KR101159095B1

KR101159095B1 - 초고층건물의 아웃리거 기구

Info

Publication number: KR101159095B1
Application number: KR1020110134246A
Authority: KR
Inventors: 이주호; 석원균; 장성훈; 전현수; 심학보; 변태우
Original assignee: 롯데건설 주식회사
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-07-03

Abstract

본 발명은 건물의 코어와 메가칼럼 사이에 설치되는 아웃리거 기구에 있어서: 상기 메가칼럼 내에 매립 설치되는 아웃리거 몸체와, 상기 아웃리거 몸체를 상기 코어에 연결하는 상부빔과 하부빔을 구비하는 아웃리거; 및 상기 아웃리거 몸체의 상하단부를 수용하며 상기 메가칼럼 내에 매립되고 외면에 다수의 지압판을 구비하는 케이싱;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 지압판을 여러개로 나누어 설치하므로 면적이 증가하게 되어 지압판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 기둥의 크기가 줄어들게 되므로 공간확보가 용이한 효과가 있다.

Description

초고층건물의 아웃리거 기구{OUT-RIGGER DEVICE FOR HIGH RISE BUILDING}

본 발명은 초고층건물의 아웃리거 기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초고층건물의 아웃리거 시공시 지압판을 여러개로 나누어 설치하므로 면적이 증가하게 되어 지압판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 기둥의 크기가 줄어들게 되므로 공간확보가 용이한 초고층건물의 아웃리거 기구에 관한 것이다.

근래 들어 건물의 층고가 고도화는 추세에 따라 시공에 있어서 스파인(spine) 시스템의 중요성이 커진다. 특히 초고층건물의 아웃리거 시스템은 중앙의 코어, 외주부의 기둥, 코어와 기둥을 연결시키는 아웃리거로 구성되어 외주부에 배치된 기둥과 아웃리거를 통하여 전도 모멘트 지지에 조력한다. 다만 현시점에서 이와 관련되는 선행특허가 그다지 공지되어 있지 않은 실정이다.

선행특허의 일예로, 한국 등록특허공보 제0797194호의 “콘크리트 복합 기둥 및 이를 이용한 건축물 시공방법”은 노출부를 사이에 두고 길이 방향으로 연장되어 있는 상부 및 하부 콘크리트 기둥부; 상기 노출부에서 상부 콘크리트 기둥부의 하단과 하부 콘크리트 기둥부의 상단 사이에 결합된 채로 노출되어 있는 H형강; 및 상기 H형강 주위에서 상기 상부 및 하부 콘크리트 기둥부에 매립되도록 길이 방향으로 나란하게 연장되어 있는 복수의 보강철근;을 포함하는 구성을 제안한다. 이에 따라, 미리 제조된 콘크리트 복합 기둥을 설치하고 여기에 보를 간단히 연결함으로써 시공이 간편하고 공기를 단축할 수 있는 효과를 기대한다.

선행특허의 다른 예로, 한국 등록특허공보 제1082033호의 “건축물용 아웃리거”는 철근과 콘크리트로 이루어지며, 건축물의 코어와 외주부 기둥을 연결하는 몸체부; 및 상기 몸체부를 관통하도록 구비되어 상기 콘크리트에 압축력을 제공하는 긴장수단;을 포함하고, 상기 긴장수단은, 상기 몸체부에 수평방향으로 배치되도록 설치되는 다수개의 제1 긴장유닛과, 상기 제1 긴장유닛이 배치되는 수평방향에 대하여 기울어지게 배치되며, 상호 이격되는 다수개의 제2 긴장유닛을 구비한다. 이에 따라, 철근 양을 감소시킬 수 있어 시공작업이 용이해지고, 공사 기간의 단축 및 공사 비용을 감소시킬 수 있는 효과를 기대한다.

그러나 전자의 선행특허의 브라켓과 H형강을 사용하는 방식 또는 후자의 긴장수단과 긴장유닛을 사용하는 방식으로 일반적인 고층건물보다 층고가 높은 초고층 건물의 아웃리거에 적용하기에 한계성을 보인다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 초고층건물의 아웃리거 시공시 지압판을 여러개로 나누어 설치하므로 면적이 증가하게 되어 지압판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 기둥의 크기가 줄어들게 되므로 공간확보가 용이한 초고층건물의 아웃리거 기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건물의 코어와 메가칼럼 사이에 설치되는 아웃리거 기구에 있어서: 상기 메가칼럼 내에 매립 설치되는 아웃리거 몸체와, 상기 아웃리거 몸체를 상기 코어에 연결하는 상부빔과 하부빔을 구비하는 아웃리거; 및 상기 아웃리거 몸체의 상하단부를 수용하며 상기 메가칼럼 내에 매립되고 외면에 다수의 지압판을 구비하는 케이싱;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초고층건물의 아웃리거 기구를 제공한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 아웃리거 몸체는 볼트를 체결하기 위한 천공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 케이싱의 지압판은 강도를 보강하기 위한 리브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 케이싱의 기본지압판은 수직철근을 연결하기 위한 커플러를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 케이싱은 아웃리거 몸체의 상단과 하단에서 각각 상부빔과 하부빔에 간섭되지 않는 최대의 높이로 결합되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 지압판을 여러개로 나누어 설치하므로 면적이 증가하게 되어 지압판의 크기를 줄일 수 있고, 이에 기둥의 크기가 줄어들게 되므로 공간확보가 용이한 효과가 있다.

또한, 수직철근의 양단 배치뿐만 아니라 커플러를 사용하므로 지압판에서도 수직철근을 배치함에 따라 메가칼럼에는 굵은 직경의 철근이 많이 들어가므로 좁은 간격의 가장자리에 많은 철근을 집중적으로 배치하는 것보다 넓은 공간에 분포시키는 것이 성능 향상과 품질 확보에 유리하다.

또한, 시중의 제품을 써서 조립하는 방식이므로 공기 절감 및 시공성에 매우 우수하고, 4면에 배치되는 수십개의 전단스터드를 생략하므로 재료비와 노무비가 절감된다.

도 1은 초고층건물에 적용된 아웃리거 시스템을 나타내는 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 아웃리거 기구의 기초 모델링을 나타내는 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 아웃리거 기구의 최종 모델링을 나타내는 모식도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건물의 코어(10)와 메가칼럼(15) 사이에 설치되는 아웃리거 기구에 관련된다. 초고층건물의 경우 아웃리거 기구는 2~3개 층에 배치하여 풍하중과 지진에 대응하도록 횡력에 대한 높은 강성을 유지한다.

본 발명에 따르면 상기 코어(10)와 메가칼럼(15)를 연결하는 아웃리거(20)는 상기 메가칼럼(15) 내에 매립되는 아웃리거 몸체(20a)와, 상기 아웃리거 몸체(20a)를 상기 코어(10)에 연결하는 상부빔(21)과 하부빔(22)로 구성된다. 상기 상부빔(21)과 하부빔(22)의 선단부는 아웃리거 몸체(20a)에 결합되는 것이므로 이들 상부빔(21)과 하부빔(22)의 선단부는 상기 메가칼럼(15) 내에 매립된다. 상기 아웃리거(20)는 강판으로 형성된 상자형 구조로서 선단수직빔(23)이 메가칼럼(15) 내에 콘크리트(RC)로 매립되고 상기 상부빔(21)과 하부빔(22)을 개재하여 코어(10)에 연결된다. 물론 상부빔(21)과 하부빔(22)은 아웃리거(20)의 몸체(20a)에 댐퍼(도시 생략)를 개재하여 연결될 수도 있다.

도 2에서, 아웃리거 기구에 대한 설계의 일예로서 아웃리거 몸체(20a)의 하단과 상단에 각각 지압판(31′)을 접합하여 이에 작용하는 축하중을 지탱하도록 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 지압판(31′)의 넓이는 축력이 증가함에 따라 커지게 되고, 확대된 지압판(31′)으로 인해 메가칼럼(15)에 수직철근(18)을 배치하는 설계의 어려움이 수반된다. 즉, 지압판(31′)의 크기가 증가하면 메가칼럼(15)의 수직철근(18)을 가장자리의 좁은 공간에 밀집적으로 배치해야 하므로 시공과 구조상의 문제점이 있다. 특히, 고층부에서 아웃리거(20)의 접합부의 축하중이 클 경우 메가칼럼(15)의 단면적도 커지고 지압판(31′)의 크기도 커지므로 해당 부분의 공간을 활용할 수 있는 면적이 줄어들게 된다.

이때, 본 발명에 따른 상기 아웃리거 몸체(20a)는 볼트를 체결하기 위한 천공(25)을 구비한다. 아웃리거 몸체(20a)의 천공(25)은 후술하는 케이싱(30)을 결합하기 위한 것으로서 상호 동일한 위치에 동일한 크기로 형성된다. 물론 천공(25)은 볼트를 체결하는 것이 보편적이지만 리벳을 사용하여 체결할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 외면에 다수의 지압판(31)(32)(33)을 구비하는 케이싱(30)이 상기 아웃리거 몸체(20a)의 단부를 수용하도록 결합되는 구조이다. 케이싱(30)은 강판으로 형성된 상자형 구조로서 아웃리거 몸체(20a)의 단부를 수용한 상태로 메가칼럼(15) 상에 콘크리트(RC)로 매립된다. 기본지압판(31)은 케이싱(30)의 단부에 결합되고, 보조지압판(32)(33)은 기본지압판(31)과 동일한 높이로 이격되여 결합된다. 일예로 케이싱(30)의 전체 높이 1.5m에 대하여 0.5m 간격으로 지압판(31)(32)(33)을 배치한다.

종래의 경우 다수의 전단스터드(도시 생략)를 아웃리거 몸체(20a)의 외면에 메가칼럼(15) 내부에서 횡으로 배치되도록 설치하는데, 전단스터드의 개수가 매우 많으므로 재료비와 노무비가 증가하고 공기지연을 초래하게 된다. 반면 본 발명은 아웃리거 몸체(20a)에 지압판(31)(32)(33)이 결합된 형태로 현장에 투입되므로 전단스터드 공정을 생략할 수 있다.

이때, 본 발명에 의하면 상기 케이싱(30)의 지압판(31)(32)(33)은 강도를 보강하기 위한 리브(35)를 구비한다. 다수의 리브(35)는 아웃리거 몸체(20a)의 4면에서 지압판(31)(32)(33)과 연결된다. 초고층건물의 아웃리거(20)는 압축응력과 인장응력을 반복적으로 받게 되므로 리브(35)는 지압판(31)(32)(33)의 상면과 하면에 모두 설치하는 것이 좋다.

본 발명의 상기 케이싱(30)의 기본지압판(31)은 수직철근(18)을 연결하기 위한 커플러(42)를 구비하는 것이 바람직하다. 기본지압판(31)에 설치되는 커플러(42)는 나선방식으로 수직철근(18)과 맞물려 고정되는 구조이다. 기본지압판(31)에 다수의 커플러(42)가 균일한 간격으로 설치되면 결국 메가칼럼(15) 상에서 가장자리에 밀집적으로 배치되던 수직철근(18)을 기본지압판(31)의 하방향으로 분산할 수 있다. 고층부에서 메가칼럼(15)의 단면적이 축소되기 때문에 수직철근(18)의 배근 간격이 확보가 되지 않으면 커플러(42) 대신 용접하는 구성도 배제되지 않는다.

한편, 본 발명의 상기 케이싱(30)은 아웃리거 몸체(20a)의 상단과 하단에서 각각 상부빔(21)과 하부빔(22)에 간섭되지 않는 최대의 높이로 결합된다. 케이싱(30)의 높이가 너무 낮으면 지압판(31)(32)(33)의 간격이 축소되어 시공과 강도상 불리하고, 케이싱(30)의 높이가 너무 높으면 상하부빔(21)(22)과 간섭되어 소음진동과 구조적 결함의 우려가 증대된다.

도 3에서 미설명 부호 45는 케이싱(30)에 형성되는 천공(45)으로서 아웃리거 몸체(20a)의 천공(25)과 볼트로 체결하는 부분이다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 코어 15: 메가칼럼
18: 수직철근 20: 아웃리거
21: 상부빔 22: 하부빔
25: 천공 30: 케이싱
31, 32, 33: 지압판 35: 리브
42: 커플러 45: 천공

Claims

건물의 코어(10)와 메가칼럼(15) 사이에 설치되는 아웃리거 기구에 있어서:
상기 메가칼럼(15) 내에 매립 설치되는 아웃리거 몸체(20a)와, 상기 아웃리거 몸체(20a)를 상기 코어(10)에 연결하는 상부빔(21)과 하부빔(22)을 구비하는 아웃리거(20); 및
상기 아웃리거 몸체(20a)의 상하단부를 수용하며 상기 메가칼럼(15) 내에 매립되고 외면에 다수의 지압판(31)(32)(33)을 구비하는 케이싱(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고층건물의 아웃리거 기구.
제1항에 있어서,
상기 아웃리거 몸체(20a)는 볼트를 체결하기 위한 천공(25)을 구비하는 것을 특징으로 하는 초고층건물의 아웃리거 기구.
제1항에 있어서,
상기 케이싱(30)의 지압판(31)(32)(33)은 강도를 보강하기 위한 리브(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 초고층건물의 아웃리거 기구.
제1항에 있어서,
상기 케이싱(30)의 기본지압판(31)은 수직철근(18)을 연결하기 위한 커플러(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 초고층건물의 아웃리거 기구.
제1항에 있어서,
상기 케이싱(30)은 아웃리거 몸체(20a)의 상단과 하단에서 각각 상부빔(21)과 하부빔(22)에 간섭되지 않는 최대의 높이로 결합되는 것을 특징으로 하는 초고층건물의 아웃리거 기구.