KR102432031B1 - 내진보강 구조물 및 이를 이용한 내진보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심부에 앵커 장착공(111)이 형성되고, 전면에 커넥션플레이트(120)가 기립구조로 돌출형성된 베이스플레이트(100); 상기 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 기존건물(10)에 형성된 앵커공(11)에 고정됨으로써, 상기 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록 고정하는 앵커(110); 상호 이격되도록 형성된 양측 플랜지(210)를 구비하고, 상기 기존건물(10)의 외측에 설치되는 철골 프레임(200); 상기 철골 프레임(200)과 상기 커넥션플레이트(120)를 결합하는 커넥션볼트(300);를 포함하고, 상기 커넥션볼트(300)는 커넥션플레이트(120)에 형성된 커넥션볼트 관통공(121)을 관통하여, 상기 철골 프레임(200)의 양측 플랜지(210)에 각각 형성된 커넥션볼트 장착공(211)에 양단이 고정되는 것을 특징으로 하는 내진보강 구조물을 제시함으로써, 보강구조물에 작용하는 면외모멘트를 감소시켜 내진보강의 효율성을 증대하고, 내진보강 구조물의 크기(돌출정도)를 감소시켜 타 부재와의 저촉에 의한 공간적 제약 문제를 최소화하며, 시공성이 우수하고, 보수작업에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 한다.

Description

내진보강 구조물 및 이를 이용한 내진보강공법{REINFORCING STRUCTURE FOR EARTHQUAKE-PROOF}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 내진보강 구조물 및 이를 이용한 내진보강공법에 관한 것이다.

최근 국내외에 잦은 지진이 발생함에 따라, 기존 학교, 공공시설물 등 건축 구조물의 내진 보강 수요가 증가하고 있다.

이에 따라 기존 철근콘크리트 구조체의 외부 혹은 내부에 철골 프레임을 추가로 설치하여 기존 구조체의 강성과 연성을 증가시키는 내진보강공법이 개발되고 있다.

도 1은 종래의 내진보강 구조물의 단면도이다.

이는 기존건물(10)의 기둥, 보, 벽체의 외면에 대하여 베이스플레이트(11)를 앵커(12)에 의해 고정하고, 그 베이스플레이트(11)에 대하여 철골 프레임(20)을 결합하는 구조를 취한다.

베이스플레이트(11)에는 전면에 한 쌍의 커넥션플레이트(13)가 기립구조로 돌출형성되고, H빔 구조의 철골 프레임(20)에는 복부판에서 내측으로 한 쌍의 결합플레이트(21)가 돌출형성되며, 이들 한 쌍의 커넥션플레이트(13)와 한 쌍의 결합플레이트(21)가 각각 볼트(30)에 의해 결합하는 방식을 취한다.

이와 같이, 베이스플레이트(11)와 철골 프레임(20)이 결합한 상태에서, 철골 프레임(20)의 주위에 몰탈을 타설하여 내진보강 구조물을 형성한다.

그런데, 이러한 종래의 내진보강 구조물은 한 쌍의 커넥션플레이트(13)와 한 쌍의 결합플레이트(21)가 각각 볼트(30)에 의해 결합하여야 하므로, 볼트의 결합작업을 위하여 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(20) 사이에 작업공간이 형성되어야 한다.

즉, 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(20) 사이의 간격이 크게 형성되어야 하고, 이에 따라 다음과 같은 문제가 있었다.

첫째, 철골 프레임(20)에 의한 보강구조물에 작용하는 면외모멘트가 증가하여 내진보강의 효율성이 저하된다.

둘째, 내진보강 구조물의 크기(돌출정도)가 불필요하게 증가하므로, 타 부재와의 저촉에 의한 공간적 제약 문제가 발생한다.

셋째, 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(20) 사이의 협소한 공간에서 볼트 결합작업이 이루어져야 하므로, 시공성이 좋지 않다.

넷째, 커넥션플레이트, 결합플레이트의 길이가 길어야 하고, 몰탈의 소요량이 많아지므로, 전체적으로 보수작업에 소요되는 비용이 증가한다.

위 종래기술의 도면부호는 당해 종래기술의 설명에 대하여만 한정되는 것으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 보강구조물에 작용하는 면외모멘트를 감소시켜 내진보강의 효율성을 증대하고, 내진보강 구조물의 크기(돌출정도)를 감소시켜 타 부재와의 저촉에 의한 공간적 제약 문제를 최소화하며, 시공성이 우수하고, 보수작업에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 하는 내진보강 구조물 및 이를 이용한 내진보강공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 심부에 앵커 장착공(111)이 형성되고, 전면에 커넥션플레이트(120)가 기립구조로 돌출형성된 베이스플레이트(100); 상기 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 기존건물(10)에 형성된 앵커공(11)에 고정됨으로써, 상기 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록 고정하는 앵커(110); 상호 이격되도록 형성된 양측 플랜지(210)를 구비하고, 상기 기존건물(10)의 외측에 설치되는 철골 프레임(200); 상기 철골 프레임(200)과 상기 커넥션플레이트(120)를 결합하는 커넥션볼트(300);를 포함하고, 상기 커넥션볼트(300)는 커넥션플레이트(120)에 형성된 커넥션볼트 관통공(121)을 관통하여, 상기 철골 프레임(200)의 양측 플랜지(210)에 각각 형성된 커넥션볼트 장착공(211)에 양단이 고정되는 것을 특징으로 하는 내진보강 구조물을 제시한다.

상기 철골 프레임(200)은, 상기 양측 플랜지(210); 상기 양측 플랜지(210)의 내측 중앙부에 형성된 복부판(220);을 포함하고, 상기 커넥션볼트 장착공(211)은 상기 양측 플랜지(210)의 내측 영역에 형성된 것이 바람직하다.

상기 양측 플랜지(210)의 내측 영역, 상기 복부판(220)의 내측 및 상기 기존건물(10)의 외면의 사이에는 몰탈의 충전에 의한 충전부(400)가 형성된 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 내진보강 구조물을 이용한 내진보강공법으로서, 기존건물(10)에 상기 앵커공(11)을 형성하는 앵커공 형성단계; 상기 앵커(110)를 상기 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 상기 앵커공(11)에 고정함으로써, 상기 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록, 상기 베이스플레이트(100)를 설치하는 베이스플레이트 설치단계; 상기 커넥션볼트(300)를 상기 커넥션볼트 관통공(121) 및 커넥션볼트 장착공(211)에 결합하여, 상기 철골 프레임(200)을 가설치하는 철골 프레임 가설치단계; 상기 양측 플랜지(210)의 내측 영역, 상기 복부판(220)의 내측 및 상기 기존건물(10)의 외면의 사이에 몰탈을 충전하여 상기 충전부(400)를 형성하는 충전부 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진보강공법을 제시한다.

상기 충전부 형성단계는, 상기 기존건물(10)의 외면과 상기 양측 플랜지(210)의 내측 단부 사이의 공간을 폐쇄하도록 거푸집(410)을 설치하는 거푸집 설치단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 보강구조물에 작용하는 면외모멘트를 감소시켜 내진보강의 효율성을 증대하고, 내진보강 구조물의 크기(돌출정도)를 감소시켜 타 부재와의 저촉에 의한 공간적 제약 문제를 최소화하며, 시공성이 우수하고, 보수작업에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 하는 내진보강 구조물 및 이를 이용한 내진보강공법을 제시한다.

도 1은 종래의 내진보강 구조물의 횡단면도.
도 2 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 2는 내진보강 구조물의 사시도.
도 3은 내진보강 구조물의 횡단면도.
도 4는 내진보강 구조물의 종단면도.
도 5는 베이스플레이트의 사시도.
도 6은 철골 프레임의 사시도.
도 7은 내진보강 구조물의 부분사시도.
도 8은 내진보강 구조물의 부분종단면도.
도 9는 내진보강 구조물의 부분횡단면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 기존건물(10)의 기둥(10a), 보(10b), 벽체 등의 외면에 설치되는 내진보강 구조물에 관한 것이다.

이는 베이스플레이트(100), 앵커(110), 철골 프레임(200), 커넥션볼트(300)를 포함하여 구성된다.

철골 프레임(200)은 기둥(10a)의 보강을 위하여 설치된 기둥 보강용 철골 프레임(200a), 보(10b)의 보강을 위하여 설치된 보 보강용 철골 프레임(200b)을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스플레이트(100)는 심부에 앵커 장착공(111)이 형성되고, 전면에 커넥션플레이트(120)가 용접결합 등에 의한 기립구조로 돌출형성된다.

앵커(110)는 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 기존건물(10)에 형성된 앵커공(11)에 고정됨으로써, 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록 고정한다.

철골 프레임(200)은 상호 이격되도록 형성된 양측 플랜지(210)를 구비하고, 기존건물(10)의 외측에 설치된다.

커넥션볼트(300)는 철골 프레임(200)과 커넥션플레이트(120)를 결합하는 체결구로서, 커넥션플레이트(120)에 형성된 커넥션볼트 관통공(121)을 관통하여, 철골 프레임(200)의 양측 플랜지(210)에 각각 형성된 커넥션볼트 장착공(211)에 커넥션볼트(300)의 양단이 너트 등에 의해 고정된다.

철골 프레임(200)은 양측 플랜지(210)를 포함하는 구조이면, H형 단면, ㄷ자형 단면 등 어떤 구조를 적용해도 관계없다.

철골 프레임(200)이 H형 단면구조를 취하는 경우, 양측 플랜지(210)와, 그 내측 중앙부에 형성된 복부판(220)을 포함하는 구성을 취하고, 커넥션볼트 장착공(211)은 양측 플랜지(210)의 내측 영역(기존 건물측 영역)에 형성된다.

양측 플랜지(210)의 내측 영역, 복부판(220)의 내측 및 기존건물(10)의 외면의 사이(기존건물의 외면과 철골 프레임의 사이에 의해 폐쇄되는 영역)에는 몰탈의 충전에 의한 충전부(400)가 형성된다.
커넥션플레이트(120) 및 커넥션볼트(300)의 중앙부는 충전부(400)에 매설된다.

철골 프레임(200)의 외부 전면을 덮도록 거푸집을 설치하고 몰탈을 타설함으로써, 철골 프레임(200)이 전체적으로 매설되는 구조를 취할 수도 있다.

본 발명에 의한 내진보강 구조물을 이용한 내진보강공법은 다음 공정에 의해 이루어진다.

기존건물(10)의 외면의 마감재를 제거하고, 콘크리트면을 치핑한 후, 베이스플레이트(100)의 다수의 앵커 장착공(111)에 대응하도록 다수의 앵커공(11)을 형성한다.

앵커(110)를 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 앵커공(11)에 고정함으로써, 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록, 베이스플레이트(100)를 설치한다.

필요에 따라 베이스플레이트(100)의 후면과 기존건물(10)의 외면 사이에 에폭시 접착제(101) 등을 주입한다.

커넥션볼트(300)를 커넥션볼트 관통공(121) 및 커넥션볼트 장착공(211)에 결합하여, 철골 프레임(200)을 가설치한다.

기존건물(10)의 외면과 양측 플랜지(210)의 내측 단부 사이의 공간을 폐쇄하도록 거푸집(410)을 설치한다.

양측 플랜지(210)의 내측 영역, 복부판(220)의 내측 및 상기 기존건물(10)의 외면의 사이에 몰탈을 충전하여 충전부(400)를 형성한다.

종래의 내진보강 구조물은 한 쌍의 커넥션플레이트(13)와 한 쌍의 결합플레이트(21)가 각각 볼트(30)에 의해 결합하여야 하므로, 볼트의 결합작업을 위하여 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(20) 사이에 작업공간이 형성되어야 함에 따라, 다양한 문제가 있었다.(도 1)

이에 비해, 본 발명에 의한 내진보강 구조물은 베이스플레이트(100)의 커넥션플레이트(120)와 철골 프레임(200)의 양측 플랜지(210)가 하나의 커넥션볼트(300)에 의해 결합하고, 커넥션볼트(300)의 양단은 양측 플랜지(210)의 외측으로 노출됨에 따라, 볼트의 결합작업이 철골 프레임(200)의 외측에서 이루어지는 구조를 취하므로, 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(20) 사이에 별도의 작업공간이 필요없고, 이에 따라 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(20) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.

이는 다음과 같은 효과를 얻도록 한다.

첫째, 철골 프레임(200)에 의한 보강구조물에 작용하는 면외모멘트가 감소하여 내진보강의 효율성이 증대된다.

둘째, 내진보강 구조물의 크기(돌출정도)가 작아지므로, 타 부재와의 저촉에 의한 공간적 제약 문제가 최소화한다.

셋째, 기존건물(10)의 외면과 철골 프레임(200) 사이의 협소한 공간이 아니라, 철골 프레임(200)의 외부에서 볼트 결합작업이 이루어져야 하므로, 시공성이 우수하다.

넷째, 커넥션플레이트의 길이가 짧아도 되고, 거푸집의 크기 및 몰탈의 소요량이 적어지므로, 전체적으로 보수작업에 소요되는 비용이 감소한다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10 : 기존건물 11 : 앵커공
100 : 베이스플레이트 110 : 앵커
111 : 앵커 장착공 120 : 커넥션플레이트
121 : 커넥션볼트 관통공 200 : 철골 프레임
210 : 양측 플랜지 220 : 복부판
221 :커넥션볼트 장착공 300 : 커넥션볼트
400 : 충전부 410 : 거푸집

Claims (5)

1. 내진보강 구조물을 이용한 내진보강공법으로서,
   상기 내진보강 구조물은,
   심부에 앵커 장착공(111)이 형성되고, 전면에 커넥션플레이트(120)가 용접결합에 의한 기립구조로 돌출형성된 베이스플레이트(100);
   상기 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 기존건물(10)에 형성된 앵커공(11)에 고정됨으로써, 상기 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록 고정하는 앵커(110);
   상호 이격되도록 형성된 양측 플랜지(210)를 구비하고, 상기 기존건물(10)의 외측에 설치되는 철골 프레임(200);
   상기 철골 프레임(200)과 상기 커넥션플레이트(120)를 결합하는 커넥션볼트(300);를 포함하고,
   상기 커넥션볼트(300)는 커넥션플레이트(120)에 형성된 커넥션볼트 관통공(121)을 관통하여, 상기 철골 프레임(200)의 양측 플랜지(210)에 각각 형성된 커넥션볼트 장착공(211)에 상기 커넥션볼트(300)의 양단이 고정되고,
   상기 철골 프레임(200)은,
   상기 양측 플랜지(210);
   상기 양측 플랜지(210)의 내측 중앙부에 형성된 복부판(220);을 포함하고,
   상기 커넥션볼트 장착공(211)은 상기 양측 플랜지(210)의 내측 영역에 형성되고,
   상기 양측 플랜지(210)의 내측 영역, 상기 복부판(220)의 내측 및 상기 기존건물(10)의 외면의 사이에는 몰탈의 충전에 의한 충전부(400)가 형성되고,
   상기 커넥션플레이트(120) 및 커넥션볼트(300)의 중앙부는 상기 충전부(400)에 매설되고,
   상기 내진보강공법은,
   기존건물(10)에 상기 앵커공(11)을 형성하는 앵커공 형성단계;
   상기 앵커(110)를 상기 베이스플레이트(100)의 앵커 장착공(111)을 관통하여, 상기 앵커공(11)에 고정함으로써, 상기 베이스플레이트(100)의 후면이 기존건물(10)의 외면에 면접촉되도록, 상기 베이스플레이트(100)를 설치하는 베이스플레이트 설치단계;
   상기 커넥션볼트(300)를 상기 커넥션볼트 관통공(121) 및 커넥션볼트 장착공(211)에 결합하여, 상기 철골 프레임(200)을 가설치하는 철골 프레임 가설치단계;
   상기 양측 플랜지(210)의 내측 영역, 상기 복부판(220)의 내측 및 상기 기존건물(10)의 외면의 사이에 몰탈을 충전하여 상기 충전부(400)를 형성하는 충전부 형성단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 내진보강공법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 충전부 형성단계는,
   상기 기존건물(10)의 외면과 상기 양측 플랜지(210)의 내측 단부 사이의 공간을 폐쇄하도록 거푸집(410)을 설치하는 거푸집 설치단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 내진보강공법.

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