KR20130139029A

KR20130139029A - Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조

Info

Publication number: KR20130139029A
Application number: KR1020120062702A
Authority: KR
Inventors: 손강혁
Original assignee: 주식회사 포스코에이앤씨건축사사무소
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-20

Abstract

본 발명은 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조에 관한 것으로, H 형강을 기둥으로 사용하는 건축 모듈러 유닛의 기둥 접합구조에 있어서; 상기 모듈러 유닛의 상하간, 좌우간 접합을 위해 H 형강 기둥과 보가 만나는 기둥 상하 단부 패널존의 웨브에 접합용 개구부를 형성하고, 상기 접합용 개구부를 통해 접합용 내측 결속볼트를 삽입하며, 상기 H 형강 4개가 유닛간 접합플레이트가 맞대어진 상태에서 상기 H 형강 기둥들을 상기 내측 결속볼트가 체결 고정하는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유닛의 상하간, 좌우간 접합을 위해 H-형강 기둥과 보가 만나는 기둥 상하 단부 패널존의 웨브에 개구부를 설치하여 내측의 볼트를 채결할 수 있어 접합의 용이성이 확보되고, 시공성이 향상되며, 구조적 안정성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

Ｈ 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조{MODULAR COLUMN JOINT STRUCTURE USING H SHAPE STEEL PLATE}

본 발명은 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 H 형강의 기둥을 이용하여 모듈러를 구성함으로써 접합의 용이성을 확보하고 시공성과 구조적 성능을 향상시킨 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조에 관한 것이다.

일반적으로, 모듈러 건축물은 공장에서 구조체와 내외장재 및 설비 등의 마감을 설치한 박스형 모듈러 유닛을 공장에서 제작한 후 현장으로 운송하여 적층 조립하여, 완성하는 구조물을 말한다.

이러한 건축물은 대부분이 공장에서 제작되므로 일반적인 건축방식에 비해 현장 기능인력 숙련도와 현장의 환경 조건, 기후 변화 등에 영향을 받지 않고 동일한 품질의 제품을 생산할 수 있다.

이와 같이 모듈러 건축물은 공장생산을 통한 품질 향상과 조립 및 해체가 용이하여 유럽, 일본, 미국 등에서 다양한 유형의 건축물들에 폭 넓게 적용되고 있다.

도 1은 종래 모듈러 건축물의 모듈러 유닛(10)의 사시도이고, 도 2는 이를 이용하여 조립시공한 모듈러 구조물(20)의 사시도와 모듈 접합부를 예시한 사시도이다.

이러한 모듈러 유닛(10)은 보 접합을 위한 외측 스티프너를 겸하는 기둥의 엔드 플레이트를 기둥 외측에서 볼트로 체결함으로써 상하, 좌우 간의 접합이 이루어진다.

이 방식은 외측 스티프너의 설치와 유닛간 접합 플레이트로 인해 접합부의 높이가 높아지고, 외측 기둥의 경우, 기둥단면에 대해 비대칭적인 볼트 접합으로 인해 플레이트에 발생하는 면외 하중을 지지하기에 불리한 구조적인 불합리성을 갖고 갖고 있다.

또한, 엔드 플레이트가 외측 스티프너를 겸하고 있고 용접량이 증가되고 가공성과 시공성이 저하되는 문제도 있었다.

도 3은 또다른 종래 모듈러 건축물의 모듈러 유닛(30) 의 사시도이고, 도 4는 이를 이용하여 조립시공한 모듈러 구조물(40)의 사시도와 모듈 접합부를 예시한 사시도이다.

이러한 모듈러 유닛(30)은 각형 강관을 기둥으로 사용하고 있기 때문에 접합을 위해 기둥의 한 면에 마우스홀을 개구하고, 그 구멍으로 볼트 및 공구를 삽입하여 모듈 상하 간의 연결을 시도하고 있다.

그러나, 이 방식으로는 기둥의 단면에 비대칭적 단면 결손이 발생하여 단면성능이 저하되고, 패널존의 보강이 필요한 경우 부분적인 보강을 할 수 없다는 단점이 있었다.

또한, 기둥 하부에 접합 볼트가 하나씩만 설치되어 고력볼트에 의한 마찰접합을 하지 않을 경우 면내 우력에 의해 접합부가 볼트 축을 중심으로 회전하여 접합부로서의 기능을 상실할 수 있는 위험성을 갖고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 기존 철골 구조물에서 많이 사용되는 H-형강 기둥과 보를 사용하여 모듈러를 형성함으로써, 접합의 용이성을 도모하고 모듈러 유닛의 결합에 장애가 되어왔던 기둥간 또는 유닛간 접합부를 개선하여 모듈러 유닛의 시공성과 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, H 형강을 기둥으로 사용하는 건축 모듈러 유닛의 기둥 접합구조에 있어서; 상기 모듈러 유닛의 상하간, 좌우간 접합을 위해 H 형강 기둥과 보가 만나는 기둥 상하 단부 패널존의 웨브에 접합용 개구부를 형성하고, 상기 접합용 개구부를 통해 접합용 내측 결속볼트를 삽입하며, 상기 H 형강 4개가 유닛간 접합플레이트가 맞대어진 상태에서 상기 H 형강 기둥들을 상기 내측 결속볼트가 체결 고정하는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조를 제공한다.

이때, 상기 H 형강 기둥들을 결속하는 내측과 외측 결속볼트가 기둥 단면에 축 대칭으로 체결되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 H 형강 기둥은 X,Y 방향으로 결합용 보를 더 구비한 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 유닛의 상하간, 좌우간 접합을 위해 H-형강 기둥과 보가 만나는 기둥 상하 단부 패널존의 웨브에 개구부를 설치하여 내측의 볼트를 채결할 수 있어 접합의 용이성이 확보되고, 시공성이 향상되며, 기둥 단면에 대칭적으로 볼트를 배치하여 구조적 안정성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 모듈러 유닛을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈러 유닛의 접합구성을 도시한 개략 사시도 및 접합부 상세도이다.
도 3은 또다른 종래 모듈러 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 모듈러 유닛의 접합구성을 도시한 개략 사시도 및 접합부 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 접합구조를 설명하기 위해 H 형강을 기둥으로 사용한 모듈러 유닛의 접합부를 예시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조를 보인 주요부 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조를 부분적인 입면(立面) 상태로 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 기존처럼 각형 강관을 사용하지 않고 H 형강을 사용하여 기둥을 형성함으로써 기둥간 혹은 유닛간 접합을 이루도록 구성된다.

이때, 본 발명에서 활용되고 있는 H 형강은 그 구조적 성능과 접합의 용이성으로 인해 건설산업 전반에 널리 사용되고 있다.

그러나, 도 5에서와 같이, 모듈러 건축물을 구성하는 모듈러 유닛의 기둥(100)에 적용할 경우에는 4개 모듈 접합시 기둥(100) 간의 간섭으로 인해 내부에 접합용 결속볼트를 채울 수 없다는 단점이 있어 모듈러 유닛의 기둥으로 사용할 수 없었다.

본 발명은 H 형강이 갖는 이와 같은 문제점으로 인해 당해 분야, 즉 모듈러 건축물에서 모듈러 유닛의 기둥(100)으로 사용되지 못하였던 것을 개선하여 사용가능하게 한 것으로, 특히 철골 웨브(Web)에 개구부를 형성하여 내부에서 결속볼트를 채결할 수 있도록 개선된 것이다.

아울러, 기존의 각형 강관 기둥에서 사용하던 마우스홀에 비해 단면의 대칭성을 유지하고, 철골 플랜지에 비해 단면적이 적은 철골 웨브 부분만 개구부를 형성하기 때문에 단면의 결손을 최소화할 수 있게 된다.

좀 더 구체적으로, 도 5 내지 도 7을 참조한다.

본 발명에 따른 건축물 모듈러 유닛은 H 형강 기둥(100)과, 상기 H 형강 기둥(100)의 X,Y 방향으로 각각 결합되는 보(200)로 구성된다.

그리고, 상기 모듈러 유닛의 상하간, 좌우간 접합을 위해 상기 H 형강 기둥(100)과 보(200)가 만나는 기둥 상하 단부 패널존(P)의 웨브(110)에 접합용 개구부(120)가 천공 형성된다.

이 상태에서, 도시와 같이 4개의 H 형강 기둥(100)이 맞대어 졌을 때 이들 사이에 유닛간 접합플레이트(300)가 개재된 상태에서 결속볼트, 즉 내측 결속볼트(420)가 H 형강 기둥(100) 안쪽에서 상호 체결되어 결속된다.

이때, 체결은 상기 접합용 개구부(120)를 통해 작업자가 내측 결속볼트(420)를 끼워 넣은 상태에서 이루어진다.

따라서, H 형상 기둥(100)의 내측에서도 견고한 결속작업이 이루어질 수 있게 된다.

아울러, H 형강 기둥(100)의 외측, 즉 패널존(P) 외측에서는 도시와 같은 외측 결속볼트(410)로 간섭없이 쉽게 체결할 수 있다.

이에 따라, 하중을 받은 H 형강 기둥(100)의 웨브, 그 중에서도 패널존(P)에 위치하는 일부분만 개구되기 때문에 단면 결손이 최소화되고, 대칭성을 유지할 수 있어 기둥의 구조적 안정성이 그만큼 상승하게 된다.

뿐만 아니라, 기둥 단면의 축 대칭으로 결속볼트(410,420)를 체결할 수 있어 접합부의 구조적 안정성이 향상되며, 작업성 및 시공성이 향상되고, 부수적인 보강 구조물을 덧댈 필요도 없어 용접량도 줄어들게 된다.

100 : H 형강 기둥 110 : 웨브
120 : 접속용 개구부 200 : 보
300 : 유닛간 접합플레이트 410 : 외측 결속볼트
420 : 내측 결속볼트

Claims

H 형강을 기둥으로 사용하는 건축 모듈러 유닛의 기둥 접합구조에 있어서;
상기 모듈러 유닛의 상하간, 좌우간 접합을 위해 H 형강 기둥과 보가 만나는 기둥 상하 단부 패널존의 웨브에 접합용 개구부를 형성하고,
상기 접합용 개구부를 통해 접합용 내측 결속볼트를 삽입하며,
상기 H 형강 4개가 유닛간 접합플레이트가 맞대어진 상태에서 상기 H 형강 기둥들을 상기 내측 결속볼트가 체결 고정하는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.
청구항 1에 있어서;
상기 H 형강 기둥들을 결속하는 내측과 외측 결속볼트가 기둥 단면에 축 대칭으로 체결되는 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.
청구항 1에 있어서;
상기 H 형강 기둥은 X,Y 방향으로 결합용 보를 더 구비한 것을 특징으로 하는 H 형강을 이용한 건축 모듈러 기둥 접합구조.