KR102348136B1 - 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법 - Google Patents

기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법은 기존 구조체의 개구부를 둘러싸도록 상기 기존 구조체의 개구부의 테두리에 대응되게 형성되는 내부 프레임과; 상기 내부 프레임을 둘러싸도록 형성되며, 상기 기존 구조체의 외벽에 접합되는 외부 프레임과; 상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에 복수개 설치되어 진동을 감쇠시키며, 상기 진동 감쇠방향을 따라 그 일측 끝단이 상기 외부 프레임의 내측에 힌지 결합되고 그 타측 끝단이 상기 내부 프레임의 외측에 힌지 결합되는 복수개의 댐퍼와; 상기 외부 프레임을 기존 구조체에 접합시키는 접합부;를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법을 이용하면, 기존 구조체를 효율적으로 내진보강할 수 있으면서 개방감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법{Open type damping system for seismic retrofit of existing structure and constructing method for the same}
본 발명은 학교 건물 등 기존 구조체의 창호 등 개구부에 시공되는 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 개방형 감쇠시스템은 기존 구조체의 창호 등 개구부에 시공되어 기존 구조체를 내진 보강하는 것으로, 내진보강 후에도 개방성을 중요시하는 시장의 요구에 의해 개발되었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1573060호(등록일자;2015년11월24일)에는 '건물의 개구부 내진보강장치 및 이를 이용한 내진보강공법'이 개시되어 있다. 이 선행특허를 살펴보면, 건물 개구부의 수평방향의 상하 내측면에 각각 외측으로 외력이 가하여진 상태로 밀착될 수 있도록 제1가압부재들에 의해 가압된 밀착되는 제1,2수평보강부재와, 상기 개구부의 수직방향 측의 좌우 내측면에 각각 외측으로 외력이 가하여진 상태로 밀착될 수 있도록 제2가압부재들에 의해 가압된 상태로 밀착되는 제1,2수직보강부재들과, 상기 개구부의 상하 내측면에 밀착되는 상기 제1,2수평보강부재와 개구부의 수직방향의 좌우측면에 밀착되는 상기 제1,2수직보강부재들의 단부를 각각 연결하여 개구부의 내측면에 가압된 상태로 유지될 수 있도록 고정하여 제1,2가압부재를 제거할 수 있도록 하는 연결브라켓들을 구비한다.
그러나 종래기술들에도 불구하고, 기존 구조체의 내진 보강을 위한 개방형 감쇠 시스템은 상술한 바와 같이 기존 구조체의 개구부에 시공되더라도 기존 구조체의 개구부를 최대한 가리지 않아야 하고, 아울러 기존 구조체에는 처음부터 같이 시공된 것처럼 일체로 접합되어야 하며, 더불어 최근 강도가 점점 커지는 지진에 대응하여 큰 변위도 효율적으로 흡수할 수 있어야 하는 바, 현 실정은 이러한 요건들을 모두 충족할 수 있는 방안에 대한 연구가 계속해서 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1573060호(등록일자;2015년11월24일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부 프레임은 기존 구조체와 일체화되어 전단변형을 하고 내부 프레임은 피봇 작용을 통해 회전 변위를 발생시키고 이러한 변위를 댐퍼가 흡수할 수 있는 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템은 기존 구조체의 개구부를 둘러싸도록 상기 기존 구조체의 개구부의 테두리에 대응되게 형성되는 내부 프레임과; 상기 내부 프레임을 둘러싸도록 형성되며, 상기 기존 구조체의 외벽에 접합되는 외부 프레임과; 상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에 복수개 설치되어 진동을 감쇠시키며, 상기 진동 감쇠방향을 따라 그 일측 끝단이 상기 외부 프레임의 내측에 힌지 결합되고 그 타측 끝단이 상기 내부 프레임의 외측에 힌지 결합되는 복수개의 댐퍼와; 상기 외부 프레임을 기존 구조체에 접합시키는 접합부;를 포함한다.
상기 내부 프레임 및 외부 프레임은 사각틀 형태로 형성되고; 상기 복수개의 댐퍼는, 상기 내부 프레임을 기준으로 상기 내부 프레임의 좌,우측 중 어느 한쪽에 상하로 배열되며 그 일측 끝단이 상기 외부 프레임의 내측 꼭지점에 힌지 결합되고 그 타측 끝단이 상기 내부 프레임의 외측 꼭지점 부근의 좌,우측 모서리 중 어느 한쪽에 힌지 결합되는 제1,제2댐퍼를 포함한다. 그리고 상기 내부 프레임의 좌,우측 중 내부 프레임을 기준으로 상기 제1,제2댐퍼와 반대쪽에는 상하 배열되어 그 일측 끝단이 상기 외부 프레임의 내측 꼭지점에 결합되고 그 타측 끝단이 상기 내부 프레임의 상측 모서리에 힌지 결합되는 제3,제4힌지 로드가 설치된다.
상기 댐퍼는 실리콘 점성 감쇠장치로 이루어질 수 있다.
상기 내부 프레임의 내측에는 상기 내부 프레임의 면외 변형을 방지할 수 있도록 상기 내부 프레임의 인접 모서리들 사이에 대각선으로 설치되는 복수개의 더미 빔들을 포함할 수 있다.
상기 외부 프레임은 H자형 빔으로 이루어지며; 상기 접합부는, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 일렬로 복수개 설치되며, 각각 그 양 끝단이 상기 기존 구조체에 고정되는 U자형 앵커와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 상기 U자형 앵커와 교차로 복수개 설치되며, 각각 상기 외부 프레임에 고정되는 스터드와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 배근되는 배근부와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 타설되는 타설부를 포함할 수 있다.
또는 상기 접합부는, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 일렬로 복수개 설치되는 U자형 앵커와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 배근되는 배근부와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 타설되는 타설부를 포함하며, 상기 U자형 앵커는 그 양 끝단이 상기 외부 프레임에서 상기 기존 구조체를 향해 상기 외부 프레임을 관통하고 상기 기존 구조체에 고정될 수 있다. 아울러 상기 외부 프레임에는 상기 U자형 앵커가 관통되는 관통홀들이 형성되며; 상기 U자형 앵커는, 일측 끝단이 상기 기존 구조체에 고정되고 타측 끝단이 상기 외부 프레임의 외측면에 밀착되며 타측 끝단에 나사 체결홀이 형성된 제1,제2앵커 볼트와, 상기 외부 프레임의 내측면에 밀착되면 상기 외부 프레임의 한 쌍의 관통홀과 합치되는 제1,제2 나사 체결홀이 형성된 아이 엔드와, 상기 외부 프레임에서 상기 기존 구조체를 향해 상기 아이 엔드의 제1,제2나사 체결홀 및 상기 제1,제2앵커 볼트의 나사 체결홀에 체결되는 제1,제2무두 볼트를 포함할 수 있다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템의 시공방법은, 상기 기존 구조체에 상기 U자형 앵커의 양 끝단이 매립되는 앵커 홀들을 천공하는 천공단계와; 상기 천공단계 후, 상기 기존 구조체에 외부 프레임 또는 외부 프레임을 포함하는 상기 개방형 감쇠시스템을 가설하는 가설단계와; 상기 가설단계 전 또는 후에 상기 U자형 볼트를 상기 기존 구조체에 고정하는 앵커고정단계와; 상기 앵커고정단계 후, 상기 기존 구조체와 외부 프레임 사이에 상기 배근부를 배근하는 배근단계와; 상기 배근단계 후, 상기 기존 구조체와 외부 프레임 사이에 콘크리트를 타설하여 상기 타설부를 형성하는 타설단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 및 그 시공방법은, 외부 프레임은 기존 구조체와 일체화되어 전단변형을 하고 내부 프레임은 피봇 작용을 통해 회전 변위를 발생시키고 이러한 변위를 댐퍼가 흡수하기 때문에 기존 구조체를 효율적으로 내진보강할 수 있으며, 개방감이 확보될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 개방형 감쇠시스템의 내진보강작용을 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 접합부의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 접합부의 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 중 접합부가 도시된 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템 중 접합부가 도시된 평단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 접합부 중 U자형 앵커 분해 사시도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 기존 구조체(2)의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템은, 내부 프레임(10)과, 외부 프레임(20)과, 댐퍼(30,32)와, 접합부(50)를 포함한다. 특히 본 발명은 기존 구조체(2)의 창호 등 개구부 한 개에 대응되는 크기로 형성될 수도 있고, 도시된 바와 같이 여러 개의 개구부에 대응되는 크기로 형성되어 기존 구조체(2)의 개구부를 가리는 면적이 최소화됨으로써 개방감이 극대화될 수 있다.
내부 프레임(10)은 기존 구조체(2)의 개구부를 둘러싸도록 기존 구조체(2)의 개구부의 테두리에 대응되게 형성된다. 예컨대 내부 프레임(10)은 기존 구조체(2)의 개구부 중 하나인 창호에 대응하여 사각틀 형태로 형성될 수 있다. 내부 프레임(10)은 사각틀 형태인 경우, 4개의 빔(beam)으로 이루어질 수 있다.
한편 내부 프레임(10)의 내측에는 내부 프레임(10)의 면외 변형, 즉 내부 프레임(10)의 각 빔과 직교하는 방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있도록 내부 프레임(10)의 인접 모서리들 사이에 대각선 방향으로 복수개, 예컨대 4개의 더미 빔(dummy beam)(12)들이 빗대어 설치된다. 더미 빔(12)은 축강성이 작고 적절한 전단,휨 강성을 갖는 것이 바람직하다.
외부 프레임(20)은 내부 프레임(10)의 외측에 일정 간격을 두고 내부 프레임(10)을 둘러싸도록 형성된다. 예컨대 외부 프레임(20)은 사각틀 형태의 내부 프레임(10)에 대응하여 사각틀 형태로 형성될 수 있다. 외부 프레임(20) 또한 사각틀 형태인 경우, 4개의 빔(beam)들로 이루어질 수 있다. 특히 외부 프레임(20)의 각 빔들은 접합부(50)에 의해 기존 구조체(2)의 외벽에 접합될 수 있도록 H자형으로 이루어질 수 있다.
외부 프레임(20)은 접합부(50)에 의해 기존 구조체(2)의 외벽에 접합되어 기존 구조체(2)와 일체화될 수 있다.
댐퍼(30,32)는 외부 프레임(20)과 내부 프레임(10) 사이에 복수개 설치되어 진동을 감쇠시킨다. 특히 내부 프레임(10)이 피벗 작용을 통해 회전 변위를 발생시킬 수 있도록 복수개의 댐퍼(30,32) 중 적어도 일부는 각 댐퍼(30,32)의 진동 감쇠방향을 따라 그 일측 끝단이 외부 프레임(20)의 내측에 힌지 결합되고 그 타측 끝단이 내부 프레임(10)의 외측에 힌지 결합된다.
내부 프레임(10) 및 외부 프레임(20)이 사각틀 형태인 경우, 댐퍼(30,32)는 총 2개로 이루어질 수 있다. 즉 제1,제2댐퍼(30,32)는 서로 내부 프레임(10)을 기준으로 내부 프레임(10)의 좌,우측 중 어느 한쪽,예컨대 좌측에 상하로 배열될 수 있다. 제1,제2댐퍼(30,32)는 각각 그 일측 끝단이 외부 프레임(20)의 내측 꼭지점에 힌지 결합되고, 그 타측 끝단이 내부 프레임(10)의 외측 꼭지점 부근의 좌,우측 모서리 중 어느 한쪽, 즉 좌측 모서리에 힌지 결합될 수 있다.
각각의 댐퍼(30,32)는 큰 변위에도 이상 없이 작동될 수 있는 속도 의존형으로서 실리콘 점성체를 이용한 실리콘 점성 감쇠장치로 이루어진다. 즉 실리콘 점성 감쇠장치는 속도에 의해 저항력이 발생하는 실리콘 점성을 이용하여 감쇠력을 발생시키는 장치이다. 이러한 댐퍼(30,32)는 실린더 안에 겔(gel) 형태의 실리콘이 충전되어 있고, 피스톤 헤드(30b)가 움직이면 실린더와 피스톤 사이의 틈으로 실리콘이 이동하며 저항력을 발생시킨다. 따라서 실리콘 점성 감쇠장치는 탄성이 없고 설계에 맞춰 작동 구간을 크게 제작할 수 있기 때문에 감쇠율이 높으며, 작동 후에도 제품에 손상이 발생하지 않기 때문에 영구적 사용이 가능하며, 여진에도 대비할 수 있고, 실리콘이 겔 형태로 충전되어 누유현상이 전혀 없으며 따라서 추가적인 유지보수가 필요없는 장점이 있다.
이와 아울러 내부 프레임(10)의 좌,우측 중 내부 프레임(10)을 기준으로 제1,제2댐퍼(30,32)와 반대쪽에는 외부 프레임(20)과 내부 프레임(10)을 연결하는 제1,제2힌지 로드(40,42)가 설치된다. 제1힌지 로드(40)는 제2힌지 로드보다 상측에 설치될 수 있다. 제1힌지 로드(40)는 그 일측 끝단이 외부 프레임(20)의 내측 꼭지점에 힌지 결합되고, 그 타측 끝단이 내부 프레임(10)의 상측 모서리에 힌지 결합될 수 있다. 제2힌지 로드(42)는 제1힌지 로드보다 하측에 설치될 수 있다. 제2힌지 로드(42)는 그 일측 끝단이 외부 프레임(20)의 내측 꼭지점 측에 힌지 결합되지 않고 고정되고, 그 타측 끝단이 내부 프레임(10)의 하측 모서리에 힌지 결합될 수 있다. 따라서 제1,제2힌지 로드(40,42)를 통해 내부 프레임(10)은 외부 프레임(20)의 전단변위, 즉 수평변위를 전달받고, 제1,제2댐퍼(30,32)가 감쇠작용을 한다.
접합부(50)는 외부 프레임(20)에 기존 구조체(2)와 일체화될 수 있도록 외부 프레임(20)을 기존 구조체(2)의 외벽에 접합시키는 것으로, U자형 앵커(52)와, 스터드(54)와, 배근부(56)와, 타설부(58)를 포함한다.
U자형 앵커(52)는 U자 형상이며, 양 끝단이 각각 기존 구조체(2)의 천공된 앵커 홀에 매립되어 고정되고, 기존 구조체(2)로부터 외부 프레임(20)을 향해 수직으로 돌출된다. U자형 앵커(52)는 외부 프레임(20)의 각 빔의 길이방향, 즉 상하방향 또는 좌우방향을 따라 일렬로 복수개 설치된다. U자형 앵커(52)는 기존 구조체(2)에 견고하게 고정될 수 있도록 케미컬 앵커(chemical anchor) 공법으로 시공될 수 있다. 이러한 케미컬 앵커 공법의 경우, 기존 구조체(2)의 앵커홀(2a)에 쉽게 터지거나 깨지기 쉬운 용기에 수지와 골재의 혼합물과 경화제가 충진된 케미컬 캡슐을 삽입한 후, U자형 앵커(52)를 넣으면서 케미컬 캡슐을 파손시킴으로써 케미컬 캡슐 내 수지와 골재의 혼합물이 경화제에 의해 고화되면서 U자형 앵커(52)가 기존 구조체(2)의 앵커홀(2a)에 견고하게 박혀 있는 상태를 유지할 수 있다.
스터드(54)는 일자형으로 형성되며, 외부 프레임(20)에 용접 등에 의해 일체로 접합되어 외부 프레임(20)과 기존 구조체(2) 사이에 위치된다. 스터드(54) 또한 외부 프레임(20)의 각 빔의 길이방향을 따라 복수개가 일렬 배열되며, 이때 U자형 앵커(52)와 구조적으로 간섭되지 않도록 외부 프레임(20)의 각 빔의 길이방향을 따라 U자형 앵커(52)와 교차 배열된다.
배근부(56)는 증설된 콘크리트 타설부(58)를 보강하는 골조로서, 외부 프레임(20)과 기존 구조체(2) 사이에 주철근, 스트럽 등으로 기둥 증타와 같은 형식으로 배근된 것으로 이루어진다.
타설부(58)는 외부 프레임(20)과 기존 구조체(2) 사이를 기둥 증타 방식으로 콘크리트로 메우는 것으로 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템의 시공방법을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
먼저 천공단계를 실시한다. 천공단계는 기존 구조체(2)에 앵커홀(2a)들을 천공한다. 천공단계 후, 가설단계에 U자형 볼트를 기존 구조체(2)의 앵커홀(2a)에 매립하여 기존 구조체(2)에 고정한다. 다음, 외부 프레임(20)에 스터드(54)를 접합한다. 이때 본 발명의 개방형 감쇠시스템은 현장에 조립 완성된 상태로 운반될 수도 있고, 현장에서 조립 완성될 수도 있다. 따라서 기존 구조체(2)에는 외부 프레임(20)만 먼저 가설되거나 또는 외부 프레임(20)을 포함하는 본 발명의 개방형 감쇠시스템 전체가 가설될 수 있다. 다음 기존 구조체(2)와 외부 프레임(20) 사이에 배근부(56)를 배근하고, 배근단계 후 기존 구조체(2)와 외부 프레임(20) 사이에 콘크리트를 타설하여 상기 타설부(58)를 형성한다.
한편 본 발명은 내부 프레임(10)의 면외방향 거동을 구속하기 위한 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다.
가이드는 내부 프레임(10)의 상,하측과 외부 프레임(20) 사이에 설치된다. 가이드는 더미 빔(12) 또는 내부 프레임(10)과 일체로 결속된 제1가이드 부재와, 외부 프레임(20)에 일체로 결속되며 제1가이드 부재와 상하 및 좌우 상대 이동 가능토록 결합되는 제2가이드 부재를 포함한다. 따라서 내부 프레임(10)이 회전 변위를 일으킬 때, 내부 프레임(10)은 더미 빔(12) 및 가이드에 의해 지지되어 회전 변위에 자유롭되 면외 방향 거동이 구속될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 기존 구조체(2)의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템에 대한 작용효과를 상세히 설명하면, 다음과 같다.
외부 프레임(20)은 기존 구조체(2)와 일체화 거동을 하기 때문에 지진 하중 작용시 전단거동을 하는 기존 구조체(2)의 거동이 외부 프레임(20)으로 그대로 전달된다. 이 전단 거동을 내부 프레임(10)은 피벗 작용을 통해 전달받아 회전 변위를 일으킨다.
이러한 외부 프레임(20)과 내부 프레임(10)의 거동 차이로 인하여 두 프레임 사이에 변위 차이가 발생하게 되며, 이러한 변위 차이가 댐퍼(30,32)에 전달되어 댐퍼(30,32)가 에너지를 소산하는 거동을 함으로써 기존 구조체(2)의 내진보강작용을 한다. 특히 댐퍼(30,32)는 실리콘 점성체를 이용한 실리콘 점성 감쇠장치를 사용하여 큰 변위에도 이상 없이 작동하며, 내구성 및 에너지 소산 효율 면에서도 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다.
즉 도 2를 참조하는 바와 같이, 외부 프레임(20)에 좌측방향의 전단변형이 발생하면 내부 프레임(10)은 우측 하부 모서리를 중심으로 반시계방향으로 회전한다. 이 회전은 좌측 모서리에서 내부 프레임(10)과 외부 프레임(20) 간에 변위차를 발생시키고 제1댐퍼(30,32)에는 인장력, 제2댐퍼(30,32)에는 압축력을 가한다.
반대로 외부 프레임(20)에 우측 방향의 전단변형 발생시 제1댐퍼(30,32)에는 압축력, 제2댐퍼(30,32)에는 인장력이 발생한다.
한편 본 발명은 기존 구조체(2)의 2개층의 창호에 대응되는 크기로 형성되는 경우, 2개 층의 변위를 한 개의 댐퍼(30,32)에 집중시켜 에너지 소산 면적이 더 커져 효율이 크게 향상될 수 있다.
이하 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명의 제2실시예에 따른 기존 구조체(2)의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템은 상술한 본 발명의 제1실시예 대비 접합부(50)를 제외하고는 동일하게 이루어질 수 있다.
접합부(50)는 U자형 앵커(52)와, 배근부(56)와, 타설부(58)를 포함하되, U자형 앵커(52)는 그 양 끝단이 외부 프레임(20)에서 기존 구조체(2)를 향해 외부 프레임(20)을 관통하여 기존 구조체(2)에 고정된다. 외부 프레임(20)에는 U자형 앵커(52)의 양 끝단이 관통될 수 있도록 관통홀(20a)이 형성된다.
따라서 U자형 앵커(52)에 의해 외부 프레임(20)과 기존 구조체(2)가 구조적으로 결속될 수 있어 외부 프레임(20)과 기존 구조체(2)가 보다 견고하게 일체로 결속될 수 있다. 또한 본 발명의 제1실시예 대비 스터드가 생략될 수 있다.
이하 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명의 제3실시예에 따른 기존 구조체(2)의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템은 상술한 본 발명의 제2실시예 대비 접합부(50)의 U자형 앵커(100)를 제외하고는 동일하게 이루어질 수 있다.
접합부(50)의 U자형 앵커(100)는 분리형 구조로서, 제1,제2앵커 볼트(102,103)와, 아이 엔드(eye-end)(104)와, 제1,제2무두(無頭) 볼트(106,07)를 포함한다.
제1,제2앵커 볼트(102,103)는 기존 구조체(2)와 외부 프레임(20) 사이에 기존 구조체(2)에 대하여 수직으로 설치되는 일자형으로, 일측 끝단이 기존 구조체(2)의 앵커홀(2b)에 매립되어 고정되고, 타측 끝단이 외부 프레임(20)의 외측면에 밀착된다. 제1,제2앵커 볼트(102,103)의 일측 끝단에는 외측면이 볼트 형태로 형성된다. 제1,제2앵커 볼트(102,103)의 타측 끝단에는 각각 제1,제2앵커 볼트(102,103)의 길이방향을 따라 나사 체결홀(102a,103a)이 형성된다. 제1,제2앵커 볼트(102,103)는 외부 프레임(20)의 각 빔의 폭방향으로 나란히 설치될 수 있다.
아이 엔드(104)는 제1,제2앵커 볼트(102,103)를 연결하여 U자형을 완성시키는 것으로, 제1,제2앵커 볼트(102,103) 사이 방향으로 긴 일자형이며, 양쪽 끝단에 각각 외부 프레임(20)의 한 쌍의 관통홀(20a)과 합치되는 제1,제2 나사 체결홀(104a)이 형성된다. 아이 엔드(104)는 외부 프레임(20)의 내측면에 밀착된 상태로 설치될 수 있다.
제1,제2무두 볼트(106,107)는 머리가 없이 전체적으로 직경이 일정한 일자형 볼트이다. 제1,제2무두 볼트(106,107)는 아이 엔드(104)의 제1,제2나사 체결홀(104a) 및 외부 프레임(20)의 한 쌍의 관통홀(20a), 그리고 제1,제2앵커 볼트(102,103)의 나사 체결홀(102a,103a)에 동시에 체결되어 제1,제2앵커 볼트(102,103) 및 외부 프레임(20), 그리고 아이 엔드(104)를 일체로 결속시킨다.
따라서 U자형 앵커(52)가 분리형 구조로 이루어짐에 따라, U자형 앵커(52)에 의해 기존 구조체(2)와 외부 프레임(20)이 구조적으로 일체화되어 결속될 수 있을 뿐만 아니라, 제1,제2앵커 볼트(102,103)를 기존 구조체(2)에 먼저 고정한 후, 외부 프레임(20)을 설치할 수 있어 구조적으로 외부 프레임(20)의 간섭없이 제1,제2앵커 볼트(102,103)의 시공 및 배근부(56)의 배근 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
2; 기존 구조체 10; 내부 프레임
12; 더미 빔 20; 외부 프레임
30; 댐퍼 50; 접합부
52; U자형 앵커 54; 스터드
56; 배근부 58; 타설부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 기존 구조체의 개구부를 둘러싸도록 상기 기존 구조체의 개구부의 테두리에 대응되게 형성되는 내부 프레임과;
    상기 내부 프레임을 둘러싸도록 형성되며, 상기 기존 구조체의 외벽에 접합되는 외부 프레임과;
    상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에 복수개 설치되어 진동을 감쇠시키며, 상기 진동 감쇠방향을 따라 그 일측 끝단이 상기 외부 프레임의 내측에 힌지 결합되고 그 타측 끝단이 상기 내부 프레임의 외측에 힌지 결합되는 복수개의 댐퍼와;
    상기 외부 프레임을 기존 구조체에 접합시키는 접합부;를 포함하고,
    상기 외부 프레임은 H자형 빔으로 이루어지며;
    상기 접합부는,
    상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 일렬로 복수개 설치되며, 각각 그 양 끝단이 상기 기존 구조체에 고정되는 U자형 앵커와,
    상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 상기 U자형 앵커와 교차로 복수개 설치되며, 각각 상기 외부 프레임에 고정되는 스터드와,
    상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 배근되는 배근부와,
    상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 타설되는 타설부를 포함하는;
    기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템.
  6. 기존 구조체의 개구부를 둘러싸도록 상기 기존 구조체의 개구부의 테두리에 대응되게 형성되는 내부 프레임과;
    상기 내부 프레임을 둘러싸도록 형성되며, 상기 기존 구조체의 외벽에 접합되는 외부 프레임과;
    상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에 복수개 설치되어 진동을 감쇠시키며, 상기 진동 감쇠방향을 따라 그 일측 끝단이 상기 외부 프레임의 내측에 힌지 결합되고 그 타측 끝단이 상기 내부 프레임의 외측에 힌지 결합되는 복수개의 댐퍼와;
    상기 외부 프레임을 기존 구조체에 접합시키는 접합부;를 포함하고,
    상기 외부 프레임은 H자형 빔으로 이루어지며;
    상기 접합부는, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 일렬로 복수개 설치되는 U자형 앵커와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 배근되는 배근부와, 상기 외부 프레임과 기존 구조체 사이에 타설되는 타설부를 포함하며,
    상기 U자형 앵커는 그 양 끝단이 상기 외부 프레임에서 상기 기존 구조체를 향해 상기 외부 프레임을 관통하고 상기 기존 구조체에 고정되는 것;
    을 특징으로 하는 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 외부 프레임에는 상기 U자형 앵커가 관통되는 관통홀들이 형성되며;
    상기 U자형 앵커는,
    일측 끝단이 상기 기존 구조체에 고정되고 타측 끝단이 상기 외부 프레임의 외측면에 밀착되며 타측 끝단에 나사 체결홀이 형성된 제1,제2앵커 볼트와,
    상기 외부 프레임의 내측면에 밀착되면 상기 외부 프레임의 한 쌍의 관통홀과 합치되는 제1,제2 나사 체결홀이 형성된 아이 엔드와,
    상기 외부 프레임에서 상기 기존 구조체를 향해 상기 아이 엔드의 제1,제2나사 체결홀 및 상기 제1,제2앵커 볼트의 나사 체결홀에 체결되는 제1,제2무두 볼트를 포함하는;
    것을 특징으로 하는 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템의 시공방법에 있어서,
    상기 기존 구조체에 상기 U자형 앵커의 양 끝단이 매립되는 앵커 홀들을 천공하는 천공단계와;
    상기 천공단계 후, 상기 기존 구조체에 외부 프레임 또는 외부 프레임을 포함하는 상기 개방형 감쇠시스템을 가설하는 가설단계와;
    상기 가설단계 전 또는 후에 상기 U자형 볼트를 상기 기존 구조체에 고정하는 앵커고정단계와;
    상기 앵커고정단계 후, 상기 기존 구조체와 외부 프레임 사이에 상기 배근부를 배근하는 배근단계와;
    상기 배근단계 후, 상기 기존 구조체와 외부 프레임 사이에 콘크리트를 타설하여 상기 타설부를 형성하는 타설단계;
    를 포함하는 기존 구조체의 내진보강을 위한 개방형 감쇠시스템의 시공방법.
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