KR20210009603A - 철골구조로 이루어지는 다층 하이브리드 전통 목조 건축물의 골조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 한옥의 골조를 철골구조로 형성하면서 강재에 목재를 접착하여 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 하며 지붕과 처마틀은 전통 한식 지붕과 처마틀의 형상을 가지도록 하는, 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조에 관한 것이다.
Description
본 발명은 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한옥의 골조를 철골구조로 형성하면서 강재에 목재를 접착하여 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 하며 지붕과 처마틀은 전통 한식 지붕과 처마틀의 형상을 가지도록 하는, 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조에 관한 것이다.
우리나라의 전통 한옥은 목재를 주재료로 사용하여 건축하는데, 이의 건축과정은 먼저 건축하고자 하는 터를 조성하고, 기둥을 세울 자리에 주춧돌을 놓으며, 주춧돌 위에 기둥을 수직으로 세우고 기둥 위에 보·도리 등으로 골조를 형성한 후, 상기 기둥 사이에 벽체 및 창호 등을 만들고, 보 및 도리의 상부에는 지붕을 형성한다.
종래 한옥의 기둥·보·도리 등은 주로 천연 목재이므로 자재 조달이 어려울 뿐만 아니라 고가이며, 천연 목재는 건습에 의한 수축 팽창이 커서 건축 후에 뒤틀리거나 갈라지는 변형이 일어나 구조적인 안정성이 취약한 단점이 있고, 지붕에 덮어주는 기와는 시멘트·점토로 빚어 성형하여 중량이 과도하여 골조에 부담을 주는 문제가 있다.
또한 한옥의 전통 건축방식은 소수의 전문가에게만 전해지고 있고 천연 목재를 다루거나 지붕 시공 등을 장기간 숙련된 전문가의 인력에 의존하기 때문에 많은 인건비가 소요되고 작업의 난이도가 높아 공사기간이 길어지며, 이에 따라 건축비용이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 한옥의 골조를 내구성과 구조적 안정성이 강하고 시공성이 우수한 철골구조로 형성하면서 강재에 목재를 접착하여 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 하며 지붕과 처마틀은 전통 한식 지붕과 처마틀의 형상을 가지도록 하여, 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조는, 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 사용되는 각종 강재의 표면에 목재가 접착되는 방식으로 강재와 목재가 혼용된 복합 기둥, 복합 대들보, 복합 처마도리, 복합 동자기둥, 복합 종보가 사용되어 시작층, 중간층, 최상층을 갖는 1칸 3개층의 골조로서, 상기 시작층 골조에는 복합 기둥(10), 복합 대들보(20), 복합 처마도리(30)가 사용되고 접합되어 골조가 이루어지고, 상기 중간층 골조에는 복합 기둥(40), 복합 대들보(50), 복합 처마도리(60)가 사용되고 접합되어 골조가 이루어지며, 상기 최상층 골조에는 복합 기둥(70), 복합 대들보(80), 복합 처마도리(90), 복합 동자기둥(100), 복합 종보(130)가 사용되고 접합되어 골조가 이루어지고, 상기 시작층 골조 위에 상기 중간층 골조가 설치되며, 상기 중간층 골조 위에 상기 최상층 골조가 설치되고, 상기 최상층 골조 위에는 지상에서 제작된 일체형 목재 지붕구조재(160)가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 시작층 골조에 사용되는 복합 처마도리(30) 및 중간층 골조에 사용되는 복합 처마도리(60)에는 각각 지상에서 제작된 일체형 목재 처마틀 구조재(200)가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 시작층 골조에 사용되는 복합기둥(10)은 H형강 플랜지(flange) 양단에 삼각형 보강철물(11)의 밑변이 닿고 웨브(web) 중앙에 삼각형 보강철물(11)의 꼭지점이 닿도록 H형강 상·하부에 삼각형 보강철물(11)을 보강한 후 H형강의 하부에 베이스플레이트(12)를 접합하고, H형강 상부에 다른 베이스플레이트(13)를 접합하며 상기 상부 베이스플레이트(13)에 수직으로 X자형 보강부재(14)를 설치한 후 H형강의 표면에 □ 모양으로 목재를 접합하여 형성하고, 상기 X자형 보강부재(14)의 4개의 측판 중 연속되는 2개의 측판 사이에는 X자형 보강부재(14)의 높이보다 소정 높이만큼 낮게 형성되는 ㄷ자형 연결부재(15)가 각각 결합되어 X자형 보강부재(14)에는 4개의 ㄷ자형 연결부재(15)가 결합되며, 상기 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍을 형성하고, 상기 4개의 ㄷ자형 연결부재(15)를 상부에서 ㅡ자형 보강철물(16)로 각각 고정한 다음 X자형 보강부재(14) 상단에 탑플레이트(17)를 고정시켜 형성하며, 상기 시작층 골조에 사용되는 복합 대들보(20)는 H형강 플랜지(flange) 양단에 삼각형 보강철물(21)의 밑변이 닿고 웨브(web) 중앙에 삼각형 보강철물(21)의 꼭지점이 닿도록 H형강 좌·우측에 삼각형 보강철물(21)을 보강한 후 H형강 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(22)를 설치한 다음에 
모양으로 목재를 접합하여 형성하며, 상기 ㅑ자형 연결부재(22)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되고, 상기 시작층 골조에 사용되는 복합 처마도리(30)는 각형 강관의 좌·우측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(31)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(31)이 닿도록 ∨자형 보강철물(31)을 보강한 후 ∨자형 보강철물(31)이 보강된 각형강관의 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(32)를 설치한 다음에 
모양으로 목재를 접합하여 형성하고, 상기 ㅑ자형 연결부재(32)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 복합 대들보(20)의 ㅑ자형 연결부재(22)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 복합 기둥(10)의 상부 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 방법으로 두 개의 복합 기둥(10)과 한 개의 복합 대들보(20)를 일체로 결합시키며, 상기 복합 처마도리(30)의 ㅑ자형 연결부재(32)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 복합 기둥(10)의 상부 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 방법으로 두 개의 복합 기둥(10)과 한 개의 복합 처마도리(30)를 일체로 결합시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 중간층 골조에 사용되는 복합 기둥(40)은 시작층 골조에 사용되는 복합 기둥(10)과 동일하되, H형강 하부에 베이스플레이트(42)를 고정시킨 후 그 베이스플레이트(42) 하부에 X자형 보강부재(44)를 고정하고 하단에 또 다른 베이스플레이트(43)를 고정시키는 것이 추가되며, 상기 하단 베이스플레이트(43) 전단 좌우측 상면에는 2개의 앙카볼트(47)를 설치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 최상층 골조에 사용되는 복합 기둥(70)은 중간층 복합 기둥(40)과 동일하되, X자형 보강부재(74)의 높이와 ㄷ자형 연결부재(75)의 높이가 동일하고, X자형 보강부재(74)의 4개의 상단면 중 내측 2개면 소정 위치에 앙카볼트(77)를 설치하며, X자형 보강부재(74) 상부에는 탑플레이트를 설치하지 않고, 복합 기둥(70) 하부의 베이스플레이트(72) 전단 좌우측 상면에는 2개의 앙카볼트(77)를 설치하며, 상기 최상층 골조에 사용되는 복합 동자기둥(100)은 각형 강관의 상·하측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(101)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(101)이 닿도록 ∨자형 보강철물(101)을 보강한 후 ∨자형 보강철물(101)이 보강된 각형강관의 상단에 베이스플레이트(102)를 접합하고 각형강관의 네 개의 면에 목재를 접합하여 형성하며, 상기 베이스플레이트(102)의 상면에는 X자형 보강부재(104)가 설치되고 상기 X자형 보강부재(104)의 4개의 측판 중 연속되는 2개의 측판 사이에는 X자형 보강부재(104)와 높이가 같게 형성되는 ㄷ자형 연결부재(105)가 각각 결합되어 X자형 보강부재(104)에는 4개의 ㄷ자형 연결부재(105)가 결합되며, 상기 ㄷ자형 연결부재(105)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍을 형성하고, 상기 4개의 ㄷ자형 연결부재(105)를 상부에서 ㅡ자형 보강철물(106)로 각각 고정하며, X자형 보강부재(104)의 4개의 상단면 끝 부분에 각각 앙카볼트(107)를 설치하고, 상기 최상층 골조에 사용되는 복합 종보(130)는 각형강관의 좌·우측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(131)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(131)이 닿도록 ∨자형 보강철물(131)을 보강한 후 ∨자형 보강철물이 보강된 각형강관의 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(132)를 설치하며, 최상층 복합 종보(130)로는 하부 복합 종보(140)와 상부 복합 종보(150)가 설치되고, 상기 최상층 골조에 사용되는 복합 대들보(80)의 좌·우측단에서 각각 1/4지점에 하부 복합 동자기둥(110)을 설치하며, 하부 복합 종보(140)의 중간에 1개의 상부 복합 동자기둥(120)을 설치하고 각각 네 개의 면에 목재를 접합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 한 개의 상기 하부 복합 종보(140)의 좌·우측에 설치된 ㅑ자형 연결부재(132)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 상기 하부 복합 동자기둥(110) 상부의 X자형 보강부재(104)의 ㄷ자형 연결부재(105)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하며, 한 개의 상기 상부 복합 종보(150)의 좌·우측에 설치된 ㅑ자형 연결부재(132)의 마주보는 2개의 측판 사이에 상기 상부 복합 동자기둥(120) 상부의 X자형 보강부재(104)의 ㄷ자형 연결부재의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 최상층 골조 위에는 지상에서 형성된 일체형 목재 지붕구조재(160)를 사용하여 한옥 지붕을 형성하고, 일체형 목재 지붕구조재는 하부틀 목재 지붕구조재(161)와 상부틀 목재 지붕구조재(181)로 구성되며, 상기 하부틀 목재 지붕구조재(160)로는 사각형의 목재판재틀 중 전면에 위치한 서까래 구멍이 형성된 전면 목재판재(162)와 후면에 위치한 후면 목재판재(163)의 하부에 하부틀 연결플레이트(164)를 설치하고, 상기 하부틀 연결플레이트(164)의 전면 목재판재(162)의 구멍에 서까래(165)를 끼워 넣고 후면 목재판재(163)에 고정시키며, 사각형의 목재판재틀 안에 설치된 서까래의 윗부분에 목재판재(166)를 덮고, 전면 목재판재(162)의 앞부분인 처마부분의 서까래 위를 목재판재(166)로 덮어 목재판재(166) 위에 초매기 평고대(167), 부연(168), 이매기 평고대(169), 연함(170)을 설치한 뒤 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(171)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(172)로 덮은 후 암막새(173)와 수막새(174)를 설치하고, 상기 상부틀 목재 지붕구조재(181)로는 사각형의 목재판재틀 중 전면에 위치한 전면 목재판재(182)와 후면에 위치한 후면 목재판재(183)의 하부에 상부틀 연결플레이트(184)를 설치하며, 상기 사각형의 목재판재틀 안에 서까래(185)를 넣어서 전·후면 목재판재(182, 183)로 고정시키고 고정된 서까래(185) 위를 목재판재(186)로 덮고 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(191)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(192)로 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 하부틀 연결플레이트(164)에는 일정 간격으로 전·후면 목재판재(162, 163)를 고정시키는 구멍과, 최상층 복합 기둥(70) 및 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(74, 104) 상단면의 앙카볼트(77, 107)와 연결하여 고정시키는 구멍이 2줄로 형성되며, 상기 하부틀 연결플레이트(164)를 전·후면 목재판재(162, 163)의 하부에 고정함과 동시에 최상층 복합 기둥(70) 및 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(74, 104) 상단면의 앙카볼트(77, 107)와 연결하여 고정시키고, 상기 상부틀 연결플레이트(184)에는 일정 간격으로 전·후면 목재판재(182, 183)를 고정시키는 구멍과, 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(104) 상단면의 앙카볼트(107)와 연결하여 고정시키는 구멍이 2줄로 형성되며, 상기 상부틀 연결플레이트(184)를 전·후면 목재판재(182, 183)의 하부에 고정함과 동시에 최상층 하부 복합 동자기둥(110)과 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104) 상단면의 앙카볼트(107)와 연결하여 고정시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 하부틀 목재 지붕구조재(161) 설치는 하부틀 목재 지붕구조재(161)를 크레인으로 이동시켜 먼저 전면 목재판재(162) 하부면에 고정시킨 하부틀 연결플레이트(164) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 복합 기둥(70)의 X자형 보강부재(74)의 안쪽 2개 앙카볼트(77) 중 우측 1개의 앙카볼트와 접합하고, 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 복합 기둥(70)의 상부의 X자형 보강부재(74)의 안쪽 2개 앙카볼트(77) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합함과 동시에, 후면 목재판재(163) 하부면에 고정시킨 하부틀 연결플레이트(164) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 하부 복합 동자기둥(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면의 2개 앙카볼트(107) 중 우측의 1개의 앙카볼트와 접합하며 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 하부 복합 동자기둥(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면의 2개 앙카볼트(107) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합하고, 상기 상부틀 목재 지붕구조재(181) 설치는 먼저 하부틀 목재 지붕구조재(161)를 설치하고 난 다음 설치하며, 상부틀 목재 지붕구조재(181)를 크레인으로 이동시켜 먼저 전면 목재판재(182) 하부면에 고정시킨 상부틀 연결플레이트(184) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 하부 복합 동자기동(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합함과 동시에, 후면 목재판재(183) 하부면에 고정시킨 상부틀 연결플레이트(184) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 우측의 1개의 앙카볼트와 접합하고 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 좌측 1개의 앙카볼트와 접합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 일체형 목재 처마틀 구조재(200)는 사각형의 목재판재틀 중 후면에 위치한 서까래 구멍이 형성된 후면 목재판재(202)의 상부에 처마틀 연결플레이트(203)를 고정하고, 후면 목재판재(202)의 바깥면 하단부의 좌·우측단에 T자형 연결부재(204)를 각각 설치하며, 상기 T자형 연결부재(204)의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되고, 후면 목재판제(202)의 구멍에 서까래(205)를 끼워 넣고 서까래 위를 목재판재(206)로 덮고 목재판재 위에 초매기 평고대(207), 부연(208), 이매기 평고대(209), 연함(210)을 설치한 뒤 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(211)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(212)로 덮은 후 암막새(213)와 수막새(214)를 설치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 시작층에 상기 일체형 목재 처마틀 구조재(200) 설치는 먼저 일체형 목재 처마틀 구조재(200)의 후면 목재판재(202) 바깥쪽 하단부에 설치된 T자형 연결부재(204)와 시작층 복합 기둥(10) 상부의 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 안쪽 측판에 형성된 볼트체결 구멍 들 간에 볼트를 체결함과 동시에, 후면 목재판재(202) 상부에 고정된 처마틀 연결플레이트(203)의 구멍과 중간층 복합 기둥(40)의 베이스플레이트(43) 위에 설치된 앙카볼트(47)와 접합하고, 다음 중간층에 상기 일체형 목재 처마틀 구조재(200) 설치는 일체형 목재 처마틀 구조재(200)의 후면 목재판재(202) 바깥쪽 하단부에 설치된 T자형 연결부재(204)와 중간층 복합 기둥(40) 상부의 X자형 보강부재(44)의 ㄷ자형 연결부재(45)의 안쪽 측판에 형성된 볼트체결 구멍 들 간에 볼트를 체결함과 동시에, 후면 목재판재(202) 상부에 고정된 처마틀 연결플레이트(203)의 구멍과 최상층 복합 기둥(70)의 베이스플레이트(72) 위에 설치된 앙카볼트(77)와 접합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 한옥의 골조를 철골구조로 형성하여 내구성과 구조적 안정성이 강하고 시공성이 우수하며, 강재에 목재를 접착하여 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 하여 목재를 주재료로 사용하여 건축한 것처럼 보여 지고, 지붕과 처마틀은 전통 한식 지붕과 처마틀의 형상을 가져 전체적으로 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조를 제공하는 효과가 있다.
도 1 내지 3은 시작층의 복합 기둥을 나타내는 도면,
도 4, 5는 시작층의 복합 대들보를 나타내는 도면,
도 6, 7은 시작층의 복합 처마도리를 나타내는 도면,
도 8은 시작층 복합 기둥과 복합 대들보 간 접합을 나타내는 도면,
도 9는 시작층 복합 기둥과 복합 처마도리 간 접합을 나타내는 도면,
도 10은 시작층 골조를 나타내는 도면,
도 11은 중간층 복합 기둥을 나타내는 도면,
도 12는 시작층 복합 기둥과 중간층 복합 기둥 간 접합을 나타내는 도면,
도 13은 시작층 골조 위에 중간층 골조가 접합된 것을 나타내는 도면,
도 14는 최상층 복합 기둥을 나타내는 도면,
도 15는 최상층 복합 동자기둥을 나타내는 도면,
도 16은 최상층 복합 종보를 나타내는 도면,
도 17은 최상층 복합 기둥, 최상층 복합 대들보, 최상층 하부 복합 동자기둥 간 접합을 나타내는 도면,
도 18은 최상층 하부 복합 종보와 최상층 상부 복합 동자기둥 간 접합을 나타내는 도면,
도 19는 최상층 하부 복합 동자기둥과 최상층 하부 복합 종보 간 접합을 나타내는 도면,
도 20은 최상층 상부 복합 동자기둥과 최상층 상부 복합 종보 간 접합을 나타내는 도면,
도 21은 시작층 골조 위에 중간층 골조가 접합되고, 중간층 골조 위에 최상층 골조가 접합된 것을 나타내는 도면,
도 22, 23은 하부틀 목재 지붕구조재를 나타내는 도면,
도 24, 25는 상부틀 목재 지붕구조재를 나타내는 도면,
도 26, 27은 최상층 골조와 하부틀 목재 지붕구조재 간 접합을 나타내는 도면,
도 28, 29는 최상층 골조와 상·하부틀 목재 지붕구조재 간 접합을 나타내는 도면,
도 30, 31은 일체형 목재 처마틀 구조재를 나타내는 도면,
도 32는 시작층 복합 처마도리에 일체형 목재 처마틀 구조재가 설치되는 것을 나타내는 도면,
도 33은 시작층·중간층·최상층 골조에 일체형 목재 지붕구조재·처마틀 구조재가 접합된 것을 나타내는 도면,
도 34는 시작층의 3칸 골조를 나타내는 도면,
도 35는 1칸 5개층 골조를 나타내는 도면이다.
도 4, 5는 시작층의 복합 대들보를 나타내는 도면,
도 6, 7은 시작층의 복합 처마도리를 나타내는 도면,
도 8은 시작층 복합 기둥과 복합 대들보 간 접합을 나타내는 도면,
도 9는 시작층 복합 기둥과 복합 처마도리 간 접합을 나타내는 도면,
도 10은 시작층 골조를 나타내는 도면,
도 11은 중간층 복합 기둥을 나타내는 도면,
도 12는 시작층 복합 기둥과 중간층 복합 기둥 간 접합을 나타내는 도면,
도 13은 시작층 골조 위에 중간층 골조가 접합된 것을 나타내는 도면,
도 14는 최상층 복합 기둥을 나타내는 도면,
도 15는 최상층 복합 동자기둥을 나타내는 도면,
도 16은 최상층 복합 종보를 나타내는 도면,
도 17은 최상층 복합 기둥, 최상층 복합 대들보, 최상층 하부 복합 동자기둥 간 접합을 나타내는 도면,
도 18은 최상층 하부 복합 종보와 최상층 상부 복합 동자기둥 간 접합을 나타내는 도면,
도 19는 최상층 하부 복합 동자기둥과 최상층 하부 복합 종보 간 접합을 나타내는 도면,
도 20은 최상층 상부 복합 동자기둥과 최상층 상부 복합 종보 간 접합을 나타내는 도면,
도 21은 시작층 골조 위에 중간층 골조가 접합되고, 중간층 골조 위에 최상층 골조가 접합된 것을 나타내는 도면,
도 22, 23은 하부틀 목재 지붕구조재를 나타내는 도면,
도 24, 25는 상부틀 목재 지붕구조재를 나타내는 도면,
도 26, 27은 최상층 골조와 하부틀 목재 지붕구조재 간 접합을 나타내는 도면,
도 28, 29는 최상층 골조와 상·하부틀 목재 지붕구조재 간 접합을 나타내는 도면,
도 30, 31은 일체형 목재 처마틀 구조재를 나타내는 도면,
도 32는 시작층 복합 처마도리에 일체형 목재 처마틀 구조재가 설치되는 것을 나타내는 도면,
도 33은 시작층·중간층·최상층 골조에 일체형 목재 지붕구조재·처마틀 구조재가 접합된 것을 나타내는 도면,
도 34는 시작층의 3칸 골조를 나타내는 도면,
도 35는 1칸 5개층 골조를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 “철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 단위 골조”에 관한 것인데, 철골구조란 건물의 주요 구조부인 기둥, 보, 계단, 지붕, 바닥 등의 골조에 형강, 강관 등 강재를 사용하여 리벳접합, 볼트접합, 용접접합 등의 접합방식으로 조립하거나 단일 형강으로 구조물을 구성하는 것을 말한다.
본 발명에서 한옥의 골조는 철골구조로 형성되며, 필요 시 목재·합성수지재가 사용되는데, 사용되는 강재 간의 결합은 용접접합되고 볼트체결구멍이 형성된 경우에는 볼트접합될 수 있으며, 강재에 목재를 접착하는 데는 접착제가 사용되고 목재와 볼트체결구멍이 형성된 강재는 나사결합될 수 있으며, 목재와 목재 간의 결합은 나사 또는 접착제를 사용하고, 목재와 합성수지재 간, 합성수지재와 합성수지재 간 결합에는 접착제가 사용되는 것을 기본으로 하지만 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 사용되는 강재의 표면에 목재를 접착하는데, 각종 강재의 표면에 목재가 접착되는 방식으로 강재와 목재가 혼용되어 기둥, 대들보, 처마도리, 동자기둥, 종보가 사용되며, 이하에서 이들을 각각 복합 기둥, 복합 대들보, 복합 처마도리, 복합 동자기둥, 복합 종보라고 칭한다.
기둥은 건물 지붕의 무게를 받아 주춧돌에 전달하는 구조물이며, 보는 기둥 위에서 지붕의 무게를 전달해 주는 부재로 대들보는 작은 보에서 전달되는 하중을 받기 위해 기둥과 기둥 사이에 건너지른 보인데, 복합 기둥, 복합 대들보에는 각각 H형강과 목재가 혼용된다.
도리는 보와 직각방향으로 걸어 서까래를 받는 수평 구조부재로, 처마도리는 건물 외곽의 기둥 위에 놓이는 도리이며, 동자기둥은 대들보 위에 세우는 짧은 기둥이고, 종보는 동자기둥 사이에 거는 보인데, 복합 처마도리, 복합 동자기둥, 복합 종보에는 각각 각형 강관과 목재가 혼용된다.
본 발명에서 다층 한옥의 골조로는 시작층, 중간층, 최상층을 갖는 1칸 3개층의 골조가 개시된다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 시작층 골조에 사용되는 복합 기둥(10)은 H형강 플랜지(flange) 양단에 삼각형 보강철물(11)의 밑변이 닿고 웨브(web) 중앙에 삼각형 보강철물(11)의 꼭지점이 닿도록 H형강 상·하부에 삼각형 보강철물(11)을 보강한 후 H형강의 하부에 베이스플레이트(base plate, 12)를 접합하고, H형강 상부에 다른 베이스플레이트(13)를 접합하며 상기 상부 베이스플레이트(13)에 수직으로 X자형 보강부재(14)를 설치한 후 H형강의 표면에 □ 모양으로 목재를 접합하여 형성한다.
상기 X자형 보강부재(14)의 4개의 측판 중 연속되는 2개의 측판 사이에는 X자형 보강부재(14)의 높이보다 소정 높이만큼 낮게 형성되는 ㄷ자형 연결부재(15)가 각각 결합되어 X자형 보강부재(14)에는 4개의 ㄷ자형 연결부재(15)가 결합되며, 상기 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍을 형성하고, 상기 4개의 ㄷ자형 연결부재(15)를 상부에서 ㅡ자형 보강철물(16)로 각각 고정한 다음 X자형 보강부재(14) 상단에 탑플레이트(top plate, 17)를 고정시켜 형성한다.
도 4, 5에 도시된 바와 같이, 시작층 골조에 사용되는 복합 대들보(20)는 H형강 플랜지(flange) 양단에 삼각형 보강철물(21)의 밑변이 닿고 웨브(web) 중앙에 삼각형 보강철물(21)의 꼭지점이 닿도록 H형강 좌·우측에 삼각형 보강철물(21)을 보강한 후 H형강 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(22)를 설치한 다음에 
모양으로 목재를 접합하여 형성하며, 상기 ㅑ자형 연결부재(22)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍이 형성된다.
도 6, 7에 도시된 바와 같이, 시작층 골조에 사용되는 복합 처마도리(30)는 각형 강관의 좌·우측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(31)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(31)이 닿도록 ∨자형 보강철물(31)을 보강한 후 ∨자형 보강철물(31)이 보강된 각형강관의 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(32)를 설치한 다음에 
모양으로 목재를 접합하여 형성하며, 상기 ㅑ자형 연결부재(32)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍이 형성된다.
도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 복합 대들보(20)의 ㅑ자형 연결부재(22)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 복합 기둥(10)의 상부 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 방법으로 두 개의 복합 기둥(10)과 한 개의 복합 대들보(20)를 일체로 결합시킨다. 이와 같은 방법으로 다른 두 개의 복합 기둥(10)과 다른 한 개의 복합 대들보(20)를 결합시킨다.
복합 처마도리(30)의 ㅑ자형 연결부재(32)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 복합 기둥(10)의 상부 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 방법으로 두 개의 복합 기둥(10)과 한 개의 복합 처마도리(30)를 일체로 결합시킨다. 이와 같은 방법으로 다른 두 개의 복합 기둥(10)과 다른 한 개의 복합 처마도리(30)를 결합시킨다.
상기와 같은 방법으로 기초에 4개의 복합 기둥(10), 2개의 복합 대들보(20), 2개의 복합 처마도리(30)가 결합되어 시작층 골조가 완성된다.
중간층 골조에 사용되는 복합 기둥(40), 복합 대들보(50), 복합 처마도리60)는 시작층의 경우와 거의 동일하게 형성하며, 시작층은 기초 위에 설치되고 중간층은 시작층 위에 설치되는 것 외에는 중간층 건축에 사용되는 복합 기둥(40), 복합 대들보(50), 복합 처마도리(60)의 결합도 시작층의 경우와 거의 동일하므로 차이가 있는 부분만 설명한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 중간층 골조에 사용되는 복합 기둥(40)은 시작층 골조에 사용되는 복합 기둥(10)과 동일하지만, H형강 하부에 베이스플레이트(42)를 고정시킨 후 그 베이스플레이트(42) 하부에 X자형 보강부재(44)를 고정하고 하단에 또 다른 베이스플레이트(43)를 고정시키는 것이 추가되며, 상기 하단 베이스플레이트(43) 전단 좌우측 상면에는 2개의 앙카볼트(47)를 설치한다.
도 12, 13에 도시된 바와 같이, 중간층에서는 복합 기둥(40)의 하단에 설치된 각각의 베이스플레이트(43)를 시작층 복합 기둥(10) 상단에 설치된 각각의 탑플레이트(17)와 접합하여 고정시켜 주면 된다.
이와 같은 방법으로 시작층 골조 위에 4개의 복합 기둥(40), 2개의 복합 대들보(50), 2개의 복합 처마도리(60)가 결합하여 중간층 골조가 완성된다.
최상층 골조에 사용되는 복합 기둥(70), 복합 대들보(80), 복합 처마도리(90)는 중간층의 경우와 거의 동일하게 형성하므로 차이가 있는 부분만 설명한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 최상층 복합 기둥(70)은 중간층 복합 기둥(40)과 동일하지만, X자형 보강부재(74)의 높이와 ㄷ자형 연결부재(75)의 높이가 동일하고, X자형 보강부재(74)의 4개의 상단면 중 내측 2개면 소정 위치에 앙카볼트(77)를 설치하며, X자형 보강부재(74) 상부에는 탑플레이트를 설치하지 않고, 복합 기둥(70) 하부의 베이스플레이트(72) 전단 좌우측 상면에는 2개의 앙카볼트(77)를 설치한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 최상층 복합 동자기둥(100)은 각형 강관의 상·하측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(101)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(101)이 닿도록 ∨자형 보강철물(101)을 보강한 후 ∨자형 보강철물(101)이 보강된 각형강관의 상단에 베이스플레이트(102)를 접합하고 각형강관의 네 개의 면에 목재를 접합하여 형성한다. 이와 같이 하여 6개의 복합 동자기둥(100)을 형성하며, 최상층 복합 동자기둥(100)으로는 하부 복합 동자기둥(110)과 상부 복합 동자기둥(120)이 설치된다.
상기 베이스플레이트(102)의 상면에는 X자형 보강부재(104)가 설치되고 상기 X자형 보강부재(104)의 4개의 측판 중 연속되는 2개의 측판 사이에는 X자형 보강부재(104)와 높이가 같게 형성되는 ㄷ자형 연결부재(105)가 각각 결합되어 X자형 보강부재(104)에는 4개의 ㄷ자형 연결부재(105)가 결합되며, 상기 ㄷ자형 연결부재(105)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍을 형성하고, 상기 4개의 ㄷ자형 연결부재(105)를 상부에서 ㅡ자형 보강철물(106)로 각각 고정하며, X자형 보강부재(104)의 4개의 상단면 끝 부분에 각각 앙카볼트(107)를 설치한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 최상층 복합 종보(130)는 각형강관의 좌·우측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(131)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(131)이 닿도록 ∨자형 보강철물(131)을 보강한 후 ∨자형 보강철물이 보강된 각형강관의 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(132)를 설치한다. 이와 같은 방법으로 5개의 복합 종보(130)를 형성하며, 최상층 복합 종보(130)로는 하부 복합 종보(140)와 상부 복합 종보(150)가 설치된다.
도 17, 18에 도시된 바와 같이, 최상층 복합 대들보(80)의 좌·우측단에서 각각 1/4지점에 하부 복합 동자기둥(110)을 설치하며, 하부 복합 종보(140)의 중간에 1개의 상부 복합 동자기둥(120)을 설치하고 각각 네 개의 면에 목재를 접합한다.
도 19에 도시된 바와 같이, 한 개의 하부 복합 종보(140)의 좌·우측에 설치된 ㅑ자형 연결부재(132)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 하부 복합 동자기둥(110) 상부의 X자형 보강부재(104)의 ㄷ자형 연결부재(105)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결한다.
이와 같은 방법으로 4개의 하부 복합 동자기둥(110)과 4개의 하부 복합 종보(140)가 결합되어 사각형의 테두리를 이루도록 결합된다.
도 20에 도시된 바와 같이, 한 개의 상부 복합 종보(150)의 좌·우측에 설치된 ㅑ자형 연결부재(132)의 마주보는 2개의 측판 사이에 상부 복합 동자기둥(120) 상부의 X자형 보강부재(104)의 ㄷ자형 연결부재의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결한다.
이와 같은 방법으로 2개의 상부 복합 동자기둥(120)과 1개의 상부 복합 종보(150)가 결합된다.
상기한 바와 같이 중간층 골조 위에 4개의 복합 기둥(70), 2개의 복합 대들보(80), 2개의 복합 처마도리(90), 4개의 하부 복합 동자기둥(110), 4개의 하부 복합 종보(140), 2개의 상부 복합 동자기둥(120), 1개의 상부 복합 종보(150)가 결합하여 최상층 골조가 완성되며, 도 21에 도시된 바와 같이, 기초 위에 시작층 골조, 시작층 골조 위에 중간층 골조, 중간층 골조 위에 최상층 골조를 접합하여 3개층 골조를 완성한다.
최상층 골조 위에는 한옥 지붕이 형성되는데, 그 외관은 전통적인 한옥지붕이지만 전통적인 방법으로 지붕을 시공하는 것이 아니며, 지상에서 형성된 일체형 목재 지붕구조재(160)를 사용하여 형성하며, 일체형 목재 지붕구조재는 하부틀 목재 지붕구조재(161)와 상부틀 목재 지붕구조재(181)로 구성된다.
도 22, 23에 도시된 바와 같이 하부틀 목재 지붕구조재(160)로는 사각형 의 목재판재틀 중 전면에 위치한 서까래 구멍이 형성된 전면 목재판재(162)와 후면에 위치한 후면 목재판재(163)의 하부에 하부틀 연결플레이트(164)를 설치한다.
상기 하부틀 연결플레이트(164)의 전면 목재판재(162)의 구멍에 서까래(165)를 끼워 넣고 후면 목재판재(163)에 고정시키고, 사각형의 목재판재틀 안에 설치된 서까래의 윗부분에 목재판재(166)를 덮고, 전면 목재판재(162)의 앞부분인 처마부분의 서까래 위를 목재판재(166)로 덮어 목재판재(166) 위에 초매기 평고대(167), 부연(168), 이매기 평고대(169), 연함(170)을 설치한 뒤 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(171)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(172)로 덮은 후 암막새(173)와 수막새(174)를 설치한다.
상기 하부틀 연결플레이트(164)에는 2줄로 구멍이 형성되는데 한 줄은 일정 간격으로 전·후면 목재판재(162, 163)를 고정시키는 구멍이며, 다른 한 줄은 최상층 복합 기둥(70) 및 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(74, 104) 상단면의 앙카볼트(77, 107)와 연결하여 고정시키는 구멍으로, 상기 하부틀 연결플레이트(164)를 전·후면 목재판재(162, 163)의 하부에 고정함과 동시에 최상층 복합 기둥(70) 및 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(74, 104) 상단면의 앙카볼트(77, 107)와 연결하여 고정시킨다.
도 24, 25에 도시된 바와 같이 상부틀 목재 지붕구조재(181)로는 사각형 의 목재판재틀 중 전면에 위치한 전면 목재판재(182)와 후면에 위치한 후면 목재판재(183)의 하부에 상부틀 연결플레이트(184)를 설치한다.
상기 사각형의 목재판재틀 안에 서까래(185)를 넣어서 전·후면 목재판재(182, 183)로 고정시키고 고정된 서까래(185) 위를 목재판재(186)로 덮고 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(191)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(192)로 덮는다.
상기 상부틀 연결플레이트(184)에는 2줄로 구멍이 형성되는데, 한 줄은 일정 간격으로 전·후면 목재판재(182, 183)를 고정시키는 구멍이며, 다른 한 줄은 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(104) 상단면의 앙카볼트(107)와 연결하여 고정시키는 구멍으로, 상기 상부틀 연결플레이트(184)를 전·후면 목재판재(182, 183)의 하부에 고정함과 동시에 최상층 하부 복합 동자기둥(110)과 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104) 상단면의 앙카볼트(107)와 연결하여 고정시킨다.
도 26, 27에 도시된 바와 같이, 하부틀 목재 지붕구조재(161) 설치는 하부틀 목재 지붕구조재(161)를 크레인으로 이동시켜 먼저 전면 목재판재(162) 하부면에 고정시킨 하부틀 연결플레이트(164) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 복합 기둥(70)의 X자형 보강부재(74)의 2개 앙카볼트(77) 중 우측 1개의 앙카볼트와 접합하고, 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 복합 기둥(70)의 상부의 X자형 보강부재(74)의 2개 앙카볼트(77) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합함과 동시에, 후면 목재판재(163) 하부면에 고정시킨 하부틀 연결플레이트(164) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 하부 복합 동자기둥(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면의 2개 앙카볼트(107) 중 우측의 1개의 앙카볼트와 접합하고 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 하부 복합 동자기둥(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면의 2개 앙카볼트(107) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합한다.
반대편의 하부틀 목재 지붕구조재(160)도 동일한 방법으로 접합하여 하부틀 목재 지붕구조재 설치가 완성된다.
도 28, 29에 도시된 바와 같이, 상부틀 목재 지붕구조재(181) 설치는 먼저 하부틀 목재 지붕구조재(161)를 설치하고 난 다음 설치하며, 상부틀 목재 지붕구조재(181)를 크레인으로 이동시켜 먼저 전면 목재판재(182) 하부면에 고정시킨 상부틀 연결플레이트(184) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 하부 복합 동자기동(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합함과 동시에, 후면 목재판재(183) 하부면에 고정시킨 상부틀 연결플레이트(184) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 우측의 1개의 앙카볼트와 접합하고 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 좌측 1개의 앙카볼트와 접합한다.
반대편의 상부틀 목재 지붕구조재(181)도 동일한 방법으로 접합하여 상부틀 목재 지붕구조재 설치가 완성된다.
시작층·중간충 골조에 사용되는 복합 처마도리(30, 60)에는 각각 지상에서 형성된 일체형 목재 처마틀 구조재(200)가 설치된다.
도 30, 31에 도시된 바와 같이, 일체형 목재 처마틀 구조재(200)는 하부틀 목재 지붕구조재(161)와 유사한 형상이지만 그 보다 전·후 길이를 짧게 형성하며, 사각형의 목재판재틀 중 후면에 위치한 서까래 구멍이 형성된 후면 목재판재(202)의 상부에 처마틀 연결플레이트(203)를 고정하고, 후면 목재판재(202)의 바깥면 하단부의 좌·우측단에 T자형 연결부재(204)를 각각 설치한다.
상기 T자형 연결부재(204)의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되며, 후면 목재판재(202)의 구멍에 서까래(205)를 끼워넣고 서까래 위를 목재판재(206)로 덮고 목재판재 위에 초매기 평고대(207), 부연(208), 이매기 평고대(209), 연함(210)을 설치한 뒤 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(211)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(212)로 덮은 후 암막새(213)와 수막새(214)를 설치한다
도 32에 도시된 바와 같이, 시작층에 일체형 목재 처마틀 구조재(200) 설치는 먼저 일체형 목재 처마틀 구조재(200)의 후면 목재판재(202) 바깥쪽 하단부에 설치된 T자형 연결부재(204)와 시작층 복합 기둥(10) 상부의 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 안쪽 측판에 형성된 볼트체결 구멍 들 간에 볼트를 체결함과 동시에, 후면 목재판재(202) 상부에 고정된 처마틀 연결플레이트(203)의 구멍과 중간층 복합 기둥(40)의 베이스플레이트(43) 위에 설치된 앙카볼트(47)와 접합한다.
반대편 일체형 목재 처마틀 구조재(200)도 동일한 방법으로 접합하여 시작층에 일체형 목재 처마틀 구조재 설치가 완성된다.
다음 중간층에 일체형 목재 처마틀 구조재(200) 설치는 일체형 목재 처마틀 구조재(200)의 후면 목재판재(202) 바깥쪽 하단부에 설치된 T자형 연결부재(204)와 중간층 복합 기둥(40) 상부의 X자형 보강부재(44)의 ㄷ자형 연결부재(45)의 안쪽 측판에 형성된 볼트체결 구멍 들 간에 볼트를 체결함과 동시에, 후면 목재판재(202) 상부에 고정된 처마틀 연결플레이트(203)의 구멍과 최상층 복합 기둥(70)의 베이스플레이트(72) 위에 설치된 앙카볼트(77)와 접합한다.
반대편 일체형 목재 처마틀 구조재(200)도 동일한 방법으로 접합하여 중간층에 일체형 목재 처마틀 구조재 설치가 완성된다.
도 33에 도시된 바와 같이, 최종적으로 시작층, 중간층, 최상층 골조와 최상층 목재 지붕 구조재, 시작층·중간충 목재 처마틀 구조재가 결합된 1칸 3개층의 골조가 완성된다.
이상에서 시작층, 중간층, 최상층 3개층의 1칸을 기본으로 설명하였으나, 도 34에 도시된 바와 같이, 시작층에 여러 개의 복합 기둥에 여러 개의 복합 대들보와 여러 개의 복합 처마도리를 설치하는 것으로부터 시작하여 이상 설명한 방법대로 골조를 만들어 나가 3칸의 3개층 골조를 완성할 수 있으며, 도 35에 도시된 바와 같이, 중간층을 여러 층으로 하여 3개층보다 더 높은 골조를 만들 수도 있다.
10 : 시작층 복합 기둥 11 : 삼각형 보강철물
12, 13 : 베이스플레이트 14 : X자형 보강부재
15 : ㄷ자형 연결부재 16 : ㅡ자형 보강철물
17 : 탑플레이트 20 : 시작층 복합 대들보
21 : 삼각형 보강철물 22 : ㅑ자형 연결부재
30 : 시작층 복합 처마도리 31 : ∨자형 보강철물
32 : ㅑ자형 연결부재 40 : 중간층 복합 기둥
41 : 삼각형 보강철물 42, 43 : 베이스플레이트
44 : X자형 보강부재 45 : ㄷ자형 연결부재
47 : 앙카볼트 50 : 중간층 복합 대들보
60 : 중간층 복합 처마도리 70 : 최상층 복합 기둥
72 : 베이스플레이트 74 : X자형 보강부재
75 : ㄷ자형 연결부재 76 : ㅡ자형 보강철물
77 : 앙카볼트 80 : 최상층 복합 대들보
90 : 최상층 복합 처마도리 100 : 최상층 복합 동자기둥
101 : ∨자형 보강철물 102 : 베이스플레이트
104 : X자형 보강부재 105 : ㄷ자형 연결부재
106 : ㅡ자형 보강철물 107 : 앙카볼트
110 : 하부 복합 동자기둥 120 : 상부 복합 동자기둥
130 : 복합 종보 131 : ∨자형 보강철물
132 : ㅑ자형 연결부재 140 : 하부 복합 종보
150 : 상부 복합 종보 160 : 일체형 목재 지붕구조재
161 : 하부틀 목재 지붕구조재 162 : 전면 목재판재
163 : 후면 목재판재 164 : 하부틀 연결플레이트
165 : 서까래 166 : 목재판재
167 : 초매기 평고대 168 : 부연
169 : 이매기 평고대 170 : 연함
171 : 암키와 172 : 수키와
173 : 암막새 174 : 수막새
181 : 상부틀 목재 지붕구조재 182 : 전면 목재판재
183 : 후면 목재판재 184 : 상부틀 연결플레이트
185 : 서까래 186 : 목재판재
191 : 암키와 192 : 수키와
200 : 일체형 목재 처마틀 구조재 202 : 후면 목재판재
203 : 처마틀 연결플레이트 204 : T자형 연결부재
205 : 서까래 206 : 목재판재
207 : 초매기 평고대 208 : 부연
209 : 이매기 평고대 210 : 연함
211 : 암키와 212 : 수키와
213 : 암막새 214 : 수막새
12, 13 : 베이스플레이트 14 : X자형 보강부재
15 : ㄷ자형 연결부재 16 : ㅡ자형 보강철물
17 : 탑플레이트 20 : 시작층 복합 대들보
21 : 삼각형 보강철물 22 : ㅑ자형 연결부재
30 : 시작층 복합 처마도리 31 : ∨자형 보강철물
32 : ㅑ자형 연결부재 40 : 중간층 복합 기둥
41 : 삼각형 보강철물 42, 43 : 베이스플레이트
44 : X자형 보강부재 45 : ㄷ자형 연결부재
47 : 앙카볼트 50 : 중간층 복합 대들보
60 : 중간층 복합 처마도리 70 : 최상층 복합 기둥
72 : 베이스플레이트 74 : X자형 보강부재
75 : ㄷ자형 연결부재 76 : ㅡ자형 보강철물
77 : 앙카볼트 80 : 최상층 복합 대들보
90 : 최상층 복합 처마도리 100 : 최상층 복합 동자기둥
101 : ∨자형 보강철물 102 : 베이스플레이트
104 : X자형 보강부재 105 : ㄷ자형 연결부재
106 : ㅡ자형 보강철물 107 : 앙카볼트
110 : 하부 복합 동자기둥 120 : 상부 복합 동자기둥
130 : 복합 종보 131 : ∨자형 보강철물
132 : ㅑ자형 연결부재 140 : 하부 복합 종보
150 : 상부 복합 종보 160 : 일체형 목재 지붕구조재
161 : 하부틀 목재 지붕구조재 162 : 전면 목재판재
163 : 후면 목재판재 164 : 하부틀 연결플레이트
165 : 서까래 166 : 목재판재
167 : 초매기 평고대 168 : 부연
169 : 이매기 평고대 170 : 연함
171 : 암키와 172 : 수키와
173 : 암막새 174 : 수막새
181 : 상부틀 목재 지붕구조재 182 : 전면 목재판재
183 : 후면 목재판재 184 : 상부틀 연결플레이트
185 : 서까래 186 : 목재판재
191 : 암키와 192 : 수키와
200 : 일체형 목재 처마틀 구조재 202 : 후면 목재판재
203 : 처마틀 연결플레이트 204 : T자형 연결부재
205 : 서까래 206 : 목재판재
207 : 초매기 평고대 208 : 부연
209 : 이매기 평고대 210 : 연함
211 : 암키와 212 : 수키와
213 : 암막새 214 : 수막새
Claims (12)
- 철골구조가 외부로 노출되지 않도록 사용되는 각종 강재의 표면에 목재가 접착되는 방식으로 강재와 목재가 혼용된 복합 기둥, 복합 대들보, 복합 처마도리, 복합 동자기둥, 복합 종보가 사용되어 시작층, 중간층, 최상층을 갖는 1칸 3개층의 골조로서,
상기 시작층 골조에는 복합 기둥(10), 복합 대들보(20), 복합 처마도리(30)가 사용되고 접합되어 골조가 이루어지고,
상기 중간층 골조에는 복합 기둥(40), 복합 대들보(50), 복합 처마도리(60)가 사용되고 접합되어 골조가 이루어지며,
상기 최상층 골조에는 복합 기둥(70), 복합 대들보(80), 복합 처마도리(90), 복합 동자기둥(100), 복합 종보(130)가 사용되고 접합되어 골조가 이루어지고,
상기 시작층 골조 위에 상기 중간층 골조가 설치되며,
상기 중간층 골조 위에 상기 최상층 골조가 설치되고,
상기 최상층 골조 위에는 지상에서 제작된 일체형 목재 지붕구조재(160)가 설치되는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제1항에 있어서,
상기 시작층 골조에 사용되는 복합 처마도리(30) 및 중간층 골조에 사용되는 복합 처마도리(60)에는 각각 지상에서 제작된 일체형 목재 처마틀 구조재(200)가 설치되는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제1항에 있어서,
상기 시작층 골조에 사용되는 복합기둥(10)은 H형강 플랜지(flange) 양단에 삼각형 보강철물(11)의 밑변이 닿고 웨브(web) 중앙에 삼각형 보강철물(11)의 꼭지점이 닿도록 H형강 상·하부에 삼각형 보강철물(11)을 보강한 후 H형강의 하부에 베이스플레이트(12)를 접합하고, H형강 상부에 다른 베이스플레이트(13)를 접합하며 상기 상부 베이스플레이트(13)에 수직으로 X자형 보강부재(14)를 설치한 후 H형강의 표면에 □ 모양으로 목재를 접합하여 형성하고,
상기 X자형 보강부재(14)의 4개의 측판 중 연속되는 2개의 측판 사이에는 X자형 보강부재(14)의 높이보다 소정 높이만큼 낮게 형성되는 ㄷ자형 연결부재(15)가 각각 결합되어 X자형 보강부재(14)에는 4개의 ㄷ자형 연결부재(15)가 결합되며, 상기 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍을 형성하고, 상기 4개의 ㄷ자형 연결부재(15)를 상부에서 ㅡ자형 보강철물(16)로 각각 고정한 다음 X자형 보강부재(14) 상단에 탑플레이트(17)를 고정시켜 형성하며,
상기 시작층 골조에 사용되는 복합 대들보(20)는 H형강 플랜지(flange) 양단에 삼각형 보강철물(21)의 밑변이 닿고 웨브(web) 중앙에 삼각형 보강철물(21)의 꼭지점이 닿도록 H형강 좌·우측에 삼각형 보강철물(21)을 보강한 후 H형강 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(22)를 설치한 다음에모양으로 목재를 접합하여 형성하며, 상기 ㅑ자형 연결부재(22)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되고,
상기 시작층 골조에 사용되는 복합 처마도리(30)는 각형 강관의 좌·우측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(31)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(31)이 닿도록 ∨자형 보강철물(31)을 보강한 후 ∨자형 보강철물(31)이 보강된 각형강관의 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(32)를 설치한 다음에모양으로 목재를 접합하여 형성하고, 상기 ㅑ자형 연결부재(32)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조.
- 제3항에 있어서,
상기 복합 대들보(20)의 ㅑ자형 연결부재(22)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 복합 기둥(10)의 상부 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 방법으로 두 개의 복합 기둥(10)과 한 개의 복합 대들보(20)를 일체로 결합시키며,
상기 복합 처마도리(30)의 ㅑ자형 연결부재(32)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 복합 기둥(10)의 상부 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 방법으로 두 개의 복합 기둥(10)과 한 개의 복합 처마도리(30)를 일체로 결합시키는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제1항에 있어서,
상기 중간층 골조에 사용되는 복합 기둥(40)은 시작층 골조에 사용되는 복합 기둥(10)과 동일하되, H형강 하부에 베이스플레이트(42)를 고정시킨 후 그 베이스플레이트(42) 하부에 X자형 보강부재(44)를 고정하고 하단에 또 다른 베이스플레이트(43)를 고정시키는 것이 추가되며, 상기 하단 베이스플레이트(43) 전단 좌우측 상면에는 2개의 앙카볼트(47)를 설치하는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제1항에 있어서,
상기 최상층 골조에 사용되는 복합 기둥(70)은 중간층 복합 기둥(40)과 동일하되, X자형 보강부재(74)의 높이와 ㄷ자형 연결부재(75)의 높이가 동일하고, X자형 보강부재(74)의 4개의 상단면 중 내측 2개면 소정 위치에 앙카볼트(77)를 설치하며, X자형 보강부재(74) 상부에는 탑플레이트를 설치하지 않고, 복합 기둥(70) 하부의 베이스플레이트(72) 전단 좌우측 상면에는 2개의 앙카볼트(77)를 설치하며,
상기 최상층 골조에 사용되는 복합 동자기둥(100)은 각형 강관의 상·하측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(101)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(101)이 닿도록 ∨자형 보강철물(101)을 보강한 후 ∨자형 보강철물(101)이 보강된 각형강관의 상단에 베이스플레이트(102)를 접합하고 각형강관의 네 개의 면에 목재를 접합하여 형성하며,
상기 베이스플레이트(102)의 상면에는 X자형 보강부재(104)가 설치되고 상기 X자형 보강부재(104)의 4개의 측판 중 연속되는 2개의 측판 사이에는 X자형 보강부재(104)와 높이가 같게 형성되는 ㄷ자형 연결부재(105)가 각각 결합되어 X자형 보강부재(104)에는 4개의 ㄷ자형 연결부재(105)가 결합되며, 상기 ㄷ자형 연결부재(105)의 마주보는 2개의 측판에는 볼트체결구멍을 형성하고, 상기 4개의 ㄷ자형 연결부재(105)를 상부에서 ㅡ자형 보강철물(106)로 각각 고정하며, X자형 보강부재(104)의 4개의 상단면 끝 부분에 각각 앙카볼트(107)를 설치하고,
상기 최상층 골조에 사용되는 복합 종보(130)는 각형강관의 좌·우측단인 ㅁ자 모양의 내부면 중 하면 중앙에 ∨자형 보강철물(131)의 꼭지점이 닿고 상면의 양 측단에 ∨자형 보강철물(131)이 닿도록 ∨자형 보강철물(131)을 보강한 후 ∨자형 보강철물이 보강된 각형강관의 좌·우측단에 ㅑ자형 연결부재(132)를 설치하며, 최상층 복합 종보(130)로는 하부 복합 종보(140)와 상부 복합 종보(150)가 설치되고,
상기 최상층 골조에 사용되는 복합 대들보(80)의 좌·우측단에서 각각 1/4지점에 하부 복합 동자기둥(110)을 설치하며, 하부 복합 종보(140)의 중간에 1개의 상부 복합 동자기둥(120)을 설치하고 각각 네 개의 면에 목재를 접합하는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제6항에 있어서,
한 개의 상기 하부 복합 종보(140)의 좌·우측에 설치된 ㅑ자형 연결부재(132)의 마주보는 2개의 측판 사이에 한 개의 상기 하부 복합 동자기둥(110) 상부의 X자형 보강부재(104)의 ㄷ자형 연결부재(105)의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하며,
한 개의 상기 상부 복합 종보(150)의 좌·우측에 설치된 ㅑ자형 연결부재(132)의 마주보는 2개의 측판 사이에 상기 상부 복합 동자기둥(120) 상부의 X자형 보강부재(104)의 ㄷ자형 연결부재의 마주보는 2개의 측판을 집어넣어 볼트체결구멍 들 간에 볼트를 체결하는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제1항에 있어서,
상기 최상층 골조 위에는 지상에서 형성된 일체형 목재 지붕구조재(160)를 사용하여 한옥 지붕을 형성하고, 일체형 목재 지붕구조재는 하부틀 목재 지붕구조재(161)와 상부틀 목재 지붕구조재(181)로 구성되며,
상기 하부틀 목재 지붕구조재(160)로는 사각형의 목재판재틀 중 전면에 위치한 서까래 구멍이 형성된 전면 목재판재(162)와 후면에 위치한 후면 목재판재(163)의 하부에 하부틀 연결플레이트(164)를 설치하고,
상기 하부틀 연결플레이트(164)의 전면 목재판재(162)의 구멍에 서까래(165)를 끼워 넣고 후면 목재판재(163)에 고정시키며, 사각형의 목재판재틀 안에 설치된 서까래의 윗부분에 목재판재(166)를 덮고, 전면 목재판재(162)의 앞부분인 처마부분의 서까래 위를 목재판재(166)로 덮어 목재판재(166) 위에 초매기 평고대(167), 부연(168), 이매기 평고대(169), 연함(170)을 설치한 뒤 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(171)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(172)로 덮은 후 암막새(173)와 수막새(174)를 설치하고,
상기 상부틀 목재 지붕구조재(181)로는 사각형의 목재판재틀 중 전면에 위치한 전면 목재판재(182)와 후면에 위치한 후면 목재판재(183)의 하부에 상부틀 연결플레이트(184)를 설치하며,
상기 사각형의 목재판재틀 안에 서까래(185)를 넣어서 전·후면 목재판재(182, 183)로 고정시키고 고정된 서까래(185) 위를 목재판재(186)로 덮고 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(191)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(192)로 덮는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제8항에 있어서,
상기 하부틀 연결플레이트(164)에는 일정 간격으로 전·후면 목재판재(162, 163)를 고정시키는 구멍과, 최상층 복합 기둥(70) 및 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(74, 104) 상단면의 앙카볼트(77, 107)와 연결하여 고정시키는 구멍이 2줄로 형성되며, 상기 하부틀 연결플레이트(164)를 전·후면 목재판재(162, 163)의 하부에 고정함과 동시에 최상층 복합 기둥(70) 및 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(74, 104) 상단면의 앙카볼트(77, 107)와 연결하여 고정시키고,
상기 상부틀 연결플레이트(184)에는 일정 간격으로 전·후면 목재판재(182, 183)를 고정시키는 구멍과, 최상층 복합 동자기둥(100)의 X자형 보강부재(104) 상단면의 앙카볼트(107)와 연결하여 고정시키는 구멍이 2줄로 형성되며, 상기 상부틀 연결플레이트(184)를 전·후면 목재판재(182, 183)의 하부에 고정함과 동시에 최상층 하부 복합 동자기둥(110)과 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104) 상단면의 앙카볼트(107)와 연결하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제8항에 있어서,
상기 하부틀 목재 지붕구조재(161) 설치는 하부틀 목재 지붕구조재(161)를 크레인으로 이동시켜 먼저 전면 목재판재(162) 하부면에 고정시킨 하부틀 연결플레이트(164) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 복합 기둥(70)의 X자형 보강부재(74)의 안쪽 2개 앙카볼트(77) 중 우측 1개의 앙카볼트와 접합하고, 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 복합 기둥(70)의 상부의 X자형 보강부재(74)의 안쪽 2개 앙카볼트(77) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합함과 동시에, 후면 목재판재(163) 하부면에 고정시킨 하부틀 연결플레이트(164) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 하부 복합 동자기둥(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면의 2개 앙카볼트(107) 중 우측의 1개의 앙카볼트와 접합하며 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 하부 복합 동자기둥(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면의 2개 앙카볼트(107) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합하고,
상기 상부틀 목재 지붕구조재(181) 설치는 먼저 하부틀 목재 지붕구조재(161)를 설치하고 난 다음 설치하며, 상부틀 목재 지붕구조재(181)를 크레인으로 이동시켜 먼저 전면 목재판재(182) 하부면에 고정시킨 상부틀 연결플레이트(184) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 하부 복합 동자기동(110)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 좌측의 1개의 앙카볼트와 접합함과 동시에, 후면 목재판재(183) 하부면에 고정시킨 상부틀 연결플레이트(184) 상의 좌측 구멍은 한 개의 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 우측의 1개의 앙카볼트와 접합하고 우측 구멍은 다른 한 개의 최상층 상부 복합 동자기둥(120)의 X자형 보강부재(104)의 전면 2개 앙카볼트(107) 중 좌측 1개의 앙카볼트와 접합하는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제2항에 있어서,
상기 일체형 목재 처마틀 구조재(200)는 사각형의 목재판재틀 중 후면에 위치한 서까래 구멍이 형성된 후면 목재판재(202)의 상부에 처마틀 연결플레이트(203)를 고정하고, 후면 목재판재(202)의 바깥면 하단부의 좌·우측단에 T자형 연결부재(204)를 각각 설치하며,
상기 T자형 연결부재(204)의 측판에는 볼트체결구멍이 형성되고, 후면 목재판제(202)의 구멍에 서까래(205)를 끼워 넣고 서까래 위를 목재판재(206)로 덮고 목재판재 위에 초매기 평고대(207), 부연(208), 이매기 평고대(209), 연함(210)을 설치한 뒤 플라스틱 사출성형을 통해 제작된 암키와(211)를 겹쳐 깔고 암키와와 암키와 사이를 수키와(212)로 덮은 후 암막새(213)와 수막새(214)를 설치하는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조. - 제11항에 있어서,
시작층에 상기 일체형 목재 처마틀 구조재(200) 설치는 먼저 일체형 목재 처마틀 구조재(200)의 후면 목재판재(202) 바깥쪽 하단부에 설치된 T자형 연결부재(204)와 시작층 복합 기둥(10) 상부의 X자형 보강부재(14)의 ㄷ자형 연결부재(15)의 안쪽 측판에 형성된 볼트체결 구멍 들 간에 볼트를 체결함과 동시에, 후면 목재판재(202) 상부에 고정된 처마틀 연결플레이트(203)의 구멍과 중간층 복합 기둥(40)의 베이스플레이트(43) 위에 설치된 앙카볼트(47)와 접합하고,
다음 중간층에 상기 일체형 목재 처마틀 구조재(200) 설치는 일체형 목재 처마틀 구조재(200)의 후면 목재판재(202) 바깥쪽 하단부에 설치된 T자형 연결부재(204)와 중간층 복합 기둥(40) 상부의 X자형 보강부재(44)의 ㄷ자형 연결부재(45)의 안쪽 측판에 형성된 볼트체결 구멍 들 간에 볼트를 체결함과 동시에, 후면 목재판재(202) 상부에 고정된 처마틀 연결플레이트(203)의 구멍과 최상층 복합 기둥(70)의 베이스플레이트(72) 위에 설치된 앙카볼트(77)와 접합하는 것을 특징으로 하는 철골구조로 이루어지면서 전통 한옥의 외관을 갖는 다층 한옥의 골조.
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