KR100892006B1 - 스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지진 등에 의해 수평력이 작용했을 때, 벽 패널 다리부에 작용하는 축력을 저감하고, 아울러 건물 전체의 수평 강성을 높이고, 또한 층간 변형각을 저감하는 저비용의 3층 건물 이상의 스틸 하우스 구조를 실현 가능하게 하는 벽 패널 사이의 개구부 상부의 보강 구조를 제공하는 것이고, 스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조에 있어서, 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부에 배치되는 경계 빔에 박판 형강으로 이루어지는 보강 경계 빔을 평행하게 일체로 연결함으로써 경계 빔의 굽힘 강성을 높이고, 지진 등의 수평력이 작용했을 때의 벽 패널 다리부에 가해지는 축력을 저감하는 것이다.

경계 빔, 박판 경량형강, 압축 보강재, 벽 패널, 앵커 볼트

Description

스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조{UPPER PART REINFORCING STRUCTURE FOR WALL PANEL OF STEEL HOUSE}

본 발명은, 판 두께 1 ㎜ 전후의 박판 경량형강에 의한 프레임 부재와 구조용 면 부재를 용접 접합이나 볼트 접합하는 일없이, 태핑 나사 접합을 이용하여 구축되는 스틸 하우스의 벽 패널 상부의 보강 구조에 관한 것이다.

종래, 지진 등의 수평력이 작용했을 때의 스틸 하우스에 있어서의 벽 패널의 강성, 수평 내력을 높이는 수단으로서, 벽 패널 그 자체의 강성, 수평 내력을 올리는 동시에, 벽 패널 다리부의 앵커 볼트나 스터드에 대해서도 증대하는 축력에 대해 저항하기 위한 보강을 할 필요가 있었다.

예를 들어, 일본 특허 공개 제2002-70175호 공보에는, 스틸 하우스에 있어서 수평 저항력을 높일 수 있는 스틸 하우스의 내력벽용의 홀 다운 부재 및 이것을 이용한 도어형 프레임 구조 등이 제안되어 있다.

또한, 종래, 지진 등의 수평력이 작용했을 때의 스틸 하우스에 있어서의 벽 패널의 수평 저항력을 높이는 수단으로서, 벽 패널 상부의 회전을 구속한다는 해결책은 존재하지 않았다.

그러나, 벽 패널이 높이 방향으로 복층으로 중첩되면, 지진 등의 수평력이 작용한 경우, 전도 모멘트가 누가되어, 벽 패널 다리부의 앵커 볼트나 스터드에 가해지는 축력이 과대해진다. 이 대책으로서, 벽 패널의 변형을 저감하기 위해 벽 패널의 강성을 향상시키는 것이나, 벽 패널을 기초 등에 고정하는 앵커 볼트나 스터드의 개수를 늘리는 것 등을 생각할 수 있지만, 이러한 대책에서는, 스틸 하우스를 구축하기 위한 비용에 영향을 미치고, 또한, 건물 전체의 층간 변형 각도 과대해져, 건축 기준법에서 정하는 제한치를 만족시킬 수 없게 된다는 문제가 발생한다.

특히, 3층 건물 이상의 스틸 하우스 구조의 실현에는, 앵커 볼트, 스터드에 발생하는 큰 축력의 처리와 층간 변형각의 억제가 큰 문제로 되어 온다.

본 발명은, 지진 등에 의해 수평력이 작용했을 때, 벽 패널 다리부에 작용하는 축력을 저감하고, 아울러 건물 전체의 수평 강성을 높이고, 또한 층간 변형각을 저감하는 저비용의 3층 건물 이상의 스틸 하우스 구조를 실현 가능하게 하는 벽 패널 사이의 개구부 상부의 보강 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 제1 발명은, 스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조에 있어서, 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부에 배치되는 경계 빔에 박판 경량형강으로 이루어지는 보강 경계 빔을 평행하게 일체로 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 제2 발명은, 본 제1 발명의 스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조에 있어서, 상기 경계 빔의 양단부와 인접하는 경계 빔의 단부를 전단 플레이트를 통해 연결하는 것을 특징으로 한다.

스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조에 있어서, 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부에 배치되는 경계 빔에 박판 경량형강으로 이루어지는 보강 경계 빔을 평행하게 일체로 연결함으로써 경계 빔의 굽힘 강성을 높이고, 지진 등의 수평력이 작용했을 때의 벽 패널 다리부에 가해지는 축력을 저감할 수 있다.

또한, 상기 스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조에 있어서, 상기 경계 빔의 양단부와 인접하는 단부를 전단 플레이트를 통해 연결함으로써 벽 패널 상부의 회전을 구속할 수 있다.

도1은 본 발명의 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부 구조의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다.

도2는 본 발명의 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부 구조의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도이다.

도3은 종래 기술의 스틸 하우스의 벽 패널 상부 구조를 나타내는 도면이다.

도4의 (a)는 종래 기술에 있어서의 경계 빔의 연결을 도시하는 도면이다.

도4의 (b)는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 경계 빔의 연결을 도시하는 도면이다.

도5의 (a)는 종래 기술의 스틸 하우스의 벽 패널 상부에 수평력이 작용한 상태를 나타내는 모식도이다.

도5의 (b)는 종래 기술의 스틸 하우스의 벽 패널 상부에 수평력이 작용했을 때의 벽 패널에 발생하는 모멘트 분포를 나타내는 도면이다.

도6의 (a)는 본 발명의 실시 형태의 스틸 하우스의 벽 패널 상부에 수평력이 작용한 상태를 나타내는 모식도이다.

도6의 (b)는 본 발명의 실시 형태의 스틸 하우스의 벽 패널 상부에 수평력이 작용했을 때의 벽 패널에 발생하는 모멘트 분포를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 형태를 도면에 의해 설명한다.

도3은 종래의 스틸 하우스의 벽 패널 상부 구조를 나타내는 것으로, 박판 경량형강으로 형성되는 벽 패널 사이의 상부에 배치되는 1개 박판 경량형강(2)으로 형성되는 경계 빔(1)이, 2개의 박판 경량형강의 플랜지끼리를 접촉한 압축 보강재(3)를 경계 빔(1)을 구성하는 박판 경량형강(2) 내에 종방향을 향해 배치하고, 박판 경량형강으로 형성되는 벽 패널(4)에 홀 다운 부재(도시하지 않음)과 앵커 볼트(5)에 의해 고정한다. 종래 기술에 있어서는, 경계 빔(1)이 1개의 박판 경량형강(2)으로 형성되어 있기 때문에, 압축 보강재(3)를 통해 벽 패널(4)로의 고정시, 압축 보강재(3)의 단부의 일부가 바닥 패널의 면 부재(9)에 직접 접촉하고, 바닥 패널의 면 부재(9)로 파고드는 것을 방지하기 위해, 상하에 박판으로 형성되는 띠판(6)을 배치한 것이다.

도1은 본 발명의 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부 보강 구조의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 본 실시 형태에 있어서는, 박판 경량형강으로 형성되는 벽 패널(4) 사이의 상부에 배치되는 경계 빔(1)을, 2개의 박판 경량형강(2)을 그 개구측을 서로 마주 보게 하여 경계 빔(1)의 굽힘 강성, 내력을 높인 것이다. 경계 빔(1)은, 박판 경량형강으로 형성되는 압축 보강재(3)를 경계 빔(1)의 2개 박판 경량형강(2) 내부에 종방향을 향해 배치하고, 상하의 박판 경량형강으로 형성되는 벽 패널(4)에 홀 다운 부재(도시하지 않음)와 앵커 볼트(5)에 의해 고정한다. 압축 보강재(3)가 경계 빔(1)을 구성하는 2개의 박판 경량형강(2)의 내부에 배치되기 때문에, 압축 보강재(3)의 단부가 바닥 패널의 면 부재(9)에 직접 접촉되지 않으므로, 바닥 패널의 면 부재(9)에 파고듦이 없어, 종래 기술에 있어서 필요로 한 파고듦 방지용의 띠판(6)의 배치를 생략할 수 있다.

도2는, 본 발명의 스틸 하우스의 벽 패널(4) 사이의 개구부 상부 보강 구조의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서는, 박판 경량형강으로 형성되는 벽 패널(4) 사이의 상부에 배치되는 경계 빔(1)을, 2개의 박판 경량형강(2)을 그 개구측을 마주 보게 하여 구성하고, 또한, 이 경계 빔(1)과 평행하게 연장되는 2개의 박판 경량형강(14, 15)을 박스형으로 조합하여 형성되는 보강 경계 빔(7)을 경계 빔(1)에 태핑 나사(8)에 의해 고정하고, 경계 빔(1)의 굽힘 강성, 내력을 더 높인 것이다.

경계 빔(1)은, 박판 경량형강으로 형성되는 압축 보강재(3)를 경계 빔(1)의2개 박판 경량형강(2)의 내부에 배치하고, 박판 경량형강으로 형성되는 상하의 벽 패널(4)에 홀 다운 부재(도시하지 않음)과 앵커 볼트(5)에 의해 고정한다. 상부벽 패널(4)과 경계 빔(1)과의 사이에는 바닥 패널의 면 부재(9)의 단부가 배치되고, 홀 다운 부재(도시하지 않음)과 앵커 볼트(5)에 의해 고정된다.

또한, 도2에서는, 보강 경계 빔(7)은, 2개의 박판 경량형강(14, 15)을 조합한 것을 나타냈지만, 1개의 박판 경량형강 혹은, 다른 강 부재로 구성해도 좋다.

다음에, 도4의 (a)는 종래 기술에 있어서의 경계 빔의 연결 형태를 나타내는 도면이고, 도4의 (b)는 본 발명에 있어서의 경계 빔의 연결의 실시 형태를 나타내는 도면이다.

도4의 (a)는, 종래, 경계 빔(1)의 양단부를 인접하는 경계 빔(1)의 단부와 간단한 나사 접합(16)에 의해 연결되어 있었기 때문에, 지진 등의 수평력이 작용하면, 경계 빔(1)의 양단부 사이에 전단 어긋남이 생겨, 경계 빔(1)의 회전각이 커진다는 문제를 갖는 것이었다. 도4의 (b)는, 경계 빔(1)의 양단부를 전단력을 전달할 수 있는 전단 플레이트(11)를 통해 인접하는 경계 빔(1)의 단부와 연결함으로써, 지진 등의 수평력이 작용했을 때의 전단 어긋남을 방지하고, 경계 빔(1)의 회전각을 작게 하도록 한 것이다.

도5의 (a), 도5의 (b)는, 도3에 나타나는 종래 기술의 스틸 하우스의 벽 패널 상부에 수평력이 작용한 상태를 나타내는 모식도와, 수평력이 작용했을 때의 벽 패널에 발생하는 모멘트 분포를 나타내는 도면이다. 벽 패널(4)의 다리부가 기초(12)에, 홀 다운 부재(도시하지 않음)와 앵커 볼트(5)를 통해 고정되고, 벽 패널(4) 사이의 개구부(13)의 상부에 경계 빔(1)이 배치된다. 경계 빔(1)의 굽힘 강성이 낮고, 경계 빔(1)의 양단부와 인접하는 경계 빔의 단부와의 접합이 약하고, 또한, 벽 패널(4) 상부와 경계 빔(1)이 나사(16)로 접합되어 있는 것 뿐이기 때문에, 지진 등에 의한 수평력이 작용하면, 경계 빔(1)이 굽힘 응력을 부담하지 않기 때문에, 벽 패널(4)의 다리부에 큰 축력이 발생한다.

도6의 (a), 도6의 (b)는, 도1, 도2 및 도4의 (b)에 나타나는 본 발명의 실시 형태의 스틸 하우스의 벽 패널(4) 상부에 수평력이 작용한 상태를 나타내는 모식도와, 수평력이 작용했을 때의 벽 패널(4)에 발생하는 모멘트 분포를 나타내는 도면이다.

경계 빔(1)에, 보강 경계 빔(7)을 고정하여 경계 빔(1)의 굽힘 강성을 향상시키거나, 혹은 또한, 경계 빔(1)의 양단부가 전단 플레이트(11)를 통해 인접하는 경계 빔(1)의 단부와 접합되어 있기 때문에, 벽 패널(4)에 수평력이 작용했을 때, 벽 패널(4)의 다리부에 발생하는 축력은, 종래의 것에 비교하여 60 내지 80 ％로 저감할 수 있다.

본 발명의 벽 패널 사이의 개구부의 상부에 굽힘 강성이 높은 경계 빔을 배치하는 구성에 의해, 지진 등의 수평력이 작용했을 때, 벽 패널 다리부에 가해지는 축력을 저감하고, 벽 패널 다리부와 기초와의 사이를 연결하는 앵커 볼트 등을 증가시키지 않아도 좋고, 또한, 건물 전체의 수평 강성을 증가시켜 층간 변형각을 저감할 수 있다.

본 발명의 경계 빔에 박판 경량형강으로 이루어지는 보강 경계 빔을 평행하게 일체로 연결하여 경계 빔의 굽힘 강성을 높이는 구성에 의해, 스틸 하우스의 기본 원칙인 모든 구조를 박판 경량형강으로 형성하는 것을 준수하면서 경계 빔을 보강 가능하므로, 태핑 나사에 의한 고정이 가능하여, 시공성이 좋다.

본 발명의 경계 빔의 양단부를 전단 플레이트를 통해 인접하는 경계 빔의 단부에 연결하여 개구부 상부의 회전을 구속하는 구성에 의해, 지진 등의 수평력이 작용했을 때, 경계 빔의 회전을 구속하여, 벽 패널 다리부에 가해지는 축력을 저감할 수 있다.

Claims (2)

1. 스틸 하우스의 벽 패널 사이의 개구부 상부에 배치되는 경계 빔에 박판 경량형강으로 이루어지는 보강 경계 빔을 평행하게 일체로 연결하고, 벽 패널과 경계 빔의 연결 부분을 홀 다운 부재와 앵커 볼트를 이용하여 수직 방향으로 고정하고, 또한 경계 빔의 양단부와 인접하는 다른 경계 빔의 단부를 전단 플레이트를 통해 연결하는 것을 특징으로 하는 스틸 하우스의 벽 패널 상부 보강 구조.
2. 삭제

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