KR101907355B1 - 보강프레임을 포함하는 철골 건축구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 보강프레임을 포함하는 철골 건축구조물은, 서로 이격되어 기립된 상태로 설치되는 복수의 수직프레임, 상기 복수의 수직프레임 중 한 쌍의 수직프레임 사이를 연결하도록 설치되는 수평프레임 및 상기 수평프레임 양단부의 하부에 설치되어 상기 수직프레임 및 상기 수평프레임을 보강하는 보강프레임을 포함한다.

Description

보강프레임을 포함하는 철골 건축구조물{Steel Building Structure Having Reinforcing Frame}

본 발명은 철골에 의해 시공되는 건축구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보강프레임을 포함하여 구조적 내구성을 향상시킬 수 있는 철골 건축구조물에 관한 것이다.

일반적으로 철골 건축구조물은 길이 방향으로 길게 형성되고, 수평 및 수직으로 설치되는 복수의 철골이 서로 연결되어 전체 뼈대를 형성하게 되며, 이와 같은 구조는 콘크리트 건축구조물에 비하여 시공이 용이하고 공기가 짧아 시공 난이도가 낮다는 장점이 있다.

다만, 이와 같은 철골 건축구조물은 그 특성 상 수직 및 수평을 이루는 철골 간의 견고한 이음을 형성해야 할 필요가 있다.

그리고 종래에는, 철골 건축구조물 시공 시 H빔 형태로 형성되는 각 철골의 웹 부분에 별도의 연결부재를 덧대고, 상기 연결부재에 볼트를 체결하여 서로 인접한 철골을 이어 연결하는 방법이 사용되는 경우가 많았다.

다만, 이와 같은 방식은 철골과 별도로 구비되는 연결부재를 더 준비해야 하는 번거로움이 있으며, 이음 후에는 철골의 하중 전체가 연결부재와 볼트에 걸리므로, 건축구조물의 내구성을 연결부재와 볼트의 강도에 의존해야 하는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국등록특허 제 10-1589873호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 철골프레임의 연결에 의해 시공되는 건축구조물의 내구성을 보다 향상시키고, 시공 편의성을 증진시키기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보강프레임을 포함하는 철골 건축구조물은, 서로 이격되어 기립된 상태로 설치되는 복수의 수직프레임, 상기 복수의 수직프레임 중 한 쌍의 수직프레임 사이를 연결하도록 설치되는 수평프레임 및 상기 수평프레임 양단부의 하부에 설치되어 상기 수직프레임 및 상기 수평프레임을 보강하는 보강프레임을 포함한다.

그리고 상기 수평프레임은, 상기 수평프레임의 양단에 구비되고, 상기 수직프레임에 면접촉된 상태로 연결되는 연결브래킷을 포함할 수 있다.

또한 상기 보강프레임은, 상기 수평프레임과 이격된 위치에 구비되어 상기 수평프레임에 대향되는 보강플랜지 및 상기 보강플랜지로부터 상기 수평프레임 측으로 연장되어 상기 수평프레임에 접하는 보강웹을 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 보강프레임을 포함하는 철골 건축구조물은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 수평프레임의 양단에 연결브래킷이 구비되므로, 수평프레임과 수직프레임의 이음 시 별도의 연결부재가 요구되지 않는 장점이 있다.

둘째, 수평프레임과 수직프레임의 이음부에 보강프레임이 구비되므로 건축구조물의 내진성 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째, 서로 인접한 보강프레임에 의해 각 층의 천장 부분에 형성되는 공간을 활용하여 공간 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

넷째, 시공 방법이 간단하며 최소의 자재만을 사용할 수 있어 공기가 단축되고 시공 비용이 절감되는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물의 전체 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임과 수평프레임의 이음부 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 보강프레임의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임과 수평프레임의 이음부를 측면에서 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 서로 인접한 보강프레임 사이에 거치브래킷이 설치된 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임과 수평프레임의 이음부 모습을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임과 수평프레임의 이음부에 구비되는 체결 구조를 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임과 수평프레임의 이음부에 구비되는 내구성 진단모듈의 모습을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 완충부재의 내부에 구비된 내구성 진단모듈의 모습을 나타낸 도면; 및
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 완충부재의 내부에 구비된 내구성 진단모듈의 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물(10)의 전체 모습을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물(10)은 수평프레임(100)과 수직프레임(200)이 서로 연결된 형태로 전체 건축구조물의 뼈대 형태를 이루게 된다.

그리고 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임(200)과 수평프레임(100)의 이음부 모습을 자세히 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물은 H빔 형태의 수직프레임(200)과, H빔 형태의 수평프레임(100)과, T자 형태의 보강프레임(300)을 포함한다.

상기 수직프레임(200)은 시공 면적 내에 서로 이격되어 기립된 상태로 설치되며, 상기 수평프레임(100) 측으로 면을 형성하는 제1수직플랜지(210)와, 상기 제1수직플랜지(210)와 이격된 제2수직플랜지(220)와, 상기 제1수직플랜지(210) 및 제2수직플랜지(220) 사이를 연결하는 수직웹(230)을 포함하는 H빔 형태로 형성된다.

그리고 상기 수평프레임(100)은 상기 복수의 수직프레임(200) 중 한 쌍의 수직프레임(200) 사이를 연결하도록 설치되며, 제1수평플랜지(110)와, 상기 제1수평플랜지(110)와 이격된 제1수평플랜지(120)와, 상기 제1수평플랜지(110) 및 제2수평플랜지(120) 사이를 연결하는 수평웹(130)을 포함하는 H빔 형태로 형성된다.

또한 본 실시예에서 상기 수평프레임(100)은, 상기 수평프레임(100)의 양단에 구비되고, 상기 수직프레임(200)의 제1수직플랜지(210)와 대향되어 면접촉된 상태로 연결되는 연결브래킷(140)을 더 포함한다.

상기 연결브래킷(140)에는 볼트 형태의 제1체결부재(20)가 관통할 수 있도록 복수의 체결공이 형성되며, 마찬가지로 상기 수직프레임(200)의 제1수직플랜지(210)에는 상기 연결브래킷(140)의 체결공에 대응되는 체결공이 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 제1체결부재(20)를 상기 연결브래킷(140)의 체결공과 제1수직플랜지(210)의 체결공에 삽입한 상태에서, 너트 형태의 제2체결부재(30, 도 4 참조)를 체결하여 상기 수평프레임(100) 및 상기 수직프레임(200)을 연결시킬 수 있다.

즉 본원발명은 상기 수평프레임(100)에 상기 연결브래킷(140)이 구비됨으로 인해, 보다 견고하고 간단한 방식으로 상기 수평프레임(100) 및 상기 수직프레임(200)을 서로 연결할 수 있다.

또한 본 실시예에서 상기 연결브래킷(140)은, 상기 수평프레임(100)의 제2수평플랜지(120)보다 하부로 더 연장된 길이를 가질 수 있으며, 이와 같이 하부로 연장된 영역에는 후술할 보강프레임(300)이 연결될 수 있다.

그리고 상기 보강프레임(300)은 상기 수평프레임(100) 양단부의 하부에 설치되어, 상기 수직프레임(200) 및 상기 수평프레임(100)의 이음부를 보강하는 역할을 수행한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 보강프레임(300)은 상기 수평프레임(100)과 이격된 위치에 구비되어 상기 수평프레임(100)의 제2수평플랜지(120)에 대향되는 보강플랜지(310)와, 상기 보강플랜지(310)로부터 상기 수평프레임(100)의 제2수평플랜지(120) 측으로 연장되어 상기 수평프레임(100)의 제2수평플랜지(120)와 연결브래킷(140)에 접하는 보강웹(320)을 포함한다.

본 발명은 상기와 같은 구성요소들의 연결에 의해 도 4와 같은 이음부의 형태를 형성할 수 있으며, 특히 본 실시예에서 상기 보강프레임(300)은 상기 수평프레임(100)과 제작공장 등에서 상기 보강웹(320) 상부가 상기 수평프레임(100)에 용접을 통해 미리 결합된 형태를 이루도록 한다.

한편 본 실시예의 경우 서로 인접한 보강프레임(300)에 의해 각 층의 천장 부분에 형성되는 공간을 활용하여 공간 효율을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 서로 인접한 보강프레임(300) 사이에 거치브래킷(400)이 설치된 모습을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 거치브래킷(400)은 양단부가 각각 보강프레임(300)에 연결되며, 에어컨, 공기청정기, 환풍기 등과 같이 건축구조물에 사용될 별도의 설비(S) 등을 거치할 수 있도록 구비된다.

구체적으로, 상기 거치브래킷(400)은 상기 보강프레임(300)의 보강플랜지(310)에 체결되는 한 쌍의 체결부(430)와, 상기 한 쌍의 체결부(430) 사이를 연결하고, 상기 설비(S)를 거치할 수 있도록 하는 거치부(410)를 포함하는 형태를 가진다. 또한 상기 체결부(430)의 일측에는 전선 등이 통과할 수 있도록 하는 통과홀(420)이 형성될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임(200)과 수평프레임(100)의 이음부 모습을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 본 발명의 제2실시예 역시 전술한 제1실시예와 기본적인 구성요소는 동일하게 형성된다. 다만, 본 실시예의 경우 상기 수평프레임(100)의 연결브래킷(140)과 상기 수직프레임(200)의 대향면 사이에 끼워지는 완충부재(500)를 더 포함한다.

상기 완충부재(500)는 신축성 및 유연성이 있는 재질로 형성될 수 있으며, 상기 수평프레임(100)의 연결브래킷(140)과 상기 수직프레임(200)의 대향면 사이에 끼워진 상태로 구비되어 완충 효과를 제공할 수 있다. 즉 지진, 진동 등에 의해 건축구조물이 흔들리는 상황 등에서 상기 완충부재(500)는 상기 수평프레임(100)과 상기 수직프레임(200) 사이에서 다소의 유동성을 제공할 수 있도록 함으로써 내진성을 보다 향상시킬 수 있다.

그리고 본 실시예에서 상기 완충부재(500)에는, 상기 연결브래킷(140)의 체결공(142) 및 제1수직플랜지(210)의 체결공(212)에 대응되는 위치에 형성되는 체결공(502)을 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임(200)과 수평프레임(100)의 이음부에 구비되는 체결 구조를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 전술한 제2실시예와 같이 상기 수평프레임(100)의 연결브래킷(140)과 상기 수직프레임(200)의 대향면 사이에 끼워지는 완충부재(500)를 포함하며, 또한 상기 연결브래킷(140)의 체결공(142), 상기 완충부재(500)의 체결공(502) 및 제1수직플랜지(210)의 체결공(212) 내에 삽입되는 보조체결부재(40)를 더 포함하는 형태를 가진다.

그리고 상기 보조체결부재(40)는 신축성 및 유연성이 있는 재질로 형성될 수 있으며, 그 내측에는 볼트 형태의 제1체결부재(20)가 삽입되는 삽입홀(42)이 형성된다.

즉 상기 보조체결부재(40)는 상기 제1체결부재(20)를 감싸는 형태로 각 체결공(142, 502, 212) 내에 삽입되어 완충 효과를 제공할 수 있으며, 상기 완충부재(500)와 함께 상기 수평프레임(100)과 상기 수직프레임(200) 사이에서 다소의 유동성을 제공할 수 있도록 함으로써 내진성을 보다 향상시키도록 한다.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 수직프레임(200)과 수평프레임(100)의 이음부에 구비되는 내구성 진단모듈(50)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 8에 도시된 본 발명의 제4실시예의 경우, 상기 연결브래킷(140)의 체결공(142), 상기 완충부재(500)의 체결공(502) 및 제1수직플랜지(210)의 체결공(212) 내에 삽입되는 내구성 진단모듈(50)을 더 포함한다.

특히 본 실시예의 경우, 상기 내구성 진단모듈(50)은 복수의 체결공(142, 502, 212) 중 하부에 형성된 체결공(142, 502, 212)에 삽입되는 형태를 가지며, 이는 하부의 체결공(142, 502, 212)의 경우 제1체결부재(20) 및 제2체결부재(30)에 의한 체결이 이루어지지 않더라도 내구성에 미치는 영향이 미미하기 때문이다.

그리고 상기 내구성 진단모듈(50)은 상대적으로 강도가 약한 금속 재질로 형성될 수 있으며, 내부에는 진단액이 수용되는 수용공간(52)이 형성된다.

이에 따라 지진, 진동 등에 의해 상기 수직프레임(200)과 상기 수평프레임(100) 사이에 어긋남이 발생할 경우, 상기 내구성 진단모듈(50)의 외피가 파괴되며 내부에 수용된 진단액이 흘러나옴에 따라 외부에서 상기 진단액을 육안으로 확인하도록 하여 이음부에 손상이 발생하였음을 신속하게 인지할 수 있도록 한다.

특히 상기 내구성 진단모듈(50)은 주입공(53)을 통해 상기 수용공간(52) 내에 진단액을 주입할 수 있도록 하며, 상기 주입공(53)은 이후 납땜 등과 같은 후속 공정을 통해 폐쇄시킬 수 있다.

또한 상기 진단액으로는 어떤 종류의 액체가 사용되어도 무방하나, 인지성을 향상시키기 위해 색깔이 있는 액체를 사용하는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 완충부재(500)의 내부에 구비된 내구성 진단모듈(50)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 9에 도시된 본 발명의 제5실시예 역시 상기 연결브래킷(140)의 체결공(142), 상기 완충부재(500)의 체결공(502) 및 제1수직플랜지(210)의 체결공(212) 내에 삽입되는 내구성 진단모듈(50)을 포함하며, 이때 상기 완충부재(500)는 상기 체결공(502) 하측으로 가이드홀(504)이 형성된 형태를 가진다.

상기 가이드홀(504)은 상기 내구성 진단모듈(50)이 파단되어 내부의 진단액의 흐름을 유도하는 역할을 수행하며, 이와 같이 하는 이유는 상기 진단액이 불규칙하게 유동되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한 본 실시예의 경우 상기 완충부재(500)의 하단에는 수용컵(60)이 더 구비되며, 상기 수용컵(60)은 상기 가이드홀(504)을 통해 유동되는 진단액이 하부로 낙하하여 바닥을 오염시키지 않도록 하기 위한 것이다.

그리고 상기 수용컵(60)은 외부에서 상기 진단액이 흘러나왔음을 인지할 수 있도록 투명성이 있는 재질로 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 철골 건축구조물에 있어서, 완충부재(500)의 내부에 구비된 내구성 진단모듈(50)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 10에 도시된 본 발명의 제6실시예의 경우 전술한 제5실시예와 전체적으로 동일한 구성요소를 가지도록 형성된다. 다만, 본 실시예에서 상기 완충부재(500)의 체결공(502)은, 하측이 상기 가이드홀(504) 측으로 경사진 형태로 형성된다는 점이 다르다.

이와 같이 하는 이유는 상기 내구성 진단모듈(50)이 파단되어 내부의 진단액이 흘러나올 경우, 상기 진단액이 상기 가이드홀(504) 측으로 원활하게 유동되도록 하기 위한 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 철골 건축구조물
20: 제1체결부재
30: 제2체결부재
40: 보조체결부재
50: 내구성 진단모듈
100: 수평프레임
140: 연결브래킷
200: 수직프레임
300: 보강프레임
400: 거치브래킷
500: 완충부재

Claims (3)

1. 서로 이격되어 기립된 상태로 설치되는 복수의 수직프레임; 상기 복수의 수직프레임 중 한 쌍의 수직프레임 사이를 연결하도록 설치되는 수평프레임; 및 상기 수평프레임 양단부의 하부에 설치되어 상기 수직프레임 및 상기 수평프레임을 보강하는 보강프레임;을 포함하며,
   상기 수평프레임은 상기 수평프레임의 양단에 구비되고, 상기 수직프레임에 면접촉된 상태로 연결되는 연결브래킷을 포함하며,
   상기 수직프레임은 상기 수평프레임 측으로 면을 형성하는 제1수직플랜지와, 상기 제1수직플랜지와 이격된 제2수직플랜지와, 상기 제1수직플랜지 및 제2수직플랜지 사이를 연결하는 수직웹을 포함하는 H빔 형태로 형성되며,
   상기 연결브래킷에는 볼트 형태의 제1체결부재가 관통할 수 있도록 복수의 체결공이 형성되며,
   상기 수직프레임의 제1수직플랜지에는 상기 연결브래킷의 체결공에 대응되는 복수의 체결공이 형성되며,
   상기 수평프레임의 연결브래킷과 상기 수직프레임의 대향면 사이에 끼워지는 신축성 및 유연성 재질로 이루어진 완충부재를 더 포함하며,
   상기 완충부재는 상기 연결브래킷의 체결공 및 상기 제1수직플랜지의 체결공에 대응되는 위치로 복수의 체결공이 형성되며,
   상기 연결브래킷의 체결공, 상기 완충부재의 체결공 및 상기 제1수직플랜지의 체결공에 동시에 삽입되는 내구성 진단모듈을 더 포함하며,
   상기 내구성 진단모듈은 기 설정된 외력이 작용 시 파단되는 금속 재질로 이루어지되 내부에 진단액이 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간으로 진단액을 주입하는 주입공이 형성되며,
   상기 완충부재는 상기 내구성 진단모듈이 삽입되는 상기 완충부재의 체결공 하측으로 가이드홀이 형성되는,
   철골 건축구조물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 보강프레임은,
   상기 수평프레임과 이격된 위치에 구비되어 상기 수평프레임에 대향되는 보강플랜지; 및
   상기 보강플랜지로부터 상기 수평프레임 측으로 연장되어 상기 수평프레임에 접하는 보강웹;
   을 포함하는 철골 건축구조물.

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