KR102595835B1 - 보강기초 일체형 pc 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템 - Google Patents

보강기초 일체형 pc 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 구조물의 전면에 설치되는 PC 보강패널 하부의 보강기초 내부에 저면이 개방된 포켓부를 형성하되, 보강파일의 두부를 포켓부에 삽입 정착함으로써, 기초와 보강부재를 일괄 시공하여 우수한 내진 보강 성능을 발휘하면서도 공기 단축 및 시공성 향상이 가능한 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템에 대한 것이다.
본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템은 기존 구조물을 보강하기 위한 것으로, 상기 구조물의 전면에 수직 방향으로 설치되어 상기 구조물의 전면에 고정되는 패널본체와 상기 패널본체보다 두께가 두껍게 형성되어 패널본체의 전면으로 돌출 형성되고, 내부에 저면과 전면 및 상부가 개방된 포켓부가 전방 측에 형성되어 상기 패널본체의 하부에 구비되는 보강기초로 구성되는 PC 보강패널; 상기 PC 보강패널의 하부 지반에 근입되는 것으로, 두부가 상기 보강기초의 포켓부에 삽입되어 두부 상단에 고정너트에 의해 정착플레이트가 결합되는 보강파일; 및 상기 포켓부 내부에 채워져 보강파일의 두부를 보강기초의 내부에 정착하는 충전재; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템{Seismic retrofit system using foundation integrated PC panel}
본 발명은 기존 구조물의 전면에 설치되는 PC 보강패널 하부의 보강기초 내부에 저면이 개방된 포켓부를 형성하되, 보강파일의 두부를 포켓부에 삽입 정착함으로써, 기초와 보강부재를 일괄 시공하여 우수한 내진 보강 성능을 발휘하면서도 공기 단축 및 시공성 향상이 가능한 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템에 대한 것이다.
최근 국내에서도 지진 발생 빈도와 강도가 증가하면서 건축물에 대한 내진 보강 필요성이 커지고 있다.
우리나라에서는 내진 설계 규정이 도입된 1988년 이전에 건축된 다수의 건축물이 여전히 사용되고 있다. 또한, 1988년에 제정된 내진 설계 규정도 6층 이상 건축물만을 대상으로 하고 있어, 2층 이상으로 적용 대상이 확대된 2017년 이전에 신축된 5층 이하 소규모 건축물에 대해서는 내진 설계가 적용되지 않은 경우가 대부분이다. 따라서 이들 건축물에 대한 내진 보강이 시급하다.
기존에 내진 설계가 적용되지 않은 철근콘크리트 라멘조 구조물은 지진 하중 등과 같은 횡력에 대해 저항성이 약하다. 이에 강도 및 연성 능력을 보강하기 위한 별도의 보강 조치가 필요하다.
종래에는 기둥과 보로 구성된 기존 라멘조 건축물의 내진 보강을 위해 보강 부재를 증타 방식으로 기존 부재에 증설하여 보강하는 공법이 많이 사용되었다. 그러나 증타 공법은 현장에서 재래식 RC 공법으로 시공되므로, 철근 배근, 거푸집 설치, 콘크리트 타설 및 거푸집 탈형 등의 현장 공정이 필요하여 시공성이 떨어지고 공기가 많이 소요된다.
또한, 라멘조 프레임의 기둥과 보 내측에 PC 벽패널을 삽입하여 기존 부재에 고정함으로써 기존 건축물을 내진 보강하는 방법이 있다(등록특허 제10-1903286호 등). 그러나 상기 종래 기술은 프레임 내부로 PC 벽패널을 밀어넣어 설치하므로 시공 난이도가 매우 높고, 각 프레임별로 개별 보강되므로 건축물 전체적으로는 보강 효과에 한계가 있다.
아울러 기존 프레임의 전면에 보강용 강판을 결합한 후 프레임 전면과 보강용 강판 사이 공간에 모르타르를 충전하여 기존 건축물의 내력을 증대시키는 강판 보강 공법이 있다. 그러나 강판 보강 공법은 강판 전체를 내화 처리해야 하는 번거로움이 있다.
뿐만 아니라 기존 프레임의 전면에 시공된 지지부재 전면에 수직 방향으로 PC 보강패널을 밀착 설치하여 횡력에 저항하도록 함으로써 내진 보강 성능을 확보하는 기술이 있다(등록특허 제10-2398605호). 상기 기술은 PC 부재를 사용하여 현장 공정을 대폭 생략하고, 외부 마감재 제거를 최소화하여 시공성을 개선한다.
그러나 상기 기술과 같이 기존 건축물에 PC 부재를 접합하여 내진 보강하는 경우, PC 보강패널을 기존 기초에 지지시키면 기존 기초의 응력 부담이 과도하게 증가된다. 따라서 PC 부재가 부담하는 하중을 지반에 전달하여 지지하기 위해 PC 보강패널 하부에 보강기초를 신설하여야 한다.
이에 종래에는 PC 보강패널의 설치 전 PC 보강패널이 설치될 하부 지반에 콘크리트를 현장 타설하여 보강기초를 먼저 시공한 후, 상기 보강기초 상부에 PC 보강패널을 시공하였다. 또는 PC 보강패널을 지반에서 이격되도록 가설 지지부재로 지지시킨 상태에서 하부 보강기초를 현장 타설하여 시공하였다.
그러나 재래식 RC 공법에 의해 보강기초를 시공하면, 철근 배근, 거푸집 설치 및 콘크리트 타설 등 현장 작업이 많이 필요할 뿐 아니라 콘크리트 양생 시간이 상당하여 공기가 지연되는 문제가 있다.
또한, 보강기초의 상부에 PC 보강패널을 설치하여 접합하기 위해서는 보강기초의 시공 정밀도가 확보되어야 한다. 그런데 재래식 RC 공법으로 보강기초를 선시공하는 경우, 시공 정밀도 확보가 어려워 PC 보강패널의 접합 작업이 쉽지 않다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존 구조물을 보강함에 있어 현장 공정을 최소화하고, 시공성을 개선할 수 있는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 기초와 보강부재를 일괄 시공함으로써, 우수한 내진 보강 성능을 발휘하면서도 공기를 단축할 수 있는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 기존 구조물을 보강하기 위한 것으로, 상기 구조물의 전면에 수직 방향으로 설치되어 상기 구조물의 전면에 고정되는 패널본체와 상기 패널본체보다 두께가 두껍게 형성되어 패널본체의 전면으로 돌출 형성되고, 내부에 저면과 전면 및 상부가 개방된 포켓부가 전방 측에 형성되어 상기 패널본체의 하부에 구비되는 보강기초로 구성되는 PC 보강패널; 상기 PC 보강패널의 하부 지반에 근입되는 것으로, 두부가 상기 보강기초의 포켓부에 삽입되어 두부 상단에 고정너트에 의해 정착플레이트가 결합되는 보강파일; 및 상기 포켓부 내부에 채워져 보강파일의 두부를 보강기초의 내부에 정착하는 충전재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 포켓부의 내부에는 상기 보강파일이 관통하여 정착되도록 관통공이 형성된 연결플레이트가 포켓부 양측의 보강기초 내부에 양단이 매립되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 포켓부의 양측 내벽면에는 거치플레이트가 각각 돌출 형성되고, 상기 거치플레이트의 상부에는 보강파일의 두부에 결합되는 상기 정착플레이트가 거치되어 고정되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 시공하기 위한 것으로, 상기 PC 보강패널은 패널본체와 보강기초가 일체로 제작되어, (a) 기존 구조물 전면의 PC 보강패널이 설치될 위치 하부 지반을 정리하는 단계; (b) 상기 하부 지반에 보강파일을 근입하여 보강파일의 두부가 지반 상부로 돌출되도록 시공하는 단계; (c) 상기 PC 보강패널을 인양하여 상기 보강파일의 두부가 보강기초의 포켓부에 삽입되도록 기존 구조물의 전면 지반에 설치하는 단계; 및 (d) 상기 보강기초의 포켓부 내부에 충전재를 충전하여 보강파일의 두부를 보강기초에 정착하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 시공하기 위한 것으로, 상기 PC 보강패널은 패널본체와 보강기초가 분리 제작되어, (a) 기존 구조물 전면의 PC 보강패널이 설치될 위치 하부 지반을 정리하는 단계; (b) 상기 하부 지반에 보강파일을 근입하여 보강파일의 두부가 지반 상부로 돌출되도록 시공하는 단계; (c) 상기 보강기초를 인양하여 상기 보강파일의 두부가 보강기초의 포켓부에 삽입되도록 기존 구조물의 전면 지반에 설치하는 단계; (d) 상기 보강기초의 포켓부 내부에 충전재를 충전하여 보강파일의 두부를 보강기초에 정착하는 단계; 및 (e) 상기 패널본체를 인양하여 하단은 상기 보강기초의 상부에 접합되고, 배면은 기존 구조물의 전면에 접합되도록 설치하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 기존 구조물의 전면에 수직 방향으로 설치되는 PC 보강패널 하부의 보강기초 내부에 저면이 개방된 포켓부를 형성함으로써, 상부 하중을 지지하는 보강파일의 두부를 포켓부에 삽입하여 정착할 수 있는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공할 수 있다.
이에 따라 기존 구조물을 보강함에 있어 보강부재인 PC 보강패널과 보강파일을 일괄 시공할 수 있으므로, 우수한 내진 보강 성능을 발휘하면서도 현장 공정을 최소화하여 공기를 단축하고 시공성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 도시하는 사시도.
도 2는 PC 보강패널을 도시하는 사시도.
도 3은 PC 보강패널과 보강파일의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 3에서 포켓부에 충전재가 채워진 상태를 도시하는 사시도.
도 5는 대구경다월바에 의한 PC 보강패널과 지지부재의 결합 관계를 도시하는 측단면도.
도 6은 연결플레이트가 구비된 PC 보강패널을 도시하는 사시도.
도 7은 도 6의 PC 보강패널이 설치된 상태를 도시하는 입단면도.
도 8은 거치플레이트가 구비된 PC 보강패널을 도시하는 사시도.
도 9는 도 8의 PC 보강패널이 설치된 상태를 도시하는 입단면도.
도 10은 조립형 PC 보강패널을 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 도시하는 사시도이고, 도 2는 PC 보강패널을 도시하는 사시도이다. 그리고 도 3은 PC 보강패널과 보강파일의 결합 상태를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 3에서 포켓부에 충전재가 채워진 상태를 도시하는 사시도이며, 도 5는 대구경다월바에 의한 PC 보강패널과 지지부재의 결합 관계를 도시하는 측단면도이다.
도 1 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템은 기존 구조물(2)을 보강하기 위한 것으로, 상기 구조물(2)의 전면에 수직 방향으로 설치되어 상기 구조물(2)의 전면에 고정되는 패널본체(31)와 내부에 저면이 개방된 포켓부(321)가 형성되어 상기 패널본체(31)의 하부에 구비되는 보강기초(32)로 구성되는 PC 보강패널(3); 상기 PC 보강패널(3)의 하부 지반(1)에 근입되는 것으로, 두부가 상기 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되어 두부 상단에 고정너트(42)에 의해 정착플레이트(41)가 결합되는 보강파일(4); 및 상기 포켓부(321) 내부에 채워져 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)의 내부에 정착하는 충전재(F); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존 구조물(2)을 보강함에 있어 현장 공정을 최소화하고, 기초와 보강부재를 일괄 시공함으로써 우수한 내진 보강 성능을 발휘하면서도 공기를 단축하고 시공성을 개선할 수 있는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 기존 구조물(2)은 철근콘크리트 부재인 기둥(21)과 보(22)가 모멘트 접합으로 상호 연결된 복층의 라멘 구조물일 수 있다(도 1).
상기 PC 보강패널(3)은 기존 구조물(2)을 보강하기 위해 설치되는 보강부재로, 공장 등에서 사전 제작되는 프리캐스트 콘크리트 부재이다.
상기 PC 보강패널(3)은 상부의 패널본체(31)와 하부의 보강기초(32)로 구성된다.
상기 패널본체(31)는 기존 구조물(2)의 전면에 수직 방향으로 고정 설치되어 구조물(2)에 작용하는 횡력에 저항한다.
상기 보강기초(32)는 패널본체(31)의 하부에 구비되는 것으로, 패널본체(31)에 전이되는 응력을 지반(1)으로 전달하여 지지한다.
상기 보강기초(32)의 내부에는 저면 일부 또는 전부가 개방된 포켓부(321)가 형성된다(도 2).
상기 패널본체(31)와 보강기초(32)는 일체로 제작할 수 있다. 또는 상기 패널본체(31)와 보강기초(32)를 개별 부재로 제작한 후 상호 접합하여 PC 보강패널(3)을 형성할 수도 있다.
상기 PC 보강패널(3)을 기존 구조물(2)의 전면에 고정하기 위해 기존 구조물(2)의 보(22) 전면에 지지부재(5)가 시공될 수 있다(도 1, 도 5).
상기 지지부재(5)는 콘크리트 등을 현장 타설하여 형성 가능한 것으로, PC 보강패널(3)을 기존 구조물(2)과 일정 거리 이격시킨다.
기존 구조물(2) 보강을 위해서는 보 전면의 열화된 표면을 제거해야 하므로 단면 손실이 발생할 수밖에 없다. 상기 지지부재(5)는 바탕 처리된 보(22)의 전면에 타설되어 기존 보 자체를 보강하는 역할도 한다.
상기 PC 보강패널(3)의 패널본체(31)는 수직 방향으로 길이가 긴 장방형으로 형성되어 기존 구조물(2)의 복수 층에 걸쳐 수직 방향으로 설치된다. 그러므로 상기 PC 보강패널(3)은 각 층 보(22) 전면에 설치된 지지부재(5)의 전면에 밀착 설치할 수 있다.
상기 PC 보강패널(3)은 지지부재(5)에 의해 기존 구조물(2)의 전면에서 이격되므로, 기존 구조물(2)은 지지부재(5)가 설치되는 부분의 외부 마감재만 제거하면 되어 외부 마감재 제거를 최소화할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 PC 보강패널(3)의 패널본체(31)와 지지부재(5) 및 보(22)를 관통하도록 대구경바월바(6)를 설치할 수 있다.
상기 대구경다월바(6)는 PC 보강패널(3)을 기존 보(22)에 접합하여 고정할 뿐 아니라 대구경다월바(6)의 전단력에 의해 횡력으로 인한 구조물(2)의 하중을 PC 보강패널(3)로 전달한다.
상기 대구경다월바(6)는 대구경볼트, 강관 내부에 모르타르를 채운 CFT 부재 등을 사용할 수 있다.
상기 보강파일(4)은 PC 보강패널(3)의 하부 지반(1)에 근입되는 것으로, 두부가 상기 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되어 정착된다(도 3, 도 4).
상기 보강파일(4)은 PC 보강패널(3)의 하중을 지반(1)에 전달하여 지지한다.
상기 보강파일(4)은 마이크로파일, 강관 파일 등일 수 있다.
상기 보강파일(4)은 두부가 PC 보강패널(3)의 보강기초(32) 내부에 구비된 포켓부(321)의 저면 개방된 부분을 통하여 포켓부(321) 내부에 수용된다.
상기 보강파일(4)의 두부가 수용된 포켓부(321)의 내부에는 무수축 모르타르 등의 충전재(F)를 채워 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)의 내부에 정착할 수 있다(도 4).
상기 보강기초(32)의 하부에 기존 기초가 존재하는 경우, 상기 보강파일(4)은 기존 기초를 관통하여 지반(1) 내에 근입할 수 있다.
도 2, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 상기 보강기초(32)는 패널본체(31)보다 두께가 두껍게 형성되어 패널본체(31)의 전면으로 돌출 형성되고, 상기 포켓부(321)는 보강기초(32)의 돌출된 부분에서 내부에 저면과 전면 및 상부가 개방되도록 전방 측에 형성될 수 있다.
상기 패널본체(31)는 상대적으로 두께가 얇은 부재이다. 이에 상기 패널본체(31)에 작용하는 하중을 안정적으로 지반(1)에 전달하기 위해서는 보강기초(32)의 전후 두께를 패널본체(31)의 두께보다 두껍게 형성하여야 한다.
이때, 상기 보강기초(32)의 내부에 수용되어 정착되는 보강파일(4)과 보강기초(32)의 접합이 용이하도록 보강기초(32)를 패널본체(31)의 전면으로 돌출되게 형성하되, 상기 포켓부(321)는 보강기초(32)가 패널본체(31)의 전면으로 돌출된 부분에 형성할 수 있다.
이때 상기 포켓부(321)의 상부는 보강기초(32)의 상부로 개방되도록 함으로써, 보강기초(32)의 상부에서 포켓부(321) 내부에 충전재(F) 충전 작업을 수행할 수 있다.
상기 포켓부(321)는 보강기초(32)의 전면 측으로 개방되게 구성할 수 있다.
상기 보강파일(4)의 두부에는 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32) 내부에 견고하게 정착하기 위해 정착플레이트(41)가 구비될 수 있다. 이때 상기 정착플레이트(41)는 PC 보강패널(3)을 먼저 설치한 후 설치하여야 하므로, 정착플레이트(41) 의 설치를 위해 상기 포켓부(321)는 전면 측이 개방되는 것이 바람직하다.
상기 정착플레이트(41)는 포켓부(321) 내부에서 상하로 이격되도록 한 쌍 구비될 수 있다.
상기 보강파일(4)과 PC 보강패널(3)을 설치한 후에는 포켓부(321)의 전면에 거푸집(미도시) 등을 설치하고, 포켓부(321) 내부에 충전재(F)를 충전할 수 있다.
도 6은 연결플레이트가 구비된 PC 보강패널을 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6의 PC 보강패널이 설치된 상태를 도시하는 입단면도이다.
도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 포켓부(321)의 내부에는 상기 보강파일(4)이 관통하여 정착되도록 관통공(H)이 형성된 연결플레이트(325)가 포켓부(321) 양측의 보강기초(32) 내부에 양단이 매립되도록 구비될 수 있다.
상기 포켓부(321)를 보강기초(32)의 전면 측으로 개방시키는 경우, 상하부 수평철근(323, 324)의 단절이 불가피하다.
따라서 상기 연결플레이트(325)로 포켓부(321) 양측의 상하부 수평철근(323, 324)을 연결하여 연속되게 할 수 있다.
이를 위해 상기 연결플레이트(325)는 양단이 포켓부(321)의 양측에서 각각 보강기초(32)의 내부에 매립되고, 양측의 단절된 수평철근(323, 324)은 보강기초(32) 내부에서 연결플레이트(325)에 용접 등의 방법으로 고정할 수 있다.
상기 연결플레이트(325)는 포켓부(321) 내부에서 상하로 이격되도록 한 쌍 구비될 수 있다.
상기 연결플레이트(325)에는 보강파일(4)의 상단이 관통할 수 있도록 관통공(H)이 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보강파일(4)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 상기 연결플레이트(325)의 상하부에서 보강파일(4)에 고정너트(42)를 각각 체결함으로써 보강파일(4)을 연결플레이트(325)에 고정할 수 있다.
즉 상기 연결플레이트(325)는 양측 상부 수평철근(324) 및/또는 하부 수평철근(323)을 상호 연결할 뿐 아니라 보강파일(4)을 포켓부(321) 내부에 정착하는 정착구의 역할도 할 수 있다.
물론 상기 보강파일(4)을 단순히 연결플레이트(325)에 관통시킨 후 별도의 정착플레이트를 보강파일(4)의 두부에 결합하여 정착시킬 수도 있다.
도 8은 거치플레이트가 구비된 PC 보강패널을 도시하는 사시도이고, 도 9는 도 8의 PC 보강패널이 설치된 상태를 도시하는 입단면도이다.
도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 포켓부(321)의 양측 내벽면에는 거치플레이트(326)가 각각 돌출 형성되고, 상기 거치플레이트(326)의 상부에는 보강파일(4)의 두부에 결합되는 정착플레이트(41)가 거치되어 고정될 수 있다.
이는 상기 포켓부(321)에 의해 단절된 상부 수평철근(324) 및/또는 하부 수평철근(323)을 연속으로 연결하기 위한 다른 실시예이다.
상기 연결플레이트(325)의 상하에서 보강파일(4)에 고정너트(42)를 체결하여 연결플레이트(325)를 정착구로 사용하는 경우, PC 보강패널(3)의 설치 전 하부 고정너트(42)를 미리 보강파일(4)에 체결해두어야 하는 번거로움이 있다.
따라서 상기 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)의 내부에 정착시키기 위해 설치되는 거치플레이트(326)를 이용하여 포켓부(321)에서 보강기초(32)가 구조적으로 연속되도록 함으로써 시공을 용이하게 할 수 있다.
이를 위해 상기 포켓부(321)의 내부 양측벽에 거치플레이트(326)가 돌출되게 설치할 수 있다.
상기 거치플레이트(326)는 포켓부(312)의 좌우에 한 쌍 구비되어, 각각 일단은 보강기초(32)의 내부에 매립되고, 타단은 포켓부(321)의 내부로 돌출된다.
상기 거치플레이트(326)는 포켓부(321)의 상부와 하부에 각각 구비될 수 있다.
상기 보강파일(4)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 정착플레이트(41)는 상하 고정너트(42)에 의해 보강파일(4)의 두부에 고정 결합될 수 있다.
이때 상기 정착플레이트(41)를 양측의 거치플레이트(326) 상면에 거치한 후, 용접 또는 볼팅에 의해 정착플레이트(41)를 거치플레이트(326)에 고정할 수 있다.
상기 포켓부(321)의 양측에서 단절된 상부 수평철근(324) 및/또는 하부 수평철근(323)은 보강기초(32)의 내부에서 거치플레이트(326)에 용접될 수 있다.
이에 단절된 수평철근(323, 324)은 거치플레이트(326)와 정착플레이트(41)에 의해 상호 연결되어 보강기초(32) 내에서 연속된다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 보강파일(4)의 두부는 포켓부(321)에 충전되는 충전재(F)에 의해 보강기초(32)에 정착된다.
이때 상기 보강파일(4)은 마이크로파일과 같은 소구경 파일을 사용할 수 있는데, 이 경우 보강파일(4)의 외부 면적이 작아 보강파일(4)과의 주면마찰력에 한계가 있다.
그런데 상하로 이격 배치되는 한 쌍의 정착플레이트(41) 또는 상하로 이격 배치되는 한 쌍의 연결플레이트(325) 또는 상하로 이격 배치되는 한 쌍의 거치플레이트(326) 및 이에 결합되는 정착플레이트(41) 사이에 충전재(F)가 채워짐으로써 충전재(F)가 원기둥 형상을 이루게 된다.
이에 따라 원기둥 형상의 충전재(F)는 보강파일(4)과 구조적으로 일체를 이루어 보강파일(4)의 두부 지름이 확대되므로, 더 큰 주면마찰력을 발휘할 수 있다. 즉, 보강파일(4)의 두부를 보다 안정적으로 정착할 수 있다.
본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법은 도 1 내지 도 9를 참고하여 전술한 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 시공하는 방법에 대한 것이다.
이때 상기 PC 보강패널(3)은 패널본체(31)와 보강기초(32)가 일체로 제작된다.
본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법에서는 먼저 (a) 기존 구조물(2) 전면의 PC 보강패널(3)이 설치될 위치 하부 지반(1)을 정리한다.
상기 (a) 단계에서는 PC 보강패널(3)의 보강기초(32)가 안착될 수 있도록 하부 지반(1)을 굴착하고 정리한다.
지반(1) 하부에 기존 기초가 존재하는 경우, 기존 기초의 상부 토사를 제거하고 보강파일(4)이 설치될 위치에서 기존 기초를 천공한다.
한편, 지지부재(5)에 의해 PC 보강패널(3)을 구조물(2)의 보(22) 전면에 접합하는 경우, PC 보강패널(3)이 설치될 기존 라멘조 프레임의 보(22) 전면을 치핑하여 면처리한다.
그리고 (b) 상기 하부 지반(1)에 보강파일(4)을 근입하여 보강파일(4)의 두부가 지반(1) 상부로 돌출되도록 시공한다.
상기 보강파일(4)이 마이크로파일인 경우, 하부 지반을 천공하여 천공홀을 형성하고, 보강파일(4)의 상단이 지반(1) 상부로 일정 높이 돌출되도록 보강파일(4)을 천공홀 내부에 근입하여 시공한다.
사용되는 보강파일(4)의 종류에 따라 천공홀을 선천공하지 않고 직천공 시공할 수도 있다.
다음으로, (c) 상기 PC 보강패널(3)을 인양하여 상기 보강파일(4)의 두부가 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되도록 기존 구조물(2)의 전면 지반(1)에 설치한다.
즉, 상기 보강파일(4)이 시공된 위치에 PC 보강패널(3)을 시공한다.
이때 지반(1) 상부로 돌출된 보강파일(4)의 두부는 PC 보강패널(3) 하부의 보강기초(32)에 형성된 포켓부(321)로 삽입되어 포켓부(321) 내에 수용된다.
상기 포켓부(321) 내에 수용된 보강파일(4)의 두부에는 정착플레이트(41) 등이 결합될 수 있다.
상기 지지부재(5)에 의해 PC 보강패널(3)을 기존 구조물(2)에 고정하는 경우, PC 보강패널(3), 지지부재(5) 및 보(22)를 관통하도록 대구경다월바(6)를 설치할 수 있다.
마지막으로 (d) 상기 보강기초(32)의 포켓부(321) 내부에 충전재(F)를 충전하여 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)에 정한다.
상기 (d) 단계에서는 상기 포켓부(321)의 내부에 무수축 모르타르 등의 충전재(F)를 타설하여 보강파일(4)을 보강기초(32)에 정착시킨다.
도 10은 조립형 PC 보강패널을 도시하는 사시도이다.
도 10에는 상기 PC 보강패널(3)의 패널본체(31)와 보강기초(32)가 분리 제작되는 실시예가 도시된다.
이 경우 본 발명 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법은 다음과 같은 단계로 구성된다.
먼저 (a) 기존 구조물(2) 전면의 PC 보강패널(3)이 설치될 위치 하부 지반(1)을 정리한다. 그리고 (b) 상기 하부 지반(1)에 보강파일(4)을 근입하여 보강파일(4)의 두부가 지반(1) 상부로 돌출되도록 시공한다.
상기 (a) 단계와 (b) 단계는 패널본체(31)와 보강기초(32)와 일체로 제작된 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법과 같다.
다음으로, (c) 상기 보강기초(32)를 인양하여 상기 보강파일(4)의 두부가 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되도록 기존 구조물(2)의 전면 지반(1)에 설치하고, (d) 상기 보강기초(32)의 포켓부(321) 내부에 충전재(F)를 충전하여 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)에 정착한다.
이후, (e) 상기 패널본체(31)를 인양하여 하단은 상기 보강기초(32)의 상부에 접합되고, 배면은 기존 구조물(2)의 전면에 접합되도록 설치한다.
즉, 보강기초(32)와 패널본체(31)로 분리 제작되는 PC 보강패널(3)의 보강기초(32)를 먼저 시공한 다음((c) 단계), 패널본체(31)를 나중에 설치하여 보강기초(32)와 조립할 수 있다((e) 단계).
이를 위해 상기 보강기초(32)의 상면에는 복수의 정착바(327)가 돌출 형성되고, 패널본체(31)의 하단에는 상기 정착바(327)가 삽입된 후 에폭시 등의 충전재를 채워 정착바(327)가 고정되는 슬리브(44)가 매립될 수 있다.
1: 지반 2: 구조물
21: 기둥 22: 보
3: PC 보강패널 31: 패널본체
32: 보강기초 321: 포켓부
323: 하부 수평철근 324: 상부 수평철근
325: 연결플레이트 326: 거치플레이트
327: 정착바 4: 보강파일
41: 정착플레이트 42: 고정너트
44: 슬리브 5: 지지부재
6: 대구경다월바 F: 충전재
H: 관통공

Claims (7)

  1. 기존 구조물(2)을 보강하기 위한 것으로,
    상기 구조물(2)의 전면에 수직 방향으로 설치되어 상기 구조물(2)의 전면에 고정되는 패널본체(31)와 상기 패널본체(31)보다 두께가 두껍게 형성되어 패널본체(31)의 전면으로 돌출 형성되고, 내부에 저면과 전면 및 상부가 개방된 포켓부(321)가 전면 측에 형성되어 상기 패널본체(31)의 하부에 구비되는 보강기초(32)로 구성되는 PC 보강패널(3);
    상기 PC 보강패널(3)의 하부 지반(1)에 근입되는 것으로, 두부가 상기 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되어 두부 상단에 고정너트(42)에 의해 정착플레이트(41)가 결합되는 보강파일(4); 및
    상기 포켓부(321) 내부에 채워져 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)의 내부에 정착하는 충전재(F); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 포켓부(321)의 내부에는 상기 보강파일(4)이 관통하여 정착되도록 관통공(H)이 형성된 연결플레이트(325)가 포켓부(321) 양측의 보강기초(32) 내부에 양단이 매립되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 포켓부(321)의 양측 내벽면에는 거치플레이트(326)가 각각 돌출 형성되고, 상기 거치플레이트(326)의 상부에는 보강파일(4)의 두부에 결합되는 상기 정착플레이트(41)가 거치되어 고정되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템.
  6. 제1항에 의한 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 시공하기 위한 것으로,
    상기 PC 보강패널(3)은 패널본체(31)와 보강기초(32)가 일체로 제작되어,
    (a) 기존 구조물(2) 전면의 PC 보강패널(3)이 설치될 위치 하부 지반(1)을 정리하는 단계;
    (b) 상기 하부 지반(1)에 보강파일(4)을 근입하여 보강파일(4)의 두부가 지반(1) 상부로 돌출되도록 시공하는 단계;
    (c) 상기 PC 보강패널(3)을 인양하여 상기 보강파일(4)의 두부가 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되도록 기존 구조물(2)의 전면 지반(1)에 설치하는 단계; 및
    (d) 상기 보강기초(32)의 포켓부(321) 내부에 충전재(F)를 충전하여 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)에 정착하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법.
  7. 제1항에 의한 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템을 시공하기 위한 것으로,
    상기 PC 보강패널(3)은 패널본체(31)와 보강기초(32)가 분리 제작되어,
    (a) 기존 구조물(2) 전면의 PC 보강패널(3)이 설치될 위치 하부 지반(1)을 정리하는 단계;
    (b) 상기 하부 지반(1)에 보강파일(4)을 근입하여 보강파일(4)의 두부가 지반(1) 상부로 돌출되도록 시공하는 단계;
    (c) 상기 보강기초(32)를 인양하여 상기 보강파일(4)의 두부가 보강기초(32)의 포켓부(321)에 삽입되도록 기존 구조물(2)의 전면 지반(1)에 설치하는 단계;
    (d) 상기 보강기초(32)의 포켓부(321) 내부에 충전재(F)를 충전하여 보강파일(4)의 두부를 보강기초(32)에 정착하는 단계; 및
    (e) 상기 패널본체(31)를 인양하여 하단은 상기 보강기초(32)의 상부에 접합되고, 배면은 기존 구조물(2)의 전면에 접합되도록 설치하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 보강기초 일체형 PC 보강패널을 이용한 내진 보강 시스템의 시공 방법.
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