KR20120037222A - 내진 보강 접합구조를 갖는 pc 부재 및 이를 이용한 건물 내진 시공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재에 관한 것으로서 PC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재; 및 PC 부재와 기둥 또는 PC 부재와 보 간의 접합부로 사용되는 철판 부재를 포함하고, 상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되며, 상기 철판 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 판 형태로 결합되어 있는 것을 특징으로 하며, PC 부재와 PC 부재가 핀 접합구조 또는 강 접합구조로 설치됨으로써, 지진이 발생할 때 횡 방향 또는 종 방향의 지진파에 대한 내진력을 갖도록 함과 동시에 시공의 편리성과 경제성을 갖도록 할 수 있다.

Description

내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재 및 이를 이용한 건물 내진 시공 방법{Precast concrete member with junction for reinforcing earthquake resistance of building and method of constructing using it}
본 발명은 내진 보강 접합구조를 갖는 프리캐스트 콘크리트(precast concrete : PC) 부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기둥과 보를 보강하기 위한 PC부재의 결합을 간단하고 내구성을 갖도록 함으로써, 우수한 성능의 수직 및 횡지지 보강을 증대시켜 지진에 대한 내진성을 갖도록 하며, 또한 간편한 시공을 통하여 시공성과 경제성이 우수한 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조(reinforced concrete construction, RC 구조)는 건물의 뼈대가 되는 주요부를 철근과 콘크리트를 써서 구성한 구조로, 힘을 받는 주요 구조 부분이 철근으로 보강한 콘크리트로 구성되어 전체를 일체로 만든다.
한편, 내진 구조물이란 구조물 내에 보조적 부재(내진벽 등)을 설치하여 지진에 견디게 만든 구조이고, 제진 구조물이란 구조물 자체에서 구조물의 진동과 반대되는 방향으로 인위적 힘을 가해 진동을 제어하는 설비를 갖춘 구조물이다. 또한, 면진 구조물이란 지반과 구조물 사이에 고무 등과 같은 절연체를 설치해서 지반의 진동 에너지가 구조물에 크게 전파되지 않도록 구조물의 고유주기를 길게 하거나 지진에 의해 발생된 진동이 구조물에 전달되지 않도록 한 구조물이다.
내진 설계에 적합하고 건물의 인장력을 갖도록 하기 위해 보편적으로 리모델링되는 방식을 보면, 기존 건물의 보와 기둥 절점에 경사지게 H 형강 가세를 활용하여 보와 기둥 골조를 횡지지로 보강하는 방식이 있다.
즉, H빔, I빔 등의 강재(steel)에 의한 보강방법은 조립식이라는 장점이 있는 반면 축력이 반드시 강재 절점 중심을 통과하지 않으므로, 절점에서 압축가새의 효과는 인장가새보다 비효율적이 되므로 상대적으로 공사비용이 많아지고 내화피복 공정이 추가되어야 한다는 점이 문제점으로 지적되고 있다.
또한, 이 분야의 선행기술을 살펴보면, 특허 제10-0956974호의 리모델링 대상 건물의 대향되는 양쪽 기둥에 앵커철물을 설치하고, 양쪽 기둥에 설치된 앵커철물에 PC 패널을 설치하며, 앵커철물과 PC패널의 접합부위를 용접하는 과정을 통해 구현되며, PC 패널을 설치함에 있어서는, 두 개의 'ㄷ'자형 PC 패널이 서로 마주 보도록 설치하고, 앵커철물 및 양쪽 기둥 사이에는 탄성부재가 구비되도록 한다.
상기 선행기술은 'ㄷ'자형 PC 패널을 이용함으로써 리모델링 대상 건물의 기둥의 강성을 더욱 증가시킬 수 있는 효과는 있으나, 건물의 유리창을 중심으로 'ㄷ'자형 PC 패널을 기둥과 보 사이에 설치하여야 하므로, 설치할 때 여유공간이 없어 연결 작업이 매우 난해한 문제가 있었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 횡 또는 종으로 가해지는 지진파에 대한 내구성을 갖도록 하고, PC 부재의 연결과 접합 고정이 간편한 구조로 이루어져 시공성과 경제성이 우수한 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 횡 또는 종으로 가해지는 지진파에 대한 내구성을 갖도록 하고, PC 부재의 연결과 접합 고정이 간편한 구조로 이루어져 시공성과 경제성이 우수한 건물 내진 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, PC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재; 및 PC 부재와 기둥 또는 PC 부재와 보 간의 접합부로 사용되는 철판 부재를 포함하고, 상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되며, 상기 철판 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 판 형태로 결합되어 있는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 PC 부재는 내부에 전단 보강근과 주철근을 결속시켜 형성한 철근 골조를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결고리 부재의 일측단은 상기 철근 골조에 융착되고, 타측단은 고리형태로 돌출되어 또 다른 연결고리 부재와 겹쳐지도록 함으로써, 철근핀 부재를 끼울 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 철판 부재의 일측단은 상기 철근 골조에 융착된 앵커철물과 연결되고, 타측단은 상기 기둥 또는 상기 보와 접할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 철판 부재는 앵커 볼트가 통과하는 통공을 양 끝단에 포함하고, 상기 기둥 또는 상기 보에는 앵커 부재가 형성되어 상기 통공을 통과한 상기 앵커 볼트가 상기 앵커 부재에 결합함으로써, 상기 PC 부재를 상기 기둥 또는 상기 보에 결합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 연결고리 부재와 상기 철근핀 부재는 용착되어 있을 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 프리캐스트 콘크리트(PC)를 이용한 건물 내진 시공 방법에 있어서, 성형틀 내부에 전단보강근과 주철근을 결속시켜 철근골조를 형성하는 단계; 상기 철근골조를 내부에 포함하는 사각형 형태의 PC 부재의 4 단면 중 기둥 또는 보에 접하지 않는 단면에 연결고리 부재를 상기 철근골조와 연결되도록 설치하는 단계; 상기 철근골조를 내부에 포함하는 사각형 형태의 PC부재의 4 단면 중 기둥 또는 보에 접하는 단면 각각에 철판 부재를 위치시키는 단계; 상기 성형틀 내부에 콘크리트를 타설하여 상기 PC부재를 성형하는 단계; 상기 철판 부재의 양측 통공에 대응되는 위치의 기둥 또는 보에 적어도 하나 이상의 앵커부재를 설치하는 단계; 상기 기둥 또는 상기 보에 형성된 앵커 부재에 상기 철판 부재의 양측 통공을 통하여 앵커볼트를 체결하여 상기 PC부재를 상기 기둥 또는 상기 보에 설치하는 단계; 상기 기둥 또는 상기 보에 설치된 PC부재의 연결고리 부재에 대응되도록 다른 PC부재를 설치하는 단계; 상기 기둥과 보에 설치된 PC부재 간의 연결고리 부재 사이에 철근핀 부재를 끼우는 단계; 및 상기 PC부재의 연결고리 부재와 상기 철근핀 부재로 연결된 연결부 외면에 판재를 설치하고 그 내부에 콘크리트를 타설하여 상기 기둥과 상기 보에 상기 PC부재를 설치하는 단계를 포함하는 건물 내진 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, PC 부재와 PC 부재가 핀 접합구조 또는 강 접합구조로 설치됨으로써, 지진이 발생할 때 횡 방향 또는 종 방향의 지진파에 대한 내진력을 갖도록 함과 동시에 시공의 편리성과 경제성을 갖도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PC 부재의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 철판 부재와 앵커 볼트를 이용하여 고정한 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 PC 부재 간의 연결부(2)를 연결고리 부재(8)를 이용하여 결합한 다음, 콘크리트 그라우팅한 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예로서, PC 부재의 연결부를 연결패널 부재를 이용하여 연결하는 상태를 나타낸 분리 사시도이다.
도 5는 도 4의 연결방법으로 연결한 후 콘크리트 그라우팅한 상태의 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 PC 부재의 연결고리 부재를 서로 겹치도록 하여 원형 고리를 생성한 다음, 원형고리 가운데로 철근핀 부재를 삽입한 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 부재의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 고정한 상태를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 고정한 상태를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 부재를 고리 형태의 연결부재를 갖는 기둥 또는 보와 고정시키는 과정을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 부재를 스터드 형태의 연결부재를 갖는 기둥 또는 보와 고정시키는 과정을 나타낸 것이다.
도 12a 내지 도 12j는 보통 경간에서의 건물 내진 시공 방법의 흐름을 나타낸 것이다.
도 13a 내지 도 13g는 3개의 PC 부재를 이용한 장경간에서의 건물 내진 시공 방법의 흐름을 나타낸 것이다.
도 14a 내지 도 14e는 6개의 PC 부재를 이용한 장경간에서의 건물 내진 시공 방법의 흐름을 나타낸 것이다.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재는 PC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재; 및 PC 부재와 기둥 또는 PC 부재와 보 간의 접합부로 사용되는 철판 부재를 포함하고, 상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되며, 상기 철판 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 판 형태로 결합되어 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PC 부재의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 PC 부재(1)는 각각 연결고리 부재(8), 철판 부재(9), 및 요홈부(12)를 포함하여 구성된다.
PC 부재(1)의 접합부는 PC 부재와 PC 부재 사이에서의 접합부와 PC 부재와 RC(reinforced concrete) 부재 사이에서의 접합부로 구분할 수 있다. 기존의 RC 구조물은 자중과 활하중(live load)을 포함하는 수직하중을 전담한다고 할 때, 내진보강구조물인 PC는 수평하중 전체를 전담한다고 가정한다. 이 경우 PC 물량은 PC가 RC 구조와 수평하중을 분담한다고 가정할 때보다 일부 증가하지만 안전측면에서는 보다 합리적일 것이다.
연결고리 부재(8)는 연결부(2)에 설치되어 있어 PC 부재 간의 신축 접합부를 구성한다. PC 부재와 PC 부재 사이에 접합부로 사용되는 신축 연결부를 활용하여, 기존 보-기둥 구조물 구간 사이에서 상/하/좌/우 길이, 수직도, 및 수평도 차이에서 발생하는 오차를 흡수할 수 있도록 한다.
횡하중 하에서 기둥과 보 부재는 단부에서 최대 모멘트가 발생하고 중앙에서 가장 작은 모멘트가 발생한다. 따라서 기둥 중앙과 보 중앙을 두 부재가 만나는 점으로 할 때 2개의 PC 부재를 연속화할 필요는 없다.
철판 부재(9)는 양쪽에 통공(10)이 형성되어 있으며, 통공(10)에 앵커볼트를 끼워 기둥과 보에 설치된 앵커 부재에 PC 부재(1)가 결합되도록 하여 결과적으로 PC 부재(1)가 기둥과 보에 견고히 결합되도록 한다.
요홈부(12)는 연결고리 부재(8)가 형성되어 있는 부분으로, 단면 형태가 "
Figure pat00001
"형인 것이 바람직하다.
철근핀 부재(16)는 연결고리 부재(8)와 연결고리 부재(8) 사이에 끼워 강접합 구조를 형성하도록 한다. 건물 외곽 테두리 보와 기둥에 작용하는 모멘트는 면내 모멘트이므로, 면내 모멘트에 대해선 연속, 면외 모멘트에 대해서는 핀의 역할을 하는 접합부를 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 철판 부재와 앵커 볼트를 이용하여 고정한 상태를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, PC부재(1)는 내부에 전단보강근(3)과 주철근(4)을 결속시켜 형성된 철근골조(5)를 포함하고 있으며, PC 부재(1)가 기둥(20)과 보(30)에 연결되어 있다.
특히, 도 2는 PC 부재(1)를 기둥(20) 또는 보(30)에 철판 부재(9)와 앵커볼트(15)를 이용하여 고정한 상태를 나타낸 단면도이다.
PC부재(1)의 일면에 고정부재(11)가 철근골조(5)에 용착되고 타측면은 철판 부재(9)에 용착되어 형성될 수 있다. 철판 부재(9)는 양측에 다수의 통공(10)이 형성될 수 있다.
PC부재(1)를 보 또는 기둥에 결합하기 위해 철판 부재(9)를 설치하되 철판 부재(9)는 일면에 다수의 앵커철물(11)이 용착되어 철근골조(5)에 용착고정 된다. 따라서 PC부재(1)는 철판 부재(9)의 양측 통공(10)에 앵커볼트(15)를 끼워 기둥과 보에 설치된 앵커부재(14)에 결합함으로써, PC부재는 기둥과 보에 견고히 결합된다.
본 발명에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 결합하는 경우, 시공이 간편하고 경제적이며, 모재의 가능한 여러 가지 변형에 대응할 수 있다. 또한, 모재의 강도를 저해하지 않고 요구되는 휨, 전단 접합강도를 보유할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 PC 부재 간의 연결부(2)를 연결고리 부재(8)를 이용하여 결합한 다음, 콘크리트 그라우팅한 상태를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 연결고리 부재(8)의 일측단은 철근골조(5)에 용착되고 타측단은 고리형태로 외부로 돌출되도록 설치된다.
PC 부재(1)의 단부에는 다수의 연결고리 부재(8)가 설치되어 연결부(2)를 구성하되, 연결고리 부재(8)끼리 서로 겹치도록 함으로써, 원형고리를 형성하면 원형고리의 중앙부에는 철근핀 부재(16)가 설치된다. 이후, 콘크리트를 그라우팅함으로써, 연결부(2)가 강 접합 구조로 접합 될 수 있도록 한 것이다. 이때 철근핀 부재(16)는 연결고리 부재(8)에 용착시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예로서, PC 부재의 연결부를 연결패널 부재를 이용하여 연결하는 상태를 나타낸 분리 사시도이고, 도 5는 도 4의 연결방법으로 연결한 후 콘크리트 그라우팅한 상태의 단면도이다.
도 4와 같이 PC부재의 말단부에 금속제로 이루어진 연결패널 부재를 설치하여, 접합시 도 5과 같이 연결패널 부재(13)와 연결패널 부재(13)가 겹쳐지도록 한 후 용착시킨 구조이다. 이러한 구조 역시 강 접합 구조이다.
즉, 연결패널 부재(13)에는 철근핀 부재(16) 방식 대신에 금속재의 패널과 패널이 겹쳐지도록 한 후 용착하여 강 접합구조를 형성할 수 있다.
도 4와 도 5의 연결패널 부재(13)는 PC부재 성형틀 작업시 PC 부재의 일단에 연결하되, 철근골조(5) 방향의 연결패널 부재(13) 일면에는 앵커철물(11)이 용착되어 연결패널 부재(13)의 일면이 철근골조(5)에 용착, 고정된다.
도 6은 도 1에 도시된 PC 부재의 연결고리 부재를 서로 겹치도록 하여 원형 고리를 생성한 다음, 원형고리 가운데로 철근핀 부재를 삽입한 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 부재의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 PC 부재의 구성은 보통 경간, 특히 4.5 m 정도의 경간일 경우에 사용되는 PC 부재의 구성이라면, 도 7에 도시된 PC 부재의 구성은 장경간, 특히 9 m 정도의 경간일 경우에 사용되는 PC 부재의 구성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 고정한 상태를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 부재를 기둥 또는 보에 고정한 상태를 나타낸 것이다.
엥커볼트를 설치하기 위하여 보나 기둥에 천공을 할 때, 이 천공으로 인하여 보나 기둥의 주근이 손상되지 않아야 한다.
따라서, 철근탐사 등으로 주근의 위치를 파악하고 일부 볼트 삽입이 불가능한 부재의 경우, 도 8과 도 9의 방법을 사용할 수 있다.
도 8은 PC 부재의 상부에 "ㄷ"자 철판을 연결하고, "ㄷ"자 철판을 상부보와 앵커볼트로 연결한 상태를 나타낸다. "ㄷ"자 철판은 PC 부재의 무게에 따라 갯수를 가감할 수 있을 것이다.
도 9는 PC 부재에 연결된 사다리꼴 형태의 철판 양쪽 사면에 앵커볼트를 연결하여 PC 부재와 기둥을 연결한 상태를 나타낸다.
도 8과 도 9와 같은 방법은 추가 철판재(예를 들면, "ㄷ"자 철판)를 기존철판에 용접하거나 앵커볼트를 비스듬히 연결하는 것으로, 엥커볼트를 설치하기 위하여 천공을 하기 전 주근 위치가 천공방향에 있을 때, 기존 보나 기둥의 내력손상을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 부재를 고리 형태의 연결부재를 갖는 기둥 또는 보와 고정시키는 과정을 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, PC 부재(1)에 고리 형태의 연결부재(8)가 연결되어 있고, 기둥(20) 또는 보(30)에도 고리 형태의 연결부재(8)가 연결되어 있음을 알 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예로서, 고리 형태의 연결부재(8)끼리 서로 겹치도록 하고, 그 사이에 그라우팅(17)을 함으로써, PC 부재와 RC 부재를 결합할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PC 부재를 스터드 형태의 연결부재를 갖는 기둥 또는 보와 고정시키는 과정을 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, PC 부재(1)에 고리 형태의 연결부재(8)가 연결되어 있고, 기둥(20) 또는 보(30)에는 스터드(18)가 연결되어 있음을 알 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예로서, 고리 형태의 연결부재(8)와 스터드(18)끼리 서로 겹치도록 하고, 그 사이에 그라우팅(17)을 함으로써, PC 부재와 RC 부재를 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 PC 부재를 활용한 건물 보강 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1공정 ; PC 부재(1) 성형 단계
본 발명의 일 실시예에 따르면, PC부재(1)는 제조 공장에서 별도의 규격으로 생산할 수도 있지만 생산성과 경제성의 효율을 갖기 위하여 리모델링 현장의 건물 구조에 적합하도록 공장에서 PC부재(1)를 제조하여 보강부재로 사용한다. 이와 같은 PC부재(1)는 사용하고자 하는 형태에 따라서 성형틀의 준비가 서로 다르게 제작된다.
PC 부재(1)는 내부가 채워진 사각형 형태인 것이 바람직하나 필요에 따라서는 내부에 창문, 통풍구, 또는 출입문을 형성하기 위해 빈 공간이 형성될 수 있으며, 원형, 다각형 형태 등 여러가지 형태가 가능하다.
PC부재(1)를 성형하기 위해서는 이를 성형할 수 있는 성형틀을 준비하되 성형틀은 금속 또는 목재패널을 조립하여 사용하거나 FRP형틀을 사용할 수 있다.
상기와 같이 성형틀이 준비되면 전단보강근(3)과 주철근(4)을 이용하여 PC부재(1)의 형상에 맞게 철근골조(5)를 형성한다.
상기 제작된 철근골조(5)가 성형틀의 내부에 위치하도록 조립하되 PC부재(1)의 일단에 있는 연결고리부재(8)의 고리부가 돌출되도록 타측단을 철근골조(5)에 용착한다.
상기와 같이 PC부재(1)의 일단에 철근으로 형성된 연결고리부재(8)를 설치한 후에는 PC부재(1)의 타단에 철판 부재(9)가 고정되도록 설치한다.
철판 부재(9)의 내측면에는 다수의 고정부재(11)가 용착되어 철판 부재(9)에 고정되고 타측단은 철근골조(5)에 용착고정 된다.
또한, 철판 부재(9)의 외면은 PC부재(1)의 외면과 동일한 높이가 되도록 하여 차후 기둥(20) 또는 보(30)에 설치할 때 철판 부재(9)에 의하여 간격이 발생되지 않도록 한다.
상기와 같이 철근 골조(50), 철판 부재(9), 연결고리 부재(8)를 설치한 후에는 성형틀 내에 콘크리트를 타설하여 PC부재(1)를 성형한다.
제2 공정: 기둥과 보에 다수의 앵커부재를 설치하는 단계
상기와 같이 성형된 PC부재(1)는 설치할 때 일면이 보의 저면 또는 상면에 위치하고 타면이 기둥(20) 일면에 대응되도록 설치되므로 이를 고정할 수 있도록 기둥과 보에 앵커부재(14)를 설치한다.
앵커부재(14)는 PC 부재(1)의 철판 부재(9) 양측 통공(10)과 대응되는 위치에 드릴로 뚫어 다수의 앵커부재(14)를 설치한다.
제3공정: 기둥과 보에 PC부재를 설치하는 단계
기둥(20)과 보(30)에 앵커부재(14)를 설치한 후에는 상기 제1공정의 단계에서 성형한 PC 부재를 설치하게 되는데 PC 부재는 중량이 수십 kg에서 수백 kg이 되므로 이는 별도의 크레인이나 중장비를 이용하여 들어올린다.
PC부재를 설치할 때는 이미 기둥(20)과 보(30)에 설치한 앵커부재에 PC부재(1)에 설치된 철판 부재(9) 양측의 통공(10)에 앵커볼트(15)를 끼워 앵커부재(14)에 결합하는 방식으로 PC부재(1)를 기둥(20)과 보(30)에 고정한다.
상기 기둥과 보에 설치된 PC부재의 연결고리 부재(8)끼리 대응되도록 제1 공정 내지 제3 공정 단계와 동일한 방법으로 다른 PC부재를 설치한다.
도 12a 내지 도 12j는 보통 경간에서의 건물 내진 시공 방법의 흐름을 나타낸 것이다.
도 12a는 첫 번째 PC 패널을 설치하는 모습을 나타낸 것이고, 도 12b는 앵커작업을 나타낸 것이다. 도 12c, 도 12d, 도 12e는 각각 두 번째 PC 패널, 세 번째 PC 패널, 네 번째 PC 패널을 설치하는 모습을 나타낸 것이고, 도 12f는 PC 패널을 설치한 후의 모습을 나타낸 것이다.
도 12g는 PC 패널을 설치한 후 그라우팅을 하기 전의 상태를 정면에서 바라본 것이다. 도 12h는 PC 패널 간의 연결부 상태를 상세하게 도시한 도면이다.
도 12i는 1층의 벽체를 그라우팅 완료한 후의 도면이며, 도 12j는 1층과 2층의 벽체를 그라우팅 완료한 후의 도면이다.
도 13a 내지 도 13g는 3개의 PC 부재를 이용한 장경간에서의 건물 내진 시공 방법의 흐름을 나타낸 것이다.
도 13a는 조적조를 제거한 모습을 나타낸 것이고, 도 13b, 도 13c, 도 13d는 각각 첫 번째 PC 패널, 두 번째 PC 패널, 세 번째 PC 패널을 설치하는 모습을 나타낸 것이다. 도 13e는 PC 패널 간의 연결부 상태를 상세하게 도시한 도면이다.
도 13f는 1층의 벽체를 그라우팅 완료한 후의 도면이며, 도 13g는 1층과 2층의 벽체를 그라우팅 완료한 후의 도면이다.
도 13에서는 3개의 PC 부재를 이용한 장경간에서의 건물 내진 시공 방법을 나타내었으나, 이에 한정되지 아니하며, 1개 이상의 복수 개의 PC 부재를 이용할 수 있을 것이다.
도 14a 내지 도 14e는 6개의 PC 부재를 이용한 장경간에서의 건물 내진 시공 방법의 흐름을 나타낸 것이다.
도 13a 내지 도 13g는 3개의 PC 부재를 이용한 하나의 장경간에서의 건물 내진 시공 방법인 반면, 도 14a 내지 도 14e는 6개의 PC 부재를 이용한 장경간에서의 건물 내진 시공 방법을 나타낸 것으로, PC 부재의 갯수는 6개에 한정되지 아니한다.
제 4공정: PC 연결고리 부재 사이에 철근핀 부재 설치단계
상기 기둥과 보에 설치된 PC부재(1)와 PC부재(1)의 연결고리 부재(8) 사이에 철근핀 부재(16)를 끼운다.
이때, 연결고리 부재(8)는 "⊃"자형 고리와 "⊂"자형 고리가 서로 끼워지도록 대응되고, 그 결과 중앙부가 원형고리와 같이 형성되므로 이에 철근핀 부재(16)를 끼워 용착하여 강접한 구조로 형성되도록 서로 연결한다.
이때, 연결고리 부재(8) 사이에 끼워진 철근핀 부재(16)는 필요에 따라서 용착할 수도 있고 용착하지 않은 상태로 설치할 수 있다.
도 12g는 PC 부재 간의 접합을 위해 그라우팅을 하기 전의 모습이고, 도 12h는 PC 부재 간 연결부의 상태를 도시한 것이다.
도 13e는 PC 부재 간의 연결부에 철근핀 부재가 끼워져 있는 상태를 도시한 것이다.
제5공정: PC부재의 연결부에 콘크리트 타설단계
PC부재(1)의 연결고리 부재(8)와 철근핀 부재(16)로 연결된 연결부(2)의 외면에 판재를 설치하고 그 내부에 콘크리트를 그라우팅하여 기둥(20)과 보(30)에 PC부재(1)를 강접합구조로 설치한다.
도 12i는 1층의 PC 부재 간 연결부에 그라우팅을 한 후의 모습이고, 도 12j는 2층의 PC 부재 간 연결부에 그라우팅을 한 후의 모습이다.
도 13f는 1층의 PC 부재 간 연결부에 그라우팅을 한 후의 모습이고, 도 13g는 2층의 PC 부재 간 연결부에 그라우팅을 한 후의 모습이다.
이와 같이 설치된 본 발명은 PC부재(1)와 PC부재(1)가 기둥(20)과 보(30)에 강접합구조로 설치되므로, 지진이 발생할 때 횡 방향 또는 종 방향의 지진파에 대한 내진력을 갖게 된다.
즉, 건물의 기둥과 보의 배치 구조는 일정 간격으로 배치된 기둥의 수직방향과 정(井)자형의 격자형태의 보가 수평으로 설치되어 기둥과 보가 연결된 구조이므로, 기둥과 보에 앵커볼트(15)로 PC부재가 결합되어 보강하므로써, 강 접합이 이루어지며, 기둥과 보 사이에 위치하는 PC부재와 PC부재의 연결방법이 연결고리 부재(8)에 철근핀 부재(16)가 용착되거나 또는 금속 패널로된 연결패널 부재(13)가 서로 용착되어 연결되므로 강 접합이 된다.
이와 같이 PC 부재를 활용한 건물 보강 방법에 있어서 본 발명의 실시예에 따른 PC 부재가 기둥과 보에 보강부재로 사용되므로, 지진발생시 종 방향과 횡 방향 및 대각선 방향에서 지진파가 가해 지더라도 내구성을 갖게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1 : PC 부재 2 : 연결부
3 : 전단보강근 4 : 주철근
5 : 철근골조 8 : 연결고리 부재
9 : 철판 부재 10 : 통공
11 : 고정부재 12 : 요홈부
13 : 연결패널 부재 14 : 앵커부재
15 : 앵커볼트 16 : 철근핀 부재
17 : 그라우팅 18 : 스터드
20 : 기둥 30 : 보

Claims (14)

  1. PC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재; 및
    PC 부재와 RC 부재 간의 접합부로 사용되는 판 부재를 포함하고,
    상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되며,
    상기 판 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 판 형태로 결합되어 있는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PC 부재는 내부에 전단 보강근과 주철근을 결속시켜 형성한 철근 골조를 포함하는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결고리 부재의 일측단은 상기 철근 골조에 융착되고, 타측단은 고리형태로 돌출되어 또 다른 연결고리 부재와 겹쳐지도록 함으로써, 철근핀 부재를 끼울 수 있도록 하는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 판 부재의 일측단은 상기 철근 골조에 융착된 앵커철물과 연결되고, 타측단은 상기 RC 부재와 접할 수 있도록 하는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판 부재는 앵커 볼트가 통과하는 통공을 양 끝단에 포함하고, 상기 RC 부재에는 앵커 부재가 형성되어 상기 통공을 통과한 상기 앵커 볼트가 상기 앵커 부재에 결합함으로써, 상기 PC 부재를 상기 RC 부재에 결합하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결고리 부재와 상기 철근핀 부재는 용착되어 있는 것을 특징으로 하는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  7. PC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재; 및
    PC 부재와 RC 부재 간의 접합부로 사용되는 판 부재를 포함하고,
    상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되며,
    상기 판 부재는 상기 PC 부재의 적어도 하나 이상의 접합부에 "ㄷ" 형태로 결합되어 있는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  8. PC 부재 간의 접합부와 PC 부재와 RC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재를 포함하고,
    상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되어 있는 내진 보강 접합구조를 갖는 PC 부재.
  9. PC 부재 간의 접합부와 PC 부재와 RC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재를 포함하고, 상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되어 있는 PC 부재; 및
    상기 PC 부재와 상기 RC 부재 간의 접합부에 사용되는 연결고리 부재를 포함하고, 상기 연결고리 부재는 상기 RC 부재의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되어 있는 RC 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 부재와 RC 부재의 접합구조.
  10. PC 부재 간의 접합부와 PC 부재와 RC 부재 간의 접합부로 사용되는 연결고리 부재를 포함하고, 상기 연결고리 부재는 상기 PC 부재의 접합부에 적어도 하나 이상의 고리 모양으로 형성되어 있는 PC 부재; 및
    상기 PC 부재와 상기 RC 부재 간의 접합부에 사용되는 스터드를 포함하고, 상기 스터드는 상기 RC 부재의 접합부에 적어도 하나 이상 형성되어 있는 RC 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 부재와 RC 부재의 접합구조.
  11. 프리캐스트 콘크리트(PC)를 이용한 건물 내진 시공 방법에 있어서,
    성형틀 내부에 전단보강근과 주철근을 결속시켜 철근골조를 형성하는 단계;
    상기 철근골조를 내부에 포함하는 사각형 형태의 PC 부재의 4 단면 중 RC 부재에 접하지 않는 단면에 연결고리 부재를 상기 철근골조와 연결되도록 설치하는 단계;
    상기 철근골조를 내부에 포함하는 사각형 형태의 PC부재의 4 단면 중 RC 부재에 접하는 단면 각각에 판 부재를 위치시키는 단계;
    상기 성형틀 내부에 콘크리트를 타설하여 상기 PC부재를 성형하는 단계;
    상기 판 부재의 양측 통공에 대응되는 위치의 RC 부재에 적어도 하나 이상의 앵커부재를 설치하는 단계;
    상기 RC 부재에 형성된 앵커 부재에 상기 판 부재의 양측 통공을 통하여 앵커볼트를 체결하여 상기 PC부재를 상기 RC 부재에 설치하는 단계;
    상기 RC 부재에 설치된 PC부재의 연결고리 부재에 대응되도록 다른 PC부재를 설치하는 단계;
    상기 RC 부재에 설치된 PC부재 간의 연결고리 부재 사이에 철근핀 부재를 끼우는 단계; 및
    상기 PC부재의 연결고리 부재와 상기 철근핀 부재로 연결된 연결부 외면에 판재를 설치하고 그 내부에 콘크리트를 타설하여 상기 RC 부재에 상기 PC부재를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 내진 시공 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결고리 부재의 일측단은 상기 철근 골조에 융착되고, 타측단은 고리형태로 돌출되어 또 다른 연결고리 부재와 겹쳐지도록 함으로써, 상기 철근핀 부재를 끼울 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 건물 내진 시공 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 판 부재의 일측단은 상기 철근 골조에 융착된 앵커철물과 연결되고, 타측단은 상기 RC 부재와 접할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 건물 내진 시공 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결고리 부재와 상기 철근핀 부재는 용착되어 있는 것을 특징으로 하는 건물 내진 시공 방법.
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KR101867300B1 (ko) * 2017-08-30 2018-06-14 동서 피, 씨, 씨 주식회사 조립식 전단벽체의 결합구조

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