KR20220067562A

KR20220067562A - 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220067562A
Application number: KR1020200152655A
Authority: KR
Inventors: 김경민
Original assignee: (재)한국건설생활환경시험연구원
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-05-25

Abstract

본 발명은 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 지진 등에 의해 보강이 필요한 구조물의 기둥에 도입 지압판을 포함한 여러 강판을 조립하여 긴장력을 도입하고 기둥에 연성을 부여하는 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

강판 조립에 의한 보강장치 및 방법{REINFORCEMENT APPARATUS AND METHOD BY STEEL BUILT-UP}

본 발명은 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지진 등에 의해 보강이 필요한 구조물의 기둥에 도입 지압판을 포함한 여러 강판을 조립하여 긴장력을 도입하고 기둥에 연성을 부여하는 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물은 구조물의 지지를 위한 기둥을 포함하며, 기둥은 상부구조물의 자중뿐만 아니라 상부구조물에 가해지는 각종 활하중 및 지진에 의한 하중 등을 충분히 견딜 수 있도록 설계 및 시공되어야 한다.

특히 지진은 전진(대규모 지진 전에 발생하는 비교적 작은 규모의 지진), 본진(전진에 이어 발생하는 대규모 지진) 및 여진(대규모 지진 후에 발생하는 작은 규모의 지진)이 연속하여 발생한다.

또한, 여진은 본진보다 규모가 작은 반면 본진 발생 후 수일에서 수년에 걸쳐 발생되기 때문에, 본진으로 피해가 발생한 건축물이 여진으로 인해 피해가 확대되어, 추가 인명 피해 및 재산 피해가 발생할 수 있다.

이에, 여진에 의한 건축물의 추가 피해를 방지하도록 지진피해가 발생한 경우에 건축물의 기둥에 대해서도 위험도 평가를 하고 있으며, 위험도 평가 결과를 바탕으로 긴급 보강을 실시한다.

기둥 구조물의 보강 공법으로는 섬유보강, 단면확대 및 강판보강 등 여러 방법이 현장 여건에 따라 적용되는데, 이러한 방법들은 섬유시트, 섬유판, 강판 및 콘크리트로 기둥을 감싸도록 부착하는 것이 통상적이다.

그러나, 섬유보강법은 기둥 표면과의 부착이 어려울 뿐만 아니라, 전단 보강시에는 보강에 의한 증진 효과가 미약하고, 수평하중에 취약하다. 또한, 기둥 표면의 부분 탈락으로 인해 부착된 탄소섬유 등이 탈락하는 문제가 있다.

또한 단면확대법(단면증설법)은 건출물 자체의 중량을 증가시켜 건축물의 붕괴를 초래할 가능성이 존재하며, 강판보강법은 고정용 앵커가 부재에 물리적 손상을 주어 강도 저하를 초래하고 기둥과의 밀착이 어려워 충분한 보강효과를 기대하기 어렵다는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0252600호 대한민국 등록실용신안 제20-0186217호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지진 등에 의해 보강이 필요한 건축물의 기둥에 도입 지압판을 비롯한 여러 강판을 조립하여 긴장력을 도입하고 기둥에 연성을 부여하는 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 강판 조립에 의한 보강장치는 구조물의 기둥을 보강하는 것으로, 기둥의 높이 방향을 따라 면접촉되며, 상기 기둥의 둘레를 따라 다수개 장착되는 가압 앵글과; 다수개가 상기 기둥의 둘레 방향을 따라 배치된 상태에서 서로 연결되어 상기 가압 앵글을 가압하는 도입 지압판; 및 상기 도입 지압판들을 서로 연결하는 도입 체결구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가압 앵글은 상기 기둥에 밀착되도록, 밀착되는 부분의 기둥 형상과 동일한 형상의 강판으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압 앵글은 다각 형상으로 이루어진 기둥의 모서리에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도입 지압판은 상기 가압 앵글을 가압하는 앵글 가압부 및 상기 앵글 가압부의 양측 단부에 구비되며 상기 도입 체결구에 의해 체결되는 판 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도입 지압판은 일측의 도입 지압판에 구비된 판 연결부와 타측의 도입 지압판에 구비된 판 연결부가 서로 겹쳐지도록 각각 설정된 길이로 연장되며, 상기 판 연결부들이 서로 겹쳐진 상태에서 상기 도입 체결구에 의해 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 판 연결부의 외측으로 돌출된 로드 브라켓과; 서로 인접한 도입 지압판의 로드 브라켓에 양단이 연결되는 연결 로드; 및 상기 연결 로드의 단부를 상기 로드 브라켓에 체결하여 조이는 로드 체결구;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 강판 조립에 의한 긴급 보강방법은 구조물의 기둥을 보강하도록 기둥의 높이 방향을 따라 면접촉되는 가압 앵글을 상기 기둥의 둘레 방향을 따라 다수개 장착하는 앵글 설치단계와; 상기 가압 앵글을 가압하도록 다수개의 도입 지압판을 상기 기둥의 둘레 방향을 따라 배치하는 지압판 조립단계; 및 인접 배치된 상기 도입 지압판들을 도입 체결구로 연결하여 조이는 지압단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 서로 인접한 도입 지압판의 로드 브라켓를 연결 로드에 의해 연결하는 로드 연결단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압 앵글 조립 이전에 상기 기둥 표면에 모르타르를 도포하는 전처리 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 적어도 상기 가압 앵글 및 도입 지압판을 덮도록 모르타르를 도포하는 후처리 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 지진 등에 의해 보강이 필요한 건축물의 기둥에 긴장력 도입 지압판을 포함한 여러 강판을 순차 조립한다. 따라서, 기둥에 긴장력을 도입하고 연성을 부여하여 지진 등에 저항할 수 있는 긴급 보강을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 가압 앵글을 나타낸 도이다.
도 3은 상기 도 1의 도입 지압판을 나타낸 도이다.
도 4는 상기 도 1의 도입 지압판 체결 상태를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 상기 도 5의 도입 지압판을 나타낸 도이다.
도 7은 상기 도 5의 도입 지압판 체결 상태를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.

다만, 이하에서 설명하는 본 발명의 보강장치는 지진으로 인해 피해가 발생한 구조물의 기둥에 긴급 적용되는 것을 일 예로 들어 설명한다.

그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 지진 이외의 다른 원인으로 피해나 파손이 발생한 기둥의 보강에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

보강장치: 제1 실시예

도 1과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치(100)는 건축물이나 교량 등을 비롯한 각종 구조물의 기둥(10)을 보강하는 것으로, 가압 앵글(110)과, 도입 지압판(120) 및 도입 체결구(130)를 포함한다. 또한, 바람직한 실시예로 연결 로드(140)를 더 포함한다.

이러한 본 발명은 기둥(10)에 가압 앵글(110)을 장착하고, 그 외측에서 도입 지압판(120)을 조립 후 도입 체결구(130)로 조인다. 또한 인접한 도입 지압판(120)들을 연결 로드(140)로 조인다.

따라서, 기둥(10)에 긴장력을 도입(도입 긴장력: initial prestressing force)하고 연성을 부여하여 지진 등에 저항할 수 있는 긴급 보강을 가능하게 한다.

도 2와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치(100)는 가압 앵글(110)을 포함한다. 상기 가압 앵글(110)은 보강이 필요한 구조물의 기둥(10) 표면에 장착되는 것으로, 기둥(10)의 높이 방향을 따라 연장된 형상의 길이 부재이다.

이러한 가압 앵글(110)은 각각 긴 앵글 하나로 구성되거나 혹은 짧은 앵글을 높이 방향을 따라 일렬로 배치한 여러개로 구성될 수 있으며, 여러개인 경우에는 서로 연결하여 사용할 수 있다.

특히 가압 앵글(110)은 기둥(10)의 높이 방향을 따라 기둥(10)의 표면에 면접촉되도록 설치된다. 또한 가압 앵글(110)은 기둥(10)마다 다수개 장착되며, 다수개의 가압 앵글(110)은 기둥(10)의 둘레를 따라 일정 간격으로 이격된다.

바람직한 실시예로서, 가압 앵글(110)은 금속 강판으로 제작되며, 밀착이 이루어지는 부분의 기둥(10) 형상과 동일한 형상을 갖는다. 이를 위해 적어도 기둥(10)과 접하는 내측면은 기둥(10) 형상에 일치한다. 반면, 가압 앵글(110) 외측은 그와 무관한 여러 형상이 가능하다.

도시된 바와 같이, 기둥(10)이 다각 형상으로 이루어진 경우 가압 앵글(110)은 다각 형상 기둥(10)의 모서리에 밀착된다. 예컨대, 기둥(10)이 4각 형상인 경우 4개의 각 모서리에 가압 앵글(110)이 밀착되도록 장착되며, 이를 위해 가압 앵글(110)의 단면 형상은 'ㄴ' 혹은 'ㄱ'자가 될 수 있다.

따라서, 긴장력 도입에 따른 기둥 코너부 응력을 분산하고, 기둥의 파괴를 방지한다.

도입 지압판(120)은 다수개가 기둥(10)의 둘레 방향을 따라 배치된 상태에서 서로 연결되어 상기한 가압 앵글(110)을 가압하는 것으로, 바람직하게는 기둥(10)의 길이(높이) 방향에 대해 수직한 수평 상태로 체결된다.

또한, 도입 지압판(120)은 기둥(10)의 특정 높이에서 1단으로 설치될 수 있지만, 필요시 기둥(10)의 높이 방향을 따라 다단으로 설치될 수도 있다. 이 경우에도 각 단마다 다수개의 도입 지압판(120)이 기둥(10) 둘레를 따라 서로 연결된다.

도 3과 같이, 도입 지압판(120)은 가압 앵글(110)을 가압하는 앵글 가압부(121) 및 상기 앵글 가압부(121)의 양측 단부에 구비되며 도입 체결구(130)에 의해 체결되는 판 연결부(122)를 포함한다.

이때, 앵글 가압부(121)는 기둥 형상에 따라 굽은 평판 형상으로 이루어지고, 판 연결부(122)는 앵글 가압부(121)의 중심점을 기준으로 그 양측 단부에 각각 구비된다.

예를 들어, 기둥(10)이 사각형인 경우 도입 지압판(120)은 앵글 가압부(121)에 의해 형성되는 내측면이 'ㄴ'자 혹은 'ㄱ'자 형상이 되어 기둥(10)의 모서리 부분에 장착되도록 4개로 구성된다.

따라서, 도 4와 같이, 4개의 도입 지압판(120)이 기둥(10)의 각 모서리 부분에서 가압 앵글(110)의 외측에 배치된 상태에서 서로 인접한 도입 지압판(120)의 판 연결부(122)를 기둥(10)의 각 면에서 서로 연결시키면 가압 앵글(110)을 가압하게 되어 기둥(10) 보강이 이루어진다.

다만, 도입 지압판(120)들 간의 연결은 각각에 구비된 판 연결부(122)를 겹친 상태에서 후술하는 도입 체결구(130)를 이용하여 체결하는 것이 추가 부품을 줄이고, 도입 지압판(120)들을 강한 힘으로 조립될 수 있게 한다.

이를 위해 도입 지압판(120)은 일측의 도입 지압판(120)에 구비된 판 연결부(122)와 타측의 도입 지압판(120)에 구비된 판 연결부(122)가 서로 겹쳐지도록 양측부가 각각 설정된 길이로 연장(겹쳐지는 부분만큼 추가 연장)된다.

또한, 판 연결부(122)들이 서로 겹쳐지도록 이웃한 판 연결부(122)들은 그 두께만큼 서로 어긋나 배치된다. 즉, 도입 지압판(120) 조립시 판 연결부(122)의 연단면이 서로 맞닿지 않고 엇갈리도록 구성된다.

도입 체결구(130)는 도입 지압판(120)들을 서로 연결하는 것으로, 더욱 정확히는 인접한 도입 지압판(120)의 판 연결부(122)들을 서로 연결한다. 상술한 바와 같이 판 연결부(122)은 서로 겹쳐진 상태에서 도입 체결구(130)에 의해 체결된다.

도입 체결구(130)는 지그, 클립 및 체결 볼트 등 다양한 체결 수단이 적용될 수 있으며, 바람직한 실시예로 체결 볼트가 적용될 수 있으며, 그에 대응하여 판 연결부(122)에는 볼트 구멍이 형성된다.

이때, 기둥(10)의 직경은 구조물마다 다를 수 있고 또한 설치 위치마다 다를 수도 있으므로, 서로 다른 직경의 기둥(10)에 도입 지압판(120)을 설치할 수 있도록 기둥(10)에 따라 도입 지압판(120)의 결합 길이는 조절될 필요가 있다.

이에, 판 연결부(122)에 구비된 볼트 구멍은 이웃한 판 연결부(122)와 가까워지거나 멀어지는 방향 즉, 판 연결부(122)의 길이 방향을 따라 다수개 구비되어, 기둥(10)의 직경에 따라 선택된 볼트 구멍에 맞추어 체결 볼트(도입 체결구)를 체결한다.

따라서, 도입 지압판(120)의 체결에 따라 가압 앵글(110)을 가압하게 된다. 또한, 가압 앵글(110)로 인해 도입 지압판(120)이 기둥(10)으로부터 이격되므로 도입 체결구(130)를 기둥(10)에 직접 체결하는 방식에서 벗어나 기둥(10)에 손상을 가하지 않도록 한다.

한편, 도 1로 다시 돌아가 본 발명은 긴장력을 추가로 도입할 수 있도록 연결 로드(140)를 더 포함한다.

이를 위해, 판 연결부(122)의 외측으로 돌출된 로드 브라켓(140a)과, 서로 인접한 도입 지압판(120)의 로드 브라켓(140a)에 양단이 연결되는 연결 로드(140) 및 상기 연결 로드(140)의 단부를 로드 브라켓(140a)에 체결하여 조이는 로드 체결구(140b)를 더 포함한다.

좀더 구체적으로, 로드 브라켓(140a)은 도입 지압판(120)에서 외측으로 돌출되어 연결 로드(140)가 기둥(10)의 둘레에 설치될 수 있게 한다.

이러한 로드 브라켓(140a)은 도입 지압판(120)의 중심(예: 꺽인점)에서 기둥(10)의 외측으로 돌출 형성되며, 도입 지압판(120)에 일체로 형성된 일부분을 로드 브라켓(140a)으로 적용할 수 있다.

예컨대, 2개의 평판이 서로 직각으로 교차하는 구조의 도입 지압판(120)의 외측 일부를 로드 브라켓(140a)으로 이용할 수 있다.

연결 로드(140)는 금속 강재로 이루어지며 양단에 나사산이 형성되어 있다. 또한, 연결 로드(140)의 양단은 로드 브라켓(140a)에 형성된 나사 구멍을 관통하여 외측으로 돌출된다. 따라서, 로드 체결구(140b)로 연결 로드(140)의 양단을 조일 수 있게 한다.

이 경우 로드 체결구(140b)는 너트가 적용되며, 로드 브라켓(140a)의 나사 구멍을 관통하여 외측으로 돌출된 연결 로드(140)를 너트(로드 체결구)로 조이면 연결 로드(140) 양단의 도입 지압판(120)을 내측으로 당겨 로드에 의한 긴장력을 제공한다.

보강장치: 제2 실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치(100)에 대해 설명한다.

위에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에서는 도입 지압판(120)의 4개인 것을 예로 든 것임에 비해, 본 발명의 제2 실시예는 도입 지압판(120)의 개수를 변경할 수 있음을 보여준다.

이에, 도 5와 같이, 본 발명의 제2 실시예 역시 각종 구조물의 기둥(10)을 보강하도록 가압 앵글(110)과, 도입 지압판(120), 도입 체결구(130) 및 연결 로드(140)를 포함하며, 실시예로 도입 지압판(120)은 2개로 구성된다.

여기서, 가압 앵글(110)은 상술한 바와 같이 보강이 필요한 구조물의 기둥(10) 표면에 장착되는 것으로, 기둥(10)의 높이 방향을 따라 연장된 형상의 길이 부재이다.

또한, 가압 앵글(110)은 기둥(10)의 높이 방향을 따라 기둥(10)의 표면에 면접촉되도록 설치된다. 또한 가압 앵글(110)은 기둥(10)마다 다수개 장착되며, 다수개의 가압 앵글(110)은 기둥(10)의 둘레를 따라 일정 간격으로 이격된다.

가압 앵글(110)은 금속 강판으로 제작되며, 밀착이 이루어지는 부분의 기둥(10) 형상과 동일한 형상을 갖는다. 이를 위해 적어도 기둥(10)과 접하는 내측면은 기둥(10) 형상에 일치한다.

도시된 바와 같이, 기둥(10)이 다각 형상으로 이루어진 경우 가압 앵글(110)은 다각 형상 기둥(10)의 모서리에 각각 밀착되는 4개로 구성된다.

도 6과 같이, 도입 지압판(120)은 다수개가 기둥(10)의 둘레 방향을 따라 배치된 상태에서 서로 연결되어 가압 앵글(110)을 가압하는 것으로, 바람직하게는 기둥(10)의 길이(높이) 방향에 대해 수직한 수평 상태로 체결된다.

본 발명의 제2 실시예에서 도입 지압판(120)은 2개로 구성될 수 있으며, 2개의 도입 지압판(120)으로 각 모서리에 배치된 4개의 가압 앵글(110)을 가압한다. 즉, 1개의 도입 지압판(120)이 한 면의 양측 모서리에 배치된 2개의 가압 앵글(110)을 동시에 가압한다.

또한, 도입 지압판(120)은 가압 앵글(110)을 가압하는 앵글 가압부(121) 및 상기 앵글 가압부(121)의 양측 단부에 구비되며 도입 체결구(130)에 의해 체결되는 판 연결부(122)를 포함한다.

이때, 앵글 가압부(121)는 기둥 형상에 따라 기둥(10)의 한면에 밀착되는 평판 형상으로 이루어지며, 판 연결부(122)는 상기 앵글 가압부(121)의 양측부에서 각각 직교하는 방향으로 연장되어 기둥(10)의 측면에 밀착된다.

예를 들어, 기둥(10)이 사각형인 경우 도입 지압판(120)은 앵글 가압부(121) 및 판 연결부(122)에 의해 형성되는 내측면이 'ㄷ'자 형상이 되어 기둥(10)의 측면에 장착되도록 2개로 구성된다.

따라서, 도 7과 같이, 서로 마주보는 기둥(10)의 양측면(전후 혹은 좌우)에 2개의 도입 지압판(120)을 배치한 상태에서 판 연결부(122)를 서로 연결시키면 가압 앵글(110)을 가압하게 되어 기둥(10) 보강이 이루어진다.

이를 위해 도입 지압판(120)은 일측의 도입 지압판(120)에 구비된 판 연결부(122)와 타측의 도입 지압판(120)에 구비된 판 연결부(122)가 서로 겹쳐지도록 양측부가 각각 설정된 길이로 연장된다.

또한, 기둥(10)의 직경은 구조물마다 다를 수 있고 또한 설치 위치마다 다를 수도 있으므로, 판 연결부(122)에 구비된 볼트 구멍은 판 연결부(122)의 길이 방향을 따라 다수개 구비되어, 기둥(10)의 직경에 따라 선택된 볼트 구멍에 맞추어 체결 볼트(도입 체결구)를 체결할 수 있도록 한다.

한편, 연결 로드(140)는 긴장력을 추가로 도입할 수 있도록 한다.

이러한 로드 브라켓(140a)은 앵글 가압부(121)와 판 연결부(122)의 교점에서 기둥(10)의 외측을 향해 돌출 형성되며, 도입 지압판(120)에 일체로 형성된 일부분을 로드 브라켓(140a)으로 적용할 수 있다.

이 경우 로드 체결구(140b)는 너트가 적용되며, 로드 브라켓(140a)의 나사 구멍을 관통하여 외측으로 돌출된 연결 로드(140)를 너트(로드 체결구)로 조이면 연결 로드(140) 양단의 도입 지압판(120)을 당겨 긴장력을 보강하게 된다.

보강장치: 제3 실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 조립에 의한 보강장치(100)에 대해 설명한다.

위에서 설명한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예는 기둥(10)이 다각형(4각형)인 것을 예로 든 것임에 비해, 본 발명의 제3 실시예는 기둥(20)이 원형인 경우에도 적용될 수 있음을 보여준다.

이에, 도 8과 같이, 본 발명의 제3 실시예는 각종 구조물의 원형 기둥(20)을 보강하도록 가압 앵글(110)과, 도입 지압판(120), 도입 체결구(130) 및 연결 로드(140)를 포함한다.

특히, 기둥(20) 형상에 맞추어 적어도 가압 앵글(110)과 도입 지압판(120)도 만곡된 형상을 갖는다. 즉, 가압 앵글(110)과 도입 지압판(120)의 내측면은 기둥(10)에 밀착 될 수 있도록 만곡된 형상을 갖는다.

여기서, 가압 앵글(110)은 보강이 필요한 구조물의 기둥(20) 표면에 장착되는 것으로, 기둥(20)의 높이 방향을 따라 연장된다.

또한, 가압 앵글(110)은 기둥(20)의 높이 방향을 따라 기둥(20)의 표면에 면접촉되도록 설치된다. 또한 가압 앵글(110)은 기둥(20)마다 다수개 장착되며, 다수개의 가압 앵글(110)은 기둥(20)의 둘레를 따라 일정 간격으로 이격된다.

가압 앵글(110)은 금속 강판으로 제작되며, 밀착이 이루어지는 부분의 기둥(10) 형상과 동일한 형상을 갖는다. 이를 위해 적어도 기둥(20)과 접하는 내측면은 기둥(20) 형상에 일치한다.

도시된 바와 같이, 기둥(20)이 원형인 경우 가압 앵글(110) 역시 원형의 기둥(20) 표면에 밀착되도록 내측면이 만곡된 형상을 가지며, 일 예로 원주 방향을 따라 90°마다 균등하게 배치된 4개로 구성될 수 있다.

도입 지압판(120)은 다수개가 기둥(20)의 둘레 방향을 따라 배치된 상태에서 서로 연결되어 가압 앵글(110)을 가압하는 것으로, 바람직하게는 기둥(20)의 길이(높이) 방향에 대해 수직한 수평 상태로 체결된다.

또한, 도입 지압판(120)은 기둥(20)의 특정 높이에서 1단으로 설치될 수 있지만, 필요시 기둥(10)의 높이 방향을 따라 다단으로 설치될 수도 있다. 이 경우에도 각 단마다 다수개의 도입 지압판(120)이 기둥(20) 둘레를 따라 서로 연결된다.

본 발명의 제3 실시예에서 도입 지압판(120)은 2개 내지 4개로 구성될 수 있으나, 조립의 편리성을 위해 대략 반원 형상으로 이루어진 도입 지압판(120) 2개를 이용하며, 이들을 마주보도록 한 상태에서 서로 연결한다.

이러한 도입 지압판(120)은 가압 앵글(110)을 가압하는 앵글 가압부(121) 및 상기 앵글 가압부(121)의 양측 단부에 구비되며 도입 체결구(130)에 의해 체결되는 판 연결부(122)를 포함한다.

이때, 앵글 가압부(121)는 기둥 형상에 따라 기둥(20)의 한면에 밀착되는 만곡부를 가지며, 판 연결부(122)는 만곡된 형상의 앵글 가압부(121)의 양측 단부에 구비된다.

따라서, 원형의 기둥(20)을 사이에 두고 2개의 도입 지압판(120)을 서로 마주보도록 배치한 상태에서 판 연결부(122)를 서로 연결시키면 가압 앵글(110)을 가압하게 되어 기둥(20) 보강이 이루어진다.

이 경우에도 도입 지압판(120)들 간의 연결은 각각에 구비된 판 연결부(122)를 겹친 상태에서 도입 체결구(130)를 이용하여 체결하는 것이 추가 부품을 줄이면서도 도입 지압판(120)들을 강한 힘으로 조립될 수 있게 한다.

도입 체결구(130)는 바람직한 실시예로 체결 볼트가 적용될 수 있으며, 그에 대응하여 판 연결부(122)에는 볼트 구멍이 형성된다.

또한, 판 연결부(122)에 구비된 볼트 구멍은 판 연결부(122)의 길이 방향을 따라 다수개 구비되어, 기둥(20)의 직경에 따라 선택된 볼트 구멍에 맞추어 체결 볼트(도입 체결구)를 체결할 수 있도록 한다.

좀더 구체적으로, 로드 브라켓(140a)은 도입 지압판(120)에서 외측으로 돌출되어 연결 로드(140)가 기둥(20)의 둘레에 설치될 수 있게 한다.

이러한 로드 브라켓(140a)은 만곡된 형상의 도입 지압판(120)의 양측 단부로부터 각각 일정 길이 후방으로 이격된 위치에 구비된다. 따라서, 그 사이에 연결 로드(140)가 끼워질 수 있도록 한다.

보강방법

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강판 조립에 의한 긴급 보강방법에 대해 설명한다.

도 9와 같이, 본 발명에 따른 강판 조립에 의한 긴급 보강방법은 앵글 설치단계(S110), 지압판 조립단계(S120) 및 지압단계(S130)를 포함한다. 또한, 지압판 조립 이후의 로드 연결단계(S140), 앵글 설치 이전의 전처리 단계(S110a) 및 연결 로드 지압 이후의 후처리 단계(S140a)를 더 포함할 수 있다.

이러한 본 발명은 건축물이나 교량 등을 비롯한 각종 구조물의 기둥(10)을 보강하는 것으로, 기둥(10)에 가압 앵글(110)을 장착하고, 그 외측에서 도입 지압판(120)을 조립 후 도입 체결구(130)로 조인다.

또한 인접한 도입 지압판(120)들을 연결 로드(140)로 조인다. 따라서, 기둥(10)에 긴장력을 도입하고 연성을 부여하여 지진 등에 저항할 수 있는 긴급 보강을 가능하게 한다.

이를 위해, 상기 앵글 설치단계(S110)에서는 구조물의 기둥(10)을 보강하도록 기둥(10)의 높이 방향을 따라 면접촉되는 가압 앵글(110)을 기둥(10)의 둘레 방향을 따라 다수개 장착한다.

가압 앵글(110)은 보강이 필요한 구조물의 기둥(10) 표면에 장착되는 것으로, 기둥(10)의 높이 방향을 따라 연장된 형상의 길이 부재로, 기둥(10)의 형상에 따라 모서리에 끼워지도록 각이 지거나 원형으로 만곡된 것이 적용될 수 있다.

또한, 가압 앵글(110)은 각각 긴 앵글 하나로 구성되거나 혹은 짧은 앵글을 높이 방향을 따라 일렬로 배치한 여러개로 구성될 수 있으며, 여러개인 경우에는 서로 연결하여 사용할 수 있다.

다음, 지압판 조립단계(S120)에서는 상기 가압 앵글(110)을 가압하도록 다수개의 도입 지압판(120)을 기둥(10)의 둘레 방향을 따라 배치한다.

이러한 도입 지압판(120)은 2개 내지 4개 사이의 다수개로 구비되는 것이 바람직하며, 기둥(10)의 형상에 따라 밀착이 가능하도록 'ㄴ'자, 'ㄱ'자 혹은 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 모서리 등 기둥 표면에 배치된다.

따라서, 도입 지압판(120)이 기둥(10)의 각 모서리 부분에서 가압 앵글(110)의 외측에 배치된 상태에서 서로 인접한 도입 지압판(120)을 서로 연결시키면 가압 앵글(110)을 가압하게 되어 기둥(10) 보강이 이루어진다.

다음, 지압단계(S130)에서는 인접 배치된 상기 도입 지압판(120)들을 도입 체결구(130)로 조여 지압(가압)이 이루어지게 한다.

또한, 판 연결부(122)에 구비된 볼트 구멍은 판 연결부(122)의 길이 방향을 따라 다수개 구비되어, 기둥(10)의 직경에 따라 선택된 볼트 구멍에 맞추어 체결 볼트(도입 체결구)를 체결할 수 있도록 한다.

다음, 로드 연결단계(S140)는 도입 지압판(120)과 함께 로드에 의한 긴장력을 추가 도입하는 단계로, 로드 연결단계(S140)에서는 서로 인접한 도입 지압판(120)의 로드 브라켓(140a)을 연결 로드(140)에 의해 연결한다.

이를 위해, 판 연결부(122)의 외측으로 돌출된 로드 브라켓(140a)과, 서로 인접한 도입 지압판(120)의 로드 브라켓(140a)에 양단이 연결되는 연결 로드(140) 및 상기 연결 로드(140)의 단부를 로드 브라켓(140a)에 체결하여 조이는 로드 체결구(140b)가 이용된다.

이때, 로드 브라켓(140a)은 도입 지압판(120)에서 외측으로 돌출되어 연결 로드(140)가 기둥(10)의 둘레에 설치될 수 있게 한다.

연결 로드(140)는 금속 강재로 이루어지며 양단에 나사산이 형성된다. 또한, 연결 로드(140)의 양단은 로드 브라켓(140a)에 형성된 나사 구멍을 관통하여 외측으로 돌출된다. 따라서, 로드 체결구(140b)로 연결 로드(140)의 양단을 조일 수 있게 한다.

로드 체결구(140b)는 너트가 적용되며, 로드 브라켓(140a)의 나사 구멍을 관통하여 외측으로 돌출된 연결 로드(140)를 너트(로드 체결구)로 조이면 연결 로드(140) 양단의 도입 지압판(120)을 내측으로 당겨 긴장력을 제공하게 된다.

한편, 전처리 단계(S110a)에서는 가압 앵글(110) 조립 이전에 기둥(10) 표면에 모르타르를 도포한다. 이러한 전처리 단계(S110a)는 기둥(10)에 모르타드를 도포하여 보강장치가 밀착되는 표면을 고르게 하는 효과가 있다.

또한 파손이나 탈락 부위를 채워 강도를 보강하게 한다. 이를 위해 전처리 단계(S110a)에서는 기둥(10) 표면의 마감재나 박리 콘트리트를 제거한 이후에 모르타르를 도포할 수 있다.

다음, 후처리 단계(S140a)에서는 적어도 가압 앵글(110) 및 도입 지압판(120)을 덮도록 모르타르를 도포한다. 이를 위해 후처리 단계(S140a)는 연결 로드(140)까지 체결된 이후 진행될 수 있다.

모르타르의 도포는 실시예로 기둥(10) 둘레에 직접 모르타를 도포하거나 혹은 거푸집을 설치하고 그 사이에 모르타르를 주입하는 공법이 적용될 수 있다.

따라서, 보강장치의 노출을 방지하면서도 단면확대법(단면증설법)에 의한 보강효과를 제공하게 된다.

즉, 후처리 단계(S140a)의 실행에 의해 강판보강법 및 단면확대법 모두에 의한 보강을 가능하게 한다. 이는 본 발명의 보강장치가 오직 강판만을 조립하는 방식을 사용하기 때문에 가능하다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

10, 20: 기둥
110: 가압 앵글
120: 도입 지압판
121: 앵글 가압부
122: 판 연결부
130: 도입 체결구
140: 연결 로드
140a: 로드 브라켓
140b: 로드 체결구

Claims

구조물의 기둥을 보강하는 강판 조립에 의한 보강장치에 있어서,
기둥의 높이 방향을 따라 면접촉되며, 상기 기둥의 둘레를 따라 다수개 장착되는 가압 앵글(110)과;
다수개가 상기 기둥의 둘레 방향을 따라 배치된 상태에서 서로 연결되어 상기 가압 앵글(110)을 가압하는 도입 지압판(120); 및
상기 도입 지압판(120)들을 서로 연결하는 도입 체결구(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 가압 앵글(110)은,
상기 기둥에 밀착되도록, 밀착되는 부분의 기둥 형상과 동일한 형상의 강판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
제2항에 있어서,
상기 가압 앵글(110)은,
다각 형상으로 이루어진 기둥의 모서리에 밀착되는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 도입 지압판(120)은,
상기 가압 앵글(110)을 가압하는 앵글 가압부(121) 및 상기 앵글 가압부(121)의 양측 단부에 구비되며 상기 도입 체결구(130)에 의해 체결되는 판 연결부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
제4항에 있어서,
상기 도입 지압판(120)은,
일측의 도입 지압판(120)에 구비된 판 연결부(122)와 타측의 도입 지압판(120)에 구비된 판 연결부(122)가 서로 겹쳐지도록 각각 설정된 길이로 연장되며, 상기 판 연결부(122)들이 서로 겹쳐진 상태에서 상기 도입 체결구(130)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
제1항에 있어서,
상기 도입 지압판(120)의 외측으로 돌출된 로드 브라켓(140a)과;
서로 인접한 도입 지압판(120)의 로드 브라켓(140a)에 양단이 연결되는 연결 로드(140); 및
상기 연결 로드(140)의 단부를 상기 로드 브라켓(140a)에 체결하여 조이는 로드 체결구(140b);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
구조물의 기둥을 보강하는 강판 조립에 의한 긴급 보강방법에 있어서,
기둥의 높이 방향을 따라 면접촉되는 가압 앵글(110)을 상기 기둥의 둘레 방향을 따라 다수개 장착하는 앵글 설치단계(S110)와;
상기 가압 앵글(110)을 가압하도록 다수개의 도입 지압판(120)을 상기 기둥의 둘레 방향을 따라 배치하는 지압판 조립단계(S120); 및
인접 배치된 상기 도입 지압판(120)들을 도입 체결구(130)로 연결하여 조이는 지압단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 긴급 보강방법.
제7항에 있어서,
서로 인접한 도입 지압판(120)의 로드 브라켓(140a)을 연결 로드(140)에 의해 연결하는 로드 연결단계(S140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 보강장치.
제7항에 있어서,
상기 가압 앵글(110) 조립 이전에 상기 기둥 표면에 모르타르를 도포하는 전처리 단계(S110a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 긴급 보강방법.
제7항에 있어서,
적어도 상기 가압 앵글(110) 및 도입 지압판(120)을 덮도록 모르타르를 도포하는 후처리 단계(S140a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 조립에 의한 긴급 보강방법.