KR102551264B1 - Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈러 유닛의 기둥 접합구조로서, 상기 모듈러 유닛의 기둥을 이루는 H 형강; 상기 H 형강의 하단부에 구비되는 것으로서 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛과 접하는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트와 상기 H 형강을 이루는 한 쌍의 플랜지 사이의 공간을 밀폐하여 모르타르가 충전되는 공간을 이루는 모르타르 브라켓을 포함하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조를 제공한다.

Description

Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조{MODULAR COLUMN JOINT STRUCTURE USING H SHAPE STEEL PLATE}

본 발명은 모듈러의 기둥 접합구조에 관한 것으로서, 구체적으로는 모르타르 충전이 용이한 형태의 접합 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 모듈러 건축물은 공장에서 구조체와 내외장재 및 설비 등의 마감을 설치한 박스형 모듈러 유닛을 공장에서 제작한 후 현장으로 운송하여 적층 조립하여, 완성하는 구조물을 말한다.

이러한 건축물은 대부분이 공장에서 제작되므로 일반적인 건축방식에 비해 현장 기능인력 숙련도와 현장의 환경조건, 기후 변화 등에 영향을 받지 않고 동일한 품질의 제품을 생산할 수 있다.

이와 같이 모듈러 건축물은 공장생산을 통한 품질 향상과 조립 및 해체가 용이하여 유럽, 일본, 미국 등에서 다양한 유형의 건축물들에 폭 넓게 적용되고 있다.

도 1은 종래 모듈러 건축물의 모듈러 유닛(10)의 사시도이다. 모듈러 유닛(10)은 보 접합을 위한 외측 스티프너를 겸하는 기둥의 엔드 플레이트를 기둥 외측에서 볼트로 체결함으로써 상하, 좌우 간의 접합이 이루어진다.

도 2는 다른 종래 모듈러 건축물의 모듈러 유닛(30) 의 사시도이고, 도 3은 이를 이용하여 조립시공한 모듈러 구조물(40)의 사시도와 모듈 접합부를 예시한 사시도이다. 모듈러 유닛(30)은 각형 강관을 기둥으로 사용하고 있기 때문에 접합을 위해 기둥의 한 면에 마우스홀을 개구하고, 그 구멍으로 볼트 및 공구를 삽입하여 모듈 상하 간의 연결을 시도하고 있다.

그러나, 이 방식으로는 기둥의 단면에 비대칭적 단면 결손이 발생하여 단면성능이 저하되는 단점이 있었다.

또한 강재 기둥 접합부의 체결이 현장에서 이루어지기 때문에 주요 구조부의 강재 접합부의 내화 피복도 도료 또는 뿜칠을 통해서 현장에서 시공되어야 하는데, 그 품질을 확보하기가 어려운 실정이다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2006-0072763호 공개일자 2006년06월28일 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 제10-2011-0076653호 공개일자 2011년07월06일

본 발명은 모르타르 충전이 용이한 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 제공을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조는, 상기 모듈러 유닛의 기둥을 이루는 H 형강; 상기 H 형강의 하단부에 구비되는 것으로서 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛과 접하는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트와 상기 H 형강을 이루는 한 쌍의 플랜지 사이의 공간을 밀폐하여 모르타르가 충전되는 공간을 이루는 모르타르 브라켓을 포함한다.

이때, 상기 베이스 플레이트는, 상기 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛에 설치된 앵커볼트의 결합을 위한 볼트 관통공 및 하부측으로 모르타르를 주입하기 위한 주입용 관통공을 포함할 수 있다.

이때, 상기 모르타르 브라켓은, 상기 한 쌍의 플랜지의 단부를 연결하는 것으로서 상기 H 형강의 길이 방향으로 배치되는 측면 덮개; 및 상기 측면 덮개의 상단 부분과 상기 H 형강의 웨브를 연결하는 상면 덮개를 포함할 수 있다.

이때, 상기 모르타르 브라켓은, 상기 측면 덮개와 상기 상면 덮개에 의해 ㄱ자 형태를 가지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 모르타르 브라켓은, 상기 H 형강의 웨브의 일 면 측에 배치되는 것과 타면 측에 배치되는 동일한 형태의 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상면 덮개는, 모르타르를 주입하기 위한 주입용 관통공을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 H 형강의 웨브는, 상기 베이스 플레이트와 인접한 부분에 한 쌍으로 구비되는 모르타르 브라켓에 의해 형성되는 양측 공간을 연결하는 개방창을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조에 의하면,

모듈러 유닛을 용이하게 고정할 수 있으며, 고정 부분에 모르타르를 충전하여 고정 부위를 견고하게 할 수 있다.

둘째, 모르타르 브라켓에 의해 마우스 홀 부분에 모르타르가 충전되어 웨브의 양 측면을 연결하므로 웨브 단면 손실을 보강할 수 있다.

셋째, 현장 시공으로 품질 확보가 어려운 기존의 내화 도료 또는 뿜칠을 대체하므로 접착부의 내화 성능을 높일 수 있다.

도 1은 종래 모듈러 건축물의 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 2는 다른 종래 모듈러 건축물의 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 모듈러 유닛을 조립시공한 모듈러 구조물 사시도 및 모듈 접합부를 예시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 시공 단계를 설명하는 단면도이다.
도 6은 시공이 완료된 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다.
도 9는 테이프를 사용하여 모르타르 브라켓을 고정하는 실시예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 4는 본 발명에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 시공 단계를 설명하는 단면도이고, 도 6은 시공이 완료된 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 모듈러 기둥의 접합 구조(1000)는 H 형강(H), 베이스 플레이트(100) 및 모르타르 브라켓(200)을 포함한다.

H 형강(H)은 모듈러 유닛(M)의 골격을 이루는 것으로서 특히 수직 방향으로 배치되는 기둥에 사용된다.

베이스 플레이트(100)는 H 형강(H)의 하단부에 구비되는 것으로서 모듈러 유닛(M)이 배치되는 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛과 H 형강(H)이 고정되도록 한다. 베이스 플레이트(100)는 H 형강(H)의 횡단면 면적에 대응되는 크기의 정사각형 또는 직사각형으로 형성되는 강재로서 용접에 의해 H 형강(H)의 하단부에 부착된다.

도시된 예에서 베이스 플레이트(100)는 H 형강(H)의 단면과 동일한 크기를 가지나 이는 실시 형태 가운데 하나일 뿐으로서, 실시 조건에 따라 베이스 플레이트(100)의 크기는 H 형강(H)의 단면을 초과하는 형태로 실시될 수도 있다.

베이스 플레이트(100)는 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛과의 고정을 위해 볼트 관통공(110)을 복수개 구비한다. 앙카 볼트 또는 채결 볼트가 볼트 관통공(110)을 통과하여 너트 결합에 의해 베이스 플레이트(100)의 고정이 이루어진다.

한편, 베이스 플레이트(100)는 모르타르 주입을 위한 주입용 관통공(120)을 더 포함할 수 있다. 주입용 관통공(120)에 모르타르를 주입하여 베이스 플레이트(100)의 하단에 배치된 구조물-예를 들어 하부 모듈러 유닛의 기둥 상부 접합부에 모르타르를 충진할 수 있다.

모르타르 브라켓(200)은 베이스 플레이트(100)와 H 형강(H)을 이루는 한 쌍의 플랜지(F1, F2) 사이의 공간을 밀폐하여 모르타르가 충전되는 공간을 이룬다.

모르타르 브라켓(200)은 H 형강(H)과는 분리된 형태로 제작된 것으로서, 베이스 플레이트(100)의 고정(즉, 앵커 볼트에 너트를 결합한 고정)이 완료 된 후 한 쌍의 플랜지(F1, F2) 사이에 끼워지는 형태로 배치된다.

이후 용접 등을 통해 모르타르 브라켓(200)의 고정을 수행할 수도 있고, 케이블 타이와 같은 수단을 이용하여 모르타르 브라켓(200)의 고정을 수행할 수도 있다.

모르타르 브라켓(200)은 한 쌍의 플랜지(F1, F2)의 단부를 연결하는 것으로서 H 형강(H)의 길이 방향으로 배치되는 측면 덮개(210) 및 측면 덮개(210)의 상단 부분과 H 형강(H)의 웨브(W)를 연결하는 상면 덮개(220)를 포함한다.

상면 덮개(220)에는 모르타르 주입을 위한 주입용 관통공(221)이 형성될 수 있다. 모르타르 브라켓(200)은 측면 덮개(210)와 상면 덮개(220)에 의해 ㄱ자 형태를 가지는 것이 바람직하다. 이때, 하나의 강판을 절곡하여 측면 덮개(210) 및 상면 덮개(220)를 형성할 수도 있고 각각 별도로 제작된 강판을 용접하여 형성할 수도 있다.

이때, 모르타르 브라켓(200)은 H 형강(H)의 웨브(W)의 일 면 측에 배치되는 것과 타면 측에 배치되는 동일한 형태의 한 쌍으로 구비될 수 있다. H 형강의 웨브(W)는 베이스 플레이트와 인접한 부분에 한 쌍으로 구비되는 모르타르 브라켓에 의해 형성되는 양측 공간을 연결하는 개방창(O)을 구비할 수 있다. 개방창(O)에 의해 모르타르는 웨브의 양측과 연결되어 결속력을 높일 수 있다. 또한 개방창(O)에 의해 웨브 건너편에 위치한 앙카 볼트를 결속하는 것도 가능하다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다.

본 실시예에 따른 건축 모듈러 기둥의 접합 구조(1000')는 하측에 배치되는 모듈러 유닛의 H형강(H')과 결합 고정되는 것을 도시한 것이다. 베이스 플레이트(100)는 도 4 내지 도 6에서 설명된 것과 동일하다.

H 형강(H)은 모르타르 브라켓(200)이 한 쌍의 플랜지(F1, F2) 사이에 끼워지도록 플랜지의 내측면에 고정 돌기(S)을 구비한다. 측면 덮개(210)가 고정 돌기(S)에 끼워지는 형태로 고정된다. 도시된 예에서 고정 돌기(S)는 측면 덮개(210)의 높이에 맞추어 상/하 부분으로 분리된 형태를 가지나 이는 실시 가능한 여러 형태 가운데 하나일 뿐으로서 실시자에 따라 고정 돌기(S)의 형태는 다양하게 변형 가능하다. 또한 상면 덮개(220)는 생략될 수도 있다.

본 실시 형태의 건축 모듈러 기둥의 접합 구조(1000')는 하측에 배치되는 모듈러 유닛의 H형강(H')에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 하측 모듈러의 H형강(H')에도 모르타르 브라켓(200')이 구비된다.

구분을 위해 식별부호 200'으로 도시하였다. 모르타르 브라켓(200')은 측면 덮개(210')와 하면 덮개(220')에 의해 ㄴ자 형태를 가진다. 하측에 배치되는 모듈러 유닛의 H형강(H')은 한 쌍의 플랜지(F1, F2) 사이에 측면 덮개(210')가 끼워 고정되는 고정 돌기(S) 및 하면 덮개(220')를 지지하는 받침 돌기(S')를 구비한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥의 접합 구조의 사시도이다. 본 실시예에 따른 건축 모듈러 기둥의 접합 구조(1000'') 볼트(B)를 사용하여 모르타르 브라켓(200'')을 한 쌍의 플랜지(F1, F2)에 고정한다. 플랜지(F1, F2)에는 볼트(B)가 삽입되는 나사홈(N)이 구비되고, 측면 덮개(210)에는 볼트가 통과하는 관통홈(P)이 나사홈(N)과 대응되는 위치에 구비된다.

도 9는 테이프를 사용하여 모르타르 브라켓을 고정하는 실시예이다. 모르타르 브라켓(200'')은 접착 테이프(T)를 통해 H형강에 고정될 수도 있다. 모르타르 브라켓(200'')은 H형강의 접합 부분에 모르타르가 충전되는 공간을 형성할 뿐으로서, 구조물의 하중이 인가되는 것은 아니다. 필요에 따라서는 접착 테이프(T)를 통해 고정될 수도 있다. 실시자에 따라서는 접착 본드 등을 통해 모르타르 브라켓(200'')을 고정할 수도 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1000 : 건축 모듈러 기둥의 접합 구조
H : H 형강
100 : 베이스 플레이트
200 : 모르타르 브라켓

Claims (7)

1. 모듈러 유닛의 기둥 접합구조로서,
   상기 모듈러 유닛의 기둥을 이루는 H 형강;
   상기 H 형강의 하단부에 구비되는 것으로서 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛과 접하는 베이스 플레이트; 및
   상기 베이스 플레이트와 상기 H 형강을 이루는 한 쌍의 플랜지 사이의 공간을 밀폐하여 모르타르가 충전되는 공간을 이루는 모르타르 브라켓을 포함하고,
   상기 베이스 플레이트는,
   상기 기초 콘크리트 또는 하측에 배치되는 모듈러 유닛에 설치된 앵커볼트의 결합을 위한 볼트 관통공 및 하부측으로 모르타르를 주입하기 위한 주입용 관통공을 포함하고,
   상기 모르타르 브라켓은,
   상기 한 쌍의 플랜지의 단부를 연결하는 것으로서 상기 H 형강의 길이 방향으로 배치되는 측면 덮개; 및
   상기 측면 덮개의 상단 부분과 상기 H 형강의 웨브를 연결하는 상면 덮개를 포함하고,
   상기 H 형강(H)은 상기 모르타르 브라켓(200)이 한 쌍의 플랜지(F1, F2) 사이에 끼워지도록 플랜지의 내측면에 고정 돌기(S)을 구비하고,
   상기 측면 덮개(210)가 상기 고정 돌기(S)에 끼워지는 형태로 고정되는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 모르타르 브라켓은,
   상기 측면 덮개와 상기 상면 덮개에 의해 ㄱ자 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 모르타르 브라켓은,
   상기 H 형강의 웨브의 일 면 측에 배치되는 것과 타면 측에 배치되는 동일한 형태의 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 상면 덮개는,
   모르타르를 주입하기 위한 주입용 관통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 H 형강의 웨브는,
   상기 베이스 플레이트와 인접한 부분에 한 쌍으로 구비되는 모르타르 브라켓에 의해 형성되는 양측 공간을 연결하는 개방창을 구비하는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.

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