KR102558713B1 - 건물 외장재의 내진형 고정장치 - Google Patents

건물 외장재의 내진형 고정장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예들에 의하면, 외장재의 하중을 버틸 수 있는 강성과 외력을 흡수하며 내진 성능을 발휘할 수 있는 유연성을 가지는 건물 외장재의 내진형 고정장치를 제공할 수 있다.

Description

건물 외장재의 내진형 고정장치{EARTHQUAKE-PROOF FIXING APPARATUS OF BUILDING EXTERIOR MATERIAL}
본 실시예들은 건물 외장재를 고정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외장재의 하중을 버틸 수 있는 강성과 외력을 흡수하며 내진 성능을 발휘할 수 있는 유연성을 가지는 건물 외장재의 내진형 고정장치에 관한 것이다.
건물 외장재는 건물 건축 시 건물 외벽에 시공되는 구조물로서, 석재 패널, 세라믹 패널 등을 건물 외면의 벽체나 단열재에 고정시켜 시공된다. 외장재는 일반적으로 직사각형의 형상을 가지며, 건물 외벽에서 수평 방향 및 수직 방향을 따라 연속하며 다수개 시공된다.
과거에는 건물 외벽과 외장재 사이에 시멘트 모르타르를 채워 시공하는 습식 공법도 이루어졌으나, 이러한 습식 공법은 작업과정이 번거롭고 많은 시간이 필요한 문제가 있다. 이에, 근래에는 금속 등으로 이루어진 고정장치를 이용하여 외장재를 건물 벽체에 시공하는 건식 공법이 일반적으로 수행된다.
건식 공법에 이용되는 고정장치는 흔히 앵글, 조정판을 포함한다. 앵글은 일반적으로 앵커볼트를 이용하여 건물 외벽에 고정된다. 조정판은 외장재에 결합되는데, 조정판이 외장재에 결합되는 방식은 제한되지 않는다. 일예로, 외장재의 상면과 하면에 홈을 형성하고, 조정판의 단부에는 상측과 하측으로 돌출되는 핀이 형성되어, 조정판이 외장재들의 상하방향 사이에 끼워지며 핀이 홈에 삽입되는 방식으로 결합될 수 있다.
하나의 외장재는 다수의 고정장치에 지지되며 건물 외벽에 고정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 외장재는 상면과 하면에 각각 위치하는 두 개의 고정장치에 의해 지지될 수 있다. 다수의 외장재가 하나의 평면을 이루도록, 조정판은 앵글에 대해 수평 방향으로 위치 조절이 가능하게 결합될 수 있다. 조정판과 앵글에는 각각 장공이 형성되고 장공에는 볼트가 삽입되어, 위치 조절 후 너트가 볼트에 결합되며 고정될 수 있다.
그런데, 이와 같이 건물 외벽에 외장재를 시공할 경우, 외력에 의해 고정장치가 파손되며 외장재가 낙하할 위험이 있다. 국내에서는 2016년 경주지진 및 2017년 포항지진 발생 시 지진에 의한 직접적인 피해 외에 외장재 붕괴, 낙하로 인한 2차 피해가 다수 발생한 바 있다. 지진뿐만 아니라 화재, 강풍 등에 의한 외장재 붕괴 사례도 발생한 바 있다.
이에, 건물 외장재 고정장치에 내진 설계를 추가함으로써 외장재 낙하에 의한 피해를 방지하려는 시도가 다수 있었다.
이러한 시도 중 하나로서, 앵글과 조정판이 직접 물리적으로 접촉되되 이를 연결하는 탄성체를 구비하여 외력을 흡수하려는 구조가 있다. 그러나, 이러한 구조에서는 앵글과 조정판이 직접적으로 접촉하고 있으므로 외력이 가해지는 중에 탄성체의 변형이 어려우며, 따라서 충분한 외력 흡수가 이루어지지 않아 내진 성능이 낮다.
또한, 앵글과 조정판이 직접적으로 접촉되지는 않고 그 사이에 탄성체를 구비하여 외력을 흡수하려는 구조가 있다. 그러나, 앵글부와 조정판이 직접 지지되지 않으므로 외력이 발생하지 않는 평상 시에 외장재의 하중이 탄성체에 집중되므로, 외력이 없음에도 탄성체의 파손이 발생하는 등 안정적으로 외장재를 고정하기 어려운 문제가 있다.
그리고, 앵글과 조정판이 직접 접촉하는지 여부와 상관없이 탄성체로 외력을 흡수하는 경우 외력에 의한 진동이 발생하므로, 외장재가 크게 파손되며 파편으로 인한 피해가 발생한다.
더 나아가, 종래의 건물 외장재 고정장치는 다수의 부품을 포함하고 이들을 볼팅으로 결합하는 구조인데, 외력에 의한 진동으로 이러한 부품 간의 결합이 해제되며 외장재가 건물 외벽에서 분리되어 버리는 문제도 있다.
요컨대, 내진 성능을 가지는 외장재 고정장치는, 평상 시에는 석재 등으로 이루어진 패널의 고하중을 버티는 강성을 갖추어야 하고, 지진 등이 발생할 시에는 외장재 파손 및 낙하를 방지하도록 외력을 흡수하는 유연성을 갖추어야 한다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로서, 외장재의 하중을 버틸 수 있는 강성과 외력을 흡수하며 내진 성능을 발휘할 수 있는 유연성을 가지는 건물 외장재의 내진형 고정장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 건물 외벽에 고정되는 앵글부, 외장재와 결합되는 지지부, 앵글부와 연결되는 일단과 지지부와 연결되는 타단을 포함하며, 일단과 타단 사이에서 하나 이상의 그루브가 외측면에 형성된 연결부를 포함하는 건물 외장재의 내진형 고정장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 외장재의 하중을 버틸 수 있는 강성과 외력을 흡수하며 내진 성능을 발휘할 수 있는 유연성을 가지는 건물 외장재의 내진형 고정장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치 및 이의 설치상태를 나타낸다.
도 2는 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치의 변형상태를 나타낸다.
도 3은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타낸다.
도 4는 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타낸다.
도 5는 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타낸다.
도 6은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타낸다.
도 7은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타낸다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치 및 이의 설치상태를 나타내며, 도 2는 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치의 변형상태를 나타내며, 도 3은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타내며, 도 4는 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타내며, 도 5는 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타내며, 도 6은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타내며, 도 7은 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치를 나타낸다.
본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치(100)는, 건물 외벽(A)에 고정되는 앵글부(110), 외장재(B)와 결합되는 지지부(120), 앵글부(110)와 연결되는 일단과 지지부(120)와 연결되는 타단을 포함하며, 일단과 타단 사이에서 하나 이상의 그루브(131)가 외측면에 형성된 연결부(130)를 포함한다.
도 1을 참고하여 살펴보면, 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치(100)는 앵글부(110), 지지부(120), 및 연결부(130)를 포함한다. 도면은 이해와 도시의 편의를 위해 간략히 도시되었으나, 외장재는 수직, 수평 방향을 따라 다수개 배치되며, 하나의 외장재는 복수개의 고정장치에 의해 지지될 수 있다.
앵글부(110)는 건물 외벽(A), 예를 들어 단열재에 고정된다. 앵글부(110)는 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이 앵커볼트로 건물 외벽(A)에 고정될 수 있는데, 반드시 이에 한정되지 않는다.
지지부(120)는 외장재(B)에 결합되는데, 지지부(120)와 외장재(B)가 결합되는 방식은 제한되지 않는다. 도면에는 일례로 지지부(120)가 플레이트 및 플레이트의 상면과 하면에서 돌출되는 핀을 포함하고, 지지부(120)의 핀이 외장재(B)의 상면과 하면에 형성된 홈에 삽입되는 방식이 도시되어 있다. 즉, 도면에 도시된 예시에서는 하나의 지지부(120)가 두 개의 외장재(B)에 지지된다.
연결부(130)는 일단과 타단이 각각 앵글부(110)와 지지부(120)에 연결되며, 연결부(130)의 외측면에는 하나 이상의 그루브(131)가 일단과 타단 사이에 형성된다. 연결부(130)는 앵글부(110)와 지지부(120)의 사이에 위치하며 외장재(B)의 하중을 지지한다. 앵글부(110)와 지지부(120)는 각각 건물 외벽(A)과 외장재(B)에 결합되어 있으므로, 외력이 발생할 경우에는 외력은 연결부(130)에 집중되고 연결부(130)가 외력을 흡수함으로써 외력을 흡수하여 외장재(B)의 파손을 방지한다.
일 실시예에 의하면, 앵글부(110), 지지부(120) 및 연결부(130)는 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 외력에 의한 진동이 발생하더라도 앵글부(110), 지지부(120), 및 연결부(130) 사이의 결합이 해제되지 않으며, 연결부(130)가 온전히 하중을 흡수할 수 있고 외장재(B)가 건물 외벽(A)으로부터 분리되는 것이 방지된다.
한편, 도 3을 참고하여 살펴보면, 일 실시예에 의하면, 지지부(120)는 연결부(130)와 연결된 제 1 조정판(311)과 외장재(B)에 결합되는 제 2 조정판(312)을 포함할 수 있다. 제 1 조정판(311)과 제 2 조정판(312)에는 각각 장공이 형성되고, 볼트 및 너트로 고정될 수 있다. 이 때, 앵글부(110), 연결부(130) 및 제 1 조정판(311)은 일체로 형성될 수 있다. 제 1 조정판(311)에 대한 제 2 조정판(312)의 위치를 조정하고 고정함으로써, 고정장치(100)의 길이를 조절할 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 건물 외벽(A)에 대한 외장재(B)의 위치를 세부적으로 조정하며 복수의 외장재가 하나의 평면을 이루도록 시공할 수 있다.
다시 도 1을 참고하여 살펴보면, 연결부(130)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 도 4와 도 5는 다양한 형태의 연결부(130)와 그루브(131)를 도시한다. 예를 들어, 연결부(130)는 원기둥(도 1 및 도 4 참조) 또는 사각기둥(도 5 참조)의 형태를 가질 수 있다. 연결부(130)는 외장재(B)의 하중을 지지할 수 있는 충분한 강성을 가지며, 연결부(130)의 형태에 따라 하나의 고정장치가 지지할 수 있는 하중이 다르다. 따라서, 외장재의 종류, 고정장치의 개수 등에 따라 달라지는 하나의 고정장치에 분산되는 하중에 따라 적절한 형태의 연결부(130)를 가지는 고정장치(100)를 선택하여 사용할 수 있다.
그루브(131)는 연결부(130)의 외측면에 형성된다. 그루브(131)로 인해 지진 등에 의한 외력 발생 시 연결부(130)가 변형되며 하중을 흡수할 수 있으며, 따라서 외장재(B)의 파손을 방지할 수 있다. 그루브(131)의 형태와 위치는 특별히 제한되지 않는다. 도 2는 연결부(130)가 휘어지며 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치(100)가 변형된 일례를 도시한다. 도면에는 연결부(130)가 하측으로 휘어진 일례를 도시하고 있으나, 연결부(130)는 측방이나 상측으로도 휘어질 수 있다.
연결부(130)가 변형되며 하중을 흡수함에 따라, 외장재(B)로의 외력 전달이 차단된다. 따라서, 외장재(B)의 파손이 방지된다. 즉, 종래의 고정장치는 탄성체를 이용하여 하중을 흡수할 때 외장재로 진동이 전달되는 문제가 있는데, 본 실시예들에 의한 고정장치(100)에 의하면 진동이 최소화되어 외장재의 파손이 방지된다.
일 실시예에 의하면, 그루브(131)는 연결부(130)의 상면과 하면에 형성될 수 있다. 즉, 도 1, 도 4의 (A), 및 도 5의 (A)와 (B)에 도시된 바와 같이 그루브(131)는 연결부(130)의 상면과 하면에서 간격을 두며 복수개 형성될 수 있다. 그루브(131)는 연결부(130)의 상면과 하면에서 쐐기형 홈 또는 둥근 홈의 형태로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 그루브(131)는 연결부(130)의 양측면에 형성될 수 있다. 즉, 도 5의 (C)에 도시된 바와 같이 그루브(131)는 연결부(130)의 양측면에서 간격을 두며 복수개 형성될 수 있다. 그루브(131)는 연결부(130)의 양측면에서 쐐기형 홈의 형태로 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 그루브(131)는 나선형으로 형성될 수 있다. 즉, 도 4의 (B)와 (C)에 도시된 바와 같이 그루브(131)는 나선형으로 형성될 수 있다.
그루브(131) 사이의 간격, 그루브(131)의 크기, 나선형 그루브(131)의 피치 등은 특별히 제한되지 않으며, 외장재의 하중, 외력 크기 등에 따라 적절히 설계될 수 있다.
도 6을 참고하여 살펴보면, 본 실시예들에 의한 건물 외장재의 내진형 고정장치(100)는 중공으로 형성되어 내주면이 연결부(130)의 외주면에 지지되는 보강부재(510)를 더 포함할 수 있다. 보강부재(510)는 연결부(130)의 강성을 보강하기 위해 구비되며, 지진 등 자연재해나 화재 등의 안전사고에 의한 외력이 없음에도 비교적 약한 외력에 의해 연결부(130)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 건물 외벽에 외장재(B)를 시공함에 있어서, 복수의 고정장치 중 일부에만 보강부재(510)를 더 구비하여 강성을 보강할 수 있으며, 또는 전체 고정장치에 보강부재(510)를 더 구비할 수도 있다.
일 실시예에 의하면, 이러한 보강부재(510)는 주름관일 수 있다. 주름관은 휘어짐에 대해 소정의 강성을 가지며, 연결부(130)의 외주면에 끼워맞춤될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 보강부재(510)와 연결부(130)의 사이에는 수지가 충진될 수 있다. 보강부재(510)를 연결부(130)의 외주면에 결합한 후, 보강부재(510)와 연결부(130) 사이의 빈공간에 수지를 충진함으로써 강성을 더욱 보강할 수 있다. 보강부재(510)와 연결부(130) 사이의 빈공간은 그루브(131) 및/또는 주름관의 주름에 의해 형성될 수 있다. 보강부재(510)와 연결부(130) 사이에 충진되는 수지는 예를 들어 에폭시일 수 있다.
도 7을 참고하여 살펴보면, 연결부(130)의 외측면에는 와이어(710)가 감겨질 수 있다. 와이어(710)는 연결부(130)의 외측면에서 일단부터 타단까지 감겨질 수 있다. 와이어(710)에 의해, 보강부재(510)와 마찬가지로 연결부(130)의 강성이 보강될 수 있다.
이와 같은 형상을 가지는 건물 외장재용 내진형 고정장치에 의하면, 외장재의 하중을 버틸 수 있는 강성과 외력을 흡수하며 내진 성능을 발휘할 수 있는 유연성을 가지는 건물 외장재의 내진형 고정장치를 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 건물 외장재의 내진형 고정장치
110: 앵글부 120: 지지부
130: 연결부 131: 그루브
311: 제 1 조정판 312: 제 2 조정판
610: 보강부재 710: 와이어
A: 건물 외벽 B: 외장재

Claims (9)

  1. 건물 외벽에 고정되는 앵글부;
    외장재와 결합되는 지지부;
    상기 앵글부와 연결되는 일단과 상기 지지부와 연결되는 타단을 포함하며, 상기 일단과 타단 사이에서 하나 이상의 그루브가 외측면에 형성된 연결부;
    를 포함하며,
    외력 발생 시 상기 연결부가 변형되며 하중을 흡수하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵글부, 지지부, 및 연결부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 연결부의 상면과 하면에 형성되는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 연결부의 양측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 그루브는 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    중공으로 형성되어 내주면이 상기 연결부의 외주면에 지지되는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보강부재는 주름관인 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 보강부재와 연결부의 사이에는 수지가 충진되는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부의 외측면에는 와이어가 감겨지는 것을 특징으로 하는 건물 외장재의 내진형 고정장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200201273Y1 (ko) * 2000-05-17 2000-11-01 김안수 건축물의 외장패널 고정구의 미끄럼 방지구조
KR20020016480A (ko) * 2000-08-26 2002-03-04 송정식 건물용 판재 앵커
KR101162109B1 (ko) * 2011-11-15 2012-07-03 한가람건설 주식회사 조적식 외부벽돌벽
KR102454872B1 (ko) * 2021-10-06 2022-10-17 계민교 스프링을 이용한 내진용 외장재 고정장치

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