KR100835322B1 - 커튼월 고정용 브래킷 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 커튼월 고정용 브래킷을 개시한다.

본 발명은 커튼월 고정용 브래킷은 상호 일체적으로 접합되는 수평판과 수직판의 한쪽 단부에 서로 끼워 맞춤되는 조립홈과 조립돌기들을 각각 교호적으로 형성하여, 이들 조립홈과 조립돌기를 통해 수평판과 수직판을 서로 직교하도록 가조립한 상태로 양자의 접촉부 주위를 용접함으로써 구성한다.

본 발명은 수평판과 수직판을 접합해주는 용접부의 접합강도와 더불어 서로 맞물려 있는 조립돌기들에 의해 접합부의 기계적 강도가 종래에 비해 대폭 증대되며, 이에 따라 초고층 건물의 고하중 커튼월도 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

커튼월, 커튼월고정, 멀리온, 브래킷, 용접, 슬래브, 치합(齒合)

Description

커튼월 고정용 브래킷{Bracket for fixing curtain wall}

도1은 일반적인 커튼월 고정의 일례를 개략적으로 나타낸 발췌 사시도,

도2는 종래의 커튼월 고정용 브래킷을 보인 단면도,

도3은 커튼월 고정용 브래킷의 필렛 용접부위를 발췌하여 도시한 사시도,

도4는 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷을 나타낸 분해 사시도,

도5는 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷의 저면 사시도,

도6은 본 발명에 의한 브래킷을 이용하여 커튼월을 건물 슬래브에 고정한 상태의 발췌 단면도,

도7a 및 도7b는 커튼월 고정용 브래킷의 압축하중시험방법을 개략적으로 나타낸 발췌 정면도들이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 지지브래킷 11: 수평판

12: 수직판 13, 16: 조립홈

14, 15: 조립돌기 18a, 18b: 용접부(용착비드)

W: 커튼월 M: 멀리온

S: 슬래브 C: 앵커채널

K: 연결브래킷 B: 볼트

본 발명은 커튼월(curtain wall)을 건축물의 슬래브(slab)에 고정시켜주는데 사용되는 브래킷(bracket)에 관한 것으로서, 특히 상호 용접으로 접합되는 수평판과 수직판의 용접부의 기계적강도가 대단히 우수하여 커튼월의 자중과 풍(風)하중에 의한 모멘트(moment)에 충분히 대응할 수 있음으로써 초고층 건물의 고하중 커튼월도 매우 안정적으로 고정 지지할 수 있는 등 건축물의 구조적 안정성 향상을 도모할 수 있도록 된 커튼월 고정용 브래킷에 관한 것이다.

주지하다시피 고층건물은 구조적 안정성이나 시공성 등 여러 가지 요인을 감안하여 각 층이 콘크리트 슬래브로 구획되는 철근콘크리트 구조물을 구축한 뒤, 그 외측에 벽체하중은 담당하지 않고 실내외만을 차단해주는 비내력벽인 커튼월을 설치하여 건설한다.

커튼월은 콘크리트 구조물의 외측에 수직으로 세워져서 부착되는 격자상의 메탈트러스(metal truss)와, 이 메탈트러스의 외측에 장착되는 유리나 대리석 등의 외벽패널로 이루어지고, 외벽패널의 군데군데에는 창호(窓戶)가 마련된다.

이러한 커튼월은 비내력벽이기는 하지만 그 자중이 상당하고, 특히 건축물의 고도가 높아질수록 자중 증가와 함께 풍력(風力)의 영향을 많이 받기 때문에 콘크리트 구조물에 단단히 고정하지 않으면 안된다.

도1에 이를 위한 일반적인 커튼월(W) 고정구조의 일례를 개략적으로 도시하였다. 도시된 바와 같이, 건축물의 슬래브(S) 가장자리 부근에 앵커채널(anchor channel:C)을 매립하여 앵글(angle)형 지지브래킷(1)의 수평판(2)을 앵커채널(C)에 볼트(B)로 체결하고, 지지브래킷(1)의 수직판(2)에 연결브래킷(K)을 볼트(B)로 체결한 후, 이 연결브래킷(B)을 커튼월(W)의 멀리온(mullion:M)에 볼트(B)로 체결함으로써 커튼월(W)을 건축물에 부착하여 그 하중을 슬래브(S)로 전달시키는 방식을 취하고 있다.

이때, 건축물의 시공 및 변형에 의한 오차를 지지브래킷(1)의 수평판(2)과 수직판(3)에 마련된 체결용 장공(2a)(3a)들과 바(bar) 형태의 앵커채널(C)을 통해 커튼월(W)을 상하 및 전후좌우로 이동시켜 조정한 다음, 유동되지 않도록 용접으로 완전히 고착시킨다.

따라서 이와 같은 커튼월(W)의 고정에 있어서는, 커튼월(W)을 철근콘크리트 건축물의 슬래브(S)에 고정시켜주는 지지브래킷(1)의 기계적 특성이 무엇보다 중요하다.

한편, 이와 같은 커튼월 고정용 지지브래킷(1)은 도1에 도시된 바와 같이 수평판(2)과 수직판(3)이 온전히 일체로 구성되는 것과, 도2에 도시한 바와 같이 수 평판(2)과 수직판(3)을 상호 용접으로 부착하여 일체화시킨 것이 병용되고 있다.

일체형 지지브래킷(1)의 경우 규격화된 형강을 이용하거나 필요에 따라 임의로 적정두께(12t이상)의 평판을 절곡하여 사용하고 있는데, 형강품의 경우 수평판(2)과 수직판(3)의 직각도가 좋고 기계적 특성도 우수하지만 제품규격에 제한이 따르기 때문에 대개는 평판을 절곡하여 사용하는 것이 보통이다.

그런데, 평판을 절곡하여 지지브래킷(1)을 제작할 경우에는 절곡가공의 특성상 수평판(2)과 수직판(3)의 직각도를 정확히 맞추기가 어렵고, 절곡된 모서리부위가 호(弧)형을 이뤄 모멘트 등의 외력에 변형되기 쉬울 뿐 아니라 가공에 따른 조직변형으로 물성이 약해져 고하중 작용시 파손의 우려가 높다.

특히, 초고층 건물의 경우 커튼월(W)의 하중도 커지지만 바람(강풍 및 태풍)에 의한 건물의 유동 폭이 크게 증가하여 크기와 방향이 불규칙적인 반복하중이 작용하기 때문에 커튼월(W)의 안정된 고정을 담보하기 어렵다.

이러한 문제는 지지브래킷(1)의 기계적 강도 향상을 위해 두께를 증가시킬 경우 더욱 두드러짐은 물론이고(절곡시 소재의 중립면의 외측으로 갈수록 인장응력이 커지고, 중립면의 안쪽으로 갈수록 압축응력이 커지기 때문), 절곡가공 자체도 대단히 어렵다.

이에 따라 커튼월 고정용 지지브래킷(1)은 도2에 도시된 바와 같은 수평판(2)과 수직판(3)을 용접으로 접합하여 일체화 한 용접제품을 주로 사용하는 것이 일반적이다.

그러나 종래 용접 지지브래킷(1)은 단순히 접합될 2개의 판재 중 하나, 예컨대 수평판(2)의 접합단을 모떼기 가공하여 수직판(3)의 측면에 대고, 이에 따라 양자간에 형성된 그루브(groove:4)에만 용착금속을 채워 넣어 접합하고 있기 때문에 지지브래킷(1)에 큰 하중이 걸릴 경우 구조적 안정성을 확보하기 곤란하다.

즉, 종래 용접 지지브래킷(1)의 경우 커튼월(W)에 작용하는 하중(자중과 풍력)이 수평판(2)과 수직판(3)의 용접부(5:용착비드) 접합강도(용접강도)에 의해서만 지탱되는데, 용접부(5)는 용접잔류변형력에 의한 크랙(crack), 블로우 홀(blow hole), 슬래그(slag) 혼입, 언더컷(under cut) 및 피트(pit) 등 여러 가지 결함발생 가능성을 가지고 있고, 이러한 결함이 용접부(5)의 기계적 강도에 악영향을 끼치게 되는 바, 예컨대 건물의 고도가 높아져 커튼월(W)의 자중과 풍하중이 커지게 되면 용접부(5)에 응력집중이 야기되어 용접부(5)의 파손위험이 증가하는 것이다.

물론, 지지브래킷(1)의 두께를 크게 하고, 용접부(5)의 면적을 크게 하여 용접강도의 향상을 꾀할 수도 있으나, 이 경우 지지브래킷(1)의 중량이 지나치게 무거워 취급과 설치작업이 어렵고 위험할 뿐 아니라 용접강도의 증가량은 그다지 높지 않아 적절한 해결책이 될 수 없다.

즉, 용접강도는 [용접부(용착비드)의 허용전단응력×용접부 면적]으로 계산되어 용접강도는 결국 용접부 면적에 의해 결정되는데, 용접부 면적은 도3에 도시한 바와 같이 용접부(5)의 경사면(S)에 수선(P)을 그어 생긴 목길이(h)와 용접부(5)의 길이(L)에 의해 결정되기 때문에 지지브래킷(1)의 강도향상에 비해 중량증가에 따른 문제가 더 커 바람직하다 할 수 없는 것이다.

또한, 종래 용접 지지브래킷(1)의 경우 수평판(2)과 수직판(3)을 단순히 직교하도록 대고 용접하기 때문에 양자의 직각도를 정확히 맞추기도 상당히 어렵다.

특히, 최근 건축물의 고도가 점차 높아지고 50층이상의 초고층 건물의 건축이 늘어나는 추세에서 고하중에도 충분히 안정적으로 커튼월을 지탱해 줄 수 있는 지지브래킷이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 종래의 제반문제를 감안하여 창안된 것으로, 동일 규격의 종래 지지브래킷에 비해 용접으로 접합되는 수평판과 수직판의 직각도를 용이하게 맞출 수 있음은 물론, 양자의 용접부 강도가 대단히 우수하여 큰 자중과 불규칙 풍하중이 작용하는 초고층 건물의 고하중 커튼월도 매우 안정적으로 고정 지지할 수 있는 커튼월 고정용 브래킷을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷은, 한쪽 단부에 서로 끼워 맞춤되는 조립홈과 조립돌기들을 교호적으로 각각 갖는 수평판 및 수직판으로 이루어지고, 이 수평판과 수직판이 그 조립홈 및 조립돌기를 통해 서로 직교하도록 가조립된 상태에서, 양자의 접촉부 주위를 용접하여 일체화 한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명 커튼월 고정용 브래킷의 한 바람직한 특징에 의하면, 조립홈 과 조립돌기가 복수개로 구성되고, 조립홈 및 조립돌기의 폭과 이웃하는 조립홈들 및 조립돌기들 사이의 이격거리가 등간격으로 이루어진다.

이와 같은 본 발명은, 지지브래킷의 수평판과 수직판이 서로 맞물리는 조립홈과 조립돌기에 의해 직각으로 조립된 상태에서 용접되기 때문에 수평판과 수직판의 직각도를 용이하게 맞출 수 있을 뿐 아니라, 양자의 접합부의 기계적 강도가 용접부의 용접강도와 함께 교호적으로 맞물린 조립돌기들의 굽힘강도가 더해져서 동일 규격의 종래 지지브래킷에 비해 크게 증대됨으로써 초고층 건물의 고하중 커튼월도 매우 안정적으로 고정 지지할 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은, 커튼월 고정용 브래킷의 품질과 신뢰성 향상은 물론 고층건물의 안전성 제고 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도4 내지 도6에서, 본 발명에 의한 커튼월 고정용 지지브래킷(10)은 서로 직각을 이루도록 용접으로 접합되어 콘크리트 건축물의 슬래브(S)에 매립된 앵커채널(C)과 볼트(B)로 체결되는 수평판(11)과, 커튼월(W)의 멀리온(M)에 체결된 연결브래킷(K)에 볼트(B)로 체결되는 수직판(12)으로 구성된다.

수평판(11)과 수직판(12)에는 슬래브(S) 및 연결브래킷(K)과 볼트(B)로 체결하기 위한 1쌍씩의 체결용 장공(11a)(12a)들이 좌우방향 및 상하방향으로 각각 형성된다.

이러한 체결용 장공(11a)(12a)들은 슬래브(S)에 매립된 바(bar) 형태의 앵커채널(C)과 더불어 건축물의 시공 및 변형에 의한 오차를 감안하여 커튼월(W)의 고정위치를 조정할 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 지지브래킷(10)은 서로 접합되는 수평판(11)과 수직판(12)의 한쪽 끝단에 각각 복수개의 조립홈(13)(16)과 조립돌기(14)(15)들이 교번적으로 형성되되, 수평판(11)과 수직판(12)의 조립홈(13)(16) 및 조립돌기(14)(15)들이 상호 맞물릴 수 있도록 양자에 엇갈리게 형성되어 이들 조립홈(13)(16)과 조립돌기(14)(15)에 의해 수평판(11)과 수직판(12)을 직교하도록 조립한 상태에서 상호 용접된다.

즉, 수평판(11)의 조립홈(13)과 수직판(12)의 조립돌기(15) 및 수평판(11)의 조립돌기(14)와 수직판(12)의 조립홈(16)이 서로 대응하도록 양자에 엇갈려서 교호적으로 배치 형성되어 상호 맞물린 상태로 용접되는 것이다.

이때, 수평판(11)과 수직판(12)의 조립홈(13)(16) 및 조립돌기(14)(15)들은 서로 다른 폭으로 구성될 수도 있지만, 각각의 조립돌기(14)(15)의 균일한 굽힘강도와 조립성 등을 고려하여 조립홈(13)(16)과 조립돌기(14)(15)의 폭을 등간격으로 형성하는 것이 바람직하다.

수평판(11)과 수직판(12)의 용접은 직교하도록 조립된 수평판(11) 및 수직판(12)이 이루는 안쪽 코너부에서만 이루어질 수도 있으나, 바람직하기로는 양자간의 코너부와 더불어 조립홈(13)(16) 및 조립돌기(14)(15)들의 끼워 맞춤으로 수평 판(11)의 하면과 수직판(12)의 외면(도면에서 좌측면)에 형성되는 양자의 접촉라인(17)에서 각각 이루어진다.

이에 따라 본 발명의 지지브래킷(10)은 서로 직교하는 수평판(11) 및 수직판(12)의 내외측에 여러 개소의 용접부(18a)(18b)를 가진다.

이와 같은 본 발명의 지지브래킷(10)은 수평판(11)과 수직판(12)이 각각에 서로 엇갈리도록 교번적으로 형성된 조립홈(13)(16)과 조립돌기(14)(15)를 통해 서로 직교상태로 맞물린 상태에서 용접되기 때문에 수평판(11)과 수직판(12)의 직각도를 용이하게 맞출 수 있음은 물론, 외력에 대항하는 접합부의 강도가 단순히 용접에 의해서만 접합되던 종래에 비해 매우 큰 폭으로 증대된다.

즉, 종래 용접 지지브래킷(1)은 단순히 수평판(2)을 수직판(3)의 측면에 대고 용접한 상태로 접합부의 강도가 오직 용접부(5)의 용접강도에 따라 결정되지만, 본 발명의 지지브래킷(10)은 수평판(11)과 수직판(12)이 양자에 대응되게 형성된 조립홈(13)(16) 및 조립돌기(14)(15)들에 의해 견고하게 정합(整合)된 상태로 용접되어 수직판(12)에 커튼월(W)의 자중과 풍력에 의한 하중이 걸릴 경우 용접부(18a)(18b)의 용접강도와 함께 상대의 조립홈(13)(16)에 끼워진 여러 개의 조립돌기(14)(15)에 의해 동시에 지탱되는 바, 용접강도에만 의존하는 종래에 비해 외력에 대항하는 강도가 크게 증대되는 것이다.

이러한 양자의 차이를 구체적으로 살펴보기 위해 본 발명자는 본 발명 지지 브래킷(10)과 종래 지지브래킷(1)을 동일한 재질과 규격으로 제작한 후 만능재료시험기(universal testing machine)를 통해 각각의 압축강도를 시험하였다.

시험방법은 커튼월(W)을 지지하는 지지브래킷(10)(1)의 특성상 그 수직판(12)(3)이 외측으로 벌어지는 모멘트가 주로 작용하는 바, 도7a와 같이 만능시험기(U)의 테이블(T) 위에 지지브래킷(10)(1)의 수평판(11)(2)과 수직판(12)(3) 선단이 동시에 접촉하도록 올려놓은 상태에서 양자의 접합부(모서리)를 헤드(H)로 눌러 도7b와 같이 수평판(11)(2)과 수직판(12)(3)이 거의 편평하게 벌어지도록 하였으며, 그 결과를 <표 1>에 나타내었다.

<표 1>

구분	시험편 규격	압축강도	시험방법 (공통)
본 발명	SM490, 200×230×16t	291 kN	만능재료시험기
종래기술	SM490, 200×230×16t	131 kN

<표 1>에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 지지브래킷(10)의 접합부 압축강도가 종래 용접 지지브래킷(1)의 압축강도보다 2배이상 우수한 것으로 확인되었다.

이러한 결과는, 본 발명의 지지브래킷(10)이 수평판(11)과 수직판(12)의 일단에 조립홈(13)(16)과 조립돌기(14)(15)들을 교호적으로 구비하여 서로 맞물리도록 조립된 상태로 용접됨에 따라 수직판(12)에 걸리는 하중을 양자의 용접부(18a)(18b)와 함께 서로 맞물려 있는 조립홈(13)(16) 및 조립돌기(14)(15)들이 동시에 다중으로 지탱하여 용접부(18a)(18b)의 용접강도와 조립돌기(14)(15)들의 굽힘강도가 더해져 작용하기 때문인 것으로 생각된다.

더욱이 용접개소 역시 조립홈(13)(16)과 조립돌기(14)(15)들에 의해 서로 맞물리는 수평판(11)과 수직판(12)의 구조적 특성상 종래의 지지브래킷(1)에 비해 증가되었는데, 이러한 용접개소의 증가도 조립돌기(14)(15)와 더불어 지지브래킷(10)의 접합부 강도향상에 복합적으로 작용하여 위 <표 1>과 같은 결과로 나타난 것으로 해석된다.

따라서 본 발명의 지지브래킷(10)은 종래에 비해 커튼월(W)을 지극히 안정적으로 콘크리트 슬래브(S)에 고정 지지할 수 있음은 물론이고, 특히 큰 자중과 불규칙의 풍력이 작용하는 초고층 건물의 고하중 커튼월(W)도 지지브래킷(10)의 크기를 증가시키지 않고서도 충분히 견딜 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷에 의하면, 지지브래킷의 수평판과 수직판이 서로 맞물리는 조립홈과 조립돌기에 의해 직각으로 조립된 상태에서 용접되기 때문에 수평판과 수직판의 직각도를 용이하게 맞출 수 있을 뿐 아니라, 양자의 접합부 강도가 용접부의 용접강도와 함께 교호적으로 맞물린 조립돌기들의 굽힘강도가 더해져서 동일 규격의 종래 지지브래킷에 비해 크게 증대된다.

이에 따라 고층건물의 커튼월을 매우 안정적으로 콘크리트 슬래브에 지지시 킬 수 있으며, 특히 큰 자중과 풍력이 작용하는 초고층 건물의 고하중 커튼월도 안정적으로 고정 지지할 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은, 커튼월 고정용 브래킷의 품질과 신뢰성 향상은 물론 고층건물의 안전성 제고 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 커튼월을 철근콘크리트 건축물의 슬래브에 고정 지지시키기 위한 브래킷으로서,

   한쪽 단부에 서로 끼워 맞춤되는 조립홈과 조립돌기들을 교호적으로 각각 갖는 수평판 및 수직판으로 이루어지고,

   상기 수평판과 수직판이 그 조립홈 및 조립돌기를 통해 서로 직교하도록 가조립된 상태에서, 양자의 접촉부 주위를 용접하여 일체화 한 것을 특징으로 하는 커튼월 고정용 브래킷.
2. 제1항에 있어서, 상기 조립홈과 조립돌기가 복수개로 구성되고, 조립홈 및 조립돌기의 폭과 이웃하는 조립홈들 및 조립돌기들 사이의 이격거리가 등간격으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커튼월 고정용 브래킷.

Images