KR200201260Y1 - 3중벽 파이프패널 구조물 - Google Patents

Abstract

난간이나 펜스(fence) 등으로 시공되는 파이프패널 구조물(pipe panel structure)이 개시되어 있다. 이는 속이 비어 있는 파이프부재들로 이루어지고, 파이프부재들 중 적어도 하나의 파이프부재에 대하여 적어도 하나의 다른 파이프부재가 직각 또는 비스듬한 각도로 접속되는 적어도 하나의 접속개소를 가지는 파이프패널 구조물에 있어서, 각 파이프부재로가 서로 다른 직경으로 동축상에 배치된 내·외측 파이프로 되고, 각 파이프부재의 내·외측 파이프 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽을 채워 양생시킨 고형충진물을 구비하여 3중벽 구조를 갖는 파이프패널 구조물이다. 즉, 기존에 사용되던 고가의 금속자재대신 저렴한 합성수지관이나 비철금속관을 사용하고 또한 용접에 의하지 않고 철큰콘크리트 타설방법으로 고강도 및 내구성을 지닌 튼튼한 파이프패널 구조물을 시공하는 것이다. 따라서 자재비와 인건비를 획기적으로 절감할 수 있어서 경제적이며 구조적 안전을 물론 보다 다양한 디자인 창출이 가능한 등의 효과가 있는 것이다. 또한, 3중벽 구조에 의하여 각 파이프부재의 중심부분에 빈 공간이 형성되므로 파이프 내부를 고형충진물로 채움에 따른 중량화를 경감시고 작업성을 높이는 효과가 있다.

Description

3중벽 파이프패널 구조물{TRIPLE PIPE PANEL STRUCTURE}

본 고안은 난간이나 펜스(fence) 등으로 시공되는 파이프패널 구조물(pipe panel structure)에 관한 것으로서, 특히 서로 다른 직경으로 동축상에 배치된 내·외측 파이프로 되고, 각 파이프부재의 내·외측 파이프 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽을 채워 양생시켜 되는 고형충진물을 구비한 3중벽 파이프패널 구조물에 관한 것이다.

파이프패널 구조물이라 함은 파이프부재들의 집합체로서 파이프부재 상호간에는 아무런 상대적인 운동이 없이 하나로 접속되어진 것을 말한다. 이는 건축물에 있어서 사람이 추락할 위험이 있는 계단이나 아파트 발코니의 난간, 공원이나 도로의 경계, 각종 시설물에 대한 접근방지용 울타리, 그리고 각종 기계의 프레임 등 다양한 용도와 형태로 시공되고 있다.

이러한 파이프패널 구조물은 구조적 안전을 위해 충분한 강도를 보유하여야 함은 물론, 그것이 설치되는 실내나 도시미관을 위해 휨 등의 변형이나 도장 벗겨짐 등의 훼손이 방지될 수 있도록 충분한 내구성이 고려되어야 한다. 파이프패널 구조물은 또한 파이프부재들 상호간을 직각 또는 비스듬한 각도로 연결하여 되는 많은 접속개소를 가지므로 시공상의 작업성을 개선한 필요가 있다.

난간이나 울타리 등의 파이프패널 구조물을 시공함에 있어서, 종래에는 주로 구조용 강관이나 스테인레스관을 사용하여 왔다. 또한 파이프패널 구조물의 많은 접속개소에 대하여는 그 구조용 강관이나 스테인레스관으로 되는 일측 파이프부재의 외주면에 타측 파이프부재의 단면을 맞대거나 또는 일측 파이프에 구멍을 뚫고 그 구멍에 타측 파이프를 끼운 상태로 하여 상호 용접하여 왔다.

또한, 국내 특허공고 96-9325호 공보에는 파이프부재의 접속개소에 철심을 삽입하고 파이프 내에 콘크리트 몰탈을 채워 양생시켜 일체로 형성하는 난간부재의 연결방법이 개시되어 있다.

종래에 일반적으로 사용되어 왔던 자재 중 구조용 강관은 우수한 강도를 보유하여 구조적 안전에는 효과가 좋으나, 부식이 잘되므로 반드시 도장으로 마감하여야 하는 부담이 있으며, 시공후에는 도장의 벗겨짐 등 훼손되지 않도록 잘 관리하여야 하므로 유지보수의 어려움이 있다. 반면에 스테인레스관은 부식의 염려는 거의 없으나 값이 매우 비싸다는 단점을 가지고 있다.

또한 용접시공을 위해서는 고가의 장비와 함께 전문인력을 투입하여야 하므로 경제적 부담이 커진다. 특히 도장을 필요로 하지 않는 스텐레스관의 경우는 알곤용접등 특수 용접만이 가능하므로 작업성이 좋지 못한 데다, 용접 접속을 위해서는 파이프부재가 최소한의 두께(약 1.5mm)를 보유하여야 하므로 이경우에 자재비가 크게 상승하여 매우 비경제적이다. 한편, 금속관을 용접부위가 외부로 드러나지 않게 별도의 캡을 씌우는 등의 마감용 부자재와 작업공수도 증가한다.

한편, 구조적 안전에 만전을 기하기 위해서 가급적 접속개소를 전면 용접하여야 함에도 불구하고 현장에서는 편의상 한곳 또는 두곳에만 부분 용접하고 있는 실정이다. 따라서 종래 대부분의 파이프패널 구조물에서는 용접불량으로 인한 구조적 안전에 문제가 나타나고 있는 실정이다.

뿐만 아니라 파이프부재들 상호간의 용접고정을 위해서는 동일 또는 용접가능한 동일계열의 금속재질로 되어야 하므로 다양한 재질이 조화를 이루는 미감을 창출할 수 없다는 문제점도 지적되고 있었다.

특히, 국내 특허공고 96-9325호 공보에 제시된 예에 의하면 상기 고가의 자재를 저가의 비철금속 또는 합성수지관으로 대체하는 효과를 기대할 수는 있겠지만, 본 예에 따라 패널 구조물을 완성하려면 각 단위부재를 하나씩 연결할 때마다 각각 콘크리트 몰탈을 채워 응고시키고 하는 과정을 반복해야하므로 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 시간이 많이 소요되고 몰탈 충진작업 자체도 원활하지 못하여 제품으로서 실용화되기 어려운 문제가 있는 것이다. 또한 각 단위부재 내부공간 전체에 충진되는 콘크리트 몰탈의 무게에 의해 전체적으로 중량화되어 경량의 구조물을 원하는 장소에는 적용되기 어려운 문제들을 갖는 것이다.

본 고안의 목적은 상기 언급된 제반 문제점들을 일시에 해결하고자 파이프부재들 상호간의 용접을 필요로 하지 않는 합성수지관이나 알루미늄 합금 등의 비철금속관을 사용하여도 훨씬 튼튼하고 내구성이 좋으며 경량화를 달성한 파이프패널 구조물을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 구조 및 그 분해상태를 설명하는 부분절개도.

도 2는 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 조립시공을 설명하기 위한 사시도.

도 3은 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 조립상태의 구조를 보이는 요부발췌 종단면도.

도 4는 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물이 경사지형에 시공된 상태의 정면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기둥용 파이프부재

20 : 난간구조물

30,30' : 난간대용 파이프부재

40 : 난간지지용 파이프부재

50,50' : 내·외측 파이프

60 : 고형충진물

70 : 중공부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 속이 비어 있는 파이프부재들로 이루어지고, 파이프부재들 중 적어도 하나의 파이프부재에 대하여 적어도 하나의 다른 파이프부재가 직각 또는 비스듬한 각도로 접속되는 적어도 하나의 접속개소를 가지는 파이프패널 구조물에 있어서, 상기 각 파이프부재로가 서로 다른 직경으로 동축상에 배치된 내·외측 파이프로 되고, 각 파이프부재의 내·외측 파이프 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽이 채워져 양생된 고형충진물이 구비된 3중벽 파이프패널 구조물을 구성하였다.

본 고안의 바람직한 한 특징은, 상기 접속개소가 일측 각 파이프부재의 외측 파이프에 구멍이 뚫리고 그 구멍으로 다른 파이프부재의 단부가 끼워져 각 파이프부재의 내·외측 파이프의 사이에 형성된 공간이 서로 통하는 형태로 연결되어 있고, 각 파이프부재의 내·외측 파이프 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽이 채워져 상기 접속개소를 통해 단일체로 양생된 고형충진물이 구비된 것을 포함한다.

본 고안의 바람직한 다른 특징으로는, 상기 접속개소가 일측 파이프부재의 외측 파이프를 통해 상기 고형충진물에 매립되는 앵커볼트와 이 앵커볼트에 체결되는 앵글부재를 더 구비하며, 상기 다른 파이프부재가 그 앵글부재에 볼트로 체결고정된 것을 포함하고 있다.

또한, 본 고안에 따른 파이프패널 구조물 내에 채워지는 고형충진물의 속에 철근 또는 금속제 와이어메쉬(wire mesh)을 배근함으로써 고형충진물의 인장강도를 높여줌이 바람직하다.

이하에는 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면중 도 1은 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 구조 및 그 분해상태를 설명하는 부분 절개도이며, 도 2는 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 조립시공을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 조립상태의 구조를 보이는 요부발췌 종단면도이다. 또한, 도 4는 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물이 경사지형에 시공된 상태의 정면도를 보이고 있다.

상기 도면들을 참조하여, 본 고안에 따른 3중벽 파이프패널 구조물의 외관은 좌우에 똑바로 선 기둥용 파이프부재(10) 사이에 난간구조물(20)이 가설고정된 형상이다. 상기 난간구조물(20)은 상기 두 기둥용 파이프부재(10) 사이를 상하측에서 각각 횡으로 연결하는 상하측 난간대용 파이프부재(30,30')와 이 상하측 난간대용 파이프부재(30,30') 사이를 일정간격마다 종으로 연결하는 여러 개의 난간지지용 파이프부재(40)로 이루어진다. 그리고 기둥용 파이프부재(10)에 결합되는 부자재들로서, 각 상단을 마감하도록 씌워지는 마감용 캡(11)과, 각 하단을 마감하도록 씌워지는 동시에 도시하지 않은 바닥구조물에 고정하기 위한 앵커(anchor; 13)를 가지는 금속고정캡(12) 및 기둥용 파이프부재(10)와 난간대용 파이프부재(30)를 연결고정하기 위한 앵커볼트(14)와 앵글부재(15)를 포함한다.

여기서 각 파이프부재들은 속이 비어 있고 단면이 일정하게 연속되는 합성수지관 또는 알루미늄 합금 등의 비철금속관을 사용한 것이며, 서로 다른 직경으로 동축상에 배치된 내·외측 파이프(50,50')로 되어있고 각 파이프부재의 내·외측 파이프(50,50') 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽을 채워 양생시킨 고형충진물(60)을 구비하여 외측 파이프(50'), 고형충진물(60) 그리고 내측 파이프(50)로 이루어지는 3중벽 구조를 갖는 것이다. 이에 따라 각 파이프부재들은 그 중심부가 비어 있는 중공부(70)를 갖는 것이다. 또한, 상기 파이프부재를 기존의 구조용 강관이나 스테인레스관과 같은 금속관을 사용할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 파이프패널 구조물의 조립과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2를 참조하여, 각 파이프부재들은 서로 다른 직경을 갖는 두 개의 파이프를 동축상에 배치하여 준비한다. 이때, 직경이 큰 외측 파이프(50') 내에 직경이 작은 내측 파이프(50)를 삽입하여 동축상에 이격된 채 유지되도록 하기 위하여 내측 파이프(50)의 양단부에 통상의 핀과 같은 스페이서(41)를 사용한다.

먼저, 난간구조물의 제작을 설명하면 다음과 같다. 상하측 난간대용 파이프부재(30,30')의 외측 파이프(50')에는 난간지지용 파이프부재(40)의 직경에 꼭맞는 구멍을 뚫어 놓고, 이 구멍에 난간지지용 파이프부재(40)의 단부를 끼우는 식으로 차례대로 연결한 후, 외부와 통하는 파이프부재의 단부를 모두 봉하고 한군데만 열어 이곳으로 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽을 충진하고 일체로 양생시킨다. 이때, 각 파이프부재들의 내·외측 파이프(50'50') 사이에 형성된 공간으로 충진되는 충진물이 그 접속개소에서 서로 잘 통하도록 난간지지용 파이프부재(40)들의 외측 파이프 양단부의 일부를 절개한 복수의 충진홈(42)을 형성하여줌이 바람직하다.

즉, 파이프부재 내로 충진 및 양생된 고형충진물(60)은 그 접속개소를 통해 내·외측 파이프 사이에만 충진되므로 내측 파이프 안쪽에 중공부(70)가 형성되는 것이다. 이에 따라, 단일체로 형성된 고형충진물(70)에 의하여 각 파이프부재들이 분리될 염려가 없으며, 파이프부재 내부를 충진물로 채우는데서 기인하는 중량화가 경감되고, 특히 고형충진물(70) 내부에 철근이나 와이어메쉬(도시하지 않음)를 삽입 양생시킴으로써 높은 강도와 내구성을 보유하여 파이프패널 구조물의 안전성을 높여준다.

상기와 같이하여 일체로 양생된 난간구조물(20)은 후술하는 기둥용 파이프부재(10)들 사이에 가설되어 조립고정시키기 위한 구조로서 난간대용 파이프부재의 양단에 볼팅구멍(31,31')을 갖는다.

다음으로, 기둥용 파이프부재(10)의 제작을 설명하면 다음과 같다. 도 1의 좌측에는 기둥용 파이프부재(10)에 충진물을 채우기 전의 분해상태가, 우측에는 고형충진물이 충진되어 일체로 양생된 상태가 종단면으로 나타나있다.

기둥용 파이프부재(10)의 하단은 앵커(13)가 일체로 붙어 있는 금속고정캡(12)으로 봉합되며, 기둥용 파이프부재(10) 일측의 접속개소에서 내·외측 파이프에 구멍을 뚫어 앵커볼트(14)를 매립하고 상단에서 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽을 충진하여 일체로 양생시킨 후 별도로 제작된 캡(11)으로 상단을 봉합하여 완성한다. 이때, 기둥용 파이프부재(10)의 하단에서 내측으로 진입되어진 상기 앵커(13)가 충진물과 일체로 양생되도록 내측 파이프(50)의 길이를 외측파이프(50')의 길이보다 짧게 하고 그 하단을 통상의 마개(16)를 사용하여 봉해주었다.

상기 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽을 충진하는 과정에 있어서, 충진물이 각 파이프부재의 내·외측 파이프들 사이에서 공간부를 남김없이 채워질 수 있도록 도시하지 않은 통상의 진동기를 이용 조립된 상태의 파이프패널 구조물을 진동시키면서 충진하는 것이다.

이렇게 조립 및 양생과정을 마친 기둥용 파이프부재(10) 및 난간구조물(20)은 시공장소로 운반되어, 먼저 기둥용 파이프부재(10)들을 일정간격으로 이격되게 설치하고, 앵커볼트(14)에 앵글부재(15)의 일측을 너트로 체결고정하며, 이 앵글부재의 타측에 난간구조물(20)의 난간대용 파이프부재(30,30') 단부가 얹혀지도록 하여 앵글부재(15)의 아래쪽에서 볼트로 체결하는 식으로 차례대로 시공한다.

상기 앵글부재(15)에 형성된 장공(17)은 시공시 오차에 의한 변위에 대응될 수 있게 하기 위한 것이다.

그리고, 앵글부재(15)에 얹혀지는 난간대용 파이프부재(30,30')의 양단부분에 대하여 외측 파이프의 하측을 가압하여 안쪽으로 함몰시킨 것은 앵글부재(15)의 아래쪽에서 체결되는 너트가 밖으로 두드러져 보이지 않고 외관상 보기 좋게 하기 위함이다.

본 실시예는 기둥용 파이프부재(10)와 난간구조물(20)을 각각 제작함으로써, 시공환경에 적극적으로 대응할 수 있게 함이 목적이나(이것에 관한 일례가 도 4에 나타나 있음), 경우에 따라서는 상기 기둥용 파이프의 접속개소에서 외측파이프에 구멍을 뚫고 이 구멍으로 난간대용 파이프부재를 직접 연통시켜 전체를 일체로 형성해도 좋다.

즉, 본 고안은 도면에 예시된 형태뿐 아니라 다양한 형태의 파이프패널 구조물에도 적용가능한 것이다.

이상과 같은 본 고안에 의하면, 중공부를 갖는 3중벽 파이프부재의 구조에 의하여 우수한 강도 및 내구성을 보유함과 동시에 경량화가 달성되어 시공조건에 따른 제약을 대폭 개선함으로서 광범위한 실시가 가능하게 되었다.

이를 구체적으로 살펴보면, 용접시공을 하지 않아도 되므로 그 시공이 매우 용이할 뿐만 아니라 용접시공을 배제함으로써 인건비 등을 절감할 수 있는 효과??를 갖는다.

또한, 기존의 구조용 강관이나 스테인레스관을 사용할 경우 그 두께를 대폭 줄일 수 있는가 하면, 저렴한 합성수지관이나 비철금속관을 사용할 수 있으므로 자재비를 획기적으로 줄일 수 있어 경제적인 효과가 큰 것이다.

뿐만 아니라, 상호 연결되는 파이프부재의 재질이 서로 달라도 되므로 그 합성수지나 비철금속관 등의 재질이 갖는 독특한 미감 및 질감과 함께 다른 재질이 조화를 이루도록 하여 더욱 다양한 디자인 창출에 유리한 것이다.

Claims (4)

1. 속이 비어 있는 파이프부재들로 이루어지고, 파이프부재들 중 적어도 하나의 파이프부재에 대하여 적어도 하나의 다른 파이프부재가 직각 또는 비스듬한 각도로 접속되는 적어도 하나의 접속개소를 가지는 파이프패널 구조물에 있어서,

   상기 각 파이프부재로가 서로 다른 직경으로 동축상에 배치된 내·외측 파이프로 되고, 각 파이프부재의 내·외측 파이프 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽이 채워져 양생된 고형충진물이 구비된 것을 특징으로 하는 3중벽 파이프패널 구조물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접속개소가 일측 각 파이프부재의 외측 파이프에 구멍이 뚫리고 그 구멍으로 다른 파이프부재의 단부가 끼워져 각 파이프부재의 내·외측 파이프의 사이에 형성된 공간이 서로 통하는 형태로 연결되어 있고, 각 파이프부재의 내·외측 파이프 사이에 몰탈 또는 고강력 시멘트 반죽이 채워져 상기 접속개소를 통해 단일체로 양생된 고형충진물이 구비된 것을 포함하는 3중벽 파이프패널 구조물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 접속개소가 일측 파이프부재의 외측 파이프를 통해 상기 고형충진물에 매립되는 앵커볼트와 이 앵커볼트에 체결되는 앵글부재를 더 구비하며, 상기 다른 파이프부재가 그 앵글부재에 볼트로 체결고정된 것을 포함하는 3중벽 파이프패널 구조물.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고형충진물의 인장강도를 높이기 위하여 상기 각 파이프부재의 고형충진물 내에 배근된 철근을 포함하는 3중벽 파이프패널 구조물.