KR20190020570A - 건축물 내진 보강 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물 내진 보강 방법에 관한 것으로서, 내진 설계가 반영되어 있지 않은 학교와 일반 중저층 건축물 등의 기존 건축물에 대하여 내진 성능을 보강하기 하기 위하여 기존 건축물에 고분자 탄성체, 수직 강재 및 보강 프레임에 의하여 기존 건축물의 내진 성능을 보강하기 위한 것이다.
본 발명의 건축물 내진 보강 방법은 상기 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 고분자 탄성체를 도포하는 제1차 탄성체 도포 단계; 상기 건축물 내부의 네 모서리 부분에 수직으로 강재를 설치하는 수직 강재 설치 단계; 상기 수직 강재 설치후 상기 고분자 탄성체를 상기 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 도포하는 제2차 탄성체 도포 단계로 구성되는 것에 기술적 의의가 있다.

Description

건축물 내진 보강 방법{Method for reinforcing seismic resistant of building}

본 발명은 건축물 내진 보강 방법에 관한 것으로서, 내진 설계가 반영되어 있지 않은 학교와 일반 중저층 건축물 등의 기존 건축물에 대하여 내진 성능을 보강하기 하기 위하여 기존 건축물에 고분자 탄성체, 수직 강재 및 보강 프레임에 의하여 기존 건축물의 내진 성능을 보강하기 위한 것이다.

최근 들어 구조물(건축물)의 고강도화 및 환경문제로 인한 내구성능 저하에 따른 구조적 보수·보강뿐 아니라 구조물의 노후화나 내진규정의 강화에 따른 구조물의 내진보강에 대한 요구가 증가되고 있다.

이러한, 기존 가설된 구조물이나 건축되는 구조물의 내진성능을 향상시키는위한 방법으로 단면증대 공법이나 철판보강 공법 등이 많이 사용되고 있으나, 상기와 같은 공법은 공정이 복잡하여 공정의 진행이 불편할 뿐만 아니라, 공정에 너무 많은 시간이 요구되는 단점과 함께 충분한 내진성능을 기대하기 곤란하다는 문제점이 있었다.

따라서, 간편한 공정으로 신속하게 건축물의 내진성능을 효과적으로 보강할 수 있는 공법의 개발이 절실히 필요한 실정이다.

이를 개선하기 위한 종래의 기술로서는 대한민국 등록특허 제10-0471509호의 '구조물의 보강 방법, 보강 구조체 및 고연성재'가 제안되었으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 구축물(건축물)의 공간을 나누고 있는 벽(17)의 한쪽 측면(15a)과 다른

쪽 측면(15b)의 쌍방에 고연성재(21)가 별도로 배치되며, 고연성재(21)를 서로 연결하기 위해서 필요한 연결용 끈재를 관통할 수 있는 구경이 부여된 관통 구멍(18)이 한쪽 측면과 다른쪽 측면 사이에 소정 간격을 두고 수평 방향으로 진행하도록 하여 별도로 설치되어 있다.

이 때문에, 고연성재(21)는 서로 관통 구멍(18)을 관통시켜 고착된 연결용 끈재를 거쳐서 확실하게 연결할 수 있으며, 연결용 끈재는 각 관통 구멍(18)마다 고연성재(21)를 서로 개별적으로 연결하거나, 1개로 각 관통 구멍(18)을 순차적으로 관통시키면서 고연성재(21)를 서로 꿰매도록 하여 연결하는 것도 가능하다.

이를 통하여, 기둥과 화장용 위벽재 사이의 틈에 고연성 피복재를 설치한 경우에는 기둥의 인성한계를 넘지 않는 동안은 고연성 피복재에 부담이 걸리지 않고, 인성한계를 넘어 스트립 철근이 파단하거나 빠진 후에 비로소 고연성 피복재에 부담이 걸리지만, 구축물이 붕괴된 후라도 천장과 바닥 또는 상하의 바닥 상호간에 공간을 확보하면서 하중을 지지할 수 있으므로, 인명 구제에 유효하게 기여할 수 있으나, 이러한 종래의 기술은 지진에 의한 균열과 파괴시 콘크리트 조각이나 파편 부유물질로 인한 생명의 치명적 부상과 위험에 여전히 노출되어 있다.

또한, 내진 보강 방법중 하나인 철구조물 내진보강 방법은 일정 부분만 보강 하므로 전체적인 균형성과 힘의 분배를 가지지 못한다는 점과 시각적 및 심리적 문제를 고려할 때 효율적이지 못한 부분이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 내진 설계가 반영되어 있지 않은 학교와 일반 중저층 건축물 등의 기존 건축물에 대하여 내진 성능을 보강하기 하기 위하여 기존 건축물에 고분자 탄성체, 수직 강재 및 보강 프레임에 의하여 기존 건축물의 내진 성능을 보강하기 위한 목적이 있다.

또한, 본 발명은 지진 등의 재난시 화재발생시에도 난연재를 추가적으로 도포함으로써 화재가 확산되지 않도록 하고자 하는 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 보강 프레임을 바닥, 천정 및 벽체 부분에 "X"자 형상으로 보강함으로써 내진 성능을 보다 강화하기 위한 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 단순히 1개의 층에 하나의 공간이 아닌 층간 연결수단에 의하여 다층으로 연결함으로써 건축물 붕괴시 상층의 콘크리트 하중으로 인한 붕괴 및 건축물 전복시 내진 성능이 보강된 구조물에 대피한 인명의 안전을 도모하기 위한 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 건축물 내진 보강 방법에 있어서, 상기 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 고분자 탄성체를 도포하는 제1차 탄성체 도포 단계; 상기 건축물 내부의 네 모서리 부분에 수직으로 강재를 설치하는 수직 강재 설치 단계; 상기 수직 강재 설치후 상기 고분자 탄성체를 상기 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 도포하는 제2차 탄성체 도포 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물 내지 보강 방법에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명의 건축물 내진 보강 방법은 1차 탄성체 도포, 수직 강재 설치 및 2차 탄성체 도포에 의하여 내진 설계가 되어 있지 않은 건축물에 대하여 시공이 용이한 내진 보강이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지진 등의 재난시 화재발생시에도 난연재를 추가적으로 도포함으로써 화재가 확산되지 않도록 하는 또 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 프레임 보강재로서 바닥, 천정 및 벽체 부분을 "X"자 형상으로 보강함으로써 내진 성능을 보다 강화할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 단순히 1개의 층에 하나의 공간이 아닌 층간 연결수단에 의하여 다층으로 연결함으로써 건축물 붕괴시 상층의 콘크리트 하중으로 인한 붕괴 및 건축물 전복시 내진 성능이 보강된 구조물에 대피한 인명의 안전을 확보할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 구조물의 보강 방법 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 건축물 내진 보강 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 건축물 내진 보강 구조의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프레임 보강 구조를 도시한 예시도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 건축물 내진 보강 방법의 순서도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 내진 설계가 반영되어 있지 않거나 설계가 반영되어 있는 경우에는 내진 설계 성능이 요구하는 수준이 이르지 못한 건축물의 내진 보강을 위한 것으로, 건출물 전체에 대하여 시공하는 것도 가능하나, 보다 바람직하기로는 지진의 발생 등 유사시에 건축물 외부로의 대피가 어려운 경우 일시적인 대피공간을 형성하기 위하여 대피하기 위한 동선이 짧아지도록 건축물의 중앙부체 복층의 대피공간이 형성되도록 시공하는 것이 시공에 따른 예산의 부담을 경감할 수 있다.

이를 위하여 본 발명의 건축물 내진 보강 방법은 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 고분자 탄성체를 1차로 도포한다(S100).

1차로 고분자 탄성체를 도포(S100)한 후 건축물 내부의 네 모서리 부분에 수직으로 강재를 설치하는 수직 강재 설치(S200)하며, 수직 강재는 건축물의 모서리 구조물에 앵커 등의 수단에 의하여 결합된다.

수직 강재 설치 이후 고분자 탄성체를 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 고분자 탄성체를 2차로 도포한다(S300).

여기서, 2차 고분자 탄성체 도포는 지진에 의한 충격 발생시 수직 강재(200) 또는 후술하는 텐션 바를 구비하는 보강 강선 또는 보강 강재 등의 프레임 보강재(300)가 내진 보강 구조에서 분리되지 않도록 하는 기능을 하도록 하기 위한 것이다.

여기서, 보강 강선은 일반적인 강선 또는 와이어 로프와 같은 일정한 수준의 형상 변경이 가능한 선재를 의미하며, 보강 강재는 본 발명에서 수직 강재로 사용되는 H형강, T형강 등의 형상의 고정되어 있는 강재를 의미하며, 외부 충격이나 지진발생시 프레임 보강재(300)의 자체 하중에 의한 2차 피해를 방지하기 위하여 보다 경량화가 가능한 보강 강선을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 이러한 프레임 보강재(300)는 외부 충격이나 지진 발생시 건축물의 콘크리트 등의 균열이 진행되어 이들 조각들이 하부로의 하중을 가하는 경우 1차적으로는 도포되어 경화된 고분자 탄성체가 지지하지만 더 많은 하중을 견딜 수 있도록 하기 위하여 설치된다.

여기서, 1차 및 2차 도포되여 경화되는 고분자 탄성체는 고분자 탄성체는 경화후 탄성을 갖는 소재로서, 폴리우레탄 또는 폴리우레아를 포함하는 도료를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 난연 성능을 보강하기 위해서는 제1차 고분자 탄성체 도포를 한 이후 고분자 탄성체 상부에 난연제 도료를 추가로 도포(S110)하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 수직 강재는 T형강 또는 H형강 등 강한 구조를 갖는 강재라면 무관하나 H형강을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 건축물 내진 보강 구조의 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 우선 건축물의 바닥, 천정 및 벽체부분에 고분자 탄성체를 도포하여 경화시킨 후 제1 고분자 탄성체층(100), 난연 성능을 보강하기 위한 난연제 도료(110)를 도포하여 경화하여 난연제층(200)을 형성하며, 이후 수직 강재(200)를 설치한 후 고분자 탄성체를 도포하여 경화하여 제2 고분자 탄성체층(120)을 형성함으로써 건축물 내진 보강 구조를 형성한다.

도 4는 본 발명에 따른 프레임 보강 구조를 도시한 예시도이다. 도 4에는 도포된 탄성체 및 난연제와 관련된 도시는 생략하며, 프레임 보강 구조만을 명확하게 도시하였다.

도 4에서는 건축물의 모서리 부분에 수직 강재 설치한 이후 바닥, 천정 및 벽체부분이 각각 "X"자 형상을 이루도록 양 끝단에 텐션 바를 구비하는 보강 강선 또는 보강 강재중 어느 하나 이상을 사용하여 프레임을 보강하기 위한 프레임 보강재(300)를 결합한다.

일반적으로 프레임 보강재(300)로서는 T형강 또는 H형강을 프레임 보강을 위한 강재로 사용하는 경우 변형이 적어 이를 그대로 조립하여 사용하는 것이 가능하나, 보강 강선을 사용하는 경우에는 보강 강선의 길이를 조절하여 강성을 확보하기 위하여 보강 강선의 양 끝단에 텐션 바를 구비하여 강성을 확보할 수 있도록 한다.

또한, 프레임 보강한 이후 수직 강재(200)에는 건축물의 하층과 상층을 상하로 연결하기 위한 층간 연결수단(미도시)이 결합되도록 하며, 이러한 층간 연결수단은 하층과 상층의 수직 강재를 연결하기 위한 수단이면 충분하나 볼트와 너트에 의한 연결 또는 연결핀에 의한 연결이 더욱 바람직하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100 : 제1 고분자 탄성체층 110 : 난연재층
120 : 제2 고분자 탄성체층 200 : 수직 강재
300 : 프레임 보강재

Claims (6)

1. 건축물 내진 보강 방법에 있어서,
   상기 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 고분자 탄성체를 도포하는 제1차 탄성체 도포 단계;
   상기 건축물 내부의 네 모서리 부분에 수직으로 강재를 설치하는 수직 강재 설치 단계;
   상기 수직 강재 설치후 상기 고분자 탄성체를 상기 건축물 내의 바닥, 천정 및 벽체부분에 도포하는 제2차 탄성체 도포 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물 내지 보강 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 고분자 탄성체는 폴리우레탄 또는 폴리우레아를 포함하는 도료인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1차 탄성체 도포 단계 이후 상기 고분자 탄성체 상부에 난연제 도료가 도포하는 난연제 도포 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 수직 강재는 H형강인 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 수직 강재 설치단계 이후 바닥, 천정 및 벽체부분이 "X"자 형상을 이루도록 양 끝단에 텐션 바를 구비하는 보강 강선 또는 보강 강재중 어느 하나 이상으로 연결되는 프레임 보강 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 프레임 보강 단계 이후 상기 수직 강재에는 상기 건축물의 하층과 상층을 상하로 연결하기 위한 층간 연결수단이 결합되는 층간 연결 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물 내진 보강 방법.

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