KR20020040184A

KR20020040184A - 보 끝 단면을 활용하는 기둥 보강구조

Info

Publication number: KR20020040184A
Application number: KR1020000070135A
Authority: KR
Inventors: 이창남
Original assignee: 이창남
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-05-30
Also published as: KR100404363B1

Abstract

본 발명은 기존 철근콘크리트 기둥(1) 보강 방안으로 기둥(1)에 부착된 보(9) 끝단을 기둥(1)의 일부로 편입시키고, 보조기둥(2)을 세움으로 인하여 기둥(1)보강 효과가 좋아질 뿐만 아니라, 보(9)의 내력도 향상시키는 방법에 관한 것이다.

즉 기둥(1)과 만나는 보(9) 끝단의 상, 하층에 ㄷ형강 등의 보조기둥(2)을 세워서 보(9) 끝단 부분을 상층 보조기둥(2)에서 하층 보조기둥(2)으로 축하중이 내려가는 하중 전달 매개체인 기둥(1) 단면 구실을 하도록 하는 것이다. 보강한 기둥(1) 단면은 +자형이 되며, 보조기둥(2)으로 인하여 해당 보(9)들의 순 스팬이 짧아지게 되므로 결과적으로는 보강한 것과 같은 효과를 얻게 된다.

보조 기둥(2) 상, 하단에는 경사판으로 보강한 베이스플레이트(3)를 부착하고, 보조기둥(2) 상, 하 및 중간 적당한 위치 주변에는 볼트 또는 강선을 둘러서 긴장시키는 방법으로 기둥(1)의 축방향 내력, 휨 내력, 및 보(9)의 휨 내력과 전단 내력까지 동시에 증가시키는 것이 특징인 "보(9) 끝 단면을 활용하는 기둥(1) 보강구조"에 관한 것이다.

Description

보 끝 단면을 활용하는 기둥 보강구조{Apparatus for Reinforcing Column Using the End Section of Girders}

본 발명은 기존 철근콘크리트 기둥(1) 보강 방안으로 기둥(1)에 부착된 보(9)끝단을 기둥(1)의 일부로 편입시키고, 보조기둥(2)을 세움으로 인하여 기둥(1)보강 효과가 좋아질 뿐만 아니라, 보(9)의 내력도 향상되는 부수적 이득을 얻기 위한 것이다.

재래식 기둥 보강에는 기둥(1) 주변에 강판이나 고강도 섬유시트를 부착하거나 철근콘크리트를 덧씌우는 방법이 있으며, 최근 실용신안등록 제0186217(00.04.07) "기둥 보강장치"로 기둥(1) 구석에 ㄱ형강을 세우고 강선(7)으로 긴장 정착하는 방안을 등록하였다.

그러나, 기둥(1)에는 보(9)가 부착되어 있어서 단면이 크지 않은 기둥(1)일 경우는 기둥(1) 구석 부분에 ㄱ형강을 추가할만한 공간이 확보되지 않을 수가 있다. 이를 위하여 보(9) 끝단 아래의 기둥(1) 표면에 ㄷ형강 등 보조기둥(2)을 추가하는 방법을 마련한 것이다. 그렇게 하면 보(9) 단부는 상층 보조기둥(2)에서 하층 보조기둥(2)으로 내려가는 하중을 전달하는 매개체 역할을 하게 되므로 결국 일부 기둥(1) 단면의 구실을 하게 된다. 그러면 보강 완료한 기둥(1) 단면은 +자형이 되며, 보조기둥(2)으로 인하여 해당 보(9)들의 스팬이 짧아지게 되므로 결과적으로는 보강한 것과 같은 효과를 얻게 된다. 보(9)의 휨모멘트는 스팬의 제곱에 비례하므로 예를 들어 7m 스팬의 보(9)가 40cm만 짧아져도 휨모멘트는 89%로 줄어든다.

보조기둥(2)들을 기둥(1)에 정착하는 방법은 "기둥(1)보강장치" 라는 제목으로 실용신안 등록을 마친 정착단(5)과 미끄럼단(6)을 활용하여 강선(7)을 긴장시킨다. 단면이 크지 않은 보조기둥(2)을 사용하려면 상, 하단 및 중간 적당한 위치에 묶어서 좌굴 길이를 줄여야 압축내력이 저하되지 않는데, 이는 기둥(1)도 4면, 4방에서 묶어주는 결과가 되므로 압축 내력이 증가되는 추가 이득을 얻게 된다.

보조기둥(2) 상하단에는 베이스플레이트(3)를 붙이는데 두께를 줄이기 위하여 경사판(4)으로 보강하며, 이는 "피라미드형 주각 주두 보강구조" 별도 특허 신청중에 있다.

이상 절차를 거쳐 기둥(1)을 보강하면 기둥(1)의 축방향 내력, 보(9)의 휨 내력과, 전단 내력이 증가하는데 그치는 것이 아니라 보(9) 단부 즉 기둥(1) 표면에서의 휨모멘트가 줄어들며(앞의 예에서는 89%로) 이는 결과적으로 기둥(1)에 작용하는 불균형 휨모멘트 유발 요인도 줄어드는 등의 보강 효과를 얻게 된다.

기존 구조물의 기둥(1)을 재래식으로 보강하려면 공사중에는 사용이 제한된다. 그러므로 야간작업만으로도 가능한 시공 방법이 필요하다. 또한 기둥(1) 외형이 별로 커지지 않으면서도 보강 효과가 크며, 더구나 보(9)가 동시에 보강되는 방법이면 더 바람직하다.

도 1은 보(9) 끝 단면을 활용하여 기둥(1)을 보강한 보조기둥(2)의 부분 사시도이다.

도 2는 보(9) 끝 단면을 활용하여 보강한 기둥(1)의 중간 단면도이다.

도 3은 보(9) 끝 단면을 활용하여 보강한 기둥(1)의 상, 하단면도이다.

도 4는 보(9) 끝 단면을 활용하여 보강한 기둥(1)의 측면도이다.

< 도면의 부호에 대한 간단한 설명 >

1 : 기둥

2 : 보조기둥

3 : 베이스플레이트

4 : 경사판

5 : 정착단

6 : 미끄럼단

7 : 강선

8 : 스티프너

9 : 보

도 1에서 보조기둥(2)을 기둥(1)면에 밀착시키면 기둥(1) 단면이 추가되어 내력이 증가하는 효과를 얻는다. 그러나 상층부의 보조기둥(2)에서 내려오는 축하중을 하층부 보조기둥(2)으로 전달하기 위하여는 보(9)의 끝단이 하중 매개체의 구실을 하게 하는 방법이다.

그러나 보조기둥(2)이 철골 부재일 경우 철근콘크리트 보(9)의 단부는 철골재에 비하여 상대적으로 저급 재료이므로 베이스플레이트(3)를 활용하여 하중을 분산시켜야 한다. 하지만 베이스플레이트(9)의 넓이가 늘어남에 따라 휨모멘트가 증가하는 것을 피할 수 없으므로 두께가 늘어나는 것을 방지하는 수단으로 경사판(4)을 부착하는 것이다. 경사판(4)은 보조기둥(2)의 축방향력 일부를 받아 베이스플레이트(3)와 스티프너(8)에 전달하면서 스스로는 압축력을 받는다.

단면이 작은 보조기둥(2)을 보강하고자 하는 기둥(1)에 밀착시키지 않으면 축하중을 받을 때 좌굴하는 경향이 있다. 그러나 기둥(1)에 구멍을 뚫어 볼트를 박는등 재래식 방법은 기둥(1) 단면이 손상될 뿐만 아니라 공사중 소음, 진동, 먼지 등 바람직하지 못한 부작용이 생기므로 인장띠(Tension Tie) 방식을 채택한다. 인장띠로 조여주면 기둥(1)의 축방향 내력이 증가될 뿐만 아니라 보조기둥(2)의 좌굴장도 줄어들게 된다. 인장띠는 강선(7)이나 볼트를 사용하며, 기둥(1)의 상, 하단 및 중간 적당한 위치에서 기둥(1)의 4개 구석 중 3개에는 미끄럼단(6)을, 나머지 1개에는 정착단(5)을 설치하여 강선(7)이나 볼트로 보조기둥(2)을 둘러서 긴장, 정착시킨다.

기둥(1)의 내력을 증가시키기 위해서는 단면을 늘리는 것이 가장 확실한 방법이나, 사용중인 건물일 경우는 본 발명의 건식, 조립 방법으로 시공하면 건물을사용하면서도 야간 작업이 가능하므로 효과적이다. 또한 보강을 해도 기둥(1) 크기가 많이 커지지 않는 것이 바람직한데, 본 발명의 보조기둥(2)은 기둥(1)의 4면에 부착하는 것이므로 기둥(1)을 원형 또는 8각으로 마감할 경우 외곽 크기가 최소화되는 효과가 있다.

본 발명의 당초 목적은 기둥(1)을 보강하는 것인데도 보(9) 끝단을 기둥(1) 단면의 일부로 활용함으로 인하여 보(9)에 악영향을 주는 것이 아니라 오히려 보(9)의 순 스팬이 줄어들어서 결과적으로는 보(9)가 보강되는 부수적인 효과도 얻게 된다. 즉 경우에 따라서는 기둥(1)뿐만 아니라 보(9)도 보강하여야 할 때 본 기둥(1) 보강작업만으로 보(9)까지 덤으로 보강되는 극적인 효과를 얻게 된다.

이상 절차를 거쳐 기둥(1)을 보강하면 기둥(1)의 축방향 내력과 보(9)의 휨 내력과 전단 내력이 증가하는데 그치는 것이 아니라 보(9) 단부 즉 기둥(1) 표면에서의 휨모멘트가 대폭 줄어들며, 이는 결과적으로 기둥(1)에 작용하는 불균형 휨모멘트 유발 요인이 줄어드는 기대 이상의 보강 효과를 얻게 되는 것이다.

Claims

철근콘크리트 기둥(1)에 부착된 보(9) 단부 상, 하층에 기둥(1)에 밀착되게 ㄷ형강 등의 보조기둥(2)을 세우고, 보조기둥(2) 상, 하단에는 경사판(4)으로 보강한 베이스플레이트(3)를 부착하여 철근콘크리트 보(9) 끝단이 기둥(1)의 구실을 하도록 하고, 보조기둥(2)이 좌굴하지 않도록 보조기둥(2) 상, 하 및 중간 적당한 위치 주변에 볼트 또는 강선(7)을 둘러서 긴장시키는 방법으로 기둥(1)의 축방향 내력, 휨 내력, 및 보(9)의 휨 내력과 전단 내력까지 동시에 증가시키는 것이 특징인 "보(9) 끝 단면을 활용하는 기둥(1) 보강구조"