KR200189761Y1 - 조립식 석재 커튼월 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조립식 석재 커튼월에 관한 것으로, 현장 용접이 전혀 없고 용융 아연도금된 각개의 부재를 역시 아연도금된 볼트만을 이용해 조립하여, 모든 부재가 용융 아연도금된 상태에서 일체의 페인트 공정을 없도록 하여, 철재 구조물의 부식이 반영구적으로 발생하지 않도록 하는 조립식 석재 커튼월에 관한 것이다.

본 고안은 재단 및 가공한 다음 용융 아연도금한 수직재(11); 볼트와 너트로 상기 수직재(11)에 결합되며, 볼트 접합용 L-자형 보강철판(15)을 폐쇄형 단면을 단부에 용접 접합한 다음 용융 아연도금한 폐쇄형 단면의 수평재(12)로 결합된 지지틀; 그리고 상기 지지틀 외면에 설치한 석재판으로 구성된다.

본 고안으로 석재 커튼월 지지틀 공법에서 모든 소재를 용융아연도금하고, 수직재와 수평재를 아연도금된 볼트를 사용 결합하여 일체의 용접 공정 없이 설치하여 부재가 녹슬지 않아 내구성이 좋고, 현장 조립과 설치가 용이하게 되었다.

Description

조립식 석재 커튼월{Assembly type Steel Frame for Stone-layed curtain wall}

본 고안은 조립식 석재 커튼월에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 현장 용접이 전혀 없고 용융 아연도금된 각개의 부재를 역시 아연도금된 볼트만을 이용해 조립하여, 모든 부재가 용융 아연도금된 상태에서 일체의 페인트 공정을 없도록 하여, 철재 구조물의 부식이 반영구적으로 발생하지 않도록 하는 조립식 석재 커튼월에 관한 것이다.

종래에 석재판으로 된 건물 외벽 커튼월을 설치하기 위해서는 제1도와 같이 건물의 외벽 구조체에 수직재를 앵커류로 고정시키고 수직재 사이에 수직재와 수직재를 연결하는 수평재를 용접하여 지지틀을 구성한다. 수직재는 통상 각파이프, H-형강, C-형강 등을 사용하고 주로 단면성능이 뛰어난 각파이프를 사용하고 있다. 그리고 수직재, 수평재, 용접부위가 녹스는 것을 방지하기 위하여 방청도장을 한다.

지지틀 외면에는 석재판 하단에 촉(pin)을 끼우기 위한 구멍을 뚫고, 상기 구멍에 촉을 끼우고, 상기 촉을 잇는 고정철물(fastener)을 수평재에 고정시켜 석재판을 설치한다. 통상 촉과 고정철물은 내구성을 고려하여 스테인레스 스틸 재질을 사용하거나 고정철물도 녹막이 도장을 한 것을 사용한다.

종래에 커튼월 지지틀은 주로 공장 제작으로서 2∼4개의 수직재 사이에 다수의 수평재를 용접 접합한 후 녹막이 칠인 방청도료를 도포하는 방식이다. 따라서 수직재인 각파이프의 특성상 파이프 외부에만 도장이 가능할 뿐이고 각파이프 내부는 거의 방청 페인트가 칠해지지 않은 상태로 시공된다.

또한 공장에서 제작하여 현장으로 운반된 지지틀을 서로 연결하기 위해 현장에서 많은 부위에 추가 용접이 뒤따르게 마련이고 이로 인하여 용접부위 주변에 이미 칠하여진 방청 페인트는 높은 용접 열로 인하여 타서 들뜨게 되며 부식방지에 보다 좋은 효과를 얻기 위하여 이를 일일이 완전히 제거한 후에 페인트를 다시 칠해야 하는 번거로움이 뒤따르게 되고 공정이 많은 만큼 좋은 품질도 기대하기 어렵다. 또한 각 파이프 내부에는 그나마 전혀 방청도장을 할 수 없어 구조체의 내부는 녹 발생에 전혀 무방비로 방치되어 있는 실정이다.

이를 우려하여 일부 공사 현장에는 아연도금된 부재를 사용하여 지지틀을 제작 시공하고 있으나 이는 각파이프 원자재만 아연도금 되어있는 상태이고 공장제작시는 물론 모든 용접 공정 및 천공 또는 절단한 부분은 똑같이 방청페인트 만을 칠하고 각파이프의 내부는 도금 또는 페인트 또한 전혀 칠하지 못하고 있어 아연도금의 효과를 기대하기 어렵다.

또한 석재 커튼월 지지틀의 속성상 외부 석재판과 내부 벽체 사이에 있어 정기적인 유지보수가 불가능하고 또한 주로 외벽 석공사용으로 시공되고 있는 관계로 여름 또는 겨울 등 외기와 실내온도의 차이가 많은 계절에는 지지틀 전체에 결로 현상이 발생하기 마련이고 이는 철재로 구성된 지지틀의 부식 진행속도를 더욱 빠르게 가속화시키는 원인이 되기도 한다.

이러한 단점을 극복하기 위하여 실험적으로, 공장 제작된 석재 커튼월용 철재 지지틀을 통째로 용융 아연도금하는 시도를 하였으나 철재 지지틀의 두께에 비하여 상대적으로 용접량이 많은 상태이고 이로 인하여 부재 내부의 많은 용접응력이 내재되어 있으므로 높은 온도(약 섭씨 700도)의 용융아연로(爐)에 담그는 과정에서 심한 뒤틀림 변형이 생겨 실용화 할 수 없었다.

따라서, 종래의 공법으로는 부식을 완벽하게 방지할 수가 없어, 석재 커튼월을 설치하고 장기간 시간이 흐른 후 지지틀이 부식하여 석재가 탈락하는 등 심각한 안전사고가 예상되고 있다.

종래 용접식 석재 커튼월을 개선하기 위하여 본 고안자는 특허출원 제1997-2297호로 특허출원한 바 있다. 제2도에 제시한 예가 본 고안자가 특허출원한 내용이다. 제2도와 같이 제작 및 설치함으로서 지지틀을 구성하는 각 부재가 완벽하게 용융 아연도금되어 부식될 우려가 없으며, 지지틀을 미리 아연도금한 부재를 조립하기 때문에 종래에 용접 조립한 지지틀을 고온에서 아연도금할 때와 같은 뒤틀림 현상을 막을 수 있다. 그리고 각 부재를 볼트로서 조립하기 때문에 특별한 기능이 없어도 현장에서 쉽게 조립할 수 있다. 종래에 지지틀을 용접하기 위해서는 여러 가지 용접자세를 취해야 하기 때문에 부위에 따라 용접 불량이 생길 우려도 많았고 따라서 고도의 기능도를 가진 용접공이 처리하지 않으면 안되었지만 본 고안에서는 수평재에 보강철판을 용접할 때 가장 쉬운 하나의 용접자세(즉 하향 용접)만 취하면 되므로 용접작업이 매우 쉽고 불량이 생길 우려도 없다. 또한 종래의 제작 및 설치공법에서는 현장에서 다시 용접을 해야 하기 때문에 방청처리가 된 곳에 용접하므로 방청 처리한 부분이 용접열 때문에 훼손되고 용접한 부분은 현장에서 추가 방청 도장해야 하므로 작업량도 많아지고 방청처리한 곳의 품질도 보장하기 힘들었지만 제2도의 고안은 미리 아연도금한 부재를 현장에서 볼트로 결합하기 때문에 부식우려가 없다.

그러나 제2도의 방법에서 수평재를 각파이프와 같은 폐쇄형 단면을 가진 형재를 사용할 경우에는 목적을 달성하기 어려웠다. 즉 각파이프 단부에 볼트 접합용 보강판(5)을 설치하고 용융아연도금을 한다면 각파이프 빈 공간의 공기가 팽창하여 보강판이 분리되거나 각파이프가 파열되거나 아니면 폭발할 위험을 안고 있다. 그리고 폭발위험 등을 막기 위하여 보강판이나 각파이프에 구멍을 뚫어도 구멍 사이로 용융아연도금액이 흘러 들어가 내부에서 굳어 버리기 때문에 내부면을 아연도금할 수 없었다.

제2도와 같이 종래 석재 커튼월의 지지틀을 구성하는 방법에서는 수평재가 폐쇄형 단면을 가진 형재일 경우에는 수평재의 내부를 아연도금할 방법이 없었다. 고안자는 제2도와 같은 종래 공법이 안고 있는 문제점을 해결하기 위하여 개발하였다.

본 고안의 목적은 조립식 석재 커튼월을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 모든 소재를 용융아연도금하고, 수직재와 수평재를 아연도금된 볼트를 사용 결합하여 일체의 용접 공정 없이 설치하는 조립식 석재 커튼월을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 부재가 녹슬지 않아 내구성이 좋고, 현장 조립과 설치가 용이한 조립식 석재 커튼월을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 석재 커튼월 지지틀의 수평재를 폐쇄형 단면을 가진 형재를 사용할 경우에도 형재의 내부가 아연도금될 수 있는 석재 커튼월을 제공하는 것이다.

제1도는 종래의 커튼월 지지틀 접합방법을 보인 도면이다.

제2도는 종래의 커튼월 지지틀 조립방법을 보인 다른 예의 평단면도와 분해입체도 및 조립도이다.

제3도는 본 고안의 방법으로 석재 커튼월 지지틀을 조립한 상태의 입체도이다.

제4도는 본 고안에서 수평재를 설치하는 방법을 보인 입체도, 측면도, 입면도이다.

도면의 주요 부호에 대한 설명>

1: 수직재 2: 수평재

5: 볼트접합용 보강철판 6: 볼트

6′: 너트 7: 스프링 와셔

11: 수직재 12: 폐쇄형 단면의 수평재

13: 용접부 15: L-자형 볼트접합용 보강철판

제3도는 본 고안으로 석재 커튼월 지지틀을 조립한 상태의 입체도이고, 제4도는 본 고안에서 수평재를 설치하는 방법을 보인 입체도, 측면도, 입면도이다.

수직재(11)는 볼트를 체결하기 위한 구멍을 천공한 후 용융아연로(爐)에 담구어 수직재인 각파이프의 내부까지 완전히 도금되어 있다.

수평재는 통상 L-형강, C-형강 등을 사용하지만 지지틀의 외면에 설치되는 석재판의 고정하중이나 풍하중이 크거나, 수직재의 간격이 넓어 수평재에 걸리는 하중이 커지면 각파이프와 같은 폐쇄형 단면을 가진 형재를 사용할 수 있다. 폐쇄형 단면을 사용하여 부식에 견딜 수 있는 석재 커튼월용 지지틀을 조립식으로 구성하려면 폐쇄형 단면 내부를 아연도금하는 문제에 봉착한다. 제2도에 보인 방법으로는 폐쇄형 단면의 내부를 아연도금할 수 없다. 본 고안은 각파이프와 같이 폐쇄형 단면을 가진 형재를 수평재로 사용할 경우에 봉착하는 문제를 해결하기 위한 것이다.

수평재(12)로서 사용한 각파이프의 단부의 상하에 L-자 형상을 지니고 볼트용 구멍을 가공한 보강철판(15)을 용접 접합한다. L-자형 보강철판이 용접된 수평재를 용융 아연도금하고, 용융 아연도금된 수평재를 수직재에 볼트(16)로서 결합하는 구조로 되어 있다. 상기 보강철판(15)은 필요에 따라 L-형강을 절단하여 사용할 수 있으며, 미설명 부호 13은 용접부를 나타낸다.

제4도와 같이 각파이프로 된 수평재의 단부는 끝이 개방되어 있기 때문에 용융 아연도금하기 위하여 고온의 아연도금로에 넣어 처리하더라도 폭발하거나 단면이 변형되지 않는다.

상기 아연도금된 수직재(11)와 수평재(12)를 아연도금된 볼트(16)를 사용하여 위아래 각각 1곳 이상 체결하여 지지틀을 형성한다. 형성된 지지틀 바깥쪽으로 약 10cm 떨어진 부분에 커튼월용 석재판이 설치될 때 상기 수평재(12)가 받게 되는 회전력(모멘트)에 대응하기 위함이다.

사용되는 볼트와 너트(16)에서 볼트 몸체는 체결되는 최소한의 부위까지만 나사를 죌 수 있도록 제작하고 나머지 부분은 환봉상태를 유지하도록 하면 석재판의 하중과 미세한 진동으로 인한 마모 가능성을 최소로 줄일 수 있다. 그리고 건물에서 전달되는 미세한 진동 즉 엘리베이터의 구동 또는 지진 등의 여러 가지 진동으로 인하여 볼트의 풀림을 방지하기 위하여 모든 볼트에 스프링 와셔를 끼운다.

제3도와 제4도를 참조하며 본 고안의 지지틀을 제작 및 설치하는 방법을 설명한다.

수직재(11)를 소정의 길이로 재단하여 볼트용 구멍을 뚫는 등 가공하고, 상기 수직재(11)를 용융 아연도금한다.

볼트 접합용 L-자형 보강철판(15)을 수평재(12)의 끝에 용접 접합하고, 상기 수평재(12)를 용융 아연도금한다.

상기 수직재(11)를 설치하고, 상기 수평재(12)를 볼트와 너트로 결합시켜 지지틀을 형성한다. 이때 스프링 와셔를 더 끼워 더욱 튼튼하게 결합시키고 상기 지지틀 외면에 석재판을 설치한다.

이와 같이 제작 및 설치함으로서 지지틀을 구성하는 각 부재가 완벽하게 용융 아연도금되어 부식될 우려가 없으며, 지지틀을 미리 아연도금한 부재를 조립하기 때문에 종래에 용접 조립한 지지틀을 고온에서 아연도금할 때와 같은 뒤틀림 현상을 막을 수 있다. 그리고 각 부재를 볼트로서 조립하기 때문에 특별한 기능이 없어도 현장에서 쉽게 조립할 수 있다.

본 고안에서는 수평재에 보강철판을 용접할 때 가장 쉬운 하나의 용접자세(즉 하향 용접)만 취하면 되므로 용접작업이 매우 쉽고 불량이 생길 우려가 없다. 그리고 석재 커튼월이 받는 하중이 커져 각파이프와 같은 폐쇄형 단면을 사용할 경우에 폐쇄형 단면의 내부도 아연도금 처리할 수 있어 석재 커튼월의 내구성을 향상시키게 된다.

본 고안을 구체예에 의하여 설명하였다. 본 고안의 기술적 사상의 범위 안에서 여러 가지 방법으로 변형이 가능하며 이는 본 기술이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 정도 안에서 본 고안의 권리범위에 포함된다고 해석될 것이다.

본 고안의 석재 커튼월은 석재 커튼월이 지탱하는 하중이 커져 수평재를 폐쇄형 단면을 사용하는 경우에도 모든 소재를 용융아연도금하고, 수직재와 수평재를 아연도금된 볼트를 사용 결합하여 일체의 용접 공정 없이 설치하여 부재가 녹슬지 않아 내구성이 좋고, 현장 조립과 설치가 용이하다.

Claims (1)

1. 재단 및 가공한 다음 용융 아연도금한 수직재(11);

   볼트와 너트(16)로 상기 수직재(11)에 결합되며, 볼트 접합용 L-자형 보강철판(15)을 단부의 상하에 용접 접합한 다음 용융 아연도금한 폐쇄형 단면의 수평재(12)로 결합된 지지틀; 그리고

   상기 지지틀 외면에 설치한 석재판;

   으로 구성된 조립식 석재 커튼월.