KR102317705B1 - 증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존 구조물의 내진 보강 등의 경우에 있어, 기존 구조물의 일측 또는 좌우 양측 측면부에 보강 유니트를 설치함으로써 보강되는 부분과의 입면상 간섭을 방지하고, 공사 중 건축물 사용이 용이한 증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조는 복수의 층으로 구성되는 기존 구조물의 외부에 기존 구조물의 각 층 슬래브를 가로지르도록 수직 방향으로 구비되는 것으로 복수의 수직보강재와 수평보강재로 구성되는 프레임 구조로 형성되어 상호 이격되도록 배치되는 복수 열의 보강 유니트; 상기 보강 유니트를 기존 구조물의 각 층 슬래브 일측단에 고정시키는 연결부; 및 기존 구조물의 슬래브를 상기 보강 유니트 내로 확장하기 위해 일단은 상기 슬래브의 단부에 결합되고, 양측은 이웃하는 양측의 보강 유니트에 결합되는 다이아프램부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법{Seismic retrofit structure and construction method thereof}
본 발명은 기존 구조물의 내진 보강 등의 경우에 있어, 기존 구조물의 일측 또는 좌우 양측 측면부에 보강 유니트를 설치함으로써 보강되는 부분과의 입면상 간섭을 방지하고, 공사 중 건축물 사용이 용이한 증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
최근 경주와 포항 지진 등이 발생한 후 국내에서도 지진에 대한 건축물의 안전성 문제가 부각됨에 따라 기존 건축물의 내진 보강에 대한 정책 및 제도적 요구가 강화되고 있고, 관련 시장 규모 역시 증가 추세에 있다.
특히, 기존 중저층 학교 건축물은 내진 설계 도입 이전에 지어져 내진 설계 규정이 적용되지 않는 경우가 많다. 이에 대형 지진 발생시 큰 피해가 예상되는바 내진 보강이 불가피하다.
그러므로 기존 중저층 학교 건축물의 내진 보강을 위해 중저층 학교 건축 양식에 적합한 각종 특수 공법들이 개발되고 있다.
학교 건축물은 통상적으로 평면이 좌우로 길게 형성된다. 그런데 벽체들이 전후 방향으로 배치되므로, 전후 방향으로는 강성이 강한 반면 좌우 방향으로는 상대적으로 강성이 약해 좌우 방향, 즉 횡방향 강성 보강이 필요하다.
종래에는 등록특허 제10-1903286호 등과 같이, 라멘조 프레임의 내부 또는 외부에 PC 부재나 철골 부재 또는 브레이싱을 설치하여 횡하중에 대해 약축 방향 강성을 보강하는 기술이 개발되어 사용되었다.
그러나 이러한 보강 방법은 보강 부재에 의해 창호 등 개구부가 간섭되어 개방감이 떨어진다. 그리고 보강 부재가 건물 전후면에 설치되므로, 사용자가 공사 중 건물을 사용하기 곤란한 문제가 있다.
뿐만 아니라 보강 부재가 기존 구조물의 전후면을 가리게 되므로 입면상 외관이 좋지 않다.
또한, 종래 기술은 기존 구조물을 구성하는 각 프레임을 개별적으로 보강하게 되므로, 보강 개소가 많아 공기는 물론 공사비가 크게 증가한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존 구조물의 내진 보강 등의 경우에 있어, 기존 구조물과 보강 구조물 간 입면상 간섭을 방지할 수 있는 증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 기존 구조물의 보강 공사시 공사 중 기존 구조물의 사용이 용이한 증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 복수의 층으로 구성되는 기존 구조물의 외부에 기존 구조물의 각 층 슬래브를 가로지르도록 수직 방향으로 구비되는 것으로 복수의 수직보강재와 수평보강재로 구성되는 프레임 구조로 형성되어 상호 이격되도록 배치되는 복수 열의 보강 유니트; 상기 보강 유니트를 기존 구조물의 각 층 슬래브 일측단에 고정시키는 연결부; 및 기존 구조물의 슬래브를 상기 보강 유니트 내로 확장하기 위해 일단은 상기 슬래브의 단부에 결합되고, 양측은 이웃하는 양측의 보강 유니트에 결합되는 다이아프램부; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조를 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 보강 유니트는 수평연결재로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조를 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 연결부는 기존 구조물의 슬래브 높이에 구비되는 것으로 평면상 ㄷ자 형상으로 형성되어 상기 보강 유니트의 전면과 측면 일부를 감싸도록 고정되는 제1연결재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 연결부는 기존 구조물의 슬래브 측단에 수평 방향으로 밀착 고정되는 제2연결재가 더 포함되어 제1연결재와 제2연결재가 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제1연결재와 제2연결재는 접합앵커에 의해 상호 결합되되, 상기 접합앵커의 일단은 제2연결재를 관통하여 기존 구조물의 슬래브 측단에 앵커링되고, 타단은 상기 제1연결재의 전면판을 관통하여 전면판의 후면에서 고정너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 이웃하는 보강 유니트의 사이에는 기존 구조물의 슬래브 단부에 고정되는 응력분산구가 구비되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 증축 골조형 내진 보강 구조를 시공하기 위한 것으로, (a) 기존 구조물의 슬래브 외측면에 제2연결재를 고정하는 단계; (b) 상기 제2연결재의 전면에 복수의 제1연결재를 고정하는 단계; 및 (c) 상기 제1연결재에 각각 보강 유니트를 결합하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조의 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기존 구조물의 내진 보강 등의 경우에 있어, 기존 구조물의 일측 또는 좌우 양측 측면부에 보강 유니트를 연결부에 의해 설치함으로써, 지진에 의해 발생되는 바닥판의 관성력을 효과적으로 제어할 수 있다. 아울러 보강 유니트를 기존 구조물의 슬래브에만 고정하므로, 거동 메커니즘이 간명하고 명확한 설계 결과물을 제시할 수 있으며, 신구 구조물 간 접합부를 최소화함으로써 시공성 개선, 공기 단축 및 공사비 절감이 가능하다.
둘째, 복수 층의 슬래브를 일체화함으로써 평면상 X, Y 전방향으로 수평 하중에 저항할 수 있다.
셋째, 복수 열의 보강 유니트가 기존 구조물의 슬래브를 지지하여 보강하므로, 기존 구조물과의 입면상 간섭을 방지할 수 있으며, 공사 중 건축물 사용이 가능하여 경제적이다.
도 1은 본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조를 도시하는 사시도.
도 2는 보강 유니트의 실시예를 도시하는 사시도.
도 3은 철골 수평연결재가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 4는 PC 수평연결재가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 버트레스형 보강 유니트가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 6은 가새형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 7은 마름모 가새형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 8은 마름모 가새형 다이아프램부가 구비된 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 9는 비렌딜형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 비렌딜형 다이아프램부가 구비된 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 11은 비렌딜형 다이아프램부가 구비된 또 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 12는 비렌딜 및 가새형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 13은 헌치 지지 수평보형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 14는 도 13에서 헌치 부분을 나타내는 사시도.
도 15는 제1연결재의 실시예를 도시하는 사시도.
도 16은 제2연결재의 실시예를 도시하는 사시도.
도 17은 기존 구조물과 보강 유니트의 결합 상세를 도시하는 단면도.
도 18은 응력분산구의 실시예를 사시도.
도 19는 응력분산구가 설치된 실시예를 도시하는 사시도.
도 20 내지 도 22는 본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조의 시공 방법을 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조를 도시하는 사시도이고, 도 2는 보강 유니트의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 1, 도 2 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조는 복수의 층으로 구성되는 기존 구조물(1)의 외부에 기존 구조물(1)의 각 층 슬래브(12)를 가로지르도록 수직 방향으로 구비되는 복수 열의 보강 유니트(2); 및 상기 보강 유니트(2)를 기존 구조물(1)의 각 층 슬래브(12) 일측단에 고정시키는 연결부(3); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존 구조물(1)의 내진 보강 등의 경우에 있어, 기존 구조물(1)의 일측 또는 좌우 양측 측면부에 보강 유니트(2)를 설치함으로써 보강되는 부분과의 입면상 간섭을 방지하고, 공사 중 건축물 사용이 용이한 증축 골조형 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
기존 구조물(1)을 보강하기 위해 기존 구조물(1)의 외부에 설치되는 보강 구조물을 보강 유니트(2)라 한다.
상기 보강 유니트(2)는 기존 구조물(1)의 측면, 즉 약축 방향 단부에 설치한다.
상기 보강 유니트(2)는 현장 시공되는 RC 부재, 공장 제작되어 현장 설치되는 프리캐스트 콘크리트 부재(이하, PC 부재), 철골 부재 또는 SRC 부재 등일 수 있다.
상기 보강 유니트(2)는 연결부(3)에 의해 기존 구조물(1)에 고정된다.
이때 연결부(3)는 기존 구조물(1)의 약축 방향 최외곽에 위치한 슬래브(12)의 외측면에 고정 가능하다.
지진에 의해 구조물에 횡력 발생시 바닥판의 관성력에 의해 전체 구조물의 거동이 좌우된다.
본 발명에서는 연결부(3)를 이용하여 슬래브(12)에 보강 유니트(2)를 직접 결합함으로써, 지진에 의해 발생되는 바닥판의 관성력을 효과적으로 제어한다.
콘크리트 슬래브는 중력 방향의 바닥하중을 보나 벽체, 기둥 등으로 전달하는 부재이다. 이러한 콘크리트 슬래브는 수평 하중에 대해 면내 변형이 거의 없고 면내 강성이 매우 큰 구조 부재여서, 지진하중이나 풍하중 등 횡하중에 대해 자체 변형이 없는 강성이 큰 다이아프램(Diaphragm), 즉 강한 격막으로서 기능을 발휘한다.
따라서 전체 구조물에 작용하는 횡하중을 슬래브의 다이아프램 거동에 의해 강성이 큰 보강 유니트(2)로 전달하여 저항하도록 한다.
상기 보강 유니트(2)는 복수의 열로 구비되어 복수 층의 슬래브(12)를 횡방향으로 일체화할 뿐 아니라 종방향으로도 일체화하므로 평면상 X, Y 전방향으로 수평 하중에 저항할 수 있다.
상기 슬래브(12)에만 보강 유니트(2)가 연결되므로 거동 메커니즘이 간명하고, 명확한 설계 결과물을 제시할 수 있다.
뿐만 아니라 기존 구조물(1)과 보강 유니트(2)의 접합부를 최소화함으로써 시공성이 개선되고, 공기 단축 및 공사비 절감이 가능하다.
상기 보강 유니트(2)는 슬래브(12)에 직접 고정될 수도 있고, 슬래브(12) 외곽에 보가 배치되는 경우 보에 고정되어 보를 통해 슬래브(12)의 응력이 전달될 수도 있다.
상기 보강 유니트(2)는 상호 이격되게 복수의 열로 배치할 수 있다. 그러므로 기존 구조물(1)의 측면에 개구부 등이 배치된 경우, 기존 구조물(1)과 보강 유니트(2) 사이의 입면 간섭을 최소화할 수 있다.
아울러 각 보강 유니트(2)는 별도로 시공 가능하므로 양중 부담을 줄일 수 있고, 시공성이 개선된다.
기존 구조물(1)의 개구부와의 간섭을 최소화하기 위해 보강 유니트(2)는 기존 구조물(1)의 수직부재(11)와 동일한 열에 위치시키는 것이 바람직하다.
일반적으로 강성이 큰 보강 유니트(2)를 기존 구조물(1)의 측면에 결합하면, 전체 구조물의 강성이 커지면서 기초의 하중 부담도 증가한다. 따라서 기존 기초를 보강하고 보강 유니트(2)의 하중을 지지하기 위해, 기존 구조물(1)의 측면 바닥에 보강기초(4)를 시공할 수 있다.
도 1, 도 2 등에 도시된 바와 같이, 상기 보강 유니트(2)는 복수의 수직보강재(21)와 수평보강재(22)로 구성되는 프레임 구조로 구성할 수 있다.
상기 보강 유니트(2)는 전후로 상호 이격 배치되는 수직보강재(21)와 이웃하는 수직보강재(21)를 연결하는 복수의 수평보강재(22)로 이루어진 프레임 구조로 형성 가능하다.
프레임 구조인 보강 유니트(2)는 자체 강성이 매우 커 기존 구조물(1)의 슬래브(12)에 의해 전달되는 횡력을 안정적으로 지지한다.
또한, 기존 구조물(1)의 측면 개방성을 최대한 확보하도록 한다.
경우에 따라 보강 유니트(2)의 내부에는 가새, 댐퍼 등 보강부재가 추가로 설치되어 보강 유니트(2)를 보강할 수 있다.
도 3은 철골 수평연결재가 구비된 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 4는 PC 수평연결재가 구비된 실시예를 도시하는 사시도이며, 도 5는 버트레스형 보강 유니트가 구비된 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 3 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 보강 유니트(2)는 수평연결재(5)로 상호 연결 가능하다.
이웃하는 보강 유니트(5)는 수평연결재(5)에 의하여 상호 연결할 수 있다.
상기 수평연결재(5)는 도 3과 같이 철골보로 구성할 수 있으며, 도 4와 같이 PC 보로 구성할 수도 있다.
상기 수평연결재(5)는 이웃하는 보강 유니트(2)들을 연결하여 일체화함으로써, 보강 구조물의 안정성을 확보하고 하나의 강성 구조체가 형성되도록 한다.
상기 수평연결재(5)에 의해 보강 유니트(2)들이 종방향으로도 상호 일체화되므로, 구조물의 종방향 강성 역시 증가된다.
상기 수평연결재(5)의 연결을 위해 보강 유니트(2)의 측면에는 브래킷부재(미도시)를 설치할 수 있다.
기존 구조물(1)의 측면 개방성을 확보하기 위해 상기 수평연결재(5)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 높이에 설치하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 보강 유니트(2)의 후방에 위치한 수직보강재(21)는 하부로 갈수록 외측으로 돌출되게 경사지도록 형성함으로써, 수직보강재(21)의 축력에 의해 횡력을 지지하는 버트레스(buttress)형 보강 유니트(2)로 구성할 수도 있다.
도 6은 가새형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 7과 도 8은 마름모 가새형 다이아프램부가 구비된 실시예들을 도시하는 사시도이다. 그리고 도 9 내지 도 11은 비렌딜형 다이아프램부가 구비된 실시예들을 도시하는 사시도이고, 도 12는 비렌딜 및 가새형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도이다. 아울러 도 13은 헌치 지지 수평보형 다이아프램부가 구비된 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 14는 도 13에서 헌치 부분을 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 기존 구조물(1)의 슬래브(12)를 상기 보강 유니트(2) 내로 확장하기 위해 일단은 상기 슬래브(12)의 단부에 결합되고, 양측은 이웃하는 양측의 보강 유니트(2)에 결합되는 다이아프램부(6)가 구비될 수 있다.
상기 슬래브(12)에 연장되게 다이아프램부(6)를 설치하는 경우, 기존 구조물(1)에서 다이아프램으로 거동하는 슬래브(12)를 단순히 보강 유니트(2)의 단부에 접합시키는 것이 아니라 보강 유니트(2) 내로 슬래브(12)를 확장할 수 있다.
따라서 구조물의 거동을 보강 유니트(2)에 안정적으로 전달하여 지지할 수 있다.
상기 다이아프램부(6)의 일단은 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 단부에 결합하고, 다이아프램부(6)의 양측은 보강 유니트(2)에 결합할 수 있다.
이에 따라 횡력 작용시 슬래브(12)의 거동은 다이아프램부(6)로 직접 전달되고, 다이아프램부(6)의 양측에 결합된 보강 유니트(2)에 의해 지지된다.
상기 다이아프램부(6)는 슬래브(12)와 연속되도록 양측 보강 유니트(2)의 사이에 콘크리트 슬래브나 PC 슬래브를 설치하여 형성할 수 있다.
상기 다이아프램부(6)는 중량, 공기 등을 고려하여 가새형(도 6), 마름모형, 비렌딜 트러스형(도 9 내지 도 11) 등 다양한 형상의 골조로 구성할 수 있으며, 이들 골조 형상의 복합형(도 7, 도 8, 도 12)으로 구성할 수도 있다.
상기 다이아프램부(6)는 도 13, 도 14에서와 같이 헌치(61) 지지 수평보형으로 구성할 수도 있다.
도 15는 제1연결재의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 16은 제2연결재의 실시예를 도시하는 사시도이며, 도 17은 기존 구조물과 보강 유니트의 결합 상세를 도시하는 단면도이다.
도 1, 도 15, 도 17 등에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(3)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 높이에 구비되는 것으로 평면상 ㄷ자 형상으로 형성되어 상기 보강 유니트(2)의 전면과 측면 일부를 감싸도록 고정되는 제1연결재(31)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보강 유니트(2)를 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 고정하기 위해 연결부(3)는 보강 유니트(2)의 측단에 결합되는 제1연결재(31)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 제1연결재(31)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12)에 밀착 고정되는 전면판(311)과 상기 전면판(311)의 양측에 각각 구비되어 보강 유니트(2)의 양 측면에 밀착 고정되는 한 쌍의 측면판(312)으로 구성하여 평면상 ㄷ자 형상으로 구성할 수 있다.
상기 제1연결재(31)는 양측 측면판(312)을 관통하는 고정볼트(313)에 의해 보강 유니트(2)의 측면에 고정 가능하다. 이 경우 상기 고정볼트(313)의 전단력에 의해 주로 횡력이 전달된다.
상기 제1연결재(31)는 강판으로 구성할 수 있으며, 강판을 절곡하여 형성 가능하다.
기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 앵커링된 앵커볼트에 제1연결재(31)를 고정하여 보강 유니트(2)를 슬래브(12) 측단에 고정할 수 있다(도 17).
상기와 같이 연결부(3)를 구성하면, 압축에 대해서는 제1연결재(31)와 슬래브(12)의 지압에 의해, 인장에 대해서는 앵커볼트의 인장력에 의해 하중이 전달된다.
도 1, 도 16, 도 17 등에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(3)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 수평 방향으로 밀착 고정되는 제2연결재(32)가 더 포함되어 제1연결재(31)와 제2연결재(32)가 서로 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 보강 유니트(2)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12)와 서로 직교하도록 설치되어 접합되므로, 두 부재가 접합되는 면적이 매우 제한적이다.
상기 보강 유니트(2)의 경우, 보강 유니트(2)의 측단을 감싸는 제1연결재(31)의 측면판(312)과 보강 유니트(2)를 관통하는 고정볼트(313)에 의해 제1연결재(31)가 보강 유니트(2)에 고정되므로, 제1연결재(31)에 작용하는 하중을 보강 유니트(2)에 안정적으로 전달할 수 있다. 반면, 제1연결재(31)와 슬래브(12) 측단을 연결하는 앵커볼트(323)는 슬래브(12)에 직접 앵커링되므로, 인발력 작용시 앵커볼트(323) 주변 콘크리트의 콘 파괴 우려가 있다. 콘크리트 콘 파괴 강도는 앵커 내력의 1/10 정도에 불과하여 접합부 내에서만 앵커볼트(323)로 고정할 경우 접합부 내력 확보가 어렵다.
따라서 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 외측면에 앵커볼트(323)로 폭이 넓은 제2연결재(32)를 고정하여 제1연결재(31)와 접합되는 슬래브(12) 부분을 확장한다.
상기 제2연결재(32)는 보강 유니트(2)의 폭보다 넓게 형성하여 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 앵커링되는 앵커볼트(323)의 개수를 충분히 확보하도록 함으로써 슬래브(12)의 국부적인 콘 파괴를 방지하고, 슬래브(12)의 응력을 보강 유니트(2)에 원활하게 전달한다.
경우에 따라 상기 제2연결재(32)는 슬래브(12)의 측단 전면을 감싸도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 제2연결재(32)는 전면판(321)과 전면판(321)의 양측에 절곡 형성된 한 쌍의 측면판(322)으로 구성할 수 있다.
상기 제2연결재(32) 역시 강판으로 구성할 수 있으며, 강판을 절곡하여 형성 가능하다.
상기 제1연결재(31)와 제2연결재(32)는 용접이나 볼트 체결 등에 의해 상호 고정할 수 있다.
도 17 등에 도시된 바와 같이, 상기 제1연결재(31)와 제2연결재(32)는 접합앵커(33)에 의해 상호 결합되되, 상기 접합앵커(33)의 일단은 제2연결재(32)를 관통하여 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 앵커링되고, 타단은 상기 제1연결재(31)의 전면판(311)을 관통하여 전면판(311)의 후면에서 고정너트(34)가 체결되도록 구성할 수 있다.
상기 제1연결재(31)와 제2연결재(32)는 접합앵커(33)에 의해 결합 가능하다.
이때, 상기 제2연결재(32)가 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 먼저 고정된 후 나중에 보강 유니트(2) 측의 제1연결재(31)가 결합될 수 있다. 그러므로 상기 제1연결재(31)와 제2연결재(32)를 결합하기 위한 접합앵커(33)와 고정너트(34)는 제1연결재(31) 측에서 체결하여야 한다.
이를 위해 상기 접합앵커(33)의 일단을 제1연결재(31)와 제2연결재(32)의 전면판(311, 321)을 관통하여 슬래브(12) 내에 앵커링하고, 타단을 제1연결재(31)의 전면판(311) 외측으로 돌출시켜 고정너트(34)를 체결할 수 있다.
이후, 상기 보강 유니트(2)를 제1연결재(31) 내에 삽입하여 고정한다. 이때 접합앵커(33)와 고정너트(34)가 간섭될 수 있으므로, 보강 유니트(2)의 전면은 제1연결재(31)의 전면판(311) 내측면과 일정 간격 이격시킬 수 있다.
일례로 보강 유니트(2)의 전면을 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 전면과 이격시키거나 보강 유니트(2)의 전면에 단차를 형성할 수 있다.
경우에 따라 제1연결재(31)를 보강 유니트(2)에 미리 결합한 상태에서 시공할 수도 있으며, 이 경우에도 접합앵커(33)의 단부에 고정너트(34)를 체결하기 위해 제1연결재(31)의 전면판(311) 내측면은 보강 유니트(2)의 전면과 일정 간격 이격시키는 것이 바람직하다.
상기 제1연결재(31)의 전면판(311)과 보강 유니트(2)의 전면 사이 이격 공간에는 무수축 모르타르 등 채움재(8)를 채워 지압에 의해 횡력이 전달되도록 한다.
상기 접합앵커(33)에 의해 보강 유니트(2)에 응력이 직접 전달된다.
상기 보강 유니트(2)의 폭 외측은 슬래브(12)의 측단에 앵커볼트(323)에 의해 고정된 제2연결재(32)에 의해 응력이 전달된다.
도 18은 응력분산구의 실시예를 사시도이고, 도 19는 응력분산구가 설치된 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 이웃하는 보강 유니트(2)의 사이에는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 단부에 고정되는 응력분산구(7)가 구비될 수 있다.
상기 보강 유니트(2)와 슬래브(12) 사이 전달되는 인장력이 크거나 보강 유니트(2)의 간격이 큰 경우, 제2연결재(32)를 슬래브(12)의 측단 전 면적에 결합한다 하더라도 제1연결재(31) 및 보강 유니트(2)로 온전히 응력을 전달하기 어려울 수 있다.
따라서 이웃하는 보강 유니트(2)의 사이에서 슬래브(12)로부터 제2연결재(32)로 전달되는 응력을 효과적으로 분산하여 보강 유니트(2)로 전달하기 위해 응력분산구(7)를 구비할 수 있다.
상기 응력분산구(7)는 강판을 절곡 또는 용접하여 형성 가능하다.
상기 응력분산구(7)는 전면판(71)과 측면판(73)을 포함하여 구성할 수 있으며, 전면판(71)과 측면판(73)을 각각 제2연결재(32)와 보강 유니트(2)에 용접이나 볼팅에 의해 고정할 수 있다.
상기 전면판(71)과 측면판(73) 사이에는 원활한 응력 전달을 위해 경사판(72)이 구비될 수 있다.
상기 측면판(73)의 단부는 후면판(74)으로 연결 가능하다.
도 20 내지 도 22는 본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조의 시공 방법을 도시하는 사시도이다.
본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조의 시공 방법은 전술한 본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조를 시공하는 방법에 대한 것이다.
본 발명 증축 골조형 내진 보강 구조의 시공 방법에서는 먼저 (a) 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 외측면에 제2연결재(32)를 고정한다.
구체적으로 상기 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 외측면에 제2연결재(32) 부착을 위한 앵커홀을 천공하고, 슬래브(12)에 제2연결재(32)를 밀착한 후 앵커볼트(323)로 제2연결재(32)를 고정한다.
기존 구조물(1)이 다층 구조물인 경우에는 1층 바닥을 제외한 각 층 슬래브(12)에 제2연결재(32)를 각각 시공한다.
다음으로, (b) 상기 제2연결재(32)의 전면에 복수의 제1연결재(31)를 고정한다.
도 21에서와 같이, 보강 유니트(2)가 시공될 위치의 제2연결재(32) 전면에 제1연결재(31)를 결합한다.
그리고 (c) 상기 제1연결재(31)에 각각 보강 유니트(2)를 결합한다(도 22).
상기 보강 유니트(2)는 각 제1연결재(31)의 위치에 양중하여 설치하고, 제1연결재(31)를 보강 유니트(2)와 고정한다.
상기 보강 유니트(2)에는 별도의 접합철물이 구비되지 않으므로, 보강 유니트(2)의 제작이 용이하다.
상기 (a) 단계 내지 (c) 단계 중 어느 한 단계에서 기존 구조물(1)의 측면 하부에는 보강기초(4)가 시공될 수 있다.
상기 보강 유니트(2)는 보강기초(4)와 정착 철근 등에 의해 고정 가능하다.
1: 기존 구조물 11: 수직부재
12: 슬래브 2: 보강 유니트
21: 수직보강재 22: 수평보강재
3: 연결부 31: 제1연결재
311: 전면판 312: 측면판
313: 고정볼트 32: 제2연결재
321: 전면판 322: 측면판
323: 앵커볼트 33: 접합앵커
34: 고정너트 4: 보강기초
5: 수평연결재 6: 다이아프램부
61: 헌치 7: 응력분산구
71: 전면판 72: 경사판
73: 측면판 74: 후면판
8: 채움재

Claims (9)

  1. 복수의 층으로 구성되는 기존 구조물(1)의 외부에 기존 구조물(1)의 각 층 슬래브(12)를 가로지르도록 수직 방향으로 구비되는 것으로 복수의 수직보강재(21)와 수평보강재(22)로 구성되는 프레임 구조로 형성되어 상호 이격되도록 배치되는 복수 열의 보강 유니트(2);
    상기 보강 유니트(2)를 기존 구조물(1)의 각 층 슬래브(12) 일측단에 고정시키는 연결부(3); 및
    기존 구조물(1)의 슬래브(12)를 상기 보강 유니트(2) 내로 확장하기 위해 일단은 상기 슬래브(12)의 단부에 결합되고, 양측은 이웃하는 양측의 보강 유니트(2)에 결합되는 다이아프램부(6); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 보강 유니트(2)는 수평연결재(5)로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 연결부(3)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 높이에 구비되는 것으로 평면상 ㄷ자 형상으로 형성되어 상기 보강 유니트(2)의 전면과 측면 일부를 감싸도록 고정되는 제1연결재(31)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조.
  6. 제5항에서,
    상기 연결부(3)는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 수평 방향으로 밀착 고정되는 제1연결재(31)가 더 포함되어 제1연결재(31)와 제2연결재(32)가 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조.
  7. 제6항에서,
    상기 제1연결재(31)와 제2연결재(32)는 접합앵커(33)에 의해 상호 결합되되, 상기 접합앵커(33)의 일단은 제2연결재(32)를 관통하여 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 측단에 앵커링되고, 타단은 상기 제1연결재(31)의 전면판(311)을 관통하여 전면판(311)의 후면에서 고정너트(34)가 체결되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조.
  8. 제6항에서,
    이웃하는 보강 유니트(2)의 사이에는 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 단부에 고정되는 응력분산구(7)가 구비되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조.
  9. 제6항에 의한 증축 골조형 내진 보강 구조를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 기존 구조물(1)의 슬래브(12) 외측면에 제2연결재(32)를 고정하는 단계;
    (b) 상기 제2연결재(32)의 전면에 복수의 제1연결재(31)를 고정하는 단계; 및
    (c) 상기 제1연결재(31)에 각각 보강 유니트(2)를 결합하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증축 골조형 내진 보강 구조의 시공 방법.
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