KR20130044574A - 조립식 건축의 단위유닛 및 이에 의한 조립식 건축물 - Google Patents

조립식 건축의 단위유닛 및 이에 의한 조립식 건축물 Download PDF

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KR20130044574A
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Abstract

본 발명은 기둥, 바닥보, 천장보를 부품화한 접합매개를 이용하면서 간단하게 조립하여 완성하는 조립식 건축용 단위유닛과 이러한 단위유닛을 상하 또는 좌우로 적층 연결하면서 구축하는 조립식 건축물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조립식 건축의 단위유닛은, 바닥보 사이를 코너연결편으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편에 상향하여 돌출되게 바닥소켓이 조립 설치되는 바닥프레임; 상기 바닥프레임의 바닥소켓에 접속시키면서 접합 설치되는 기둥; 천장보 사이를 코너연결편으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편에 하향하여 돌출되게 천장소켓이 조립 설치되며, 상기 천장소켓을 기둥에 접속시키면서 접합 설치되는 천장프레임;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

조립식 건축의 단위유닛 및 이에 의한 조립식 건축물{Uint for Prefabricated Building and the Prefabricated Building thereby}
본 발명은 기둥, 바닥보, 천장보를 부품화한 접합매개를 이용하면서 간단하게 조립하여 완성하는 조립식 건축용 단위유닛과 이러한 단위유닛을 상하 또는 좌우로 적층 연결하면서 구축하는 조립식 건축물에 관한 것이다.
조립식 건축은 부품화한 건축자재를 이용하여 현장에서 간단한 조립작업으로 완성하는 건축방식으로, 공사기간을 단축하고 일정한 시공품질을 확보할 수 있는 이점이 있다. 조립식 건축은 주로 학교나 군대시설 등 저층 위주의 건물에 주로 적용되어 왔으나, 고강도재료와 경량형강의 개발, 시공상 편이, 공기단축의 필요성이 대두되면서 최근에는 다양한 시설에 적용되고 있다.
도 1은 종래 조립식 건축물의 일례인데, 보는 바와 같이 기둥, 바닥보, 천장보를 박스형태로 조립하여 단위유닛을 만들고 이를 상하좌우 적층하면서 복층구조의 건축물로 완성한다. 그런데 이 방식은 각관에 의한 기둥 측면으로 C채널에 의한 바닥보과 ㄷ채널에 의한 천장보를 용접 접합하면서 단위유닛을 제작하고, 이렇게 제작한 단위유닛을 크레인으로 양중하면서 상하좌우로 적층 조립하는 방식으로 시공한다. 하지만 이 방식은 바닥보와 천장보를 기둥에 직접 용접접합하면서 단위유닛을 제작하기 때문에, 용접작업에 따른 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 제작과정에서 기둥을 세운 상태가 안정적으로 유지되도록 기둥을 지지하기 위한 방안을 마련해야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 조립식 건축물의 단점을 개선하고자 개발된 것으로서, 기둥과 바닥보 내지 천장보를 직접 연결 접합하지 않고 부품화한 접합매개를 이용하면서 연결 접합함으로써 간단하게 볼트 조립하여 제작할 수 있는 단위유닛과 이를 바람직하게 이용하여 완성하는 조립식 건축물을 제공하는데 기술적 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 바닥보 사이를 코너연결편으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편에 상향하여 돌출되게 바닥소켓이 조립 설치되는 바닥프레임; 상기 바닥프레임의 바닥소켓에 접속시키면서 접합 설치되는 기둥; 천장보 사이를 코너연결편으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편에 하향하여 돌출되게 천장소켓이 조립 설치되며, 상기 천장소켓을 기둥에 접속시키면서 접합 설치되는 천장프레임;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 조립식 건축의 단위유닛 다수개를 상하 또는 좌우로 이웃하게 배치하여 단위유닛끼리 서로 접합하면서 설치하는 것을 특징으로 하는 조립식 건축물을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 기둥과 바닥보 내지 천장보를 직접 연결 접합하지 않고 부품화한 접합매개(코너연결편, 바닥소켓 내지 천장소켓)를 이용하면서 연결 접합하기 때문에 볼트접합을 간단하게 실현할 수 있으며, 이로써 조립식 건축에서 작업성을 대폭 개선할 수 있다.
둘째, 단위유닛 제작과정에서 선조립한 바닥프레임의 바닥소켓에 기둥을 끼움 접속시키면서 조립할 수 있기 때문에 기둥의 자립 설치가 가능해지며, 이로써 기둥의 자립을 위한 별도의 방안을 마련할 필요가 없어 현장장비를 간소하게 하면서 건축물을 조립 시공할 수 있다.
도 1은 종래 조립식 건축물의 일례이다.
도 2는 본 발명에 따른 조립식 건축의 단위유닛에 대한 일실시예이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 따른 조립식 건축의 단위유닛에 사용된 자재를 도시한다.
도 4a 내지 도 4b는 도 3a 내지 도 3d에 따른 자재를 이용하면서 조립한 바닥프레임, 기둥, 천장프레임, 벽패널의 조립상세도와 분해상세도이다.
도 5a 내지 도 5k는 도 2에 따른 조립식 건축의 단위유닛 2개를 이용하면서 완성하는 조립식 건축물의 시공순서도이다.
도 6은 도 2에 따른 조립식 건축의 단위유닛 4개를 이용하면서 완성된 조립식 건축물을 도시한다.
이하 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 조립식 건축의 단위유닛에 대한 일실시예를 도시한다. 본 발명에 따른 조립식 건축의 단위유닛은 보(110, 310)와 기둥(210) 사이를 부품화한 부재로 연결 접합하면서 완성한다는데 특징이 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 조립식 건축의 단위유닛은, 바닥보(110) 사이를 코너연결편(120)으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편(120)에 상향하여 돌출되게 바닥소켓(130)이 조립 설치되는 바닥프레임(100); 상기 바닥프레임의 바닥소켓(130)에 접속시키면서 접합 설치되는 기둥(210); 천장보(310) 사이를 코너연결편(320)으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편(320)에 하향하여 돌출되게 천장소켓(330)이 조립 설치되며 상기 천장소켓(330)을 기둥(210)에 접속시키면서 접합 설치되는 천장프레임(300);을 포함하여 구성된다. 코너연결편(120, 320)을 매개로 바닥보(110) 내지 천장보(310) 상호 간을 연결 조립하는 한편, 코너연결편(120, 320)에 접합 설치한 바닥소켓(130) 내지 천장소켓(330)을 매개로 바닥보(110) 내지 천장보(310)와 기둥(210)을 연결 조립한 것이다. 이와 같이 본 발명은 바닥보(110) 내지 천장보(310) 기둥(210)의 연결 접합에 별도 마련한 코너연결편(120, 320)과 바닥소켓(130) 내지 천장소켓(330)을 이용한 결과, 바닥프레임(100)과 천장프레임(300)을 선조립할 할 수 있는 것은 물론 자재를 부품화하여 볼트접합을 용이하게 실현할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 따른 조립식 건축의 단위유닛에 사용된 자재를 보여준다. 이들 자재는 경량형강의 철골부재나 고강도 알루미늄 성형압출부재 등으로 준비하면 적당하며, 나아가 고강도 플라스틱 등의 건축용 신소재가 이용될 수도 있다. 한편 도 3a 내지 도 3d에서는 볼트접합을 위해 각각의 자재에 볼트구멍(BH)이 형성된 것을 확인할 수 있는데, 용접접합을 고려한다면 볼트구멍(BH)은 생략될 수 있다.
도 3a는 바닥프레임의 바닥보(110) 내지 천장프레임의 천장보(310)에 대한 바람직한 실시예인데, 보는 바와 같이 전체적으로 상·하부플랜지(111, 112, 311,312)와 웨브(113, 313)에 의한 H형강 부재에 하향단턱(114)과 가이드레일(115)이 더 형성되는 단면구조로 마련된다. 즉 바닥보(110)는 상부플랜지(111) 내측으로 하향단턱(114)이 형성되면서 외측으로 가이드레일(115)이 형성되는 한편, 천장보(310)는 내측으로 하향단턱(314)이 형성되면서 외측으로 가이드레일(315)이 형성되도록 마련된다. 도 3a에서는 평행 구도의 가이드레일(115, 315)과 가이드레일 내측의 하향단턱(114, 314)을 확인할 수 있다. 가이드레일(115, 315)에는 벽패널(410)이 맞춤 설치되고 하향단턱(114, 314)에는 바닥판(150) 내지 천장판이 안착 설치된다(도 4b 참조). 한편 천장보(310)에는 바닥보(110)와 달리 하향단턱(314)이 생략되는 구조로 마련될 수 있으나, 도 3a에서는 천장보(310)와 바닥보(110)를 동일한 부재로 사용하기 위해 하향단턱(114, 314)이 형성된 단면구조가 제안되고 있다.
도 3b는 도 3a와 같은 H형 단면구조의 바닥보(110) 내지 천장보(310)를 상호 연결하기 위한 바람직한 코너연결편(120, 320)을 보여준다. 보는 바와 같이 코너연결편(120, 320)은 상·하부플랜지(121, 122, 321, 322)와 절곡웨브(123, 323)에 의한 절곡 H형강 부재로 마련되고 있다. 이와 같은 코너연결편(120, 320)은 H형 단면구조의 바닥보(110) 내지 천장보(310)와 연속하게 이어지도록 배치된 상태에서 접합 설치되어 바닥보(110) 내지 천장보(310) 상호 간을 연결한다. 도 3b에서는 하향단턱(124, 324)이 더 형성된 것을 확인할 수 있는데, 코너연결편의 하향단턱(124, 324)은 도 3b에서의 하향단턱(114, 314)과 마찬가지로 바닥판(150) 내지 천장판의 안착 설치를 고려한 결과이다.
도 3c는 코너연결편(120, 320)에 접합 설치되는 바닥소켓(130) 내지 천장소켓(330)의 일례이다. 바닥소켓(130) 내지 천장소켓(330)은 바닥프레임(100)과 천장프레임(300) 사이에서 기둥(210)을 안정적으로 고정 설치하기 위한 접속 매개가 되는 부재인데, 본 발명에서는 고정판(131, 331)과 기둥접속판(132, 332)으로 구성하고 있다. 고정판(131, 331)은 코너연결편(120, 320)에 맞대어 접합 설치되는 부분이고, 기둥접속판(132, 332)은 고정판(131, 331)에서 돌출되게 마련되어 기둥(210)에 맞대어 접합 설치되는 부분이다. 특히 도 3c에서는 코너앵글에 의한 기둥접속판(132, 332)의 마구리에 고정판(131, 331)이 접합되는 구조로 마련된 바닥소켓(130) 내지 천장소켓(330)을 확인할 수 있는데, 이 경우 기둥(210)과의 효과적인 하중전달을 고려한다면 높은 강성의 고정판(131, 331)을 기둥접속판(132, 332)의 외주와 맞춤 접합하는 방식으로 제작하는 것이 바람직하다. 또한 도 3c에서는 기둥접속판(132, 332)에 크레인 고리를 걸기 위한 크레인홀(CH)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 3d는 본 발명에서 바람직하게 제안하는 기둥(210)의 일례인데, 전체적으로 박스 형태 양측으로 가이드레일(215)이 마련된 단면 구조이다. 박스 형태는 바닥소켓(130)과 천장소켓(330)을 수용하면서 내접하게 설치하기 위해 고려된 결과이고, 가이드레일(215)은 벽패널(410)의 맞춤 설치를 위해 고려된 결과이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a 내지 도 3d에 따른 자재를 이용하면서 조립한 바닥프레임(100), 기둥(210), 천장프레임(300), 벽패널(410)의 조립상세도와 분해상세도이다. 보는 바와 같이 바닥보(110), 코너연결편(120, 320), 바닥소켓(130), 바닥판(150)으로 바닥프레임(100)을 조립하는 한편, 천장보(310), 코너연결편(120, 320), 천장소켓(330)으로 천장프레임(300)을 조립하고, 바닥프레임(100)과 천장프레임(300) 사이에서 기둥(210)을 바닥소켓(130)과 천장소켓(330)에 접속 조립하며, 바닥프레임(100)과 천장프레임(300) 및 기둥(210) 사이에서 각각에 마련된 가이드레일(115, 315, 215)에 벽패널(410)을 맞춤 설치한다.
도 4a 및 도 4b에서는 코너연결편(120, 320)은 바닥보(110) 내지 천장보(310)와 내·외측에서 이음판(JP)을 이용하면서 볼트접합하고, 바닥소켓(130) 내지 천장소켓(330)은 고정판(131, 331)을 코너연결편(120, 320)의 외곽테두리에서 들어가게 위치시키면서 맞대어 볼트접합하고 있다. 더불어 기둥(210)은 바닥소켓 내지 천장소켓의 기둥접속판(132, 332)을 수용하면서 코너연결편(120, 320)에 안착 설치하는 한편, 바닥소켓 내지 천장소켓의 기둥접속판(132, 332)과 볼트접합하고 있다.
도 5a 내지 도 5k는 도 2에 따른 조립식 건축의 단위유닛 2개를 이용하면서 완성하는 조립식 건축물의 시공순서도로서, 이들 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 조립식 건축물의 시공과정을 설명한다.
먼저 도 5a에서와 같이 바닥보(110), 코너연결편(120), 바닥소켓(130)을 서로 연결 접합하면서 바닥프레임(100)을 조립한다. 또한 바닥프레임(100)을 보강하기 위해 보강보(140)를 접합 설치할 수 있는데, 도 5b에서는 사각구도의 바닥보(110) 내부에 보강보(140)가 격자구도로 접합 설치되고 있다. 아울러 도 5c에서와 같이 바닥보와 코너연결편의 하향단턱(114, 124) 위에 바닥판(150)을 안착 설치할 수 있다.
이어 도 5d에서와 같이 기둥(210)을 조립하고 도 5e에서와 같이 벽패널(410)을 설치한다. 기둥(210)은 바닥프레임(100)에서 상향 돌출된 바닥소켓(130)에 끼우면서 조립 설치하면 되는데, 특히 바닥프레임(100)이 이미 조립된 상태이기 때문에 기둥(210)을 세운 상태에서 바닥소켓(130)에 끼움 조립하는 것으로 기둥(210)의 자립 설치가 가능해진다. 벽패널(410)은 바닥프레임의 바닥보(110)와 기둥(210) 사이에 벽체를 구성하도록 설치하며, 바닥보(110)와 기둥(210)에 가이드레일(115, 215)이 마련된 경우라면 벽패널(410)을 가이드레일(115, 215)을 따라 꽂으면서 맞춤 설치하기만 하면 된다.
다음으로 도 5f에서와 같이 천장프레임(300)을 조립한다. 천장프레임(300)은 천장보(310), 코너연결편(320), 천장소켓(330)을 서로 연결 접합하면서 조립하는데, 이와 같은 천장프레임(300)은 도 5a의 바닥프레임(100)이 뒤집힌 상태와 동일하다고 할 수 있다. 한편 천장프레임(300)은 코너연결편(320)에 천장소켓(330)만을 선조립한 후에 천장소켓(330)을 기둥(210)에 끼움 조립하고 이어 시공위치에서 천장보(310)를 조립하는 방식으로 설치하거나, 코너연결편(320), 천장소켓(330), 천장보(310) 모두를 선조립한 후에 양중하여 천장소켓(330)을 기둥(210)에 끼움 조립하는 방식으로 설치할 수 있다. 이로써 1개층 단위의 단위유닛이 완성되며, 천장프레임(300) 위로 도 5i 및 도 j와 같이 지붕구조를 시공한다면 1개층 단위의 조립식 건축물로 완성할 수 있다.
나아가 도 5g 및 도 5h와 같이 1개층 단위의 단위유닛 위로 단위유닛을 추가 적층하여 조립한다면 복층구조의 건축물로 완성할 수 있다. 복층구조는 앞서 살펴본 도 5a 내지 도 5f 과정을 반복하여 실시하기만 된다. 다만 위층의 바닥프레임(100)은 모두 조립된 상태로 양중하여 조립 설치하는 것이 작업효율성을 위해 바람직한데, 이때 바닥프레임의 바닥소켓(130)에 형성된 크레인구멍(CH)에 크레인의 고리를 걸어 양중하면 된다. 바닥프레임(100)을 양중한 후에는 아래층의 천장프레임(300)과 위층의 바닥프레임(100)을 서로 접합하며, 가령 코너연결편(120, 320)끼리 서로 접합하는 한편 바닥보(110)와 천장보(310)를 서로 접합한다.
원하는 층수만큼 단위유닛을 적층 조립한 후에는 도 5i 및 도 5j에서와 같이 지붕트러스(RF)와 지붕판(RP)을 설치하는 등 지붕공사를 실시하고 도 5k에서와 같이 2층 출입을 위한 외부계단(ES) 공사를 실시할 수 있다. 이로써 복층구조의 건축물이 완성된다.
도 6은 도 2에 따른 조립식 건축의 단위유닛 6개를 이용하면서 완성된 조립식 건축물을 도시한다. 보는 바와 같이 단위유닛을 위로 적층 설치할 뿐만 아니라 좌우로도 이웃하게 설치하면서 건축물의 규모를 확장할 수 있다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
100: 바닥프레임
110: 바닥보
120: 코너연결편
130: 바닥소켓
140: 보강보
150: 바닥판
210: 기둥
300: 천장프레임
310: 천장보
320: 코너연결편
330: 천장소켓
410: 벽패널

Claims (7)

  1. 바닥보(110) 사이를 코너연결편(120)으로 연결하면서 조립 설치되는 한편, 코너연결편(120)에 상향하여 돌출되게 바닥소켓(130)이 조립 설치되는 바닥프레임(100);
    상기 바닥프레임의 바닥소켓(130)에 접속시키면서 접합 설치되는 기둥(210);
    천장보(310) 사이를 코너연결편(320)으로 연결하면서 조립 설치되는 한편 코너연결편(320)에 하향하여 돌출되게 천장소켓(330)이 조립 설치되며, 상기 천장소켓(330)을 기둥(210)에 접속시키면서 접합 설치되는 천장프레임(300);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛.
  2. 제1항에서,
    상기 바닥프레임의 바닥보(110)와 상기 천장프레임의 천장보(310)는 각각, 상·하부플랜지(111, 112, 311, 312)와 웨브(113, 313)에 의한 H형강 부재로 마련되고,
    상기 바닥프레임과 천장프레임의 코너연결편(120, 320)은, 상·하부플랜지(121, 122, 321, 322)와 절곡웨브(123, 323)에 의한 절곡 H형강 부재로 마련됨으로써 상기 바닥보(110) 또는 천장보(310)와 연속하게 이어지도록 배치되어 접합 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛.
  3. 제2항에서,
    상기 바닥프레임의 바닥보(110)는 상부플랜지(111) 위에 외측으로 가이드레일(115)이 형성되도록 마련되는 한편, 상기 천장프레임의 천장보(310)는 하부플랜지(312) 위에 외측으로 가이드레일(315)이 형성되도록 마련되며,
    상기 기둥(210)은, 양측으로 가이드레일(215)이 마련되며,
    상기 바닥프레임의 바닥보(110), 천장프레임의 천장보(310), 기둥(210) 각각에 마련된 가이드레일(115, 215, 315)에 맞춤 설치되는 벽패널(410);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에서,
    상기 바닥프레임(100)은, 바닥보 및 코너연결편의 상부플랜지(111, 121)가 내측으로 하향단턱(114, 124)이 형성되도록 마련되어 상기 하향단턱(114, 124) 위에 바닥판(150)이 안착 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 바닥프레임의 바닥소켓(130)과 천장프레임의 천장소켓(330)은 각각,
    코너연결편(120, 320)에 맞대어 접합 설치되는 고정판(131, 331);과 고정판(131, 331)에서 돌출되게 마련되어 기둥(210)에 맞대어 접합 설치되는 기둥접속판(132, 332);으로 구성된 것임을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛.
  6. 제5항에서,
    상기 바닥소켓(130)과 천장소켓(330) 각각은, 코너앵글에 의한 기둥접속판(132, 332)의 마구리에 고정판(131, 331)이 접합되는 구조로 마련되어, 코너연결편(120, 320)의 외곽테두리에서 들어가게 설치되며,
    상기 기둥(210)은, 바닥소켓(130)과 천장소켓(330)을 수용하는 단면구조로 마련되어, 코너앵글에 의한 기둥접속판(132, 332)이 내접되게 설치되면서 코너연결편(120, 320)에 안착 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축의 단위유닛.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조립식 건축의 단위유닛 다수개가 상하 또는 좌우로 이웃하게 배치되어 단위유닛끼리 서로 접합 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축물.
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