KR102318982B1 - 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템 - Google Patents

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(주)유창이앤씨
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Abstract

본 발명은 조립식 건축용 모듈러 유닛의 체결 시스템에 관한 것으로서 특히, 체결 로드와 연결 플레이트를 이용하여 수직 및 수평으로 연속 체결되는 모듈러 유닛을 견고하게 체결할 수 있고, 시공성과 작업 편이성이 우수한 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템에 관한 것이다.

Description

멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템 {Modular frame combining system using multi-lock}
본 발명은 조립식 건축용 모듈러 유닛의 체결 시스템에 관한 것으로서 특히, 체결 로드와 연결 플레이트를 이용하여 수직 및 수평으로 연속 체결되는 모듈러 유닛을 견고하게 체결할 수 있는 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 모듈러 건축물이란 현장에서 시공하는 기존의 습식 공법과는 달리 공장에서 모듈러 유닛을 조립하고, 각종 내·외장재, 설비 및 배선 등을 미리 시공한 후 이를 현장으로 운송하여 조립 및 적층함으로써 완성된 건축물을 말한다.
이러한 모듈러 유닛은 방수 및 마감, 배수 설비는 물론 전기 설비 및 내부 마감을 모두 포함할 수 있으며 하나의 단위 공간을 형성한다.
이러한 모듈러 유닛들은 통상 공장에서 육면체 형태로 제조되어 운송 수단을 통해 시공 현장으로 이송한 후 현장에서 작업용 크레인에 의해 이동되어 체결된다.
모듈러 유닛들을 체결할 때 수평 방향으로 체결할 뿐만 아니라, 모듈러 유닛을 수직 방향으로 다수 적층하여 체결하는 작업이 이루어진다.
종래에는 모듈러 유닛을 체결할 때는 작업자가 실내 및 실외에서 일일이 볼트 접합을 통해 상, 하부 모듈러 유닛을 접합하여 이루어지는데, 고소 작업시 작업자가 실외에 매달려 체결 작업을 하므로 안전사고가 발생할 수 있고, 모듈러 유닛을 체결하는데 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
(문헌 1) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0914742호, "조립식 건축용 모듈과 이를 이용한 모듈러 건축물 시공시스템 및 그 시공방법" (문헌 2) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1381281호, "고정브라켓-접합식 모듈러 건축물" (문헌 3) 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2019-0089971호, "조립식 체적 건축 모듈의 연결 시스템 및 연결 방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 수평 및 수직 방향으로 연속 체결되는 모듈러 유닛을 체결 공차 없이 견고하게 체결할 수 있고, 모듈러 체결 작업이 매우 용이하여 시공성이 우수하며, 작업자가 적층되는 모듈러 유닛 측면에 매달려 체결 작업을 하지 않아도 되므로 작업 안정성이 우수한 모듈러 유닛 체결 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모듈러 유닛(100)을 구성하는 수직의 컬럼(101); 로드 삽입구(105)를 구비하여 상기 컬럼(101)의 상, 하단에 각각 체결된 컬럼 체결 패널(104); 내면에 나사산이 형성되어 몸체의 상부와 하부에 각각 상부 체결구(122) 및 하부 체결구(123)가 형성된 헤드(121)와, 상부와 하부에 나사산이 형성되어 상부가 상기 헤드(1210의 하부 체결구(123)에 나사 결합한 로드(124)로 구성된 체결 로드(120);로 구성됨으로써, 적층된 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101) 상부 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 체결 로드(120)가 삽입되어 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101) 하부 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)를 통해 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 상부에 체결된 다른 체결 로드(120)의 헤드(121)에 나사 결합되어 적층된 상부 모듈러 유닛(100A)과 하부 모듈러 유닛(100B)이 체결되도록 구성된다.
이때, 상기 컬럼(101)은 H-빔이고, 컬럼(101)의 웹 양측에 해당하는 위치로 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101)과 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 사이에는 연결 플레이트(130)가 삽입되되, 상기 연결 플레이트(130)에는 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 대응하는 위치에 삽입구(131)가 형성되고, 상기 연결 플레이트(130)는 컬럼 체결 패널(104)보다 길게 성형됨으로써, 상, 하부 모듈러 유닛(100A,100B) 체결 부위에서 측 방향으로 돌출되고, 적층 체결된 상, 하부 모듈러 유닛(100A,100B)의 일측에서 적층되는 다른 상, 하부 모듈러 유닛(100A,100B)의 컬럼(101) 사이에 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컬럼(101)에는 깔때기 형태로 상부 홀(111)과 하부 홀(112)을 구비한 가이드(110)가 형성됨으로써, 상기 가이드(110)가 체결 로드(120)를 컬럼(101) 하부의 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)로 안내하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드(110)는 컬럼(101)에 체결된 판 형태의 지지판(113)에 체결되어 지지되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컬럼(101)은 각관인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 수평 및 수직 방향으로 연속 체결되는 모듈러 유닛을 체결 공차 없이 견고하게 체결할 수 있고, 모듈러 체결 작업이 매우 용이하여 시공성이 우수하며, 작업자가 적층되는 모듈러 유닛 측면에 매달려 체결 작업을 하지 않아도 되므로 작업 안정성이 우수하다.
도 1은 모듈러 유닛을 도시한 사시도.
도 2는 모듈러 유닛이 수직 및 수평 방향으로 체결된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 모듈러 유닛의 컬럼에 상,하부 빔이 체결되는 구성을 도시한 도면.
도 4는 모듈러 유닛의 컬럼에 상,하부 빔이 체결된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명을 구성하는 체결로드를 도시한 분해 사시도.
도 6은 하부 모듈러 유닛을 기초 파라펫에 체결하는 과정을 도시한 도면.
도 7은 하부 모듈러 유닛을 기초 파라펫에 체결한 형태를 도시한 사시도.
도 8은 하부 모듈러 유닛에 상부 모듈러 유닛을 체결하는 과정을 도시한 도면.
도 9 및 도 10은 하부 모듈러 유닛의 컬럼과 상부 모듈러 유닛의 컬럼을 체결할 때 가이드에 의해 체결로드가 정위치로 정렬되어 체결되는 과정을 도시한 도면.
도 11은 상부 모듈러 유닛과 하부 모듈러 유닛이 체결된 상태에서 체결 부위를 확대 도시한 도면.
도 12는 모듈러 유닛 프레임을 사각 파이프를 사용한 상태를 도시한 사시도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "상부", "하부", "저부", "전방", "후방", "아래" 등의 용어는 단지 설명을 용이하게 하기 위한 것으로 도면에 도시되어 있는 바와 같은 구성요소의 배향을 지칭한다.
모듈러 유닛(100)은 도 1에 도시한 바와 같이 사각 형태로 상부 빔(102)과 하부 빔(103)이 형성되고, 상부 빔(102)과 하부 빔(103) 사이에서 기둥 역할을 하는 수직의 컬럼(101)이 체결됨으로써 육면체 형태로 모듈러 유닛(100)이 형성된다.
본 발명의 실시예에서는 상부 빔(102), 하부 빔(103) 및 컬럼(101)은 모두 H-빔을 사용한다.
도 1과 같이 육면체 형태로 공장에서 생산된 모듈러 유닛(100)을 시공 현장으로 이송하여 모듈러 유닛(100)을 수평 방향과 수직 방향으로 연속 체결함으로써, 도 2와 같은 조립식 건축물을 빠르게 시공한다.
각 모듈러 유닛(100)의 컬럼(101), 상부 빔(102) 및 하부 빔(103)은 도 3과 같이 체결된다.
도 3에 도시한 바와 같이 컬럼(101)의 상부 측 방향으로 2개의 상부 빔(102)이 체결되는데, 컬럼(101)의 어느 한 플랜지에 상부 빔(102)의 단부가 용접 등의 체결 수단으로 체결되고, 다른 상부 빔(102)은 그 단부에 빔 체결 패널(106)을 용접하여 체결한 후 이 빔 체결 패널(106)을 컬럼(101)의 플랜지 측면과 접하여 용접 체결한다.
빔 체결 패널(106)이 없으면 상부 빔(102)과 컬럼(101)의 체결 면적이 매우 작아서 체결 강도가 떨어지므로, 상부 빔(102)과 컬럼(101) 사이에 빔 체결 패널(106)을 삽입하여 이 빔 체결 패널(106)을 매개체로 상부 빔(102)과 컬럼(101)을 용접 체결한다.
컬럼(101)의 하부에도 2개의 하부 빔(103)이 체결되는데 상술한 상부 빔(102)이 컬럼(101)에 체결되는 구성과 동일하게 체결된다.
그리고 컬럼(101)의 상단과 하단에 각각 컬럼 체결 패널(104)이 용접 체결되는데, 상기 컬럼 체결 패널(104)은 수직 적층되는 모듈러 유닛(100) 간의 체결을 위한 것이다.
상기 컬럼 체결 패널(104)은 도 3에 도시한 바와 같이, 컬럼(101)의 단부를 덮을 정도의 판에 한 쌍의 로드 삽입구(105)가 천공된다. 이때, 컬럼(101)의 웹이 상기 천공된 로드 삽입구(105)의 사이에 위치하도록 컬럼 체결 패널(104)에 로드 삽입구(105)를 형성한다.
상기와 같이 구성된 모듈러 유닛(100)은 도 4에 도시한 바와 같이 4개의 컬럼(101) 상단과 하단에 각각 컬럼 체결 패널(104)이 형성된다.
모듈러 유닛(100)을 수직으로 적층하고, 적층된 모듈러 유닛(100)을 체결하기 위해서는 체결 로드(120)가 사용된다.
체결 로드(120)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상부와 하부 외면에 나사산이 형성된 봉 형태의 로드(124)와, 상기 로드(124)의 상부에 나사 결합되는 헤드(121)로 구성된다.
헤드(121)는 몸체 상, 하부에 각각 상부 체결구(122)와 하부 체결구(123)가 형성되고, 상기 상부 체결구(122)와 하부 체결구(123) 내면에는 각각 나사산이 형성됨으로써, 이 체결구에 로드(124)가 삽입되어 나사 결합되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 체결 로드(120)는 시공 현장에서 요구되는 길이만큼 로드(164)를 제작하여 헤드(121)를 체결함으로써, 설계 자유도가 높고 시공 현장에서도 간편하게 제작하여 사용할 수 있다.
이하 모듈러 유닛(100)을 체결하는 과정에 대해 상세하게 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이 하부에 위치하는 모듈러 유닛(100)의 컬럼(101)을 기초 파라펫(10)에 올리고, 체결 로드(120)를 컬럼(101) 상부의 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 삽입한다.
컬럼(101) 상부의 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 삽입된 체결 로드(120)의 하부는 기초 파라펫(10)의 체결구(11)에 나사 결합되면서 도 7에 도시한 바와 같이 모듈러 유닛(100)이 기초 구조물에 체결, 고정된다.
이하에서는 하부에 위치하는 모듈러 유닛을 '하부 모듈러 유닛(100B)'이라 하고, 그 상부에 적층되는 모듈러 유닛을 '상부 모듈러 유닛(100A)'이라 한다.
기초 구조물에 체결된 하부 모듈러 유닛(100B)의 상부에 다른 모듈러 유닛(100)을 적층하기 위하여 도 8과 같이 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 상부에 연결 플레이트(130)를 위치시키고, 그 상부에 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101)을 위치시킨다.
상기 연결 플레이트(130)는 판 형태의 몸체에 체결 로드(120)가 삽입되는 삽입구(131)가 형성된 것으로서, 수평 방향의 다른 모듈러 유닛(100)과의 체결을 위한 것이다.
상기와 같이 상부 모듈러 유닛(100A)-연결 플레이트(130)-하부 모듈러 유닛(100B) 순서로 적층된 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101) 상부의 로드 삽입구(105)에 체결 로드(120)를 삽입한다.
상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101) 상부의 로드 삽입구(105)로 체결 로드(120)를 삽입하면, 체결 로드(120)는 컬럼(101)을 따라 컬럼(101) 하부의 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)와, 연결 플레이트(130)의 삽입구(131)로 삽입되면서 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 상부로 돌출된 체결 로드(120)의 헤드(121)의 상부 체결구(122)에 삽입되고, 작업자가 체결 로드(120)를 회전시키면 체결 로드(120)가 회전하며 삽입한 체결 로드(120)의 로드(124)가 하부 모듈러 유닛(100B)의 헤드(121)와 나사 결합하여 하부 모듈러 유닛(100B)과 상부 모듈러 유닛(100A)이 체결된다.
이때, 컬럼(101)에 형성된 가이드(110)가 체결 로드(120)를 안내함으로써, 길이가 긴 체결 로드(120)의 하부가 컬럼(101) 하부의 로드 삽입구(105)에 정확하게 삽입될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 9에 도시한 바와 같이, 가이드(110)는 깔때기 형태로 성형된 몸체의 상부와 하부에 각각 상부 홀(111)과 하부 홀(112)이 형성되는데, 상기 상부 홀(111)은 넓게 형성되고, 하부 홀(112)은 좁게 형성된다.
이때, 상기 상부 홀(111)은 컬럼(101)의 플랜지 사이의 폭과 동일한 폭으로, 플랜지 끝에서 웹까지의 깊이가 되도록 성형하고, 하부 홀(112)은 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)와 동일한 크기로 성형하는 것이 바람직하다.
길이가 긴 체결 로드(120)를 컬럼(101)의 상부 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)로 삽입하면 도 9에 과 같이 체결 로드(120)가 삐뚤어진 형태로 하강할 수 있고, 컬럼(101) 하부의 컬럼 체결 패널(104)에 형성된 로드 삽입구(105)에 체결 로드(120)를 정확하게 삽입하기가 매우 어렵다.
그런데 가이드(110)가 설치된 경우 도 9 및 도 10과 같이 체결 로드(120)가 삐뚤어진 형태로 하강하더라도, 깔때기 형태의 가이드(110) 상부의 넓은 상부 홀(111)로 체결로드(120)가 삽입되어, 가이드(110) 하부의 좁은 하부 홀(112)을 통과하면서 체결 로드(120)가 수직 형태로 정렬되면서 체결 로드(120)가 컬럼(101) 하부의 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 정확하게 삽입되고, 도 11과 같이 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 상부에 노출된 다른 체결 로드(120)의 헤드(121)와 정확하게 체결된다.
그리고 도 4 및 도 11과 같이 지지판(113)을 컬럼(101)의 웹과 플랜지에 용접 체결하고, 이 지지판(131)의 상부에 가이드(110)를 형성하는 것이 바람직하다.
금속으로 성형된 고하중의 체결 로드(120)가 깔때기 형태의 가이드(110)와 충돌할 때 가이드(110)가 파손되거나 이탈되면서 체결 로드(120) 하강 경로를 방해할 수 있는데, 지지판(113)을 형성함으로써 체결 로드(120)가 하강하면서 가이드(110)와 강하게 부딪히더라도 가이드(110)가 파손되는 것을 방지한다.
수직으로 적층된 모듈러 유닛(100)은 체결 로드(120) 간의 체결로 체결되어 고정되는데, 수평의 모듈러 유닛(100) 간 체결은 연결 플레이트(130)를 통해 체결, 고정된다.
도 8과 같이 수직으로 적층되는 모듈러 유닛(100)의 컬럼(101) 사이에는 판 형태의 연결 플레이트(130)가 삽입되는데, 모듈러 유닛(100)의 수직 체결이 완료되면 도 11과 같이 적층된 모듈러 유닛(100) 외측으로 연결 플레이트(130)가 돌출된다.
도 11에서는 수직으로 적층 체결된 모듈러 유닛(100)의 하부 모듈러 유닛(100B)의 일측에 연결 플레이트(130) 하부로 다른 하부 모듈러 유닛(100B)이 생략되었는데, 생략된 하부 모듈러 유닛(100B)의 상부 즉, 돌출된 연결 플레이트(130)의 상부에 다른 상부 모듈러 유닛(100A)이 적층되고 상술한 방법으로 체결 로드(120)를 이용하여 다른 상부 모듈러 유닛(100A)과 다른 하부 모듈러 유닛(100B)이 수직으로 체결되면서 동시에 이웃한 상,하부 모듈러 유닛(100A,100B)과 수평 체결된다.
상술한 본 발명의 실시예에서는 모듈러 유닛(100)의 컬럼(101), 상부 빔(102) 및 하부 빔(103)을 H-빔으로 구성한 것을 설명하였으나 도 12에 도시한 바와 같이 모듈러 유닛(100)의 컬럼(101), 상부 빔(102) 및 하부 빔(103)을 사각 파이프를 이용하여 모듈러 유닛(100)을 구성할 수도 있다.
이상 상술한 실시 예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시 예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시 예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 국한되지 아니한다.
10 : 기초 파라펫
11 : 체결구
100 : 모듈러 유닛
100A : 상부 모듈러 유닛
100B : 하부 모듈러 유닛
101 : 컬럼
102 : 상부 빔
103 : 하부 빔
104 : 컬럼 체결 패널
105 : 로드 삽입구
106 : 빔 체결 패널
110 : 가이드
111 : 상부 홀
112 : 하부 홀
113 : 지지판
120 : 체결 로드
121 : 헤드
122 : 상부 체결구
123 : 하부 체결구
124 : 로드
130 : 연결 플레이트
131 : 삽입구

Claims (6)

  1. 모듈러 유닛(100)을 구성하는 수직의 컬럼(101);
    로드 삽입구(105)를 구비하여 상기 컬럼(101)의 상, 하단에 각각 체결된 컬럼 체결 패널(104);
    내면에 나사산이 형성되어 몸체의 상부와 하부에 각각 상부 체결구(122) 및 하부 체결구(123)가 형성된 헤드(121)와, 상부와 하부에 나사산이 형성되어 상부가 상기 헤드(121)의 하부 체결구(123)에 나사 결합한 로드(124)로 구성된 체결 로드(120); 및
    상기 컬럼(101)에 깔때기 형태로 상부 홀(111)과 하부 홀(112)을 구비하여 상기 컬럼(101)에 형성되어 체결 로드(120)를 컬럼(101) 하부의 컬럼 체결 패널(104)의로드 삽입구(105)로 안내하는 가이드(110);로 구성됨으로써,
    적층된 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101) 상부 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 체결 로드(120)가 삽입되어 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101) 하부 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)를 통해 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 상부에 체결된 다른 체결 로드(120)의 헤드(121)에 나사 결합되어 적층된 상부 모듈러 유닛(100A)과 하부 모듈러 유닛(100B)이 체결, 고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컬럼(101)은 H-빔이고,
    컬럼(101)의 웹 양측에 해당하는 위치로 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 모듈러 유닛(100A)의 컬럼(101)과 하부 모듈러 유닛(100B)의 컬럼(101) 사이에는 연결 플레이트(130)가 삽입되되,
    상기 연결 플레이트(130)에는 컬럼 체결 패널(104)의 로드 삽입구(105)에 대응하는 위치에 삽입구(131)가 형성되고,
    상기 연결 플레이트(130)는 컬럼 체결 패널(104)보다 길게 성형됨으로써, 상,하부 모듈러 유닛(100A,100B) 체결 부위에서 측 방향으로 돌출되고, 적층 체결된 상,하부 모듈러 유닛(100A,100B)의 일측에서 적층되는 다른 상,하부 모듈러 유닛(100A,100B)의 컬럼(101) 사이에 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드(110)는 컬럼(101)에 체결된 판 형태의 지지판(113)에 체결되어 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컬럼(101)은 각관인 것을 특징으로 하는 멀티락을 이용한 모듈러 유닛 체결 시스템.
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