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KR100989218B1 - 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법 - Google Patents

조적조 칸막이 벽의 내진보강방법 Download PDF

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KR100989218B1
KR100989218B1 KR1020100076735A KR20100076735A KR100989218B1 KR 100989218 B1 KR100989218 B1 KR 100989218B1 KR 1020100076735 A KR1020100076735 A KR 1020100076735A KR 20100076735 A KR20100076735 A KR 20100076735A KR 100989218 B1 KR100989218 B1 KR 100989218B1
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이정우
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이정우
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Abstract

본 발명은 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조적조 칸막이 벽을 보강하여 지진시 전도를 방지하면서 지진하중을 기둥으로 전달하는 수직 다이아프램으로도 기능할 수 있도록 하는 학교 건축물의 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법은, (a) 보강 대상 조적조 칸막이 벽의 표면에 도포된 페인트를 벗겨내고 면을 거칠게 처리하는 바탕면 처리공정; (b) 보강 대상 조적조 칸막이 벽을 둘러싸는 슬래브, 양쪽의 기둥 및 상부의 보에 다수 개의 픽스를 일정한 간격으로 고정시키는 픽스 관입공정; (c) 각 픽스에 픽스홀더를 체결하고 서로 마주보는 픽스홀더 사이에 이형스틸바를 연결하는 공정을 반복하여 이형스틸바를 격자 형태로 배치하는 이형스틸바 조립공정; (d) 이형스틸바의 교차부분에 픽스홀더가 칸막이 벽을 향하도록 배치한 상태에서 고정클립을 이용해 서로 교차하는 이형스틸바와 픽스홀더를 결합시키는 이형스틸바 연결공정; (e) 이형스틸바의 교차부분에 칸막이 벽을 향해 배치된 픽스홀더를 통해 칸막이 벽으로 픽스를 관입시켜 이형스틸바를 칸막이 벽에 고정하는 이형스틸바 고정공정; 및 (f) 이형스틸바가 완전히 매립되고 칸막이 벽과 일체로 합성되도록 무수축 모르타르를 타설하는 무수축 모르타르 타설공정을 포함한다.

Description

조적조 칸막이 벽의 내진보강방법{Reinforcing method for seismic strengthening of mansory partition wall}
본 발명은 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조적조 칸막이 벽을 보강하여 지진시 전도를 방지하면서 지진하중을 기둥으로 전달하는 수직 다이아프램으로도 기능할 수 있도록 하는 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법에 관한 것이다.
철근콘크리트조의 건축물은 기둥과 보를 강접시킨 라멘 골조를 기본으로 하여 슬래브를 통해 공간을 수직으로 분할하고 벽체를 이용하여 평면을 수평으로 분할하는 구조를 가진다. 슬래브는 현장타설 콘크리트 구조로서 기둥과 보를 구성할 때 이들과 일체로 형성된다. 그러나 벽체는 골조 완성 후 내장공사시 벽돌이나 콘크리트 블럭을 이용해 조적식으로 구성되며 보통 하중을 지지하지는 않고 실과 실을 구분하는 칸막이 벽으로 구성하게 된다.
조적시 벽체와 기둥과의 사이 그리고 보와의 사이에 약간의 간격이 발생하게 되고 이 간격은 모르타르를 채워 메우게 된다. 따라서 칸막이 벽은 골조와 일체로 합성되지 않게 되므로 면내 또는 면외방향으로 작용하는 횡력에 대해서는 매우 취약하다. 그러므로 지진이 발생할 경우 건물에서의 인명피해는 조적조 칸막이 벽의 전도 내지 붕괴로 발생될 확률이 매우 높다.
본 발명은 이러한 조적조 칸막이 벽이 가지는 구조적 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명은 면내 또는 면외방향으로 작용하는 횡력에 대해서 매우 취약한 조적조 칸막이 벽을 효과적으로 보강할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법은, (a) 보강 대상 조적조 칸막이 벽의 표면에 도포된 페인트를 벗겨내고 면을 거칠게 처리하는 바탕면 처리공정; (b) 보강 대상 조적조 칸막이 벽을 둘러싸는 슬래브, 양쪽의 기둥 및 상부의 보에 다수 개의 픽스를 일정한 간격으로 고정시키는 픽스 관입공정; (c) 각 픽스에 픽스홀더를 체결하고 서로 마주보는 픽스홀더 사이에 이형스틸바를 연결하는 공정을 반복하여 이형스틸바를 격자 형태로 배치하는 이형스틸바 조립공정; (d) 이형스틸바의 교차부분에 픽스홀더가 칸막이 벽을 향하도록 배치한 상태에서 고정클립을 이용해 서로 교차하는 이형스틸바와 픽스홀더를 결합시키는 이형스틸바 연결공정; (e) 이형스틸바의 교차부분에 칸막이 벽을 향해 배치된 픽스홀더를 통해 칸막이 벽으로 픽스를 관입시켜 이형스틸바를 칸막이 벽에 고정하는 이형스틸바 고정공정; 및 (f) 이형스틸바가 완전히 매립되고 칸막이 벽과 일체로 합성되도록 무수축 모르타르를 타설하는 무수축 모르타르 타설공정을 포함한다.
이때, 픽스는 심축과 심축의 둘레에 일정한 피치를 갖고 나선형으로 감겨진 복수의 날개를 가지고, 픽스홀더는 복수의 날개를 수용할 수 있는 날개수용부를 가지고 날개수용부는 날개의 피치와 일치되는 피치를 가지고 길이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상을 가지며, 이형스틸바는 단면이 삼각형 또는 육각형을 이루고 날개수용부의 피치와 일치되는 피치를 가지고 길이방향으로 나선형으로 꼬인 형상을 가질 수 있다.
바람직하게는 픽스의 나선형 날개는 3개로 구성되고, 픽스홀더의 날개수용부는 6개로 된다.
그리고 고정클립은, 강봉을 둥글게 수회 구부려 높이방향으로 배치되는 이형스틸바를 수용하는 제1 이형스틸바 수용부와 폭방향으로 배치되는 이형스틸바를 수용하는 제2 이형스틸바 수용부와 픽스홀더를 수용하며 서로 간격을 가지는 2개의 픽스홀더 수용부를 형성한 것으로, 제1 이형스틸바 수용부와 제2 이형스틸바 수용부 및 2개의 픽스홀더 수용부는 서로 수직을 이루는 방향으로 형성되고 2개의 픽스홀더 수용부는 서로 평행을 이루도록 구성되어 제1, 2 이형스틸바와 픽스홀더를 3차원적으로 서로 수직을 이루도록 결합할 수 있다.
또한 픽스홀더의 외주면에는 대향하는 위치에 서로 간격을 두고 한 쌍의 고정클립 결합홈이 형성되고, 고정클립 결합홈은 고정클립을 이루는 강봉의 두께에 대응되는 폭을 가져 픽스홀더와 고정클립 사이의 미끄러짐을 방지하여 결합력을 높일 수 있다
그리고 고정클립의 제1 이형스틸바 수용부로 높이방향으로 배치되는 이형스틸바를 삽입하고 이어서 제2 이형스틸바 수용부로 폭방향으로 배치되는 이형스틸바를 삽입한 뒤 이들에 모두 수직한 조적조 칸막이 벽을 향한 방향으로 픽스홀더를 픽스홀더 수용부에 강제로 삽입시키는 것에 의해 픽스홀더가 서로 동일평면상에서 교차하는 제1, 2 이형스틸바에 고정클립을 이용해 고정될 수 있고 제1, 2 이형스틸바는 조적조 칸막이 벽에 픽스를 통해 견고하게 고정될 수 있다.
한편, (a) 내지 (f) 단계는 보강 대상 조적조 칸막이 벽의 양측면에 대해 실시되어 양측면을 모두 보강할 수 있다.
본 발명에 따르면, 길이방향으로 나선형의 돌기가 형성된 이형스틸바를 보강재로 사용하고 관입이 용이하며 높은 강성을 가지는 픽스와 체결이 간편한 픽스홀더를 이용해 보강재를 구조부재 및 보강대상 칸막이 벽에 견고하게 고정시킨 상태에서 우수한 강도를 가지면서 균열발생의 우려가 없는 무수축 모르타르를 타설하여 보강대상 칸막이 벽에 일체로 합성되는 일종의 덧침보강벽을 형성함으로써 횡력에 대해 매우 취약한 조적조 칸막이 벽을 보강할 수 있다.
또한 격자 형태로 배치되는 이형스틸바와 무수축 모르타르로 구성되는 덧침보강벽이 지진하중을 기둥으로 전달하는 수직 다이아프램으로도 기능할 수 있어 횡력에 취약한 조적조 칸막이 벽을 약한 지진시 내진벽으로 기능하게 할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명에 따른 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법에 적용되는 픽스의 예를 나타낸 사시도이고 1b는 단면도이다.
도 2a는 픽스홀더를 나타낸 예시도이고 2b는 단면도이다.
도 3a는 이형스틸바를 나타낸 사시도이고 3b는 다양한 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 4a, 4b는 픽스홀더와 함께 사용되는 고정클립을 나타낸 사시도이다.
도 5a는 도 2의 픽스홀더를 도 1의 픽스에 길이방향으로 체결한 예를 나타낸 예시도이고, 도 5b는 그 체결상태의 단면도이다.
도 6a는 도 2의 픽스홀더를 이용해 도 3의 이형스틸바를 길이방향으로 체결한 예, 도 6b는 체결부분의 단면도이다.
도 7은 도 2의 픽스홀더와 도 4의 고정클립을 이용해 도 1의 픽스와 도 3의 이형스틸바를 서로 수직하게 결합하는 방법을 순서대로 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9a는 조적조 칸막이 벽의 일측면에 이형스틸바가 설치된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 9b는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 각각 도 9a의 A, B, C부분의 상세도이고, 도 10d는 도 9b의 D부분의 다양한 실시 예를 나타낸 상세도이다.
도 11은 조적조 칸막이 벽의 일측면에 이형스틸바가 설치된 다른 실시 예에 따른 상태를 나타낸 정면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 조적조 칸막이 벽(1)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 이형스틸바(30)를 픽스(10)와 픽스홀더(20) 그리고 고정클립(40)을 이용해 격자형태로 고정하고 무수축 모르타르(50)를 타설하여 일체로 합성시켜 일종의 덧침보강벽을 형성하여 칸막이 벽(1)을 보강하는 방법으로 아래에서는 먼저 본 발명에 적용되는 각 부재를 구체적으로 설명한 뒤 이들 부재를 적용하여 칸막이 벽을 보강하는 방법을 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 조적조 칸막이 벽의 내진보강방법에 적용되는 픽스의 예를 나타낸 사시도이고 1b는 단면도이다.
픽스(10)는 칸막이 벽(1)과 칸막이 벽(1)을 둘러싸는 구조부재 즉, 슬래브(2), 기둥(3) 및 보(4)에 관입되어 격자형태로 구성되는 이형스틸바(30)를 칸막이 벽(1)과 구조부재에 견고하게 고정시키는 역할을 것이다. 픽스(10)는 습기 등에 부식되지 않고 강도가 큰 금속 재질로서 중심을 이루는 심축(11)과 심축 둘레를 따라 일정 간격을 두고 바깥쪽으로 돌출된 복수의 날개(12)로 이루어져 있으며 날개(12)는 심축(11)을 중심으로 길이방향을 따라 일정한 피치로 나선형으로 감겨진 형상을 가진다. 즉, 픽스(10)는 심축(11)의 외면에 복수의 나선형의 날개(12)가 일체로 결합된 형상을 가짐으로써 적은 단면적으로 높은 강도를 발휘할 수 있고 나사못과 같이 관입이 용이하고 한 번 설치된 후에는 잘빠져 나오지 않는 구조가 된다. 날개(12)의 개수 및 간격에는 제한이 없으나 도시된 바와 같이 3개로 구성하는 것이 소요 강도를 만족시키면서 구조의 단순화를 이룰 수 있다는 점에서 바람직하다.
도 2a는 픽스홀더를 나타낸 예시도이고 2b는 단면도이다.
픽스홀더(20)는 픽스(10)에 체결되어 격자형태로 구성되는 이형스틸바(30)와 픽스(10)를 결합시키는 역할, 격자형태로 구성되는 이형스틸바(30)의 교차부분에 설치되어 이형스틸바(30)를 칸막이 벽(1)에 고정시키는 역할, 이형스틸바(30)를 서로 연결하는 역할 그리고 픽스(10)와 이형스틸바(30)를 서로 연결하는 역할을 하는 것이다. 픽스홀더(20)는 (가)에서와 같이 습기 등에 부식되지 않는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동 등의 금속 재질 또는 플라스틱 재질 등으로 이루어지며, 원통 형상의 둘레방향을 따라 일정한 간격을 두고 바깥쪽으로 돌출된 복수의 날개수용부(21)가 길이방향을 따라 일정한 피치로 나선형으로 감겨진 형상을 가진다. 도면에서 날개수용부(21)는 이형스틸바와의 체결을 고려하여 6개로 이루어져 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 픽스(10)의 날개 개수 및 이형스틸바(30)의 단면 형상을 고려하여 임의로 결정될 수 있다. 날개수용부(21)가 이루는 피치는 픽스(10)의 날개(12)가 이루는 피치와 같다. 따라서 볼트-너트 체결구조와 유사하게 픽스(10)에 대해 상대적으로 픽스홀더(20)를 회전시키는 것에 의해 픽스홀더(20)를 픽스(10)와 결합시킬 수 있는데 비해 축방향으로 작용하는 인장력에 대해서는 결합이 해제되지 않는 견고한 결합을 이룰 수 있게 된다. (나)에서와 같이 고정클립(40)을 이용해 서로 교차되는 이형스틸바(30)에 결합되는 픽스홀더(20a)의 외주면에는 대향하는 위치에 서로 간격을 두고 한 쌍의 고정클립 결합홈(22)이 형성될 수 있다. 고정클립 결합홈(22)은 고정클립(40)을 이루는 강봉의 두께에 대응되는 폭을 가질 수 있고 이에 따라 고정클립(40)이 고정클립 결합홈(22)에 삽입됨으로써 고정클립(40)과 픽스홀더(20) 사이에 슬립이 발생되지 않고 견고하게 결합된다. (가)에 도시된 픽스홀더(20)는 이형스틸바(30)와 픽스(10)를 결합하고, 이형스틸바(30)를 서로 연결하며 픽스(10)와 이형스틸바(30)를 서로 연결하는 데 이용되고, (나)에 도시된 픽스홀더(20a)는 격자형태로 구성되는 이형스틸바(30)의 교차부분에 설치되어 이형스틸바(30)를 칸막이 벽(1)에 고정시키는 데 이용된다. 아래에서는 이 둘에 서로 다른 도면부호를 표기하여 구분하여 사용한다.
도 3a는 이형스틸바를 나타낸 사시도이고 3b는 다양한 실시 예를 나타낸 단면도이다.
이형스틸바(30)는 칸막이 벽(1)을 보강하는 보강재 역할을 하는 것으로, 끝단이 픽스홀더(20)와 픽스(10)를 이용해 구조부재에 고정되고, 픽스홀더(20a)와 후술하는 고정클립(40)을 이용해 교차부분이 칸막이 벽(10)에 고정된다. 이형스틸바(30)는 삼각형 또는 육각형의 단면 형상을 가지는 강봉을 길이방향으로 일정한 피치를 갖도록 꼰 형상을 가진다. 이형스틸바(30)는 부식방지를 위해 습기 등에 부식되지 않는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동 등의 금속 재질로 이루어지거나 금속재를 용융아연도금한 것이 사용될 수 있다. 이형스틸바(30)의 피치는 픽스(10) 및 픽스홀더(20)의 피치와 일치한다. 아래에서 배치방향에 무관하게 일반적으로 이형스틸바를 언급할 때는 도면부호 "30"을 사용하고, 배치방향에 관계되는 이형스틸바를 언급할 때에는 높이방향으로 배치되는 이형스틸바는 "31"을 그리고 폭방향으로 배치되는 이형스틸바는 "32"을 사용한다.
도 4a, 4b는 픽스홀더와 함께 사용되는 고정클립을 나타낸 사시도이다.
고정클립(40,40a)은 이형스틸바(30)의 교차부분을 견고하게 결합하고 픽스홀더(20a)와 함께 사용되어 이형스틸바(30)의 교차부분을 칸막이 벽(1)에 고정시키기 위해 이용된다.
먼저 4a에 도시된 고정클립(40)은 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31)를 수용하는 제1 이형스틸바 수용부(41)와 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32)를 수용하는 제2 이형스틸바 수용부(42)와 픽스홀더(20a)를 수용하며 서로 간격을 가지는 2개의 픽스홀더 수용부(43)를 구비한다. 제1 이형스틸바 수용부(41)와 제2 이형스틸바 수용부(42) 및 2개의 픽스홀더 수용부(43)는 서로 수직을 이루는 방향으로 형성되고 2개의 픽스홀더 수용부(43)는 서로 평행을 이룬다. 이들 수용부(41,42,43)는 강봉을 둥글게 구부려서 그 내부에 이형스틸바(31,32)나 픽스홀더(20a)가 수용될 수 있도록 한 것이다. 제1 이형스틸바 수용부(41)를 형성하기 위해 둥글게 구부린 부분, 다시 말해 제1 이형스틸바 수용부(41)를 구획하는 부분을 동일 면상에 위치하고 제2 이형스틸바 수용부(42) 및 픽스홀더 수용부(43)를 형성하기 위해 둥글게 구부린 부분도 각각 동일 면상에 위치하므로 제1 이형스틸바 수용부(41), 제2 이형스틸바 수용부(42) 및 픽스홀더 수용부(43)는 서로 직각을 이루는 면상에 위치하게 된다. 따라서 제1 이형스틸바 수용부(41)에 수용되는 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31), 제2 이형스틸바 수용부(42)에 수용되는 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32) 및 픽스홀더 수용부(43)에 수용되는 픽스홀더(20a)는 서로 직각을 이룬다. 즉, 도면에서와 같이 좌표를 설정할 때, 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31)가 y축에 위치하고 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32)가 x축에 위치하며 픽스홀더(20a)가 z축에 위치하게 되는 것이다. 그리고 제1 이형스틸바 수용부(41)는 픽스홀더 수용부(43)에 픽스홀더(20a)가 삽입된 상태에서 이형스틸바(31)를 관통시킬 수 있는 위치에 형성되고 그리고 제2 이형스틸바 수용부(42)의 깊이는 픽스홀더(20a)에 직경에 이형스틸바(32)의 직경을 합한 길이보다 약간 크게 형성된다. 따라서 고정클립(40)은 동일 평면상에서 서로 직교하는 제1, 2 이형스틸바(31,32) 및 이들과 수직한 평면상에 위치하는 픽스홀더(20a)를 입체적으로 견고하게 결합시킬 수 있는 구조가 된다.
다음으로 4b에 도시된 고정클립(40a)은 제2 이형스틸바 수용부(42)의 입구 부분에 폭이 좁아지는 오목부(421)를 형성하여 제2 이형스틸바 수용부(42)의 내경이 삽입되는 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32)의 직경과 일치하도록 구성한 것이다.
도 5a는 도 2의 픽스홀더를 도 1의 픽스에 길이방향으로 체결한 예를 나타낸 예시도이고, 도 5b는 그 체결상태의 단면도이다.
픽스홀더(20)는 구조부재 또는 칸막이 벽에 고정된 픽스(10)의 끝단에 길이방향으로 체결되어, 높이방향과 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(31,32)를 픽스(10)와 연결하고 동일 평면상에서 수직으로 교차하는 이형스틸바(31,32)를 칸막이 벽에 고정시킨다.
도 5a에서와 같이 픽스홀더(20,20a)와 픽스(10)는 그 피치가 일치하기 때문에 서로 나선방향으로 돌리면서 길이방향으로 체결할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 6개의 날개수용부(21)가 형성된 픽스홀더(20,20a)에는 3개의 날개(12)를 가진 픽스(10)도 체결 가능하고 2개의 날개를 가진 픽스(미도시)도 체결 가능하다. 픽스(10)의 날개(12)는 픽스홀더(20,20a)의 날개수용부(21)에 약간의 간격을 유지하며 끼워질 수 있는 형상이다. 단면상에서 픽스(10)의 중심에서부터 날개(12)의 끝단까지의 길이가 픽스홀더(20,20a)의 중심에서부터 오목부(211)까지의 길이보다 길게 되어 날개(12)가 오목부(211)에 간섭됨으로써 픽스(10)가 픽스홀더(20,20a) 내에서 고정되도록 하는 것이다. 일단 픽스(10)가 고정되면 픽스홀더(20,20a)를 움직여 가압하더라도 픽스(10)가 변형되지 않으므로 픽스홀더(20,20a)는 픽스(10)에 의해 견고하게 지지된다. 픽스(10)와 픽스홀더(20,20a)는 각각 날개(12)와 날개수용부(21)가 길이방향으로 나사처럼 나선형으로 감겨진 형상을 이루기 때문에 나사 결합하듯이 양 부재에 상대적인 회전만 주면 체결이 간편하게 이루어질 수 있다. 또한 날개(12)와 날개수용부(21) 사이에 일정한 간격이 있기 때문에 픽스(10)와 픽스홀더(20,20a)의 체결을 방향을 맞추지 않더라도 자연스럽게 날개(12)가 날개수용부(21)로 유도되어 들어갈 수 있기 때문에 편리하다.
도 6a는 도 2의 픽스홀더를 이용해 도 3의 이형스틸바를 길이방향으로 체결한 예, 도 6b는 체결부분의 단면도이다.
픽스홀더(20)는 도 5에서와 같이 픽스(10)의 끝단에 길이방향으로 체결될 수 있고 또한 이형스틸바(30)를 길이방향으로 연결할 수 있다. 이형스틸바(30)의 피치는 픽스홀더(20)의 피치와 일치하므로 픽스(10)와 픽스홀더(20)를 길이방향으로 연결하듯이 픽스홀더(20)를 이용해 이형스틸바(30)를 길이방향으로 연결할 수 있다. 픽스홀더(20)의 날개수용부(21)가 6개인 경우 도 6b에 도시된 것처럼 삼각형 단면의 이형스틸바와 체결 가능하고 육각형 단면의 이형스틸바와도 체결 가능하다. 기하학적으로는 이형스틸바(30)의 중심에서부터 꼭지점 부분까지의 거리가 픽스홀더(20)의 중심에서부터 오목부(211)까지의 길이보다 길게 되어 이형스틸바(30)의 단면 형상의 꼭지점 부분이 오목부(211)에 간섭됨으로써 이형스틸바(30)가 픽스홀더(20) 내에서 고정될 수 있다. 그리고 이형스틸바(30)와 픽스홀더(20) 모두 길이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상으로 이루어지기 때문에 나사 결합하듯이 양 부재를 상대적으로 회전시키면 매우 간편하게 체결될 수 있고 일단 픽스홀더(20)에 이형스틸바(30)가 체결되면 길이방향으로 잡아당기더라도 이형스틸바(30)가 빠지지 않게 된다.
도 7은 도 2의 픽스홀더와 도 4의 고정클립을 이용해 도 1의 픽스와 도 3의 이형스틸바를 서로 수직하게 결합하는 방법을 순서대로 나타낸 사시도이다.
먼저 도 7의 (가)를 참조하면, 고정클립(40)의 제1 이형스틸바 수용부(41)에 높이방향으로 배치된 이형스틸바(31)가 삽입되고, 제2 이형스틸바 수용부(42)에 폭방향으로 배치된 이형스틸바(32)가 삽입되도록 고정클립(40)을 체결한다.
다음으로 도 7의 (나)에서와 같이 제2 이형스틸바 수용부(42)에 폭방향으로 배치된 이형스틸바(32)가 삽입된 상태에서 고정클립(40)의 픽스홀더 수용부(43)를 관통하도록 픽스홀더(20a)를 강제로 삽입시킨다. 따라서 제1 이형스틸바 수용부(41)에 의해 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31)가 픽스홀더(20)와 수직으로 결합되고 제2 이형스틸바 수용부(42)에 의해 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32)가 픽스홀더(20a) 및 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31) 모두에 대한 수직방향으로 연결될 수 있다. 이때 픽스홀더(20a)의 외경과 폭방향으로 배치된 이형스틸바(32)가 삽입된 상태에서 고정클립(40)의 픽스홀더 수용부(43)의 내경은 거의 일치하므로 픽스홀더(20a)를 픽스홀더 수용부(43)의 입구로 강제로 밀어넣게 되면 픽스홀더 수용부(43)의 내경에 견고하게 고정된다. 픽스홀더(20a)의 외주면에는 고정클립(40)의 픽스홀더 수용부(43) 사이의 간격에 대응되게 고정클립 결합홈(22)이 형성되어 있어 픽스홀더(20a)는 고정클립(40)에 견고하게 고정될 수 있다.
이같이 픽스홀더(20a)와 고정클립(40)을 이용하면 서로 수직하게 픽스(10)와 높이방향 및 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(31,32)를 연결할 수 있다.
한편, 픽스홀더(20a)와 이형스틸바(31,32)가 교차할 때 픽스홀더(20a)의 외주면에는 날개수용부(21)가 나선형으로 돌출되고 이형스틸바(31,32)의 외주면에는 삼각형 또는 육각형 단면의 꼭지점을 이루는 면이 돌출되므로 서로 간에 강한 마찰이 작용하게 되고 이들을 고정클립(40)으로 고정하게 됨으로써 이들의 교차부분은 미끄러짐이 없이 견고하게 결합될 수 있다. 또한 고정클립(40)을 이용함으로써 픽스홀더(20a)와 이형스틸바(31,32)가 서로에 대해 수직한 방향으로 결합 즉, 입체적으로 결합시키는 작업을 간편하게 할 수 있다.
아래에서는 위에서 설명한 것과 같이 구성되는 도 1의 픽스, 도 2의 픽스홀더, 도 3의 이형스틸바 그리고 도 4의 고정클립을 이용해 학교 건축물의 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법을 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 9a는 조적조 칸막이 벽의 일측면에 이형스틸바가 설치된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 9b는 단면도이며, 도 10a 내지 도 10c는 각각 도 9a의 A, B, C부분의 상세도이고, 도 10d는 도 9b의 D부분의 다양한 실시 예의 상세도이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법은, 바탕면 처리공정(S10), 구조부재에 픽스를 고정시키는 픽스 관입공정(S20), 픽스에 픽스홀더를 체결하고 이형스틸바를 연결하는 공정을 반복하여 이형스틸바를 격자 형태로 배치하는 이형스틸바 조립공정(S30), 이형스틸바의 교차부분을 픽스홀더가 칸막이 벽을 향하도록 배치한 상태에서 고정클립을 이용해 결합시키는 이형스틸바 연결공정(S40), 이형스틸바의 교차부분에 칸막이 벽을 향해 배치된 픽스홀더를 통해 칸막이 벽으로 픽스를 관입시켜 이형스틸바를 칸막이 벽에 고정하는 이형스틸바 고정공정(S50) 및 이형스틸바가 완전히 매립되고 칸막이 벽과 일체로 합성되도록 무수축 모르타르를 타설하는 무수축 모르타르 타설공정(S60)을 포함한다.
바탕면 처리공정(S10)은 무수축 모르타르(50)와 보강대상 조적조 칸막이 벽(1)의 부착력을 높이기 위한 작업이다. 대개 학교 건축물의 칸막이 벽(1)은 벽돌이나 콘크리트 블럭을 쌓은 후 시멘트 모르타르로 표면을 평탄하게 한 다음 페인트를 칠하게 되므로 보강시 타설되는 무수축 모르타르(50)와 칸막이 벽(1) 사이의 부착력이 떨어진다. 따라서 부착력을 높이기 위한 공정으로서 페인트를 벗겨내고 시멘트 모르타르 마감을 거칠게 처리하기 위해 그라인딩하거나 샌드블라스팅한다. 이러한 바탕면 처리방법에는 이외에 다양한 방법이 공지되어 있고 본 발명은 공지된 방법으로부터 시공성과 경제성을 고려하여 적절히 선택된 바탕면 처리방법을 이용해 칸막이 벽(1)의 바탕면을 처리할 수 있다.
바탕면 처리 작업이 완료되면 이형스틸바(30)의 배치 간격을 고려하여 도 10a 내지 도 10c에서와 같이 구조부재에 픽스(10)를 고정시킨다. 픽스(10)는 조적조 칸막이 벽(1)을 둘러싸는 구조부재 즉, 슬래브(2), 양쪽의 기둥(3) 그리고 상부의 보(4)에 각각 고정된다. 구체적으로 조적조 칸막이 벽(1)의 두께는 기둥(3)과 보(4)의 크기보다 작게 구성되므로 픽스(10)는 도 9b에서와 같이 조적조 칸막이 벽(1)의 표면에서 돌출된 기둥(3)의 측면과 상부 보(4)의 하면에 고정될 수 있다. 슬래브(2)의 상면과 보(4)의 하면에 고정되는 픽스(10)는 서로 동일 수직선상에 위치하게 되고 양쪽의 기둥(3) 측면에 고정되는 픽스(10)는 서로 동일 수평선상에 위치하게 된다. 픽스(10)의 간격은 횡력에 의해 조적조 칸막이 벽(1)이 전도되거나 붕괴되지 않도록 하기 위해 필요한 이형스틸바(30)의 단면적을 산출한 뒤 조적조 칸막이 벽(1)의 크기와 작업성을 고려하여 결정될 수 있다. 픽스(10)는 드릴비트나 오거와 같이 심축(11)의 외주면에 나선형의 날개(12)가 형성된 형상으로서 픽스(10)의 직경 보다 작은 구멍을 미리 천공한 후 나사못을 박아넣듯이 그 자체를 드릴이나 기타 회전력을 전달하는 공구를 이용해 회전시키면서 구조부재에 관입될 수 있다.
픽스(10)를 고정한 다음에는, 도 5a 내지 6b에서 설명한 것처럼, 픽스(10)에 픽스홀더(20)를 체결한 뒤 픽스홀더(20)에 이형스틸바(31,32)를 체결하는 방법으로 픽스(10)와 이형스틸바(31,32)를 연결하고 필요한 경우 이형스틸바(31,32)를 픽스홀더(20)를 이용해 연결하면서 서로 마주보는 구조부재 사이에 이형스틸바(31,32)를 연속적으로 설치한다. 이러한 과정을 통해 도 9a에 도시된 것처럼 조적조 칸막이 벽(1)의 전면에 일정한 간격을 두고 격자 형태로 이형스틸바(31,32)가 조립된다.
이형스틸바(31,32)의 조립이 완료된 후 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31)와 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32)가 교차되는 부분에 픽스홀더(20a)가 조적조 칸막이 벽(1)을 향하도록 고정클립(40)을 체결한다. 고정클립(40)의 체결방법은 도 7에서 설명했듯이 고정클립(40)의 제1 이형스틸 수용부(41)로 높이방향으로 배치되는 이형스틸바(31)를 삽입하고 이어서 제2 이형스틸바 수용부(42)로 폭방향으로 배치되는 이형스틸바(32)를 삽입한 뒤 이들에 모두 수직한 방향 즉, 조적조 칸막이 벽(1)을 향하도록 픽스홀더(20a)를 픽스홀더 수용부(43)에 강제로 삽입시키게 되고 픽스홀더(20a)의 외주면에 형성된 고정클립 결합홈(22)에 고정클립(40)이 끼워짐으로써 설치가 완료된다. 이형스틸바(31,32)가 교차되는 모든 부분에 픽스홀더(20a)를 고정할 필요는 없으며 도 9a에서 "D"로 나타낸 것처럼 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴을 가지도록 고정될 수 있다.
고정클립(40)과 픽스홀더(20a)를 이용해 이형스틸바(31,32)의 교차부분을 연결하는 작업이 완료되면 픽스홀더(20a)를 통해 조적조 칸막이 벽(1)을 향해 픽스(10)를 압입시킨다. 이에 따라 격자 형태로 배치된 이형스틸바(31,32)는 격자 형태가 유지되면서 구조부재뿐만 아니라 칸막이 벽(1)에도 견고하게 연결된다.
한편, 조적조 칸막이 벽(1)의 양측면을 모두 보강할 필요가 있는 경우, 특히 조적조 칸막이 벽이 블럭으로 구성되는 경우에는 도 10d의 (나)에서와 같이 먼저 조적조 칸막이 벽(1)을 관통하도록 픽스(10)를 설치하고 고정클립(40)을 이용해 이형스틸바(31,32)의 교차부분을 결합한 다음 픽스홀더(20)를 고정클립(40)의 픽스홀더 수용부(43)에 삽입한 다음 회전시키면서 픽스(10)에 체결하는 방법으로 시공될 수 있다. 즉, 이형스틸바 연결공정(S40)과 이형스틸바 고정공정(S50)의 순서가 변경될 수 있다.
이상과 같은 공정을 통해 이형스틸바(31,32)의 조립 및 고정 작업이 모두 완료되면 보강재인 이형스틸바(31,32)를 조적조 칸막이 벽(1)과 일체로 합성시키기 위해 무수축 모르타르(50)를 타설한다. 시멘트와 모래를 물로 교반한 것을 모르타르라고 하는데 보통 시멘트와 모래의 배합비율을 1:3정도가 되고 벽돌, 블럭, 석재를 쌓을 때 줄눈으로 쓰이거나 벽, 바닥, 천장 등의 마감재료로 쓰인다. 그런데 모르타르는 잉여수로 인해 건조수축을 일으켜 균열이 발생되는 단점이 있다. 무수축 모르타르는 이러한 단점을 해소한 것으로 우수한 강도를 바탕으로 각종 하중이 요구되는 부위나 기초부분에 사용되고 있다. 본 발명에서도 조적조 칸막이 벽(1)의 면에 수직한 방향으로 작용하는 횡력에 의해 전도되지 않도록 이형스틸바(31,32)로 보강함과 동시에 무수축 모르타르(50)를 타설하여 기존 칸막이 벽(1)과 일체로 합성되도록 하였다. 무수축 모르타르(50)의 타설방법은 바름이나 뿜칠 등 이 분야에서 공지된 임의의 방법이 적용될 수 있다.
마지막으로 무수축 모르타르(50)가 경화된 다음에는 표면에 페인트 등을 칠해 표면을 마감할 수 있다. 바람직하게는 이 분야에서 공지된 친환경적인 소재로 이용하여 표면을 마감할 수 있다.
지금까지 설명한 것처럼 본 발명에서는 동일 단면적으로 보다 높은 강도와 강성을 얻을 수 있고 무수축 모르타르(50)와 기계적 부착력이 우수한 이형스틸바(30)를 보강재로 사용하고 관입이 용이하며 높은 강성을 가지는 픽스(10)와 체결이 간편한 픽스홀더(20)를 이용해 보강재를 구조부재 및 보강대상 칸막이 벽에 견고하게 고정시킨 상태에서 우수한 강도를 가지면서 균열발생의 우려가 없는 무수축 모르타르(50)를 타설하여 보강대상 칸막이 벽(1)에 일체로 합성되는 일종의 덧침보강벽을 형성함으로써 횡력에 대해 매우 취약한 조적조 칸막이 벽(1)을 보강할 수 있다. 그리고 격자 형태로 배치되는 이형스틸바(30)와 무수축 모르타르(50)로 구성되는 덧침보강벽이 지진하중을 기둥으로 전달하는 수직 다이아프램으로도 기능할 수 있어 횡력에 취약한 조적조 칸막이 벽을 약한 지진시 내진벽으로 기능하게 할 수 있다.
한편, 위에서는 이형스틸바(30)가 수직과 수평으로 배치되는 형태에 대해 설명하였지만, 도 11에 나타낸 것처럼, 이형스틸바(30)를 일정한 경사를 가지도록 배치할 수도 있다. 이 경우 구조부재에 관입되는 픽스(10)의 설치 각도를 조절하고 동일한 대각선 상에 위치하는 픽스(10)를 연결하도록 이형스틸바(30)를 배치하는 것으로 이형스틸바(30)의 조립이 완료될 수 있다. 이형스틸바(30)가 교차되는 부분의 일부를 칸막이 벽(1)에 고정하는 방법은 위에서 설명한 것과 같다.
또한, 위에서는 조적조 칸막이 벽의 일측면에 격자 형태로 조립되고 조적조 칸막이 벽에 고정된 이형스틸바와 무수축 모르타르로 구성되는 일종의 덧침보강벽이 조적조 칸막이 벽의 일측면에 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 조적조 칸막이 벽의 양측면에 모두 형성될 수 있음은 물론이다. 양측면을 보강할 경우 10d의 (나)에서와 같이 픽스(10)가 조적조 칸막이 벽(1)을 관통하도록 관입하거나 (가)에서와 같이 조적조 칸막이 벽(1)의 양쪽에 픽스(10)를 각각 관입시킬 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
본 발명은 철근콘크리트조의 기둥과 보로 구성되는 라멘 골조의 조적조 칸막이 벽을 보강하는 데 이용될 수 있으며, 바람직하게는 철근콘크리트조 학교나 공공 건축물 등의 조적조 칸막이 벽의 보강에 이용될 수 있다.
10: 픽스
11: 심축
12: 날개
20,20a: 픽스홀더
21: 날개수용부
30: 이형스틸바
40: 고정클립
41: 제1 이형스틸바 수용부
42: 제2 이형스틸바 수용부
43: 픽스홀더 수용부
50: 무수축 모르타르

Claims (7)

  1. 조적조 칸막이 벽을 보강하는 방법으로서,
    (a) 보강 대상 조적조 칸막이 벽의 표면에 도포된 페인트를 벗겨내고 면을 거칠게 처리하는 바탕면 처리공정;
    (b) 보강 대상 조적조 칸막이 벽을 둘러싸는 슬래브, 양쪽의 기둥 및 상부의 보에 다수 개의 픽스를 일정한 간격으로 고정시키는 픽스 관입공정;
    (c) 각 픽스에 픽스홀더를 체결하고 서로 마주보는 픽스홀더 사이에 이형스틸바를 연결하는 공정을 반복하여 이형스틸바를 격자 형태로 배치하는 이형스틸바 조립공정;
    (d) 이형스틸바의 교차부분에 픽스홀더가 칸막이 벽을 향하도록 배치한 상태에서 고정클립을 이용해 서로 교차하는 이형스틸바와 픽스홀더를 결합시키는 이형스틸바 연결공정;
    (e) 이형스틸바의 교차부분에 칸막이 벽을 향해 배치된 픽스홀더를 통해 칸막이 벽으로 픽스를 관입시켜 이형스틸바를 칸막이 벽에 고정하는 이형스틸바 고정공정; 및
    (f) 이형스틸바가 완전히 매립되고 칸막이 벽과 일체로 합성되도록 무수축 모르타르를 타설하는 무수축 모르타르 타설공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    픽스는 심축과 심축의 둘레에 일정한 피치를 갖고 나선형으로 감겨진 복수의 날개를 가지고,
    픽스홀더는 복수의 날개를 수용할 수 있는 날개수용부를 가지고 날개수용부는 날개의 피치와 일치되는 피치를 가지고 길이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상을 가지며,
    이형스틸바는 단면이 삼각형 또는 육각형을 이루고 날개수용부의 피치와 일치되는 피치를 가지고 길이방향으로 나선형으로 꼬인 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    픽스의 나선형 날개는 3개로 구성되고,
    픽스홀더의 날개수용부는 6개로 구성되는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    고정클립은,
    강봉을 둥글게 수회 구부려 높이방향으로 배치되는 이형스틸바를 수용하는 제1 이형스틸바 수용부와 폭방향으로 배치되는 이형스틸바를 수용하는 제2 이형스틸바 수용부와 픽스홀더를 수용하며 서로 간격을 가지는 2개의 픽스홀더 수용부를 형성한 것으로,
    제1 이형스틸바 수용부와 제2 이형스틸바 수용부 및 2개의 픽스홀더 수용부는 서로 수직을 이루는 방향으로 형성되고 2개의 픽스홀더 수용부는 서로 평행을 이루는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    픽스홀더의 외주면에는 대향하는 위치에 서로 간격을 두고 한 쌍의 고정클립 결합홈이 형성되고, 고정클립 결합홈은 고정클립을 이루는 강봉의 두께에 대응되는 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    고정클립의 제1 이형스틸바 수용부로 높이방향으로 배치되는 이형스틸바를 삽입하고 이어서 제2 이형스틸바 수용부로 폭방향으로 배치되는 이형스틸바를 삽입한 뒤 이들에 모두 수직한 조적조 칸막이 벽을 향한 방향으로 픽스홀더를 픽스홀더 수용부에 강제로 삽입시키는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    (a) 내지 (f) 단계는 보강 대상 조적조 칸막이 벽의 양측면에 대해 실시되는 것을 특징으로 하는 조적조 칸막이 벽의 보강방법.
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