KR101678205B1 - 목조건물의 부재 연결구조 - Google Patents

목조건물의 부재 연결구조 Download PDF

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심준용
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민영기
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
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Abstract

본 발명은 조건축에 있어서 기둥과 도리를 연결하기 위한 구조로서 보다 높은 강성이 높고 구조가 간단하여 생산비용을 절감할 수 있는 목조건물의 부재 연결구조에 관한 것이다. 그 구성은; 기둥부재(30); 상기 기둥부재(30)의 상단에 얹히는 제1도리부재(10); 상기 제1도리부재(10)와 직각을 이루도록 상기 기둥부재(30) 상단에 얹히는 제2도리부재(20);를 포함하되; 상기 제1도리부재(10)는 단부가 서로 맞닿은 상태로 상기 기둥부재(30)의 상단에 얹히는 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')로 구성되며; 상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')의 단부에는 기역(ㄱ)자 형태의 제2도리부재안착부(13,13')가 패여 있으며; 상기 제2도리부재(20)의 상면에는 상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')의 단부가 안착되는 제1도리부재안착홈(21)이 마련되고, 상기 제2도리부재(20)의 저면에는 상기 기둥부재(30)의 상단이 안착되는 기둥부재안착홈(22)이 마련되고, 상기 기둥부재(30)의 상단에는 상기 제2도리부재(20)와 동일한 방향으로 제2도리보강부재(50)가 결합되며; 상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')의 상면 단부에는 철물압입홈(12,12')이 마련되며; 상기 철물압입홈(12,12')에는 "H" 형태로 된 고정철물(40)이 압입하여 끼워짐으로써 상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')가 서로 결합된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

목조건물의 부재 연결구조{Connecting Structure For Members Of Woodcraft Building}
본 발명은 목조 건물의 부재 연결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 목조건축에 있어서 기둥과 도리를 연결하기 위한 구조로서 보다 높은 강성이 높고 구조가 간단하여 생산비용을 절감할 수 있는 목조건물의 부재 연결구조에 관한 것이다.
서구산업문명의 여파로 현재 국내에서 축조되는 대부분의 건물은 콘크리트 구조물이다. 그러나 근래 전통 목조건축물의 우수성이 홍보되고 자연주의적 감성이 중요시 여겨지고 또는 문화의 다변화로 인한 인 개성이 강조되면서 곳곳에서 전통 목조건물이 지어지고 있다. 비단 종교시설이나 특수한 목적의 건축물에만 목조 건축이 사용되는 것을 넘어서 보급형으로도 목조 건물이 선택되고 있는 것이다.
그러나 목조건물은 축조시 전문적 기술을 보유하는 자의 도움을 얻어야 하는 경우가 태반이고 그러한 전문적 기술을 보유한 기술자의 보급이 낮은 것이 현실이다. 이런 저런 이유로 전통 목조건물의 건축비용은 콘크리트 건물보다 심히 높아 건축주에게 있어서 여전히 부담이 되는 것은 사실이다.
그래서 목조건물의 대중화 및 보급화를 위해서는 건축비용을 절감시키는 것이 우선 과제라 할 수 있다. 대한민국 특허출원 제10-2012-0132824호, 제10-2012-0073136호 등은 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 제시되었다. 그러나 제시된 연결구조는 목재로 된 구조물을 섬세하고 복잡하게 가공하여야 한다. 그러면 가공하다가 부재에 되돌릴 수 없는 손상이 개해질 우려가 있고, 부재의 가공비용이 많아져 건축비용을 절감시키는데 제한이 따르게 된다.
대한민국 특허출원 제10-2012-0132824호 대한민국 특허출원 제10-2012-0073136호
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 목조건물을 구성하는 부재의 연결구조 제공하는 것에 있다. 좀더 구체적으로는 하나의 기둥 상단에 2개의 도리(보)를 연결함에 있어서, 부재의 가공을 최소화하여 부재 가공비용을 절감할 수 있고 부재를 손상시키는 정도를 최소화하여 강성의 저하를 방지할 수 있는 목조건물의 부재 연결구조를 제공하는 것에 있다.
위와 같은 목적은, 기둥부재; 상기 기둥부재의 상단에 얹히는 제1도리부재;
상기 제1도리부재와 직각을 이루도록 상기 기둥부재 상단에 얹히는 제2도리부재;를 포함하되;
상기 제1도리부재는 단부가 서로 맞닿은 상태로 상기 기둥부재의 상단에 얹히는 제1-1도리부재와 제1-2도리부재로 구성되며;
상기 제1-1도리부재와 제1-2도리부재의 단부에는 기역자 형태의 제2도리부재안착부가 패여 있으며;
상기 제2도리부재의 상면에는 상기 제1-1도리부재와 제1-2도리부재의 단부가 안착되는 제1도리부재안착홈이 마련되고, 상기 제2도리부재의 저면에는 상기 기둥부재의 상단이 안착되는 기둥부재안착홈이 마련되고,
상기 기둥부재의 상단에는 상기 제2도리부재와 동일한 방향으로 제2도리보강부재가 결합되며;
상기 제1-1도리부재와 제1-2도리부재의 상면 단부에는 철물압입홈이 마련되며;
상기 철물압입홈에는 "H" 형태로 된 고정철물이 압입하여 끼워짐으로써 상기 제1-1도리부재와 제1-2도리부재가 서로 결합된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 목조건물의 부재 연결구조에 의해 달성된다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 기둥부재의 상단 중앙에는 수직방향으로 제2도리보강부재를 끼울 수 있는 제1보강부재끼움홈이 마련되고; 상기 제2도리보강부재의 상단은 상기 제2도리부재의 저면에 마련된 보강부재결합홈에 끼워져 안착될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제1도리부재의 저면에 접촉되어 상기 제1도리부재를 지지할 수 있도록 제1도리보강부재가 상기 제2도리보강부재에 직각을 이루는 방향으로 상기 제2도리보강부재의 상부에 안착되며;
상기 기둥부재의 상부에는 상기 제1도리보강부재가 끼워질 수 있는 제2보강부재끼움홈이 마련될 수 있다.
여기서 상기 제1도리보강부재는 상기 제1도리부재와 마찬가지로 제1-1도리보강부재와 제1-2도리보강부재로 구성되며 서로 맞댄 상태에서 상기 기둥부재 상단에 안착되며;
상기 제1-1도리보강부재와 제1-2도리보강부재의 단부 상면에는 철물압입홈이 마련되며;
상기 철물압입홈에는 "H" 형태로 된 고정철물이 압입하여 끼워짐으로써 상기 제1-1도리보강부재와 제1-2도리보강부재가 서로 결합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.
위와 같은 구성에 의하면, 제1,2도리부재의 형상이 단순하여 가공이 용이함으로써 제1,2도리부재와 기둥부재의 연결 내지 접합에 소요되는 비용이 적게 되며; 제1,2도리부재의 단면손실이 적어 강성을 높일 수 있어 결과적으로 목조건물의 건축비용을 절감하고 부재 연결부위의 강성을 높일 수 있는 부재 연결구조가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 연결상태를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 1차 분해상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 2차 분해상태를 도시하는 저부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 완전 분해상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 이실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 완전 분해상태를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 삼실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 연결상태를 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 삼실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 1차 분해상태를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 삼실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 2차 분해상태를 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 삼실시예에 의한 목조건물의 부재 연결구조의 완전 분해상태를 도시하는 사시도이다.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 우선 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
일반적으로 목조건물의 골격은 수직으로 직립 설치되는 기둥부재(30)와, 기둥부재(30)의 상단에 횡으로 설치되는 도리부재(10,20)를 포함한다. 그리고 기둥부재(30)와 도리부재(10,20)의 연결은 목재의 단면을 가공함으로써 짜맞춤 방식을 널리 이용한다.
본 발명의 실시예에 의하면 도리부재(10,20)는 제1도리부재(10)와 제2도리부재(20)로 구성된다. 제1,2도리부재(10,20)는 서로 하나의 평면상에서 직각을 이루고 있다. 그리고 제1도리부재(10)는 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')로 구성된다. 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')는 단부가 서로 맞닿은 상태로 기둥부재(30)의 상단에 얹힌 다음 고정된다. 결국 본 발명에서의 부재 연결구조는 4개의 각재를 서로 직각이 되도록 연결하는 구조가 된다.
이하에서는 4개의 각재로 구성되는 기둥부재(30), 제1-1도리부재(11), 제1-2도리부재(11') 및 제2도리부재(20)가 어떤 방식으로 결합되는지 설명한다.
제1-1도리부재(11)와 제1-2 도리부재(11')의 단부 하부에는 기역자 형태의 제2도리부재안착부(13,13')가 패여 있다. 일측 모서리 부분이 기역(ㄱ)자 형태로 모따기가 되어 있는 것이다.
제2도리부재(20)의 상면에는 제1-1, 1-2도리부재(11,11')의 단부가 안착되는 제1도리부재안착홈(21)이 마련된다. 제1도리부재안착홈(21)은 제2도리부재(20)의 중간에 마련될 수 있으며 유(U)자 형태로 패인 홈의 형태를 가진다.
그리고 제2도리부재(20)의 저면, 특히 제1도리부재안착홈(21)의 직하부에는 기둥부재(30)의 상단이 안착될 수 있는 기둥부재안착홈(22)이 마련된다. 제1도리부재안착홈(21)과 기둥부재안착홈(22)은 각각 유(U)자 형태로 마련된다. 이들 홈에 의해 제2도리부재(20)의 결합부 단면적이 크게 줄어들게 된다. 즉 제2도리부재(20)의 강성을 보강할 필요가 생기는 것이다. 그래서 기둥부재(30)의 상단에는 제2도리부재(20)와 동일한 방향으로 제2도리보강부재(50)가 결합된다. 제2도리보강부재(50)는 제2도리부재(20)의 저면에 밀착하게끔 설치되어 제2도리부재(20)의 강성을 보강한다. 제2도리보강부재(50)는 직사각형의 단면 형태를 가지는 막대(51)를 기본으로 하여 그의 외면에 소정의 가공이 가해진 부재이다.
기둥부재(30)의 상단에는 제2도리보강부재(50)가 끼워져 안착될 수 있도록 제1보강부재안착홈(31)이 유(U)자 형태로 마련되어 있다. 제2도리보강부재(50)는 상단이 기둥부재(30)의 상단으로부터 자신의 전체 높이에 대하여 10 ~ 20% 돌출되도록 제1보강부재안착홈(31)에 결합된다. 그리고 제2보강부재(20)의 저면에는 기둥부재(30)의 상단으로부터 돌출되어 있는 제2도리보강부재(50)의 상단부(52)가 끼워질 수 있는 보강부재결합홈(23)이 마련되어 있다.
또한 제2도리보강부재(50)가 기둥부재(30)에 끼워진 상태에서 제2도리부재(20)의 길이방향을 따라 유동되지 못하도록 제2도리보강부재(50)의 일측면 또는 양측면에는 기둥부재(30)의 한 변의 폭에 해당하는 폭으로 기둥결합홈(53)이 가공되어 있다.
한편 제1-1, 1-2도리부재(11,11')는 서로 맞닿은 상태로 있으므로 양쪽으로 벌어지려는 힘에 대하여 저항할 수 없다. 따라서 제1-1, 1-2도리부재(11,11')의 상면 단부에는 철물압입홈(12,12')이 마련된다. 그리고 이 철물압입홈(12,12')에는 평단면이 "H" 형태로 된 고정철물(40)이 압입하여 끼워진다. 고정철물(40)은 한 쌍의 플랜지와 플랜지 사이를 직각으로 연결하는 웨브(web)로 구성되는 점에서 H형강과 유사한 구성을 가진다. 고정철물(40)은 적은 유격에 의해 망치를 이용하여 압입으로 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 이실시예를 설명한다.
대부분의 구성요소가 전술한 일실시예와 같다. 본 실시예에 의하면 제2도리보강부재(50)가 끼워지는 곳으로서 기둥부재(30)의 상단에 마련되는 제1보강부재안착홈(31)의 깊이가 제2도리보강부재(50)의 높이보다 크게 되어 있다. 따라서 제2도리보강부재(50)가 제1보강부재안착홈(31)에 끼워지고 남은 자리에 제2도리부재(20)가 끼워진다. 제2도리부재(20)의 양측면에는 제2도리부재(20)가 제1보강부재안착홈(31)에 끼워질 수 있는 폭이 되도록 기둥맞춤홈(24)이 마련된다. 즉 제2도리부재(20)의 기둥결합부위의 단면은 세로로 기다란 직사각형이 된다.
그리고 제1-1, 1-2도리부재(11,11')의 단부 저면에는 제2도리부재(20)가 안착되는 전술한 제2도리부재안착부(13,13') 이외에 기둥부재안착부(14,14')가 더 마련되어 있다. 고정철물(40)은 전술한 바와 같다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 삼실시예를 설명한다.
연결된 상태의 외형은 도 6에 도시된 바와 같이 이전 실시예와 크게 다르지 않다. 다만 본 실시예는 제2도리보강부재(50)와 더불어 제1도리부재(10)의 저면을 지지하여 그 강성을 높이기 위한 제1도리보강부재(60)를 더 포함하고 있다.
기둥부재(30)의 상단 중앙에는 수직방향으로 제1도리보강부재(60)를 끼울 수 있는 제2보강부재안착홈(32)이 마련된다.
따라서 제1보강부재안착홈(31)과 제2보강부재안착홈(32)은 평면상 서로 십(十)자 형태를 이루게 된다. 그리고 제2보강부재안착홈(32)보다는 제1보강부재안착홈(31)이 더 깊게 패여 있다. 제2도리보강부재(50)를 먼저 제1보강부재안착홈(31)에 끼워 결합시킨 다음, 제1도리보강부재(60)를 그 위에 십자 형태가 되도록 제2보강부재안착홈(32)에 끼워 결합시키고, 그 위에 제2도리부재(20)와 제1도리부재(10)를 차례로 끼워 조립하게끔 되어 있다.
제1도리보강부재(60) 역시 제1도리부재(10)와 같이 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')로 구성된다. 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')는 전면(65,65')이 서로 맞닿은 상태에서 고정철물(40')에 의해 고정된 상태를 유지하게 된다. 고정철물(40')을 끼우기 위해 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')의 단부 상면에는 철물고정홈(62,62')이 마련된다. 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')의 양측면에는 기역자 형태로 패여 있음으로써 기둥부재 안착면(63,63')이 마련되어 있다. 또한 제2도리보강부재(50)의 상단 일부가 끼워질 수 있도록 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')의 각 전면(65,65') 하단에는 제2도리보강부재 안착홈(64,64')이 기역자 형태로 마련되어 있다.
제2도리부재(20)의 결합부의 하단에는 기둥부재(30)에 끼워진 제1도리보강부재(60)가 끼워질 수 있는 제1도리보강부재끼움홈(25)이 마련되어 있다. 기타 미설명된 도면부호에 대하여는 이전 실시예의 설명을 참조하면 될 것이다.
이상에서 설명된 것들은 본 발명의 기술적 사상에 의거한 예시에 불과하다. 당업자는 청구범위를 통해 표현되는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 넘지 않는 선에서 예시된 바를 활용하여 다양한 변형실시를 할 수 있을 것이다. 예를 들어 위에 설명된 모든 실시예들은 당업자에 의해 자유롭게 조합되어 실시될 수 있으며 어떠한 조합이든지 본 발명의 권리범위에 포함된다고 해석되어야 한다.
10 : 제1도리부재 11,11' : 제1-1도리부재, 제1-2도리부재
20 : 제2도리부재 21 : 제1도리부재안착홈
22 : 기둥부재안착홈 30 : 기둥부재
31 : 제1보강부재안착홈 32 : 제2보강부재안착홈
40,40' : 고정철물 50 : 제2도리보강부재
60 : 제1도리보강부재

Claims (4)

  1. 기둥부재(30); 상기 기둥부재(30)의 상단에 얹히는 제1도리부재(10); 상기 제1도리부재(10)와 직각을 이루도록 상기 기둥부재(30) 상단에 얹히는 제2도리부재(20); 를 포함하는 목조건물의 부재 연결구조에 있어서,
    상기 제1도리부재(10)는,
    단부가 서로 맞닿은 상태로 상기 기둥부재(30)의 상단에 얹히는 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')로 구성되되,
    상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')의 단부에는 기역(ㄱ)자 형태의 제2도리부재안착부(13,13')가 패여 있으며,
    상기 제2도리부재(20)의 상면에는 상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')의 단부가 안착되는 제1도리부재안착홈(21)이 마련되고, 상기 제2도리부재(20)의 저면에는 상기 기둥부재(30)의 상단이 안착되는 기둥부재안착홈(22)이 마련되며,
    상기 기둥부재(30)의 상단에는 상기 제2도리부재(20)와 동일한 방향으로 제2도리보강부재(50)가 결합되고,
    상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')의 상면 단부에는 철물압입홈(12,12')이 마련되며,
    상기 철물압입홈(12,12')에는 "H" 형태로 된 고정철물(40)이 압입하여 끼워짐으로써 상기 제1-1도리부재(11)와 제1-2도리부재(11')가 서로 결합된 상태를 유지하고,
    상기 기둥부재(30)의 상단 중앙에는 수직방향으로 제2도리보강부재(50)를 끼울 수 있는 제1보강부재끼움홈(31)이 마련되며,
    상기 제2도리보강부재(50)의 상단은 상기 제2도리부재(20)의 저면에 마련된 보강부재결합홈(23)에 끼워져 안착되고,
    상기 제1도리부재(10)의 저면에 접촉되어 상기 제1도리부재(10)를 지지할 수 있도록 제1도리보강부재(60)가 상기 제2도리보강부재(20)에 직각을 이루는 방향으로 상기 제2도리보강부재(50)의 상부에 안착되며,
    상기 기둥부재(30)의 상부에는 상기 제1도리보강부재(60)가 끼워질 수 있는 제2보강부재안착홈(32)이 마련되는 것을 특징으로 하는 목조건물의 부재 연결구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1도리보강부재(10)는 상기 제1도리부재(10)와 마찬가지로 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')로 구성되며 서로 맞댄 상태에서 상기 기둥부재(30) 상단에 안착되며;
    상기 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')의 단부 상면에는 철물압입홈(62,62')이 마련되며;
    상기 철물압입홈(62,62')에는 "H" 형태로 된 고정철물(40')이 압입하여 끼워짐으로써 상기 제1-1도리보강부재(61)와 제1-2도리보강부재(61')가 서로 결합된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 목조건물의 부재 연결구조.
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