KR101250864B1 - 저층 건물용 벽체 및 이를 이용한 저층 건물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강재에 의해 형성된 내부 강판(210) 및 외부 강판(220); 좌굴에 대하여 저항하도록 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 사이에 설치된 벽체 보강부재(230); 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(240);를 포함하는 저층 건물용 벽체(200)를 제시함으로써, 단면이 얇으면서도 우수한 강도 및 내구성을 얻을 수 있고, 작업공정이 용이하여 시공기간을 단축할 수 있으며, 지진 발생 시에도 인명피해를 줄일 수 있도록 한다.

Description

저층 건물용 벽체 및 이를 이용한 저층 건물{WALL AND BUILDING USING THE SAME}
본 발명은 건축 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 벽체 및 건물의 구조에 관한 것이다.
일반적으로 건물은 콘크리트 재질에 의한 기둥, 벽체, 보, 슬래브 등의 구조에 의해 이루어진다.
콘크리트는 강도 및 내구성이 우수한 재료로서 건축, 토목 분야에 널리 사용되고 있지만, 불균일한 재질이므로 일정 두께 이상의 단면이 필요하다는 점(얇은 구조를 이루는데 한계가 있다는 점), 자중이 크므로 이를 지지하기 위한 기둥, 벽체의 단면이 커져야 한다는 점, 거푸집 설치, 타설 및 양생 등의 작업을 위해 장기간이 소요된다는 점, 지진 발생 시 붕괴로 인한 대형 인명피해가 발생한다는 점 등의 단점이 있다.
따라서 2,3층 규모의 저층 건물에 대하여 콘크리트 재질을 적용하는 것은 효율적이지 못하다는 지적이 있어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 단면이 얇으면서도 우수한 강도 및 내구성을 얻을 수 있고, 작업공정이 용이하여 시공기간을 단축할 수 있으며, 지진 발생 시에도 인명피해를 줄일 수 있도록 하는 저층 건물용 벽체 및 이를 이용한 저층 건물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 강재에 의해 형성된 내부 강판(210) 및 외부 강판(220); 좌굴에 대하여 저항하도록 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 사이에 설치된 벽체 보강부재(230); 상기 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(240);를 포함하는 저층 건물용 벽체(200)를 제시한다.
상기 벽체 보강부재(230)는 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)에 대하여 직교하도록 설치된 다수의 조각부재(231)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 벽체 보강부재(230)의 종단면은 격자 구조인 것이 바람직하다.
상기 충전재(240)는 발포 폼 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.
상기 충전재(240)는 폴리우레탄 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.
상기 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 그 사이 영역을 덮도록, 상기 벽체(200)의 상부 또는 하부에 설치되는 덮개판(251), 상기 벽체 보강부재(230)가 끼워지는 끼움홈(252)이 형성되도록 상기 덮개판(251)의 상부 또는 하부로 돌출형성된 끼움홈 형성부재(253)를 구비한 벽체 결합부재(250)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 저층 건물용 벽체(200)의 제조방법으로서, 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)이 상호 일정 간격을 갖도록 이송하는 단계; 상기 내부 강판(210)과 외부 강판(220)의 사이에 상기 벽체 보강부재(230)를 삽입하는 단계; 상기 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하도록, 상기 충전재(240)를 도포하는 단계; 상기 충전재(240)가 발포하는 과정 중, 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 내부 사이의 간격이 상기 벽체 보강부재(230)에 의해 유지된 상태에서, 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 외부를 압착하는 단계;를 포함하는 저층 건물용 벽체의 제조방법을 함께 제시한다.
본 발명은 강재에 의해 형성된 상부 강판(110) 및 하부 강판(120), 휨 모멘트 및 전단력에 대하여 저항하도록 상기 상부 강판(110) 및 하부 강판(120)의 사이에 격자 구조로 설치된 슬래브 보강부재(130), 상기 상부 강판(110), 하부 강판(120) 및 슬래브 보강부재(130)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(140)를 포함하는 슬래브(100); 상기 벽체(200);를 포함하고, 상기 슬래브(100)의 상부 강판(110) 또는 하부 강판(120)과 상기 벽체(200)의 내부 강판(210) 또는 외부 강판(220)이 상호 결합구(10)에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 저층 건물을 함께 제시한다.
상기 슬래브 보강부재(130)의 종단면은 벌집 구조인 것이 바람직하다.
본 발명은 강재에 의해 형성된 상부 강판(110) 및 하부 강판(120), 휨 모멘트 및 전단력에 대하여 저항하도록 상기 상부 강판(110) 및 하부 강판(120)의 사이에 격자 구조로 설치된 슬래브 보강부재(130), 상기 상부 강판(110), 하부 강판(120) 및 슬래브 보강부재(130)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(140)를 포함하는 슬래브(100); 상기 벽체(200);를 포함하고, 상기 슬래브(100)의 상부 강판(110) 또는 하부 강판(120)은 결합구(10)에 의해 상기 벽체 결합부재(250)에 결합하는 것을 특징으로 하는 저층 건물을 함께 제시한다.
상기 벽체(200)는 상호 간격을 두고 한 쌍이 설치되고, 상기 한 쌍의 벽체(200) 사이에는 기둥형성부재(300)가 설치된 것이 바람직하다.
상기 기둥형성부재(300)는 상호 결합하여 "H"형 구조를 이루도록 형성된 한 쌍의 "ㄷ"자형 부재(310);를 포함하고, 상기 한 쌍의 "ㄷ"자형 부재(310)는 각각 상기 한 쌍의 벽체(200)의 내부 강판(210) 또는 외부 강판(220)에 상호 결합구(10)에 의해 결합하는 것이 바람직하다.
상기 "ㄷ"자형 부재(310)의 상호 결합부에는 좌굴에 대한 저항력을 증대시키기 위한 절곡부(311)가 상하방향을 따라 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 단면이 얇으면서도 우수한 강도 및 내구성을 얻을 수 있고, 작업공정이 용이하여 시공기간을 단축할 수 있으며, 지진 발생 시에도 인명피해를 줄일 수 있도록 하는 저층 건물용 벽체 및 이를 이용한 저층 건물을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 벽체의 사시도.
도 2는 벽체의 제1 실시예의 평면도.
도 3은 벽체의 제2 실시예의 평면도.
도 4는 슬래브 제조공정의 구성도.
도 5는 벽체 결합부재의 사시도.
도 6은 벽체 결합부재의 측면도.
도 7은 슬래브의 부분사시도.
도 8은 슬래브의 횡단면도.
도 9는 슬래브의 종단면도.
도 10은 슬래브, 벽체의 결합구조의 단면도.
도 11은 벽체, 기둥형성부재의 결합구조의 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 저층 건물용 벽체(200)는 기본적으로, 철판과 같은 강재에 의해 형성된 내부 강판(210) 및 외부 강판(220); 좌굴에 대하여 저항하도록 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 사이에 설치된 벽체 보강부재(230); 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(240);를 포함하여 구성된다.
즉, 종래의 콘크리트 벽체 대신, 내부 강판(210), 외부 강판(220), 그 사이의 벽체 보강부재(230)와 이들을 충전하고 결합하는 충전재(240)에 의한 복합구조에 의해 벽체(200)를 형성하도록 한 것이다(도 1 내지 3).
벽체 보강부재(230)는 벽체(200) 전체가 좌굴에 대하여 저항하기 위하여, 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)에 대하여 직교하도록 설치된 다수의 조각부재(231)에 의해 구현되거나(도 1,2), 종단면이 격자 구조를 취하는 구성에 의해 구현된다(도 3).
이들 내부 강판(210), 외부 강판(220), 보강부재(230)를 별도의 접착재나 용접 등의 방식에 의해 결합하는 것은 제조에 드는 수고, 비용이 커서 비효율적이므로, 이들 사이 공간을 충전재(140)에 의해 충전함과 아울러 이들을 결합하도록 하였다.
충전재(240)로는 발포 폼 형식의 합성수지 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 특히 폴리우레탄 재질을 사용하는 경우, 접착력, 강도 및 내구성이 우수할 뿐만 아니라 우수한 단열 효과를 얻을 수 있다는 장점이 추가된다.
이러한 구성을 취하는 경우, 종래의 콘크리트 재질에 비해, 단면이 얇으면서도 우수한 강도 및 내구성을 얻을 수 있고, 작업공정이 용이하여 시공기간을 단축할 수 있으며, 지진 발생 시에도 콘크리트처럼 재료의 붕괴가 일어나지 않으므로 인명피해를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에 의한 저층 건물용 벽체(200)는 다음과 같은 제조공정에 의해 제조되는 것이 바람직하다(도 4).
회전 롤(1) 등에 의해 내부 강판(210), 외부 강판(220)이 상호 일정 간격을 갖도록 이송한다.
내부 강판(210)과 외부 강판(220)의 사이에 벽체 보강부재(230)를 삽입하면서, 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하도록, 충전재 분사기구(2) 등을 이용하여 충전재(240)를 도포한다.
충전재(240)가 발포하는 과정 중, 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 상호 간격이 벽체 보강부재(230)에 의해 유지된 상태에서, 이송 롤(3) 등에 의해 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 외부를 압착하면서 이송한다.
즉, 발포 폼 재질의 충전재(240)를 내부 강판(210), 외부 강판(220), 보강부재(230) 사이의 공간에 도포하고, 이들을 이송 롤(3) 등에 의해 압착하므로, 이 과정에서 충전재(240)의 발포가 발생하게 되는바, 충전재(240)의 발포에 의한 팽창을 강제로 억제하는 결과가 되어, 내부 강판(210), 외부 강판(220), 보강부재(230)의 강한 결합을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 그 내부의 밀실한 충전구조를 얻을 수 있다는 효과가 있다.
한편, 이러한 구조의 벽체(200)와 함께 저층 건물을 구축하기 위하여, 다음과 같은 구조의 슬래브(100)를 적용하는 것이 바람직하다.
여기서, 슬래브(100)는 강재에 의해 형성된 상부 강판(110) 및 하부 강판(120); 휨 모멘트 및 전단력에 대하여 저항하도록, 상부 강판(110) 및 하부 강판(120)의 사이에 격자 구조로 설치된 슬래브 보강부재(130); 상부 강판(110), 하부 강판(120) 및 슬래브 보강부재(130)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(140);를 포함하여 구성된다(도 7 내지 9).
이는 상술한 벽체(200)와 유사한 구성이지만, 내부의 슬래브 보강부재(130)가 상부 강판(110) 및 하부 강판(120)에 가해지는 휨 모멘트 및 전단력에 대하여 저항하도록 설치된다는 차이가 있다.
상부 강판(110), 하부 강판(120), 격자 구조의 보강부재(130)에 의한 복합구조는 휨 모멘트 및 전단력에 대한 저항력이 대단히 큰 구조로서, 비행기의 동체 등에 사용되고 있다.
특히, 슬래브 보강부재(130)의 종단면이 벌집 구조를 취하는 경우, 위 저항력을 더욱 크게 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명에 의한 슬래브(100) 및 벽체(200)는, 슬래브(100)의 상부 강판(110), 하부 강판(120) 또는 벽체(200)의 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)이 상호 볼트, 너트 등의 결합구(10)에 의해 결합하는 구조를 취하므로, 콘크리트 구조에 비해 시공이 용이하여 시공기간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.
슬래브(100)와 벽체(200)는 상술한 구조에 의해 상호 직접 결합할 수도 있지만, 벽체(200) 내부에 설치되는 벽체 보강부재(230)의 상면이 균일하게 형성되지 않는 경우, 불균일한 하중전달에 의해 응력집중이 발생하여 건물 전체의 구조적 안정성을 저하할 우려가 있다.
이를 방지하기 위해서는, 별도의 벽체 결합부재(250)를 벽체(200)의 상면 또는 하면에 설치하고, 이 벽체 결합부재(250)가 벽체 보강부재(230)에 균일하게 결합하도록 한 후, 비로소 슬래브(100)를 위 벽체 결합부재(250)에 결합하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.
여기서, 벽체 결합부재(250)는, 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 그 사이 영역을 덮도록, 벽체(200)의 상부 또는 하부에 설치되는 덮개판(251), 벽체 보강부재(230)가 끼워지는 끼움홈(252)이 형성되도록 덮개판(251)의 상부 또는 하부로 돌출형성된 끼움홈 형성부재(253)를 구비한 구성을 취한다.
이러한 각각의 끼움홈 형성부재(253)에 형성된 끼움홈(252)에 각각의 벽체 보강부재(230)를 결합하는 경우, 벽체(200)에 대한 균일한 하중전달이 가능하게 된다.
이후, 슬래브(100)의 상부 강판(110) 또는 하부 강판(120)을 볼트, 너트 등의 결합구(10)에 의해 벽체 결합부재(250)에 결합함으로써, 슬래브(100)와 벽체(200)의 안정적인 결합구조를 이룰 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 저층 건물에서 벽체(200)는 단독으로 설치될 수도 있으나, 상호 간격을 두고 한 쌍이 설치되며, 그 한 쌍의 벽체(200) 사이에는 기둥형성부재(300)가 설치된 구조를 취할 수도 있다(도 11).
이는 벽체(200)의 2중 구조로서 우수한 구조적 안정성을 얻을 수 있도록 할 뿐만 아니라, 한 쌍의 벽체(200) 사이에 단열재, 몰탈 등의 충전재 등을 삽입하여 더욱 안정적인 단열구조를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
기둥형성부재(300)로는 일반적인 H 빔을 사용할 수도 있으나, 본 발명에 의한 슬래브(100), 벽체(200) 등의 부재는 기본적으로 저층 건물을 대상으로 하는 것이고, 이들 부재는 콘크리트 부재와 달리 자중이 대단히 작으므로, H 빔과 같이 고강도이면서 고가인 재질을 사용할 필요가 없다.
즉, 강판의 절곡에 의해 "ㄷ"자형 부재(310)를 형성하고, 이들의 상호 결합에 의해 "H"형 구조를 이루도록 하여 사용하면 족한 것이다(도 11).
이들 한 쌍의 "ㄷ"자형 부재(310)는 각각 한 쌍의 벽체(200)의 내부 강판(210) 또는 외부 강판(220)에 볼트, 너트 등의 결합구(10)에 의해 상호 결합하기만 하면 되므로, 용이한 작업에 의해 견고한 구조를 이룰 수 있다는 장점이 있다.
이러한 "ㄷ"자형 부재(310)의 상호 결합부에는 좌굴에 대한 저항력을 증대시키기 위한 절곡부(311)가 상하방향을 따라 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 슬래브 110 : 상부 강판
120 : 하부 강판 130 : 슬래브 보강부재
140 : 충전재 200 : 벽체
210 : 내부 강판 220 : 외부 강판
230 : 벽체 보강부재 231 : 조각부재
240 : 충전재 250 : 벽체 결합부재
251 : 덮개판 252 : 끼움홈
253 : 끼움홈 형성부재 300 : 기둥형성부재
310 : "ㄷ"자형 부재 311 : 절곡부

Claims (13)

  1. 강재에 의해 형성된 내부 강판(210) 및 외부 강판(220);
    좌굴에 대하여 저항하도록 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 사이에 설치된 벽체 보강부재(230);
    상기 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(240);
    상기 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 그 사이 영역을 덮도록, 벽체(200)의 상부 또는 하부에 설치되는 덮개판(251);
    상기 벽체 보강부재(230)가 끼워지는 끼움홈(252)이 형성되도록 상기 덮개판(251)의 상부 또는 하부로 돌출형성된 끼움홈 형성부재(253)를 구비한 벽체 결합부재(250);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 저층 건물용 벽체(200).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벽체 보강부재(230)는 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)에 대하여 직교하도록 설치된 다수의 조각부재(231)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저층 건물용 벽체(200).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 벽체 보강부재(230)의 종단면은 격자 구조인 것을 특징으로 하는 저층 건물용 벽체(200).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전재(240)는 발포 폼 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 저층 건물용 벽체(200).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전재(240)는 폴리우레탄 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 저층 건물용 벽체(200).
  6. 삭제
  7. 제3항 또는 제4항의 저층 건물용 벽체(200)의 제조방법으로서,
    상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)이 상호 일정 간격을 갖도록 이송하는 단계;
    상기 내부 강판(210)과 외부 강판(220)의 사이에 상기 벽체 보강부재(230)를 삽입하는 단계;
    상기 내부 강판(210), 외부 강판(220) 및 벽체 보강부재(230)의 사이 공간을 충전하도록, 상기 충전재(240)를 도포하는 단계;
    상기 충전재(240)가 발포하는 과정 중, 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 내부 사이의 간격이 상기 벽체 보강부재(230)에 의해 유지된 상태에서, 상기 내부 강판(210) 및 외부 강판(220)의 외부를 압착하는 단계;를
    포함하는 저층 건물용 벽체의 제조방법.
  8. 강재에 의해 형성된 상부 강판(110) 및 하부 강판(120),
    휨 모멘트 및 전단력에 대하여 저항하도록 상기 상부 강판(110) 및 하부 강판(120)의 사이에 격자 구조로 설치된 슬래브 보강부재(130),
    상기 상부 강판(110), 하부 강판(120) 및 슬래브 보강부재(130)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(140)를 포함하는 슬래브(100);
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 벽체(200);를 포함하고,
    상기 슬래브(100)의 상부 강판(110) 또는 하부 강판(120)과 상기 벽체(200)의 내부 강판(210) 또는 외부 강판(220)이 상호 결합구(10)에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 저층 건물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 슬래브 보강부재(130)의 종단면은 벌집 구조인 것을 특징으로 하는 저층 건물.
  10. 강재에 의해 형성된 상부 강판(110) 및 하부 강판(120),
    휨 모멘트 및 전단력에 대하여 저항하도록 상기 상부 강판(110) 및 하부 강판(120)의 사이에 격자 구조로 설치된 슬래브 보강부재(130),
    상기 상부 강판(110), 하부 강판(120) 및 슬래브 보강부재(130)의 사이 공간을 충전하여 결합하는 충전재(140)를 포함하는 슬래브(100);
    제1항의 벽체(200);를 포함하고,
    상기 슬래브(100)의 상부 강판(110) 또는 하부 강판(120)은 결합구(10)에 의해 상기 벽체 결합부재(250)에 결합하는 것을 특징으로 하는 저층 건물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 벽체(200)는 상호 간격을 두고 한 쌍이 설치되고,
    상기 한 쌍의 벽체(200) 사이에는 기둥형성부재(300)가 설치된 것을 특징으로 하는 저층 건물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기둥형성부재(300)는
    상호 결합하여 "H"형 구조를 이루도록 형성된 한 쌍의 "ㄷ"자형 부재(310);를 포함하고,
    상기 한 쌍의 "ㄷ"자형 부재(310)는 각각 상기 한 쌍의 벽체(200)의 내부 강판(210) 또는 외부 강판(220)에 상호 결합구(10)에 의해 결합하는 것을 특징으로 하는 저층 건물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 "ㄷ"자형 부재(310)의 상호 결합부에는 좌굴에 대한 저항력을 증대시키기 위한 절곡부(311)가 상하방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 저층 건물.
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