KR20070087722A - Thermal steel stud for improving structure performance - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 단열스터드를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional heat insulating stud.
도 2는 종래의 단열스터드를 나타내는 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a conventional heat insulating stud.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the structure of the thermal insulation stud according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation stud according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 단열스터드의 설치예를 나타내는 사시도.5 is a perspective view showing an installation example of the thermal insulation stud according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 사시도.Figure 6 is a perspective view showing the structure of the thermal insulation stud according to the second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 단면도.7 is a cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation stud according to the second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 사시도.8 is a perspective view showing the structure of the thermal insulation stud according to the third embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 단면도.9 is a cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation stud according to the third embodiment of the present invention.
도 10a는 종래의 단열스터드의 하중에 대한 변위를 나타내는 그래프.Figure 10a is a graph showing the displacement with respect to the load of the conventional insulation stud.
도 10b는 본 발명의 단열스터드의 하중에 대한 변위를 나타내는 그래프.Figure 10b is a graph showing the displacement with respect to the load of the insulating stud of the present invention.
도 11a는 종래의 단열스터드의 하중에 대한 응력을 나타내는 그래프.Figure 11a is a graph showing the stress against the load of the conventional insulation stud.
도 11b는 본 발명의 단열스터드의 하중에 대한 응력을 나타내는 그래프.Figure 11b is a graph showing the stress against the load of the insulating stud of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
20, 30, 40 : 단열스터드20, 30, 40: insulation stud
21, 31, 41 : 플랜지21, 31, 41: flange
22, 32, 42 : 플랜지22, 32, 42: flange
23, 33, 43 : 웹23, 33, 43: Web
24, 34, 44 : 슬릿24, 34, 44: slit
25, 35, 45 : 절곡부25, 35, 45: bend
본 발명은 구조성능이 향상된 단열스터드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단열스터드의 웹에 절곡부를 형성하여 수직 및 수평하중에 대한 구조적인 성능을 향상시키고, 커튼 월 등의 하지재 또는 외벽패널의 모서리 부위에 구조재로 사용하여 열교차단 성능을 향상시킬 수 있는 구조성능이 향상된 단열스터드에 관한 것이다.The present invention relates to an insulation stud with improved structural performance, and more specifically, to form a bent portion in the web of the insulation stud to improve the structural performance for vertical and horizontal loads, and the edge of the base material such as curtain wall or outer wall panel The present invention relates to an insulating stud with improved structural performance that can be used as a structural material to improve heat crosslinking performance.
종래에는 구조물을 건축하기 위해 먼저 기초를 다진 후 기초 위에 기둥을 세우고, 그 다음에 벽돌이나 시멘트블록 등을 사용하여 수작업으로 벽체를 건축하였다. 이와 같이 수작업을 통해 구조물을 건축하기 때문에 시공속도가 저하될 뿐만 아니라 경제성도 저하되는 문제점이 있었다.Conventionally, in order to build a structure, the foundation was first chopped, and then a column was built on the foundation, and then a brick or cement block was used to build the walls by hand. As such, since the structure is built by hand, the construction speed is not only lowered, but there is also a problem that the economic efficiency is lowered.
따라서, 최근에는 주로 형강 등의 철구조재를 이용하여 구조물 및 빌딩 등을 건축하고 있는 실정이다. 이와 같이, 구조물을 형강 등의 철구조재를 사용하여 건축하는 방법은 공장에서 제작된 제품을 조립하여 건축물을 신속하게 시공할 수 있기 때문에 시공성과 경제성 등이 향상되었다.Therefore, in recent years, a structure and a building are mainly built using steel structural materials, such as a section steel. As such, the method of building a structure using steel structural materials such as a section steel improves workability and economical efficiency by assembling a product manufactured at a factory and thus quickly constructing a building.
도 1 및 도 2는 종래의 단열스터드의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도로서, 종래에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 웹(13)에 림(15)을 구비한 다수의 장방향 슬릿(14)이 형성된 단열용 스틸스터드(10)를 스틸하우스의 외벽에 사용하였다. 즉, 스틸하우스의 외벽은 내력벽으로서 상부의 하중을 받을 뿐만 아니라 벽체의 보강재로도 사용되어야 하기 때문에, 스틸스터드(10)가 스틸하우스의 벽체용으로 적합하게 되었다. 특히 스틸하우스의 벽체로는 단면 형상이 "C"자 형상이며, 두께가 0.8∼1.6㎜인 경량 형강인 스틸스터드(10)가 많이 사용되었다.1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view showing a configuration of a conventional heat insulating stud, and conventionally, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of longitudinal slits having a
통상 스틸스터드(10)를 사용해서 스틸하우스의 벽체를 구성하기 위해 종래에 는, 스틸스터드(10)의 양측 플랜지(11, 12) 중에서 일측의 플랜지(11)에 합판을 부착하여 외벽체를 형성하고, 다른 측의 플랜지(12)에 석고보드를 부착하여 내벽체를 형성하며, 또한 단열성능을 향상시키기 위하여 웹(13)에 장방향 슬릿(14)을 형성하였다. In order to form a wall of a steel house using a
즉, 단열 스틸스터드(10)를 사용하여 벽체를 구성할 경우에는, 외벽체인 합판, 단열 스틸스터드(10)의 웹(13) 및, 내벽체인 석고보드를 따라 순차적으로 전달되는 열이 스틸스터드(10)의 웹(13)에 형성된 다수의 슬릿(14)에 의해 그 전달시간이 지연되어 열전달 차단효과가 있고, 그로 인해 단열성능을 갖게 되었다.That is, when constructing a wall using the insulating
또한, 단열 스틸스터드(10)는 합판과 석고보드의 사이에서 벽체의 보강재 역할을 함과 아울러, 그 상부 및 하부에 각각 고정되는 1층 또는 2층 슬래브를 떠받치는 구조재의 역할을 하게 된다.In addition, the insulating
그러나 상기와 같은 단열 스틸스터드로 구성된 스틸하우스의 벽체를 구성할 경우에는, 종래의 단열스터드가 도면에 도시된 바와 같이 웹 부위에 일정한 간격으로 슬릿을 천공한 형상을 하고 있으므로, 특히 수평하중 및 수직하중에 대한 구조성능이 저하되는 문제점이 있었다. However, in the case of constructing the wall of the steel house composed of the above-described insulated steel studs, since the conventional insulated studs have a shape in which the slits are perforated at regular intervals on the web, the horizontal load and the vertical There was a problem that the structural performance to the load is lowered.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 단열스터드의 웹에 절곡부를 형성하여 수직 및 수평하중에 대한 구조적인 성능을 향상시키고, 커튼 월 등의 하지재 또는 외벽패널의 모서리 부위에 구조재로 사용하여 열교차단 성능을 향상시킬 수 있는 구조성능이 향상된 단열스터드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made in order to solve the above conventional problems, to form a bent portion in the insulation stud web to improve the structural performance for vertical and horizontal loads, the edge of the base material or curtain wall panels such as curtain walls It is an object of the present invention to provide an insulating stud with improved structural performance that can be used as a structural material to improve heat cross-linking performance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웹을 중심으로 양측에 플랜지가 절곡형성되며, 웹에 장방향 슬릿이 복수개 형성된 단열스터드로서, 상기 웹에 길이방향을 따라서 절곡부가 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the bent flange is formed on both sides around the web, a plurality of longitudinal slits formed in the web, characterized in that the bent portion is formed along the longitudinal direction of the web .
보다 바람직하게, 상기 절곡부는 웹의 내측을 향해 절곡된 삼각 형상이며, 상기 슬릿 형성부의 양측에 형성된 것을 특징으로 한다.More preferably, the bent portion has a triangular shape bent toward the inside of the web, characterized in that formed on both sides of the slit forming portion.
보다 바람직하게, 상기 절곡부는 웹의 내측을 향해 절곡된 사각 형상이며, 상기 복수개의 슬릿이 절곡부 상에 형성된 것을 특징으로 한다.More preferably, the bent portion has a rectangular shape that is bent toward the inside of the web, and the plurality of slits are formed on the bent portion.
보다 바람직하게, 상기 절곡부는 웹의 내측을 향해 절곡된 사다리꼴 형상이며, 상기 복수개의 슬릿이 절곡부 상에 형성된 것을 특징으로 한다.More preferably, the bent portion has a trapezoidal shape that is bent toward the inside of the web, and the plurality of slits are formed on the bent portion.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 1 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a first preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 단열스터드의 설치예를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing the structure of the thermal insulation stud according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation stud according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 is the first of the present invention It is a perspective view which shows the installation example of the heat insulation stud which concerns on an Example.
도 3 내지 도 4에 표시된 바와 같이, 제 1 실시예에 의한 단열스터드(20)는 대략 "C"자 형상의 단면을 가진 장방향으로 형성된 빔형상으로 형성되며, 웹(23)의 양단부에는 플랜지(21, 22)가 수직하게 각각 절곡형성된다. 3 to 4, the
본 실시예의 단열스터드(20)는 웹(23)의 중간부에 림을 구비한 장방향 슬릿(24)이 복수개 형성되고, 웹(23)에 절곡부(25)가 구비되어 단열스터드(20)의 구조성능이 향상된다.
즉, 본 실시예의 단열스터드(20)는 웹(23)에 장방향 슬릿(24)이 복수개 형성되고, 양측 플랜지(21, 22)에 부여되는 수평하중 및 단열스터드(20)의 길이방향으로 부여되는 수직하중에 대한 구조성능의 저하를 방지하기 위해, 웹(23)에 절곡부(25)가 구비된 것이다. That is, in the
특히, 절곡부(25)는 웹(23)의 내측을 향해 절곡된 삼각 형상이며, 웹(23)에 복수의 슬릿(24)이 형성된 슬릿 형성부의 양측에 형성되는 것이 바람직하다. 절곡부(25)는 단열스터드(20)의 길이방향으로 길게 형성되며, 도 3의 A-A에 따른 절곡부(25)의 단면은 도 4에 표시된 바와 같이 산모양으로 형성된다. In particular, the
본 실시예의 절곡부(25)는 웹(23)에 형성되며, 구체적으로는 웹(23)에 슬릿(24)이 형성된 슬릿 형성부와 웹(23)의 양단에 형성된 양측 플랜지(21, 22) 사이에 형성된다.The
따라서, 본 실시예의 단열스터드(20)는 웹(23)에 절곡부(25)가 양측에 형성되어 단면적이 넓어지므로 수직하중, 즉 건물의 하중에 대한 구조성능이 향상된다. Therefore, in the
또한 양측 플랜지(21, 22) 사이의 길이가 일정해야 하므로 웹(23)이 삼각 형 상으로 절곡형성되면, 웹(23)의 전체 표면적이 증가하게 된다. 따라서 본 실시예의 단열스터드(20)는 웹(23)에 절곡부(25)가 형성되어 종래의 단열스터드의 웹보다 표면적이 증가되므로, 양측 플랜지(21, 22)에서 부여되는 수평하중, 즉 바람하중에 대한 구조성능이 향상된다.In addition, since the length between both
본 실시예의 단열스터드(20)의 설치예로서, 도 5에 표시된 바와 같이, 단열스터드(20)의 일측의 플랜지(21)에 보드, 패널 등의 마감재를 부착하여 외벽체(100)를 형성하고, 다른 측의 플랜지(22)에 유리면, 암면, 스티로폼, 석고보드 등을 부착하여 내벽체(110)를 형성하게 된다.As an example of installation of the
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 2 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a second preferred embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 단면도이다.6 is a perspective view showing the structure of the thermal insulation stud according to the second embodiment of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation stud according to the second embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7에 표시된 바와 같이, 제 2 실시예의 단열스터드(30)는 제 1 실시예와 마찬가지로 웹(33), 양측 플랜지(31, 32) 및 복수의 슬릿(34)이 형성되므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.As shown in Figs. 6 and 7, the
본 실시예의 절곡부(35)는 웹(33)이 내측을 향해 절곡된 사각 형상이며, 절곡부(35)에 복수개의 슬릿(34)이 형성되는 것이 바람직하다. 절곡부(35)는 단열스터드(30)의 길이방향으로 길게 형성되며, 도 6의 B-B에 따른 절곡부(35)의 단면은 도 7에 표시된 바와 같이 "ㄷ"자 모양으로 형성된다. The
본 실시예의 절곡부(35)는 웹(33)에 형성되며, 구체적으로는 웹(33)에 슬릿(34)이 형성된 중간부분에 형성되므로 절곡부(35)에 장방향 슬릿(34)이 복수개 형성된다.The
따라서, 본 실시예의 단열스터드(30)는 웹(33)의 중간부에 절곡부(35)가 형성되므로 단면적이 넓어지므로 수직하중, 즉 건물의 하중에 대한 구조성능이 향상된다. Therefore, since the
또한 양측 플랜지(31, 32) 사이의 길이가 일정해야 하므로 웹(33)이 사각 형상으로 절곡형성되면, 웹(33)의 전체 표면적이 증가하게 된다. 따라서 본 실시예의 단열스터드(30)는 웹(33)에 절곡부(35)가 형성되어 종래의 단열스터드의 웹보다 표면적이 증가되므로, 양측 플랜지(31, 32)에서 부여되는 수평하중, 즉 바람하중에 대한 구조성능이 향상된다.In addition, since the length between both
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 3 실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a third preferred embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 단열스터드의 구조를 나타내는 단면도이다.8 is a perspective view showing the structure of the thermal insulation stud according to the third embodiment of the present invention, Figure 9 is a cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation stud according to the third embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9에 표시된 바와 같이, 제 3 실시예의 단열스터드(40)는 제 1 실시예와 마찬가지로 웹(43), 양측 플랜지(41, 42) 및 복수의 슬릿(44)이 형성되므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.As shown in Figs. 8 and 9, the
본 실시예의 절곡부(45)는 내측을 향해 절곡된 사다리꼴 형상이며, 절곡부(45)에 복수의 슬릿(44)이 형성되는 것이 바람직하다. 절곡부(45)는 단열스터드(40)의 길이방향으로 길게 형성되며, 도 8의 C-C에 따른 절곡부(45)의 단면은 도 9에 표시된 바와 같이 사다리꼴 모양으로 형성된다. The
본 실시예의 절곡부(45)는 웹(43)에 형성되며, 구체적으로는 웹(43)에 슬릿(44)이 형성된 중간부분에 형성되므로 절곡부(45)에 장방향 슬릿(44)이 복수개 형성된다.Since the
따라서, 본 실시예의 단열스터드(40)는 웹(43)의 중간부에 절곡부(45)가 형성되므로 단면적이 넓어지므로 수직하중, 즉 건물의 하중에 대한 구조성능이 향상된다. Therefore, since the
또한 양측 플랜지(41, 42) 사이의 길이가 일정해야 하므로 웹(43)이 사다리꼴 형상으로 절곡형성되면, 웹(43)의 전체 표면적이 증가하게 된다. 따라서 본 실시예의 단열스터드(40)는 웹(43)에 절곡부(45)가 형성되어 종래의 단열스터드의 웹보다 표면적이 증가되므로, 양측 플랜지(41, 42)에서 부여되는 수평하중, 즉 바람하중에 대한 구조성능이 향상된다.In addition, since the length between both
본 실시예들의 단열스터드(20, 30, 40)의 제작은 통상 아연도 강판에 슬릿이나 슬롯을 천공한 후, 롤포밍기를 사용하여 절곡부를 성형하고 필요한 길이로 절단하여 최종형상이 완성된다. 따라서 본 실시예의 단열스터드의 절곡부는 롤포밍기를 사용하여 성형하므로 대량생산에도 적합하게 된다.In the manufacture of the insulating
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 단열스터드의 구조성능에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the structural performance of the thermal insulation stud of the present invention.
도 10a는 종래의 단열스터드의 하중에 대한 변위를 나타내는 그래프이고, 도 10b는 본 발명의 단열스터드의 하중에 대한 변위를 나타내는 그래프이고, 도 11a는 종래의 단열스터드의 하중에 대한 응력을 나타내는 그래프이고, 도 11b는 본 발명의 단열스터드의 하중에 대한 응력을 나타내는 그래프이다.Figure 10a is a graph showing the displacement with respect to the load of the conventional thermal insulation stud, Figure 10b is a graph showing the displacement with respect to the load of the thermal insulation stud of the present invention, Figure 11a is a graph showing the stress with respect to the load of the conventional thermal insulation stud 11B is a graph showing the stress against the load of the thermal insulation stud of the present invention.
표 1은 종래의 단열스터드와 본 발명의 단열스터드의 수평하중에 대한 변위 및 응력 등의 구조성능을 비교한 표이다.Table 1 is a table comparing the structural performance, such as displacement and stress with respect to the horizontal load of the conventional thermal insulation stud and the thermal insulation stud of the present invention.
이상과 같은 단열스터드의 구조성능 해석은 종래의 단열스터드와 제 2 실시예의 단열스터드를 다음과 같은 조건을 입력하여 전용 소프트웨어인 MSC사의 나스트란(Nastran)에서 실시하였다. Structural performance analysis of the insulation stud as described above was carried out on the conventional insulation stud and the insulation stud of the second embodiment in the Nastran (MSC), a dedicated software by inputting the following conditions.
단열스터드의 두께 : 1.6 ㎜Insulation stud thickness: 1.6 ㎜
단열스터드의 길이 : 3 mInsulation stud length: 3 m
부여하중 : 0.05㎏/㎟Grant load: 0.05㎏ / ㎠
도 10a 및 도 10b에 나타난 바와 같이, 수평하중에 대한 제 2 실시예의 단열스터드의 구조성능의 해석결과는 종래의 단열스터드 보다 변위의 분포선이 넓게 형성되어 변위량이 적은 것을 나타내므로 구조성능이 상당히 향상됨을 알 수 있다.As shown in Figs. 10A and 10B, the analysis results of the structural performance of the thermal insulation stud of the second embodiment with respect to the horizontal load indicates that the distribution line of displacement is wider than that of the conventional thermal insulation stud, so that the displacement is less, so the structural performance is considerably higher. It can be seen that the improvement.
또한, 도 11a 및 도 11b에 나타난 바와 같이, 수평하중에 대한 제 2 실시예의 단열스터드의 구조성능의 해석결과는 종래의 단열스터드 보다 응력의 분포선이 넓게 형성되어 응력이 적은 것을 나타내므로 구조성능이 상당히 향상됨을 알 수 있다.In addition, as shown in Figs. 11a and 11b, the analysis results of the structural performance of the thermal insulation stud of the second embodiment with respect to the horizontal load indicates that the stress distribution is wider than the conventional thermal insulation stud, so that the stress is less It can be seen that this is significantly improved.
또한, 수직하중에 대해서도 본 발명의 단열스터드의 단면적이 증가하므로 수평하중에 대한 본 발명의 단열스터드의 구조성능이 종래의 단열스터드 보다 상당히 향상됨을 알 수 있다.In addition, since the cross-sectional area of the thermal insulation stud of the present invention increases with respect to the vertical load, it can be seen that the structural performance of the thermal insulation stud of the present invention with respect to the horizontal load is considerably improved than the conventional thermal insulation stud.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention described above can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 단열스터드의 웹에 절곡부를 형성하여 수직 및 수평하중에 대한 구조적인 성능을 향상시키고, 커튼월 등의 하지재 또는 외벽패널의 모서리 부위에 구조재로 사용하여 열교차단 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is to form a bent portion in the insulation stud web to improve the structural performance for vertical and horizontal loads, thermal cross-cutting by using as a structural material on the base material such as curtain wall or outer wall panel This has the effect of improving performance.
또한, 구조성능 및 시공성 향상에 의거해서 거주자의 주거성능 제고와 건축물의 안전성 확보가 용이해지는 효과가 있다.In addition, on the basis of the improvement in structural performance and workability, there is an effect of improving the residential performance of residents and ensuring the safety of buildings.
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