KR102189543B1 - 내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법 - Google Patents

내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 보와 기둥 사이에 설치되는 내진 보강재로서, 상기 보와 기둥이 맞나는 제 1 모서리와 상기 보의 중앙부 사이의 위치에서 상기 보에 체결되는 제 1 앵커; 상기 제 1 모서리와 상기 기둥의 중앙부 사이의 위치에서 상기 기둥에 체결되는 기둥에 체결되는 제 2 앵커; 상기 제 1 앵커와 상기 제 2 앵커에 각각 일체로 연결 형성되며, 박판으로 이루어지는 코어 플레이트; 상기 코어 플레이트의 일측에 부착되는 제 1 좌굴 방지 부재; 및 상기 코어 플레이트의 타측에 부착되는 제 2 좌굴 방지 부재를 포함하고, 상기 제 1 앵커, 상기 제 2 앵커 및 상기 코어 플레이트로 구성되는 코어 어셈블리는 상기 제 1 좌굴 방지 부재보다 경량이고, 상기 코어 플레이트는, 상기 제 1 모서리를 향해 좁아지는 사다리꼴 형상으로 형성되며, 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재는, 상기 코어 플레이트와 대응되는 상기 사다리꼴 형상으로 각각 형성되며 상기 코어 플레이트와 결합된 상태로 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재의 경사진 양단은 상기 제 1 앵커 및 상기 제 2 앵커와 접촉되어 이를 각각 지지하도록 형성되는, 내진 보강재 및 이를 이용한 내진 보강재 설치 방법에 관한 것이다.

Description

내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법{SEISMIC REINFORCEMENT MATERIAL AND METHOD FOR INSTALLING SEISMIC REINFORCEMENT MATERIAL}
본 발명은, 기존의 건물에 대하여 내진성을 우수하게 하고, 설치가 간편한 내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법에 관한 것이다.
우리 나라에서는 급격한 산업화 및 도시화가 이루어지면서, 비교적 짧은 시간에 많은 건물들이 건설되었다. 특히, 주택난, 오피스 빌딩 난으로 인하여 매우 짧은 시간내에 많은 건물들이 건설되었고, 이와 같은 건물들에 대한 규제는 상대적으로 늦게 개정되게 되었다.
즉, 내진설계의 의무화가 시행되기 이전인 1988년 7월 이전에 설계된 건축물들은 지진에 대한 대책이 거의 이루어지지 않았다. 이와 같이 내진설계가 이루어지지 아니한 건축물들이 많은 대도시 지역에 지진이 발생하는 경우 건물의 붕괴가 발생할 수 있고 이에 따른 상당한 인명 피해와 재산 피해가 예상된다.
또한 내진 설계가 의무화되어 있지 않은 소형 주택의 경우, 결코 크지 않은 지진에도 인명피해 및 재산 피해가 발생할 수 있게 된다.
특히, 2016년 경주 대지진이 발생한 후, 내진 설계가 되지 않은 집합 건물, 소형 건물들에 대한 보강 설계 및 보강 건설에 대한 요구가 많아지고 있다. 이러한 보강재에 대해서는 특허 공개 2001-0094223호에 개시되어 있다.
이와 같은 보강재는 통상 보와 기둥의 모서리 부분에 설치되어서, 내진 성능을 강화하게 되는데, 보강재 자체의 무게가 상당히 무거워서, 건물의 보와 기둥에 이와 같은 보강재를 설치하는 경우, 중장비가 필요하게 되고, 이에 따라 설치 비용 상승과 더불어서 설치중 건물에 손상이 가는 경우가 많다.
본 발명은 중장비가 불필요하도록 하여 간편하고 경제적으로 설치를 할 수 있으면서도 건물에 대하여 충분한 내진 성능갖도록 하는 내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일실시예인 내진 보강재는, 보와 기둥 사이에 설치되는 내진 보강재로서, 상기 보와 기둥이 맞나는 제 1 모서리와 상기 보의 중앙부 사이의 위치에서 상기 보에 체결되는 제 1 앵커; 상기 제 1 모서리와 상기 기둥의 중앙부 사이의 위치에서 상기 기둥에 체결되는 기둥에 체결되는 제 2 앵커; 상기 제 1 앵커와 상기 제 2 앵커에 각각 일체로 연결 형성되며, 박판으로 이루어지는 코어 플레이트; 상기 코어 플레이트의 일측에 부착되는 제 1 좌굴 방지 부재; 및 상기 코어 플레이트의 타측에 부착되는 제 2 좌굴 방지 부재를 포함하고, 상기 제 1 앵커, 상기 제 2 앵커 및 상기 코어 플레이트로 구성되는 코어 어셈블리는 상기 제 1 좌굴 방지 부재보다 경량이고, 상기 코어 플레이트는, 상기 제 1 모서리를 향해 좁아지는 사다리꼴 형상으로 형성되며, 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재는, 상기 코어 플레이트와 대응되는 상기 사다리꼴 형상으로 각각 형성되며 상기 코어 플레이트와 결합된 상태로 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재의 경사진 양단은 상기 제 1 앵커 및 상기 제 2 앵커와 접촉되어 이를 각각 지지하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 좌굴 방지 부재는, 상기 코어 플레이트에 접하는 플랜지; 및 상기 플랜지의 중앙에 형성되어서, 내진력을 강화시키는 웨브를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 코어 플레이트에는 코어홀이 형성되고, 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재 각각에는, 상기 코어홀에 대응하는 플랜지홀이 형성되며, 상기 내진 보강재는, 상기 코어홀 및 상기 플랜지홀에 대응되며 상기 코어홀 및 상기 플랜지홀의 직경보다 작은 직경의 결합 구멍을 가지고, 상기 코어 플레이트와 상기 제1 및 제2 좌굴 방지 부재 사이에 각각 개제되는 완충 부재; 및 상기 코어홀, 상기 플랜지홀 및 상기 결합 구멍에 삽입 체결되어서 상기 완충 부재가 상기 코어홀의 내부로 삽입되어 오링 역할을 수행하여 상기 코어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 좌굴 방지 부재를 일체화시키는 볼트 체결 수단;을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 완충 부재의 적어도 일측면에는 상기 제 1 좌굴 방지 부재와의 접착을 위한 접착층이 형성될 수 있다.
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본 발명의 다른 실시예인, 내진 보강재 설치 방법은, 제 1 앵커, 제 2 앵커, 및 제 1 앵커와 제 2 앵커를 연결하는 코어 플레이트를 포함하는 코어 어셈블리를 준비하는 단계; 상기 제 1 앵커를 기둥과 보가 만나는 제 1 모서리와 상기 보의 중앙부 사이에, 상기 제 2 앵커를 상기 제 1 모서리와 상기 기둥의 중앙부 사이에 부착시키는 단계, 상기 코어 플레이트는 상기 제 1 모서리를 향해 좁아지는 사다리꼴임; 상기 코어 플레이트 일측에 제 1 좌굴 방지 부재를 부착시키는 단계, 상기 코어 어셈블리는 상기 제 1 좌굴 방지부재보다 경량임; 상기 코어 플레이트 타측에 제 2 좌굴 방지 부재를 부착시키는 단계, 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재는 상기 코어 플레이트와 대응되는 상기 사다리꼴 형성이며 상기 코어 플레이트와 결합된 상태로 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재의 경사진 양단은 상기 제 1 앵커 및 상기 제 2 양커에 각각 접촉되어 이들을 지지함; 및 상기 코어 플레이트, 상기 제 1 좌굴 방지 부재, 상기 제 2 좌굴 방지 부재를 나사 볼트 결합을 통해 일체로 체결하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 본 발명의 일실시예에 따르면, 내진 보강재 중 일부를 분리하여 이동을 간편하게 하고, 분리된 일부를 추후 간단하게 부착시킬 수 있도록 하여, 중장비 없이도 인력으로 충분히 설치할 수 있게 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 내진 보강재가 건물의 보와 기둥에 설치되어 있는 양태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예인 내진 보강재의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예인 내진 보강재 중 코어 어셈블리의 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예인 내진 보강재 중 좌굴 방지 부재의 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예인 내진 보강재의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예인 내진 보강재 설치 방법을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명인 내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 내진 보강재가 건물의 보와 기둥에 설치되어 있는 양태를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 일반적인 건물의 골조는 보(1)와 기둥(2)으로 구별될 수 있고, 이 보(1)와 기둥(2)은 건물의 뼈대로서 지지하는 역할을 한다. 본 발명에 따른 내진 보강재(100)는 보(1)와 기둥(2)이 이루는 모서리에 설치되어서, 전체적인 내진 성능을 강화시킨다. 보다 구체적으로 설명하면, 내진 보강재(100)의 일단은 보(1)의 중앙부와 모서리 사이에 부착되고, 다른 일단은 기둥(2)의 중앙부와 상기 모서리의 사이에 부착된다. 즉, 내진 보강재(100)는, 수평, 수직, 요동 흔들림에 대한 내구력을 강화하는 기능을 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 내진 보강재에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 내진 보강재의 분해 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내진 보강재(100)는, 제 1 앵커(10)와 제 2 앵커(20) 및 코어 플레이트(30)가 일체로 형성되는 코어 어셈블리(A)와 코어 어셈블리(A) 양측에 부착되어서 내진 성능을 향상시키는 제 1 및 제 2 좌굴 방지 부재(40, 50)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 코어 어셈블리(A)는, 보(1)에 부착되는 제 1 앵커(10)와 기둥(2)에 부착되는 제 2 앵커(20), 그리고 이들과 일체로 연결되는 코어 플레이트(30)로 구성된다.
제 1 앵커(10) 및 제 2 앵커(20)는 각각 보(1)와 기둥(2)에 부착하는 구성요소로서, 체결홀(11,21)이 형성되어 있다. 이 체결홀(11,21)에 볼트가 설치됨으로써, 제 1 앵커(10) 및 제 2 앵커(20)가 보(1)와 기둥(2)에 부착되게 된다.
코어 플레이트(30)는 제 1 앵커(10)와 제 2 앵커(20)와 경사지게 일체로 형성된다. 이에 따라 코어 어셈블리(A)는 보(1)와 기둥(2)의 별도의 설치 조작 없이 간편하게 설치되게 된다. 코어 플레이트(30)는 제 1 두께 및 제 1 폭을 가지며, 좌굴 방지 부재와 체결하기 위한 코어홀(35)이 다수 형성된다.
여기서 코어 어셈블리(A)는 내진재로서는 충분한 보강 기능을 구비하고 있지 않으며, 다만 경량화를 위하여 가볍게 구성하여야 한다. 따라서, 코어 플레이트(30)는 박판으로 구성되게 된다. 이와 같이 코어 플레이트(30)를 박판으로 구성함으로써 실제 건물의 보(1)와 기둥(2)에 시공하는 경우, 사람의 힘으로 충분하게 운반 가능한 무게로 구성할 수 있게 된다. 예컨대. 원래의 내진 보강재가 200kg 이라면, 코어 어셈블리(A)는 60kg, 제 1 및 제 2 좌굴 방지 부재(40, 50)는 각각 80kg으로 구성하게 되면, 2인 1조로 이루어지는 인력에 의해 이들의 이동 및 설치가 가능하게 되어서 중장비가 불필요하게 된다.
이들의 구성에 대하여 도 3 내지 도 4에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 내진 보강재 중 코어 어셈블리(A)의 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 코어 어셈블리(A)는, 제 1 앵커(10), 제 2 앵커(20), 및 코어 플레이트(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 앵커(10)와 제 2 앵커(20)는 동일한 형태를 지니며, 각각 보(1)와 기둥(2)에 부착되는 구조를 갖는다. 이를 위해 앵커 플레이트에는 체결홈(11,21)이 형성되고, 여기에 체결 나사가 기둥 또는 보와 결합됨으로써, 제 1 앵커(10) 및 제 2 앵커(20)가 보(1)와 기둥(2)에 부착되게 된다.
코어 플레이트(30)는 제 1 앵커(10) 및 제 2 앵커(20)와 일체로 형성된다. 코어 플레이트(30)는 제 1 폭(W1)을 가지며, 주면에는 다수의 코어홀(35)이 형성되어서, 후술하는 좌굴 방지 부재(40,50)와 일체로 결합되게 구성될 수 있다.
이하에서는, 좌굴 방지 부재의 구조에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 내진 보강재 중 좌굴 방지 부재의 사시도이다. 도 2에 도시된 제 1 좌굴 방지 부재(40) 및 제 2 좌굴 방지 부재(50)는 동일한 형태를 가지므로 이를 좌굴 방지 부재(40)라 칭하고 이에 대하여 설명하도록 한다.
좌굴 방지 부재(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 T 형강과 같은 플랜지(41)와 웨브(43)로 구성될 수 있다.
플랜지(41)는 코어 플레이트(30)와 결합하는 구성요소로서, 코어 플레이트와 볼트 결합한다. 좌굴 방지 부재가 양측으로 있는 경우(제 1 및 제 2좌굴 방지 부재(40,50)가 코어 플레이트(30)를 개재하여 대향 설치되는 경우),일정 간격으로 형성된 홀에 볼트 결합을 함으로서, 이들이 일체가 될 수 있다. 플랜지는 코어 플레이트(30)와 나사 결합을 통해 일체가 될 수 있으며, 또한, 이를 편리하게 하기 위하여 플랜지(41) 접착면 또는 코어 플레이트(30) 접착면 중 하나에 접착층이 부가될 수 있다. 이 접착층에 의해 코어 플레이트(30)와 좌굴 방지 부재가 임시로 부착이 되고, 플랜지(41)에 형성된 플랜지홀(45)에 나사와 너트를 체결하여 코어 플레이트(30)와 좌굴 방지 부재(40)가 완전히 부착되게 된다.
코어 플레이트(30)와 결합되는 좌굴 방지 부재는, 코어 플레이트의 좌굴을 방자하기 위함이며, 좌굴 방지 부재(40,50)을 부착시킴으로써, 코어 플레이트(30)의 전단면적(gross area)이 압축력에 저항하게 된다.
이하 본 발명의 일실시예인 내진 보강재의 단면도(도 5)를 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예인 내진 보강재의 단면도이다. 도 5에서는 완충부재가 추가된 예이다. 즉, 좌굴 방지 부재(40)와 코어 플레이트(30) 사이에는 완충 부재(70)가 부착되고, 완충부재(70)의 일측면에는 접착층이 부가된다.
완충 부재(70)는 금속재로 이루어지는 코어 플레이트(30)와 좌굴 방지 부재(40,50)와 달리, 탄성 재질의 합성수지재로 이루어질 수 있다. 완충 부재(70)를 개재하여 코어 플레이트(30)와 좌굴 방지 부재(40,50)가 체결되는 경우, 볼트 너트 체결이 더욱 더 잘 이루어지게 된다.
또한, 완충 부재(70:코어 플레이트(30)의 0.1~0.5배의 두께를 가지는)는, 좌굴 방지 부재(40,50)와 코어 플레이트(30)의 코어홀 및 플랜지홀(35,45)에 대응하는 결합 구멍(미도시)이 형성된다. 이 결합 구멍은 코어홀 및 플랜지홀(35,45)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 볼트가 좌굴 방지 부재(40,50)를 통해 체결되는 경우, 완충 부재(70)가 코어 플레이트(30)의 코어홀(35) 내부로 삽입되면서 오링역할을 하게 된다. 이에 따라, 좌굴 방지 부재(40,50)와 코어 플레이트(30)의 체결이 더욱 더 잘 이루어질 수 있다.
또한, 완충 부재(70)의 양측으로는 접착층(31,71)이 있어서, 코어 플레이트(30)와 좌굴 방지 부재(40,50)간의 임시 부착이 가능하게 된다. 이에 따라 작업성이 강화되게 된다.
이하에서는 상술한 구성을 가진 내진 보강재를 이용한 내진 보강재 설치 방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예인 내진 보강재 설치 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 내진 보강재 설치 방법은, 우선 상대적으로 경량인 코어 어셈블리(A)를 준비한다(S1). 코어 어셈블리(A)는, 박판인 코어 플레이트(30)와 제 1 앵커(10) 및 제 2 앵커(20)를 포함한다. 이 코어 어셈블리(A)를 기둥과 보에 부착한다(S2). 즉 코어 어셈블리(A)의 제 1 앵커(10)를 보에, 제 2 앵커(20)를 기둥에 부착하여 코어 어셈블리(A)를 우선 보-기둥 모서리에 부착하게 된다. 그 다음, 제 1 좌굴 방지 부재(40)를 코어 플레이트(30)의 일측에 부착하고, 제 2 좌굴 방지 부재(50)를 코어 플레이트(30)에 타측에 부착한다. 이 때, 접착층을 개재하여 이들을 부착시킬 수도 있고, 접착층을 구비한 완충 부재(70)를 개재하여 이들을 부착시킬 수도 있다(S3,S4). 그 다음, 상기 코어 플레이트(30), 상기 제 1 좌굴 방지 부재(40), 상기 제 2 좌굴 방지 부재(50)를 나사 볼트 결합을 통해 일체로 체결한다(S5).
상기의 본 발명의 일실시예에 따르면, 내진 보강재 중 일부를 분리하여 이동을 간편하게 하고, 분리된 일부를 추후 간단하게 부착시킬 수 있도록 하여, 중장비 없이도 인력으로 충분히 설치할 수 있게 구성할 수 있다.
상기와 같이 내진 보강재 및 내진 보강재 설치 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1 : 보
2 : 기둥
A : 코어 어셈블리
10 : 제 1 앵커
20 : 제 2 앵커
30 : 코어 플레이트
35 : 코어홀
40 : 제 1 좌굴 방지 부재
41 : 플랜지
43 : 웨브
45 : 플랜지홀
50 : 제 2 좌굴 방지 부재
70 : 완충 부재
71 : 접착층

Claims (7)

  1. 보와 기둥 사이에 설치되는 내진 보강재로서,
    상기 보와 기둥이 맞나는 제 1 모서리와 상기 보의 중앙부 사이의 위치에서 상기 보에 체결되는 제 1 앵커;
    상기 제 1 모서리와 상기 기둥의 중앙부 사이의 위치에서 상기 기둥에 체결되는 기둥에 체결되는 제 2 앵커;
    상기 제 1 앵커와 상기 제 2 앵커에 각각 일체로 연결 형성되며, 박판으로 이루어지는 코어 플레이트;
    상기 코어 플레이트의 일측에 부착되며, 상기 코어 플레이트와 동일 형상의 부착면을 가지는 제 1 좌굴 방지 부재; 및
    상기 코어 플레이트의 타측에 부착되며, 상기 코어 플레이트와 동일 형상의 부착면을 가지는 제 2 좌굴 방지 부재를 포함하고,
    상기 제 1 앵커, 상기 제 2 앵커 및 상기 코어 플레이트로 구성되는 코어 어셈블리는 상기 제 1 좌굴 방지 부재보다 경량이고,
    상기 코어 플레이트는, 상기 제 1 모서리를 향해 좁아지는 사다리꼴 형상으로 형성되며,
    상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재는, 상기 코어 플레이트와 대응되는 상기 사다리꼴 형상으로 각각 형성되며 상기 코어 플레이트와 결합된 상태로 상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재의 경사진 양단은 상기 제 1 앵커 및 상기 제 2 앵커와 접촉되어 이를 각각 지지하도록 형성되며,
    상기 코어 플레이트에는 코어홀이 형성되고,
    상기 제 1 좌굴 방지 부재 및 상기 제 2 좌굴 방지 부재 각각에는, 상기 코어홀에 대응하는 플랜지홀이 형성되며,
    상기 내진 보강재는,
    상기 코어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 좌굴 방지 부재 사이에 각각 개제되며, 결합 구멍을 구비하는 완충 부재; 및
    상기 코어홀, 상기 플랜지홀 및 상기 결합 구멍에 삽입 체결되어서 상기 코어 플레이트와 상기 제 1 및 제 2 좌굴 방지 부재를 일체화시키는 볼트 체결 수단;을 더 포함하며,
    상기 완충 부재는 상기 결합 구멍이 상기 코어홀 및 상기 플랜지홀의 직경보다 작은 직경을 가져서 상기 볼트 체결 수단에 의해 상기 완충 부재가 상기 코어홀의 내부로 삽입되어 오링 역할을 수행하며,
    상기 완충 부재의 적어도 일측면에는 상기 제 1 및 제 2 좌굴 방지 부재와의 접착을 위한 접착층이 형성되는, 내진 보강재.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 제 1 좌굴 방지 부재는,
    상기 코어 플레이트에 접하는 플랜지; 및
    상기 플랜지의 중앙에 형성되어서, 내진력을 강화시키는 웨브를 포함하는, 내진 보강재.
  4. 삭제
  5. 삭제
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