KR102188103B1 - 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기둥과 보의 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수직부재와 수평부재가 커넥터에 의해 슬라이딩 결합하여 체결되어, 수직부재와 수평부재의 체결 시공용이성을 증대시킬 수 있으면서, 집성목재로 마련되는 수평부재에는 프리스트레스 긴장재가 도입되고, 수직부재에는 볼트부재가 도입되어, 집성목재로 이용되는 수평부재의 처짐에 따른 인장력에 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 수직부재와 수평부재간의 전단 및 모멘트 저항 능력을 증대시킬 수 있는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물에 관한 것이다.

Description

슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물{Column and beam structures for sliding connerting type}

본 발명은 기둥과 보의 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수직부재와 수평부재가 커넥터에 의해 슬라이딩 결합하여 체결되어, 수직부재와 수평부재의 체결 시공용이성을 증대시킬 수 있으면서, 집성목재로 마련되는 수평부재에는 프리스트레스 긴장재가 도입되고, 수직부재에는 볼트부재가 도입되어, 집성목재로 이용되는 수평부재의 처짐에 따른 인장력에 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 수직부재와 수평부재간의 전단 및 모멘트 저항 능력을 증대시킬 수 있는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물에 관한 것이다.

현대의 각종 건축물은 철근 콘크리트, 벽돌 및 강구조로 시공하는 것이 보편화되어 있지만 아직도 전통방식에 따라 목조건축물을 시공하고 있으며, 특히 웰빙 바람과 새집증후군 등의 영향에 따라 목재를 이용한 건축물이 각광을 받고 있다.

또한, 자연과 어우러짐과 미관을 위해서 관광지나 공원 같은 곳에서 다리, 원두막 등의 건조시에도 목재를 많이 이용하고 있다.

특히, 구조용 집성재는 작은 크기의 목재를 서로 접착하여 큰 각재를 길게 형성함으로써 치수안정성과 구조신뢰성이 높고, 옹이 등과 같은 목재 특유의 결함을 제거하여 제조하므로 강도를 일반목재보다 크게 할 수 있고, 사용용도에 따라 길이나 두께, 폭등을 조절할 수 있으며, 원목에 비해 뒤틀림, 갈라짐의 변형이 현저하게 적어 구조용의 기둥 및 보로 많이 사용되며, 가격이 비싸고 구하기 힘든 대경목을 대체하기 위해 만들어진 것이다

이러한 구조용으로 사용되는 집성목재는 건축물, 교량 등의 구조재로 사용되기 때문에 판상 형태가 아닌 각재 형태이고, 상기 구조용 집성목재는 구조적 부재인 동시에 원목 특유의 미적 감각을 그대로 살릴 수 있기 때문에 기둥, 아치형 천장, 대들보, 서까래 등에 사용될 경우 거의 대부분 그대로 노출하여 마감재를 겸하는 경우가 많다.

그러나, 이와 같이 사용되는 구조용 집성목재는 원목에 비해 강도가 향상될 뿐만 아니라 원목의 무늬를 그대로 살릴 수 있는 장점이 있지만, 구조용 집성목재의 수평면에 수직으로 가해지는 외부의 수직하중에는 철골빔보다 약해 장스판(span)구조나 상부에 고하중이 작용할때는 구조용 집성목재의 체적이 너무 커져 실용성과 경제성이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명자들은 프리스트레스 긴장재를 도입한 구조용 집성목부재를 개발하여, 한국 등록특허 10-1708670호를 통해 개시되었으며, 도 1은 본 발명자들에 의해 개발된 종래의 구조용 집성목부재를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 구조용 집성목부재는 수직부재와 수직부재 사이에 수평부재(20)로, 설치되는 집성목재에 프리스트레스 긴장재(21)를 설치하여 집성목재의 처짐에 따른 인장력에 대응할 수 있도록 함으로써 집성목재의 내구성을 증대시킬 수 있는 이점을 지닌다.

하지만, 종래의 집성목부재에는 수직부재와 연결되기 위한 기둥장착용 브라켓(22), 긴장재 고정 지압판(23), 관통 고정핀(24) 등이 구비되어야 하므로, 구조가 복잡하여 제품의 제작 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 집성목부재를 이용할 경우, 고하중이 작용하는 수평부재(20)를 들어올려 기둥장착용 브라켓(22)의 체결홀과 긴장재 고정 지압판(23)의 체결홀이 서로 대응되는 위치로 맞춘 다음, 관통 고정핀(24)을 이용하여 고정설치하여야 하므로, 수직부재와 수평부재의 체결 시공성이 떨어지는 한계가 있었다.

또한, 종래의 집성목부재를 이용할 경우, 프리스트레스가 인가된 긴장재(21)로부터 회전하중이 수직부재에 전달되는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 구조용 집성목부재는 수평부재(20)에만 긴장재(21)가 반영되는 구조이므로, 수직부재(10)와 수평부재(20)간의 전단 및 모멘트 저항 능력에 한계가 있었다.

더욱이, 종래의 기둥과 보의 구조는 철재재질인 기둥장착용 브라켓(22)과 긴장재 고정 지압판(23)이 상하방향을 통해 외부로 노출되어, 미관이 저해되는 요인으로 작용하고, 특히 화재발생시 하부에서 상부로 확산되는 화염에 직접 노출되어, 변형이 발생되고 구조물의 붕괴로 이어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수평부재에는 긴장재가 긴장력이 인가된 채 고정 설치되고, 수직부재에는 적어도 하나의 볼트부재가 설치됨으로써, 집성목재로 이용되는 수평부재의 처짐에 따른 인장력에 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 수직부재와 수평부재간의 전단 및 모멘트 저항 능력을 증대시킬 수 있는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 프리스트레스 긴장재를 수용하는 긴장재 수용소켓이 수평부재에 연결되는 제2 브라켓에 끼워진 채, 제2 브라켓과 함께 수직부재에 연결되는 제1 브라켓에 상하방향으로 슬라이딩 결합하여 간편하게 체결됨으로써, 수직부재와 프리스트레스 긴장재가 도입된 수평부재의 체결 시공성을 개선시킬 수 있는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프리스트레스 긴장재가 결합되는 긴장재 수용소켓이 제1 브라켓에 체결되어 위치는 고정된 채 회전 가능한 구조로 마련됨으로써, 긴장재로부터 전달되는 회전하중을 상쇄시킬 수 있는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제1 브라켓 및 제2 브라켓의 저면과 긴장재 수용소켓이 외부로 노출되지 않아, 미관이 수려하고 화재로부터 변형을 방지하여 붕괴 등의 2차 사고를 예방할 수 있는 기둥과 보의 커넥터 및 이를 이용한 목조 구조물을 제공하는 것이다.

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

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수직부재; 집성목부재로 내부에 프리스트레스 긴장재가 도입되며, 이웃하는 상기 수직부재 사이에 설치되는 수평부재; 판재 형상으로 일측면은 상기 수직부재에 고정 설치되고, 타측면에는 상측 단부에서 하부 방향으로 소정 위치까지 소정 깊이로 파여진 체결홈부가 형성된 제1 브라켓; 판재 형상으로 소정 위치에는 관통홀이 형성되며, 일측면은 수평부재에 고정설치되고, 타측면에는 상기 제1 브라켓의 상기 체결홈부에 상하방향으로 슬라이딩 결합될 수 있는 체결요부가 마련되는 제2 브라켓; 상기 제2 브라켓의 관통홀에 끼워질 수 있는 양단이 개방된 원통 형상으로 마련되며, 일측은 상기 제1 브라켓의 상기 체결홈부에 상하방향으로 슬라이딩 결합가능하게 마련되며, 타측을 통해 상기 긴장재가 내측으로 끼워친 채 고정될 수 있는 긴장재 수용 홀이 형성되고, 상기 제2 브라켓의 관통홀에 끼워진 채, 상기 제2 브라켓과 함께 상기 제1 브라켓의 체결홈부에 상하방향으로 슬라이딩 체결되는 긴장재 수용 소켓; 및 상기 수직부재를 관통하도록 설치되어, 상기 제1 브라켓 또는 상기 제2 브라켓에 체결되는 고정볼트;를 포함하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 고정 볼트는 상기 수직부재의 상부 위치에 설치되는 상부 고정볼트; 및 상기 상부 고정볼트의 하부방향으로, 상기 상부 고정볼트와 소정 거리 이격된 위치에 설치되는 하부 고정볼트;를 포함하여 이루어진다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 상부 고정볼트 및 상기 하부 고정볼트는 상기 긴장재보다 상부 위치에 마련된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 상부 고정볼트는 복수개로 구비되고, 이웃하는 상부 고정볼트들은 나란한 형태로 서로 동일 간격 이격되어 배치되고, 상기 하부 고정볼트는 복수개로 구비되고, 이웃하는 하부 고정볼트들은 나란한 형태로 서로 동일 간격 이격되어 배치된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 브라켓은 판재형상 또는 원통형상으로, 상기 제1 브라켓의 일측면 상에서 일체로 형성된 요부 몸체가 형성되고, 상기 요부 몸체에는 상기 고정볼트가 체결되는 체결홀이 마련된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 체결홀은 일측에서 타측방향으로 소정 위치까지 단면적이 점차적으로 감소하는 형상으로 마련되어, 상기 고정볼트의 삽입을 가이드한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 브라켓의 체결홈부는 상기 제1 브라켓의 타측에서 일측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 하단면은 호형상을 이루며, 상기 제2 브라켓의 체결요부는 상기 제2 브라켓의 일측에서 타측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 상기 긴장재 수용소켓의 일측은 상기 긴장재 수용소켓의 타측에서 일측 방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 브라켓에는 복수개의 수직부재용 볼트홀들이 형성되고, 상하방향으로 형성된 상기 수직부재용 볼트홀들의 중심축을 잇는 가상의 선은 파형을 이룬다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 브라켓에는 복수개의 수평부재용 볼트홀들이 형성되고, 상하방향으로 형성된 상기 수평부재용 볼트홀들의 중심축을 잇는 가상의 선은 파형을 이룬다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 볼트홀들은 체결되는 체결볼트의 체결면적이 증대되도록 소정 각도로 경사진형태로 파여져 형성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 브라켓의 체결홈부는 상부홈부 및 하부홈부를 포함하여 이루어지며, 상기 상부홈부의 단면적은 상부에서 하부를 향해 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 상기 제2 브라켓의 체결요부는 상기 체결홈부와 대응되는 형상으로 마련된다.

바람직한 실시예에 있어서, 양단이 개방된 원통형상으로 일단에서 타단을 향해 단면적이 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 상기 긴장재 수용 소켓의 내측에 수용되며, 상기 긴장재 수용소켓의 타측을 통해 내측으로 끼워지는 긴장재를 결속시키는 긴장재 결속 수단;을 더 포함하여 이루어진다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 브라켓은 상기 제1 브라켓과 체결되었을 때, 상기 제1 브라켓의 상부면을 덮도록 상기 제2 브라켓의 상부에서 일체로 연장형성된 커버부가 마련되고, 상기 커버부의 상부에서 상기 커버부를 관통하여 상기 제1 브라켓의 상부면에 체결되는 상부 결합 볼트;를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 긴장재 수용 소켓은 상기 제1 브라켓의 체결홈부에 끼워져 위치는 고정된 채, 회전 가능하게 구비된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 브라켓의 체결홈부는 상기 긴장재 수용 소켓이 체결되었을 때, 상기 긴장재 수용 소켓과 상기 체결홈부의 하부면의 사이에 소정 영역의 공차가 형성된다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

먼저, 본 발명의 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물에 의하면, 수평부재에는 내부를 관통되여 긴장력이 인가된 채 제2 브라켓에 연결되는 긴장재가 설치되므로, 집성목재로 이용되는 수평부재의 처짐에 따른 인장력에 대응할 수 있으며, 수직부재에는 내부를 관통하여 제1 브라켓 또는 제2 브라켓에 연결되는 적어도 하나의 볼트부재가 설치됨으로써, 수직부재와 수평부재간의 전단 및 모멘트 저항 능력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물에 의하면, 프리스트레스 긴장재를 수용하는 긴장재 수용소켓이 수평부재에 연결되는 제2 브라켓에 끼워진 채, 제2 브라켓과 함께 수직부재에 연결되는 제1 브라켓에 상하방향으로 슬라이딩 결합하여 간편하게 체결됨으로써, 수직부재와 프리스트레스 긴장재가 도입된 수평부재의 체결용이성을 증대시킬 수 있는 장점을 지닌다.

또한, 본 발명의 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물에 의하면, 프리스트레스 긴장재가 결합되는 긴장재 수용소켓이 제1 브라켓에 체결되어 위치는 고정된 채 회전 가능한 구조로 마련됨으로써, 긴장재로부터 전달되는 회전하중을 상쇄시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물에 의하면, 제1 브라켓, 제2 브라켓의 저면과 긴장재 수용소켓이 외부로 노출되지 않는 빌트인 구조로 마련됨으로써, 미관이 수려하고 화재로부터 변형을 방지하여 붕괴 등의 2차 사고를 예방할 수 있는 이점을 지닌다.

도 1은 종래의 구조용 집성목부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 커넥터를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 단면도로, 도 2의 A-A 방향의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 브라켓들의 체결홀 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 제1 브라켓의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 제1 브라켓의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 체결 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 단면도로, 도 2의 B-B 방향의 단면도이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물은, 볼트부재가 도입된 수직부재와 프리스트레스 긴장재가 도입된수평부재가 커넥터에 의해 상하방향으로 슬라이딩 체결되는 기둥과 보의 구조물로서, 수직부재(110), 수평부재(120), 제1 브라켓(130), 제2 브라켓(140), 긴장재 수용소켓(150) 및 고정볼트(160)를 포함하여 이루어진다.

상기 수직부재(110)는 집성목 부재, 원목, 시멘트, 철재재질, H형강 등으로 마련될 수 있다.

상기 수평부재(120)는 이웃하는 상기 수직부재(110)들 사이에 설치되며, 집성목 부재로 마련된다.

여기서, 상기 수평부재(120)로 이용되는 집성목 부재는 복수개의 단척부재가 상호적층되며, 이웃하는 단척부재 사이에 길이방향으로 프리스트레스 긴장재가 삽입될 수 있는 긴장재 삽입공이 형성되며, 상기 긴장재 삽입공에 프리스트레스 긴장재(120)가 긴장력이 부여된 채 도입된다.

한편, 이웃하는 수직부재 사이에 설치되는 집성목재는 폭방향 하단이 인장되어 처짐 현상이 발생되는데, 본 발명에서 상기 수평부재(120)로 이용되는 집성목재는 내부에, 상기 프리스트레스 긴장재(121)가 긴장력이 부여된 채 고정 설치됨으로써, 집성목재의 폭방향 하단이 인장되어 처지는 것을 방지하여 집성목재의 내구성을 향상시킬 수 있게 한다.

도 4는 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 커넥터(제1 브라켓, 제2 브라켓, 긴장재 수용소켓)를 설명하기 위한 분해 사시도로, 이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 커넥터에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

상기 제1 브라켓(130)은 상기 수직부재(110)에 설치되는 체결수단으로, 판재 형상으로 구비되며, 일측면(131)은 상기 수직부재(110)에 고정 설치되고, 타측면(132)은 상측 단부에서 하부 방향으로 소정 위치까지 소정 깊이로 파여지며, 하단면이 호형상을 이루는 체결 홈부(130a)가 형성된다.

여기서, 상기 제1 브라켓(130)은 철재나 알루미늄 합금 등의 재질이 이용될 수 있으며, 연결되는 상기 수평부재(120)를 안정적으로 지지할 수 있는 재질이면 이에 제한되는 바는 아니다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 체결 홈부(130a)는 상기 제1 브라켓(130)의 타측에서 일측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련될 수 있다.

다시 말하면, 상기 제1 브라켓(130)은 상기 체결 홈부(130a)를 형성하는 양측 내측면이 소정 각도로 경사진 형상으로 마련되어, 홈의 면적이 타측에서 일측방향을 향해 점차적으로 증가하도록 마련되는 것이다.

또한, 상기 제1 브라켓(130)에는 상기 수직부재(110)와 체결을 위한 복수개의 수직부재용 볼트홀들(133)이 형성될 수 있다.

이때, 도 6에 도시한 바와 같이, 상하방향으로 형성된 상기 수직부재용 볼트홀(133)들의 중심축을 잇는 가상의 선(L1)은 파형을 이루도록 마련되는 것이 바람직하다.

그 이유는, 볼트가 체결되는 상기 수직부재(110)의 목리방향을 따라 크랙, 할렬이 발생하는 현상을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 수직부재용 볼트홀들(133)은 체결되는 볼트의 체결면적이 증대되도록 소정각도로 경사진행태로 파여져 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2 브라켓(140)은 상기 수평부재(120)에 설치되는 체결수단으로, 상기 제1 브라켓(130)과 대응되는 판재형상으로 구비되며, 일측면(141)은 상기 수평부재(120)에 고정설치되고, 타측면(142)에는 체결요부(140a)가 마련된고, 소정 위치에는 관통홀(143)이 형성된다.

여기서, 상기 체결요부(140a)는 상기 체결홈부(130a)에 상하방향으로 슬라이딩 결합될 수 있게 하는 형상맞춤 요부로서, 상기 체결홈부(130a)에 슬라이딩 결합가능하도록 상기 체결홈부(130a)와 대응되는 형상으로 마련된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 체결 홈부(130a)가 제1 브라켓(130)의 타측에서 일측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련될 경우, 상기 체결요부(140a)는 상기 제2 브라켓(140)의 일측에서 타측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되는 것이다.

이에 따라, 상기 제1 브라켓(130)과 상기 제2 브라켓(140)이 서로 체결되는 체결 단면적이 증대됨으로써, 보다 체결력을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 브라켓(140)은 철재 또는 알루미늄 합금 재질이 이용될 수 있으며, 상기 제1 브라켓(130)과 체결되어 상기 수평부재(120)를 안정적으로 지지할 수 있는 재질이면 이에 제한되는 바는 아니다.

또한, 상기 제2 브라켓(140)에는 상기 수평부재(120)와 체결을 위한 복수개의 수평부재용 볼트홀들(143)이 형성될 수 있다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상하방향으로 형성된 상기 수평부재용 볼트홀들(143)의 중심축을 잇는 가상의 선(L2)은 파형을 이루도록 마련되는 것이 바람직하다.

그 이유는, 볼트가 체결되는 상기 수평부재(120)의 목리방향을 따라 크랙, 할렬이 발생하는 현상을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 수평부재용 볼트홀들(143)은 체결되는 볼트의 체결면적이 증대되도록 소정각도로 경사진행태로 파여져 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 브라켓(130)의 상기 체결 홈부(130a)는 상부홈부(130aa) 및 하부홈부(130ab)로 구획될 수 있는데, 이때, 상기 상부홈부(130aa)의 단면적은 상부에서 하부를 향해 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 상기 제2 브라켓(140)의 체결요부(140a)는 상기 체결홈부(130a)와 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.

이는, 상기 체결홈부(130a)의 상단을 통해 슬라이딩 결합되는 상기 체결요부(140a)의 하부 단면적이, 상기 체결홈부(130a)의 상부 단면적보다 작게 마련됨으로써, 상하방향으로 결합되는 상기 제2 브라켓(140)의 체결용이성을 증대시키는 역할을 한다.

상기 긴장재 수용 소켓(150)은 상기 수평부재(120)에 프리스트레스를 인가하는 상기 긴장재(121)를 내측에 고정되게 수용한 채, 상기 제1 브라켓(130)에 체결되는 체결수단으로, 상기 제2 브라켓의 관통홀(143)에 끼워질 수 있는 양단이 개방된 원통형상으로 구비되며, 일측(151)은 상기 제1 브라켓의 상기 체결홈부(130a)에 상하방향으로 슬라이딩 결합가능하게 마련되고, 타측(152)의 긴장재 수용 홀(152a)을 통해 상기 긴장재(121)가 내측으로 끼워져 인장된 채 고정되게 한다.

또한, 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 일측(151)은 상기 긴장재 수용소켓(150)의 타측에서 일측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련될 수 있다.

즉, 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 일측(151)은 상기 체결홈부(130a)에 슬라이딩 결합가능하도록 상기 체결홈부(130a)와 대응되는 형상으로 마련되는 것이다.

또한, 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 외주면에는 상기 제2 브라켓(140)의 관통홀(143)에 걸리도록 단턱부(153)가 형성되어, 상기 제2 브라켓(140)의 일측방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제2 브라켓(140)은 상기 제2 브라켓(140)의 상부에서 일체로 연장형성되어, 상기 제2 브라켓(140)이 상기 제1 브라켓(130)과 체결되었을 때, 상기 제1 브라켓(130)의 상부면을 덮도록 마련되는 커버부(144)가 구비될 수 있으며, 상기 커버부(144)의 상부에서 상기 커버부(144)를 관통하여 상기 제1 브라켓(130)의 상부면에 체결되는 상부 결합볼트가 마련될 수 있다.

이때, 상기 커버부(144) 및 상기 제1 브라켓(130)의 상부면에는 서로 대응되는 위치에 상기 상부 결합볼트가 체결될 수 있는 복수개의 볼트체결 홀(h)이 형성이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 브라켓(130)의 상부면과 상기 커버부(144) 하부면 사이에는 소정영역의 공차(a)가 형성될 수 있는데, 이는 상기 제2 브라켓(130)의 하중이 하부방향으로 가해지게 함으로써, 상기 제1 브라켓(130)과 상기 제2 브라켓(140)이 측방으로 밀착되게 하여 체결력을 극대화시킬 수 있다.

상기 고정볼트(160)는 상기 수직부재(110)를 관통하도록 설치되며, 상기 제1 브라켓(130)에 체결될 수 있다.

여기서, 상기 고정볼트(160)는 상기 수직부재(110)와 상기 수평부재(120)간의 전단 및 모멘트 저항 능력을 증대시키는 역할을 한다.

또한, 상기 고정볼트(160)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수직부재(110)를 관통하도록 설치되며, 상기 제1 브라켓(130)을 관통하여 상기 제2 브라켓(140)에 체결될 수 있다.

이 경우, 상기 고정볼트(160)가 상기 제1 브라켓(130)에 체결되는 것과 비교하여, 전단 및 모멘트 저항능력을 더욱 향상시켜 상기 제1 브라켓(130)과 상기 제2 브라켓(140)이 분리되는 것을 보다 효율적으로 차단하는 역할을 한다.

또한, 상기 고정볼트(160)는 상부 고정볼트(161) 및 하부 고정볼트(162)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 상부 고정볼트(161)는 상기 수직부재(110)의 상부 위치에 설치되고, 상기 하부 고정볼트(162)는 상기 상부 고정볼트(161)의 하부 방향으로 상기 상부 고정볼트(161)와 소정 거리 이격된 위치에 설치된다.

또한, 상기 상부 고정볼트(161) 및 상기 하부 고정볼트(162)는 상기 긴장재(121)보다 상부 위치에 마련될 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 상부 고정볼트(161) 및 상기 하부 고정볼트(162)는 각각 복수개로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 상부 고정볼트들(161)은 서로 동일 간격 이격되어 배치되며, 서로 나란한 형태로 구비되고, 상기 하부 고정볼트들(162)은 상기 상부 고정볼트들(161)과 마찬가지로, 서로 동일 간격 이격되어 배치되고, 서로 나란한 형태로 구비된다.

도 9 및 도 10은 상기 제1 브라켓(130)의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.

도 9을 참조하면, 상기 제1 브라켓(130)은 상기 제1 브라켓(130)의 일측면(131) 상에서 일체로 형성된 원통형상의 요부 몸체(131a)가 형성되고, 원통형상의 상기 요부 몸체(131a)에는 상기 고정볼트(160)가 체결되는 체결홀(131aa)이 형성될 수 있다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 브라켓(130)은 상기 제1 브라켓(130)의 일측면(131) 상에서 일체로 형성된 판재형상의 요부 몸체(131a)가 형성되고, 상기 판재형상의 상기 요부 몸체(131a)에는 상기 고정볼트(160)가 체결되는 체결홀(131aa)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 체결홀(131aa)은 일측에서 타측방향으로 소정 위치까지 단면적이 점차적으로 감소하는 형상으로 마련될 수 있다.

이는 상기 체결홀(131aa)로 삽입되는 상기 고정볼트(160)가 가이드되게 함으로써, 상기 고정볼트(160)의 체결용이성을 증대시키기 위함이다.

또한, 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물은 지압 플레이트(170)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 지압 플레이트(170)는 상기 제1 플레이트(130)와 대향되는 상기 수직부재(110)에 설치되며, 상기 고정볼트(160)는 상기 지압 플레이트(170), 상기 수직부재(130)를 순차적으로 관통하여, 상기 제1 브라켓(130) 또는 상기 제2 브라켓(140)에 체결된다.

도 11은 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물의 슬라이딩 체결 메카니즘을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물은 상기 긴장재 수용 소켓(150)이 상기 제2 브라켓(140)의 관통홀(143)에 끼워진 채, 상기 제2 브라켓(140)과 함께 상기 제1 브라켓(130)의 체결홈부(130a)에 상하방향으로 슬라이딩 체결됨으로써, 수직부재와 프리스트레스 긴장재가 도입된 수평부재의 체결시공을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 긴장재 수용 소켓(150)은 상기 제1 브라켓(130)의 체결홈부(130a)에 끼워져 위치는 고정된 채, 회전가능하게 구비된다.

이는 상기 프리스트레스 긴장재(121)가 결합되는 상기 긴장재 수용소켓(150)이 상기 제1 브라켓(130)에 체결되어 위치는 고정된 채 회전 가능한 구조로 마련됨으로써, 인장력이 부여된 긴장재로부터 전달되는 회전하중을 상쇄시킬 수 있는 이점을 지닌다.

또한, 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물은 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 내측에 수용되는 긴장재 결속 수단(154)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 긴장재 결속 수단(154)은 내부에 상기 긴장재(121)가 긴장된 채 결속되게 하기 위한 수단으로, 양단이 개방된 원통형상으로 구비되며, 일측에서 타측을 향해 단면적이 점차적으로 감소하는 형상으로 마련될 수 있다.

이때, 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 내주면은 상기 긴장재 결속 수단(154)과 대응되는 형상으로, 일측에서 타측을 향해 점차적으로 작아지도록 마련되며, 상기 긴장재 결속 수단(154)이 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 일측에서 타측 방향으로 삽입된 채, 타측을 통해 이탈되지 않게 한다.

또한, 상기 긴장재 결속 수단(154)은 상기 긴장재 수용 소켓(150)과 일체화되어 마련될 수 있고, 상기 긴장재 수용 소켓(150)과 분리되는 구성으로 마련될 수 있다.

또한, 상기 긴장재 결속 수단(154)은 복수개 몸체부(154a)와 체결링(154b)을 포함하여 이루질 수 있다.

여기서, 상기 몸체부(154a)들은 단면이 호 형상을 이루도록 구비되고, 타측 외측면에는 단위 홈부(154ab)가 각각 형성되어, 상기 몸체부(154a)들이 합쳐져 하나의 양단이 개방된 원통 형상을 이루며, 상기 단위 홈부(154ab)들을 서로 연통되어 링 형상의 링형 홈부가 형성되고, 상기 링형 홈부에는 탄성재질의 상기 체결 링(154b)이 끼워진다.

이에 따라, 상기 긴장재 결속 수단(154)은 상기 몸체부(154a)들이 서로 이격되어 소정 직경이 확장될 수 있도록 마련되어, 내부로 상기 몸체부(154a)들의 직경보다 큰 직경의 긴장재(121)가 수용될 수 있게 된다.

즉, 상기 긴장재 결속 수단(154)에 상기 긴장재 결속 수단(154)의 직경보다 소정 직경 큰 긴장재(121)가 삽입되고, 상기 긴장재 결속 수단(154)이 벌어진 채, 상기 긴장재 수용 소켓(150)에 삽입되어, 상기 긴장재 수용 소켓(150)의 내주면에 의해 상기 긴장재 결속 수단(154)이 내측 방향으로 조여져, 긴장재가 결속되는 것이다.

또한, 상기 몸체부(154a)들의 내주면에서 나사산이 형성되어, 상기 긴장재(121)와의 결속력을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 브라켓(130)의 체결홈부(130a)는 상기 긴장재 수용 소켓(150)이 체결되었을 때, 상기 긴장재 수용 소켓(150)과 상기 체결홈부(130a)의 하부면 사이에 소정 영역의 공차가 형성되도록 마련될 수 있다.

이는 상기 긴장재 수용 소켓(150)으로부터 전달되는 하중이 하부방향으로 가해지게 함으로써, 상기 제1 브라켓(130), 상기 제2 브라켓(140) 및 상기 긴장재 수용소켓(150)이 측방으로 밀착되게 하여 체결력을 극대화시키기 위함이다.

또한, 상기 수직부재(110)의 접합면에는 상기 제1 브라켓(130) 및 상기 제2 브라켓(140)이 수용될 수 있는 홈이 형성되고, 상기 홈에 제1 브라켓(130)이 고정설치된 다음, 수평부재와 연결된 제2 브라켓(140)이 상하방향으로 슬라이딩 체결되어, 별도의 커버부재를 마련하지 않고서도, 철재재질인 상기 제1 브라켓(130) 및 제2 브라켓(140)의 저면과, 긴장재 수용소켓(150)이 외부로 노출되지 않는 빌트인 구조로 제공됨으로써, 미관이 수려하고 화재로부터 변형을 방지하여 붕괴 등의 2차 사고를 예방할 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물은 빌트인 구조로 한정되는 바는 아니며, 수직부재에 별도의 홈을 형성하지 않고 시공되어, 구성부품들의 노출면에 별도의 커버부재들이 부착된 형태로 제공될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물은 수평부재에는 긴장재가 도입되고, 수직부재에는 볼트부재가 도입되어, 집성목재로 이용되는 수평부재의 처짐에 따른 인장력에 대응할 수 있으며, 수직부재와 수평부재간의 전단 및 모멘트 저항 능력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

더 나아가, 수직부재와 수평부재가 상하방향으로 슬라이딩 결합하여 간편하게 체결될 수 있으며, 프리스트레스 긴장재가 결합되는 긴장재 수용소켓이 제1 브라켓에 체결되어 위치는 고정된 채 회전 가능한 구조로 마련됨으로써, 긴장재로부터 전달되는 회전하중을 상쇄시킬 수 있고, 구성부품들이 외부로 노출되지 않는 빌트인 구조로 마련됨어, 미관이 수려하고 화재로부터 변형을 방지하여 붕괴 등의 2차 사고를 예방할 수 있는 이점을 지닌다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

110 : 수직부재
120 : 수평부재 121 : 긴장재
130 : 제1 브라켓 131 : 일측면
131a : 요부 몸체 132 : 타측면
133 : 볼트홀 130a : 체결홈부
140 : 제2 브라켓 141 : 일측면
142 : 타측면 143 : 관통홀
144 : 커버부 140a : 체결요부
150 : 긴장재 수용 소켓 151 : 일측
152 : 타측 153 : 단턱부
152a : 긴장재 수용홀 154 : 긴장재 결속 수단
160 : 고정볼트 161 : 상부 고정볼트
162 : 하부 고정볼트 170 : 지압 플레이트

Claims (15)

1. 수직부재;
   집성목부재로 내부에 프리스트레스 긴장재가 도입되며, 이웃하는 상기 수직부재 사이에 설치되는 수평부재;
   판재 형상으로 일측면은 상기 수직부재에 고정 설치되고, 타측면에는 상측 단부에서 하부 방향으로 소정 위치까지 소정 깊이로 파여진 체결홈부가 형성된 제1 브라켓;
   판재 형상으로 소정 위치에는 관통홀이 형성되며, 일측면은 수평부재에 고정설치되고, 타측면에는 상기 제1 브라켓의 상기 체결홈부에 상하방향으로 슬라이딩 결합될 수 있는 체결요부가 마련되는 제2 브라켓;
   상기 제2 브라켓의 관통홀에 끼워질 수 있는 양단이 개방된 원통 형상으로 마련되며, 일측은 상기 제1 브라켓의 상기 체결홈부에 상하방향으로 슬라이딩 결합가능하게 마련되며, 타측을 통해 상기 긴장재가 내측으로 끼워친 채 고정될 수 있는 긴장재 수용 홀이 형성되고, 상기 제2 브라켓의 관통홀에 끼워진 채, 상기 제2 브라켓과 함께 상기 제1 브라켓의 체결홈부에 상하방향으로 슬라이딩 체결되는 긴장재 수용 소켓; 및
   상기 수직부재를 관통하도록 설치되어, 상기 제1 브라켓 또는 상기 제2 브라켓에 체결되는 고정볼트;를 포함하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정 볼트는 상기 수직부재의 상부 위치에 설치되는 상부 고정볼트; 및
   상기 상부 고정볼트의 하부방향으로, 상기 상부 고정볼트와 소정 거리 이격된 위치에 설치되는 하부 고정볼트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 상부 고정볼트 및 상기 하부 고정볼트는 상기 긴장재보다 상부 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 상부 고정볼트는 복수개로 구비되고, 이웃하는 상부 고정볼트들은 나란한 형태로 서로 동일 간격 이격되어 배치되고,
   상기 하부 고정볼트는 복수개로 구비되고, 이웃하는 하부 고정볼트들은 나란한 형태로 서로 동일 간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 브라켓은
   판재형상 또는 원통형상으로, 상기 제1 브라켓의 일측면 상에서 일체로 형성된 요부 몸체가 형성되고,
   상기 요부 몸체에는 상기 고정볼트가 체결되는 체결홀이 마련되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 체결홀은 일측에서 타측방향으로 소정 위치까지 단면적이 점차적으로 감소하는 형상으로 마련되어, 상기 고정볼트의 삽입을 가이드하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 브라켓의 체결홈부는 상기 제1 브라켓의 타측에서 일측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 하단면은 호형상을 이루며,
   상기 제2 브라켓의 체결요부는 상기 제2 브라켓의 일측에서 타측방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되고,
   상기 긴장재 수용소켓의 일측은 상기 긴장재 수용소켓의 타측에서 일측 방향으로 단면적이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제1 브라켓에는 복수개의 수직부재용 볼트홀들이 형성되고, 상하방향으로 형성된 상기 수직부재용 볼트홀들의 중심축을 잇는 가상의 선은 파형을 이루는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 제2 브라켓에는 복수개의 수평부재용 볼트홀들이 형성되고, 상하방향으로 형성된 상기 수평부재용 볼트홀들의 중심축을 잇는 가상의 선은 파형을 이루는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 볼트홀들은 체결되는 체결볼트의 체결면적이 증대되도록 소정 각도로 경사진형태로 파여져 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
    
11. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 브라켓의 체결홈부는 상부홈부 및 하부홈부를 포함하여 이루어지며, 상기 상부홈부의 단면적은 상부에서 하부를 향해 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련되고,
    상기 제2 브라켓의 체결요부는 상기 체결홈부와 대응되는 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
    
12. 제 7항에 있어서,
    양단이 개방된 원통형상으로 일단에서 타단을 향해 단면적이 점차적으로 감소하는 테이퍼진 형상으로 마련되고, 상기 긴장재 수용 소켓의 내측에 수용되며, 상기 긴장재 수용소켓의 타측을 통해 내측으로 끼워지는 긴장재를 결속시키는 긴장재 결속 수단;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
    
13. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 브라켓은 상기 제1 브라켓과 체결되었을 때, 상기 제1 브라켓의 상부면을 덮도록 상기 제2 브라켓의 상부에서 일체로 연장형성된 커버부가 마련되고,
    상기 커버부의 상부에서 상기 커버부를 관통하여 상기 제1 브라켓의 상부면에 체결되는 상부 결합 볼트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
    
14. 제 1항에 있어서,
    상기 긴장재 수용 소켓은
    상기 제1 브라켓의 체결홈부에 끼워져 위치는 고정된 채, 회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
    
15. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 브라켓의 체결홈부는
    상기 긴장재 수용 소켓이 체결되었을 때, 상기 긴장재 수용 소켓과 상기 체결홈부의 하부면의 사이에 소정 영역의 공차가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 체결형 기둥과 보의 구조물.
    
    

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