KR102102366B1

KR102102366B1 - 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR102102366B1
Application number: KR1020190166744A
Authority: KR
Inventors: 김창재
Original assignee: 김창재
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-04-20
Anticipated expiration: 2039-12-13

Abstract

본 발명은 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 강판에 다수의 간격유지용 가이드앵커를 설치하여, 작업 현장에 맞는 이격거리를 균일하게 조절함으로써 작업자의 느낌으로 이격거리를 조절하던 종전 방식과 달리 보 또는 기둥의 외부면과 강판 사이의 이격거리를 균일하게 유지하고, 이로써 이격공간에 충진되는 충진재의 두께 또한 균일하게 유지되도록 함에 따라 내진보강 품질관리를 효과적으로 개선할 수 있는 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

Description

간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체 및 그 시공방법{REINFORCEMENT STRUCTURE USING STEEL PLATE WITH GUIDE ANCHOR FOR CONTROLLING DISTANCE}

우리나라는 1978년 과학적 지진관측을 시작한 이래 지진의 발생 빈도수가 증가하는 추세를 보임에 따라 더 이상 지진 안전지대가 아니다.

건축물에 대한 내진설계와 관련하여, 1988년부터 건축법에 내진관련 규정을 제정하였으며 몇차례 개정을 거쳐 2015년에는 내진관련 규정을 소규모 건축물까지 적용할 수 있도록 범위를 확대 강화하였다.

하지만, 내진설계규정은 신축 건물에 적용되고 있으므로 내진설계규정의 도입이전에 건설된 건물은 지진에 대한 영향을 고려하지 않은 채 설계, 시공되었을 뿐만 아니라 경과년수의 증가에 따라 콘크리트의 노후화 및 증축, 개축, 대수선 등과 같이 리모델링 등으로 인한 하중증가로 내력부족에 따른 내진 성능을 제대로 발휘하지 못하고 있다.

이러한 건물은 예상치 못한 지진이 발생할 경우 많은 인명피해가 예상되며 건물의 붕괴 및 파손으로 인한 직접적인 경제적 피해뿐만 아니라 재건축에 따른 경제, 사회적 손실은 막대할 것으로 예상된다.

이에, 국가와 지방자치단체는「재난 및 안전관리 기본법」및 이 법의 목적에 따라 지진 재해로부터 국민의 생명과 재산, 주요기간시설을 보호하기 위하여 국가 중요시설물에 대하여 내진설계기준에 적합하도록 내진보강을 추진하고 있으며, 민간소유 시설물에 대하여는 내진평가와 이에 따른 보강이나 보완을 권장하도록 하고 있어 기존 건축물 및 시설물에 대한 내진보강방법에 대하여 다양한 연구가 현재 진행되고 있다.

내진보강공법은 신축건물에 적용하는 내진설계 방법과 달리 기존의 건축물 또는 시설물에 보강을 해야 하므로 사용성에 대한 고려, 시공성 및 경제성에 대한 고려가 필요하며 기존 건축물과 시설물에 대한 특수성을 고려하여 적절한 공법을 선택할 필요가 있다.

기존 건축물이나 시설물의 내진보강공법으로는 구조체를 보강하는 공법과 건물에 작용하는 지진하중을 경감시키는 공법이 있다.

이중 보편적으로 채택하고 있는 공법은 구조체를 보강하여 강도·연성을 증진하는 공법으로써, 기존 건축물 또는 시설물의 기존 부재 단면적을 증설하여 보강하는 방법과 보강재 부착공법이 있다.

구조체의 보 또는 기둥의 단면적을 증설하거나 강도·연성을 증가시키는 공법에 따라 구조체의 보 또는 기둥과 보강되는 강판과의 이격거리를 달리 적용하여야 하는데, 구조체의 보 또는 기둥에 보강강판을 시공하다 보면 강판과 기둥간의 이격거리가 일정하지 않는 경우가 빈번하게 발생한다.

보통 보강강판을 구조체의 보 또는 기둥에 설치하기 위해서는 보 또는 기둥에 미리 천공된 구멍에 앵커볼트로 보강강판을 고정시켜야 하는데, 앵커볼트를 조이면서 보강강판을 고정시키다 보면 외부에서는 보강강판 내부를 육안으로 볼 수가 없어 구조체과 보강강판과의 이격거리를 작업자의 직감으로 시공하여 이격거리가 일정하지 않고 들쑥날쑥 되어 어떤 부분에는 충진재가 두껍게 채워지거나 또는 충진재가 들어갈 공간이 없어 그라우팅 자체가 되지 않는 문제가 발생하게 되며, 이로 인해 양질의 품질을 기대하기 어려웠다.

그럼에도 현장에서는 건축물의 보 또는 강판 사이에 일정하게 이격시킬 가이드장치가 없어 작업자가 눈대중으로 대충 간격을 확보하는 실정이다.

또한 구조체의 보 또는 기둥의 외주면을 감싸는 보강강판을 현장에서 한면 한면씩 반입하여 보강강판과 보강강판이 서로 맞닿는 부분을 용접시키는 방법으로 작업이 이루어짐으로써, 현장에서의 작업공정이 많아 공사기간의 증가로 인해 경제성이 떨어지고, 또한 현장용접에 따른 화재의 위험성이 있어 안전성을 확보하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 도출된 것이다.

대한민국 등록특허 10-1391184(등록일자 2014.04.25)

본 발명은 구조체를 구성하는 보 및 기둥의 주요 부재에 내진보강 부재를 설치하여 중요 구조체를 지진으로부터 안정적으로 지지하고, 경과년수 증가에 따른 콘크리트 노후화 및 증축, 개축, 대수선 등과 같이 리모델링 공사로 인한 하중증가 등으로 인해 내력이 부족한 보 또는 기둥부재에 단면을 보강하거나 단면적을 증설하여 강도·연성을 증가시켜, 구조체의 보 또는 기둥의 내력을 향상시킬 수 있도록 하고자 하는 것으로서, 강판에 다수의 간격유지용 가이드앵커를 설치하여, 작업 현장에 맞는 이격거리를 균일하게 조절함으로써 작업자의 느낌으로 이격거리를 조절하던 종전 방식과 달리 보 또는 기둥의 외부면과 강판 사이의 이격거리를 균일하게 유지하고, 이로써 이격공간에 충진되는 충진재의 두께 또한 균일하게 유지되도록 함에 따라 내진보강 품질관리를 효과적으로 개선할 수 있는 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체 및 그 시공방법을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기의 문제를 해결하기 위하여,

본 발명은 보 또는 기둥인 구조체의 외부면으로부터 소정간격으로 이격되어 감싸는 것으로서, 일측면이 개방된 '

'의 판형상의 상부단면을 갖는 제1보강용 강판과,

상기 제1보강용 강판의 개방된 테두리에 접합는, 직사각 판형의 제2보강용 강판과,

상기 제1보강용 강판과 제2보강용 강판의 내측면에 다수 설치되어, 상기 구조체의 외주면으로부터 강판까지의 이격거리를 일정하게 조절해주는 간격유지용 가이드앵커와,

상기 간격유지용 가이드앵커에 의해 상기 구조체의 외부면으로부터 소정간격 이격되어 있는 강판을 고정하기 위해, 상기 강판을 관통하여 상기 구조체에 미리 천공된 고정홀과 결합을 이루는 앵커볼트와,

상기 구조체와 강판이 상기 앵커볼트에 의해 체결되고, 상기 간격유지용 가이드앵커에 의해 상기 구조체와 강판 사이에 이격되어 형성된 공간을 채우는 충진재를 포함하는 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체를 제공한다.

그리고 상기 내진보강 구조체의 시공방법으로서,

구조체의 보 또는 기둥의 표면을 전처리하는 단계(S10);

상기 구조체의 보 또는 기둥에 앵커볼트를 체결하기 위한 다수의 체결공을 천공하는 단계(S20);

상기 구조체의 보 또는 기둥의 외주면을 감싸는 강판의 단면이 'ㄷ'자 형상을 이루도록 미리 제작하되, 상기 구조체의 보 또는 기둥의 외주면으로부터 일정 간격을 유지할 수 있도록 하는 간격유지용 가이드앵커가 상기 강판의 내측면에 다수 설치되고, 상기 구조체의 보 또는 기둥에 강판을 고정시키기 위한 앵커볼트의 결합을 위한 다수의 결합공을 천공하여 제1보강용 강판을 제작하는 단계(S30);

상기 제1보강용 강판의 개방된 면의 테두리를 따라 접하도록 직육면체 형상을 이루는 강판에, 상기 구조체의 보 또는 기둥의 외주면으로부터 일정 간격을 유지할 수 있도록 하는 간격유지용 가이드앵커가 상기 강판의 내측면에 다수 설치되고, 상기 구조체의 보 또는 기둥에 강판을 고정시키기 위한 앵커볼트의 결합을 위한 다수의 결합공을 천공하여 제2보강용 강판을 제작하는 단계(S40);

상기 제1보강용 강판과 제2보강용 강판을 앵커볼트를 이용하여 구조체의 보 또는 기둥에 이격된 상태에서 고정하되, 상기 간격유지용 가이드앵커를 이용하여 구조체의 보 또는 기둥으로부터 보강강판이 일정간격으로 이격되도록 조절하여 고정하는 단계(S50);

상기 구조체의 보 또는 기둥과 보강강판 사이의 이격공간을 충진재로 그라우팅하는 단계(S60);를 포함하는 내진보강 구조체를 이루기 위한 시공방법을 제공한다.

본 발명에 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체는 다음의 효과를 갖는다.

첫째. 건축물의 보 또는 기둥의 외부면을 감싸는 강판에 다수의 간격유지용 가이드앵커가 설치되어 있어, 작업 현장에 맞는 이격거리를 균일하게 조절함으로써 작업자의 느낌으로 이격거리를 조절하던 종전 방식과 달리 보 또는 기둥의 외부면과 강판 사이의 이격거리를 균일하게 유지하고, 이로써 이격공간에 충진되는 충진재의 두께 또한 균일하게 유지되도록 함에 따라 내진보강 품질관리를 효과적으로 개선할 수 있다.

둘째. 상부 단면이 '

' 형태로 절곡된 강판을 사용함으로써 용접 및 접합부위를 최소화하여 공사기간을 상당시간 단축시킬 수 있고, 용접에 의한 화재발생 위험도를 최소화시킬 수 있는 장점을 갖는다.

셋째. 작업 효율성와 작업안전성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따라 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체의 사시도.
도 2는 본 발명에 따라 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체의 정단면도 및 일부확대도.
도 3은 본 발명에 따라 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체의 분해사시도.
도 4는 도 3의 분해사시도에 대한 정면도.
도 5는 본 발명에 따라 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체의 측면도.
도 6는 본 발명의 내진보강 구조체를 구성하는 간격유지용 가이드앵커의 일방향 사시도.
도 7은 본 발명의 내진보강 구조체를 구성하는 간격유지용 가이드앵커의 타방향 사시도.
도 8은 본 발명의 내진보강 구조체를 구성하는 앵커볼트의 일방향 사시도.
도 9는 본 발명의 내진보강 구조체를 구성하는 앵커볼트의 타방향 사시도.

이하, 상기의 기술구성에 대해 도면과 함께 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이,

본 발명에 따른 내진보강 구조체(1)는 보 또는 기둥인 구조체(100)의 외부면으로부터 소정간격으로 이격되어 감싸는 것으로서, 일측면이 개방된 '

'의 판형상의 상부단면을 갖는 제1보강용 강판(10)과,

상기 제1보강용 강판(10)의 개방된 테두리에 접합는, 직사각 판형의 제2보강용 강판(20)과,

상기 제1보강용 강판(10)과 제2보강용 강판(20)의 내측면에 다수 설치되어, 상기 구조체(100)의 외주면으로부터 강판(10, 20)까지의 이격거리를 일정하게 조절해주는 간격유지용 가이드앵커(30)와,

상기 간격유지용 가이드앵커(30)에 의해 상기 구조체(100)의 외부면으로부터 소정간격 이격되어 있는 강판(10, 20)을 고정하기 위해, 상기 강판(10, 20)을 관통하여 상기 구조체(100)에 미리 천공된 고정홀과 결합을 이루는 앵커볼트(40)와,

상기 구조체(100)와 강판(10, 20)이 상기 앵커볼트(40)에 의해 체결되고, 상기 간격유지용 가이드앵커(30)에 의해 상기 구조체(100)와 강판(10, 20) 사이에 이격되어 형성된 공간을 채우는 충진재(50)를 포함한다.

상기 제1보강용 강판(10)의 형상은 상부에서 바라본 단면을 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 면을 갖는 사각기둥형태를 이루되, 4개의 면 중 일면이 개방된 구조를 이루고 있다.

상기 상부 단면이 '

'인 강판을 사용함으로써, 상기 구조의 제1보강용 강판(10)으로 구조체(100)의 외둘레를 감싸 넣어, 상기 구조체(100)가 제1보강용 강판(10) 내부에 놓이도록 한 후, 판형 구조를 이루고 있는 제2보강용 강판(20)으로 상기 개방된 일면을 용접 등의 접합수단으로 일체화시키면 된다. 이와 같이 상기 제1보강용 강판(10)과 제2보강용 강판(20)을 용접 등의 접합 수단을 통해 접합을 이룬 일체는 상하부가 개방된 중공의 육면체 구조를 이루게 된다.

상기 제1보강용 강판(10)은 사전에 '

' 형상을 절곡된 것을 사용함으로써, 기존 네 개의 면을 모두 용접하는 방식과 비교하여 볼 때 일정한 품질의 제1보강용 강판(10)을 사용함에 따른 시공품질의 신뢰성을 높일 수 있다.

그리고 절곡된 상태의 제1보강용 강판(10)을 사용함으로써, 기존 판형의 강판 네 개를 사용하여 네 면을 이루도록 각각 맞대어 용접하던 방식과 비교하여 공사기간을 상당량 단축시킬 수 있고, 공장재 제품을 사용함에 따라 품질관리가 유리하며, 시공성 및 안전성 확보에 유리하다는 장점을 갖는다.

또한 용접 또는 접합부위를 최소화함으로써, 현장 용접에 따른 화재의 위험성을 많이 줄임으로써 시공의 안전성을 확보할 수 있다.

상기 제1보강용 강판(10)은 도 4에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조체(100)를 외둘레로 감싸도록 밀어넣은 후, 제2보강용 강판(20)과 접합시킴으로써, 콘크리트 구조체(100)를 내부 중앙에 위치시켜 완전하게 감쌀 수 있다.

상기 강판(10, 20)은 Fe 강판 표면 위로 Zn, Mg, Zn 순으로 도금된 Zn-Mg-Zn다층도금강판을 제조한 후, 진공분위기 하에서 승온속도 30 ℃/s로 하여 200 ℃까지 승온시킨 후, 상기 200 ℃에서 50 ~ 70분 동안 열처리하여 제조된 것을 사용함으로써, 고강도 특성과 내부식 특성을 갖고 있어 시공 품질 향상 및 유지관리의 장점을 갖는다.

아연-마그네슘 합금은 높은 내식성을 갖고 있으나, 이때 Zn은 Fe 사이에서 여러 금속간화합물을 형성하여 우수한 밀착성을 가지나, Fe과 Mg 사이에는 어떠한 금속간화합물로 형성하지 않기 때문에 도금 밀착성이 떨어진다. 이에 본 발명에서는 Fe 강판 표면 위로 Zn, Mg, Zn 순으로 도금된 Zn-Mg-Zn다층도금강판을 제조한 후 열처리하여 강판(10, 20)을 완성한다.

상기 보강용 강판(10, 20)을 이용하여 감싸고 있는 콘크리트 구조체(100)는 상기 보강용 강판(10, 20)과 네 면이 소정 폭으로 이격되어 간격을 형성하게 된다.이와 같은 간격은 충진재 그라우팅을 위한 것이다.

본 발명의 특징은 보강용 강판(10, 20)에 다수의 간격유지용 가이드앵커를 설치하여, 작업 현장에 맞는 이격거리를 균일하게 조절함으로써 작업자의 느낌으로 이격거리를 조절하던 종전 방식과 달리 보 또는 기둥의 외부면과 강판 사이의 이격거리를 균일하게 유지하고, 이로써 이격공간에 충진되는 충진재의 두께 또한 균일하게 유지되도록 함에 따라 내진보강 품질관리를 효과적으로 개선할 수 있다는 것이다.

일반적으로 강판을 콘크리트 기둥에 고정시키기 위해, 콘크리트 기둥에 미리 천공되어 있는 구멍으로 강판을 관통하는 앵커볼트를 끼워 넣어 조이게 된다. 하지만 강판에 의해 작업자의 시야가 가려 콘크리트 기둥과 강판간의 이격거리를 정확하게 가늠하기 어려우며, 전적으로 작업자의 직감으로 적정 이격거리를 유지하면서 시공을 하게 된다.

이와 같은 시공의 문제점은 콘크리트 기둥과 강판간의 이격 거리를 일정하게 유지하기가 어렵다는데 있다.

이격 거리가 일정하지 않아 들쑥 날쑥할 경우, 충진재가 채워지는 두께 또한 일정하지 않게 되고, 심각할 경우 그라우팅 자체가 되지 않게 되어 내진보강이 제대로 이루어질 수 없다.

따라서 본 발명에서는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이, 보강용 강판(10, 20)에 다수의 간격유지용 가이드앵커(30)를 설치한다.

상기 간격유지용 가이드앵커(30)는 간격유지용 가이드앵커(30)는 원기둥 구조의 강판결합부(31)와, 상기 강판결합부(31) 직경의 2 ~ 4배의 원기둥 구조를 이루어 간격이 조절된 상태에서 구조체(100)와 접하는 간격조절부(32)로 구성되며,

상기 강판결합부(31)는 민무늬의 원기둥 구조로 강판(10, 20)에 결합되는 전단부(311)와, 나사선(312a)이 형성되어 간격조절부(32)와 나사결합을 이루는 후단부(312)로 구성되고,

상기 간격조절부(32)는 외주면을 따라 등간격의 간격조절식별용 절곡면(321)을 형성되고, 구조체(100)와 접하는 전면에는 간격조절용 기준표시(322)가 형성되며, 상기 간격조절용 기준표시(322)를 기준으로 양방향으로 'in'과 'out'의 문자가 표시되어, 상기 강판결합부(31)에 형성되어 있는 나사선(312a)을 따라 상기 간격조절부(32)를 돌릴 때 전후 이동방향 및 이동간격의 확인이 용이하도록 구성된 것을 사용한다.

상기 간격유지용 가이드앵커(30)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 강판결합부(31)가 보강용 강판(10, 20)과 결합을 이루고, 그 반대편의 간격조절부(32)를 이용하여 간격을 일정하게 조절한 후, 간격 조절이 완료된 후에는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1보강용 강판(10)을 콘크리트 구조체(100)를 외둘레로 감싸도록 밀어넣은 후, 제2보강용 강판(20)과 접합시킴으로써, 콘크리트 구조체(100)를 내부 중앙에 위치시켜 완전하게 감싼다.

이때 상기 보강용 강판(10, 20)과 구조체(100) 간의 이격된 공간은 상기 간격유지용 가이드앵커(30)에 의해 균일한 일정 거리를 유지하게 된다.

상기 간격조절부(32)는 도 7에 도시된 바와 같이, 일방향으로 회전시킴에 따라 강판결합부(31)의 후단부(312)에 형성되어 있는 나사선(312a)을 따라 전 또는 후로 이동함으로써, 보강용 강판(10, 20)과 콘크리트 구조체(100) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

이때 상기 간격조절부(32)의 전면에는 간격조절용 기준표시(322)가 형성되고, 상기 간격조절용 기준표시(322)를 기준으로 양방향으로 'in'과 'out'의 문자가 표시되어 있기 때문에, 상기 간격조절용 기준표시(322)를 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 돌려 회전시킴으로써, 간격조절부(32)의 전, 후 이동에 따른 간격조절이 이루어질 수 있다.

또한 상기 간격조절부(32)의 외주면은 일정 폭으로 다수 절곡된 면을 형성하고 있기 때문에 상기 간격조절용 기준표시(322)과 함께 전진 또는 후진한 일정 거리를 가늠할 수 있어, 보강용 강판(10, 20)에 설치되어 있는 간격유지용 가이드앵커(30)를 통한 일정 간격 유지가 더욱 용이하도록 구성되어 있다.

이와 ?이, 본 발명은 간격유지용 가이드앵커(30)가 강판(10, 20)에 설치됨에 따라, 종래 작업자의 감으로 대충 간격을 확보하던 방식에서 벗어나 구조체(100)의 네 개의 면으로부터 보강용 강판(10, 20)까지의 이격거리가 균일하에 유지됨에 따라, 보강용 강판(10, 20)과 콘크리트 구조체(100) 사이에 채워넣는 충진재에 의한 내진 보강 품질이 전체적으로 균일하게 유지될 수 있어 시공 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 간격유지용 가이드앵커(30)가 형성된 보강용 강판(10, 20)을 이용한 내진보강 구조체(100)의 측면도로서, 간격유지용 가이드앵커(30)와 앵커볼트(40)를 통해 콘크리트 구조체(100)과 보강용 강판(10, 20) 소정의 간격을 두어 고정설치됨을 보이고 있다.

상기 앵커볼트(40)는 탄소(C) 0.39 ~ 0.40 wt%, 규소(Si) 0.22 ~ 0.24 wt%, 망간(Mn) 0.76 ~ 0.84 wt%, 인(P) 0.007 ~ 0.014 wt%, 황(S) 0.003 ~ 0.008 wt%, 크롬(Cr) 0.81 ~ 0.89 wt%, 망간(Mo) 0.13 ~ 0.20 wt%, 니켈(Ni) 0.12 ~ 0.16 wt%, 구리(Cu) 0.07 ~ 0.10 wt% 및 철(Fe) 잔량으로 구성된 것을 사용한다.

상기 구성을 갖는 앵커볼트(40)를 860 ~ 880 ℃에서 80 ~ 100 분 동안 열처리하여 오스테나이트화하고, 550 ~ 650 ℃에서 80 ~ 100 분 동안 템퍼링(tempering)처리 후 공냉한 것으로서, 상기 성분 구성 및 열처리 공정에 의해 고강도 특성 및 저온 인성 및 기계적 성질이 뛰어나다.

상기 콘크리트 구조체(100)과 보강용 강판(10, 20) 사이에 채워지는 충진재는 시멘트모르타르, 에폭시수지 또는 특수섬유가 함유된 폴리머시멘트모르타르 중 선택되는 어느 1종으로서, 콘크리트 구조체(100)과 보강용 강판(10, 20)이 일체화 되도록 그라우팅 한다.

더욱 상세하게는, 비중 1.3, 길이 12~14mm, 직경 35~43 ㎛, 인장강도 1,400 ~ 1,800 MPa, 탄성계수 35~39 GPa의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)인 합성섬유 1.5 ~ 5.0 wt%, 물(Water) 18.0 ~ 26.0 wt%, 시멘트(Cement) 20.0 ~ 28.0 wt%, 퓸드 실리카(Fumed Silica) 0.8 ~ 3.0 wt%, 플라이 애쉬(Fly ash) 14.5 ~ 23.5 wt%, 입도 2~5 ㎛ 석회석(CaCO₃) 미분말의 필러(Filler) 30.1 ~ 35.3 wt% 및 나프탈렌계 또는 멜라민계의 고성능 감수제(Super plasticizer) 0.1 ~ 0.3 wt%의 100.0 wt%로 구성된 복합시멘트(a) 23.0 ~ 38.0 wt%;

모래(b) 25.2~ 35.0 wt%;

포틀랜드 시멘트 45.0 ~ 55.0 wt%와 백운석 분말 45.0 ~ 55.0 wt%의 100.0 wt%로 구성된 균열방지제(c) 3.8 ~ 11.5 wt%;

입경이 1.0 ~ 24.0 ㎛인 마이크로시멘트 또는 콜로이드 시멘트 중 선택되는 어느 1 또는 2종의 시멘트계 주입재(d) 2.5 ~ 10.5 wt%;

SiO₂1.0 ~ 4.2 wt%, A1₂O₃ 20.2 ~ 26.7 wt%, Fe₂O₃ 0.3 ~ 1.5 wt%, CaO 38.2 ~ 47.2 wt%, MgO 0.1 ~ 0.4 wt%, SO₃ 25.1 ~ 33.7 wt%의 100.0 wt%로 구성된 분말도(㎠/g) 5,000인 급결주입재(e) 0.5 ~ 5.5 wt%;

물(water)(f) 30.0 ~ 45.0 wt%;로 구성(a+b+c+d+e+f)되는 것을 사용한다.

상기 시멘트계 주입재는 장기 강도 뿐만 아니라 초기 강도도 상대적으로 우수한 특성을 보이는 것으로서, 충진재의 주입성과 강도를 증가시켜 내구성을 향상시키는 역할을 한다.

이상에서 살펴본 내진보강 구조체(1)를 이용한 시공과정을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 상기 내진보강 구조체(1)의 시공방법은 구조체(100)의 보 또는 기둥의 표면을 전처리하는 단계(S10);

상기 구조체(100)의 보 또는 기둥에 앵커볼트(40)를 체결하기 위한 다수의 체결공(101)을 천공하는 단계(S20);

상기 구조체(100)의 보 또는 기둥의 외주면을 감싸는 강판의 단면이 'ㄷ'자 형상을 이루도록 미리 제작하되, 상기 구조체(100)의 보 또는 기둥의 외주면으로부터 일정 간격을 유지할 수 있도록 하는 간격유지용 가이드앵커(30)가 상기 강판의 내측면에 다수 설치되고, 상기 구조체(100)의 보 또는 기둥에 강판을 고정시키기 위한 앵커볼트(40)의 결합을 위한 다수의 결합공(401)을 천공하여 제1보강용 강판(10)을 제작하는 단계(S30);

상기 제1보강용 강판(10)의 개방된 면의 테두리를 따라 접하도록 직육면체 형상을 이루는 강판에, 상기 구조체(100)의 보 또는 기둥의 외주면으로부터 일정 간격을 유지할 수 있도록 하는 간격유지용 가이드앵커(30)가 상기 강판의 내측면에 다수 설치되고, 상기 구조체(100)의 보 또는 기둥에 강판을 고정시키기 위한 앵커볼트(40)의 결합을 위한 다수의 결합공(401)을 천공하여 제2보강용 강판(20)을 제작하는 단계(S40);

상기 제1보강용 강판(10)과 제2보강용 강판(20)을 앵커볼트(40)를 이용하여 구조체의 보 또는 기둥에 이격된 상태에서 고정하되, 상기 간격유지용 가이드앵커를 이용하여 구조체의 보 또는 기둥으로부터 보강강판이 일정간격으로 이격되도록 조절하여 고정하는 단계(S50);

상기 구조체의 보 또는 기둥과 보강강판 사이의 이격공간을 충진재로 그라우팅하는 단계(S60);를 포함한다.

본 발명에 따른, 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체 및 그 시공방법은 보강용 강판간의 접합을 위한 용접부위를 최소화함으로써 공사기간을 상당히 단축시킬 수 있고, 현장 용접에 따른 화재의 위험성을 현전히 줄일 수 있으며,

간격유지용 가이드앵커를 통해 콘크리트 기둥과 보강용 강판간의 이격거리를 일정하게 유지시켜, 이격 공간에 충진재를 균일한 두께로 채워넣어 내진 보강시공을 함으로써 높은 품질의 시공이 이루어질 수 있어, 산업상 이용가능성이 크다.

1 : 내진보강 구조체
10: 제1보강용 강판
20: 제2보강용 강판
30: 간격유지용 가이드앵커
40: 앵커볼트
50: 충진재
100: 구조체

Claims

보 또는 기둥인 구조체(100)의 외부면으로부터 소정간격으로 이격되어 감싸는 것으로서, 일측면이 개방된 '
'의 판형상의 상부단면을 갖는 제1보강용 강판(10)과,
상기 제1보강용 강판(10)의 개방된 테두리에 접합는, 직사각 판형의 제2보강용 강판(20)과,
상기 제1보강용 강판(10)과 제2보강용 강판(20)의 내측면에 다수 설치되어, 상기 구조체(100)의 외주면으로부터 강판(10, 20)까지의 이격거리를 일정하게 조절해주는 간격유지용 가이드앵커(30)와,
상기 간격유지용 가이드앵커(30)에 의해 상기 구조체(100)의 외부면으로부터 소정간격 이격되어 있는 강판(10, 20)을 고정하기 위해, 상기 강판(10, 20)을 관통하여 상기 구조체(100)에 미리 천공된 고정홀과 결합을 이루는 앵커볼트(40)와,
상기 구조체(100)와 강판(10, 20)이 상기 앵커볼트(40)에 의해 체결되고, 상기 간격유지용 가이드앵커(30)에 의해 상기 구조체(100)와 강판(10, 20) 사이에 이격되어 형성된 공간을 채우는 충진재(50)를 포함하는 것에 있어서,

상기 충진재(50)는 비중 1.3, 길이 12~14mm, 직경 35~43 ㎛, 인장강도 1,400 ~ 1,800 MPa, 탄성계수 35~39 GPa의 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)인 합성섬유 1.5 ~ 5.0 wt%, 물(Water) 18.0 ~ 26.0 wt%, 시멘트(Cement) 20.0 ~ 28.0 wt%, 퓸드 실리카(Fumed Silica) 0.8 ~ 3.0 wt%, 플라이 애쉬(Fly ash) 14.5 ~ 23.5 wt%, 입도 2~5 ㎛ 석회석(CaCO₃) 미분말의 필러(Filler) 30.1 ~ 35.3 wt% 및 나프탈렌계 또는 멜라민계의 고성능 감수제(Super plasticizer) 0.1 ~ 0.3 wt%의 100.0 wt%로 구성된 복합시멘트(a) 23.0 ~ 38.0 wt%;
모래(b) 25.2~ 35.0 wt%;
포틀랜드 시멘트 45.0 ~ 55.0 wt%와 백운석 분말 45.0 ~ 55.0 wt%의 100.0 wt%로 구성된 균열방지제(c) 3.8 ~ 11.5 wt%;
입경이 1.0 ~ 24.0 ㎛인 마이크로시멘트 또는 콜로이드 시멘트 중 선택되는 어느 1 또는 2종의 시멘트계 주입재(d) 2.5 ~ 10.5 wt%;
SiO₂1.0 ~ 4.2 wt%, A1₂O₃ 20.2 ~ 26.7 wt%, Fe₂O₃ 0.3 ~ 1.5 wt%, CaO 38.2 ~ 47.2 wt%, MgO 0.1 ~ 0.4 wt%, SO₃ 25.1 ~ 33.7 wt%의 100.0 wt%로 구성된 분말도(㎠/g) 5,000인 급결주입재(e) 0.5 ~ 5.5 wt%;
물(water)(f) 30.0 ~ 45.0 wt%;로 구성(a+b+c+d+e+f)되는 것을 특징으로 하는 간격유지용 가이드앵커가 형성된 강판을 이용한 내진보강 구조체.
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