KR20230132034A - 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽 - Google Patents

고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경량칸막이벽을 관통하도록 고정와이어를 체결하되, 고정와이어의 단부를 경량보드의 외측면에서 정착구로 고정함으로써, 지진 발생 시 경량칸막이벽의 내력을 증가시켜 변형이나 손상을 최소화하고 변형 발생 시 원상태로 복원이 신속하고 용이한 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽에 대한 것이다.
본 발명 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽은 서로 이격되는 한 쌍의 측벽과 상기 한 쌍의 측벽을 연결하는 것으로 슬래브에 고정되는 연결판으로 구성되어, 각각 하부 슬래브의 상면과 천장의 하면에 고정되는 한 쌍의 런너; 각 런너의 측벽 사이에 단부가 삽입되도록 수직 방향으로 설치되는 스터드; 상기 런너와 스터드의 외측면에 구비되는 한 쌍의 경량보드; 상기 경량보드와 런너의 측벽과 스터드를 관통하여 체결되는 복수의 고정와이어; 및 상기 경량보드의 외측면에서 고정와이어의 단부에 고정되는 정착구; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽{Seismic reinforcement lightweight partition wall using fixed wire}
본 발명은 경량칸막이벽을 관통하여 고정와이어를 체결하되, 고정와이어의 단부를 경량보드의 외측면에서 정착구로 고정함으로써, 지진 발생 시 경량칸막이벽의 내력을 증가시켜 변형이나 손상을 최소화하고 변형 발생 시 원상태로 복원이 신속하고 용이한 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽에 대한 것이다.
2016년 경주 지진, 2017년 포항 지진 등을 비롯하여 최근 국내에서도 지진 발생 빈도 및 강도가 증가하고 있고, 이로 인한 건물 피해 발생 규모도 증가하고 있다.
특히, 2017년 포항 지진 발생 시에는 외부치장벽돌 등 비구조재의 탈락과 추락 등으로 인한 피해가 많이 발생하였다. 이에 KDS 41 17 "건축물 내진설계기준"에서 비구조요소에 대한 내진설계를 규정하는 등 안전에 위협을 줄 수 있는 비구조요소의 내진설계 의무사항을 법령에서 규정하였고, 내진 설계 이행확인 절차 등이 마련되었다.
그러나 건축물 구조요소의 내진설계 및 내진보강 방법에 대한 기술개발은 매우 다양하게 진행되고 있는 반면, 비구조요소의 내진보강 방법에 대한 기술은 매우 미흡한 실정이다.
한편, 기존 콘크리트 벽체는 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하여 시공하는 습식 공사에 의해 주로 시공된다. 이러한 습식 공사는 동절기 공기 지연 초래, 인건비 상승으로 인한 공사비 증가, 균질한 품질 확보 어려움 등의 문제점이 있어 최근에는 습식 공사를 대신하여 경량칸막이벽 적용이 증가하고 있다.
경량칸막이벽은 일반적으로 슬래브 바닥 상부와 천장 하부에 각각 ㄷ자 단면의 런너(10)를 설치하고, 상하부 런너(10) 사이에 스터드(20)를 수직 방향으로 설치한 후 런너(10)와 스터드(20)의 양 측면에 석고보드 등과 같은 경량보드(30)를 각각 부착하여 시공한다(도 1).
이때, 경량보드는 나사못 등의 체결부재에 의해 양측 런너 및 스터드에 각각 고정되는데, 지진 발생 시 경량칸막이벽이 면외 방향으로 변형이 발생하거나 뒤틀림이 발생하면서 런너 측벽이 벌어지거나 경량보드가 스터드에서 분리되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 런너가 변형되거나 경량보드 분리 시 체결부재의 재시공 등 원상 복구 작업에 시간이 많이 소요된다.
KR 20-0182230 Y1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 지진 발생 시 경량칸막이벽의 내력을 증가시켜 변형이나 손상을 최소화할 수 있는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공하고자 한다.
본 발명은 경량칸막이벽에 변형 발생 시 원상태로의 복원이 신속하고 용이한 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 서로 이격되는 한 쌍의 측벽과 상기 한 쌍의 측벽을 연결하는 것으로 슬래브에 고정되는 연결판으로 구성되어, 각각 하부 슬래브의 상면과 천장의 하면에 고정되는 한 쌍의 런너; 각 런너의 측벽 사이에 단부가 삽입되도록 수직 방향으로 설치되는 스터드; 상기 런너와 스터드의 외측면에 구비되는 한 쌍의 경량보드; 상기 경량보드와 런너의 측벽과 스터드를 관통하여 체결되는 복수의 고정와이어; 및 상기 경량보드의 외측면에서 고정와이어의 단부에 고정되는 정착구; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 정착구는 외주면에 나사산이 형성되는 것으로 일단에는 고정와이어의 단부가 삽입되어 고정되고 타단에는 헤드부가 형성된 고정볼트와 상기 고정볼트가 나사 결합되는 조절너트로 구성되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 고정와이어는 형상기억합금인 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 고정와이어는 ㄷ자 형상으로 절곡되어 경량칸막이벽의 일측면에서 양단부가 정착되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 경량보드의 상단 및 하단에는 단부를 감싸는 가이드캡이 구비되고, 상기 고정와이어는 가이드캡을 관통하여 구비되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공한다.
본 발명에 따르면 경량칸막이벽을 관통하는 고정와이어의 단부를 경량보드의 외측면에서 정착구로 고정함으로써, 지진 발생 시 내부 구속 효과에 의하여 경량칸막이벽의 내력을 증가시켜 변형이나 손상을 최소화할 수 있는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공할 수 있다.
또한, 고정와이어가 경량칸막이벽을 관통하여 인장력에 의해 각 부재들을 접합하므로, 기존 체결부재보다 작은 직경의 고정와이어를 사용할 수 있어 원부재의 손상을 최소화할 수 있다.
아울러 고정와이어를 형상기억합금으로 제작하는 경우, 변형 발생 시 원상태로의 복원이 신속하고 용이하다.
도 1은 종래 경량칸막이벽을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 도시하는 단면도.
도 4는 정착구의 결합 관계를 도시하는 단면도.
도 5는 정착구의 결합 상태를 도시하는 단면사시도.
도 6은 ㄷ자형 고정와이어의 설치 상태를 도시하는 사시도.
도 7은 가이드캡이 구비된 실시예를 도시하는 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 도시하는 단면도이다.
도 2, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽은 서로 이격되는 한 쌍의 측벽(21)과 상기 한 쌍의 측벽(21)을 연결하는 것으로 슬래브(1a)에 고정되는 연결판(22)으로 구성되어, 각각 하부 슬래브(1a)의 상면과 천장(1b)의 하면에 고정되는 한 쌍의 런너(2); 각 런너(2)의 측벽(21) 사이에 단부가 삽입되도록 수직 방향으로 설치되는 스터드(3); 상기 런너(2)와 스터드(3)의 외측면에 구비되는 한 쌍의 경량보드(4); 상기 경량보드(4)와 런너(2)의 측벽(21)과 스터드(3)를 관통하여 체결되는 복수의 고정와이어(5); 및 상기 경량보드(4)의 외측면에서 고정와이어(5)의 단부에 고정되는 정착구(6); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 지진 발생 시 경량칸막이벽의 내력을 증가시켜 변형이나 손상을 최소화하고, 변형 발생 시 원상태로 복원이 신속하고 용이한 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 런너(2)와 스터드(3) 및 경량보드(4)로 구성되는 경량칸막이벽의 내진 성능을 향상시키기 위한 것이다.
상기 런너(2)는 경량칸막이벽이 설치될 위치의 하부 슬래브(1a) 상면 및 천장(1b) 하면에 각각 고정 설치된다.
상기 런너(2)는 서로 이격되는 한 쌍의 측벽(21)과 한 쌍의 측벽(21) 단부를 연결하는 연결판(22)으로 구성되어, 전체적으로 상부 또는 하부가 개방된 ㄷ자형 단면으로 형성된다.
타정총이나 나사못 등을 이용하여 상기 런너(2)의 연결판(22)을 슬래브(1a) 또는 천장(1b)에 고정할 수 있다.
상기 스터드(3)는 각 런너(2)의 측벽(21) 사이에 단부가 삽입되도록 수직 방향으로 설치된다.
상기 스터드(3)는 런너(2)의 양쪽 측벽(21) 사이에 끼워져 고정 가능하다.
즉, 상기 스터드(3)는 상부 런너(2)의 대면하는 한 쌍의 측벽(21) 사이에 상단이 삽입되고, 하부 런너(2)의 대면하는 한 쌍의 측벽(21) 사이에 하단이 삽입된다.
상기 스터드(3)는 상하부 런너(2) 사이에서 샛기둥 역할을 한다.
상기 경량보드(4)는 런너(2)와 스터드(3)의 외측면에 구비된다.
상기 런너(2)와 스터드(3)에 의해 경량 철골 프레임을 형성한 후, 런너(2)와 스터드(3)의 양측에 각각 경량보드(4)를 설치한다.
상기 고정와이어(5)는 경량보드(4), 런너(2)의 측벽(21) 및 스터드(3)를 관통하여 복수 개가 체결된다.
상기 경량보드(4)는 경량보드(4)와 런너(2) 및 스터드(3)를 관통하는 고정와이어(5)에 의해 경량 철골 프레임에 고정된다.
나사못 등 별도의 체결부재 없이 고정와이어(5)만으로 경량보드(4)를 경량 철골 프레임에 고정할 수 있으나 경우에 따라 고정와이어(5)와 체결부재(미도시)를 병행 사용하는 것도 가능하다.
상기 정착구(6)는 경량보드(4)의 외측면에서 고정와이어(5)의 단부에 고정된다.
상기 고정와이어(5)는 경량칸막이벽을 관통하여 경량보드(4)의 외측으로 인출되고, 인출된 고정와이어(5)의 단부에는 정착구(6)가 결합되어 고정와이어(5)의 양단이 정착된다.
기존의 나사못이나 볼트와 같은 체결부재는 체결부재와 결속되는 부재의 마찰력에 의해 접합 능력을 발휘한다. 이와 달리, 본 발명은 고정와이어(5)가 경량칸막이벽 전체 두께를 관통하여 인장력에 의해 각 부재들을 접합하므로, 기존 체결부재보다 훨씬 작은 직경의 고정와이어(5)를 사용할 수 있다. 이에 따라 원부재의 손상을 최소화할 수 있다.
아울러 상기 고정와이어(5)의 인장력에 의해 경량칸막이벽의 각 부재들을 일체화함으로써 지진 등 동적 하중에 의해 발생하는 경량칸막이벽의 분리나 탈락을 방지할 수 있으며, 스터드(3)의 좌굴 저항성을 높일 수 있다.
뿐만 아니라 고정와이어(5)가 양측의 경량보드(4)를 연결하므로, 내부 구속 효과에 의해 경량칸막이벽의 내력을 증가시킬 수 있다.
상기 경량보드(4)가 슬래브(1a) 또는 천장(1b)과 만나는 상면과 하면은 실란트(8)로 마감 처리할 수 있다.
도 4는 정착구의 결합 관계를 도시하는 단면도이고, 도 5는 정착구의 결합 상태를 도시하는 단면사시도이다.
도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 정착구(6)는 외주면에 나사산이 형성되는 것으로 일단에는 고정와이어(5)의 단부가 삽입되어 고정되고 타단에는 헤드부(612)가 형성된 고정볼트(61)와 상기 고정볼트(61)가 나사 결합되는 조절너트(62)로 구성될 수 있다.
상기 고정와이어(5)에 의해 경량칸막이벽을 지지하기 위해서는 고정와이어(5)가 팽팽하게 유지되어야 한다.
따라서 고정와이어(5)를 설치한 후 고정와이어(5)를 팽팽하게 유지함과 아울러 고정와이어(5)의 이완 시 고정와이어(5)를 다시 조여 긴장력을 유지할 수 있도록 정착구(6)는 고정볼트(61)와 조절너트(62)로 구성할 수 있다.
상기 고정볼트(61)는 일단에 결합공(611)이 형성되어, 고정와이어(5)의 단부가 결합공(611)에 삽입되어 고정된다.
상기 고정볼트(61)의 외부에는 조절너트(62)가 체결되며, 상기 조절너트(62)를 회전시켜 고정와이어(5)를 팽팽하게 당길 수 있다.
상기 조절너트(62)는 공구를 결합하여 회전이 용이하도록 외주면을 육각형 등 다각형 형상으로 구성할 수 있다.
상기 고정볼트(61)가 조절너트(62)로부터 빠지지 않도록 하고, 조절너트(62) 회전 시 고정볼트(61)가 같이 회전하는 것을 방지할 수 있도록 고정볼트(61)의 타단에는 헤드부(612)가 형성될 수 있다.
상기 헤드부(612)는 공구 결합이 가능하도록 다각형 형상으로 형성하거나 전단에 공구삽입홈(미도시)을 형성할 수 있다.
상기 고정와이어(5)는 형상기억합금일 수 있다.
형상기억소재는 니티놀 등의 형상기억합금이나 형상기억수지 등일 수 있다.
예를 들면, Ni과 Ti의 합금인 니티놀은 형상회복온도보다 고온에서 austenite상이라는 결정 구조를 취한다. 이를 냉각하면 martensite상으로 결정 구조가 변하며, 이 상태에서는 외부의 힘에 의해 쉽게 변형되는 성질을 갖는다. 변형된 martensite상에 열을 가하면 결정 구조가 다시 austenite상으로 되돌아가 원래 형상으로 복원된다.
특히, 형상기억합금은 상온에서 소성 범위를 초과하여 상당량의 변위가 발생하더라도 하중 제거 후에 원형으로 복원이 가능한 초탄성(superelastic) 특징이 있다. 그러므로 부하 제거만으로도 형상을 회복 가능하다.
이에 따라 지진 발생 등에 의해 경량칸막이벽에 변형이 발생하고, 이로 인해 고정와이어(5)에 축 변형이 발생하더라도 하중이 제거되면 초탄성 특징에 의해 원형으로 복원할 수 있다.
또한, 하중 제하만으로 완전하게 원형으로 복원되지 않는 경우, 고정와이어(5)를 가열하면 원래의 형상으로 완전히 복원 가능하다. 이에 손상된 경량칸막이벽의 수리가 용이하다.
도 6은 ㄷ자형 고정와이어의 설치 상태를 도시하는 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고정와이어(5)는 ㄷ자 형상으로 절곡되어 경량칸막이벽의 일측면에서 양단부가 정착될 수 있다.
상기 고정와이어(5)의 단부에 정착되는 정착구(6)가 경량칸막이벽 양측에 구비될 경우, 경량칸막이벽 양측에서 정착 작업을 실시해야 한다.
또한, 고정와이어(5)가 형상기억합금으로 형성되는 경우, 외력에 의해 늘어난 고정와이어(5)를 원형으로 복구하기 위해서는 고정와이어(5)를 가열하여야 한다. 이때, 고정와이어(5)가 경량칸막이벽을 관통하면, 고정와이어(5)를 가열하는 것이 용이하지 않다.
따라서 고정와이어(5)를 경량칸막이벽 일측에서 고정함으로써 시공성을 향상시키고, 변형된 고정와이어(5)의 가열을 위하여 고정와이어(5)의 일부분을 노출할 수 있도록 고정와이어(5)를 ㄷ자 형상으로 절곡하여 양단부를 경량칸막이벽의 일측면에서 정착할 수 있다.
이에 따라 경량칸막이벽의 타측 면에서는 고정와이어(5)의 중간 부위가 노출되어 외부에서 고정와이어(5)를 가열 가능하다.
도 7은 가이드캡이 구비된 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 경량보드(4)의 상단 및 하단에는 단부를 감싸는 가이드캡(7)이 구비되고, 상기 고정와이어(5)는 가이드캡(7)을 관통하여 구비될 수 있다.
지진 등 외력에 의해 경량칸막이벽에 변형 발생 시, 고정와이어(5)에 인장력이 작용하면 고정와이어(5)가 정착되는 부위의 경량보드(4)에 응력 집중이 발생하여 경량보드(4)가 손상될 우려가 있다.
따라서 상기 고정와이어(5)가 결합되는 경량보드(4)의 단부에 가이드캡(7)을 씌워 보강할 수 있다.
상기 가이드캡(7)은 금속판을 ㄷ자형 단면으로 절곡하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 고정와이어(5)는 가이드캡(7)을 관통하도록 설치한다.
상기 고정와이어(5)가 형상기억합금인 경우, 고정와이어(5) 가열 시 가이드캡(7)이 경량보드(4)의 단부를 보호할 수 있다.
1a: 슬래브
1b: 천장
2: 런너
21: 측벽
22: 연결판
3: 스터드
4: 경량보드
5: 고정와이어
6: 정착구
61: 고정볼트
611: 결합공
612: 헤드부
62: 조절너트
7: 가이드캡
8: 실란트

Claims (5)

  1. 서로 이격되는 한 쌍의 측벽(21)과 상기 한 쌍의 측벽(21)을 연결하는 것으로 슬래브(1a)에 고정되는 연결판(22)으로 구성되어, 각각 하부 슬래브(1a)의 상면과 천장(1b)의 하면에 고정되는 한 쌍의 런너(2);
    각 런너(2)의 측벽(21) 사이에 단부가 삽입되도록 수직 방향으로 설치되는 스터드(3);
    상기 런너(2)와 스터드(3)의 외측면에 구비되는 한 쌍의 경량보드(4);
    상기 경량보드(4)와 런너(2)의 측벽(21)과 스터드(3)를 관통하여 체결되는 복수의 고정와이어(5); 및
    상기 경량보드(4)의 외측면에서 고정와이어(5)의 단부에 고정되는 정착구(6); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽.
  2. 제1항에서,
    상기 정착구(6)는 외주면에 나사산이 형성되는 것으로 일단에는 고정와이어(5)의 단부가 삽입되어 고정되고 타단에는 헤드부(612)가 형성된 고정볼트(61)와 상기 고정볼트(61)가 나사 결합되는 조절너트(62)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽.
  3. 제1항에서,
    상기 고정와이어(5)는 형상기억합금인 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽.
  4. 제1항에서,
    상기 고정와이어(5)는 ㄷ자 형상으로 절곡되어 경량칸막이벽의 일측면에서 양단부가 정착되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽.
  5. 제1항에서,
    상기 경량보드(4)의 상단 및 하단에는 단부를 감싸는 가이드캡(7)이 구비되고, 상기 고정와이어(5)는 가이드캡(7)을 관통하여 구비되는 것을 특징으로 하는 고정와이어를 이용한 내진 보강 경량칸막이벽.
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JPH06288024A (ja) * 1993-04-01 1994-10-11 Susumu Honda パネル材及びこれを用いた壁面の構築工法
KR200182230Y1 (ko) 1999-10-20 2000-05-15 티앤씨 엔지니어링주식회사 내진용 칸막이벽 구조
KR200293890Y1 (ko) * 2002-07-16 2002-11-04 내차산업 주식회사 내화 경량칸막이
KR20120118180A (ko) * 2011-04-18 2012-10-26 인하대학교 산학협력단 초탄성 형상기억합금 연결 구속재를 이용한 모멘트 접합 구조

Patent Citations (4)

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