WO2019139292A1 - 내진 보강용 철골프레임 - Google Patents

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WO2019139292A1
WO2019139292A1 PCT/KR2018/016881 KR2018016881W WO2019139292A1 WO 2019139292 A1 WO2019139292 A1 WO 2019139292A1 KR 2018016881 W KR2018016881 W KR 2018016881W WO 2019139292 A1 WO2019139292 A1 WO 2019139292A1
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fixed
fixing
reinforcing
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PCT/KR2018/016881
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권우현
송병석
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주식회사 케이엔지니어링
권우현
송병석
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    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
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    • E04H9/027—Preventive constructional measures against earthquake damage in existing buildings

Definitions

  • the present invention relates to an anti-seismic reinforcement steel frame which is easy to install and has excellent seismic strengthening performance because it does not interfere with a member constituting a steel frame when an anchor bolt installation work is performed by installing a steel frame frame in a conventional reinforced concrete frame It is about.
  • the H-shaped steel is joined and reinforced inside the reinforced concrete member as in the registered patent No. 10-1489848.
  • this H-shaped steel is fixedly coupled to the inside of the member by an anchor bolt, and it is difficult to install the anchor hole and the anchor bolt due to interference with the upper flange of the H-shaped steel.
  • the present invention provides an anti-seismic reinforcing steel frame which is easy to install due to no interference with a member constituting a steel frame frame and has excellent seismic reinforcement performance, when a steel frame frame is additionally installed in a conventional reinforced concrete frame for anti- Frame.
  • an earthquake-resistant reinforcement frame for reinforcing an existing reinforced concrete frame composed of a vertical member and a horizontal member, comprising a fixed plate coupled to an inner surface of a reinforced concrete member, And a pair of side fixing plates formed to extend in a direction perpendicular to the reinforcing concrete member and being tightly fixed to the side surfaces of the reinforcing concrete member by an anchor bolt, the fixing member wrapping and restraining the reinforcing concrete member;
  • a T-shaped reinforcing member which is fixed to the inside of the fixing member and is composed of a web and a flange and the web is coupled to the fixing member;
  • a coupling plate formed to have a T-shaped cross-section composed of a web and a flange, the one side of the web being protruded from the inner surface of the fixed plate of the fixing member And a corner stiffener fixedly coupled to one side of the frame.
  • the web of the T-shaped reinforcement member is fixedly coupled to a coupling plate protruding from the inner surface of the fixed plate.
  • the T-shaped reinforcement member is composed of a pair of U-shaped beams, and the webs of the U-shaped beams are fixedly coupled to the side surfaces of the coupling plates of the fixing member. Frame.
  • the fixing member constituting the anti-seismic reinforcing frame can be formed into a C-shape, or the fixing member and the T-shaped reinforcement member can be separated from each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a steel frame for anti-seismic reinforcement.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of a steel frame for anti-seismic reinforcement.
  • FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional perspective view showing another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing still another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • Fig. 9 is a perspective view showing an embodiment of an edge reinforcement.
  • FIG. 10 is a front view showing a reinforced concrete frame before the corner stiffener is installed.
  • FIG. 11 is a front view showing a reinforced concrete frame after the corner stiffener is installed.
  • the present invention provides an anti-seismic reinforcing frame for reinforcing a conventional reinforced concrete frame composed of a vertical member and a horizontal member, And a pair of side fixation plates formed on both sides of the fixing plate and extending in a direction perpendicular to the reinforcing concrete member and being tightly fixed to the side surfaces of the reinforcing concrete member by an anchor bolt to fix and restrain the reinforcing concrete member.
  • a T-shaped reinforcing member which is fixed to the inside of the fixing member and is composed of a web and a flange and the web is coupled to the fixing member; And a coupling plate formed to have a T-shaped cross-section composed of a web and a flange, the one side of the web being protruded from the inner surface of the fixed plate of the fixing member And a corner stiffener fixedly coupled to the one side surface.
  • Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of a steel frame for anti-seismic reinforcement
  • Fig. 2 is a sectional view taken along the line A-A 'in Fig.
  • the steel frame for seismic retrofitting comprises an earthquake-proof reinforcement frame 2 for reinforcing an existing reinforced concrete frame composed of a vertical member 11 and horizontal members 12 and 13 A fixing plate 211 coupled to the inner side surfaces of the reinforcing concrete members 11, 12 and 13 and a pair of reinforcing concrete members 11 and 12 A fixing member 21 which is composed of a pair of side fixing plates 212 tightly fixed to side surfaces of the reinforcing concrete members 11, 12, 13 by the anchor bolts 23; And a T-shaped reinforcing member 22 which is fixed to the inside of the fixing member 21 and is composed of a web 221 and a flange 222 and the web 221 is coupled to the fixing member 21; . ≪ / RTI >
  • the present invention provides an anti-seismic reinforcing frame (2) which is installed in a reinforced concrete frame for seismic reinforcement of a conventional reinforced concrete frame, and which is easy to install and has excellent seismic strengthening performance.
  • the conventional reinforced concrete frame is composed of a vertical member 11 and horizontal members 12 and 13.
  • the vertical member 11 includes columns and the like, and the horizontal members 12 and 13 include beams, slabs, and the like.
  • the seismic strengthening frame 2 is composed of a fixing member 21 and a T-shaped reinforcing member 22.
  • the fixing member 21 includes a fixing plate 211 coupled to the inner surfaces of the reinforcing concrete members 11, 12 and 13.
  • the inner side refers to the inner side of the reinforced concrete frame.
  • the fixing member 21 is configured to fix the seismic strengthening frame 2 to the reinforced concrete members 11, 12, and 13.
  • the fixing plate 211 of the fixing member 21 can be fixed to each member surface of the reinforced concrete frame by an anchor bolt 23 or the like.
  • the fixing member 21 which is a plate, can be directly fixed to the upper surface of the slab 13.
  • the T-shaped reinforcing member 22 is fixed to the inside of the fixing member 21.
  • the T-shaped reinforcement member 22 is composed of a web 221 and a flange 222, and the web 221 is engaged with the fixing member 21.
  • the T-shaped reinforcement member 22 is separable from the fixing member 21 and can be fixed to one side of the fixing member 21 by welding after the fixing member 21 is installed.
  • the T-shaped reinforcement member 22 may be a CT-shaped steel having a T-shaped cross section by cutting a bell part of the H-shaped steel, and may have a built-up section assembled to have a T- Member may be used.
  • the fixing plate 211 of the fixing member 21 is fixedly coupled to the inner surfaces of the reinforced concrete members 11, 12 and 13 by the anchor bolts 23, and the T-
  • the workpiece 223 may be formed on the flange 222 of the member 22 at a position corresponding to the anchor bolt 23.
  • the flange 222 of the T-shaped reinforcement member 22 is interfered with when the anchor hole drilling operation or the anchor bolt 23 is installed, It can be inconvenient.
  • the flange 222 of the T-shaped reinforcement member 22 may interfere with the operation of the joint of the anchor bolt 23 after the T-shaped reinforcement member 22 is fastened to the fastening member 21, Can be followed.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of a steel frame for anti-seismic reinforcement.
  • the fixing plate 211 of the fixing member 21 is fixed to the reinforcing concrete members 11, 12, 13 by the anchor bolts 23 on both sides of the web 221 of the T- 13, the width of the flange 222 of the T-shaped reinforcement member 22 may be narrower than the spacing of the anchor bolts 23 on both sides of the web 221.
  • the flange 222 of the T- The end of the flange 222 can be positioned inside the position of the anchor bolt 23 so as not to interfere with the anchor bolt 23.
  • the length of one side of the flange 222 can be shorter than the distance between the web 221 of the T-shaped reinforcement member 22 and the anchor bolt 23.
  • the thickness of the flange 222 is increased as necessary, the rigidity of the T-shaped reinforcing member 22 can be maintained.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • the fixing member 21 is formed at both ends of the fixing plate 211 at right angles to each other.
  • the reinforcing concrete members 11 and 12 are fixed to the side surfaces of the reinforcing concrete members 11 and 12 by anchor bolts 23 And a pair of side fixing plates 212 that are closely fixed to each other can be further included.
  • the fixing member 21 includes a fixing plate 211 coupled to the inner surfaces of the reinforcing concrete members 11, 12 and 13 and a pair of side fixing plates 212 extending at right angles at both ends of the fixing plate 211. [ .
  • the fixing member 21 When the fixing member 21 is coupled to the column 11 or the beam 12, the fixing member 21 may be formed in a generally U-shape to enclose the reinforced concrete members 11 and 12.
  • the anchor bolts 23 are installed on the side fixing plates 212 on the side surfaces of the reinforcing concrete members 11 and 12 without installing the separate anchor bolts 23 on the fixing plate 211, 11, and 12, respectively.
  • the seismic strengthening frame 2 in which the fixing member 21 and the T-shaped reinforcing member 22 are integrally formed can be installed without interference of the T-shaped reinforcing member 22 when the fixing member 21 is installed. Even if it is easy to construct.
  • the strength and ductility of the reinforced concrete members 11 and 12 are increased because the c-shaped fixing member 21 constrains the reinforced concrete members 11 and 12 by covering them.
  • the fixing member 21 chipping the member side surfaces of the reinforced concrete frame to which the fixing member 21 is installed in advance before the installation and the fixing plate 21 and the side fixing plates 212 ) And the side surface of the member so as to be closely contacted with each other.
  • a long bolt (not shown) passing through the reinforcing concrete members 11 and 12 may be provided in place of the anchor bolts 23 so that the side fixing plates 212 on both sides of the fixing member 21 are simultaneously inserted into the reinforcing concrete members 11, and 12, respectively.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention
  • FIG. 6 is a sectional perspective view showing another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention
  • a coupling plate 213 is protruded from the inner surface of the fixing plate 211, and the web 221 of the T-shaped reinforcing member 22 is engaged with the coupling plate 213 As shown in Fig.
  • the fixing member 21 and the T-shaped reinforcing member 22 may be integrally formed, but may be separated from each other for ease of construction. In other words, they can be separated from each other in order to avoid interference with the T-shaped reinforcing member 22, weight reduction of the members, mutual interference at corner installation, and the like.
  • the T-shaped reinforcing member 22 can be joined to the fixing member 21 later.
  • the T-shaped reinforcement member 22 can be fixed by bolts B or welding by closely contacting one side of the web 221 to one side of the coupling plate 213 (FIGS. 5 and 6). In this case, since the T-shaped reinforcement member 22 can be coupled to the side surface, it is easy to install the T-shaped reinforcement member 22 at the corner of the reinforced concrete frame.
  • the ribs 214 may be coupled to the other side of the web 221 of the T-shaped reinforcement member 22 or the coupling plate 213 to reinforce the joint.
  • the coupling plate 213 may be formed to be continuous along the longitudinal direction of the fixing plate 211. However, as shown in FIG. 6, it is preferable that the plurality of coupling plates 213 are spaced apart from each other along the longitudinal direction of the fixing plate 211 in order to save the amount of steel.
  • the engaging plate 213 of the fixing member 21 and the web 221 of the T-shaped reinforcing member 22 are positioned on the same axis, and then the web 221 is placed on both sides of the web 221 And the additional rate 215 may be combined and fixed.
  • the coupling plate 213 is formed so as to be continuous in the longitudinal direction of the fixing member 21.
  • the coupling plate 213 may be previously coupled to the fixing plate 211 in advance or may be fixed to the side surface of the member in advance and then coupled to the fixing plate 211 by welding at the site.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another embodiment of a steel frame for seismic retrofitting according to the present invention.
  • the T-shaped reinforcement member 22 is constituted by a pair of U-shaped beams 22a and 22b, and the web 221 of each of the U-shaped beams 22a and 22b is fixed to the fixing member 21, To be in close contact with the side surface of the coupling plate 213 of the first embodiment.
  • the reinforcing members 22a and 22b can be combined with each other on the left and right sides of the engaging plate 213 without separating the reinforcing member 22 into a pair of reinforcing members 22a and 22b. And can be configured symmetrically.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an embodiment of a corner stiffener
  • FIG. 10 is a front view showing a reinforced concrete frame before the corner stiffener is installed
  • FIG. 11 is a front view showing a reinforced concrete frame after the corner stiffener is installed.
  • an angular stiffener 24 is coupled to the inside of the corner where the vertical member 11 and the horizontal members 12 and 13 meet, A side surface of the web 241 of the edge stiffener 24 protrudes from the inside surface of the fixing plate 211 of the fixing member 21 and has a T-shaped cross section composed of the flange 241 and the flange 242, And can be configured to be fixedly coupled to the side surface.
  • the seismic retrofit frame 2 composed of the fixing member 21 and the T-shaped reinforcing member 22 is provided at the corner of the reinforced concrete frame, the vertical member 11 and the T Type reinforcing members 22 are interfered with each other.
  • each of the T-shaped reinforcing members 22 coupled to the vertical member 11 and the horizontal members 12, 13 is formed to be slightly shorter than the member length of the frame, and a separate edge stiffener 24 is inserted inside the corner portion .
  • the edge reinforcement 24 is installed inside a corner where the vertical member 11 of the reinforced concrete frame and the horizontal members 12 and 13 meet.
  • the corner stiffener 24 is integrally formed as viewed from the front and is coupled to the vertical member 11 and the horizontal members 12 and 13, respectively.
  • the fixing member 21 is cut in accordance with the entire length of the reinforced concrete members 11, 12, 13 irrespective of the length of the T-shaped reinforcing member 22 You can install it at once.
  • the edge reinforcement 24 has a T-shaped cross-section composed of a web 241 and a flange 242.
  • a side surface of the web 241 of the edge stiffener 24 is fixed to one side of the coupling plate 213 so that the side surface of the web 241 of the edge stiffener 24 is fixedly coupled to the fixing plate 21, .
  • the coupling plate 213 is welded to each of the portions where the vertical member 11 and the fixing members 21 provided on the horizontal members 12 and 13 meet, and the webs of the corner stiffeners 24 (241) can be coupled to the coupling plate (213) and fixed.
  • the inner edge of the edge reinforcement 24 can be reinforced with respect to the end moment and the shearing force by engaging the hook 243 with an oblique line.
  • the reinforcement plate 244 may be coupled between the inner edge of the corner stiffener 24 and the hammers 243 to reinforce the hammers 243.
  • the seismic retrofitting steel frame of the present invention can be constructed in a structure in which the fixing member constituting the seismic reinforcing frame is formed into a C shape or can be divided into a fixing member and a T type reinforcing member, It is possible to use the T-shaped reinforcement member without interfering with the anchor hole drilling operation for fixing the fixing member to the steel concrete member in the case of reinforcement, so that the installation is easy and the seismic reinforcement performance is also excellent.

Abstract

본 발명은 기존 철근콘크리트 프레임 내에 철골 프레임을 추가 설치하여 내진 보강할 경우, 앵커 볼트 설치 작업시 철골 프레임을 구성하는 부재와의 간섭이 없어 설치가 용이하면서도 내진 보강 성능이 우수한 내진 보강용 철골프레임에 대한 것이다. 본 발명 내진 보강용 철골프레임은 수직 부재와 수평 부재로 구성되는 기존 철근콘크리트 프레임을 보강하기 위한 것으로, 철근콘크리트 부재의 내측면에 결합되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 양단에 각각 직각 방향으로 연장 형성되는 것으로 상기 철근콘크리트 부재의 측면에 앵커 볼트에 의해 밀착 고정되는 한 쌍의 측면고정플레이트로 구성되어 철근콘크리트 부재를 감싸 구속되는 고정 부재; 및 상기 고정 부재의 내측에 고정되는 것으로 웨브와 플랜지로 구성되어 웨브가 고정 부재에 결합되는 T형 보강 부재; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

내진 보강용 철골프레임
본 발명은 기존 철근콘크리트 프레임 내에 철골 프레임을 추가 설치하여 내진 보강할 경우, 앵커 볼트 설치 작업시 철골 프레임을 구성하는 부재와의 간섭이 없어 설치가 용이하면서도 내진 보강 성능이 우수한 내진 보강용 철골프레임에 대한 것이다.
최근 국내외에 잦은 지진이 발생함에 따라 기존 철근콘크리트 구조물에 대한 내진 보강 수요가 증가하고 있다.
특히, 내진 설계가 도입된 1988년 이전에 지어진 건물이나 내진 설계 규정이 적용되지 않았던 기존의 저층 건축물의 내진 보강에 대한 필요성이 크다.
이에 따라 기둥과 보로 구성되는 라멘조의 경우, 프레임 내부에 철골 프레임을 추가로 설치하여 구조물의 강성과 연성을 증가시키는 보강 상세가 많이 개발되었다.
종래 기둥과 보로 구성되는 라멘조를 철골 프레임으로 보강하는 경우 등록특허 제10-1489848호 등과 같이 H형강을 철근콘크리트 부재 내측에 결합하여 보강하였다.
그러나 이러한 H형강은 앵커 볼트에 의해 부재 내측에 고정 결합되는데, H형강의 상부플랜지와의 간섭으로 인해 앵커홀 천공 및 앵커 볼트 설치 작업이 어려운 단점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 내진 보강을 위하여 기존 철근콘크리트 프레임 내에 철골 프레임을 추가 설치할 경우, 철골 프레임을 구성하는 부재와 간섭이 없어 설치가 용이하면서도 내진 보강 성능이 우수한 내진 보강용 철골프레임을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 수직 부재와 수평 부재로 구성되는 기존 철근콘크리트 프레임을 보강하기 위한 내진 보강 프레임에 관한 것으로, 철근콘크리트 부재의 내측면에 결합되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 양단에 각각 직각 방향으로 연장 형성되는 것으로 상기 철근콘크리트 부재의 측면에 앵커 볼트에 의해 밀착 고정되는 한 쌍의 측면고정플레이트로 구성되어 철근콘크리트 부재를 감싸 구속하는 고정 부재; 상기 고정 부재의 내측에 고정되는 것으로 웨브와 플랜지로 구성되어 웨브가 고정 부재에 결합되는 T형 보강 부재; 및 ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 수직 부재와 수평 부재가 만나는 모서리 내측에 결합되는 것으로, 웨브와 플랜지로 구성된 T형 단면으로 형성되어 상기 웨브 일측면이 고정 부재의 고정플레이트 내측 면에 돌출 형성된 결합플레이트의 일측면에 고정 결합되는 모서리 보강재: 로 구성되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 T형 보강 부재의 웨브는 상기 고정플레이트의 내측면에 돌출 형성된 결합플레이트에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 T형 보강 부재는 한 쌍의 ㄱ형강으로 구성되되, 각 ㄱ형강의 웨브가 고정 부재의 결합플레이트 측면에 밀착되도록 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골프레임을 제공한다.
본 발명에 따르면 내진 보강 프레임을 구성하는 고정 부재를 ㄷ형상으로 구성하거나 또는 고정 부재와 T형 보강 부재를 분리 구성 가능하다.
이에 따라 기존 철근콘크리트 프레임 내에 철골 프레임을 추가 설치하여 내진 보강할 경우, 고정 부재를 철근콘크리트 부재에 고정하기 위한 앵커홀 천공 작업이나 앵커 볼트 설치 작업 등을 진행할 때 T형 보강 부재의 간섭 없이 시공 가능하여, 설치가 용이하면서도 내진 보강 성능이 우수한 내진 보강용 철골프레임을 제공할 수 있다.
도 1은 내진 보강용 철골프레임의 실시예를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도.
도 3은 내진 보강용 철골프레임의 다른 실시예를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 실시예를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 다른 실시예를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 다른 실시예를 도시하는 단면 사시도.
도 7은 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도.
도 9는 모서리 보강재의 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 모서리 보강재 설치 전 철근콘크리트 프레임을 도시하는 정면도.
도 11은 모서리 보강재 설치 후 철근콘크리트 프레임을 도시하는 정면도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내진 보강용 철골프레임은 수직 부재와 수평 부재로 구성되는 기존 철근콘크리트 프레임을 보강하기 위한 내진 보강 프레임에 관한 것으로, 철근콘크리트 부재의 내측면에 결합되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 양단에 각각 직각 방향으로 연장 형성되는 것으로 상기 철근콘크리트 부재의 측면에 앵커 볼트에 의해 밀착 고정되는 한 쌍의 측면고정플레이트로 구성되어 철근콘크리트 부재를 감싸 구속하는 고정 부재; 상기 고정 부재의 내측에 고정되는 것으로 웨브와 플랜지로 구성되어 웨브가 고정 부재에 결합되는 T형 보강 부재; 및 ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 수직 부재와 수평 부재가 만나는 모서리 내측에 결합되는 것으로, 웨브와 플랜지로 구성된 T형 단면으로 형성되어 상기 웨브 일측면이 고정 부재의 고정플레이트 내측 면에 돌출 형성된 결합플레이트의 일측면에 고정 결합되는 모서리 보강재: 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 내진 보강용 철골프레임의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 내진 보강용 철골프레임은 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)로 구성되는 기존 철근콘크리트 프레임을 보강하기 위한 내진 보강 프레임(2)에 관한 것으로, 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 결합되는 고정플레이트(211) 및 상기 고정플레이트(211)의 양단에 각각 직각 방향으로 연장 형성되는 것으로 상기 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 측면에 앵커 볼트(23)에 의해 밀착 고정되는 한 쌍의 측면고정플레이트(212)로 구성되어 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)를 감싸 구속하는 고정 부재(21); 및 상기 고정 부재(21)의 내측에 고정되는 것으로 웨브(221)와 플랜지(222)로 구성되어 웨브(221)가 고정 부재(21)에 결합되는 T형 보강 부재(22); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명 내진 보강용 철골프레임은 기존 철근콘크리트 프레임을 내진 보강하기 위하여 철근콘크리트 프레임 내에 설치되는 것으로, 시공이 용이하면서도 내진 보강 성능이 우수한 내진 보강 프레임(2)을 제공하기 위한 것이다.
상기 기존 철근콘크리트 프레임은 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)로 구성된다.
상기 수직 부재(11)는 기둥 등을 포함하고, 수평 부재(12, 13)는 보, 슬래브 등을 포함한다.
상기 내진 보강 프레임(2)은 고정 부재(21)와 T형 보강 부재(22)로 구성된다.
상기 고정 부재(21)는 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 결합되는 고정플레이트(211)를 포함하여 구성된다.
여기에서 내측은 철근콘크리트 프레임의 내부 측을 의미한다.
상기 고정 부재(21)는 내진 보강 프레임(2)을 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)에 고정하기 위한 구성이다.
상기 고정 부재(21)의 고정플레이트(211)는 앵커 볼트(23) 등으로 철근콘크리트 프레임의 각 부재 면에 고정 가능하다.
특히, 수평 부재(12, 13)가 슬래브(13)인 경우, 플레이트인 고정 부재(21)를 슬래브(13)의 상면에 직접 고정할 수 있다.
상기 T형 보강 부재(22)는 고정 부재(21)의 내측에 고정된다.
상기 T형 보강 부재(22)는 웨브(221)와 플랜지(222)로 구성되는 것으로, 웨브(221)가 고정 부재(21)에 결합된다.
상기 T형 보강 부재(22)는 고정 부재(21)와 분리 구성 가능하며, 고정 부재(21) 설치 후 용접에 의해 고정 부재(21)의 일측면에 고정 가능하다.
이에 따라 고정 부재(21)를 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)에 앵커 볼트(23) 등으로 고정하기 위한 앵커홀 천공 작업이나 앵커 볼트(23)의 설치 작업 등을 진행할 때 T형 보강 부재(22)의 간섭 없이 시공 가능하다.
상기 T형 보강 부재(22)는 H형강의 복부판 부분을 절단하여 T자형 단면을 갖도록 구성되는 CT형강을 사용 가능하며, 경우에 따라 T형상의 단면을 갖도록 조립된 조립 단면(built-up section) 부재를 사용할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정 부재(21)의 고정플레이트(211)는 앵커 볼트(23)에 의해 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 고정 결합되되, 상기 T형 보강 부재(22)의 플랜지(222)에는 상기 앵커 볼트(23)와 대응되는 위치에 작업공(223)이 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 T형 보강 부재(22)를 고정 부재(21)와 일체형으로 구성하면, 앵커홀 천공 작업이나 앵커 볼트(23) 설치 작업시 T형 보강 부재(22)의 플랜지(222)가 간섭되어 작업이 불편할 수 있다.
또는 고정 부재(21)에 T형 보강 부재(22)를 결합한 후 앵커 볼트(23)의 접합부에 대한 보수 등을 진행할 경우에도 T형 보강 부재(22)의 플랜지(222)가 간섭되어 작업에 어려움이 따를 수 있다.
이에 상기 T형 보강 부재(22)의 플랜지(222)에 작업공(223)을 형성하면, 천공기 드릴 등의 공구를 작업공(223)을 통해 삽입하여 설치 또는 보수 작업 등을 진행할 수 있다. 따라서 T형 보강 부재(22)의 플랜지(222)와의 간섭이 없이 작업이 용이하다.
도 3은 내진 보강용 철골프레임의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정 부재(21)의 고정플레이트(211)는 T형 보강 부재(22)의 웨브(221) 양측에서 앵커 볼트(23)에 의해 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 고정 결합되되, 상기 T형 보강 부재(22)의 플랜지(222) 폭은 웨브(221) 양측의 앵커 볼트(23) 간격보다 좁게 구성할 수 있다.
상기 고정 부재(21)의 고정플레이트(211)를 앵커 볼트(23)로 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 고정 결합할 때, T형 보강 부재(22)의 플랜지(222)와 간섭되지 않도록 플랜지(222)의 단부를 앵커 볼트(23)의 위치보다 내측에 위치시킬 수 있다.
즉, 플랜지(222)의 일측 길이를 T형 보강 부재(22)의 웨브(221)와 앵커 볼트(23) 사이의 거리보다 짧게 형성 가능하다.
이 경우 필요에 따라 플랜지(222)의 두께를 두껍게 하면 T형 보강 부재(22)의 강성을 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정 부재(21)는 고정플레이트(211)의 양단에 각각 직각 방향으로 연장 형성되는 것으로 상기 철근콘크리트 부재(11, 12)의 측면에 앵커 볼트(23)에 의해 밀착 고정되는 한 쌍의 측면고정플레이트(212)가 더 포함되도록 구성할 수 있다.
상기 고정 부재(21)는 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 결합되는 고정플레이트(211)와 고정플레이트(211)의 양단에서 직각으로 연장되는 한 쌍의 측면고정플레이트(212)로 구성할 수 있다.
상기 고정 부재(21)가 기둥(11) 또는 보(12)에 결합되는 경우에는 고정 부재(21)를 전체적으로 ㄷ자 형상으로 구성하여 철근콘크리트 부재(11, 12)를 감싸도록 할 수 있다.
이 경우 고정플레이트(211)에는 별도의 앵커 볼트(23)를 시공하지 않고, 철근콘크리트 부재(11, 12)의 측면에서 측면고정플레이트(212)에 앵커 볼트(23)를 시공하여 철근콘크리트 부재(11, 12)에 고정할 수 있다.
이에 따라 고정 부재(21)의 설치시 T형 보강 부재(22)의 간섭 없이 시공할 수 있으며, 고정 부재(21)와 T형 보강 부재(22)가 일체로 구성되는 내진 보강 프레임(2)의 경우에도 시공이 용이하다.
아울러 ㄷ형상의 고정 부재(21)가 철근콘크리트 부재(11, 12)를 감싸 구속하므로 철근콘크리트 부재(11, 12)의 강도 및 연성이 증가된다.
또한, 철근콘크리트 부재(11, 12)의 측면에서 측면고정플레이트(212)가 고정되어 보강하므로 전단력에 저항하여 전단 균열을 감소시킬 수 있다.
상기 고정 부재(21)는 설치 전에 미리 고정 부재(21)가 설치되는 철근콘크리트 프레임의 부재 측면을 치핑하여 거친 면 처리하고, 고정 부재(21) 설치 후 고정플레이트(211) 및 측면고정플레이트(212)와 부재 측면 사이에 에폭시(E) 등을 주입하여 밀착되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 경우에 따라 앵커 볼트(23) 대신 철근콘크리트 부재(11, 12)를 관통하는 장볼트(미도시)를 설치하여 고정 부재(21) 양측의 측면고정플레이트(212)를 동시에 철근콘크리트 부재(11, 12)에 고정할 수도 있다.
도 5는 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 다른 실시예를 도시하는 단면도이고, 도 6은 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 다른 실시예를 도시하는 단면 사시도이며, 도 7은 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 5, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상기 고정플레이트(211)의 내측 면에는 결합플레이트(213)가 돌출 형성되고, 상기 T형 보강 부재(22)의 웨브(221)는 상기 결합플레이트(213)에 고정 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 고정 부재(21)와 T형 보강 부재(22)는 일체로 형성할 수 있으나, 시공 상의 편의를 위해 상호 분리하여 구성할 수도 있다. 즉, T형 보강 부재(22)와의 간섭, 부재의 경량화, 모서리 설치시 상호 간섭 등을 피하기 위해 각각 분리하여 구성 가능하다.
이에 따라 고정 부재(21)를 먼저 철근콘크리트 프레임의 각 부재에 고정하여 설치 완료한 후 나중에 고정 부재(21)에 T형 보강 부재(22)를 결합할 수 있다.
특히, T형 보강 부재(22)를 고정 부재(21)와 분리 구성하면, 고정 부재(21)에 별도의 돌출된 부분이 없어 철근콘크리트 프레임의 모서리 부분에 고정 부재(21)를 밀착 설치하기 쉽다.
상기 T형 보강 부재(22)는 웨브(221)의 일측면을 결합플레이트(213)의 일측면에 밀착시켜 볼트(B) 또는 용접 결합에 의해 고정할 수 있다(도 5, 도 6). 이 경우 상기 T형 보강 부재(22)를 측면에서 결합할 수 있으므로 철근콘크리트 프레임의 모서리에서 T형 보강 부재(22)를 설치하기 용이하다.
상기 T형 보강 부재(22)의 웨브(221) 또는 결합플레이트(213)의 타측면에는 리브플레이트(214)를 결합하여 접합부를 보강할 수 있다.
상기 결합플레이트(213)는 고정플레이트(211)의 길이 방향을 따라 연속이 되도록 길게 형성할 수 있다. 그러나 도 6에서와 같이, 강재량 절약을 위해 복수 개의 결합플레이트(213)가 고정플레이트(211)의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 고정 부재(21)의 결합플레이트(213)와 T형 보강 부재(22)의 웨브(221)를 동일한 축선 상에 위치시킨 후 웨브(221)의 양측에 덧플레이트(215)를 결합하여 고정할 수도 있다.
이와 같이, 결합플레이트(213)와 웨브(221)가 동일선상에 위치되면 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 도 6의 실시예와 달리, 이 경우에는 결합플레이트(213)가 고정 부재(21)의 길이 방향으로 연속되도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 결합플레이트(213)는 사전에 고정플레이트(211)와 미리 결합하여 둘 수도 있고, 고정플레이트(211)를 먼저 부재 측면에 고정한 후 현장에서 용접에 의해 고정플레이트(211)에 결합할 수도 있다.
도 8은 본 발명 내진 보강용 철골프레임의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 T형 보강 부재(22)는 한 쌍의 ㄱ형강(22a, 22b)으로 구성되되, 각 ㄱ형강(22a, 22b)의 웨브(221)가 고정 부재(21)의 결합플레이트(213) 측면에 밀착되도록 고정 결합할 수 있다.
상기 T형 보강 부재(22)를 한 쌍의 ㄱ형강(22a, 22b)으로 분리 구성하면, 별도의 덧플레이트(215) 없이도 ㄱ형강(22a, 22b)을 결합플레이트(213)의 좌우 측면에서 결합하여 좌우 대칭으로 구성 가능하다.
이 경우 결합플레이트(213)를 중심으로 T형 보강 부재(22)가 대칭 구성되므로, 편심을 방지할 수 있다.
도 9는 모서리 보강재의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 10은 모서리 보강재 설치 전 철근콘크리트 프레임을 도시하는 정면도이며, 도 11은 모서리 보강재 설치 후 철근콘크리트 프레임을 도시하는 정면도이다.
도 9, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)가 만나는 모서리 내측에는 ㄱ자 형상의 모서리 보강재(24)가 결합되되, 상기 모서리 보강재(24)는 웨브(241)와 플랜지(242)로 구성된 T형 단면으로 모서리 보강재(24)의 웨브(241) 일측면이 고정 부재(21)의 고정플레이트(211) 내측 면에 돌출 형성된 결합플레이트(213)의 일측면에 고정 결합되도록 구성할 수 있다.
철근콘크리트 프레임의 모서리에 고정 부재(21)와 T형 보강 부재(22)로 구성되는 내진 보강 프레임(2)을 설치할 경우, 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13) 각각에 결합된 T형 보강 부재(22)가 서로 간섭된다.
따라서 수직 부재(11) 및 수평 부재(12, 13)에 결합된 각각의 T형 보강 부재(22)를 프레임의 부재 길이보다 다소 짧게 형성하고, 모서리 부분 내측에 별도의 모서리 보강재(24)를 삽입하여 설치할 수 있다.
상기 모서리 보강재(24)는 철근콘크리트 프레임의 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)가 만나는 모서리 내측에 설치된다.
상기 모서리 보강재(24)는 전면에서 보았을 때 전체적으로 ㄱ형상으로 구성되어, 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)에 각각 결합된다.
이 경우 고정 부재(21)는 먼저 설치하는 것이 바람직한데, 고정 부재(21)는 T형 보강 부재(22)의 길이와 상관없이 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 전체 길이에 맞게 절단하여 한 번에 설치할 수 있다.
상기 모서리 보강재(24)는 웨브(241)와 플랜지(242)로 구성되는 T형 단면으로 이루어진다.
상기 고정 부재(21)의 고정플레이트(211) 내측 면에 결합플레이트(213)가 돌출되도록 형성하고, 결합플레이트(213)의 일측면에 모서리 보강재(24)의 웨브(241) 일측면이 고정 결합되도록 구성할 수 있다.
즉, 도 10에서와 같이, 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)에 설치된 고정 부재(21)가 만나는 부위에는 결합플레이트(213)를 각각 용접 결합하고, 모서리 보강재(24)의 웨브(241)를 상기 결합플레이트(213)에 결합하여 고정할 수 있다(도 11).
상기 모서리 보강재(24)의 내측에는 사선으로 헌치(243)를 결합하여 단부 모멘트 및 전단력에 대해 보강할 수 있다.
아울러 상기 헌치(243)와 모서리 보강재(24)의 내측 모서리 사이에 보강플레이트(244)를 결합하여 헌치(243)를 보강할 수 있다.
본 발명의 내진 보강용 철골프레임은 내진 보강 프레임을 구성하는 고정 부재를 ㄷ형상으로 구성하거나 또는 고정 부재와 T형 보강 부재로 분리 구성이 가능하여, 기존 철근콘크리트 프레임 내에 철골 프레임을 추가 설치하여 내진 보강할 경우에 고정 부재를 철골콘크리트 부재에 고정하기 위한 앵커홀 천공 작업시 T형 보강 부재의 간섭 없이 시공이 가능하여 설치가 용이하고 내진 보강 성능도 우수하다는 점에서 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims (3)

  1. 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)로 구성되는 기존 철근콘크리트 프레임을 보강하기 위한 내진 보강 프레임(2)에 관한 것으로,
    철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 내측면에 결합되는 고정플레이트(211) 및 상기 고정플레이트(211)의 양단에 각각 직각 방향으로 연장 형성되는 것으로 상기 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)의 측면에 앵커 볼트(23)에 의해 밀착 고정되는 한 쌍의 측면고정플레이트(212)로 구성되어 철근콘크리트 부재(11, 12, 13)를 감싸 구속하는 고정 부재(21);
    상기 고정 부재(21)의 내측에 고정되는 것으로 웨브(221)와 플랜지(222)로 구성되어 웨브(221)가 고정 부재(21)에 결합되는 T형 보강 부재(22); 및
    ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 수직 부재(11)와 수평 부재(12, 13)가 만나는 모서리 내측에 결합되는 것으로, 웨브(241)와 플랜지(242)로 구성된 T형 단면으로 형성되어 상기 웨브(241) 일측면이 고정 부재(21)의 고정플레이트(211) 내측 면에 돌출 형성된 결합플레이트(213)의 일측면에 고정 결합되는 모서리 보강재(24): 로 구성되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골프레임.
  2. 제1항에서,
    상기 T형 보강 부재(22)의 웨브(221)는 상기 고정플레이트(211)의 내측면에 돌출 형성된 결합플레이트(213)에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골프레임.
  3. 제2항에서,
    상기 T형 보강 부재(22)는 한 쌍의 ㄱ형강(22a, 22b)으로 구성되되, 각 ㄱ형강(22a, 22b)의 웨브(221)가 고정 부재(21)의 결합플레이트(213) 측면에 밀착되도록 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 철골프레임.
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