KR20210014717A - 기둥의 단면확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법 - Google Patents

Abstract

보강 철근을 선조립함으로써 시공성이 향상되고, V형 및 U형 철근을 사용함으로써 기존 기둥에 의한 간섭을 최소화하여 기둥의 구속 효과 및 주철근 좌굴 방지 효과를 극대화 시키고, 기둥의 내진설계 기준에서 요구하는 폐쇄형 횡보강근을 원활하게 설치할 수 있는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법이 개시된다. 본 발명은 기존 기둥의 단면을 확대 보강하여 내진 성능을 향상시키기 위한 공법으로서, 상기 기존 기둥의 둘레에 설치되어 기둥을 지지하기 위한 주철근 및 보조철근을 포함하는 보강 철근을 선조립하는 단계; 상기 주철근의 상단 및 하단을 상기 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 연결하여 복수의 상기 보강 철근을 고정하는 단계; 및 상기 복수의 고정된 보강 철근의 사이에 마감철근을 결합하여 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계;로 이루어진 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공한다.

Description

기둥의 단면확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법{Reinforced pre-assembly unit method for enlarging and strengthening cross-section of column}

본 발명은 기둥의 단면확대 보강 공법에 관한 것으로 보다 상세하게는 기둥의 단면확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법에 관한 것이다.

기둥의 내력 및 연성 보강을 위한 공법은 강판 또는 탄소 섬유를 기둥면 전면에 부착하는 부착형 공법과 기둥의 단면을 확대하는 단면확대 공법이 있으며, 기둥의 단면확대 공법은 부착형 보강공법에 비해 내력과 강성 향상 측면에서 크게 효과적이다. 그러나 기존의 단면확대 보강공법은 기존 기둥과의 간섭으로 인해 폐쇄형 외부 띠철근 및 보조 크로스타이의 배근이 매우 어려운 문제가 있다.

이를 해결하기 위해서 기둥의 단면확대 공법에서 외부 띠철근은 ㄷ형 외부 띠철근을 겹쳐서 시공하거나, 내부 크로스타이는 기존 기둥에 앵커링을 통해 배근하고 있으나, ㄷ형 외부 띠철근의 벌어짐 및 기존 기둥의 앵커링으로 인해 기둥의 구조적 안전성이 감소되는 문제가 있다. 또한 기둥의 내진설계 기준에서 폐쇄형 외부 띠철근과 보조 띠철근 배근을 요구하고 있기 때문에 기존 기둥의 간섭을 회피하고 폐쇄형 띠철근을 배근하기 위한 단면확대 공법의 개발이 필요하다.

한국 공개특허 특2003-0006681호에서는 강재와 인장력이 도입된 강연선과 상기 강재와 강연선에 의해 구속되는 콘크리트로서 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 내진설계되지 않은 기존 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 단면확대를 통한 구조물의 내진보강방법 및 그 장치를 개시하고 있으나, 기존 기둥의 간섭을 방지하기 위한 구조를 도입하고 있지 않다.

한국 등록특허 제0570231호에서는 철판과 인장력이 도입된 PS강재에 의해 구속되는 콘크리트로 교각 등 구조물의 단면을 확대 보강하여 기존 구조물의 단면을 확대시킬 수 있도록 한 PS강재와 철판을 사용한 구조물 단면 증설장치 및 증설공법을 개시하고 있으나, 애커링을 통한 배근을 수행하는 한계가 있다.

본 발명은 시공성이 향상되고, 기존 기둥에 의한 간섭을 최소화하여 기둥의 구속 효과 및 주철근 좌굴 방지 효과를 극대화 시키고, 기둥의 내진설계 기준에서 요구하는 폐쇄형 횡보강근을 원활하게 설치할 수 있는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공하고자 한다.

전술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 기존 기둥의 단면을 확대 보강하여 내진 성능을 향상시키기 위한 공법으로서, 상기 기존 기둥의 둘레에 설치되어 기둥을 지지하기 위한 주철근 및 보조철근을 포함하는 보강 철근을 선조립하는 단계; 상기 주철근의 상단 및 하단을 상기 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 연결하여 복수의 상기 보강 철근을 고정하는 단계; 및 상기 복수의 고정된 보강 철근의 사이에 마감철근을 결합하여 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계;로 이루어진 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공한다.

또한 상기 보강 철근을 선조립하는 단계에서 상기 보조 철근은 상기 주철근을 복수개 커버하여 외측에 횡방향으로 설치되고 양단에는 주철근을 감싸면서 내측으로 절곡된 걸이부가 형성되는 복수의 횡철근 및 상기 주철근의 외측에서 단일 주철근을 감싸면서 내측으로 절곡되고 상기 단일 주철근에 접해있는 접점이 상기 복수의 횡철근의 상부에 밀착 배치되는 V형 철근으로 구성된 것을 특징으로 하는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공한다.

또한 상기 보강 철근을 고정하는 단계에서 상기 주철근은 상기 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 고정된 기초 철근과 커플러에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공한다.

또한 상기 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계에서 상기 마감철근은 일측 보강 철근 일단의 주철근과 타측 보강 철근 일단의 주철근을 외측에서 횡방향으로 감싸면서 내측으로 완만하게 구부러진 U형 철근이고, 상기 고정된 보강 철근의 사이를 연결하여 상기 보조철근과 함께 기둥을 두르는 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 것을 특징으로 하는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공한다.

본 발명은 보강 철근을 선조립함으로써 시공성이 향상되고, V형 및 U형 철근을 사용함으로써 기존 기둥에 의한 간섭을 최소화하여 기둥의 구속 효과 및 주철근 좌굴 방지 효과를 극대화 시키고, 기둥의 내진설계 기준에서 요구하는 폐쇄형 횡보강근을 원활하게 설치할 수 있는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 보강 철근 및 폐쇄형 보강 철근이 설치된 기둥의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥의 보강 모습을 나타낸 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 본 발명의 세부구성 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 발명은 기존 기둥의 단면을 확대 보강하여 내진 성능을 향상시키기 위한 공법으로서, 상기 기존 기둥의 둘레에 설치되어 기둥을 지지하기 위한 주철근 및 보조철근을 포함하는 보강 철근을 선조립하는 단계; 상기 주철근의 상단 및 하단을 상기 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 연결하여 복수의 상기 보강 철근을 고정하는 단계; 및 상기 복수의 고정된 보강 철근의 사이에 마감철근을 결합하여 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계;로 이루어진 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법을 개시한다.

기둥의 단면 확대 보강 공법이란 이미 시공되어 있는 기둥의 내력 및 연성을 보강하기 위한 것으로 본 발명에서는 기존 기둥과의 간섭을 최소화하여 시공성이 향상되고, 기둥의 구속 및 지지 효과를 극대화시킬 수 있도록 철근 선조립 유닛을 이용한 보강 공법을 제시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 보강 철근 및 폐쇄형 보강 철근이 설치된 기둥의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 보강 철근을 선조립하는 단계는 특수한 형상의 철근 유닛을 선조립하는 단계이다. 상기 보강철근(100)은 기존 기둥의 둘레에 설치되어 기둥을 지지하기 위한 주철근(110) 및 보조철근(120)을 포함한다.

상기 주철근(110)은 기존 기둥의 둘레에 수직으로 고정 설치되는 I(직선)형 철근일 수 있고, 이에 따라 상기 보조 철근(120)은 상기 주철근(110)을 복수개 커버하여 외측에 횡방향으로 설치되고 양단에는 주철근(110)을 감싸면서 내측으로 절곡된 걸이부(121a)가 형성되는 복수의 횡철근(121) 및 상기 주철근(110)의 외측에서 단일 주철근(110)을 감싸면서 내측으로 절곡되고 상기 단일 주철근(110)에 접해있는 절곡부가 상기 복수의 횡철근(121)의 상부에 밀착 배치되는 V형 철근(122)으로 구성될 수 있다.

본 발명은 철근의 선조립에 의해 단면확대 보강 시 내진상세를 갖는 횡보강근의 원활한 배근, 주철근 정착을 통한 안정적인 하중 전달, 현장공정을 최소화하여 기둥의 단면 확대 보강의 공기단축 및 구조 안전성을 확보할 수 있다.

한편, 본 발명에서 사용되는 선조립 유닛은 특정 형상으로 제조되어야 하나, 유닛의 길이 등 세부 사항은 보강 대상이 되는 기둥이나 현장 상황에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 예컨대, 상기 걸이부(121a)는 상기 횡철근(121)의 양단이 내측으로 130~140°절곡되어 상기 보강 철근이 설치된 기존 기둥의 모서리를 향하는 것이 바람직하고, 상기 V형 철근(122)의 내부 구부림 각도는 45°이며, 묻힘 길이는 75 mm 이상 및 V형 철근으로 사용된 철근 직경의 6배 이상일 수 있다. 상기 묻힘 길이는 V형 철근의 다리 끝에서 주철근까지의 순길이를 의미한다.

또한 상기 V형 철근(122)은 원터치 클립을 이용하여 주철근(110)에 간편하게 고정시킬 수 있으며, 개별적으로 주철근(110)에 고정되기 때문에 기존 기둥과의 간섭에 의한 영향을 최소화 시킬 수 있다.

상기 보강 철근을 고정하는 단계는 기존 기둥의 둘레에 선조립된 보강철근(100) 유닛을 고정시키는 단계로서 수직으로 설치되는 주철근(110)의 상단 및 하단이 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 고정된 기초 철근과 커플러(C)에 의해 연결될 수 있다.

상기 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계는 고정된 각각의 보강 철근(100) 유닛을 마감철근(130)으로 연결하여 기둥을 두르는 폐쇄형 철근을 형성하는 단계이다. 본 발명은 기둥의 내진설계에서 요구하는 폐쇄형 외부 띠철근을 별도 배근하지 않고도 폐쇄형 보강 철근 구조를 형성할 수 있으며, 우수한 내진성능을 확보할 수 있다.

상기 마감철근(130)은 일측 보강 철근 일단의 주철근(110)과 인접한 타측 보강 철근 일단의 주철근(110)을 외측에서 횡방향으로 감싸면서 내측으로 완만하게 구부러진 U형 철근으로서, 복수의 보강 철근 사이를 연결하여 상기 보조 철근 중 횡철근(121)과 함께 기둥을 두르는 폐쇄형 보강 철근을 형성할 수 있다.

상기 U형 철근의 묻힘 길이는 상기 V형 철근과 동일하게 제작되는 것이 바람직하다. 상기 U형 철근은 기둥 각 면에 설치된 철근 선조립 유닛(보강 철근)의 모서리에 배근되기 때문에 기존 기둥의 간섭없이 폐쇄형 외부 띠철근을 형성시킬 수 있다. 상기 V형 철근 및 U형 철근은 기존 기둥의 간섭을 최소화하여 단면확대 보강이 이루어지므로 기둥의 구속 및 주철근 좌굴방지에 효과적이다.

이와 같이 구성된 철근 선조립 유닛의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥의 보강 모습을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기둥 보강 공법은 선조립된 보강 유닛(100)을 커플러(C)를 이용하여 기둥의 상부 및 하부의 기초 철근에 고정하고, 마감철근(130)을 보강 유닛(100)의 모서리에 설치하여 횡철근(121)과 함께 기둥 전면을 두르는 폐쇄형 보강근을 형성할 수 있다.

본 발명의 철근 선조립 유닛 공법에 따르면 보강 철근(100)을 선조립함으로써 현장공정을 최소화하여 시공성이 향상된다. 또한 커플러(C)를 이용한 주철근(110)의 정착은 상부 하중의 전달을 용이하게 한다. 또한 V형(122) 및 U형(130) 철근을 사용함으로써 기존 기둥에 의한 간섭을 최소화하여 기둥의 구속 효과 및 주철근 좌굴 방지 효과를 극대화 시키고, 기둥의 내진설계 기준에서 요구하는 폐쇄형 횡보강근을 원활하게 설치할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 보강 철근 110 : 주철근
120 : 보조철근 121 : 횡철근
121a : 걸이부 122 : V형 철근
130 : 마감철근 C : 커플러

Claims (1)

1. 기존 기둥의 단면을 확대 보강하여 내진 성능을 향상시키기 위한 공법으로서,
   상기 기존 기둥의 둘레에 설치되어 기둥을 지지하기 위한 주철근;과 횡철근 및 V형 철근으로 이루어진 보조철근;을 포함하는 보강 철근을 선조립하여 미리 준비하는 단계;
   상기 선조립된 보강 철근 중 주철근의 상단 및 하단을 상기 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 연결하여 복수의 상기 보강 철근을 상기 기존 기둥에서 이격시켜 고정하는 단계; 및
   상기 복수의 고정된 보강 철근의 사이에 마감철근을 결합하여 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 보강 철근을 선조립하는 단계에서 상기 보조 철근은 상기 주철근을 복수개 커버하여 외측에 횡방향으로 설치되고 양단에는 주철근을 감싸면서 내측으로 절곡된 걸이부가 형성되는 복수의 횡철근 및 상기 주철근의 외측에서 단일 주철근을 감싸면서 내측으로 절곡되고 상기 단일 주철근에 접해있는 절곡부가 상기 복수의 횡철근의 상부에 밀착 배치되는 V형 철근으로 이루어지고,
   상기 보강 철근을 고정하는 단계에서 상기 주철근은 상기 기존 기둥의 상부 및 하부의 보 또는 돌출된 기초부에 고정된 기초 철근과 커플러에 의해 연결되고,
   상기 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 단계에서 상기 마감철근은 일측 보강 철근 일단의 주철근과 타측 보강 철근 일단의 주철근을 외측에서 횡방향으로 감싸면서 내측으로 완만하게 구부러진 U형 철근이고, 상기 고정된 보강 철근의 사이를 연결하여 상기 보조철근과 함께 기둥을 두르는 폐쇄형 보강 철근을 형성하는 기둥의 단면 확대 보강을 위한 철근 선조립 유닛 공법.
   

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