KR100663706B1 - 스틸 하우스 용접 이음 다중 패널 볼트 조립 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸 하우스 제조 공법중 스틸을 사용하는 구조체에 관한 것이다. 기존의 일반적인 스틸 하우스의 골조는 0.8∼1.2㎜두께의 냉간 성형 강재(벽체 폭 120㎜∼180㎜)를 설계에 맞는 크기로 절단하고, 각부재를 나사 피스로 결합 한 후, 부재의 내외벽면을 구조용 합판 석고보드, O.S.B 등으로 부착하는 공법이다.

이 구조는 목조 주택의 목구조가 흰개미에 의한 부식 등으로 강도가 저하되는 결점을 스틸을 사용하여 보완하여 근자에 많이 사용되고 있으나 스틸 구조에 의한 단점 또한 있다. 스틸이 열전도율이 높아 외기의 기온을 내부벽면으로 신속히 전달하고 있어 이로 인한 보온성이 저하되며 동절기에는 결로 현상으로 인해 내벽체의 목재 부분에 습기로 인한 손상 및 곰팡이 부착현상들이 발생한다. 또한 외부의 소음 진동이 내부로 바로 전달되는 결점이 있다. 벽체 내부에 전기 배선 공사시 각각의 강재 단면에 구멍을 내어 전기 배선용 파이프를 시공하여야 하므로 강재의 강도저하 및 공기가 많이 소요되는 결점도 있다.

이러한 결점을 보완하여 스틸 구조체 벽체를 독립된 내 외부 이중구조로 하여 두 벽체 사이에 일정한 공극을 두어 이 공극 사이로 단열층과 공기 통로층을 배치하여 외부로부터 전달되는 소음차단, 단열 효과 증대 및 결로 방지, 벽체 내부의 전기공사 및 냉난방 설비 공사의 공기단축 효과, 벽체 구조체의 강도 증가 효과를 볼 수 있는 공법이다. 특히 구조체는 시중에서 많이 판매되어 가격이 저렴하고 구입이 용이한 철제 사각 파이프를 사용하여 각 부재 사이를 용접구조로 하며 각 판 넬을 볼트 조립으로 하여 조립 해체가 용이하도록 한 특징이 있다.

Description

스틸 하우스 용접 이음 다중 패널 볼트 조립 공법{steel house welding join multi panel bolting method}

도 1은 일반적인 스틸하우스 패널 제작 공법 개략도

도 2는 본 발명의 스틸하우스 패널 제작 공법 개략도

도 3은 각관을 이용한 용접 구조의 한 개의 패널 또는 다중의 패널 개략도

도 4는 각 패널의 볼트 이음 개략도

일반적인 스틸하우스 구조체 제작 공법은 도 1과 같다.

두께 0.8㎜ ∼ 1.2㎜ 정도의 냉연 강재를 폭 90㎜ ∼ 180㎜ 정도를 절단하여 양쪽을 구부려 "[" 모양의 강재로 구성된 재료를 나사로 조립하여 일정한 모양의 패널 (벽체, 지붕)을 만들고 이 패널을 서로 나사 조립하여 골조 구조체를 형성한다. 벽체 내부에 전기 및 통신, 냉온방 설비시 "[" 모양 강재의 가운데를 드릴링 하여 hole을 만들고 전기 파이프 또는 각종 설비 파이프류를 통과 시키게 하고, 나머지 공간에는 단열재를 삽입하는 구조이며 이 구조체의 내 외부에 목조 주택용 마감재를 나사로 조립하는 구조이다.

현재 외국에서 많이 사용되는 2″×4″ 또는 2″×6″ 공법 목조주택에서 목조 구조 패널이 흰개미에 의해 쉽게 부식되고 다량의 목재사용이 자연림의 손상을 가져 오므로 환경 보호차원에서 스틸하우스는 요즘 권장되는 공법이나 철제 사용으로 인한 단점도 또한 적지 않다.

철제 구조라 튼튼한 대신에 외부의 충격음이나 진동을 여과없이 내부로 전달한다. 동절기에 외부 기온이 영하 이하로 강하 하는 지역에서는 철제 패널에 물방울이 맺히는 결로현상으로 내부 목재 마감재가 습기로 인해 부식되고 곰팡이가 발생하는 경우가 많다. 나사 조립 구조이고 냉연 강재가 0.8㎜∼1.2㎜ 두께 이므로 3층이상 구조에는 적용하기 힘든 문제점이 발생한다. 스틸하우스용 냉연 강재가 특수 자재라 자재비가 목조에 비해 저렴하지 않고 일일이 수천개의 나사로 조립하는 과정이 목조 구조에서 못을 치는 공정보다 빠르지 않다. 냉연 자재를 좀더 두꺼운 자재로 쓸수 없는 주 이유이며 당연히 3층이상 집을 건축하기 힘든 이유이기도 하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 기존의 스틸 하우스 전용 철강재인 "["자형 냉연 강재 대신 일반 구조용 "□" 형 각관을 사용한다 두께는 2㎜ 이상 6㎜ 까지도 사용가능하다 각 부재의 조립은 도 2와 같이 용접을 한다. 설계자의 의도 대로 철강재의 두께와 규격을 사용하면 설계 강도치의 완벽한 실현이 가능하다. 그러므로 3층이상 건물도 구조 계산에 의해 강재의 크기와 두께를 산정하여 제작이 가능하다.

용접이음으로 제작된 패널은 개별 벽체 또는 지붕 구조체를 도2와 같이 내외부의 2중으로 제작된다 패널사이에 내 외부 연결용 (200㎜ 정도 길이) 각 파이프를 길이 방향으로 용접 부착 하며 사용 객수는 강도 계산에 의한다. 나머지 공간에는 전기 빛 설비 배관류를 관통하게 하고 공간폭은 이들 단면의 2배 이상 크기로 산정하여 제작하고 여유 공간에는 단열재를 삽입한다. 단열재가 삽입되지 않은 공간은 공기 통과 층으로 두어 벽체 하부로부터 지붕 상부까지 벽체 내 공기가 순환되어 벽체 내의 철재 각 관에 결로가 발생하는 것을 방지하고, 외부 판넬과 내부 판넬이 근원적으로 분리되어 있어(구조용 연결부분 제외) 소음 및 진동 차단이 되도록 하였다. 고층일 경우는 내력 벽 두께는 각관의 두께 및 크기를 강도에 맞게 계산하고 뒤틀림 및 진동소음 방지 목적으로 3개 이상의 패널을 설치 할수 있는 특징이 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 각관을 사용하여 용접 제작된 1개의 내부 또는 외부 패널을 표시한다 , 각관의 두께는 2㎜이상 6㎜ 까지도 사용 가능하며 각관의 규격은 보통 40㎜×40㎜ 각관부터 60㎜×60㎜ 정도의 크기를 사용한다. 1개의 패널은 설계에 맞춰 창문틀이 들어갈 공간을 제외하고는 평균적으로 400㎜∼600㎜ 사이의 간격으로 스터드를 배치하고 상하부 트랙도 스터드와 같은 규격의 각관을 사용한다. 스터드와 트랙사이의 접합부는 용접이음으로 한다. 스터드와 트랙의 사각 연결부 일부는 뒤틀림 방지 목적으로 같은 부재를 45도 각도로 부착하여 용접 이음 한다. 상기와 똑같은 방법으로 제작된 또하나의 패널을 제작한다. 양 패널 사이에 스터드의 세로 방향으로 작은 연결용 스터드 (길이 150㎜∼200㎜ joint stud) 1개 또는 2개를 겹쳐서 용접 이음한다. 50㎜×50㎜ 부재를 사용할 경우 연결 스터드 2개를 부착하면 양 패널 사이는 자연히 100㎜의 공극이 생긴다. 연결 스터드와 연결 스터드 사이의 간격은 강도 계산에 의해서 결정하며 각 패널당 2∼3개 이상을 사용한다. 이렇게 제작된 2중 구조 패널과 패널을 연결 할때는 도 4 와 같이 공극사이에 연결용 볼트지지대를 용접 부착하여 현장에서 볼트로 조립 연결이 가능하다. 내부 패널에는 내부용 전기 복스를 용접 부착하고 외부용 패널에는 외등과 같은 외부용 전기 복스를 용접 부착하며 내부 공극 사이로 배선용 전기 파이프 난방용 배관 파이프 냉방용 에어콘 파이프 등을 사전에 설치 할 수 있다. 100㎜ 정도의 간극이면 50㎜ 공간에 글라스울 같은 단열 및 흡음제를 설치하면 나머지 50㎜ 공극으로 일부는 전기 및 설비 배관 파이프가 지나가고 남은 공간으로 공기의 유통 통로가 된다.

벽체 패널과 지붕 패널 역시 이음부는 볼트로 연결하고 나머지 공간으로 전기 및 설비 배관 파이프가 벽체로 부터 지붕까지 바로 연결되고 역시 공기통로 및 단열 공간이 배치된다.

다음은 본 발명으로 인한 구조체로 건축을 할 경우 기대되는 효과이다.

시중에 널리 사용되는 구조용 각 관을 사용하므로 자재의 구입이 용이하고 자재비 절감의 효과가 있다

"□"형 각관은 길이 방향으로 원형, 타원 또는 여러 형태로 곡선가공이 가능 하여, 직선으로만 가공하고 제작 하는 기존 스틸하우스에 비하여 다양한 형태의 건축 시공이 가능하다. 용접 구조이고 자재의 두께 또는 규격을 여하한 설계치로도 규현 할 수 있어 고층 건물에도 적용할 수 있고, 지진 태풍 또는 허리케인, 토네이도와 같은 자연재해에 맞서 고강도의 건축물을 설계 시공할 수 있다.

한 개의 패널을 2중 또는 다중으로 연결하여 부착이 가능하고 각각의 패널 상이의 공극을 통하여 여러 종류의 설비가 내장될 수 있어 미래형 정보 사회의 중요한 건축물 구조이다. 특히 남극 북극 같은 극지에서의 건축 또는 군사 시설용 건축물은 짧은 공기 및 다양한 형태의 내장 설비가 필요하고 쉽게 조립 및 이동이 가능한 구조이어야 하고 고강도 이어야 하므로 적절한 구조이다

Claims (1)

1. "□" 형 각관을 용접으로 연결한 패널을 2중이상 연결 스터드를 용접 부착하여 다중 패널로 만드는 단계.

   다중 패널 사이의 공극 양쪽에 볼트 지지대를 용접 부탁하여 볼트 연결이 가능하도록 한 단계.

   패널 사이의 공극으로 전기 , 소방, 냉 난방, 통신 설비를 매입하고 이공극을 공기 통로로 이용하는 단계.

   패널 사이의 공극의 일부를 단열재로 시공 하는 단계.

Images