KR101696862B1 - 복합구조재로 제작되는 건축물 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 건축물 구조체는, 수직으로 세워지는 복수 개의 기둥; 상기 복수 개의 기둥 상단에 결합되는 종거더 및 횡거더; 상기 종거더와 횡거더 상에 안착되는 받침대; 상기 받침대 상에 안착되는 데크; 상기 데크 상에 세워지는 복수 개의 난간지주;로 구성되되, 상기 기둥과 종거더와 횡거더와 받침대와 데크와 난간지주 중 적어도 하나 이상은 미장무늬가 인쇄된 베일과 섬유보강재와 열경화성수지와 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제로 이루어지는 복합구조재로 제작되며, 상기 기둥과 종거더와 횡거더는, 일렬로 배열되는 둘 이상의 중공프레임과, 상기 둘 이상의 중공프레임을 연결하는 복수 개의 연결강봉과, 이웃하는 두 개의 중공프레임 중 상호 대응되는 측을 둘러싸는 외부연결재를 포함하여 구성된다.

Description

복합구조재로 제작되는 건축물 구조체 {Manufacturing process and connecting structure for composite material}
본 발명은 복합구조재로 제작되는 건축물 구조체에 관한 것으로, 더 상세하게는 방부목 데크에 비해 기계적 강도가 매우 높고 자외선과 수분에 높은 내구성을 가지면서 환경오염을 유발하지 아니하는 복합구조재로 제작되며, 각 부위 결합구조가 개선된 건축물 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 등산로, 산책로, 보행로 또는 단독주택의 마당 등에 보행을 위한 건축자재를 시공한다 이러한 건축자재로는 돌, 나무, 콘크리트, 벽돌 등을 사용한다.
그러나 이러한 건축자재는 대량생산이 어렵고, 돌이나 나무인 경우에는 대량생산을 위한 자재의 확보가 어렵다는 단점과, 외관 형상이 일정하지 않기 때문에 규격화를 위해서는 별도의 치수가공을 필요로 한다.
따라서 근래 들어서는 일정한 규격으로 제작된 데크패널이 널리 활용되고 있는데, 일반적으로 널리 사용되고 있는 데크패널은 방부목으로 제작된다. 상기 방부목은 목재를 방부액 처리함으로써 내부식성이 개선된 건축자재인데, 방부목에 사용되는 방부액은 부패하지 않도록 하는 약품으로서 미생물의 서식을 방지하고, 목재를 파먹고 사는 곤충이 접촉하면 사멸되도록 하는 목적이므로 맹독성 물질을 함유하고 있으며, 외부로 물질이 스며 나와 인체와 토양 및 화초 등을 오염시킬 수 있다는 환경문제가 있다.
상기 방부목에 포함되어 있는 물질은 크롬, 비소, 구리 등이 함유되어 자연과 인체에 해로운 독극물이 방출되기 때문에 이러한 물질에 대한 법적 규제는 점점 강화되고 있는 실정이다.
이러한 방부목을 대체하기 위해 기존의 목분을 이용한 WPC(Wood Plastic Composite)를 인조 목재로 사용되어 왔으나, 습도 및 온도 변화에 따른 변형이 쉽게 발생되고, 내화학성이 낮으며, 장시간 자외선에 노출되었을 때 변색이 쉽게 유발된다는 단점이 있다. 또한, 복수 개의 방부목 데크를 연결할 때에는 체결나사를 이용하는 것이 일반적인데, 종래의 방부목 데크는 경도가 비교적 낮아 체결나사 결합부가 쉽게 파손될 수 있다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 즉, 물리적, 화학적 물성의 보강과 더불어 유해물질이 인출되지 아니하도록 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC) 등 다양한 종류의 합성수지로 제작된 합성수지 구조재가 제안된 바 있다. 그러나 상기 합성수지 구조재는 인장강도 및 파단강도가 비교적 낮아 장시간 동안 반복 하중이 인가되는 건축구조물에는 부적합하고, 서로 다른 부재 간의 연결부위 결합력이 낮아 전체적인 구조적 강도가 약하다는 단점이 있다.
KR 10-1394584 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기계적 강도가 매우 높고 자외선과 수분에 높은 내구성을 가지면서 환경오염을 유발하지 아니하도록 복합구조재로 제조되며, 부재 간의 연결강도가 개선되어 전체적인 구조적 강도가 개선된 건축물 구조체를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 의한 건축물 구조체는, 수직으로 세워지는 복수 개의 기둥; 상기 복수 개의 기둥 상단에 결합되는 종거더 및 횡거더; 상기 종거더와 횡거더 상에 안착되는 받침대; 상기 받침대 상에 안착되는 데크; 상기 데크 상에 세워지는 복수 개의 난간지주;로 구성되되, 상기 기둥과 종거더와 횡거더와 받침대와 데크와 난간지주 중 적어도 하나 이상은 미장무늬가 인쇄된 베일과 섬유보강재와 열경화성수지와 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제로 이루어지는 복합구조재로 제작되며, 상기 기둥과 종거더와 횡거더는, 일렬로 배열되는 둘 이상의 중공프레임과, 상기 둘 이상의 중공프레임을 연결하는 복수 개의 연결강봉과, 이웃하는 두 개의 중공프레임 중 상호 대응되는 측을 둘러싸는 외부연결재를 포함하여 구성된다.
상기 중공프레임은 각관 형상으로 형성되되 측벽 부위보다 모서리 부위의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 연결강봉은 상기 중공프레임과 길이방향이 나란하도록 배열되어 상기 중공프레임의 모서리 부위에 각각 매립되며, 일렬로 배열된 두 개의 연결강봉 끝단을 연결하는 연결소켓을 더 포함한다.
각각의 중공프레임 내부공간 중 상기 외부연결재에 의해 둘러싸인 측을 횡방향으로 가로지르도록 장착되어 상기 중공프레임의 내부공간을 구획하는 격판과, 상기 두 개의 격판과 상기 외부연결재로 둘러싸인 공간을 채우는 레진몰탈을 더 포함한다.
상기 연결강봉은, 상기 중공프레임과 나란하도록 배열되어, 일측이 어느 하나의 중공프레임에 매립되고, 타측이 다른 하나의 중공프레임 내부로 인입되며, 각각의 중공프레임 내부공간 중 상기 외부연결재에 의해 둘러싸인 측을 횡방향으로 가로지르도록 장착되어 상기 중공프레임의 내부공간을 구획하는 격판과, 상기 두 개의 격판과 상기 외부연결재로 둘러싸인 공간을 채우는 레진몰탈을 더 포함하고, 상기 연결강봉의 타측은 다른 하나의 중공프레임에 장착된 격판을 관통한 후 체결너트에 의해 고정된다.
상기 중공프레임의 내부공간으로 끼워맞춤 방식으로 삽입 가능한 중공관 형상으로 형성되어 길이방향 양측이 이웃하는 두 개의 중공프레임 내부공간에 삽입되는 내부연결재와, 상기 내부연결재와 상기 외부연결재로 둘러싸인 공간을 채우는 레진몰탈을 더 포함한다.
상기 기둥은, 상기 중공프레임의 측벽에 매립되는 보강판을 더 포함한다.
상기 보강판에는 다수 개의 관통공이 형성된다.
상기 종거더는 중공관 형상으로 형성되며, 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 상기 난간지주의 내측에 삽입되되 측벽에 다수 개의 관통홀이 형성되는 속주와, 상기 종거더의 내부공간을 가로지르도록 장착되되 상기 속주를 사이에 두고 이격 배열되는 한 쌍의 차단벽을 구비하고,
상기 속주의 내부공간과 상기 한 쌍의 차단벽 사이의 공간에는 모르타르가 충진된다.
본 발명에 의한 건축물 구조체는 인장강도 및 파단강도 등과 같은 기계적 강도가 매우 높고, 자외선과 수분에 높은 내구성을 가지므로 수명이 길며, 유해성분을 배출하지 아니하므로 친환경적이라는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 건축물 구조체는, 두 개의 중공프레임을 연결시키는 작업이 간편하여 시공기간이 짧고, 별도의 체결나사를 사용하지 아니하므로 외관이 미려하며, 두 개의 중공프레임이 매우 견고하게 결합되므로 구조적 강도가 매우 우수하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 건축물 구조체의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥의 분해사시도 및 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제2 실시예의 분해사시도 및 종단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제3 실시예의 분해사시도 및 종단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 기둥의 횡단면도이다.
도 10은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제4 실시예의 횡단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제4 실시예에 포함되는 보강강편의 평면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제5 실시예의 분해사시도 및 종단면도이다.
도 14는 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 종거더의 횡단면도이다.
도 15은 종거더의 일반부와 지점부의 연결구조를 도시하는 단면도이다.
도 16 및 도 17는 종거더에 난간지주가 결합되는 구조를 순차적으로 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 건축물 구조체의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 건축물 구조체의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥의 분해사시도 및 종단면도이다.
본 발명에 의한 건축물 구조체는 내부식성과 내화학성을 가지면서 높은 기계적 강도까지 가질 수 있도록 열경화성수지와 섬유보강재로 구성되는 복합구조재로 제작되되, 각 부위 연결강도가 개선되도록 구성된다는 점에 특징이 있다.
즉, 본 발명에 의한 건축물 구조체는, 수직으로 세워지는 복수 개의 기둥(100)과, 상기 복수 개의 기둥(100) 상단에 결합되는 종거더(200) 및 횡거더(300)와, 상기 종거더(200)와 횡거더(300) 상에 안착되는 받침대(400)와, 상기 받침대(400) 상에 안착되는 데크(500)와, 상기 데크(500) 상에 세워지는 복수 개의 난간지주(600)와, 기둥(100)을 종거더(200) 및 횡거더(300)에 연결시키기 위한 연결브라켓(700)과, 난간지주(600)를 종거더(200)에 연결시키기 위한 지주고정브라켓(800)으로 구성되되, 상기 기둥(100)과 종거더(200)와 횡거더(300)와 받침대(400)와 데크(500)와 난간지주(600) 중 적어도 하나 이상은 미장무늬가 인쇄된 베일과 섬유보강재와 열경화성수지와 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제로 이루어지는 복합구조재로 제작된다.
상기 베일은 복합구조재의 표면을 마감하기 위한 구성요소로서 용도에 맞추어 다양한 색상 및 무늬가 인쇄되며, 외측면에는 자외선 차단액이 도포된다. 이때, 상기 베일에 인쇄되는 색상과 무늬는 복합구조재의 용도에 따라 다양하게 변경될 수 있고, 상기 베일에 도포되는 자외선 차단액은 여러 분야에 걸쳐 널리 상용화되어 있는 어떠한 종류의 자외선 차단액으로도 선택될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 건축물 구조체는, 합성수지가 주원료로 제작되는바 내습성이 우수하고, 별도의 방부액이 포함되지 아니하므로 환경을 오염시킬 우려가 없으며, 베일에 자외선 차단액이 도포되어 있어 오랜 기간동안 햇볕을 받더라도 변색의 우려가 매우 적다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의한 건축물 구조체는 합성수지만으로 제작되는 것이 아니라 섬유보강재가 포함되도록 제작되므로, 인장강도나 파단강도 등 여러 가지 기계적 강도가 개선된다는 장점도 있다.
이때, 상기 섬유보강재는 유리섬유와 탄소섬유와 아라미드 중 하나 이상의 성분이 포함된 재료로 제작된다면 어떠한 형상으로도 제작될 수 있다. 예를 들어 상기 섬유보강재는, 유리섬유와 탄소섬유와 아라미드 중 하나 이상을 포함하는 재료로 제작되는 장섬유일 수도 있고, 유리섬유와 탄소섬유와 아라미드 중 하나 이상을 포함하는 재료로 제작되는 시트일 수도 있으며, 상기 장섬유와 시트가 일정 비율 혼합되어 제공될 수도 있다.
상기 섬유보강재가 장섬유와 시트의 혼합재로 제공되는 경우, 상기 복합구조재는 상기 장섬유 10 ~ 70 중량%, 상기 시트 10 ~ 40 중량%, 상기 열경화성수지 10 ~ 60 중량%, 상기 충진제 0.1 ~ 15 중량%, 상기 저수축제 0.1 ~ 5 중량%, 상기 이형제 0.1 ~ 3 중량%, 상기 경화제 0.1 ~ 2 중량% 를 포함하도록 제작됨이 바람직하다. 이와 같이 복합구조재에 장섬유와 시트가 모두 혼합되면 다양한 형태의 외력에 대한 내하중성이 개선되고, 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제가 포함되면 경화되는 과정에서 복합구조재가 변형되거나 물리적 특성이 변화되는 현상을 방지할 수 있어 상기 복합구조재의 규격화가 가능해진다는 장점이 있다. 이와 같이 합성수지를 주원료로 구조재를 제작할 때 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제를 혼합하는 기술적 사상은 본 발명이 해당하는 기술분야에서 널리 알려져 있는바, 상기 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제의 성분 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이때 본 발명에 포함되는 기둥(100)과 종거더(200)와 횡거더(300)는 사용자의 선택에 따라 길이가 증감될 수 있도록 즉, 몇 개의 단위프레임이 연결되는가에 따라 전체적인 길이가 조절되도록 구성될 수 있다는 점에 또 다른 특징이 있다.
종래에는 두 개의 건축자재를 일렬로 연결하고자 하는 경우 체결나사나 별도의 체결브라켓을 사용하여 왔는데, 체결나사를 이용하는 경우 건축자재 중 체결나사가 결합된 부위가 쉽게 파손될 수 있을 뿐만 아니라 두 개의 건축자재 연결강도가 낮아 쉽게 분리될 수 있고, 별도의 체결브라켓을 이용하는 경우 두 개의 건축자재를 연결하는 시공이 복잡해져 시공기간이 길어진다는 단점이 있다. 또한, 종래의 방식으로 건축자재를 연결하는 경우 연결부위가 완벽하게 실링되기 어렵다는 문제점도 있다.
그러나 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥(100)과 종거더(200)와 횡거더(300)는, 체결나사가 체결브라켓 없이도 둘 이상의 중공프레임(110)이 착탈 가능한 구조로 연결되어 구성되는바, 상기 언급한 각종 문제를 해결할 수 있다는 점에 효과상의 특징이 있다. 이때, 상기 종거더(200)와 횡거더(300)가 복수 개의 중공프레임(110)이 일렬로 연결되어 하나의 종거더(200)나 횡거더(300)를 이루는 구조는 복수 개의 중공프레임(110)이 일렬로 연결되어 하나의 기둥(100)을 이루는 구조와 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 복수 개의 중공프레임(110)이 일렬로 연결되어 기둥(100)을 이루는 경우만을 대표적으로 설명한다.
본 발명에 포함되는 기둥(100)은 상기와 같은 목적을 달성할 수 있도록, 일렬로 배열되는 둘 이상의 중공프레임(110)과, 각각의 중공프레임(110)을 길이방향으로 연결하는 복수 개의 연결강봉(120)으로 구성될 수 있다. 일렬로 배열된 두 개의 연결강봉(120) 끝단은 별도의 연결소켓(130)에 의해 결합되고, 이웃하는 두 개의 중공프레임(110) 중 상호 대응되는 측은 하나의 외부연결재(140)에 의해 둘러싸이도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 연결강봉(120)에는 수나사산(121)이 형성되고 연결소켓(130)에는 암나사산(131)이 형성되는바, 상기 연결강봉(120)과 연결소켓(130)은 나사결합 구조로 견고하게 결합된다.
이와 같이 두 개의 중공프레임(110)이 연결강봉(120)과 외부연결재(140)로 연결되면, 별도의 체결나사를 사용할 필요가 없어 중공프레임(110)의 파손을 원천적으로 방지할 수 있고, 연결공정이 간단하여 시공기간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 외관이 미려해진다는 장점이 있다. 또한, 연결강봉(120)에 의해 연결되는 두 개의 중공프레임(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 일정 거리 이격된 상태로 연결되므로, 상기 중공프레임(110)이 외부 온도에 의해 길이가 증감되더라도 휘어지거나 파단되는 현상이 발생하지 아니한다는 장점도 얻을 수 있다.
한편, 상기 중공프레임(110)이 본 실시예에 도시된 바와 같이 사각관 형상으로 형성되는 경우, 상기 연결강봉(120)은 상기 중공프레임(110)에 고르게 분포될 수 있도록 상기 중공프레임(110)의 각 모서리마다 하나씩 매립됨이 바람직하다. 이때, 상기 중공프레임(110)는 연결강봉(120)이 매립되는 모서리 부위가 측벽 부위보다 두껍게 제작되어야 할 것이다.
본 실시예에서는 상기 중공프레임(110)가 사각관 형상으로 제작되는 경우만을 도시하고 있으나, 상기 중공프레임(110)는 사각관 뿐만 아니라 삼각관이나 육각관 등 다양한 종류의 각관으로 대체될 수 있고, 원형관으로도 대체될 수도 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제2 실시예의 분해사시도 및 종단면도이다.
본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥(100)은, 이웃하는 두 개의 중공프레임(110) 사이가 더욱 보강될 수 있도록, 이웃하는 두 개의 중공프레임(110) 사이에 레진몰탈(160)이 채워질 수 있다. 이때, 상기 중공프레임(110)의 내부공간 전체가 개방되어 있으면 두 개의 중공프레임(110) 사이로 주입된 레진몰탈(160)이 중공프레임(110)의 내부공간 전체에 걸쳐 채워지는바, 상기 중공프레임(110)는 내부공간 중 레진몰탈(160)이 채워질 부위가 격리되도록 구성됨이 바람직하다.
즉, 본 발명에 의한 건축물 구조체는, 각각의 중공프레임(110) 내부공간 중 상기 외부연결재(140)에 의해 둘러싸인 측을 횡방향으로 가로지르도록 장착되어 상기 중공프레임(110)의 내부공간을 구획하는 격판(150)이 추가로 구비되고, 상기 두 개의 격판(150)과 상기 외부연결재(140)로 둘러싸인 공간에 레진몰탈(160)이 채워지도록 구성될 수 있다. 상기 격판(150)은 중공프레임(110)의 내부공간에 고정결합되는바, 레진몰탈(160)이 고압으로 주입되더라도 중공프레임(110)로부터 탈거되지 아니하게 된다.
이와 같이 두 개의 중공프레임(110) 연결부위가 레진몰탈(160)로 채워지면 해당 부위의 강도가 현저히 개선될 뿐만 아니라, 두 개의 중공프레임(110) 연결부위로 수분이나 이물질이 유입되는 현상도 방지되므로 유지 보수가 용이해지고 건축물 구조체의 전체적인 내구성이 증가하는 장점도 기대할 수 있게 된다.
또한, 두 개의 중공프레임(110) 연결부위가 레진몰탈(160)로 채워지면, 상기 연결소켓(130)이 임의로 회전되는 현상이 발생되지 아니하게 되므로 연결강봉(120) 간의 체결력이 향상된다는 효과도 얻을 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제3 실시예의 분해사시도 및 종단면도이고, 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 기둥의 횡단면도이다.
본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥(100)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 중공프레임(110)의 내부공간으로 끼워맞춤 방식으로 삽입 가능한 중공관 형상으로 형성된 내부연결재(170)가 추가로 구비되도록 구성될 수도 있다. 상기 내부연결재(170)는 길이방향 양측이 이웃하는 두 개의 중공프레임(110) 내부공간에 삽입되는바, 두 개의 중공프레임(110) 연결부위로 주입되는 레진몰탈(160)은 도 7에 도시된 바와 같이 내부연결재(170)와 외부연결재(140)로 둘러싸인 공간에만 주입된다.
이와 같이 이웃하는 두 개의 중공프레임(110) 내부공간에 하나의 내부연결재(170)가 삽입 장착되는 경우, 중공프레임(110)의 연결부위 강도를 증가시킬 수 있고, 레진몰탈(160) 주입량 절감을 통해 경량화가 가능해지며, 이웃하는 두 개의 중공프레임(110) 연결부위로 수분이나 이물질이 유입되는 현상을 방지할 수 있다는 장점, 연결소켓(130)이 임의로 회전되는 현상을 방지할 수 있다는 장점을 모두 얻을 수 있게 된다.
도 10은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제4 실시예의 횡단면도이고, 도 11은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제4 실시예에 포함되는 보강강편의 평면도이다.
중공프레임(110)이 구조적 강도를 더욱 향상시킬 수 있도록, 상기 중공프레임(110)의 측벽에 보강판(180)이 추가로 매립될 수 있다. 이때 상기 보강판(180)은 합성수지의 재료 특성을 보완할 수 있도록 금속으로 제작됨이 바람직하며, 외력 인가 시 중공프레임(110)으로부터 인출되지 아니하도록 즉, 중공프레임(110)과 일체로 결합된 상태를 유지할 수 있도록 다수 개의 관통공(181)이 형성됨이 바람직하다.
이와 같이 보강판(180)에 다수 개의 관통공(181)이 형성되면, 중공프레임(110)을 이루는 합성수지가 상기 관통공(181) 내부까지 채우게 되는바, 중공프레임(110)와 보강판(180)이 더욱 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다는 장점이 있다.
이때, 상기 보강판(180)에 형성되는 관통공(181)의 형상이나 크기, 개수 등은 중공프레임(110) 및 보강판(180)의 재질, 규격 등 여러가지 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 기둥 제5 실시예의 분해사시도 및 종단면도이다.
또한 두 개의 중공프레임(110)을 일렬로 연결하는 연결강봉(120)은, 일측이 어느 하나의 중공프레임(110)(본 실시예에서는 우측 중공프레임)에 매립되고, 타측이 다른 하나의 중공프레임(110)(본 실시예에서는 좌측 중공프레임) 내부로 인입되어, 좌측 중공프레임(110) 내에 장착된 격판(150)을 관통한 후 체결너트(190)에 의해 고정되도록 구성될 수 있다. 이때, 연결강봉(120)이 매립되는 지점과 상기 연결강봉이 격판(150)을 관통하는 지점에 약간의 편차가 존재하는 경우, 상기 연결강봉(120)을 한 쌍의 중공프레임(110)에 체결할 때에는 도 13에 도시된 바와 같이 연결강봉(120)을 약간 벤딩시킬 필요가 있을 수 있다.
이와 같이 연결강봉(120)이 격판(150)에 결합되도록 구성되면, 상기 연결강봉(120)이 매립될 수 없는 구조의 중공프레임(110)도 연결할 수 있으므로, 일반 사각형 중공관을 중공프레임(110)으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.
물론, 이와 같이 연결강봉(120)이 격판(150)에 결합되는 경우에 있어서도, 각각의 중공프레임(110)에 설치된 두 개의 격판(150)과 외부연결재(140)로 둘러싸인 공간에는 레진몰탈(160)이 채워짐이 바람직하다.
도 14는 본 발명에 의한 건축물 구조체에 포함되는 종거더의 횡단면도이고, 도 15은 종거더의 일반부와 지점부의 연결구조를 도시하는 단면도이다.
건축물 구조체에 적용되는 종거더(200)는 하나의 관 형태를 이루는 일반부(210)와 두 개의 관이 적층된 형태를 이루는 지점부(220)로 구분될 수 있는데, 종거더(200)의 단면2차모멘트가 증가되어 휨강도 및 비틀림강도 등 여러 종류의 강성이 증가될 수 있도록 도 14에 도시된 바와 같이 외측으로 돌출 연장되는 보강플레이트(212, 222)를 구비할 수 있다. 이와 같이 보강플레이트(212, 222)가 구비되어 강성이 증가되는 구조는, 종거더(200)뿐만 아니라 횡거더(300), 기둥(100), 난간지주(600) 등 다양한 종류의 부재에도 적용될 수 있다.
한편, 형상이 상이한 일반부(210)와 지점부(220)가 일체로 연결될 수 있도록, 도 15에 도시된 바와 같이 일반부(210)의 일측과 지점부(220)의 일측이 삽입되어 볼트로 체결되는 연결관(260)이 추가로 구비될 수 있다. 이때 상기 연결관(260)의 개방부위에는 마감판(270)이 장착되어 상기 연결관(260) 내부로 물이나 이물질이 유입되지 아니하도록 할 수 있다.
도 16 및 도 17는 종거더에 난간지주가 결합되는 구조를 순차적으로 도시한다.
수직으로 세워지는 난간지주(600)는 하단이 상기 종거더(200)의 내측으로 삽입되도록 결합되는데, 측방으로 인가되는 외력에 위해 기울어지지 아니하도록 구성됨이 바람직하다. 즉, 상기 종거더(200)는 중공관 형상으로 형성되며, 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 상기 난간지주(600)의 내측에 삽입되되 측벽에 다수 개의 관통홀(240)이 형성되는 속주(230)와, 상기 종거더(200)의 내부공간을 가로지르도록 장착되되 상기 속주(230)를 사이에 두고 이격 배열되는 한 쌍의 차단벽(250)을 구비하고, 상기 속주(230)의 내부공간과 상기 한 쌍의 차단벽(250) 사이의 공간에는 모르타르가 충진되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 난간지주(600)가 속주(230)와 끼워맞춤 방식으로 결합되고, 종거더(200) 내부공간 중 난간지주(600)가 장착된 부위가 모르타르로 채워지면, 상기 난간지주(600)는 일정 수준의 외력이 인가되더라도 쉽게 쓰러지지 아니하게 된다는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 기둥 110 : 복합구조재
120 : 연결강봉 121 : 수나사산
130 : 연결소켓 131 : 암나사산
140 : 외부연결재 150 : 격판
160 : 레진몰탈 170 : 내부연결재
180 : 보강판 181 : 관통공
200 : 종거더 300 : 횡거더
400 : 받침대 500 : 데크
600 : 난간지주 700 : 연결브라켓
800 : 지주고정브라켓

Claims (8)

  1. 수직으로 세워지는 복수 개의 기둥;
    상기 복수 개의 기둥 상단에 결합되는 종거더 및 횡거더;
    상기 종거더와 횡거더 상에 안착되는 받침대;
    상기 받침대 상에 안착되는 데크;
    상기 데크 상에 세워지는 복수 개의 난간지주;
    로 구성되되,
    상기 기둥과 종거더와 횡거더와 받침대와 데크와 난간지주 중 적어도 하나 이상은 미장무늬가 인쇄된 베일과 섬유보강재와 열경화성수지와 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제로 이루어지는 복합구조재로 제작되며,
    상기 기둥과 종거더와 횡거더는, 일렬로 배열되는 둘 이상의 중공프레임과, 상기 둘 이상의 중공프레임을 연결하는 복수 개의 연결강봉과, 이웃하는 두 개의 중공프레임 중 상호 대응되는 측을 둘러싸는 외부연결재를 포함하여 구성되고,
    상기 연결강봉은, 상기 중공프레임과 나란하도록 배열되어, 일측이 어느 하나의 중공프레임에 매립되고, 타측이 다른 하나의 중공프레임 내부로 인입되며,
    각각의 중공프레임 내부공간 중 상기 외부연결재에 의해 둘러싸인 측을 횡방향으로 가로지르도록 장착되어 상기 중공프레임의 내부공간을 구획하는 격판과, 상기 두 개의 격판과 상기 외부연결재로 둘러싸인 공간을 채우는 레진몰탈을 더 포함하고,
    상기 연결강봉의 타측은 다른 하나의 중공프레임에 장착된 격판을 관통한 후 체결너트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 건축물 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공프레임은 각관 형상으로 형성되되 측벽 부위보다 모서리 부위의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 연결강봉은 상기 중공프레임과 길이방향이 나란하도록 배열되어 상기 중공프레임의 모서리 부위에 각각 매립되며, 일렬로 배열된 두 개의 연결강봉 끝단을 연결하는 연결소켓을 더 포함하는 건축물 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    각각의 중공프레임 내부공간 중 상기 외부연결재에 의해 둘러싸인 측을 횡방향으로 가로지르도록 장착되어 상기 중공프레임의 내부공간을 구획하는 격판과, 상기 두 개의 격판과 상기 외부연결재로 둘러싸인 공간을 채우는 레진몰탈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조체.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공프레임의 내부공간으로 끼워맞춤 방식으로 삽입 가능한 중공관 형상으로 형성되어 길이방향 양측이 이웃하는 두 개의 중공프레임 내부공간에 삽입되는 내부연결재와, 상기 내부연결재와 상기 외부연결재로 둘러싸인 공간을 채우는 레진몰탈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥은, 상기 중공프레임의 측벽에 매립되는 보강판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 구조체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보강판에는 다수 개의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 구조체.
  8. 수직으로 세워지는 복수 개의 기둥;
    상기 복수 개의 기둥 상단에 결합되는 종거더 및 횡거더;
    상기 종거더와 횡거더 상에 안착되는 받침대;
    상기 받침대 상에 안착되는 데크;
    상기 데크 상에 세워지는 복수 개의 난간지주;
    로 구성되되,
    상기 기둥과 종거더와 횡거더와 받침대와 데크와 난간지주 중 적어도 하나 이상은 미장무늬가 인쇄된 베일과 섬유보강재와 열경화성수지와 충진제와 저수축제와 이형제와 경화제로 이루어지는 복합구조재로 제작되며,
    상기 기둥과 종거더와 횡거더는, 일렬로 배열되는 둘 이상의 중공프레임과, 상기 둘 이상의 중공프레임을 연결하는 복수 개의 연결강봉과, 이웃하는 두 개의 중공프레임 중 상호 대응되는 측을 둘러싸는 외부연결재를 포함하여 구성되고,
    상기 종거더는 중공관 형상으로 형성되며, 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 상기 난간지주의 내측에 삽입되되 측벽에 다수 개의 관통홀이 형성되는 속주와, 상기 종거더의 내부공간을 가로지르도록 장착되되 상기 속주를 사이에 두고 이격 배열되는 한 쌍의 차단벽을 구비하고,
    상기 속주의 내부공간과 상기 한 쌍의 차단벽 사이의 공간에는 모르타르가 충진되는 것을 특징으로 하는 건축물 구조체.
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