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[보수보강사례 - 19] 천장달대 접합부 보강사례

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조회 979 조회
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날짜 15-06-25 18:01

내용

1. 개 요
    대상건축물은 준공 후 10년이 경과된 철근콘크리트 구조와 철골구조의 복합구조로
    다중이용 시설물이다. 이 건물 내부의 최상부에는 철골로 구성 된 대형 천장틀이 강봉
    (Φ19)달대(Roof Hanger)에 의해 지붕구조물인 와플슬래브(Waffle Slab)와 공간골조
    (Space Frame)에 지지되어 있으며, H형강(H-250×125×6×9, H-148×100×6×9)으로
    구성된 천장틀과 달대가 용접된 접합 부위에 균열이 발생되어 있다.

19-1.jpg

<그림1> 용접부위 부분상세도


2. 조사 및 결함원인ㆍ현상
    가. 조사사항
        1) 부재실측 : 실측결과는 설계도면의 치수와 대체로 일치함.
        2) 용접방법 : 천장틀과 달대의 접합부에는 “ㄱ”자 형강과 “ㄷ”자 형강이 각각 현장
            모살용접 시공되어 있으며 용접상태는 조잡한 상태임
        3) 용접결함조사 : 자분탐상법을 사용하여 조사한 결과 거의 모든 용접부에 균열
            (ℓ=7~100㎜)이 발견되었고 균열은 용접살보다 모재에서 더 많이 발생됨
        4) 균열위치 : 용접부에서 10㎜정도 떨어진 곳에서부터 용접부까지 사이의 위치에서
            하중작용력의 직각방향으로 발생됨


    나. 결함원인
            주로 시공결함으로 다음과 같다.
            1) 용접불량
            2) 표면기공
            3) 언더컷


    다. 발생현상
            1) 달대 용접부위 균열발생
            2) 앵글부재의 균열발생


    라. 구조안전성 검토
        하부 천장틀을 지지하고 있는 달대1개가 받고있는 인장하중은 1.42t으로서 부재의
        내력 1.62t 보다 작아 달대부재 자체는 안전하지만, 용접부위 결함을 고려하면 불안전한
        것으로 판단된다.


3. 원인추정
    시공당시 용접공사와 관련된 자료가 없어 정확히 알 수는 없으나, 현재의 용접된
    상태를 보아 현장용접으로 시공된 것이 확실하고, 용접살의 표면결함이 산재하고 있는
    정황을 고려하여 볼 때, 천장틀과 달대 사이의 접합부재인 “ㄱ”형강과 “ㄷ”형강의 용접
    부위에 발생된 균열은 용접불량과 온도관리 부재가 주원인으로 추정된다.

19-2.jpg


<그림2> 용접부 균열발생 요인도


4. 보수․보강안
    천장틀 상부에 각종 설비배관 및 전기배선이 되어 있어서 기존의 달대연결철물을 제거하고
    새로 설치하는 데는 많은 어려움이 예상되므로 다음 <그림3>과 같이 와이어로프를 이용하여
    보강하는 것이 효율적이라 판단된다.
    ㅇ 와이어로프를 이용한 보강법

19-3.jpg

<그림3> 보강 개념도


19-4.jpg



<그림4> 보강 상세도


    기존접합부와 인접한 곳에 와이어로프(∅10㎜)를 사용하여 지붕구조물 천장틀의 H형강을
    긴결한다. 이때 H형강 하부의 모서리 부분에 의해 로프가 손상되지 않도록 보조철물을
    이용하여 보완하는 것이 필요하다.


5. 결 론
    와이어로프를 달대부재로 사용할 경우에는 작용하중에 적합한 긴장력을 부여함은
    당연한 조치이고 시간의 경과에 따라 와이어로프 자체의 연신률에 의해 자연히 늘어나
    초기 긴장력이 감소되는 현상을 방지하기 위해서 턴버클을 설치하여 주기적으로 점검을
    실시하고 필요시 재긴장 시켜주는 것이 중요하다.

19-5.jpg

<사진1> 천장 달대부분 용접결함(Ⅰ)

19-6.jpg

<사진2> 천장 달대부분 용접결함(Ⅱ)


<출처 : 시설안전관리공단>

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