KR20130051184A - 연성 파괴할 수 있는 내진 보강 구조물 및 이를 이용한 내진 보강 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물에 관한 것으로서 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치되며, 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재, 어느 하나의 보와 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재, 및 상기 수직 부재와 상기 상층보 사이에 연결된 연성 부재를 포함하고, 상기 수평 부재의 일단에 수직으로 상기 수직 부재가 연결되어 있는 것을 특징으로 하며, 철근 콘크리트보다 연성 부재가 먼저 지진에너지를 흡수하도록 함으로써, 건물의 붕괴를 지연시키고, 사람들이 대피할 수 있는 시간을 확보하도록 할 수 있다.

Description

연성 파괴할 수 있는 내진 보강 구조물 및 이를 이용한 내진 보강 방법{Earthquake-proof reinforcement structures having ductile failure characteristics and the reinforcing method using it}
본 발명은 연성 파괴할 수 있는 내진 보강 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철근 콘크리트보다 연성 부재가 먼저 지진에너지를 흡수하도록 함으로써, 건물의 붕괴를 지연시키고, 사람들이 대피할 수 있는 시간을 확보하도록 할 수 있는 내진 보강 구조물 및 이를 이용한 내진 보강 방법에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조(reinforced concrete construction, RC 구조)는 건물의 뼈대가 되는 주요부를 철근과 콘크리트를 써서 구성한 구조로, 힘을 받는 주요 구조 부분을 철근으로 보강한 콘크리트로 구성하여 전체를 일체로 만든다.
한편, 내진 구조물이란 구조물 내에 보조적 부재(내진벽 등)를 설치하여 지진에 견디게 만든 구조이다. 한편, 제진 구조물이란 구조물 자체에서 구조물의 진동과 반대되는 방향으로 인위적 힘을 가해 진동을 제어하는 설비를 갖춘 능동형 제진 시스템이 있고, 지진 하중을 소산 내지 흡수할 수 있는 댐퍼를 설치하는 수동형 제진 시스템이 있다. 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.
한편, 건축물의 연성화는 지진이 발생했을 때 건축물이 강주약보 개념 근거하여 거동하도록 계획하고 이 경우 기둥이 종국파괴 하중에 도달할 경우 많은 변형을 동반한 후 파괴되도록 고려한 구조형식이다. 즉, 지진발생시 기둥보다는 보가 종국파괴에 먼저 도달하도록 할 수 있고 기둥은 종국하중에 이르지는 않아 내력을 보유하고 있으나 많은 변형을 동반함으로서 건물 취성붕괴로 인한 피해를 줄일 수 있고 거주자에게 도피할 수 있는 시간을 줄 수 있으며 접합부 근처에 댐퍼(damper)에서 변형이 발생하므로 이 변형에 의한 지진에너지를 흡수하는 방식을 고려하므로 연성파괴가 되도록 유도한 구조방법이다.
따라서, 지진 발생시 건축물을 연성화하도록 하는 것이 바람직한데, 연성파괴의 경우 콘크리트의 과다처짐과 엄청난 균열상태라는 가시적인 효과가 있어서 파괴의 징후를 예측가능하고, 사람들이 대피할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 철근 콘크리트보다 연성 부재가 먼저 지진에너지를 흡수하도록 함으로써, 건물의 붕괴를 지연시키고, 사람들이 대피할 수 있는 시간을 확보하도록 할 수 있는 내진 보강 구조물 및 내진 보강 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치되며, 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재; 어느 하나의 보와 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재; 및 상기 수직 부재와 상기 상층보 사이에 연결된 연성 부재를 포함하고, 상기 수평 부재의 일단에 수직으로 상기 수직 부재가 연결되어 있는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 연성 부재는 H빔 형상 또는 I빔 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 연성 부재는 판 형상 철판 부재이고, 상기 수직 부재와 상기 상층보에 상기 판 형상 철판 부재를 앵커접합할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 연성 부재는 'T'자 철판 부재이고, 상기 수직부재에 상기 'T'자 철판 부재를 접합하고, 상기 상층보의 저면에 또다른 'T'자 철판 부재를 접합하여, 'T'자 철판 부재끼리 접합할 수 있다. 이때, 상기 수직 부재 내의 철근이 상기 'T'자 철판 부재에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연성 부재의 강도를 조절하기 위해 상기 연성 부재에 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, PC 부재; 및 보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 철근을 포함하고, 상기 PC 부재에 상기 철근에 대응하는 철근 수용부가 형성되어 있으며, 상기 철근 수용부에 상기 돌출된 철근을 삽입함으로써, 상기 보 또는 기둥과 상기 PC 부재를 연결하는 내진 보강 구조물을 제공한다.
이때, 상기 PC 부재는 상기 기둥과 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재이거나, 상기 보와 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재일 수 있다.
또한, 상기 철근 수용부는 상기 철근의 직경에 대응하는 제1 수용부와 상기 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 삽입하게 하기 위해 상기 철근의 직경보다 큰 제2 수용부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 철근이 앵커 헤드가 형성된 앵커 철근인 경우, 상기 철근 수용부는 상기 앵커 헤드의 폭 길이보다 작은 폭을 갖는 제1 수용부와 상기 앵커 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 결합하게 하기 위해 상기 앵커 헤드의 폭 길이보다 큰 폭을 갖는 제2 수용부로 구성되어 있고, 상기 제1 수용부와 제2 수용부는 사다리꼴 형상을 구성할 수 있다.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재를 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치하고, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재를 어느 하나의 보와 평행하게 설치하는 단계; 및 상기 수직 부재와 상층보 또는 하층보 사이에 연성 부재를 연결하는 단계를 포함하고, 상기 수평 부재의 일단에 수직으로 상기 수직 부재가 연결되어 있는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 철근을 PC 부재의 일면에 형성된 제2 수용부에 삽입하는 단계; 및 상기 제2 수용부에 삽입된 철근을 상기 제2 수용부와 연결된 제1 수용부와 결합하는 단계를 포함하고, 상기 제2 수용부는 상기 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 삽입하게 하기 위해 상기 철근의 직경보다 큰 수용부이고, 상기 제1 수용부는 상기 철근의 직경에 대응하는 크기를 갖고, 상기 철근이 최종적으로 결합되는 수용부이고, 상기 제1 수용부로 상기 철근을 삽입하여 상기 보 또는 상기 기둥을 상기 PC 부재와 연결하는 내진 보강 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 앵커 철근을 PC 부재의 일면에 형성된 제2 수용부에 삽입하는 단계; 및 상기 제2 수용부에 삽입된 앵커 철근을 상기 제2 수용부와 연결된 제1 수용부와 결합하는 단계를 포함하고, 상기 제2 수용부는 상기 앵커 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 결합하게 하기 위해 상기 앵커 철근에 연결된 앵커 헤드의 폭 길이보다 큰 폭을 갖는 수용부이고, 상기 제1 수용부는 상기 앵커 헤드의 폭 길이보다 작은 폭을 갖고, 상기 앵커 철근이 최종적으로 결합되는 수용부이고, 상기 제1 수용부와 제2 수용부는 사다리꼴 형상을 구성하고, 상기 제1 수용부로 상기 앵커 철근을 결합하여 상기 보 또는 상기 기둥을 상기 PC 부재와 연결하는 내진 보강 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 지진 발생시 철근 콘크리트 구조물이 취성 파괴되어 사람들이 대피하지 못하게 되는 경우를 대비하여, 철근 콘크리트보다 연성 부재가 먼저 지진에너지를 흡수하도록 함으로써, 건물의 붕괴를 지연시키고, 사람들이 대피할 수 있는 시간을 확보하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 내진 보강 구조물에 포함되는 연성 부재로 H빔 형상 또는 I빔 형상의 철판 부재 등을 사용함으로써, 내진 설계시 내진력을 손쉽게 계산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 내진 보강 구조물이 철근과 결합하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 내진 보강 방법의 흐름도이다.
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 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물은 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치되며, 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재, 어느 하나의 보와 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재, 및 상기 수직 부재와 상기 상층보 사이에 연결된 연성 부재를 포함하고, 상기 수평 부재의 일단에 수직으로 상기 수직 부재가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 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 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 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.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물은 수평부재(10), 수직부재(20), 및 연성 부재(30, 31)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물은 '└'자 또는 '┘'자 형태이며, 수평 부재(10)와 수직 부재(20)를 포함한다. 이하에서는 '└'자 형태를 중심으로 설명하기로 한다.
내진 보강 구조물의 접합부는 수평 부재(10)와 하층 보와의 접합부, 수평 부재(10)와 오른쪽 기둥과의 접합부, 수직 부재(20)와 왼쪽 기둥 사이의 접합부, 및 수직 부재(20)와 상층 보와의 접합부로 구분할 수 있다.
수평 부재(10)와 하층 보와의 접합부 및 수직 부재(20)와 왼쪽 기둥(80) 사이의 접합부는 여러 가지 철판 부재를 통한 앵커접합을 할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 일반적인 접합 부재들을 사용할 수 있다.
수평 부재(10)는 하층 보 또는 상층 보 중 어느 하나의 보(90)와 평행하게 설치되며, 내진 보강 구조물을 구성한다. 수평 부재(10)와 오른쪽 기둥과의 접합부는 H빔 형상 또는 I빔 형상 철판 부재가 삽입되는 것이 바람직하며, 수평 부재(10)는 왼쪽 기둥과 오른쪽 기둥 사이를 연결한다.
수직부재(20)는 왼쪽 기둥 또는 오른쪽 기둥과 평행하게 설치되며, 내진 보강 구조물을 구성한다. 이때, 수직부재(20)는 하층보와 상층보를 연결하고, 수평 부재(10)의 일단에 수직으로 수직 부재(20)가 연결된다. 수직 부재(20)와 상층보 사이는 H빔 형상 또는 I빔 형상 철판 부재가 삽입되는 것이 바람직하다.
수평 부재(10)와 수직 부재(20)는 내부에 철근을 배근하고 콘크리트로 성형한 PC(Precast Concrete) 부재인 것이 바람직하다.
연성 부재(30, 31)는 기둥(80)에 지진으로 인한 전단력이 가해질 경우, 연성 파괴가 일어나도록 하는 부재로서, H빔 형상 또는 I빔 형상 철판 부재가 사용될 수 있다. H빔 형상 또는 I빔 형상 철판 부재는 전단력이 가해질 경우 늘어나게 되면서 연성 파괴를 가능하게 한다. 이때, H빔 형상 또는 I빔 형상 철판 부재에 구멍을 뚫어 강도를 조절할 수 있는데, 구멍의 갯수에 따라 강도를 가감할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물은 수평부재(10), 수직부재(20), 및 판 형상 철판 부재(40, 41)를 포함하여 구성된다.
판 형상 철판 부재(40, 41)는 연성 부재로서, 수직 부재(20)와 상층보의 바깥면에 판 형상 철판 부재(40)를 앵커접합하여 연결하거나, 수평 부재(10)와 오른쪽 기둥의 바깥면에 판 형상 철판 부재(41)를 앵커접합하여 연결한다.
판 형상 철판 부재(40, 41)는 양 끝단에 통공이 형성되어 있으며, 통공에 앵커볼트를 끼워 기둥과 보에 설치된 앵커 부재에 수평 부재(10) 또는 수직 부재(20)가 결합되도록 하여 지진 발생시 연성 파괴가 일어나도록 한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물은 수평부재(10), 수직부재(20), 및 'T'자 철판 부재(50, 51, 52)를 포함하여 구성된다.
'T'자 철판 부재는 아래판(50), 통공(51), 및 돌출판(52)를 포함하여 구성된다.
아래판(50)은 돌출판(52)이 중앙을 가로지르고 있으며, 돌출판(52)을 중심으로 좌우측에 통공(51)이 형성되어 있고, 통공(51)에 앵커볼트를 끼워 아래판(50)과 수직부재(10)를 결합한다.
한편, 아래판(50)은 수직부재(20) 내에 배근되어 있는 철근(55)과 연결되어 있는 것이 바람직하다.
돌출판(52)은 아래판(50)에 수직으로 연결되어 있으며, 상층보의 저면에 연결되어 있는 또 다른 'T'자 철판 부재(53, 54)의 돌출판(54)과 맞대어 용접될 수 있다. 이때 맞대어 용접되는 돌출판(52, 54)에는 구멍(57, 58)이 형성되어 연성파괴시의 강도를 조절할 수 있다. 이때, 돌출판(52, 54)에 형성되는 구멍의 갯수에 따라 강도를 가감할 수 있을 것이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진 보강 구조물이 철근과 결합하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4a와 도 5a를 참조하면, 본 실시예에 따른 내진 보강 구조물은 수평부재(10), 및 수직부재(20)를 포함하여 구성된다. 도 4a와 도 5a에 도시된 본 발명의 특징은 수직 부재(20)에 철근 연결부(60)가 형성되어 있다는 점이다. 마찬가지로 수평 부재(10)에 철근 연결부(60)가 형성될 수도 있다.
철근 연결부(60)는 보(90) 또는 기둥(80)에 수직으로 돌출된 철근(70)이 끼워지는 결합장치이다. 철근 연결부(60)에 기둥(80)으로부터 돌출된 철근(70)을 삽입함으로써, 기둥(80)과 수직 부재(20)를 연결할 수 있다.
철근 연결부(60)는 철근 수용부(61)와 철근 도입 수용부(62)를 포함한다.
철근 수용부(61)는 철근(70)의 직경에 대응하는 크기를 갖고 있으며, 철근(70)이 최종적으로 결합되는 수용부이다.
철근 도입 수용부(62)는 철근(70)을 철근 수용부(61)에 용이하게 결합시키기 위해 철근(70)의 직경보다 큰 크기를 갖고 있으며, 철근(70)이 철근 수용부(61)에 결합되기 전 최초로 철근(70)이 삽입되는 수용부이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진 보강 구조물의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진 보강 구조물이 철근과 결합하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4b와 도 5b의 철근 연결부(60')를 참조하면, 도 4a와 도 5a에 도시된 철근 연결부(60)와 차이점이 있는바, 이하에서는 이를 중심으로 설명하기로 한다.
철근 연결부(60')는 보(90) 또는 기둥(80)에 수직으로 돌출된 앵커 철근(70')이 결합되는 결합장치이다. 앵커 철근(70')은 앵커 헤드(71')가 끝단에 연결되어 있다.
철근 연결부(60')에 보(90) 또는 기둥(80)으로부터 돌출된 앵커 철근(70')을 삽입함으로써, 기둥(80)과 수직 부재(20)를 연결할 수 있다. 이때, 앵커 헤드(71')가 철근 연결부(60')에 결합된다.
철근 연결부(60')는 철근 수용부(61')와 철근 도입 수용부(62')를 포함한다.
철근 수용부(61')와 철근 도입 수용부(62')는 사다리꼴 모양을 형성하고 있다.
철근 수용부(61')는 사다리꼴 모양에서 폭이 좁은 위쪽 수용부이고, 앵커 헤드(71')에 의해 앵커 철근(70')이 최종적으로 결합되는 수용부이다. 이때, 앵커 헤드(71')의 폭 길이가 철근 수용부(61')의 폭보다 큰 것이 바람직하다.
철근 도입 수용부(62')는 사다리꼴 모양에서 폭이 넓은 아래쪽 수용부로서, 앵커 철근(70')을 철근 수용부(61')에 용이하게 결합시키기 위해 최초로 앵커 헤드(71')가 삽입되는 수용부이다. 이때, 앵커 헤드(71')의 폭 길이가 철근 도입 수용부(62')의 폭보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 도 4에 도시된 '└'자 부재는 철근 연결부(60, 60')가 형성된 내진 보강 구조물의 일례로서, 'ㄱ'자, 'ㅁ'자, 'ㄷ'자 등에도 본 발명에 따른 철근 연결부(60, 60')가 적용될 수 있을 것이다.
또한, 지진 발생시 수평 부재(10) 또는 수직 부재(20)의 끝단에 강한 전단력을 받게 되므로, 철근 연결부(60, 60')는 각 부재의 끝단에 설치되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법의 흐름도이다.
600 단계에서 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재를 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치하고, 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재를 어느 하나의 보와 평행하게 설치한다.
600 단계는 내진 보강 구조물을 기둥과 기둥, 보와 보 사이에 설치하는 단계로서, 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재를 왼쪽 또는 오른쪽 기둥과 평행하게 설치하고, 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재를 상층보 또는 하층보와 평행하게 설치한다. 이때, 수직 부재는 하층보와 상층보를 연결하고, 수평 부재의 일단에 수직으로 수직 부재가 연결되어 있다.
610 단계에서 수직 부재와 상층보 또는 하층보 사이에 연성 부재를 연결한다.
연성 부재의 일례로서, H빔 형상 또는 I빔 형상 철판 부재인 것이 바람직하다.
연성 부재의 다른 예로서, 판 형상 철판 부재를 들 수 있고, 수직 부재, 상층보 또는 하층보에 판 형상 철판 부재를 앵커접합하여 연결할 수 있다.
연성 부재의 또다른 예로서, 'T'자 철판 부재를 들 수 있고, 수직부재에 'T'자 철판 부재를 접합하고, 상층보의 저면에 또다른 'T'자 철판 부재를 접합하여, 'T'자 철판 부재끼리 접합할 수 있다. 또한, 수직 부재 내에 철근이 'T'자 철판 부재에 접합되어 있는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 내진 보강 방법의 흐름도이다.
700 단계에서 보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 철근을 PC 부재의 일면에 형성된 철근 도입 수용부에 삽입한다.
도 4a와 도 5a를 참조하면, 철근 도입 수용부(62)는 철근(70)을 철근 수용부(61)에 용이하게 결합하게 하기 위해 상기 철근의 직경보다 큰 수용부를 말한다. 철근 수용부(61)는 철근의 직경에 대응하는 크기를 갖고, 철근이 최종적으로 결합되는 수용부를 말한다.
도 4b와 도 5b를 참조하면, 상기 철근이 앵커 철근인 경우, 앵커 철근(70')의 끝단에 앵커 헤드(71')가 연결되어 있다.
철근 도입 수용부(62')는 사다리꼴 모양에서 폭이 넓은 아래쪽 수용부로서, 앵커 철근(70')을 철근 수용부(61')에 용이하게 결합시키기 위해 최초로 앵커 헤드(71')가 삽입되는 수용부이다. 이때, 앵커 헤드(71')의 폭 길이가 철근 도입 수용부(62')의 폭보다 작은 것이 바람직하다.
철근 수용부(61')는 사다리꼴 모양에서 폭이 좁은 위쪽 수용부이고, 앵커 헤드(71')에 의해 앵커 철근(70')이 최종적으로 결합되는 수용부이다. 이때, 앵커 헤드(71')의 폭 길이가 철근 수용부(61')의 폭보다 큰 것이 바람직하다.
따라서, 철근 수용부(61')와 철근 도입 수용부(62')는 사다리꼴 모양을 형성하고 있다.
한편, PC 부재는 기둥과 평행하게 설치되는 수직 부재이거나, 보와 평행하게 설치되는 수평 부재일 수 있다.
710 단계에서 철근 도입 수용부에 삽입된 철근을 철근 도입 수용부와 연결된 철근 수용부와 결합한다.
철근 수용부와 철근을 결합함으로써, 최종적으로 보 또는 기둥을 PC 부재와 연결할 수 있다.
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.
10 : 수평부재 20 : 수직부재
30, 31 : 연성 부재 40, 41 : 판 형상 철판 부재
42 : 판 형상 철판 부재 통공 50 : 'T'자 철판 부재 아래판
51 : 'T'자 철판 부재 통공 52 : 'T'자 철판 부재 돌출판
53 : 다른 'T'자 철판 부재 아래판 54 : 다른 'T'자 철판 부재 돌출판
55 : 수직 부재 내 철근
57 : 다른 'T'자 철판 부재 돌출판에 형성된 구멍
58 : 'T'자 철판 부재 돌출판에 형성된 구멍
60, 60' : 철근 연결부 61, 61' : 철근 수용부
62, 62' : 철근 도입 수용부 63, 63' : 철근 연결부의 통공
70 : 기둥으로부터 돌출된 철근 70' : 기둥으로부터 돌출된 앵커 철근
71' : 앵커 헤드 80 : 기둥
90 : 보

Claims (19)

  1. 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치되며, 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재;
    어느 하나의 보와 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재; 및
    상기 수직 부재와 상기 상층보 사이에 연결된 연성 부재를 포함하고,
    상기 수평 부재의 일단에 수직으로 상기 수직 부재가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 연성 부재는 H빔 형상 또는 I빔 형상인 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 연성 부재는 판 형상 철판 부재이고, 상기 수직 부재와 상기 상층보에 상기 판 형상 철판 부재를 앵커접합하는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 연성 부재는 'T'자 철판 부재이고,
    상기 수직부재에 상기 'T'자 철판 부재를 접합하고, 상기 상층보의 저면에 또다른 'T'자 철판 부재를 접합하여, 'T'자 철판 부재끼리 접합하는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 수직 부재 내의 철근이 상기 'T'자 철판 부재에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물.
  6. 제2 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 연성 부재의 강도를 조절하기 위해 상기 연성 부재에 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 구조물.
  7. PC 부재; 및
    보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 철근을 포함하고,
    상기 PC 부재에 상기 철근에 대응하는 철근 수용부가 형성되어 있으며,
    상기 철근 수용부에 상기 돌출된 철근을 삽입함으로써, 상기 보 또는 기둥과 상기 PC 부재를 연결하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 구조물.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 PC 부재는 상기 기둥과 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재인 것을 특징으로 하는 내진 보강 구조물.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 PC 부재는 상기 보와 평행하게 설치되며, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재인 것을 특징으로 하는 내진 보강 구조물.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 철근 수용부는 상기 철근의 직경에 대응하는 제1 수용부와 상기 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 삽입하게 하기 위해 상기 철근의 직경보다 큰 제2 수용부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내진 보강 구조물.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 철근이 앵커 헤드가 형성된 앵커 철근인 경우,
    상기 철근 수용부는 상기 앵커 헤드의 폭 길이보다 작은 폭을 갖는 제1 수용부와 상기 앵커 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 결합하게 하기 위해 상기 앵커 헤드의 폭 길이보다 큰 폭을 갖는 제2 수용부로 구성되어 있고,
    상기 제1 수용부와 제2 수용부는 사다리꼴 형상을 구성하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 구조물.
  12. 내진 보강 구조물을 구성하는 수직 부재를 어느 하나의 기둥과 평행하게 설치하고, 상기 내진 보강 구조물을 구성하는 수평 부재를 어느 하나의 보와 평행하게 설치하는 단계; 및
    상기 수직 부재와 상층보 또는 하층보 사이에 연성 부재를 연결하는 단계를 포함하고,
    상기 수평 부재의 일단에 수직으로 상기 수직 부재가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 연성 부재는 H빔 형상 또는 I빔 형상인 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 연성 부재는 판 형상 철판 부재이고, 상기 수직 부재, 상기 상층보 또는 상기 하층보에 상기 판 형상 철판 부재를 앵커접합하는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 연성 부재는 'T'자 철판 부재이고,
    상기 수직부재에 상기 'T'자 철판 부재를 접합하고, 상기 상층보의 저면에 또다른 'T'자 철판 부재를 접합하여, 'T'자 철판 부재끼리 접합하는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 수직 부재 내의 철근이 상기 'T'자 철판 부재에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법.
  17. 제13 항 또는 제15 항에 있어서,
    상기 연성 부재의 강도를 조절하기 위해 상기 연성 부재에 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연성 파괴가 가능한 내진 보강 방법.
  18. 보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 철근을 PC 부재의 일면에 형성된 제2 수용부에 삽입하는 단계; 및
    상기 제2 수용부에 삽입된 철근을 상기 제2 수용부와 연결된 제1 수용부와 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 수용부는 상기 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 삽입하게 하기 위해 상기 철근의 직경보다 큰 수용부이고,
    상기 제1 수용부는 상기 철근의 직경에 대응하는 크기를 갖고, 상기 철근이 최종적으로 결합되는 수용부이고,
    상기 제1 수용부로 상기 철근을 삽입하여 상기 보 또는 상기 기둥을 상기 PC 부재와 연결하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 방법.
  19. 보 또는 기둥에 수직으로 돌출된 앵커 철근을 PC 부재의 일면에 형성된 제2 수용부에 삽입하는 단계; 및
    상기 제2 수용부에 삽입된 앵커 철근을 상기 제2 수용부와 연결된 제1 수용부와 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 수용부는 상기 앵커 철근을 상기 제1 수용부에 용이하게 결합하게 하기 위해 상기 앵커 철근에 연결된 앵커 헤드의 폭 길이보다 큰 폭을 갖는 수용부이고,
    상기 제1 수용부는 상기 앵커 헤드의 폭 길이보다 작은 폭을 갖고, 상기 앵커 철근이 최종적으로 결합되는 수용부이고,
    상기 제1 수용부와 제2 수용부는 사다리꼴 형상을 구성하고,
    상기 제1 수용부로 상기 앵커 철근을 결합하여 상기 보 또는 상기 기둥을 상기 PC 부재와 연결하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 방법.
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