KR102805411B1 - 강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물 - Google Patents

강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물 Download PDF

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Abstract

강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물가 제공된다. 코어전단벽 시스템 및 모듈러 시스템 접합구조는 코어 단위 구조물, 및 상기 코어 단위 구조물과 결합된 경계 결합 부재를 포함하는 경계 부재, 및 메인 부재, 및 상기 메인 부재와 결합된 전단벽 결합 부재를 포함하는 전단벽체를 포함하되, 상기 코어 단위 구조물은 제1 방향으로 연장되는 제1 경계부, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 경계부를 포함하고, 상기 경계 결합 부재는 상기 제1 경계부와 상기 제2 경계부 사이에 배치되며, 상기 경계 부재와 상기 전단벽체는 상기 경계 결합 부재 및 상기 전단벽 결합 부재를 통해 상호 결합된다.

Description

강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물{building structure comprising steel plate shear wall core system and modular system}
본 발명은 강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물에 관한 것이다.
경제성장과 더불어 랜드마크 등 상징적인 의미를 위해 세계적으로 건물의 높이와 크기가 점점 확대되는 추세에 있다.
따라서, 건물 자체의 무게를 지지하기 위한 중력저항 시스템도 필요하지만, 바람 또는 지진하중에 대한 횡력 저항 시스템도 잘 구비되어야 한다.
이를 위하여, 횡력 저항을 위한 코어 시스템 및 중력하중을 부담하는 모듈러 시스템이 필요하다.
코어 시스템은 모멘트저항 골조 시스템, 가새 골조 시스템, 전단벽 구조 시스템 등으로 분류될 수 있다. 코어 시스템 시공에는 가격이 저렴하고 강성이 우수한 콘크리트 벽체가 주로 사용된다.
모듈러 시스템은 유닛이 되는 단위모듈을 공장 제작 후 현장에서 상하 좌우로 조립하여 완성되는 철골조 건축 시스템이다.
모듈러 시스템의 단위모듈은 대개 네 모서리에 각각 구비되는 수직부재, 상기 인접하는 수직부재의 상단과 하단을 각각 연결하는 상부수평부재와 하부수평부재로 이루어지는데, 상하 또는 좌우로 인접하는 단위모듈은 현장에서 볼트 접합하여 상호 연결된다.
모듈러 시스템은 골조를 비롯하여 마감, 설비 등의 공정이 대부분 공장에서 이루어지므로 구조물의 품질 보장과 공기 단축이 가능하고, 사용 후 부재의 재사용이 가능한 이점 등으로 인하여 널리 사용되고 있다.
다만, 기존의 모듈러 시스템은 공기 단축이 가능하나, 완전 건식 모듈러 건축은 실질적으로 어려워, 친환경성 및 시공성을 더욱 향상시킬 필요가 있었다.
한국등록특허 제10-2642579호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공기 단축 효과를 증대시키고, 코어 시스템과 모듈러 시스템의 동시 시공함으로써, 완전건식 코어 시스템을 구축하면서 구조적 안정성 및 시공성이 향상된 강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 친환경성 및 경제성을 극대화할 수 있는 강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제 해결을 위한 일 실시예에 따른 코어 시스템은 코어 단위 구조물, 및 상기 코어 단위 구조물과 결합된 경계 결합 부재를 포함하는 경계 부재, 및 메인 부재, 및 상기 메인 부재와 결합된 전단벽 결합 부재를 포함하는 전단벽체를 포함하되, 상기 코어 단위 구조물은 제1 방향으로 연장되는 제1 경계부, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 경계부를 포함하고, 상기 경계 결합 부재는 상기 제1 경계부와 상기 제2 경계부 사이에 위치되며, 상기 경계 부재와 상기 전단벽체는 상기 경계 결합 부재 및 상기 전단벽 결합 부재를 통해 상호 결합된다.
상기 경계 결합 부재는 헌치(haunch)형으로 형성될 수 있다.
상기 경계 결합 부재와 상기 전단벽 결합 부재는 상호 대향하며, 상기 경계 결합 부재는 상기 메인 부재의 모서리 측에 배치될 수 있다.
상기 경계 결합 부재와 상기 전단벽 결합 부재는 볼트 인장 접합을 통해 상호 결합될 수 있다.
상기 코어 단위 구조물은 복수로 제공되고, 서로 인접한 상기 코어 단위 구조물은 상호 결합하여 프레임을 형성하며, 상기 전단벽체는 상기 프레임 내에 위치될 수 있다.
상기 전단벽체는 복수의 전단벽 결합 부재를 포함하되, 상기 복수의 전단벽 결합 부재는 상기 메인 부재의 평면상 대각선 방향을 따라, 상기 메인 부재의 모서리 측에 위치할 수 있다.
상기 전단벽체는 상기 경계 결합 부재와 상기 전단벽 결합 부재의 결합에 의해 상기 전단벽체에는 인장대(tension field)가 형성되되, 상기 인장대는 상기 전단벽체의 상기 전단벽 결합 부재 사이에 위치할 수 있다.
상기 코어 시스템과 결합하는 모듈러 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 코어 시스템은 상기 코어 단위 구조물과 용접에 의해 결합된 결합 유닛을 더 포함하되, 상기 모듈러 시스템은 상기 결합 유닛에 의해 상기 코어 단위 구조물에 고정될 수 있다.
상기 과제 해결을 위한 일 실시예에 따른 코어 시스템은 코어 단위 구조물, 및 상기 코어 단위 구조물과 결합된 경계 결합 부재를 포함하는 경계 부재, 및 상기 경계 부재와 결합되는 전단벽체를 포함하되, 상기 코어 단위 구조물은 제1 방향으로 연장되는 제1 경계부, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 경계부를 포함하고, 상기 경계 결합 부재는 상기 전단벽체를 향해 돌출되며, 상기 경계 부재와 상기 전단벽체는 상기 경계 결합 부재를 통해 상호 결합된다.
상기 경계 결합 부재는 상기 코어 단위 구조물 상에 위치되며, 상기 경계 결합 부재는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 적어도 어느 하나를 따라 연장될 수 있다.
상기 경계 결합 부재는 상기 전단벽체와 볼트 마찰 접합을 통해 상호 결합될 수 있다.
상기 코어 단위 구조물은 복수로 제공되고, 서로 인접한 상기 코어 단위 구조물은 상호 결합하여 프레임을 형성하며, 상기 전단벽체는 상기 프레임 내에 위치될 수 있다.
상기 경계 결합 부재는 상기 프레임 내부에 위치되어, 상기 프레임을 따라 연장되도록 위치될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물은 코어 시스템과 모듈러 시스템의 동시 시공할 수 있음으로써, 공기 단축 효과를 증대시킬 수 있다. 이로써, 완전건식 코어 시스템을 구축하면서 구조적 안정성 및 시공성이 향상된 강판전단벽 코어 시스템 및 모듈러 시스템을 포함하는 건축 구조물을 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 건축 구조물의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 코어 시스템의 일부를 확대한 확대도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 코어 시스템의 경계 부재를 분해한 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 경계 부재와 전단벽체를 분리한 분리 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전단벽체에 형성되는 인장대를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 모듈러 시스템 및 결합 유닛의 분해 사시도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 일부를 확대한 확대도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 경계 부재를 분해한 분해 사시도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 경계 부재와 전단벽체를 분리한 분리 사시도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 모듈러 시스템 및 결합 유닛의 분해 사시도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 분해 사시도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 건축 구조물의 사시도이다.
도 1를 참조하면, 건축 구조물(1)은 코어 시스템(10), 및 모듈러 시스템(20) 을 포함할 수 있다.
건축 구조물(1)은 코어 시스템(10)과 모듈러 시스템(20)을 연결하여 시공될 수 있다.
이를 통해, 코어 시스템(10)에 발생하는 횡력에 의한 변위를 최소화하면서, 신속하게 적층 시공할 수 있다.
건축 구조물(1)은 모듈러 시스템(20)을 이용하는 모듈러 건축물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
코어 시스템(10)은 건축 구조물(1) 내부에 별도의 EV(엘리베이터 샤프트)실, 계단실 또는 주차 공간 등을 포함할 수 있다.
코어 시스템(10)은 건축 구조물(1)에 가해지는 건물의 횡력, 즉 수평 하중을 부담할 수 있다.
모듈러 시스템(20)은 코어 시스템(10) 주변에 배치되어, 건축 구조물(1)에 가해지는 건물의 수직 하중을 부담할 수 있다.
코어 시스템(10)이 별도로 먼저 적층 시공되고, 미리 시공된 코어 시스템(10) 주위에 모듈러 시스템(20)이 시공될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
모듈러 시스템(20)은 코어 시스템(10)과 결합될 수 있다. 모듈러 시스템(20)은 코어 시스템(10)의 결합 유닛(30)에 의해 고정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 일 실시예에 따른 도 1의 코어 시스템의 일부를 확대한 확대도이다.
도 2를 참조하면, 코어 시스템(10)은 경계 부재(11) 및 전단벽체(12)를 포함할 수 있다.
이하의 도면에서, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 서로 다른 방향으로 상호 교차한다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 교차한다.
제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 수직으로 교차할 수 있다. 즉, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 놓이는 평면에 교차할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 방향(DR3)은 실질적으로 중력 방향과 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 실시예에서 언급하는 방향은 상대적인 방향을 언급한 것으로 이해되어야 하며, 실시예는 언급한 방향에 한정되지 않는다.
경계 부재(11)는 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)으로 연장될 수 있다.
경계 부재(11)는 코어 시스템(10)의 기둥 및 보를 형성할 수 있다. 경계 부재(11)의 기둥은 제3 방향(DR3)으로 연장되며, 경계 부재(11)의 보는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 중 어느 하나로 연장될 수 있다.
경계 부재(11)는 전단벽체(12)가 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 즉, 경계 부재(11)는 전단벽체(12)가 배치되는 프레임을 형성할 수 있다.
전단벽체(12)는 경계 부재(11)의 기둥 및 보로 둘러 쌓인 공간 내에 배치되어, 경계 부재(11)와 결합될 수 있다.
전단벽체(12)는 강판 전단벽일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 일 실시예에 따른 코어 시스템의 경계 부재를 분해한 분해 사시도이다.
도 3을 더 참조하면, 경계 부재(11)는 코어 단위 구조물(111), 경계 결합 부재(112), 제1 구조물 결합 부재(113), 및 제2 구조물 결합 부재(114)를 포함할 수 있다.
경계 부재(11)는 복수의 코어 단위 구조물(111)을 포함할 수 있으며, 코어 단위 구조물(111)은 상호 결합하여, 코어 시스템(10)의 기둥 및 보를 형성할 수 있다.
코어 단위 구조물(111)은 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)으로 각각 연장된 복수의 경계부(1111, 1112, 1113)들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다시 말해서, 코어 단위 구조물(111)은 인접한 코어 단위 구조물(111)과 결합하여, 코어 시스템(10)의 기둥 및 보를 형성할 수 있다.
예를 들어, 서로 인접한 코어 단위 구조물(111)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 경계부(1111)는 상호 결합하여 보를 형성하며, 서로 인접한 코어 단위 구조물(111)의 제2 방향(DR2)으로 연장된 제2 경계부(1112)는 상호 결합하여 보를 형성하고, 서로 인접한 코어 단위 구조물(111)의 제3 방향(DR3)으로 연장된 제3 경계부(1113)는 상호 결합하여 기둥을 형성할 수 있다. 다만, 본 명세서의 실시예들은 이에 제한되지 않는다.
서로 인접한 코어 단위 구조물(111)은 볼트를 통해 상호 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
경계 결합 부재(112)는 경계 부재(11)와 전단벽체(12)를 상호 결합시킬 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 헌치(haunch)형 구조를 가질 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 플레이트(plate)의 형상을 가질 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 경계 부재(11)로부터 전단벽체(12)를 향해 돌출되도록 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 코어 단위 구조물(111)로부터 전단벽체(12)를 향해 돌출되도록 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 경계 부재(11)의 기둥 및 보 중 적어도 어느 하나로부터 전단벽체(12)를 향해 돌출되도록 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 코어 시스템(10)의 기둥과 보 사이에 배치될 수 있다. 경계 결합 부재(112)는 코어 시스템(10)의 기둥과 보가 만나는 모서리 부근에 배치될 수 있다.
다시 말해서, 경계 결합 부재(112)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 경계부(1111)와 제3 방향(DR3)으로 연장된 제3 경계부(1113)가 만나는 모서리 부근, 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 경계부(1112)와 제3 방향(DR3)으로 연장된 경계부(1113)가 만나는 모서리 부근에 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 제1 방향(DR1)과 제3 방향(DR3) 사이 각도를 향해 대향하도록 배치되거나, 제2 방향(DR2)과 제3 방향(DR3) 사이 각도를 향해 대향하도록 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112)는 코어 단위 구조물(111)과 용접에 의해 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 구조물 결합 부재(113)는 웨브(web) 볼트 접합을 통해 서로 인접한 코어 단위 구조물(111)의 경계부(1111, 1112, 1113)를 결합시킬 수 있다.
제1 구조물 결합 부재(113)는 코어 단위 구조물(111)의 제1 및 제2 경계부(1111, 1112) 각각을 결합시킬 수 있다.
제2 구조물 결합 부재(114)는 플랜지(flange) 및 웨브 볼트 접합을 통해 서로 인접한 코어 단위 구조물(111)의 제3 경계부(1113)를 결합시킬 수 있다.
제2 구조물 결합 부재(114)는 제3 방향(DR3)으로 연장된 코어 단위 구조물(111)의 제3 경계부(1113)를 결합시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 경계 부재와 전단벽을 분리한 분리 사시도이다.
도 4를 더 참조하면, 전단벽체(12)는 메인 부재(121) 및 전단벽 결합 부재(122)를 포함할 수 있다.
전단벽체(12)는 경계 부재(11)가 완성된 이후, 경계 부재(11)에 결합되어 고정될 수 있다.
메인 부재(121)는 코어 시스템(10)에서 실질적인 전단벽체(12)의 역할을 수행할 수 있다.
메인 부재(121)는 경계 부재(11)에 의해 형성된 프레임 내부에 배치될 수 있다. 메인 부재(121)는 경계 부재(11)에 의해 형성된 프레임의 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
메인 부재(121)는 각 모서리 부근이 절단되어, 전단벽 결합 부재(122)가 결합될 공간을 마련할 수 있다.
전단벽 결합 부재(122)는 메인 부재(122)를 코어 단위 구조물(111)과 결합시킬 수 있다.
전단벽 결합 부재(122)는 메인 부재(121)의 각 모서리 측에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 메인 부재(121)의 제1 방향(DR1)으로 연장된 변과 제3 방향(DR3)으로 연장된 변이 만나는 모서리 부근, 및 메인 부재(121)의 제2 방향(DR2)으로 연장된 변과 제3 방향(DR3)으로 연장된 변이 만나는 모서리 부근 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전단벽 결합 부재(122)는 메인 부재(121)와 용접하여 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전단벽 결합 부재(122)는 경계 결합 부재(112)와 상호 대향하도록 배치될 수 있다.
전단벽 결합 부재(122)는 플레이트(plate)의 형상을 가질 수 있다.
전단벽 결합 부재(122)는 경계 결합 부재(112)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전단벽 결합 부재(122)와 경계 결합 부재(112)는 실질적으로 동일한 위치에 볼트 홀(hole)이 타공될 수 있다.
전단벽 결합 부재(122)는 경계 결합 부재(112)와 볼트 인장 접합을 통해 상호 결합될 수 있다.
코어 시스템(10)을 경계 부재(11) 및 전단벽체(12)로 구성하고, 경계 부재(11)와 전단벽체(12)를 경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)를 통해 결합시킴으로써, 완전 건식 모듈러 건축이 가능할 수 있다.
이에 따라, 기존의 RC코어 모듈러 구조에 비해 친환경성 및 시공성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공기 단축을 통해 경제성을 확보할 수 있다.
또한, 경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)를 통한 결합은, 구성요소가 간단하고, 시공 현장에서 볼트 접합이 용이하다. 따라서, 시공 및 품질 관리가 용이하며, 시공에 필요한 시간적, 비용적 자원을 감소시킬 수 있다.
경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)가 헌치형으로 이루어지는 경우, 인장접합을 형성하기에 적은 수의 볼트로도 우수한 성능을 기대할 수 있어 시간적, 비용적 자원을 감소시킬 수 있으며, 시공 및 품질 관리가 보다 용이할 수 있다.
경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)가 헌치형으로 이루어지는 경우, 전단벽체(12)의 인장대(tension field)를 컨트롤할 수 있다. 이를 설명하기 위해, 도 5가 더 참조된다.
도 5는 일 실시예에 따른 전단벽에 형성되는 인장대를 나타내는 도면이다.
도 5를 더 참조하면, 전단벽체(12)에 형성되는 인장대는 서로 대향하는 전단벽 결합 부재(122) 사이에 위치한다는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 전단벽체(12)에 형성되는 인장대는, 제2 방향(DR2)과 제3 방향(DR3) 사이 방향으로 서로 대향하는 전단벽 결합 부재(122) 사이에 형성될 수 있다.
다시 말해서, 전단벽체(12)의 평면상 대각선 상에 위치하는 전단벽 결합 부재(122) 사이에 인장대가 형성될 수 있다.
전단벽체(12)의 전단벽 결합 부재(122)의 위치에 따라, 전단벽체(12)에 형성되는 인장대의 위치를 조절할 수 있다.
즉, 경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)가 헌치형으로 이루어지는 경우, 경계 부재(11)와 전단벽체(12)가 결합되는 위치를 통해 전단벽체(12)에 형성되는 인장대의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)의 폭과 각도 등을 통해, 인장대의 크기 및 형상 등을 조절할 수 있다.
이 경우, 설계시 다수의 스트립(strip)으로 구성된 해석모델을 구축할 필요가 없으며, 모델 구축 등에 필요한 시간적, 비용적, 인적 자원을 아낄 수 있다. 나아가, 시공 및 품질 관리가 보다 용이할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 모듈러 시스템 및 결합 유닛의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 모듈러 시스템(20)은 복수의 모듈러 단위 구조물(200)을 포함할 수 있다.
모듈러 단위 구조물(200)은, 복수로 제공되며 각각은 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3) 중 적어도 어느 한 방향으로 연장될 수 있다. 도면 상에서 모듈러 단위 구조물(200)은 제1 방향(DR1)으로 연장되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상호 인접한 모듈러 단위 구조물(200)은 용접을 통해 결합되거나, 볼트 결합을 통해 체결될 수 있다.
모듈러 단위 구조물(200)은 코어 브라켓(310)과 결합됨으로써, 모듈러 시스템(20)이 결합 유닛(30)과 결합될 수 있다.
모듈러 단위 구조물(200)은 코어 브라켓(310)과 볼트 접합을 통해 상호 결합될 수 있다.
모듈러 단위 구조물(200)은 브라켓 단부 강판(320)과 대향하는 모듈러 단부 강판을 포함하며, 모듈러 단부 강판에 의해 대형 볼트 홀(210)을 정의할 수 있다.
모듈러 단위 구조물(200)은 각진 'U'형 단면을 포함할 수 있다.
대형 볼트 홀(210)은 코어 브라켓(310)과 대향하는 모듈러 단위 구조물(200)의 일면에 정의될 수 있다.
대형 볼트 홀(210)은 가이드 핀(330)이 삽입될 수 있는 공간을 마련할 수 있으며, 이를 통해, 모듈러 단위 구조물(200)의 위치가 조정될 수 있다. 따라서, 시공 오차를 감소시킬 수 있다.
결합 유닛(30)은 코어 단위 구조물(111)과 모듈러 시스템(20) 사이에 배치될 수 있다.
결합 유닛(30)은 코어 단위 구조물(111)과 모듈러 시스템(20)을 상호 결합시키는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 모듈러 시스템(20)이 코어 시스템(10)에 고정될 수 있다.
결합 유닛(30)은 코어 단위 구조물(111)과 용접에 의해 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
결합 유닛(30)은 볼트 및 너트에 의해 모듈러 시스템(20)과 결합될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
결합 유닛(30)은 코어 브라켓(310), 브라켓 단부 강판(320), 및 가이드 핀(330)을 포함할 수 있다.
코어 브라켓(310)은 코어 시스템(10)과 용접을 통해 결합될 수 있다.
코어 브라켓(310)은 코어 시스템(10)으로부터 모듈러 시스템(20)을 향해 돌출될 수 있다.
코어 브라켓(310)은 'H'형 단면을 포함할 수 있다.
브라켓 단부 강판(320)은 코어 브라켓(310)과 모듈러 단위 구조물(200) 사이에 배치될 수 있다.
브라켓 단부 강판(320)은 코어 브라켓(310)의 단부에 용접을 통해 접합될 수 있다.
즉, 코어 브라켓(310)의 일 측면은 코어 시스템(10)과 용접 접합되며, 타 측면은 브라켓 단부 강판(320)과 용접 접합될 수 있다.
브라켓 단부 강판(320)은 일 측면에서 코어 브라켓(310)과 결합되고, 타 측면에서 모듈러 단위 구조물(200)과 결합될 수 있다.
브라켓 단부 강판(320)은 모듈러 단위 구조물(200)과 실질적으로 동일한 볼트 구멍들을 포함할 수 있다.
다시 말해서, 브라켓 단부 강판(320)을 통해, 코어 브라켓(310)과 모듈러 단위 구조물(200)이 상호 결합될 수 있다.
브라켓 단부 강판(320)은 'T'형 단면을 포함할 수 있다.
가이드 핀(330)은 브라켓 단부 강판(320) 상에 배치될 수 있다.
가이드 핀(330)은 모듈러 단위 구조물(200)을 향해 돌출된 형태를 포함할 수 있다.
가이드 핀(330)은 모듈러 단위 구조물(200)의 대형 볼트 홀(210) 내로 삽입될 수 있다. 이에 따라, 시공 오차가 감소할 수 있다.
결합 유닛(30)을 통한 코어 시스템(10)과 모듈러 시스템(20)의 결합은, 경계 부재(11, 도 2 참조) 및 전단벽체(12, 도 2 참조) 간의 결합이 완료된 이후 진행될 수 있다.
코어 시스템(10)의 형성이 완전 건식으로 진행됨에 따라, 모듈러 시스템(20)과의 결합이 바로 진행될 수 있다. 따라서, 시공 상 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 일부를 확대한 확대도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 경계 부재를 분해한 분해 사시도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 경계 부재와 전단벽을 분리한 분리 사시도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 코어 시스템(10_1)의 경계 부재(11_1)와 전단벽체(12_1)는 일 실시예에 따른 코어 시스템(10, 도 2 참조)과 상이한 방식으로 상호 결합한다는 점에서 도 2 내지 도 4의 실시예와 차이가 있다.
다시 말해서, 경계 부재(11_1)는 코어 단위 구조물(111) 및 경계 결합 부재(112_1)를 포함하되, 경계 결합 부재(112_1)는 경계 부재(11_1)의 기둥 및 보를 따라 연장되어 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112_1)는 경계 부재(11_1)가 형성하는 프레임 내부의 테두리를 따라 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112_1)는 경계 부재(11_1)의 기둥 및 보 상에 배치되며, 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)을 따라 연장될 수 있다.
경계 결합 부재(112_1)는 전단벽체(12_1)를 향해 돌출되도록 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112_1)는 연장 방향에 따라, 복수의 볼트 구멍이 타공될 수 있다.
전단벽체(12_1)는 별도의 전단벽 결합 부재(122, 도 4 참조)를 포함하지 않으며, 메인 부재(121, 도 4 참조) 만으로 이루어질 수 있다.
전단벽체(12_1)는 경계 결합 부재(112_1)와 직접 결합할 수 있다.
전단벽체(12_1)는 테두리를 통해, 경계 결합 부재(112_1)와 직접 결합할 수 있다.
전단벽체(12_1)는 테두리를 따라, 경계 결합 부재(112_1)의 볼트 구멍과 실질적으로 동일한 위치에 볼트 구멍이 타공될 수 있다.
전단벽체(12_1)는 경계 결합 부재(112_1)와 볼트 마찰 접합을 통해 상호 결합될 수 있다.
이에 따라, 전단벽체(12_1)는 경계 결합 부재(112_1)와 보다 강도 있게 결합할 수 있으며, 보다 높은 내진 성능이 요구되는 구조물에 사용될 수 있다.
아울러, 이 경우에도 완전 건식 모듈러 건축이 가능함으로, 시공 상 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 모듈러 시스템 및 결합 유닛의 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 모듈러 시스템(20_2)은 복수의 모듈러 단위 구조물(200_2)을 포함하되, 복수의 모듈러 단위 구조물(200_2)은 'ㅁ'형 단면을 포함한다는 점에서, 도 6의 실시예와 차이가 있다.
이 경우에 복수의 모듈러 단위 구조물(200_2)은 보다 강한 강도를 가질 수 있다. 따라서, 모듈러 시스템(20_2)이 코어 시스템(10, 도 1 참조)과 결합하는 경우, 모듈러 시스템(20_2)은 보다 높은 하중을 견딜 수 있어, 시공상 안전성이 향상될 수 있다. 아울러, 모듈러 단위 구조물(200_2)의 측면 상에는 대형 홀이 더 형성될 수 있고, 이를 통해, 결합 유닛(30)과 볼트 연결할 수 있어, 다양한 방법으로 결합 유닛(30)과 모듈러 단위 구조물(200_2)이 결합할 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 코어 시스템(10_3)은 경계 부재(11) 및 전단벽체(12)를 포함하되, 마찰 부재(13_3)를 더 포함한다는 점에서, 도 4의 실시예와 차이가 있다.
다시 말해서, 코어 시스템(10_3)은 경계 부재(11) 및 전단벽체(12) 사이에 배치되는 마찰 부재(13_3)를 포함할 수 있다.
마찰 부재(13_3)는 경계 부재(11)와 전단벽체(12)가 결합되는 영역에 배치될 수 있다.
마찰 부재(13_3)는 경계 결합 부재(112)와 전단벽 결합 부재(122) 사이에 배치될 수 있다.
마찰 부재(13_3)는 표면 마찰력이 높을 수 있다. 마찰 부재(13_3)는 마찰력이 높은 물질을 포함할 수 있다.
마찰 부재(13_3)는 경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122)와 실질적으로 동일한 형상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에서 마찰 부재(13_3)는 별도의 구성인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 경계 결합 부재(112) 및 전단벽 결합 부재(122) 중 적어도 어느 하나의 표면 상에 도포될 수도 있다.
마찰 부재(13_3)가 경계 결합 부재(112)와 전단벽 결합 부재(122) 사이에 배치됨에 따라, 경계 부재(11)와 전단벽체(12)는 보다 견고하게 결합될 수 있다. 나아가, 코어 시스템(10_3)이 견딜 수 있는 횡력 저항이 향상될 수 있다.
아울러, 이 경우에도 완전 건식 모듈러 건축이 가능함으로, 시공 상 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 코어 시스템의 분해 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 코어 시스템(10_4)은 경계 부재(11_4)와 전단벽체(12_4)를 포함하되, 경계 부재(11_4)와 전단벽체(12_4)는 경계 부재(11_4)의 모서리 부근에서 상호 결합한다는 점에서 도 9의 실시예와 차이가 있다.
다시 말해서, 경계 부재(11_4)는 코어 단위 구조물(111_4) 및 경계 결합 부재(112_4)를 포함할 수 있다.
경계 결합 부재(112_4)는 코어 단위 구조물(111_4)의 기둥 및 보가 만나는 모서리 부근에 배치될 수 있다.
경계 결합 부재(112_4)는 평면상 삼각형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다각형 및 원형, 타원형 등의 형상을 가질 수도 있다.
전단벽체(12_4)는 모서리 부근에서 경계 결합 부재(112_4)와 상호 결합할 수 있다.
이 경우에도, 경계 부재(11_4)와 전단벽체(12_4)가 결합하는 영역에 마찰 부재(13_3, 도 11 참조)와 같은 구성이 더 배치될 수도 있다.
경계 부재(11_4)는 전단벽체(12_4)의 모서리 부근에서 상호 결합함으로써, 시공상 비용 및 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
아울러, 이 경우에도 완전 건식 모듈러 건축이 가능함으로, 시공 상 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 건축 구조물
10: 코어 시스템
20: 모듈러 시스템
30: 결합 유닛
11: 경계 부재
12: 전단벽체
13_3: 마찰부재
111: 코어 단위 구조물
112: 경계 결합 부재
113: 제1 구조물 결합 부재
114: 제2 구조물 결합 부재
121: 메인 부재
122: 전단벽 결합 부재
200: 모듈러 단위 구조물
210: 대형 볼트 홀
310: 코어 브라켓
320: 브라켓 단부 강판
330: 가이드 핀

Claims (14)

  1. 제1 방향으로 연장되는 제1 경계부, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 경계부를 포함하는 코어 단위 구조물과, 상기 코어 단위 구조물에 형성되는 복수의 경계 결합부재를 포함하는 경계부재; 및
    메인 부재와, 상기 메인 부재에 형성되는 복수의 전단벽 결합 부재를 포함하는 전단벽체; 를 포함하고,
    상기 각 전단벽 결합 부재와 상기 경계 결합부재는 상호 대향 및 결합됨으로써 상기 전단벽체가 경계부재에 설치되며,
    경계부재에 설치된 상기 전단벽체에는 상기 전단벽 결합 부재와 경계 결합 부재의 결합에 의해 인장대(tension field)가 형성되는,
    코어 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 경계 결합 부재는 헌치(haunch)형으로 형성되는,
    코어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전단벽 결합 부재와 경계 결합 부재의 결합지점은 상기 메인 부재를 중심으로 상호 대칭되는 코어 시스템
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 경계 결합 부재와 상기 전단벽 결합 부재는 볼트 인장 접합을 통해 상호 결합되는,
    코어 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 코어 단위 구조물은 복수로 제공되고,
    서로 인접한 상기 코어 단위 구조물은 상호 결합하여 프레임을 형성하며,
    상기 전단벽체는 상기 프레임 내에 위치되는,
    코어 시스템.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 전단벽 결합 부재와 경계 결합 부재의 결합지점은 상기 메인 부재의 모서리 측에 위치하는,
    코어 시스템
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인장대는, 상기 전단벽 결합 부재와 경계 결합 부재의 결합지점 사이에 위치하는,
    코어 시스템.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 시스템과 결합하는 모듈러 시스템을 더 포함하는,
    건축 구조물.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 코어 시스템은 상기 코어 단위 구조물과 용접에 의해 결합된 결합 유닛을 더 포함하되,
    상기 모듈러 시스템은 상기 결합 유닛에 의해 상기 코어 단위 구조물에 고정되는,
    건축 구조물.
  10. 코어 단위 구조물, 및 상기 코어 단위 구조물과 결합된 경계 결합 부재를 포함하는 경계 부재; 및
    상기 경계 부재와 결합되는 전단벽체;
    를 포함하되,
    상기 코어 단위 구조물은 제1 방향으로 연장되는 제1 경계부, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제2 경계부를 포함하고,
    상기 경계 결합 부재는 헌치(haunch)형으로 형성되어 상기 제1 경계부 및 상기 제2 경계부에 의해 형성되는 공간의 모서리 부분 각각에서 상기 전단벽체를 향해 내측으로 돌출되며,
    상기 전단벽체는 상기 제1 경계부 및 상기 제2 경계부에 의해 형성되는 공간의 내측에 결합되고,
    상기 경계 부재와 상기 전단벽체는 상기 경계 결합 부재를 통해 상호 결합되는
    코어 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 경계 결합 부재는 상기 코어 단위 구조물 상에 위치되는
    코어 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 경계 결합 부재는 상기 전단벽체와 볼트 마찰 접합을 통해 상호 결합되는,
    코어 시스템.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 코어 단위 구조물은 복수로 제공되고,
    서로 인접한 상기 코어 단위 구조물은 상호 결합하여 프레임을 형성하는,
    코어 시스템.
  14. 삭제
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