KR200450013Y1 - 석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조 - Google Patents

석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조 Download PDF

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KR200450013Y1 KR2020100003718U KR20100003718U KR200450013Y1 KR 200450013 Y1 KR200450013 Y1 KR 200450013Y1 KR 2020100003718 U KR2020100003718 U KR 2020100003718U KR 20100003718 U KR20100003718 U KR 20100003718U KR 200450013 Y1 KR200450013 Y1 KR 200450013Y1
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Abstract

본 고안은 석재 외장재를 건축물 외벽에 고정하기 위하여 종래 세라믹 외장재의 고정구를 개량하여, 강도가 강한 대신에 중량이 무거운 석재 외장재의 고정에 사용하기 위한 고정유닛에 관한 것으로, 본 고안은 건축물 외벽에 석재 외장재를 고정하기 위한 고정 유닛에 있어서, 스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와; 상기 몸체 상단 일부가 후방 및 하방으로 절곡되어 'ㄱ'자 형태를 형성하는 끼움편과; 상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고 상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고: 상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 고안에 의하면, 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공하여 시공 강도의 균일성을 보장하되, 자중이 무거운 석재 외장재에 적합하도록 강도가 보강된 고정구를 제공하는 장점이 있다.

Description

석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조 {Fixing unit for exterior stone material and a fixing structure of exterior stone material using thereof}
본 고안은 석재 외장재를 건축물 외벽에 고정하기 위한 고정 유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 세라믹 외장재의 고정구를 개량하여, 강도가 강한 대신에 중량이 무거운 석재 외장재의 고정에 사용하기 위한 고정유닛에 관한 것이다.
건축물의 외벽을 마감하기 위한 마감재는 재질에 따라 다양한 부재가 사용된다. 건축 마감재의 종류를 살펴보면, 크게 알루미늄, 스테인레스 또는 스틸 등으로 형성되는 금속 외장재 / 세라믹 소성 가공에 의해 형성되며, 대형 및 다량 생산 가능하며 경량이어서 널리 사용되는 세라믹 외장재 / 외관이 미려하고 다량의 생산이 가능한 유리 외장재 그리고 강도가 높고 외관이 뛰어나 널리 이용되나 자중이 무거워 시공이 용이하지 않은 석재 외장재 등이 있다.
이 중, 세라믹 외장재 및 석재 외장재의 특성을 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 일반적인 세라믹 외장재의 특성을 살펴보면,
30×30×30 mm 표준시험체를 KS F 2530 표준시험법으로 압축강도를 측정한 결과 자기질 환원 세라믹의 경우 평균 11.76 (N/mm2, MPa)의 압축강도를 보였고, 석기질 세라믹의 경우 평균 5.9 (N/mm2, MPa)의 압축강도를 보였다.
한편, 이들의 단위 중량은 자기질 환원 세라믹 및 석기질 세라믹의 경우 유사하게 1444 Kg/m3 정도를 보였으며, 따라서 비중으로 표시하면 약 1.4 정도의 비중 값을 갖는다.
반면에, 석재 외장재의 경우,
KS F 2530 표준시험법에 의해 압축강도를 실험하였으며, 표준 시험체(30×30×30mm)를 48시간 동안 20±2℃의 수조안에 침수시킨　후 바로 헝겊으로 닦아 표건상태의 시험체를 98N/s의 속도로 재하하여 압축강도를 측정하였다.
압축강도 시험결과, 3개 시험체의 평균이 110.6(N/mm2, MPa)으로 나타났다.
석재의 압축강도 시험 결과
구분 압축강도(N/mm2)
시험체 1 116.1
시험체 2 105.8
시험체 3 109.8
평 균 110.6
한편, 도 1은 외장재의 압축강도 시험 모습을 촬영한 것이다.
그리고, 상기 석재 외장재의 단위 중량의 경우에는, 완전 건조 상태와 표면 건조상태에 따라 다소 다른 값을 보이는데, 시험결과, [표-2]와 같이 양자의 차이는 크지 않으며, 비중이 평군 2.60으로 나타났다.
석재의 비중 시험결과
구분 시험체 질량(g) 비중
절건질량(g) 표건질량(g) 수중질량(g)
시
험
체		 No.1 419.8 421.0 259.5 2.60
No.1 430.6 439.9 271.1 2.60
평 균 - - - 2.60
살핀 바와 같이, 세라믹재와 석재는 재료의 물성이 틀려 각각 다른 특성을 갖는 건축 외장재로 사용된다.
즉, 세라믹재의 경우 가볍기 때문에 시공이 용이하나, 부재의 강도가 약하여 건축물 외벽에 밀착하여 고정구를 이용하여 부착시키는 방법으로 시공하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.
이와 같은 세라믹재의 고정을 위한 고정구에 대한 다양한 제품이 개발되어 사용되고 있는데, 도 2에는 그 일 예로 국내 특허 공개 2006-0102269호에 개시된 고정구의 구조가 도시되어 있고, 도 3에는 상기 고정구가 건축물 외벽에 설지되는 모습이 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 세라믹 외장재의 고정을 위한 고정구(10)는 그 좌우의 측부에, 고정시에 외벽판 이면에 접촉되는 좌측 지지부(12L) 및 우측 지지부(12R)가 설치되어 있다. 또한, 좌측 및 우측 지지부(12L, 12R)의 사이에 있는 중간 영역에는, 위쪽으로부터 아래쪽에 걸쳐, 구체측(軀體側)에 대한 고정부가 되는 기판부(11)와, 고정시에 외벽판 이면에 접촉되는 중앙 지지부(12C)와, 고정시에 외벽판의 상하단에 결합되는 결합부(21)와, 고정시에 외벽판 이면에 접촉되는 하측 지지부(12U)가 설치되어 있다.
한편, 상기 결합부(21)는 외벽판(외장재)(40)의 하단을 지지하는 상승부(22)와 상기 외벽판(40)의 상단을 지지하는 하강부(23)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 상승부(22)와 하강부(23) 사이에는 이들 사이의 근원 부근까지 노치(24a)가 뚫려 형성된다. 상기 노치(24a)는 외벽판(40)을 결합 고정시키는 결합부의 강성을 가급적으로 저감시킬 수 있다. 결합부의 강성을 저감시킴으로써, 외벽판이 그 배면측으로부터 풍압을 받았을 때에, 고정 금구에 결합된 하위의 외벽판의 큰 부하가 작용하여 파손되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 외벽판(40)으로서는, 소성기재의 외벽판이 적용되고, 소성 기재(基材)로 이루어지는 외벽판으로서는, 예를 들면 타일 부착 외벽 등의 도판(陶板)이 적용된다.
한편, 도 4에는 종래의 석재 외장재를 건축물 외벽에 고정하기 위한 고정구조가 도시되어 있다. 이에 도시된 바와 같이, 고정구(10)는 기판부(11)에 형성한 비스 구멍을 이용하여, 구조 구체(1)에 방수지(P) 및 몸통 가장자리(2)를 개재하여 비스(3)에 의해서 고정된다. 이때, 하위에 위치하는 아래 외벽판(40A)의 상단 가장자리의 실부(44)에, 고정 금구(10)의 결합부(21)가 외측 결합하도록 하여 위치 결정하고, 그 상태로 비스 구멍을 이용하여 고정한다. 또한, 아래 외벽판(40A)의 상단 가장자리의 실부(44)의 근원 부근에는 누수방지를 위해 코킹재(4)가 미리 타설되어 있다.
소정 개수의 고정 금구(10)를 동일하게 하여 수평방향으로 소정 간격으로 고정한 후, 상위에 위치하는 상측 외벽판(40B)을, 그 하단 가장자리의 실부(42)가 고정 금구(10)의 결합부(22)의 부분에 내측 결합하도록 하여, 필요 매수 가로방향으로 배치한다. 이렇게 하여 배치한 상측 외벽판(40B)을 하측 외벽판으로 하고, 또한 그 상단 가장자리의 실부(44)에 상기와 마찬가지로 하여 고정 금구(10)를 장착시킨 후, 비스 고정한다. 이하, 필요한 단수만큼 같은 공정을 반복함으로써, 외벽 시공 구조는 완성된다.
한편, 석재 외장재의 경우, 외장재 자체의 강도가 강하여 세라믹 외장재와 같이 외장재 자체의 파괴 위험성이 없고, 또한 외장재 자체의 자중이 무거워 시공의 편의상 도 4에 도시된 바와 같은 방법으로 건축물의 외벽에 시공되어 왔다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 건축물 외벽(50)으로부터 전방으로 지지대(60)가 소정의 길이로 돌출되고, 상기 지지대(60)에는 끼움돌기(62)가 수직방향으로 형성된다.
그리고 상기 외장재(70)의 상하단 측면에는 상기 끼움돌기962)가 삽입될 끼움홈(72)이 천공되어, 상기 끼움홈(72)에 상기 끼움돌기(62)를 끼워넣어 상기 외장재(70)를 고정한다. 따라서 상기 석재 외장재(70)가 상기 건물 외벽으로부터 이격 되어 고정되고, 무서운 석재 외장재를 설치하는 것이 용이하여 시공성이 개선된다.
그러나 종래 석재 외장재의 시공방법에 있어서, 상기 끼움홈(72)의 천공은 현장에서 상기 끼움돌기(62)의 위치에 따라 직접 수행되고, 끼워 넣는 공정의 시공성을 고려하여 일반적으로 상기 끼움돌기(62)의 직경 보다 크게 천공된다.
한편, 상기 천공 과정에서 상기 끼움홈(72)이 상기 석재 외장재 측면의 중앙에 정확히 천공되지 않고 일 측으로 치우쳐 천공되는 일이 빈번히 발생한다. 이러한 작업자의 미숙은 외장재의 국부에 집중된 응력 발생을 초래할 수 있고, 예상되지 않은 국부 파괴 등이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 시공의 편의성과 통일화된 안정성을 확보하기 위하여, 출원인은 고정구를 이용하여 석재 외장재를 고정하기 위한 방법을 연구하였다.
먼저, 종래 세라믹재 외장재를 고정하기 위한 고정구 및 이의 고정구조를 석재 외장재에 동일하게 적용할 경우 다음과 같은 문제점이 발생하였다.
즉, 일반적으로 사용되는 SUS 304 재질의 고정구의 인장시험 결과는 평균 500N으로 나타난 반면, 석재의 휨강도 시험결과는 평균 8N/mm2 으로 나타났다.
따라서, 대략적으로 높이가 125mmm 이하의 석재를 이용할 경우 석재의 휨파괴가 먼저 발생하지만, 125mmm 이상의 석재를 이용할 경우, 고정구의 인장파괴가 먼저 발생한다(물론, 슬라브 구조에 대한 2차원 해석을 수행하여야 석재의 파괴 하중이 계산되나, 1차원의 보로 단순화하여 대략적인 값을 비교하였다).
일반적으로 사용되는 석재 외장재는 600×1200 mmm 이상 크기의 부재가 사용되므로, 세라믹 외장재에 사용되는 고정구를 석재 외장재에 사용할 경우, 고정구의 인장 파괴에 의해 외장재의 파괴가 발생하게 된다.
이는, 세라믹 외장재의 경우, 외장재의 강도가 약하여 고정구의 인장 파괴 이전에 외장재의 파괴가 발생되므로, 파괴 강도를 산출함에 있어 고정구의 강도가 문제되지 않는다. 도 2에 도시된 종래 고정구에서, 강도가 약한 세라믹 외장재의 국부 파괴를 방지하기 위하여 고정구에 노치(240a)를 형성하는 이유이기도 하다.
물론, 석재 외장재에 고정구를 사용하는 경우 고정구를 고강도 재질의 금속을 사용하여 고정구의 강성을 높이는 것도 가능하나, 이는 고정구의 생산 단가 측면에서 바람직하지 못하다.
도 5a 내지 도 5e는 도 2에 도시된 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공한 경우의 파괴실험 동영상 중 일부 화면을 캡쳐하여 도시한 것이다.
이에 도시된 실험은 부압(외장재와 건축물 외벽 사이에 스며든 바람에 의해 외장재가 배면으로부터 전면으로 풍압을 받는 경우)에 의해 파괴되는 것을 실험한 것으로, 일반적으로 건축물 외장재의 경우, 정압보다는 부압에 취약하기 때문이다.
이에 도시된 바와 같이, 종래 세라믹 외장재에 사용되는 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공한 경우, 파괴시 석재는 파괴되지 않고 고정구의 인장 파괴에 의해 석재 외장재가 날아가는 것을 볼 수 있다.
즉, 최초의 파괴부분은 우측 중앙 3장의 외장재에서 발생되는 것을 볼 수 있고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 위 3장의 석재 외장재는 파괴가 발생되지 않은 것을 볼 수 있다.
물론, 도 5d 및 도 5e 에서는 석재 외장재의 일부가 파괴된 모습이 보이나, 이는 파괴시의 충격 및 2차 충돌에 의해 발생된 것이다.
이러한 부압에 의한 외장재의 파괴 위험성을 감소시키기 위하여 세라믹 외장재의 경우 건축물 외벽에 외장재를 밀착시켜 시공하는 시공구조를 적용하고 있으나, 석재의 경우 부재의 자중이 무거워 건축물 외벽에 석재를 밀착시켜 시공하는 것이 불가능하여, 시공성을 향상시킨 별도의 시공구조를 필요로 하였다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공하여 시공 강도의 균일성을 보장하되, 석재 외장재에 적합한 고정구의 구조(형태)를 제공하여, 동일한 재질을 사용함에도 석재외장재에 필요한 강도를 구현하는 석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 석재 외장재의 시공을 용이하게 하기 위하여 석재 외장재를 건축물 외벽으로부터 소정의 거리로 이격시키는 브래킷을 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 건축물 외벽에 석재 외장재를 고정하기 위한 고정 유닛에 있어서, 스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와; 상기 몸체 상단 일부가 후방 및 하방으로 절곡되어 'ㄱ'자 형태를 형성하는 끼움편과; 상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고 상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고: 상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구를 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛을 포함한다.
이때, 본 고안에 의한 석재 외장용 고정유닛은 상기 고정구를 결합하기 위한 연결브래킷과; 상기 연결브래킷에 결합되는 고정브래킷; 그리고 건축물 외벽에 삽입되고, 상기 고정브래킷과 결합하여 상기 고정브래킷을 건축물 외벽에 고정시키는 지지앵커를 더 포함하여 구성되고: 상기 연결브래킷은, 'ㄱ'자 형태의 형성되고; 전면에 상기 고정구의 나사공에 대응하는 관통공이 형성되며; 저면에는 상기 고정브래킷과 결합하기 위한 연결공이 형성되고: 상기 고정브래킷은, 'ㄱ' 형태로 형성되고; 상면에 상기 연결공과 대응하는 형태로 고정공이 형성되며; 배면에는 상기 지지앵커와 결합하기 위한 앵커공이 형성될 수도 있다.
또한, 상기 연결공 및 상기 고정공은 각각 종방향으로 형성되어, 상기 연결공 및 상기 고정공을 결합하는 고정볼트 및 고정너트의 위치를 이동시킴에 의해 상기 연결브래킷 전면에 구비된 상기 고정구의 전방 돌출 위치를 변화시킬 수도 있다.
그리고, 상기 앵커공은 종방향으로 형성되어, 상기 지지앵커 선단의 앵커볼트)의 결합위치를 이동시킴에 의해 상기 고정브래킷의 수직위치를 변화시킬 수도 있다.
또한, 본 고안은 건축물 외벽에 석재 외장재를 고정하기 위한 고정 유닛에 있어서, 스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와; 상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고 상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고: 상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구를 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛을 포함한다.
그리고, 본 고안은 상기 고정구를 결합하기 위한 장방형의 목모지지판과; 일 단이 상기 목모지지판에 결합되고 타 단은 건축물 외벽에 매립되는 지지앵커를 더 포함하여 구성되고; 상기 고정구는 나사공을 관통하는 고정나사에 의해 상기 목모 지지판에 결합되며; 상기 목모 지지판은 고정리벳에 의해 상기 지지앵커 선단에 고정될 수도 있다.
또한, 상기 지지앵커는, 상기 지지앵커 내부의 볼트와 나사결합되는 조절볼트를 포함하여 구성되고; 상기 조절볼트를 조절하여 건물 외벽으로부터 상기 목모지지판의 이격 거리가 조절될 수도 있다.
여기서, 상기 상부지지편의 길이의 합은 상기 하부지지편의 길이의 합과 동일하게 형성될 수도 있다.
그리고 상기 완곡부는, 상부지지편의 길이(L)에 대한 상기 상부지지편의 중심선과 상기 완곡부 단부와의 이격 거리(D)의 비가 0.25 이하가 되도록 형성될 수도 있다.
한편, 본 고안은, 건축물 하부 외벽에는, 스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와; 상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고 상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고: 상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구와: 상기 고정구를 결합하기 위한 장방형의 목모지지판: 그리고 일 단이 상기 목모지지판에 결합되고 타 단은 건축물 외벽에 매립되는 지지앵커를 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛으로 석재 외장재가 고정되고, 건축물 상부 외벽에는, 스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와; 상기 몸체 상단 일부가 후방 및 하방으로 절곡되어 'ㄱ'자 형태를 형성하는 끼움편과; 상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고 상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고: 상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구와: 상기 고정구를 결합하기 위한 연결브래킷과; 상기 연결브래킷에 결합되는 고정브래킷; 그리고 건축물 외벽에 삽입되고, 상기 고정브래킷과 결합하여 상기 고정브래킷을 건축물 외벽에 고정시키는 지지앵커를 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛으로 석재 외장재가 고정되는 석재 외장재의 고정구조를 포함한다.
위에서 살핀 바와 같은 본 고안에 의한 석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공하여 시공 강도의 균일성을 보장하되, 자중이 무거운 석재 외장재에 적합하도록 강도가 보강된 고정구를 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 고안에서는 강도가 보강된 고정구를 이용하여 석재 외장재를 고정하면서도, 건축물 외벽으로부터 소정의 거리로 이격시키는 브래킷을 이용하여 시공하므로 작업이 용이하여 시공성이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 외장재의 압축강도 시험하 장면을 촬영한 도면.
도 2는 세라믹 외장재에 사용되는 종래 고정구의 구조를 도시한 사시도.
도 3은 종래 고정구가 건축물 외벽에 설지된 모습을 도시한 부분 절개도.
도 4는 종래의 석재 외장재를 건축물 외벽에 고정하기 위한 고정구조가 도시된 사시도.
도 5a 내지 도 5e는 세라믹 외장재에 사용되는 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공한 경우의 파괴실험 동영상 중 일부 화면을 순차적으로 캡쳐한 도면.
도 6은 본 고안에 의한 고정구의 구체적인 실시예를 도시한 사시도.
도 7은 본 고안에 의한 고정유닛에 결합되는 석재 외장재를 도시한 단면도.
도 8은 본 고안에 의한 고정구의 완곡부를 도시한 상세도.
도 9a 내지 9d는 본 고안에 의한 석재 외장재가 부압에 의해 파괴시 고정구의 파괴 형상을 순차적으로 도시한 예시도.
도 10은 본 고안에 의한 고정유닛을 구성하는 브래킷 및 앵커를 도시한 사시도.
도 11은 본 고안의 구체적인 실시예에 의한 고정유닛이 결합된 모습을 도시한 측면도.
도 12는 본 고안에 의한 고정구의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 13은 본 고안의 다른 실시예에 의한 고정유닛이 결합된 모습을 도시한 측면도.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 석재 외장재용 고정유닛 및 이를 이용한 석재 외장재의 고정구조의 각 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 고안에 의한 고정구의 구체적인 실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 고안에 의한 고정유닛에 결합되는 석재 외장재를 도시한 단면도이며, 도 8은 본 고안에 의한 고정구의 완곡부를 도시한 상세도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 구체적인 실시예에 의한 고정구는 전술한 바와 같이 내 부식성이 양호하고, 생산 단가가 비교적 저렴한 SUS 304의 스테인레스 강재로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 고정구(100)는 한 장의 판재를 절곡하여 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 고정구(100)의 몸체(110)에는 테두리를 따라 곡선형으로 굴곡지게 형성된 굴곡부(120)가 형성된다.
상기 굴곡부(120)는 상기 굴곡부(120)의 종 방향에 대한 상기 고정구(100)의 휨 강성을 증가시키기 위한 것으로, 상기 고정구(100)의 종 방향 및 횡 방향에 대한 강성을 모두 증가시키기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 고정구(100) 몸체(110)의 상부 및 양 측면의 테두리를 따라 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 몸체(110)의 하단은 상기 굴곡부(120)를 제외한 부분이 상기 고정구(100)의 전방으로 수직으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 양 측면이 상방으로 절곡되어 상부지지편(130)을 형성하고, 중간 부분이 하방으로 절곡되어 하부지지편(140)을 형성한다.
상기 상부지지편(130)은 후술할 석재 외장재(200)의 하단부가 끼워지는 부분이고, 상기 하부지지편(140)은 상기 석재 외장재(200)의 상단부가 끼워지는 부분이다. 그리고 양 측의 상기 상부지지편(130)의 길이의 합은 상기 하부지지편(140)의 길이와 동일하게 형성된다. 이는 상기 석재 외장재(200)의 상부와 하부가 동일한 지지력에 의해 지지 되도록 하기 위함이다.
또한, 상기 상부지지편(130)과 하부지지편(140)은 상기 몸체(110)로부터 1차 절곡된 면에 대하여 수직(상기 몸체(110)와 평행) 또는 수직에 가까운 각으로 절곡되어 형성된다. 다만, 상기 상부지지편(130) 및 하부지지편(140)이 상기 몸체(110) 쪽으로 수직을 넘어 예각이 형성되도록 하면, 상기 석재 외장재(200)를 삽입하는 시공이 어려워지므로, 시공성을 고려하여 수직 이하로 절곡되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 상부지지편(130)의 외측 모서리부분에는 상기 모서리가 상기 몸체(110) 내측 방향으로 구부러진 완곡부(150)가 형성된다.
상기 완곡부(150)는 상기 상부지지편(130)의 강도를 증가시켜 전체적으로 상기 고정구(100)가 상기 석재 외장재(200)를 지지하는 지지력을 증가시키는 부분이다. 따라서, 상기 완곡부(150)는 도시된 바와 같이 상기 상부지지편(130)의 외측 모서리에만 형성될 수도 있고, 상기 상부지지편(130)의 양측 모서리 모두에 형성될 수도 있으며, 상기 상부지지편(130) 및 하부지지편(140) 모두에 형성될 수도 있다.
상기 완곡부(150)의 구성에 대하여는 도 8을 설명함에 있어 상세히 살펴보도록 한다.
또한, 상기 고정구(100)의 몸체(110)에는 상기 고정구(100)를 후술할 연결브래킷(300)에 고정하기 위한 나사공(160)이 형성되고, 상기 몸체(110)의 상단에는 상기 고정구(100)를 상기 연결브래킷(300)에 안착시키기 위한 끼움편(170)이 형성된다.
상기 끼움편(170)은 상기 연결브래킷(300)의 상단부에 상기 고정구(100)를 걸도록, 상기 몸체(110)의 상단 일부가 상기 몸체(110)의 배면 쪽으로 절곡되어 형성된다.
한편, 상기 석재 외장재(200)는 전술한 바와 같은 다수개의 고정구(100)에 결합되어 고정되는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 석재 외장재(200)의 상 하단이 대칭을 이루어 구비되는 상기 고정구(100)에 끼워져 건물 외벽(600)에 고정된다.
상기 석재 외장재(200)의 테두리 부분은 상기 고정구(100)의 상부지지편(130)과 하부지지편(140)에 결합 될 수 있도록, 상단에는 상단 내측으로 요입된 상단고정홈(210)이 형성되고, 하단에는 하단 내측으로 요입된 하단고정홈(220)이 형성된다.
또한, 상기 상단고정홈(210) 전방에는 외측 하방으로 경사진 상단경사면(212)이 형성되고, 상기 하단고정홈(220) 전방에는 상기 상단 경사면(212)에 대응하는 하단경사면(222)이 형성된다.
따라서, 상기 석재 와장재(200)들이 결합되는 경우, 외부의 빗물 또는 이물질이 외장재들의 결합부분을 통해 외장재 내측으로 침투하지 못하고 아래로 흘러내려 가는 구조를 갖는다(도 11 참조).
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 완곡부(150)의 형태를 상세히 설명하면, 상기 완곡부(150)는 상기 상부지지편(130) 또는 하부지지편(140)의 모서리 부분이 내측으로 꺾여 형성된다. 이때, 평면도로 도시한 바를 기준으로 전체 상부지지편(130)의 길이를 'L'이라 하고, 상기 상부지지편(130)의 중심선과 상기 완곡부(150) 단부와의 이격 거리를 'D'라고 하는 경우 D/L은 0.25를 넘지 않도록 상기 완곡부(150)가 형성되는 것이 바람직하다.
이는 상기 고정구(100)가 부압에 의해 파괴되는 경우 바람직한 파괴형상으로 파괴되는 것을 유도하기 위한 것으로, 이하 도 9a 내지 도 9c 를 참조하여 상기 상부지지편의 바람직한 파괴형태를 설명한 이후에 상세히 설명하도록 한다.
도 9a 내지 도 9d에는 본 고안에 의한 고정구 중 상부지지편이 부압에 의해 파괴되는 형태가 도시되어 있다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 석재 외장재(200)가 상기 상부지지편(130)에 끼워진 상태에서 상기 석재 외장재(200)가 하중을 받지 않는 경우, 상기 완곡부(150)는 상기 고정구(100)의 내측으로 편향되어 있음을 알 수 있다.
그러나, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 석재 외장재(200)에 하중(등 분포 하중, w)이 작용하면, 상기 완곡부(150)가 펴지면서 상기 상부지지편(130)과 수평을 이룬다.
그리고 상기 석재 외장재(200)에 하중이 증가하면, 도 9c에 도시된 바와 같이 상부지지편(130) 전체가 상기 고정구(100)의 외측방향으로 휘어지고 종국에는 상기 석재 외장재(200)가 상기 상부지지편(130)으로부터 이탈하여 파괴가 발생 된다.
이때, 상기 석재 외장재(200)가 파괴(이탈)되는 경우 상기 상부지지편(130)에는 충격이 발생되고, 도 9d에 도시한 바와 같이, 비교적 취약부분인 상기 상부지지편(130)의 모서리부분이 상기 고정구(100) 외측 방향으로 휘어지는 파괴형상을 나타낸다.
따라서, 상기 완곡부(150)는 상기 완곡부(150)가 변형을 하는 동안 상기 석재 외장재(200)에 가해지는 하중을 부담하여, 상기 고정구(100)의 파괴하중을 증가시키게 된다. 물론, 상기 완곡부(150)의 구성은 상기 완곡부(150)가 접촉하는 외장재(200) 부분에 부분적인 응력집중을 발생시키나 강도가 강한 석재 외장재(200)에서는 이에 의해 발생되는 응력집중은 문제되지 않는다.
한편, 상기 완곡부의 경사도에 따른 다수의 실험결과, 상기 완곡부의 경사가 과도하게 형성되는 경우에는, 전술한 바와 다른 파괴형상을 보인다. 즉, 상기 석재 외장재(200)에 하중이 가해지는 경우 상기 완곡부(150)가 복원되지 않고 상기 고정구(100) 내측으로 휘어진 상태를 유지한 상태로 상기 상부지지편(130) 전체가 휘어져 파괴가 일어나는 결과를 가져온다.
실험결과 SUS 304 스테인레스 강판을 이용하는 경우, 전술한 'D/L' 이 0.25 이하로 설정되는 경우에, 도 9a 내지 도 9d 와 같은 바람직한 파괴 형상을 보였다.
한편, 도 10에는 본 고안에 의한 고정유닛을 구성하는 브래킷 및 앵커가 사시도로 도시되어 있다.
이에 도시한 바와 같이 본 고안에 의한 석재 외장재용 고정유닛의 구체적인 실시예는 전술한 바와 같은 고정구(100)와 상기 고정구(100)를 건축물 외벽(600)에 부착시키기 위한 연결브래킷(300), 고정브래킷(400) 그리고 지지앵커(500)를 포함하여 구성된다.
상기 연결브래킷(300)은 도 10에 도시된 바와 같이, 'L' 형의 판형 강재로 형성되고, 바람직하게는 아연도금 스틸 부재가 사용된다.
상기 연결브래킷(300)의 전면에는 상기 고정구(100)의 나사공(160)과 연통하여 상기 고정구(100)가 나사결합되는 관통공(310)이 상기 나사공(160)에 대응하여 형성된다. 그리고 상기 연결브래킷(300)의 저면에는 후술할 고정브래킷(400)과 결합하기 위한 연결공(320)이 종방향으로 형성된다.
상기 연결브래킷(300)의 하부에는 상기 연결브래킷(300)이 안착될 수 있는 고정브래킷(400)이 구비된다. 상기 고정브래킷(400)은 도시된 바와 같이, 'ㄱ' 형의 판형 강재로 형성되고, 바람직하게는 아연도금 스틸 부재가 사용된다.
상기 고정브래킷(400)의 상면에는 상기 연결공(320)과 연통하여 대응하는 형태로 고정공(410)이 형성된다. 그리고 상기 연결브래킷(300)과 상기 고정브래킷(400)은 상기 연결공(320)과 고정공(410)을 관통하는 고정볼트(420)와 고정너트(430)에 의해 서로 결합된다.
이때, 상기 고정볼트(420)의 위치[상기 연결공(320)과 고정공(410) 내에서의 상대적인 위치]를 이동시켜 상기 연결브래킷(300) 전면에 구비된 상기 고정구(100)의 전방 돌출 위치를 변화시킬 수 있다.
한편, 상기 고정브래킷(400)의 배면에는 후술할 지지앵커(500)의 앵커볼트(510)가 관통할 수 있는 앵커공(440)이 종방향으로 형성된다.
그리고 상기 고정브래킷(400)은 건축물 외벽(600)에 매립되어 지지력을 발생시키는 지지앵커(500)에 의해 건축물 외벽(600)에 고정되는데, 구체적으로는 도시된 바와 같이 상기 지지앵커(500)의 앵커볼트(510)가 상기 앵커공(440)을 관통하여 앵커너트(520)와 결합하여 상기 고정브래킷(400)이 상기 지지앵커(500)에 결합된다.
이때에도 상기 앵커볼트(510)의 결합위치를 이동하여 상기 고정브래킷(400)의 수직위치를 변화시킬 수 있다.
도 11에는 본 고안에 의한 고정유닛의 구체적인 실시예가 결합된 모습이 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 건축물 외벽(600)에 지지앵커(500)가 매립되어 고정되고, 상기 지지앵커(500)에 상기 고정브래킷(400)이 결합되며, 상기 고정브래킷(400)에 연결브래킷(300)이 결합된다.
그리고 상기 연결브래킷(300) 전면에 고정구(100)가 고정나사(180)에 의해 결합되고, 상기 고장구의 상부지지편(130)이 상기 석재 외장재(200)의 하단부를, 상기 하부지지편(140)이 상기 석재외장재(200)의 상단부를 지지한다.
한편, 도 12에는 본 고안에 의한 고정구의 다른 실시예가 도시되어 있고, 도 13에는 본 고안에 의한 고정유닛의 다른 실시예가 도시되어 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 적용되는 고정구(100')는 전술한 본 원 고안의 구체적인 실시예에 구비되는 고정구(100)와 동일하게 굴곡부(120'), 상부지지편(130'), 하부지지편(140') 및 나사공(160')이 형성된다. 다만, 상기 본원 고안에 의한 고정 유닛의 다른 실시예의 고정구는 상단에 끼움편이 형성되지 않는다.
이는 본원 고안의 다른 실시예에 의한 고정구(100')는 브래킷에 결합되지 않고, 도 13에 도시된 바와 같이 목모 지지판(700)에 결합되기 때문이다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 본원 고안의 다른 실시예에 의한 고정유닛은 도 12에 도시된 바와 같은 고정구(100')와 상기 고정구(100')가 결합되는 장방형의 목모지지판(700) 그리고 일단이 상기 목모지지판(700)에 결합되고 타단은 건축물 외벽(600)에 매립되는 지지앵커(800)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 고정구(100')는 나사공(160')을 관통하는 고정나사(180')에 의해 상기 목모 지지판(700)에 결합되고, 상기 목모 지지판(700)은 고정리벳(830)에 의해 상기 지지앵커(800) 선단에 고정된다.
한편, 상기 지지앵커(800)는 후단이 건축물 외벽(600)에 매립되고, 상기 목모 지지판(700)과 결합되는 위치에는 고정너트(820) 및 조절너트(810)가 구비된다. 상기 고정너트(820)는 상기 목모지지판(700)을 고정하는 역할을 하고, 상기 조절너트(810)는 상기 지지앵커(800) 내부의 볼트와 나사결합되어 상기 건물 외벽(600)으로부터 상기 목모지지판(700)의 이격거리를 조절하는 역할을 수행한다.
상기 본원 고안의 구체적인 실시예에 의한 고정유닛과 본원 고안에 의한 고정유닛의 다른 실시예의 관계를 설명하면, 건축물의 외벽을 외장재로 마감함에 있어, 건축물의 하부구조는 본원 고안의 다른 실시예에 의한 고정유닛을 이용하여 시공하며, 상부구조는 본원 고안의 구체적인 실시예에 의한 고정유닛을 이용하여 시공한다.
이는 건축물 하부의 경우, 예기치 않은 충격 하중이 가해질 우려가 있다(예를 들어 이동체가 충돌하는 경우). 따라서 외장내 배면에 비교적 넓은 면적으로 외장재를 지지해줄 구조체(예를 들면, 목모 지지판)가 구비되는 것이 바람직하기 때문이다.
반면에 건축물의 상부의 경우 풍압 이외에 하중이 가해질 우려가 적고, 또한, 석재와 같은 크고 무거운 외장재를 높은 위치에서 건축물 외벽에 시공하기 위해서는 건축물 외벽으로부터 이격 거리가 넓어야 작업자가 용이하게 작업을 할 수 있기 때문이다.
본 고안의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 고안의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 고안은 석재 외장재를 건축물 외벽에 고정하기 위하여 종래 세라믹 외장재의 고정구를 개량하여, 강도가 강한 대신에 중량이 무거운 석재 외장재의 고정에 사용하기 위한 고정유닛에 관한 것으로, 본 고안에 의하면, 고정구를 이용하여 석재 외장재를 시공하여 시공 강도의 균일성을 보장하되, 자중이 무거운 석재 외장재에 적합하도록 강도가 보강된 고정구를 제공하는 장점이 있다.
100, 100' : 고정구 110 : 몸체
120, 120' : 굴곡부 130, 130' : 상부지지편
140, 140' : 하부지지편 150, 150' : 완곡부
160, 160' : 나사공 170 : 끼움편
180, 180' : 고정나사 200 : 석재 외장재
210 : 상단 고정홈 212 : 상단경사부
220 : 하단 고정홈 222 : 하단경사부
300 : 연결브래킷 310 : 관통공
320 : 연결공 400 : 고정브래킷
410 : 고정공 420 : 고정볼트
430 ; 고정너트 440 : 앵커공
500,800 : 지지앵커 510 : 앵커볼트
520 : 앵커너트 600 : 건축물 외벽
700 : 목모 지지판 810 ; 조절너트
820 : 고정너트 830 : 고정리벳

Claims (12)

  1. 건축물 외벽에 석재 외장재를 고정하기 위한 고정 유닛에 있어서,
    스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와;
    상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와;
    상기 몸체 상단 일부가 후방 및 하방으로 절곡되어 'ㄱ'자 형태를 형성하는 끼움편과;
    상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고
    상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고:
    상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정구를 결합하기 위한 연결브래킷과;
    상기 연결브래킷에 결합되는 고정브래킷; 그리고
    건축물 외벽에 삽입되고, 상기 고정브래킷과 결합하여 상기 고정브래킷을 건축물 외벽에 고정시키는 지지앵커를 더 포함하여 구성되고:
    상기 연결브래킷은,
    'ㄱ'자 형태의 형성되고;
    전면에 상기 고정구의 나사공에 대응하는 관통공이 형성되며;
    저면에는 상기 고정브래킷과 결합하기 위한 연결공이 형성되고:
    상기 고정브래킷은,
    'ㄱ' 형태로 형성되고;
    상면에 상기 연결공과 대응하는 형태로 고정공이 형성되며;
    배면에는 상기 지지앵커와 결합하기 위한 앵커공이 형성됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결공 및 상기 고정공은 각각 종방향으로 형성되어, 상기 연결공 및 상기 고정공을 결합하는 고정볼트 및 고정너트의 위치를 이동시킴에 의해 상기 연결브래킷 전면에 구비된 상기 고정구의 전방 돌출 위치를 변화시킴을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 앵커공은 종방향으로 형성되어,
    상기 지지앵커 선단의 앵커볼트의 결합위치를 이동시킴에 의해 상기 고정브래킷의 수직위치를 변화시킴을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  5. 건축물 외벽에 석재 외장재를 고정하기 위한 고정 유닛에 있어서,
    스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와;
    상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와;
    상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고
    상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고:
    상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정구를 결합하기 위한 장방형의 목모지지판과;
    일 단이 상기 목모지지판에 결합되고 타 단은 건축물 외벽에 매립되는 지지앵커를 더 포함하여 구성되고;
    상기 고정구는 나사공을 관통하는 고정나사에 의해 상기 목모 지지판에 결합되며;
    상기 목모 지지판은 고정리벳에 의해 상기 지지앵커 선단에 고정됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지앵커는,
    상기 지지앵커 내부의 볼트와 나사결합되는 조절볼트를 포함하여 구성되고;
    상기 조절볼트를 조절하여 건물 외벽으로부터 상기 목모지지판의 이격 거리가 조절됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부지지편의 길이의 합은 상기 하부지지편의 길이의 합과 동일하게 형성됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 완곡부는,
    상부지지편의 길이(L)에 대한 상기 상부지지편의 중심선과 상기 완곡부 단부와의 이격 거리(D)의 비가 0.25 이하가 되도록 형성됨을 특징으로 하는 석재 외장재용 고정유닛.
  10. 건축물 하부 외벽에는,
    스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와;
    상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와;
    상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고
    상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고:
    상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구와:
    상기 고정구를 결합하기 위한 장방형의 목모지지판: 그리고
    일 단이 상기 목모지지판에 결합되고 타 단은 건축물 외벽에 매립되는 지지앵커를 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛으로 석재 외장재가 고정되고,
    건축물 상부 외벽에는,
    스테인레스 재질의 판상으로 형성되고, 나사결합을 위한 나사공이 형성되는 몸체와;
    상기 몸체의 테두리를 따라 전방으로 굴곡된 굴곡부와;
    상기 몸체 상단 일부가 후방 및 하방으로 절곡되어 'ㄱ'자 형태를 형성하는 끼움편과;
    상기 몸체의 하부가 전방으로 절곡되고, 상기 절곡된 부분 중 일부가 상방으로 절곡되어 형성되는 상부지지편; 그리고
    상기 절곡된 부분 중 상기 상부지지편 이외의 부분이, 하방으로 절곡되어 형성되는 하부지지편을 포함하여 구성되고:
    상기 상부지지편 또는 하부지지편 중 어느 하나 이상의 모서리 부분이 상기 몸체 방향으로 휘어진 완곡부를 형성하는 고정구와:
    상기 고정구를 결합하기 위한 연결브래킷과;
    상기 연결브래킷에 결합되는 고정브래킷; 그리고
    건축물 외벽에 삽입되고, 상기 고정브래킷과 결합하여 상기 고정브래킷을 건축물 외벽에 고정시키는 지지앵커를 포함하여 구성되는 석재 외장재용 고정유닛으로 석재 외장재가 고정됨을 특징으로 하는 석재 외장재의 고정구조.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상부지지편의 길이의 합은 상기 하부지지편의 길이의 합과 동일하게 형성됨을 특징으로 하는 석재 외장재의 고정구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 완곡부는,
    상부지지편의 길이(L)에 대한 상기 상부지지편의 중심선과 상기 완곡부 단부와의 이격 거리(D)의 비가 0.25 이하가 되도록 형성됨을 특징으로 하는 석재 외장재의 고정구조.
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