KR20160027595A - 골조 모듈러 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 골조 모듈러 구조물로서, 복수의 중공형 기둥부재와, 상기 기둥부재 상단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 상단부 보와, 상기 기둥부재 하단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 하단부 보를 포함하는 복수의 모듈 유닛을 포함하되, 상기 모듈 유닛들은 상하방향으로 상호 인접하도록 배치되고, 상기 상하방향으로 상호 인접하도록 배치된 상기 모듈 유닛들 사이가 외부의 횡력에 의해 수평 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛들의 상호 인접하는 적어도 두 개의 기둥부재 내부에 공통적으로 삽입되는 제1 보강체를 더 포함하는 골조 모듈러 구조물을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따른 골조 모듈러 구조물은, 상하방향으로 배치된 모들 유닛들의 기둥부재 내부에 제1 보강체를 공통적으로 삽입하여, 외부 요인(예: 풍압, 적설, 비, 지진력 등)에 의한 횡력에 대하여 충분한 횡력 저항강도를 확보할 수 있다. 또한, 본원 발명의 구성인 제2 보강체를 구비할 경우 골조 모듈러 구조물의 일체거동이 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.

Description

골조 모듈러 구조물{Frame modular construction}
본 발명은 골조 모듈러 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 요인(예: 풍압, 적설, 비, 지진력 등)에 의한 횡력에 대하여 충분한 횡력 저항강도를 확보할 수 있는 중고층용 골조 모듈러 구조물에 관한 것이다.
골조 모듈러 구조물은 표준화된 건축모듈로서, 공장에서 다수의 입방체로 구성되는 구조체의 내부에 각종 내장재, 기계설비, 전기배선 등을 미리 시공하고 이를 현장에 운반하여 조립 완성하는 구조물이다.
이러한, 골조 모듈러 구조물은 기존 건물과 대비하여 하중 부담을 줄여(일반 건축물 대비 약 30% 가량), 상층부 중축에 효과적이며, 골조 모듈러 구조물의 시공 효율성을 높이기 위해 인접하는 단위모듈 상호간을 외부에서 고정시키는 방식을 사용한다.
그러나, 외부에서 단위모듈 상호간을 고정시키는 방식으로는, 골조 모듈러 구조물의 경량화 특성상 외부 요인에 의한 횡력에 대하여, 충분한 횡력 저항강도를 확보하는 데에는 어려운 문제점이 있다. 또한, 중고층의 골조 모듈러 구조물의 경우 외부로 부터의 횡력에 대하여 주로 단위 모듈 유닛이 저항한다. 따라서 횡력에 대하여 단위유닛모듈이 각기 저항하므로 구조물 전체가 효과적으로 일체 거동하지 못하게 되는 문제점이 있다.
종래 기술은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 단순히 기둥 및 보를 브라켓, 용접 등의 접합방식으로 결합하였다. 하지만, 이러한 방식으로는 단위 모듈 유닛간의 응력의 전달이 불명확하고, 강판, 볼트량 증가 및 용접량 과다로 열변형 등의 문제가 발생되었다.
결국, 종래 기술은 효과적인 횡력 저항 강도와 일체거동을 확보하는데 미흡하였으며, 골조 모듈러 구조물은 중고층용으로 설치할 경우에는 전술한 횡력 저항 강도와 일체 거동의 확보가 더욱 어려운 문제점이 있었다.
한국공개특허 제2013-0036486호
본 발명은, 골조 모듈러 구조물에 있어서, 충분한 횡력 저항강도와 일체 거동을 확보할 수 있는 중고층용 골조 모듈러 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 골조 모듈러 구조물에 있어서, 복수의 중공형 기둥부재와, 상기 기둥부재 상단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 상단부 보와, 상기 기둥부재 하단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 하단부 보를 포함하는 복수의 모듈 유닛을 포함하되, 상기 모듈 유닛들은 상하방향으로 상호 인접하도록 배치되고, 외부의 횡력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상하 방향으로 상호 인접하도록 배치된 상기 모듈 유닛들 중 상호 인접하는 두 개 이상의 상기 모듈 유닛의 기둥부재 내부에 공통적으로 삽입되는 제1 보강체;를 더 포함하는 골조 모듈러 구조물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 골조 모듈러 구조물에 있어서,
복수의 중공형 기둥부재와, 상기 기둥부재 상단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 상단부 보와, 상기 기둥부재 하단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 하단부 보를 포함하는 복수의 모듈 유닛;을 포함하되,
상기 모듈 유닛들은 상하방향으로 상호 인접하도록 배치되고, 상기 상하방향으로 상호 인접하도록 배치된 상기 모듈 유닛들 사이가 외부의 횡력에 의해 수평 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛들의 상호 인접하는 적어도 두 개의 기둥부재 내부에 공통적으로 삽입되는 제1 보강체와, 상기 모듈 유닛들은 직육면체 형상이고, 상기 상하방향 및 상기 수평방향으로 상호 인접하도록 배치되며, 상기 상하방향 또는 상기 수평방향으로 서로 인접하는 상기 모듈 유닛들의 일체거동을 위하여, 상기 배치된 상기 모듈 유닛들 중 두 개 이상을 세트 고정하는 제2 보강체를 더 포함하며, 상기 제2 보강체는, 상기 세트 고정되는 모듈 유닛들의 외부 노출면들을 가로지르도록 열십자 형태로 설치되는 골조 모듈러 구조물을 제공한다.
본 발명에 따른 골조 모듈러 구조물은, 상하방향으로 배치된 모들 유닛들의 기둥부재 내부에 제1 보강체를 공통적으로 삽입하여, 외부 요인(예: 풍압, 적설, 비, 지진력 등)에 의한 횡력에 대하여 충분한 횡력 저항강도를 확보할 수 있다.
또한, 본원 발명의 구성인 제2 보강체를 구비할 경우 골조 모듈러 구조물의 일체거동이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골조 모듈러 구조물을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 골조 모듈러 구조물의 구성들 중 모듈 유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 모듈 유닛을 소정의 개수로 결합한 모듈 유닛 조립체를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 골조 모듈러 구조물의 구성들 중 보와 기둥부재와, 고정부재와, 제1 보강체 및 보의 결합상태를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 골조 모듈러 구조물의 구성들 중 기둥부재(111) 및 제1 보강체의 결합상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 골조 모듈러 구조물을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 모듈 유닛을 소정의 개수로 결합한 모듈 유닛 조립체를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 골조 모듈러 구조물의 구성들 중 고정부재를 도시한 종단면도이다.
도 10은 도 7에 도시된 골조 모듈러 구조물의 구성들 중 고정부재를 도시한 횡단면도이다.
도 1 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 골조 모듈러 구조물(100)이 도시되어 있고, 도 2 내지 도 6 에는 상기 철골 모듈려 구조물(100)의 구성들이 각각 도시되어 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 골조 모듈러 구조물(100)은 복수의 모듈 유닛(110)과 제1 보강체(114)를 포함한다. 상기 모듈 유닛(100)은 기둥부재(111)와, 상단부 보(113b)와, 하단부 보(113a)를 포함한다.
상기 기둥부재(111)는 중공형 구조이며, 상기 골조 모듈러 구조물(100)이 직육면체 형상을 이루도록 사방에 배치된다. 상기 기둥부재(111)는 중공형 구조를 가지기 때문에 상기 골조 모듈러 구조물(100)의 전체적인 하중을 감소시킬 수 있다. (도 1 및 도 2 참조)
상기 기둥부재(111)의 하단부에는 상기 기둥부재(111)들 상호간을 연결하는 상기 하단부 보(113a)가 결합되고, 상기 기둥부재(111)의 상단부에는 상기 기둥부재(111)들 상호간을 연결하는 상기 상단부 보(113b)가 결합된다. (도 1 및 도 2 참조)
상기 하단부 보(113a)는 폭과 높이가 상기 상단부 보(113b)보다 크게 형성되어 모듈 유닛의 안정적인 배치가 가능하다. 상기 기둥부재(111)와 상단부 보(111b) 및 하단부 보(111a) 간에는 용접방식으로 결합된다. 그러나, 이에 한정되지 않고 기 공지된 다양한 방식을 적용하여 결합이 가능하다. (도 1 및 도 2 참조)
상기 모듈 유닛(110)은 상하방향, 좌우 방향 또는 상하좌우 방향 중 어느 방향 상호 접하도록 배치되며, 외부 요인(예: 풍압, 적설, 비, 지진력 등)에 의한 횡력으로 인하여 이탈되는 것을 방지하도록 상기 상호 접하도록 배치된 모듈 유닛(110)들 가운데에서 상하방향으로 배치된 모듈 유닛(110)들 중 두 개 이상을 고정시킨다. (도 3 참조)
이를 위해서 상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛(110)들의 기둥부재(111) 내부에는 제1 보강체(114)가 삽입된다. 상기 제1 보강체(114)는 바(bar) 형상으로서, 외주면의 둘레가 상기 기둥부재(111)의 내주면 둘레보다 작으며, 단면이 다각 또는 원 형상으로 형성된다.
상기 제1 보강체는(114) 상기 골조 모듈러 구조물(100)의 전체적인 하중을 감소시키기 위해 중공형으로 형성할 수 있다. 상기 제1 보강체(114)는 상기 상하방향으로 배치된 적어도 두 개의 모듈 유닛(110)들의 기둥부재(111) 내주면 사이에 공통으로 삽입된다. 또한, 상기 모듈 유닛(110)들 상호간에 인접하도록 배치 시, 서로 접하게 되는 상단부 보(113b)와 하단부 보(113a) 상호간에 체결구(볼트, 너트 등)로 결합된다. (도 3 및 도 4 참조)
상기 기둥부재(111)와 상기 모듈 유닛(110) 상기 제1 보강체(114)가 상기 중공형 기둥부재(111)의 내부에 삽입되는 구조를 통해서 상기 골조 모듈러 구조물(100)은 외부 요인(예: 풍압, 적설, 비, 지진력 등)에 따라 가해지는 횡력에 대하여, 횡력 저항 강도를 확보하게 되는 것이다. 상기 골조 모듈러 구조물(100)이 중고층으로 설치되는 경우에서도 상기 외부 요인에 대한 횡력 저항 강도를 충분히 확보할 수 있다.
상기 기둥부재(111)의 내부에는 삽입된 상기 제1 보강체(114)를 고정하기 위하여서 고정부재(112)가 구비된다. 상기 고정부재(112)는 중심부에 상기 제1 보강체(114)를 수용할 수 있도록 관통홀이 형성되고, 상기 기둥부재(111)의 내주면과 상기 제1 보강체(114)의 외주면 사이에서 격벽형태로 구비된다. 이러한 고정부재(112)는 상기 기둥부재(111)의 내주면에서 상기 제1 보강체(114)의 높이 방향을 따라 소정간격으로 복수 개가 형성된다. (도 4 참조) 그러나, 상기 고정부재(112)는 특정한 형태로 제한되지 않으며, 상기 기둥부재(111) 내부에서 제1 보강체(114)를 고정하기 위한 다양한 방식이 적용 가능하다.
상기 상부 보(113b)와 상기 하부 보(113a)는 종단면이 자 형상으로 이루어지는데, 상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛(110)은 각각의 상부 보와 하부 보가 볼트와 너트 결합 방식 등으로 체결된다. (도 4 참조)
상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛(110)은 상호 결합 시, 각각의 기둥부재(111)의 끼움 결합 방식으로 결합된다. 즉, 상기 기둥부재(111)는 상호간의 끼움 결합을 위하여, 양단 중 일단이 삽입체(111a)가 형성되고, 타단은 삽입구(111b)의 역할을 하게 되는 것이다. (도 5 참조)
상기 기둥부재(111)는 내주면의 횡단면 형상이 다각 또는 원 형상으로 형성되며, 상기 기둥부재(111)의 외주면의 횡단면 형상이 다각 또는 원 형상으로 형성된다. (도 5 참조)
상기 삽입체(111a)는 중공형의 기둥부재(111)에서 단차를 가지도록 형성되되, 상기 삽입구(111b)와 대응하여 체결 시 정합을 이루도록 형성된다. 즉, 상기 삽입체(111a)의 외경 둘레는 상기 기둥부재(111)의 내경 둘레이하로 형성되는 것이다. (도 5 및 도 6 참조)
도 7 에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 골조 모듈러 구조물(200)이 도시되어 있고, 도 7 내지 도 10 에는 상기 철골 모듈려 구조물의 구성들이 각각 도시되어 있다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예로서, 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 골조 모듈러 구조물(200)은 복수의 모듈 유닛(210)과 제2 보강체(215)를 포함한다. 상기 모듈 유닛(210)의 구성인 기둥부재(211)는 내부에 고정부재(212)가 구비되며, 상기 고정부재(212)는 조임부(212b)와, 조정부재(212a)를 포함한다.
상기 제2 보강체(215)는 상기 상호 접하도록 배치되는 모듈 유닛(210)들 중 두 개 이상을 세트로 고정시키도록, 상기 상호 접하도록 배치되는 상기 모듈 유닛(210)들이 외부를 향해 바라보는 외부 노출면들 중 적어도 어느 일면에서 열십자 형태로 구비된다. 열십자 형상의 상기 제2 보강체(215)는 한 쌍의 바를 상호간에 전후에서 교차되도록 설치하는 방식과, 한 쌍의 바를 일체형 구조로 설치하는 방식을 포함한다. (도 7 내지 도 8 참조)
상기 상호 접하도록 배치되는 모듈 유닛(210)들의 상기 외부 노출면들 중 적어도 어느 일면에 상기 제2 보강체(215)가 설치되는 구조를 통해서, 상기 골조 모듈러 구조물(200)은 상호 간의 일체거동을 확보할 수 있게 되는 것이다.
상기 고정부재(212)는 상기 기둥부재(211) 내부에 제1 보강체(214)를 고정하도록 구비된다. 보다 구체적으로는, 상기 조임부(212b)는 상기 기둥부재(211)의 내주면과 상기 제1 보강체(214)의 외주면 사이에 구비되고, 상기 조정부재(212a)는 상기 기둥부재(211)의 외주면으로부터 내주면을 관통하여 상기 조임부(212b)와 기계적으로 연동된다. (도 9 및 도 10 참조)
상기 조정부재(212a)는 정회전 또는 역회전을 통하여 상기 조임부(212b)를 진퇴시킴으로써 상기 조임부(212b)와 상기 제1 보강체(214) 사이의 간격을 조정한다. 상기 고정부재(212)는 상기 기둥부재(211) 내부에서 상기 기둥부재(211)를 중심으로 상호간에 대향하도록 적어도 한 쌍으로 구비된다. (도 9 및 도 10 참조)
상기 고정부재(212)는 상기 기둥부재(211) 내부에서 제1 보강체(214)의 높이 방향을 따라 복수 개로 설치되며, 상기 제1 보강체(214)의 외주면과 접하게 되는 상기 조임부(212b의 그루브는 상기 제1 보강체(214)의 외주면에 대응하도록 형성된다. (도 9 및 도 10 참조)
따라서, 상기 제1 보강체(214)가 기둥부재(211)에 온전하게 결합되고, 중고층에서의 상기 골조 모듈러 구조물(200)에 대한 횡력 저항 강도 역시 온전하게 확보할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110, (210) : 모듈 유닛 111, (211) : 기둥부재
111a, (211a) : 삽입체 111b, (211b) : 삽입구
112, (212) : 고정부재 113, (213) : 보
113a, (213a) : 하단부 보 113b, (213b) : 상단부 보
114, (214) : 제1 보강체 215 : 제2 보강체
120, (220) : 모듈 유닛 조립체

Claims (11)

  1. 골조 모듈러 구조물에 있어서,
    복수의 중공형 기둥부재와, 상기 기둥부재 상단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 상단부 보와, 상기 기둥부재 하단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 하단부 보를 포함하는 복수의 모듈 유닛;을 포함하되,
    상기 모듈 유닛들은 상하방향으로 상호 인접하도록 배치되고, 상기 상하방향으로 상호 인접하도록 배치된 상기 모듈 유닛들 사이가 외부의 횡력에 의해 수평 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛들의 상호 인접하는 적어도 두 개의 기둥부재 내부에 공통적으로 삽입되는 제1 보강체를 더 포함하는 골조 모듈러 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥부재는, 내부에 상기 제1 보강체를 고정하는 하나 이상의 고정부재가 구비되는 골조 모듈러 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정부재는,
    중심부로 상기 제1 보강체가 관통되도록 형성되어, 상기 기둥부재의 내주면과 상기 제1 보강체의 외주면 사이에서 격벽형태를 가지는 골조 모듈러 구조물.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 기둥부재 내에 설치되며, 상기 제1 보강체를 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 조임부들; 및
    상기 기둥부재의 외주면으로부터 내주면을 관통하여 상기 각 조임부와 기계적으로 연동되고, 정회전 또는 역회전으로 상기 조임부를 진퇴시켜 상기 각 조임부와 상기 제1 보강체 사이의 간격을 조정하는 조정부재를 포함하는 골조 모듈러 구조물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보강체는 바(bar) 형상으로 형성되는 골조 모듈러 구조물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보강체는,
    외주면 둘레가 상기 지지체의 내주면 둘레보다 작으며, 횡단면이 다각 또는 원형상으로 형성된 골조 모듈러 구조물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥부재들은,
    양단에 상호간의 끼움 결합을 위한 삽입구와 삽입체가 각각 형성되어, 상기모듈 유닛들이 상호간에 끼움 결합 방식을 통해 상기 상하방향으로 인접하여 적층되도록 하는 골조 모듈러 구조물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 삽입체는 상기 기둥부재에서 내측으로 단차가 지도록 형성되고, 상기 삽입구는 상기 삽입체와 대응하여 정합을 이루도록 형성되는 골조 모듈러 구조물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈 유닛들은 직육면체 형상이고, 상기 상하방향 및 상기 수평방향으로 상호 인접하도록 배치되며,
    상기 상하방향 또는 상기 수평방향으로 서로 인접하는 상기 모듈 유닛들의 일체거동을 위하여, 상기 배치된 상기 모듈 유닛들 중 두 개 이상을 세트 고정하는 제2 보강체를 더 포함하는 골조 모듈러 구조물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 보강체는, 상기 세트 고정되는 모듈 유닛들의 외부 노출면들을 가로지르도록 열십자 형태로 설치되는 골조 모듈러 구조물.
  11. 골조 모듈러 구조물에 있어서,
    복수의 중공형 기둥부재와, 상기 기둥부재 상단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 상단부 보와, 상기 기둥부재 하단부에서 상기 기둥부재들 상호간을 연결하는 하단부 보를 포함하는 복수의 모듈 유닛;을 포함하되,
    상기 모듈 유닛들은 상하방향으로 상호 인접하도록 배치되고, 상기 상하방향으로 상호 인접하도록 배치된 상기 모듈 유닛들 사이가 외부의 횡력에 의해 수평 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 상하방향으로 배치된 모듈 유닛들의 상호 인접하는 적어도 두 개의 기둥부재 내부에 공통적으로 삽입되는 제1 보강체;와
    상기 모듈 유닛들은 직육면체 형상이고, 상기 상하방향 및 상기 수평방향으로 상호 인접하도록 배치되며, 상기 상하방향 또는 상기 수평방향으로 서로 인접하는 상기 모듈 유닛들의 일체거동을 위하여, 상기 배치된 상기 모듈 유닛들 중 두 개 이상을 세트 고정하는 제2 보강체;를 더 포함하며,
    상기 제2 보강체는, 상기 세트 고정되는 모듈 유닛들의 외부 노출면들을 가로지르도록 열십자 형태로 설치되는 골조 모듈러 구조물.
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