KR20150030061A - 콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 보강방법 - Google Patents

Abstract

콘크리트 구조물 보강장치를 제공한다.
본 발명은 외력에 의한 콘크리트 구조물의 휨변형이나 전단변형을 방지하도록 보강하는 장치에 있어서, 상기 구조물의 평면부와 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되는 강재 받침부 ; 상기 구조물의 복수개의 평면부 중 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 강재 고정부 ; 및 상기 강재 받침부에 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위가 올려져 배치되고, 상기 강재 고정부에 양단이 각각 연결되어 고정되는 강재 ;를 포함하고, 상기 강재 고정부에 연결되어 노출되는 강재의 단부에 체결되는 적어도 하나의 외력인가용 너트부재에 의해서 상기 강재에 인가되는 예비 인장력을 통하여 상기 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 보강한다.

Description

콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 보강방법{Device for Reforcing the Performance of Concrete Structure and Reforcing Method using the Same}

본 발명은 콘크리트 구조물에 대한 내진성능을 보강하기 위한 장치 및 이를 용한 보강방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 지상 또는 지하에 구비되어 구조물을 지탱하는 기둥 또는 보와 같은 콘크리트 구조물에 예비 인장력을 추가로 인가하여 노후된 콘크리트 구조물에 수직방향의 압축하중에 대해 직교하는 구속력을 가함으로써 지진과 같은 외력에 의하여 콘크리트 구조물이 휨변형되거나 전단변형되어 파괴되거나 파손되는 것을 방지하고, 노후된 콘크리트 구조물에 대한 구조적 안전성을 간단한 보강시공에 의해서 확보할 수 있는 콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 보강방법에 관한 것이다.

최근에 도시화의 급속한 진전에 따른 주택 수요의 급증, 노후화된 재고건물의 질적 수준 및 활용도 개선에 대한 요구수준의 향상, 환경 친화적 건물에 대한 필요성 및 무분별한 건물 신축에 따른 국토 난개발의 방지 등과 같은 견지에서 리모델링이 권장되고 있다

이에 따라, 기존 철근 콘크리트 건물의 철거 및 신축에 대한 대안으로서 리모델링(remodeling)에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다.

이와 더불어, 기존의 오래된 건축물과 최근 신축되는 건축물은 건축법에 따른 설계 반영이 건축시점에 따라서 서로 상이하게 되는데, 신축건물과 다르게 구 건축물의 경우 내진설계가 전혀 반영되지 못하여 작은 진도에도 건축물이 파괴되어 많은 인명피해가 발생할 위험성이 있었다.

또한, 환경에 대한 관심이 높아지고 경제적 측면에서의 효율성이라는 관점에서 정부 차원에서 환경 폐기물을 줄이고 기존의 아파트의 골조를 가능한 한 재활 정책 기조를 가짐에 따라 신축이나 재건축 이외에 리모델링을 택하는 아파트가 증가할 것으로 예상되고 있다.

특히, 이미 건물의 리모델링은 관계기관의 허가를 다시 받을 필요가 없고 간단한 절차만으로 리모델링 건축이 가능함으로 신축건물에 비하여 선택의 폭이 자유로우며 현대식 건물로 시공할 수 있다는 것이 장점 있으나 오래된 구건물은 기둥과 보가 취약한 것이 문제점이었다.

이러한 노후된 구건물을 리모델링하는 공법으로서는 기존 기둥 주변에 철근을 배근하고 거푸집을 설치하여 현장 타설 콘크리트로 보강하는 공법이 있으나 공기가 많이 요구되고 인건비 증가하며, 공사 품질을 향상시키지 못하여 공사비가 과다하게 소요되었다.

대한민국 실용신안등록 제0230888호에는 철근콘크리트 구조물의 기둥에 있어서, 상기 기둥의 외부에는 망상구조의 EMP(Expanded Metal Plate)가 배치되고, 상기 EMP(Expanded Metal Plate)가 상기 기둥에 설치될 수 있도록 상기 기둥의 외주면과 상기 EMP(Expanded Metal Plate)에는 모르타르층이 타설된 것을 특징으로 하고 있다, 이와 같이 구성된 상기 EMP(Expanded Metal Plate) 보강 구조를 갖는 기둥은 기존의 기둥에 철판망을 앵커로 기둥에 고정하고 이의 외면에 거푸집을 대고 모르타르를 타설시켜 보강하는 공법이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 공법은 현장에서 기둥 외면에 모르타르 층을 형성하고 이를 양생해야 함으로써 공기가 장기화되고 현장의 작업조건에 따라서 보강되는 기둥의 강도가 상이하게 되며, 공사비가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 하중을 지탱하는 기둥 또는 보와 같은 콘크리트 구조물에 예비 인장력을 인가할 수 있도록 그 외부면에 형강재와 철근재를 복합적으로 설치함으로써 지진과 같은 외력에 의한 콘크리트 구조물의 전단변형과 휨변형을 방지하고, 구조적 안전성을 보장할 수 있는 콘크리트 구조물 보강장치 및 이를 이용한 보강방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 외력에 의한 콘크리트 구조물의 휨변형이나 전단변형을 방지하도록 보강하는 장치에 있어서, 상기 구조물의 평면부와 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되는 강재 받침부 ; 상기 구조물의 복수개의 평면부 중 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 강재 고정부 ; 및 상기 강재 받침부에 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위가 올려져 배치되고, 상기 강재 고정부에 양단이 각각 연결되어 고정되는 강재 ;를 포함하고, 상기 강재 고정부에 연결되어 노출되는 강재의 단부에 체결되는 적어도 하나의 외력인가용 너트부재에 의해서 상기 강재에 인가되는 예비 인장력을 통하여 상기 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 보강하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 강재 받침부는 상기 강재와 대응하는 외부면에 함몰형성되는 배치홈이나 상기 강재가 삽입되어 관통되는 배치공을 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 배치홈은 상기 강재의 외경보다 상대적으로 작은 크기의 폭을 갖는 입구를 포함한다.

바람직하게, 상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부와 마주하여 배치되는 제1수평판과, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 좌우한쌍의 제1수직판을 포함한다.

바람직하게, 상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀이 대응삽입되어 걸리거나 고정되는 핀공을 관통형성한 제1수평판과, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 좌우한쌍의 제1수직판을 포함한다.

바람직하게, 상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀에 의해서 고정되는 제2수평판과, 상기 제2수평판의 일단으로부터 직각방향으로 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 제2수직판을 구비하는 좌우한쌍의 고정브라켓을 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 좌우한쌍의 고정브라켓은 서로 마주하는 제2수직판에 관통형성된 관통공을 통해 양단이 삽입되고, 외측으로 노출되는 양단에 적어도 하나의 너트부재가 체결되는 일정길이의 지지봉을 구비한다.

바람직하게, 상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부에 고정핀에 의해서 밀착고정되는 제3수평판과, 상기 제3수평판의 상부면으로부터 직각방향으로 연장되고 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 제3수직판을 구비하는 고정브라켓을 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 고정핀은 상기 구조물에 대한 휨변형을 방지하도록 상기 강재고정부를 평면부에 밀착고정하는 밀착고정용 너트부재와 나사결합된다.

더욱 바람직하게, 상기 연결공은 관통공으로 구비되거나 일측으로 개구된 슬릿공으로 구비된다.

바람직하게, 상기 구조물은 상기 평면부와 대응하는 외측에 상기 강재 받침부, 강재 고정부 및 강재를 덮도록 외장판넬을 구비한다.

또한, 본 발명은 외력에 의한 콘크리트 구조물의 휨변형이나 전단변형을 방지하도록 보강하는 방법에 있어서, 상기 구조물의 평면부와 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되는 강재 받침부에 강재의 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위를 배치하는 강재배치단계 ; 상기 구조물의 복수개의 평면부 중 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 강재 고정부에 상기 강재의 양단을 각각 연결하는 강재연결단계 ; 및 상기 강재 고정부에 연결되어 노출되는 강재의 단부에 적어도 하나의 외력인가용 너트부재가 결합되도록 체결하여 상기 강재에 예비인장력을 인가하는 외력인가단계 ; 를 포함하여 상기 외력인가용 너트부재에 의해서 강재에 인가되는 예비 인장력을 통하여 상기 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 보강하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 제1수평판을 대응배치하고, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡된 좌우한쌍의 제1수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결한다.

바람직하게, 상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀이 대응삽입되어 걸리거나 고정되는 핀공을 관통형성한 제1수평판을 평면부에 배치하고, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡된 좌우한쌍의 제1수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결한다.

바람직하게, 상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀에 의해서 고정되는 제2수평판의 일단으로부터 직각방향으로 절곡되는 제2수직판을 구비하는 좌우한쌍의 고정브라켓을 평면부에 배치하고, 상기 제2수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결한다.

더욱 바람직하게, 상기 좌우한쌍의 고정브라켓의 서로 마주하는 제2수직판사이에 일정길이의 지지봉을 구비한다.

바람직하게, 상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀에 의해서 고정되는 제3수평판의 상부면으로부터 직각방향으로 연장되는 제3수직판을 구비하는 고정브라켓을 평면부에 배치하고, 상기 제3수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결한다.

더욱 바람직하게, 상기 강재고정부는 상기 고정핀의 단부에 나사결합되는 밀착고정용 너트부재에 의해서 상기 평면부에 밀착고정된다.

더욱 바람직하게, 상기 강재연결단계는 상기 강재의 단부는 관통공의 형태로 구비된 연결공을 통해 삽입되어 노출된 다음 상기 외력인가용 너트부재와 체결되어 연결되거나 상기 강재의 단부에 형성된 수나사부와 나사결합된 외력인가용 너트부재가 외측으로 개구되는 슬릿공의 형태로 구비된 연결공에 걸림연결된다.

바람직하게, 상기 외력인가단계 이후에 상기 강재 받침부, 강재 고정부 및 강재를 덮도록 상기 구조물의 평면부와 대응하는 외측에 외장판넬을 시공하여 마무리하는 단계를 추가 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 강재 받침부에 절곡부위가 올려져 배치되고, 강재 고정부에 연결고정되어 노출된 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 체결한 상태에서 이를 잠김방향으로 회전시킴으로써 외력인가용 너트부재의 회전량과 비례하여 강재에 예비 인장력을 인장력을 부가할 수 있기 때문에 강재에 인가된 예비 인장력에 의해서 콘크리트 구조물에 직교하는 단면 중심으로 작용하는 구속력을 가하여 지진과 같은 외력에 의한 콘크리트 구조물의 전단변형을 방지하도록 보강할 수 있는 것이다.

(2) 강재의 양단이 연결되어 고정되는 강재 고정부를 콘크리트 구조물의 평면부에 밀착고정함으로써 강재고정부와 콘크리트 구조물간의 결합력에 의해서 콘크리트 구조물의 휨변형을 방지하도록 보강할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치를 적용한 상태를 도시한 사시도이다.
도 8a 와 도 8b은 본 발명의 제1 내지 5실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치에 채용되는 강재 고정부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강방법을 도시한 공정도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강방법을 도시한 공정도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치(100)는 도 1 과 도 2에 도시한 바와 같이, 대략 사각단면과 같은 기둥 또는 보로 이루어지는 콘크리트 구조물(C)에 대한 지진과 같은 외력에 대하여 견딜 수 있도록 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)를 포함한다.

여기서, 상기 보강장치(100)는 지면 아래에 설치되는 저류조와 같은 지하 구조물에 기둥 또는 보 형태로 대략 수직하게 구비되는 콘크리트 구조물이나 지상에 설치되는 지상 구조물에 구비되는 기둥 또는 보 형태로 대략 수직하게 구비되는 콘크리트 구조물에 동일하게 적용될 수 있다.

상기 강재 받침부(110)는 사각과 같은 다각단면을 갖는 콘크리트 구조물(C)의 평면부와 이에 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되어 상기 강재(130)가 올려져 배치되는 받침지지 부재이다.

이러한 강재 받침부(110)는 상기 강재(130)의 길이중간에 절곡된 절곡부위(130a)가 배치되도록 외부면에 함몰형성된 배치홈(115)을 갖추어 상기 콘크리트 구조물(C)의 다각단면 형상에 따라 변하는 모서리부에 밀착되도록 직각 또는 둔각으로 절곡되는 금속 또는 수지부재로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 배치홈(115)의 입구는 상기 강재(120)의 외경보다 상대적으로 작은 크기의 폭크기로 구비됨으로써, 상기 배치홈(115)에 삽입배치되는 강재가 고무 또는 수지재와 같은 탄성체로 이루어지는 강재 받침부(110)의 배치홈에 억지끼움되어 고정되기 때문에, 상기 강재가 강재 받침부로부터 분리이탈되지 않도록 별도의 체결부재의 필요없이 결합할 수 있어 콘크리트 구조물에 모서리부마다 강재받침부를 배치하는 작업을 간편하게 수행할 수 있는 것이다.

상기 강재 받침부(110)는 외부면에 적어도 하나의 배치홈(115)이 함몰형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 상기 강재(130)가 관통배치되도록 몸체 내부를 따라 관통형성된 배치공으로 구비될 수도 있다.

상기 강재 고정부(120)는 상기 콘크리트 구조물(C)에 구비되는 복수개의 평면부 중 어느 하나에 배치되고, 상기 강재(130)의 양단과 각각 연결되어 예비 인장력이 유지되도록 강재(130)를 고정하는 대략 ㄷ 단면상 또는 I단면상의 형강재로 이루어질 수 있다.

이러한 강재 고정부(120)는 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부와 대응하는 일측면이 접하거나 이격되어 배치되도록 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부와 마주하는 제1수평판(123)과, 상기 제1수평판(123)의 좌우양단으로부터 대략 직각으로 절곡되고, 상기 강재(130)의 양단부에 각각 형성된 일정길이의 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공(126)을 각각 관통형성한 좌우한쌍의 제1수직판(121,122)을 포함한다.

상기 제1수직판(121,122)의 연결공(126)을 통해 강재 고정부의 내측으로 노출되는 상기 강재(130)의 양단부에는 외력인가용 너트부재(135)와 체결되어 결합될 수 있도록 일정길이의 수나사부를 각각 형성한다.

한편, 상기 강재(130)는 상기 강재 받침부(110)의 배치홈(115)에 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위(130a)가 올려져 배치되고, 상기 강재 고정부(120)에 형성된 연결공(126)을 통해 삽입되어 노출되는 양단부가 상기 강재고정부(120)의 제1수직판(121,122)에 각각 고정된다.

이러한 강재(130)는 길이중간에 적어도 하나의 절곡부위를 갖도록 절곡된 일정길이의 강봉이나 철근재로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 강재 받침부(110)의 배치홈(115)에 절곡부위(130a)가 배치되고, 상기 강재 고정부의 수직판(121,122)에 양단이 각각 연결되는 강재(130)는 콘크리트 구조물의 서로 마주하는 평면부마다 배치되는 강재 고정부(120)에 양단이 각각 연결되어 고정되도록 대략 'ㄷ' 형상으로 절곡되는 것으로 도시하고 설명하엿지만 이에 한정되는 것은 아니며 서로 인접하는 평면부마다 배치되는 강재 고정부에 양단이 각각 연결되어 고정되도록 대략 'ㄱ' 형상으로 절곡될 수도 있다.

상기 강재(130)의 단부에 형성되는 일정길이의 수나사부는 상기 강재 고정부(120)의 수직판(121,122)의 연결공(126)을 통해 삽입되어 상기 강재 받침부에 절곡부위가 배치된 강재(130)에 예비인장력을 갖도록 나사체결방식으로 외력을 인가하는 적어도 하나의 외력인가용 너트부재(135)를 구비한다.

상기 외력인가용 너트부재(135)와 체결되는 강재(130)의 단부가 삽입되어 연결되도록 상기 강재 고정부의 수직판(121,122)에 관통형성되는 연결공(126)은 도 8a에 도시한 바와 같이, 상기 강재(130)의 단부에 형성된 수나사부가 간섭없이 삽입된 후 외력인가용 너트부재가 체결되도록 대략 원형공 형태의 관통공(126a)으로 구비되거나 도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 강재(130)의 단부에 형성된 수나사부에 외력인가용 너트부재(135)가 체결된 상태에서 연결되도록 외측으로 개구된 슬릿공(126b)으로 구비될 수 있다.

이에 따라, 상기 강재 받침부(110)의 배치홈(115)에 절곡부위(130a)가 올려져 배치되고, 상기 강재 고정부(120)의 제1수직판에 형성된 연결공을 통해 노출된 수나사부에 외력인가용 너트부재(135)를 체결한 다음, 상기 외력인가용 너트부재(135)를 잠김방향으로 회전시키면, 상기 강재가 외력인가용 너트부재의 회전량만큼 강재고정부측으로 당겨지면서 외력을 인가하여 강재에 예비 인장력을 부가할 수 있기 때문에 상기 강재의 예비 인장력에 의해서 상기 콘크리트 구조물에 직교하는 단면 중심으로 작용하는 구속력을 가하여 보강할 수 있는 것이다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치(100a)는 도 3 과 도 4에 도시한 바와 같이, 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)를 포함하고, 제1실시예에 개시된 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 강재 고정부(120)는 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부에 단부가 삽입되어 위치고정되는 고정핀(125)이 대응삽입되는 핀공(123a)을 관통형성한 제1수평판(123)과, 상기 제1수평판(123)의 좌우양단으로부터 대략 직각방향으로 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재(135)가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공(126)을 관통형성한 좌우한쌍의 제1수직판(121,122)을 포함하는 대략 ㄷ 단면상의 형강재로 이루어질 수 있다. .

상기 제1수평판(123)에 관통형성된 핀공(123a)을 통해 단부가 노출되는 고정핀(125)은 상기 콘크리트 구조물(C)이 지진과 같은 외력에 의하여 휨변형하는 것을 방지하기 위해서 상기 강재 고정부(120)의 제1수평판(123)을 평면부에 최대한 밀착고정할 수 있도록 일단부에 형성된 수나사부에 나사결합되어 체결되는 밀착고정용 너트부재(125a)를 구비한다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치(100b)는 도 5에 도시한 바와 같이, 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)를 포함하고, 제1실시예에 개시된 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 강재 고정부(120)는 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부에 단부가 삽입고정되는 고정핀(125')과 결합되어 고정되는 제2수평판(127a)과, 상기 제2수평판(127a)의 일단으로부터 대략 직각방향으로 절곡되고, 외력인가용 너트부재(135)가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공(126)을 관통형성한 제2수직판(127b)을 포함하는 좌우한쌍의 고정브라켓(127)을 포함한다.

상기 고정핀(127)은 상기 고정브라켓(127)을 콘크리트 구조물의 평면부에 밀착고정하도록 적어도 하나의 너트부재(125a')가 상단에 체결되며, 상기 고정브라켓(127)은 상기 강재의 일단과 연결되는 제2수직판을 갖는 대략 ' ㄷ ' 단면상의 형강재로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 대략 'ㄴ' 단면상의 형강재로 구비될 수도 있다.

상기 좌우한쌍의 고정브라켓(127)은 서로 마주하는 제2수직판(127b)사이의 일정간격을 유지하면서 상기 외력인가용 너트부재(135)에 의한 외력인가시 상기 강재(130)와 연결된 제2수직판(127b)의 변형을 방지할 수 있도록 서로 마주하는 제2수직판(127b)에 관통형성된 관통공을 통해 양단이 삽입되고, 외측으로 노출되는 양단에 적어도 하나의 너트부재(128a)가 체결되는 일정길이의 지지봉(128)을 구비한다.

이에 따라, 서로 마주하는 좌우한쌍의 고정브라켓(127)의 제2수직판(127b)에 형성된 연결공(126)을 통해 노출된 강재의 수나사부에 외력인가용 너트부재(135)를 각각 체결한 다음, 상기 외력인가용 너트부재(135)를 잠김방향으로 회전시키면, 상기 강재가 외력인가용 너트부재(135)의 회전량만큼 고정브라켓(127)측으로 당겨지면서 외력을 인가하여 강재에 예비 인장력을 부가할 수 있는 것이다.

이때, 상기 좌우한쌍의 고정브라켓(127)사이에 구비되는 지지봉(128)에 의해서 서로 마주하는 제2수직판의 간격은 일정하게 유지되면서 외력을 인가하는 작업을 안정적으로 수행할 수 있는 것이다.

본 발명의 제4실시 예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치(100c)는 도 6에 도시한 바와 같이, 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)를 포함하고, 제1실시예에 개시된 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 강재 고정부(120)는 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부에 고정핀(125')에 의해서 밀착고정되는 제3수평판(129a)과, 상기 제3수평판(129a)의 상부면으로부터 대략 직각방향으로 연장되고 외력인가용 너트부재(135)가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공(126)을 관통형성한 제3수직판(129c)을 포함하는 고정브라켓(129)을 포함한다.

상기 고정브라켓(129)은 상기 강재의 일단과 연결되는 제3수직판을 갖는 대략 ' I' 단면상의 형강재로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 대략 'T' 단면상의 형강재로 구비될 수도 있다.

이에 따라, 상기 고정브라켓의 제3수직판에 형성된 연결공(126)을 통해 노출된 강재의 수나사부에 외력인가용 너트부재(135)를 각각 체결한 다음, 상기 외력인가용 너트부재(135)를 잠김방향으로 회전시키면, 상기 강재가 외력인가용 너트부재(135)의 회전량만큼 고정브라켓(126)측으로 당겨지면서 외력을 인가하여 강재에 예비 인장력을 부가할 수 있는 것이다.

본 발명의 제5실시 예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치(100b)는 도 7에 도시한 바와 같이, 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)를 포함하고, 제1실시예와 제2실시예에 개시된 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 강재에 인가되는 예비 인장력에 의해서 전단변형을 방지하도록 보강되거나 상기 평면부에 밀착되는 강재 고정부에 의해서 휨변형을 방지하도록 보강되는 콘크리트 구조물의 외부면인 평면부와 대응하는 외측에는 상기 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)가 외부노출되지 않게 덮을 수 있도록 대략 사각판상의 외장판넬(140)과 같은 외장재를 구비한다.

이러한 외장판넬(140)은 상기 강재 받침부(110) 또는 강재 고정부(120)와 대응하여 접하는 영역을 통해 체결되거나 삽입되는 고정핀이나 볼트부재와 같은 고정수단에 의해서 상기 콘크리트 구조물의 외측에 시공될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 구조물 보강장치에 의해서 구조물을 보강하는 방법은 강재배치단계, 강재연결단계 및 외력인가단계를 포함한다.

즉, 상기 강재배치단계는 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부와 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되는 강재 받침부(110)의 배치홈(115)에 강재(130)의 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위(130a)를 배치하도록 콘크리트 구조물의 평면부 외측에 강재를 배치하는 것이다.

이러한 강재(130)는 상기 강재 받침부(110)의 배치홈(115)에 배치되는 절곡부위(130a)를 형성하도록 공장에서 사전에 절곡가공하여 준비한다.

이어서, 상기 강재연결단계는 상기 강재(130)의 절곡부위(130a)가 강재받침부의 배치홈(115)에 올려진 상태에서 구조물의 복수개의 평면부 중 어느 하나에 대응하도록 배치되는 적어도 하나의 강재 고정부(120)에 상기 강재(130)의 양단을 각각 연결하는 것이다.

즉, 상기 강재(130)의 양단에 각각 일정길이 형성된 수나사부는 상기 구조물의 평면부에 접하거나 이격배치되는 제1수평판(123)의 좌우양단으로부터 대략 직각방향으로 절곡된 좌우한쌍의 제1수직판(121,122)에 관통형성된 연결공(126)을 통해 강재 고정부의 내측에 노출되고, 상기 연결공(126)을 통해 노출되는 강재의 수나사부에는 외력인가용 너트부재(135)가 각각 체결되어 결합되는 것이다.

여기서, 상기 강재(130)의 단부는 상기 강재 고정부(120)의 제1수직판(121,122)에 관통공(126a)의 형태로 구비된 연결공(126)을 통해 삽입되어 노출된 다음 상기 외력인가용 너트부재(135)와 체결되어 연결되거나 상기 강재(130)의 단부에 형성된 수나사부와 나사결합된 외력인가용 너트부재(135)는 상기 강재 고정부(120)의 제1수직판(121,122)에 외측으로 개구되는 슬릿공(126b)의 형태로 구비된 연결공(126a)에 걸림연결된다.

상기 외력인가단계는 상기 강재 고정부(120)에 형성된 연결공(126)을 통해 삽입되어 노출된 강재(130)의 단부에 형성된 수나사부와 적어도 하나의 외력인가용 너트부재를 체결하여 결합한 다음, 상기 외력인가용 너트부재를 잠김방향으로 회전시킴으로써 상기 강재 받침부에 절곡부위가 배치되고 상기 강재 고정부에 양단이 연결되어 고정된 강재를 강재 고정부(120)측으로 당기어 일정세기의 예비 인장력을 갖도록 외력을 인가할 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 강재(130)에 인가되는 예비 인장력을 통하여 콘크리트 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가함으로써 지진과 같은 외력에 의하여 콘크리트 구조물이 전단변형되어 파괴되거나 파손되는 것을 방지하도록 보강할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 강재를 고정하도록 이와 연결되는 강재고정부(120)는 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 콘크리트 구조물의 평면부에 일단부가 삽입되어 고정되는 고정핀에 의해서 상기 평면부에 밀착고정될 수 있다.

즉, 상기 콘크리트 구조물(C)의 평면부에 구비되는 고정핀(125)이 대응삽입되는 핀공(123a)을 수평판(123)에 관통형성한 강재 고정부(120)는 상기 핀공(123a)을 통해 단부가 노출되는 고정핀(125)에 나사결합되는 밀착고정용 너트부재에 의해서 평면부에 최대한 밀착고정할 수 있기 때문에 상기 강재에 인가되는 예비인장력에 의해서 상기 콘크리트 구조물(C)의 전단변형을 방지하도록 보강함과 동시에 지진과 같은 외력에 의하여 콘크르티 구조물이 휨변형되는 것을 방지하도록 보강할 수 있는 것이다.

또한, 상기 콘크리트 구조물(C)의 외부면인 평면부와 대응하는 외측에는 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 강재 받침부(110), 강재 고정부(120) 및 강재(130)가 외부노출되지 않도록 덮어 보호하면서 외관상 콘크리트 구조물의 미관을 저해하지 않도록 대략 사각판상의 외장판넬(140)과 같은 외장재를 시공하여 마무리하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 강재 받침부
115 : 배치홈
120 : 강재 고정부
121,122 : 수직판
123 : 수평판
123a : 핀공
125 : 고정핀
126 : 연결공
130 : 강재
135 : 외력인가용 너트부재
C: 콘크리트 구조물

Claims (20)

1. 외력에 의한 콘크리트 구조물의 휨변형이나 전단변형을 방지하도록 보강하는 장치에 있어서,
   상기 구조물의 평면부와 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되는 강재 받침부 ;
   상기 구조물의 복수개의 평면부 중 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 강재 고정부 ; 및
   상기 강재 받침부에 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위가 올려져 배치되고, 상기 강재 고정부에 양단이 각각 연결되어 고정되는 강재 ;를 포함하고,
   상기 강재 고정부에 연결되어 노출되는 강재의 단부에 체결되는 적어도 하나의 외력인가용 너트부재에 의해서 상기 강재에 인가되는 예비 인장력을 통하여 상기 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 보강하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 강재 받침부는 상기 강재와 대응하는 외부면에 함몰형성되는 배치홈이나 상기 강재가 삽입되어 관통되는 배치공을 구비하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 배치홈은 상기 강재의 외경보다 상대적으로 작은 크기의 폭을 갖는 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부와 마주하여 배치되는 제1수평판과, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 좌우한쌍의 제1수직판을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀이 대응삽입되어 걸리거나 고정되는 핀공을 관통형성한 제1수평판과, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 좌우한쌍의 제1수직판을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀에 의해서 고정되는 제2수평판과, 상기 제2수평판의 일단으로부터 직각방향으로 절곡되고, 상기 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 제2수직판을 구비하는 좌우한쌍의 고정브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
7. 제6항에 있어서
   상기 좌우한쌍의 고정브라켓은 서로 마주하는 제2수직판에 관통형성된 관통공을 통해 양단이 삽입되고, 외측으로 노출되는 양단에 적어도 하나의 너트부재가 체결되는 일정길이의 지지봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
8. 제1항에 있어서
   상기 강재 고정부는 상기 구조물의 평면부에 고정핀에 의해서 밀착고정되는 제3수평판과, 상기 제3수평판의 상부면으로부터 직각방향으로 연장되고 외력인가용 너트부재가 체결되는 수나사부가 삽입되어 노출되는 연결공을 관통형성한 제3수직판을 구비하는 고정브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 고정핀은 상기 구조물에 대한 휨변형을 방지하도록 상기 강재고정부를 평면부에 밀착고정하는 밀착고정용 너트부재와 나사결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
10. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결공은 관통공으로 구비되거나 일측으로 개구된 슬릿공으로 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 구조물은 상기 평면부와 대응하는 외측에 상기 강재 받침부, 강재 고정부 및 강재를 덮도록 외장판넬을 구비하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강장치.
12. 외력에 의한 콘크리트 구조물의 휨변형이나 전단변형을 방지하도록 보강하는 방법에 있어서,
    상기 구조물의 평면부와 인접하는 다른 평면부가 서로 만나는 모서리부에 배치되는 강재 받침부에 강재의 길이중간이 절곡된 적어도 하나의 절곡부위를 배치하는 강재배치단계 ;
    상기 구조물의 복수개의 평면부 중 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 강재 고정부에 상기 강재의 양단을 각각 연결하는 강재연결단계 ; 및
    상기 강재 고정부에 연결되어 노출되는 강재의 단부에 적어도 하나의 외력인가용 너트부재가 결합되도록 체결하여 상기 강재에 예비인장력을 인가하는 외력인가단계 ; 를 포함하여
    상기 외력인가용 너트부재에 의해서 강재에 인가되는 예비 인장력을 통하여 상기 구조물에 직교하는 단면 중심방향으로 작용하는 구속력을 가하여 보강하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 제1수평판을 대응배치하고, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡된 좌우한쌍의 제1수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀이 대응삽입되어 걸리거나 고정되는 핀공을 관통형성한 제1수평판을 평면부에 배치하고, 상기 제1수평판의 좌우양단으로부터 절곡된 좌우한쌍의 제1수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀에 의해서 고정되는 제2수평판의 일단으로부터 직각방향으로 절곡되는 제2수직판을 구비하는 좌우한쌍의 고정브라켓을 평면부에 배치하고, 상기 제2수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
16. 제15항에 있어서
    상기 좌우한쌍의 고정브라켓의 서로 마주하는 제2수직판사이에 일정길이의 지지봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
17. 제12항에 있어서
    상기 강재연결단계는 상기 구조물의 평면부에 구비되는 고정핀에 의해서 고정되는 제3수평판의 상부면으로부터 직각방향으로 연장되는 제3수직판을 구비하는 고정브라켓을 평면부에 배치하고, 상기 제3수직판에 관통형성된 연결공을 통해 노출되는 강재의 수나사부와 외력인가용 너트부재를 나사결합하여 연결하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 강재고정부는 상기 고정핀의 단부에 나사결합되는 밀착고정용 너트부재에 의해서 상기 평면부에 밀착고정되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
19. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강재연결단계는 상기 강재의 단부는 관통공의 형태로 구비된 연결공을 통해 삽입되어 노출된 다음 상기 외력인가용 너트부재와 체결되어 연결되거나 상기 강재의 단부에 형성된 수나사부와 나사결합된 외력인가용 너트부재가 외측으로 개구되는 슬릿공의 형태로 구비된 연결공에 걸림연결되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.
20. 제12항에 있어서,
    상기 외력인가단계 이후에 상기 강재 받침부, 강재 고정부 및 강재를 덮도록 상기 구조물의 평면부와 대응하는 외측에 외장판넬을 시공하여 마무리하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 보강방법.

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