KR102622064B1 - 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛 - Google Patents

거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛 Download PDF

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Abstract

기존 건물의 내진 보강을 위한 철골 구조물의 설치를 위한 조립 공정이 최소화될 수 있는 동시에 별도의 부품의 별도 반입이 필요치 않도록 운반의 편의성이 극대화되고, 벽 또는 보와 철골 구조물의 접합을 위한 거푸집 시공을 생략할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛은, 벽 또는 보에 설치되는 제1 부재; 제1 부재와 제1 힌지부를 통하여 결합됨으로써 접힘 상태에서 수직 연결 상태로 회전 가능하게 연결되어, 수직 연결 상태에서 벽 또는 보에 설치되는 제2 부재; 및 제1 부재와 제2 부재의 힌지 결합 영역의 반대측 각 단측에 양 단측이 결합되고, 중심에 제2 힌지부를 통하여 결합됨으로써, 제1 부재와 제2 부재의 접힘 상태에서 접히고, 수직 연결 상태에서 직선으로 펼쳐지도록 구성되는 브레이스;를 포함하고, 제1 부재와 제2 부재가 벽 또는 보에 접합되는 결합 포인트에는, 내부에 제1 부재와 제2 부재와 벽 또는 보를 접합하기 위한 타설부재가 타설되는 캐비티가 형성되도록 하는 박스형 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛{Steel brace unit for seismic reinforcement that can simplify the formwork and assembly process}
본 발명은 기존 건축물의 내진보강을 위한 철골 구조물에 관한 것으로, 구체적으로는 실내 반입 및 설치 시의 조립 공정의 간소화 및 운반의 편의성이 극대화되고, 벽 또는 보와 철골 구조물의 접합 공정을 위한 거푸집 시공을 생략하는 동시에 그 접합력이 증가된 기술에 관한 것이다.
국내 지진 발생 빈도가 증가함에 따라 내진 성능이 향상된 보강 공법을 적용해야 한다. 특히 기둥은 지진으로 인한 외력을 저항하는 부재로 기둥에 내진 보강 공법을 적용하는 사례가 증가하고 있다.
특히 우리 나라는 내진 설계 기준이 적용되기 이전에 시공된 건축물이 많이 남아 있으며 오래된 건축물의 리모델링이 활성화되고 있어 비용이 저렴하고, 기존 건물에서 쉽게 적용이 가능한 내진 보강 공법의 개발이 요구되고 있다.
골조 내에 브레이스를 설치하는 내진 보강 방법은 소성 변형 능력이 뛰어난 강재를 이용한 시스템으로 가장 효율적이고 경제적인 방법이다. 그러나 브레이스는 브레이스에 작용하는 하중이 좌굴하중보다 작은 범위 내에서는 효과적이나 골조에 과도한 변형이 발생하면 브레이스가 좌굴되게 되며, 기둥에서 철골브레이스 시스템이 탈락되어 더 이상 횡력 저항 부재로서의 역할을 할 수 없게 되는 경우가 많다. 또한 지진으로 인하여 과도한 변형이 발생 시 기둥에서 철골 구조 등이 이탈될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 한국 등록특허 제10-2312941호 등의 경우, 벽 또는 보에 설치되는 부재에 브레이스를 설치 시, 볼트 슬릿을 통하여 결합함으로써, 결합력을 높이고 외력에 의한 탈락을 방지하는 기술을 게시하고 있다.
그러나 이러한 철골 유닛을 시공하기 위해서는 해당 유닛을 실내로 이동시켜야 하는데, 상기의 선행기술들에 있어서는, 주로 브레이스와 고정 부재를 별도로 이동시켜 조립을 수행해야 하기 때문에 조립 공정이 매우 복잡하고 각 부품을 일일이 운반해야 하는 불편함이 존재해 왔다.
또한, 상기의 결합 부재와 벽 또는 보를 접합 시, 거푸집을 시공하고 콘크리트 등의 타설 부재를 타설하여 접합을 해야 하는데 이 경우 거푸집의 시공에 매우 복잡한 공정이 필요되어, 시공 시간이 오래 걸리고, 공정이 매우 복잡한 문제가 존재하여 왔다.
이에 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 철골 구조물의 설치를 위한 조립 공정이 최소화될 수 있는 동시에 별도의 부품의 별도 반입이 필요치 않도록 운반의 편의성이 극대화되고, 벽 또는 보와 철골 구조물의 접합을 위한 거푸집 시공을 생략할 수 있는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛은, 벽 또는 보에 설치되는 제1 부재; 상기 제1 부재와 제1 힌지부를 통하여 결합됨으로써 접힘 상태에서 수직 연결 상태로 회전 가능하게 연결되어, 수직 연결 상태에서 벽 또는 보에 설치되는 제2 부재; 및 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 힌지 결합 영역의 반대측 각 단측에 양 단측이 결합되고, 중심에 제2 힌지부를 통하여 결합됨으로써, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 접힘 상태에서 접히고, 수직 연결 상태에서 직선으로 펼쳐지도록 구성되는 브레이스;를 포함하고, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 벽 또는 보에 접합되는 결합 포인트에는, 내부에 상기 제1 부재와 상기 제2 부재와 벽 또는 보를 접합하기 위한 타설부재가 타설되는 캐비티가 형성되도록 하는 박스형 결합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 서로 접힌 상태에서 상기 브레이스가 함께 접힘 상태로 제공되어, 시공 시 상기 제1 부재, 상기 제2 부재 및 상기 브레이스가 일체로 형성된 상태로 이동된 후, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 수직 연결 상태로 펼침으로써 상기 브레이스가 직선으로 펼쳐지면서 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 지지하도록 한 후, 벽 또는 보에 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 상기 박스형 결합 부재를 통해 접합시키도록 설치됨으로써 건물 내의 내진성을 보강하도록 설치 가능하게 되는 것이 바람직하다.
상기 박스형 결합부는, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 외벽에 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재와 고정된 제1 면와 상기 제1 면과 대향되는 제2 면이 개방되며, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 제외한 네 면은 플레이트 형태로 상기 제1 면과 일체로 형성되어 내부 캐비티를 폐쇄하도록 구성되되, 상기 네 면 중 일 면에는 타설 부재를 내부의 캐비티에 공급하기 위한 유입공이 형성된 본체; 및 상기 벽 또는 보에 볼트 결합되며, 제1 면보다 가로 및 세로 길이가 짧도록 형성되되, 상기 네 면 중 일부에 용접 결합되도록 중심으로부터 상기 네 면 중 일 면과의 경계선에 접촉되도록 치우쳐 설치되고, 상기 본체가 벽 또는 보에 접촉 시 본체의 개방된 제2 면에 위치되도록 하는 연결 플레이트; 를 포함하는 것이 가능하다.
상기 박스형 결합부는, 상기 벽 또는 보에 상기 연결 플레이트를 볼트 결합한 후, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 벽 또는 보에 접촉시키되 상기 본체가 상기 연결 플레이트에 상기 네 면 중 일 면과의 경계선에 접촉되도록 배치하는 제1 단계; 상기 네 면 중 일 면과의 경계선과 상기 연결 플레이트를 용접하는 제2 단계; 및 상기 유입공을 통하여 상기 본체 내부의 캐비티에 타설 부재를 충진한 후 양생하는 제3 단계;를 포함하여 일체로 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재와 벽 또는 보를 접합시킴으로써, 상기 본체와 상기 연결 플레이트의 용접 결합 및 상기 연결 플레이트 이외의 제2 면의 개방 영역을 통해 벽 또는 보와 내부 캐비티에 충진되어 양생된 타설 부재 간의 접합을 통해 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재와 벽 또는 보를 접합하도록 하는 것이 가능하다.
상기 브레이스는, 상기 브레이스를 수용하는 중공부가 형성되어, 상기 브레이스를 따라 이동하는 길이 방향으로 형성된 보강관;을 포함하여, 상기 브레이스가 직선으로 펼쳐진 상태에서 상기 보강관을 상기 제2 힌지부를 수용하도록 이동시킴으로써, 상기 보강관에 의하여 상기 브레이스가 기설정된 각도를 초과하여 접히지 않도록 지지하게 구성되는 것이 가능하다.
상기 보강관은, 상기 브레이스의 길이 방향을 따라서 제2 힌지부를 수용하도록 이동된 상태에서 용접됨으로써, 상기 브레이스의 경사를 따라서 이동되지 않도록 구성되는 것이 가능하다.
직각 형태의 탄성 앵글 플레이트;를 더 포함하고, 상기 앵글 플레이트는, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 수직 연결 상태로 펼쳐진 상태에서 상기 제1 힌지부에 설치되어, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 기설정된 각도를 초과하여 접히지 않도록 지지하는 것이 가능하다.
상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 상기 제1 힌지부 연결 영역은 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 길이 방향과 직교되는 방향으로 플레이트 형태의 결합면을 형성하도록 구성되어 있어, 상기 결합면에 상기 앵글 플레이트가 고정 결합되는 것이 가능하다.
상기 제1 힌지부는, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 결합의 접촉 라인에 형성되어 있는 것이 가능하다.
상기 앵글 플레이트는, 직각 절곡 영역에 홈 라인이 형성되어, 상기 홈 라인에 상기 제1 힌지부가 수용되도록 하는 동시에 홈 라인을 통해 직각으로 형성된 앵글 플레이트 사이의 직각 방향의 탄성을 부여하도록 하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 제1 힌지부 및 제2 힌지부에 의하여, 운반 시 접혀 일체로 운반이 가능하고, 설치 시 직각 및 직선으로 펼쳐 벽 또는 보에 설치 및 고정이 가능한 제1 부재, 제2 부재 및 브레이스로 구성되기 때문에, 운반 시 일체화된 제품을 운반하여 설치할 수 있음에 따라서 그 운반의 편의성이 극대화되고, 설치 시의 조립 공정이 최소화되는 효과가 있다.
또한, 박스형 결합부에 의하여, 거푸집이 필요 없이 본체 및 연결 플레이트의 용접 및 유입구로의 타설 부재의 타설에 의하여, 제1 부재 및 제2 부재와 벽 또는 보를 완전하게 접합할 수 있어, 거푸집 공정이 전혀 필요 없어 시공의 편의성이 극대화되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛의 펼침 상태에서의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛의 접힙 상태에서의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 결합부의 구조를 설명하기 위한 일부 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 박스형 결합부에 의하여 제1 부재 및 제2 부재와 벽 또는 보가 접합되는 공정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 보강관에 의하여 브레이스가 고정되는 구조를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 앵글 플레이트가 설치되는 예를 설명하기 위한 도면.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛의 펼침 상태에서의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛의 접힙 상태에서의 측면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 결합부의 구조를 설명하기 위한 일부 측면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 박스형 결합부에 의하여 제1 부재 및 제2 부재와 벽 또는 보가 접합되는 공정을 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 보강관에 의하여 브레이스가 고정되는 구조를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 앵글 플레이트가 설치되는 예를 설명하기 위한 도면이다. 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.
또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.
상술한 도면들을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내빈보강용 철골 유닛(이하 '본 발명의 철골 유닛'이라 함)은, 제1 부재(10), 제2 부재(20) 및 브레이스(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철골 유닛은, 예를 들어 기둥과 보 사이의 기역자 공간에 설치되도록 사이즈가 구성될 수 있으며, 도 1에 도시된 바에서는 기둥이 왼편에 위치되고 있으나, 좌우 반전으로 뒤집어 기둥이 오른편에 위치될 때도 설치될 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 따라서 기둥이 형성하는 벽과 보에 어느 방향이든 기역자 형태로 설치하여, 지진 발생 시 기둥과 보에 가해지는 외력에 저항하도록 구성될 수 있다.
제1 부재(10)는 벽 또는 보에 설치되어 브레이스(40)가 벽 또는 보를 지지하도록 중개하는 빔 형상의 부재를 지칭한다. 제2 부재(20)는 제1 부재(10)와 제1 힌지부(30)를 통하여 결합됨으로써 접힘 상태에서 수직 연결 상태로 전환되는 방향(R1)으로 회전 가능하게 연결되어, 수직 연결 상태에서 벽 또는 보에 설치되는 구성이다. 이때 제1 부재(10)가 벽에 설치 시 제2 부재(20)는 보에 설치되고, 제1 부재(10)가 보에 설치 시 제2 부재(20)는 벽에 설치되는 것으로 이해될 수 있고, 보는 바닥면, 벽은 기둥면이나 기타 측벽을 지칭하는 것으로 이해될 수 있다. 도 3 및 4에서 w로 지칭되는 구조가 벽 또는 보를 지칭하는 것으로 이해될 것이다.
제1 부재(10)와 제2 부재(20)는 도 1 등에 도시된 바와 같이 바람직하게는 H 형 강의 빔으로 제조되는 것이 바람직하며, 이때 도 1에 도시된 바와 같이 기둥을 형성하는 영역 이외에 각 양 면을 형성하는 측의 일 단측에 제1 힌지부(30)가 고정되도록 구성되어, R1 방향으로 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 상대 회전하면서 접히거나 수직 연결 상태로 펼쳐질 수 있다. 이때 수직 연결 상태는, 도 1 등에 도시된 바와 같이 브레이스(40)가 완전히 펼쳐짐으로써 직각을 초과하는 각도로 펼쳐지지 않도록 그 회전이 제한될 수 있다. 상기 조건을 만족하도록 제1 부재(10), 제2 부재(20) 및 브레이스(40)의 사이즈가 설정될 수 잇다.
제1 힌지부(30)는 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)를 영구 고정하면서 서로 회동 가능하도록 하는 부재로서, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)에 볼트 또는 용접 방식으로 고정될 수 있다. 원활한 접힘 및 펼침을 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 힌지부(30)는, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 결합의 접촉 라인에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
브레이스(40)는 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 힌지 결합 영역의 반대측 각 단측에 브레이스 플레이트(411, 421)를 통해 양 단측이 결합되고, 중심에 제2 힌지부(50)를 통하여 결합됨으로써, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 접힘 상태에서 제2 힌지부(50)를 통해서 두 개의 바(41, 42)가 접히고, 수직 연결 상태에서 직선으로 펼쳐지도록 구성되는 구조를 갖는다.
브레이스(40)는 벽 또는 보에 지진에 의하여 전해지는 하중을 견지는 핵심 구성으로서, 도 1에서는 얇은 바 형태로 도시되어 있으나, 상기와 같이 H 형 강의 빔이나 기타 하중을 견딜 수 있는 바 형태의 구조로 구성될 수 있다.
한편 접힘 상태에서는 브레이스의 양 바(41, 42)가 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)의 접힘면과 부딪힐 수 있다. 이 경우 각 부재의 손상이 발생될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해서, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)의 접힘면으로서, 브레이스(40)의 두 개의 바(41, 42)가 접촉되는 영역에는 수용 홈(111, 121)이 각각 형성될 수 있다. 이를 통해 접힘 상태에서 완전히 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 접히더라도, 수용 홈(111, 121)에 브레이스(40)의 두 개의 바(41, 42)가 도 2에 도시된 바와 같이 수용되면서 접혀, 각 부재의 손상을 방지하는 동시에 완전히 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 접힘 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 이를 위하여, 브레이스 플레이트(411, 421)과 브레이스(40)는 상술한 제1 힌지부(30) 및 제2 힌지부(50) 이외에 힌지 결합되도록 힌지부가 형성되어 결합된 구조를 갖음이 바람직하다.
이를 통하여, 도 2에 도시된 바와 같이 시공을 위한 운반에 있어서 1 부재(10)와 제2 부재(20)가 서로 접힌 상태에서 브레이스(40)가 함께 접힘 상태로 제공되어, 내진보강을 위한 철골 유닛 제공 시, 각 부재가 서로 분리되어 조립되어야 하는 기존의 유닛 구조에 비하여, 매우 간편하게 일체로 구성된 하나의 철골 유닛만을 이동하면 되는 운반상의 편의성 효과가 있다.
이후, 시공 시 제1 부재(10), 제2 부재(20) 및 브레이스(40)가 일체로 형성된 상태로 실내의 설치 위치로 이동된 후, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)를 수직 연결 상태로 펼침으로써 브레이스(40)가 직선으로 펼쳐지면서 제1 부재(10)와 제2 부재(20)를 지지하도록 한 후, 벽 또는 보에 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)를 도 1, 도 3 및 도 4 등에 도시된 박스형 결합 부재(60)를 통해 접합시키도록 설치됨으로써 건물 내의 내진성을 보강하도록 설치 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명에서는 도 1, 3 및 4 등에 도시된 바와 같이, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)에 박스형 결합부(60)가 고정 설치되는 것을 특징으로 한다. 박스형 결합부(60)는 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 벽 또는 보에 접합되는 결합 포인트에 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)의 외면에 고정 설치된 구성으로서, 내부에 제1 부재(10)와 제2 부재(20)와 벽 또는 보를 접합하기 위한 타설부재가 타설되는 캐비티가 형성되도록 하는 부재이다. 도 1 등에 도시된 바와 달리 박스형 결합부(60)는 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)의 외면에 다수개 설치되어 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 각각 벽 또는 보에 완전하게 결합되어 지진 발생 시 이탈되지 않도록 할 수 있다.
도 3 및 4를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 박스형 결합부(60)는 본체(61)와 연결 플레이트(62)를 포함하여 구성된다. 본체(61)는, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)의 외벽에 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)와 고정된 제1 면(M1)와 제1 면(M1)과 대향되는 제2 면(M2)이 개방되며, 제1 면(M1)과 제2 면(M2)을 제외한 네 면은 플레이트 형태로 제1 면(M1)과 일체로 형성되어 내부 캐비티를 폐쇄하도록 구성되되, 네 면 중 일 면에는 타설 부재를 내부의 캐비티에 공급하기 위한 유입공(63)이 형성된 구성이다. 즉 일종의 육면체형 그릇 형태를 갖는 것으로 이해될 수 있다.
제1 부재(10) 또는 제2 부재(20)의 외면에는 스터드 볼트(611)가 형성되며 제1 면(M1)에는 관통홀이 형성되어, 스터드 볼트(611)가 관통홀을 통해 삽입된 후 너트(612) 결합을 통하여 제1 면(M1)과 제1 부재(10) 또는 제2 부재(20)를 고정시킬 수 있다. 또는 용접을 통해 본체(61)와 제1 부재(10) 또는 제2 부재(20)를 결합할 수 있다.
연결 플레이트(62)는 벽 또는 보에 볼트(621)로 결합되면서 설치되며, 제1 면(M1)보다 가로 및 세로 길이가 짧도록 형성되되, 네 면 중 일부에 용접 결합되도록 중심으로부터 네 면 중 일 면과의 경계선(M3)에 접촉되도록 치우쳐 설치되고, 본체(61)가 벽 또는 보에 접촉 시 본체(61)의 개방된 제2 면에 위치되도록 하는 부재를 지칭한다. 상기와 같은 조건을 만족하기 위하여 시공 시 연결 플레이트(62)의 위치가 설정될 수 있다. 즉, 네 면 중 일부에 용접 결합되도록 중심으로부터 네 면 중 일 면과의 경계선(M3)에 접촉되면서 내부 캐비티에 삽입되어, 결국 해당 경계선(M3)이 도 4에 도시된 바와 같이 벽 또는 보(w)에 접촉되도록 치우친 위치에 설치되는 것이다.
구체적인 박스형 결합부(60)의 설치를 통한 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)와 벽 또는 보 간의 접합 공정은 도 4의 (a) 내지 (c)에 도시 된 바와 같다. 먼저 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 벽 또는 보에 연결 플레이트(62)를 볼트(621)로 결합한 후, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)를 벽 또는 보에 접촉시키되 본체(61)가 연결 플레이트(62)에 상기 네 면 중 일 면과의 경계선(M3)에 접촉되도록 배치하는 제1 단계가 수행된다. 이후, 네 면 중 일 면과의 경계선(M3)과 연결 플레이트(62)를 용접하는 제2 단계를 수행하고, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 유입공(63)을 통하여 본체(61), 정확히는 박스형 결합부(60)의 내부의 캐비티에 타설 부재(T)를 충진한 후 양생하는 제3 단계가 수행된다.
이를 통하면, 연결 플레이트(62)가 가리는 영역을 제외한 제2 면(M2)의 영역에 콘크리트 등의 타설 부재(T)가 양생되면서, 벽 또는 보(w)와 타설 부재가 서로 일체로 접합된다. 이를 통하여, 일체로 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)와 벽 또는 보를 접합시킴으로써, 본체(61)와 연결 플레이트(62)의 용접 결합 및 연결 플레이트(62) 이외의 제2 면(M2)의 개방 영역을 통해 벽 또는 보와 내부 캐비티에 충진되어 양생된 타설 부재 간의 접합을 통해 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)와 벽 또는 보를 접합하도록 하게 된다.
이에 의하면, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)와 벽 또는 보 간의 접합을 위한 거푸집 시공이 필요없게 된다. 즉, 거푸집의 설치, 양생 후 거푸집의 제거 등의 공정이 전혀 필요하지 않아, 시공에 소요되는 시간이 크게 줄어들고 시공이 매우 간편해지는 효과가 있는 것이다.
한편 브레이스(40)는 두 개의 바(41, 42)가 서로 접혔다가 시공 시 직선으로 펼쳐지는 방향(R2)으로 회전된다. 이때, 완전히 직선으로 고정되어야만 지진 발생 시 가해지는 외력을 견딜 수 있다. 이를 위하여 제2 힌지부(50)에 의하여 두 개의 바(41, 42)가 설치된 상태에서 지나치게 접히지 않도록 하는 것이 필요하다.
이를 위하여 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 브레이스(40)에는 보강관(70)이 설치될 수 있다. 보강관(70)은 브레이스(40)를 수용하는 중공부가 형성되어, 브레이스(40)의 길이 방향(D1)을 따라 이동하는 길이 방향으로 형성된 관 형태의 부재를 지칭한다.
이에 의하여, 접힘 상태에서는 도 5의(a)와 같이 제2 힌지부(50)를 수용하지 않도록 위치되고, 브레이스(40)가 직선으로 펼쳐진 상태에서는 도 5의 (b)와 같이 보강관(70)을 제2 힌지부(50)를 수용하도록 이동시킴으로써, 보강관(70)에 의하여 브레이스(40)의 두 개의 바(41, 42)가 기설정된 각도를 초과하여 접히지 않도록 지지하게 작용된다.
이에 의하면, 브레이스(40)의 직선 형태의 유지가 가능한 동시에, 지진 발생 시 외력이 가해지는 경우 일정한 각도 이내에서는 R2 방향으로 접혔다 폈다를 반복할 수 있어, 외력에 대한 범퍼(Bumper) 역할을 수행하여 하중을 분산시킴으로써, 기둥 및 보가 무너지지 않도록 하는 기능을 동시에 수행할 수 있어, 지진 발생 시의 내진보강성을 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
보강관(70)은 도 1 등에 도시된 바와 같이 브레이스(40)가 경사지도록 설치되기 때문에 설치 후 이동되지 않도록 고정되어야 한다. 이를 위해서, 보강관(70)은, 브레이스(40)의 길이 방향을 따라서 제2 힌지부(50)를 수용하도록 이동된 상태에서 용접됨으로써, 브레이스(40)의 경사를 따라서 이동되지 않도록 할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 과다한 회전을 상기의 보강부(70)와 유사하게 방지하는 동시에, 하중을 분산하는 범퍼 역할을 수행하는 앵글 플레이트(80)가 더 포함될 수 있다 앵글 플레이트(80)는 서로 직각을 이루는 두 개의 면(81, 82)과 그 연결 영역(83)을 포함하여 구성되며, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 수직 연결 상태로 펼쳐진 상태에서 제1 힌지부(30)를 덮도록 하는 동시에 제1 부재(10)와 제2 부재(20)에 고정되도록 설치되어, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 기설정된 각도를 초과하여 접히지 않도록 지지하게 된다.
이를 통하여, 보강관(70)과 같이, 지진 발생 시 외력이 가해지는 경우 일정한 각도 이내에서는 제1 부재(10)와 제2 부재(20)가 서로 R1 방향으로 접혔다 폈다를 반복할 수 있어, 외력에 대한 범퍼(Bumper) 역할을 수행하여 하중을 분산시킴으로써, 기둥 및 보가 무너지지 않도록 하는 기능을 동시에 수행할 수 있어, 지진 발생 시의 내진보강성을 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 앵글 플레이트(80)와 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)의 결합을 위하여, 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 제1 힌지부(30) 연결 영역은 제1 부재(10)와 제2 부재(20)의 길이 방향과 직교되는 방향으로 플레이트 형태의 결합면(111, 121)을 형성하도록 구성되어 있어, 결합면(111, 121)에 앵글 플레이트(80)가 각각 고정 결합되도록 구성될 수 있다.
이때 제1 힌지부(30)와의 접촉에 의한 손상을 방지하기 위하여, 앵글 플레이트(80)는 도 6에 도시된 바와 같이 직각 절곡 영역에 홈 라인(84)이 형성되어, 홈 라인(84)에 제1 힌지부(30)가 수용되도록 할 수 있다. 이에 더불어, 라운드진 절곡 형태의 홈 라인(84)은 직각으로 형성된 앵글 플레이트 사이의 직각 방향의 탄성을 부여하여, 지진 발생 시 외력에 의하여 앵글 플레이트(80)가 절단되거나, 제1 부재(10) 및 제2 부재(20)와의 결합이 해제되지 않도록 구성될 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 벽 또는 보에 설치되는 제1 부재;
    상기 제1 부재와 제1 힌지부를 통하여 결합됨으로써 접힘 상태에서 수직 연결 상태로 회전 가능하게 연결되어, 수직 연결 상태에서 벽 또는 보에 설치되는 제2 부재; 및
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 힌지 결합 영역의 반대측 각 단측에 양 단측이 결합되고, 중심에 제2 힌지부를 통하여 결합됨으로써, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 접힘 상태에서 접히고, 수직 연결 상태에서 직선으로 펼쳐지도록 구성되는 브레이스;를 포함하고,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 벽 또는 보에 접합되는 결합 포인트에는, 내부에 상기 제1 부재와 상기 제2 부재와 벽 또는 보를 접합하기 위한 타설부재가 타설되는 캐비티가 형성되도록 하는 박스형 결합부가 형성되어 있고,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 서로 접힌 상태에서 상기 브레이스가 함께 접힘 상태로 제공되어, 시공 시 상기 제1 부재, 상기 제2 부재 및 상기 브레이스가 일체로 형성된 상태로 이동된 후, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 수직 연결 상태로 펼침으로써 상기 브레이스가 직선으로 펼쳐지면서 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 지지하도록 한 후, 벽 또는 보에 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 상기 박스형 결합 부재를 통해 접합시키도록 설치됨으로써 건물 내의 내진성을 보강하도록 설치 가능하게 되고,
    상기 박스형 결합부는,
    상기 제1 부재 및 상기 제2 부재의 외벽에 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재와 고정된 제1 면와 상기 제1 면과 대향되는 제2 면이 개방되며, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 제외한 네 면은 플레이트 형태로 상기 제1 면과 일체로 형성되어 내부 캐비티를 폐쇄하도록 구성되되, 상기 네 면 중 일 면에는 타설 부재를 내부의 캐비티에 공급하기 위한 유입공이 형성된 본체; 및
    상기 벽 또는 보에 볼트 결합되며, 제1 면보다 가로 및 세로 길이가 짧도록 형성되되, 상기 네 면 중 일부에 용접 결합되도록 중심으로부터 상기 네 면 중 일 면과의 경계선에 접촉되도록 치우쳐 설치되고, 상기 본체가 벽 또는 보에 접촉 시 본체의 개방된 제2 면에 위치되도록 하는 연결 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박스형 결합부는,
    상기 벽 또는 보에 상기 연결 플레이트를 볼트 결합한 후, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 벽 또는 보에 접촉시키되 상기 본체가 상기 연결 플레이트에 상기 네 면 중 일 면과의 경계선에 접촉되도록 배치하는 제1 단계;
    상기 네 면 중 일 면과의 경계선과 상기 연결 플레이트를 용접하는 제2 단계; 및
    상기 유입공을 통하여 상기 본체 내부의 캐비티에 타설 부재를 충진한 후 양생하는 제3 단계;를 포함하여 일체로 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재와 벽 또는 보를 접합시킴으로써,
    상기 본체와 상기 연결 플레이트의 용접 결합 및 상기 연결 플레이트 이외의 제2 면의 개방 영역을 통해 벽 또는 보와 내부 캐비티에 충진되어 양생된 타설 부재 간의 접합을 통해 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재와 벽 또는 보를 접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 브레이스는,
    상기 브레이스를 수용하는 중공부가 형성되어, 상기 브레이스를 따라 이동하는 길이 방향으로 형성된 보강관;을 포함하여,
    상기 브레이스가 직선으로 펼쳐진 상태에서 상기 보강관을 상기 제2 힌지부를 수용하도록 이동시킴으로써, 상기 보강관에 의하여 상기 브레이스가 기설정된 각도를 초과하여 접히지 않도록 지지하게 구성되는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보강관은,
    상기 브레이스의 길이 방향을 따라서 제2 힌지부를 수용하도록 이동된 상태에서 용접됨으로써, 상기 브레이스의 경사를 따라서 이동되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    직각 형태의 탄성 앵글 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 앵글 플레이트는,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 수직 연결 상태로 펼쳐진 상태에서 상기 제1 힌지부에 설치되어, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 기설정된 각도를 초과하여 접히지 않도록 지지하는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 상기 제1 힌지부 연결 영역은 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 길이 방향과 직교되는 방향으로 플레이트 형태의 결합면을 형성하도록 구성되어 있어, 상기 결합면에 상기 앵글 플레이트가 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 힌지부는,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 결합의 접촉 라인에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 앵글 플레이트는,
    직각 절곡 영역에 홈 라인이 형성되어, 상기 홈 라인에 상기 제1 힌지부가 수용되도록 하는 동시에 홈 라인을 통해 직각으로 형성된 앵글 플레이트 사이의 직각 방향의 탄성을 부여하도록 하는 것을 특징으로 하는 거푸집 시공 및 조립 공정의 간소화가 가능한 내진보강용 철골 유닛.
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