KR101214139B1 - 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조 및 단면증설 내진보강공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 설치되도록 일측 방향으로 길게 늘어진 판재 형상의 하부강판(100); 기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 상기 하부강판(100)의 외측 영역에 천공된 앵커홀에 설치되는 다수 개의 앵커볼트(200); 상기 앵커볼트(200)에 삽입되어 상기 앵커볼트(200)에 체결되는 고정용너트(210)에 의하여 상기 하부강판(100)을 압착하여 콘크리트 구조물의 표면에 고정시키는 막대 형상의 고정클램프(300); 상기 하부강판(100)과 수직을 이루도록 상기 하부강판(100)의 상부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되어 상기 하부강판(100) 상부로 돌출되는 길게 늘어진 판재 형상의 하중전달판(400); 및, 상기 하중전달판(400)의 상단부에 용접결합되어 상기 하부강판(100)과 나란하게 배열되는 상부강판(500);을 포함하여 구성되고, 상기 고정클램프(300)에는 상기 앵커볼트(200)가 통과하는 앵커용장공(310)이 상기 고정클램프(300)의 길이 방향으로 길게 절개되어 상기 고정클램프(300)의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조 및 이에 관한 공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기존 철근 콘크리트 구조물의 보강 부재를 클램프를 사용하여 콘크리트 표면에 고정한 후 단면을 증설함으로써 보강 부재의 설치 공정을 단순화하고 현장 작업 효율을 높일 수 있으며 지진 발생 시 기존 부재와 단면증설 부재의 일체 거동을 유발하여 귀중한 인명과 재산상의 손실을 최소화할 수 있는 단면증설 내진보강구조 및 방법에 관한 것이다.
근래 자주 발생되고 있는 주변 국가들의 지진으로 인한 인적 물적 피해사례는 상상을 초월하는 수준이라고 할 수 있으며 중, 약진 지역으로 분류되는 우리나라도 이러한 자연 재해적 지진으로부터 안전하다고 할 수 없는 실정이다.
더구나 국내의 지진 대비 환경은 기존 건축시설물의 80%이상이 지진에 거의 무방비한 상태라고 할 수 있으며 특히 중, 저층 구조물의 대다수인 다세대 주택과 비상시 인근 주민들의 대피장소로 사용되어야 할 학교시설물 등은 이제 겨우 내진보강을 시작하고 있는 실정이다.
일반적으로 기존 건축시설물의 내진보강공사는 특별한 경우 이외에는 실외에서 이루어지고 있다. 이는 기존의 건축물의 사용성을 가능한 제한하지 않기 위함이라 할 수 있다.
도1과 같이 콘크리트 구조물(10)의 외측 표면에 내진 보강용 철골 구조물을 일체로 결합하는 종래의 접합구조의 경우 보강판(20)과 하중전달판(30), 철골프레임(40) 등을 기존 콘크리트 구조물의 표면에 설치한 후 모르타르(50)를 타설하여 단면을 증설하게 된다. 이러한 종래의 단면증설 보강공법의 경우 보강판(20)에 미리 앵커볼트 장착을 위한 구멍(21)을 타공한 후 타공된 보강판(20)을 콘크리트 구조물(10)의 표면에 부착한 상태에서 타공된 구멍(21)의 패턴을 따라 콘크리트 구조물(10)의 표면에 앵커볼트(60) 장착을 위한 구멍(11)을 천공한 후 앵커볼트(60)를 장착하여 보강판(20)을 콘크리트 구조물의 표면에 고정시키는 과정을 수행해야만 한다. 왜냐하면 미리 콘크리트 구조물(10)의 표면에 앵커볼트(60) 장착을 위한 구멍을 천공할 경우 보강판(20)에 타공된 구멍(21)의 패턴과 불일치하여 보강판(20)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치할 수 없는 경우가 자주 발생하기 때문이다. 아울러 보강판(20)의 설치 작업이 완료된 후 보강판(20)의 상부에 철골프레임(40)이 일체로 결합된 하중전달판(30)을 용접하는 작업을 수행해야만 하는데, 왜냐하면 보강판(20)의 상부에 하중전달판(30)과 철골프레임(40)이 용접되어 있다면 보강판(20)을 템플레이트로 사용하여 콘크리트 구조물의 표면에 앵커볼트(60) 장착을 위한 구멍을 천공할 수 없기 때문이다.
이와 같이 수직벽을 이루는 콘크리트 구조물의 표면에 하중전달판(30)을 배치하여 용접작업을 수행하는 것이 불가능하지는 않으나 공간이 협소하여 작업이 번거롭고 많은 시간이 소요되며, 안전사고의 위험성이 높다는 문제점이 있다. 물론 보강판(20)을 템플레이트로 사용하여 콘크리트 구조물의 표면에 앵커볼트(60) 장착을 위한 구멍을 천공하는 과정도 보강판(20)을 설치하지 않은 상태에서 콘크리트 구조물의 표면에 앵커볼트(60) 장착을 위한 구멍을 천공하는 과정에 비하면 작업이 번거롭고 상대적으로 많은 시간이 소요되며 안전사고의 위험이 높다는 문제점이 있다.
따라서 보다 신속하고 안전하게 단면증설을 통한 내진보강이 이루어질 수 있는 새로운 구조 및 공법의 도입이 시급한 상황이다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같다.
첫째, 철골 구조물을 편리하게 설치할 수 있는 새로운 개념의 콘크리트 구조물 단면증설 내진보강 구조 및 공법을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 현장 용접 작업을 배제할 수 있는 새로운 개념의 콘크리트 구조물 단면증설 내진보강 구조 및 공법을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
셋째, 안전사고를 예방하고 작업 효율을 극대화할 수 있는 새로운 개념의 콘크리트 구조물 단면증설 내진보강 구조 및 공법을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조에 관한 것으로서, 기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 설치되도록 일측 방향으로 길게 늘어진 판재 형상의 하부강판(100); 기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 상기 하부강판(100)의 외측에 천공된 앵커홀에 설치되는 다수 개의 앵커볼트(200); 상기 앵커볼트(200)에 삽입되어 상기 앵커볼트(200)에 체결되는 고정용너트(210)에 의하여 상기 하부강판(100)을 압착하여 콘크리트 구조물의 표면에 고정시키는 막대 형상의 고정클램프(300); 상기 하부강판(100)과 수직을 이루도록 상기 하부강판(100)의 상부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되어 상기 하부강판(100) 상부로 돌출되는 길게 늘어진 판재 형상의 하중전달판(400); 및, 상기 하중전달판(400)의 상단부에 용접결합되어 상기 하부강판(100)과 나란하게 배열되는 상부강판(500);을 포함하여 구성되고, 상기 고정클램프(300)에는 상기 앵커볼트(200)가 통과하는 앵커용장공(310)이 상기 고정클램프(300)의 길이 방향으로 길게 절개되어 상기 고정클램프(300)의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것으로서, 콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 제1단계; 앵커홀의 내부에 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 제2단계; 앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 제3단계; 미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 및 상부강판(500)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 제4단계; 상기 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 합성수지층(도시 생략)으로 채우는 제5단계; 하부강판(100), 하중전달판(400) 및 상부강판(500) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 제6단계; 배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 제7단계; 및, 모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제8단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 철골 구조물을 편리하게 설치할 수 있다.
다시 말하면, 앵커홀의 천공과정에서 발생되는 공차는 고정클램프(300)의 앵커용장공(310)을 통하여 흡수가 가능한 바 하부강판(100)을 앵커홀 천공을 위한 템플레이트로 활용할 필요가 없이 직접 콘크리트 구조물의 표면에 앵커홀을 천공할 수 있다. 따라서 천공작업을 용이하게 수행할 뿐만 아니라 하부강판(100)을 콘크리트 구조물의 표면에 부착하는 작업도 고정클램프(300)를 전후 방향으로 이동하면서 적절한 위치를 선택할 수 있어 보다 용이하게 하부강판(100)을 콘크리트 구조물의 표면에 고정시킬 수 있다.
둘째, 현장 용접 작업을 배제할 수 있다.
다시 말하면, 하부강판(100)의 외측 영역에 천공된 앵커홀에 설치되는 앵커볼트(200)와 고정용너트(210)를 이용하여 하부강판(100)을 고정시킴으로써 하부강판(100)에 하중전달판(400)이나 상부강판(500) 등이 미리 용접된 상태로 현장에 투입되더라도 하부강판(100)을 콘크리트 구조물의 표면에 고정시키는 작업이 어렵지않게 수행될 수 있다.
셋째, 안전사고를 예방하고 작업 효율을 극대화할 수 있다.
다시 말하면, 앵커홀 천공을 위하여 하부강판(100)을 템플레이트로 사용할 필요가 없으며, 현장 용접 작업을 생략할 수 있어 안전사고의 위험성을 극소화하고 작업 효율을 극대화할 수 있다.
도1은 종래의 단면증설 내진보강구조의 단면도이다.
도2는 (a)본 발명의 구체적 실시예의 단면구조, 및 (b)상부강판(500), 하부강판(100) 및 하중전달판(400)의 사시도를 각각 도시한다.
도3은 (a)본 발명의 다른 구체적 실시예의 단면구조, 및 (b)제1전달판(410)과 제2전달판(420)의 사시도를 각각 도시한다.
도4는 본 발명의 또 다른 구체적 실시예의 단면구조를 도시한다.
도5는 도3의 경우에 적용되는 제1전달판(410)과 제2전달판(420)의 다른 구체적 실시예의 사시도를 각각 도시한다.
도6은 철근(800)을 배근하지 않고 모르타르(900)를 타설하는 실시예의 단면구조를 도시하는데, (a)하중전달판(400)이 일체형인 경우, 및 (b)하중전달판(400)이 제1전달판(410)과 제2전달판(420)으로 구성된 경우를 각각 도시한다.
도2는 (a)본 발명의 구체적 실시예의 단면구조, 및 (b)상부강판(500), 하부강판(100) 및 하중전달판(400)의 사시도를 각각 도시한다.
도3은 (a)본 발명의 다른 구체적 실시예의 단면구조, 및 (b)제1전달판(410)과 제2전달판(420)의 사시도를 각각 도시한다.
도4는 본 발명의 또 다른 구체적 실시예의 단면구조를 도시한다.
도5는 도3의 경우에 적용되는 제1전달판(410)과 제2전달판(420)의 다른 구체적 실시예의 사시도를 각각 도시한다.
도6은 철근(800)을 배근하지 않고 모르타르(900)를 타설하는 실시예의 단면구조를 도시하는데, (a)하중전달판(400)이 일체형인 경우, 및 (b)하중전달판(400)이 제1전달판(410)과 제2전달판(420)으로 구성된 경우를 각각 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
하부강판(100)은 도2에 도시된 바와 같이 일측 방향으로 길게 늘어진 판재 형상으로서 기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 설치되는데, 이러한 하부강판(100)은 앵커볼트(200)와 고정클램프(300)에 의하여 콘크리트 구조물의 표면에 고정된다.
앵커볼트(200)는 기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 하부강판(100)의 외측 영역을 따라 미리 정해진 간격으로 천공된 앵커홀에 설치되는데, 하부강판(100)의 크기와 형태를 고려하여 하부강판(100)을 설치하기 전에 콘크리트 구조물의 표면에 미리 천공할 수 있다. 왜냐하면 고정클램프(300)에 길이 방향으로 길게 절개된 앵커용장공(310)이 형성되어 있어 공차를 상당 부분 흡수할 수 있기 때문이다. 이러한 앵커볼트(200)를 설치하는 과정에서 앵커홀에 에폭시 계열의 합성수지를 주입하게 된다.
고정클램프(300)는 일반적인 막대 형상으로서 앵커볼트(200)에 삽입되고, 앵커볼트(200)에 체결되는 고정용너트(210)에 의하여 하부강판(100)을 압착하여 콘크리트 구조물의 표면에 고정시키는 역할을 한다. 이러한 고정클램프(300)에는 앵커볼트(200)가 통과하는 앵커용장공(310)이 고정클램프(300)의 길이 방향으로 길게 절개되어 고정클램프(300)의 위치를 조절할 수 있다. 따라서 앵커볼트(200)와 하부강판(100) 테두리의 거리 편차를 흡수하여 적절한 위치에 고정클램프(300)를 위치시켜 하부강판(100)을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
하중전달판(400)은 길게 늘어진 판재 형상의 부재로서 하부강판(100)과 수직을 이루도록 하부강판(100)의 상부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되어 하부강판(100) 상부로 돌출된다.
이러한 하중전달판(400)에는 도2(b)에 도시된 바와 같이 미리 정해진 간격으로 관통된 다수 개의 모르타르통과공(460)이 추가적으로 구비될 수도 있다. 이러한 모르타르통과공(460)은 하중전달판(400)의 좌우측에 타설되는 모르타르(900)가 서로 연결되는 통로 역할을 하여 모르타르(900)와 하중전달판(400) 사이의 결속력을 강화시키는 역할을 한다. 모르타르통과공(460)의 구체적의 형상이나 크기, 간격 등은 하중전달판(400)의 규격 및 현장 상황 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
아울러 하중전달판(400)과 하부강판(100)을 서로 연결하여 하중전달판(400)과 하부강판(100)의 결합력을 보강하는 보강판(470)이 더 구비될 수도 있는데, 도2(b)에 도시된 바와 같이 보강판(470)의 수직단면은 하중전달판(400)의 좌측 또는 우측 표면에 용접결합되고 수평단면은 하부강판(100)의 상부면에 용접결합되며 하중전달판(400)의 좌우측면을 따라 미리 정해진 간격으로 배열된다, 이러한 보강판(470)의 구체적 형상이나 크기, 배열 간격 등도 하중전달판(400)이나 하부강판(100)의 규격 및 현장 상황 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 보강판(470)은 상부강판(500)과 하중전달판(400)을 서로 연결할 수도 있다.
상부강판(500)은 길게 늘어진 판재 형상의 부재로서 하중전달판(400)의 상단부에 용접결합되어 하부강판(100)과 나란하게 배열된다.
합성수지층(도시 생략)은 하부강판(100)과 기존 콘크리트 구조물 표면 사이의 공간에 형성되는데 에폭시 계열의 합성수지를 주입하여 틈새를 메우고 하부강판(100)과 콘크리트 구조물 표면 사이의 접착력을 강화시킨다.
철근(800)은 하부강판(100), 하중전달판(400), 및 상부강판(500)의 주위를 둘러싸도록 배근되는데, 설계도서에 준하여 후프근과 주철근을 배근하여 하부강판(100), 하중전달판(400), 및 상부강판(500) 전체를 둘러싸도록 한다.
이러한 철근(800)은 반드시 배근되어야 하는 것은 아니며 도6에 도시된 바와 같이 철근(800)을 별도로 배근하지 않고 상부강판(500)의 상부면이 노출되도록 상부강판(500)의 하부 영역에 모르타르(900)를 타설할 수도 있다.
이와 같은 구조로 시공되면 노출된 상부강판(500)의 상부면에 내진용 브레이스나 내진용 댐퍼와 같은 추가 철골 구조물을 쉽게 설치할 수 있다는 장점이 있다.
모르타르(900)는 배근된 철근(800) 전체를 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 타설하여 양생한다. 이와 같은 방법으로 모르타르(900)가 양생되면 기존 콘크리트 구조물과 일체화되어 지진 발생 시 내진 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 내진보강구조가 기존 콘크리트에서 분리되어 붕괴되는 사고를 방지할 수 있다.
도3은 본 발명의 다른 구체적 실시예가 도시되어 있는데, 도2와 구별되는 차이점은 하중전달판(400)이 제1전달판(410)과 제2전달판(420)으로 이루어진 구조라는 점이다.
제1전달판(410)은 하부강판(100)의 상부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되고, 제2전달판(420)은 상부강판(500)의 하부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합된다.
이러한 제1전달판(410)과 제2전달판(420)은 도3(a)에 도시된 바와 같이 서로 일정 영역만큼 겹쳐진 상태에서 제1전달판(410)과 제2전달판(420)을 관통하여 체결되는 다수 개의 결합볼트(430)에 의하여 조립되는데. 도3(b)에 도시된 바와 같이 제1전달판(410)에는 수평방향으로 길게 절개된 수평장공(440)이 일정한 간격으로 구비되고, 제2전달판(420)에는 수직방향으로 길게 절개된 수직장공(450)이 일정한 간격으로 구비된다.
따라서 제1전달판(410)과 하부강판(100)이 콘크리트 구조물의 표면에 고정된 상태에서 상부강판(500)이 일체로 결합된 제2전달판(420)을 상하좌우로 일정 범위 내에서 이동하여 제2전달판(420)과 상부강판(500)의 위치를 조절할 수 있다.
경우에 따라서는 제1전달판(410)에 수직장공(450)이 구비되고 제2전달판(420)에 수평장공(440)이 구비될 수도 있다.
이러한 제1전달판(410)과 제2전달판(420)은 도5에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 절개부(480)가 형성되는 형태가 될 수도 있다, 이러한 절개부(480)는 수평장공(440)과 수직장공(450)이 없는 영역에 구비되며 제1전달판(410)과 제2전달판(420)이 조립된 상태에서 모르타르(900)가 통과하는 통로 역할을 하여 모르타르(900)와 하중전달판(400) 사이의 결속력을 강화시키는 역할을 한다. 절개부(480)의 구체적인 형상이나 크기, 간격 등은 하중전달판(400)의 규격 및 현장 상황 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
아울러 상부강판(500)의 좌우측 단면에 각각 용접결합되어 'Ｈ'단면을 이루면서 상부강판(500)의 길이 방향으로 배열되는 한 쌍의 수직보강판(600)이 더 구비된다는 차이점도 있다.
이러한 상부강판(500)과 수직보강판(600)은 미리 제작된 H형강으로 대체할 수도 있다.
나머지 구성요소는 도2에 도시된 것과 동일한 바 중복 설명을 생략한다.
도4에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있는데, 도2와의 차이점은 상부강판(500)의 좌우측 단면에 각각 용접결합되어 'Ｈ'단면을 이루면서 상부강판(500)의 길이 방향으로 배열되는 한 쌍의 수직보강판(600)이 더 구비되는 것인데, 수직보강판(600)의 경우 도3에서 이미 언급한 것과 동일한 바 중복 설명을 생략한다.
그 밖의 구성요소들도 이미 도2 또는 도3에서 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.
이하에서는 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것을 살펴본다.
<제1실시예>
제1실시예는 도2에 도시된 내진보강구조에 관한 공법이다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다.
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위를 따라 하부강판(100)의 외측 영역에 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다. 즉 사용되는 하부강판(100)의 크기를 고려하여 하부강판(100)의 단부에서 일정 거리 이격된 외측 영역을 따라 천공하면 충분하며 하부강판(100)을 콘크리트 구조물(10)의 표면에 부착한 상태에서 천공 작업을 수행할 필요는 없다.
앵커홀은 앵커볼트(200)를 삽입하여 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 현장 여건을 고려하여 적절히 결정한다.
(2) 제2단계
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 과정이다.
(3) 제3단계
콘크리트 구조물(10)의 표면에 고정설치된 앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 과정이다.
(4) 제4단계
미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 및 상부강판(500)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 과정이다.
고정클램프(300)에는 앵커용장공(310)이 구비되어 있으므로 고정클램프(300)를 앵커용장공(310)을 따라 전후진 방향으로 이동시키면서 위치를 조절하여 앵커홀의 천공 과정에서 발생된 공차를 흡수할 수 있다.
(5) 제5단계
하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채우는 과정이다. 이와 같은 과정을 통하여 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10) 사이의 틈새를 채우고, 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 결합력을 증진시킨다.
(6) 제6단계
하부강판(100), 하중전달판(400) 및 상부강판(500) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 과정이다.
철근(800)은 설계도서에 준하여 후프근과 주철근을 배근하여 하부강판(100), 하중전달판(400) 및 상부강판(500) 전체를 둘러싸도록 한다.
(7) 제7단계
배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 과정이다.
이 과정은 일반적인 콘크리트 타설 과정과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.
(8) 제8단계
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다.
이와 같이 모르타르(900)가 양생되면 기존 콘크리트 구조물과 일체화되어 지진 발생 시 내진 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 내진보강구조가 기존 콘크리트에서 분리되어 붕괴되는 사고를 방지할 수 있다.
<제2실시예>
제2실시예는 도3에 도시된 내진보강구조에 관한 공법이다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다.
이 과정은 제1실시예의 제1단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(2) 제2단계
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 과정이다.
이 과정은 제1실시예의 제2단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(3) 제3단계
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 과정이다.
(4) 제4단계
미리 용접결합된 하부강판(100) 및 제1전달판(410)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 과정이다.
고정클램프(300)에는 앵커용장공(310)이 구비되어 있으므로 고정클램프(300)를 앵커용장공(310)을 따라 전후진 방향으로 이동시키면서 위치를 조절하여 앵커홀의 천공 과정에서 발생된 공차를 흡수할 수 있다.
(5) 제5단계
미리 용접결합된 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 하부강판(100)의 상부에 배치하고 제1전달판(410)과 제2전달판(420)이 겹쳐진 상태에서 수평장공(440)과 수직장공(450)을 통과하는 결합볼트(430)를 체결하여 제1전달판(410)과 제2전달판(420)을 하나로 결합하는 과정이다.
제1전달판(410)과 제2전달판(420)에는 각각 수평장공(440)과 수직장공(450)이 형성되어 있으므로 제1전달판(410)과 하부강판(100)이 콘크리트 구조물의 표면에 고정된 상태에서 상부강판(500)이 일체로 결합된 제2전달판(420)을 일정 범위 내에서 상하좌우로 이동하여 제2전달판(420)과 상부강판(500)의 최종 결합 위치를 조절할 수 있다.
(6) 제6단계
하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채우는 과정이다.
이 과정은 제1실시예의 제5단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(7) 제7단계
하부강판(100), 제1전달판(410), 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 과정이다.
철근(800)은 설계도서에 준하여 후프근과 주철근을 배근하여 하부강판(100), 제1전달판(410), 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600) 전체를 둘러싸도록 한다.
(8) 제8단계
배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 과정이다.
이 과정은 일반적인 콘크리트 타설 과정과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.
(9) 제9단계
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다.
<제3실시예>
제3실시예는 도4에 도시된 내진보강구조의 공법에 관한 것이다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다.
이 과정은 제1실시예의 제1단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(2) 제2단계
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 과정이다.
이 과정은 제1실시예의 제2단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(3) 제3단계
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 과정이다.
(4) 제4단계
미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 과정이다.
고정클램프(300)에는 앵커용장공(310)이 구비되어 있으므로 고정클램프(300)를 앵커용장공(310)을 따라 전후진 방향으로 이동시키면서 위치를 조절하여 앵커홀의 천공 과정에서 발생된 공차를 흡수할 수 있다.
(5) 제5단계
상기 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채우는 과정이다.
이 과정은 제1실시예의 제5단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(6) 제6단계
하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 과정이다.
철근(800)은 설계도서에 준하여 후프근과 주철근을 배근하여 하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600) 전체를 둘러싸도록 한다.
(7) 제7단계
배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 과정이다. 이 과정은 일반적인 콘크리트 타설 과정과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.
(8) 제8단계
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다.
<제4실시예>
제4실시예는 도6(a)에 도시된 내진보강구조의 공법에 관한 것이다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다.
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위를 따라 하부강판(100)의 외측 영역에 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다. 즉 사용되는 하부강판(100)의 크기를 고려하여 하부강판(100)의 단부에서 일정 거리 이격된 외측 영역을 따라 천공하면 충분하며 하부강판(100)을 콘크리트 구조물(10)의 표면에 부착한 상태에서 천공 작업을 수행할 필요는 없다.
앵커홀은 앵커볼트(200)를 삽입하여 고정하기에 충분한 깊이로 천공하며 앵커홀의 수량 및 간격은 보강되는 콘크리트 구조물의 현장 여건을 고려하여 적절히 결정한다.
(2) 제2단계
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 과정이다.
(3) 제3단계
콘크리트 구조물(10)의 표면에 고정설치된 앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 과정이다.
(4) 제4단계
미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 콘크리트 구조물(10)의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 과정이다.
고정클램프(300)에는 앵커용장공(310)이 구비되어 있으므로 고정클램프(300)를 앵커용장공(310)을 따라 전후진 방향으로 이동시키면서 위치를 조절하여 앵커홀의 천공 과정에서 발생된 공차를 흡수할 수 있다.
(5) 제5단계
하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채우는 과정이다. 이와 같은 과정을 통하여 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10) 사이의 틈새를 채우고, 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 결합력을 증진시킨다.
(6) 제6단계
수직보강판(600)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 과정이다.
이 과정은 일반적인 콘크리트 타설 과정과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.
(7) 제7단계
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다.
이와 같이 모르타르(900)가 양생되면 기존 콘크리트 구조물과 일체화되어 지진 발생 시 내진 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 내진보강구조가 기존 콘크리트에서 분리되어 붕괴되는 사고를 방지할 수 있다.
아울러 노출된 수직보강판(600)의 상부와 상부강판(500)의 상부면을 이용하여 내진용 브레이스나 내진용 댐퍼와 같은 철골 구조물을 쉽게 설치할 수 있다.
<제5실시예>
제5실시예는 도6(b)에 도시된 내진보강구조에 관한 공법이다.
(1) 제1단계
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 과정이다.
이 과정은 제4실시예의 제1단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(2) 제2단계
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 과정이다.
이 과정은 제4실시예의 제2단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(3) 제3단계
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 과정이다.
(4) 제4단계
미리 용접결합된 하부강판(100) 및 제1전달판(410)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 과정이다.
고정클램프(300)에는 앵커용장공(310)이 구비되어 있으므로 고정클램프(300)를 앵커용장공(310)을 따라 전후진 방향으로 이동시키면서 위치를 조절하여 앵커홀의 천공 과정에서 발생된 공차를 흡수할 수 있다.
(5) 제5단계
미리 용접결합된 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 하부강판(100)의 상부에 배치하고 제1전달판(410)과 제2전달판(420)이 겹쳐진 상태에서 수평장공(440)과 수직장공(450)을 통과하는 결합볼트(430)를 체결하여 제1전달판(410)과 제2전달판(420)을 하나로 결합하는 과정이다.
제1전달판(410)과 제2전달판(420)에는 각각 수평장공(440)과 수직장공(450)이 형성되어 있으므로 제1전달판(410)과 하부강판(100)이 콘크리트 구조물의 표면에 고정된 상태에서 상부강판(500)이 일체로 결합된 제2전달판(420)을 일정 범위 내에서 상하좌우로 이동하여 제2전달판(420)과 상부강판(500)의 최종 결합 위치를 조절할 수 있다.
(6) 제6단계
하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채우는 과정이다.
이 과정은 제4실시예의 제5단계와 동일한 바 중복된 설명은 생략한다.
(7) 제7단계
수직보강판(600)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 과정이다.
이 과정은 일반적인 콘크리트 타설 과정과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.
(8) 제8단계
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 과정이다.
이와 같이 모르타르(900)가 양생되면 기존 콘크리트 구조물과 일체화되어 지진 발생 시 내진 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 내진보강구조가 기존 콘크리트에서 분리되어 붕괴되는 사고를 방지할 수 있다.
아울러 노출된 수직보강판(600)의 상부와 상부강판(500)의 상부면을 이용하여 내진용 브레이스나 내진용 댐퍼와 같은 철골 구조물을 쉽게 설치할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 국한되는 것이 아니라 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
100:하부강판
200:앵커볼트
210:고정용너트
300:고정클램프
310:앵커용장공
400:하중전달판
410:제1전달판
420:제2전달판
430:결합볼트
440:수평장공
450:수직장공
460:모르타르통과공
470:보강판
480:절개부
500:상부강판
600:수직보강판
800:철근
900:모르타르
200:앵커볼트
210:고정용너트
300:고정클램프
310:앵커용장공
400:하중전달판
410:제1전달판
420:제2전달판
430:결합볼트
440:수평장공
450:수직장공
460:모르타르통과공
470:보강판
480:절개부
500:상부강판
600:수직보강판
800:철근
900:모르타르
Claims (12)
- 콘크리트 구조물에 시공되는 내진 보강 구조에 관한 것으로서,
기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 설치되도록 일측 방향으로 길게 늘어진 판재 형상의 하부강판(100);
기존 콘크리트 구조물의 표면을 따라 상기 하부강판(100)의 외측 영역에 천공된 앵커홀에 설치되는 다수 개의 앵커볼트(200);
상기 앵커볼트(200)에 삽입되어 상기 앵커볼트(200)에 체결되는 고정용너트(210)에 의하여 상기 하부강판(100)을 압착하여 콘크리트 구조물의 표면에 고정시키는 막대 형상의 고정클램프(300);
상기 하부강판(100)과 수직을 이루도록 상기 하부강판(100)의 상부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되어 상기 하부강판(100) 상부로 돌출되는 길게 늘어진 판재 형상의 하중전달판(400); 및,
상기 하중전달판(400)의 상단부에 용접결합되어 상기 하부강판(100)과 나란하게 배열되는 상부강판(500);
을 포함하여 구성되고, 상기 고정클램프(300)에는 상기 앵커볼트(200)가 통과하는 앵커용장공(310)이 상기 고정클램프(300)의 길이 방향으로 길게 절개되어 상기 고정클램프(300)의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 제1항에서,
상기 하중전달판(400)은,
상기 하부강판(100)의 상부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되는 제1전달판(410);
상기 상부강판(500)의 하부면 중앙을 따라 길이 방향으로 용접결합되는 제2전달판(420); 및,
상기 제1전달판(410)과 상기 제2전달판(420)이 겹쳐진 상태에서 상기 제1전달판(410)과 상기 제2전달판(420)을 관통하여 체결되는 다수 개의 결합볼트(430);
로 구성되되,
상기 제1전달판(410)과 상기 제2전달판(420) 가운데 어느 하나에는 상기 결합볼트(430)가 통과하도록 수평방향으로 길게 절개된 수평장공(440)이 일정한 간격으로 구비되고, 나머지 하나에는 상기 결합볼트(430)가 통과하도록 수직방향으로 길게 절개된 수직장공(450)이 일정한 간격으로 구비되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 제1항 또는 제2항에서,
상기 상부강판(500)의 좌우측 단면에 각각 용접결합되어 'Ｈ'단면을 이루면서 상기 상부강판(500)의 길이 방향으로 배열되는 한 쌍의 수직보강판(600);
이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 제3항에서,
상기 하부강판(100)과 기존 콘크리트 구조물 표면 사이의 공간을 채우는 합성수지층(도시 생략);
상기 하부강판(100), 상기 하중전달판(400), 상기 상부강판(500) 및 상기 수직보강판(600)의 주위를 둘러싸도록 배근되는 철근(800); 및,
상기 철근(800)를 둘러싸도록 타설 양생되어 기존 콘크리트 구조물의 표면에 일체로 결합되는 모르타르(900);
이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 제1항에서,
상기 하중전달판(400)에는 미리 정해진 간격으로 관통된 다수 개의 모르타르통과공(460);
이 형성되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 제1항에서,
수직단면은 상기 하중전달판(400)에 용접결합되고 수평단면은 상기 하부강판(100)에 용접결합되며 상기 하중전달판(400)의 좌우측면을 따라 미리 정해진 간격으로 배열되는 보강판(470);
이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 제2항에서,
상기 제1전달판(410)과 상기 제2전달판(420) 각각에는 일정 간격으로 절개부(480)가 형성되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강구조. - 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것으로서,
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 제1단계;
앵커홀의 내부에 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200)를 삽입하여 설치하는 제2단계;
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 제3단계;
미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 및 상부강판(500)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 제4단계;
상기 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 합성수지로 채워 합성수지층(도시 생략)을 형성하는 제5단계;
하부강판(100), 하중전달판(400) 및 상부강판(500) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 제6단계;
배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 제7단계; 및,
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제8단계;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강공법. - 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것으로서,
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 제1단계;
앵커홀의 내부에 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200)를 삽입하여 설치하는 제2단계;
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 제3단계;
미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 제4단계;
상기 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 합성수지로 채워 합성수지층(도시 생략)을 형성하는 제5단계;
하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 제6단계;
배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 제7단계; 및,
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제8단계;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강공법. - 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것으로서,
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 제1단계;
앵커홀의 내부에 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200)를 삽입하여 설치하는 제2단계;
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 제3단계;
미리 용접결합된 하부강판(100) 및 제1전달판(410)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 제4단계;
미리 용접결합된 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 하부강판(100)의 상부에 배치하고 제1전달판(410)과 제2전달판(420)이 겹쳐진 상태에서 수평장공(440)과 수직장공(450)을 통과하는 결합볼트(430)를 체결하여 제1전달판(410)과 제2전달판(420)을 결합하는 제5단계;
상기 하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 합성수지로 채워 합성수지층(도시 생략)을 형성하는 제6단계;
하부강판(100), 제1전달판(410), 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600) 주위를 둘러싸는 철근(800)을 배근하는 제7단계;
배근된 철근(800)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 제8단계; 및,
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제9단계;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강공법. - 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것으로서,
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 제1단계;
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 제2단계;
콘크리트 구조물(10)의 표면에 고정설치된 앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 제3단계;
미리 용접결합된 하부강판(100), 하중전달판(400), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 콘크리트 구조물(10)의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 제4단계;
하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채워 합성수지층(도시 생략)을 형성하는 제5단계;
수직보강판(600)을 둘러싸도록 거푸집(도시 생략)을 설치한 후 모르타르(900)를 타설하는 제6단계; 및,
모르타르(900) 양생 후 거푸집을 탈거하는 제7단계;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 클램프를 이용한 단면증설 내진보강공법. - 기존 콘크리트 구조물의 단면증설을 통한 내진보강공법에 관한 것으로서,
콘크리트 구조물(10)의 보강 부위 좌우 양측을 따라 드릴을 이용하여 일정한 깊이로 앵커홀을 천공하는 제1단계;
앵커홀의 내부에 에폭시 계열 합성수지를 주입함과 동시에 앵커볼트(200) 삽입하여 설치하는 제2단계;
앵커볼트(200)에 고정클램프(300)를 삽입하고 고정용너트(210)를 가체결하는 제3단계;
미리 용접결합된 하부강판(100) 및 제1전달판(410)을 콘크리트 구조물의 표면에 설치하고, 고정용너트(210)를 완전히 체결하여 고정클램프(300)가 하부강판(100)의 상부면을 압착 고정하는 제4단계;
미리 용접결합된 제2전달판(420), 상부강판(500) 및 수직보강판(600)을 하부강판(100)의 상부에 배치하고 제1전달판(410)과 제2전달판(420)이 겹쳐진 상태에서 수평장공(440)과 수직장공(450)을 통과하는 결합볼트(430)를 체결하여 제1전달판(410)과 제2전달판(420)을 하나로 결합하는 제5단계;
하부강판(100)과 콘크리트 구조물(10)의 표면 사이의 공간을 에폭시계 합성수지로 채워 합성수지층(도시 생략)을 형성하는 제6단계;
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