KR102181525B1 - 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조에 관한 것이다. 이는, 평평한 기초면 위에 수직으로 세워지는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥의 상단부에 고정되며 수평으로 연장되어 수직기둥을 연결하는 다수의 상부연결대를 구비하고, 그 내부에 거주공간을 제공하는 베이스층부와; 상기 베이스층부에 비해 상대적으로 좁은 바닥면적을 가지며, 상기 베이스층부의 상부에 고정되되, 상기 베이스층부의 상단 외곽부에 처마부재를 설치할 수 있는 처마설치공간을 제공할 수 있도록 그 하단부가 베이스층부의 상단 외곽부로부터 이격되는 상층부를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의다층식 탑형 퓨젼한옥 골조는, 내하중 능력이 뛰어나므로 다층의 탑(塔)형상으로 구성할 수 있어 독특한 모양의 탑형 한옥을 건축할 수 있게 하고, 더욱이 각 층별 내부 공간효율성이 뛰어나 양호한 층별 거주성을 제공한다.
또한, 강철 에이치빔을 기본으로 사용하므로 고가의 목재나 숙련공이 필요 없어 재료비와 인건비를 크게 줄일 수 있으며, 화재 및 지진 등에 상대적으로 안정적인 구조를 갖는다.

Description

다층식 탑형 퓨젼한옥 골조{Multi floor tower type fusion Hanok framework made of steel beam}

본 발명은 한옥(韓屋)용 골조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강철자재으로 구성되어 종전 목재를 사용하는 것에 비해 구조적 강도가 뛰어나고 건축비도 대폭 절감할 수 있음은 물론, 마치 탑과 같이 다층 구조를 이룰 수 있어 한옥을 고층건물 형태로 건축할 수 있게 하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조에 관한 것이다.

한옥은, 콘크리트 기초면에 초석이나 토대목을 배치한 후 그 위에 기둥을 세우고, 기둥에는 보아지, 층도리, 처마도리, 보 등을 결합시킴과 아울러, 기둥의 사이에는 상인방 및 하인방, 문, 블록을 설치하여 벽체를 구축 하고, 골격의 상부에는 서까래, 평고대, 부연, 개판, 용마루 등을 연결하는 방식으로 건축된다.

그런데 이러한 한옥은, 매우 많은 목재가 사용되므로 일단 건축비가 비싸고, 기둥과 보, 도리 등을 맞춤법과 이음법에 따라 마름질 및 바심질 해야 하는 등 선행 가공 작업이 어렵고 숙련된 기술과 많은 노동력이 요구된다는 단점을 갖는다.

이에 따라 최근에는 전통적 건축 방법을 개선하여, 간편하고 저렴하며, 가령 화재나 지진 등에 보다 안전한 방식의 건축자재나 건축 방법이 개발되고 있다. 가령, 목재간의 끼움과 맞춤에 의한 전통적인 방식보다는 철물에 의한 접합 방식을 채용하는 것이다. 철물에 의한 접합방식에도 다양한 방식이 있으며, 예컨대, 볼팅, 용접, 리벳팅 등이 주로 적용되고 있다.

한편, 금속으로 이루어진 프레임을 갖는 한옥으로서 국내 공개특허공보 제10-2009-0046140호 (단위구조체로 이루어진 조립식 한옥)가 개시된 바 있다.

상기 조립식 한옥은, 금속으로 이루어진 복수의 메인프레임으로 구성된 복수의 단위구조체, 단위구조체를 연결하는 수평연결프레임, 단위구조체의 상측에 결합되는 수직연결프레임, 경사프레임 및 외곽프레임의 구조를 이룬다. 그런데 상기한 종래의 한옥은, 시간이 지남에 따라, 단위구조체를 연결하는 연결부위에서의 뒤틀림 현상이 발생하여 빈번한 유지 보수가 필요하며, 심할 경우 연결부위가 아예 분리되는 경우도 있다.

국내 공개특허공보 제10-2009-0046140호 (단위구조체로 이루어진 조립식 한옥) 국내 공개특허공보 제10-2009-0041191호 (조립식 주택의 골조 연결구조) 국내 등록특허공보 제10-1181794호 (철골조와 합성수지기와를 이용한 개량한옥과 그 시공방법)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 독특한 모양의 탑형 한옥을 건축할 수 있게 하고, 더욱이 각 층별 내부 공간효율성이 뛰어나 양호한 층별 거주성을 제공함은 물론, 고가의 목재나 숙련공이 필요 없어 재료비와 인건비를 크게 줄일 수 있으며, 화재 및 지진 등에 상대적으로 안정적인 구조를 갖는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조는, 다수의 강철자재를 연결하여 구축한 것으로서, 평평한 기초면 위에 수직으로 세워지는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥의 상단부에 고정되며 수평으로 연장되어 수직기둥을 연결하는 다수의 상부연결대를 구비하고, 그 내부에 거주공간을 제공하는 베이스층부와; 상기 베이스층부에 비해 상대적으로 좁은 바닥면적을 가지며, 상기 베이스층부의 상부에 고정되되, 상기 베이스층부의 상단 외곽부에 처마부재를 설치할 수 있는 처마설치공간을 제공할 수 있도록 그 하단부가 베이스층부의 상단 외곽부로부터 이격되는 상층부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 상층부는, 2개층 이상이 적층 구성되며, 상측으로 갈수록 바닥면적이 상대적으로 좁아지는 구조를 갖는다.

또한, 상기 상층부는; 상기 베이스층부의 상부연결대에 그 양단부가 걸쳐진 상태로 상호 이격 배치되는 한 쌍의 하부가로대와, 상기 상부연결대에 겹치지 않는 위치에서 하부가로대의 양단부를 연결하는 하부연결대와, 상기 하부연결대의 단부에 대응 배치되며 하부가로대의 상부에 수직으로 세워지는 다수의 수직기둥과, 상기 수직기둥의 상단부에 고정되며 수직기둥을 상호 연결하는 다수의 상부연결대를 포함한다.

아울러, 상기 상부연결대와 하부가로대는 상호 직교하며, 하부가로대의 양단부에는, 상부연결대에 대한 하부가로대의 결합을 보강하여, 외력에 의한 상부연결대의 길이방향 움직임을 방지하는 빔홀더가 구비된다.

또한, 상기 빔홀더는; 상기 상부연결대와 하부가로대의 단부 일부를 수용하는 수용고정홈을 갖는 홀더본체와, 상기 홀더본체를 상부연결대 및 하부가로대에 대해 고정하는 고정수단을 구비한다.

또한, 상기 고정수단은; 상기 상부연결대와 하부가로대와 홀더본체를 수직으로 관통하여 결합을 유지하는 볼트 또는 리벳을 포함한다.

아울러, 상기 베이스층부와 상층부의 사이, 상층부가 2개층 이상일 경우 상층부의 각층의 사이에는, 외력에 의한 골조의 변형을 방지하고 진동을 감쇄하는 층간연결부가 구비된다.

또한, 상기 층간연결부는; 상층부의 하부연결대와 베이스층부의 상부연결대에 각각 면접하는 다수의 연결판과, 상기 연결판을, 하부연결대 및 상부연결대의 폭방향으로 탄력 지지하는 탄력제공부와, 그 양단부가 상기 연결판에 고정되며 하부연결대로부터 상부연결대를 향하여 하향 경사진 다수의 경사빔을 포함하는 강철자재으로 구성된다.

또한, 2개층 이상 적층된 상층부의 층간에 구비되는 층간연결부는; 상측 하부연결대와 하측 상부연결대에 각각 배치되는 다수의 연결판과, 상기 연결판을, 하부연결대 및 상부연결대의 폭방향으로 탄력 지지하는 탄력제공부와, 그 양단부가 상기 연결판에 고정되며 하부연결대로부터 상부연결대를 향하여 하향 경사진 다수의 경사빔을 포함한다.

아울러, 상기 연결판에는 경사빔의 길이방향으로 연장된 다수의 장공이 형성되고, 상기 탄력제공부는; 상기 장공의 내부에, 장공의 연장방향으로 이동 가능하며 체결용 볼트 또는 리벳이 통과할 수 있는 끼움구멍을 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더와 함께 장공에 내장되며 슬라이더를 탄력 지지하는 스프링을 포함한다.

또한, 상기 층간연결부는; 상기 베이스층부의 상부연결대와 상층부의 하부연결대의 사이에 구비되며, 그 양단부가 상부연결대에 장착되고, 외부로부터 전달된 하중에 의해 탄력 변형 가능하도록 상부로 만곡된 만곡빔과, 만곡빔에 장착된 상태로 하부연결대에 고정되는 새들을 포함한다.

또한, 2개층 이상 적층된 상층부의 층간에 구비되는 층간연결부는; 그 양단부가 하측 상부연결대에 연결되며 외부로부터 전달된 하중에 의해 탄성 변형 가능하도록 상부로 만곡된 다수의 만곡빔과, 상기 만곡빔에 장착된 상태로 상부의 하부연결대에 고정되는 새들을 구비한다.

또한, 상기 만곡빔의 단부와 상부연결대는 볼트 또는 리벳으로 연결되며, 상기 만곡빔의 단부에는 만곡빔의 길이방향으로 연장된 장공이 형성되어 있고, 상기 장공의 내부에는, 볼트 또는 리벳을 통과시킬 수 있는 끼움구멍을 가지며, 장공의 길이방향을 따라 위치이동 가능한 슬라이더와, 상기 슬라이더와 함께 장공의 내부에 설치되며 슬라이더를 지지하는 스프링이 설치된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조는, 내하중 능력이 뛰어나므로 다층의 탑(塔)형상으로 구성할 수 있어 독특한 모양의 탑형 한옥을 건축할 수 있게 하고, 더욱이 각 층별 내부 공간효율성이 뛰어나 양호한 층별 거주성을 제공한다.

또한, 강철 에이치빔을 기본으로 사용하므로 고가의 목재나 숙련공이 필요 없어 재료비와 인건비를 크게 줄일 수 있으며, 화재 및 지진 등에 상대적으로 안정적인 구조를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조의 기본 구조를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 상기 A부분의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시한 퓨젼한옥 골조의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 퓨젼한옥 골조에 적용할 수 있는 빔홀더를 함께 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조의 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 7은 도 6에 도시한 층간연결부의 구조를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 탄력연결대의 결합 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조의 또 다른 구조를 도시한 측면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 층간연결부를 별도로 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로, 후술할 본 실시예에 따른 퓨젼한옥 골조(10)는, 다층 구조의 한옥 건물을 건축할 수 있게 하는 것으로서, 강철자재으로 이루어진 프레임의 구조를 가져 각 층의 거주공간을 최대로 확보할 수 있다. 이와 같이 강철자재를 사용하므로 구조적 강도나 내하중성이 뛰어나, 말하자면 대도시 빌딩을 한옥의 구조로 건축할 수도 있게 한다. 상가 강철자재는 각종 타입의 빔(beam)을 사용할 수 있으며, 이를테면 H빔을 사용할 수 있다.

이러한 본 실시예의 퓨젼한옥 골조는, 다수의 강철자재를 연결하여 구축한 것으로서, 평평한 기초면 위에 수직으로 세워지는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥의 상단부에 고정되며 수평으로 연장되어 수직기둥을 연결하는 다수의 상부연결대를 구비하고, 그 내부에 거주공간을 제공하는 베이스층부와; 상기 베이스층부에 비해 상대적으로 좁은 바닥면적을 가지며, 상기 베이스층부의 상부에 고정되되, 상기 베이스층부의 상단 외곽부에 처마부재를 설치할 수 있는 처마설치공간을 제공할 수 있도록 그 하단부가 베이스층부의 상단 외곽부로부터 이격되는 상층부를 포함하여 구성된다.

아울러, 본 실시예의 퓨젼한옥 골조(10)를 구성하는 강철자재은 모두 H빔이다. 상기 H빔은 필요한 길이로 절단되며 볼팅, 리벳, 용접 등의 방식으로 고정된다. 첨부한 도면에서는 볼트와 너트만 도시하였지만, 리벳이나 용접 등의 방식을 얼마든지 적용할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조(10)의 기본 구조를 도시한 측면도이다. 도 2는 도 1의 A부분을 확대하여 도시한 도면이고, 도 3은 상기 A부분의 사시도이다. 또한, 도 4는 도 1에 도시한 퓨젼한옥 골조의 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른다층식 탑형 퓨젼한옥 골조(10)는, 베이스층부(20), 상층부(30), 최상층부(40)의 수직방향 적층구조를 이룬다. 상기 상층부(30)와 최상층부(40)는 사이즈만 다를 뿐 동일한 구성을 가진다. 최상층부(40)는 가장 높은 층에 위치한 상층부(30)를 지칭하는 것으로서, 설명의 편의상 최상층부(40)라 지칭하는 것이다.

아울러 도 1에서는 상층부(30)가 1층으로 적용된 것으로 도시하였지만, 상층부(30)도, 위로 올라갈수록 좁은 바닥면적을 갖는, 다층 구조를 가질 수 있다. 이를테면 상층부(30)를 3층 또는 4층 또는 그 이상의 층수로 올릴 수 있는 것이다. 상층부(30)가 3층이면, 퓨젼한옥 골조(10)의 총 층수는 5층이 된다. 또한 상층부(30)가 다층 구조를 이룬다 하더라도, 상층부(30)에서의 가장 좁은 바닥면적은, 최상층부(40)의 바닥면적보다 상대적으로 넓다.

상기 베이스층부(20)는, 네 개의 수직기둥(21)과 하부연결대(25)와 상부연결대(23)로 구성된 육면체프레임의 형태를 취하는 것으로서 퓨젼한옥 골조(10)의 1층을 이루며 하중을 감당한다. 수직기둥(21), 하부연결대(25), 상부연결대(23) 모두 H빔이다.

상기 수직기둥(21)은 기초면(Z)의 상부에 수직으로 고정된다. 수직기둥(21)의 간격은 퓨젼한옥 골조(10)의 설계사항이다. 본 실시예에서는 네 개의 수직기둥(21)을 사각형의 꼭짓점에 위치시켰지만, 필요에 따라 수직기둥(21)의 적용 개수는 더 늘어날 수 있다.

하부연결대(25)는 상호 이웃하는 수직기둥(21)의 하단부에 고정되며 수직기둥(21)의 간격을 유지한다. 마찬가지로 상부연결대(23)는 수직기둥(21)의 상단부에 고정된 상태로 수직기둥(21) 상단부의 간격을 유지한다. 하부연결대(25)와 상부연결대(23)의 길이가 동일함은 물론이다.

결국 상기 베이스층부(20)는, 네 개의 수직기둥(21), 네 개의 하부연결대(25), 네 개의 상부연결대(23)를 통해 육면체 형태의 프레임을 구성한다. 필요에 따라 수직기둥(21)의 사이에 보강대를 얼마든지 추가할 수도 있음은 물론이다.

상기 상층부(30)는, 한 쌍의 하부가로대(31), 하부연결대(35), 수직기둥(33), 상부연결대(37)를 구비한다.

하부가로대(31)는 수평으로 연장되며 그 양단부가 상부연결대(23)에 걸쳐진 상태로 고정된 지지빔이다. 특히 하부가로대(31)는 베이스층부(20)의 상부연결대(23) 상면에 겹쳐지는 것이 아니라, 도 4의 화살표 a방향, 즉 내측방향으로 진입한 위치에 배치된다. 화살표 a방향 진입거리는 상부연결대(23)의 폭(w1) 이상이다.

또한, 양측 하부가로대(31)의 단부 사이에는 하부연결대(35)가 고정된다. 위에 언급한 바와 같이 본 실시예에서의 H빔 간의 고정방식은 볼팅, 리벳팅, 용접방식이다. 하부연결대(35)도 하부가로대(31)와 마찬가지로 화살표 c방향, 즉 내측방향으로 상부연결대(23)의 폭(w1)에 해당하는 거리만큼 진입된 상태로 수평을 유지한다.

수직기둥(33)은 양측 하부가로대(31)에 수직으로 고정된다. 하부가로대(31)에 대한 수직기둥(33)의 위치는, 하부연결대(35)에 대한 하부가로대(31)의 결합부위에 대응하는 지점이다. 수직기둥(33)과 하부연결대(35)는 직각의 사이각을 가진다.

상기와 같이, 하부가로대(31)와 하부연결대(35)를 화살표 a방향 및 c방향으로 진입 배치한 이유는, 퓨젼한옥 골조(10)를 탑(塔)의 형태로 구성하기 위함과, 베이스층부(20)의 상단 테두리부에 처마설치공간부(27)를 확보하기 위한 것이다. 처마설치공간부(27)는 처마부재(90)를 경사지게 설치하기 위한 물리적인 공간이다.

처마설치공간부(27)가 없다면 처마부재(90)를 설치할 수가 없고, 처마부재(90)를 설치할 수 없다면, (한옥골조를 세우긴 세웠지만) 정작 건물을 한옥양식으로 건축할 수 없게 된다. 처마설치공간부(27)는 본 실시예의 퓨젼한옥 골조(10)를 한옥건축물의 용도로 사용할 수 있게 하느냐 그렇지 않느냐를 결정하는 중요 요소이다.

상기 수직기둥(33)의 상단부에는 상부연결대(37)가 고정된다. 상부연결대(37)는 수평을 유지하며 수직기둥(33)의 간격을 유지한다.

상기 최상층부(40)는, 상부연결대(37)에 그 양단부가 걸쳐진 상태로 고정되는 한 쌍의 하부가로대(41), 하부가로대(41)의 사이에 고정되며 하부가로대의 간격을 평행하게 유지하는 하부연결대(45), 하부가로대(41)의 양단부 상부에 수직으로 고정되는 수직기둥(43), 수직기둥(43)을 상호 연결하는 상부연결대(47)를 포함한다. 최상층부(40)는 상층부(30)와 바닥면적만 상대적으로 좁아지고 그 프레임 구조는 동일한다.

특히 하부가로대(41)는 상부연결대(37)로부터 화살표 b방향으로 w2 거리만큼 진입되어 있고, 하부연결대(45)도 마찬가지로 화살표 c방향으로 w2 만큼 진입되어 있다. 하부가로대(41)와 하부연결대(45)를 내측방향으로 진입 이동시킨 것은, 위에 언급한 바와 같이, 퓨젼한옥 골조(10)를 탑의 형태로 구성하기 위함과 처마설치공간부(27)를 제공하기 위한 것이다.

도 5는 도 1에 도시한 퓨젼한옥 골조(10)에 적용할 수 있는 빔홀더(51)를 퓨젼한옥 골조(10)의 일부분과 함께 도시한 사시도이다.

빔홀더(51)는, 상부연결대(23,37)에 대한 하부가로대(31,41)의 결합을 보강하여, 외력에 의한 상부연결대(23,37)의 길이방향 움직임(도 5의 화살표 d방향 움직임)을 방지하는 역할을 한다. 가령 지진 등에 의해 건물이 크게 흔들리거나 화재시 골조의 변형이 발생하더라도, 상부연결대(23)와 하부가로대(31)의 결합을 안정적으로 유지하는 것이다.

예를 들어, 하부가로대(31,41)가 외력에 의해 화살표 d방향으로 과도히 움직여 상부연결대(23)로부터 벋어날 경우, 하부가로대(31,41)가 상부연결대(23)에 더 이상 받쳐지지 않아 건물이 주저앉을 수 있는데, 이러한 위험을 제거하는 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 빔홀더(51)는, 홀더본체(51a)와, 홀더본체(51a)를 하부가로대(31)의 단부에 고정 유지시키는 고정수단을 포함한다.

홀더본체(51a)는 강철판을 절곡 형성한 것으로서 대략 ㄷ자로 절곡된 형태를 취하며 진입홈(51b) 및 수용고정홈(51c)을 갖는다. 진입홈(51b)은 하부가로대(31)의 웹부(31c)를 수용하는 홈이다. 또한, 수용고정홈(51c)은, 상호 밀착하고 있는, 하부가로대(31)의 버텀플랜지부(31d)와 상부연결대(23)의 탑플랜지부(23b)를 그 내부에 수용하는 홈이다.

아울러 홀더본체(51a)에는 수직방향으로 관통하는 다수의 볼트구멍(51d)이 형성되어 있다. 볼트구멍(51d)은 상부연결대(23)에 형성되어 있는 구멍(미도시), 하부가로대(31)의 단부에 형성되어 있는 관통구멍(31b)과 대응하는 구멍으로서, 홀더본체(51a)를 정 위치시킨 상태에서, 관통구멍(31b)과 상부연결대에 형성되어 있는 구멍(미도시)과 일치하여 수직의 통로를 형성한다.

상기 통로를 통해 볼트(52)가 통과한다. 볼트는 통로를 상향 통과한 후 너트(53)와 결합하여 상부연결대(23)에 하부가로대(31)를 더욱 강력하게 고정시킨다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조(10)의 다른 예를 도시한 측면도이고, 도 7은 도 6에 도시한 층간연결부의 구조를 설명하기 위한 부분 사시도이다. 또한 도 8은 도 7에 도시한 탄력연결대(61)의 결합 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 베이스층부(20)와 상층부(30), 상층부(30)와 최상층부(40)의 사이에 층간연결부(60)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 층간연결부(60)는, 외력에 의한 골조의 변형을 방지하고 진동을 감쇄하는 역할을 한다. 가령, 지진으로 인해 건물 자체가 흔들리거나 화재에 의해 골조의 변형이 발생하는 상황에서 진동과 변형을 흡수하여 건물의 붕괴를 막는 것이다.

상기 베이스층부(20)와 상층부(30)에 설치되어 있는 층간연결부(60)와, 상층부(30)와 최상층부(40) 사이에 위치하는 층간연결부(60)는. 사이즈만 차이가 있으며 그 구성은 동일하므로, 베이스층부(20) 상부에 설치된 층간연결부(60)에 대해서만 설명하기로 한다.

도시한 바와 같이, 상기 층간연결부(60)는, 상층부의 하부연결대(35)와 베이스층부의 상부연결대(23)에 각각 면접하는 연결판(61b), 연결판(61b)을 탄력 지지하는 탄력제공부, 연결판(61b)을 상호 연결하는 경사빔(61a)을 구비한다.

먼저, 상기 연결판(61b)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 일정두께를 갖는 사각판으로서 네 개의 장공(61c)을 가지며 경사빔(61a)의 상하단부에 용접 고정된다. 장공(61c)은 상부연결대(23) 또는 하부연결대(35)의 폭방향 즉 화살표 g방향으로 연장된 구멍으로서 그 내부에 상기 탄력제공부를 갖는다.

탄력제공부는, 장공(61c)의 내부에, 장공의 연장방향으로 이동 가능하며 체결용 볼트 또는 리벳이 통과할 수 있는 끼움구멍(61e)을 갖는 슬라이더(61d)와, 슬라이더(61d)와 함께 장공(61c)에 내장되며 슬라이더를 탄력 지지하는 스프링(61f)을 갖는다. 스프링(61f)은 슬라이더(61d)의 이동방향 기준 전후방에 위치하며, 슬라이더(61d)를 장공(61c)의 중앙부에 위치시키도록 탄력을 제공한다.

상기 각 장공(61c)은 상부연결대(23) 및 하부연결대(35)에 형성되어있는 볼트구멍(23a)에 일대일 대응한다. 볼트(52)는 볼트구멍(23a)과 끼움구멍(61e)을 통과한 후 너트(53)와 결합한다. 볼트 대신 리벳을 사용할 경우, 리벳은 볼트구멍(23a)과 끼움구멍을 관통한 후 통상의 방식으로 리벳팅 처리된다.

경사빔(61a)은 H빔의 양단부를 경사지게 커팅한 부재로서 그 양단부가 연결판(61b)을 통해 상부연결대(23)와 하부연결대(35)에 결합한다. 경사빔(61a)은 상부에서 내려오는 하중을 상부연결대(23)로 전달하며, 상층부(30)와 최상층부(40)를 수평으로 견고히 지지한다.

특히 지진에 의해 건물이 흔들릴 경우, 상기 연결판(61b)이 상부연결대(23) 및 하부연결대(35)에 대해 면접한 상태로 화살표 g방향으로 탄성적으로 변화하여 진동과 흔들림을 감쇄한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조의 다른 예를 도시한 측면도이고, 도 10은 도 9에 도시한 층간연결부(70)를 별도로 도시한 사시도이다.

도 9에 도시한 층간연결부(70)는, 상층부(30)의 하부, 최상층부(40)의 하부에 설치된 상태로, 상층부(30)와 최상층부(40)를 탄력적으로 지지하는 기능을 하며, 우물 정(井)자의 구조를 갖는다. 상층부(30)의 하부에 위치한 층간연결부(70)와 최상층부(40)의 하부에 설치된 층간연결부(70)는 동일한 구조를 가지며 단지 사이즈만 작을 뿐이므로, 상층부(30) 하부에 설치된 층간연결부(70)에 대해서만 설명하기로 한다.

도시한 바와 같이, 상기 층간연결부(70)는, 그 양단부가 상부연결대(23)에 장착되며 상호 평행한 제1만곡빔(71), 상기 제1만곡빔(71)에 직교하며 그 양단부가 다른 상부연결대(23)에 연결되는 한 쌍의 제1만곡빔(71), 제1만곡빔(71)에 장착되는 제1새들(72), 제2만곡빔(73)에 설치되는 제2새들(74)을 포함한다.

상기 제1만곡빔(71) 및 제2만곡빔(73)은 상부로 불룩하게 만곡된 형상을 치하며 상호 직교한다. 제1,2만곡빔(71,73)이 교차부위에서 접하지 않도록 제1,2만곡빔(71,73)의 만곡패턴은 적절히 설계된다.

상기 제1새들(72)은 제1만곡빔(71)에 고정된 상태로 하부연결대(35)의 저면에 볼팅 결합한다. 이를 위해 제1새들(72)의 상면에는 다수의 암나사구(72a)가 형성되어 있다. 제1새들(72)에 하부연결대(35)를 위치시킨 상태로, 제1새들(72)에 대해 하부연결대(35)를 볼트로 결합시킬 수 있는 것이다.

제2새들(74)은 제2만곡빔(73)에 장착된 상태로 다른 하부연결대(35)의 저면에 볼팅 결합한다. 이를 위해 제2새들(74)의 상면에도 다수의 암나사구(74a)가 마련되어 있다.

한편, 제1만곡빔(71)의 양단부에는 만곡빔의 길이방향으로 연장된 장공(71a)이 형성되어 있고, 장공(71a)의 내부에는 슬라이더(81)와 스프링(75)이 설치된다. 슬라이더(81)는 끼움구멍(81a)을 갖는 블록형 부재로서 장공(71a)의 길이방향을 따라 움직임이 가능하다. 또한 스프링(75)은 슬라이더(81)를 장공(71a)의 중앙부로 지지하는 역할을 한다.

상기 제1만곡빔(71)은 상부연결대(23)에 볼팅 결합된다. 볼팅결합은, 볼트(77)를 상부연결대(23)에 형성되어 있는 구멍(미도시)과, 끼움구멍(81a)과, 와셔(79)를 상향 통과시킨 후 너트(78)와 결합시킴으로서 이루어진다.

제2만곡빔(73)의 양단부에도 장공(73a)이 형성되어 있고, 장공(73a)의 내부에 슬라이더(81)와 스프링(75)이 내장된다. 제2만곡빔(73)도 상부연결대(23)에 대해 볼팅 결합된다.

상기한 바와 같이, 제1,2만곡빔(71,73)의 양단부에 장공(71a,73a)이 형성되어 있고, 볼트(77)가 장공(71a,73a)을 통해 결합하므로, 장공이 허용하는 한 제1만곡빔(71)과 제2만곡빔(73)은 길이방향으로 움직임이 가능하다.

제1,2만곡빔(71,73)은, 지진 등의 이유로 건물에 수직방향의 하중이 가해질 때 탄성적으로 변형되며 수직방향 에너지를 흡수한다. 또한 측방향 하중이 가해질 때에는 상기한 바와 같이 장공이 허용하는 범위내에서 측방향으로 움직이며 수평하중이나 진동을 흡수한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:퓨젼한옥 골조 20:베이스층부 21:수직기둥
23:상부연결대 23a:볼트구멍 23b:탑플랜지부
25:하부연결대 27:처마설치공간부 30:상층부
31:하부가로대 31b:관통구멍 31c:웹부
31d:버텀플랜지부 33:수직기둥 35:하부연결대
37:상부연결대 40:최상층부 41:하부가로대
43:수직기둥 45:하부연결대 47:상부연결대
51:빔홀더 51a:홀더본체 51b:진입홈
51c:수용고정홈 51d:볼트구멍 52:볼트
53:너트 60:층간연결부 61:탄력연결대
61a:경사빔 61b:연결판 61c:장공
61d:슬라이더 61e:끼움구멍 61f:스프링
70:층간연결부 71:제1만곡빔 71a:장공
72:제1새들 72a:암나사구 73:제2만곡빔
73a:장공 74:제2새들 74a:암나사구
75:스프링 77:볼트 78:너트
79:와셔 81:슬라이더 81a:끼움구멍
90:처마부재

Claims (13)

1. 다수의 강철자재를 연결하여 구축한 것으로서, 평평한 기초면 위에 수직으로 세워지는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥의 상단부에 고정되며 수평으로 연장되어 수직기둥을 연결하는 다수의 상부연결대를 구비하고, 그 내부에 거주공간을 제공하는 베이스층부와;
   상기 베이스층부에 비해 상대적으로 좁은 바닥면적을 가지며, 상기 베이스층부의 상부에 고정되되, 상기 베이스층부의 상단 외곽부에 처마부재를 설치할 수 있는 처마설치공간을 제공할 수 있도록 그 하단부가 베이스층부의 상단 외곽부로부터 이격되는 상층부를 포함하며,
   상기 상층부는;
   상기 베이스층부의 상부연결대에 그 양단부가 걸쳐진 상태로 상호 이격 배치되는 한 쌍의 하부가로대와,
   상기 상부연결대에 겹치지 않는 위치에서 하부가로대의 양단부를 연결하는 하부연결대와,
   상기 하부연결대의 단부에 대응 배치되며 하부가로대의 상부에 수직으로 세워지는 다수의 수직기둥과,
   상기 수직기둥의 상단부에 고정되며 수직기둥을 상호 연결하는 다수의 상부연결대를 포함하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상층부는,
   2개층 이상이 적층 구성되며, 상측으로 갈수록 바닥면적이 상대적으로 좁아지는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 상부연결대와 하부가로대는 상호 직교하며,
   하부가로대의 양단부에는, 상부연결대에 대한 하부가로대의 결합을 보강하여, 외력에 의한 상부연결대의 길이방향 움직임을 방지하는 빔홀더가 구비된 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 빔홀더는;
   상기 상부연결대와 하부가로대의 단부 일부를 수용하는 수용고정홈을 갖는 홀더본체와,
   상기 홀더본체를 상부연결대 및 하부가로대에 대해 고정하는 고정수단을 구비하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정수단은;
   상기 상부연결대와 하부가로대와 홀더본체를 수직으로 관통하여 결합을 유지하는 볼트 또는 리벳을 포함하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
7. 제2항에 있어서,
   상기 베이스층부와 상층부의 사이, 상층부가 2개층 이상일 경우 상층부의 각층의 사이에는, 외력에 의한 골조의 변형을 방지하고 진동을 감쇄하는 층간연결부가 구비된 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 층간연결부는;
   상층부의 하부연결대와 베이스층부의 상부연결대에 각각 면접하는 다수의 연결판과,
   상기 연결판을, 하부연결대 및 상부연결대의 폭방향으로 탄력 지지하는 탄력제공부와,
   그 양단부가 상기 연결판에 고정되며 하부연결대로부터 상부연결대를 향하여 하향 경사진 다수의 경사빔을 포함하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
9. 제7항에 있어서,
   2개층 이상 적층된 상층부의 층간에 구비되는 층간연결부는;
   상측 하부연결대와 하측 상부연결대에 각각 배치되는 다수의 연결판과,
   상기 연결판을, 하부연결대 및 상부연결대의 폭방향으로 탄력 지지하는 탄력제공부와,
   그 양단부가 상기 연결판에 고정되며 하부연결대로부터 상부연결대를 향하여 하향 경사진 다수의 경사빔을 포함하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 연결판에는 경사빔의 길이방향으로 연장된 다수의 장공이 형성되고,
    상기 탄력제공부는;
    상기 장공의 내부에, 장공의 연장방향으로 이동 가능하며 체결용 볼트 또는 리벳이 통과할 수 있는 끼움구멍을 갖는 슬라이더와,
    상기 슬라이더와 함께 장공에 내장되며 슬라이더를 탄력 지지하는 스프링을 포함하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
11. 제7항에 있어서,
    상기 층간연결부는;
    상기 베이스층부의 상부연결대와 상층부의 하부연결대의 사이에 구비되며, 그 양단부가 상부연결대에 장착되고, 외부로부터 전달된 하중에 의해 탄력 변형 가능하도록 상부로 만곡된 만곡빔과,
    만곡빔에 장착된 상태로 하부연결대에 고정되는 새들을 포함하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
12. 제7항에 있어서,
    2개층 이상 적층된 상층부의 층간에 구비되는 층간연결부는;
    그 양단부가 하측 상부연결대에 연결되며 외부로부터 전달된 하중에 의해 탄성 변형 가능하도록 상부로 만곡된 다수의 만곡빔과,
    상기 만곡빔에 장착된 상태로 상부의 하부연결대에 고정되는 새들을 구비하는 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 만곡빔의 단부와 상부연결대는 볼트 또는 리벳으로 연결되며,
    상기 만곡빔의 단부에는 만곡빔의 길이방향으로 연장된 장공이 형성되어 있고,
    상기 장공의 내부에는,
    볼트 또는 리벳을 통과시킬 수 있는 끼움구멍을 가지며, 장공의 길이방향을 따라 위치이동 가능한 슬라이더와,
    상기 슬라이더와 함께 장공의 내부에 설치되며 슬라이더를 지지하는 스프링이 설치된 다층식 탑형 퓨젼한옥 골조.
    

Images