KR102528425B1 - 연결바 결합형 모듈러 구조물 - Google Patents

연결바 결합형 모듈러 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하부 모듈러 유닛의 상부접합구 상부에 돌출 형성된 연결바를 상부 모듈러 유닛의 하부접합구를 관통하여 수직부재 내로 연장하되 횡방향으로 고정핀을 체결하여 상하부 모듈러 유닛을 결합함으로써, 외부로 돌출되는 부재가 없어 내화 뿜칠 및 마감재 선시공이 가능하여 시공성 개선과 공기 단축을 할 수 있는 연결바 결합형 모듈러 구조물에 대한 것이다.
본 발명은 복수의 모듈러 유닛을 상하로 적층하여 구성되는 모듈러 구조물에 관한 것으로, 상기 모듈러 유닛은 네 모서리에 상호 이격되도록 구비된 사각형 단면의 각관인 수직부재; 상기 수직부재의 상단과 하단에 각각 결합되는 상부접합구와 하부접합구; 및 이웃하는 상부접합구 사이와 하부접합구 사이에 각각 구비되는 상부수평부재와 하부수평부재; 로 구성되되, 하부 모듈러 유닛의 상부접합구 상부에는 장볼트인 연결바가 돌출 형성되어, 상기 연결바가 상부 모듈러 유닛의 하부접합구를 관통하여 상부 모듈러 유닛의 수직부재 내로 연장되고, 상기 수직부재에 횡방향으로 관통 형성된 양 측벽의 관통공을 관통하여 상기 연결바의 상단에 걸리는 것으로 단부가 수직부재의 외부에서 고정너트에 의해 고정되는 고정핀에 의해 하부 모듈러 유닛과 상부 모듈러 유닛이 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

연결바 결합형 모듈러 구조물{Modular structure}
본 발명은 하부 모듈러 유닛의 상부접합구 상부에 돌출 형성된 연결바를 상부 모듈러 유닛의 하부접합구를 관통하여 수직부재 내로 연장하되 횡방향으로 고정핀을 체결하여 상하부 모듈러 유닛을 결합함으로써, 외부로 돌출되는 부재가 없어 내화 뿜칠 및 마감재 선시공이 가능하여 시공성 개선과 공기 단축을 할 수 있는 연결바 결합형 모듈러 구조물에 대한 것이다.
공동주택에서 각 세대층은 평면이 동일하게 유지되므로 갱폼과 같은 대형 거푸집에 의해 각 층마다 반복 시공하는 경우가 많다. 이와 달리, 옥탑층은 하부 세대와 평면 형상이 달라 대형 거푸집에 의한 시공이 불가능하고, 타워크레인 해체 후 시공되는 경우가 많아 주로 재래식 거푸집에 의한 RC 공법으로 시공된다.
그러나 이러한 재래식 공법은 품질 확보가 어렵고, 옥탑층은 골조 공사 마무리 시점에 시공되는 특성상 현장 인력 수급이나 타워크레인 등 장비 활용에 제한이 있어 시공이 어려우며, 공기 지연의 문제가 있다.
이에 최근에는 옥탑 구조물 시공을 위한 모듈러 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.
모듈러 시스템은 현장에서 골조의 시공이 이루어지는 기존 건축물과 달리 공장에서 박스형으로 사전 제작된 모듈러 유닛을 현장에서 상하좌우로 적층 조립하여 구조물을 완성하는 건축 시스템이다.
이러한 모듈러 시스템은 골조뿐 아니라 각종 내장재, 기계 설비, 전기 배선 등의 공정이 대부분 공장에서 이루어지므로 우수한 품질 확보가 가능하고, 공기를 크게 단축할 수 있는 장점이 있다.
그런데 기존 모듈러 구조는 상하부 모듈러 유닛 연결시 기둥 부재를 상호 연결하는 경우가 많았다(등록특허 제10-0923637호 등). 그러나 기둥 부재는 일반적으로 각관 등 폐합 단면 부재를 사용하므로, 상하부 모듈러 유닛의 조립을 위해 기둥 부재를 절개하거나 접합을 위한 별도의 접합부재가 필요하다. 그리고 기둥 부재의 단면 내부에서 접합 작업을 해야 하므로 시공성이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 대개 강재로 제작되는 모듈러 유닛은 주요 구조부로 사용하기 위해 내화 구조를 이루어야 하므로, 강재 외부에 내화 뿜칠 처리를 하여야 한다.
이때, 현장 내화 뿜칠은 많은 어려움이 수반되므로, 모듈러 유닛의 공장 제작시 미리 내화 뿜칠을 실시하는 것이 유리하다.
종래 모듈러 유닛은 모듈러 유닛 간 접합을 위해 등록특허 제10-1672469호의 브래킷과 같이 별도의 접합부재를 이용하는 경우가 있었다. 그러나 이 경우 접합부재나 접합부재가 접합되는 부분은 내화 뿜칠 선시공이 불가능해 현장 접합 후 나중에 내화 뿜칠을 하였다.
따라서 내화 피복을 위한 내화재 뿜칠 작업시 내화재의 비산으로 인해 작업 환경이 열악해지고, 모듈러 유닛이 설치된 상태에서 고공 뿜칠 작업이 진행되므로 작업자 안전 문제의 우려가 있을 뿐 아니라 동절기 등 온도가 낮은 경우 내화재의 부착력이 떨어져 내화재가 탈락하는 문제점이 있다.
뿐만 아니라 모듈러 유닛은 내외부 마감재를 미리 공장에서 선부착하여 현장 작업을 최소화함으로써 공기를 단축하고 균질한 품질을 유지할 수 있는데, 기존 모듈러 유닛은 모듈러 유닛 간 접합부에 미리 마감재를 선시공하기 어려워 현장 작업이 추가되어야 하는 불편함이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 상하로 적층되는 모듈러 유닛 접합시, 브래킷과 같이 외부로 돌출되는 접합부재가 없고 수직부재의 절개가 필요 없어 모듈러 유닛 전체 면에 대해 내화 뿜칠이나 마감재 선시공이 가능한 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공하고자 한다.
이에 따라 본 발명은 시공성을 개선하고, 공기를 크게 단축할 수 있는 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 복수의 모듈러 유닛을 상하로 적층하여 구성되는 모듈러 구조물에 관한 것으로, 상기 모듈러 유닛은 네 모서리에 상호 이격되도록 구비된 사각형 단면의 각관인 수직부재; 상기 수직부재의 상단과 하단에 각각 결합되는 상부접합구와 하부접합구; 및 이웃하는 상부접합구 사이와 하부접합구 사이에 각각 구비되는 상부수평부재와 하부수평부재; 로 구성되되, 하부 모듈러 유닛의 상부접합구 상부에는 장볼트인 연결바가 돌출 형성되어, 상기 연결바가 상부 모듈러 유닛의 하부접합구를 관통하여 상부 모듈러 유닛의 수직부재 내로 연장되고, 상기 수직부재에 횡방향으로 관통 형성된 양 측벽의 관통공을 관통하여 상기 연결바의 상단에 걸리는 것으로 단부가 수직부재의 외부에서 고정너트에 의해 고정되는 고정핀에 의해 하부 모듈러 유닛과 상부 모듈러 유닛이 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 연결바의 상단에는 수직부재의 관통공과 대응되는 위치에 고정핀이 관통 결합되는 결합공이 형성되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 관통공은 한 쌍이 좌우로 나란하게 형성되고, 상기 고정핀은 한 쌍으로 구비되어 한 쌍의 관통공에 각각 삽입되며, 상기 연결바의 상단에는 외주면에 상기 한 쌍의 고정핀이 삽입되어 걸리는 삽입홈이 형성되는 결합구가 구비되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 연결바는 상부접합구 상면에 삽입되어 나사 결합되고, 상기 연결바의 하부에는 상부접합구 상면에 걸려 연결바의 높이를 고정하는 걸림구가 구비되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공한다.
본 발명에 따르면 상호 이격되는 4개의 수직부재, 수직부재의 상단과 하단에 각각 결합되는 상부접합구와 하부접합구 및 이웃하는 상부접합구와 하부접합구의 사이에 각각 구비되는 상부수평부재와 하부수평부재로 구성되는 모듈러 유닛을 상하 적층하여 구성되는 모듈러 구조물에서, 하부 모듈러 유닛의 상부접합구 상부에 돌출 형성된 연결바를 상부 모듈러 유닛의 하부접합구를 관통하여 수직부재 내로 연장시킨 후 수직부재에 횡방향으로 형성된 관통공을 관통하여 연결바의 상단에 걸리도록 고정핀을 체결하는 것만으로 상하부 모듈러 유닛을 결합할 수 있는 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공할 수 있다.
이에 따라 하부 모듈러 유닛 상부에 상부 모듈러 유닛을 위치시킨 후 쉽게 결합할 수 있으므로, 상하부 모듈러 유닛의 접합을 위한 별도의 현장 작업이 불필요하다. 아울러 외부로 돌출되는 접합부재나 수직부재의 절개 등이 불필요하여 구성 및 시공이 단순하다.
따라서 모듈러 유닛 전체 면에 대해 내화 뿜칠이나 마감재 선시공이 가능하여 시공성을 개선할 수 있고, 공기를 크게 단축할 수 있어 경제적이다.
도 1은 모듈러 유닛을 도시하는 사시도.
도 2는 상하부 모듈러 유닛의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 연결바가 구비된 하부 모듈러 유닛을 도시하는 사시도.
도 4는 상하부 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 5는 연결바의 실시예를 도시하는 사시도.
도 6은 결합구가 구비된 연결바에 의한 상하부 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 7은 결합구가 구비된 연결바를 도시하는 사시도.
도 8은 분리형 결합구를 도시하는 사시도.
도 9는 접합구를 도시하는 평단면도.
도 10은 수평연결구와 접합구의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 11은 수평연결구와 접합구의 결합 상태를 도시하는 평단면도.
도 12는 수평유닛연결구에 의한 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 13은 상부캡과 상부접합구의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 14는 하부캡과 하부접합구의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 15는 하부접합구를 도시하는 단면 사시도.
도 16은 가이드플레이트에 의한 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 모듈러 유닛을 도시하는 사시도이고, 도 2는 상하부 모듈러 유닛의 결합 상태를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 3은 연결바가 구비된 하부 모듈러 유닛을 도시하는 사시도이고, 도 4는 상하부 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 1 내지 도 4 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 연결바 결합형 모듈러 구조물은 복수의 모듈러 유닛(1, 1')을 상하로 적층하여 구성되는 모듈러 구조물에 관한 것으로, 상기 모듈러 유닛(1, 1')은 네 모서리에 상호 이격되도록 구비된 사각형 단면의 각관인 수직부재(2); 상기 수직부재(2)의 상단과 하단에 각각 결합되는 상부접합구(3a)와 하부접합구(3b); 및 이웃하는 상부접합구(3a) 사이와 하부접합구(3b) 사이에 각각 구비되는 상부수평부재(6a)와 하부수평부재(6b); 로 구성되되, 하부 모듈러 유닛(1)의 상부접합구(3a) 상부에는 장볼트인 연결바(8)가 돌출 형성되어, 상기 연결바(8)가 상부 모듈러 유닛(1')의 하부접합구(3b)를 관통하여 상부 모듈러 유닛(1')의 수직부재(2) 내로 연장되고, 상기 수직부재(2)에 횡방향으로 관통 형성된 양 측벽의 관통공(21)을 관통하여 상기 연결바(8)의 상단에 걸리는 것으로 단부가 수직부재(2)의 외부에서 고정너트(802)에 의해 고정되는 고정핀(80)에 의해 하부 모듈러 유닛(1)과 상부 모듈러 유닛(1')이 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상하로 적층되는 모듈러 유닛(1, 1')의 접합을 위해 브래킷과 같이 외부로 돌출되는 접합부재가 없고, 수직부재의 절개가 필요 없어 내화 뿜칠이나 마감재의 선시공이 가능하며, 조립 시공성이 우수한 연결바 결합형 모듈러 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 모듈러 구조물은 생활주택, 학교 시설, 각종 숙박시설, 오피스텔, 임시 재난 시설 등 다양한 건물에 적용 가능하다.
본 발명의 모듈러 구조물은 복수의 모듈러 유닛(1, 1')을 상하로 적층하여 구성된다.
각 모듈러 유닛(1, 1')은 4개의 수직부재(2)와 이들의 상부와 하부를 각각 연결하는 상부수평부재(6a)와 하부수평부재(6b)로 구성되어 전체적으로 직육면체 형상을 이룬다.
상기 수직부재(2)와 이웃하는 수직부재(2)의 상부를 연결하는 상부수평부재(6a)를 상호 접합하기 위해 수직부재(2)의 상단에는 상부접합구(3a)가 구비된다.
그리고 상기 수직부재(2)와 이웃하는 수직부재(2)의 하부를 연결하는 하부수평부재(6b)를 상호 접합하기 위해 수직부재(2)의 하단에는 하부접합구(3b)가 구비된다.
상기 상부접합구(3a)와 하부접합구(3b)는 수직부재(2)의 단부에 일체로 형성될 수도 있고, 수직부재(2)와 별도의 부재로 형성하여 수직부재(2)에 결합할 수도 있다.
상기 상부접합구(3a)와 하부접합구(3b)가 수직부재(2)와 별도로 구성되는 경우, 상부접합구(3a)의 하부 및 하부접합구(3b)의 상부에는 수직부재(2)의 내부에 삽입되는 수직부재결합부(38)가 구비될 수 있다(도 15).
이 경우 상기 수직부재(2)의 내부에 수직부재결합부(38)가 삽입된 상태에서 수직부재(2)의 외측에서 볼트 등을 체결하여 수직부재(2)와 수직부재결합부(38)를 상호 고정할 수 있다.
상기 상부수평부재(6a)와 하부수평부재(6b)는 각각 거더 본체(4)와 거더 본체(4) 양단의 수평연결구(5a, 5b)로 구성할 수 있으며, 수평연결구(5a, 5b)를 접합구(3a, 3b)의 측면에 결합할 수 있다.
상기 상하부수평부재(6a, 6b)는 수직부재(2)에 직접 결합되는 것이 아니라 별도로 제작되는 접합구(3a, 3b) 및 수평연결구(5a, 5b)에 의해 결합 가능하다.
그러므로 상기 수직부재(2)와 수평부재(6a, 6b)는 접합을 위한 별도 구성이 필요 없어, 모듈러 유닛(1, 1')의 크기에 따라 적절한 길이로 절단하여 자유롭게 사용 가능하다. 이때, 일반적으로 사용되는 기성 형강재를 사용할 수 있어 경제적이다.
상기 접합구(3a, 3b)와 수평연결구(5a, 5b)는 각각 주조에 의해 제작 가능하다. 이에 따라 자동화 생산이 가능하고 자재의 정밀성을 높일 수 있다.
상기 접합구(3a, 3b)는 상하부 동일한 규격을 사용할 수 있다. 그리고 상기 수평연결구(5a, 5b)도 상하부 동일한 규격을 사용할 수 있다. 이에 따라 자재 생산 및 관리를 간소화할 수 있다.
상기 접합구(3a, 3b)는 이웃하는 모듈러 유닛(1, 1')과의 접합 및 마감재 부착이 용이하도록 수직부재(2)와 외측면을 동일하게 형성하여 단차가 없도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 3, 도 4 등에 도시된 바와 같이, 하부 모듈러 유닛(1)의 상부접합구(3a) 상부에는 장볼트인 연결바(8)가 결합되어 상부로 돌출 형성된다.
상기 연결바(8)는 장볼트 등으로 구성하여 상부접합구(3a)의 상부에 나사 결합할 수 있다. 상기 연결바(8)는 하부 모듈러 유닛(1) 설치 완료 후 상부접합구(3a)에 결합할 수 있다.
상기 연결바(8)는 상부 모듈러 유닛(1')의 하부접합구(3b)를 관통하여 상부 모듈러 유닛(1')의 수직부재(2) 내로 삽입된다.
상기 하부 모듈러 유닛(1)이 설치된 상태에서 상부 모듈러 유닛(1')을 하부 모듈러 유닛(1)의 상부에 적층할 때, 하부 모듈러 유닛(1)의 각 상부접합구(3a)에 결합된 연결바(8)가 동시에 상부 모듈러 유닛(1')의 각 하부접합구(3b)를 관통하여 상단이 수직부재(2) 내로 삽입될 수 있다.
상기 상부 모듈러 유닛(1')의 수직부재(2)에는 횡방향으로 관통하는 관통공(21)이 양 측벽에 형성된다.
이에 상기 연결바(8)가 수직부재(2) 내로 삽입된 후 상기 관통공(21)에 고정핀(80)을 삽입하여 수직부재(2) 내부에 위치하는 연결바(8)의 상단에 고정핀(80)이 걸리도록 함으로써, 하부 모듈러 유닛(1)과 상부 모듈러 유닛(1')을 상호 결합한다.
상기 고정핀(80)의 단부는 수직부재(2)의 외부에서 고정너트(802) 등으로 고정할 수 있다.
상기 수직부재(2)의 관통공(21) 주변에는 고정너트(802)나 고정핀(80)의 헤드부(801)가 수용되어 외부로 돌출되지 않도록 수용홈(미도시)을 형성할 수 있다.
본 발명에서는 모듈러 유닛(1, 1')의 외부에 접합을 위한 구성이 전혀 노출되지 않으므로, 모듈러 유닛(1, 1')의 외면 전체에 내화 피복이나 마감재를 선시공할 수 있다. 이에 현장 내화 시공 또는 마감재 시공을 생략할 수 있어 공기 단축이 가능하다.
한편, 후술할 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 접합구(3a, 3b)의 각 측면에 형성된 걸림홈부(31) 사이에는 심부(30)가 형성될 수 있다.
상기 심부(30)의 내부는 중공으로 형성하여 강재량과 중량을 절감하도록 구성할 수 있다(도 9의 (a)).
상기 하부접합구(3b)의 심부(30)는 연결바(8)가 관통되는 것으로 연결바(8)의 수직도를 유지할 수 있는 수직관통공(301)이 형성될 수 있다(도 9의 (b)).
도 5는 연결바의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결바(8)의 상단에는 수직부재(2)의 관통공(21)과 대응되는 위치에 고정핀(80)이 관통 결합되는 결합공(81)이 형성될 수 있다.
상기 고정핀(80)을 연결바(8)의 상단에 결합하여 걸리도록 하기 위해, 연결바(8)의 상단에는 고정핀(80)이 관통되는 결합공(81)을 형성할 수 있다.
이 경우 상기 연결바(8)를 하부 모듈러 유닛(1)의 상부접합구(3a)에 결합시, 결합공(81)의 방향이 상부 모듈러 유닛(1')의 수직부재(2)에 형성된 관통공(21)의 방향과 일치하도록 회전하여 위치시킨다.
그리고 하부 모듈러 유닛(1)의 상부에 상부 모듈러 유닛(1')을 적층한 후 관통공(21)과 결합공(81)을 관통하도록 고정핀(80)을 삽입함으로써 상하부 모듈러 유닛(1, 1')을 결합한다.
도 6은 결합구가 구비된 연결바에 의한 상하부 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 7은 결합구가 구비된 연결바를 도시하는 사시도이며, 도 8은 분리형 결합구를 도시하는 사시도이다.
도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 관통공(21)은 한 쌍이 좌우로 나란하게 형성되고, 상기 고정핀(80)은 한 쌍으로 구비되어 한 쌍의 관통공(21)에 각각 삽입되며, 상기 연결바(8)의 상단에는 외주면에 상기 한 쌍의 고정핀(80)이 삽입되어 걸리는 삽입홈(821)이 형성되는 결합구(82)가 구비되도록 구성할 수 있다.
상기 연결바(8)에 결합공(81)을 형성하여 고정핀(80) 결합시, 결합공(81)의 방향이 수직부재(2)의 관통공(21)과 정확하게 일치하지 않을 경우 고정핀(80)을 수직부재(2)의 관통공(21)을 관통하여 결합공(81)에 삽입하기 어려울 수 있다.
따라서 상기 연결바(8)에 형성된 결합공(81)의 각도와 상관없이 고정핀(80)을 결합할 수 있도록 연결바(8)의 상단에 결합구(82)를 결합할 수 있다.
도 7의 (a)에서와 같이, 상기 결합구(82)는 측면 외주면에는 링 형상의 삽입홈(821)이 형성될 수 있으며, 상기 삽입홈(821)에 고정핀(80)이 삽입되어 걸릴 수 있다(도 7의 (b)).
상기 삽입홈(821)은 결합구(82)의 외주면에 링 형상으로 연속 형성되므로, 결합구(82)의 방향과 상관없이 고정핀(80)을 쉽게 결합할 수 있다.
이 경우 상기 고정핀(80)은 결합구(82)의 일측에만 걸리므로, 고정핀(80)을 한 쌍 구비하여 결합구(82)의 양측에서 고정핀(80)이 걸려 좌우 대칭으로 결합되어 지지되도록 할 수 있다.
이를 위해 상기 수직부재(2)에는 한 쌍의 고정핀(80)이 결합되도록 관통공(21)을 좌우 나란히 한 쌍으로 형성할 수 있다.
상부 모듈러 유닛(1') 적층시 연결바(8)가 하부접합구(3b)에 쉽게 삽입될 수 있도록 결합구(82)의 상단은 지름이 좁고 하부로 갈수록 넓어지도록 테이퍼지게 형성할 수 있다.
상기 결합구(82)는 연결바(8)의 상단에 나사 결합할 수 있으며, 회전에 따라 높이 조절이 가능하도록 구성 가능하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 결합구(82)는 상부결합구(82a)와 하부결합구(82b)로 분리 구성할 수 있다. 상기 상부결합구(82a)와 하부결합구(82b)는 일정 간격 이격되게 배치하여 상하부결합구(82a, 82b) 사이의 연결바(8) 측면에 삽입홈(821)이 형성되도록 구성할 수 있다.
도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 연결바(8)는 상부접합구(3a) 상면에 삽입되어 나사 결합되고, 상기 연결바(8)의 하부에는 상부접합구(3a) 상면에 걸려 연결바(8)의 높이를 고정하는 걸림구(83)가 구비되도록 구성할 수 있다.
상기 고정핀(80)을 연결바(8)의 상단에 결합하기 위해서는 고정핀(80)이 결합되는 연결바(8)의 상단(즉, 결합공(81) 또는 접합구(3a, 3b)) 위치와 수직부재(2)의 관통공(21) 위치가 정확하게 일치해야 한다.
그런데 연결바(8)를 상부접합구(3a)의 상면에 나사 결합하는 경우, 나사 결합되는 깊이에 따라 연결바(8)의 높이가 변경될 수 있다.
따라서 상기 연결바(8)의 하부에 걸림구(83)를 구비하여 연결바(8)가 나사 결합되는 깊이를 제한함으로써, 연결바(8)의 돌출 길이를 일정하게 유지하여 연결바(8)의 높이를 고정할 수 있다.
도 9는 접합구를 도시하는 평단면도이고, 도 10은 수평연결구와 접합구의 결합 관계를 도시하는 사시도이며, 도 11은 수평연결구와 접합구의 결합 상태를 도시하는 평단면도이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 수평연결구(5a, 5b)를 접합구(3a, 3b)에 결합하기 위해 수평연결구(5a, 5b)의 단부에는 T형 결합부(52)가 돌출되고, 접합구(3a, 3b)의 각 면에는 상기 T형 결합부(52)가 삽입되어 걸리는 걸림홈부(31)가 형성될 수 있다.
상기 T형 결합부(52)는 수평부재(6a, 6b)의 단부에 구비된 수평연결구(5a, 5b)의 전방에 돌출 형성된 연결부(521)와 상기 연결부(521)의 외측에 직교하도록 일체 형성된 확대부(522)로 구성할 수 있다.
상기 접합구(3a, 3b)의 각 면 내부에는 상기 T형 결합부(52)와 대응되는 형상인 T자 형상의 걸림홈부(31)를 형성하여, T형 결합부(52)와 걸림홈부(31)를 장부식 맞춤에 의해 상호 결합할 수 있다.
상기 수직부재(2)의 상부에 결합되는 상부접합구(3a)의 걸림홈부(31)는 상부접합구(3a)의 상단에서 하부로 절개 형성되어 T형 결합부(52)가 하향으로 슬라이딩 결합될 수 있다.
상기 수직부재(2)의 하부에 결합되는 하부접합구(3b)의 걸림홈부(31)는 하부접합구(3b)의 하단에서 상부로 절개 형성되어 T형 결합부(52)가 상향으로 슬라이딩 결합될 수 있다.
이와 같이, 수평연결구(5a, 5b)의 단부에 구비된 T형 결합부(52)에 의해 수직부재(2)와 수평부재(6a, 6b)를 결합하면, 별도의 용접 공정이 필요 없고 신속한 조립이 가능하다. 또한, 수직부재(2)와 수평부재(6a, 6b)의 외부로 돌출된 돌출부가 없으므로, 마감재의 부착 및 내화 시공이 용이하다.
상기 상부접합구(3a)의 하면은 단부판(36)으로 폐쇄되어 T형 결합부(52)의 하단이 밀착되어 지지될 수 있다. 마찬가지로 상기 하부접합구(3b)의 상면은 단부판(36)으로 폐쇄되어 T형 결합부(52)의 상단이 밀착되어 지지될 수 있다
이때, 상기 T형 결합부(52)의 확대부(522)를 관통하는 결합볼트(9)를 접합구(3a, 3b)의 단부판(36)에 고정하여 수평부재(6a, 6b)를 접합구(3a, 3b)에 견고하게 고정할 수 있다.
상기 결합볼트(9)는 상부접합구(3a)의 상부 또는 하부접합구(3b)의 하부에서 체결 가능하도록 원웨이 볼트로 구성할 수 있다.
상기 상부접합구(3a)와 하부접합구(3b)는 상하 대칭으로 구성할 수 있으므로, 하나의 규격으로 제작 가능하다. 즉, 동일한 형상의 접합구(3a, 3b)를 상부접합구(3a)와 하부접합구(3b)에 모두 사용 가능하다. 이에 따라 자재 생산 및 관리 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 접합구(3a, 3b)의 각 측면에 형성된 걸림홈부(31) 중 T형 결합부(52)가 결합되지 않는 걸림홈부(31)에는 연결부(321)와 확대부(322)로만 형성된 T형 채움구(32)를 삽입하여 틈을 폐쇄할 수 있다(도 10, 도 11).
도 12는 수평유닛연결구에 의한 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 인접하는 모듈러 유닛(1)을 서로 고정하기 위해 수평유닛연결구(7)를 이용할 수 있다.
상기 수평유닛연결구(7)는 연결부(71)의 양단에 각각 확대부(72)가 형성되어 평면상 H자 형상으로 구성된다.
이에 따라 측방으로 인접하여 설치된 모듈러 유닛(1)에서 접합구(3a, 3b)의 서로 맞닿은 면 내측에 절개 형성된 각 걸림홈부(31)에 수평유닛연결구(7)를 삽입하여 확대부(72)가 각 모듈러 유닛(1)의 걸림홈부(31)에 걸리도록 함으로써, 수평 방향으로 이웃하는 모듈러 유닛(1)을 상호 고정할 수 있다.
즉, 모듈러 유닛(1)에서 접합구(3a, 3b)와 수평연결구(5a, 5b)가 접합되는 것과 동일한 방식으로 수평 방향으로 인접하는 모듈러 유닛(1)의 접합구(3a, 3b)를 상호 접합할 수 있다.
이를 위해 상기 수평유닛연결구(7)는 걸림홈부(31)의 형상과 대응되는 형상으로 형성할 수 있다.
상기 수평유닛연결구(7)는 상부접합구(3a)에만 설치될 수도 있고, 상하부접합구(3a, 3b)에 모두 설치될 수도 있다.
상기 수평유닛연결구(7)는 접합구(3a, 3b)의 내부에 삽입되는 것으로, 접합구(3a, 3b)의 외부면에는 별도로 접합되는 구성이 없다. 그러므로 접합구(3a, 3b)의 전체면에 대한 내화 뿜칠을 공장에서 선시공할 수 있다.
상기 모듈러 유닛(1)의 시공이 완료되어 위치가 고정되면, 이웃하는 모듈러 유닛(1)을 영구 고정하기 위해 인접하는 접합구(3a, 3b)의 접합부는 용접 접합할 수 있다.
이 경우 충분한 용접살이 채워져 견고하게 고정될 수 있도록 접합구(3a, 3b)의 모서리에는 용접 개선 역할을 하는 면취(35, chamfer)를 형성 가능하다(도 9).
상기 면취(35)에 용접살이 채워지면, 접합구(3a, 3b)의 외부로 돌출되는 부분을 최소화할 수 있어 마감재 부착이 용이하다.
도 13은 상부캡과 상부접합구의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 14는 하부캡과 하부접합구의 결합 관계를 도시하는 사시도이며, 도 15는 하부접합구를 도시하는 단면 사시도이다.
도 13, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 상부접합구(3a)의 상부와 하부접합구(3b)의 하부는 각각 상부캡(33)과 하부캡(34)에 의해 폐쇄될 수 있다.
상기 T형 결합부(52)에 의해 수평연결구(5a, 5b)를 접합구(3a, 3b)와 결합하는 경우, T형 결합부(52) 또는 수평유닛연결구(7)의 삽입을 위해 접합구(3a, 3b)는 상부 또는 하부가 개방된다.
따라서 상기 T형 결합부(52) 또는 수평유닛연결구(7)의 삽입 후 상부접합구(3a)의 상부와 하부접합구(3b)의 하부를 각각 상부캡(33)과 하부캡(34)으로 폐쇄할 수 있다.
상기 상부캡(33)과 하부캡(34)은 결합볼트(9)에 의해 접합구(3a, 3b)에 고정할 수 있다. 상기 결합볼트(9)는 심부(30)를 관통하여 접합구(3a, 3b)의 단부판(36)에 고정할 수 있다(도 15).
상기 결합볼트(9)는 원웨이 볼트로 구성 가능하다.
이를 위해 상기 단부판(36)의 볼트홀(H)에 연통되도록 단부판(36)의 일면에 고정너트를 미리 고정할 수 있다.
상기 걸림홈부(31)에 삽입된 T형 결합부(52)를 상부캡(33) 또는 하부캡(34)이 고정하여 수평부재(6a, 6b)를 견고하게 고정할 수 있다.
이와 같이 상부접합구(3a)의 상부 및 하부접합구(3b)의 하부에 각각 상부캡(33)과 하부캡(34)이 결합되는 경우, 상기 연결바(8)의 하단은 상부캡(33)에 결합할 수 있다.
상기 하부캡(34)에는 하부접합구(3b)의 심부(30)에 구비된 수직관통공(301)과 연통되는 삽입공(341)이 형성될 수 있다.
상기 연결바(8)의 하부에 걸림구(83)가 구비된 경우, 상기 삽입공(341)은 걸림구(83)가 수용될 수 있는 크기의 지름으로 형성한다. 이때, 수직관통공(301)보다 지름을 크게 형성함이 바람직하다.
도 16은 가이드플레이트에 의한 모듈러 유닛의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 모듈러 유닛(1)은 측방으로 적어도 2 이상이 인접하여 설치되고, 인접하는 모듈러 유닛(1)의 상부접합구(3a) 상면에는 연결바(8)가 삽입되는 가이드공(371)이 형성된 가이드플레이트(37)가 결합될 수 있다.
상기 모듈러 유닛(1)이 측방으로 적어도 2 이상 인접하여 설치되는 경우, 수평 방향으로 인접하는 모듈러 유닛(1)을 서로 고정하기 위해 이웃하는 상부접합구(3a)를 상호 연결하는 가이드플레이트(37)를 사용할 수 있다.
상기 가이드플레이트(37)에는 연결바(8)가 삽입되어 관통되는 가이드공(371)이 형성된다.
상기 가이드플레이트(37)에는 복수의 가이드공(371)이 형성되어 인접하는 상부접합구(3a) 상부에 돌출 형성된 연결바(8)가 각각 삽입됨으로써, 인접하는 상부접합구(3a)가 상호 연결 및 고정될 수 있다.
아울러 상기 연결바(8)는 상부에 설치된 모듈러 유닛(1')의 하부접합구(3b)의 수직관통공(301)에 삽입되어 고정된다. 그러므로 결과적으로 가이드플레이트(37)에 의해 상하부 모듈러 유닛(1, 1') 모두 수평 방향으로 인접하는 모듈러 유닛(1, 1')들을 상호 고정할 수 있다.
상기 가이드플레이트(37)는 수평 방향으로 인접하는 모듈러 유닛(1)의 개수에 따라 I형(2개), L형(3개) 또는 정방형(4개)으로 형성할 수 있다.
상기 가이드플레이트(37)는 수평유닛연결구(7)와 병행하여 사용할 수 있고, 수평유닛연결구(7) 없이 가이드플레이트(37)만 단독으로 사용하는 것도 가능하다.
1, 1': 모듈러 유닛 2: 수직부재
21: 관통공 3a: 상부접합구
3b: 하부접합구 30: 심부
301: 수직관통공 31: 걸림홈부
32: T형 채움구 321: 연결부
322: 확대부 33: 상부캡
34: 하부캡 341: 삽입공
35: 면취 36: 단부판
37: 가이드플레이트 371: 가이드공
38: 수직부재결합부 4: 거더 본체
5a: 상부 수평연결구 5b: 하부 수평연결구
52: T형 결합부 521: 연결부
522: 확대부 6a: 상부수평부재
6b: 하부수평부재 7: 수평유닛연결구
71: 연결부 72: 확대부
8: 연결바 80: 고정핀
801: 헤드부 802: 고정너트
81: 결합공 82: 결합구
82a: 상부결합구 82b: 하부결합구
821: 삽입홈 83: 걸림구
9: 결합볼트 H: 볼트홀

Claims (4)

  1. 복수의 모듈러 유닛(1, 1')을 상하로 적층하여 구성되는 모듈러 구조물에 관한 것으로,
    상기 모듈러 유닛(1, 1')은 네 모서리에 상호 이격되도록 구비된 사각형 단면의 각관인 수직부재(2); 상기 수직부재(2)의 상단과 하단에 각각 결합되는 상부접합구(3a)와 하부접합구(3b); 및 이웃하는 상부접합구(3a) 사이와 하부접합구(3b) 사이에 각각 구비되는 상부수평부재(6a)와 하부수평부재(6b); 로 구성되되,
    하부 모듈러 유닛(1)의 상부접합구(3a) 상부에는 장볼트인 연결바(8)가 돌출 형성되어, 상기 연결바(8)가 상부 모듈러 유닛(1')의 하부접합구(3b)를 관통하여 상부 모듈러 유닛(1')의 수직부재(2) 내로 연장되고, 상기 수직부재(2)에 횡방향으로 관통 형성된 양 측벽의 관통공(21)을 관통하여 상기 연결바(8)의 상단에 걸리는 것으로 단부가 수직부재(2)의 외부에서 고정너트(802)에 의해 고정되는 고정핀(80)에 의해 하부 모듈러 유닛(1)과 상부 모듈러 유닛(1')이 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물.
  2. 제1항에서,
    상기 연결바(8)의 상단에는 수직부재(2)의 관통공(21)과 대응되는 위치에 고정핀(80)이 관통 결합되는 결합공(81)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물.
  3. 제1항에서,
    상기 관통공(21)은 한 쌍이 좌우로 나란하게 형성되고, 상기 고정핀(80)은 한 쌍으로 구비되어 한 쌍의 관통공(21)에 각각 삽입되며, 상기 연결바(8)의 상단에는 외주면에 상기 한 쌍의 고정핀(80)이 삽입되어 걸리는 삽입홈(821)이 형성되는 결합구(82)가 구비되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물.
  4. 제1항에서,
    상기 연결바(8)는 상부접합구(3a) 상면에 삽입되어 나사 결합되고, 상기 연결바(8)의 하부에는 상부접합구(3a) 상면에 걸려 연결바(8)의 높이를 고정하는 걸림구(83)가 구비되는 것을 특징으로 하는 연결바 결합형 모듈러 구조물.
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