KR101272990B1 - 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 엘형 클립앵글 - Google Patents

에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 엘형 클립앵글 Download PDF

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김영호
최영환
박재민
김형준
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㈜스트롱플러스
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Abstract

본 발명의 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글은 에이엘씨 벽 패널과 결합되는 수직결합면과 슬래브와 결합되는 수평결합면과 수직결합면과 수평결합면을 잇는 호형의 곡선부로 구성되어, 상부와 하부에 매입앵커가 매설된 에이엘씨 벽 패널을 슬래브에 결합시에, L형 클립앵글을 이용하여 에이엘씨 벽 패널 안쪽에서 볼트를 체결하는 실내측 작업만으로 에이엘씨 벽 패널의 고정이 가능하여 용이하고 신속하게 에이엘씨 벽 패널을 설치할 수 있으며, 호형의 곡선부가 바람 등에 의한 면외방향 뿐만 아니라 지진 등에 의한 면내 방향의 지진력에 대하여 변형하여 에너지를 흡수하기 때문에 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 향상되어 제진성능을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

Description

에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 엘형 클립앵글{L-type Clip angle for installing ALC panel to concrete slab using rocking construction method}
본 발명은 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부와 하부에 매입앵커가 매설된 에이엘씨 벽 패널을 슬래브에 결합시에, 에이엘씨 벽 패널 안쪽에서 볼트를 체결하는 실내측 작업만으로 에이엘씨 벽 패널의 고정이 가능하여 용이하고 신속하게 에이엘씨 벽 패널을 설치할 수 있으며, 호형의 곡선부가 바람 등에 의한 면외방향 뿐만 아니라 지진 등에 의한 면내 방향의 지진력에 대하여 변형하여 에너지를 흡수하기 때문에 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 향상되어 제진성능을 향상시키는 에이엘씨 벽 패널을 이용한 커튼월 시스템에서 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글에 관한 것이다.
고층빌딩의 외벽은 인력 절감이 가능한 커튼월(Curtain Wall) 채용이 대부분을 차지하고 있으며 금속패널형과 PC패널형으로 분류되고 있다.
금속패널형은 높은 열전도율로 인한 단열성 저하로 건물의 에너지 부하를 높이는 문제를 발생시키고 구체와 커튼월 사이에 유무기질 계통의 단열재를 시공하므로 섬유질 단열재의 경우에는 시공 중 뭉침현상 및 흡습에 의한 주저앉음 현상이 발생한다. 또한 화재시 내화성이 취약한 점이 있다.
PC(Precast Concrete)패널형인 경우 장점은 패널에 단열재, 창틀, 타일 등이 일체로 공장생산할 수 있으므로 고품질 커튼월이 가능하고 화재시 내화성이 우수한 반면에 단점은 고층건물에 적용할 경우 하중 부담이 매우 크다는 것이다.
PC패널을 ALC(Autoclaved Light-weight Concrete) 패널로 대체할 경우 커튼월을 경량화할 수 있고 고층의 하중문제를 해결할 수 있다. 또한 내화성 및 방화성능을 확보할 수 있고 단열성 향상으로 건물의 에너지 부하를 저감할 수 있다.
하지만 에이엘씨 벽 패널을 커튼월 부재로 대체할 경우 에이엘씨 벽 패널의 저강도 및 취성으로 인해 적용에 어려움이 있다. 에이엘씨 벽 패널의 저강도 및 취성을 해결하기 위한 방안은 에이엘씨 벽 패널의 고강도화 및 보강하는 방법이 있지만 에이엘씨 벽 패널의 고강도화에는 한계가 있으므로 구체와 에이엘씨 벽 패널의 접합부에서 풍압에 의한 에이엘씨 벽 패널의 균열, 파괴 및 변형을 완화시킬 필요가 있다.
지진을 비롯하여 지반의 변형, 철골의 열변형 등 패널에 악영향을 미칠 것이라고 여겨지는 경우에 가장 적합한 공법은 에이엘씨 벽 패널을 종벽으로 설치하는 종벽 공법이며, 종벽의 설치구법에는 종벽 록킹공법, 종벽 슬라이드공법, BS베라콤포, SAC 패널공법 등이 있다.
종벽 록킹공법은 면내변형추종성능에 뛰어난 건식록킹공법이고, 초고층 록킹공법은 초고층건축의 외벽에도 대응하는 건식록킹공법이다. 록킹공법에 사용되는 에이엘씨 벽 패널은 상단과 하단에 각각 매입앵커가 매입되고 매입된 매입앵커를 이용하여 슬래브에 고정하여 고정된 두 지점을 중심으로 에이엘씨 벽 패널이 록킹(rocking)하도록 결합구성되는 것이다. 그러나 종래의 록킹공법에서는 패널의 접합부에서 지진력에 의한 에이엘씨 벽 패널의 균열, 파괴 및 변형을 완화시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허공개 제1997-021566호 "에이엘씨패널의시공장치"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 도 8에 도시된 바와 같이 ALC 패널을 시공하기 위한 장치에 있어서, 시공체인 ALC 패널(16,16')의 상부면을 체결 부재에 의해 압착시키게 되는 V-자형의 수단(17,17'); 상기 수단(17,17')을 ALC 패널(16,16')의 상부면을 압착시킬 수 있는 위치로 이동시키기 위하여 레일(12)에 삽입되어 수직 방향으로 움직일 수 있는 돌출부(14)를 갖는 수단(15); 상기 수단(15)의 돌출부(14)를 수용하면서 안내하기 위해 수직 방향으로 레일(12)이 형성되어 있고 피시공체인 기둥(11,11')면에 부착될 수 있는 구조를 갖는 수단(13); 및 상기 ALC 패널(16,16')의 하부면을 받쳐 주기 위해 피시공체인 기둥(11,11')면에 부착될 수 있는 구조를 갖는 수단(21)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 ALC 패널의 시공 장치를 제안한다. 그러나 상기 배경기술은 시공이 어려울 뿐만 아니라 패널의 접합부에서 풍압에 의한 에이엘씨 벽 패널의 균열, 파괴 및 변형을 완화시키지 못하는 문제점이 있었다.
특허공개 제1997-0021566호 "에이엘씨패널의시공장치"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상부와 하부에 매입앵커가 매설된 에이엘씨 벽 패널을 슬래브에 결합시에, 에이엘씨 벽 패널 안쪽에서 볼트를 체결하는 실내측 작업만으로 에이엘씨 벽 패널의 고정이 가능하여 용이하고 신속하게 에이엘씨 벽 패널을 설치할 수 있으며, 호형의 곡선부가 바람 등에 의한 면외방향 뿐만 아니라 지진 등에 의한 면내 방향의 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 향상되어 제진성능을 향상시키는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상부와 하부에 매입앵커가 매설된 에이엘씨 벽 패널을 슬래브에 결합하는 앵글에 있어서, 에이엘씨 벽 패널과 결합되는 수직결합면과 슬래브와 결합되는 수평결합면과 수직결합면과 수평결합면을 잇는 호형의 곡선부로 구성되어, 수직결합면( 에이엘씨 벽 패널의 매입앵커에 결합되고, 수평결합면은 슬래브(S)와 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글을 제공한다.
또한, 상기 수직결합면과 수평결합면에는 일정간격으로 돌기가 형성되도록 할 수 있으며, 상기 수직결합면의 단부보다 수평결합면의 단부의 길이가 길이방향으로 더 길게 형성되도록 할 수 있는 L형 클립앵글을 제공한다.
또한, 상기 호형의 곡선부에는 수직결합면에서 수평결합면으로 긴 장공이 통공되어 형성되거나, 상기 호형의 곡선부에는 양방향의 사선으로 홈이 형성되도록 하는 L형 클립앵글을 제공한다.
또한, 상기 L형 클립앵글은 에이엘씨 벽 패널과 결합되는 수직결합면에는 수직으로 긴 장공의 결합공이 형성되어 에이엘씨 벽 패널과 결합되고, 메인 앵글과 결합되는 수평결합면에는 길이방향으로 긴 장공의 결합공이 형성되는 L형 클립앵글을 제공한다.
본 발명에 따르면 L형 클립앵글을 이용하여 에이엘씨 벽 패널 안쪽에서 볼트를 체결하는 실내측 작업만으로 에이엘씨 벽 패널의 고정이 가능하여 용이하고 신속하게 에이엘씨 벽 패널을 설치할 수 있으며, L형 클립앵글의 호형의 곡선부가 바람 등에 의한 면외방향 뿐만 아니라 지진 등에 의한 면내 방향의 지진력에 대하여 변형하여 에너지를 흡수하기 때문에 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 향상되어 제진성능을 향상시키는 역할을 하는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 1실시예의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 3은 매입앵커가 설치된 에이엘씨 벽 패널을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 L형 클립앵글을 이용한 에이엘씨 벽 패널의 설치상태를 도시한 도이다.
도 5는 본 발명의 L형 클립앵글을 이용하여 따라 콘크리트 슬래브에 에이엘씨 벽 패널이 설치된 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 L형 클립앵글이 설치된 에이엘씨 벽 패널에서의 면외 풍압의 방향과 및 면내의 지진력의 방향을 도시한 도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 2실시예의 사시도 및 평면도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 3실시예의 사시도이다.
도 7c는 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 4실시예의 사시도이다.
도 8은 종래의 ALC 패널의 시공 장치의 사시도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 1실시예의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, L형 클립앵글(20)은 에이엘씨 벽 패널(10)과 결합되는 수직결합면(20a)과 슬래브(S)와 결합되는 수평결합면(20b)과 수직결합면(20a)과 수평결합면(20b)을 잇는 호형의 곡선부(20c)로 구성되어 전체적으로 모서리가 둥근 L형 단면의 형상을 갖는다.
도 2는 상기 도 1의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수직결합면(20a)과 수평결합면(20b)에는 일정간격으로 돌기(21)가 형성되도록 하여, 볼트 또는 너트 결합시에 슬립이 일어나지 않도록 할 수 있다. 돌기(21)는 일정한 간격으로 수직결합면(20a)에서 에이엘씨 벽 패널(10)과 마주보지 않는 면과 수평결합면(20b)에서 슬래브(S)와 마주보지 않는 면에 각각 형성된다.
도 3은 록킹공법에 사용되는 매입앵커가 설치된 에이엘씨 벽 패널을 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 L형 클립앵글을 이용한 에이엘씨 벽 패널의 설치상태를 도시한 도이다.
록킹공법에 사용되는 에이엘씨 벽 패널(10)은 에이엘씨 벽 패널(10)에 매입앵커(11)가 미리 매입되어 구성된다. 매입앵커(11)는 에이엘씨 벽 패널(10)의 상하 양단에 설치된다.
매입앵커(11)는 상하 양단에서 그 설치 위치가 서로 다른데 하단부의 앵커 설치 위치는 끝단으로부터 일정하게 떨어져 있지만, 상단부의 경우에는 에이엘씨 벽 패널이 설치되는 슬래브의 두께에 따라 그 위치가 변한다. 일예로서 4000mm 길이를 가지는 에이엘씨 벽 패널(10)에서 하단에 설치되는 매입앵커(11)는 끝단으로부터 143mm(d1)로 일정하게 떨어진 위치에 그리고 상단에 설치되는 매입앵커(11)는 끝단으로부터 슬래브 두께+120mm(d2) 떨어진 위치에 설치될 수 있다.
이와 같이, 지진 등의 구조구체의 층간변위에 대해서 에이엘씨 벽 패널이 한장마다 회전하여 1/100rad까지의 층간 변형각에 추종하도록 하는 것이 록킹(rocking)공법이다. 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글(20)을 이용하여 수직결합면(20a)에 에이엘씨 벽 패널(10)을 회전가능하게 고정하면서도 호형의 곡선부(20c)가 변형하여 에너지를 흡수하기 때문에, 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능을 향상시켜 제진성능을 향상시키는 역할을 하는 것이다.
도 5는 본 발명의 L형 클립앵글을 이용하여 따라 콘크리트 슬래브에 에이엘씨 벽 패널이 설치된 일실시예를 도시한 단면도이다.
일반적으로 에이엘씨 벽 패널(10)은 받침 브라켓(30)이 결합된 메인 앵글(40)을 슬래브(S)에 고정하고, 에이엘씨 벽 패널(10)을 받침 브라켓(30)에 고정시키도록 구성한다.
수직결합면(20a)은 에이엘씨 벽 패널(10)에 매입된 매입앵커(11)와 결합된다.
수평결합면(20b)의 슬래브(S)의 결합방법에는 다양한 방법이 있을 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 슬래브 타설시 슬래브(S)의 철근조립과 함께 슬래브(S)의 상면에 매입채널(50)을 설치하고, T형 볼트(55)를 매입앵커채널(50)에 결합시켜 T형 볼트(55)에 수평결합면(20b)을 결합한다.
본 발명의 L형 클립앵글(20)은 에이엘씨 벽 패널(10)의 상단과 하단 모두에 사용될 수 있으며, 상단 또는 하단을 선택하여 사용될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 L형 클립앵글이 설치된 에이엘씨 벽 패널에서의 면외 풍압의 방향과 및 면내의 지진력의 방향을 도시한 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 구성되는 L형 클립앵글(20)은 수직결합면(20a)은 에이엘씨 벽 패널(10)의 매입앵커(11)에 결합되고, 수평결합면(20b)의 슬래브(S)에 결합하여, 에이엘씨 벽 패널(10)의 바람 등에 의한 면외방향으로의 정압 및 부압과 지진 등에 의한 면내 방향으로의 지진력 작용시 본 발명의 L형 클립앵글(20)의 호형의 곡선부(20c)가 변형하여 에너지를 흡수하기 때문에, 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 향상되어 제진성능을 향상시키는 역할을 하는 것이다.
도 7a는 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 2실시예의 사시도 및 평면도이다.
L형 클립앵글(20)의 수직결합면(20a)의 단부보다 수평결합면(20b)의 단부의 길이가 길이방향으로 더 길게 형성되도록 구성하여, 수평결합면(20b)이슬래브(S)와 결합하는 면적을 넓혀 결합을 더욱 견고히 할 수 있도록 한다.
도 7a(b)에 도시된 바와 같이, 수직결합면(20a)의 외측 단부에서 수평결합면(20b)의 외측단부까지 점차 증가하도록 호형의 곡선부(20c)를 구성하여 평면도 상에서는 사다리꼴 형상이 된다.
도 7b는 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 3실시예의 사시도이다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 호형의 곡선부(20c)에는 수직결합면(20a)에서 수평결합면(20b)으로 긴 장공(24)이 통공되어 형성되도록 할 수 있다.
상기의 장공(24)은 지진력 발생시에 의하여 호형의 곡선부(20c)가 쉽게 변형이 일어날 수 있도록 하기 위해서 구성된다. 장공(24)은 한 개가 구성될 수도 있고, 여러 개가 병렬로 형성될 수도 있다. 지진력에 의하여 상기의 장공(24)의 형태가 변형하고, 결국 호형의 곡선부(20c)가 쉽게 변형을 일으켜 에너지를 흡수하도록 함으로써, 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 장공(24)은 수직결합면(20a)에서 수평결합면(20b)으로 길게 형성되는데, 이는 면내 지진력의 방향으로 변형이 쉽게 일어나도록 하기 위해서이다.
도 7c는 본 발명에 따른 L형 클립앵글의 제 4실시예의 사시도이다.
도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 호형의 곡선부(20c)에는 양방향의 사선으로 홈(25)이 형성되도록 하여, 지진력 발생시에 의하여 호형의 곡선부(20c)가 쉽게 변형이 일어날 수 있도록 하기 위해서 구성된다. 지진력은 에이엘씨 벽 패널(10)에서 수직결합면(20a)을 통하여 호형의 곡선부(20c)로 전달되기 때문에, 수직결합면(20a)에서 수평결합면(20b) 방향의 사선으로 홈을 형성하는 것이다.
또한, 상기 L형 클립앵글(20)은 에이엘씨 벽 패널(10)과 결합되는 수직결합면(20a)에는 수직으로 긴 장공의 결합공(22)이 형성되어 에이엘씨 벽 패널(10)에 구성된 매입앵커(11)와 결합되도록 하여, 매입앵커(11)와의 결합시 수직오차를 극복할 수 있도록 하며, 수평결합면(20b)에는 길이방향으로 긴 장공의 결합공(23)이 형성되도록 하여, T형 볼트(55)와의 결합시의 오차를 극복할 수 있도록 할 수 있다.
종래에는 판형의 플레이트를 슬래브(S)에 고정하고, 판형의 플레이트를 에이엘씨 벽 패널(10)의 매입앵커(11)에 결합하여 에이엘씨 벽 패널(10)을 종방향으로 고정 결합하였으며, 상부와 하부의 매입앵커(11)가 각각 지지점으로 하여 에이엘씨 벽 패널에 작용하는 외부 풍하중 등에 대하여 회전이 가능하도록 구성하였다. 하지만 종래의 판형 플레이트는 외부 지진력 등에 대하여 에너지를 흡수하지 못하여 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 뛰어나지 못하였으며, 제진 기능을 하지 못하는 문제점이 있었다.
그러나 L형 클립앵글(20)은 수직결합면(20a)은 에이엘씨 벽 패널(10)의 매입앵커(11)에 결합되고, 수평결합면(20b)의 슬래브(S)에 결합하여, 에이엘씨 벽 패널(10)의 바람 등에 의한 면외방향으로의 정압 및 부압과 지진 등에 의한 면내 방향으로의 지진력 작용시 본 발명의 L형 클립앵글(20)의 호형의 곡선부(20c)가 변형하여 에너지를 흡수하기 때문에, 에이엘씨 벽 패널에 대한 변위추종성능이 향상되어 제진성능을 향상시키는 역할을 하는 것이다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 에이엘씨 벽 패널
11: 매입앵커
20 : L형 클립앵글
30: 받침 브라켓
40: 메인 앵글
50: 매입채널
55: T형 볼트

Claims (6)

  1. 상부와 하부에 매입앵커(11)가 매설된 에이엘씨 벽 패널(10)을 슬래브(S)에 결합하는 앵글에 있어서,
    에이엘씨 벽 패널(10)과 결합되는 수직결합면(20a)과 슬래브(S)와 결합되는 수평결합면(20b)과 수직결합면(20a)과 수평결합면(20b)을 잇는 호형의 곡선부(20c)로 구성되어,
    수직결합면(20a)은 에이엘씨 벽 패널(10)의 매입앵커(11)에 결합되고, 수평결합면(20b)은 슬래브(S)와 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수직결합면(20a)과 수평결합면(20b)에는 일정간격으로 돌기(21)가 형성되는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수직결합면(20a)의 단부보다 수평결합면(20b)의 단부의 길이가 길이방향으로 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 호형의 곡선부(20c)에는 수직결합면(20a)에서 수평결합면(20b)으로 긴 장공(24)이 통공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 호형의 곡선부(20c)에는 양방향의 사선으로 홈(25)이 형성되는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 L형 클립앵글(20)의 수직결합면(20a)에는 수직으로 긴 장공의 결합공(22)이 형성되어 에이엘씨 벽 패널(10)과 결합되고, 수평결합면(20b)에는 길이방향으로 긴 장공의 결합공(23)이 형성되는 것을 특징으로 하는 에이엘씨 벽 패널과 슬래브를 연결하는 L형 클립앵글.
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