KR101663132B1 - 자립 기둥구조체 - Google Patents

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KR101663132B1
KR101663132B1 KR1020160032729A KR20160032729A KR101663132B1 KR 101663132 B1 KR101663132 B1 KR 101663132B1 KR 1020160032729 A KR1020160032729 A KR 1020160032729A KR 20160032729 A KR20160032729 A KR 20160032729A KR 101663132 B1 KR101663132 B1 KR 101663132B1
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정종림
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힐 중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 건축물의 기둥 구축을 위해 콘크리트가 타설되어 합성되는 기둥구조체에 관한 것으로서, 상기 기둥구조체는 적어도 1개 이상의 지지관체와, 상기 지지관체에 직각으로 접합되는 수평강과, 상기 지지관체를 감싸는 것으로서 수평강이 관통하는 삽입홈을 구비한 사각고정관과, 상기 지지관체의 둘레에 설치되는 철근조립체를 포함하여 이루어지되, 상기 지지관체는 수평구조체가 설치된 상태에서 콘크리트의 타설없이 자립이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자립 기둥구조체{SELF-SUPPORTING TYPE COLUMN STRUCTURE}
본 발명은 건축물의 기둥 구축을 위해 콘크리트가 타설되어 합성되는 기둥구조체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 콘크리트가 타설되기 전에 수평구조체의 하중을 지지할 수 있어 다수 층에서의 작업을 동시에 진행할 수 있도록 하여 공기단축을 도모시킬 수 있는 기둥구조체의 구성에 관한 것이다.
일반적으로 철근콘크리트 구조로 건축물을 건축하는 경우, 먼저 기둥을 타설하여 구축한 후 슬래브를 구축하게 된다. 그런데 타설된 콘크리트가 충분한 강도를 발현하여 기둥으로서의 제기능을 하기 위해서는 적어도 4주 이상의 양생을 필요로 하는 바, 기둥용 철근을 공장에서 선조립한 후 이를 현장에 설치하는 방법, 철근의 선조립과 함께 거푸집을 미리 조립하는 방법 등 공기단축을 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다.
특허 제1258842호는 공장에서 각각 조립한 철근기둥과 철근보를 현장에서 접합하도록 하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 기둥주근 및 상기 복수의 기둥주근 주변에 용접 결합되는 띠철근으로 구성되고, 상기 철근보가 접합될 기둥의 패널존에는 철근보의 보주근인 상부 주근과 하부 주근의 위치에 대응되는 높이에 상부띠강판 및 하부띠강판이 4면으로 각각 상기 기둥주근에 용접 결합되되, 상기 상부띠강판 및 하부띠강판은 철근보의 상부주근 및 하부 주근의 위치에 대응되는 위치에 각각 철근구멍이 형성되고, 상기 철근구멍에는 양단부에 나사산이 형성되어 상기 나사산이 상부띠강판 및 하부띠강판의 외부로 돌출되도록 철근기둥 내부를 관통하는 토막철근이 삽입되며, 상기 토막철근의 일단부 또는 양단부에는 철근보의 보주근과의 결합을 위한 커플러가 상기 상부띠강판 및 하부띠강판의 외면에 접하도록 구성된다.
특허 제1487139호는 도 2에 도시된 바와 같이, 기둥의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치되는 4개의 주근과, 상기 4개의 주근 사이에 수직으로 배치되는 복수의 보조근과, 상기 주근들의 외측을 감싸면서 상기 주근들의 외측에 다단으로 결합되는 복수의 띠철근과, 일면이 보의 상면 또는 하면에 안착되도록 보가 설치되는 높이에 ㄱ형강들이 사각형을 이루도록 배치되며, 각 코너가 상기 4개의 주근 내측에 용접 결합하는 메인 브라켓과, 상기 주근 상단 및 하단에 ㄱ형강들이 사각형을 이루도록 배치되며, 각 코너가 상기 4개의 주근 내측에 용접 결합하는 결합 브라켓 및, 마주보는 상기 결합 브라켓들을 수직 방향으로 체결하는 제1 체결 볼트와 제1 체결 너트를 포함하도록 구성된다.
상기의 종래기술들은 콘크리트가 타설되지 아니한 기둥구조체를 공장에서 제작함으로써 철근조립 등의 현장작업 공수를 줄여 공기 단축을 도모할 수 있게 한다. 그러나 상기와 같이 공장에서 철근이 선조립된 기둥구조체들은 콘크리트가 타설되지 아니한 상태에서는 기둥으로서의 구조적 역할을 할 수 없기 때문에, 콘크리트 타설 및 양색을 통해 당해 층의 기둥을 완성시킨 후 그 상부의 슬래브를 구축하는 방식으로 각 층의 시공이 순차로 이루어져야 하기 때문에 공기를 단축 시키는 것에는 한계가 있다.
KR 10-1258842 B1 KR 10-1487139 B1 KR 10-1381858 B1
본 발명은 상기한 종래기술들이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기둥과 슬래브에 대한 각 작업을 독립적으로 실시할 수 있게 함으로써, 공기를 대폭 줄일 수 있는 기둥구조체를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 공작제작이 가능하여 정밀성을 높이고 현장에서의 작업공수를 줄일 수 있는 기둥구조체를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 제작이 용이하여 비용이 절감되고, 보 및 슬래브 등과의 접합시공이 용이하여 정밀 시공성을 도모할 수 있는 기둥구조체를 제공함에도 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 건축물의 기둥 구축을 위한 콘크리트가 타설되는 기둥구조체에 있어서, 상기 기둥구조체는 적어도 1개 이상의 지지관체와, 상기 지지관체에 직각으로 접합되는 수평강과, 상기 지지관체를 감싸는 것으로서 수평강이 관통하는 삽입홈을 구비한 사각고정관과, 상기 지지관체의 둘레에 설치되는 철근조립체를 포함하여 이루어지되,
지지관체의 외측에 설치되는 철근조립체는 수직철근과, 수직철근을 감싸는 띠철근 및, 띠철근이 지지관체로부터 일정한 간격이 유지되도록 하는 이격근으로 구성되는 것으로서, 상기 수직철근과 띠철근 및 이격근이 선조립되어 상기 이격근들에 의해 형성되는 공간에 지지관체가 삽입될 수 있는 구조로 이루어지고,
상기 지지관체는 수평구조체가 설치된 상태에서 콘크리트의 타설없이 자립이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체가 제공된다.
이때 지지관체 1개로 구성되는 경우에는 수평강의 단면 중심이 지지관체의 단면 중심을 향해 접합되고, 지지관체가 4개로 구성되는 경우에는 수평강이 지지관체들의 사이를 관통하면서 각 지지관체의 측면에 부착된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 사각고정관은 수평강에 용접 부착 되고, 그 상부에는 철근거치홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체가 제공된다. 이때 사각고정관에는 수평강이 삽입되는 삽입홈이 구비되는데, 상기 삽입홈은 수평강과 동일한 단면의 형상일 수도 있고 하부가 개방된 형상일 수도 있다.
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본 발명의 기둥구조체는 철근콘크리트 구조의 기둥을 구축함에 있어서 콘크리트와의 합성에 의한 기둥이 구축되지 아니한 상태에서 보, 데크 등 수평구조체의 다수 층을 지지할 수 있으므로, 기둥의 구축작업과 수평구조체의 설치작업의 병행실시를 통해 공기를 대폭 단축시킬 수 있게 한다.
또한 본 발명의 기둥구조체는 공장제작이 가능하여 품질이 향상되고, 대량 생산에 의한 제작원가가 절감될 수 있으며, 현장작업의 공수를 줄여주는 효과를 발휘하게 한다.
또한 본 발명의 기둥구조체는 보, 슬래브 등과의 접합시공이 용이하고, 기둥의 양측에 위치한 보 또는 슬래브들 사이에서의 응력전달이 명확할 뿐 아니라, 부모멘트가 발생하는 기둥과 보 또는 슬래브의 접합부위에 대한 효과적인 보강이 가능하므로 구조적으로 안정된 접합부의 구성을 가지게 할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 기둥구조체의 단면도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 의한 기둥구조체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 기둥구조체의 절개 사시도이다.
도 4는 지지관체의 사용개수에 따른 본 발명 기둥구조체의 각 평면도이다.
도 5는 본 발명의 기둥구조체에 적용되는 사각고정관의 각 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 사각고정관의 철근거치홈에 연결철근이 거치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 지지관체의 외면에 철근조립체가 설치된 상태 및 상기 철근조립체의 일 실시예에 의한 설치방법을 설명하는 각 사시도이다.
도 8은 상하의 사각고정관 사이에 거푸집을 설치한 본 발명의 기둥구조체를 나타낸 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의해 건축물의 기둥 구축을 위한 콘크리트가 타설되는 기둥구조체(100)의 외관을 전체적으로 나타낸 일부 절개 사시도이다.
본 발명은 현장 이외의 장소, 예컨대 공장에서 제작되는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 지지관체(110)와, 보와의 접합을 위한 수평강(120)과, 상기 수평강(120)의 설치위치에서 지지관체(110)를 감싸는 사각고정관(130) 및, 상기 지지관체(110)를 둘러싸는 철근조립체(140)를 포함하여 구성된다.
지지관체(110)는 기둥용 콘크리트에 매립되어 콘크리트와 함께 기둥에 작용하는 수직하중 및 휨하중을 지지하는 구조적 기능을 하는 것이나, 상기 기둥용 콘크리트가 타설되기까지는 수평구조체를 자립으로 지지하여 효율적인 공정을 도모할 수 있게 한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 여러 층의 높이를 가지는 지지관체(110)를 구비하고, 상기 지지관체(110)로 하여금 각층에 설치되는 보와 데크 등의 수평구조체를 지지하게 함으로써, 각층에 대한 기둥용 콘크리트의 타설작업과, 각층에 대한 수평구조체의 설치작업 등이 서로 간의 간섭없이 독립적으로 진행할 수 있게 한다.
예컨대, 1층 부분에 기둥용 콘크리트를 타설하면서 2층 슬래브를 위한 수평구조체의 설치 내지 슬래브용 콘크리트의 타설작업을 동시에 진행할 수 있으며, 상기 1층 부분에 대한 기둥용 콘크리트가 양생되기 전에 3층 슬래브를 위한 수평구조체까지도 설치할 수 있어, 효율적인 공정계획을 가능하게 하고 공기를 대폭적으로 단축시킬 수 있게 한다.
따라서 상기의 지지관체(110)는 적어도 이에 설치되는 각층의 수평구조체를 충분히 지지할 수 있는 규격을 가지는 원형강관 또는 사각관으로 구성된다.
이와 함께 강성을 증가시킴으로써 단면이 불필요하게 커지는 것을 방지하기 위하여 상기 지지관체(110) 내부는 콘크리트를 충진시킬 수도 있다.
콘크리트가 충진된 지지관체(110)는 콘크리트를 구속함으로써 보다 높은 강성을 가지게 하며 아울러 내진성 및 내화성도 함께 향상되는 효과를 기대할 수 있게 한다.
또 상기와 같이 원형 또는 사각의 단면형상을 가지는 지지관체(110)는 통상적으로 사용되는 H형강과는 달리 약축이 발생되지 아니하므로 1방향 슬래브구조는 물론 2방향 슬래브구조에도 효율적으로 적용시킬 수 있게 한다.
상기 지지관체(110)의 양 단부 중 적어도 하단부에는 고정플레이트(111)가 더 구비된다. 상기 고정플레이트(111)는 또 다른 지지관체(110)와의 이음의 수단으로 사용될 뿐 아니라, 특히 하단부에 설치된 고정플레이트(111)는 기초와의 결합을 위한 베이스플레이트의 기능을 하게 된다.
이와 같이 구성된 지지관체(110)에는 각 층의 보가 설치되는 위치에서 상기 지지관체(110)에 직각으로 접합되도록 수평강(120)이 설치된다.
한편 기둥용 콘크리트에 매립되는 상기 지지관체(110)는 1개일 수도 있으나 다수 개일수도 있다. 도 4의 (a)는 1개의 지지관체(110)를 사용한 경우의 평면도이고, (b)는 4개의 지지관체(110)를 사용한 경우의 평면도이다.
지지관체(110)와 수평강(120)의 접합방식은 도 4에 도시된 바와 같이, 지지관체(110)가 사용되는 개수에 따라 달라진다.
도 4의 (a)에서 처럼 1개의 지지관체(110)가 사용되는 경우에는, 상기 지지관체(110)가 기둥구조체(100)의 단면 중심에 배치되고, 수평강(120)의 단면중심이 상기 지지관체(110)의 단면 중심을 향해 접합된다.
이에 반하여 도 4의 (b)에서 처럼 4개의 지지관체(110)가 사용되는 경우에는, 상기의 각 지지관체(110)가 서로 대칭이 되면서 이격되도록 배치되고, 수평강(120)은 지지관체(110)의 사이를 관통하면서 각 지지관체(110)의 측면에 부착 설치된다.
지지관체(110)의 전체 길이 중 각 층의 수평구조체가 위치하는 부위, 즉 수평강(120)이 설치된 부위에는 강판으로 제작된 사각고정관(130)이 설치된다.
사각고정관(130)은 지지관체(110)를 감싸는 형상으로 설치되는 것으로서, 그 자체로서 거푸집(150)의 기능을 함과 더불어 상하층 사이의 기둥용 콘크리트 타설을 위한 거푸집(150)의 설치를 위한 지지대로서의 역할을 함으로써 거푸집(150) 설치작업을 용이하게 한다.
따라서 상기의 사각고정관(130)은 구축하고자 하는 기둥의 단면 크기에 대응하는 규격으로 구성된다.
지지관체(110)에 대한 사각고정관(130)의 고정은 별도의 브라켓(미도시)을 이용할 수도 있으나, 사각고정관(130)을 수평강(120)에 용접 부착시켜 지지관체(110)의 외면으로부터 기둥용 콘크리트의 타설공간만큼 정확하게 이격되도록 그 위치를 고정시키는 것이 바람직하다.
한편 사각고정관(130)에는 수평강(120)이 관통하는 삽입홈(131)이 구비된다. 도 5는 상기 삽입홈(131)의 구성에 관한 각 실시예를 도시하고 있다.
상기 삽입홈(131)은 도 5의 (a)에서와 같이 수평강(120)의 단면형상에 대응하도록 구성될 수 있고, 이와는 달리 도 5의 (b)에서와 같이 수평강(120)이 하부에서 삽입될 수 있도록 사각고정관(130)의 하부가 개방된 형상을 가지도록 구성될 수도 있다.
도 5의 (b)에서와 같이 사각고정관(130)의 삽입홈(131)을 하부가 개방된 형상으로 구비시킨 경우에는, 지지관체(110)와 수평강(120)이 접합된 상태에서도 미리 제작된 사각고정관(130)을 설치할 수 있으므로, 지지관체(110)와 수평강(120)의 접합 작업과 사각고정관(130)의 제작 작업을 동시에 진행시켜 기둥구조체(100)의 제작시간을 단축시킬 수 있게 한다.
사각고정관(130)의 상부에는 도 6에서와 같이 슬래브의 상단철근과 이음되는 연결철근(133)이 삽입 거치될 수 있도록 철근거치홈(132)이 더 구비될 수 있다.
상기 철근거치홈(132)은 사각고정관(130)에 대칭으로 구비되는 바, 이와 같이 대칭으로 구비된 각 철근거치홈(132)에 동시 거치되는 연결철근(133)은 별도의 고정수단을 필요로 하지 않으며, 기둥의 양측 슬래브의 상단철근이 연속되도록 매개함으로써 부모멘트가 발생하는 슬래브의 기둥 접합부위에 대한 응력보강이 효율적으로 이루어지게 한다.
이와 함게 상기 연결철근(133)은 후술하는 철근조립체(140)를 구성하는 수직철근(141)의 위치를 고정시키는 수단으로도 활용될 수 있다.
지지관체(110)의 외면에는 도 7의 (a)에서와 같이 철근조립체(140)가 설치된다. 상기의 철근조립체(140)는 수직철근(141)과, 수직철근(141)을 감싸는 띠철근(142) 및, 띠철근(142)이 지지관체(110)로부터 일정한 간격이 유지되도록 하는 이격근(143)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 철근조립체(140)는 사각고정관(130)의 내면에 수직철근(141) 거치대(미도시)를 구비시키고 여기에 수직철근(141)이 고정되도록 하거나, 사각고정관(130)의 철근거치홈(132)에 거치된 연결철근(133)에 수직철근(141)을 고정시킨 후, 상기 수직철근(141)의 둘레에 띠철근(142)을 설치하고, 상기 수직철근(141)이 지지관체(110)로부터 소정의 간격이 유지되도록 수직철근(141)과 지지관체(110)의 사이, 또는 띠철근(142)과 지지관체(110)의 사이에 이격근(143)을 설치하는 방식으로 지지관체(110)에 설치되게 할 수도 있다.
또, 상기의 철근조립체(140)를 지지관체(110)에 직접 조립하는 방식과는 달리, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 철근조립체(140)를 선조립하여 이격근(143)들에 의해 지지관체(110)가 삽입될 수 있는 공간을 형성시킨 후, 상기 공간에 지지관체(110)에 끼워넣는 방식으로 지지관체(110)에 철근조립체(140)를 설치할 수도 있다.
지지관체(110)에 조립된 상기의 철근조립체(140) 외측 둘레에는 피복두께만큼 이격되도록 거푸집(150)이 설치된다. 도 8은 기둥구조체(100)에 기둥용 콘크리트를 타설하기 위하여 상하에 위치한 사각고정관(130) 사이에 거푸집(150)을 설치한 예를 나타낸 사시도이다.
상기 거푸집(150)은 통상적인 거푸집(150)패널이 사용될 수도 있으나, 강판을 사각고정관(130)에 연하도록 하여 거푸집(150)이 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 거푸집(150)용 지관이 사용될 수 있다.
강판을 사각고정관(130)에 연하여 설치함으로써 거푸집(150)이 형성되도록 하는 경우에는, 공장에서 거푸집(150)까지 조립된 기둥구조체(100)를 제작할 수도 있어 현장의 가설공정을 생략하게 할 수 있을 뿐더러, 기둥용 콘크리트가 양생 완료된 후에도 상기 강판을 그대로 존치시켜 기둥을 보강하게 하고, 아울러 외장재의 설치를 용이하게 한다.
또 종이재질의 거푸집(150)용 지관은 비용이 저렴하고, 자중이 작아 운반 및 설치뿐만 아니라 해체작업도 매우 용이하여 시공성이 뛰어나고 친환경적이다. 따라서 사각고정관(130)에 거푸집(150)용 지관을 부착 설치함으로서 가설비용의 절감 및 공기단축 등을 도모할 수도 있다.
기둥용 콘크리트의 타설시 콘크리트의 측압에 의해 거푸집(150)에 배부름이 발생되지 않도록 지지관체(110)의 둘레에 우물 정(井)자 형상으로 앵글(151)을 설치하고, 상기 앵글(151)의 단부에 거푸집을 고정시킬 수 있다. 물론 철근조립체(140)로부터 돌출되는 부분의 앵글(151) 길이는 피복두께에 상응하도록 구성되어야 한다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.
100; 기둥구조체 110; 지지관체
111; 고정플레이트 120; 수평강
130; 사각고정관 131; 삽입홈
132; 철근거치홈 133; 연결철근
140; 철근조립체 141; 수직철근
142; 띠철근 143; 이격근
150; 거푸집 151; 앵글

Claims (9)

  1. 건축물의 기둥 구축을 위한 콘크리트가 타설되는 기둥구조체(100)에 있어서,
    상기 기둥구조체(100)는 적어도 1개 이상의 지지관체(110)와, 상기 지지관체(110)에 직각으로 접합되는 수평강(120)과, 상기 지지관체(110)를 감싸는 것으로서 수평강(120)이 관통하는 삽입홈(131)을 구비한 사각고정관(130)과, 상기 지지관체(110)의 둘레에 설치되는 철근조립체(140)를 포함하여 이루어지되,
    상기 철근조립체(140)는 수직철근(141)과, 수직철근(141)을 감싸는 띠철근(142) 및, 띠철근(142)이 지지관체(110)로부터 일정한 간격이 유지되도록 하는 이격근(143)으로 구성되는 것으로서, 상기 수직철근(141)과 띠철근(142) 및 이격근(143)이 선조립되어 상기 이격근(143)들에 의해 형성되는 공간에 지지관체(110)가 삽입될 수 있는 구조로 이루어지고,
    상기 지지관체(110)는 수평구조체가 설치된 상태에서 콘크리트의 타설없이 자립이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지관체(110)는 1개가 기둥구조체(100)의 단면 중심에 배치되고, 수평강(120)은 단면 중심이 지지관체(110)의 단면 중심을 향해 접합되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지관체(110)는 4개가 대칭이 되면서 서로 이격되도록 배치되고, 수평강(120)은 이격된 지지관체(110)의 사이를 관통하면서 각 지지관체(110)의 측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 사각고정관(130)은 수평강(120)에 용접 부착됨으로써 그 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  5. 제4항에 있어서, 사각고정관(130)에 구비된 삽입홈(131)은 수평강(120)이 하부에서 삽입될 수 있도록 하부가 개방된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 사각고정관(130)의 상부에는 연결철근(133)이 삽입 거치되는 철근거치홈(132)이 구비되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 사각고정관(130)에는 거푸집(150)용 지관이 부착 설치되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 지지관체(110)의 양 단부 중 적어도 하단부에는 고정플레이트(111)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자립 기둥구조체.




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