KR20100016979A

KR20100016979A - 수평 증축 장치와 이를 이용한 수평 증축 구조 및 수평증축 방법

Info

Publication number: KR20100016979A
Application number: KR1020080076655A
Authority: KR
Inventors: 문노식
Original assignee: 첨단개발주식회사
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-02-16

Abstract

본 발명은 수평 증축 장치와 이를 이용한 수평 증축 구조 및 수평 증축 방법에 관한 것으로서, 기존 구조물 상에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 위치하는 수평부재와, 수평부재를 기존 구조물 상에 고정시키는 고정수단과, 수평부재의 돌출 부위 하면에 고정되는 수직부재와, 수직부재에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 고정되는 연장철근을 포함한다. 따라서, 본 발명은, 기존 구조물의 증축을 위해 접합되는 연장철근이 기존 구조물의 상면보다 아래에 위치하게 됨으로써 연장철근을 덮기 위한 철근 덮개의 두께로 인한 신설 구조물의 두께 증가를 최소화하고, 이로 인해 건축물의 유효 공간을 증가시킴과 아울러 건설 재료의 사용을 줄이며, 연장철근의 수평 배열이 가능할 뿐만 아니라 연장철근이 수직부재에 의해 상하로 다수로 설치될 수 있으므로 신설 구조물의 강도 설계에 있어서 제한이 없도록 하는 효과를 가진다.

수평부재, 고정수단, 수직부재, 연장철근, 배근철근, 세트앵커 볼트, 슬래브

Description

수평 증축 장치와 이를 이용한 수평 증축 구조 및 수평 증축 방법{HORIZONTAL EXTENSION APPARATUS, STRUCTURE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 신설 구조물의 두께 증가를 최소화할 수 있도록 함으로써 건축물의 유효 공간을 증가시킴과 아울러 건설 재료의 사용을 줄일 수 있으며, 증축을 위해 연장되는 철근이 상하로 다수로 배열될 수 있도록 함으로써 신설 구조물의 강도 설계에 있어서 제한이 없도록 하는 수평 증축 장치와 이를 이용한 수평 증축 구조 및 수평 증축 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공동주택의 리모델링 공사는 신축공사와 비교할 때 철거공사, 보수보강 공사가 추가되며, 이러한 추가 공사를 진행하고 나서, 기존 건물의 안정성을 확보한 후, 일정한 부분에 대해서 수평 증축 공사를 진행하게 되는데, 리모델링 공사에서 수평 증축 공사는 중요한 공정 중의 하나이며, 수평 증축이 가능하도록 하는 핵심 기술은 기존 구조물과 신설 구조물을 연결시키는 구조에 있다.

종래의 수평 증축 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 수평 증축 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 기존 구조물의 슬래브(1)의 수직단면에 드릴 머신(D)을 사용하여 천공을 하고, 천공된 홀(1a)에 신설 구조물에 사용될 철근(2)을 삽입한 후 그 빈 공간을 레진(3)으로 충진하여 경화시킨다.

이와 같은 종래의 일 실시예에 따른 수평 증축 방법은 슬래브(1)의 수직단면에 천공을 실시함과 아울러 천공된 홀(1a)에 철근(2)을 삽입하는 방법으로 진행됨으로써 기존 구조물의 외부에 비계를 설치하여야만 작업을 원활하게 수행할 수 있으며, 이러한 비계의 설치 및 비계에서의 작업으로 인해 작업 공정에 소요되는 시간과 노력이 증가하여 작업 효율을 저하시키며, 레진(3)을 사용한 철근(2)의 고정부위가 증축으로 인해 가해지는 모멘트를 감당하지 못하여 내력이 약화되어 시공 후 건물의 구조적인 안전도에 악영향을 초래하는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 종래의 다른 실시예에 따른 수평 증축 접합구조가 제시되었으며, 이는 대한민국 특허청에 출원된 특허출원 제2005-0037311호의 "수평 증축 접합구조 및 이를 이용한 접합공법"으로서, 기존의 슬래브(10) 일측 상단부를 따라 천공되는 다수의 철근고정구(11), 철근고정구(11)에 결합되어 신설 구조물 방향으로 연장되는 다수의 접합철근(30), 및 철근고정구(11) 및 접합철근(30)이 완전히 매몰되도록 기존 슬래브(10)의 일측 상단부와 신설 구조물에 타설되는 신설 슬래브(20)를 포함하여 구성되되, 접합철근(30)의 일측 단부에는 하부철판(31)이 용접에 의해 결합되고, 하부철판(31)을 관통하여 철근고정구(11)에 삽입되어 결합되는 전산볼트(32) 및 전산볼트(32)에 체결되어 하부철판(31)을 기존 슬래브(10)에 일체로 고정시키는 결합너 트(33)가 더 포함된다.

이와 같은 종래의 다른 실시예에 따른 수평 증축 접합구조는 기존의 슬래브(10)의 일측 상단부를 따라 다수의 철근고정구(11)를 천공하고, 접합철근(30)의 일측 단부와 하부철판(31)을 용접한 다음, 철근고정구(11)에 전산볼트(32)를 삽입 결합시키고 나서, 철근고정구(11)에 레진을 충진하여 경화시키고, 레진의 경화에 의해 고정된 전산볼트(32)에 결합너트(33)를 체결하여 하부철판(31)을 기존 슬래브(10)에 일체로 고정시킨다. 그리고 나서, 철근고정구(11), 전산볼트(32), 하부철판(31), 결합너트(33) 및 접합철근(30)이 완전히 매몰되도록 기존 슬래브(10)의 일측 상단부와 신설 구조물에 신설 슬래브를 타설함으로써 수평 증축 과정을 마치게 된다.

상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 수평 증축 접합구조는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 기존 슬래브의 연장을 위한 접합철근이 기존의 슬래브 상측에 고정되는 하부철판 상에 고정되기 때문에 이러한 접합철근을 덮기 위한 철근 덮개의 두께로 인하여 신설 슬래브의 두께가 불필요하게 커지게 되는 것을 피할 수 없고, 이로 인해 건축물의 유효 공간 감소와 건설 재료의 과다 사용을 초래하며,

둘째, 접합철근의 수평 배열만이 가능하므로 신설 구조물의 구조 설계에 따라 접합철근을 수직방향으로 다수로 배열하는 경우에는 적용할 수 없기 때문에 신설 구조물의 강도 설계에 있어서 제한을 받게 되고,

셋째, 슬래브의 길이에 해당하는 접합철근으로 인해 접합철근과 하부철판의 용접작업이 현장에서 이루어질 수밖에 없고, 레진의 경화로 인해 고정되는 전산볼트의 채용으로 인해 시공효율이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증축을 위해 접합되는 철근을 덮기 위한 철근 덮개의 두께로 인한 신설 구조물의 두께 증가를 최소화함으로써 건축물의 유효 공간을 증가시킴과 아울러 건설 재료의 사용을 줄일 수 있고, 증축을 위해 연장되는 철근이 상하로 다수로 설치될 수 있기 때문에 신설 구조물의 강도 설계에 있어서 제한이 없으며, 증축되는 슬래브에 대한 시공의 품질 및 효율을 향상시킨다.

본 발명에 따른 수평 증축 장치는, 기존 구조물에 신설 구조물을 접합하여 증축하기 위한 장치로서, 기존 구조물 상에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 위치하는 수평부재와, 수평부재를 기존 구조물 상에 고정시키는 고정수단과, 수평부재의 돌출 부위 하면에 고정되는 수직부재와, 수직부재에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 고정되는 연장철근을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 수평 증축 구조는, 기존 구조물에 접합되는 수평 증축 구조로서, 기존 구조물 상에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 위치하는 수평부재와 수평부재를 기존 구조물 상에 고정시키는 고정수단과 수평부재의 돌출 부위 하면에 고정되는 수직부재와 수직부재에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 고정되는 연장철근을 포함하는 수평 증축 장치가 기존 구조물의 끝단에 횡방향으로 다수로 설치되고, 수평 증축 장치의 연장철근에 배근철근이 연결되며, 배근철근과 수평 증축 장치가 매몰되도록 타설됨으로써 신설 슬래브가 수평 증축되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 다른 수평 증축 방법은, 기존 구조물 상에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 위치하는 수평부재와 수평부재를 기존 구조물 상에 고정시키는 고정수단과 수평부재의 돌출 부위 하면에 고정되는 수직부재와 수직부재에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 고정되는 연장철근을 포함하는 수평 증축 장치를 제조하는 단계와, 수평 증축 장치를 기존 구조물의 일단에 횡방향으로 다수로 설치하는 단계와, 수평 증축 장치의 연장철근에 배근철근을 연결시키는 단계와, 배근철근과 수평 증축 장치가 매몰되도록 콘크리트를 타설하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 수평 증축 장치와 이를 이용한 수평 증축 구조 및 수평 증축 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 기존 구조물의 연장을 위한 연장철근이 기존 구조물의 상면보다 아래에 위치하게 됨으로써 연장철근을 덮기 위한 철근 덮개의 두께로 인한 신설 구조물의 두께 증가를 최소화하고, 이로 인해 건축물의 유효 공간을 증가시킴과 아울러 건설 재료의 사용을 줄이며,

둘째, 연장철근의 수평 배열이 가능할 뿐만 아니라 연장철근이 수직부재에 의해 상하로 다수로 설치될 수 있기 때문에 신설 구조물의 강도 설계에 있어서 제한이 없으며,

셋째, 배근철근의 연결이 가능한 길이를 가지는 연장철근의 사용으로 인해 수평 증축 장치를 현장이 아닌 장소에서 미리 제작할 수 있을 뿐만 아니라 수평 증축 장치의 고정을 위하여 레진 등을 사용하지 않아도 되기 때문에 시공의 품질 및 효율을 향상시키는 효과를 가진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 수평 증축 장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수평 증축 장치를 도시한 저면 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 증축 장치(100)는, 기존 구조물(300) 상에 위치하는 수평부재(110)와, 수평부재(110)를 기존 구조물(300)에 고정시키는 고정수단(120)과, 수평부재(110)의 하면에 고정되는 수직부재(130)와, 수직부재(130)에 고정되는 연장철근(140)을 포함한다.

수평부재(110)는 기존 구조물(300) 상에, 일 예로 증축이 필요한 기존의 슬래브 상에 신설 구조물 측으로 일부가 돌출되도록 위치하고, 고정수단(120)에 의해 고정되기 위하여 기존 구조물(300) 상에 위치하는 부분에 하나 또는 2 이상의 체결홀(111)이 형성되며, 본 실시예에서처럼 사각형의 플레이트로 이루어질 뿐만 아니라 다양한 형태로 이루어질 수 있고, 신설 구조물의 증축에 필요한 응력을 가지기 위한 재질, 일 예로 금속 재질로 이루어진다.

고정수단(120)은 수평부재(110)가 일부가 돌출된 상태로 기존 구조물(300) 상에 고정되도록 하기 위하여 다양한 구조나 방식의 유닛이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 레진(Resin)이나 그 밖의 고정을 위한 별도의 공정이 불필요한 세트앵커 볼트(121)와 고정너트(122)를 포함하며, 수평부재(110)의 체결홀(111) 개수에 상응하는 개수로 이루어진다.

세트앵커 볼트(121)는 기존 구조물(300) 상에 천공되는 고정구(210) 내측에 장착됨으로써 고정되고, 고정너트(122)에 나사 체결되기 위하여 상단에 나사결합부(121a)가 형성된다.

고정너트(122)는 수평부재(110)의 체결홀(111)을 관통하여 돌출되는 나사결합부(121a)에 나사 체결됨으로써 수평부재(110)가 세트앵커 볼트(121)에 고정되도록 한다.

수직부재(130)는 수평부재(110)에서 기존 구조물(300)로부터 돌출되는 부위의 하면에 고정되고, 수평부재(110) 하면에 고정되기 위한 다양한 구조를 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 제작의 편의를 위하여 수평부재(110)와 마찬가지로 금속재질의 플레이트로 이루어져서 수평부재(110)에 서로 직교하도록 결합된다.

수직부재(130)는 수평부재(110)에 플랜지 이음이나 그 밖의 체결유닛을 사용하여 고정될 수 있으며, 바람직하게는 용접에 의해 수평부재(110)에 고정된다.

수직부재(130)는 수평부재(110) 하면에 고정 시 기존 구조물(300) 끝단의 수직 단면(310)에 지지됨이 바람직하며, 이로 인해 연장철근(140)으로부터 가해지는 모멘트에 의한 수평부재(110)의 변형을 최소화함으로써 수평부재(110)의 두께를 줄이는데 도움을 준다.

연장철근(140)은 수직부재(130)의 일측면 뿐만 아니라 양측면에 증축하고자 하는 신설 구조물 측으로 일부가 돌출되도록 수평되게 고정되며, 별도의 체결유닛을 사용하여 수직부재(130)에 고정될 수 있으나, 바람직하게는 용접에 의해 형성되는 용접부(W)에 의해 수직부재(130)에 일체로 고정된다.

연장철근(140)은 신설 구조물의 배철철근(220; 도 5에 도시)이 연결되기 위한 길이를 가지고, 신설 구조물이 원하는 강도를 만족하기 위하여 배근철근(220)이 상하로 배열 시 이러한 상하의 배근철근(220)들을 각각 연결시키기 위하여 수직부 재(130)에 상하로 다수 개가 용접에 의해 고정될 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 수평 증축 장치(100)를 이용한 본 발명에 따른 수평 증축 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 증축 구조는 수평 증축 장치(100)가 기존 구조물(300)의 끝단에 횡방향으로 다수로 설치되고, 수평 증축 장치(100)의 연장철근(140)에 배근철근(220)이 연결되며, 배근철근(220)과 수평 증축 장치(100)가 매몰되도록 타설됨으로써 신설 슬래브(230)가 수평 증축된다. 한편, 수평 증축 장치(100)는 이미 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.

수평 증축 장치(100)는 연장철근(140)이 신설 구조물 측을 향하도록 기존 구조물(300), 예컨대 기존 슬래브의 끝단에 횡방향으로 다수로 설치된다.

배근철근(220)은 신설 구조물의 종방향으로 배근되는 종방향 철근(221)과 종방향 철근(221)에 직교하도록 연결되는 횡방향 철근(222)으로 이루어지고, 사인장 철근과 같이 경사지게 배근되는 철근을 포함할 수 있으며, 종방향 철근(221)과 연장철근(140), 그리고 종방향 철근(221)과 횡방향 철근(222)의 접합 내지 고정부위에 철사와 같은 강선(223)을 사용하여 이들을 서로 고정 내지 연결시킨다.

신설 슬래브(230)는 거푸집을 사용하여 배근철근(220)은 물론 수평 증축 장치(100)가 매몰되도록 콘크리트의 타설에 의해 이루어지고, 기존의 구조물(300)을 수평으로 증축시키게 된다.

본 발명에 따른 수평 증축 장치를 이용하여 기존 구조물(300)에 수평 증축하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 수평 증축 방법은 수평 증축 장치의 제조단계, 수평 증축 장치의 설치단계, 배근철근 연결단계, 그리고, 콘크리트 타설단계를 포함한다.

수평 증축 장치의 제조단계는 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 수평 증축 장치(100)를 제조하는 단계로서 이미 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 하겠으며, 이러한 수평 증축 장치(100)는 증축 시공 현장이 아닌 장소에서 제작될 수 있다.

필요한 개수의 수평 증축 장치(100)의 제조를 마치면, 이를 기존 구조물(300)의 일단에 횡방향으로 배열되도록 다수로 설치한다. 이를 위해 도 5a에 도시된 바와 같이, 기존 구조물(300)의 일단에 드릴 머신(D)을 사용하여 고정구(210)를 펀칭하고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 고정구(210)마다 세트앵커 볼트(121)를 삽입시켜서 고정시킨 다음, 세트앵커 볼트(121)의 상단에 수평부재(110)의 체결홀(111)을 삽입하고, 체결홀(111)을 통해서 돌출되는 나사결합부(121a)에 고정너트(122)를 나사 체결함으로써 수평 증축 장치(100)가 기존 구조물(300) 끝단에 고정되도록 한다.

다수의 수평 증축 장치(100)를 기존 구조물(300)의 끝단에 설치하는 과정을 마치면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 연장철근(140)마다 종방향 철근(221)을 강선(223)으로 연결함과 아울러 횡방향 철근(222)을 종방향 철근(221)에 교차하도록 강선(223)으로 고정시킨다.

연장철근(140)을 이용한 배근철근(220)의 연결 작업을 마치면, 거푸집에 의해 제공되는 타설 공간에 콘크리트를 타설함으로써 배근철근(220)과 수평 증축 장 치(100)가 매몰되도록 하여 신설 슬래브(230)가 형성되도록 하며, 양생 과정을 거쳐서 기존 구조물(300)로부터 신설 구조물의 증축을 마치게 된다.

이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 기존 구조물의 연장을 위한 연장철근이 수직부재에 고정됨으로써 기존 구조물의 상면보다 아래에 위치하게 되며, 이로 인해 연장철근을 덮기 위한 철근 덮개의 두께로 인한 신설 구조물의 두께 증가를 최소화하고, 나아가서, 건축물의 유효 공간을 증가시킴과 동시에 건설 재료의 사용을 줄이도록 한다.

또한, 연장철근의 수평 배열이 가능할 뿐만 아니라, 연장철근이 수직부재에 상하로 다수로 고정될 수 있기 때문에 신설 구조물의 강도 설계에 있어서 필요한 철근의 배근이 가능하고, 강도 확보에 대한 제한이 없으며, 이로 인해 원하는 강도의 슬래브 시공이 가능하도록 한다.

그리고, 배근철근의 연결이 가능한 길이를 가지는 연장철근의 사용으로 인해 수평 증축 장치를 현장이 아닌 외부 장소에서 미리 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 수평 증축 장치의 고정을 위하여 레진 등을 사용하지 않아도 되기 때문에 시공의 품질이 우수하고, 증축 슬래브의 시공성이 뛰어나도록 한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 수평 증축 방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 2a 및 도 2b는 종래의 다른 실시예에 따른 수평 증축 접합구조를 도시한 단면도 및 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 수평 증축 장치를 도시한 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 수평 증축 장치를 도시한 저면 사시도이고,

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 수평 증축 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 수평 증축 장치 110 : 수평부재

111 : 체결홀 120 : 고정수단

121 : 세트앵커 볼트 121a : 나사결합부

122 : 고정너트 130 : 수직부재

140 : 연장철근 210 : 고정구

220 : 배근철근 221 : 종방향 철근

222 : 횡방향 철근 223 : 강선

230 : 신설 슬래브 300 : 기존 구조물

310 : 수직 단면 D : 드릴 머신

W : 용접부

Claims

기존 구조물에 신설 구조물을 접합하여 증축하기 위한 장치로서,

기존 구조물 상에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 위치하는 수평부재와,

상기 수평부재를 기존 구조물 상에 고정시키는 고정수단과,

상기 수평부재의 돌출 부위 하면에 고정되는 수직부재와,

상기 수직부재에 신설 구조물 측으로 돌출되도록 고정되는 연장철근

을 포함하는 수평 증축 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 고정수단은,

기존 구조물 상에 천공되는 고정구에 고정되며, 상단에 나사결합부가 형성되는 세트앵커 볼트와,

상기 수평부재를 관통하여 돌출되는 상기 나사결합부에 나사 체결되는 고정너트

를 포함하는 수평 증축 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 수평부재와 상기 수직부재는,

금속재질의 플레이트로 이루어져서 용접에 의해 서로 직교하도록 결합되는 것

을 특징으로 하는 수평 증축 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 수직부재는,

기존 구조물의 수직 단면에 지지되는 것

을 특징으로 하는 수평 증축 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연장철근은,

신설 구조물의 배근철근이 연결되기 위한 길이를 가지며, 상기 수직부재에 상하로 다수 개가 용접에 의해 고정되는 것

을 특징으로 하는 수평 증축 장치.
기존 구조물에 접합되는 수평 증축 구조로서,

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 수평 증축 장치가 기존 구조물의 끝단에 횡방향으로 다수로 설치되고,

상기 수평 증축 장치의 연장철근에 배근철근이 연결되며,

상기 배근철근과 상기 수평 증축 장치가 매몰되도록 타설됨으로써 신설 슬래브가 수평 증축되는 것

을 특징으로 하는 수평 증축 구조.
기존 구조물에 수평 증축하는 방법에 있어서,

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 수평 증축 장치를 제조하는 단계와,

상기 수평 증축 장치를 기존 구조물의 일단에 횡방향으로 다수로 설치하는 단계와,

상기 수평 증축 장치의 연장철근에 배근철근을 연결시키는 단계와,

상기 배근철근과 상기 수평 증축 장치가 매몰되도록 콘크리트를 타설하는 단계

를 포함하는 수평 증축 방법.