KR102204901B1

KR102204901B1 - 강판 보강 전단벽

Info

Publication number: KR102204901B1
Application number: KR1020190025969A
Authority: KR
Inventors: 김대호; 남숭현; 김수영; 석원균; 윤병익
Original assignee: (주)한울구조안전기술사사무소; 김대호
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2021-01-19
Also published as: KR20200107209A

Abstract

본 발명은 상하 슬래브 또는 보의 사이에 구비되는 철근콘크리트 벽체 본체의 내부에 수직 방향으로 길이가 긴 띠 형상의 보강띠강판을 매립함으로써, 전단벽의 두께 증가 없이 중력하중과 횡하중을 효율적으로 지지하면서도 시공이 용이한 강판 보강 전단벽에 대한 것이다.
본 발명 강판 보강 전단벽은 철근콘크리트로 구성되어 상하 슬래브 또는 보의 사이에 구비되는 벽체 본체; 및 상기 벽체 본체의 내부에 수직 방향으로 매립되는 것으로 벽체 본체보다 폭이 좁은 띠 형상의 보강띠강판; 으로 구성되고, 상기 보강띠강판의 양측면에는 슬래브 또는 보의 수평 철근 상에 거치되는 지지판이 수평 방향으로 결합되어 보강띠강판의 위치가 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

강판 보강 전단벽{Shear wall reinforced with steel plate}

본 발명은 상하 슬래브 또는 보의 사이에 구비되는 철근콘크리트 벽체 본체의 내부에 수직 방향으로 길이가 긴 띠 형상의 보강띠강판을 매립함으로써, 하중 증가에 따른 전단벽의 두께 증가 없이 중력하중과 횡하중을 효율적으로 지지하면서도 시공이 용이한 강판 보강 전단벽에 대한 것이다.

건물의 규모 및 높이가 큰 고층 건물은 건물 자체의 중량이 상당히 크다. 그렇기 때문에 수직하중인 중력하중을 지지하기 위한 중력 저항 시스템도 필요하지만 지진하중이나 풍하중과 같은 횡하중에 의한 영향도 커 이를 지지하기 위한 횡력 저항 시스템이 구비되어야 한다.

이를 위해 중력하중과 횡하중을 모두 지지할 수 있도록 건물 중앙부에 코어구조를 배치하거나 세대 간에 벽체를 배치하는데, 코어 구조 또는 세대 간 벽체에는 일반적으로 공사비가 저렴하면서도 강성이 큰 콘크리트 전단벽(shear wall)이 주로 사용된다.

상기 전단벽의 축 강성이나 전단 강성 확보를 위해 콘크리트의 강도를 증가시키거나 철근량을 증가시키는 방법 등을 고려할 수 있다.

이 중 콘크리트 강도를 증가시키는 방법은 전단벽의 연성을 저하시킬 수 있다. 그리고 제한된 벽체 폭과 크기 내에서 철근량을 증가시키는 방법은 철근 간격 확보가 어려우며, 콘크리트 타설이 곤란한 문제점이 있다.

따라서 콘크리트 강도나 철근량을 증가시키는 방법만으로는 벽체 강성 확보에 한계가 있어, 결과적으로 벽체 두께를 두껍게 할 수밖에 없다.

그런데 건축물은 실 면적이 벽체 안쪽을 기준으로 하는 안목 치수에 의해 정해지기 때문에, 벽체 두께 증가시 실사용 면적 또는 임대 면적 감소가 불가피하다.

KR

10-2014-0069752

A

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전단벽의 두께 증가 없이 제한된 두께 내에서 중력하중과 횡하중을 효율적으로 지지하면서도 시공이 용이한 강판 보강 전단벽을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 철근콘크리트로 구성되어 상하 슬래브 또는 보의 사이에 구비되는 벽체 본체; 및 상기 벽체 본체의 내부에 수직 방향으로 매립되는 것으로 벽체 본체보다 폭이 좁은 띠 형상의 보강띠강판; 으로 구성되고, 상기 보강띠강판의 양측면에는 슬래브 또는 보의 수평 철근 상에 거치되는 지지판이 수평 방향으로 결합되어 보강띠강판의 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 하부층의 보강띠강판은 상부층 슬래브 또는 보의 상부로 돌출 형성되고, 상부층의 보강띠강판은 상기 하부층의 보강띠강판 상부에 이음판에 의해 볼트 이음되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽을 제공한다.

삭제

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 보강띠강판의 일측면에는 상기 보강띠강판과 직교하는 방향으로 리브플레이트가 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 보강띠강판의 양측면에는 복수의 전단연결재가 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 보강띠강판에는 복수의 유동공이 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽을 제공한다.

본 발명에 따르면 상하 슬래브 또는 보의 사이에 구비되는 철근콘크리트 벽체 본체의 내부에 수직 방향으로 길이가 긴 띠 형상의 보강띠강판을 매립함으로써, 전단벽의 두께 증가 없이 제한된 두께 내에서 중력하중과 횡하중을 효율적으로 지지하면서도 시공이 용이한 강판 보강 전단벽을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명 강판 보강 전단벽을 도시하는 정면도.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도.
도 3은 도 1의 B-B'에 따른 단면도.
도 4는 보강띠강판의 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 상부층과 하부층의 보강띠강판 간 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 6은 보강띠강판에 구비된 지지판이 수평 철근에 거치된 상태를 도시하는 사시도.
도 7은 보강띠강판에 구비된 지지판이 상하 직교하는 수평 철근에 결합된 상태를 도시하는 사시도.
도 8은 리브플레이트가 구비된 보강띠강판을 도시하는 사시도.
도 9는 전단연결재가 구비된 보강띠강판을 도시하는 사시도.
도 10은 유동공이 형성된 보강띠강판을 도시하는 사시도.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 강판 보강 전단벽을 도시하는 정면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B'에 따른 단면도이다. 그리고 도 4는 보강띠강판의 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 1 내지 도 4 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 강판 보강 전단벽은 철근콘크리트로 구성되어 상하 슬래브 또는 보(1)의 사이에 구비되는 벽체 본체(2); 및 상기 벽체 본체(2)의 내부에 수직 방향으로 매립되는 것으로 벽체 본체(2)보다 폭이 좁은 띠 형상의 보강띠강판(3); 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전단벽의 두께 증가 없이 제한된 벽체 두께 내에서 중력하중과 횡하중을 효율적으로 지지하면서도 시공이 용이한 강판 보강 전단벽을 제공하기 위한 것이다.

본 발명 강판 보강 전단벽은 신설되는 구조물에 적용되는 것으로, 수직 방향으로 길이가 긴 띠 형상의 보강띠강판(3)이 상하 슬래브 또는 보(1)의 사이에 구비되는 철근콘크리트 벽체 본체(2)의 내부에 매립된다.

상기 보강띠강판(3)은 단일층에만 구비될 수 있으나 복수의 층에 연속되도록 구비되는 것도 가능하다.

상기 보강띠강판(3)은 단면상 벽체 본체(2)의 중앙에서 벽체의 수직 철근(21)과 수평 철근(22) 사이에 구비된다.

상기 보강띠강판(3)은 폭 300㎜ 정도로 폭이 좁은 띠 형상으로 구비되어 콘크리트 타설에 지장을 주지 않으면서도 효율적으로 전단벽을 보강할 수 있다.

상기 보강띠강판(3)은 전단벽의 축 강성과 전단 강성을 확보하기 위한 것으로, 전단벽의 높이 전체에 걸쳐 구비될 수도 있다. 또는 상기 보강띠강판(3)은 축력과 전단력이 크게 작용하는 전단벽 하부에만 구비될 수도 있다.

상기 보강띠강판(3)은 축력 및 전단력의 크기에 따라 1열 또는 다수 열로 구비 가능하다.

도 5는 상부층과 하부층의 보강띠강판 간 결합 관계를 도시하는 사시도이다.

도 1, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 하부층의 보강띠강판(3a)은 상부층 슬래브 또는 보(1)의 상부로 돌출 형성되고, 상부층의 보강띠강판(3b)은 상기 하부층의 보강띠강판(3a) 상부에 이음판(30)에 의해 볼트 이음되도록 구성할 수 있다.

상기 보강띠강판(3)은 단일층에만 구비될 수도 있으나, 전단력과 축력이 크게 작용하는 부위 전체를 보강하기 위해서 복수의 층에 연속적으로 구비되는 것도 가능하다.

그런데 후자의 경우 전단 벽체는 슬래브와 하부 벽체를 하나의 단위로 하여 각 층마다 콘크리트를 분리 타설하므로, 벽체 수직 철근(21)과 마찬가지로 보강띠강판(3)도 층 높이에 맞게 절단하여 분할 시공하여야 한다.

따라서 해당 층의 전단 벽체는 적절한 위치에서 보강띠강판(3)을 분할하여 이음하여야 한다.

이때, 해당 층에서 상하로 분할된 보강띠강판(3a, 3b)은 이음판(30)에 의해 이음할 수 있다. 상기 이음판(30)은 상부층의 보강띠강판(3b)과 하부층의 보강띠강판(3a)의 이음부 양측에 대고 볼트를 관통시켜 결합할 수 있다(도 5).

통상 벽체 수직 철근(21)은 이음 길이를 고려하여 이음 길이만큼 슬래브 상부로 돌출되도록 구성한다. 그러나 상기 보강띠강판(3a, 3b)은 이음판(30)과 볼트에 의해 기계적으로 이음되므로, 철근과 같이 이음 길이를 고려할 필요는 없다.

다만, 상기 보강띠강판(3a, 3b) 시공시 편의성을 위해, 하부층의 보강띠강판(3a)은 하부 수직 철근(21)의 이음 길이와 일치시켜 슬래브 또는 보(1)의 상부로 돌출되는 길이를 조절하는 것이 바람직하다.

도 6은 보강띠강판에 구비된 지지판이 수평 철근에 거치된 상태를 도시하는 사시도이고, 도 7은 보강띠강판에 구비된 지지판이 상하 직교하는 수평 철근에 결합된 상태를 도시하는 사시도이다.

도 4, 도 6, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상기 보강띠강판(3)의 양측면에는 슬래브 또는 보(1)의 수평 철근(11) 상에 거치되는 지지판(31)이 수평 방향으로 결합되어 보강띠강판(3)의 위치가 고정될 수 있다.

기존 벽체에 강판을 부착하는 강판 보강 공법과 달리 본 발명은 신설 벽체 내부에 보강띠강판(3)이 구비되는 것이므로, 보강띠강판(3)의 위치를 고정하기 어려울 수 있다. 또한, 벽체 본체(2)의 콘크리트 타설 중 보강띠강판(3)의 위치가 일측으로 쏠릴 경우 벽체 본체 철근과의 최소 순간격 확보가 어렵다.

따라서 상기 보강띠강판(3)의 양측에 지지판(31)을 수평 방향으로 결합하고, 슬래브 또는 보(1)의 수평 철근(11) 상에 지지판(31)을 거치함으로써 보강띠강판(3)의 위치가 고정되도록 할 수 있다.

이에 따라 상기 보강띠강판(3)의 상부는 지지판(31)에 의해 수평 철근(11)의 상부에 매달린 구조로 지지된다. 그리고 상기 보강띠강판(3)의 하단은 하부층의 보강띠강판(3a)의 상단에 이음되어 지지 가능하다. 그러므로 상기 보강띠강판(3)이 벽체 본체(2)의 중앙에 정확하게 위치하게 되어, 콘크리트 타설 중 보강띠강판(3)의 위치 변동을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라 상기 지지판(31)은 보강띠강판(3)의 측면에 돌출 형성되어 슬래브 또는 보(1) 콘크리트 내에 매립된다. 그러므로 지지판(31)이 전단연결재의 역할을 하여 보강띠강판(3)과 콘크리트와의 일체성을 향상시킬 수 있다.

상기 지지판(31)은 보강띠강판(3)의 안정적 지지를 위해 상호 이격되도록 상하 한 쌍으로 구비하여, 슬래브 또는 보(1)의 상부와 하부 수평 철근(11)에 각각 지지되도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 지지판(31)은 보강띠강판(3)의 배치 방향, 즉 벽체 본체(2)의 방향을 따라 배근되는 수평 철근(11) 상부에 거치된다.

이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수평 철근(11)과 직교하는 방향으로 배치되어 보강띠강판(3)에 의해 절단되는 슬래브 또는 보(1)의 수평 철근(11')은 단부를 상기 지지판(31) 상부에 용접 결합 가능하다. 이로써 벽체 접합부에서 수평 철근(11')의 연속성이 유지되도록 할 수 있다.

도 8은 리브플레이트가 구비된 보강띠강판을 도시하는 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 보강띠강판(3)의 일측면에는 상기 보강띠강판(3)과 직교하는 방향으로 리브플레이트(32)가 결합될 수 있다.

상기 보강띠강판(3)은 상하로 길이가 길고 두께가 얇은 부재이므로, 보강띠강판(3)의 설치 과정이나 콘크리트 타설 과정 중 휨이 발생할 수 있다.

따라서 상기 보강띠강판(3)의 일측면에 보강띠강판(3)과 직교하는 방향으로 리브플레이트(32)를 결합하여 리브플레이트(32)와 보강띠강판(3)이 전체적으로 단면상 T 형상을 이루도록 함으로써, 보강띠강판(3)의 휨 강성을 증가시키고 설치시 자립이 용이하도록 구성 가능하다.

아울러 상기 리브플레이트(32)는 벽체 본체(2) 내부의 콘크리트에 묻혀 보강띠강판(3)과 콘크리트의 일체성을 향상시킴과 동시에 전단벽의 강성을 증가시킨다.

또한, 상기 리브플레이트(32)는 벽체 본체(2)의 일측 수평 철근(22) 지지되어 수평 철근(22)과 보강띠강판(3) 사이 간격을 유지하는 역할도 할 수 있다.

도 9는 전단연결재가 구비된 보강띠강판을 도시하는 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 보강띠강판(3)의 양측면에는 복수의 전단연결재(33)가 결합될 수 있다.

상기 보강띠강판(3)을 벽체 본체(2)의 콘크리트와 일체화하기 위해 보강띠강판(3)의 양측면에는 쉬어스터드나 볼트 등의 전단연결재(33)를 결합할 수 있다.

또는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 보강띠강판(3)에 관통공(34)을 형성하고, 나사산이 형성된 강봉(331)을 관통공(34)에 삽입한 후 강봉(331)의 양측을 너트(332)로 고정함으로써, 용접 공정 없이 전단연결재(33)를 보강띠강판(3)에 결합할 수도 있다.

상기 전단연결재(33)는 보강띠강판(3)의 길이 전체에 걸쳐 복수 열로 구비될 수 있다.

도 10은 유동공이 형성된 보강띠강판을 도시하는 사시도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 보강띠강판(3)에는 복수의 유동공(35)이 형성될 수 있다.

본 발명에서는 상기 보강띠강판(3)에 의해 벽체 본체(2)가 좌우로 분할된다. 그러므로 상기 보강띠강판(3)에 유동공(35)을 관통 형성하면, 콘크리트 타설시 유동공(35)을 통하여 콘크리트의 유동이 쉽게 이루어질 수 있다. 아울러 상기 유동공(35)의 내부에 콘크리트가 채워지므로 콘크리트와의 일체성을 향상시킬 수 있다.

상기 유동공(35)은 도 10의 (a)와 같이 원형으로 형성하거나 도 10의 (b)와 같이 사각형으로 형성할 수 있으며, 이 외에도 다양한 형상으로 형성 가능하다.

상기 유동공(35)은 지지판(31)이나 리브플레이트(32) 또는 전단연결재(33)와 상호 간섭되지 않도록 복수 개를 상호 이격되게 형성할 수 있다.

아울러 도면에는 도시되지 않았으나 상기 유동공(35) 형성시 유동공(35)의 형상대로 보강띠강판(3)을 완전히 절취해 내지 않고, 보강띠강판(3)의 일부만을 절개하고 절개된 부분을 수직으로 절곡하여 전단연결재(33)로 사용하는 것도 가능하다.

1: 슬래브 또는 보
11: 수평 철근
2: 벽체 본체
21: 수직 철근
22: 수평 철근
3: 보강띠강판
3a: 하부층의 보강띠강판
3b: 상부층의 보강띠강판
30: 이음판
31: 지지판
32: 리브플레이트
33: 전단연결재
331: 강봉
332: 너트
34: 관통공
35: 유동공

Claims

철근콘크리트로 구성되어 상하 슬래브 또는 보(1)의 사이에 구비되는 벽체 본체(2); 및
상기 벽체 본체(2)의 내부에 수직 방향으로 매립되는 것으로 벽체 본체(2)보다 폭이 좁은 띠 형상의 보강띠강판(3); 으로 구성되고,
상기 보강띠강판(3)의 양측면에는 슬래브 또는 보(1)의 수평 철근(11) 상에 거치되는 지지판(31)이 수평 방향으로 결합되어 보강띠강판(3)의 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽.
제1항에서,
하부층의 보강띠강판(3a)은 상부층 슬래브 또는 보(1)의 상부로 돌출 형성되고, 상부층의 보강띠강판(3b)은 상기 하부층의 보강띠강판(3a) 상부에 이음판(30)에 의해 볼트 이음되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽.
삭제
제1항에서,
상기 보강띠강판(3)의 일측면에는 상기 보강띠강판(3)과 직교하는 방향으로 리브플레이트(32)가 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽.
제1항에서,
상기 보강띠강판(3)의 양측면에는 복수의 전단연결재(33)가 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽.
제1항에서,
상기 보강띠강판(3)에는 복수의 유동공(35)이 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 보강 전단벽.