KR20090034510A - 커튼월 고정용 브래킷 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 커튼월 고정용 브래킷을 개시한다.

본 발명의 커튼월 고정용 브래킷은 한쪽 단부 근처에 조립구멍을 갖는 제1플레이트와, 이 제1플레이트의 조립구멍에 끼워지는 조립돌기를 한쪽 단에 돌출되게 갖는 제2플레이트로 이루어지고, 이 조립구멍에 조립돌기를 끼워 넣어 제1 및 제2플레이트가 서로 직교하도록 가조립된 상태에서 양자의 접촉부 주위를 용접함으로써 일체로 구성한다.

본 발명은 제1플레이트와 제2플레이트를 접합해주는 용접부의 접합강도와 더불어 서로 끼워 맞춤되어 있는 조립돌기에 의해 접합부의 기계적 강도가 종래에 비해 대폭 증대되며, 이에 따라 초고층 건물의 고하중 커튼월도 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

커튼월, 멀리온, 브래킷, 용접, 슬래브, 조립구멍, 조립돌기

Description

커튼월 고정용 브래킷{Bracket for fixing curtain wall}

본 발명은 커튼월(curtain wall)을 건축물의 슬래브(slab)에 고정시켜주는데 사용되는 브래킷(bracket)에 관한 것으로서, 특히 상호 용접으로 접합되는 수평판과 수직판의 용접부의 기계적강도가 대단히 우수하여 커튼월의 자중과 풍(風)하중에 의한 모멘트(moment)에 충분히 대응할 수 있음으로써 초고층 건물의 고하중 커튼월도 매우 안정적으로 고정 지지할 수 있는 등 건축물의 구조적 안정성 향상을 도모할 수 있도록 된 커튼월 고정용 브래킷에 관한 것이다.

주지하다시피 고층건물은 구조적 안정성이나 시공성 등 여러 가지 요인을 감안하여 각 층이 콘크리트 슬래브로 구획되는 철근콘크리트 구조물을 구축한 뒤, 그 외측에 벽체하중은 담당하지 않고 실·내외만을 차단해주는 비내력벽인 커튼월을 설치하여 건설한다.

커튼월은 콘크리트 구조물의 외측에 수직으로 세워져서 부착되는 격자상의 메탈트러스(metal truss)와, 이 메탈트러스의 외측에 장착되는 유리나 대리석 등의 외벽패널로 이루어지고, 외벽패널의 군데군데에는 창호(窓戶)가 마련된다.

이러한 커튼월은 비내력벽이기는 하지만 그 자중이 상당하고, 특히 건축물의 고도가 높아질수록 자중 증가와 함께 풍력(風力)의 영향을 많이 받기 때문에 콘크리트 구조물에 단단히 고정하지 않으면 안 된다.

도1에 이를 위한 일반적인 커튼월(W) 고정구조의 일례를 개략적으로 도시하였다. 도시된 바와 같이, 건축물의 슬래브(S) 가장자리 부근에 앵커채널(anchor channel:C)을 매립하여 앵글(angle)형 지지브래킷(1)의 수평판(2)을 앵커채널(C)에 볼트(B)로 체결하고, 지지브래킷(1)의 수직판(3)에 연결브래킷(K)을 볼트(B)로 체결한 후, 이 연결브래킷(K)을 커튼월(W)의 멀리온(mullion:M)에 볼트(B)로 체결함으로써 커튼월(W)을 건축물에 부착하여 그 하중을 슬래브(S)로 전달시키는 방식을 취하고 있다.

이때, 건축물의 시공 및 변형에 의한 오차를 지지브래킷(1)의 수평판(2)과 수직판(3)에 마련된 체결용 장공(2a)(3a)들과 바(bar) 형태의 앵커채널(C)을 통해 커튼월(W)을 상하 및 전후좌우로 이동시켜 조정한 다음, 유동되지 않도록 용접으로 완전히 고착시킨다.

따라서 이와 같은 커튼월(W)의 고정에 있어서는, 커튼월(W)을 철근콘크리트 건축물의 슬래브(S)에 고정시켜주는 지지브래킷(1)의 기계적 특성이 무엇보다 중요하다.

한편, 이와 같은 커튼월 고정용 지지브래킷(1)은 도1에 도시된 바와 같이 수평판(2)과 수직판(3)이 온전히 일체로 구성되는 것과, 도2에 도시한 바와 같이 수평판(2)과 수직판(3)을 상호 용접으로 부착하여 일체화시킨 것이 병용되고 있다.

일체형 지지브래킷(1)의 경우 규격화된 형강을 이용하거나 필요에 따라 임의로 적정두께(12t이상)의 평판을 절곡하여 사용하고 있는데, 형강품의 경우 수평판(2)과 수직판(3)의 직각도가 좋고 기계적 특성도 우수하지만 제품규격에 제한이 따르기 때문에 대개는 평판을 절곡하여 사용하는 것이 보통이다.

그런데, 평판을 절곡하여 지지브래킷(1)을 제작할 경우에는 절곡가공의 특성상 수평판(2)과 수직판(3)의 직각도를 정확히 맞추기가 어렵고, 절곡된 모서리부위가 호(弧)형을 이뤄 모멘트 등의 외력에 변형되기 쉬울 뿐 아니라 가공에 따른 조직변형으로 물성이 약해져 고하중 작용시 파손의 우려가 높다.

특히, 초고층 건물의 경우 커튼월(W)의 하중도 커지지만 바람(강풍 및 태풍)에 의한 건물의 유동 폭이 크게 증가하여 크기와 방향이 불규칙적인 반복하중이 작용하기 때문에 커튼월(W)의 안정된 고정을 담보하기 어렵다.

이러한 문제는 지지브래킷(1)의 기계적 강도 향상을 위해 두께를 증가시킬 경우 더욱 두드러짐은 물론이고(절곡시 소재의 중립면의 외측으로 갈수록 인장응력이 커지고, 중립면의 안쪽으로 갈수록 압축응력이 커지기 때문), 절곡가공 자체도 대단히 어렵다.

이에 따라 커튼월 고정용 지지브래킷(1)은 도2에 도시된 바와 같은 수평 판(2)과 수직판(3)을 용접으로 접합하여 일체화 한 용접제품을 주로 사용하는 것이 일반적이다.

그러나 종래 용접 지지브래킷(1)은 단순히 접합될 2개의 판재 중 하나, 예컨대 수평판(2)의 접합단을 모떼기 가공하여 수직판(3)의 측면에 대고, 이에 따라 양자간에 형성된 그루브(groove:4)에만 용착금속을 채워 넣어 접합하고 있기 때문에 지지브래킷(1)에 큰 하중이 걸릴 경우 구조적 안정성을 확보하기 곤란하다.

즉, 종래 용접 지지브래킷(1)의 경우 커튼월(W)에 작용하는 하중(자중과 풍력)이 수평판(2)과 수직판(3)의 용접부(5:용착비드) 접합강도(용접강도)에 의해서만 지탱되는데, 용접부(5)는 용접잔류변형력에 의한 크랙(crack), 블로우 홀(blow hole), 슬래그(slag) 혼입, 언더컷(under cut) 및 피트(pit) 등 여러 가지 결함발생 가능성을 가지고 있고, 이러한 결함이 용접부(5)의 기계적 강도에 악영향을 끼치게 되는 바, 예컨대 건물의 고도가 높아져 커튼월(W)의 자중과 풍하중이 커지게 되면 용접부(5)에 응력집중이 야기되어 용접부(5)의 파손위험이 증가하는 것이다.

물론, 지지브래킷(1)의 두께를 크게 하고, 용접부(5)의 면적을 크게 하여 용접강도의 향상을 꾀할 수도 있으나, 이 경우 지지브래킷(1)의 중량이 지나치게 무거워 취급과 설치작업이 어렵고 위험할 뿐 아니라 용접강도의 증가량은 그다지 높지 않아 적절한 해결책이 될 수 없다.

즉, 용접강도는 [용접부(용착비드)의 허용전단응력 × 용접부 면적]으로 계산되어 용접강도는 결국 용접부 면적에 의해 결정되는데, 용접부 면적은 도3에 도시한 바와 같이 용접부(5)의 경사면(S)에 수선(P)을 그어 생긴 목길이(h)와 용접 부(5)의 길이(L)에 의해 결정되기 때문에 지지브래킷(1)의 강도향상에 비해 중량증가에 따른 문제가 더 커 바람직하다 할 수 없는 것이다.

또한, 종래 용접 지지브래킷(1)의 경우 수평판(2)과 수직판(3)을 단순히 직교하도록 대고 용접하기 때문에 양자의 직각도를 정확히 맞추기도 상당히 어렵다.

특히, 최근 건축물의 고도가 점차 높아지고 50층이상의 초고층 건물의 건축이 늘어나는 추세에서 고하중에도 충분히 안정적으로 커튼월을 지탱해 줄 수 있는 지지브래킷이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 종래의 제반문제를 감안하여 창안된 것으로, 동일 규격의 종래 지지브래킷에 비해 용접으로 접합되는 수평판과 수직판의 직각도를 용이하게 맞출 수 있음은 물론, 양자의 용접부 강도가 대단히 우수하여 큰 자중과 불규칙 풍하중이 작용하는 초고층 건물의 고하중 커튼월도 매우 안정적으로 고정 지지할 수 있는 커튼월 고정용 브래킷을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷은, 한쪽 단부 근처에 조립구멍을 갖는 제1플레이트와, 이 제1플레이트의 조립구멍에 끼워지는 조립돌기를 한쪽 단에 돌출되게 갖는 제2플레이트로 이루어지고,

이 조립구멍에 조립돌기를 끼워 넣어 제1 및 제2플레이트가 서로 직교하도록 가조립된 상태에서, 양자의 접촉부 주위를 용접하여 일체화 한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명 커튼월 고정용 브래킷의 한 바람직한 특징에 의하면, 조립구멍이 수평으로 이격되는 복수개의 장공으로 구성되고, 조립돌기가 제2플레이트의 해당 끝단 길이방향을 따라 이격되는 복수개로 구성되되, 각 조립구멍들의 길이와 이웃하는 두 조립구멍들 사이의 이격거리가 각각 동일하게 형성된다.

이와 같은 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷에 의하면, 지지브래킷의 제1플레이트와 제2플레이트가 서로 끼워 맞춤되는 조립구멍과 조립돌기에 의해 직각으로 가조립된 상태에서 용접되기 때문에 제1 및 제2플레이트의 직각도를 용이하고 정확하게 맞출 수 있을 뿐 아니라, 양자의 접합부 강도가 용접부의 용접강도와 함께 서로 끼워 맞춤된 조립돌기들의 굽힘 강도가 더해져서 동일 규격의 종래 지지브래킷에 비해 크게 증대된다.

이에 따라, 고층건물의 커튼월을 매우 안정적으로 콘크리트 슬래브에 지지시킬 수 있으며, 특히 큰 자중과 풍력이 작용하는 초고층 건물의 고하중 커튼월도 안정적으로 고정 지지할 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은 커튼월 고정용 브래킷의 품질과 신뢰성 향상은 물론 고층건물의 안전성 제고 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과가 있다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도4 내지 도6에서, 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷(10)은, 서로 직각을 이루도록 용접으로 접합되어 커튼월(W)의 멀리온(M)에 체결된 연결브래킷(K)에 볼트(B)로 체결되는 제1플레이트(11:수직판)와, 콘크리트 건축물의 슬래브(S)에 매립된 앵커채널(C)과 볼트(B)로 체결되는 제2플레이트(12:수평판)로 구성된다.

제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)에는 연결브래킷(K) 및 슬래브(S)와 각각 볼트(B)로 체결하기 위한 1쌍씩의 체결용 장공(11a)(12a)들이 상하방향 및 좌우방향으로 각각 형성된다.

이러한 체결용 장공(11a)(12a)들은 슬래브(S)에 매립된 바(bar) 형태의 앵커채널(C)과 더불어 건축물의 시공 및 변형에 의한 오차를 감안하여 커튼월(W)의 고정위치를 조정할 수 있게 하여, 콘크리트 구조물에 대한 커튼월(W)의 정확한 위치고정을 담보한다.

한편, 본 발명의 지지브래킷(10)은 서로 접합되는 제1플레이트(11)의 하단 근처에 복수 개, 예를 들어 2개의 조립구멍(13)이 수평방향으로 이격 형성되고, 제2플레이트(12)의 한쪽 끝단에 제1플레이트(11)의 조립구멍(13)에 각각 끼워 맞춤되는 2개의 조립돌기(14)가 해당 끝단의 길이방향을 따라 이격 형성되어, 이들 조립구멍(13)에 조립돌기(14)를 끼워 제1 및 제2플레이트(11)(12)가 서로 직교하도록 조립한 상태에서 상호 용접된다.

조립구멍(13)과 조립돌기(14)는 여러 형태로 구성될 수 있으며, 예컨대 도시된 바와 같이 조립구멍(13)은 제1, 2플레이트(12)의 두께(t)에 대응하는 폭(s)으로 수평으로 길게 형성되는 장공으로 이루어지고, 조립돌기(14)는 제2플레이트(12)의 일단에서 그와 동일한 두께(t)를 가지면서 제1플레이트(11)의 두께(t)와 동일한 돌출길이(d)로 형성된다.

이때, 바람직하기로는 제1플레이트(11)의 각 조립구멍(13)들 및 제2플레이 트(12)의 각 조립돌기(14)들이 동일한 길이(l₁)로 구성되고, 이웃하는 두 조립구멍(13)들 및 조립돌기(14)들의 간격(p₁) 역시 동일하게 구성되어, 각 조립돌기(14)들의 균일한 굽힘 강도와 조립성을 담보한다.

여기서, 조립구멍(13)의 길이(l₂)와 두 조립구멍(13)간의 간격(p₁) 및 두 조립구멍(13)간의 간격(p₁)과 제1플레이트(11)의 양측 끝단에서 인접한 조립구멍(13)까지의 간격(p₂)은 굳이 같지 않아도 무방하다.

제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)의 용접은 직교하도록 조립된 제1 및 제2플레이트(11)(12)가 이루는 안쪽 코너부에서만 이루어질 수도 있으나, 바람직하기로는 양자 간의 코너부와 더불어 조립구멍(13) 및 조립돌기(14)들의 끼워 맞춤으로 제1플레이트(11)의 바깥 면(도면에서 좌측면)에 형성되는 양자의 접촉라인(15)과 각 플레이트(11)(12)가 이루는 바깥쪽 코너(도면에서 아래쪽)에서도 각각 이루어진다.

이에 따라 본 발명의 지지브래킷(10)은 서로 직교하는 제1플레이트(11) 및 제2플레이트(12)의 내·외측에 여러 개소의 용접부(16a)(16b)(16c)를 가진다.

이와 같은 본 발명의 지지브래킷(10)은, 제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)가 각각에 서로 끼워 맞춤되도록 대응되게 형성된 복수의 조립구멍(13)과 조립돌 기(14)를 통해 서로 직교상태로 끼워 맞춰진 상태에서 용접되기 때문에 제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)의 직각도를 용이하고 정확하게 맞출 수 있음은 물론, 외력에 대항하는 접합부의 강도가 단순히 용접에 의해서만 접합되던 종래에 비해 매우 큰 폭으로 증대된다.

즉, 종래 용접 지지브래킷(1)은 단순히 수평판(2)을 수직판(3)의 측면에 대고 용접한 상태로 접합부의 강도가 오직 용접부(5)의 용접강도에 따라 결정되지만, 본 발명의 지지브래킷(10)은 제1플레이트(11)와 제2플레이트(12)가 양자에 대응되게 형성된 조립구멍(13) 및 조립돌기(14)들에 의해 견고하게 정합(整合)된 상태로 용접되어 제1플레이트(11)에 커튼월(W)의 자중과 풍력에 의한 하중이 걸릴 경우 용접부(16a~16c)의 용접강도와 함께 그의 조립구멍(13)에 끼워진 제2플레이트(12)의 여러 개의 조립돌기(14)에 의해 동시에 지탱되는 바, 용접강도에만 의존하는 종래에 비해 외력에 대항하는 강도가 크게 증대되는 것이다.

더욱이 용접개소 역시 조립구멍(13))과 조립돌기(14)들에 의해 서로 끼워 맞춤되는 제1 및 제2플레이트(11)(12)의 구조적 특성상 종래의 지지브래킷(1)에 비해 증가되는 바, 이러한 용접개소의 증가 역시 조립돌기(14)와 더불어 지지브래킷(10)의 접합부 강도향상에 복합적으로 작용하게 되어 강도향상에 기여하게 된다.

따라서 본 발명의 지지브래킷(10)은 종래에 비해 커튼월(W)을 지극히 안정적으로 콘크리트 슬래브(S)에 고정 지지할 수 있음은 물론이고, 특히 큰 자중과 불규칙 풍력이 작용하는 초고층 건물의 고하중 커튼월(W)도 지지브래킷(10)의 크기를 증가시키지 않고서도 충분히 견딜 수 있게 된다.

도1은 일반적인 커튼월 고정의 일례를 개략적으로 나타낸 발췌 사시도,

도2는 종래의 커튼월 고정용 브래킷을 보인 단면도,

도3은 커튼월 고정용 브래킷의 필렛 용접부위를 발췌하여 도시한 사시도,

도4는 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷을 나타낸 분해 사시도,

도5는 본 발명에 의한 커튼월 고정용 브래킷의 저면 사시도,

도6은 본 발명에 의한 브래킷을 이용하여 커튼월을 건물 슬래브에 고정한 상태의 발췌 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 지지브래킷 11: 제1플레이트

12: 제2플레이트 13: 조립구멍

14: 조립돌기 16a, 16b, 16c: 용접부(용착비드)

W: 커튼월 M: 멀리온

S: 슬래브 C: 앵커채널

K: 연결브래킷 B: 볼트

Claims (2)

1. 커튼월을 철근콘크리트 건축물의 슬래브에 고정 지지시키기 위한 브래킷으로서,

   한쪽 단부 근처에 조립구멍을 갖는 제1플레이트와, 이 제1플레이트의 조립구멍에 끼워지는 조립돌기를 한쪽 단에 돌출되게 갖는 제2플레이트로 이루어지고,

   상기 조립구멍에 조립돌기를 끼워 제1 및 제2플레이트가 서로 직교하도록 가조립된 상태에서, 양자의 접촉부 주위를 용접하여 일체화 한 것을 특징으로 하는 커튼월 고정용 브래킷.
2. 제1항에 있어서, 상기 조립구멍이 수평으로 이격되는 복수개의 장공으로 구성되고, 상기 조립돌기가 제2플레이트의 해당 끝단 길이방향을 따라 이격되는 복수개로 구성되되, 상기 각 조립구멍들의 길이와 이웃하는 조립구멍들 사이의 이격거리가 각각 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 커튼월 고정용 브래킷.

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