KR101705260B1 - 모듈러건축물의 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법 - Google Patents

모듈러건축물의 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

모듈러건축물에 있어 EV샤프트 등 코아구조물(A1)에 발생하는 횡력에 의한 변위를 최소화시키면서도 신속하게 적층 시공할 수 있도록 하면서 주위의 모듈러구조물에 휨모멘트가 전달되지 않도록 하여 안정하게 시공할 수 있는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것으로서 상기 연결구조는 코아구조물(A1)은 복합 PC구조, 모듈러구조물(A2)은 철골구조물을 서로 연결하여 박스체 형태로 제작하고, 상기 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)은 모서리 횡방향연결구과 모서리 횡방향연결구 사이에 코아구조물의 연결형강과 일체로 고정 설치되는 중간 횡방향연결구를 이용하여 힌지 연결구조가 이루어지도록 하게 된다.

Description

모듈러건축물의 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법{JOINT STRUCTURE OF CORE AND MODULAR STRUCTURE FOR MODULAR BUILDING AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 모듈러건축물의 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 모듈러건축물에 있어 EV샤프트 등 코아구조물에 발생하는 횡력에 의한 변위를 최소화시키면서도 신속하게 적층 시공할 수 있도록 하면서 주위의 모듈러구조물에 휨모멘트가 전달되지 않도록 하여 안정하게 시공할 수 있는 모듈러건축물의 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 모듈러건축물의 계단실 설치구성이 개시된 사진이다.
상기 모듈러건축물은 직육면체 형태의 모듈러구조물을 통상 강재로 제작하여 서로 상,하,좌,우로 조립하여 시공하게 되는데 이렇게 완성된 건축물에 있어 건축물 내부에 별도의 EV실(엘리베이터 샤프트) 또는 계단실과 같은 코아구조물(A1)을 시공할 경우,
상,하로 적층시공하기 때문에 좌,우로 횡력에 저항하는 주위 모듈러구조물(A2)이 존재하지 않는 등의 문제로 코아구조물(A1)이 중고층화 될 경우 코아구조물(A1)의 강재단면을 증가시켜도 횡 변위가 증가하여 사용성에 문제가 발생한다는 문제점이 있었다.
이에 모듈러건축물의 코아구조물(A1)은 강재로 제작하지 않고, 거푸집과 현장타설 콘크리트로 시공하는 콘크리트 코아구조물(A1)로 제작하거나 코아구조물(A1)을 PC화시켜 제작하는 방법이 소개되어 있다.
도 1b는 이와 같이 콘크리트로 제작된 코아구조물(A1)을 시공하면서, 주위에 강재로 제작된 모듈러구조물(A2)을 시공도를 도시한 것이다.
이때 상기 코아구조물(A1)은 별도로 먼저 상,하 적층 시공되고, 먼저 시공된 코아구조물(A1) 주위에 다수의 모듈러구조물(A2)을 시공하게 된다.
이때 적층 시공된 모듈러구조물(A2)과 코아구조물(A1)을 서로 횡방향으로 연결시켜 코아구조물(A1)의 횡력에 대한 저항 성능을 확보할 수 있도록 하고 있다.
이때 상기 코아구조물(A1)을 습식 콘크리트로 시공하는 경우 모듈러구조물과의 횡방향 연결수단은 다양한 수단을 이용할 수 있다.
예컨대, 도 1c 및 도 1d와 같이 종래 습식 형태의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 횡방향 연결수단을 살펴볼 수 있다.
구체적으로 도 1d와 같이,
코아구조물(A1)의 벽체콘크리트를 타설 하기 앞서 벽체 내부에 강판이 매립되도록 설치하거나, 완성된 코아구조물(A1) 벽체에 강판을 앵커로 고정하여 철골보를 연결하는 방식이 적용하거나, 매립 강판 또는 후설치 강판과 철골보를 볼트 또는 용접으로 단순(simple) 접합시키는 등 다양한 횡방향 연결수단이 이용하고 있음을 알 수 있다.
반면 상기 코아구조물(A1)을 건식으로 시공하는 경우 즉, 프리캐스트화 시켜 시공하는 경우에도 역시 횡방향 연결수단에 의하여 코아구조물(A1) 벽체에 휨 모멘트가 발생하지 않도록 해야 한다.
하지만 종래 코아구조물(A1)의 PC벽체와 빔부재(철골부재)와의 접합구조들(예컨대, 대한민국 특허 제 1194170, 10-1407502, 10-1367424, 공개특허 2003-0082668)은 모두 습식으로 코아구조물(A1)을 시공하는 경우의 연결수단 또는 접합수단을 그대로 이용하고 있을 뿐 달리 건식 시공방식에 있어 휨 모멘트를 전달하지 않는 횡방향 연결수단을 개시하고 있지 않고 있다는 한계가 있게 된다.
나아가 코아구조물(A1)을 건식으로 시공하는 경우 모듈러구조물(A2)과의 횡방향 연결수단 다른 예를 살펴보면 도 1e와 같이, 코아구조물(A1)을 프리캐스트화 시켜 시공하되 그 주위에 모듈러구조물(A2)을 적층 시공함에 있어서, 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)을 용접 방식으로 서로 강 접합하는 것으로 추정되는 예도 소개되어 있다.
하지만 이럴 경우 코아구조물(A1) 벽체에 휨 모멘트가 발생할 수 있어 구조적인 안전성을 확보하지 못할 수 있다는 한계가 있게 된다.
또한 코아구조물(A1)에 있어 모듈러구조물(A2)을 인양 후 하강시켜 적층 시공함에 있어 철골구조물의 종래 연결수단을 그대로 사용할 경우 횡방향 연결수단이 돌출 설치되는 경우가 많아 시공에 방해가 될 수밖에 없고,
이러한 횡방향 연결수단은 다소 구조가 복잡하여 특히 코아구조물(A1)과 주위에 적층시공되는 모듈러구조물(A2)의 횡방향 연결수단으로 그대로 이용하기가 어렵다는 문제가 있었다.
대한민국 특허 제 10-1565543호(발명의 명칭:철근 콘크리트와 철골프레임의 접합구조물 및 접합공법) 대한민국 특허 제 10-1565543호(발명의 명칭:플레이트를 이용한 RC기둥과 철골 벨트 트러스 접합구조체)
이에 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
본 발명의 기술적 과제는 모듈러건축물의 코아구조물에 있어서 주위 모듈러구조물 시공과 함께 시공할 수 있도록 하면서, 횡력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있도록 함으로서 신속하고 경제적이며 안정적인 모듈러건축물용 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한 본 발명의 기술적 다른 과제는 코아구조물은 거푸집과 콘크리트로 시공하는 복합 PC구조로 시공하되 이러한 복합 PC구조에 있어 횡방향으로 연결되는 모듈러구조물과의 횡방향 연결수단을 힌지형태로 연결시켜 코아구조물 벽체에 휨 모멘트가 발생하지 않도록 함으로서 구조적인 안전성을 확보할수 있는 모듈러건축물용 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 상기 복합 PC구조의 코아구조물과 횡방향으로 연결되는 모듈러구조물과의 횡방향 연결수단으로서 모듈러구조물의 시공에 방해되지 않으면서도 복합 PC구조와의 연결성능을 충분히 활용할 수 있는 있는 모듈러건축물용 코아구조물과 모듈러구조물의 연결구조 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 연결구조는
코아구조물(A1)은 PC벽체를 서로 연결하여 박스체 형태로 제작하되 모서리부는 모서리콘크리트에 의하여 합성시키고, PC벽체 상,하는 연결형강에 의하여 연결시키는 복합 PC구조로 형성되도록 하며,
모듈러구조물(A2)은 철골구조물을 서로 연결하여 박스체 형태로 제작하고,
상기 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)은 횡방향연결구를 이용하되, 상기 횡방향연결구는
코아구조물(A1)의 모서리콘크리트와 연결형강과 일체로 고정 설치되는 모서리 횡방향연결구와 모서리 횡방향연결구 사이에 코아구조물의 연결형강과 일체로 고정 설치되는 중간 횡방향연결구를 이용하되,
상기 횡방향연결구는 경첩부에 의하여 코아구조물과 모듈러구조물 사이에 접어져 힌지연결되도록 하게 된다.
또한 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 시공방법은
(a) PC벽체를 콘크리트패널부 상면에 형성된 돌출연결부와 콘크리트패널부의 양 측면부의 전단홈과 전단키를 포함하는 측면전단연결부를 이용하여 서로 연결시켜 모서리부가 형성되는 중공 사각박스체 형태로 제작하여, 상기 콘크리트패널부의 돌출연결부 양 측면에 일체로 형성된 연결형강들을 서로 볼트와 너트로 체결하여 PC벽체들을 상,하 연결시공하고, 상기 PC벽체들의 모서리부에 모서리연결철근이 내측에 위치하도록 절곡수직거푸집을 세팅하는 단계;
(b) 코아구조물(A1)의 모서리콘크리트와 연결형강과 모서리 횡방향연결구를 일체로 고정 설치시키는 단계;
(c) 상기 모서리 횡방향연결구 사이에 코아구조물의 연결형강과 일체로 중간 횡방향연결구를 고정 설치하는 단계; 및
(d) 상기 모서리 횡방향연결구와 중간 횡방향연결구의 경첩부를 이용하여 모서리 횡방향연결구와 중간 횡방향연결구의 모듈러연결부가 접어지도록 하는 단계;를 포함하며
(e) 접어진 모듈러연결부를 이용하여 모듈러구조물(A2)을 코아구조물 주변에 인양하여 하강 설치한 후, 상기 접어진 모듈러연결부를 펼쳐 설치된 모듈러구조물의 철골구조물에 체결시켜 고정 설치하는 단계;를 포함하게 된다.
본 발명에 의한 복합 PC 구조에 의한 코아구조물을 이용하여 공기단축이 가능하도록 하면서도 구조적으로 코아구조물을 구성하는 PC패널의 일체화가 가능하여 안정적인 모듈러건축물용 코아구조물 시공이 가능하게 된다.
이에 건식 시공방식의 장점을 그대로 유지하면서 최소화된 습식 시공방식을 채택하여 모듈구조물과 동시에 코아구조물을 신속하게 시공하고자 하는 모듈러건축물의 시공 취지를 극대화시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 코아구조물의 모서리콘크리트 현장 타설을 통한 횡력에 대한 일체 거동 가능이 가능하도록 하면서도 주변에 시공되는 모듈러구조물과 횡방향연결구를 이용하여 휨 모멘트가 코아구조물에 전달되지 않도록 할 수 있어 구조적으로도 매우 안정적인 모듈러건축물 시공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 횡방향연결구는 모듈러구조물의 하강에 의한 적층 연결에 방해되지 않도록 경첩 형태로 제작하고, 경첩 부위는 시공오차를 감안하여 연결부 이격공간을 형성시켜 횡방향연결구를 사용하면서도 시공성 및 작업성을 확보할 수 있게 된다.
도 1a는 종래 모듈러건축물의 계단실 및 코아구조물(A1)의 시공사진,
도 1b는 종래 콘크리트로 제작된 코아구조물(A1)과 강재로 제작된 모듈러구조물(A2)의 시공도,
도 1c 및 도 1d는 종래 습식 형태의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 횡방향 연결수단의 예시도들,
도 1e는 종래 건식 형태의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 시공사진,
도 2a는 본 발명의 모듈러건축물용 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 시공사시도,
도 2b는 본 발명의 모듈러건축물용 코아구조물(A1)의 시공사시도,
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 모듈러건축물용 코아구조물(A1)의 벽체와 모서리부 시공사시도,
도 3a는 본 발명의 모듈러건축물용 코아구조물(A1)과 횡방향연결구의 설치사시도,
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 횡방향연결구의 구성 및 설치사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 모듈러건축물용 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공방법 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 모듈러건축물(A)의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조 ]
도 2a는 본 발명의 모듈러건축물(A)용 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 시공사시도, 도 2b는 본 발명의 코아구조물(A1)의 시공사시도, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 코아구조물(A1)의 PC벽체와 모서리부 시공사시도를 도시한 것이다.
상기 모듈러건축물(A)은 도 2a와 같이 계단실 또는 EV 샤프트와 같은 코아구조물(A1) 주위에 모듈러구조물(A2)을 함께 시공하게 된다.
이러한 코아구조물(A1)은 특성상 횡력에 매우 취약한 형태가 된다. 이는 코아구조물(A1)이 상,하로 연장되는 박스체 구조물로 시공되고 좌,우 로는 달리 횡방향 변위를 구속해주는 구조물이 접하도록 시공되지 않기 때문이다.
하지만 코아구조물(A1)을 철골구조물로 제작하더라도 횡 변위가 증가하는 등의 문제로 사용성에 문제가 발생하기 때문에, 본 발명은 코아구조물(A1)은 건식시공 방식(프리캐스트 방식)으로 제작하되 연직방향 일체화를 위하여 모서리부는 습식시공방식(현장 콘크리트 방식)으로 시공하는 복합 PC 구조로 제작하게 된다.
이때 특히 모서리부에 도 2a와 같이, 횡방향연결구(400)를 함께 설치하고,
철골구조물로 제작된 모듈러구조물(A2)을 상기 횡방향연결구(400)로 횡방향 연결 시공하게 된다.
이에 먼저 복합 PC 구조를 살펴보면 다음과 같다.
즉, 도 2b와 같이, 공장에서 미리 제작된 PC벽체(100, 프리캐스트화 된 철근콘크리트 패널벽체)를 횡방향으로 연결하여 벽체를 구성하게 되고, 상, 하로 연결하여 적층시키게 된다.
이에 4개의 모서리부가 형성되는 중공 사각박스체 형태의 코아구조물(A1)이 형성되고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 횡방향 연결은 도 2c와 같이, PC벽체(100)의 상면에 형성된 돌출연결부(114)와 돌출연결부(114) 양 측면에 일체로 형성된 연결형강(120) 및 콘크리트패널부(110)의 양 측면부의 전단홈과 전단키를 포함하는 측면전단연결부(115)를 이용하여 서로 연결시키게 된다.
즉, 콘크리트패널부(110)의 내부철근들과 연결되며 돌출연결부(114) 양 측면에 일체로 형성된 연결형강(120)들을 서로 볼트와 너트로 체결하는 방식으로 2단 이상으로 PC벽체(100)들을 상,하로 연결시공하게 됨을 알 수 있다.
구체적으로는 수직판 형태의 몸통부 상면과 저면의 중앙부에 돌출연결부(114)가 형성되며 수직철근을 포함하는 철근조립체가 매립 형성된 콘크리트패널부(110); 및 상기 돌출연결부(114) 양 측방 콘크리트패널부의 상면과 저면에 수직철근이 관통되어 연결된 일측 플랜지를 포함하는 연결형강(120);을 포함하는 PC벽체(100)로 형성됨을 알 수 있다.
이때, 수직철근은 콘크리트패널부(110)를 상,하로 관통하여 양 단부가 연결형강(120)의 일측 플랜지를 관통하여 연결되도록 하여 연결형강과 콘크리트패널부의 구조적 일체성을 확보할 수 있게 되며,
상기 연결형강(120)은 횡력에 대한 연결부위 강성이 확보되도록 콘크리트패널부(110) 상면에 형성된 돌출연결부(114)를 사이에 두고 철근조립체에 일체로 고정되도록 한 것으로서,
상기 돌출연결부(114) 양 측면에는 수직부, 양 플랜지로 구성된 ㄷ형강으로 형성된 연결형강(120)의 상기 수직부가 접하도록 하고 일측 플랜지는 콘크리트패널부(110) 상면 및 저면에 위치하여
상기 PC벽체(100)는 상,하 수직방향으로 연결시킴에 있어서 연결형강(120)이 서로 볼트와 너트로 연결된다.
이때 도 2d와 같이 PC벽체(100)들의 모서리부에 모서리연결철근(130)이 내측에 위치하도록 절곡수직거푸집(140)을 인서트(116)와 연결볼트(117)로 세팅하게 된다.
이에 현장에서 모서리콘크리트(150)를 절곡수직거푸집(140) 내측으로 타설하여 양생시키게 되면 최종 적층된 코아구조물(A1) 시공이 완성되게 됨을 알 수 있다.
이때 상기 횡방향연결구(400)는 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)로 설치하게 된다.
[ 본 발명의 횡방향연결구(400) ]
도 3a는 본 발명의 모듈러건축물용 코아구조물(A1)과 횡방향연결구(400)의 설치사시도, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 횡방향연결구(400)의 구성 및 설치사시도를 도시한 것이다.
상기 양 횡방향연결구(400)는 도 3a와 같이, 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)로 구분되며,
모서리 횡방향연결구(400a)는 코아구조물(A1)의 연결형강(120)과 모서리콘크리트(150)에 의하여 코아구조물(A1)에 고정 설치되며, 코아구조물(A1)의 연결형강(120)과 모듈러구조물(A2)의 철골구조물과 체결구에 의하여 고정 설치되며,
중간 횡방향연결구(400b)는 코아구조물(A1)의 연결형강(120)과 모듈러구조물(A2)의 철골구조물과 체결구에 의하여 고정 설치된다.
이에 도 3b 및 도 3c와 같이, 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)는 코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)로 형성되며, 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)를 횡방향으로 서로 연결하기 위한 것으로서,
복합 PC구조의 코아구조물(A1)에 먼저 코아연결부(410)를 연결되도록 하고,
모듈러연결부(420)가 접어진 상태에서 모듈러구조물(A2)이 하강 설치되면 모듈러연결부(420)를 펼쳐 모듈러구조물(A2)과 연결시켜 최종 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)을 서로 횡방향 연결되도록 함에 특징이 있다.
먼저 상기 모서리 횡방향연결구(400a)의 코아연결부(410)는 도 3b와 같이, 코아구조물(A1)의 모서리콘크리트(150) 타설 시 일체로 합성되도록 함과 더불어 코아구조물(A1)의 연결형강(120)에 체결구(미도시)로 서로 일체성을 확보하게 되고,
상기 중간 횡방향연결구(400b)는 도 3c와 같이 모서리콘크리트(150)가 타설되는 부위가 아니므로 연결형강(120)에 볼트와 너트에 의한 체결구로 일체로 설치되도록 하여 일체성을 확보하게 된다.
이에 상기 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)이 코아구조물(A1)에 먼저 설치되면 힌지구조로서 경첩부(430)를 기준으로 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b) 각각의 모듈러연결부(420)를 수직으로 접어 모듈러구조물(A2)의 인양 후 하강시켜 주변에 설치함에 방해가 되지 않도록 한 후, 접어진 모듈러연결부(420)를 펼치면서 적층된 코아구조물(A1) 주위에 모듈러구조물(A2)를 횡방향으로 연결시공하게 된다.
이에 모서리 횡방향연결구(400a)은 연결부위가 모서리부에 형성되는 것을 의미하며 중간 횡방향연결구(400b)는 모서리 횡방향연결구(400a) 사이에 형성되는 것을 의미한다.
이에 도 3b와 같이 모서리 횡방향연결구(400a)을 구체적으로 살펴보면 코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)는 경첩부(430)에 의하여 서로 회전이 가능하도록 하고 있음을 알 수 있다.
상기 코아연결부(410)는 도 2d를 참조하면 코아구조물(A1)에 고정 설치하기 위하여 코아구조물(A1)의 연결형강(120)과 볼트등에 의한 체결구로 기본적으로 위치 세팅되도록 하면서, 코아구조물(A1)을 구성하는 PC벽체(100)들의 모서리부에 모서리연결철근(130)을 세팅하고, 모서리연결철근(130)이 내측에 위치하도록 절곡수직거푸집(140)을 인서트와 연결볼트로 세팅되면 모서리콘크리트(150)를 절곡수직거푸집(140) 내측으로 타설하여 양생시키게 되는데,
이러한 모서리콘크리트(150) 타설 공간에 상기 코아연결부(410)가 합성되어 일체화되도록 하여 복합 PC구조의 코아구조물(A1) 시공공정을 활용하여 고정 설치시키고 있음을 알 수 있다.
이에 상기 코아연결부(410)에는 수직봉 형태의 다수 전단연결재(411)가 상면과 저면에 형성되도록 하고 있음을 알 수 있으며
연결형강(120)과 체결시키기 위한 체결홀이 다수 형성되어 있음을 알 수 있으며, 모서리콘크리트(150)의 타설에 방해되지 않도록 모서리개구부(440)가 형성된 ㄷ 자 형태로 형성됨을 알 수 있다.
이에 상기 모서리개구부(440)에 모서리연결철근(130)이 관통되도록 하고 있음을 알 수 있다.
다음으로 상기 모듈러연결부(420)는 모듈러구조물(A2)의 철골구조물에 맞추어 ㄴ 자형태로 형성되고 있음을 알 수 있으며 모듈러구조물(A2)의 철골구조물의 상면에 체결구에 의하여 고정 설치될 수 있도록 역시 체결홀이 다수 형성됨을 알 수 있다.
상기 경첩부(430)는 코아연결부(410)로부터 모듈러연결부(420)가 도 3a와 수직으로 접어질 수 있도록 하기 위한 핀연결부로서 도 3b와 같이 힌지소켓부(431,432)가 서로 일직선상으로 세팅되도록 하여 핀이 힌지소켓부들을 관통하도록 형성시키게 되된다.
도 3b의 경우에는 코아구조물(A1)에 형성된 양 힌지소켓부(431) 사이에 모듈러구조물(A2)의 힌지소켓부(432)가 세팅되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공 시 위치 세팅에 오차가 발생할 수 있음을 고려하여 힌지소켓부(431,432)들이 일직선상으로 세팅됨에 있어 서로 이격거리가 형성되도록 함이 바람직하다.
다음으로 중간 횡방향연결구(400b)를 살펴보면 도 3c와 같이,
이에 역시 코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)는 경첩부(430)에 의하여 서로 회전이 가능하도록 하고 있음을 알 수 있다.
상기 코아연결부(410)는 역시 코아구조물(A1)에 고정 설치하기 위하여 코아구조물(A1)의 연결형강(120)과 볼트등에 의한 체결구로 위치 세팅되도록 하게 되며 모서리콘크리트(150)가 타설되지 않는 부위이므로 모서리 횡방향연결구(400a)와는 달리 전단연결재가 형성되지 않고, 연결형강(120)에 고정 설치하기 위한 체결홀이 다수 형성되어 있음을 알 수 있으며, 판재 형태로 형성됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 모듈러연결부(420)는 역시 철골구조물인 모듈러구조물의 모서리부 상면에 맞추어 판재 형태로 형성되고 있음을 알 수 있으며 모듈러구조물의 연결형강(120)의 상면에 체결구에 의하여 고정 설치될 수 있도록 역시 체결홀이 다수 형성됨을 알 수 있다.
상기 경첩부(430)는 역시 코아연결부(410)로부터 모듈러연결부(420)가 도 3a와 수직으로 접어질 수 있도록 하기 위한 핀연결부로서 도 3c와 같이 힌지소켓부(431,432)가 서로 일직선상으로 세팅되도록 하여 핀이 힌지소켓부들을 관통하도록 형성시키게 된다.
도 3c의 경우에서도 코아구조물(A1)에 형성된 양 힌지소켓부(431) 사이에 모듈러구조물(A2)의 힌지소켓부(432)가 세팅되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공 시 위치 세팅에 오차가 발생할 수 있음을 고려하여 힌지소켓부(431,432)들이 일직선상으로 세팅됨에 있어 서로 이격거리가 형성되도록 함은 동일하다.
[ 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공방법 ]
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 모듈러건축물(A)의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)의 시공방법 순서도이다.
이러한 시공방법은 모듈러건축물(A)에 있어 계단실 또는 EV 샤프트와 같은 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)들을 횡방향 연결 시공하는 방법이라 할 수 있다.
이에 도 4a와 같이, PC벽체(100)의 돌출연결부(114)와 콘크리트패널부(110)의 양 측면부에 상,하 연속형성된 전단홈과 전단키를 포함하는 측면전단연결부(115)를 이용하여 서로 조립하여 제작함으로서 4개의 모서리부가 형성되는 중공 사각박스체 형태의 코아구조물(A1)이 설치되고 있음을 알 수 있다.
다음으로는 코아구조물(A1) 상면에 연결형강(120)들을 서로 볼트와 너트로 체결하는 방식으로 PC벽체(100)들을 상, 하로 연결시공하게 된다.
다음으로는 PC벽체(100)들의 모서리부에 앞서 살펴본 모서리연결철근(130)을 세팅하고, 모서리연결철근(130)이 내측에 위치하도록 절곡수직거푸집(140)을 인서트(116)와 연결볼트(117)로 세팅하게 된다.
다음으로는 모듈러구조물(A2)이 연결되어야 모서리부와 모서리부 사이에 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)를 고정 설치하게 된다.
이에 본 발명의 모서리 횡방향연결구(400a)은 모서리콘크리트(150)와 합성 및 연결형강(120), 철골구조물의 체결에 의하여 중간 횡방향연결구(400b)는 연결형강(120)과 철골구조물의 체결에 의하여 고정 설치함을 알 수 있다.
이에 현장에서 모서리콘크리트(150)를 절곡수직거푸집(140) 내측으로 타설하여 양생시키게 되면 코아구조물(A1)과 횡방향연결구(400)이 설치가 완료된다.
이에 경첩부(430)를 이용하여 횡방향연결구(400)의 모듈러연결부(420)가 수직으로 접혀지도록 한 후, 도 4a와 같이, 모듈러구조물(A2)을 인양하여 코아구조물(A1) 주위에 접하는 위치까지 세팅시켜 놓게 된다.
이에 도 4b와 같이, 상기 접어진 모듈러연결부(420)를 다시 수평으로 세팅하면서 모듈러구조물(A2)의 연결형강(120)과 체결구를 이용하여 체결함으로서 최종 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 횡방향 연결이 완성되도록 하게 된다.
이로서 상기 모듈러구조물(A2)는 상,하,좌,우로 계속 적층시키게 되고, 코아구조물(A1)은 미리 설계된 층수를 고려하여 미리 상,하 적층시켜 모듈러건축물(A)을 최종 완성시키게 되며, 달리 용접작업 없이 모듈러건축물의 신속한 시공이 가능하게 된다.
이에 본 발명은
첫째, 모듈러건축물의 코아구조물(A1)을 건식 시공방식으로 제작 및 시공하되, 상기 코아구조물(A1)은 PC벽체를 이용하여 제작하며, 상, 하 PC벽체의 모서리부에 있어 절곡수직거푸집을 설치하고, 절곡수직거푸집으로 감싸진 모서리부에 모서리연결철근을 삽입한 후 모서리콘크리트를 내부에 타설하여 모서리연결부의 일체화가 가능하도록 하는 복합 PC 구조로 시공하고,
둘째, 상기 복합 PC 구조에 의한 코아구조물(A1)과 모듈러구조물과의 횡방향 연결은 코아구조물(A1)의 모서리부에 타설되는 콘크리트와 함께 일체화되는 모서리 횡방향연결구과, 코아구조물(A1)의 PC패널의 상면에 형성된 연결형강과 연결되는 중간 횡방향연결구를 이용하여 코아구조물(A1)에 휨 모멘트가 전달되지 않도록 하면서도, 복합 PC구조의 모서리콘크리트 및 연결형강의 연결구조를 활용하여 효율적인 코아구조물(A1)과 모듈러구조물 시공이 가능하도록 하게 되며,
셋째, 상기 모서리 횡방향연결구과 중간 횡방향연결구는 모듈러구조물의 하강 설치 시 방해가 되지 않도록 경첩형태로 접어질 수 있도록 하여 모듈러구조물의 시공성을 확보할 수 있도록 하게 됨을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: PC벽체
110: 콘크리트패널부 114: 돌출연결부
115: 측면전단연결부 120: 연결형강
130: 모서리연결철근 140: 절곡수직거푸집
150: 모서리콘크리트 400: 횡방향연결구
400a: 모서리 횡방향연결구 400b: 중간 횡방향연결구
410: 코아연결부 411: 전단연결재
420: 모듈러연결부 430: 경첩부
431,432: 힌지소켓부 440: 모서리개구부
A: 모듈러 건축물
A1: 코아구조물 A2: 모듈러구조물

Claims (12)

  1. 코아구조물(A1)은 PC벽체(100)를 서로 연결하여 박스체 형태로 제작하되 모서리부는 모서리콘크리트(150)에 의하여 합성시키고, PC벽체 상,하는 연결형강(120)에 의하여 연결시키는 복합 PC구조로 형성되도록 하며,
    모듈러구조물(A2)은 철골구조물을 서로 연결하여 박스체 형태로 제작하고,
    상기 코아구조물(A1)과 모듈러구조물(A2)은 횡방향연결구(400)를 이용하되, 상기 횡방향연결구(400)는
    코아구조물(A1)의 모서리콘크리트(150)와 연결형강(120)과 일체로 고정 설치되는 모서리 횡방향연결구(400a)와 모서리 횡방향연결구(400a) 사이에 코아구조물의 연결형강과 일체로 고정 설치되는 중간 횡방향연결구(400b)을 이용하되,
    상기 횡방향연결구(400)는 경첩부(430)에 의하여 코아구조물과 모듈러구조물 사이에 접어져 힌지연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모서리 횡방향연결구(400a)은 코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)가 서로 경첩부(430)에 의하여 힌지 연결되도록 하되,
    상기 코아연결부(410)는 전단연결재(411)가 상면과 저면에 형성되며, 연결형강(120)과 체결시키기 위한 체결홀이 형성되며, 모서리콘크리트(150)의 타설에 방해되지 않도록 모서리개구부(440)가 형성된 ㄷ 자 형태의 판재로 형성되고, 상기 모서리개구부(440)에 모서리연결철근(130)이 관통되도록 하여, 모서리콘크리트(150)에 의하여 코아연결부(410)가 코아구조물(A1)에 고정 설치되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코아연결부(410)와 경첩부(430)에 의하여 힌지 연결되는 모듈러연결부(420)는
    철골구조물인 모듈러구조물의 모서리부 상면에 맞추어 형성되며 모듈러구조물의 철골구조물 상면에 체결구에 의하여 고정 설치되는 체결홀이 형성된 판재로서 형성되는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 모서리 횡방향연결구(400a)의 경첩부(430)는
    코아연결부(410)로부터 모듈러연결부(420)가 서로 수직으로 접어질 수 있도록 하기 위한 핀연결부로서, 코아구조물(A1)에 형성된 양 힌지소켓부(431) 사이에 모듈러구조물(A2)의 힌지소켓부(432)가 세팅되어 핀으로 연결되도록 하며,
    코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공 시 위치 세팅에 의한 오차는 힌지소켓부(431,432)들이 일직선상으로 세팅됨에 있어 서로 이격거리가 형성되도록 하여 상쇄되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 횡방향연결구(400b)은 코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)가 서로 경첩부(430)에 의하여 힌지 연결되도록 하되,
    상기 코아연결부(410)는 연결형강(120)과 체결시키기 위한 체결홀이 형성된 판재로 형성되고,
    상기 코아연결부(410)와 경첩부(430)에 의하여 힌지 연결되는 모듈러연결부(420)는 모듈러구조물의 철골구조물 상면에 체결구에 의하여 고정 설치되는 체결홀이 형성된 판재로서 형성되는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 중간 횡방향연결구(400b)의 경첩부(430)는
    코아연결부(410)로부터 모듈러연결부(420)가 서로 수직으로 접어질 수 있도록 하기 위한 핀연결부로서, 코아구조물(A1)에 형성된 양 힌지소켓부(431) 사이에 모듈러구조물(A2)의 힌지소켓부(432)가 세팅되어 핀으로 연결되도록 하며,
    코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공 시 위치 세팅에 의한 오차는 힌지소켓부(431,432)들이 일직선상으로 세팅됨에 있어 서로 이격거리가 형성되도록 하여 상쇄되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 코아구조물(A1)은
    PC벽체(100)를 콘크리트패널부(110) 상면의 돌출연결부(114)와 콘크리트패널부(110) 양 측면부의 전단홈과 전단키를 포함하는 측면전단연결부(115)를 이용하여 서로 연결시켜 모서리부가 형성되는 중공 사각박스체 형태로 제작하여,
    상기 돌출연결부(114)의 양 측면에 일체로 형성된 연결형강(120)들을 서로 볼트와 너트로 체결하여 PC벽체(100)들을 상,하 연결시공하며,
    상기 PC벽체(100)들의 모서리부에 모서리연결철근(130)이 내측에 위치하도록 절곡수직거푸집(140)을 인서트와 연결볼트로 세팅하고, 현장에서 모서리콘크리트(150)를 절곡수직거푸집(140) 내측으로 타설하여 코아구조물(A1) 시공이 완성되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 모듈러구조물(A2)은 횡방향연결구(400)에 의하여 코아구조물(A1)의 주변에 상,하,좌,우로 적층 시공되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 연결구조.
  9. (a) PC벽체(100)를 콘크리트패널부(110) 상면에 형성된 돌출연결부(114)와 콘크리트패널부(110)의 양 측면부의 전단홈과 전단키를 포함하는 측면전단연결부(115)를 이용하여 서로 연결시켜 모서리부가 형성되는 중공 사각박스체 형태로 제작하여, 상기 콘크리트패널부(110)의 돌출연결부 양 측면에 일체로 형성된 연결형강(120)들을 서로 볼트와 너트로 체결하여 PC벽체(100)들을 상,하 연결시공하고, 상기 PC벽체(100)들의 모서리부에 모서리연결철근(130)이 내측에 위치하도록 절곡수직거푸집(140)을 세팅하는 단계;
    (b) 코아구조물(A1)의 모서리콘크리트(150)와 연결형강(120)과 모서리 횡방향연결구(400a)을 일체로 고정 설치시키는 단계;
    (c) 상기 모서리 횡방향연결구(400a) 사이에 코아구조물의 연결형강과 일체로 중간 횡방향연결구(400b)을 고정 설치하는 단계; 및
    (d) 상기 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)의 경첩부(430)를 이용하여 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)의 모듈러연결부(420)가 접어지도록 하는 단계;를 포함하며
    (e) 접어진 모듈러연결부(420)를 이용하여 모듈러구조물(A2)을 코아구조물 주변에 인양하여 하강 설치한 후, 상기 접어진 모듈러연결부(420)를 펼쳐 설치된 모듈러구조물의 철골구조물에 체결시켜 고정 설치하는 단계;를 포함하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 모서리 횡방향연결구(400a)은
    코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)가 서로 경첩부(430)에 의하여 힌지 연결되도록 하되, 모서리 횡방향연결구(400a)의 전단연결재가 모서리콘크리트에 합성되도록 하여 모서리 횡방향연결구(400a)을 코아구조물(A1)에 설치 고정되도록 하며,
    모서리콘크리트(150)에 의하여 상기 코아연결부(410)가 코아구조물(A1)에 고정설치되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 중간 횡방향연결구(400b)는
    코아연결부(410)와 모듈러연결부(420)가 서로 경첩부(430)에 의하여 힌지 연결되도록 하되, 상기 코아연결부(410)에 형성된 체결홀에 체결구를 이용하여 중간 횡방향연결구(400b)이 코아구조물(A1)에 고정 설치되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 모서리 횡방향연결구(400a)와 중간 횡방향연결구(400b)의 경첩부(430)는, 코아연결부(410)로부터 모듈러연결부(420)가 서로 수직으로 접어질 수 있도록 하기 위한 핀연결부로서, 코아구조물(A1)에 형성된 양 힌지소켓부(431) 사이에 모듈러구조물(A2)의 힌지소켓부(432)가 세팅되어 핀으로 연결되도록 하며, 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공 시 위치 세팅에 의한 오차는 힌지소켓부(431,432)들이 일직선상으로 세팅됨에 있어 서로 이격거리가 형성되도록 하여 상쇄되도록 하는 모듈러건축물의 코아구조물(A1)과 모듈러구조물의 시공방법.
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