KR20130018343A - 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 src단면증설내진보강 접합구조, 이를 이용한 src단면증설내진보강공법 - Google Patents

접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 src단면증설내진보강 접합구조, 이를 이용한 src단면증설내진보강공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조(접합구조)에 관한 것으로서, 길이 방향을 따라 다수개의 앵커 관통공(20)이 구비되는 접합보강판(100); 상기 접합보강판의 표면을 따라 설치되어 '∩'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 고정철물(200); 상기 접합보강판을 보강대상 구조체에 부착하는 고정용앵커(300)상기접합보강판과 상기 보강대상 구조체 표면사이의 일정한 공극 확보를 위한 간격제(도시생략)상기 접합보강판 둘레 및 상기 고정용 앵커너트 둘레를 밀봉하는 에폭시계 합성수지 밀봉재(400) 상기 밀봉된 보강대상 구조체 표면과 보강판 사이의 공극에 주입 충진되는 에폭시계 합성수지 주입재(410)상기 접합보강판의 표면을 따라 일정 거리 이격 설치되는 철골부재(500); 상기 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 결합되어 '∪'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 연결철물(210); 및, 상기 고정철물(200)과 상기 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하여 상기 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되며 상기 고정철물(200) 및 상기 연결철물(220)에 용접결합되는 강재쐐기(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조 및 보강공법에 관한 것이다.

Description

접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강 접합구조, 이를 이용한 SRC단면증설내진보강공법{Seismic Retrofit Method of SRC Enlarged Section using Connection Joint with Anchor Plate and Steel Bar Tie }
본 발명은 기존 철근 콘크리트 구조물의 보강대상 부재를 접합보강판 및 강재쐐기가 포함된 SRC(Steel framed Reinforced Concrete, 철골 철근 콘크리트)를 사용하여 단면을 증설함으로써 지진 발생 시 기존 부재와 SRC단면증설 부재의 일체 거동을 통하여 귀중한 인명과 재산상의 손실을 최소화할 수 있는 SRC(철골 철근 콘크리트) 단면증설 내진보강 접합구조 및 방법에 관한 것이다.
근래 자주 발생되고 있는 주변 국가들의 지진으로 인한 인적 물적 피해사례는 상상을 초월하는 수준이라고 할 수 있으며 중, 약진 지역으로 분류되는 우리나라도 이러한 자연 재해적 지진으로부터 안전하다고 할 수 없는 실정이다.
더구나 국내의 지진 대비 환경은 기존 건축시설물의 80%이상이 지진에 거의 무방비한 상태라고 할 수 있으며 특히 중, 저층 구조물의 대다수인 다세대 주택과 비상시 인근 주민들의 대피장소로 사용되어야 할 학교시설물 등은 이제 겨우 내진보강을 시작하고 있는 실정이다.
일반적으로 기존 건축시설물의 내진보강공사는 특별한 경우 이외에는 실외에서 이루어지고 있다. 이는 기존의 건축물의 사용성을 가능한 제한하지 않기 위함이라 할 수 있다.
근래 시작된 우리나라의 기존 건축시설물의 내진보강공법을 살펴보면 제진보강공법으로써 층간변위 증폭토글이 포함된 마찰댐퍼, 슬릿강대댐퍼, 점성댐퍼 등의 제진장치들이 사용되고 있고, K형 철골 브레이스가 포함된 철골프레임 내진보강공법 등이 주로 사용되고 있다.
그러나 중, 저층 건축물의 경우 지진 발생 시 발생되는 층간 변위량이 너무 작아 층간변위에 의한 지진 에너지 감쇠 시스템인 제진댐퍼가 구비된 각종 제진보강공법들은 지진 발생 시 효율적인 지진 에너지 감쇠효과를 기대하기 어려울 수 있다.
또한 제진보강공법 및 철골브레이스 내진보강공법 등 철골구조물이 외부에 노출되는 이러한 내진보강 공법은 정기적인 댐퍼의 성능점검 및 부식방지를 위한 유지관리 보수가 필수적이라 할 수 있으며 이러한 성능점검이 부실한 경우 예고 없는 지진 발생 시 귀중한 인적 물적 피해를 가져 올 수 있다.
또한 상기 제진시스템 및 철골브레이스 내진보강기술은 기존 건축시설물의 창호를 대각선 형상 또는 V형상으로 가려지게 설치하여야 하는 특성이 있어 학교의 시설물의 경우 학생들이 상기 내진보강장치들을 타고 올라가서 추락하는 안전상의 문제가 발생할 수 있으며, 외부 불청객의 침입경로가 될 수 있어 보안상의 문제가 발생될 수 있고, 전망 및 채광에 장애가 발생될 수 있으며, 건물 외부에 설치되는 철골 구조물로 인하여 사용자들에게 거부감을 조성할 수 있어 면학분위기에 도움이 되지 않는 위화감이 조성될 수 있다.
아울러 도1에 도시된 바와 같이 케미컬 앵커 방식을 건물의 외벽에 적용한 내진 보강 공법이 시공되기도 하는데, 기존 보강대상 구조체(10)에 철근케미컬 앵커(11)를 설치하고 내진보강용 철골프레임(12)에 구비된 스터드볼트(13)가 철근케미컬 앵커(11) 사이에 배열되도록 설치 한 후 콘크리트를 타설하는 방법으로 진행된다. 그러나 콘크리트는 그 자체의 연성능력 부족으로 인하여 지진 하중(14)이 발생할 경우 균열(15)의 발생은 필연적이라 할 수 있으며, 증축현장에서 사용하던 정적 하중을 고려한 케미컬 앵커를 사용한 내진보강은 지진 발생 시 콘크리트에 균열(15)이 발생하는 순간 기존 건축구조물과 일체 거동을 하지 못하고 지진 에너지가 내진보강장치에 전달되지 못할 뿐 아니라 기존 구조물과 분리(16)되어 내진보강장치가 기존 구조물과 분리되어 넘어지는 등의 원인으로 인하여 오히려 인명피해를 증가시키는 흉기로 작용할 수 있다.
따라서 층간 변위량이 적은 중, 저층 건축구조물에 사용될 수 있는 별도의 유지관리가 필요 없고, 학생들이 타고 올라갈 염려가 없는 SRC프레임 형상으로써 안전상의 염려가 전혀 없으며, 보강 후 건물의 외관 디자인이 입체적으로 수려하게 변모되며, 전망 채광 등의 사용상의 제한이 전혀 발생되지 않으며 신, 구 구조부재의 접합성능 및 내진보강효과가 확실한 친환경적 내진보강기술의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 기존 보강대상 콘크리트 구조물의 내력성능을 SRC단면증설 내진보강을 통하여 획기적으로 향상시킴으로써 지진 발생 시 철근콘크리트 고층건물은 물론 층간 변위량이 작은 중, 저층 건축구조물에도 효율적인 내진성능을 기대할 수 있는 SRC단면증설 내진보강기술을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 보강대상 콘크리트 구조물의 기둥이나 보를 접합 보강판을 사용하여 내력보강이 이루어지게 함으로써 신, 구 구조체의 내력이 동시에 향상될 수 있는 접합수단을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
셋째, 기존 구조체 보강용 접합강판에 다수의 U형상의 강봉 또는 철근이 교차하여 용접 접합되고 교차된 부분에 강봉 쐐기 또는 철근을 끼워 용접 고정함으로써 지진 발생 시 또한 어떠한 경우에도 기존 구조체와 내진보강장치가 분리되는 것을 방지하고 확실한 일체 거동을 보장할 수 있는 안정된 접합방법이 구비된 내진보강기술을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
넷째, 기존 창을 전혀 가리지 않아 전망 및 채광에 지장이 없고, 학생들이 장난삼아 올라타거나 외부침입 경로가 될 염려가 전혀 없는 I(기둥)형상, U(창문 좌측, 우측 및 하부 벽체)형상, L형상口(창문 좌측 또는 우측 및 하부 벽체)형상, 日(날일)형상, 目(눈목)형상의 철골 프레임 또는 SRC(철골 철근 콘크리트)를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
다섯째, 기존 보강대상 철근콘크리트 구조 부재에 최적 내진보강설계는 물론 최적 디자인으로 SRC(철골 철근 콘크리트)를 단면증설함으로써 기존 건축 구조물의 외관이 오히려 입체적인 디자인으로 변모되고, 건물의 사용연한 동안 별도의 유지관리가 필요 없는 친환경적 내진보강기술을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조(접합구조)에 관한 것으로서, 길이 방향을 따라 다수개의 앵커 관통공(20)이 구비되는 접합보강판(100); 상기 접합보강판의 표면을 따라 설치되어 '∩'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 고정철물(200); 상기 접합 보강판 부착 고정용앵커(300), 상기 접합 보강판 둘레 및 고정용 앵커 너트(300) 둘레 밀봉용 에폭시 밀봉재(400), 상기 접합 보강판과 상기 보강대상 구조체 표면사이의 공극에 주입 충진 되는 에폭시계 합성수지 주입재(410), 상기 접합 보강판(100)의 표면을 따라 일정 거리 이격 설치되는 철골부재(500); 상기 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 결합되어 '∪'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 연결철물(220), 상기 철골부재의 또 다른 웨브 일측면을 따라 결합되는 다수개의 스터드 볼트(230); 및, 상기 고정철물(200)과 상기 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하여 상기 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되며 상기 고정철물(200) 및 상기 연결철물(220)에 용접 결합되는 강재쐐기(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은 기존 콘크리트 구조물의 내진보강공법에 관한 것으로서, 콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 등을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 완전 제거하는 제1단계; 일정한 깊이로 앵커홀을 천공함과 동시에 바탕면 및 앵커 홀 내부의 먼지 기타 이물질 등을 완전 제거하는 제2단계; 접합보강판 부착 고정용 앵커(300) 설치와 동시에 고정철물(200)이 결합된 접합보강판(100)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 부착 고정하는 제3단계; 접합보강판 둘레 및 정착앵커너트 둘레를 에폭시 밀봉제를 사용 완전 밀봉(400)하는 제4단계; 에폭시 주입재(410)를 사용 보강강판과 기존 구조체 사이의 공극을 주입 충진(410)하는 제5단계; 연결철물(220) 및 스터드 볼트(230)가 결합된 철골부재(500)를 접합보강판(100)의 전면에 일정간격 이격 설치하여 고정철물(200)과 연결철물(220)을 상호 교차시키는 제6단계; 고정철물(200)과 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하도록 강재쐐기(600)를 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결철물(220)에 용접 결합시키는 제7단계; 고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 제8단계; 고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 제9단계; 및, 모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제10단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 기존 콘크리트 구조물의 내력 성능을 SRC단면증설내진보강을 통하여 획기적으로 향상시킴으로써 지진 발생에 효율적으로 대처할 수 있다.
둘째, 보강대상 콘크리트 구조물의 기둥이나 보를 접합보강판을 사용하여 내력보강이 이루어지게 함으로써 신, 구 구조체의 내력이 동시에 향상될 수 있어 지진 발생시 건물의 조기붕괴를 방지할 수 있다.
셋째, 기존 콘크리트 구조물과의 일체 거동을 확보하여 지진 발생시 기존 구조체와 내진보강 구조체가 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
넷째, 기존 건축물의 전망이나 채광에 영향을 미치지 않으며 기존 건축물의 외부에 시공할 경우 기존 건물 외부 입면에 현대적 입체감을 부여할 수 있다.
다섯째, 건물의 사용연한과 같이 반영구적으로 별도의 유지관리가 거의 필요없는 친환경적이고 경제적인 내진보강기술을 제공할 수 있다.
도1은 종래의 케미컬 앵커를 이용한 내진보강공법의 문제점을 도시한다.
도2는 다수의 앵커 관통공(20)이 구비된 접합보강판(100)표면에 설치되는 고정철물을 도시하는데, (a)서로 마주보도록 설치되는 2개의 'ㄱ'자 형태의 강재로 이루어지는 고정철물(200)을 사용하는 경우, 및 (b)'∩'자 형태의 강재로 이루어진 고정철물(210)을 사용하는 경우를 각각 도시한다.
도3은 보강대상 콘크리트 구조물(50)에 설치되는 접합보강판(100)이 고정용앵커(300)에 의하여 보강대상 콘크리트 구조물(50)에 결합되는 경우를 도시한다.
도4는 (a) 철골부재(500)웨브 일면에 '∪'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 연결철물(220) 및 또 다른 웨브 일면에 다수개의 스터드 볼트(230)가 구비된 철골부재(500), 및 (b)이러한 철골부재(500)를 사용한 SRC단면증설내진보강구조의 시공 과정 및 단면구조를 도시한다.
도5는 '∪'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 연결철물(220)이 구비된 철골부재(500)를 사용한 SRC단면증설내진보강구조의 시공 과정 및 측면구조를 도시한다.
도6은 (a)헤드부를 구비한 다수 개의 연결볼트(240)가 구비된 철골부재(500), 및 (b)이러한 철골부재(500)를 사용한 SRC단면증설내진보강구조의 시공 과정 및 단면구조를 도시한다.
도7은 헤드부를 구비한 다수 개의 연결볼트(240)가 구비된 철골부재(500)를 사용한 SRC단면증설내진보강구조의 시공 과정 및 측면구조를 도시한다.
도8은 (a)웨브 일면에 쐐기 통과공(251); 및, 모르타르 통과 홀(252)이 형성된 판재 형태의 다수 개의 연결철판(250)이 구비되고, 또 다른 웨브 일면에는 다수개의 스터드 볼트(230)가 구비된 철골프레임(500), 및 (b)이러한 철골프레임(500)을 사용한 SRC단면증설내진보강구조의 시공 과정 및 단면구조를 도시한다.
도9는 쐐기통과공(251)이 형성된 판재 형태의 다수 개의 연결철판(250)이 구비된 철골프레임(500)을 사용한 SRC단면증설내진보강구조의 시공 과정 및 측면구조를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
접합보강판(100)은 금속재질의 판재로서 콘크리트 구조물(50)의 전면에 부착되는 부재이다.
접합보강판(100)에는 길이 방향을 따라 다수 개의 앵커관통공(20)이 구비되는데, 이러한 앵커관통공(20)을 통하여 고정용앵커(300)가 콘크리트 구조물(50)의 표면에 천공된 앵커홀(60)에 매립 설치된다.
이러한 접합보강판(100)에는 도2에 도시된 바와 같이 전면으로 수직 돌출된 다수개의 고정철물(200)이 접합보강판의 표면을 따라 소정의 간격으로 설치되어 '∩'자 형태의 고리를 형성한다.
이러한 접합보강판(100)은 기존 콘크리트 구조물 표면과 접합보강판 사이에 일정한 공극을 확보한 후 공극 내부에는 에폭시 계열의 합성수지가 주입되어 경화되면서 접합보강판(100)을 기존 콘크리트 구조물의 표면에 단단히 고정시킨다.
고정철물(200)은 도2(a)에 도시된 바와 같이 서로 마주보도록 설치되는 2개의 'ㄱ'자 형태의 강재(200)로 이루어지는 경우도 있고 도2(b)에 도시된 바와 같이 1개의 '∩'자 형태의 강재(210)로 이루어지는 경우도 있다.
철골부재(500)는 기존 콘크리트 구조물(50)의 표면을 따라 일정 거리 이격 설치되는데, 일반적으로 도4(a)에 도시된 바와 같이 'H'형강이 사용될 수 있다.
연결철물(220)은 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 결합되어 '∪'자 형태의 고리를 형성하는데, 이러한 연결철물(220)은 다수 개가 철골부재(500)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 배열된다.
강재쐐기(600)는 도4(b) 또는 도5에 도시된 바와 같이 고정철물(200)과 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하여 철골프레임(500)의 길이 방향과 나란하게 배치된다.
강재쐐기(600)는 일반적인 강봉이 사용될 수도 있는데, 고리를 형성하는 고정철물(200)과 연결철물(220)의 교차 영역을 강재쐐기(600)가 통과하도록 삽입되어 철골부재(500)가 고정철물(200)로부터 이탈(분리)되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 강재쐐기(600)는 고정철물(200) 및 연결철물(220)에 용접결합 되어 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 전면에 단단하게 고정시킨다.
철근(700)은 도5에 도시된 바와 같이 고정철물(200)과 철골부재(500) 주위를 둘러싸도록 배근되는데, 별도로 마련된 설계도서에 따라 후프근과 주철근을 배근한다.
모르타르(800)는 고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 타설 양생되어 기존 콘크리트 구조물(50)의 표면에 일체로 결합되어 지진 발생 시 기존 콘크리트 구조물(50)과 일체 거동을 하는 내진보강구조를 이루게 된다.
도6 및 도7에는 본 발명의 다른 구체적 실시예가 도시되어 있다.
여기서는 도4 및 도5의 연결철물(220) 대신 연결볼트(240)가 사용된다는 차이점이 있을 뿐이다. 따라서 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대하여만 언급한다.
연결볼트(240)는 도6(a)에 도시된 바와 같이 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 미리 정해진 소정의 간격으로 결합되는데, 각각의 연결볼트(240)에는 헤드부가 구비되어 있다.
여기서 강재쐐기(600)는 도6(b) 및 도7에 도시된 바와 같이 고정철물(200)과 연결볼트(240)가 교차하는 영역을 통과하여 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되고, 고정철물(200)과 연결볼트(240)의 헤드부 사이에 끼워져 철골프레임(500)의 이탈을 방지하게 된다.
이러한 강재쐐기(600)는 고정철물(200) 및 연결볼트(240)에 용접결합 되어 철골프레임(500)을 콘크리트 구조물(50)의 전면에 단단하게 고정시킨다.
도8 및 도9에는 본 발명의 또 다른 구체적 실시예가 도시되어 있다.
여기서는 도4 및 도5의 연결철물(220) 대신 연결철판(250)이 사용된다는 차이점이 있을 뿐이다. 따라서 중복된 설명은 생략하고 차이점에 대하여만 언급한다.
연결철판(250)은 판재 형태로서 도8(a)에 도시된 바와 같이 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 미리 정해진 소정의 간격으로 결합되는데, 각각의 연결철판(250)에는 쐐기통과공(251) 및 모르타르 통과공(252)이 구비된다.
여기서 강재쐐기(600)는 도8(b) 및 도9에 도시된 바와 같이 고정철물(200)과 교차하는 연결철판(250)의 쐐기통과공(251)을 통과하여 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되고, 고정철물(200) 및 연결철판(250)에 용접결합 되어 철골부재(500)의 이탈을 방지하게 되고, 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 전면에 단단하게 고정시킨다.
연결철판(250)에는 쐐기통과공(251)과 별도로 모르타르 통과공(252)이 구비되어 타설되는 모르타르(800)와의 결속력을 강화시킨다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 공법을 설명한다.
<제1실시예>
도4 및 도5에 기재된 내진보강공법에 관한 것으로서 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 또는 햄머드릴을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 면갈기 하거나 취핑 작업 한다.
(2) 제2단계
핸드드릴을 이용 일정한 깊이로 앵커홀을 천공한다. 앵커홀은 접합보강판(100)을 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 여건을 고려하여 적절히 결정한다.
면갈기 및 앵커홀 천공이 완료된 후 앵커 홀 내부 및 면갈기 완료된 콘크리트표면의 먼지 기타 이물질을 집진기 등을 이용 완전제거 한다.
(3) 제3단계
고정용 앵커 설치와 동시에 다수의 앵커관통 공(20) 및 고정철물(200)이 구비된 접합보강판(100)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 설치 고정하는 과정이다.
접합보강판에 결합된 고정철물(200)은 도2(a)에 도시된 바와 같이 서로 마주보도록 설치되는 2개의 'ㄱ'자 형태 강재로 이루어지는 경우도 있고 도2(b)에 도시된 바와 같이 1개의 '∩'자 형태의 강재로 이루어지는 경우도 있다.
(4) 제4단계
접합보강판 둘레 및 고정용앵커 너트 둘레를 에폭시 밀봉재를 사용 완전 밀봉한다.
밀봉과 동시에 에폭시 수지의 주입구 및 공기 배출구를 콘크리트 표면과 보강판 사이의 공극에 설치한다.
(5) 제5단계
에폭시 주입재를 주입구를 통하여 완전 주입 충진 한다.
(6) 제6단계
연결철물(220)이 결합된 철골부재(500)를 접합보강판(100)의 전면에 설치하여 고정철물(200)과 연결철물(220)을 상호 교차시키는 과정이다.
연결철물(220)은 철골부재(500)의 웨브 일측면에 미리 용접 결합되어 '∪'자 형태의 고리를 형성하게 되는 바 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 보강 부위 전면에 접근시키면 고정철물(200)과 연결철물(220)이 상호 교차하는 영역이 생기게 된다.
(7) 제7단계
고정철물(200)과 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하도록 강재쐐기(600)를 철골프레임(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결철물(220)에 용접결합시키는 과정이다.
고정철물(200)과 연결철물(220)이 상호 교차하는 영역을 통과하도록 강재쐐기(600)를 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 용접하면 철골부재(500)가 콘크리트 구조물(50)의 전면에 단단하게 고정된다.
(8) 제8단계
고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 과정이다.
철근(700)은 설계도서에 준하여 후프근과 주철근을 배근하여 고정철물(200) 및 철골부재(500)전체를 둘러싸도록 한다.
(9) 제9단계
고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 과정이다. 이 과정은 일반적인 콘크리트 타설 과정과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.
(10) 제10단계
모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다.
이와 같이 모르타르(800)가 양생되면 기존 콘크리트 구조물과 일체화되어 지진 발생 시 내진 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 내진보강구조가 기존 콘크리트에서 분리되어 붕괴되는 사고를 방지할 수 있다.
<제2실시예>
도6 및 도7에 도시된 내진보강공법에 관한 것으로서 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 또는 햄머드릴을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 면갈기 하거나 취핑작업 하는 과정이다.
(2) 제2단계
핸드드릴을 이용 일정한 깊이로 앵커홀을 천공한다. 앵커홀은 접합보강판 (100)을 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 여건을 고려하여 적절히 결정한다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(3) 제3단계
고정용 앵커 설치와 동시에 다수의 앵커관통 공(20) 및 고정철물(200)이 구비된 접합보강판(100)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 설치 고정하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(4) 제4단계
접합보강판 둘레 및 고정용앵커 너트 둘레를 에폭시 밀봉재를 사용 완전 밀봉한다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(5) 제5단계
에폭시 주입재를 주입구를 통하여 완전 주입 충진한다.
(6) 제6단계
연결볼트(240)가 결합된 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 보강 부위 전면에 설치하여 고정철물(200)과 연결볼트(240)를 상호 교차시키는 과정이다.
연결볼트(240)는 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 미리 정해진 소정의 간격으로 결합되는데, 각각의 연결볼트(240)에는 헤드부가 구비되어 있다.
따라서 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 전면에 접근시키면 고정철물(200)의 내부 영역에 연결볼트(240)가 들어가 상호 교차하는 영역이 생기게 된다.
(7) 제7단계
고정철물(200)과 연결볼트(240)가 교차하는 영역을 통과하여 고정철물(200)과 연결볼트(240)의 헤드부 사이에 끼워지도록 강재쐐기(600)를 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결볼트(240)에 용접결합시키는 과정이다.
이와 같이 고정철물(200)과 연결볼트(240) 헤드부 사이에 강재쐐기(600)가 끼워진 상태에서 용접을 하면 철골부재(500)가 콘크리트 구조물(50)의 전면에 단단하게 고정된다.
(8) 제8단계
고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(9) 제9단계
고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(10) 제10단계
모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
<제3실시예>
도8 및 도9에 도시된 내진보강공법에 관한 것으로서 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 또는 햄머드릴을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 면갈기 하거나 취핑작업 하는 과정이다.
(2) 제2단계
핸드드릴을 이용 일정한 깊이로 앵커홀을 천공한다. 앵커홀은 접합보강판(100)을 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 여건을 고려하여 적절히 결정한다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(3) 제3단계
고정용 앵커 설치와 동시에 다수의 앵커관통 홀(20) 및 고정철물(200)이 구비된 접합보강판(100)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 설치 고정하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(4) 제4단계
접합보강판 둘레 및 고정용앵커 너트 둘레를 에폭시 밀봉재를 사용 완전 밀봉하는 한다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(5) 제5단계
에폭시 주입재를 주입구를 통하여 완전 주입 충진한다.
(6) 제6단계
연결철판(250)이 결합된 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 보강 부위 전면에 설치하여 고정철물(200)과 연결철판(250)을 상호 교차시키는 과정이다.
연결철판(250)은 판재 형태로서 철골부재(500)의 웨브 일측면을 따라 미리 정해진 소정의 간격으로 결합되는데, 각각의 연결철판(250)에는 쐐기통과공(251) 및 모르타르 통과공(252)이 구비된다.
따라서 철골부재(500)를 콘크리트 구조물(50)의 전면에 접근시키면 고정철물(200)과 연결철판(250)이 교차하면서 고정철물(200)의 내부 영역으로 쐐기통과공(251)이 들어오게 된다.
(7) 제7단계
고정철물(200)과 교차하는 연결철판(250)의 쐐기통과공(251)을 통과하도록 강재쐐기(600)를 철골프레임(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결철판(250)에 용접결합시키는 과정이다.
즉 고정철물(200)과 교차하는 연결철판(250)의 쐐기통과공(251)을 통과하도록 강재쐐기(600)를 삽입하여 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 용접결합하면 철골부재(500)의 이탈이 방지되고 콘크리트 구조물(50)의 표면에 철골부재(500)가 단단하게 고정된다.
(8) 제8단계
고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(9) 제9단계
고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
(10) 제10단계
모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다. 이러한 과정은 제1실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
아래의 부호는 도1을 제외한 나머지 도면에 적용되는 부호이다.
50:콘크리트 구조물
20:앵커 관통공
100:접합보강판
200:고정철물
210:고정철물
300: 고정용 앵커
400:밀봉용 합성수지
410:주입충진용 합성수지
500:철골부재
220:연결철물
240:연결볼트
250:연결철판 251:쐐기통과공 252:모르타르통과공
230:스터드볼트
600:강재쐐기
700:철근
800:모르타르

Claims (9)

  1. 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조에 관한 것으로서,
    콘크리트 구조물(50)의 전면에 부착되는 부재로서 길이 방향을 따라 다수개의 앵커관통공(20)이 구비되는 접합보강판(100); 및,
    상기 접합보강판(100)의 전면부를 따라 수직으로 돌출되도록 용접 설치되는 '∩'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 고정철물(200);
    상기 접합보강판(100)의 표면을 따라 일정 거리 이격 설치되는 철골부재(500);
    상기 철골부재(500)의 일측면을 따라 결합되어 '∪'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 연결철물(220); 및,
    상기 고정철물(200)과 상기 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하여 상기 철골프레임(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되며 상기 고정철물(200) 및 상기 연결철물(220)에 용접결합되는 강재쐐기(600);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조.
  2. 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조에 관한 것으로서,
    콘크리트 구조물(50)의 전면에 부착되는 부재로서 길이 방향을 따라 다수개의 앵커관통공(20)이 구비되는 접합보강판(100); 및,
    상기 접합보강판(100)의 전면부를 따라 수직으로 돌출되도록 용접 설치되는 '∩'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 고정철물(200);
    상기 접합보강판(100)의 표면을 따라 일정 거리 이격 설치되는 철골부재(500);
    상기 철골부재(500)의 일측면을 따라 결합되며 헤드부를 구비하고 있는 다수 개의 연결볼트(240); 및,
    상기 고정철물(200)과 상기 연결볼트(240)가 교차하는 영역을 통과하여 상기 고정철물(200)과 상기 연결볼트(240)의 헤드부 사이에 끼워지고, 상기 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되며 상기 고정철물(200) 및 상기 연결볼트(240)에 용접결합되는 강재쐐기(600);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조.
  3. 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조에 관한 것으로서,
    콘크리트 구조물(50)의 전면에 부착되는 부재로서 길이 방향을 따라 다수개의 앵커관통공(20)이 구비되는 접합보강판(100); 및,
    상기 접합보강판(100)의 전면부를 따라 수직으로 돌출되도록 용접 설치되는 '∩'자 형태의 고리를 형성하는 다수 개의 고정철물(200);
    상기 접합보강판(100)의 표면을 따라 일정 거리 이격 설치되는 철골부재(500);
    상기 철골부재(500)의 일측면을 따라 결합되며 쐐기통과공(251) 및 모르타르 통과공(252)이 구비된 판재 형태의 다수 개의 연결철판(250); 및,
    상기 고정철물(200)과 교차하는 상기 연결철판(250)의 쐐기통과공(251)을 통과하여 상기 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치되며 상기 고정철물(200) 및 상기 연결철판(250)에 용접결합되는 강재쐐기(600);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조.
  4. 제1항 내지 제3항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 고정철물(200)과 상기 철골부재(500) 주위를 둘러싸도록 배근되는 철근(700); 및,
    상기 고정철물(200)과 상기 철골부재(500)을 둘러싸도록 타설 양생되어 기존 콘크리트 구조물의 표면에 일체로 결합되는 모르타르(800);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조.

  5. 제1항 내지 제3항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 고정철물(200)은 '∩'자 형태의 강재로 이루어진 고정철물(200), 및 서로 마주보도록 설치되는 2개의 'ㄱ'자 형태의 강재(210)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조.
  6. 제4항에서,
    상기 철골부재(500)의 웨브 타측면을 따라 결합되는 다수 개의 스터드볼트(230);
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 SRC단면증설내진보강구조.
  7. 기존 콘크리트 구조물의 내진보강공법에 관한 것으로서,
    콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 또는 햄머드릴을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 면갈기 하거나 취핑작업 하는 제1단계;
    핸드드릴을 이용 일정한 깊이로 앵커 홀을 천공한다. 앵커 홀은 접합보강판(100)을 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커 홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 여건을 고려하여 적절히 결정하는 제2단계;
    고정용 앵커 설치와 동시에 다수의 앵커관통 공(20) 및 고정철물(200)이 구비된 접합보강판(100)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 설치 고정하는 제3단계;
    접합보강판 둘레 및 고정용 앵커 너트 둘레를 에폭시 밀봉재를 사용 완전 밀봉 하는 제4단계;
    에폭시 주입재를 주입구를 통하여 완전 주입 충진하는 제5단계;
    연결철물(220)이 결합된 철골부재(500)를 접합보강판(100)의 전면에 설치하여 고정철물(200)과 연결철물(220)을 상호 교차시키는 제6단계;
    고정철물(200)과 연결철물(220)이 교차하는 영역을 통과하도록 강재쐐기(600)를 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결철물(220)에 용접결합시키는 제7단계;
    고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 제8단계;
    고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 제9단계; 및,
    모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제10단계;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 SRC단면증설내진보강공법.
  8. 기존 콘크리트 구조물의 내진보강공법에 관한 것으로서,
    콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 또는 햄머드릴을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 면갈기 하거나 취핑작업 하는 제1단계;
    핸드드릴을 이용 일정한 깊이로 앵커홀을 천공한다. 앵커 홀은 접합보강판(100)을 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커 홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 여건을 고려하여 적절히 결정하는 제2단계;
    고정용 앵커 설치와 동시에 다수의 앵커관통 공(20) 및 고정철물(200)이 구비된 접합보강판(100)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 설치 고정하는 제3단계;
    접합보강판 둘레 및 고정용앵커 너트 둘레를 에폭시 밀봉재를 사용 완전 밀봉 하는 제4단계;
    에폭시 주입재를 주입구를 통하여 완전 주입 충진하는 제5단계;
    연결철물(220)이 결합된 철골부재(500)를 접합보강판(100)의 전면에 설치하여 고정철물(200)과 연결철물(220)을 상호 교차시키는 제6단계;
    고정철물(200)과 연결볼트(240)가 교차하는 영역을 통과하여 고정철물(200)과 연결볼트(240)의 헤드부 사이에 끼워지도록 강재쐐기를 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결볼트(240)에 용접결합시키는 제7단계;
    고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 제8단계;
    고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 제9단계; 및,
    모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제10단계;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 SRC단면증설내진보강공법.
  9. 기존 콘크리트 구조물의 내진보강공법에 관한 것으로서,
    콘크리트 구조물(50)의 보강 부위를 따라 핸드그라인더 또는 햄머드릴을 이용하여 바탕면의 도장재 기타 이물질 등을 면갈기 하거나 취핑작업 하는 제1단계;
    핸드드릴을 이용 일정한 깊이로 앵커 홀을 천공한다. 앵커 홀은 접합보강판(100)을 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커 홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 여건을 고려하여 적절히 결정하는 제2단계;
    고정용 앵커 설치와 동시에 다수의 앵커관통 공(20) 및 고정철물(200)이 구비된 접합보강판(200)을 기존 구조체 표면과 일정한 공극을 유지한 상태에서 설치 고정하는 제3단계;
    접합보강판 둘레 및 고정용앵커 너트 둘레를 에폭시 밀봉재를 사용 완전 밀봉 하는 제4단계;
    에폭시 주입재를 주입구를 통하여 완전 주입 충진하는 제5단계;
    연결철판(250)이 결합된 철골부재(500)를 접합보강판(100)의 전면에 설치하여 고정철물(200)과 연결철판(250)을 상호 교차시키는 제6단계;
    고정철물(200)과 교차하는 연결철판(250)의 쐐기통과공(251)을 통과하도록 강재쐐기(600)를 철골부재(500)의 길이 방향과 나란하게 배치하고 고정철물(200) 및 연결철판(250)에 용접결합시키는 제7단계;
    고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸는 철근(700)을 배근하는 제8단계;
    고정철물(200)과 철골부재(500)를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(800)를 타설하는 제9단계; 및,
    모르타르(800) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제10단계;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 SRC단면증설내진보강공법.








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KR1020130000495A KR20130018343A (ko) 2013-01-03 2013-01-03 접합보강판 및 강재쐐기를 이용한 src단면증설내진보강 접합구조, 이를 이용한 src단면증설내진보강공법

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