KR101677467B1 - 건축골격용 프레임 및 이를 이용한 건축물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축골격용 프레임 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 시공이 간편하고 공기를 단축할 수 있으며 공사비를 낮출 수 있고, 그러면서도 친환경적이고 단열성이 있으며 지진에 대한 충격이나 진동에도 견딜 수 있도록 내진성이 있는 건축물의 축조를 가능하게 하는 건축골격용 프레임 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 건축골격용 프레임은, 건축물의 외측 골격을 이루는 외측빔과, 상기 외측빔으로부터 일정 거리 이격 설치되어 내측 골격을 이루는 내측빔으로 구성된 빔 부재; 상기 외측빔과 내측빔 사이를 연결하여 지지하도록 지그재그 형태로 고정되는 지지 부재; 상기 지지 부재와 빔 부재를 상호 고정하기 위해 지지부재를 관통하여 내측빔 및 외측빔으로 내입 고정되는 고정나사로 이루어지고, 상기 건축골격용 프레임을 이용한 건축물의 시공방법은, 지면에 건축 골격용 외측빔과 내측빔을 일정거리 이격 설치하고, 외측빔과 내측빔 사이에 지지 부재를 지그지그 형태로 구부려서 각 접점부를 고정나사로 고정하여 프레임을 시공하는 단계; 외측빔과 내측빔 사이의 공간에 흙부대를 쌓아올리는 흙부대 축조 단계; 상기 흙부대 축조물 외면과 내면에 그물망을 덧대어 고정하는 단계; 상기 그물망 상에 외장재를 입혀서 양생하는 단계;로 이루어진다.
이와 같은 본 발명의 프레임 구조는 친환경적이면서도 경제적이라는 측면에서 '에코빔'이라 칭할 수 있다.

Description

건축골격용 프레임 및 이를 이용한 건축물의 시공방법{STRUCTURE OF ARCHITECTURAL FRAME, AND CONSTRUCTION METHOD OF BUILDING USING THEREOF}

본 발명은 주택 등을 건축할 때 공기를 단축할 수 있으면서도 견고하고 간단하며 친환경적이고 지진에 강하며 경제적으로 축조할 수 있도록 하는 건축골격용 프레임 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 주택 등의 건축물의 골조를 이루는 구체구조물은 철근콘크리트구조, 철골구조, 목구조 등으로 대별된다.

철근콘크리트구조물은 철근으로 건축물의 골격을 조성한 뒤, 골격 주변에 목재나 철판을 이용하여 거푸집을 만든 후, 거푸집으로 형성된 공간에 콘크리트를 충진하여 양생하는 형태이다.

또한, 철골구조물을 금속 강재(H빔)를 서로 연결하여 건축물의 골격을 형성한 뒤, 금속 강재에 콘크리트를 분사, 경화시킨 후 샌드위치패널 등을 이용하여 벽을 구성한 형태이다.

또한, 목구조물은, 목재를 주 재료로 하여 벽과 지붕을 구성한 것으로, 주로 한옥과 같은 전통 가옥에서 볼 수 있으며, 최근에는 자연친화적인 주택을 시공하는 경향이 두드러지고 있어 목조 주택을 선호하고 있는 추세이다.

그러나 철근콘크리트구조는 습기 등에 의해서 철근이 부식되면 콘크리트와의 결합력이 약화되어 구조물이 약화되는 단점이 있고, 또한 시공시 거푸집을 다량 사용하기 때문에 시공 기간이 길고 공사비가 고가이며 양생 후 거푸집을 해체하여 수거 및 처리해야 하는 등, 공정이 매우 복잡하다는 문제점이 있다.

또한, 철골구조나 목구조는 철근콘크리트에 비하여 공기를 단축할 수 있고, 거푸집과 같은 보조 자재가 필요하지 않으나, 강재나 목재 등의 자재비용이 고가이기 때문에 건축비가 과다하게 소요되는 등의 문제점이 있다.

더욱이 철골구조는 운반 및 설치시 크레인 등의 대형 장비가 요구되는 점을 감안하면 소형 주택의 축조시에 적합하지 않으며, 목재만으로 축조할 때에는 습기 등에 취약하여 별도로 방부, 방청 처리 등을 해야하므로 인체에 유해하고 단열성이 좋지 않다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 시공이 간편하고 공기를 단축할 수 있으며 공사비를 낮출 수 있고, 그러면서도 친환경적이고 단열성이 있으며 지진에 대한 충격이나 진동에도 견딜 수 있도록 내진성이 있는 건축물의 축조를 가능하게 하는 건축골격용 프레임 및 이를 이용한 건축물의 시공방법을 제공하데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건축골격용 프레임은, 건축물의 외측 골격을 이루는 외측빔과, 상기 외측빔으로부터 일정 거리 이격 설치되어 내측 골격을 이루는 내측빔으로 구성된 빔 부재; 상기 외측빔과 내측빔 사이를 연결하여 지지하도록 지그재그 형태로 고정되는 지지 부재; 상기 지지 부재와 빔 부재를 상호 고정하기 위해 지지부재를 관통하여 내측빔 및 외측빔으로 내입 고정되는 고정나사로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건축골격용 프레임을 이용한 건축물의 시공방법은, 지면에 건축 골격용 외측빔과 내측빔을 일정거리 이격 설치하고, 외측빔과 내측빔 사이에 지지 부재를 지그지그 형태로 구부려서 각 접점부를 고정나사로 고정하여 프레임을 시공하는 단계; 외측빔과 내측빔 사이의 공간에 흙부대를 쌓아올리는 흙부대 축조 단계; 상기 흙부대 축조물 외면과 내면에 그물망을 덧대어 고정하는 단계; 상기 그물망 상에 외장재를 입혀서 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 거푸집과 같은 보조자재가 요구되지 않으므로 친환경적이면서도 빔 부재를 일정 간격으로 이격시키고 그 사이에 꺽임 가능한 프레임을 연결하여 지지하며 흙부대로서 마감하도록 하는 독특한 구조를 취함으로써 고가의 목재 사용량을 감소시키면서도 시공이 간편하여 비전문가도 시공할 수 있고, 공기를 단축할 수 있음은 물론 공사비를 감소시킬 수 있는 등 경제적인 이점이 있다.

더욱이 빔 부재로 목재를 사용하는 경우, 목재를 계속해서 연결하여 사용할 수 있기 때문에 길이가 짧은 목재를 사용하는 것이 가능하므로, 목재의 로스(loss)가 없게 되어 대단히 경제적인 이점이 있다.

특히 목재가 많이 설치되는 한옥의 경우, 본 발명과 같은 프레임 구조를 적용하면 목재의 사용을 현저히 줄일 수 있을 뿐 아니라 외벽 마감을 황토 등으로 미장하면 전통 가옥의 형태를 그대로 유지하면서도 공기와 공사비를 줄일 수 있는 이점이 있다.

게다가 빔 부재와 흙부대를 병행하여 사용하므로 빔 부재와 흙부대 사이, 그리고 흙부대와 흙부대 사이사이에 작은 공간이 형성되며, 또한 흙부대 내의 흙알갱이 사이사이에 미세한 공간이 형성되므로 단열성이 우수할 뿐만 아니라, 지진에 따른 충격이나 진동을 흡수하여 내진성이 우수하고, 지진에 의해 파괴되더라도 그 피해가 상대적으로 적다는 이점이 있다.

이와 같은 본 발명의 프레임 구조는 친환경적이면서도 경제적이라는 측면에서 '에코빔'이라 칭할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 부분 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 지지부재를 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 요부 사시도.
도 4는 도 3의 'A'부를 확대한 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 정면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임을 이용한 벽 축조 과정을 보인 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임을 이용하여 축조된 건축물의 벽 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축골격용 프레임 구조를 보인 사시도이다.

도 1을 참조하는 바와 같이, 본 발명에 따른 건축골격용 프레임(1)은, 건축물의 외측 골격을 이루는 외측빔(11)과, 상기 외측빔(11)으로부터 일정 거리 이격 설치되어 내측 골격을 이루는 내측빔(12)으로 구성된 빔 부재(10)를 포함한다.

또한, 상기 외측빔(11)과 내측빔(12) 사이를 연결하여 지지하도록 지그재그 형태로 고정되는 지지 부재(20)와, 상기 지지 부재(20)와 빔 부재(10)를 상호 고정하기 위해 지지부재(20)를 관통하여 내측빔(12) 및 외측빔(11)으로 내입 고정되는 고정나사(30)를 포함한다.

도시된 바와 같이 상기 빔 부재(10)는, 가로 방향의 빔과 세로 방향의 빔이 상호 교차하거나 직교하면서 건축물의 벽체를 구성하기 위한 골격을 이루고, 부분적으로 도어나 창문을 설치하기 위한 공간이 형성되며, 외측빔(11)과 내측빔(12)은 지지부재(20)에 의해서 일정한 간격으로 상호 이격 설치되어 있다.

또한, 상기 빔 부재(10)는 목재로 제조될 수 있고, 기타 합성수지로도 제조될 수 있으며, 그 재질에는 제한이 없다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 지지부재를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 요부 사시도이며, 도 4는 도 3의 'A'부를 확대한 단면도이다.

도 2를 참조하는 바와 같이, 상기 지지 부재(20)는, 일정한 길이를 가지는 판 형태의 바(21)를 기본 구성체로 하고, 상기 바(21)의 내부에는 바(21)를 지그재그 형태(도 1 참조)로 꺽기 위한 굽힘부(23)가 적어도 1개소 이상에 설치된다.

상기 바(21)가 굽힘부(23)에서 정확하게 꺽일 수 있도록 하기 위해, 상기 굽힘부(23)는 프레스 작업에 의해서 눌려진 선으로 형성되거나 굽힘부(23)의 폭이 전체 바(21)의 폭보다 좁은 형태로 제조될 수 있다.

또한, 상기 바(21)의 강도를 보강하기 위해 상기 바(21)의 양측 가장자리는 굽힘부(23)를 제외한 구간이 절곡되어 리브(22)를 형성할 수 있으며, 이때 상기 리브(22)의 절곡 높이는 가운데 부분이 가장 높고 굽힘부(23)로 갈수록 점차 낮아지는 형태로 제조될 수 있다. 물론 상기 바(21)와 리브(22)는 하나의 재료에서 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 평판 형태의 바(21)에서 벤딩(bending) 작업으로 가장자리 부분을 소망하는 형태로 굽혀서 리브(22)를 성형하는 것이다.

또한, 상기 굽힘부(23)에는 고정나사(30)가 관통하도록 나사홀(24)이 천공될 수 있으며, 이러한 지지부재(20)는 금속이나 합성수지 등으로 제조할 수 있다.

상기 지지부재(20)가 빔 부재(10)를 지지하는 구조는 다음과 같다.

도 3 및 도 4를 참조하는 바와 같이, 외측빔(11)과 내측빔(12)을 일정한 간격으로 이격시킨 뒤, 지지부재(20)의 굽힘부(23)를 굽혀서 지그재그 형태가 되게 한 후, 꺾인 지지부재(20)를 각 빔(11)(12) 사이에 개재시킨다.

그리고 지지부재(20)에서 상기 각 빔(11)(12)과 접한 부분에 고정나사(30)를 박으면, 고정나사(30)가 지지부재(20)를 관통하여 각 빔(11)(12) 내부로 내입, 고정되어 외측빔(11)과 내측빔(12)이 지지부재(20)에 의해 상호 일정한 간격을 유지한 상태로 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축골격용 프레임의 정면도이다.

앞서 설명된 빔 부재(10)와 지지부재(20)를 이용하면, 도 1과 같은 구조의 건축골격용 프레임(1)을 제조할 수 있고, 이러한 패턴의 건축골격용 프레임(1)은 건축물의 형태에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들면 도 5와 같이 빔 부재(10)가 원호상으로 형성된 아치 빔(13)을 이용하면 아치 형태의 프레임을 제조하는 것도 가능하다.

이하에서는 상기 건축골격용 프레임(1)을 이용하여 건축물을 시공하는 방법에 관하여 설명하며, 이를 통해 본 발명의 더욱 구체화될 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임을 이용한 벽 축조 과정을 보인 정면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건축골격용 프레임을 이용하여 축조된 건축물의 벽 단면도이다.

건축물 시공을 위한 제 1단계로서, 지면(G)에 건축골격용 프레임(1)을 소망하는 형태로 제조하기 위하여, 외측빔(11)과 내측빔(12)을 일정거리 이격 설치하고, 외측빔(11)과 내측빔(12) 사이에 전술한 지지 부재(20)를 지그지그 형태로 구부려서 각 접점부를 고정나사(30)로 고정하여 프레임(1)을 시공한다.

이때, 도시하지는 않았으나 프레임(1)을 지면(G)에 시공하기에 앞서, 지면(G)에 건축물 기초를 형성할 수도 있다. 예를 들면, 건축물의 벽체를 이루는 부분에 일정한 폭으로 터파기를 한 후, 터파기 부분에 콘크리트, 혹은 시멘트를 충진하여 양생하면 건축물을 지지하는 기초가 시공된다. 물론, 이와 달리 공지의 콘크리트 기초파일을 매설할 수도 있는 바, 건축물의 기초를 형성하는 것은 공지된 시공 형태에서 선택하여 적용하면 무방하므로 이는 본 발명의 본질을 흐릴 수 있으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제 2단계로서, 도 6과 같이 외측빔(11)과 내측빔(12) 사이의 공간에 흙부대(40)를 쌓아 올려서 흙부대(40)를 축조한다.

상기 흙부대(40)는 부직포와 같이 투습성 있는 재질로 이루어지고, 내부에는 흙이나 모래, 시멘트 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 충진한 것이다.

예를 들면 상기 투습성이 있는 부직포 부대 내에 흙 또는 모래를 충진하여 외측빔(11)과 내측빔(12) 사이의 공간에 쌓아올려 벽체를 형성할 수도 있는데, 흙을 충진하는 경우에는 현장에서 기초를 다지기 위한 터파기 작업시 발생한 흙을 재활용할 수 있다는 측면에서 비용을 절감할 수 있으며, 나아가 친환경적이라 할 수 있다.

또한, 상기 흙부대(40) 내에 시멘트와 모래를 섞어서 충진하여 외측빔(11)과 내측빔(12) 사이의 공간에 쌓아올린 형태일 수도 있으며, 흙부대(40) 내에 모래와 시멘트가 혼합되어 있는 경우 물을 뿌려주면 흙부대(40) 내부로 물이 스며들어 시멘트와 모래가 경화하여 견고한 벽체를 형성할 수 있다.

이와 같이 흙부대(40)에서 '흙'은 통상의 흙으로 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 흙이나 모래, 시멘트 등에서 1종을 선택하거나 2종 이상을 혼합한 것으로 정의될 수 있다.

제 3단계로서, 도 7과 같이 흙부대(40) 축조물 외면과 내면에 각각 그물망(50)을 덧대어 고정한다. 상기 그물망(50)은 격자 형태를 이룬 철망이나 합성수지망일 수 있으며, 후술하는 외장재(60)와 결합되어 외장재(60)를 고정하기 위한 수단이다.

제 4단계로서, 도 8과 같이 그물망(50)이 고정된 벽체(W) 외면에 외장재(60)를 입혀서 경화시킨다. 상기 외장재(60)는 시멘트, 모래, 물에 섞어서 된 시멘트몰탈일 수도 있고, 선택적으로 친환경적인 건축물을 추구하기 위해서라면 황토분말에 물을 혼합한 황토몰탈을 적용하여도 좋으며, 본 발명은 그 소재에 제한은 없다.

이와 같이 시멘트몰탈 또는 황토몰탈을 그물망(50)이 고정된 벽체(W)에 입혀서 양생하면, 시멘트 벽 또는 황토 벽을 형성할 수 있으며, 이때 몰탈이 경화되는 동안 그물망(50)과 결합하여 견고하게 고정된다.

이상 설명된 건축골격용 프레임(1) 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 의하면, 도 8과 같이 빔 부재(10)의 외측빔(11)과 내측빔(12)은 지지부재(20)에 의해서 벽체(W)의 골격을 형성하며, 빔 부재(10)에 형성된 공간에 흙부대(40)를 쌓아 올린 후, 각 외면에 그물망(50)을 고정시킨 다음, 외장재(60)로 마감하는 방법에 의해서 빠르고 간편하게 건축물을 시공할 수 있으면서도 내진성이 우수하고 별도의 단열재가 필요하지 않게 되어 공사비를 현저하게 절감할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

1... 프레임(frame) 10... 빔 부재
11... 외측빔 12... 내측빔
13... 아치빔(arch beam)
20... 지지 부재 21... 바(bar)
22... 리브(rib) 23... 굽힘부
24... 나사홀 30... 고정나사
40... 흙부대 50... 그물망
60... 외장층
G... 지면(ground) W... 벽체(wall)

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 건축물의 외측 골격을 이루는 외측빔(11)과, 상기 외측빔으로부터 일정 거리 이격 설치되어 내측 골격을 이루는 내측빔(12)으로 구성된 빔 부재(10); 상기 외측빔과 내측빔 사이를 연결하여 지지하도록 지그재그 형태로 고정되는 지지 부재(20); 상기 지지 부재(20)와 빔 부재를 상호 고정하기 위해 지지부재를 관통하여 내측빔 및 외측빔으로 내입 고정되는 고정나사(30); 로 이루어지고,
   상기 지지 부재(20)는, 판 형태의 바(21)와, 상기 바(21)의 내부에 형성되어 바(21)를 지그재그 형태로 꺽기 위한 적어도 하나 이상의 굽힘부(23)를 포함하고,
   상기 바(21)의 양측 가장자리는 굽힘부(23)를 제외한 구간이 절곡된 리브(22)를 포함하되 상기 리브의 절곡 높이는 가운데 부분이 가장 높고 굽힘부(23)로 갈수록 점차 낮아지게 된 것이 특징인 건축골격용 프레임을 이용한 건축물의 시공방법으로서,
   지면(G)에 건축 골격용 외측빔(11)과 내측빔(12)을 일정거리 이격 설치하고, 외측빔과 내측빔 사이에 지지 부재(20)를 지그지그 형태로 구부려서 각 접점부를 고정나사(30)로 고정하여 프레임(1)을 시공하는 단계; 외측빔과 내측빔 사이의 공간에 흙부대(40)를 쌓아올리는 흙부대 축조 단계; 상기 흙부대 축조물 외면과 내면에 그물망(50)을 덧대어 고정하는 단계; 상기 그물망 상에 외장재(60)를 입혀서 양생하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축골격용 프레임을 이용한 건축물의 시공방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 흙부대(40)는 투습성 있는 재질이며,
   내부에 흙, 모래, 시멘트 중 어느 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 충진하는 것을 특징으로 하는 건축골격용 프레임을 이용한 건축물의 시공방법.

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