KR101907748B1 - 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈러 유닛 건축물에 수평방향으로 트랜스퍼 거더를 구성하고, 수직방향으로 하중전달 기둥을 구성하여 상층 모듈러 유닛의 하중을 트랜스퍼 거더를 통하여 하중전달 기둥으로 전달하도록 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 장방형으로 이루도록 구성되는 4개의 천정보와; 천정보의 하부로 일정 거리 이격되어 형성되어 장방형으로 이루도록 구성되는 4개의 바닥보와; 평면상 ㄱ형상으로 수직하게 배치된 중앙 결합부와, 중앙 결합부의 상단부 및 하단부에서 수직하게 각각 내측으로 연장되는 확장부로 이루어져 ㄷ형 단면 형상을 갖고 확장부와 확장부를 연결하도록 내측에 수직방향으로 복수의 스티프너가 형성되어 천정보 및 바닥보의 모서리에 각각 결합되는 상부 확장형 브라켓 및 하부 확장형 브라켓과; 상부 확장형 브라켓과 하부 확장형 브라켓 간을 수직으로 연결하도록 결합되는 4개의 기둥;을 포함하여 이루어지는 모듈러 유닛을 수평 및 수직으로 인접하여 적층하되, 적층된 모듈러 유닛의 외측에 각각 수직으로 하중전달 기둥이 형성되며, 일정 길이의 중앙부 부재와, 중앙부 부재의 춤보다 높은 춤으로 형성되는 단부 부재가 중앙부 부재의 길이방향 양단부에 각각 형성되는 트랜스퍼 거더가, 수직으로 적층된 모듈러 유닛의 양측의 외측 기둥과 외측 기둥에 각각 양단의 단부 부재가 위치하도록 상부 모듈러 유닛의 바닥보와 하층부의 모듈러 유닛의 천정보 사이를 가로질러 구성되며 단부 부재의 외측 단부가 하중전달 기둥에 결합되도록 이루어진다.

Description

기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물{Super High-Rise Modular Structure Using Modular Unit}

본 발명은 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 적층된 모듈러 유닛과 모듈러 유닛의 사이에 트랜스퍼 거더를 구성하고, 모듈러 유닛의 외측에 하중전달 기둥을 구성하여 상층 모듈러 유닛의 하중을 트랜스퍼 거더를 통하여 하중전달 기둥으로 전달하도록 하여 초고층의 모듈러 유닛 건축물을 시공할 수 있도록 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물에 관한 것이다.

일반적으로 모듈러 유닛은 공장에서 다수의 입방체로 구성되는 구조체의 내부에 각종 내장재, 기계설비, 전기배선 등을 미리 시공하고 이를 현장에 운반하여 조립 완성하도록 하는 것으로, 동일한 형상으로 이루어져 수직 및 수평방향으로 인접하여 시공하도록 하여 모듈러 유닛 구조물을 시공하도록 한다.

이와 같은 모듈러 유닛 구조물은 수직 적층시에 층수가 증가하면 구조물의 저층부로 갈수록 하중이 증가하게 되고 증가된 하중을 수용하기 위하여 모듈러 유닛의 기둥의 단면의 크기가 확대되어야 한다. 또한, 평면의 내측과 외측에 위치하는 기둥의 강성차이 때문에 구조물이 횡하중에 효과적으로 저항하기 위해서는 외측에 위치하는 기둥 단면의 크기가 증가하여야 한다.

그러나 모듈러 유닛의 형상은 모두 동일하기 때문에 각각 다른 단면을 형성하여 시공하기가 어려울 뿐만 아니라, 모듈러 유닛의 특성상 기둥의 단면을 증가시키면 모듈러 유닛의 내부 공간의 부족이나 개구부 등의 형성이 어렵고 다른 모듈러 유닛과의 일체화가 이루어지지 않는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1403211호 "초고층형 모듈러 유닛"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 기둥, 보의 결합으로 이루어지는 모듈러 유닛에 있어서, 일단부는 기둥의 상단부에서 기둥 단면의 중공부로 인입되어 결합되고 타단부는 기둥의 상단부에서 돌출되어 형성되는 기둥 연결구와, ㄱ자 판형상으로 형성되어 기둥과 보의 연결부 외측면에 결합되는 외측 결합부와, 상기 외측 결합부의 내측 모서리에 삼각형 형상의 가새부가 일체로 형성되는 연결 플레이트가 기둥과 보의 연결부의 외측면에 결합 구성되고, 모듈러 유닛 간의 결합시에 하부 모듈러 유닛의 기둥의 기둥 연결구가 상부 모듈러 유닛의 기둥의 하부의 중공부로 인입되어 결합되도록 구성하여, 유닛 간의 수직 결합을 함으로써, 시공 오차를 줄일 수 있어 제작정 및 안정성을 확보하고 하중 전달을 원활하게 할 수 있으며, 기둥과 보의 결합부에 연결 플레이트를 결합 구성하여 구조물 전체의 횡력저항성을 증대시키고, 기둥과 보의 접합부의 구조가 간단하면서도 노출된 모듈러 유닛 간의 연결 플레이트를 통하여 결합 및 해체가 용이하여 초고층형 구조물에 적용이 가능하도록 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 기둥의 단면의 크기가 동일하여 초고층에 적용시에 층수가 증가하면 구조물의 저층부로 갈수록 하중이 증가하게 되고 증가된 하중을 수용할 수 없는 문제점이 있었다.

특허등록 제1403211호 "초고층형 모듈러 유닛"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수직 적층된 모듈러 유닛과 모듈러 유닛의 사이에 트랜스퍼 거더를 구성하고, 모듈러 유닛의 외측에 하중전달 기둥을 구성하여 상층 모듈러 유닛의 하중을 트랜스퍼 거더를 통하여 하중전달 기둥으로 전달하도록 하여 모듈러 유닛의 과대 설계나 별도의 보강재의 설치없이도 초고층의 모듈러 유닛 건축물을 시공할 수 있도록 하며, 모듈러 유닛의 기둥과 보의 결합부에 기둥 수직 결합용 브라켓을 구성하고 기둥 수직 결합용 브라켓에 기둥이 결합되는 구조로 천정재나 바닥판만을 천정보 및 바닥보에 미리 제작하고 현장에서 확장형 브라켓에 기둥만을 조립하여 시공이 가능하기 때문에 공장 야적시에 좁은 야적공간에도 효율적으로 야적이 가능하고, 운반 및 시공이 용이할 뿐만 아니라 공기가 대폭 단축되는 효과도 있으며, 기둥 수직 결합용 브라켓에 수용할 하중의 크기에 따라 외측 기둥의 단면을 확장할 수 있도록 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 장방형으로 이루도록 구성되는 4개의 천정보와; 천정보의 하부로 일정 거리 이격되어 형성되어 장방형으로 이루도록 구성되는 4개의 바닥보와; 평면상 ㄱ형상으로 수직하게 배치된 중앙 결합부와, 중앙 결합부의 상단부 및 하단부에서 수직하게 각각 내측으로 연장되는 확장부로 이루어져 ㄷ형 단면 형상을 갖고 확장부와 확장부를 연결하도록 내측에 수직방향으로 복수의 스티프너가 형성되어 천정보 및 바닥보의 모서리에 각각 결합되는 상부 확장형 브라켓 및 하부 확장형 브라켓과; 상부 확장형 브라켓과 하부 확장형 브라켓 간을 수직으로 연결하도록 결합되는 4개의 기둥;을 포함하여 이루어지는 모듈러 유닛을 수평 및 수직으로 인접하여 적층하되, 적층된 모듈러 유닛의 외측에 각각 수직으로 하중전달 기둥이 형성되며, 일정 길이의 중앙부 부재와, 중앙부 부재의 춤보다 높은 춤으로 형성되는 단부 부재가 중앙부 부재의 길이방향 양단부에 각각 형성되는 트랜스퍼 거더가, 수직으로 적층된 모듈러 유닛의 양측의 외측 기둥과 외측 기둥에 각각 양단의 단부 부재가 위치하도록 상부 모듈러 유닛의 바닥보와 하층부의 모듈러 유닛의 천정보 사이를 가로질러 구성되며 단부 부재의 외측 단부가 하중전달 기둥에 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 트랜스퍼 거더는 지면에서 일정 높이까지의 저층부의 수직 적층된 모듈러 유닛과 모듈러 유닛의 사이에서만 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

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또한, 천정보의 춤보다 상부 기둥 수직 결합용 브라켓의 춤이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 천정보와 상부 기둥 수직 결합용 브라켓은 핀 접합되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 기둥 중 일부는 외부에 위치하는 외측 기둥으로 구성되고 나머지는 외부에 접하지 않고 내부에 위치하는 내측 기둥으로 구성되거나, 외측 기둥만으로 구성되고, 외측 기둥에는 상부 확장형 브라켓와 하부 확장형 브라켓의 확장부와 확장부를 수직방향으로 연결하도록 1개 이상의 확장형 기둥이 결합되어, 상층부에서 저층부의 모듈러 유닛으로 갈수록 외측 기둥의 단면이 확장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 확장형 기둥은 ㄷ 형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 확장형 기둥의 단면의 크기는 천정보 및 바닥보의 단면의 폭과 동일하거나 일정 크기 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 트랜스퍼 거더는 H형 단면 또는 ㄷ형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 트랜스퍼 거더는 중앙부 부재의 상부면과 단부 부재의 상부면이 일치하여 결합되며, 중앙부 부재의 중앙부는 각각 상부와 하부의 내측 기둥에 결합된 하부 기둥 수직 결합용 브라켓과 상부 기둥 수직 결합용 브라켓에 결합되고, 단부 부재의 상부면과 하부면은 각각 상부와 하부의 외측 기둥 에 결합된 하부 기둥 수직 결합용 브라켓과 상부 기둥 수직 결합용 브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

또한, 트랜스퍼 거더의 중앙부 부재의 내측 기둥의 하부 및 트랜스퍼 거더의 단부 부재에는 복수의 스티프너가 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 제공하고자 한다.

본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물은 수직 적층된 모듈러 유닛과 모듈러 유닛의 사이에 트랜스퍼 거더를 구성하고, 모듈러 유닛의 외측에 하중전달 기둥을 구성하여 상층 모듈러 유닛의 하중을 트랜스퍼 거더를 통하여 하중전달 기둥으로 전달하도록 하여 모듈러 유닛의 과대 설계나 별도의 보강재의 설치없이도 초고층의 모듈러 유닛 건축물을 시공할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있으며, 모듈러 유닛의 기둥과 보의 결합부에 기둥 수직 결합용 브라켓을 구성하고 기둥 수직 결합용 브라켓에 기둥이 결합되는 구조로 천정재나 바닥판만을 천정보 및 바닥보에 미리 제작하고 현장에서 확장형 브라켓에 기둥만을 조립하여 시공이 가능하기 때문에 공장 야적시에 좁은 야적공간에도 효율적으로 야적이 가능하고, 운반 및 시공이 용이할 뿐만 아니라 공기가 대폭 단축되는 효과도 있으며, 기둥 수직 결합용 브라켓에 수용할 하중의 크기에 따라 외측 기둥의 단면을 확장할 수 있도록 할 수 있는 효과도 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 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 확장형 기둥 구조를 갖는 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 3은 상기 도 2의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛을 이용한 구조물의 일 실시예의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 상기 도 5의 고층부, 중층부, 저층부의 모듈러 유닛 및 기둥의 단면을 도시한 도이다.
도 7은 본 발명의 확장형 기둥 구조를 갖는 모듈러 유닛의 확장형 기둥의 결합 실시예를 도시한 도이다.
도 8은 본 발명의 트랜스퍼 거더와 하중전달 기둥을 도시한 사시도이다.

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 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 개략적으로 도시한 정면도이다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물은 상층 모듈러 유닛(1)과 하층 모듈러 유닛(1)의 사이에 트랜스퍼 거더(70)를 구성하고, 모듈러 유닛(1)의 외측에 트랜스퍼 거더(70)의 단부와 접합되는 하중전달 기둥(80)을 구성하여 상층 모듈러 유닛(1)의 하중을 트랜스퍼 거더(70)를 통하여 하중전달 기둥(80)으로 전달하도록 하여 초고층의 모듈러 유닛 건축물을 시공할 수 있도록 한다.

본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물은 상기 도 1에서와 같이, 모듈러 유닛(1)을 수평 및 수직으로 인접하여 적층하여 건축물을 시공하는 데, 상층 모듈러 유닛(1)과 하층 모듈러 유닛(1)의 사이에 트랜스퍼 거더(70)를 구성하고, 수평 및 수직으로 적층된 모듈러 유닛(1)의 외측에 트랜스퍼 거더(70)의 단부와 접합되는 하중전달 기둥(80)을 수직으로 구성하여 상층 모듈러 유닛(1)의 하중을 트랜스퍼 거더(70)를 통하여 하중전달 기둥(80)으로 전달하도록 한다.

트랜스퍼 거더(70)는 도 1에서와 같이, 하중이 집중되는 지면에서 일정 높이까지의 저층부의 수직 적층된 모듈러 유닛(1)과 모듈러 유닛(1)의 사이에서만 형성되도록 할 수 있으며, 후술하는 도 5 및 도 6에서와 같이, 트랜스퍼 거더(70)는 모든 상층 모듈러 유닛(1)과 하층 모듈러 유닛(1)의 사이에 구성될 수도 있다.

하중전달 기둥(80)은 도시된 바와 같이, 모듈러 유닛(1)을 수직 및 수평으로 적층하여 형성되는 건축물의 외측에 수직으로 하중전달 기둥(80)이 형성되며, 건축물의 전체 높이에 형성되도록 하여 구조물 전체의 횡력저항성을 증대시키도록 할 수 있다.

트랜스퍼 거더(70)와 하중전달 기둥(80)은 H형강 등으로 이루어질 수 있으며, 이외에도 각형 강관 또는 ㄷ형 단면 형강 등 다양한 단면을 갖는 부재로 이루어질 수 있으며, 트랜스퍼 거더(70)와 하중전달 기둥(80) 간의 접합은 고력볼트 등 공지의 다양한 방법을 통하여 강접합되도록 한다.

이때 상층 모듈러 유닛(1)의 하중이 하중전달 기둥(80)으로 전달되도록, 트랜스퍼 거더(70)를 수직으로 적층된 모듈러 유닛(1)의 외측에 위치하는 기둥의 사이에 단부 부재(72)가 위치하도록 상부 모듈러 유닛(1)의 바닥보(20)와 하층부의 모듈러 유닛(1)의 천정보(10) 사이를 가로질러 구성하며, 단부 부재(72)의 양단부를 하중전달 기둥(80)에 강접하도록 한다.

이와 같이 트랜스퍼 거더(70)를 수직 적층된 모듈러 유닛(1)의 사이에 구성하여 상층 모듈러 유닛(1)의 하중을 트랜스퍼 거더(70)를 통하여 하중전달 기둥(80)으로 전달하는 하중경로가 형성되도록 하는 것이다.

도 2는 본 발명의 확장형 기둥 구조를 갖는 모듈러 유닛의 사시도이고, 도 3은 상기 도 2의 일부 분해 사시도이다.

본 발명의 모듈러 유닛(1)은 일반적인 모듈러 유닛과 동일하게 육면체의 형상으로 형성되며, 도시된 바와 같이, 장방형으로 이루도록 천정보(10), 바닥보(20) 및 4개의 기둥(50a)(50b)으로 이루어지며, 보(10)(20)와 기둥(50a)(50b)의 결합부에는 각각 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)(30b)이 구성된다.

상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)과 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)은 동일한 형상으로 ㄱ형상의 수직으로 중앙 결합부(31)와, 중앙 결합부(31)의 상단부 및 하단부에서 각각 내측으로 연장되는 확장부(32)로 이루어진다.

중앙 결합부(31)와 확장부(32)는 하나의 부재를 성형하여 형성하도록 할 수도 있으며, 별도의 부재를 용접 등의 방법으로 결합하도록 할 수도 있다.

특히, 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a) 및 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)은 한쪽 면이 열린 ㄷ형 단면을 갖도록 하여, 열린 면을 통해 모듈러 유닛(1)의 결합시에 일체성 확보를 위한 볼트 체결이 용이하도록 하여, 결합 및 해체가 용이하여 시공성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a) 및 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)의 확장부(32)는 내측면에 확장부(32)와 확장부(32)를 수직방향으로 연결하도록 복수의 스티프너(324)가 형성되도록 하여 열린 단면으로 구성되는 확장부(32)의 변형범위를 스티프너(324)와 스티프너(324)로 좁히도록 하여 확장부(32)를 보강하도록 할 수 있는 것이다.

상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a) 및 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)에는 스티프너(324)로 보강되더라고 상하층 모듈러 유닛(1)의 기둥(50a)(50b)의 볼트 체결을 위하여 도 3에서와 같이, 스티프너(324)를 일부 절개하여 개구부를 형성할 수 있다.

이와 같은 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)은 단부가 각 천정보(10)의 단부와 결합되도록 하며, 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)은 단부가 각 바닥보(20)의 단부와 결합되도록 한다.

이때, 천정보(10)는 중앙부를 천정의 중력하중에만 저항할 수 있도록 천정보(10)의 춤보다 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)의 춤이 크게 형성되도록 하여 상부면을 일치시켜 천정보(10)와 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)을 결합하고 상하층 모듈러 유닛(1)의 기둥(50a)(50b)을 연결하도록 하여 접합부에서의 모멘트 전달 성능을 확보하도록 하며, 천정보(10)는 상층 모듈러 유닛(1)의 하중은 받지 않고 당해 층의 천정보(10)에 재하되는 하중(천정재, 설비 등)만 부담하도록 한다.

또한, 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)의 높이는 바닥보(20)의 높이와 동일하게 형성하여 수평하중에 대해 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)과 바닥보(20)가 단일의 부재와 같이 거동하도록 하여 다이어프램 역할을 하도록 하며, 당해 층의 하중을 하층의 모듈러 유닛(1)의 기둥(50a)(50b)으로 전달하도록 하여 모멘트 전달 성능 확보하도록 한다.

이와 같이, 천정보(10) 및 바닥보(20)가 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a) 및 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)에 미리 결합되도록 하고, 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)(30b)에 기둥(50a)(50b)를 수직방향을 결합할 수 있도록 조립하여 시공하도록 하기 때문에, 천정재나 바닥판을 천정보(10) 및 바닥보(20)에 미리 제작하여 현장에서 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)(30b)에 기둥(50a)(50b)만을 조립하여 시공이 가능하기 때문에 운반 및 시공이 용이할 뿐만 아니라 공기가 대폭 단축될 수 있는 것이다.

또한, 천정보(10)와 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)이 결합되는 부위에는 이음판을 덧대어 용접 또는 볼트 결합하도록 하여, 결합되는 부재간의 핀 접합을 유도하도록 함으로써 모듈러 유닛(1)의 수직 적층시에 발생하는 하중이 보(10)로 전달되지 않도록 한다.

도 4는 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛을 이용한 구조물의 일 실시예의 평면도이다.

모듈러 유닛 구조물(2)은 다수의 모듈러 유닛(1)이 수직방향으로 적층될 뿐만 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이 수평방향으로도 적층되어 시공된다.

이때, 각 모듈러 유닛(1)의 기둥 중 모듈러 유닛 구조물의 외주면에 위치하는 기둥을 외측 기둥(50a)으로 구성하고, 모듈러 유닛 구조물의 외주면에 위치하지 않고 내측에 위치하는 기둥을 내측 기둥(50b)을 구성하여, 전체 구조물에서 수용할 하중의 크기에 따라 기둥(50a)(50b)의 단면을 확장형 기둥(60)으로 확장할 수 있어 초고층의 모듈러 유닛 구조물을 시공할 수 있다.

①의 위치에서는 4개의 기둥이 모두 외주면에 접하지 않아 4개의 내측 기둥(50b)으로만 구성되며, ② 및 ③의 위치에서는 2개의 외측 기둥(50a)과 2개의 내측 기둥(50a)으로 이루어진다. 또한, ④ 위치에서는 3개의 외측 기둥(50a)과 1개의 내측 기둥(50a)으로 이루어진다.

이와 같은 모듈러 유닛 구조물(2)은 압축측만 고려시 분담면적은 모든 기둥이 동일하며, 수직 및 수평으로 적층 후 완성된 골조의 하나의 절점에 동일한 휨 구조성능을 보유하기 위해서는 ①, ②, ③, ④ 위치에 각각 4가지 타입의 모듈이 필요하지만, 본 발명에서는 기둥 4개가 모두 내측에 위치하여 4개의 내측 기둥(50b) 만으로 이루어지는 ① 위치의 모듈러 유닛(1)을 기본으로 하고, ①번 위치의 모듈러 유닛(1)과 인접한 ②, ③, ④ 위치의 모듈러 유닛(1)의 외측 기둥(50a)에 상부 확장형 브라켓(30a)와 하부 확장형 브라켓(30b)의 확장부(22)와 확장부(22)를 수직방향으로 연결하도록 1개 이상의 확장형 기둥(60)을 필요한 갯수 만큼 추가하여 X-방향, Y-방향으로 동일한 휨저항 구조성능을 보유한 모멘트 골조로 구성할 수 있는 것이다.

상기와 같이, 기둥 중 일부는 외부에 위치하는 외측 기둥(50a)으로 구성되고 나머지는 외부에 접하지 않고 내부에 위치하는 내측 기둥(50b)으로 구성될 수 있으며, 도시되지는 않았지만 4개의 기둥이 모두 외측 기둥(50a)만으로 구성되도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물을 개략적으로 도시한 정면도이다.

상기와 같이 구성되는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물(1)을 이용하여 건축물을 형성시에는 모듈러 유닛(1)을 외측 기둥(50a)이 외측으로 배치되고 내측 기둥(50b)이 내측으로 배치되도록 하여 수평 및 수직으로 인접하여 적층하고, 확장형 기둥(60)을 결합하여 상층부에서 저층부의 모듈러 유닛(1)으로 갈수록 외측 기둥(50a)의 단면이 확장되도록 하여, 트랜스퍼 거더(70)로 전달되는 상층 모듈러 유닛(1)의 하중을 하층 모듈러 유닛(1)의 확대된 단면을 갖는 외측 기둥(50a)과 하중전달 기둥(80)으로 분산하여 전달하도록 할 수 있다.

이와 같은 확장형 기둥(60)은 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)과 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b) 간을 수직으로 연결하도록 용접 등의 공지의 방법으로 강접하여 결합되도록 하여, 모듈러 유닛(1)을 이용하여 수평 및 수직으로 적층하여 건축물을 형성시에 기둥(50a)(50b) 단면을 확장할 수 있는 구조로 형성하도록 함으로써 트랜스퍼 거더(70) 및 하중전달 기둥(80)과 함께 하중을 하층 모듈러 유닛(1)으로 전달하지 않고 새로운 하중전달 경로를 만들도록 하는 것이다.

이와 같이, 확장형 기둥(60)은 천정보(10)와 바닥보(20) 방향으로 확장되는 구조이기 때문에, 확장형 기둥(60)이 벽체에 매립되도록 함으로써 확장형 기둥(60)의 설치 갯수와는 상관없이 동일한 형태의 모듈러 유닛(1)을 이용하여 건축물을 시공할 수 있는 것이다.

따라서, 확장형 기둥(60)의 단면의 크기는 천정보(10) 및 바닥보(20)의 단면의 폭과 동일하거나 일정 크기 작게 형성되도록 하여 확장형 기둥(60)이 벽체에 매립되어 외부로 나타나지 않도록 할 수 있다.

도 5에서와 같이, 모듈러 유닛(1)을 이용하여 수평 및 수직으로 적층시에 내측에 위치하는 기둥은 모듈러 유닛(1)의 기둥이 모두 인접하여 하중이 분산되지만 외측에 위치하는 기둥은 하중이 집중되기 때문에, 본 발명에서는 외측 기둥(50a)과 내측 기둥(50b)으로 나누어 구성한다.

도 6은 상기 도 5의 고층부, 중층부, 저층부의 모듈러 유닛 및 기둥의 단면을 도시한 도이다.

외측 기둥(50a)의 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)와 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)의 확장부(22)와 확장부(22)를 수직방향으로 연결하도록 1개 이상의 확장형 기둥(60)이 결합되도록 하여 내측 기둥(50b)과 확장형 기둥(60)을 합한 단면의 크기보다 외측 기둥(50a)과 확장형 기둥(60)을 합한 단면의 크기가 크게 형성되도록 하여 하중이 집중되는 부분의 기둥측 단면을 확장시킬 수 있다.

즉, 예를 들면 도 6a에서와 같이, 고층부에서는 내측 기둥(50b)과 외측 기둥(50a) 측에는 확장형 기둥(60)이 구성되지 않고, 도 6b에서와 같이, 중층부에서는 내측 기둥(50b) 측에는 확장형 기둥(60)이 구성되지 않도록 하고 외측 기둥(50a) 측에는 확장형 기둥(60)이 2개가 결합되도록 할 수 있고, 도 6c에서와 같이, 저층부에서는 내측 기둥(50b) 측에는 확장형 기둥(60)이 구성되지 않도록 하고 외측 기둥(50a) 측에는 확장형 기둥(60)이 4개가 결합되도록 하여, 상층부에서 저층부의 모듈러 유닛(1)으로 갈수록 외측 기둥(50a)의 단면이 확장되도록 한다.

도 7은 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물의 확장형 기둥의 결합 실시예를 도시한 도이다.

이와 같은 확장형 기둥(60)은 각형강관, 채널 등 다양한 부재로 이루어져 기둥(50a)(50b)과 인접하여 차례로 1개 이상이 보(10)(20)의 길이방향으로 구성되도록 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)(30b)에 용접되어야 하는데, 도 7(a)에서와 같이, 각형 강관으로 1개 이상이 구성되는 경우에는 4면이 모두 용접되어야 하므로 일정거리 이격되어서 확장형 기둥(60)을 구성하여야 하지만, 도 7(b)에서와 같이, 확장형 기둥(60)을 ㄷ 형 단면으로 형성되도록 하면 3면만을 용접하여 강접하면서도 확장형 기둥(60) 간에 연달아 접하여 시공할 수 있어 4면을 모두를 용접하는 효과를 갖도록 한다.

도 8은 본 발명의 트랜스퍼 거더dhk 하중전달 기둥을 도시한 사시도이다.

트랜스퍼 거더(70)는 도 8에서와 같이, 일정 길이의 중앙부 부재(71)와, 중앙부 부재(71)의 춤보다 높은 춤으로 형성되는 단부 부재(72)가 중앙부 부재(71)의 길이방향 양단부에 각각 형성되도록 구성되며, 중앙부 부재(71)와 단부 부재(72)는 용접 등 공지의 다양한 방법으로 접합 될 수 있다.

이와 같이 중앙부 부재(71)와 단부 부재(72)을 춤을 달리 형성하도록 하여, 상층 모듈러 유닛(1)의 하중이 중앙부 부재(71)를 통하여 하층 모듈러 유닛(1)으로 전달되지 않고 단부 부재(72)를 통하여 하중전달 기둥(80)으로 전달되도록 한다.

이를 위하여, 도시된 바와 같이, 중앙부 부재(71)의 상부면과 단부 부재(72)의 상부면이 일치하도록 형성하여, 중앙부 부재(71)의 하부면과 하층 모듈러 유닛(1)의 천정보(10)와의 사이에 일정 거리 이격공간이 형성되도록 한다.

또한, 도 1과 도 8에서와 같이, 중앙부 부재(71)의 중앙부의 상부면은 각각 상부와 하부의 내측 기둥(50b)에 결합된 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)과 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)에 고력볼트 등의 공지의 다양한 방법에 의하여 강접합되도록 하여 상층 모듈러 유닛(1)의 하중이 양측의 단부 부재(72)로 전달되도록 하고, 단부 부재(72)에 강접된 하중전달 기둥(80)을 통하여 하부로 전달되도록 한다.

특히, 트랜스퍼 거더(70)는 H형강 등으로 이루어질 수 있기 때문에 중앙부 부재(71)의 수직으로 인접한 기둥과 기둥의 사이에 위치하는 소정의 위치 및 트랜스퍼 거더(70)의 단부 부재(72)에는 복수의 스티프너(73)가 수직으로 형성되도록 하여 하중 전달 경로를 보강할 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물은 수직 적층된 모듈러 유닛과 모듈러 유닛의 사이에 트랜스퍼 거더를 구성하고, 모듈러 유닛의 외측에 하중전달 기둥을 구성하여 상층 모듈러 유닛의 하중을 트랜스퍼 거더를 통하여 하중전달 기둥으로 전달하도록 하여 모듈러 유닛의 과대 설계나 별도의 보강재의 설치없이도 초고층의 모듈러 유닛 건축물을 시공할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있으며, 모듈러 유닛의 기둥과 보의 결합부에 기둥 수직 결합용 브라켓을 구성하고 기둥 수직 결합용 브라켓에 기둥이 결합되는 구조로 천정재나 바닥판만을 천정보 및 바닥보에 미리 제작하고 현장에서 확장형 브라켓에 기둥만을 조립하여 시공이 가능하기 때문에 공장 야적시에 좁은 야적공간에도 효율적으로 야적이 가능하고, 운반 및 시공이 용이할 뿐만 아니라 공기가 대폭 단축되는 효과도 있으며, 기둥 수직 결합용 브라켓에 수용할 하중의 크기에 따라 외측 기둥의 단면을 확장할 수 있도록 할 수 있는 효과도 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 : 모듈러 유닛
10 : 천정보
20 : 바닥보
30a : 상부 확정형 브라켓
30b : 하부 기둥 수직 결합용 브라켓
50a : 외측 기둥
50b : 내측 기둥
60 : 확장형 기둥
70 : 트랜스퍼 거더
71 : 중앙부 부재
72 : 단부 부재
73 : 스티프너
80 : 하중전달 기둥

Claims (12)

1. 장방형으로 이루도록 구성되는 4개의 천정보(10)와; 천정보(10)의 하부로 일정 거리 이격되어 형성되어 장방형으로 이루도록 구성되는 4개의 바닥보(20)와; 평면상 ㄱ형상으로 수직하게 배치된 중앙 결합부(31)와, 중앙 결합부(31)의 상단부 및 하단부에서 수직하게 각각 내측으로 연장되는 확장부(32)로 이루어져 ㄷ형 단면 형상을 갖고 확장부(32)와 확장부(32)를 연결하도록 내측에 수직방향으로 복수의 스티프너(324)가 형성되어 천정보(10) 및 바닥보(20)의 모서리에 각각 결합되는 상부 확장형 브라켓(30a) 및 하부 확장형 브라켓(30b)과; 상부 확장형 브라켓(30a)과 하부 확장형 브라켓(30b) 간을 수직으로 연결하도록 결합되는 4개의 기둥;을 포함하여 이루어지는 모듈러 유닛(1)을 수평 및 수직으로 인접하여 적층하되,
   적층된 모듈러 유닛(1)의 외측에 각각 수직으로 하중전달 기둥(80)이 형성되며,
   일정 길이의 중앙부 부재(71)와, 중앙부 부재(71)의 춤보다 높은 춤으로 형성되는 단부 부재(72)가 중앙부 부재(71)의 길이방향 양단부에 각각 형성되는 트랜스퍼 거더(70)가, 수직으로 적층된 모듈러 유닛(1)의 양측의 외측 기둥(50a)과 외측 기둥(50a)에 각각 양단의 단부 부재(72)가 위치하도록 상부 모듈러 유닛(1)의 바닥보(20)와 하층부의 모듈러 유닛(1)의 천정보(10) 사이를 가로질러 구성되며 단부 부재(72)의 외측 단부가 하중전달 기둥(80)에 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
2. 청구항 1에 있어서,
   트랜스퍼 거더(70)는 지면에서 일정 높이까지의 저층부의 수직 적층된 모듈러 유닛(1)과 모듈러 유닛(1)의 사이에서만 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   천정보(10)의 춤보다 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)의 춤이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
6. 청구항 1에 있어서,
   천정보(10)와 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)은 핀 접합되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
7. 청구항 1에 있어서,
   기둥 중 일부는 외부에 위치하는 외측 기둥(50a)으로 구성되고 나머지는 외부에 접하지 않고 내부에 위치하는 내측 기둥(50b)으로 구성되거나, 외측 기둥(50a)만으로 구성되고,
   외측 기둥(50a)에는 상부 확장형 브라켓(30a)와 하부 확장형 브라켓(30b)의 확장부(22)와 확장부(22)를 수직방향으로 연결하도록 1개 이상의 확장형 기둥(60)이 결합되어,
   상층부에서 저층부의 모듈러 유닛(1)으로 갈수록 외측 기둥(50a)의 단면이 확장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
8. 청구항 7에 있어서,
   확장형 기둥(60)은 ㄷ 형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
9. 청구항 7에 있어서,
   확장형 기둥(60)의 단면의 크기는 천정보(10) 및 바닥보(20)의 단면의 폭과 동일하거나 일정 크기 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
10. 청구항 1에 있어서,
    트랜스퍼 거더(70)는 H형 단면 또는 ㄷ형 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
11. 청구항 1에 있어서,
    트랜스퍼 거더(70)는 중앙부 부재(71)의 상부면과 단부 부재(72)의 상부면이 일치하여 결합되며,
    중앙부 부재(71)의 중앙부는 각각 상부와 하부의 내측 기둥(50b)에 결합된 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)과 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)에 결합되고,
    단부 부재(72)의 상부면과 하부면은 각각 상부와 하부의 외측 기둥(50a) 에 결합된 하부 기둥 수직 결합용 브라켓(30b)과 상부 기둥 수직 결합용 브라켓(30a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.
12. 청구항 1에 있어서,
    트랜스퍼 거더(70)의 중앙부 부재(71)의 중앙부 및 트랜스퍼 거더(70)의 단부 부재(72)에는 복수의 스티프너(73)가 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥 수직 결합용 브라켓을 갖는 모듈러 유닛과 하중전달 기둥을 이용한 초고층형 모듈러 건축물.

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