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KR101293734B1 - 조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법 - Google Patents

조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법 Download PDF

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KR101293734B1
KR101293734B1 KR1020110031837A KR20110031837A KR101293734B1 KR 101293734 B1 KR101293734 B1 KR 101293734B1 KR 1020110031837 A KR1020110031837 A KR 1020110031837A KR 20110031837 A KR20110031837 A KR 20110031837A KR 101293734 B1 KR101293734 B1 KR 101293734B1
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wall
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building
reinforcement
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KR1020110031837A
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이정한
박병철
오상훈
이상호
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대한민국
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Abstract

본 발명은 조적조 건축물의 보강에 관한 것으로서, 특히 조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 조적조 건축물의 벽체 표면을 덮는 메탈라스로 이루어진 제1 보강부; 및 상기 건축물의 벽체 상에 고정되며 상기 메탈라스의 일부와 결합되는 철재의 제2 보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조적조 건축물용 내진 보강 구조가 제공된다. 또한, 본 발명에 의하면, 조적조 건축물의 벽체 표면에 메탈라스를 고정시키는 메탈라스 고정 단계; 상기 건축물의 벽체 표면에 철재의 보강부재를 고정시키는 다수의 보강부재 부착 단계; 및 이웃하는 상기 다수의 보강부재를 연결하는 철재의 연결부재를 상기 건축물의 벽체 표면에 고정시키는 연결부재 부착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조적조 건축물용 내진 보강 시공방법이 제공된다.

Description

조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법 {ASEISMATIC REINFORCING STRUCTURE FOR MASONRY CONSTRUCTION AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF}
본 발명은 조적조 건축물의 보강에 관한 것으로서, 특히 조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
조적조 건축물은 돌, 벽돌 또는 콘크리트 블록 등을 쌓아 올려서 벽체를 형성한 건축물로서, 지진에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 특히, 조적조 건축물은 면내 방향 지진에 대해서는 지탱할 수 있지만, 면외 방향 지진에 대해서는 그 성능이 현저히 떨어진다. 또한, 벽체의 두 벽면이 만나서 형성되는 모서리 부분에서 균열이 발생되기 쉬우며, 출입문이나 창문 등이 형성된 개구부의 구석 부분에서 전단 균열이 발생하기 쉽다. 그리고, 벽체와 슬래브 사이의 접합부가 파괴되는 경우에는 벽체의 전도가 발생할 가능성이 높다.
조적조 건축물의 내진 성능을 향상하기 위하여 종래에는 섬유 보강공법 또는 허니컴 보강공법 등이 사용되고 있다. 섬유 보강공법은 유리섬유와 특수 에폭시에 함침하여 제조한 복합재 섬유시트를 벽체에 부착시키는 것으로서, 복합재 섬유시트를 부착하기 전에 면처리가 필요하고 복합재 섬유시트를 접착해야 하므로 공사기간이 길다. 허니컴 보강공법은 허니컴 형태의 보강재를 벽체에 부착하는 것으로서, 고가의 보강재를 사용하게 되므로 공사비용이 크다.
본 발명의 목적은 조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 조적조 건축물의 접합부, 개구부 등 지진취약부위를 비롯하여 면외방향 지진에 대한 내진 성능을 보강한 구조 및 그 시공방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 시공이 간편하여 공사기간이 짧고, 공사비용이 적게 드는 조적조 건축물용 내진 보강 구조 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
조적조 건축물의 벽체 표면을 덮는 메탈라스로 이루어진 제1 보강부; 및
상기 건축물의 벽체 상에 고정되며 상기 메탈라스의 일부와 결합되는 제2 보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조적조 건축물용 내진 보강 구조가 제공된다.
상기 제2 보강부는 다수의 보강부재와, 이웃한 상기 보강부재를 연결하는 다수의 연결부재를 구비할 수 있다.
상기 다수의 보강부재 중 상기 건축물의 벽체 하단에 결합되는 보강부재는 상기 건축물의 바닥 슬래브와도 결합되도록 "L"자형일 수 있다.
상기 다수의 연결부재 중 상기 건축물의 벽체 측면 모서리에 위치하는 연결부재는 벽체의 이웃한 두 면에 각각 결합되는 두 평판부를 구비하는 각형 연결재일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,
조적조 건축물의 벽체 표면에 메탈라스를 고정시키는 메탈라스 고정 단계; 상기 건축물의 벽체 표면에 보강부재를 고정시키는 다수의 보강부재 부착 단계; 및 이웃하는 상기 다수의 보강부재를 연결하는 연결부재를 상기 건축물의 벽체 표면에 고정시키는 연결부재 부착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조적조 건축물용 내진 보강 시공방법이 제공된다.
상기 보강부재 및 상기 연결부재는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커에 의해 상기 벽체에 고정되는 것일 수 있다.
상기 보강부재가 부착되는 부분 또는 상기 연결부재가 부착되는 부분에는 에폭시 퍼티가 발라질 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 메탈라스와 강판을 이용한 조적조 건축물의 내진 보강 구조 및 시공방법이 제공되므로 조적조 건축물의 면내방향과 면외방향 지진에 대한 내진 성능이 향상되며 시공이 간편하여 공사기간이 짧고 공사비용도 적게 들게 된다.
도 1은 조적조 건축물에 시공된 본 발명의 일 실시예에 따른 조적조 건축물용 내진 보강 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 평판형 보강재의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 각형 보강재의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 각형 연결재의 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제2 각형 연결재의 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 제3 각형 연결재의 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 제1 평판형 연결재의 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 제2 평판형 연결재의 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 제3 평판형 연결재의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조적조 건축물용 내진 보강 시공방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1에는 일반적인 형태의 조적조 건축물(C) 및 조적조 건축물(C)에 시공된 내진 보강 구조(100)가 도시되어 있다. 먼저, 조적조 건축물(C)의 구조를 간략하게 설명한다. 조적조 건축물(C)은 바닥 슬래브(B)와, 바닥 슬래브(B) 상에 형성된 벽체(W)와, 벽체(W) 상단에 위치하는 천장 슬래브(T)를 구비한다. 벽체(W)는 직각을 이루면서 꺾여서 차례대로 이어진 제1 벽부(W1)과, 제2 벽부(W2)과, 제3 벽부(W3)과, 제4 벽부(W4)을 구비한다.
도 1을 참조하면, 조적조 건축물용 내진 보강 구조(100)는 메탈라스(metal lath)로 이루어진 제1 보강부(110)와, 제1 보강부(110)를 위에서 덮으며 벽체(W)와 결합되는 판상의 제2 보강부(120)를 포함한다.
제1 보강부(110)는 조적조 건축물(C)의 벽체 외면을 덮는 메탈라스로 이루어진다. 본 실시예에서는 메쉬의 단목 방향의 중심간 거리(SW)가 12mm(허용공차 ±5%), 메쉬의 장목 방향의 중심간 거리(LW)가 24mm(±2mm), 사용철판의 두께(T)가 0.60mm(강판 KS에 표시된 허용공차를 가짐), 절단폭(W)이 1.50mm(허용공차 ±10%)인 메쉬를 갖는 메탈라스를 사용하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 제1 보강부(110)로 사용되는 메탈라스를 이것으로 제한하는 것은 아니다. 제1 보강부(110)는 일정한 폭을 갖는 형태로 제작되어 제공되는 메탈라스를 적절한 길이로 절단하여 콘크리트 못 등을 이용하여 벽체(W)에 부착시킨다. 제1 보강부(110)는 벽체(W)에 형성된 창문이나 출입문이 노출되도록 메탈라스의 일부가 절단되어 형성된 다수의 개구부(111)를 구비한다. 제1 보강부(110)는 제2 보강부(120)에 의해 벽체(W)에 최종적으로 고정된다. 제1 보강부(110)는 벽체(W)의 면외방향 지진에 대한 내진 성능을 향상시킨다.
제2 보강부(120)는 다수의 보강부재(130)와, 이웃한 보강부재(130)를 일체로 연결하는 다수의 연결부재(140)를 구비한다. 제2 보강부(120)는 철재로 이루어진다. 본 실시예에서는 제2 보강부(120)가 철재로 이루어진 것으로 설명하지만, 본 발명은 제2 보강부(120)의 재질을 철재로 제한하는 것은 아니다. 제2 보강부(120)는 섬유보강패널과 같은 다른 재질로 이루어질 수 있으며, 이 또한 본 발명에 속하는 것이다.
보강부재(130)로는 평판형 보강재(131)와 각형 보강재(136)로 분류되는 2가지 종류가 사용된다.
도 2에는 평판형 보강재(131)가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 평판형 보강재(131)는 일정한 폭을 가지고 길게 연장된 얇은 편평한 막대 형상으로서, 벽체(W)의 제1 내지 제4 벽부(W1, W2, W3, W4)의 외면에 결합된다. 평판형 보강재(131)의 폭은 145mm 내지 155mmm이고, 두께는 2.5mm 내지 3.5mm인 것이 바람직한데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 평판형 보강재(131)는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커와 같은 결합 수단에 의해 벽체(W)에 결합된다. 평판형 보강재(131)에는 앵커 볼트를 위한 관통 구멍(131a)이 다수 마련된다. 평판형 보강재(131)는 하나의 벽부(W1, W2, W3 또는 W4)에서 창문 또는 출입구와 같은 개구를 둘러싸고 양단부와 상단부를 둘러싸도록 벽체(W)에 결합된다. 또한, 평판형 보강재(131)는 높이 차이를 두고 다수개가 수평방향으로 연장되도록 벽체(W)에 결합된다. 벽체(W)에 결합된 다수의 평판형 보강재(131)들 중 창문 또는 출입구와 같은 개구의 구석을 둘러싸는 부분(133)은 전단균열 방지를 강화하기 위해 바깥쪽으로 더 연장된다. 벽체(W)에 결합된 다수의 평판형 보강재(131)들 중 수평방향으로 연장되는 것들은 벽체(W)의 면외방향 지진에 대한 내진 성능을 향상시킨다.
도 3에는 각형 보강재(136)가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 각형 보강재(136)는 "L"자형 단면을 가지며 길게 연장된 형태로서, 서로 직각을 이루는 제1 평판부(137)과 제2 평판부(138)를 구비한다. 각형 보강재(136)는 벽체(W)와 바닥 슬래브(B) 사이에 형성된 구석부분에 위치하여 결합된다. 제1 평판부(137)는 바닥 슬래브(B)에 결합되며, 제2 평판부(138)는 벽체(W)의 하단부에 결합된다. 각형 보강재(136)는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커와 같은 결합 수단에 의해 바닥 슬래브(B) 및 벽체(W)에 결합된다. 각형 보강재(136)에는 앵커 볼트를 위한 관통 구멍(136a)이 다수 마련된다. 각 평판부(137 또는 138)의 폭은 95 내지 105mm이고, 두께는 9 내지 11mm인 것이 바람직한데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 각형 보강재(136)는 벽체(W)와 바닥 슬래브(B) 사이의 접합부를 보강한다. 본 실시예에서는 각형 보강재(136)가 벽체(W)와 바닥 슬래브(B) 사이에 형성된 구석부분에만 위치하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 각형 보강재(136)는 벽체(W) 측면의 모서리 부분에 연결되는 두 벽부에 결합될 수도 있다. 이 경우, 각형 보강재(136)는 벽체(W)의 측면 모서리 부분을 보강하게 된다. 또한, 천장 슬래브(T)가 벽체(W) 상단보다 바깥으로 더 돌출되는 경우에는 각형 보강재(136)는 천장 슬래브와 벽체의 사이에 형성된 구석부분에 위치하여 결합될 수도 있다. 이 경우 천장 슬래브와 벽체 사이의 접합부를 보강하게 된다. 본 실시예에서는 두 평판부(137, 138)가 직각을 이루는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 각형 보강재(136)가 결합되는 부분의 인접하는 두 면이 이루는 각도에 따라 두 평판부(137, 138) 사이의 각도는 적절히 변경될 수 있다.
연결부재(140)로는 크게 각형 연결재와 평판형 연결재로 분류되는 2가지 종류가 사용된다. 각형 연결재는 벽체(W)의 측면 모서리 부분에서 이웃한 보강부재(130)들을 연결하며, 평판형 연결재는 각형 연결재가 사용되지 않는 나머지 부분에서 이웃한 보강재(130)들을 연결한다. 각형 연결재의 경우 벽체(W)의 측면 모서리 부분을 보강하는 역할도 하게 된다.
도 4 내지 도 6에는 본 실시예에서 사용되는 각형 연결재가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 제1 각형 연결재(141)는 편평한 제1 평판부(142)와, 편평한 제2 평판부(143)을 구비한다. 제1 평판부(142)와 제2 평판부(143)는 서로 직각을 이룬다. 제1 평판부(142)와 제2 평판부(143)는 서로 대칭인 형태를 이룬다. 제1 평판부(142)와 제2 평판부(143)는 각각 "L"자형을 이룬다. 제1 평판부(142)와 제2 평판부(143)는 벽체(W)의 측면 모서리를 중심으로 양쪽의 벽면에 각각 접한다. 제1 각형 연결재(141)는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커와 같은 결합 수단에 의해 연결되는 보강부재(130)와 함께 벽체(W)에 결합된다. 제1 각형 연결재(141)에는 앵커 볼트를 위한 다수의 관통구멍(141a)이 마련된다. 제1 각형 연결재(141)는 벽체(W)의 측면 모서리에서 두 보강부재의 끝부분이 서로 직각을 이루며 연결되는 곳에서 사용된다.
도 5를 참조하면, 제2 각형 연결재(144)는 두 평판부(145, 146)가 각각 "ㅏ"자형을 이룬다는 점을 제외하면, 도 4의 제1 각형 연결재(141)의 구성과 동일하다. 제2 각형 연결재(144)는 벽체(W)의 측면 모서리에서 수직으로 연장되는 보강부재 중간에 수평으로 연장되는 보강부재의 끝부분이 직각을 이루며 연결되는 곳에서 사용된다.
도 6을 참조하면, 제3 각형 연결재(147)는 두 평판부(148, 149)가 각각 "-"자형을 이룬다는 점을 제외하면, 도 4의 제1 각형 연결재(141)의 구성과 동일하다. 제3 각형 연결재(147)는 벽체(W)의 측면 모서리에서 수평방향으로 이어지는 두 보강부재가 연결되는 곳에서 사용된다.
도 7 내지 도 9에는 본 실시예에서 사용되는 평판형 연결재가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 제1 평판형 연결재(150)는 "L"자형이다. 제1 평판형 연결재(150)는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커와 같은 결합 수단에 의해 연결되는 보강부재(130)와 함께 벽체(W)에 결합된다. 제1 평판형 연결재(150)에는 앵커 볼트를 위한 다수의 관통구멍(151a)이 마련된다. 제1 평판형 연결재(150)는 두 보강부재의 끝부분이 서로 직각을 이루며 연결되는 곳에서 사용된다.
도 8을 참조하면, 제2 평탄형 연결재(151)는 "ㅏ"자형을 이룬다는 점을 제외하면, 도 7의 제1 평판형 연결재(150)의 구성과 동일하다. 제2 평판형 연결재(151)는 하나의 보강부재 중간에 다른 보강부재의 끝부분이 직각을 이루며 연결되는 곳에서 사용된다.
도 9를 참조하면, 제3 평탄형 연결재(152)는 "ㅣ"자형을 이룬다는 점을 제외하면 도 7의 제1 평판형 연결재(150)의 구성과 동일하다.
본 실시예에서는 연결부재로서, 도 4 내지 도 9에 도시된 6개의 형태를 갖는 것을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 연결부재의 형태를 이것들로 제한하는 것은 아니다. 연결되는 보강부재의 형태에 따라서 그 형상 및 구조가 다양하게 변결될 수 있으며, 이러한 변경도 본 발명에 속하는 것임을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 조적조 건축물용 내진 보강 시공방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 조적조 건축물용 내진 보강 시공방법은 메탈라스 시공 단계(S10)와, 보강부재 부착 단계(S20)와, 연결부재 부착 단계(S30)를 구비한다.
메탈라스 시공 단계(S10)에서는, 조적조 건축물의 벽체 외면이 메탈라스에 의해 둘러싸이도록 메탈라스를 벽체 외면에 콘크리트 못과 같은 수단을 이용하여 고정시킨다. 이때, 건축물의 출입문 또는 창문과 같은 개구는 메탈라스에 의해 덮이지 않도록 메탈라스의 일부를 그라인더나 니퍼와 같은 공구를 이용하여 절단해 낸다.
보강부재 부착 단계(S20)에서는, 도 2에 도시된 형태의 평판형 보강재 및 도 3에 도시된 형태의 각형 보강재가 조적조 건축물의 벽체 외면에 도 1에 도시된 바와 같은 구조로 부착된다. 보강부재는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커와 같은 수단에 의해 벽체(W) 또는 바닥 슬래브(B)에 결합된다. 보강부재, 메탈라스 및 벽체(W)의 결합부에는 에폭시 퍼티가 발라져서 결합력이 향상될 수 있다. 이때, 에폭시 퍼티는 주제와 경화제를 1:1로 섞어서 사용한다.
연결부재 부착 단계(S30)에서는, 도 4 내지 도 9에 도시된 형태의 연결재가 조적조 건축물 외면에 도 1에 도시된 바와 같은 구조로 부착되어, 이웃한 보강부재를 연결하게 된다. 연결부재가 부착되는 부분에도 에폭시 퍼티가 발라져서 결합력이 향상될 수 있다.
이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나는 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 조적조 건축물용 내진 보강 구조 110 : 제1 보강부
120 : 제2 보강부 130 : 보강부재
131 : 평판형 보강재 136 : 각형 보강재
140 : 연결부재 141 : 제1 각형 연결재
144 : 제2 각형 연결재 147 : 제3 각형 연결재
150 : 제1 평판형 연결재 151 : 제2 평판형 연결재
152 : 제3 평판형 연결재

Claims (7)

  1. 조적조 건축물의 벽체 표면을 덮는 메탈라스로 이루어진 제1 보강부; 및
    상기 건축물의 벽체 상에 고정되며 상기 메탈라스의 일부와 결합되는 제2 보강부;
    를 포함하고, 상기 제2 보강부는 다수의 보강부재와, 이웃한 상기 보강부재를 연결하는 다수의 연결부재를 구비하며,
    상기 다수의 보강부재 중 상기 건축물의 벽체 하단에 결합되는 보강부재는 상기 건축물의 바닥 슬래브와도 결합되도록 "L"자형의 각형 보강재이고,
    상기 다수의 연결부재 중 상기 건축물의 벽체 측면 모서리에 위치하는 연결부재는 벽체의 이웃한 두 면에 각각 결합되는 평판부를 구비하되, 벽체의 측면 모서리에서 두 보강부재의 끝부분이 서로 직각을 이루며 연결되는 곳에 결합되게 두 평판부를 구비하는 "L"자형의 제1 각형 연결재와, 벽체의 측면 모서리에서 수직으로 연장되는 보강부재 중간에 수평으로 연장되는 보강부재의 끝부분이 직각을 이루며 연결되는 곳에 결합되게 두 평판부를 구비하는 "ㅏ"자형의 제2 각형 연결재와, 벽체의 측면 모서리에서 수평 방향으로 이어지는 두 보강부재가 연결되는 곳에 결합되게 두 평판부를 구비하는 "ㅡ"자형의 제3 각형 연결재를 포함하는 각형 연결재; 및
    두 보강부재의 끝부분이 서로 직각을 이루며 연결되는 곳에 결합되는 "L"자형의 제1 평판형 연결재와, 하나의 보강부재 중간에 다른 보강부재의 끝부분이 직각을 이루며 연결되는 곳에 결합되는 "ㅏ"자형의 제2 평판형 연결재와, "ㅣ"자형의 제3 평판형 연결재를 포함하는 평판형 연결재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조적조 건축물용 내진 보강 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 조적조 건축물의 벽체 표면에 메탈라스를 고정시키는 메탈라스 고정 단계;
    상기 건축물의 벽체 표면에 보강부재를 고정시키는 다수의 보강부재 부착 단계; 및
    이웃하는 상기 다수의 보강부재를 연결하는 연결부재 중 벽체의 측면 모서리에서 두 보강부재의 끝부분이 서로 직각을 이루며 연결되는 곳에 "L"자형의 제1 각형 연결재의 두 평판부를 결합하고, 벽체의 측면 모서리에서 수직으로 연장되는 보강부재 중간에 수평으로 연장되는 보강부재의 끝부분이 직각을 이루며 연결되는 곳에 "ㅏ"자형의 제2 각형 연결재의 두 평판부를 결합하며, 벽체의 측면 모서리에서 수평 방향으로 이어지는 두 보강부재가 연결되는 곳에 "ㅡ"자형의 제3 각형 연결재의 두 평판부를 결합하고, 두 보강부재의 끝부분이 서로 직각을 이루며 연결되는 곳에 "L"자형의 제1 평판형 연결재를 결합하며, 하나의 보강부재 중간에 다른 보강부재의 끝부분이 직각을 이루며 연결되는 곳에 "ㅏ"자형의 제2 평판형 연결재를 결합하고, "ㅣ"자형의 제3 평판형 연결재 결합하여 상기 건축물의 벽체 표면에 고정시키는 연결부재 부착 단계;
    를 포함하고,
    상기 보강부재 및 상기 연결부재는 케미컬 앵커 또는 세트 앵커에 의해 상기 벽체에 고정되며, 상기 보강부재가 부착되는 부분 또는 상기 연결부재가 부착되는 부분에는 에폭시 퍼티가 발라지는 것을 특징으로 하는 조적조 건축물용 내진 보강 시공방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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