KR101878607B1 - 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 H형 단면의 기둥, 보, 브라켓으로 형성하고 보 및 브라켓 웨브에 개구부를 형성하여 결합이 용이하고 소성변형을 유도하여 접합부 및 접합부 및 구조시스템의 내진성능을 향상시킬 수 있도록 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템에 관한 것이다.
본 발명으 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛의 바람직한 일 실시예는 기둥과, 상기 기둥의 상단부와 하단부를 각각 연결하는 천정보 및 바닥보로 이루어지는 모듈러 유닛에 있어서, 기둥, 천정보 및 바닥보는 모두 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브로 이루어져 H형 단면을 갖는 부재로 이루어지며, 상기 천정보는 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브로 이루어져 H형 단면을 갖고, 웨브 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부가 통공되는 천정보 접합 브라켓이, 천정보의 양단부에 핀접합되어 결합되도록 구성되어, 기둥에 천정보 접합 브라켓의 단부가 접합되며, 상기 바닥보는 웨브 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부가 통공되어 이루어진다.

Description

보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템{Modular unit having opening hole beam and modular unit structure using the same}
본 발명은 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 H형 단면의 기둥, 보, 브라켓으로 형성하고 보 및 브라켓 웨브에 개구부를 형성하여 결합이 용이하고 소성변형을 유도하여 접합부 및 접합부 및 구조시스템의 내진성능을 향상시킬 수 있도록 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 4개의 수직으로 형성되는 기둥과 기둥의 상부와 하부를 각각 연결하는 천정보 및 바닥보의 결합으로 이루어져 하나의 모듈러 유닛이 완성된다.
기둥은 모듈러 유닛에서 수직재로서 기능을 하며, 내부가 비어 있어 중공부를 형성한 각형 강관으로 이루어지고, 그의 상단과 하단에 홀이 형성되어 있는 마구리판이 구비될 수도 있다. 천정보와 바닥보는 다양한 단면으로 구성되어, 기둥의 상단과 하단에 각각 볼트, 용접 등의 방법으로 결합되며, 일반적으로 채널형태의 절곡형 단면을 갖는다.
이와 같은 종래의 모듈러 유닛은 천정보에서의 기둥과의 볼트 접합은 협소한 보의 춤으로 인하여 볼트 체결을 위한 공간 확보가 곤란하고, 특히 T/S 볼트와 같은 고장력 볼트 체결을 위한 전동공구의 사용을 위해서는 보의 춤을 키워야 하는데, 이러한 경우는 보의 춤이 비경제적으로 증대되는 문제점이 있었으며, 구조계산에 의한 보 춤으로는 상/하 유닛의 일체성 확보를 위한 볼트 체결부의 품질 확보가 어려웠다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1233559호 "모듈러 유닛 접합부 구조"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 '상부와 하부에 대칭을 이루며 돌출되어 구성되는 가이드핀이 형성된 사각형의 중앙부 및 중앙부의 각변에서 측면으로 연장되어 구성되는 결합부으로 이루어지는 수평결합판과, 상기 수평결합판의 결합부의 상부와 하부에 대칭을 이루며 수직으로 돌출되어 형성되는 수직결합판으로 구성되는 연결보강판을, 수평결합판의 중앙부가 수직으로 이웃하는 모듈러 유닛의 기둥의 사이에 위치하되 가이드핀이 모듈러 유닛의 기둥의 마구리판의 홀에 끼워져 고정되고, 결합부가 수직으로 이웃하는 모듈러 유닛의 보의 수직 결합면 사이에 끼워져 결합되며, 수직결합판은 수평으로 이웃하는 모듈러 유닛의 보 간의 수평 결합면 사이에 끼워 결합되도록 하여 수직 또는 수평으로 적층된 모듈러 유닛을 긴결 하도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈러 유닛 접합부 구조'를 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 보부재가 ㄱ, ㄷ 등의 단면으로 형성되는 경우에는 동일 위치에서 플랜지에 1개의 볼트만으로 접합되어 접합부 강도 및 강성이 상대적으로 약할 뿐만 아니라 모듈러 유닛 간 적층시에 보 부재 합성단면이 H 자형으로 구성되어 횡좌굴 및 비틀림 저항성능이 약한 문제점이 있었다.
특허등록 제1233559호 "모듈러 유닛 접합부 구조"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, H형 단면의 기둥, 보, 브라켓으로 구성되고 수직 또는 수평으로 이웃하는 모듈러 유닛의 볼트 접합은 보 및 브라켓의 플랜지에서 이루어지며 H형 단면으로 동일 위치에서 웨브를 중심으로 플랜지 양쪽에 볼트 체결이 가능하여 접합부 강도 및 강성 증가시킬 수 있는 효과가 있으며, 보 및 브라켓 웨브에 개구부를 형성하여 반대쪽 플랜지의 볼트 접합이 가능하도록 할 수 있고 비랜딜(vierendeel) 휨 작용으로 부재의 변형능력을 향상시킬 수 있으며, 개구부에서 역학적 소성힌지 형성이 가능하여 접합부의 손상을 방지할 수 있어 연성거동을 유도하여 접합부 및 구조시스템의 내진성능을 향상시킬 수 있고, 모듈러 유닛 간 수직 및 수평으로 접합시 볼트가 절점에 상대적으로 집중되어 층 다이아프램 형성에 효율적인 매우 유용한 효과가 있을 뿐만 아니라 모듈러 유닛간 접합 후 보부재의 합성단면이 ㅍ자 형상으로 형성되어 폐단면으로 형성되도록 하여 횡좌굴 및 비틀림 저항성능이 향상되는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 기둥과, 상기 기둥의 상단부와 하단부를 각각 연결하는 천정보 및 바닥보로 이루어지는 모듈러 유닛에 있어서, 기둥, 천정보 및 바닥보는 모두 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브로 이루어져 H형 단면을 갖는 부재로 이루어지며, 상기 천정보는 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브로 이루어져 H형 단면을 갖고, 웨브 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부가 통공되는 천정보 접합 브라켓이, 천정보의 양단부에 핀접합되어 결합되도록 구성되어, 기둥에 천정보 접합 브라켓의 단부가 접합되며, 상기 바닥보는 웨브 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부가 통공되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 기둥의 바닥보 및 천정보 접합 브라켓의 상부 플랜지 및 하부 플랜지와 만나는 부분에는 상부 플랜지와 하부 플랜지를 연결하도록 보강 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 바닥보 및 천정보 접합 브라켓의 개구부는 일정 간격으로 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 천정보 접합 브라켓은 상부 플랜지와 하부 플랜지를 연결하도록 1개 또는 외측단부에서 내측방향으로 일정 간격마다 복수개의 보강 플레이트가 형성되며, 바닥보는 천정보 접합 브라켓의 보강 플레이트와 대응하는 위치에 보강 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 천정보 웨브의 높이가 천정보 접합 브라켓 웨브(의 높이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 천정보와 천정보 접합 브라켓은, 천정보의 웨브와 천정보 접합 브라켓의 웨브의 연결부에 각각 이음판을 덧대어 볼트 결합 또는 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 적층된 모듈러 유닛 중 외측 모서리에 해당하는 2개의 수직 적층된 모듈러 유닛의 기둥과 기둥의 외측 모서리 접합부와, 적층된 모듈러 유닛 중 4개의 모듈러 유닛이 만나 외부로 노출되는 외측 중앙 접합부에는, 중앙부에서 2방향으로 돌출되어 평면 형상이 ㄱ 자형으로 형성되는 수평결합판과 수평결합판의 일측의 외측면에 수직으로 형성되는 수직결합판으로 구성되는 외측 모서리 접합부 연결보강판 및 중앙부에서 3방향으로 돌출되어 평면 형상이 T자형으로 형성되는 수평결합판과, 수평결합판의 외측면에서 수직으로 형성되는 수직결합판으로 구성되는 외측 중앙 접합부 연결보강판이 각각 끼워져 모듈러 유닛들을 상호 결합하되, 수평결합판은 수직으로 이웃하는 모듈러 유닛의 천정보 접합 브라켓과 바닥보 간의 수평 결합면 사이에 끼워 결합되도록 하여 수직 또는 수평으로 적층된 모듈러 유닛을 긴결 하도록 하는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 외측 모서리 접합부 연결보강판과 중앙 접합부 연결보강판에는 복수의 결합공이 통공되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템은 H형 단면의 기둥, 보, 브라켓으로 구성되고 수직 또는 수평으로 이웃하는 모듈러 유닛의 볼트 접합은 보 및 브라켓의 플랜지에서 이루어지며 H형 단면으로 동일 위치에서 웨브를 중심으로 플랜지 양쪽에 볼트 체결이 가능하여 접합부 강도 및 강성 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 모듈러 유닛간 접합 후 보부재의 합성단면이 ㅍ자 형상으로 형성되어 폐단면으로 형성되도록 하여 횡좌굴 및 비틀림 저항성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 보 및 브라켓 웨브에 개구부를 형성하여 반대쪽 플랜지의 볼트 접합이 가능하도록 할 수 있으며, 비랜딜 휨 작용으로 부재의 변형능력을 향상시킬 수 있으며, 개구부에서 역학적 소성힌지 형성이 가능하여 접합부의 손상을 방지할 수 있어 연성거동을 유도하여 접합부 및 구조시스템의 내진성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 모듈러 유닛 간 수직 및 수평으로 접합시 볼트가 절점에 상대적으로 집중되어 층 다이아프램 형성에 효율적인 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 천정보, 바닥보 및 기둥의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 개구부의 다양한 형상을 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 연결보강판의 사시도이다.
도 6은 상기 도 4의 연결보강판이 구성되는 결합부의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 모듈러 구조 시스템에서 수직으로 인접한 모듈러 유닛의 천정보 접합 브라켓과 바닥보 간의 결합부를 도시한 단면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛(1)은 기둥(20)과, 상기 기둥(20)의 상단부와 하단부를 각각 연결하는 천정보(10) 및 바닥보(30)로 이루어지는 모듈러 유닛에 있어서, 천정보(10)는 중앙부를 천정의 중력하중에만 저항할 수 있는 변단면을 갖는 작은 단면으로 형성하여 별도의 천정보 접합 브라켓(40)으로 기둥(20)에 결합하도록 하고, 바닥보(30)는 바닥 중력하중과 지진, 바람 등에 의한 횡하중을 모두 부담하도록 하여, 횡하중을 바닥보만이 부담함으로써 구조설계의 명확성 및 경제적인 설계가 가능하도록 한다.
도 2는 본 발명의 천정보, 바닥보 및 기둥의 사시도이다.
본 발명에서는 도 2에서와 같이, 기둥(20), 천정보(10) 및 바닥보(30)는 모두 상부 플랜지(211)(111)(311), 하부 플랜지(212)(112)(312) 및 상부 플랜지(211)(111)(311)와 하부 플랜지(212)(112)(312)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(213)(113)(313)로 이루어져 H형 단면을 갖는 부재로 이루어진다.
또한, 천정보(10)는 양단부에 천정보 접합 브라켓(40)이 핀접합되어 기둥(20)에 결합되는데, 천정보 접합 브라켓(40)도 상부 플랜지(411), 하부 플랜지(412) 및 상부 플랜지(411)와 하부 플랜지(412)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(413)로 이루어져 H형 단면을 갖도록 이루어진다.
특히, 본 발명에서는 천정보 접합 브라켓(40)의 웨브(413) 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부(414)가 통공되도록 하고, 상기 바닥보(30)는 웨브(313) 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부(314)가 통공되도록 하여, 모듈러 유닛(1) 제작시 볼트 접합은 H형 단면으로 이루어지는 천정보 접합 브라켓(40)의 웨브(413) 및 바닥보(30)는 웨브(313)를 중심으로 양쪽에 볼트 체결이 가능하여 체결이 매우 용이하면서도 접합부 강도 및 강성 증가시킬 수 있도록 한다.
즉, 종래 보부재가 ㄱ, ㄷ 등의 단면으로 형성되는 경우에는 동일 위치에서 플랜지에 1개의 볼트만으로 접합되는데 비해 본 발명의 H형 단면을 갖는 바닥보(30) 및 천정보 접합 브라켓(40)의 경우에는 웨브(313)(413)를 중심으로 양측에 모두 볼트 체결이 가능하여 접합부 강도 및 강성이 상대적으로 증가하게 되는 것이다.
또한, 이와 같은 개구부(314)(414)는 역학적 소성힌지 형성이 가능하기 때문에 접합부의 손상을 방지할 수 있어 연성거동을 유도하여 접합부 및 구조시스템의 내진성능을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 개구부의 다양한 형상을 도시한 도이다.
이와 같은 개구부(314)(414)는 도 3(a)에서와 같이, 1개만 형성될 수도 있으며, 도 3(b) 및 도 3(c)에서와 같이, 일정 간격을 두고 복수개가 형성되도록 할 수도 있다.
또한, 개구부(314)(414)는 도 3(a)에서와 같이 하나의 직사각형으로 이루어질 수도 있고, 도 3(b)에서와 같이, 복수의 직사각형으로 이루어질 수 있으며, 도 도 3(c)에서와 같이, 타원형으로 이루어질 수도 있다.
천정보 접합 브라켓(40)은 상부 플랜지(411)와 하부 플랜지(412)를 연결하도록 1개 또는 외측단부에서 내측방향으로 일정 간격마다 복수개의 보강 플레이트(50)가 형성되도록 하여 상부 플랜지(411)와 하부 플랜지(412)의 면외변형을 제어할 수 있도록 할 수 있으며, 이때, 바닥보(30)는 천정보 접합 브라켓(40)의 보강 플레이트(50)와 대응하는 위치에 보강 플레이트(60)가 형성되도록 하여 상부 플랜지(311)와 하부 플랜지(312)의 면외변형을 제어하도록 하는데, 특히, 보강 플레이트(50)와 보강 플레이트(60)가 수직으로 일직선상에 형성되도록 하여 면외변형을 최소화할 수 있도록 한다.
이와 같이 천정보(10)의 길이방향 양단부에 천정보 접합 브라켓(40)을 결합하여 다시 천정보 접합 브라켓(40)의 외측 단부를 기둥(20)에 결합하도록 하는데,
천정보(10) 및 천정보 접합 브라켓(40)은 모두 H형 단면을 갖도록 이루어지는데, 천정보(10) 웨브(113)의 높이가 천정보 접합 브라켓(40) 웨브(413)의 높이보다 작게 형성되도록 하여, 천정보 접합 브라켓(40) 은 큰 단면으로 형성하고 천정보(10)는 천정의 중력하중에만 저항할 수 있는 작은 단면으로 형성하여 변단면의 구조를 갖도록 할 수 있는 것이다.
이때, 천정보(10)의 웨브(113)의 높이뿐만 아니라 상부 플랜지(111) 및 하부 플랜지(112)의 폭도 천정보 접합 브라켓(40) 의 상부 플랜지(411) 및 하부 플랜지(412)의 폭보다 작게 형성할 수 있다.
이와 같은 천정보(10)와 천정보 접합 브라켓(40)의 접합은 천정보(10)의 웨브(113)와 천정보 접합 브라켓(40)의 웨브(413)의 연결부에 각각 이음판(90)을 덧대어 볼트 결합 또는 용접하여 핀접합하도록 할 수도 있다.
천정보(10)는 중앙부를 천정의 중력하중에만 저항할 수 있는 변단면을 갖는 작은 단면으로 형성하고 천정보 접합 브라켓(40)과 핀접합을 유도함으로써, 바닥보(30)가 바닥 중력하중과 지진, 바람 등에 의한 횡하중을 모두 부담하도록 하고, 천정보(10)는 천정의 중력하중에만 저항하도록 한 것이다.
본 발명에서는 기둥(20)도 H형 단면으로 이루어지며, 특히, 도 2c에서와 같이, 기둥(20)의 바닥보(30) 및 천정보 접합 브라켓(40)의 상부 플랜지(311)(411) 및 하부 플랜지(312)(412)와 만나는 부분에는 상부 플랜지(211)와 하부 플랜지(212)를 연결하도록 보강 플레이트(25)가 형성되도록 하여 접합부가 보강되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템의 사시도이다.
도 4에서와 같이, 본 발명의 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템은 모듈러 유닛(1)을 수직 또는 수평으로 적층 연결하면서 구축하도록 구성하며, 수직 또는 수평으로 적층되는 모듈러 유닛(1)의 접합부에 연결보강판(70a)(70b)을 끼워 모듈러 유닛 간의 결합을 견고히 하도록 하는 것이다. 이때, 결합되는 위치에 따라 다른 평면 형상의 연결보강판(70a)(70b)을 모듈러 유닛(1)간의 접합부에 끼워 볼트로 상호 체결하도록 한다.
도 4에서와 같이, 4개의 모듈러 유닛(1)들의 기둥(20)의 모서리가 각각 만나 모듈러 구조 시스템의 경우에는, 수직으로 적층된 모듈러 유닛(1) 중 외측 모서리에 해당하는 2개의 수직 적층된 모듈러 유닛(1)의 기둥(20)과 기둥(20)의 외측 모서리 접합부(A)와, 적층된 모듈러 유닛(1) 중 4개의 모듈러 유닛(1)이 만나 외부로 노출되는 외측 중앙 접합부(B)가 존재하게 된다.
이때, 접합부(A)에는 연결보강판(70a)를 끼워 결합하고, 접합부(B)에는 연결보강판(70b)를 끼워 결합하도록 한다.
도 5는 본 발명의 연결보강판의 사시도이고, 도 6은 상기 도 4의 연결보강판이 구성되는 결합부의 분해사시도이다.
외측 모서리 접합부 연결보강판(70a)은 도 5a에서와 같이, 중앙부에서 2방향으로 돌출되어 평면 형상이 ㄱ 자형으로 형성되는 수평결합판(71a)과 수평결합판(71a)의 일측의 외측면에 수직으로 형성되는 수직결합판(72a)으로 구성되며, 외측 중앙 접합부 연결보강판(70b)은 도 5b에서와 같이, 중앙부에서 3방향으로 돌출되어 평면 형상이 T자형으로 형성되는 수평결합판(71b)과, 수평결합판(71b)의 외측면에서 수직으로 형성되는 수직결합판(72b)으로 구성된다.
이와 같은 외측 모서리 접합부 연결보강판(70a)과 외측 중앙 접합부 연결보강판(70b)은 도 6에서와 같이, 수평결합판(71a)(71b)이 각각 외측 모서리 접합부(A)와 외측 중앙 접합부(B)의 수직으로 이웃하는 모듈러 유닛의 천정보 접합 브라켓(40)과 바닥보(30) 간의 수평 결합면 사이에 끼워 결합되도록 하여 수직 또는 수평으로 적층된 모듈러 유닛(1)을 긴결 하도록 한다.
외측 모서리 접합부 연결보강판(70a)의 수평결합판(71a)은 ㄱ 자형으로 형성되어 중앙부의 상부와 하부에는 상부 모듈러 유닛(1) 기둥(20)의 하단부와 하부 모듈러 유닛(1) 기둥(20)의 상단부가 면접하여 접합되며, 중앙부의 직각방향으로 각각 돌출된 부분은 수직으로 인접한 모듈러 유닛(1)의 천정보 접합 브라켓(40)과 바닥보(30) 간의 수평 결합면 사이에 끼워 볼트 등 공지의 다양한 수단으로 결합되도록 한다.
이때, 수직결합판(72a)은 수평결합판(71a)의 일측의 외측면에 수직으로 형성되도록 하여, 수직결합판(72a)이 수직으로 인접한 모듈러 유닛(1)의 천정보 접합 브라켓(40)과 바닥보(30) 간의 수평 결합면 사이에 끼워결합될 때, 수직결합판(72a)은 기둥(20)의 외측면에 접하여 볼트 등의 공지의 다양한 수단으로 기둥(20)과 결합될 수 있도록 한다.
또한, 중앙 접합부 연결보강판(70b)의 수평결합판(71b)은 중앙부에서 3방향으로 돌출되어 평면 형상이 T자형으로 형성되도록 하며, 중앙부에는 상부에 기둥(20) 2개 하부에 기둥(20)2개가 면접하여 결합되며 기둥(20) 들과 면접한 부분 이외에 각각 3방향으로 더 돌출하여 T형을 이루어 각각 수직으로 인접한 모듈러 유닛(1)의 천정보 접합 브라켓(40)과 바닥보(30) 간의 수평 결합면 사이에 끼워져 결합된다.
이때, 결합을 용이하게 하기 위하여 외측 모서리 접합부 연결보강판(70a)과 중앙 접합부 연결보강판(70b)에는 복수의 결합공(75)이 통공되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 모듈러 구조 시스템에서 수직으로 인접한 모듈러 유닛의 천정보 접합 브라켓과 바닥보 간의 결합부를 도시한 단면도이다.
도 7에서와 같이, 본 발명의 모듈러 구조 시스템은 수직 및 수평으로 적층하여 모듈러 유닛(1)간 접합 후에는, 수평으로 인접하여 모듈러 유닛(1) 간 바닥보(30)와 바닥보(30)가 면접하여 ㅍ자 형상으로 단면이 형성되어 폐단면의 공간부(S1)이형성되고, 수평으로 인접하여 모듈러 유닛(1) 간 천정보 접합 브라켓(40)과 천정보 접합 브라켓(40)이 면접하여 ㅍ자 형상으로 단면이 형성되어 폐단면의 공간부(S2)이 형성되어 횡좌굴 및 비틀림 저항성능이 향상되도록 할 수 있는 것이다.
즉, 종래 보부재가 ㄱ, ㄷ 등의 단면으로 형성되는 경우에는 모듈러 유닛 간 적층시에 보 부재 합성단면이 T 또는 H자형으로 구성되는데 비해 본 발명의 H형 단면을 갖는 바닥보(30) 및 천정보 접합 브라켓(40)의 경우에는 수평으로 인접한 모듈러 유닛(1)의 바닥보(30)와 바닥보(30) 및 천정보 접합 브라켓(40)과 천정보 접합 브라켓(40)이 만나서 ㅍ자 형상으로 단면이 형성되어 폐단면을 형성되도록 하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛 및 이를 이용한 내진 모듈러 구조 시스템은 H형 단면의 기둥, 보, 브라켓으로 구성되고 수직 또는 수평으로 이웃하는 모듈러 유닛의 볼트 접합은 보 및 브라켓의 플랜지에서 이루어지며 H형 단면으로 동일 위치에서 웨브를 중심으로 플랜지 양쪽에 볼트 체결이 가능하여 접합부 강도 및 강성 증가시킬 수 있는 효과가 있으며, 보 및 브라켓 웨브에 개구부를 형성하여 반대쪽 플랜지의 볼트 접합이 가능하도록 할 수 있고 비랜딜(vierendeel) 휨 작용으로 부재의 변형능력을 향상시킬 수 있으며, 개구부에서 역학적 소성힌지 형성이 가능하여 접합부의 손상을 방지할 수 있어 연성거동을 유도하여 접합부 및 구조시스템의 내진성능을 향상시킬 수 있고, 모듈러 유닛 간 수직 및 수평으로 접합시 볼트가 절점에 상대적으로 집중되어 층 다이아프램 형성에 효율적인 매우 유용한 효과가 있을 뿐만 아니라 모듈러 유닛간 접합 후 보부재의 합성단면이 ㅍ자 형상으로 형성되어 폐단면으로 형성되도록 하여 횡좌굴 및 비틀림 저항성능이 향상되는 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1 : 모듈어 유닛
10 : 천정보
20 : 기둥
30 : 바닥보
40 : 천정보 접합 브라켓
50, 60 : 보강 플레이트
70a : 외측 모서리 접합부 연결보강판
70b : 중앙 접합부 연결보강판
80 : 이음판

Claims (8)

  1. 기둥(20)과, 상기 기둥(20)의 상단부와 하단부를 각각 연결하는 천정보(10) 및 바닥보(30)로 이루어지는 모듈러 유닛(1)에 있어서,
    기둥(20), 천정보(10) 및 바닥보(30)는 모두 상부 플랜지(211)(111)(311), 하부 플랜지(212)(112)(312) 및 상부 플랜지(211)(111)(311)와 하부 플랜지(212)(112)(312)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(213)(113)(313)로 이루어져 H형 단면을 갖는 부재로 이루어지며,
    상기 천정보(10)는 상부 플랜지(411), 하부 플랜지(412) 및 상부 플랜지(411)와 하부 플랜지(412)의 폭방향 중앙부를 연결하는 웨브(413)로 이루어져 H형 단면을 갖고, 웨브(413) 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부(414)가 일정 간격으로 복수개가 통공되고 개구부(414)를 내부에 두고 상부 플랜지(411)와 하부 플랜지(412)를 연결하도록 복수개의 보강 플레이트(50)가 형성되며 천정보(10)의 웨브(113) 높이보다 웨브(413)의 높이가 큰 천정보 접합 브라켓(40)이 천정보(10)의 양단부에 핀접합되어 결합되도록 구성되어 기둥(20)에 천정보 접합 브라켓(40)의 단부가 접합되며,
    상기 바닥보(30)는 웨브(313) 길이방향 양단부 측에 일정 크기의 개구부(314)가 통공되고, 천정보 접합 브라켓(40)의 보강 플레이트(50)와 대응하는 위치에 보강 플레이트(60)가 형성되며,
    상기 기둥(20)의 바닥보(30) 및 천정보 접합 브라켓(40)의 상부 플랜지(311)(411) 및 하부 플랜지(312)(412)와 만나는 부분에는 상부 플랜지(211)와 하부 플랜지(212)를 연결하도록 보강 플레이트(25)가 형성되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    천정보(10)와 천정보 접합 브라켓(40)은,
    천정보(10)의 웨브(113)와 천정보 접합 브라켓(40)의 웨브(413)의 연결부에 각각 이음판(90)을 덧대어 볼트 결합 또는 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛.
  7. 청구항 1의 변단면 천정보를 갖는 모듈러 유닛(1)을 수직 및 수평으로 적층 연결하면서 구축하는 모듈러 구조 시스템에 있어서,
    적층된 모듈러 유닛(1) 중 외측 모서리에 해당하는 2개의 수직 적층된 모듈러 유닛(1)의 기둥(20)과 기둥(20)의 외측 모서리 접합부(A)와,
    적층된 모듈러 유닛(1) 중 4개의 모듈러 유닛(1)이 만나 외부로 노출되는 외측 중앙 접합부(B)에는,
    중앙부에서 2방향으로 돌출되어 평면 형상이 ㄱ 자형으로 형성되는 수평결합판(71a)과 수평결합판(71a)의 일측의 외측면에 수직으로 형성되는 수직결합판(72a)으로 구성되는 외측 모서리 접합부 연결보강판(70a)및
    중앙부에서 3방향으로 돌출되어 평면 형상이 T자형으로 형성되는 수평결합판(71b)과, 수평결합판(71b)의 외측면에서 수직으로 형성되는 수직결합판(72b)으로 구성되는 외측 중앙 접합부 연결보강판(70b)이 각각 끼워져 모듈러 유닛(1)들을 상호 결합하되,
    수평결합판(71a)(71b)은 수직으로 이웃하는 모듈러 유닛(1)의 천정보 접합 브라켓(40)과 바닥보(30) 간의 수평 결합면 사이에 끼워 결합되도록 하여 수직 또는 수평으로 적층된 모듈러 유닛(1)을 긴결 하도록 하는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    외측 모서리 접합부 연결보강판(70a)과 중앙 접합부 연결보강판(70b)에는 복수의 결합공(75)이 통공되는 것을 특징으로 하는 보 단부에 웨브 개구부를 갖는 모듈러 유닛을 이용한 내진 모듈러 구조 시스템.
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