KR102235422B1 - 모듈유닛의 접합구조체 및 그 시공방법 - Google Patents

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KR102235422B1
KR102235422B1 KR1020200110154A KR20200110154A KR102235422B1 KR 102235422 B1 KR102235422 B1 KR 102235422B1 KR 1020200110154 A KR1020200110154 A KR 1020200110154A KR 20200110154 A KR20200110154 A KR 20200110154A KR 102235422 B1 KR102235422 B1 KR 102235422B1
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reinforcing
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KR1020200110154A
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이영학
김민숙
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경희대학교 산학협력단
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    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
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Abstract

본 발명은 모듈러 건축물의 수평결합구조에 있어서 수평부재간의 강화봉과 보강 플레이트를 삽입하여 접속 결합력을 우수하게 향상시키고 수평부재간 일체화를 시킴으로써 내구성과 수명을 향상시키며 조립과 시공성을 우수하게 향상시킨 모듈유닛의 접합구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 다수의 수평부재 및 다수의 수직부재 그리고 수평부재와 수직부재를 연결하는 연결부재와 상기 수평부재와 수평부재를 연결하기 위한 접합 구조체를 포함하는 모듈유닛에 있어서,
상기 수평부재(202)와 수평부재(202)를 연결하는 접합 구조체(100)는, 단면이 사각형상으로 이루어지고 수직면(12)이 형성되며 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 보강 플레이트 결합공(16)이 형성되고, 상기 보강 플레이트 결합공(16)의 좌우측에는 전단키공(18)이 형성되는 우측 프리캐스트보 몸체(10)와; 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 전부에 서로 맞대면하고 일정간격으로 이격되어 "□" 충진부가 형성되도록 위치하며 단면이 사각형상으로 이루어지고 수직면(13)이 형성되며 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 보강 플레이트 결합공(17)이 형성되고, 상기 보강 플레이트 결합공(17)의 좌우측에는 전단키공(18)이 형성되는 좌측 프리캐스트보 몸체(38)와; 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 보강플레이트 결합공(16)에 삽입 결합되어 내력을 보강하고 시공이 용이하도록 하기 위해 횡방향으로 설치되는 외부 보강플레이트(24)와; 상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 보강플레이트 결합공(17)에 삽입 결합되어 내력을 보강하고 시공이 용이하도록 하기 위해 횡방향으로 설치되되, 상기 외부 보강플레이트(24)의 내측부에 끼움 결합되는 내부 보강플레이트(40)를 포함하되, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10) 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 강화봉 결합봉(14)에 원통형상의 강화봉(22)을 더 삽입 설치하며, 상기 전단키공(18)에 다수의 전단키(30)를 삽입 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

모듈유닛의 접합구조체 및 그 시공방법{MODUL UNIT JOINT STRUCTURE AND MODUL UNIT METHOD THEREBY}
본 발명은 모듈유닛의 접합구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 모듈러 건축물의 수평결합구조에 있어서 수평부재간의 강화봉과 보강 플레이트를 삽입하여 접속 결합력을 우수하게 향상시키고 수평부재간 일체화를 시킴으로써 내구성과 수명을 향상시키며 조립과 시공성을 우수하게 향상시킨 모듈유닛의 접합구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축에서의 모듈러 공법은 공장에서 제작 및 조립된 3차원적인 상자형의 모듈 시스템을 현장으로 운반하여 조립하는 공법이다. 상기 모듈 시스템은 전기 및 기계설비, 창호를 포함한 내외장재, 바닥재, 천장재 등을 포함한다. 이에 건축물의 90% 이상이 공장에서 완성되고 현장에서 조립된다.
모듈러 공법을 적용한 모듈러 건축물은 공장에서 제작된 각 모듈유닛을 현장에서 상하, 전후, 좌우로 조립하여 완성된다. 또한 상기 모듈유닛은 동일한 형태와 크기로 제작되어 조립 시공될 수 있다.
이와 같은 상기 모듈러 건축물은 공장생산을 통한 품질의 향상과 조립 및 해체가 용이하여 현장 시공시 공기 단축을 통한 비용 절감의 효과가 있어 최근 들어 다양한 건축물에 적용되고 있다.
모듈러 건축물을 구성하는 모듈러 시스템에는 구조시스템, 바닥판 시스템, 벽체 시스템, 천장 시스템, 화장실 시스템, 전기 및 설비 시스템 등으로 구성된다.
가장 중요한 부분을 차지하는 것이 바닥판 시스템이라고 할 수 있다. 일반적으로 바닥판 시스템은 골조를 먼저 구성하고 그 위에 콘크리트로 바닥판을 타설하거나 또는 조이스트를 설치하고 그 위에 합판들을 깔아 조립한다.
일반적으로 좌식 생활을 주로 하는 우리나라와 같은 경우에는 바닥판의 진동이나 울림 등에 민감하므로 모듈러 건축물의 바닥판의 구조는 건식 바닥이 아니 콘크리트를 타설한 습식바닥이 많이 사용되고 있다.
종래 모듈러 건축물의 콘크리트 바닥판을 시공하는 방법으로는 거푸집과 지주 등의 가설재를 설치하고 바닥판 철근을 배근한 다음, 그 상부에 콘크리트를 타설하여 양생하는 방법, 바닥보 상부에 데크 플레이트를 설치하고 그 상부에 콘크리트를 타성하여 양생시키는 방법, 바닥보 상부에 얇은 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, PC, 이하"피씨"라 함)를 설치하고 그 상부에 철근을 배근한 다음 현장에서 토핑 콘크리트를 타설하는 하프 슬래브를 이용한 방법등이 있다.
국내 건축 기준법에는 바닥 충격음을 저감하기 위한 표준바닥구조를 제안하고 있는데 따라서 일반적으로는 150-180mm 두께의 콘크리트 슬래브를 사용한다. 이 경우 콘크리트 사용량의 증가로 바닥판의 중량이 과중해짐에 따라 모듈유닛 전체의 중량이 증가하는 문제점이 있었다.
이로 인해서 모듈의 운반 및 설치에 어려움이 있었고 슬래브를 지지하기 위한 프레임 구조물의 크기가 커져서 시공성이 나빠지고 시공비용이 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 상기와 같은 모듈유닛의 수평부재간에 연결되는 접합부는 주로 H형강을 이용하여 연결하고 볼트 및 용접 등을 결합방법을 이용하여 시공하고 있었으나, 볼트 조립의 경우에는 현장 작업이 많아져서 공사기간이 증가하며 수평부재 접합부에 소용되는 강재량이 증가하고 그 수가 많아서 철큰 콘크리트와 구조적인 성능 차이가 발생하게 됨으로써 비용이 증가하고 하중 전달에 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0947297호 대한민국 등록특허공보 제10-1440556호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수평부재간 접합부에 강화봉과 보강 플레이트를 삽입하여 강성을 보강함과 동시에 피로하중으로 인한 지압파괴를 방지하고 방화성능을 향상시키며 수평부재간 일체화를 시킬 수 있는 모듈유닛의 접합구조체 및 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 철근콘크리트보와 결합된 모듈유닛 접합구조체에 충진재로 내화 모르타르를 이용하여 굳힘으로써 콘크리트보와 일체화 거동이 가능하도록 하여 하중 전달이 원할하게 이루어지는 모듈유닛의 접합구조체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상호 결합하는 모듈유닛 접합구조체에 완충재를 삽입하여 지압파괴 및 완충효과를 우수하게 획득하기 위한 모듈유닛 접합구조체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 모듈유닛 접합구조체를 내화 모르타르를 사용하여 굳힘으로써 방화성능을 향상시켜서 화재의 위험을 방지하고 모듈유닛 구조물의 손상을 방지할 수 있는 모듈유닛 접합구조체의 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 모듈유닛 접합구조체를 형성하는 경우,철근 콘크리트보에 전단키를 삽입 설치하고 접합부위에 내화 모르타르를 주입하여 수평부재간 일체화시킬 수 있고, 프리패브 시공 비율을 높이고, 현장작업의 공수효과를 줄여서 시공의 정밀도를 향상시킬 수 있는 모듈유닛 접합구조체의 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 접합 구조체의 철근 배근시 철근과 철근을 면접촉이 되도록 형성하여 맞댄 후에 보강 결합링을 감아서 강성을 가지도록 함으로써 수평부재간의 인장강도를 향상시키고 전단파괴 및 지압파괴를 방지함과 동시에 시공 비용을 줄이고 시공을 빠르게 할 수 있도록 하기 위한 모듈러 접합 구조체 및 그 시공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 다수의 수평부재 및 다수의 수직부재 그리고 수평부재와 수직부재를 연결하는 연결부재와 상기 수평부재와 수평부재를 연결하기 위한 접합 구조체를 포함하는 모듈유닛에 있어서,
상기 수평부재(202)와 수평부재(202)를 연결하는 접합 구조체(100)는, 단면이 사각형상으로 이루어지고 수직면(12)이 형성되며 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 보강 플레이트 결합공(16)이 형성되고, 상기 보강 플레이트 결합공(16)의 좌우측에는 전단키공(18)이 형성되는 우측 프리캐스트보 몸체(10)와; 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 전부에 서로 맞대면하고 일정간격으로 이격되어 "□" 충진부가 형성되도록 위치하며 단면이 사각형상으로 이루어지고 수직면(13)이 형성되며 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 보강 플레이트 결합공(17)이 형성되고, 상기 보강 플레이트 결합공(17)의 좌우측에는 전단키공(18)이 형성되는 좌측 프리캐스트보 몸체(38)와; 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 보강플레이트 결합공(16)에 삽입 결합되어 내력을 보강하고 시공이 용이하도록 하기 위해 횡방향으로 설치되는 외부 보강플레이트(24)와; 상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 보강플레이트 결합공(17)에 삽입 결합되어 내력을 보강하고 시공이 용이하도록 하기 위해 횡방향으로 설치되되, 상기 외부 보강플레이트(24)의 내측부에 끼움 결합되는 내부 보강플레이트(40)를 포함하되, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10) 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 강화봉 결합봉(14)에 원통형상의 강화봉(22)을 더 삽입 설치하며, 상기 전단키공(18)에 다수의 전단키(30)를 삽입 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 내부 보강플레이트(40)는, 평판형상 또는 일자형상으로 이루어지고 좌우측방향으로 관통하는 다수의 스터드공(28)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 외부 보강 플레이트(22)는, 유자(U)형상으로 이루어지고 좌우측 방향으로 관통하는 다수의 스터드공(28)이 형성되며, 외부 보강 플레이트(22)가 결합되도록 가운데 부분에 플레이트 안내 결합부(26)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 외부 보강플레이트(24) 및 내부 보강 플레이트(42)에 형성된 다수의 스터드공(28)에는 외력에 대하여 대항력을 발생키시고 지압파괴를 방지하기 위한 원통형상의 완충재(30)가 결합 설치되는 것이 바람직하다.
상기 수평부재(202)와 수평부재(202)에는 다수개의 직사각형상으로 이루어진 전단키(18)가 더 삽입 설치되는 것이 바람직하다.
상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)와 상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)가 서로 마주보도록 위치하여 "□"형상의 충진부가 형성되고, 상기 충진부에 수평부재들을 서로 견고하게 결합하여 일체화시키기 위해 강화하는 충진재(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충진재(44)는 내화 모르타르를 이용하여 충진하여 "□"형상의 충진 강화부(300)를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 단면이 사각형상으로 이루어져서 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고 외부 보강플레이트(24)가 삽입되는 보강플레이트 결합공(16)이 형성되며, 상기 보강 플레이트 결합공의 좌우측에 전단키공이 형성되는 우측 프리캐스트보 몸체를 형성하는 단계와; 단면이 사각형상으로 이루어져서 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고 내부 보강플레이트(40)가 삽입되는 보강플레이트 결합공(17)이 형성되며, 상기 보강 플레이트 결합공의 좌우측에 전단키공이 형성되는 좌측 프리캐스트보 몸체를 형성하는 단계와; 상기 우측 프리캐스트보 몸체에 유자(U)형상으로 이루어지고 다수의 스터드공이 형성된 외부 보강플레이트(24)를 보강플레이트 결합공(16)에 삽입 설치하는 단계와; 상기 좌측 프리캐스트보 몸체에 평판형상 또는 일자 형상으로 이루어지고 다수의 스터드공이 형성된 내부 보강 플레이트(40)를 보강플레이트 결합공(17)에 삽입 설치하는 단계와; 상기 우측 프리캐스트보 몸체와 좌측 프리캐스트보 몸체를 서로 결합하되, 상기 내부 보강플레이트가 상기 외부 보강플레이트의 내측부에 삽입하여 일정간격으로 이격되어 "□ "형상으로 충진부가 형성되도록 설치하는 단계와; 상기 내부 보강플레이트와 외부 보강 플레이트에 형성된 스터드공을 일치시키고 상기 스터드공에 전단스터드를 끼움 설치하는 단계와; 상기 우측 프리캐스보 몸체와 좌측 프리캐스트보 몸체가 서로 결합되어 "□"형상의 충진부가 이루어지고, 상기 "□"의 충진부에 충진재를 채워서 충진 강화부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)에 형성된 강화봉 결합공(14)에 강화봉(22)을 삽입 설치하고, 상기 좌측 프리캐스트보 몸체(40)의 강화봉 결합공(14)에 강화봉을 삽입 설치하되, 상기 강화봉(22)이 서로 중심이 어긋나게 위치시키고 일부분이 길이방향으로 서로 겹쳐지도록 설치하는 단계를 더 포함하여 수평부재간의 연결 결합시 일체화가되어 거동하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 내부 보강 플레이트와 외부 보강 플레이트에 형성된 스터드공에 스터드결합공이 형성된 원통형상의 완충재를 더 삽입 설치하고 상기 완충재의 스터드 결합공에 전단스터드를 끼움 결합하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 우측 프리캐스트보 몸체에 다수의 전단키를 삽입 설치하고, 상기 좌측 프리캐스트보 몸체에 다수의 전단키를 삽입 설치하여 외부로부터의 하중의 작용시 작용하는 전단력에 대응하는 대항력을 발생시켜서 수평부재들간의 연결 결합시 강성을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 모듈유닛 접합구조체 및 시공방법은, 모듈유닛의 접합 구조체로 인하여 수평부재가 강화봉과 보강 플레이트에 의해서 연결되고 충진재가 채워져서 일체화됨으로써 수평부재간의 하중전달이 원할해지고 전단 파괴 및 지압 파괴가 되지 않는 우수한 내구성이 발휘되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 프리캐스트 공법의 모듈화된 접합 구조체를 사용함으로써 프리패브의 시공 효율성을 우수하게 향상시키는 효과가 있고, 그로 인하여 시공기간의 단축, 시공비의 절감 등을 크게 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 전체 사시도
도 2는 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 사시도
도 3은 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 분해사시도
도 4는 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 단면도
도 5는 본 발명의 모듈유닛 접합구조체 시공방법을 보여주는 공정도
도 6은 본 발명의 모듈유닛 접합 구조체의 일실시예의 구조를 보여주는 도면
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'으로 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 본 발명의 모듈유닛의 접합구조체 및 시공방법에 따른 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 모듈유닛 접합구조체의 구조를 보여주는 단면도이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 모듈유닛 접합구조체 시공방법을 보여주는 공정도이고, 도 6은 본 발명의 모듈유닛 접합 구조체의 일실시예의 구조를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 모듈유닛의 접합구조체 및 시공방법을 설명하여 보면, 먼저 도 1 내지 도 4에 도시된 바와같이, 모듈유닛은 다수개의 수직부재(204)를 연결하는 다수개의 수평부재(202)들 및 접합 구조체(100)로 구성된다.
이때, 다수개의 수직부재(204)들의 상부 및 하부에 수평부재(202)가 연결 설치되고, 상기 수평부재(202)와 수직부재(204)가 연결되는 모서리부분에는 연결부재(206)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 수평부재(202)들은 수평부재(202)와 수평부재(202)를 서로 연결하는 중간 부분에 접합 구조체(100)가 설치되어 있다.
상기 수평부재들은 철근 콘크리트보 또는 콘크리트보를 사용함이 바람직하고 이외에 다른 보를 사용할 수 있으나 이는 통상의 기술로서 본 발명의 범위내에 있다 할 것이다.
상기 접합 구조체(100)는, 수평부재(202)와 수평부재(202) 간에 서로 연결 설치될 때, 외부로부터의 하중, 즉 전단하중, 비틀림하중 및 충격하중 등에 견딜 수 있는 강성을 갖도록 결합 설치됨이 바람직하고, 접합 구조체(100)는 내화, 내연성이 강한 충진재(44)에 의해 충진되어져서 충진 강화부(300)가 형성되어 있다.
상기 수평부재(202)를 연결하기 위한 접합 구조체(100)는 단면이 사각형상으로 형성된 우측 프리캐스트보 몸체(10)와 단면이 사각형상으로 형성된 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 전부끼리 맞대응하여 접촉되도록 설치되어 있고, 그 내측부에는 강화봉(22)과 강화봉(22)이 각각의 몸체(10,38)에 중심이 엇갈리도록 삽입 설치되고, 외부 보강플레이트(24)와 내부 보강플레이트(40)가 전단스터드(36)에 의해 결합 고정되며, 충진부(도면부호 도시안함)가 형성되며 상기 충진부에 충진재(44)를 넣어서 충진시킴으로써 견고하게 결합 설치한다.
이때, 상기 외부 보강 플레이트(24)와 내부 보강 플레이트(40)의 후부면에도 전단스터드(36)가 일면 또는 양면에 각각 고정 설치됨과 동시에 충진재(44)에 의해 함께 타설된다.
상기 충진부는 "□ "형상으로 이루어짐이 바람직하다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)는, 직사각형상으로 길게 이루어진 우측 프리캐스트보 몸체(10)가 형성되어 있고, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 좌측단부에는 수직하게 수직면(12)이 형성되어 있다.
상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 수직면(12)에는 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 다수의 강화봉 결합공(14)의 하부에는 직사각형상의 결합공(16)이 형성되어 있으며, 본 발명에서는 2개로 형성하였으나 적어도 3-4개 이상으로 형성될 수 있다. 이는 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 크기 및 길이에 대응하여 형성함으로써 다수의 강화봉(22)을 삽입 설치할 수 있도록 제공하여 외부 하중을 견디도록 하기 위한 것이다.
상기 강화봉(22)은 본 발명에서는 단면이 원형인 봉으로 이루어진다. 하지만 더 나아가서는 단면이 타원형인 봉을 사용할 수 있으며, 중공의 파이프 형상의 봉을 사용할 수 있다. 이때 중공의 파이프 형상의 봉인 경우에는 타측의 강화봉은 파이프 형상의 내경에 끼움 결합되도록 소구경을 갖는 봉을 사용할 수 있다.
상기 강화봉(22)은 철근 배근일 수 있으나 본 발명에서는 이에 국한되지 않고 다양한 재질의 알루미늄합금, 불포화 폴리에스테르 수지에 유리, 석면, 탄소등을 보강하여 강성을 향상시킨 강화 플라스틱 등을 사용할 수 있다.
상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 직사각형상의 결합공(16)이 형성되어 있고, 상기 결합공(16)에는 외부 보강플레이트(24)가 결합된다.
상기 결합공(16)은 상방으로 길쭉한 형상의 직사각형으로 형성됨이 바람직하고 더 나아가서는 유(U)자형상으로 형성될 수 있다. 이는 상기 외부 보강플레이트(24)의 형상 및 길이에 대응하여 결합됨으로써 그 길이만큼 후술되는 플레이트 안내 결합부(26)가 채워지도록 하여 외부 하중을 견디도록 하기 위한 것이다.
상기 수직면(12)에 형성된 결합공(16)의 좌우측에는 사각형상의 전단키공(18)이 형성되어 있고 상기 전단키공(18)에는 전단키(20)가 결합 설치되며, 상기 전단키(20)가 결합 설치됨에 따라 외부에서 작용하는 전단력에 대응하는 대응력이 내부에서 발생되어 우측 프리캐스트보 몸체(10) 및 수평부재(202)의 전단파괴를 방지하는 역할을 한다.
그리고, 상기 결합공(16)에는 전술한 바와 같이 외부 보강플레이트(24)가 결합 설치된다.
상기 외부 보강플레이트(24)는 단면이 유자(U)형상의 형강을 사용함이 바람직하다.
상기 외부 보강플레이트(24)의 가운데에는 플레이트 안내 결합부(26)가 형성되어 있고, 상기 외부 보강플레이트(24)의 좌우측면부에는 좌우를 관통하도록 다수의 스터드공(28)이 형성되어 있으며, 상기 스터드공(28)에는 다수의 완충재(30)가 각각 일대일 대응하여 끼움 결합되고, 상기 완충재(30)에 전단스터드(36)가 각각 결합 설치되어 있다.
상기 완충재(30)는 일측면부에 플랜지부(32)가 형성되어 있고, 중앙부에는 좌우로 관통된 스터드 결합공(34)이 형성되어 있다.
상기 플랜지부(32)는 전단스터드(36)가 완충재(30)에 끼워져서 결합되는 경우, 전단스터드(36)와 내외부 보강 플레이트 사이에 게재되어 내외부 보강 플레이트의 표면에 접촉되어 발생하는 외부 표면손상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 반대측부에는 좌측 프리캐스트보 몸체(38)가 대응하여 결합 가능하도록 형성되어 있다.
상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)에는 수직면(13)이 형성되어 있고, 상기 수직면(13)에는 직사각형상의 결합공(17)이 상하부에 각각 형성되어 있다.
상기 결합공(17)의 좌우측부에는 전단키공(18)이 각각 형성되어 있고, 상기 전단키공(18)에는 전단키(20)가 결합 설치된다.
그리고, 상기 결합공(17)에는 내부 보강플레이트(40)가 끼움 결합되는바, 상기 내부 보강플레이트(40)는, 평판형강 또는 일자형 형강 또는 아이자(I)형 형강을 사용할 수 있으며, 더 나아가서는 직사각형 형태의 어떤 재질이라도 가능하다 할 것이다.
상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 좌우측면부에는 좌우로 관통하는 다수의 스터드공(28)이 형성되어 있다.
상기 다수의 스터드공(28)에는 다수의 완충재(30)가 일대일 대응하여 억지끼워맞춤으로 결합 설치된다. 상기 완충재(30)는 스터드공(28)에 끼워져서 구멍 내에서 지진 또는 피로하중으로 인한 내외부 보강플레이트와 전단스터드간의 흔들림이나 비틀림을 방지하고 완충하여 내외부 보강플레이트의 지압 파괴를 방지하기 위한 것이다.
이어서, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)와 좌측 프리캐스트보 몸체(38)이 서로 일정한 간격으로 이격되어 "□"의 형태로 충진부가 이루어지고, 상기 "□"에 충진재(44)를 채워서 충진강화부(300)를 형성한다.
상기 충진 강화부(300)에 충진되는 충진재(44)는 내화 모르타르로서 내화 시멘트, 내화점토 및 폴리프로필렌(PP)으로 이루어지고 그 구성비율이 7:2:1 인 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 시공방법을 보여주는 공정도로서, 먼저, 사각형상의 우측 프리캐스트보 몸체(10)를 형성하고, 우측 프리캐스트보 몸체(10)에 강화봉(22)이 결합되는 다수의 강화봉 결합공(14)을 형성하고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에 보강 플레이트 결합공(16)을 형성하며, 상기 보강 플레이트 결합공(16)의 좌우측에 전단키공(18)을 각각 형성한다.
그리고, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)에 대응하여 결합되는 좌측 프리캐스트보 몸체(38)를 형성하며, 좌측 프리캐스트보 몸체(38)에 강화봉(22)이 결합되는 다수의 강화봉 결합공(14)을 형성하고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에 보강 플레이트 결합공(17)을 형성하며, 상기 보강 플레이트 결합공(17)의 좌우측에 전단키공(18)을 각각 형성한다.
이어서, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)에 형성된 강화봉 결합공(14)에 강화봉(22)을 삽입 설치하고, 보강 플레이트 결합공(16)에 유자(U) 형상의 외부 보강플레이트(24)를 삽입 설치하며, 상기 외부 보강플레이트(24)의 좌우측에 형성된 전단키공(18)에 전단키(20)를 삽입 설치한다.
그리고, 좌측 프리캐스트보 몸체(38)에 형성된 강화봉 결합공(14)에 강화봉(22)을 삽입 설치하고, 보강 플레이트 결합공(17)에 일자 또는 평판형상 또는 아이자(I) 형상의 내부 보강플레이트(40)를 삽입 설치하며, 상기 내부 보강 플레이트(40)의 좌우측에 전단키(20)를 삽입 설치한다.
상기와 같이 우측 프리캐스트보 몸체(10)와 좌측 프리캐스트보 몸체(38)를 형성한 후, 상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)에 좌측 프리캐스트보 몸체(38)가 서로 마주보도록 좌우측부에서 위치를 잡은 후, 상기 내부 보강플레이트(40)가 상기 외부 부강플레이트(22)의 플레이트 안내 결합부(26)에 끼워지도록 밀어서 결합한다.
이때, 상기 강화봉(22)은 중심이 서로 마주치지 않고 엇갈리도록 함과 동시에 강화봉의 일부분이 길이방향으로 겹쳐지도록 함과 동시에 측면의 외주면부가 선상으로 맞닿도록 선접촉 하도록 결합하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 강화봉(22)이 선접촉하지 않고 서로 멀리 떨어져 있는 경우, 외부로부터의 하중에 대하여 분산력이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
계속해서, 상기와 같이 강화봉과 강화봉(22)이 서로 선접촉하도록 결합되고, 상기 외부 보강플레이트(24)와 내부 보강플레이트(40)를 결합시킨 후, 일정한 간격으로 이격되어 충진부가 형성되면 상기 외부 보강플레이트(24)와 내부 보강플레이트(40)의 스터드공(28)에 완충재(30)를 삽입하여 고정하고, 상기 전단스터드(36)를 상기 완충재(30)에 끼워서 고정 설치한다. 이때, 상기 전단스터드외에 전단볼트를 이용하여 고정할 수 있고 더 나아가서 고력볼트 등의 다양한 고정수단을 사용할 수 있으며 이러한 고정수단의 단순변경 및 그 외의 변경은 본 발명의 권리 범위내에 있다 할 것이다.
상기 외부 보강플레이트(24)와 내부 보강플레이트(40)가 전단스터드(36)에 의해 고정된 후, "□" 형태의 충진부가 형성되면, 상기 충진부의 외면부에 거푸집을 외부-상하좌우측면부에 유입공이 형성된 판넬을 설치하고 충진재(44)를 흘려 넣어서 충진 강화부(300)를 형성한다. 즉, 상기 충진부는 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 수직면(14)과 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 수직면(14) 사이에 사각형태의 충진부가 형성되며, 충진강화부(300)가 이루어져서 수평부재(202)들을 접합시켜서 일체화 거동시키는 것이다.
본 발명에서는 "□ " 형태로 이루어진 충진부에 충진재를 유입시켜서 형성하였으나 더 나아가서는 흙손을 이용하여 충진재를 채워서 마감하는 방법과 충진재를 스프레이를 뿌려서 충진부를 채움으로써 충진 강화부(300)를 형성하는 방법을 사용할 수 있다.
이와 같은 모듈 유닛의 접합구조체(100)는 시공성이 뛰어나고 견고하게 제작할 수 있으므로 프리패브가 우수하고 수평부재가 지진이나 진동, 충격, 전단하중 등의 외부하중을 견딜 수 있도록 견고하게 설치되어 이동중에 파손이나 파괴가 없으므로 이동과 휴대성이 우수하게 확보될 수 있는 것이다.
계속해서, 도 6은 본 발명의 접합 구조체에 설치되는 전단키와 내외부 보강플레이트의 구조를 보여주는 일실시예로서, 우측부에는 우측 프리캐스트보 몸체(10)가 형성되고, 좌측부에는 좌측 프리캐스트보 몸체(38)가 형성되어 있다.
상기 우측 프리캐스트보 몸체(10) 및 좌측 프리캐스트보 몸체(38)에는 전단력에 대응하여 전단파괴를 방지하기 위해 전단키(44)가 결합 설치되는바, 전단키(44)의 상부에는 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)에 강화봉(46,47)이 각각 끼워져서 설치된다.
상기 강화봉(46,47)은 일끝단부가 반원형태로 보강부(48,49)가 형성되어 있고, 상기 보강부(48,49)에는 서로 마주보며 접촉되는 부분에 접합면(50,51)이 각각 형성되어 있다.
상기 보강부(48,49)가 서로 마주보며 밀착되어 원형봉 형태를 이루도록 결합되며 상기 접합면(50,51)이 서로 밀착되어 면접촉이 이루어지도록 결합시키고 이때, 상기 보강부(48,49)의 일단의 외주면에서 상기 보강부(48,49)의 타단 외주면에 이르기까지 도 6에서와 같이 보강 결합링(52)을 코일형태로 권취하여서 강성을 배가시킨다.
상기 보강 결합링(52)을 서로 밀착되도록 보강 결합링(52)의 구경과 동일한 피치를 갖도록 권취하여 보강 결합링(52)이 좌우로 벌어지지 않고 흩어지지 않도록 설치한다.
상기와 같이 형성된 강화봉(46,47)의 보강부(48,49)는 보강 결합링(52)에 의해 견고하게 감싸짐으로써 인장강도와 내구성이 우수하게 되고, 외부로부터 발생하는 전단력 및 하중에 대항하여 면접촉을 크게 늘리게 됨으로써 외력을 분산시키고 대항력을 크게 향상시켜서 전단파괴와 지압파괴를 방지하는 장점이 있다.
이상에서와 같이 기술된 본 발명은 상기에 기술된 바와 같은 바람직한 일실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 다양한 재질 및 형상으로 변형실시가 가능한 것은 물론이며, 그와 같은 변경실시는 본 발명의 핵심요소로 기재된 청구범위 내에 존재한다고 할 것이다.
10 : 우측 프리캐스트보 몸체 12 : 수직면
14 : 강화봉 결합공 16 : 보강플레이트 결합공
18 : 전단키공 20 : 전단키
22 : 강화봉 24 : 외부 보강플레이트
26 : 플레이트 안내결합부 28 : 스터드공
30 : 완충재 32 : 플랜지부
34 : 스터드 결합공 36 : 전단스터드
38 : 좌측 프리캐스트보 몸체 40 : 내부 보강 플레이트
42 : 충진부 44 : 충진재
46,47 : 강화봉 48,49 : 보강부
50,51 : 접합면 52 : 보강 결합링
100 : 접합구조체
200 : 모듈유닛 202 : 수평부재
204 : 수직부재 300 : 충진 강화부

Claims (10)

  1. 다수의 수평부재 및 다수의 수직부재 그리고 수평부재와 수직부재를 연결하는 연결부재와 상기 수평부재와 수평부재를 연결하기 위한 접합 구조체를 포함하는 모듈유닛에 있어서,
    상기 수평부재(202)와 수평부재(202)를 연결하는 접합 구조체(100)는,
    단면이 사각형상으로 이루어지고 수직면(12)이 형성되며 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 보강 플레이트 결합공(16)이 형성되고, 상기 보강 플레이트 결합공(16)의 좌우측에는 전단키공(18)이 형성되는 우측 프리캐스트보 몸체(10)와;
    상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 전부에 서로 맞대면하고 일정간격으로 이격되어 "□" 충진부가 형성되도록 위치하며 단면이 사각형상으로 이루어지고 수직면(13)이 형성되며 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고, 상기 강화봉 결합공(14)의 하부에는 보강 플레이트 결합공(17)이 형성되고, 상기 보강 플레이트 결합공(17)의 좌우측에는 전단키공(18)이 형성되는 좌측 프리캐스트보 몸체(38)와;
    상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)의 보강플레이트 결합공(16)에 삽입 결합되어 내력을 보강하고 시공이 용이하도록 하기 위해 횡방향으로 설치되는 외부 보강플레이트(24)와;
    상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 보강플레이트 결합공(17)에 삽입 결합되어 내력을 보강하고 시공이 용이하도록 하기 위해 횡방향으로 설치되되, 상기 외부 보강플레이트(24)의 내측부에 끼움 결합되는 내부 보강플레이트(40)를 포함하되,
    상기 우측 프리캐스트보 몸체(10) 좌측 프리캐스트보 몸체(38)의 강화봉 결합봉(14)에 원통형상의 강화봉(22)을 더 삽입 설치하며, 상기 전단키공(18)에 다수의 전단키(30를 삽입 설치하는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 보강플레이트(40)는,
    평판형상 또는 일자형상으로 이루어지고 좌우측방향으로 관통하는 다수의 스터드공(28)이 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외부 보강 플레이트(22)는,
    유자(U)형상으로 이루어지고 좌우측 방향으로 관통하는 다수의 스터드공(28)이 형성되며, 외부 보강 플레이트(22)가 결합되도록 가운데 부분에 플레이트 안내 결합부(26)가 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 외부 보강플레이트(24) 및 내부 보강 플레이트(42)에 형성된 다수의 스터드공(28)에는 외력에 대하여 대항력을 발생키시고 지압파괴를 방지하기 위한 원통형상의 완충재(30)가 결합 설치되는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수평부재(202)와 수평부재(202)에는 다수개의 직사각형상으로 이루어진 전단키(18)가 더 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)와 상기 좌측 프리캐스트보 몸체(38)가 서로 마주보도록 위치하여 "□"형상의 충진부가 형성되고, 상기 충진부에 수평부재들을 서로 견고하게 결합하여 일체화시키기 위해 강화하는 충진재(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 충진재(44)는 내화 모르타르를 이용하여 충진하여 "□"형상의 충진 강화부(300)를 형성하는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체.
  8. 단면이 사각형상으로 이루어져서 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고 외부 보강플레이트(24)가 삽입되는 보강플레이트 결합공(16)이 형성되며, 상기 보강 플레이트 결합공의 좌우측에 전단키공이 형성되는 우측 프리캐스트보 몸체를 형성하는 단계와;
    단면이 사각형상으로 이루어져서 다수의 강화봉 결합공(14)이 형성되고 내부 보강플레이트(40)가 삽입되는 보강플레이트 결합공(17)이 형성되며, 상기 보강 플레이트 결합공의 좌우측에 전단키공이 형성되는 좌측 프리캐스트보 몸체를 형성하는 단계와;
    상기 우측 프리캐스트보 몸체에 유자(U)형상으로 이루어지고 다수의 스터드공이 형성된 외부 보강플레이트(24)를 보강플레이트 결합공(16)에 삽입 설치하는 단계와;
    상기 좌측 프리캐스트보 몸체에 평판형상 또는 일자 형상으로 이루어지고 다수의 스터드공이 형성된 내부 보강 플레이트(40)를 보강플레이트 결합공(17)에 삽입 설치하는 단계와;
    상기 우측 프리캐스트보 몸체와 좌측 프리캐스트보 몸체를 서로 결합하되, 상기 내부 보강플레이트가 상기 외부 보강플레이트의 내측부에 삽입하여 일정간격으로 이격되어 "□ "형상으로 충진부가 형성되도록 설치하는 단계와;
    상기 내부 보강플레이트와 외부 보강 플레이트에 형성된 스터드공을 일치시키고 상기 스터드공에 전단스터드를 끼움 설치하는 단계와;
    상기 우측 프리캐스트보 몸체와 좌측 프리캐스트보 몸체가 서로 결합되어 "□"형상의 충진부가 이루어지고, 상기 "□"의 충진부에 충진재를 채워서 충진 강화부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 우측 프리캐스트보 몸체(10)에 형성된 강화봉 결합공(14)에 강화봉(22)을 삽입 설치하고, 상기 좌측 프리캐스트보 몸체(40)의 강화봉 결합공(14)에 강화봉을 삽입 설치하되, 상기 강화봉(22)이 서로 중심이 어긋나게 위치시키고 일부분이 길이방향으로 서로 겹쳐지도록 설치하는 단계를 더 포함하여 수평부재간의 연결 결합시 일체화가되어 거동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체 시공방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 내부 보강 플레이트와 외부 보강 플레이트에 형성된 스터드공에 스터드결합공이 형성된 원통형상의 완충재를 더 삽입 설치하고 상기 완충재의 스터드 결합공에 전단스터드를 끼움 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체 시공방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 우측 프리캐스트보 몸체에 다수의 전단키를 삽입 설치하고, 상기 좌측 프리캐스트보 몸체에 다수의 전단키를 삽입 설치하여 외부로부터의 하중의 작용시 작용하는 전단력에 대응하는 대항력을 발생시켜서 수평부재들간의 연결 결합시 강성을 확보할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 모듈유닛의 접합구조체 시공방법.
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