KR101676411B1 - 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조 - Google Patents

모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조 Download PDF

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김문정
박민진
이제훈
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현대건설 주식회사
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Abstract

본 발명은, 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조에 관한 것으로, 중공이 형성되며, 수직방향으로 길게 연장되는 복수 개의 수직부재를 포함하는 기둥과, 수평방향으로 길게 연장되는 웨브와 상기 웨브의 상측 및 하측에 각각 상기 웨브와 교차하는 동일한 방향으로 연장되는 플랜지들을 포함하는 복수 개의 수평부재를 포함하는 보를 조립하여 제작되는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조에 있어서, 제1 접합 플레이트와, 상기 제1 접합 플레이트의 상측 또는 하측에 상기 제1 접합 플레이트와 교차하여 좌우 방향으로 연장되는 제2 접합 플레이를 포함하는 제1 브라켓부재; 및 제3 접합 플레이트와, 상기 제3 접합 플레이트의 상측 및 하측에 상기 제3 접합 플레이트와 교차하는 방향으로 연장되는 제4 접합 플레이트들을 포함하는 제2 브라켓부재를 포함한다.

Description

모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조{Junction structure of pillars and beams for the modular unit structure}
본 발명은 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 수직부재들을 포함하는 기둥과 복수 개의 수평부재들을 포함하는 보를 조립하여 제작되는 모듈러 유닛 구조체에서 기둥과 보를 안정적이고 효율적이며 경제적으로 연결 접합할 수 있는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조에 관한 것이다.
모듈러 공법(Modular Framing)은 공장에서 제작, 조립된 3차원적인 상자형의 모듈러 유닛을 현장으로 운반하여 조립, 건설하는 방법으로 유닛 부품에 들어가는 전기, 기계설비, 창호를 포함한 내외장재, 바닥재, 천장재, 화장실이나 부엌의 기기설치 등 주거공간의 90% 이상이 공장에서 완성된다.
공장 제작을 통해 일정 품질을 화보하고 현장으로 운반 조립하여 공기를 단축시켜 많은 고객에게 빠르게 공급할 수 있도록 시스템화 되어야 하며 이를 위해서는 현장에서는 최소한의 공정으로 단기간에 완성해 나갈 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
특히, 모듈러 공법으로 제작되는 구조체는 공장에서 생산되는 유닛 모듈을 조합하는 기술에 따라 그 성능이 결정된다. 대부분의 모듈러 유닛 구조체는 현장 시공의 용이성 및 재사용율 향상을 위하여 모듈러 유닛을 형성하는 수직부재들 수평부재들의 접합부 및 모듈러 유닛 간의 접합부를 볼트 체결로 설정하는데, 이로 인해 보-기둥 접합부의 회전강성이 일반 건축물보다 저하되는 단점을 갖는다.
대한민국공개특허공보 제10-2015-0055494호
본 발명은 복수 개의 수직부재들을 포함하는 기둥과 복수 개의 수평부재들을 포함하는 보를 조립하여 제작되는 모듈러 유닛 구조체에서 기둥과 보를 안정적이고 효율적이며 경제적으로 연결 접합할 수 있는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 중공이 형성되며, 수직방향으로 길게 연장되는 복수 개의 수직부재(131)들을 포함하는 기둥(130)과, 수평방향으로 길게 연장되며 상기 수평방향을 따라 이격되어 제2체결홀(131c) 및 제3체결홀(131d)이 형성되어 있는 웨브(131a)와, 상기 웨브(131a)의 상측 및 하측에 각각 상기 웨브(131a)와 교차하는 동일한 방향으로 연장되며 제4체결홀(131e)들이 형성되어 있는 플랜지(131b)들을 포함하는 복수 개의 수평부재(131)들을 포함하는 보(130)를 조립하여 제작되는 모듈러 유닛 구조체(100)의 기둥 및 보의 접합구조에 있어서, 제5체결홀(151a)이 형성되어 있는 제1 접합 플레이트(151)와, 상기 제1 접합 플레이트(151)의 상측 또는 하측에 상기 제1 접합 플레이트(151)와 교차하여 좌우 방향으로 연장되며 양측에 각각 제6체결홀(153a)들이 형성되어 있는 제2 접합 플레이트(153)를 포함하는 제1 브라켓부재(150); 및 제7체결홀(171a)이 형성되어 있는 제3 접합 플레이트(171)와, 상기 제3 접합 플레이트의 상측 및 하측에 상기 제3 접합 플레이트와 교차하는 방향으로 연장되고 제8체결홀(173a)들이 형성되어 있는 제4 접합 플레이트(173)들을 포함하는 제2 브라켓부재(170)를 포함하며, 상기 보(130)는, 상기 제1 접합 플레이트(151)의 양 면이 상기 웨브(131a)의 외측면과 밀착되고, 상기 제2 접합 플레이트(153)의 내측면은 상기 플랜지(131b)들 중 어느 하나의 상기 플랜지(131b)의 외측면과 밀착되도록 상호 마주하는 상기 수평부재(131)들 사이로 상기 제1 브라켓부재(150)가 삽입되고, 상기 제3 접합 플레이트(171)의 외측면은 상기 웨브(131a)의 내측면과 밀착되고, 각각의 상기 제4 접합 플레이트(173)의 외측면은 각각의 상기 플랜지(131b)의 내측면과 밀착되도록 일측이 상기 기둥(110)의 측면에 고정되는 제2 브라켓부재(170)가 상기 수평부재(131)의 내측으로 삽입된 상태에서, 상기 제1체결부재(1a)들이 각각 상기 제8체결홀(173a), 상기 제4체결홀(131e) 및 상기 제6체결홀(153a)에 연속적으로 관통 삽입 고정되고, 상기 제2체결부재(1b)가 상기 제7체결홀(171a) 및 상기 제2체결홀(131c)에 연속적으로 관통 삽입 고정되고, 상기 제3체결부재(1c)가 상기 제3체결홀(131d) 및 상기 제5체결홀(151a)에 연속적으로 삽입 고정되어, 상기 수평부재(131)들, 상기 수직부재(111)들, 상기 제1 브라켓부재(150) 및 상기 제2 브라켓부재(150)가 일체로 고정되는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 중공이 형성되며, 수직방향으로 길게 연장되는 복수 개의 수직부재를 포함하는 기둥과, 수평방향으로 길게 연장되는 웨브와 상기 웨브의 상측 및 하측에 각각 상기 웨브와 교차하는 동일한 방향으로 연장되는 플랜지들을 포함하는 복수 개의 수평부재를 포함하는 보를 조립하여 제작되는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조에 있어서, 제1 접합 플레이트와, 상기 제1 접합 플레이트의 상측 및 하측에 각각 상기 제1 접합 플레이트와 교차하여 좌우 방향으로 연장되는 제2 접합 플레이트들을 포함하는 제1 브라켓부재; 및 제3 접합 플레이트와, 상기 제3 접합 플레이트의 상측 및 하측에 상기 제3 접합 플레이트와 교차하는 방향으로 연장되는 제4 접합 플레이트들을 포함하는 제2 브라켓부재를 포함하며, 상기 제1 접합 플레이트의 양 면이 상기 웨브의 외측면과 밀착되고, 각각의 상기 제2 접합 플레이트의 내측면은 각각의 상기 플랜지의 외측면과 밀착되도록 상호 마주하는 상기 수평부재들 사이로 상기 제1 브라켓부재가 삽입되며, 상기 제3 접합 플레이트의 외측면은 상기 웨브의 내측면과 밀착되고, 각각의 상기 제4 접합 플레이트의 외측면은 각각의 상기 플랜지의 내측면과 밀착되도록 상기 기둥의 측면에 일측이 고정된 각각의 상기 수평부재의 내측으로 상기 제2 브라켓부재가 삽입되면, 체결부재가 상기 제2 브라켓부재들, 상기 수평부재들 및 상기 제1 브라켓부재를 동시에 관통하여 일체로 결합시키는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조를 제공한다.
본 발명에 따른 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 보를 형성하는 수평부재들은 제1 브라켓부재에 의해 일체성이 향상되며, 보의 강성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다. 특히, 제1 브라켓부재는 공지된 H 형강으로 적용하면 단가가 절감되고 생산성이 향상되며, 보의 회전변형을 기둥으로 전달하여 회전 저항성이 향상되는 효과를 갖는다.
둘째, 기둥을 제작할 때 제2 브라켓부재가 기둥에 미리 고정되어 공급되고, 보는 체결부재에 의해 제2 브라켓부재와 결합되므로 기둥에 보를 연결하는 시공성이 향상되는 효과를 갖는다.
셋째, 제1 브라켓부재에 제1 보강 플레이트 및 제2 보강 플레이트를 더 형성함으로써, 내진 성능이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 유닛 구조체의 접합구조가 도시된 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 모듈러 유닛 구조체의 수평부재들을 연결하는 제1 브라켓부재의 다른 실시 형태가 도시된 측면도 및 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보를 연결하는 수평 접합부재가 도시된 평면도이다.
도 5는 도 1에 따른 모듈러 유닛 구조체의 접합구조의 다른 실시 형태가 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈러 유닛 구조체의 접합구조가 도시된 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 모듈러 유닛 구조체의 접합구조의 다른 실시 형태가 도시된 사시도이다.
도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조에 대해 도시되어 있다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조를 살펴보면, 기둥(110), 보(130), 제1 브라켓부재(150) 및 제2 브라켓부재(170)를 포함한다. 상기 제1 브라켓부재(150) 및 상기 제2 브라켓부재(170)는 상기 모듈러 유닛 구조체(100)를 제작하기 위하여, 복수 개의 수직부재(111)들을 포함하는 기둥(110)과, 복수 개의 수평부재(131)들을 포함하는 보(130)를 조립하는데 사용된다.
먼저, 상기 기둥(110) 및 상기 보(130)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 기둥(110)은 전술한 바와 같이 복수 개의 수직부재(111)들을 포함하는데 상기 수직부재(111)는 예시적으로 중공이 형성된 각형강관으로 적용된다. 상기 수직부재(111)의 양 측에는 제1 체결홀(113a)이 형성된 차폐 플레이트(113)가 구비된다. 상기 차폐 플레이트(113)는 상기 수직부재(111)의 횡단면에 대응되는 형상 및 크기로 형성되어 용접에 의해 고정되며, 상기 모듈러 유닛 구조체(100)가 수직방향으로 복수 개 적층될 때 후술되는 상기 수평 접합부재(190)가 결합될 수 있도록 구비되는 것이다. 본 실시예에서는 4개의 상기 수직부재(111)들이 횡단면이 직사각형으로 형성되도록 배치되어 상기 기둥(110)을 형성한다.
상기 보(130)는 전술한 바와 같이 복수 개의 수평부재(131)들을 포함하는데 상기 수평부재(131)는 예시적으로 C형강 또는 'ㄷ'자 형강으로 적용된다. 따라서 상기 수평부재(131)는 수평방향으로 길게 연장되는 웨브(131a)와, 상기 웨브(131a)의 상측 및 하측에 상기 웨브(131a)와 교차하는 방향으로 연장되는 플랜지(131b)들을 포함한다. 본 실시예에서는 2개의 상기 수평부재(131)들에 의해 상기 보(130)를 형성한다.
상기 웨브(131a)의 일측(상기 기둥(110)과 연결되는 측)에는 수직방향으로 상호 이격되어 쌍을 이루는 제2 체결홀(131c)들 및 제3 체결홀(131d)들이 형성되고, 각각의 상기 플랜지(131b)에는 수평방향으로 상호 이격되어 쌍을 이루는 제4 체결홀(131e)들이 형성된다. 상기 제2 체결홀(131c)들, 상기 제3 체결홀(131d)들 및 상기 제4 체결홀(131e)들은 후술되는 상기 제1 브라켓부재(150), 상기 제2 브라켓부재(170) 및 수평 접합부재(190)가 상기 수직부재(131)와 결합될 때 체결부재들이 관통하여 체결될 수 있도록 형성된 것이다.
상기 제1 브라켓부재(150)는 제1 접합 플레이트(151) 및 제2 접합 플레이트(153)를 포함한다. 상기 제1 접합 플레이트(151)는 평면 구조를 가지며, 본 실시예에서는 예시적으로 도 1에 도시된 바와 같이 'ㄴ'자 형상으로 형성되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 접합 플레이트(151)에는 상기 제3 체결홀(131d)들에 대응되는 제5 체결홀(151a)들이 형성된다.
상기 제2 접합 플레이트(153)는 상기 제1 접합 플레이트(151)의 상측 또는 하측에 상기 제1 접합 플레이트(151)와 교차하여 좌우 방향으로 연장 형성되며, 상기 제1 접합 플레이트(151)와 마찬가지로 평면 구조를 갖는다. 본 실시예에서 상기 제2 접합 플레이트(153)는 예시적으로 직사각형 형상으로 형성된다. 상기 제2 접합 플레이트(153)에는 상기 제4 체결홀(131e)들에 대응되는 제6 체결홀(153a)들이 형성되며, 상기 제5 체결홀(153a)들은 상기 제1 접합 플레이트(151)를 기준으로 상호 대칭으로 형성된다. 이와 같은 상기 제1 브라켓부재(150)는 두 개의 상기 수평부재(131)들에 의해 상기 보(130)를 형성할 때, 제1,2,3체결부재(1a, 1b, 1c)에 의해 상기 수평부재(131)들과 일체로 결합된다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 상기 제1 브라켓부재(150`)의 다른 실시 형태가 도시되어 있는데, 다른 실시 형태에 따른 상기 제1 브라켓부재(150`)는 상기 제1 접합 플레이트(151) 및 상기 제2 접합 플레이트(153) 뿐 아니라, 제1 보강 플레이트(155)와 제2 보강 플레이트(157)를 더 포함한다.
상기 제1 보강 플레이트(155)는 상기 제2 접합 플레이트(153)의 선단에서 상기 제1 접합 플레이트(151)와 대향되는 방향으로 연장된다. 상기 제1 보강 플레이트(155)도 상기 제1 접합 플레이트(151) 및 상기 제2 접합 플레이트(153)와 마찬가지로 평면 구조를 가지며, 본 실시예에서는 예시적으로 직사각형의 형상으로 형성된다. 상기 제2 보강 플레이트(157)는 상기 제2 접합 플레이트(153)의 하면으로부터 상기 제1 접합 플레이트(151)와 대향되며, 상기 제2 접합 플레이트(153)와 상기 제1 보강 플레이트(155)를 연결하도록 연장되어 형성된다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 제2 보강 플레이트(157)가 리브의 형태로 형성된다.
상기 제1 브라켓부재(150`)는 상기 제1 보강 플레이트(155) 및 상기 제2 보강 플레이트(157)를 더 포함함으로써, 상기 제1 브라켓부재(150`)를 통해 상기 수평부재(130)들을 연결하여 상기 보(130)를 형성할 때 내진 성능이 향상되는 효과를 가질 수 있다. 상기 제1 보강 플레이트(155) 및 상기 제2 보강 플레이트(157)가 더 형성된 상기 제1 브라켓부재(150)가 상기 수평부재(131)와 결합되면서 형성되는 상기 보(130)는 헌치 보(Haunch Beam)의 형상과 유사하게 형성된다. 따라서 상기 제1 브라켓부재(150)는 상기 보(130) 단부를 강화시키면서, 상기 보(130)와 상기 기둥(110)의 접합이 강접효과를 내게 하여 항복모멘트 및 모멘트에 의한 회전저항이 상승하는 효과를 가질 수 있다. 즉, 회전각의 발생을 억제하여 상기 보(130)와 상기 기둥(110)의 접합 각도(90ㅀ)를 유지시키며, 내진 성능이 향상되는 효과를 가질 수 있다.
상기 제2 브라켓부재(170)는 제3 접합 플레이트(171) 및 제4 접합 플레이트(173)들을 포함한다. 상기 제3 접합 플레이트(171)는 상기 제1 접합 플레이트(1510와 마찬가지로 평면 구조를 가지며, 본 실시예에서는 예시적으로 도 1에 도시된 바와 같이 직사각형의 형상으로 형성된다. 상기 제3 접합 플레이트(171)에는 상기 제2 체결홀(131c)들에 대응되는 제7 체결홀(171a)들이 형성된다.
상기 제4 접합 플레이트(173)들은 상기 제3 접합 플레이트(171)의 상측 및 하측 각각에 상기 제3 접합 플레이트(171)와 교차하는 동일한 방향으로 연장 형성되며, 상기 제3 접합 플레이트(171)와 마찬가지로 평면 구조를 갖는다. 각각의 상기 제4 접합 플레이트(173)도 상기 제3 접합 플레이트(171)와 마찬가지로 예시적으로 직사각형의 형상으로 형성된다. 상기 제4 접합 플레이트(173)에는 상기 제4 체결홀(131e)들에 대응되는 제8 체결홀(173a)들이 형성된다.
상기 제3 접합 플레이트(171) 및 상기 제4 접합 플레이트(173)들을 포함하는 상기 제2 브라켓부재(170)는 도 1에 도시된 바와 같이, C 형강의 형태로 형성되므로 공지된 C 형강을 적용할 수도 있다. 이와 같은 상기 제2 브라켓부재(170)는 상기 기둥(110)에 고정된 상태로 시공 현장으로 공급되며, 상기 보(130)가 연결될 위치를 안내하는 역할을 하면서 상기 기둥(110)과 상기 보(130)를 연결하는 역할도 한다.
한편, 상기 기둥(110)들과 상기 보(130)들에 의해 제작되는 상기 모듈러 유닛 구조체(100)이 수직 방향으로 적층되는 경우, 수평 접합부재(190)를 더 포함한다. 상기 수평 접합부재(190)는 플레이트(191) 구조를 가지며, 복수 개의 상기 수직부재(111)들을 포함하는 상기 기둥(110)의 일면에 배치된다. 상기 수평 접합부재(190)는 도 4에 도시된 바와 같이 다각형의 평면 플레이트 구조로 형성되는데, 상기 수평 접합부재(190)의 형상에 대해서는 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 수평 접합부재(190)는 도 4에 점선으로 도시된 부분과 같이 기본적으로는 상기 기둥(110)의 횡단면과 대응되는 형상으로 형성되지만, 후술되는 바와 같이 상기 수평 접합부재(190)가 상층에 위치하는 상기 보(130) 및 하층에 위치하는 상기 보(130)와 일체로 결합되므로 상기 보(130)의 일부를 덮을 수 있도록 상기 수평 접합부재(190)의 각 측면으로부터 연장되는 연장부(193)가 더 형성될 수 있다. 상기 수평 접합부재(190)에는 상기 제1 체결홀(113a)에 대응되는 제9 체결홀(191) 및 상기 연장부(193)에는 상기 제4 체결홀(131e)들에 대응되는 제10 체결홀(193a)들이 형성된다.
전술한 바와 같은 구성들을 포함하는 모듈러 유닛 구조체(100)의 기둥 및 보의 접합구조를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 전술한 바와 같이 4개의 상기 수직부재(111)들이 횡단면이 사각형의 형상이 되도록 배치되어 상기 기둥(110)을 형성한다. 상기 기둥(110)의 각 측면에는 상기 기둥(110)과 상기 보(130)를 연결하기 위한 상기 제2 브라켓부재(170)가 고정된다. 보다 구체적으로는 상기 제2 브라켓부재(170)의 일측이 상기 각 수직부재(111)의 측면에 용접 등의 방법으로 고정된다.
따라서 상기 기둥(110)의 각 측면에는 상기 제2 브라켓부재(170)가 두 개씩 고정되는데, 각각의 상기 제2 브라켓부재(170)의 상기 제3 접합 플레이트(171)가 마주하도록 상호 대칭으로 배치된다. 한편, 상기 제2 브라켓부재(170)는 시공 현장에서 상기 기둥(110)에 고정될 수 있지만, 상기 기둥(110)을 제작할 때 상기 기둥(110)에 상기 제2 브라켓부재(170)를 고정시켜, 상기 제2 브라켓부재(170)가 고정된 상태의 상기 기둥(110)을 시공 현장으로 공급할 수도 있다.
상기 기둥(110)에 상기 제2 브라켓부재(170)가 고정되면, 상기 기둥(110)의 측면에 상기 보(130)를 연결한다. 먼저, 상기 보(130)를 형성하는 상기 수평부재(131)의 내측으로 상기 제2 브라켓부재(170)가 삽입되는데, 이때 상기 제3 접합 플레이트(171)의 외측면이 상기 웨브(131a)의 내측면과 밀착되고, 각각의 상기 제4 접합 플레이트(173)의 외측면이 각각의 상기 플랜지(131b)의 내측면과 밀착된다.
상기 제2 브라켓부재(170)가 상기 수평부재(131)의 내측으로 삽입될 때, 상기 제7 체결홀(171a)들은 상기 제2 체결홀(131c)들과 정렬되고, 상기 제8 체결홀(173a)들은 상기 제4 체결홀(131e)들과 정렬된다. 이와 같이, 상기 수평부재(131)에 상기 제2 브라켓부재(170)가 삽입되면 제2체결부재(1b)는 상기 제7 체결홀(171a)과 상기 제2 체결홀(131c)을 동시에 관통하여 체결 결합하고, 상기 재8 체결홀(173a)과 상기 제4 체결홀(131e)을 동시에 관통하여 체결 결합하여 상기 수평부재(131)들을 포함하는 상기 보(130)가 상기 기둥(110)과 연결된다.
상기 보(130)는 상기 기둥(110)에 고정된 상기 제2 브라켓부재(170)에 제1,2,3체결부재(1a, 1b, 1c)로 결합하여 연결되므로, 상기 보(130)를 상기 기둥(110)에 용접 등으로 고정하여 연결할 때보다 시공이 간편하고 분해 및 조립이 용이하여 부재를 재활용할 수 있을 뿐 아니라 설계 변경에도 용이하게 대처할 수 있다.
상기 보(130)가 상기 기둥(110)과 연결되면, 대칭으로 상호 마주하는 상기 수평부재(131)들 사이에 상기 제1 브라켓부재(150)가 삽입된다. 보다 구체적으로는 상기 제1 접합 플레이트(151)의 양 측면이 상기 웨브(131a)의 외측면과 밀착되며, 상기 제2 접합 플레이트(153)의 내측면은 상기 웨브(131a)를 기준으로 상측 또는 하측의 상기 플랜지(133b)의 외측면과 밀착된다.
이때, 상기 제5 체결홀(151a)들은 상기 제3 체결홀(131d)들과 정렬되며, 상기 제6 체결홀(153a)들은 상기 제4 체결홀(131e)들과 정렬된다. 전술한 바와 같이, 대칭으로 상호 마주하는 상기 수평부재(131)들 사이에 상기 제1 브라켓부재(150)가 위치하면, 제3체결부재(1c)가 상기 체5 체결홀(151a)과 상기 제3 체결홀(131d)을 동시에 관통하여 체결되고, 제1체결부재(1a)가 상기 제6 체결홀(153a)과 상기 제4 체결홀(131e)을 동시에 관통하여 체결된다. 따라서 상기 제1 브라켓부재(150)는 상기 수평부재(131)들과 동시에 결함됨으로써, 상기 수평부재(131)들을 일체화시킨다.
상기 수평부재(131)들 사이에 상기 제1 브라켓부재(150)가 삽입되어 일체로 결합됨으로써, 상기 보(130)의 회전변형을 상기 기둥(110)에 전달하여 회전 저항성을 향상시킬 수 있으며, 강성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 제1 브라켓부재(150)의 상기 제1 접합 플레이트(151)는 'ㄴ'자 형상으로 형성되기 때문에 상기 제2 브라켓부재(170)들과 상기 수평부재(150)들을 결합시키는 제2체결부재(1b)와 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 상기 제1 브라켓부재를 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 다른 실시 형태의 상기 제1 브라켓부재(150`)를 사용하면 상기 수평부재(130)들을 일체화시키면서도 상기 보(130)의 내진성능을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
도 5를 참조하여 보면, 상기 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조의 다른 실시 형태가 도시되어 있는데, 상기 기둥(110) 및 상기 보(130)를 조립하여 제작된 상기 모듈러 유닛 구조체(100)를 수직방향으로 적층시킬 때, 상기 기둥(100)들과 상기 보(130)들의 접합구조가 도시된 것이다.
도 5에 도시된 실시예와 같은 경우, 수직방향으로 적층되는 상기 기둥(100)들 사이에 상기 수평 접합부재(190)가 구비된다. 하층에 위치하는 상기 기둥(100)의 일단과 상층에 위치하는 상기 기둥(100)의 일단 사이에 상기 수평 접합부재(190)가 배치되면, 체결부재가 하층에 위치하는 상기 기둥(100)의 상기 제1 체결홀(113a)과 상기 수평 접합부재(190)의 상기 제9 체결홀(191a), 상층에 위치하는 상기 기둥(100)의 상기 제1 체결홀(113a)을 동시에 관통하여 체결 결합된다.
상기 보(130)는 전술한 바와 같이, 상기 기둥(110)의 측면에 결합되는데 다만, 전술한 바와 같이 상기 수평 접합부재(190)의 상기 연장부(193)가 상측에 위치하는 상기 보(130)와 하층에 위치하는 상기 보(130) 사이에 위치하므로, 체결부재가 하층에 위치하는 상기 수평부재(131)의 상기 제4 체결홀(131e)과, 상기 수평 접합부재(190)의 상기 제10 체결홀(193a) 및 상층에 위치하는 상기 수평부재(131)의 상기 제4 체결홀(131e)을 동시에 관통하여 체결된다. 따라서 하층에 위치하는 상기 수평부재(131), 상기 수평 접합부재(190) 및 상층에 위치하는 상기 수평부재(131)가 동시에 일체로 결합된다.
이렇게 상기 모듈러 유닛 구조체(100)가 수직 방향으로 적층될 때에는, 상기 수평 접합부재(190)에 의하여 상기 기둥(100) 및 상기 보(130)가 동시에 결합되므로 상기 기둥(100) 및 상기 보(130)의 일체성이 강화되는 효과를 가질 수 있다.
도 6 및 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈러 유닛 구조체의 기둥과 보의 접합구조에 대해 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예를 설명하기에 앞서, 전술한 일 실시예에서와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 기재하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 모듈러 유닛 구조체의 기둥과 보의 접합구조에서도 전술한 일 실시예와 마찬가지로, 상기 기둥(110), 상기 보(130), 상기 제1 브라켓부재(250), 상기 제2 브라켓부재(170) 및 상기 수평 접합부재(290)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제1 브라켓부재(250)는 제1 접합 플레이트(251) 및 상기 제2 접합 플레이트(253)들을 포함한다. 상기 제1 접합 플레이트(251)는 평면 구조를 가지며, 본 실시예에서는 예시적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상으로 형성되며, 상기 제2 체결홀(131c)들에 대응되는 제5 체결홀(251a)들이 형성된다.
상기 제2 접합 플레이트(253)들은 상기 제1 접합 플레이트(251)의 상측 및 하측 각각에 상기 제1 접합 플레이트(251)와 교차하여 좌우 방향으로 연장 형성된다. 상기 제2 접합 플레이트(253)도 상기 제1 접합 플레이트(251)와 마찬가지로 평면 구조를 가지며, 본 실시예에서는 예시적으로 직사각형 형상의 평면 구조를 갖는다. 상기 제2 접합 플레이트(253)에는 상기 제4 체결홀(131e)들에 대응되는 제6 체결홀(153a)들이 형성되는데, 상기 제6 체결홀(153a)들은 상기 제1 접합 플레이트(251)를 기준으로 상호 대칭으로 형성된다. 전술한 바와 같은 상기 제1 브라켓부재(250)는 도 6에 도시된 바와 같이, H 형강과 같은 구조를 가지므로 공지된 H 형강을 적용할 수도 있다.
상기 수평 접합부재(290)는 전술한 일 실시예와 마찬가지로, 플레이트 구조를 갖는다. 다만, 전술한 일 실시예에서는 상기 수평 접합부재(290)가 상기 기둥(110)의 일면 뿐 아니라, 상기 기둥(110)의 각 측면에 결합되는 상기 보(130)의 일부까지 덮을 수 있는 크기로 형성되었으나, 본 실시예에서는 상기 기둥(110)의 일면만 덮을 수 있도록 상기 기둥(110)의 횡단면과 대응되는 직사각형 형상이며, 상기 기둥(110)의 횡단면과 대응되는 크기로 형성된다. 그리고 상기 수평 접합부재(290)에는 상기 제1 체결홀(191a)들과 대응되는 제9 체결홀(291a)들만 형성된다.
이러한 구성들을 포함하는 상기 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조를 살펴보면 다음과 같다. 상기 기둥(110)은 4개의 상기 수직부재(111)들이 횡단면이 직사각형 형상이 되도록 배치되어 형성된다. 전술한 일 실시예에서는 상기 보(130)를 이루는 상기 수평부재(131)들이 상기 제2 브라켓부재(170)에 의해 상기 기둥(110)과 연결된 반면, 본 실시예에서는 상기 보(130)가 상기 기둥(110)과 직접 고정되어 연결된다. 상기 보(130)는 두 개의 상기 수평부재(131)들이 상기 웨브(131a)가 마주하도록 이격되어 상호 대칭으로 배치되면 일측이 상기 기둥(110)에 용접 등의 방법으로 고정된다.
상기 제1 브라켓부재(250)는 상호 대칭되는 상기 수평부재(131)들 사이에 삽입되는데, 상기 제1 접합 플레이트(251)의 양 면이 각각의 상기 웨브(131a)의 외측면과 밀착되고, 각각의 상기 제2 접합 플레이트(253)의 내측면이 각각의 상기 플랜지(131b)의 외측면과 밀착된다. 상기 제2 브라켓부재(170)는 각각의 상기 수평부재(131)의 내측으로 삽입된다.
상기 제1 브라켓부재(250)가 상기 수평부재(131)들 사이로 삽입되고, 상기 제2 브라켓부재(170)가 각각의 상기 수평부재(131) 내측으로 삽입되면, 체결부재는 상기 제7 체결홀(171a), 상기 제2 체결홀(131c) 및 상기 제5 체결홀(251a)들 동시에 관통하여 체결됨으로써, 상기 제2 브라켓부재(170)들, 상기 수평부재(131)들 및 상기 제1 브라켓부재(250)이 동시에 결합된다. 특히, 상기 제1 브라켓부재(250) 및 상기 제2 브라켓부재(170)는 상기 수평부재(131)들을 포함하는 상기 보(130)의 일체성을 향상시키고, 상기 기둥(110)과 상기 보(130) 사이의 조인트 회전강성을 향상시킨다.
도 7은 본 실시예의 다른 실시 형태가 도시된 것으로, 도 5에 도시된 실시 형태와 마찬가지로 상기 모듈러 유닛 구조체(200)가 수직 방향으로 적층될 때, 상기 기둥(110)들 및 상기 보(130)들의 접합구조가 도시된 것이다. 본 실시 형태에서도 수직방향으로 적층되는 상기 기둥(110)들 사이에 상기 수평 접합부재(290)가 구비된다. 상기 수평 접합부재(290)의 두께는 상기 제1 브라켓부재(250)의 상기 제2 접합 플레이트(253)의 두께보다 2배 두껍게 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모듈러 유닛 구조체(200)가 수직방향으로 적층되면, 상층에 위치하는 상기 보(130)에 결합된 상기 제1 브라켓부재(250)의 상기 제2 접합 플레이트(253)와 하층에 위치하는 상기 보(130)에 결합된 상기 제1 브라켓부재(250)의 상기 제2 접합 플레이트(253)가 밀착되기 때문에 상층에 위치하는 상기 기둥(110)과 하층에 위치하는 상기 기둥(110) 사이가 이격된다.
따라서 상기 수평 접합부재(290)의 두께를 상기 제2 접합 플레이트(253)의 두께보다 2배 두껍게 형성하면, 상기 기둥(110)들 사이의 이격된 틈을 보상하여 수직방향으로 적층되는 상기 기둥(110)들 및 각각의 상기 기둥(110)에 연결되는 상기 보(130)들과의 일체성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200; 모듈러 유닛 구조체
110: 기둥 111: 수직부재
111a: 제1 체결홀 130: 보
131: 수평부재 131a: 웨브
131b: 플랜지 131c: 제2 체결홀
131d: 제3 체결홀 131e: 제4 체결홀
150, 150`, 250: 제1 브라켓부재 151, 251: 제1 접합 플레이트
151a, 251a: 제5 체결홀 153, 253: 제2 접합 플레이트
153a, 253a: 제6 체결홀 155: 제1 보강 플레이트
157: 제2 보강 플레이트 170: 제2 브라켓부재
171: 제3 접합 플레이트 171a: 제7 체결홀
173: 제4 접합 플레이트 173a: 제8 체결홀
190, 290: 수평 접합부재 191, 291: 제9 체결홀
193: 제10 체결홀 1a: 제1체결부재
1b: 제2체결부재 1c: 체3체결부재

Claims (9)

  1. 중공이 형성되며, 수직방향으로 길게 연장되는 복수 개의 수직부재(131)들을 포함하는 기둥(130)과, 수평방향으로 길게 연장되며 상기 수평방향을 따라 이격되어 제2체결홀(131c) 및 제3체결홀(131d)이 형성되어 있는 웨브(131a)와, 상기 웨브(131a)의 상측 및 하측에 각각 상기 웨브(131a)와 교차하는 동일한 방향으로 연장되며 제4체결홀(131e)들이 형성되어 있는 플랜지(131b)들을 포함하는 복수 개의 수평부재(131)들을 포함하는 보(130)를 조립하여 제작되는 모듈러 유닛 구조체(100)의 기둥 및 보의 접합구조에 있어서,
    제5체결홀(151a)이 형성되어 있는 제1 접합 플레이트(151)와, 상기 제1 접합 플레이트(151)의 상측 또는 하측에 상기 제1 접합 플레이트(151)와 교차하여 좌우 방향으로 연장되며 양측에 각각 제6체결홀(153a)들이 형성되어 있는 제2 접합 플레이트(153)를 포함하는 제1 브라켓부재(150); 및
    제7체결홀(171a)이 형성되어 있는 제3 접합 플레이트(171)와, 상기 제3 접합 플레이트의 상측 및 하측에 상기 제3 접합 플레이트와 교차하는 방향으로 연장되고 제8체결홀(173a)들이 형성되어 있는 제4 접합 플레이트(173)들을 포함하는 제2 브라켓부재(170)를 포함하며,
    상기 보(130)는,
    상기 제1 접합 플레이트(151)의 양 면이 상기 웨브(131a)의 외측면과 밀착되고, 상기 제2 접합 플레이트(153)의 내측면은 상기 플랜지(131b)들 중 어느 하나의 상기 플랜지(131b)의 외측면과 밀착되도록 상호 마주하는 상기 수평부재(131)들 사이로 상기 제1 브라켓부재(150)가 삽입되고, 상기 제3 접합 플레이트(171)의 외측면은 상기 웨브(131a)의 내측면과 밀착되고, 각각의 상기 제4 접합 플레이트(173)의 외측면은 각각의 상기 플랜지(131b)의 내측면과 밀착되도록 일측이 상기 기둥(110)의 측면에 고정되는 제2 브라켓부재(170)가 상기 수평부재(131)의 내측으로 삽입된 상태에서, 제1체결부재(1a)들이 각각 상기 제8체결홀(173a), 상기 제4체결홀(131e) 및 상기 제6체결홀(153a)에 연속적으로 관통 삽입 고정되고, 제2체결부재(1b)가 상기 제7체결홀(171a) 및 상기 제2체결홀(131c)에 연속적으로 관통 삽입 고정되고, 제3체결부재(1c)가 상기 제3체결홀(131d) 및 상기 제5체결홀(151a)에 연속적으로 삽입 고정되어, 상기 수평부재(131)들, 상기 수직부재(111)들, 상기 제1 브라켓부재(150) 및 상기 제2 브라켓부재(150)가 일체로 고정되는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 브라켓부재(150')는,
    상기 제2 접합 플레이트(153)의 선단으로부터 상기 제1 접합 플레이트(151)와 대향되는 방향으로 연장되는 제1 보강 플레이트(155); 및
    상기 제2 접합 플레이트(153)의 외측면으로부터 상기 제1 접합 플레이트(151)와 대향되며, 상기 제2 접합 플레이트(153)와 상기 제1 보강 플레이트(155)를 연결하도록 연장되는 제2 보강 플레이트(157)를 더 포함하는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    플레이트 구조를 가지며, 상기 모듈러 유닛 구조체(100)가 수직방향으로 복수 개 적층될 때, 이웃하는 상기 기둥(110) 사이에 배치되는 수평 접합부재(190)를 더 포함하며,
    체결부재가 하층에 위치하는 상기 기둥(110), 상기 수평 접합부재(190) 및 상측에 위치하는 상기 기둥(110)을 동시에 관통하여 일체로 결합시키는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수평 접합부재는 각 측면에 상기 기둥의 각 측면에 연결되는 상기 보를 덮도록 연장되는 연장부를 더 형성하며,
    상기 모듈러 유닛 구조체가 수직방향으로 복수 개 적층될 때, 하층에 위치하는 상기 보와 상층에 위치하는 상기 보 사이에 상기 연장부가 위치하여 체결부재가 하층에 위치하는 상기 보, 상기 수평 접합부재 및 상층에 위치하는 상기 보를 동시에 관통하여 일체로 결합시키는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 브라켓부재(170)는 C 형강을 포함하는 모듈러 유닛 구조체의 기둥 및 보의 접합구조.
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