KR101868330B1 - 연속 펄린 지붕 지지 구조 - Google Patents

연속 펄린 지붕 지지 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이웃하는 펄린 부재를 빔 부재의 상부에서 강접하여 연속단으로 구성함으로써, 펄린 부재의 최대모멘트 및 중앙부의 최대 처짐의 크기를 크게 줄일 수 있는 연속 펄린 지붕 지지 구조에 대한 것이다.
본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조는 복수 개가 상호 이격되게 배치되는 빔 부재; 상기 빔 부재의 상부에 결합되는 거셋플레이트; 상기 거셋플레이트의 일측에 빔 부재와 직교하는 방향으로 결합되는 조인트 부재; 및 상부 지붕 패널을 지지하기 위해 상기 빔 부재와 직교되게 설치되는 것으로 단부가 상기 조인트 부재에 결합되는 펄린 부재; 로 구성되되, 상기 조인트 부재 및 펄린 부재는 각각 웨브의 상단과 하단 일측으로 각각 상부플랜지와 하부플랜지가 수직 절곡되어 형성되고, 상부플랜지 및 하부플랜지의 단부에 각각 내측으로 수직 절곡된 립이 형성된 LC 형강으로, 상기 조인트 부재는 웨브가 상기 거셋플레이트에 고정되고, 상기 펄린 부재는 하부플랜지가 조인트 부재의 상부플랜지 일측에 고정되며, 웨브가 거셋플레이트에 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

연속 펄린 지붕 지지 구조{Continuous purlin structure for supporting roof}
본 발명은 이웃하는 펄린 부재를 빔 부재의 상부에서 강접하여 연속단으로 구성함으로써, 펄린 부재의 최대모멘트 및 중앙부의 최대 처짐의 크기를 크게 줄일 수 있는 연속 펄린 지붕 지지 구조에 대한 것이다.
각종 구조물의 시공시 펄린(Purlin) 부재는 복수의 빔 부재 상부에 직각 방향으로 결합하여 상부 지붕 패널을 지지하기 위하여 설치되는 것으로, 지붕의 하중을 빔 부재를 거쳐 하부 구조로 전달한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 빔 부재(1)와 펄린 부재(4)의 접합부는 빔 부재(1)의 상부에 소정 두께의 거셋플레이트(2)를 수직으로 결합하고 거셋플레이트(2)에 펄린 부재(4)의 단부를 결합하여 구성하였다.
이 경우 펄린 부재(4)는 단부에서 힌지가 되므로 부재의 모멘트 분포는 도 2와 같다.
종래 빔 부재(1)와 펄린 부재(4)의 접합부 구성에 따르면, 도 2와 같이 펄린 부재(4)의 최대모멘트의 크기가 wℓ2/8에 이르므로, 최대모멘트의 크기가 커서 부재 단면의 크기가 증가하고 중앙부의 처짐 또한 증가하게 된다.
따라서 부재 크기를 증가하여야 하므로 비경제적이고, 부재 중앙부의 큰 처짐으로 인하여 이웃하는 빔 부재 사이의 스팬에 한계가 있을 수밖에 없었다.
KR 20-0390559 Y1
본 발명에서는 이웃하는 펄린 부재의 단부를 빔 부재의 상부에서 강접되도록 하여 연속단으로 구성함으로써, 펄린 부재의 최대모멘트 및 중앙부의 최대 처짐을 크게 줄일 수 있는 연속 펄린 지붕 지지 구조를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 복수 개가 상호 이격되게 배치되는 빔 부재; 상기 빔 부재의 상부에 결합되는 거셋플레이트; 상기 거셋플레이트의 일측에 빔 부재와 직교하는 방향으로 결합되는 조인트 부재; 및 상부 지붕 패널을 지지하기 위해 상기 빔 부재와 직교되게 설치되는 것으로 단부가 상기 조인트 부재에 결합되는 펄린 부재; 로 구성되되, 상기 조인트 부재 및 펄린 부재는 각각 웨브의 상단과 하단 일측으로 각각 상부플랜지와 하부플랜지가 수직 절곡되어 형성되고, 상부플랜지 및 하부플랜지의 단부에 각각 내측으로 수직 절곡된 립이 형성된 LC 형강으로, 상기 조인트 부재는 웨브가 상기 거셋플레이트에 고정되고, 상기 펄린 부재는 하부플랜지가 조인트 부재의 상부플랜지 일측에 고정되며, 웨브가 거셋플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 연속 펄린 지붕 지지 구조를 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 거셋플레이트의 상단에는 조인트 부재의 측으로 수직 절곡되어 펄린 부재의 상부플랜지 상면에 고정되는 커버플레이트가 구비되는 것을 특징으로 연속 펄린 지붕 지지 구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 빔 부재의 상부에 수직으로 결합된 거셋플레이트의 일측에 일정 길이를 갖는 조인트 부재를 결합하고 펄린 부재의 단부를 조인트 부재에 고정함으로써, 이웃하는 펄린 부재를 빔 부재의 상부에서 강접하여 연속단으로 구성할 수 있다.
따라서 펄린 부재의 최대모멘트의 크기 및 중앙부의 최대 처짐을 크게 줄일 수 있어, 부재 단면 크기의 감소를 통한 경제적인 설계가 가능하다.
도 1은 종래 빔 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 정단면도.
도 2는 도 1의 펄린 부재에 대한 모멘트 분포도.
도 3은 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조의 실시예를 도시하는 사시도.
도 4는 도 3의 펄린 부재에 대한 모멘트 분포도.
도 5는 보조빔 부재가 구비된 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조를 도시하는 정면도.
도 6은 조인트 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 도면.
도 7은 다양한 실시예에 의한 조인트 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 측단면도.
도 8은 도 6의 조인트 부재에 대한 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 도 9에서 조인트 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 측단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 3의 펄린 부재에 대한 모멘트 분포도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조는 복수 개가 상호 이격되게 배치되는 빔 부재(1); 상기 빔 부재(1)의 상부에 결합되는 거셋플레이트(2); 상기 거셋플레이트(2)의 일측에 빔 부재(1)와 직교하는 방향으로 결합되는 조인트 부재(3); 및 상부 지붕 패널(5)을 지지하기 위해 상기 빔 부재(1)와 직교되게 설치되는 것으로 단부가 상기 조인트 부재(3)에 결합되는 펄린 부재(4); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 빔 부재(1)는 복수 개가 상호 일정 간격으로 이격되도록 병렬 배치할 수 있다.
도 3의 실시예에서 상기 빔 부재(1)는 상하부플랜지와 웨브로 구성되는 H 형강을 이용하였으나, 다양한 단면 형상이나 소재로 구성되는 부재를 선택적으로 이용 가능하다.
상기 거셋플레이트(2)는 빔 부재(1)의 상부에 결합된다.
빔 부재(1)가 H 형강인 경우, 상기 거셋플레이트(2)는 빔 부재(1)의 상부에 수직 방향으로 세워서 용접 결합할 수 있다.
상기 거셋플레이트(2)가 빔 부재(1)와 충분히 결합할 수 있도록 거셋플레이트(2)는 빔 부재(1)의 폭과 동일한 폭으로 구성하여 빔 부재(1)의 폭 전체에 걸쳐 골고루 용접함이 바람직하다.
상기 조인트 부재(3)는 거셋플레이트(2)의 일측에 빔 부재(1)와 직교하는 방향으로 결합된다.
상기 조인트 부재(3)는 거셋플레이트(2)와 용접 또는 볼트 결합 가능하며, 작업성 등을 고려하여 체결 부재(6)로 간단하게 볼트 결합할 수 있다.
상기 조인트 부재(3)는 후술할 펄린 부재(4)와의 결합을 위하여 양단을 거셋플레이트(2)의 외측으로 일정 길이 돌출되는 길이로 제작할 수 있다.
상기 조인트 부재(3)의 하부면은 도 6의 (a)와 같이 빔 부재(1)의 상부에 밀착되도록 구성하거나, 도 10와 같이 빔 부재(1)의 상부와 일정 간격 이격되도록 거셋플레이트(2)의 일측에 결합할 수 있다.
상기 펄린 부재(4)는 상부 지붕 패널(5)을 지지하기 위한 것으로, 상기 빔 부재(1)와 직교되게 설치되며, 단부가 상기 조인트 부재(3)에 결합된다.
상기 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)도 용접 또는 볼트 결합 가능하며, 작업성 등을 고려하여 체결 부재(6)로 간단하게 볼트 결합할 수 있다.
상기 거셋플레이트(2)와 조인트 부재(3) 사이의 접합부와 상호 간섭되지 않도록 상기 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)는 단부끼리 일정 길이 겹쳐지도록 결합할 수 있다.
이에 따라 이웃하는 펄린 부재(4)의 단부를 빔 부재(1)의 상부에서 강접되도록 하여 연속단으로 구성할 수 있다. 따라서 도 4와 같이 펄린 부재(4)의 최대모멘트의 크기와 부재 중앙부의 최대 처짐을 크게 줄일 수 있어, 부재 단면 크기의 감소를 통한 경제적인 설계가 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 조인트 부재(3) 및 펄린 부재(4)는 각각 웨브(31, 41)의 상단과 하단 일측으로 각각 상부플랜지(32, 42)와 하부플랜지(33, 43)가 수직 절곡되어 형성되고, 상부플랜지(32, 42) 및 하부플랜지(33, 43)의 단부에 각각 내측으로 수직 절곡된 립(34, 44)이 형성된 LC 형강으로, 상기 조인트 부재(3)는 웨브(31)가 상기 거셋플레이트(2)에 고정되고, 상기 펄린 부재(4)는 조인트 부재(3)의 일측에 고정되도록 구성할 수 있다.
LC(Lip Channel) 형강, 즉 립 홈 형강은 경량 형강으로 중량이 가볍고 강성이 강하여 펄린 부재(4)로 사용하기에 적합하다.
조인트 부재(3)와 펄린 부재(4)는 웨브(31, 41) 또는 상부플랜지(32, 42)나 하부플랜지(33, 43) 중 어느 하나 이상을 결합하여 고정할 수 있다.
이들 부재의 고정은 볼트 등 체결 부재(6)를 이용할 수 있다.
상기 조인트 부재(3)는 웨브(31)의 외측을 거셋플레이트(2)에 밀착한 후 결합한다.
경우에 따라 조인트 부재(3)와 펄린 부재(4)의 웨브(31, 41) 뿐만 아니라 거셋플레이트(2)까지 한 번에 체결 부재(6)로 체결할 수도 있다.
도 5는 보조빔 부재가 구비된 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조를 도시하는 정면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이웃하는 빔 부재(1) 사이의 간격이 크면, 최대모멘트 및 최대 처짐 감소를 위하여 이웃하는 빔 부재(1)의 사이 중앙에 보조빔 부재(1')를 설치할 수 있다.
상기 펄린 부재(4)의 중앙은 보조빔 부재(1')의 상부에 직접 결합 가능하다.
보조빔 부재(1')의 상부에 결합되는 펄린 부재(4)의 중앙 부분은 연속화를 위한 별도의 조인트 부재(3)가 불필요하다.
상기 펄린 부재(4)를 설치한 후에는 펄린 부재(4)의 상부에 지붕 패널(5)을 설치한다.
도 6은 조인트 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 조인트 부재(3)는 내측 치수가 상기 펄린 부재(4)의 외측 치수와 동일하게 구성되어 상기 펄린 부재(4)의 단부가 조인트 부재(3)의 일측에 삽입되어 조인트 부재(3)에 겹쳐지도록 고정할 수 있다.
즉, 조인트 부재(3)의 내측 치수를 펄린 부재(4)의 외측 치수와 동일하게 구성하는 경우, 도 6의 (a)와 같이 펄린 부재(4)를 조인트 부재(3)의 개방된 일측으로 끼워 일정 길이 겹쳐지도록 하고, 겹쳐진 이들 부위를 체결 부재(6)로 고정하여 상호 결합할 수 있다.
이때, 거셋플레이트(2)와 조인트 부재(3)의 결합을 위한 체결 부재(6)와 상호 간섭되지 않도록 펄린 부재(4)의 단부는 조인트 부재(3)의 단부에서만 겹쳐지도록 구성하여 체결 부재(6)로 결합함이 바람직하다.
상기 조인트 부재(3)의 립(34)에 의하여 펄린 부재(4)는 조인트 부재(3)로부터 이탈되지 않고 조인트 부재(3)의 길이 방향을 따라서만 슬라이딩 이동 가능하다.
도 7은 다양한 실시예에 의한 조인트 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 측단면도이다.
상기 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)는 상부플랜지(32, 42), 하부플랜지(33, 43) 또는 웨브(31, 41) 중 적어도 어느 하나 이상이 서로 체결 부재(6)에 의해 체결되어 상호 결합 가능하다.
도 7의 (a)에 도시된 실시예에서는 상기 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)의 상부플랜지(32, 42), 하부플랜지(33, 43) 및 웨브(31, 41)가 모두 체결 부재(6)에 의하여 고정 결합되었다.
이 경우 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)의 접합부가 강접되므로, 이웃하는 펄린 부재(4)가 완전 연속이 되어 중앙부의 최대모멘트 및 처짐이 크게 감소한다.
도 7의 (b)에 도시된 실시예에서는 상기 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)의 상부플랜지(32, 42) 및 하부플랜지(33, 43)가 체결 부재(6)에 의하여 고정 결합되었다.
이 경우 휨모멘트의 일부만 전달되므로, 단부 부모멘트의 크기를 감소시켜 펄린 부재(4)의 최대모멘트의 크기를 줄임으로써 부재 사이즈를 줄일 수 있다.
도 7의 (c)에 도시된 실시예에서는 상기 펄린 부재(4)와 조인트 부재(3)의 웨브(31, 41)만 체결 부재(6)에 의하여 고정 결합되었다.
이 경우 조인트 부재(3)의 단부가 구조상 힌지가 되어 겔버보를 이루게 된다.
따라서 조인트 부재(3)의 길이를 조절하여 힌지 구조를 조절함으로써, 최대모멘트 및 최대 처짐의 크기를 조절하는 것이 가능하다.
도 8은 도 6의 조인트 부재에 대한 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 3에 도시된 실시예는 조인트 부재(3)를 LC 형강으로 형성하였으나, 도 8과 같이 ㄷ형강으로 구성할 경우 펄린 부재(4)를 조인트 부재(3) 전면에서 삽입하여 조립하는 것이 가능하다.
도 9는 본 발명 연속 펄린 지붕 지지 구조의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 펄린 부재(4)는 하부플랜지(43)가 조인트 부재(3)의 상부플랜지(32) 일측에 고정되고, 웨브(41)가 거셋플레이트(2)에 고정되도록 구성 가능하다.
도 3에 도시된 실시예와 달리 상기 펄린 부재(4)는 조인트 부재(3)의 상부에 위치되므로, 거셋플레이트(2)의 높이는 조인트 부재(3)의 상부에 위치되는 펄린 부재(4)의 웨브(41)까지 연장된다.
단부에 전단력이 크게 작용하는 경우, 조인트 부재(3)는 펄린 부재(4)의 하부를 지지하여 브래킷 역할을 할 수 있다.
또한, 펄린 부재(4)를 조인트 부재(3)의 단부에서 삽입하여 슬라이딩 이동시키는 것이 아니라 조인트 부재(3)의 전면에서 펄린 부재(4)를 설치할 수 있으므로 설치가 용이하다.
아울러 펄린 부재(4)가 조인트 부재(3)의 내부에 삽입되지 않아도 되므로, 펄린 부재(4)의 사이즈에 제약이 없다. 즉, 펄린 부재(4)의 크기를 조인트 부재(3)의 크기보다 더 크게 제작하여도 무방하다.
도 10은 도 9에서 조인트 부재와 펄린 부재의 결합 관계를 도시하는 측단면도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 거셋플레이트(2)의 상단에는 조인트 부재(3)의 측으로 수직 절곡되어 펄린 부재(4)의 상부플랜지(42) 상면에 고정되는 커버플레이트(21)가 구비될 수 있다.
상기 거셋플레이트(2)는 상단에 커버플레이트(21)가 구비되어 전체적으로 ㄱ자 형상으로 구성할 수 있다.
이 경우 상기 조인트 부재(3)와 펄린 부재(4)의 높이가 거셋플레이트(2)의 높이를 초과하더라도 상기 펄린 부재(4)의 하부플랜지(43)는 조인트 부재(3)의 상부플랜지(32)에 결합하고, 펄린 부재(4)의 상부플랜지(42)는 커버플레이트(21)에 결합하여 접합부를 강접으로 구성할 수 있다.
상기 펄린 부재(4)의 상부플랜지(42)와 커버플레이트(21)도 볼트 등 체결 부재(6)를 이용하여 결합 가능하다.
1: 빔 부재 1': 보조빔 부재
2: 거셋플레이트 21: 커버플레이트
3: 조인트 부재 31: 웨브
32: 상부플랜지 33: 하부플랜지
34: 립 4: 펄린 부재
41: 웨브 42: 상부플랜지
43: 하부플랜지 44: 립
5: 지붕 패널 6: 체결 부재

Claims (6)

  1. 복수 개가 상호 이격되게 배치되는 빔 부재(1);
    상기 빔 부재(1)의 상부에 결합되는 거셋플레이트(2);
    상기 거셋플레이트(2)의 일측에 빔 부재(1)와 직교하는 방향으로 결합되는 조인트 부재(3); 및
    상부 지붕 패널(5)을 지지하기 위해 상기 빔 부재(1)와 직교되게 설치되는 것으로 단부가 상기 조인트 부재(3)에 결합되는 펄린 부재(4); 로 구성되되,
    상기 조인트 부재(3) 및 펄린 부재(4)는 각각 웨브(31, 41)의 상단과 하단 일측으로 각각 상부플랜지(32, 42)와 하부플랜지(33, 43)가 수직 절곡되어 형성되고, 상부플랜지(32, 42) 및 하부플랜지(33, 43)의 단부에 각각 내측으로 수직 절곡된 립(34, 44)이 형성된 LC 형강으로, 상기 조인트 부재(3)는 웨브(31)가 상기 거셋플레이트(2)에 고정되고, 상기 펄린 부재(4)는 하부플랜지(43)가 조인트 부재(3)의 상부플랜지(32) 일측에 고정되며, 웨브(41)가 거셋플레이트(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 연속 펄린 지붕 지지 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 거셋플레이트(2)의 상단에는 조인트 부재(3)의 측으로 수직 절곡되어 펄린 부재(4)의 상부플랜지(42) 상면에 고정되는 커버플레이트(21)가 구비되는 것을 특징으로 하는 연속 펄린 지붕 지지 구조.
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