KR101193074B1 - 외부 내력 프리캐스트 콘크리트 벽패널을 이용하여 내진 보강한 상부 구조물의 기초 보강 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물의 기초 보강 방법에 관한 것으로서, 1층 바닥 보와 2층 바닥 보 사이에 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치하고, 1층 바닥 보의 측면 표면에서 1층 바닥 보의 주근까지의 측면을 제거하고, 제거된 공간에 철근을 삽입하며, 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하고, 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 철근이 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근과 연결되는 것을 특징으로 하며, 기존 독립기초를 연속기초로 변화시키면서 연속기초와 상부층에 보강된 PC 부재를 연결하여 지진 발생시 수평력을 효율적으로 전달할 수 있다.

Description

외부 내력 프리캐스트 콘크리트 벽패널을 이용하여 내진 보강한 상부 구조물의 기초 보강 방법{Method of strengthening foundation where above main structure is reinforced with external load bearing precast concrete wall panel}

본 발명은 구조물의 기초 보강방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존 독립기초를 연속기초로 변화시키면서 연속기초와 상부층에 보강된 PC 부재를 연결하여 지진 하중 하에서 수평력을 효율적으로 전달할 수 있는 구조물의 기초 보강 방법에 관한 것이다.

2008년 5월 12일 중국 쓰촨성 지역에서 규모 8의 대지진이 발생하였다. 이 강진으로 학교건물 7,000여 채가 붕괴되어 많은 학생들이 피해를 입었다. 우리나라는 90년대 초까지 연 20회 정도 발생하던 지진이 2000년 이후 그 빈도가 증가하여 연평균 40회 이상 발생하였다. 그리고 최근 10년 동안 리히터 규모 5이상의 지진이 두 차례나 발생하였다. 기상청과 소방 방재청에 따르면 한반도 지역은 세계 지진발생의 70%를 차지하는 환태평양 지진대에 속해 있을 뿐만 아니라 매년 40여 차례의 지진이 발생하는 지진 위험국으로 분류되고 있다.

내진설계가 되어있지 않은 학교건물 중 70년대에 시공된 건물은 대부분 표준설계도에 의해 시공되었다. 그 결과 현재 우리나라 초중고 건물 중 내진설계가 된 건물은 10개 중 1개에 불과하다.

70년대 학교건물 표준설계도란 서울시 특별교육위원회에서 학교건물설계를 위한 표준을 정하고 제안한 도면으로, 그 당시에 시공된 약 3,000여개의 학교건물들은 이 도면에 의하여 시공되었다 할 수 있다. 70년대에 지어진 학교는 전단벽이 없이 보-기둥 구조로만 된 구조로서, 내진설계가 되어있지 않은 구조물이다. 그러나 근래에 막대한 공사비로 인하여 70년대 건물들은 리모델링하여 재사용할 것이 강력히 요구되고 있다. 이를 위하여 보강 후의 건물은 현재의 내진규정을 만족하여야 하는데, 학교건물과 같이 일정간격과 높이로 반복되는 건물에 전단벽을 가장 저렴하고 효율적으로 시공할 수 있는 리모델링 방법이 필요하였다.

한편, 소방 방재청 자료(2010 11월 15일 국토일보)에 따르면, 초등학교, 중고등학교 건물에서 내진보강이 시급하게 요구되는 건물은 16,000여개이며, 공공건축물의 경우 내진보강이 필요한 건축물은 4만 3,437동으로 추산된다.

만일 목표건물의 일부 외벽이 PC 부재로 내진보강된 구간이 존재한다면 이 보강된 구간은 보강되지 않은 부분보다 훨씬 큰 지내력을 필요로 한다. 따라서, 이에 상응하는 합리적인 기초공법이 필요하다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존 독립기초를 연속기초로 변화시키면서 연속기초와 상부층에 보강된 PC 부재를 연결하여 지진 발생시 수평력을 효율적으로 전달할 수 있는 구조물의 기초 보강 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 1층 바닥 보와 2층 바닥 보 사이에 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치하는 단계; 상기 1층 바닥 보의 측면 표면에서 상기 1층 바닥 보의 주근까지의 측면을 제거하고, 상기 제거된 공간에 철근을 삽입하는 단계; 및 상기 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하는 단계를 포함하고, 상기 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 상기 접합된 철근이 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근과 연결되는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 1층 바닥 보의 측면 표면은 외측면 표면과 내측면 표면으로 이루어진다.

또한, 상기 제거된 측면은 적어도 2개 이상의 철근 삽입 공간으로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 프리캐스트 콘크리트 부재와 맞닿아 있는 상기 1층 바닥 보의 측면을 제거하고, 철근을 삽입한다.

또한, 상기 1층 바닥 보 아랫부분의 흙을 제거하고, 콘크리트를 타설할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하는 방법은 스플라이스 접합인 것이 바람직하다.

또한, 상기 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 상기 접합된 철근이 복수 개이고, 상기 복수의 접합된 철근과 상기 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근을 연결할 수 있다.

상기 구조물의 기초가 독립 기초인 경우, 상기 독립 기초 각각에 대응하는 바닥 철근을 연결한 후, 콘크리크를 타설함으로써, 연속기초를 형성할 수 있다.

또한, 복수 개의 독립 기초들 중에서 상기 구조물의 양쪽 끝에 있는 독립 기초들을 연결함으로써, 상기 연속기초를 일부만 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 1층 보와 상기 2층 보 사이에 설치된 프리캐스트 콘크리트 부재를 제 1 프리캐스트 콘크리트 부재하고 하면, 상기 2층 보와 3층 보 사이에 제 2 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치하는 단계; 상기 2층 보의 측면 표면에서 상기 2층 보의 주근까지의 측면을 제거하고, 상기 제거된 공간에 철근을 삽입하는 단계; 및 상기 삽입된 철근과 상기 제 1 프리캐스트 콘크리트 부재를 연결하고, 상기 삽입된 철근과 상기 제 2 프리캐스트 콘크리트 부재를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 지하층 바닥과 1층 바닥 보 사이에 연속기초를 형성하는 단계; 상기 지하층 바닥을 정리하고 상기 연속기초가 놓일 부분을 설정하는 단계; 상기 1층 바닥 보의 측면 표면에서 상기 1층 바닥 보의 주근까지의 측면을 철근삽입이 용이하도록 제거하고, 상기 1층 바닥 보의 주근을 연속화시키기 위해 1층 바닥슬래브를 천공하고, 외부 주근은 상기 1층 바닥보에 맞닿도록 하여 상기 1층 바닥슬래브 위로 일정길이 돌출시키고 상기 1층 바닥 보 측면에 모르타르로 되메움하는 단계; 상기 제거된 공간에 상기 외부 주근을 삽입하는 단계; 상기 외부 주근을 상기 지하층 바닥 또는 독립기초 윗면까지 맞댐이음이나 용접에 의하여 ㄴ-자 형태로 직각으로 휘어 내려 상기 연속기초의 주근을 형성하는 단계; 상기 연속기초의 주근에 대근을 설치하는 단계; 상기 연속기초가 놓은 부분에 거푸집을 치고 콘크리트를 타설하는 단계; 1층 바닥 슬래브와 2층 바닥 보-기둥 사이에 PC 벽패널을 설치하는 단계; 상기 1층 바닥 슬래브에 돌출되고 상기 연속기초로부터 연속된 주근 위에 상기 PC 벽패널 하단부에 설치된 스플라이스 접합부를 삽입시키고 상기 PC 벽패널을 고정하는 단계; 및 상기 스플라이스 접합부에 고강도 모르타르를 주입하는 단계를 포함하는 구조물의 기초 보강방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 구조물 내부에서 굴곡되어 연결된 상기 1층 바닥 보의 내측면의 기초철근은 상기 1층 바닥 보 측면 홈을 지나 슬래브를 뚫고 돌출하고, 구조물 외곽에서 ㄱ자로 꺽여 연결된 기초철근은 외측면에서 상기 1층 바닥 보의 측면 홈에 삽입하여 에폭시 등으로 고정하여 설치할 수 있다.

또한, 상기 제거된 측면은 2개 철근을 1개조로 하여 여러 쌍의 철근이 포함될 수 있다. 상기 PC 벽패널과 맞닿아 있는 상층 바닥 보의 측면을 제거하고, 철근을 삽입할 수 있다.

또한, 상기 1층 바닥 보 아랫부분의 흙을 제거하고, 콘크리트를 타설하여 부분 온통기초 형식 또는 기존의 역T형 단면 연속기초 형식으로 기초를 보강할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존 독립기초를 연속기초로 변화시키면서 연속기초와 상부층에 보강된 PC벽체 또는 철근콘크리트 벽체를 연결하여 지진 발생시 수평력을 효율적으로 전달할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 공기와 공사비를 절약할 수 있는 PC 부재를 활용하여, 철근콘크리트 본연의 내력을 갖춘 내진 건물을 저렴하게 리모델링할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 기초를 보강한 구조물의 주심도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 장변 방향의 보강 PC 벽패널(120)의 예들을 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 단변 방향의 보강 PC 벽패널(125)의 예들을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 기초 보강 방법에 따라 기초를 보강한 구조물의 종 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 위층 PC 패널과 아래층 PC 패널의 접합부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기초를 보강한 구조물의 횡 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바닥보의 단면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구조물의 기초 보강 방법의 흐름도이다.
도 9는 도 2b에 도시된 창틀용 내진 보강 접합구조를 갖는 보강 PC 벽패널(120)의 실제 설치 상태를 도시한 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 보강 PC 벽패널(120)의 수직 단부에 포함된 철근이 아래층 보로부터 돌출된 철근과 접합되어 있는 상태를 확대한 도면이다.
도 11은 도 9에 도시된 보강 PC 벽패널(120)을 위쪽에서 바라본 도면이다.
도 12는 도 9에 도시된 보강 PC 벽패널(120)을 정면에서 바라본 도면이다.
도 13은 보강 PC 벽패널(120)의 수직 단부에 포함된 철근을 아래층 보로부터 돌출된 철근과 접합하는 일례를 도시한 것이다.

본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 기초 보강 방법은 1층 바닥 보와 2층 바닥 보 사이에 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치하는 단계; 상기 1층 바닥 보의 측면 표면에서 상기 1층 바닥 보의 주근까지의 측면을 제거하고, 상기 제거된 공간에 철근을 삽입하는 단계; 및 상기 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하는 단계를 포함하고, 상기 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 상기 접합된 철근이 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근과 연결되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

학교건물과 같이 동일한 경간(span)과 층고(story height)의 건물일 경우 내진 보강을 위해 PC 벽패널(Precast Concrete Wall Panel) 부재를 활용하는 것이 경제적이다. 아울러, 목표건물의 일부 외벽이 PC 부재로 내진보강된 구간이 존재한다면 그 보강된 구간에는 보강되지 않은 구간보다 훨씬 큰 지반 반력이 요구된다.

이를 위하여, 장변 방향 외곽 기둥의 강성을 보강하는 방법으로 장변방향 모서리에서 내측 방향 기둥으로 요구하중에 대응하도록 PC 측벽으로 단면확장 방식으로 보강하고, 단변방향은 모든 보-기둥구간이 내력벽으로 변경된다.

지진하중 하에서 올바른 내력을 산출하기 위하여, 기둥에서 단면이 증가된 장변방향 전단벽과 변화된 단변 방향 전단벽은 이에 대응하도록 독립기초에서 연속기초로 개선된 보강이 필요하다.

즉 기존의 기둥은 각개 기둥에 대한 독립기초이다. 이 독립기초는 상부 구조물의 변화에 대응하여 연속기초로 개선되어야 올바른 내력을 발휘할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 기초를 보강한 구조물의 주심도를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 기존 기둥(100), 기존 독립 기초(110), 보강 PC 벽패널(120, 125), 및 보강 연속기초(130)가 도시되어 있다.

각각의 기존 기둥(100) 별로 기존 독립 기초(110)가 연결되어 있으며, 내진 리모델링을 실시할 경우 지상의 장변 방향의 보강 PC 벽패널(120)과 단변 방향의 보강 PC 벽패널(125)은 기존 기둥(100)과 연결되어 있다. 또한, 기존 독립 기초(110)들 사이는 서로 연결되어 보강 연속기초(130)를 형성하려 한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 기존 독립 기초들 중에서 구조물의 양쪽 끝에 위치한 상부 리모델링 내진벽을 설치한 하부 독립 기초(100)들만을 연결하여도 충분하다. 연속기초는 줄기초 또는 온통기초를 포함한다.

보강 PC 벽패널(120, 125)은 프리캐스트 콘크리트 부재(이하 PC 부재)의 일 예이며, 도 2와 도 3에서 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 장변 방향의 보강 PC 벽패널(120)의 예들을 도시한 것이다.

도 2a는 도 1에 도시된 보강 PC 벽패널(120)을 "ㄱ"자형 또는 "ㄴ"자형으로 형성하여 기둥과 보 사이에 설치하고, 좌우 상하 서로 마주보도록 대응시켜 설치하는 "ㅁ"자형 구조이다.

보강 PC 벽패널(120)의 단부에는 다수의 연결고리 부재가 설치되어 연결부를 구성하되, 수직부재 또는 수평부재가 서로 대응되어 연결고리 부재 중앙부에 원형고리가 형성되면 상기 중앙부에 철근핀 부재(16)가 설치된다.

또한 보강 PC 벽패널(120)의 수직부재(6)와 수평부재(7)의 외면 일측에는 양측에 통공(10)을 갖는 스틸패널부재(9)가 설치된다.

수직 부재 내에는 상부근(3), 스플라이스 접합철물(4), 및 하부근(5)이 포함되어, 상부근(3)과 하부근(5)이 스플라이스 접합된 것이 나타나 있다. 이때 하부근(5)은 바닥보의 측면을 관통하여 아래층의 또다른 보강 PC 벽패널의 상부근과 연결될 수 있다.

도 2b는 창틀용 내진 보강 접합구조의 보강 PC 벽패널(120)을 도시한 것이다.

PC 부재(1)는 'ㄴ' 형태이며, 수평 부재(7)와 수직 부재(6)로 구분된다.

연결고리 부재(8)는 연결부(2)에 설치되어 있어 수평 부재(7, 7') 간의 신축 접합부를 구성한다.

철판 부재(9)는 양쪽에 통공(10)이 형성되어 있으며, 통공(10)에 앵커볼트를 끼워 기둥과 보에 설치된 앵커 부재에 PC 부재(1)가 결합되도록 하여 결과적으로 PC 부재(1)가 기둥과 보에 견고히 결합되도록 한다.

철근핀 부재(16)는 연결고리 부재(8)와 연결고리 부재(8') 사이에 끼워 강접합 구조를 형성하도록 한다.

수직 부재(7) 내에는 상부근(3), 스플라이스 접합철물(4), 및 하부근(5)이 포함되어, 상부근(3)과 하부근(5)이 스플라이스 접합된 것이 나타나 있다. 이때 하부근(5)은 바닥보의 측면을 관통하여 아래층의 또다른 보강 PC 벽패널의 상부근과 연결될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 창문이 없는 단변 방향의 보강 PC 벽패널(125)의 예들을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 보강 PC 벽패널(125)은 각각 PC 부재(1), 연결고리 부재(8), 철판 부재(9), 및 요홈부(12)를 포함하여 구성된다.

PC 부재(1)의 접합부는 PC 부재와 PC 부재 사이에서의 접합부와 PC 부재와 RC(reinforced concrete) 부재 사이에서의 접합부로 구분할 수 있다.

연결고리 부재(8)는 연결부(2)에 설치되어 있어 PC 부재 간의 신축 접합부를 구성한다.

철판 부재(9)는 양쪽에 통공(10)이 형성되어 있으며, 통공(10)에 앵커볼트를 끼워 기둥과 보에 설치된 앵커 부재에 PC 부재(1)가 결합되도록 하여 결과적으로 PC 부재(1)가 기둥과 보에 견고히 결합되도록 한다.

요홈부(12)는 연결고리 부재(8)가 형성되어 있는 부분으로, 단면 형태가 " "형인 것이 바람직하다.

철근핀 부재(16)는 연결고리 부재(8)와 연결고리 부재(8) 사이에 끼워 강접합 구조를 형성하도록 한다.

한편, 수직 부재 내에는 상부근(3), 스플라이스 접합철물(4), 및 하부근(5)이 포함되어, 상부근(3)과 하부근(5)이 스플라이스 접합된 것이 나타나 있다. 이때 하부근(5)은 바닥보의 측면을 관통하여 아래층의 또다른 보강 PC 벽패널의 상부근과 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물의 기초 보강 방법에 따라 기초를 보강한 구조물의 종 단면도를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 1층 바닥 보(420)의 측면과 1층 바닥 슬래브(410)를 관통하고 돌출한 철근을 1층 바닥 위의 PC 벽패널 (120)에 연결시킬 수 있는 방법으로 스플라이스 연결철(122)을 사용할 수 있다.

보강 철근(121)은 1층 바닥 보(420)의 양측면에 각각 하나씩 2열로 배치되고 기존 독립기초(110)에서부터 연속된 보강철근(121)은 단부 구속효과(Restrained Effect of End Plate) 등에 의해서 기존기둥과 합성작용이 발생하므로, 기둥의 강성과 강도를 더욱 증가시킨다.

또한, 1층 바닥 보(420)의 아랫부분을 콘크리트 타설하여, 부분 온통기초 형식이나 기존의 역T형 단면 연속기초를 형성하도록 할 수도 있을 것이다. 이때, 보강철근(121)이 바닥철근(132)과 정착되도록 하는 것이 바람직하다.

도 5는 위층 PC 패널과 아래층 PC 패널의 접합부의 단면도이다.

도 4는 1층 바닥 보(420)를 통과하여 기존 독립기초(110)에 이르는 보강철근(121)의 연결 상태를 도시한 것이라면, 도 5는 위층 PC 패널(120)에서 아래층 PC 패널(120')에 이르는 보강철근의 연결 상태를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 보강 철근은 위층 슬래브(500)와 위층 보(520)을 통과하여 각각 위층 벽패널(120)의 철근 및 아래층 벽패널(120')의 철근과 연결된다.

보강 철근은 위층 벽패널(120)의 철근과는 스플라이스 철물(122)로 연결되어 있으며, 아래층 벽패널(120')의 철근과는 철근 용접(530)을 통해 연결되어 있다. 한편, 아래층 벽패널(120')은 접합철물(540)을 이용하여 기존 기둥과 접합될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 기초를 보강한 구조물의 횡 단면도를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 1층 바닥 보(420)의 아랫부분에는 연속기초를 위한 바닥철근(132)을 배치하고 그 위에 보강기둥의 주근을 90도 구부려 기초저면에 정착한 후 전단 보강근을 배치하고 계획구간안(슬래브 하단 부분)에 부분 온통기초 형식이나 기존의 역T형 단면 연속기초 형식으로 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설한다.

도 6에 도시된 횡단면과 같이 상부 보강 벽패널(120)의 폭은 1층 바닥보(420)와 같거나 2-4cm 큰 것이 적당하다. 활용되는 PC 부재로는 U자, ㅁ자, 또는 4-ㄱ자 등 기둥측면을 보강하는 부재이면 모두 가능하다.

기존 보(420)의 일부분에 보강 철근 삽입구(430)를 보의 양측면에 형성하고, 상기 형성된 공간에 보강철근(121)을 삽입합으로써, PC 부재(120)의 철근과 보강철근(121)을 결합할 수 있다.

대부분의 건물은 ㅁ자로 시공할 경우 1층 바닥에만 적용될 뿐 2층부터는 철근의 연속화 없이 횡력에 대한 저항을 만족시킬 수 있다. 그러나 기존 건물과 동일한 형태를 재현하기 위하여 2-L(U자공법)을 사용할 경우 ㅁ자 패널상부에 압축 스트럿이 없으므로, 이를 대치할 수 있는 주근의 연속화가 필요하다.

주근 연속은 스플라이스 접합부로 하고 기둥 상하부에 PC패널과 연결시킬 수 있는 철물이 필요하다. 체움벽 PC를 활용하였을 경우 보의 전단면에 스플라이스 접합부가 필요하다. 이 경우 비용을 절감하기 위하여 헤드철근을 활용할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바닥보의 단면을 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 기존 철근콘크리트 보-기둥 건물은 폭 25 ~ 35cm, 깊이 50 ~ 60cm 단면이다. 도 7a와 같이 보에 천공을 하여 철근을 관통하면, 보의 파괴가 우려될 뿐 아니라 전단 보강근 등의 훼손으로 보의 내력저하를 초래하고 작업역시 철근에 걸리는 등 극히 어렵게 된다. 따라서, 도 7b와 같이 보의 피복두께가 최소 4 ~ 7 cm이므로 주근이 보이는 측면까지 보 측면으로 관통하게 되면 보의 표면에서 최소 5 ~ 9 cm이상의 깊이를 갖게 되므로 기존 보를 손상하지 않고 작업이 가능하다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구조물의 기초 보강 방법의 흐름도이다.

800 단계에서 1층 바닥 보와 2층 바닥 보 사이에 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치한다. 이때, 활용되는 프리캐스트 콘크리트 부재로는 U자, ㅁ자, 또는 4-ㄱ자 등 모두 가능하다.

810 단계에서 1층 바닥 보의 측면 표면에서 1층 바닥 보의 주근까지의 측면 콘크리트를 홈형으로 제거하고, 제거된 공간에 철근을 삽입하여 천공한 슬래브 위로 일정길이 돌출시키고 모르타르로 구멍주변을 메운다.

820 단계에서 1층 바닥보의 측면에서 연장하여 슬래브 위로 돌출된 철근과 프리캐스트 콘크리트 부재의 측면하단 스플라이스 접합철물에 이 철근을 삽입하여 고강도 모르타르로 접합시킨다. 이때의 접합은 스플라이스 접합인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

830 단계에서 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 상기 접합된 철근을 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근과 연결한다. 기초 주근에는 일정 간격마다 대근을 설치한다.

840 단계에서 1층 바닥보의 아랫부분에 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설한다.

도 9는 도 2b에 도시된 창틀용 내진 보강 접합구조를 갖는 보강 PC 벽패널(120)의 실제 설치 상태를 도시한 것이다.

도 10은 도 9에 도시된 보강 PC 벽패널(120)의 수직 단부에 포함된 철근이 아래층 보로부터 돌출된 철근과 접합되어 있는 상태를 확대한 도면이다.

도 11은 도 9에 도시된 보강 PC 벽패널(120)을 위쪽에서 바라본 도면으로, 보강 PC 벽패널(120) 내부는 비어 있으며, 콘크리트를 타설하여 빈 공간을 채우게 된다.

도 12는 도 9에 도시된 보강 PC 벽패널(120)을 정면에서 바라본 도면으로, 보강 PC 벽패널(120)의 연결고리 부재 사이에 철근핀 부재가 끼워져 강접합 구조를 형성하도록 한다.

도 13은 보강 PC 벽패널(120)의 수직 단부에 포함된 철근을 아래층 보로부터 돌출된 철근과 접합하는 일례를 도시한 것이다.

철근과 철근을 기계적으로 잇는 경우 스플라이스 접합을 할 수 있으나, 스플라이스 철근비용이 고가이므로, 도 13과 같이 철근 단부에 나사산 작업을 함으로써, 철근 접합을 할 수 있다. 철근에 나사산을 생성하는 것은 가공비용이 저렴하다.

보 측면의 콘크리트를 홈으로 따낸 곳에 나사산이 있는 철근을 심고, 심은 철근이 슬래브를 뚫고 나올 때, 도 13과 같이 철근 이음구를 이용하여 조립하면 되므로 간단하게 철근이음을 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

보-기둥 철근콘크리트 건물 리모델링시 내력 PC 벽패널과 RC 내진벽의 기초공법으로 활용 가능함.

1 : PC 부재 2 : 연결부
3 : 상부근 4 : 스플라이스 접합철물
5 : 하부근 6 : 수직 부재
7 : 수평 부재 8 : 연결고리 부재
9 : 철판 부재 10 : 통공
12 : 요홈부 16 : 철근핀 부재
100 : 기존 기둥 110: 기존 독립 기초
120 : 보강 PC벽 121 : 보강철근
122 : 스플라이스 연결철 125 : 보강 PC벽
130 : 보강 연속기초 132 : 바닥 철근
410 : 1층 바닥 슬래브 420 : 1층 바닥 보
430 : 보강 철근삽입구 440 : 보강철근 정착
500 : 위층 슬래브 510 : 보강철근 삽입구
520 : 위층 보 530 : 철근 용접
540 : 접합철물

Claims (17)

1층 바닥 보와 2층 바닥 보 사이에 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치하는 단계;
상기 1층 바닥 보의 측면 표면에서 상기 1층 바닥 보의 주근까지의 측면을 제거하고, 상기 제거된 공간에 철근을 삽입하는 단계; 및
상기 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하는 단계를 포함하고,
상기 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 상기 접합된 철근이 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근과 연결되는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 1층 바닥 보의 측면 표면은 외측면 표면과 내측면 표면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 제거된 측면은 적어도 2개 이상의 철근 삽입 공간으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 프리캐스트 콘크리트 부재와 맞닿아 있는 상기 1층 바닥 보의 측면을 제거하고, 철근을 삽입하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 1층 바닥 보 아랫부분의 흙을 제거하고, 콘크리트를 타설하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하는 방법은 스플라이스 접합인 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 1층 바닥 보의 아래쪽으로 이어진 상기 접합된 철근이 복수 개이고, 상기 복수의 접합된 철근과 상기 구조물의 기초를 형성하는 바닥 철근을 연결하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 구조물의 기초가 독립 기초인 경우, 상기 독립 기초 각각에 대응하는 바닥 철근을 연결한 후, 콘크리크를 타설함으로써, 연속기초를 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 8 항에 있어서,
복수 개의 독립 기초들 중에서 상기 구조물의 양쪽 끝에 있는 독립 기초들을 연결하여, 상기 연속기초를 일부만 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 삽입된 철근과 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 접합하는 방법은 상기 삽입된 철근의 단부에 나사산을 생성하여, 철근 이음구에 결합하고, 상기 상기 프리캐스트 콘크리트 부재의 철근을 상기 철근 이음구에 결합하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 1층 보와 상기 2층 보 사이에 설치된 프리캐스트 콘크리트 부재를 제 1 프리캐스트 콘크리트 부재하고 하면,
상기 2층 보와 3층 보 사이에 제 2 프리캐스트 콘크리트 부재를 설치하는 단계;
상기 2층 보의 측면 표면에서 상기 2층 보의 주근까지의 측면을 제거하고, 상기 제거된 공간에 철근을 삽입하는 단계; 및
상기 삽입된 철근과 상기 제 1 프리캐스트 콘크리트 부재를 연결하고, 상기 삽입된 철근과 상기 제 2 프리캐스트 콘크리트 부재를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

지하층 바닥과 1층 바닥 보 사이에 연속기초를 형성하는 단계;
상기 지하층 바닥을 정리하고 상기 연속기초가 놓일 부분을 설정하는 단계;
상기 1층 바닥 보의 측면 표면에서 상기 1층 바닥 보의 주근까지의 측면을 철근삽입이 용이하도록 제거하고, 상기 1층 바닥 보의 주근을 연속화시키기 위해 1층 바닥슬래브를 천공하고, 외부 주근은 상기 1층 바닥보에 맞닿도록 하여 상기 1층 바닥슬래브 위로 일정길이 돌출시키고 상기 1층 바닥 보 측면에 모르타르로 되메움하는 단계;
상기 제거된 공간에 상기 외부 주근을 삽입하는 단계;
상기 외부 주근을 상기 지하층 바닥 또는 독립기초 윗면까지 맞댐이음이나 용접에 의하여 ㄴ-자 형태로 직각으로 휘어내려 상기 연속기초의 주근을 형성하는 단계;
상기 연속기초의 주근에 대근을 설치하는 단계;
상기 연속기초가 놓은 부분에 거푸집을 치고 콘크리트를 타설하는 단계;
1층 바닥 슬래브와 2층 바닥 보-기둥 사이에 PC 벽패널을 설치하는 단계;
상기 1층 바닥 슬래브에 돌출되고 상기 연속기초로부터 연속된 주근 위에 상기 PC 벽패널 하단부에 설치된 스플라이스 접합부를 삽입시키고 상기 PC 벽패널을 고정하는 단계; 및
상기 스플라이스 접합부에 고강도 모르타르를 주입하는 단계를 포함하는 구조물의 기초 보강방법.

제 12 항에 있어서,
구조물 내부에서 굴곡되어 연결된 상기 1층 바닥 보의 내측면의 기초철근은 상기 1층 바닥 보 측면 홈을 지나 슬래브를 뚫고 돌출하고, 구조물 외곽에서 ㄱ자로 꺽여 연결된 기초철근은 외측면에서 상기 1층 바닥 보의 측면 홈에 삽입하여 에폭시 등으로 고정하여 설치하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강방법.

제 12 항에 있어서,
상기 제거된 측면은 2개 철근을 1개조로 하여 여러 쌍의 철근이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 12 항에 있어서,
상기 PC 벽패널과 맞닿아 있는 상층 바닥 보의 측면을 제거하고, 철근을 삽입하는 것을 특징으로 하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 12항에 있어서,
상기 1층 바닥 보 아랫부분의 흙을 제거하고, 콘크리트를 타설하여 부분 온통기초 형식으로 기초를 보강하는 구조물의 기초 보강 방법.

제 12항에 있어서,
상기 1층 바닥 보 아랫부분의 흙을 제거하고, 콘크리트를 타설하여 기존의 역T형 단면 연속기초 형식으로 기초를 보강하는 구조물의 기초 보강 방법.

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