WO2024085509A1 - 내진보강용 pc 보강블록 조립체 및 이의 시공 방법 - Google Patents

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WO2024085509A1
WO2024085509A1 PCT/KR2023/015343 KR2023015343W WO2024085509A1 WO 2024085509 A1 WO2024085509 A1 WO 2024085509A1 KR 2023015343 W KR2023015343 W KR 2023015343W WO 2024085509 A1 WO2024085509 A1 WO 2024085509A1
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WO
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reinforcement block
reinforcement
block unit
hollow
receiving groove
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PCT/KR2023/015343
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English (en)
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Inventor
김의용
Original Assignee
(주)아리수엔지니어링
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Definitions

  • the present invention has excellent constructability and does not require separate fireproof coating by inserting an internal reinforcing bar into the hollow inside of a PC reinforcement block unit laminated on the outside of an existing structural member or inside the structure and filling it with a filler material. This is about a PC reinforcement block assembly for earthquake-resistant reinforcement capable of internal strength reinforcement and its construction method.
  • a cross-sectional expansion method was used to increase the cross-section by placing reinforcing bars around the existing member and pouring concrete, or a steel plate attachment method of attaching and wrapping a steel plate around the existing member.
  • the cross-sectional expansion method requires a temporary process such as installing and dismantling formwork on site, and requires pouring and curing of expanded concrete, which not only reduces workability but also requires a lot of air.
  • the steel plate attachment method requires on-site welding, which raises the risk of fire due to hot work, and a fire-resistant coating process for the steel plate is added.
  • a reinforcement band must be fastened to integrate the divided reinforcement panels, but in this case, the protrusion of the reinforcement band reduces usability and deteriorates the appearance.
  • the reinforcing panels In order to omit these reinforcing bands, the reinforcing panels must be fixed to each other through on-site welding, making it difficult to secure uniform quality, being greatly influenced by on-site conditions such as weather, and raising the risk of fire due to hot work.
  • Patent No. 10-2306103 was developed to improve the problems of the conventional steel plate reinforcement method.
  • the registered technology is to install a plurality of PC reinforcement panel units on an existing concrete member with insufficient internal strength and strengthen it by connecting each PC reinforcement panel unit with a connector.
  • the production of reinforcement members is easy and economical, and has excellent on-site constructability and fire resistance. great.
  • the size and weight of the PC member are small, making handling and construction convenient, and the reinforcement member is unitized, making it easy to apply to members of various sizes.
  • the reinforcing member mainly resists the lateral force of the member, that is, the shear force, and there is a limit to the increase in internal strength against the axial stress of the member.
  • the present invention seeks to provide a seismic reinforcement PC reinforcement block assembly and a construction method thereof that have excellent constructability and are capable of reinforcing internal strength against axial force of members without the need for separate fire-resistant coating.
  • the present invention is for reinforcing an existing reinforced concrete member, and includes a rectangular unit body, an upper extension portion protruding from the upper part of the unit body to one side, and a lower portion protruding from the lower portion of the unit body to the other side.
  • a plurality of PC reinforcement block units composed of an extension part and formed with a hollow penetrating longitudinally therein and stacked so as to engage with each other up, down, left and right;
  • An internal reinforcement bar provided through the hollow of a plurality of PC reinforcement block units stacked vertically; And a filler filled in the cavity of the plurality of PC reinforcement block units; It provides a PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement, characterized in that it consists of.
  • a first receiving groove is formed on at least one of the outer surfaces of the PC reinforcement block unit in the longitudinal direction of the PC reinforcement block unit, and the plurality of PC reinforcement block units to be stacked are PC.
  • a PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement is provided, wherein a first external reinforcement bar is accommodated inside the first receiving groove so as to cross the longitudinal direction of the reinforcement block units, and the inside of the first receiving groove is filled with a filler. .
  • the present invention is such that a second receiving groove is formed on at least one of the front and rear surfaces of the PC reinforcement block unit in the width direction of the PC reinforcement block unit, and the PC reinforcement block unit adjacent in the horizontal direction is formed.
  • a PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement characterized in that a second external reinforcement bar is accommodated inside the second receiving groove so as to cross the PC reinforcement block units in the horizontal direction, and the inside of the second receiving groove is filled with a filler. to provide.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides a PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement, wherein the hollow is formed through the unit body, the upper extension portion, and the lower extension portion in the vertical direction, respectively.
  • the present invention is for constructing the PC reinforcement block assembly, comprising: (a) stacking a plurality of PC reinforcement block units on the outside of an existing member; (b) inserting and installing an internal reinforcement bar into the hollow interior of a plurality of PC reinforcement block units stacked vertically; and (c) filling the hollow interior with filler; It provides a construction method for a PC reinforcement block assembly, characterized in that it consists of.
  • a PC reinforcement block assembly can be formed by stacking PC reinforcement block units pre-manufactured in a factory up and down on the outside of an existing member so that the hollows communicate. Accordingly, excellent fire resistance performance can be secured by using precast concrete blocks, which are non-combustible materials, so separate fire resistance coating is not necessary.
  • construction is simple because the internal reinforcement bar and PC reinforcement block unit are integrated by filling the hollow inside where the internal reinforcement bar is inserted.
  • a plurality of PC reinforcement block units are continuous in the longitudinal direction to resist not only compressive force but also shear force and bending moment, excellent earthquake resistance performance can be achieved by increasing the internal strength against lateral force as well as axial force of the member.
  • Figure 1 is a perspective view showing an embodiment of a PC reinforcement block unit.
  • Figure 2 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly installed on the outside of an existing pillar member.
  • Figures 3 and 4 are cross-sectional views showing a PC reinforcement block unit coupled to one side of an existing pillar member.
  • Figures 5 to 8 are cross-sectional views showing the combined state of PC reinforcement block units having various cross-sections and hollowness.
  • Figure 9 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly spaced apart from an existing pillar member.
  • Figure 10 is a cross-sectional view showing an L-shaped PC reinforcement block unit coupled to an existing beam member.
  • Figure 11 is a cross-sectional view showing a state in which the first external reinforcing bar is installed in the first receiving groove.
  • Figure 12 is a perspective view showing another embodiment of a PC reinforcement block unit.
  • Figure 13 is a perspective view showing an embodiment where the PC reinforcement block assembly is a load-bearing wall.
  • Figure 14 is a perspective view showing a Z-type PC reinforcement block unit.
  • Figure 15 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit shown in Figure 14.
  • Figure 16 is a cross-sectional view showing an internal reinforcement bar installed in the PC reinforcement block assembly shown in Figure 15.
  • Figure 17 is a perspective view showing a PC reinforcement block unit with an upper convex and lower concave.
  • Figure 18 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit of Figure 17.
  • Figure 19 is a perspective view showing another embodiment of a PC reinforcement block unit with an upper convex and lower concave.
  • Figure 20 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit of Figure 19.
  • Figure 21 is a perspective view showing another embodiment of a PC reinforcement block unit for shear wall reinforcement.
  • Figure 22 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit of Figure 21.
  • the PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement of the present invention is for reinforcing existing reinforced concrete members, and includes a unit body that is a rectangular parallelepiped, an upper extension portion protruding from the top of the unit body to one side, and the A plurality of PC reinforcement block units composed of a lower extension part protruding from the lower part of the unit main body to the other side, a hollow penetrating longitudinally formed therein, and stacked so as to engage with each other up, down, left and right; An internal reinforcement bar provided through the hollow of a plurality of PC reinforcement block units stacked vertically; And a filler filled in the cavity of the plurality of PC reinforcement block units; It is characterized by being composed of.
  • Figure 1 is a perspective view showing an embodiment of a PC reinforcement block unit
  • Figure 2 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly installed on the outside of an existing pillar member
  • Figures 3 and 4 are a perspective view showing a PC reinforcement block assembly installed on the outside of an existing pillar member.
  • This is a cross-sectional view showing a PC reinforcement block unit.
  • Figures 5 to 8 are cross-sectional views showing the combined state of PC reinforcement block units having various cross-sections and hollows
  • Figure 9 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly spaced apart from an existing pillar member.
  • the PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement of the present invention is for reinforcing existing reinforced concrete members (1a, 1b, 1c), and has a hollow 20 penetrating in the longitudinal direction inside.
  • a plurality of PC reinforcement block units (2) formed and stacked vertically;
  • An internal reinforcement bar (3) provided through the hollow (20) of a plurality of PC reinforcement block units (2) stacked up and down;
  • the present invention is intended to provide a PC reinforcement block assembly for earthquake-resistant reinforcement that has excellent constructability and is capable of reinforcing internal strength against axial force of members without the need for separate fire-resistant coating, and a construction method thereof.
  • the PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement of the present invention is attached to one side of an existing reinforced concrete member requiring seismic reinforcement or wraps around the entire outer surface of the member to reinforce it.
  • the PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement includes a PC reinforcement block unit (2), an internal reinforcement bar (3), and a filler (4).
  • the PC reinforcement block unit 2 is a precast concrete block pre-manufactured in a factory, and may have reinforcing bars or reinforcing bar networks placed therein.
  • the PC reinforcement block unit 2 may be made of high-strength precast concrete or UHPC, which has excellent strength and ductility.
  • Precast concrete blocks are incombustible and have excellent fire resistance, and there is no risk of corrosion, so there is no need for separate fire resistance or anti-corrosion treatment.
  • the finishing quality is excellent due to factory production, so it can be used as a final finish.
  • the PC reinforcement block unit 2 has a hollow space 20 penetrating in the length direction of the member formed inside the unit, and a plurality of PC reinforcement block units 2 are stacked up and down.
  • the PC reinforcement block unit (2) constituting the PC reinforcement block assembly is provided in plural pieces in the longitudinal and/or width direction of the existing members (1a, 1b, 1c) and is in close contact with or attached to the existing members (1a, 1b, 1c). It is constructed separately.
  • the hollow 20 can be formed into various cross-sectional shapes such as circular, oval, or polygonal. Additionally, one or more hollows 20 may be formed depending on the size and shape of the PC reinforcement block unit 2.
  • Figures 3 and 4 are views showing a PC reinforcement block unit (2) coupled to one side of the existing pillar (1a). In Figures 3 and 4, one oval hollow 20 and two circular hollows 20 are shown, respectively. ) is shown.
  • the PC reinforcement block unit 2 is stacked in plural pieces up and down so that the hollow 20 formed therein communicates with each other.
  • the internal reinforcement bar (3) is provided to penetrate the hollow (20) of the plurality of PC reinforcement block units (2) stacked up and down.
  • the internal reinforcement bar (3) is inserted and installed inside the hollow (20) communicating with each other of the PC reinforcement block units (2) stacked up and down.
  • the internal reinforcement bar (3) is provided over the entire height of the PC reinforcement block assembly formed by stacking a plurality of PC reinforcement block units (2).
  • the internal reinforcing bar 3 is a rod-shaped member capable of transmitting axial force (compression or tension) acting on the assembly, and may be made of reinforcing bars, steel bars, etc.
  • the filler 4 is filled in the hollow 20 of the plurality of PC reinforcement block units 2.
  • the filler 4 is filled inside the hollow 20 into which the internal reinforcement bar 3 is inserted to integrate the internal reinforcement bar 3 with the PC reinforcement block unit 2.
  • the filler 4 makes it possible to resist not only compressive force but also shear force and bending moment by continuing the divided PC reinforcement block units 2 in the longitudinal direction.
  • the filler 4 may be non-shrinking mortar or the like.
  • the PC reinforcement block assembly may be installed on each side of the existing pillar (1a) ( Figure 2), or may be installed only on the front surface of the existing pillar (1a) ( Figures 3 to 3 Figure 8).
  • the rear side can be formed to be the same as the front width of the existing pillar (1a) to secure a sufficient cross-sectional area, and the front side can be formed to have an enlarged cross-section.
  • FIGS. 5 and 6 show an embodiment in which the front cross-section of the PC reinforcement block assembly is gradually enlarged.
  • Figures 7 and 8 show an embodiment in which the front cross section of the PC reinforcement block assembly is enlarged to a T shape.
  • PC reinforcement block units (2) can be installed on both sides and three lower surfaces of the existing beam (1b) (FIG. 10).
  • the PC reinforcement block assembly can be installed on the front of the existing wall.
  • the PC reinforcement block assembly When reinforcing the existing members (1a, 1b, 1c) by expanding their cross-sections, the PC reinforcement block assembly can be installed to be spaced apart from the existing members (1a, 1b, 1c). Additionally, concrete (C) or non-shrinkage mortar can be poured into the space between the PC reinforcement block assembly and the existing members (1a, 1b, 1c) (FIG. 9). At this time, the PC reinforcement block assembly serves both as a formwork and as a member reinforcement.
  • Figure 10 is a cross-sectional view showing an L-shaped PC reinforcement block unit coupled to an existing beam member.
  • the PC reinforcement block unit 2 has an anchor hole 21 formed through it in the horizontal direction, and an anchor member 5 penetrates the anchor hole 21. It can be fixed to one side of the existing members (1a, 1b, 1c).
  • the PC reinforcement block unit (2) can be fixed to the existing members (1a, 1b, 1c) by at least one post-construction anchor.
  • At least one anchor hole 21 may be formed in the PC reinforcement block unit 2.
  • anchor fixing holes (not shown) may be drilled on-site in existing members 1a, 1b, and 1c at positions corresponding to the anchor holes 21.
  • An anchor receiving groove 22 may be formed on the outside of the anchor hole 21 in which the end protrusion of the anchor member 5 and the fixing nut 51 for fixing the anchor member 5 are accommodated.
  • the inside of the anchor receiving groove 22 can be filled with non-shrinking mortar (M) or epoxy.
  • the PC reinforcement block unit 2 is formed with a straight cross section, so that the PC reinforcement block unit 2 can be attached to each side of the existing members 1a, 1b, and 1c.
  • the PC reinforcement block unit 2 may be configured in an L shape with the corners bent to surround the edges of the existing members 1a, 1b, and 1c.
  • the strength and ductility of the existing members (1a, 1b, 1c) located inside can be increased when compressive force is applied.
  • Figure 11 is a cross-sectional view showing a state in which the first external reinforcing bar is installed in the first receiving groove.
  • a first receiving groove 23 is formed on at least one of the outer surfaces of the PC reinforcement block unit 2 in the longitudinal direction of the PC reinforcement block unit 2, and is laminated.
  • the plurality of PC reinforcement block units (2) have a first external reinforcement bar (6) accommodated inside a first receiving groove (23) so as to cross in the longitudinal direction of the PC reinforcement block units (2), and the first receiving groove is
  • the interior of (23) may be filled with filler (4).
  • the internal reinforcing bar (3) is provided in the hollow (20) formed inside the PC reinforcing block unit (2), its location is close to the neutral axis, so there is a limit to bending rigidity.
  • the first external reinforcement bar 6 continuous in the longitudinal direction of the PC reinforcement block assembly can be installed on the outside of the PC reinforcement block assembly.
  • a first receiving groove 23 is formed on the front of the PC reinforcement block unit 2 in the longitudinal direction of the PC reinforcement block unit 2, that is, in the longitudinal direction of the existing members 1a, 1b, and 1c, so as to extend the PC reinforcement block unit 2 in the longitudinal direction.
  • the first receiving grooves 23 of neighboring PC reinforcement block units 2 are configured to communicate with each other.
  • first external reinforcing bar 6 that crosses a plurality of PC reinforcement block units 2 in the longitudinal direction of the member is accommodated.
  • the first external reinforcing bar 6 is a rod-shaped member capable of transmitting axial force, such as a rebar or a steel bar.
  • the filler 4 filled inside the first receiving groove 23 may be epoxy putty, non-shrink mortar, etc.
  • Epoxy putty is a putty based on epoxy resin and is characterized by the strong strength of epoxy resin. This epoxy putty strengthens the adhesive force with the first receiving groove (23) and effectively transfers stress between the first external reinforcing bar (6) and the PC reinforcing block unit (2).
  • Figure 12 is a perspective view showing another embodiment of the PC reinforcement block unit
  • Figure 13 is a perspective view showing an embodiment in which the PC reinforcement block assembly is a load-bearing wall.
  • the PC reinforcement block assembly can form a load-bearing wall by stacking a plurality of PC reinforcement block units (2) up, down, left and right.
  • the PC reinforcement block assembly can be installed in the form of a fill wall between existing pillars 1a to reinforce the existing structure.
  • a plurality of PC reinforcement block units (2) stacked up and down can be installed sequentially in multiple rows in the horizontal direction to form a load-bearing wall.
  • the existing ramen structure consisting of columns and beams can be strengthened.
  • a second receiving groove 24 is formed on at least one of the front and rear surfaces of the PC reinforcement block unit 2 in the width direction of the PC reinforcement block unit 2.
  • the PC reinforcement block units (2) adjacent to each other in the horizontal direction are accommodated with a second external reinforcement bar (7) inside the second receiving groove (24) so as to cross in the horizontal direction of the PC reinforcement block units (2),
  • the inside of the second receiving groove 24 may be filled with filler 4.
  • the PC reinforcement block assembly When the PC reinforcement block assembly is configured as a load-bearing wall, it is necessary to integrate multiple rows of PC reinforcement block units 2 in the transverse direction.
  • a second receiving groove 24 is formed in the horizontal direction (width direction) on the front and/or back of the PC reinforcement block unit 2 to communicate with the neighboring PC reinforcement block unit 2, and the second receiving groove 24 is formed on the front and/or back of the PC reinforcement block unit 2.
  • the second external reinforcement bar (7) can be installed after first installing the PC reinforcement block unit (2) from outside the PC reinforcement block assembly, it can be constructed without interference from external members such as pillars.
  • each receiving groove 23 and 24 are formed simultaneously on the outer surface of the PC reinforcement block unit 2, the depth of each receiving groove 23 and 24 is formed to be different from each other to form the receiving groove ( 23, 24) It is possible to prevent the vertical first external reinforcement bar 6 and the horizontal second external reinforcement bar 7 inserted inside from interfering with each other.
  • Figure 14 is a perspective view showing a Z-type PC reinforcement block unit
  • Figure 15 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit shown in Figure 14.
  • the PC reinforcement block unit 2 includes a unit body 2a that is a rectangular parallelepiped, an upper extension portion 2b protruding from the top of the unit body 2a to one side, and the It is composed of a lower extension part (2c) that protrudes from the lower part of the unit body (2a) to the other side, so that the PC reinforcement block units (2) on the upper, lower, left, and right sides can be closely assembled so that they engage with each other.
  • Each PC reinforcement block unit (2) which is constructed by stacking up, down, left, and right to form a PC reinforcement block assembly, is formed in a bent shape so that each PC reinforcement block unit (2) is more firmly combined with the adjacent PC reinforcement block unit (2). They can be configured to interlock with each other.
  • the PC reinforcement block unit 2 is composed of a unit main body 2a and an upper extension part 2b and a lower extension part 2c protruding in opposite directions from the upper and lower parts of the unit main body 2a, respectively, It can be formed in a Z shape with the lower part on one side and the upper part on the other side stepped.
  • the stepped portion of the PC reinforcement block unit (2) engages with the corresponding stepped portion of the adjacent PC reinforcement block unit (2) and is tightly assembled in two directions: up, down, left, and right.
  • the Z-shaped PC reinforcement block unit (2) may also have a first receiving groove (23) and/or a second receiving groove (24) formed on the front and/or back side, and a first receiving groove (23) and/or a second receiving groove (24) may be formed in each receiving groove (23, 24).
  • a first external reinforcement bar (6) and/or a second external reinforcement bar (7) are provided and the filler (4) can be filled.
  • Figure 16 is a cross-sectional view showing an internal reinforcement bar installed in the PC reinforcement block assembly shown in Figure 15.
  • the hollow 20 may be formed to penetrate the unit body 2a, the upper extension 2b, and the lower extension 2c, respectively, in the vertical direction.
  • the PC reinforcement block unit (2) When the PC reinforcement block unit (2) is formed in a Z-shape so that the stepped portions engage with the neighboring PC reinforcement block units (2), it is firmly coupled to the surrounding PC reinforcement block units (2) adjacent to each other up, down, left, and right. As much as possible, a hollow 20 is formed in the unit body 2a and the upper and lower extension parts 2b and 2c, and an internal reinforcing bar 3 can be installed through each hollow 20.
  • each PC reinforcement block unit (2) is interconnected with five PC reinforcement block units (2) arranged around the PC reinforcement block unit (2). That is, a total of six adjacent PC reinforcement block units (2) are interconnected and firmly integrated.
  • Figure 17 is a perspective view showing a PC reinforcement block unit with a convex upper part and a concave lower part
  • Figure 18 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit of Figure 17.
  • Figure 19 is a perspective view showing another embodiment of the PC reinforcement block unit with a convex upper part and a concave lower part
  • Figure 20 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit of Figure 19.
  • the upper part of the PC reinforcement block unit 2 is formed to be convex, and the lower part is formed to be concave in a shape corresponding to the upper part, so that the upper part of the lower PC reinforcement block unit 2 It can be configured to be inserted into and engaged with the lower part of the upper PC reinforcement block unit (2).
  • Each PC reinforcement block unit (2) which is stacked up and down, is firmly joined to each other, and the upper part of the PC reinforcement block unit (2) is formed to be convex to resist lateral force due to the shear force of the PC reinforcement block unit (2) itself at the joint. And, the lower part of the PC reinforcement block unit (2) can be formed concave.
  • the upper and lower parts of the PC reinforcement block unit 2 can be formed in shapes that correspond to each other. And when stacking the PC reinforcement block units (2), the lower PC reinforcement block units (2) can be inserted into the lower part of the upper PC reinforcement block units (2) so that they are interlocked and firmly joined.
  • a protrusion 25 is formed protruding at the upper center of the PC reinforcement block unit 2, and a groove 26 of a shape corresponding to the protrusion 25 is formed at the lower part. can be formed.
  • the joint portion of the upper and lower PC reinforcement block units 2 can resist the lateral force due to the shear force of the cross section of the protrusion 25.
  • the upper and lower parts of the PC reinforcement block unit 2 may be formed in a wedge shape to correspond to each other.
  • the positions of the upper and lower PC reinforcement block units (2) can be accurately matched by the slope of the upper part of the lower PC reinforcement block unit (2) and the slope of the lower part of the upper PC reinforcement block unit (2).
  • Figure 21 is a perspective view showing another embodiment of a PC reinforcement block unit for shear wall reinforcement
  • Figure 22 is a perspective view showing a PC reinforcement block assembly using the PC reinforcement block unit of Figure 21.
  • the PC reinforcement block unit 2 can be stacked and installed on the front of the shear wall and fixed with the anchor member 5.
  • the anchor hole 21 for fastening the anchor member 5 may be formed inside the first receiving groove 23 or the second receiving groove 24.
  • a first external reinforcement bar (6) and a second external reinforcement bar (7) are arranged in the first receiving groove (23) and the second receiving groove (24), respectively.
  • the method of constructing the PC reinforcement block assembly of the present invention relates to the method of constructing the PC reinforcement block assembly of the present invention described above with reference to FIGS. 1 to 20.
  • an anchor fixing hole may be drilled in advance at the location where the anchor member 5 is to be installed.
  • the PC reinforcement block unit 2 is continuously installed on the outer surface of the existing members 1a, 1b, and 1c in the longitudinal direction of the member. At this time, the plurality of PC reinforcement block units 2 stacked vertically are stacked so that the hollow 20 communicates vertically with each other.
  • the PC reinforcement block unit (2) may wrap only some surfaces of the existing members (1a, 1b, 1c) depending on the purpose or scope of reinforcement of the existing members (1a, 1b, 1c). ) can also wrap the entire.
  • the end of the anchor member 5 is inserted into the anchor fixing hole of the existing members 1a, 1b, and 1c by inserting the anchor member 5 through the anchor hole 21 formed through the PC reinforcement block unit 2 in the horizontal direction. can be inserted.
  • the anchor member 5 is fixed by injecting epoxy or the like into the anchor fixing hole.
  • the fixing nut (51) is fastened to the rear end of the anchor member (5) inside the anchor receiving groove (22) of the PC reinforcement block unit (2) to secure the PC reinforcement block unit (2). Fix to existing members (1a, 1b, 1c).
  • the inside of the anchor receiving groove 22 is filled with non-shrink mortar or epoxy to prevent the rear end of the anchor member 5 from being exposed to the outside air.
  • Epoxy, non-shrinkage mortar, or concrete can be injected into the space between the PC reinforcement block unit 2 and the existing members 1a, 1b, and 1c.
  • internal reinforcement bars 3 such as reinforcing bars or steel bars, are inserted and installed into the hollow 20 communicating vertically.
  • filler 4 such as non-shrink mortar.
  • the internal reinforcing bar (3) is fixed inside the hollow (20) and integrated with the PC reinforcing block unit (2), and can demonstrate excellent earthquake-resistant performance by increasing the bearing capacity against the axial and lateral forces of the member.
  • the PC reinforcement block assembly for seismic reinforcement of the present invention is constructed by stacking PC reinforcement block units pre-manufactured in a factory on the outside of an existing member upward and downward so that the hollows communicate. There is no risk of corrosion of the PC reinforcement block unit, so it is a separate fire resistance device. It has industrial applicability in that it does not require covering and has excellent finishing quality due to factory production.

Abstract

본 발명은 기존 부재의 외부에 적층 시공된 PC 보강블록 유닛의 중공 내부에 내부보강바를 삽입하고 충전재를 채워넣음으로써, 시공성이 우수하고 별도의 내화 피복이 필요 없으면서도 부재 축력에 대한 내력 보강이 가능한 내진보강용 PC 보강블록 조립체 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.

Description

내진보강용 PC 보강블록 조립체 및 이의 시공 방법
본 발명은 기존 구조부재의 외부 또는 구조체 내부에 적층 시공된 PC 보강블록 유닛의 중공 내부에 내부보강바를 삽입하고 충전재를 채워넣음으로써, 시공성이 우수하고 별도의 내화 피복이 필요 없으면서도 부재 축력에 대한 내력 보강이 가능한 내진보강용 PC 보강블록 조립체 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
최근 우리나라에서도 지진 발생 빈도와 지진 규모가 증가함에 따라 이로 인한 건물 및 인명 피해가 증가하고 있다. 특히, 6층 이상 건축물에 대해 내진 설계가 도입된 1988년 이전에 건축된 건물들이 여전히 사용되고 있고, 2층 이상 또는 연면적 200㎡ 이상 소규모 건축물로 내진 설계 적용 대상이 확대된 2017년 이전에 건축되어 내진 설계가 적용되지 않는 건물들이 상당한바 이들 건물에 대한 내진 보강 수요가 많다.
종래에는 철근콘크리트 부재를 내진 보강하기 위해 기존 부재 주위에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 단면을 증설하는 단면 증설 공법이나 기존 부재 주위에 강판을 부착하여 감싸는 강판 부착 공법 등이 많이 사용되었다.
그러나 단면 증설 공법은 현장에서 거푸집을 설치하고 해체하는 등 가설 공정이 필요하고, 증설 콘크리트 타설 및 양생 기간이 필요하여 작업성이 떨어질 뿐 아니라 공기가 많이 소요되는 문제가 있다.
아울러 강판 부착 공법은 현장 용접이 필요하여 화기 작업으로 인한 화재 우려가 있고, 강판의 내화 피복 공정이 추가된다.
이러한 문제점을 개선하고자 고강도 강판을 절곡하여 내부에 에폭시 몰탈이나 폴리머 몰탈 등과 같은 충전재를 충전한 보강 판넬을 기존 부재에 앵커볼트로 고정하는 기술이 제안되었다(등록특허 제10-1672924호).
그러나 상기 등록기술은 고강도 강판을 절곡 성형해야 하므로 제조 원가 상승이 불가피하고, 외부에 강판이 노출되므로 강판 외부에 별도의 내화페인트 도장 작업이 필요하다. 또한, 부식 방지를 위해 지속적으로 유지보수 작업을 해야 하고, 외부 마감공사가 별도로 수반되어야 하는 번거로움이 있다.
뿐만 아니라 분할된 보강 판넬들을 일체화하기 위해 보강밴드를 체결해야 하는데, 이 경우 보강밴드 돌출로 인해 사용성이 떨어지고, 외관을 해치게 된다. 이러한 보강밴드를 생략하기 위해서는 현장 용접을 통해 보강 판넬들을 서로 고정해야 하므로 균일한 품질 확보가 어렵고, 날씨 등 현장 상황의 영향이 크게 작용하며, 화기 작업으로 인한 화재 우려가 있다.
또한, 종래 강판 보강 방식의 문제점을 개선하고자 특허 제10-2306103호가 개발되었다.
상기 등록기술은 내력이 부족한 기존 콘크리트 부재에 복수의 PC 보강패널 유닛들을 설치하고 각 PC 보강패널 유닛들을 연결구로 연결하여 보강한 것으로, 보강 부재의 생산이 용이하고 경제적이며, 현장 시공성과 내화 성능이 우수하다. 그리고 복수의 PC 보강패널 유닛을 연속하여 시공하므로 PC 부재의 크기와 중량이 작아 취급 및 시공이 유리하고, 보강 부재가 유닛화되어 다양한 크기의 부재에 적용하기 쉽다.
그러나 상기 등록기술은 PC 보강패널 유닛들이 키홈에 삽입되는 연결구에 의해 접합된다. 그러므로 보강 부재가 부재의 횡력 즉, 전단력에 대해 주로 저항하고, 부재의 축 방향 응력에 대한 내력 증가에는 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 시공성이 우수하고, 별도의 내화 피복이 필요 없으면서도 부재 축력에 대한 내력 보강이 가능한 내진보강용 PC 보강블록 조립체 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 철근콘크리트 기존 부재를 보강하기 위한 것으로, 직육면체인 유닛 본체, 상기 유닛 본체의 상부에서 일측으로 돌출 형성되는 상부 연장부 및 상기 유닛 본체의 하부에서 타측으로 돌출 형성되는 하부 연장부로 구성되고, 내부에 길이 방향으로 관통하는 중공이 형성되어 상하좌우로 서로 맞물리도록 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛; 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛의 중공을 관통하여 구비되는 내부보강바; 및 상기 복수의 PC 보강블록 유닛의 중공에 채워지는 충전재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 PC 보강블록 유닛의 외측면 중 적어도 어느 하나 이상의 면에는 PC 보강블록 유닛의 길이 방향으로 제1수용홈부가 형성되어, 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛은 PC 보강블록 유닛들의 길이 방향으로 가로지르도록 제1수용홈부 내부에 제1외부보강바가 수용되고, 상기 제1수용홈부의 내부에는 충전재가 채워지는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 PC 보강블록 유닛의 전면과 후면 중 적어도 어느 하나 이상의 면에는 PC 보강블록 유닛의 폭 방향으로 제2수용홈부가 형성되어, 수평 방향으로 이웃하는 PC 보강블록 유닛은 PC 보강블록 유닛들의 수평 방향으로 가로지르도록 제2수용홈부 내부에 제2외부보강바가 수용되고, 상기 제2수용홈부의 내부에는 충전재가 채워지는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 중공은 상기 유닛 본체, 상부 연장부 및 하부 연장부에 각각 수직 방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 PC 보강블록 조립체를 시공하기 위한 것으로, (a) 기존 부재의 외부에 복수의 PC 보강블록 유닛을 적층하는 단계; (b) 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛의 중공 내부에 내부보강바를 삽입 설치하는 단계; 및 (c) 상기 중공 내부에 충전재를 채우는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 PC 보강블록 조립체의 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 공장에서 사전 제작된 PC 보강블록 유닛을 중공이 연통되도록 기존 부재의 외부에 상하로 적층 시공하여 PC 보강블록 조립체를 형성할 수 있다. 이에 따라 불연재인 프리캐스트 콘크리트 블록 사용으로 우수한 내화 성능을 확보할 수 있어 별도의 내화 피복이 불필요하다.
둘째, 내부보강바가 삽입된 중공 내부에 충전재를 채워넣어 내부보강바와 PC 보강블록 유닛을 일체화하므로 시공이 간단하다. 또한, 복수의 PC 보강블록 유닛들이 길이 방향으로 연속되어 압축력뿐 아니라 전단력과 휨모멘트에 대해 저항하므로, 부재 축력은 물론 횡력에 대해 내력을 증가시켜 우수한 내진 성능을 발휘할 수 있다.
도 1은 PC 보강블록 유닛의 실시예를 도시하는 사시도.
도 2는 기존 기둥 부재의 외부에 설치된 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도.
도 3 및 도 4는 기존 기둥 부재의 일측에 결합된 PC 보강블록 유닛을 도시하는 단면도.
도 5 내지 도 8은 다양한 단면과 중공을 갖는 PC 보강블록 유닛의 결합 상태를 도시하는 단면도.
도 9는 기존 기둥 부재와 이격 배치된 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도.
도 10은 기존 보 부재에 결합된 L자형 PC 보강블록 유닛을 도시하는 단면도.
도 11은 제1수용홈부에 제1외부보강바가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 12는 PC 보강블록 유닛의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 13은 PC 보강블록 조립체가 내력벽인 실시예를 도시하는 사시도.
도 14는 Z형 PC 보강블록 유닛을 도시하는 사시도.
도 15는 도 14에 도시된 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도.
도 16은 도 15에 도시된 PC 보강블록 조립체에 내부보강바가 설치된 상태를 도시하는 단면도.
도 17은 상부 볼록, 하부 오목인 PC 보강블록 유닛을 도시하는 사시도.
도 18은 도 17의 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도.
도 19는 상부 볼록, 하부 오목인 PC 보강블록 유닛의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 20은 도 19의 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도.
도 21은 전단벽 보강용 PC 보강블록 유닛의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 22는 도 21의 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 내진보강용 PC 보강블록 조립체는 철근콘크리트 기존 부재를 보강하기 위한 것으로, 직육면체인 유닛 본체, 상기 유닛 본체의 상부에서 일측으로 돌출 형성되는 상부 연장부 및 상기 유닛 본체의 하부에서 타측으로 돌출 형성되는 하부 연장부로 구성되고, 내부에 길이 방향으로 관통하는 중공이 형성되어 상하좌우로 서로 맞물리도록 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛; 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛의 중공을 관통하여 구비되는 내부보강바; 및 상기 복수의 PC 보강블록 유닛의 중공에 채워지는 충전재; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 PC 보강블록 유닛의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2는 기존 기둥 부재의 외부에 설치된 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도이며, 도 3 및 도 4는 기존 기둥 부재의 일측에 결합된 PC 보강블록 유닛을 도시하는 단면도이다. 그리고 도 5 내지 도 8은 다양한 단면과 중공을 갖는 PC 보강블록 유닛의 결합 상태를 도시하는 단면도이고, 도 9는 기존 기둥 부재와 이격 배치된 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 1 내지 도 9 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 내진보강용 PC 보강블록 조립체는 철근콘크리트 기존 부재(1a, 1b, 1c)를 보강하기 위한 것으로, 내부에 길이 방향으로 관통하는 중공(20)이 형성되어 상하로 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛(2); 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20)을 관통하여 구비되는 내부보강바(3); 및 상기 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20)에 채워지는 충전재(4); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 시공성이 우수하고, 별도의 내화 피복이 필요 없으면서도 부재 축력에 대한 내력 보강이 가능한 내진보강용 PC 보강블록 조립체 및 이의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명 내진보강용 PC 보강블록 조립체는 내진 보강이 필요한 기존 철근콘크리트 부재의 일측면에 부착되거나 부재의 외부면 전체를 감싸 보강한다.
상기 내진보강용 PC 보강블록 조립체는 PC 보강블록 유닛(2), 내부보강바(3) 및 충전재(4)를 포함하여 구성된다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)은 공장에서 사전 제작된 프리캐스트 콘크리트 블록으로, 내부에 철근 또는 철근망이 배근될 수 있다. 또는, 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 강도와 연성이 우수한 고강도 프리캐스트 콘크리트 또는 UHPC 등으로 제작될 수도 있다.
프리캐스트 콘크리트 블록은 불연재로서 내화 성능이 우수하고, 부식 우려가 없어 별도의 내화 처리나 방식 처리가 필요 없다. 뿐만 아니라 공장 생산으로 마감 품질이 우수해 최종 마감으로 사용할 수 있다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)은 내부에 부재의 길이 방향으로 관통하는 중공(20)이 형성되어 상하로 복수 개가 적층된다.
상기 PC 보강블록 조립체를 구성하는 PC 보강블록 유닛(2)은 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 길이 방향 및/또는 폭 방향으로 복수 매가 구비되어 기존 부재(1a, 1b, 1c)에 밀착 또는 이격 시공된다.
상기 중공(20)에 의해 PC 보강블록 유닛(2)의 자중이 줄어들므로 양중 부담을 경감할 수 있다.
상기 중공(20)은 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 단면 형상으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 중공(20)은 PC 보강블록 유닛(2)의 크기와 형상에 따라 한 개 이상 형성될 수 있다.
도 3, 도 4는 기존 기둥(1a)의 일측에 결합된 PC 보강블록 유닛(2)을 도시하는 도면으로, 도 3 및 도 4에는 각각 하나의 타원형 중공(20) 및 2개의 원형 중공(20)이 구비된 실시예가 도시된다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)은 내부에 형성된 중공(20)이 서로 연통되도록 복수 개가 상하로 적층된다.
상기 내부보강바(3)는 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20)을 관통하여 구비된다.
즉, 상기 내부보강바(3)는 상하로 적층된 PC 보강블록 유닛(2)의 서로 연통되는 중공(20) 내부에 삽입 설치된다.
상기 내부보강바(3)는 복수의 PC 보강블록 유닛(2)이 적층되어 형성된 PC 보강블록 조립체의 전체 높이에 걸쳐 구비된다.
상기 내부보강바(3)는 조립체에 작용하는 축력(압축 또는 인장)을 전달할 수 있는 봉형 부재로 철근, 강봉 등을 사용할 수 있다.
상기 충전재(4)는 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20)에 채워진다.
상기 충전재(4)는 내부보강바(3)가 삽입된 중공(20) 내부에 채워져 내부보강바(3)를 PC 보강블록 유닛(2)과 일체화한다. 또한, 상기 충전재(4)는 서로 분할된 PC 보강블록 유닛(2)들을 길이 방향으로 연속시킴으로써, 압축력뿐 아니라 전단력과 휨모멘트에 대해서도 저항 가능하도록 한다.
이에 따라 부재의 축 방향 및 횡력에 대해 내력을 증가시켜 우수한 내진 성능을 발휘할 수 있다.
상기 충전재(4)는 무수축 모르타르 등일 수 있다.
상기 기존 부재가 기둥(1a)인 경우, PC 보강블록 조립체는 기존 기둥(1a)의 각 면마다 설치될 수도 있고(도 2), 기존 기둥(1a)의 전면에만 설치될 수도 있다(도 3 내지 도 8).
상기 PC 보강블록 조립체가 기존 기둥(1a)의 전면에만 설치되는 경우, 충분한 단면적 확보를 위해 후방 측은 기존 기둥(1a)의 전면 폭과 동일하게 형성하고, 전방 측은 단면이 확대되게 형성할 수 있다.
도 5, 도 6에는 PC 보강블록 조립체의 전방 측 단면이 점차 확대되도록 구성된 실시예가 도시된다. 그리고 도 7, 도 8에는 PC 보강블록 조립체의 전방 측 단면이 T형으로 확대되는 실시예가 도시된다.
상기 기존 부재가 보(1b)인 경우, 기존 보(1b)의 양 측면과 하부면 3면에 각각 PC 보강블록 유닛(2)을 설치할 수 있다(도 10).
또한, 기존 부재가 벽체인 경우, 기존 벽체의 전면에 PC 보강블록 조립체를 설치할 수 있다.
상기 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 단면을 증설하여 보강하는 경우, 상기 PC 보강블록 조립체를 기존 부재(1a, 1b, 1c)와 이격되도록 설치할 수 있다. 그리고 상기 PC 보강블록 조립체와 기존 부재(1a, 1b, 1c) 사이 공간에 콘크리트(C)나 무수축 모르타르를 타설할 수 있다(도 9). 이때, 상기 PC 보강블록 조립체는 거푸집 역할과 부재 보강 역할을 동시에 한다.
도 10은 기존 보 부재에 결합된 L자형 PC 보강블록 유닛을 도시하는 단면도이다.
도 1, 도 3, 도 10 등에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 수평 방향으로 앵커홀(21)이 관통 형성되어, 상기 앵커홀(21)을 관통하는 앵커 부재(5)에 의해 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 일측면에 고정될 수 있다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)은 적어도 하나 이상의 후시공 앵커에 의해 기존 부재(1a, 1b, 1c)에 고정될 수 있다.
이를 위해 상기 PC 보강블록 유닛(2)에는 적어도 하나 이상의 앵커홀(21)이 형성될 수 있다. 그리고 기존 부재(1a, 1b, 1c)에는 상기 앵커홀(21)과 대응되는 위치에 앵커정착홀(미도시)이 현장 천공될 수 있다.
상기 앵커홀(21)의 외측에는 앵커 부재(5)의 단부 돌출부 및 앵커 부재(5)의 고정을 위한 고정너트(51)가 수용되는 앵커수용홈(22)이 형성될 수 있다.
상기 앵커 부재(5)를 설치 완료한 후에는 앵커수용홈(22)의 내부에 무수축 모르타르(M) 또는 에폭시 등을 채워넣을 수 있다.
도 3 등에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 일자형 단면으로 형성되어 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 각 면마다 PC 보강블록 유닛(2)이 부착될 수 있다.
또는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 모서리를 감싸도록 코너 부위가 절곡된 L자형으로 구성될 수도 있다. 이 경우 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 코너 부위를 효과적으로 구속함으로써, 압축력 작용 시 내부에 위치한 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 강도 및 연성을 증가시킬 수 있다.
도 11은 제1수용홈부에 제1외부보강바가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 외측면 중 적어도 어느 하나 이상의 면에는 PC 보강블록 유닛(2)의 길이 방향으로 제1수용홈부(23)가 형성되어, 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛(2)은 PC 보강블록 유닛(2)들의 길이 방향으로 가로지르도록 제1수용홈부(23) 내부에 제1외부보강바(6)가 수용되고, 상기 제1수용홈부(23)의 내부에는 충전재(4)가 채워질 수 있다.
상기 내부보강바(3)는 PC 보강블록 유닛(2)의 내부에 형성된 중공(20)에 구비되므로, 위치가 중립축과 가까워 휨 강성에 한계가 있다.
따라서 상기 PC 보강블록 조립체의 외부에 PC 보강블록 조립체의 길이 방향으로 연속된 제1외부보강바(6)를 설치할 수 있다.
이를 위해 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 전면에는 PC 보강블록 유닛(2)의 길이 방향, 즉 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 길이 방향으로 제1수용홈부(23)가 형성되어 길이 방향으로 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)의 제1수용홈부(23)가 서로 연통되게 구성된다.
부재의 길이 방향으로 연속되는 제1수용홈부(23)의 내부에는 부재의 길이 방향으로 복수의 PC 보강블록 유닛(2)을 가로지르는 제1외부보강바(6)가 수용된다.
상기 제1외부보강바(6)는 철근, 강봉 등 축력을 전달할 수 있는 봉형 부재이다.
상기 제1수용홈부(23)의 내부에 채워지는 충전재(4)는 에폭시 퍼티, 무수축 모르타르 등일 수 있다.
에폭시 퍼티는 에폭시 수지를 기본으로 하는 퍼티로 에폭시 수지의 강한 강도가 특징이다. 이러한 에폭시 퍼티는 제1수용홈부(23)와 접착력을 강화시켜 제1외부보강바(6)와 PC 보강블록 유닛(2) 사이에서 효과적으로 응력을 전달한다.
도 12는 PC 보강블록 유닛의 다른 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 13은 PC 보강블록 조립체가 내력벽인 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 조립체는 복수의 PC 보강블록 유닛(2)을 상하좌우로 적층하여 내력벽을 구성할 수 있다.
상기 PC 보강블록 조립체는 기존 기둥(1a) 사이에 채움벽 형태로 설치되어 기존 구조물을 보강할 수 있다.
이를 위해 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)들을 횡방향으로 복수 열로 연속 설치하여 내력벽으로 구성할 수 있다.
이에 따라 기둥과 보로 구성되는 기존 라멘조 프레임을 보강할 수 있다.
도 12, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 전면과 후면 중 적어도 어느 하나 이상의 면에는 PC 보강블록 유닛(2)의 폭 방향으로 제2수용홈부(24)가 형성되어, 수평 방향으로 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)은 PC 보강블록 유닛(2)들의 수평 방향으로 가로지르도록 제2수용홈부(24) 내부에 제2외부보강바(7)가 수용되고, 상기 제2수용홈부(24)의 내부에는 충전재(4)가 채워질 수 있다.
상기 PC 보강블록 조립체를 내력벽으로 구성하는 경우, 복수 열의 PC 보강블록 유닛(2)들을 횡방향으로 일체화할 필요가 있다.
그런데 내력벽인 PC 보강블록 조립체를 한 쌍의 기둥 사이에 채움벽 형태로 시공하는 경우, 좌우 기둥 간섭으로 인해 횡방향으로 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)들을 관통하여 철근과 같은 보강바를 설치하기 어렵다.
따라서 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 전면 및/또는 배면에 수평 방향(폭 방향)으로 제2수용홈부(24)를 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)과 연통되도록 형성하고, 상기 제2수용홈부(24)의 내부에 제2외부보강바(7)를 설치한 후 충전재(4)를 채워 넣어 횡방향으로 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)들을 일체화할 수 있다.
상기 제2외부보강바(7)는 PC 보강블록 유닛(2)을 먼저 설치한 후 PC 보강블록 조립체 외부에서 후시공할 수 있으므로, 기둥 등 외부 부재의 간섭 없이 시공 가능하다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)의 외부면에 제1수용홈부(23)와 제2수용홈부(24)가 동시에 형성된 경우, 각 수용홈부(23, 24)의 깊이를 서로 다르게 형성하여 수용홈부(23, 24) 내부에 삽입되는 수직 방향의 제1외부보강바(6)와 수평 방향의 제2외부보강바(7)가 서로 간섭되지 않게 할 수 있다.
도 14는 Z형 PC 보강블록 유닛을 도시하는 사시도이고, 도 15는 도 14에 도시된 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 직육면체인 유닛 본체(2a), 상기 유닛 본체(2a)의 상부에서 일측으로 돌출 형성되는 상부 연장부(2b) 및 상기 유닛 본체(2a)의 하부에서 타측으로 돌출 형성되는 하부 연장부(2c)로 구성되어, 상하좌우의 PC 보강블록 유닛(2)들이 서로 맞물리도록 밀착 조립될 수 있다.
상하좌우로 적층 시공되어 PC 보강블록 조립체를 구성하는 각 PC 보강블록 유닛(2)들을 인접하는 PC 보강블록 유닛(2)과 보다 견고하게 결합되도록 PC 보강블록 유닛(2)을 꺾인 형태로 형성하여 서로 맞물리게 구성할 수 있다.
구체적으로 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 유닛 본체(2a)와 유닛 본체(2a)의 상부와 하부에서 각각 반대 방향으로 돌출 형성된 상부 연장부(2b)와 하부 연장부(2c)로 구성하여, 일측 하부와 타측 상부가 단차진 Z자 형태로 형성할 수 있다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)의 단차진 부분은 인접하는 PC 보강블록 유닛(2)의 대응되는 단차부와 맞물려 상하좌우 2방향으로 견고하게 밀착 조립된다.
상기 Z자형 PC 보강블록 유닛(2) 역시 전면 및/또는 배면에 제1수용홈부(23)및/또는 제2수용홈부(24)가 형성될 수 있으며, 각 수용홈부(23, 24)에 제1외부보강바(6) 및/또는 제2외부보강바(7)가 구비되고 채움재(4)를 채워넣을 수 있다.
도 16은 도 15에 도시된 PC 보강블록 조립체에 내부보강바가 설치된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 중공(20)은 상기 유닛 본체(2a), 상부 연장부(2b) 및 하부 연장부(2c)에 각각 수직 방향으로 관통 형성될 수 있다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)을 Z자형으로 형성하여 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)과 서로 단차부가 맞물리게 형성한 경우, 상하좌우로 인접하는 주변 PC 보강블록 유닛(2)과 견고하게 상호 결합되도록 유닛 본체(2a)와 상하부 연장부(2b, 2c)에 각각 중공(20)을 형성하고, 각 중공(20)마다 내부보강바(3)를 관통 설치할 수 있다.
이에 따라 각 PC 보강블록 유닛(2)은 상기 PC 보강블록 유닛(2) 주변에 배치된 5개의 PC 보강블록 유닛(2)과 상호 연결된다. 즉, 인접하는 총 6개의 PC 보강블록 유닛(2)들은 상호 연결되어 견고하게 일체화된다.
도 17은 상부 볼록, 하부 오목인 PC 보강블록 유닛을 도시하는 사시도이고, 도 18은 도 17의 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 19는 상부 볼록, 하부 오목인 PC 보강블록 유닛의 다른 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 20은 도 19의 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)은 상부가 볼록하게 형성되고, 하부가 상부와 대응되는 형상으로 오목하게 형성되어, 하부 PC 보강블록 유닛(2)의 상부가 상부 PC 보강블록 유닛(2)의 하부에 삽입되어 맞물리게 구성될 수 있다.
상하로 적층 시공되는 각 PC 보강블록 유닛(2)들을 서로 견고하게 결합하여 접합부에서 PC 보강블록 유닛(2) 자체의 전단력에 의해 횡력에 저항하도록 PC 보강블록 유닛(2)의 상부는 볼록하게 형성하고, PC 보강블록 유닛(2)의 하부는 오목하게 형성할 수 있다.
이때 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 상부와 하부는 서로 대응되는 형상으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 PC 보강블록 유닛(2) 적층 시, 상부의 PC 보강블록 유닛(2) 하부에 하부의 PC 보강블록 유닛(2)이 삽입되어 서로 맞물려 견고하게 접합되게 할 수 있다.
이를 위해 도 17, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 상부 중앙에는 돌부(25)가 돌출 형성되고, 하부에는 상기 돌부(25)와 대응되는 형상의 홈부(26)가 형성될 수 있다.
이에 따라 횡력 작용 시 상하부 PC 보강블록 유닛(2)의 접합부에서는 돌부(25) 단면의 전단력에 의해 횡력에 저항할 수 있다.
또는 도 19, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 상부와 하부를 서로 대응되도록 쐐기 형상으로 형성할 수 있다.
이 경우 하부 PC 보강블록 유닛(2) 상부의 경사면과 상부 PC 보강블록 유닛(2) 하부의 경사면에 의해 상하부 PC 보강블록 유닛(2)의 위치를 정확하게 일치시킬 수 있다.
도 21은 전단벽 보강용 PC 보강블록 유닛의 다른 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 22는 도 21의 PC 보강블록 유닛을 이용한 PC 보강블록 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 22에 도시된 바와 같이 기존 부재(1c)가 전단벽인 경우 전단벽 전면에 PC 보강블록 유닛(2)을 적층하여 설치하고, 앵커 부재(5)로 고정할 수 있다.
앵커 부재(5) 체결을 위한 앵커홀(21)은 제1수용홈부(23) 또는 제2수용홈부(24) 내부에 형성될 수 있다.
제1수용홈부(23)와 제2수용홈부(24)에는 각각 제1외부보강바(6)와 제2외부보강바(7)가 배근된다.
본 발명 PC 보강블록 조립체의 시공 방법은 도 1 내지 도 20을 참고하여 전술한 본 발명 PC 보강블록 조립체를 시공하는 방법에 대한 것이다.
본 발명 PC 보강블록 조립체의 시공 방법에서는 먼저, (a) 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 외부에 복수의 PC 보강블록 유닛(2)을 적층한다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)을 기존 부재(1a, 1b, 1c)에 밀착 설치하는 경우, 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 바탕면 도장 및 이물질을 제거하고 세정하여 표면을 정리한다. 경우에 따라 기존 부재(1a, 1b, 1c) 표면의 열화된 피복 콘크리트를 제거할 수도 있다.
상기 앵커 부재(5)로 PC 보강블록 유닛(2)을 기존 부재(1a, 1b, 1c)에 고정하는 경우에는 앵커 부재(5)가 설치될 위치에 앵커정착홀을 미리 천공하여 둘 수 있다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)은 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 외측면에 부재의 길이 방향으로 연속 설치된다. 이때, 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)은 중공(20)이 서로 상하로 연통되도록 적층된다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)은 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 보강 목적 또는 보강 범위에 따라 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 일부 면만 감쌀 수도 있고, 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 전체를 감쌀 수도 있다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)에 수평 방향으로 관통 형성된 앵커홀(21)을 통해 앵커 부재(5)를 삽입하여 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 앵커정착홀에 앵커 부재(5)의 단부를 삽입할 수 있다. 상기 앵커정착홀에 에폭시 등을 주입하여 앵커 부재(5)를 고정한다.
상기 앵커 부재(5)를 고정한 후에는 PC 보강블록 유닛(2)의 앵커수용홈(22) 내부에서 앵커 부재(5)의 후단에 고정너트(51)를 체결하여 PC 보강블록 유닛(2)을 기존 부재(1a, 1b, 1c)에 고정한다.
상기 앵커수용홈(22)의 내부에는 무수축 모르타르 또는 에폭시 등을 채워 앵커 부재(5)의 후단이 외기에 노출되지 않게 한다.
상기 PC 보강블록 유닛(2)과 기존 부재(1a, 1b, 1c) 사이 공간에는 에폭시, 무수축 모르타르 또는 콘크리트 등을 주입할 수 있다.
다음으로, (b) 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20) 내부에 내부보강바(3)를 삽입 설치한다.
즉, 상기 PC 보강블록 유닛(2)의 적층 설치 후 상하로 연통되는 중공(20)에 철근이나 강봉 등 내부보강바(3)를 삽입 설치한다.
마지막으로 (c) 상기 중공(20) 내부에 무수축 모르타르 등 충전재(4)를 채워 넣는다.
이에 따라 상기 내부보강바(3)가 중공(20) 내부에 정착되어 PC 보강블록 유닛(2)과 일체화되며, 부재의 축 방향 및 횡력에 대해 내력을 증가시켜 우수한 내진 성능을 발휘할 수 있다.
본 발명의 내진보강용 PC 보강블록 조립체는 기존 부재의 외부에 공장에서 사전 제작된 PC 보강블록 유닛을 중공이 연통되도록 상하로 적층하여 시공되는 것으로, PC 보강블록 유닛의 부식 우려가 없어 별도의 내화 피복이 필요 없고 공장 생산으로 마감 품질이 우수하다는 점에서 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (5)

  1. 철근콘크리트 기존 부재(1a, 1b, 1c)를 보강하기 위한 것으로,
    직육면체인 유닛 본체(2a), 상기 유닛 본체(2a)의 상부에서 일측으로 돌출 형성되는 상부 연장부(2b) 및 상기 유닛 본체(2a)의 하부에서 타측으로 돌출 형성되는 하부 연장부(2c)로 구성되고, 내부에 길이 방향으로 관통하는 중공(20)이 형성되어 상하좌우로 서로 맞물리도록 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛(2);
    상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20)을 관통하여 구비되는 내부보강바(3); 및
    상기 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20)에 채워지는 충전재(4); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체.
  2. 제1항에서,
    상기 PC 보강블록 유닛(2)의 외측면 중 적어도 어느 하나 이상의 면에는 PC 보강블록 유닛(2)의 길이 방향으로 제1수용홈부(23)가 형성되어, 적층되는 복수의 PC 보강블록 유닛(2)은 PC 보강블록 유닛(2)들의 길이 방향으로 가로지르도록 제1수용홈부(23) 내부에 제1외부보강바(6)가 수용되고, 상기 제1수용홈부(23)의 내부에는 충전재(4)가 채워지는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체.
  3. 제1항에서,
    상기 PC 보강블록 유닛(2)의 전면과 후면 중 적어도 어느 하나 이상의 면에는 PC 보강블록 유닛(2)의 폭 방향으로 제2수용홈부(24)가 형성되어, 수평 방향으로 이웃하는 PC 보강블록 유닛(2)은 PC 보강블록 유닛(2)들의 수평 방향으로 가로지르도록 제2수용홈부(24) 내부에 제2외부보강바(7)가 수용되고, 상기 제2수용홈부(24)의 내부에는 충전재(4)가 채워지는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체.
  4. 제1항에서,
    상기 중공(20)은 상기 유닛 본체(2a), 상부 연장부(2b) 및 하부 연장부(2c)에 각각 수직 방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 내진보강용 PC 보강블록 조립체.
  5. 제1항에 의한 PC 보강블록 조립체를 시공하기 위한 것으로,
    (a) 기존 부재(1a, 1b, 1c)의 외부에 복수의 PC 보강블록 유닛(2)을 적층하는 단계;
    (b) 상하로 적층된 복수의 PC 보강블록 유닛(2)의 중공(20) 내부에 내부보강바(3)를 삽입 설치하는 단계; 및
    (c) 상기 중공(20) 내부에 충전재(4)를 채우는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 PC 보강블록 조립체의 시공 방법.
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