개(30)가 대략 직사각형 단면의 관을 형성한다.

하부 덮개(40)는 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)를 덮어 하부 ㄷ형강(10)과 함께 직사각형 관의 형상을 형성한다. 하부 덮개(40)는 ㄷ자 형상의 형강으로 형성되며, 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)에 복수의 볼트(46)로 고정될 수 있다.

하부 덮개(40)는 상부 덮개(30)와 동일한 폭과 양 측면을 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 하부 덮개(40)의 폭은 상부 덮개(30)의 폭과 동일하게 형성되고, 하부 덮개(40)의 양 측면(43)의 높이(H4)는 상부 덮개(30)의 양 측면(33)의 높이(H2)와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 하부 덮개(40)는 상부 덮개(30)를 형성하는 ㄷ형강으로 형성될 수 있다.

하부 덮개(40)의 양 측면(43)에는 복수의 볼트(46)가 삽입되는 복수의 볼트 구멍(45)이 하부 덮개(40)의 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 하부 덮개(40)의 양 측면(43)에 형성된 복수의 볼트 구멍(45)은 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13)에 형성된 복수의 볼트 구멍(15)과 대응하도록 형성된다. 즉, 하부 덮개(40)의 양 측면(43)에 형성된 복수의 볼트 구멍(45)의 개수는 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13)에 형성된 복수의 볼트 구멍(15)의 개수와 동일하다.

이와 같이 형성하는 경우, 하부 덮개(40)의 양 측면(43)과 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13) 사이에는 일정한 틈, 즉 상부 ㄷ형강(20)의 측면(23)의 두께에 대응하는 폭의 틈이 존재한다. 이를 막기 위해 하부 덮개(40)의 양 측면(43)과 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13) 사이에는 틈새 메움편(50)이 설치될 수 있다.

틈새 메움편(50)에는 하부 덮개(40)의 측면(43)에 형성된 복수의 볼트 구멍(45)에 대응하는 복수의 볼트 구멍(55)이 형성된다.

하부 덮개(40)는 복수의 볼트(46)에 의해 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)에 설치된다. 즉, 하부 덮개(40)의 복수의 볼트 구멍(45)이 틈새 메움편(50)의 복수의 볼트 구멍(55) 및 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 볼트 구멍(15)과 일치하도록 하부 덮개(40)를 거치한 후, 복수의 볼트(46)를 상기 복수의 볼트 구멍(15,25,55)에 삽입한다. 그 후, 복수의 볼트(46)를 상기 복수의 볼트 구멍(15,25,55)에 삽입한 후, 복수의 볼트(46)를 각각 너트(47)로 체결하면, 하부 덮개(40)가 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)에 고정된다. 이와 같이, 하부 ㄷ형강(10)에 하부 덮개(40)를 조립하면, 하부 ㄷ형강(10)과 하부 덮개(40)가 대략 직사각형 단면의 관을 형성한다.

본 발명의 경우에는 하부 덮개(40)는 다양한 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 상부 ㄷ형강(20)은 하부 ㄷ형강(10)의 내부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되어, 보강할 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이에 따라 조절할 수 있도록 형성되므로, 하부 덮개(40)의 길이는 상부 ㄷ형강(20)이 하부 ㄷ형강(10)에 결합된 위치에 따라 변화할 수 있다.

상부 ㄷ형강(20)이 하부 ㄷ형강(10)에 결합된 결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)는 상부 ㄷ형강(20)에 마련된 복수의 상부 조절구멍(26)과 하부 ㄷ형강(10)에 마련된 복수의 하부 조절구멍(16)의 행수에 따라 변화할 수 있다.

예를 들면, 상부 ㄷ형강(20)의 가장 하단에 위치한 행의 상부 조절구멍(26)과 하부 ㄷ형강(10)의 가장 상단에 위치한 행의 하부 조절구멍(16)에 복수의 볼트(17)가 결합되었을 때, 결합 ㄷ형강(5)은 최대 길이를 갖는다. 반대로, 상부 ㄷ형강(20)의 하단이 하부 ㄷ형강(10)의 베이스(18)에 가장 인접한 상태에서 상부 조절구멍(16)과 하부 조절구멍(26)에 복수의 볼트(17)를 결합하였을 때, 결합 ㄷ형강(5)은 최소 길이를 갖는다.

결합 ㄷ형강(5)은 상술한 최대 길이와 최소 길이 사이에서 상부 조절구멍(26) 또는 하부 조절구멍(16)의 행 간격에 해당하는 간격으로 변화하는 다양한 길이를 가질 수 있다.

따라서, 하부 덮개(40)는 다양한 결합 ㄷ형강(5)의 길이에 대응할 수 있도록 다양한 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 ㄷ형강(20)의 상부 조절구멍(26)과 하부 ㄷ형강(10)의 하부 조절구멍(16)이 5행으로 형성된 경우에는, 5종류의 길이를 갖는 하부 덮개(40)가 마련될 수 있다.

이와 같이 하부 덮개(40)를 다양한 길이로 마련하면, 결합 ㄷ형강(5)의 길이(L1)에 따라 적절한 길이를 갖는 하부 덮개(40)를 선택하여 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)에 설치할 수 있으므로, 보강 기둥 구조(1)의 시공을 신속하게 할 수 있다.

상부 덮개(30)와 하부 덮개(40)로 막힌 결합 ㄷ형강(5)의 내부에 충전재(60)를 충전한다. 충전재(60)로는 무수축 몰탈 또는 콘크리트가 사용될 수 있다. 충전재(60)를 결합 ㄷ형강(5)의 내부에 충전할 수 있도록 상부 ㄷ형강(20)의 일 측면(23)의 상단에는 2개의 충전 구멍(29a, 29b)이 형성될 수 있다. 1개의 충전 구멍(29a)은 충전재(60)를 주입하는데 사용되며, 다른 한 개의 충전 구멍(29b)을 통해서는 충전재(60)를 충전할 때 결합 ㄷ형강(5)의 내부의 공기가 배출될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)는 철근 콘크리트 기둥(3)의 보강 작업을 하는 동안 용접을 할 필요가 없으므로 화재가 발생할 우려가 없다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)는 시공시 용접을 할 필요가 없으므로, 용접 작업시 발생하는 고열에 의해 복수의 케미컬 앵커(62)의 화학성분과 주입제(81)가 발화되거나 성질이 변하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)는 용접대신 볼트와 너트를 사용하여 ㄷ형강(10,20)을 직사각형 단면의 관 형상으로 형성하므로 작업 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 시공비용을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 시공방법을 상세하게 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 시공방법을 나타내는 순서도이다.

먼저, 공사 현장에서 작업자는 내진 성능을 보강할 기존 철근 콘크리트 기둥(3)의 마감재를 철거한다(S10).

공사 현장에서 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거하는 것과 동시에 작업자는 별도의 공장에서 상부 ㄷ형강(20), 하부 ㄷ형강(10), 상부 덮개(30), 및 하부 덮개(40)를 준비한다(S11). 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)에는 복수의 케미컬 앵커(62)가 설치될 복수의 앵커 구멍(12,22)과 상부 덮개(30)와 하부 덮개(40)를 각각 고정할 복수의 볼트 구멍(15,25)이 형성된다.

또한, 상부 ㄷ형강(20)는 하부 ㄷ형강(10)에 결합될 수 있도록 형성되며, 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)은 결합된 길이를 조절할 수 있도록 각각 복수의 상부 조절구멍(26)과 복수의 하부 조절구멍(16)을 포함한다.

상부 덮개(30)와 하부 덮개(40)는 ㄷ자 형상으로 형성되며, 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 볼트 구멍(25,15)에 대응하는 복수의 볼트 구멍(35,45)이 마련되어 있다. 이와 같은 상부 ㄷ형강(20), 하부 ㄷ형강(10), 상부 덮개(30), 및 하부 덮개(40)는 시공 현장이 아닌 공장에서 별도로 제작한다. 즉, 공사 현장에서 철근 콘크리트 기둥(3)의 마감재 철거 작업을 하는 동시에 공장에서는 상부 ㄷ형강(20), 하부 ㄷ형강(10), 상부 덮개(30), 및 하부 덮개(40)를 제작할 수 있다.

공사 현장에서는, 마감재가 제거된 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면, 즉 ㄷ형강(10)을 설치할 표면이 평평해지도록 정리하고, 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이를 측정한다(S20).

상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)을 결합하고, 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이에 대응하도록 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)의 연결 길이(L1)를 조절한다. 그 후, 복수의 볼트(17)와 너트(27)로 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)을 결합하여 결합 ㄷ형강(5)을 형성한다. 이때, 상부 ㄷ형강(20)의 상판(28)과 하부 ㄷ형강(10)의 베이스판(18) 사이의 거리가 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이에 대응하도록 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 상부 조절구멍(26)과 하부 ㄷ형강(10)의 복수의 하부 조절구멍(16)을 일치시키고, 일치된 복수의 상부 조절구멍(26)과 하부 조절구멍(16)에 볼트(17)를 삽입하고 너트(27)로 조이면 상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)을 결합할 수 있다.

상부 ㄷ형강(20)과 하부 ㄷ형강(10)을 결합하여 결합 ㄷ형강(5)을 형성하는 작업은 공사 현장에서 수행할 수 있다. 그러나 필요한 경우에는, 결합 ㄷ형강(5)을 제작하는 작업은 공장에서 수행할 수도 있다.

이어서, 결합 ㄷ형강(5)의 바닥면(11,21)이 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면을 마주하도록 결합 ㄷ형강(5)을 거치하고, 결합 ㄷ형강(5)의 베이스판(18)의 하부에 주입재(80)를 충전한다(S40). 그러면, 결합 ㄷ형강(5)의 개구부(14,24)가 철근 콘크리트 기둥(3)에 접하지 않고 외부로 노출된 상태가 된다. 또한, 베이스판(18)과 베이스판(18)이 설치되는 철근 콘크리트 기둥(3)이 형성된 건물의 바닥 사이에 틈이 없도록 주입재(80)를 충전하면, 결합 ㄷ형강(5)의 상판(28)은 건물의 천정에 밀착되고 베이스판(18)은 건물의 바닥에 주입재(80)를 통해 밀착되도록 할 수 있다. 주입제(80)로는 에폭시 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 철근 콘크리트 기둥(3)에 케미컬 앵커(62)를 설치하기 위해 복수의 구멍(3a)을 천공한다(S50). 즉, 결합 ㄷ형강(5)의 바닥면(11,21)에 형성된 복수의 앵커 구멍(12,22)을 통해 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면에 복수의 구멍(3a)을 형성한다.

철근 콘크리트 기둥(3)의 복수의 구멍(3a)에 복수의 케미컬 앵커(62)를 시공하여 결합 ㄷ형강(5)을 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면에 고정한다(S60). 즉, 복수의 케미컬 앵커(62)를 사용하여 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면에 결합 ㄷ형강(5)을 고정한다.

다음으로, 결합 ㄷ형강(5)의 바닥면(11,21)과 철근 콘크리트 기둥(3)의 일면 사이에 틈이 없도록 주입제(80)를 주입한다(S70). 주입제(80)로 에폭시 등을 사용할 수 있다.

이어서, 복수의 볼트(37,46)를 사용하여 결합 ㄷ형강(5)의 개구부(14,24)에 상부 덮개(30)와 하부 덮개(40)를 설치한다(S80).

구체적으로, 상부 덮개(30)의 양 측면(33)에 형성된 복수의 볼트 구멍(35)이 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)에 마련된 복수의 볼트 구멍(25)에 일치하도록 상부 덮개(30)를 위치시킨 후, 복수의 볼트(37)를 상부 덮개(30)와 상부 ㄷ형강(20)의 볼트 구멍(35,25)에 삽입하고, 복수의 너트(38)를 각각 채우면 상부 덮개(30)를 상부 ㄷ형강(20)에 고정할 수 있다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 ㄷ형강(20)의 개구부(24)에는 복수의 지지 브라켓(70)이 마련되어 있으므로, 상부 덮개(30)의 바닥면(31)을 지지 브라켓(70)에 접촉시키면 상부 덮개(30)의 복수의 볼트 구멍(35)이 상부 ㄷ형강(20)의 복수의 볼트 구멍(25)과 일치하게 되므로 상부 덮개(30)의 설치 작업이 용이하다.

이어서, 상부 ㄷ형강(20)의 하단과 하부 ㄷ형강(10)의 베이스판(18) 사이의 거리에 대응하는 길이를 갖는 하부 덮개(40)를 선택하고, 선택된 하부 덮개(40)를 하부 ㄷ형강(10)의 개구부(14)에 설치한다.

이때, 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13)과 하부 덮개(40)의 양 측면(43) 사이에는 상부 ㄷ형강(20)의 양 측면(23)의 두께에 대응하는 틈이 존재하므로, 하부 ㄷ형강(10)의 측면(13)과 하부 덮개(40)의 측면(43) 사이에 틈새 메움편(50)을 설치한다.

구체적으로, 하부 덮개(40)의 양 측면(43)에 형성된 복수의 볼트 구멍(45)이 하부 ㄷ형강(10)의 양 측면(13)에 마련된 복수의 볼트 구멍(15)에 일치하도록 하부 덮개(40)를 위치시킨 후, 복수의 볼트(46)를 하부 덮개(40), 틈새 메움편(50), 및 하부 ㄷ형강(10)의 볼트 구멍(45,55,15)에 삽입하고, 복수의 너트(47)를 각각 채우면 하부 덮개(40)를 하부 ㄷ형강(10)에 고정할 수 있다.

끝으로, 상부 덮개(30)와 하부 덮개(40)로 개구부(14,24)가 덮인 결합 ㄷ형강(5)의 내부에 충전재(60)를 충전한다(S90). 즉, 결합 ㄷ형강(5)과 상부 덮개(30) 및 하부 덮개(40)에 의해 대략 직사각형 단면의 관을 형성하는 결합 ㄷ형강(5)의 내부에 충전재(60)를 충전한다.

충전재(60)는 결합 ㄷ형강(5)의 일 측면의 상단부, 즉 상부 ㄷ형강(20)의 일 측면(23)의 상단부에 마련된 한 개의 충전 구멍(29a)을 통해 충전할 수 있다. 이때, 결합 ㄷ형강(5) 내부의 공기는 다른 충전 구멍(29b)을 통해 외부로 배출된다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 시공방법은 기둥을 시공할 때 용접 작업이 필요 없으므로 화재 위험이 원천적으로 차단될 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 시공방법은 공사 현장에서 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거할 때, 별도의 공장에서 상부 ㄷ형강(20), 하부 ㄷ형강(10), 상부 덮개(30), 하부 덮개(40)를 제작할 수 있으므로, 철근 콘크리트 기둥(3)의 보강 공사의 기한을 단축할 수 있다.

종래 기술과 같이 보강 기둥의 길이가 일정한 경우에는, 철근 콘크리트 기둥(3)의 마감재를 철거하고, 철근 콘크리트 기둥(3)의 길이를 측정한 후, 이 길이에 맞는 보강 기둥을 제작할 필요가 있으나, 본 발명의 경우에는 보강 기둥, 즉 결합 ㄷ형강(5)의 길이를 조절할 수 있으므로 철거 공사와 보강 기둥의 제작을 동시에 수행할 수 있으므로 공사 기간을 줄일 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)에 대해 상세하게 설명한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10의 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조의 분해 사시도이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조에 사용되는 하부 보 지지 형강을 구비한 하부 ㄷ형강과 상부 보 지지 형강을 구비한 상부 ㄷ형강이 결합된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조에 사용되는 보 ㄷ형강을 나타내는 사시도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)는 철근 콘크리트 기둥(103), 한 쌍의 결합 ㄷ형강(101,101'), 결합 ㄷ형강(101,101')을 덮는 상부 덮개(130)와 하부 덮개(140), 상부 보 ㄷ형강(200'), 하부 보 ㄷ형강(200), 상부 보 ㄷ형강(200')과 하부 보 ㄷ형강(200)을 덮는 중앙 덮개(230), 우측 덮개(240), 및 좌측 덮개(240')를 포함할 수 있다.

철근 콘크리트 기둥(103)은 기존 구조물 또는 기존 건축물의 기둥으로서 내진 성능을 향상시키기 위해 보강이 필요한 기존 철근 콘크리트 기둥이다. 철근 콘크리트 기둥(103)은 대략 직사각형의 단면을 갖도록 형성된다.

본 실시예는 보강 기둥 구조(100)가 직사각형의 프레임 형상으로 형성되어 있으므로 도 10에 도시된 바와 같이 철근 콘크리트 기둥(103)이 벽과 같이 길이에 비해 폭이 넓은 경우에 적용할 수 있다.

한 쌍의 결합 ㄷ형강(101,101')은 일정 거리 이격되어 서로 마주하도록 설치된다. 한 쌍의 결합 ㄷ형강(101,101')의 사이에는 하부 보 ㄷ형강(200)과 상부 보 ㄷ형강(200')이 설치된다. 이를 위해 한 쌍의 결합 ㄷ형강(101,101')은 상부 보 ㄷ형강(200')과 하부 보 ㄷ형강(200)을 지지할 수 있는 상부 보 지지 형강(220)과 하부 보 지지 형강(210)을 포함한다.

한 쌍의 결합 ㄷ형강(101,101')은 서로 마주하도록 설치되는 우측 결합 ㄷ형강(101)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')을 포함한다.

도 12를 참조하면, 우측 결합 ㄷ형강(101)은 우측 하부 ㄷ형강(110)과 우측 상부 ㄷ형강(120)을 포함한다. 우측 하부 ㄷ형강(110)은 좌측면에 하부 보 지지 형강(210)이 설치되고, 우측 상부 ㄷ형강(120)은 좌측면에 상부 보 지지 형강(220)이 설치된다.

하부 보 지지 형강(210)은 우측 하부 ㄷ형강(110)의 좌측면의 하단에 설치된다. 하부 보 지지 형강(210)은 ㄷ형강으로 형성되며, 우측 하부 ㄷ형강(110)의 좌측면에 용접으로 고정된다. 이때, 하부 보 지지 형강(210)은 우측 하부 ㄷ형강(110)의 복수의 하부 조절구멍(116)을 가리지 않도록 설치된다.

하부 보 지지 형강(210)의 바닥면(211)에는 복수의 앵커 구멍(212)이 형성된다. 복수의 앵커 구멍(212)은 이 구멍(212)을 통해 철근 콘크리트 기둥(103)에 복수의 구멍을 천공할 수 있도록 형성된다. 복수의 앵커 구멍(212)의 개수는 철근 콘크리트 기둥(103)의 크기와 요구되는 내진 성능에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

하부 보 지지 형강(210)은 복수의 앵커 구멍(212)에 시공되는 복수의 케미컬 앵커에 의해 철근 콘크리트 기둥(103)의 일면에 고정된다.

하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)는 바닥면(211)과 마주하도록 마련된다. 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)의 양 측면(213)에는 일정 간격으로 하부 우측 덮개(240)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(215)이 형성된다.

구체적으로, 하부 보 지지 형강(210)의 바닥면(211)의 양 측단에서 수직하게 연장되는 2개의 측면(213)의 양단이 개구부(214)를 형성하고, ㄷ형강(210)의 양 측면(213)의 선단부에는 하부 ㄷ형강(210)의 길이 방향으로 복수의 볼트 구멍(215)이 일정 간격으로 형성된다.

하부 보 지지 형강(210)의 좌측에는 하부 보 ㄷ형강(200)과의 결합을 위해 복수의 하부 보 조절구멍(216)이 형성된다. 구체적으로, 복수의 하부 보 조절구멍(216)은 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213)의 좌측부에 행렬 형상으로 형성될 수 있다.

도 12에 도시된 본 실시예의 경우에는 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213)에 형성된 복수의 하부 보 조절구멍(216)은 4X3 행렬 형상으로 형성되어 있다. 즉, 복수의 하부 보 조절구멍(216)은 4개의 행과 3개의 열로 형성된다. 행과 행 사이의 간격은 사용되는 볼트 지름의 약 3배로 정할 수 있다. 3개의 열 중 한 열은 하부 우측 덮개(240)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(215)과 일직선을 이루도록 형성된다.

하부 보 지지 형강(210)을 제외한 우측 하부 ㄷ형강(110)의 구조는 상술한 실시예의 하부 ㄷ형강(10)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상부 보 지지 형강(220)은 우측 상부 ㄷ형강(120)의 좌측면의 상단에 설치된다. 상부 보 지지 형강(220)은 ㄷ형강으로 형성되며, 우측 상부 ㄷ형강(120)의 좌측면에 용접으로 고정된다. 이때, 상부 보 지지 형강(220)은 우측 상부 ㄷ형강(120)의 상부 우측 덮개(240)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(125)을 가리지 않도록 설치된다.

상부 보 지지 형강(220)의 구조는 상술한 하부 보 지지 형강(210)의 구조와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 11을 참조하면, 좌측 결합 ㄷ형강(101')은 좌측 하부 ㄷ형강(110')과 좌측 상부 ㄷ형강(120')을 포함한다. 좌측 하부 ㄷ형강(110')은 우측면에 하부 보 지지 형강(210)이 설치되고, 좌측 상부 ㄷ형강(120')은 우측면에 상부 보 지지 형강(220)이 설치된다.

좌측 하부 ㄷ형강(110')은 하부 보 지지 형강(210)이 우측면에 설치된 것 외에는 상술한 우측 결합 ㄷ형강(101)의 우측 하부 ㄷ형강(110)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 좌측 상부 ㄷ형강(120')도 상부 보 지지 형강(220)이 우측면에 설치된 것 외에는 상술한 우측 결합 ㄷ형강(101)의 우측 상부 ㄷ형강(120)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

우측 결합 ㄷ형강(101)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 사이에는 하부 보 ㄷ형강(200)과 상부 보 ㄷ형강(200')이 설치된다. 내진 강성을 보강할 기둥(103)의 폭에 따라 우측 결합 ㄷ형강(101)과 좌측 결합 ㄷ형강(101') 사이의 거리는 변화할 수 있다.

구체적으로, 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 사이에는 하부 보 ㄷ형강(200)이 설치된다. 하부 보 ㄷ형강(200)은 도 11에 도시된 바와 같이 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 내부에 설치되며, 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)에 대해 슬라이드 이동 가능하도록 형성되어, 철근 콘크리트의 기둥(103)의 폭에 맞도록 결합 길이를 조절할 수 있도록 마련된다.

도 13을 참조하면, 하부 보 ㄷ형강(200)은 하부 보 지지 형강(210)에 삽입될 수 있도록 형성된다. 즉, 하부 보 ㄷ형강(200)의 바닥면(201)과 양 측면(203)은 우측 결합 ㄷ형강(101)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 바닥면(211) 및 양 측면(213)과 접촉할 수 있도록 형성된다.

하부 보 ㄷ형강(200)의 바닥면(201)은 우측 일부가 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하측 보 지지 형강(210)의 바닥면(211)의 상면과 접촉하고, 좌측 일부가 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하측 보 지지 형강(210)의 바닥면(211)의 상면과 접촉하고, 나머지 부분이 철근 콘크리트 기둥(103)의 일면과 마주하도록 설치된다. 하부 보 ㄷ형강(210)의 바닥면(211)과 철근 콘크리트 기둥(103)의 사이에는 주입제(80)가 주입되어 철근 콘크리트 기둥(103)과 하부 보 ㄷ형강(200)의 바닥면(201)이 밀착되도록 할 수 있다.

하부 보 ㄷ형강(200)은 철근 콘크리트 기둥(103)의 폭보다 짧은 길이를 갖도록 형성된다. 그러나, 하부 보 ㄷ형강(200)의 길이와 2개의 하부 보 지지 형강(210)의 길이의 합은 철근 콘크리트 기둥(103)의 폭보다 크도록 형성된다.

도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 하부 보 ㄷ형강(200)의 바닥면(201)에는 복수의 앵커 구멍(202)이 형성된다. 복수의 앵커 구멍(202)은 이 구멍(202)을 통해 철근 콘크리트 기둥(103)에 복수의 구멍을 천공할 수 있도록 형성된다. 복수의 앵커 구멍(202)의 개수는 철근 콘크리트 기둥(103)의 크기와 요구되는 내진 성능에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

하부 보 ㄷ형강(200)은 복수의 앵커 구멍(202)에 시공되는 복수의 케미컬 앵커에 의해 철근 콘크리트 기둥(103)의 일면에 고정된다.

하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)는 바닥면(201)과 마주하도록 마련된다. 하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)의 양 측면(203)에는 일정 간격으로 하부 중앙 덮개(230)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(205)이 형성된다.

구체적으로, 하부 보 ㄷ형강(200)의 바닥면(201)의 양 측단에서 수직하게 연장되는 2개의 측면(203)의 양단이 개구부(204)를 형성하고, 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)의 선단부에는 하부 보 ㄷ형강(200)의 길이 방향으로 복수의 볼트 구멍(205)이 일정 간격으로 형성된다.

하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)에는 적어도 한 개의 보 지지 브라켓(270)이 설치될 수 있다. 적어도 한 개의 보 지지 브라켓(270)은 하부 중앙 덮개(230)를 지지하며 하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)가 벌어지는 것을 억제할 수 있도록 마련된다.

보 지지 브라켓(270)은 하부 보 ㄷ형강(200)의 복수의 볼트 구멍(205)의 아래쪽으로 양 측면(203)에 설치된다. 이때, 하부 중앙 덮개(230)의 바닥면(231)이 보 지지 브라켓(270)과 접촉하였을 때, 하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)에 형성된 복수의 볼트 구멍(235)이 하부 보 ㄷ형강(200)의 복수의 볼트 구멍(205)과 일치하도록 하는 위치에 보 지지 브라켓(270)을 설치할 수 있다. 보 지지 브라켓(270)은 용접에 의해 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)에 고정할 수 있다.

도 13에 도시된 하부 보 ㄷ형강(200)에서는 보 지지 브라켓(270)은 3개가 설치되어 있다. 즉, 하부 보 ㄷ형강(200)의 길이 방향으로 양쪽 단 근처에 2개의 보 지지 브라켓(270)이 설치되고, 그 사이에 1개의 보 지지 브라켓(270)이 설치되어 있다. 이때, 보 지지 브라켓(270)이 하부 보 ㄷ형강(200)의 바닥면(201)에 형성된 복수의 앵커 구멍(202)을 가로막지 않도록 설치하는 것이 좋다.

도 13에서는 하부 보 ㄷ형강(200)에 3개의 보 지지 브라켓(270)이 설치된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 하부 보 ㄷ형강(200)과 하부 중앙 덮개(230)에 의해 형성되는 직사각형 관 형상에 요구되는 강도에 따라 보 지지 브라켓(270)은 한 개, 2개 또는 4개 이상이 하부 보 ㄷ형강(200)에 설치될 수 있다.

또한, 하부 보 ㄷ형강(200)의 우측부와 좌측부에는 하부 보 지지 형강(210)과의 결합을 위해 복수의 하부 보 조절구멍(206)이 형성된다. 구체적으로, 복수의 하부 보 조절구멍(206)은 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)의 우측부와 좌측부에 행렬 형상으로 형성될 수 있다.

도 13에 도시된 본 실시예의 경우에는 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)의 우측부에 마련된 복수의 하부 보 조절구멍(206)은 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)의 복수의 하부 보 조절구멍(216)과 동일하게 4X3 행렬 형상으로 형성되어 있다. 즉, 복수의 하부 보 조절구멍(206)은 4개의 행과 3개의 열로 형성된다. 행과 행 사이의 간격은 사용되는 볼트 지름의 약 3배로 정할 수 있다. 3개의 열 중 한 열은 하부 중앙 덮개(230)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(205)과 일직선을 이루도록 형성된다.

하부 보 ㄷ형강(200)의 우측부에 마련된 복수의 하부 보 조절구멍(206) 사이의 간격은 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)의 복수의 하부 보 조절구멍(216) 사이의 간격과 동일하게 형성된다.

또한, 하부 보 ㄷ형강(200)의 양측면(203)의 좌측부에 마련된 복수의 하부 보 조절구멍(206)은 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 복수의 하부 보 조절구멍(216)과 동일하게 4X3 행렬 형상으로 형성되어 있다. 즉, 복수의 하부 보 조절구멍(206)은 4개의 행과 3개의 열로 형성된다. 행과 행 사이의 간격은 사용되는 볼트 지름의 약 3배로 정할 수 있다. 3개의 열 중 한 열은 하부 중앙 덮개(230)를 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(205)과 일직선을 이루도록 형성된다.

하부 보 ㄷ형강(200)의 좌측부에 마련된 복수의 하부 보 조절구멍(206) 사이의 간격은 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 복수의 하부 보 조절구멍(216) 사이의 간격과 동일하게 형성된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 하부 보 ㄷ형강(200)의 좌측부와 우측부는 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210) 및 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)에 삽입된 상태, 즉 하부 보 ㄷ형강(200)의 좌측 일부분이 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 우측 일부분에 삽입되고, 하부 보 ㄷ형강(200)의 우측 일부분이 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)의 좌측 일부분에 삽입된 상태로 복수의 볼트를 복수의 하부 보 조절구멍(206,216)에 삽입하여 복수의 너트로 체결함으로써 하부 보 ㄷ형강(200)을 2개의 하부 보 지지 형강(210)과 결합할 수 있다. 이때, 결합된 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210), 하부 보 ㄷ형강(200), 및 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)을 하부 결합 보 ㄷ형강(102)이라고 한다.

하부 보 ㄷ형강(200)과 우측 결합 ㄷ형강(101) 및 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)이 겹쳐친 길이를 조절하면, 하부 결합 보 ㄷ형강(102)의 길이(L2)를 조절할 수 있다. 여기서, 하부 결합 보 ㄷ형강(102)의 길이(L2)는 우측 결합 ㄷ형강(101)의 좌측면으로부터 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 우측면까지의 길이를 말한다.

이때, 하부 보 ㄷ형강(200)의 복수의 하부 보 조절구멍(206)은 복수의 행으로 형성되고 하부 보 지지 형강(210)의 복수의 하부 보 조절구멍(216)도 복수의 행으로 형성되어 있으므로, 하부 보 ㄷ형강(200)의 하부 보 조절구멍(206)의 행과 연통하는 하부 보 지지 형강(210)의 하부 보 조절구멍(216)의 행의 개수를 조절하면, 하부 결합 보 ㄷ형강(102)의 길이(L2)를 복수의 하부 보 조절구멍(206,216)의 행의 개수에 대응하는 단계로 조절할 수 있다.

하부 중앙 덮개(230)는 하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)를 덮어 하부 보 ㄷ형강(200)과 함께 직사각형 관의 형상을 형성한다. 하부 중앙 덮개(230)는 ㄷ자 형상의 형강으로 형성되며, 하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)에 복수의 볼트로 고정될 수 있다.

하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)의 높이는 볼트와 너트를 체결할 수 있는 크기로 가능한 한 낮게 정할 수 있다. 따라서, 하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)의 높이는 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)의 높이보다 낮게 형성된다. 즉, 하부 중앙 덮개(230)는 하부 보 ㄷ형강(200)의 측면(203)의 높이보다 낮은 측면(233)을 갖는 ㄷ형강으로 형성될 수 있다.

하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)에는 복수의 볼트가 삽입되는 복수의 볼트 구멍(235)이 하부 중앙 덮개(230)의 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)에 형성된 복수의 볼트 구멍(235)은 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)에 형성된 복수의 볼트 구멍(205)과 대응하도록 형성된다. 즉, 하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)에 형성된 복수의 볼트 구멍(235)의 개수는 하부 보 ㄷ형강(200)의 양 측면(203)에 형성된 복수의 볼트 구멍(205)의 개수와 동일하다.

하부 중앙 덮개(230)의 양 측면의 좌측부 및 우측부에는 하부 보 ㄷ형강(200)의 복수의 하부 보 조절구멍(206)의 첫째열에 대응하는 복수의 보 조절구멍(236)이 형성된다.

하부 중앙 덮개(230)는 복수의 볼트에 의해 하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)에 설치된다. 즉, 하부 보 ㄷ형강(200)의 복수의 보 지지 브라켓(270)의 상면에 하부 중앙 덮개(230)를 위치시키면, 하부 중앙 덮개(230)의 복수의 볼트 구멍(235)이 하부 보 ㄷ형강(200)의 복수의 볼트 구멍(205)과 일치하게 된다. 이 상태에서, 복수의 볼트를 상기 복수의 볼트 구멍(205,235)에 삽입한 후, 복수의 볼트를 각각 너트로 체결하면, 하부 중앙 덮개(230)가 하부 보 ㄷ형강(200)의 개구부(204)에 고정된다. 이와 같이, 하부 보 ㄷ형강(200)에 하부 중앙 덮개(230)를 조립하면, 하부 보 ㄷ형강(200)과 하부 중앙 덮개(230)가 대략 직사각형 단면의 관을 형성한다.

하부 우측 덮개(240)는 우측 하부 ㄷ형강(110)의 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)를 덮어 하부 보 지지 형강(200)과 함께 직사각형 관의 형상을 형성한다. 하부 우측 덮개(240)는 ㄷ자 형상의 형강으로 형성되며, 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)에 복수의 볼트로 고정될 수 있다.

하부 우측 덮개(240)는 하부 중앙 덮개(230)와 동일한 폭과 양 측면을 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 하부 우측 덮개(240)의 폭은 하부 중앙 덮개(230)의 폭과 동일하게 형성되고, 하부 우측 덮개(240)의 양 측면(243)의 높이는 하부 중앙 덮개(230)의 양 측면(233)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 하부 우측 덮개(240)는 하부 중앙 덮개(230)를 형성하는 ㄷ형강으로 형성될 수 있다.

하부 우측 덮개(240)의 양 측면(243)에는 복수의 볼트가 삽입되는 복수의 볼트 구멍(245)이 하부 우측 덮개(240)의 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 하부 우측 덮개(240)의 양 측면(243)에 형성된 복수의 볼트 구멍(245)은 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213)에 형성된 복수의 볼트 구멍(215)과 대응하도록 형성된다. 즉, 하부 우측 덮개(240)의 양 측면(243)에 형성된 복수의 볼트 구멍(245)의 개수는 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213)에 형성된 복수의 볼트 구멍(215)의 개수와 동일하다.

이와 같이 형성하는 경우, 하부 우측 덮개(240)의 양 측면(243)과 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213) 사이에는 일정한 틈, 즉 하부 보 ㄷ형강(200)의 측면(203)의 두께에 대응하는 폭의 틈이 존재한다. 이를 막기 위해 하부 우측 덮개(240)의 양 측면(243)과 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213) 사이에는 틈새 메움편(250)이 설치될 수 있다.

틈새 메움편(250)에는 하부 우측 덮개(240)의 측면(243)에 형성된 복수의 볼트 구멍(245)에 대응하는 복수의 볼트 구멍(255)이 형성된다.

하부 우측 덮개(240)는 복수의 볼트에 의해 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)에 설치된다. 즉, 하부 우측 덮개(240)의 복수의 볼트 구멍(245)이 틈새 메움편(250)의 복수의 볼트 구멍(255) 및 하부 보 지지 형강(210)의 복수의 볼트 구멍(215)과 일치하도록 하부 우측 덮개(240)를 거치한 후, 복수의 볼트를 상기 복수의 볼트 구멍(215,245,255)에 삽입한다. 그 후, 복수의 볼트를 상기 복수의 볼트 구멍(215,245,255)에 삽입한 후, 복수의 볼트를 각각 너트로 체결하면, 하부 우측 덮개(240)가 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)에 고정된다. 이와 같이, 하부 보 지지 형강(210)에 하부 우측 덮개(240)를 조립하면, 하부 보 지지 형강(210)과 하부 우측 덮개(240)가 대략 직사각형 단면의 관을 형성한다.

하부 좌측 덮개(240')는 좌측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)에 설치된다. 하부 좌측 덮개(240')는 상술한 하부 우측 덮개(240)와 동일하게 형성되므로 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 하부 좌측 덮개(240')의 양 측면(243)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 양 측면(213) 사이에도 틈새 메움편(250)이 설치될 수 있다.

본 발명의 경우에는 하부 우측 덮개(240)와 하부 좌측 덮개(240')는 다양한 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 하부 보 ㄷ형강(200)은 하부 보 지지 형강(210)의 내부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되어, 보강할 철근 콘크리트 기둥(103)의 폭에 따라 우측 결합 ㄷ형강(101)과 좌측 결합 ㄷ형강(101') 사이의 거리를 조절할 수 있도록 형성되므로, 하부 우측 덮개(240) 및 하부 좌측 덮개(240')의 길이는 하부 보 ㄷ형강(200)이 하부 보 지지 형강(210)에 결합된 위치에 따라 변화할 수 있다.

하부 보 ㄷ형강(200)이 하부 보 지지 형강(210)에 결합된 결합 보 ㄷ형강(102)의 길이(L2)는 하부 보 ㄷ형강(200)에 마련된 복수의 하부 보 조절구멍(206)과 2개의 하부 보 지지 형강(210)에 마련된 복수의 하부 보 조절구멍(216)의 행수에 따라 변화할 수 있다.

예를 들면, 하부 보 ㄷ형강(200)의 가장 우측에 위치한 행의 하부 보 조절구멍(206)과 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)의 가장 좌측에 위치한 행의 하부 보 조절구멍(216)이 복수의 볼트로 결합되고, 하부 보 ㄷ형강(200)의 가장 좌측에 위치한 행의 하부 보 조절구멍(206)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)의 가장 우측에 위치한 행의 하부 보 조절구멍(216)이 복수의 볼트에 의해 결합되었을 때, 결합 보 ㄷ형강(102)은 최대 길이를 갖는다.

반대로, 하부 보 ㄷ형강(200)의 우측단이 우측 결합 ㄷ형강(101)의 좌측면에 가장 가깝게 인접하고, 하부 보 ㄷ형강(200)의 좌측단이 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 우측면에 가장 인접한 상태에서 하부 보 ㄷ형강(200)의 하부 보 조절구멍(206)과 하부 보 지지 형강(210)의 하부 보 조절구멍(216)에 복수의 볼트가 결합되었을 때, 결합 보 ㄷ형강(102)은 최소 길이를 갖는다.

결합 보 ㄷ형강(102)은 상술한 최대 길이와 최소 길이 사이에서 하부 보 조절구멍(216)의 행 간격에 해당하는 간격으로 변화하는 다양한 길이를 가질 수 있다.

따라서, 하부 우측 덮개(240)와 하부 좌측 덮개(240')는 다양한 결합 보 ㄷ형강(102)의 길이에 대응할 수 있도록 다양한 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 보 ㄷ형강(200)의 하부 보 조절구멍(206)과 하부 보 지지 형강(210)의 하부 보 조절구멍(216)이 4행으로 형성된 경우에는, 각각 4종류의 길이를 갖는 하부 우측 덮개(240)와 하부 좌측 덮개(240')를 마련할 수 있다.

이때, 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 하부 보 지지 형강(210)은 우측 결합 ㄷ형강(101)의 하부 보 지지 형강(210)과 동일하게 형성되므로, 하부 좌측 덮개(240')와 하부 우측 덮개(240)도 동일하게 형성될 수 있다.

이와 같이 하부 우측 덮개(240)와 하부 좌측 덮개(240')를 여러 길이로 마련하면, 결합 보 ㄷ형강(102)의 길이에 따라 적절한 길이를 갖는 하부 우측 덮개(240)와 하부 좌측 덮개(240')를 선택하여 하부 보 지지 형강(210)의 개구부(214)에 설치할 수 있으므로, 보강 기둥 구조(100)의 시공을 신속하게 할 수 있다.

하부 중앙 덮개(230), 하부 우측 덮개(240), 및 하부 좌측 덮개(240')로 덮인 결합 보 ㄷ형강(102)의 내부에 충전재를 충전한다. 충전재로는 무수축 몰탈 또는 콘크리트가 사용될 수 있다. 충전재를 결합 보 ㄷ형강(102)의 내부에 충전할 수 있도록 결합 보 ㄷ형강(102)의 일 측면의 일단에는 2개의 충전 구멍이 형성될 수 있다. 1개의 충전 구멍은 충전재를 주입하는데 사용되며, 다른 한 개의 충전 구멍을 통해서는 충전재를 충전할 때 결합 보 ㄷ형강(102)의 내부의 공기가 배출될 수 있다.

한편, 상부 보 ㄷ형강(200')은 우측 결합 ㄷ형강(101)의 상부 보 지지 형강(220)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 상부 보 지지 형강(220)의 사이에 설치된다. 상부 보 ㄷ형강(200')은 도 11에 도시된 바와 같이 우측 결합 ㄷ형강(101)의 상부 보 지지 형강(220)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 상부 보 지지 형강(220)의 내부에 설치되며, 우측 결합 ㄷ형강(101)의 상부 보 지지 형강(220)과 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 상부 보 지지 형강(220)에 대해 슬라이드 이동 가능하도록 마련된다.

상부 보 ㄷ형강(200')의 구조는 상술한 하부 보 ㄷ형강(200)의 구조와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상부 보 ㄷ형강(200'), 우측 결합 ㄷ형강(101)의 상부 보 지지 형강(220), 및 좌측 결합 ㄷ형강(101')의 상부 보 지지 형강(200)은 상부 결합 보 ㄷ형강(102')을 형성한다. 상부 결합 보 ㄷ형강(102')의 구조는 상술한 하부 결합 보 ㄷ형강(102)의 구조와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같은 직사각형의 프레임 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)를 시공하는 방법은, 좌측 결합 ㄷ형강(101')과 우측 결합 ㄷ형강(101)의 상부 보 지지 형강(220)과 하부 보 지지 형강(210) 사이에 상부 결합 보 ㄷ형강(102')과 하부 결합 보 ㄷ형강(102)을 설치하는 것 외에는 상술한 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(1)와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

특히, 상부 결합 보 ㄷ형강(102')과 하부 결합 보 ㄷ형강(102)을 철근 콘크리트 기둥(103)에 설치하는 방법은 상술한 실시예의 결합 ㄷ형강(5)을 설치하는 방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)는 철근 콘크리트 기둥(103)의 보강 작업을 하는 동안 용접을 할 필요가 없으므로 화재가 발생할 우려가 없다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)는 시공시 용접을 할 필요가 없으므로, 용접 작업시 발생하는 고열에 의해 복수의 케미컬 앵커의 화학성분과 주입제가 발화되거나 성질이 변하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)는 용접대신 볼트와 너트를 사용하여 ㄷ형강을 직사각형 단면의 관 형상으로 형성하므로 작업 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 시공비용을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조(100)는 철근 콘크리트 기둥의 길이와 폭에 따라 결합 ㄷ형강의 길이와 결합 보 ㄷ형강의 길이를 조절할 수 있으므로, 보강 공사를 수행할 철근 콘크리트 기둥의 마감재를 철거함과 동시에 결합 ㄷ형강과 결합 보 ㄷ형강을 제작할 수 있으므로 시공 기간을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

상기에서 본 개시는 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 개시의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 개시는 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1, 100; 보강 기둥 구조 3; 철근 콘크리트 기둥
5; 결합 ㄷ형강 10; 하부 ㄷ형강
20; 상부 ㄷ형강 30; 상부 덮개
40; 하부 덮개 50; 틈새 메움편
60; 충전재 70; 지지 브라켓
80; 주입재 101,101'; 결합 ㄷ형강
102,102'; 결합 보 ㄷ형강 103; 철근 콘크리트 기둥
110,110'; 하부 ㄷ형강 120,120'; 상부 ㄷ형강
130; 상부 덮개 140; 하부 덮개
200,200'; 보 ㄷ형강 210; 하부 보 지지 형강
220; 상부 보 지지 형강 230; 중앙 덮개
240; 좌측 덮개, 우측 덮개 250; 틈새 메움편

Claims (5)

1. 기존 구조물의 철근 콘크리트 기둥;
   상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 바닥면이 접촉하도록 설치되는 하부 ㄷ형강;
   상기 하부 ㄷ형강의 바닥에 바닥면이 접촉하도록 상기 하부 ㄷ형강의 내부에 수용되며, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 맞도록 상기 하부 ㄷ형강에 대해 이동되며, 복수의 볼트와 너트로 상기 하부 ㄷ형강에 고정되는 상부 ㄷ형강;
   상기 철근 콘크리트 기둥의 일면과 상기 하부 ㄷ형강 및 상부 ㄷ형강의 바닥면 사이에 충전되는 주입재;
   상기 상부 ㄷ형강의 개구부에 복수의 볼트와 너트로 고정되는 ㄷ자 형상의 상부 덮개;
   상기 하부 ㄷ형강의 개구부에 복수의 볼트와 너트로 고정되는 ㄷ자 형상의 하부 덮개;
   상기 하부 덮개의 양 측면과 상기 하부 ㄷ형강의 양 측면 사이에 설치되는 한 쌍의 틈새 메움편; 및
   상기 상부 덮개와 상기 하부 덮개로 덮인 상기 상부 ㄷ형강과 상기 하부 ㄷ형강의 내부에 충전되는 충전재;를 포함하며,
   상기 상부 ㄷ형강은 복수의 상부 조절구멍을 포함하며, 상기 하부 ㄷ형강은 상기 복수의 상부 조절구멍에 대응하는 복수의 하부 조절구멍을 포함하며, 상기 철근 콘크리트 기둥의 길이에 대응하도록 상기 하부 ㄷ형강에 대해 상기 상부 ㄷ형강을 이동시켜, 상기 상부 ㄷ형강의 복수의 상부 조절구멍이 상기 하부 ㄷ형강의 복수의 하부 조절구멍에 일치되도록 한 후, 복수의 볼트와 너트로 고정하며,
   상기 상부 ㄷ형강의 바닥면과 상기 하부 ㄷ형강의 바닥면은 상기 철근 콘크리트 기둥의 일면에 복수의 케미컬 앵커로 고정되는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 상부 조절구멍은 상기 상부 ㄷ형강의 양 측면에 행렬 형상으로 형성되며,
   상기 복수의 하부 조절구멍은 상기 하부 ㄷ형강의 양 측면에 상기 복수의 상부 조절구멍에 대응하는 행렬 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 ㄷ형강의 일 측면의 하단에 설치된 하부 보 지지 형강; 및
   상기 상부 ㄷ형강의 일 측면의 상단에 설치된 상부 보 지지 형강;을 더 포함하며,
   상기 하부 보 지지 형강과 상기 상부 보 지지 형강은 각각 행렬 형상으로 형성된 복수의 보 조절구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 기둥의 내진성능을 향상시키기 위한 보강 기둥 구조.
4. 삭제
5. 삭제

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