KR102644028B1

KR102644028B1 - 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법 및 그 구조

Info

Publication number: KR102644028B1
Application number: KR1020220106760A
Authority: KR
Inventors: 최성모; 한슬기; 이호정; 김환진; 박지혜
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-03-05

Abstract

본 발명은 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드를 건식공법으로 용이하게 고정 설치하여 시공성과 경제성을 향상시킨 고정 방법 및 그 구조를 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법은, 일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트의 하단부터 상단 높이까지 탄소섬유패널을 배치하는 단계와; 상기 콘크리트의 모서리에 직각을 이루는 한 쌍의 고정날개를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖는 연결고정지주를 접하도록 위치시켜 놓는 단계와; X형 브레이스와 X형 브레이스의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대가 연결되어 있는 하이브리드 고정부재를 구비하고, 이 하이브리드 고정부재를 고정날개에 접하도록 배치하는 단계와; 상기 콘크리트의 최외측 둘레에 석고보드를 위치시켜 하이브리드 고정부재에 접하도록 배치하는 단계와; 각각의 석고보드의 외면에 석고보드위치 고정용 프레임을 접하여 횡방향으로 배치되도록 한 후, 체결수단을 통해 석고보드위치 고정용 프레임, 석고보드, 하이브리드 고정부재를 상호 체결시켜 탄소섬유패널 및 석고보드의 위치가 고정되는 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법 및 그 구조{A fixing method and structure for the position of carbon fiber pannel and gypsum boards}

본 발명은 노후화된 건축물 또는 내진 보강 기둥에 적용되는 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법 및 그 구조에 관한 것으로, 특히 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드를 건식공법으로 용이하게 고정 설치하기 위한 고정 방법 및 그 구조에 관한 것이다.

종래의 필로티 건축물 기둥의 내진성능향상 공법은 크게 재래식 공법과, 기타 철골 및 감쇠장치를 이용하는 두 가지 방법으로 나누어진다. 기존 재래식 공법은 단면의 증설, 아라미드 및 탄소섬유 보강, 철판 보강이 있다. 이러한 재래식 공법은 공사방법이 습식공사(철근 콘크리트 타설 등)로 공정이 많아지고 시공방법이 복잡하다는 문제점이 있다.

예로 강판 접착 공법은 시공이 어렵고, 부식 및 내화성능에 문제가 제기되고 있으며, 앵커볼트 등을 사용하게 되므로 노출 마감일 경우 미관이 좋지 않으며, 지속적인 관리의 필요성과 기둥 단면적이 커져 기초부의 하중부담이 커지는 단점이 있다. 탄소섬유 보강 공법은 벽지 모양의 탄소섬유시트를 여러겹 기둥표면에 부착하는 공법이기 때문에 작업자의 작업 단계와 이로인한 피로도가 증가되고, 섬유시트 부착 시 부착하는 인부의 숙련도에 따라 보강효과가 다르게 나타나며, 충분한 부착이 이루어지지 않을 경우, 부착면에 이물질 및 습기가 투입되어 전혀 보강효과가 나타나지 않는다는 단점이 있다. 따라서 인부의 숙련도가 필요없고 부착 조립만으로도 간단 용이하게 전단 보강이 시공될 수 있는 방안이 요구된다.

기타 철골보강 및 감쇠장치를 활용한 보강공법의 경우에는 공장제작으로 인해 현장작업 공정 및 공기는 줄어들었으나, 여전히 철골 보강 및 감쇠장치를 현장에 설치하는데 어려움이 존재했으며, 공간의 활용도 떨어질뿐만 아니라 미관도 좋지 못하다. 시공비용도 재래식 공법에 비하여 고가라는 문제가 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1502517호(구조물 보강용 섬유보강패널 및 이를 이용한 구조물 내진보강공법)(특허문헌 1)로서, 구조물의 보강부위에 고정부재를 이용하여 섬유보강패널을 부착하여 구조물의 내진을 보강하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 상기 배경기술은 섬유보강패널에 구멍을 형성해서 볼트로 고정시키는 방법이기 때문에 볼트 조임시 섬유보강패널의 파괴가 발생할 우려가 있다.

본 발명의 다른 배경기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1694790호(탄소섬유보강판을 이용한 콘크리트 구조물 보강장치)(특허문헌 2)가 제안되어 있다. 이는 내면에 다수의 환봉이 형성된 탄소섬유보강판과 콘크리트 표면에 고정되어 환봉의 삽입 고정을 통해 탄소섬유보강판을 고정시키는 고정클립 및 콘크리트 표면과 탄소섬유보강판 사이에 충진되는 에폭시수지로 이루어진 보강장치를 통해 콘크리트 구조물을 보수 보강할 수 있도록 한 것이다. 그러나 상기 기술은 보강 구조가 복잡하고, 에폭시 주입으로 인한 습식 방법이 적용되어 숙련된 작업자가 필요한 단점을 갖는다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1502517호 한국 등록특허 등록번호 제10-1694790호

본 발명은 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드를 건식공법으로 용이하게 고정 설치하여 시공성과 경제성을 향상시킨 고정 방법 및 그 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법은, 일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트의 하단부터 상단 높이까지 탄소섬유패널을 배치하는 단계와; 상기 콘크리트의 모서리에 직각을 이루는 한 쌍의 고정날개를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖는 연결고정지주를 접하도록 위치시켜 놓는 단계와; X형 브레이스와 X형 브레이스의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대가 연결되어 있는 하이브리드 고정부재를 구비하고, 이 하이브리드 고정부재를 고정날개에 접하도록 배치하는 단계와; 상기 콘크리트의 최외측 둘레에 석고보드를 위치시켜 하이브리드 고정부재에 접하도록 배치하는 단계와; 각각의 석고보드의 외면에 석고보드위치 고정용 프레임을 접하여 횡방향으로 배치되도록 한 후, 체결수단을 통해 석고보드위치 고정용 프레임, 석고보드, 하이브리드 고정부재를 상호 체결시켜 탄소섬유패널 및 석고보드의 위치가 고정되는 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 콘크리트는 RC 기둥인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정날개는 이웃한 탄소섬유패널이 접하는 곳에 위치되도록 연결고정지주에 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결고정지주는 강재로 제작된 각관 또는 사각봉으로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조는, 일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트의 하단부터 상단 높이까지 배치된 탄소섬유패널과; 직각을 이루는 한 쌍의 고정날개를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖고 상기 콘크리트의 모서리에 접하여 위치되는 연결고정지주와; X형 브레이스와 X형 브레이스의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대가 연결되어 상기 고정날개에 접하도록 배치되는 하이브리드 고정부재와; 상기 콘크리트의 최외측 둘레에 위치되어 하이브리드 고정부재에 접하도록 배치되는 석고보드와; 각각의 석고보드의 외면에 접하여 횡방향으로 배치되는 석고보드위치 고정용 프레임과; 고정용 프레임, 석고보드, 하이브리드 고정부재를 상호 체결시켜 탄소섬유패널 및 석고보드의 위치를 고정시키는 체결수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 에폭시 등의 접착제를 사용하지 않고 하이브리고 고정부재와 석고보드위치 고정용 프레임을 엔지니어링 플라스틱 소재로 제작하여 건식 공법으로 조립이 진행되어 노후화된 건축물 또는 내진 보강 기둥에 적용되어 시공성과 경제성이 향상된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RC 기둥에 탄소섬유패널과 석고보드가 고정 설치된 사시도.
도 2a는 도 1의 C-C선에서 본 단면도.
도 2b는 도 2a의 'D'부 확대도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RC 기둥에 탄소섬유패널과 연결고정지주를 배치시킨 사시도.
도 4a는 도 3의 연결고정지주에 하이브리드 고정부재를 배치시킨 상태도.
도 4b는 도 1의 정면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 적용되는 연결고정지주의 사시도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법을 설명한다.

도 1 및 도 2과 같이 일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트(10)의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트(10)의 하단부터 상단 높이까지 탄소섬유패널(12)을 배치한다. 탄소섬유패널(12)은 일정 폭과 높이를 갖고 제작되어 있다. 탄소섬유패널(12)은 콘크리트(10)에 부착되어 콘크리트(10)의 전단 단면을 보강한다.

여기서 콘크리트(10)는 콘크리트에 전단철근이 배근된 RC 기둥이 될 수 있다.

그 다음, 도 3과 같이 콘크리트(10)의 모서리에 직각을 이루는 한 쌍의 고정날개(501,501)를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖는 연결고정지주(50)를 접하도록 위치시켜 놓는다.

연결고정지주(50)는 강재로 제작된 각관으로 구성됨이 바람직하나 본 발명은 이러한 형태에 제한되는 것은 아니다.

그 다음, 도 4a 및 도 4b와 같이 X형 브레이스(601)와 X형 브레이스(601)의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대(602)가 연결되어 있는 하이브리드 고정부재(60)를 구비하고, 이 하이브리드 고정부재(60)를 고정날개(501,501)에 접하도록 배치한다. 하이브리드 고정부재(60)는 강도와 탄성 및 내열성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 제작된다. 고정날개(501)는 이웃한 탄소섬유패널(12과 12)이 접하는 곳에 위치되도록 연결고정지주(50)에 구비된다. 연결고정지주(50)는 강재로 제작된 사각봉으로 구성되어 있으나 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

그 다음, 도 1 및 도 4b와 같이 콘크리트(10)의 최외측 둘레에 석고보드(70)를 위치시켜 하이브리드 고정부재(60)에 접하도록 배치한다.

그 다음, 각각의 석고보드(70)의 외면에 석고보드위치 고정용 프레임(80)을 접하여 횡방향으로 배치되도록 한 후, 체결수단(90)을 통해 석고보드위치 고정용 프레임(80), 석고보드(70), 하이브리드 고정부재(60)를 상호 체결시켜 탄소섬유패널(12) 및 석고보드(70)의 위치가 고정되도록 한다. 석고보드위치 고정용 프레임(80)은 강도와 탄성 및 내열성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 제작된다.

이와 같이 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법을 사용하면, 에폭시 등의 접착제를 사용하지 않고 하이브리고 고정부재(60)와 석고보드위치 고정용 프레임(80)을 엔지니어링 플라스틱 소재로 제작하여 건식 공법으로 조립이 진행되어 노후화된 건축물 또는 내진 보강 기둥에 적용되어 시공성과 경제성이 향상된다.

이와 같은 공법으로 이루어진 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조를 살펴보면, 일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트(10)의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트(10)의 하단부터 상단 높이까지 배치된 탄소섬유패널(12)과, 직각을 이루는 한 쌍의 고정날개(501,501)를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖고 상기 콘크리트(10)의 모서리에 접하여 위치되는 연결고정지주(50)와, X형 브레이스(601)와 X형 브레이스(601)의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대(602)가 연결되어 상기 고정날개(501,501)에 접하도록 배치되는 하이브리드 고정부재(60)와, 콘크리트(10)의 최외측 둘레에 위치되어 하이브리드 고정부재(60)에 접하도록 배치되는 석고보드(70)와, 각각의 석고보드(70)의 외면에 접하여 횡방향으로 배치되는 석고보드위치 고정용 프레임(80)과, 석고보드위치 고정용 프레임(80), 석고보드(70), 하이브리드 고정부재(60)를 상호 체결시켜 탄소섬유패널(12) 및 석고보드(70)의 위치를 고정시키는 체결수단(90)을 포함한 고정 구조를 갖게 된다.

물론, 콘크리트(10)는 RC 기둥이 될 수 있고, 고정날개(501)는 이웃한 탄소섬유패널(12과 12)이 접하는 곳에 위치되도록 연결고정지주(50)에 구비됨이 바람직하다. 또한 연결고정지주(50)는 강재로 제작된 각관으로 구성됨이 바람직하고, 연결고정지주(50)는 강재로 제작된 사각봉으로 구성될 수 있다. 또한 체결수단(90)은 너트가 불필요한 무두부볼트를 적용함이 바람직하다.

이같은 구조는 탄소섬유패널(12)과 석고보드(70)를 무두부볼트로 조임하여 쉽게 고정이 가능한 장점을 갖는다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12: 탄소섬유패널
50: 연결고정지주
501: 고정날개
60: 하이브리드 고정부재
70: 석고보드
80: 석고보드위치 고정용 프레임
90: 체결수단

Claims

일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트(10)의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트(10)의 하단부터 상단 높이까지 탄소섬유패널(12)을 배치하는 단계와;
상기 콘크리트(10)의 모서리에 직각을 이루는 한 쌍의 고정날개(501)를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖는 연결고정지주(50)를 접하도록 위치시켜 놓는 단계와;
X형 브레이스(601)와 X형 브레이스(601)의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대(602)가 연결되어 있는 하이브리드 고정부재(60)를 구비하고, 이 하이브리드 고정부재(60)를 고정날개(501,501)에 접하도록 배치하는 단계와;
상기 콘크리트(10)의 최외측 둘레에 석고보드(70)를 위치시켜 하이브리드 고정부재(60)에 접하도록 배치하는 단계와;
각각의 석고보드(70)의 외면에 석고보드위치 고정용 프레임(80)을 접하여 횡방향으로 배치되도록 한 후, 체결수단(90)을 통해 석고보드위치 고정용 프레임(80), 석고보드(70), 하이브리드 고정부재(60)를 상호 체결시켜 탄소섬유패널(12) 및 석고보드(70)의 위치가 고정되는 단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 콘크리트(10)는 RC 기둥인 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 고정날개(501)는 이웃한 탄소섬유패널(12과 12)이 접하는 곳에 위치되도록 연결고정지주(50)에 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 연결고정지주(50)는 강재로 제작된 각관으로 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 연결고정지주(50)는 강재로 제작된 사각봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 방법.
일정한 단면과 높이를 갖는 콘크리트(10)의 둘레에 부착된 이물질을 제거한 후, 콘크리트(10)의 하단부터 상단 높이까지 배치된 탄소섬유패널(12)과;
직각을 이루는 한 쌍의 고정날개(501,501)를 높이 방향으로 일정 간격마다 갖고 상기 콘크리트(10)의 모서리에 접하여 위치되는 연결고정지주(50)와;
X형 브레이스(601)와 X형 브레이스(601)의 상단과 하단에 탄소섬유패널 고정용 수평연결대(602)가 연결되어 상기 고정날개(501,501)에 접하도록 배치되는 하이브리드 고정부재(60)와;
상기 콘크리트(10)의 최외측 둘레에 위치되어 하이브리드 고정부재(60)에 접하도록 배치되는 석고보드(70)와;
각각의 석고보드(70)의 외면에 접하여 횡방향으로 배치되는 석고보드위치 고정용 프레임(80)과;
고정용 프레임(80), 석고보드(70), 하이브리드 고정부재(60)를 상호 체결시켜 탄소섬유패널(12) 및 석고보드(70)의 위치를 고정시키는 체결수단(90)을 포함한 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조.
제 6항에 있어서,
상기 콘크리트(10)는 RC 기둥인 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조.
제 6항에 있어서,
상기 고정날개(501)는 이웃한 탄소섬유패널(12과 12)이 접하는 곳에 위치되도록 연결고정지주(50)에 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조.
제 6항에 있어서,
상기 연결고정지주(50)는 강재로 제작된 각관 또는 사각봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조.
제 6항에 있어서,
상기 체결수단(90)은 무두부볼트를 적용한 것을 특징으로 하는 콘크리트에 탄소섬유패널과 석고보드의 위치를 고정하기 위한 고정 구조.