KR20210154595A - 플랜지 결합부를 구비한 결합조립체를 이용한 기둥-보의 결합구조 및 기둥-보 시공방법 - Google Patents

플랜지 결합부를 구비한 결합조립체를 이용한 기둥-보의 결합구조 및 기둥-보 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기둥-보 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기둥에 대하여 보를 연결하는 기둥-보 결합구조 및 기둥-보 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은, 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성되는 기둥(10)과 웹(220) 및 상기 웹(220)의 상단 및 하단에 결합되는 한 쌍의 플랜지부(210)를 포함하며, 상기 기둥(10)에 결합되는 하나 이상의 보(200)와 상기ㄴ 기둥(10) 및 상기 보(200)에 고정 결합되어 상기 보(200)를 상기 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함하며 상기 결합조립체(300)는, 상기 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하고 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는 상기 보(200)가 결합되며 상기 보(200)가 결합된 결합부재(310)는, 상기 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311)와 상기 기둥결합부(311)로부터 연장되어 상기 보(200)의 플랜지부(210)와 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 플랜지결합부(312)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조를 개시한다.

Description

플랜지 결합부를 구비한 결합조립체를 이용한 기둥-보의 결합구조 및 기둥-보 시공방법 {Column-beam construction structure and column-beam construction method using joint assembly with flange joint member}
본 발명은 건축물 구조부재의 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기둥에 대하여 보 또는 기둥을 연결하는 기둥-보 결합구조에 대한 것이다.
건축물의 시공 시 많은 기둥과 보가 필요하다. 기둥과 보는 강재 또는 콘크리트와 강재가 혼합된 합성재로 만들어진다. 예를 들어 기둥은 강재 또는 콘크리트와 강재가 혼합된 합성재로 만들어진다.
이와 같은 기둥과 보를 서로 연결해 건축물의 뼈대를 만든 후, 이를 통해 건축물을 시공할 수 있다.
이처럼 건축물의 시공 시 많은 기둥과 보가 사용되며, 각각 부재가 가진 성능을 발현할 수 있는 접합부 설계로 구조적 안전성을 확보하고자 접합부에 대한 다양한 기술이 알려져 있다.
또한, 국내 지진발생 빈도수가 증가됨에 따라 건축물의 내진성능이 확보된 접합부가 요구되고 있다. 강재로 이루어진 접합부 시공에 있어 연성능력이 우수한 볼트접합으로 기둥과 보를 연결할 경우, 각형강관과 같은 폐단면구조부재의 접합부 또는 이음부는 양방향 접근이 어렵기 때문에 기존 고장력볼트 체결이 곤란하여 용접접합의 한계가 있다. 그러나 용접접합은 기능공의 숙련도에 따라 품질편차가 크며 이에 따라 접합부의 성능이 크게 좌우되고, 지진 시 반복하중의 영향으로 취성파괴로 이어질 수 있는 문제가 있어 내진접합부에 있어 취약한 문제가 있다.
현재 건설 산업은 노동생산성 향상을 위해 날씨나 주변여건에 따라 달라지는 작업량 영향을 줄이기 위해 공장제작 비중을 높이고 있으며, 산업현장의 젊은 층 유입이 사라지며 숙련인부의 고령화가 일어나 외국인 노동자의 증가로 산업현장에 기능인력이 부족하여 품질저하 및 노동효율성 저하를 예방하기 위한기술개발이 요구되고 있다.
이 같은 실정을 고려하여, 기둥-보 결합부를 안정적이고 견고하게 결합할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 구조적 성능과 제작공정의 간소화 할 수 있는 기술이 필요하다.
국내에서는 각형강관 기둥과 강재 보 접합부는 각형강관의 폐단면적 성질로 인하여 다이아프램(외측, 내측, 관통)형식을 통해 결합하고 있으며 제작 시 많은 시간과 비용이 발생되고 있다.
또한 강구조물 공사의 경우 설계도서상의 부재길이가 운반가능 길이를 초과할 경우 이음부가 필요하다. 기둥 이음부에서 H형강의 경우 양방향 접근이 가능하므로 고장력볼트를 사용하여 이음을 실시하지만 폐단면부재의 경우 일반적으로 현장용접을 실시하고 있다. 용접 시 발생하는 불티는 공사현장 여건상 주위 인화성 물질이 많기 때문에 화재사고의 원인이 될 수 있다.
기둥재에서 각형강관과 같은 폐단면 형상의 강재는 H형강에 비해 높은 구조적성능을 확보하고 있어 강재량 절감이 가능하며 마감면적 감소 등 경제성을 가지고 있다. 따라서 폐단면 형상의 강재의 접합 또는 이음 시 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위한 접합상세가 필요하다.
강재로 된 기둥부재는 콘크리트와의 결합으로 압축력을 보완하여 높은성능을 발현할 수 있기에 최근 장견간 및 초고층 건축물 또는 지간거리 확보를 위해 높은 성능이 요구되는 곳에 적용되고 있다. 폐단면부재의 경우 거푸집을 대체할 수 있어 내부의 콘크리트를 채우기에 적합하나 면외방향 변형을 방지하기 위하여 필요한 수평다이아프램은 콘크리트 충전이 밀실하게 되지 않고 간섭이 되는 문제가 있다.
국내에서 건축물의 내진성능에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 건축구조부재 접합부에 대한 연성거동을 통한 건축물 자체의 내진성능이 판단됨에 따라 중요성이 커지고 있다. 용접을 실시한 접합부에 경우 취성파괴 양상을 보이며 내진성능 지표인 에너지 소산능력이 낮게 평가되고 있다. 용접을 최소화하여 요구 내진성능을 가진 접합구조가 필요하다.
강구조물의 경우 일반적으로 공장에서 브라켓을 용접하여 현장에서 볼트체결을 실시하고 있다. 브라켓 방식의 경우 운반 시 적재 수량이 제한적이며 기둥과 용접을 실시하므로 제작공정이 복잡하며 품질에 대한 별도 시험이 필요하다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 공장제작 시 용접공정효율을 극대화할 수 있으며 운반 시 적재가 수월한 엔드플레이트 접합방식을 적용하고 있다. 그러나 엔드프레이트 접합부는 기둥과 보가 하는 플레이트의 휨 변형을 방지하기 위해 스티프너의 설치가 필요하다. 이‹š, 스티프너의 높이는 접합부 설계식에 따라 일정 높이가 확보되어야 하며 이는 슬래브 위로 돌출될 가능성이 있어 건축미관 저해의 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 건축물 구조부재의 이음 또는 접합부를 부분적으로 안정적으로 결합할 수 있는 결합구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성되는 기둥(10)과; 웹(220) 및 상기 웹(220)의 상단 및 하단에 결합되는 한 쌍의 플랜지부(210)를 포함하며, 상기 기둥(10)에 결합되는 하나 이상의 보(200)와; 상기 기둥(10) 및 상기 보(200)에 고정 결합되어 상기 보(200)를 상기 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함하며; 상기 결합조립체(300)는, 상기 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하고; 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는 상기 보(200)가 결합되며, 상기 보(200)가 결합된 결합부재(310)는, 상기 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311)와; 상기 기둥결합부(311)로부터 연장되어 상기 보(200)의 플랜지부(210)와 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 플랜지결합부(312)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조를 개시한다.
상기 기둥결합부(311)의 양 끝단은, 연결연장부(315)가 상기 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성되며, 상기 연결연장부(315)는, 인접한 기둥결합부(311)의 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902)에 의하여 고정 결합될 수 있다.
상기 기둥(10)은, 횡단면 형상이 직사각형을 이루며, 상기 연결연장부(315)는, 상기 기둥(10)의 횡단면 형상 중 꼭지점의 위치에 대응되어 위치될 수 있다.
상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보가 결합된 결합부재(310)를 제외한 나머지 결합부재(310)는, 상기 보가 결합된 결합부재(310)의 상기 플랜지결합부(312)에 대응되는 위치에 상기 기둥결합부(311)로부터 연장 형성되어 강성을 보강하는 수평보강부(313)가 추가로 형성될 수 있다.
상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는, 상기 플랜지결합부(312)와 일체로 형성되며 상기 기둥결합부(311)로부터 측방으로 돌출형성되는 수직보강부(314)가 추가로 형성될 수 있다.
상기 보(200)는, 한 쌍의 기둥부재(100)가 상하로 연결된 연결부분에 결합되며, 상기 결합조립체(300)는, 상측 및 하측에 위치한 상기 기둥부재(100) 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410); 및 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기둥(10)의 수직단면은, 다각형 형상을 가지며, 상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형의 각변에 대응되어 설치될 수 있다.
상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형 형상에 대응되는 일체 부재 또는 각 변에 대응되는 부재들이 서로 결합된 구조를 가질 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합되고, 상기 보(200)의 웹(220)에 결합하는 웹 지지부재(430)를 추가로 포함하며, 상기 웹 지지부재(430)는, 상기 기둥(10)의 측면에 상기 제3볼트어셈블리(903)에 의해 밀착 결합되는 기둥지지부(431)와, 상기 기둥지지부(431)에 상기 웹(220)과 제4볼트 어셈블리(904)에 의하여 결합하는 하나 이상의 웹결합부(432)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 웹 지지부재(430)는 'ㅏ'자, 'ㄴ'자 및 'ㅑ'자 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상기 기둥(10)의 측면에 제6볼트어셈블리(906)에 의해 설치되며, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보(200)의 하측에 위치된 결합부재(310)의 하단을 지지하는 하나 이상의 스토퍼부재(500)를 포함할 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상기 기둥(10)의 내면에서 상기 기둥(10) 및 상기 기둥결합부(311)와 제1볼트 어셈블리(901)에 의하여 결합하여 강성을 보강하는 내부보강부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1볼트 어셈블리(901)는, 상기 내부보강부(600)에 형성된 삽입공에 삽입되는 삽입부(62)와, 상기 삽입부(62)의 외경보다 큰 외경을 가지며 너트 형태로 형성되는 헤드부(61)를 포함하며, 내주면에 나사산이 형성된 제1너트(60)와; 일단부에 상기 제1너트(60)와 나사결합되는 제1나사산(54)이 형성되고 타단부에 제2나사산(55)이 형성되고, 회전기구가 결합되는 핀 테일(56)이 상기 제2나사산(55)에서 연장형성된 결합볼트(50)와; 상기 제1너트(60)에 대향되어 상기 제2나사산(55)에 나사결합되는 제2너트(80)와; 상기 기둥결합부(311) 및 상기 제2너트(80) 사이에 설치되어 상기 결합 볼트(50)가 중심을 관통하는 와셔(90)를 포함하며, 상기 제1나사산부(54)와 상기 제2나사산부(55)는, 나사산의 방향이 서로 반대로 형성될 수 있다.
상기 제1나사산부(54)와 상기 제2나사산부(55)는, 서로 직경이 다르게 형성될 수 있다.
상기 제1나사산부(54)는, 상기 제1너트(60)의 상기 헤드부(61)의 내주면에만 대응되어 형성될 수 있다.
본 발명은 또한, 가로방향 및 세로방향으로 미리 설정된 간격으로 설치되며 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 적층되어 형성되는 복수의 기둥(10)들과; 각각 인접한 한 쌍의 기둥(10)들을 수평 연결하는 복수의 보(200)들로 이루어진 건축물의 시공방법으로서, 시공 현장에 평면 직사각형 꼭지점 위치에 대응되어 설치된 4개의 기둥(10)들을 설치하는 기둥시공단계(S10)와; 상기 평면 직사각형 기둥에 결합될 4개의 보(200)들을 결합하여 사전에 제작된 하나의 사전제작모듈(800)을 상기 4개의 기둥(10)에 결합하는 기둥결합단계(S20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 시공방법을 개시한다.
상기 보(200)는, 상기와 같은 구성을 가지는 따른 기둥-보 결합구조에 의하여 상기 기둥(10)에 결합될 수 있다.
상기 사전제작모듈(800)은, 상기 4개의 보(200) 및 상기 평면 직사각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 위치되어 인접한 2개의 보(200)를 연결함과 아울러 상기 보(200)를 상기 기둥(10)에 결합시키는 기둥-보 결합구조를 포함할 수 있다.
상기 사전제작모듈(800)은, 상기 기둥-보 결합구조의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서 상기 평면 직사각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 기둥부재(100)가 결합될 수 있다.
상기 건축물은, 상기 평면 직사각형이 복수개로 형성되는 격자구조를 가지며, 상기 기둥결합단계(S20)는, 상기 사전제작모듈(800)을 인접한 평면 직사각형과 꼭지점에 교차하도록 설치하여 수행될 수 있다.
본 발명은 또한 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성되는 기둥(10)과; 저면을 이루는 제1플랜지(1230)와, 상기 제1플랜지(1230)의 양측단에서 상측으로 연장되는 한 쌍의 웹(1220)과, 상기 한 쌍의 웹(1220)의 상단에 수평으로 형성된 한 쌍의 제2플랜지(1240)를 포함하며, 상기 기둥(10)에 결합되는 하나 이상의 보(1200)와; 상기 기둥(10) 및 상기 보(1200)에 고정 결합되어 상기 보(1200)를 상기 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함하며; 상기 결합조립체(300)는, 상기 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하고, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는 상기 보(1200)가 결합되며, 상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)는,
상기 보(1200)의 상기 제1플랜지(1230) 및 상기 제2플랜지(1240) 각각과 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)를 포함하며,
상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 각각 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311a, 311b)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조를 개시한다.
상기 기둥결합부(311a, 311b)의 양 끝단은, 연결연장부(315)가 상기 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성되며, 상기 연결연장부(315)는, 인접한 기둥결합부(311a, 311b)의 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902)에 의하여 고정 결합될 수 있다.
상기 기둥(10)은, 횡단면 형상이 직사각형을 이루며, 상기 연결연장부(315)는, 상기 기둥(10)의 횡단면 형상 중 꼭지점의 위치에 대응되어 위치될 수 있다.
상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)를 제외한 나머지 결합부재(310)는, 상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)의 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b) 각각에 대응되는 위치에 상기 기둥결합부(311a, 311b)로부터 연장 형성되어 강성을 보강하는 수평보강부(313)가 추가로 형성될 수 있다.
상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는, 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b) 각각과 일체로 형성되며 상기 기둥결합부(311a, 311b)로부터 측방으로 돌출형성되는 수직보강부가 추가로 형성될 수 있다.
상기 보(1200)는, 한 쌍의 기둥부재(100)가 상하로 연결된 연결부분에 결합되며, 상기 결합부재(310)는 상측 및 하측에 위치한 상기 기둥부재(100) 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상기 기둥(10)의 일측면에 상하로 배치되는 한 쌍의 기둥결합부(311a, 311b) 및 상기 상하로 배치되는 한 쌍의 기둥결합부(311a, 311b) 사이에 배치되는 상기 외측기둥이음부재(410)가 일체로 형성될 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기둥(10)의 수직단면은, 다각형 형상을 가지며, 상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형의 각변에 대응되어 설치될 수 있다.
상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형 형상에 대응되는 일체 부재 또는 각 변에 대응되는 부재들이 서로 결합된 구조를 가질 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410); 및 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합되고, 상기 보(1200)의 상기 웹(1220)에 결합하는 웹 지지부재(430)를 추가로 포함하며, 상기 웹 지지부재(430)는, 상기 기둥(10)의 측면에 상기 제3볼트어셈블리(903)에 의해 밀착 결합되는 기둥지지부(431)와, 상기 기둥지지부(431)에 상기 웹(1220)과 제4볼트 어셈블리(904)에 의하여 결합하는 하나 이상의 웹결합부(432)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 웹 지지부재(430)는, 상기 외측기둥이음부재(410)가 상기 기둥지지부(431)를 대체하고, 상기 외측기둥이음부재(410)의 양측단에서 상기 웹결합부(432)가 돌출 형성되어, 상기 웹(1220)과 제4볼트어셈블리(904)에 의하여 결합할 수 있다.
상기 웹 지지부재(430)는 'ㅏ'자, 'ㄴ'자 및 'ㅑ'자 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상기 기둥(10)의 측면에 제6볼트어셈블리(906)에 의해 설치되며, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보(1200)의 하측에 위치된 상기 결합부재(310)의 하단을 지지하는 하나 이상의 스토퍼부재(500)를 포함할 수 있다.
상기 기둥-보 결합구조는, 상기 기둥(10)의 내면에서 상기 기둥(10) 및 상기 기둥결합부(311a, 311b)와 제1볼트 어셈블리(901)에 의하여 결합하여 강성을 보강하는 내부보강부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 기둥 및 보를 결합함에 있어서 적어도 부분적으로 보를 기둥에 볼트를 이용하여 결합시킴으로써 시공이 간편하고 기둥 및 보를 안정적으로 연결할 수 있어 시공이 용이하며, 공기가 단축되는 이점이 있다. 기존 다이아프램의 용접을 사용하여 복잡한 제작과정이 생략됨에 따라 제작난이도가 수월하며, 브라켓이 삭제되어 기둥 운반시 적재량을 증가시킬 수 있다. 또한, 폐단면 구조재의 수평이음 시 용접을 사용하지 않고 접합부에서 이음이 실시됨에 따라 현장에서 발생할 수 있는 화재사고의 예방이 가능하다.
도 1a는, 본 발명의 제1실시예에 따른 기둥-빔 연결구조를 보여주는 사시도이다.
도 1b는, 도 1a의 기둥-빔 결합 과정의 일예를 나타내는 개념도이다.
도 2는, 도 1a의 기둥-보 결합구조의 일부를 보여주는 분해사시도이다.
도 3은, 도 1a의 기둥-보 결합구조의 측면도이다.
도 4는, 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ 방향의 단면도이다.
도 5a는, 도 3에서 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도로서, 웹 결합부의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 5b는, 도 3에서 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도로서, 웹 결합부의 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 5c는, 도 3에서 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도로서, 웹 결합부 또 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 6a는, 도 3에서 Ⅴ-Ⅴ 방향의 단면도로서, 내측기둥이음부재의 변형례를 보여주는 단면도이다.
도 6b는, 내측기둥이음부재 또는 내부보강부의 변형례에 대한 사시도이다.
도 6c는, 도 1a의 기둥-보 결합구조에서 설치되는 내측기둥이음부재와 외측기둥이음부재가 기둥이음부재에 의해 이어진 형상을 보여주는 종단면도이다.
도 7a는, 도 1a의 기둥-보 결합구조의 변형례를 보여주는 사시도로서, 수직보강부가 추가된 결합부가 설치된 예를 보여주는 사시도이다.
도 7b는, 도 7a에 설치된 결합부를 보여주는 사시도이다.
도 8은, 도 1의 기둥-빔 연결구조에 사용되는 볼트 어셈블리의 일 예를 보여주는 분해도이다.
도 9는, 도 8의 볼트 어셈블리의 결합 볼트를 보여주는 사시도이다.
도 10은, 도 8의 볼트 어셈블리의 일 실시예에 따른 사용상태를 나타내는 개념도이다.
도 11은, 도 8의 볼트 어셈블리에 사용되는 결합볼트의 예들을 보여주는 개념도이다.
도 12a 및 도 12b는, 도 11의 결합볼트의 변형례들의 결합구조를 보여주는 개념도이다.
도 13a는, 도 8의 볼트 어셈블리의 제1너트의 변형례를 보여주는 사시도이다.
도 13b는, 도 13a의 제1너트의 변형례를 보여주는 단면도이다.
도 14는, 본 발명에 따른 건축물의 배치를 보여주는 배치도이다.
도 15a 내지 15c는, 본 발명에 따른 건축물의 시공방법을 보여주는 개념도들이다.
도 16a 내지 도 16d는, 도 14에 도시된 건축물의 시공방법에 사용되는 사전제작모듈의 예들을 보여주는 사시도이다.
도 17a 내지 도 17d는, 본 발명에 따른 건축물의 시공방법을 보여주는 개념도들이다.
도 18a는, 도 15a 내지 도 15b에 도시된 건축물의 시공방법에서 기둥 및 보의 결합을 위한 사전제작모듈의 일예를 보여주는 사시도이다.
도 18b는, 도 15a 내지 도 15b에 도시된 건축물의 시공방법에서 기둥 및 보의 결합을 위한 사전제작모듈의 일예를 보여주는 사시도이다.
도 19는, 본 발명의 제2실시예에 따른 기둥-보 결합구조를 보여주는 사시도이다.
도 20은, 도 19의 기둥-보 결합구조를 보여주는 정면도이다.
도 21은, 도 19의 기둥-보 결합구조를 위한 조립체를 보여주는 사시도이다.
도 22a는, 도 20에서 Ⅵ-Ⅵ 방향의 단면도이다.
도 22b는, 도 20에서 Ⅵ-Ⅵ 방향의 단면도로서, 웹 결합부의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 22c는, 도 20에서 Ⅵ-Ⅵ 방향의 단면도로서, 웹 결합부의 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 22d는, 도 20에서 Ⅵ-Ⅵ 방향의 단면도로서, 웹 결합부의 또다른 예 및 내측기둥이음부재 또는 내부보강부의 변형례를 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조 및 기둥-보 시공방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 기둥-보 결합구조는, 도 1 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성된 기둥(10)의 측면 중 적어도 하나의 결합면에 보(200)가 결합조립체(300)에 의하여 결합된 기둥-보 결합구조에 적용된다.
상기 기둥(10)은, 수직단면이 다각형, 바람직하게는 직사각형인 강관으로서, 철강재질을 가질 수 있다.
여기서 상기 기둥(10)은, 일반적으로 규격화된 바 상하 길이를 연장하기 위하여 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 하나의 기둥(10)을 형성함이 일반적이다.
상기 복수의 기둥부재(10)는, 미리 설계된 위치에 설치되며 상하로 결합되어 하나의 기둥(10)을 형성하는 기둥부재로서, 사각 각형강관 등이 사용될 수 있다.
상기 보(200)는, 기둥(10)과 인접한 기둥(10)을 연결하기 위해 설치되며, 기둥(10)의 측면 중 적어도 하나의 결합면에 결합되는 보로서, 다양한 구성을 가질 수 있다.
일예로서 상기 보(200)는, 웹(220) 및 웹(220)의 상단 및 하단에 결합되는 한 쌍의 플랜지부(210)를 포함하여 H 형강의 형상을 가질 수 있으며, 철강재질을 가질 수 있다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기둥(10)에 대하여 보(200)가 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조에 의하여 결합된다.
이 때 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 1 내지 도 2 에 도시된 바와 같이, 기둥(10) 및 보(200)에 고정결합되어 보(200)를 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함한다.
상기 결합조립체(300)는, 기둥(10) 및 보(200)에 고정결합되어 보(200)를 기둥(10)에 고정 결합시키는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다
예로서, 상기 결합조립체(300)는, 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 결합부재(310)는, 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 구성으로서, 보의 결합여부에 따라서 다양한 구성을 가질 수 있다.
예로서, 상기 복수의 결합부재들 중 적어도 하나는 보(200)가 결합될 수 있으며, 보(200)가 결합된 결합부재(310)는, 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311)와, 기둥결합부(311)로부터 수직하게 연장되어 보(200)의 플랜지부(210)에 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 플랜지결합부(312)를 포함할 수 있다.
상기 기둥결합부(311)는, 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기둥결합부(311)는, 기둥(10)의 측면에 밀착결합됨을 고려하여 판상의 부재로 형성될 수 있다.
여기서 상기 기둥결합부(311) 및 기둥(10)은, 제1볼트 어셈블리(901)에 의하여 결합되는 바, 제1볼트 어셈블리(901)의 볼트가 삽입되는 결합공이 형성된다.
여기서 상기 제1볼트 어셈블리(901)는, 볼트 및 너트로 구성되어 기둥결합부(311) 및 기둥(10)을 결합시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 결합조립체(300)는, 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하는바, 복수의 결합부재(310)들이 둘레방향을 따라서 서로 결합될 필요가 있다.
이에 상기 기둥결합부(311)의 양 끝단은, 연결연장부(315)가 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성되고, 연결연장부(315)는, 인접한 기둥결합부(311)의 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902)에 의하여 고정 결합될 수 있다.
즉, 상기 결합조립체(300)가 기둥을 둘러싸도록 설치되는바, 기둥결합부(311)에 연결연장부(315)를 추가로 포함하여 기둥결합부(311)끼리 서로 연결할 수 있다.
구체적으로, 상기 보(200)와 결합하는 결합부재(310)는, 보(200)의 상단 및 하단 중 적어도 하나에 결합되며, 결합된 보(200)의 하중이 작용하게 되는데 이에 기둥결합부(311)에 연결연장부(315)를 추가로 포함하여 인접한 연결연장부(315)와 고정결합됨으로써 기둥(10)에 결합된 클램프구조를 가져 보(200)를 지지할 수 있다.
상기 연결연장부(315)는, 구체적인 예로서, 기둥결합부(311)의 양 끝단을 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성시켜 인접한 연결연장부(315)와 결합되도록 구성될 수 있다. 이때 상기 연결연장부(315)는, 인접한 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902) 또는 용접으로 결합될 수 있다.
상기 연결연장부(315)가 볼트결합 될 경우, 연결연장부(315)는, 볼트가 삽입될 수 있는 하나 이상의 관통공이 형성되며, 관통공은 연결연장부(315)에서 상하방향으로 복수로 형성될 수 있다.
한편 상기 연결연장부(315)는, 기둥(10)의 수직단면 형상에 따라서 그 위치가 결정될 수 있다.
일예로, 상기 기둥(10)의 수직단면이 다각형, 예를 들면 직사각형 형상을 가지는 경우, 연결연장부(315)는 기둥(10)의 횡단면 직사각형 형상 중 꼭지점의 위치에 대응되어 위치될 수 있다.
상기 플랜지결합부(312)는, 기둥결합부(311)로부터 수직하게 연장되어 보(200)의 플랜지부(210)에 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 플랜지결합부(312)는, 보(200)의 플랜지부(210)에 결합됨을 고려하여 기둥결합부(311)로부터 수직방향으로 연장되어 플레이트 형상으로 형성되며, 후술하는 연결연장부(315)까지 걸쳐 형성되는 등 다양한 구조가 가능하다.
그리고 상기 플랜지결합부(312)는, 기둥결합부(311)에 대하여 상단, 하단, 상단 및 하단 사이 등 설계 및 디자인에 따라서 다양한 위치에서 돌출되어 형성될 수 있다.
도 1a 및 도 1b의 실시예는, 기둥결합부(311)의 중앙 부분에서 측방으로 돌출된 예이다.
한편 상기 플랜지결합부(312)는, 보(200)의 플랜지부(210)에 결합되는바 보(200)에 의하여 가해지는 굽힙모멘트가 작용하여 구조적으로 보강될 필요가 있다.
이에 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 플랜지결합부(312)와 일체로 형성되며 기둥결합부(311)로부터 측방으로 돌출형성되는 하나 이상의 수직보강부(314)가 추가로 형성될 수 있다.
상기 수직보강부(314)는, 플랜지결합부(312)와 일체로 형성되며 기둥결합부(311)로부터 측방으로 돌출형성되는 구성으로서, 플랜지결합부(312) 및 기둥결합부(311)에 대하여 수직을 이루는 플레이트 형상으로 일체로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여 상기 수직보강부(314)는, 기둥(10)에 고정결합된 기둥결합부(311)와 보(2)의 플랜지(210)에 고정결합된 플랜지결합부(312)를 연결함으로써 구조적으로 보강할 수 있다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 상기 결합조립체(300)를 구성하는 결합부재(310)는, 복수로 구성되며 보(200)가 모두 결합되거나 일부에만 보(200)가 결합될 수 있는바 보(200)의 결합여부에 따라서 서로 다른 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 결합부재(310)는, 도 1a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 보(200)가 결합된 경우 앞서 설명한 기둥결합부(311) 및 플랜지결합부(312)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 결합부재(310)는, 보(200)가 결합되지 않은 경우 플랜지결합부(312)의 구성없이 기둥결합부(311)로만 구성될 수 있다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 상기 결합부재(310)는, 기둥(10)의 둘레방향을 따라서 복수로 설치되는바 둘레방향 하중이 작용하는바 보(200)가 결합되지 않은 결합부재(310)에 대하여 둘레방향의 강성을 보강할 필요가 있다.
즉, 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보(200)가 결합하지 않는 기둥 측면에 설치된 결합부재(310)에는, 플랜지결합부(312)에 대응되는 위치에 기둥결합부(311)로부터 수직으로 연장형성되어 강성을 보강하는 수평보강부(313)를 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 보(200)가 결합되지 않는 결합부재(310)는, 플랜지결합부(312)에 대응되어 수평보강부(313)가 선택적으로 기둥결합부(311)에 형성될 수 있다.
상기 수평보강부(313)는, 기둥결합부(311)로부터 측방으로 돌출형성되며, 특히 연결연장부(315)까지 걸쳐 둘레방향을 따라서 형성됨으로써 연결연장부(315)가 인접한 연결연장부(315)에 결합될 때 둘레방향의 구조를 보강할 수 있다.
상기 수평보강부(313)는, 보(200)의 결합을 위한 플랜지결합부(312)에 비교하여 상대적으로 측방으로 덜 돌출되도록 형성됨에 특징이 있다.
가장 바람직한 예로서, 상기 수평보강부(313)는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 기둥결합부(311)로부터 연결연장부(315)의 끝단까지 연장되어 형성될 수 있다.
한편 상기 수평보강부(313)는, 예를 들면 각형강관 모서리에 걸리는 힘을 분산시키는 역할을 하므로 보다 안정적인 기둥-보 결합구조를 제공할 수 있다.
그리고 상기 수평보강부(313)는 기둥결합부(311)와 일체로 형성되거나 용접에 의하여 결합될 수 있다.
한편 상기 결합조립체(300)는, 보(200)를 기둥(10)에 결합시키기 위한 구성으로서 적소에 설치됨을 특징으로 한다.
이때 상기 기둥(10)은, 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 하나의 기둥(10)을 형성하며, 이때 상기 보(200)는, 한 쌍의 기둥부재(100)가 상하로 연결된 연결부분에 결합되며, 결합조립체(300)는 상측 및 하측에 위치한 기둥부재(100) 중 적어도 어느 하나에 설치 된 것을 특징으로 할 수 있으며, 구조적 안정성을 위해서 상측 및 하측의 기둥부재(100) 모두에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 기둥(10)의 연결부분에 열결부(300)에 의하여 보(200)가 결합될 때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 기둥(10)의 외측면과 결합하는 외측기둥이음부재(410) 및 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 기둥(10)의 내측면과 결합하는 내측기둥이음부재(420) 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
상기 외측기둥이음부재(410)는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 기둥(10)의 외측면과 결합하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 외측기둥이음부재(410)는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 플레이트 부재로서 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 걸쳐 제3볼트 어셈블리(903)에 의하여 고정됨으로써, 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하도록 구성될 수 있다.
한편 상기 외측기둥이음부재(410)는, 보(200)의 결합여부에 따라서 그 구성이 달라질 수 있다.
즉, 상기 외측기둥이음부재(410)는, 보(200)가 결합되지 않은 경우에 플레이트 부재로서 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 걸쳐 한 쌍의 기둥부재(100)에 결합되는 플레이트 부재로 구성될 수 있다.
그리고 상기 외측기둥이음부재(410)는, 보(200)가 결합되는 경우에 보(200)와 추가로 결합된 웹 결합부(430)로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 1a 내지 도 6a에 도시된 바와 같이, 외측기둥이음부재(410)의 변형례로서, 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)의 연결부분에 걸쳐 보(200)가 결합하는 경우, 보(200)의 웹(220)에 결합하는 웹 지지부재(430)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 웹 지지부재(430)는, 기둥(10)의 측면에 밀착 결합되는 기둥지지부(431)와, 기둥지지부(431)에서 돌출형성되어 웹(220)과 결합하는 웹결합부(432)를 포함할 수 있다.
상기 기둥지지부(431)는, 앞서 설명한 제3볼트어셈블리(903)에 의해 기둥(10)에 결합되는 구성으로서 플레이트 구조를 이루 수 있다. 여기서 상기 기둥지지부(431)는, 보(200)의 지지만을 목적으로 하는 경우 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)에 걸쳐 설치되는 대신 하나의 기둥부재(100)에 설치될 수 있음은 물론이다.
상기 웹결합부(432)는, 기둥지지부(431)에서 돌출형성되어 보(200)의 웹(220)과 결합하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 웹결합부(432)는, 보(200)의 구성 일부인 웹(220)에 대하여 제4볼트 어셈블리(904)에 의하여 결합되어 보(200)를 지지하기 위한 구성으로서 웹(220)의 면에 밀착되도록 플레이트 구조를 가질 수 있다.
한편 상기 웹결합부(432)는, 보(200)의 웹(220)의 결합구조에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 5a, 내지 도 5c에 도시된 바와 같은, 'ㅏ'자, 'ㄴ'자 및 'ㅑ'자 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
그리고 상기 웹결합부(432)는, 웹(220)과 결합을 위해 제4볼트 어셈블리(904)가 삽입될 수 있는 관통홀이 형성될 수 있으며, 상하방향으로 복수개 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 외측기둥이음부재(410)는, 상측 및 하측에 위치된 기둥결합부(311)와 별도 부재로 구성되거나, 상측 및 하측에 위치된 기둥결합부(311)들을 서로 연결하여 일체로 형성될 수 있다.
상기 내측기둥이음부재(420)는, 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 기둥(10)의 내측면과 결합하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 내측기둥이음부재(420)는, 기둥(10)의 내측면과 결합될 수 있도록 플레이트 부재로 구성될 수 있다.
이때 상기 기둥(10)의 수직 단면형상은, 직사각형 등 다각형 구조를 가질 수 있으며, 내측기둥이음부재(420)는, 직사각형 수직 단면의 변 각각에 대응되어 별도의 플레이트 부재로서 설치될 수 있다.
한편 상기 내측기둥이음부재(420)는, 기둥(10) 내에서의 보강효과를 극대화하기 위하여 복수의 플레이트 부재가 분할된 구조를 가지는 대신에, 도 6a에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라서 서로 연결된 구조를 가질 수 있다.
예로서, 상기 내측기둥이음부재(420)는, 기둥(10)의 내주면 형상과 대응되는 형상을 가지는 일체화된 부재 또는 별도의 부재가 용접 등에 의하여 일체화되어 구성될 수 있다.
여기서 상기 내측기둥이음부재(420)는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 직사각형 단면구조를 이룸에 있어서 서로 결합되어 외주 형상이 직사각형을 이루도록 구성될 수 있다.
이때 상기 내측기둥이음부재(420)는, 다른 내측기둥이음부재(420)와의 연결에 있어서 내측으로 굽어져 형성된 접합부(421, 610)를 구비할 수 있다.
상기 접합부(421, 610)는, 다른 내측기둥이음부재(420)와의 연결에 있어서 내측으로 굽어져 형성된 구성으로 용접 등에 의하여 다른 내측기둥이음부재(420)와 결합될 수 있다.
한편 상기 내측기둥이음부재(420)는, 인접한 내측기둥이음부재(420)와 둘레방향을 따라서 연결되거나, 대향된 내측기둥이음부재(420)와 연결되는 등 다양한 연결구조를 가질 수 있음은 물론이다.
구체적인 실시예로서, 상기 내측기둥이음부재(420)는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 기둥(10)의 내주면에 면접하여 전체형상이 직사각형 형상을 이루도록 형성될 수 있다.
여기서 상기 직사각형 전체형상 중 꼭지점 부근에서 사선을 이루어 실질적으로 직사각형 형상을 가지며 전체형상이 팔각형상을 이룰 수 있다. 이에 전체형상이 직사각형을 이룸에 있어서 꼭지점부근에서 내측으로 굽어져 서로 결합되는 2개의 부재로 구성될 수 있다.
한편 상기와 같은 구조를 가지는 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420) 모두 설치될 수 있으며, 이때 도 6c에 도시된바와 같이, 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)는, 기둥이음부재연결부(431)에 의하여 일체로 형성되거나, 용접에 의하여 결합될 수 있다.
이 경우 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 결합면에 기둥이음부재연결부(431)가 위치되며, 측단면이 'H'형상을 이루게 된다. 내외부가 일체로 연결되므로 한 쌍의 기둥부재(100)의 결합이 보다 강력해질 수 있다.
그리고 상기 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)를 한 쌍의 기둥부재(100)와 결합시키는 제3볼트 어셈블리(903)가 삽입될 수 있는 관통홀이 형성 되며, 관통홀은 상하좌우로 복수개 형성될 수 있다.
한편 상기 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)는, 가해지는 하중을 견디기 위한 구조적 보강을 고려하여 상측에 위치한 기둥부재(100) 및 하측에 위치한 기둥부재(100) 모두에 걸쳐 설치됨이 바람직하다.
한편 상기 연결부(300)에 의한 보(200) 및 기둥(10)의 기둥-보 결합구조에 있어서, 보(200)를 결합하는 연결부(300)가 하측으로 하중이 가하는바 이에 대한 보강구조를 추가로 구비하는 게 바람직하다.
이에 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기둥(10)의 측면에 설치되며, 복수의 결합부재(310)들 중의 하측에 위치된 결합부재(310)의 하단을 지지하는 하나 이상의 스토퍼부재(500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 스토퍼부재(500)는, 기둥(10)의 측면에 설치되며, 복수의 결합부재(310)들 중의 하측에 위치된 결합부재(310)의 하단을 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 스토퍼부재(500)는, 결합부재(310)의 하단을 지지하도록 기둥(10)의 측벽에 결합되는 플레이트 부재로 구성될 수 있다.
그리고 상기 스토퍼부재(500)는, 결합부재(310)의 하단을 지지함을 고려하여 결합부재(310)의 두께보다 더 큰 두께를 가지는 것이 바람직하다.
또한 상기 스토퍼부재(500)는, 제6볼트 어셈블리(906)에 의하여 기둥(10)의 측벽에 고정될 수 있다.
이때 상기 스토퍼부재(500)가 결합되는 기둥(10)의 내측면에는, 볼트 결합구조의 보강을 위하여 후술하는 내부보강부(600)가 결합되며, 제6볼트 어셈블리(906)에 의하여 스토퍼부재(500), 기둥(10) 및 내부보강부(600)가 고정결합될 수 있다.
한편 상기 스토퍼부재(500)는, 기둥(10)과 보(200)와 결합조립체(300) 및 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)가 결합할 시 관통홀들이 서로 어긋나지않도록 위치를 조정하는 역할을 수행할 수 있다.
한편 상기 기둥(10)과 기둥결합부(311)가 볼트에 의해 결합될 때, 기둥(10)의 내면의 볼트가 결합하는 부분에 상대적으로 큰 힘이 집중되는바 구조적 보강이 필요하다.
이에 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기둥결합부(311)와 기둥(10)은, 제1볼트어셈블리(901)에 의하여 결합되며, 이때 기둥(10)의 내면에서 기둥(10) 및 기둥결합부(311)와 결합하여 강성을 보강하는 하나 이상의 내부보강부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 내부보강부(600)는, 제1볼트 어셈블리(901)가 결합되는 부분에 가해지는 힘이 분산되어 기둥(10)의 구조적 안정성을 높일 수 있다.
그리고 상기 내부보강부(600)는, 기둥(10)의 내면에서 기둥(10) 및 기둥결합부(311)와 결합하여 강성을 보강하는 구성으로서, 판형 등 플레이트 부재 등으로 구성될 수 있다.
또한 상기 내부보강부(600)는 내측기둥이음부재(410)와 마찬가지로 도 6b에 도시된 바와 같이, 내주면에 면접하여 전체형상이 직사각형 형상을 이루며, 꼭지점부근에서 내측으로 굽어져 서로 결합되는 2개의 부재로 구성될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 기둥(10), 보(200), 결합조립체(300)등이 후술하는 볼트 어셉블리에 의하여 결합될 수 있도록, 설계 위치에 따라서 관통홀들이 형성된다.
상기 관통홀들은 기둥(10)과 보(200)의 안정적 결합을 고려하여 적소에 다양하게 형성될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 기둥(10), 보(200), 결합조립체(300) 등의 결합에 있어서 앞서 설명한 제1볼트 어셈블리(901) 내지 제6볼트 어셈블리(902)에 의하여 결합되는 조립구조를 가짐으로써 시공이 용이하며 시공기간, 즉 공기를 현저히 단축할 수 있다.
상기 제1볼트 어셈블리(901) 내지 제6볼트 어셈블리(902)는, 볼트 및 너트 조합에 의한 볼트 어셈블리로서, 기둥(10), 보(200), 결합조립체(300) 등을 결합시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조에 있어서, 기둥(10) 내측으로의 볼트 및 너트 결합시 기둥(10)의 폐단면 구조로 기둥(10)에 결합조립체(300)를 결합하기 어려운 문제점이 있다.
이에 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조에 있어서, 기둥(10) 내측으로의 볼트 및 너트 결합시 기둥(10)의 폐단면 구조에도 불구하고 볼트 및 너트 결합이 가능한 볼트 어셈블리, 소위 원웨이 볼트 어셈블리를 제공하여, 용접을 사용하지 않고, 보(200), 기둥(10), 결합조립체(300)를 간편하고 빠르게 시공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 원웨이 볼트 어셈블리는, 도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 제1너트(60), 결합볼트(50), 제2너트(80), 와셔(90)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 원웨이 볼트 어셈블리는, 도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 모재(M), 예를 들면 내부보강부(600)에 형성된 삽입공에 삽입되는 삽입부(62)와, 삽입부(62)의 외경보다 큰 외경을 가지며 너트 형태로 형성되는 헤드부(61)를 포함하며, 내주면에 나사산이 형성된 제1너트(60)와; 일단부에 제1너트(60)와 나사결합되는 제1나사산(54)이 형성되고 타단부에 제2나사산(55)이 형성되고, 회전기구가 결합되는 핀 테일(56)이 제2나사산(55)에서 연장형성된 결합볼트(50)와; 제1너트(60)에 대향되어 제2나사산(55)에 나사결합되는 제2너트(80)와; 기둥결합부(311) 및 제2너트(80) 사이에 설치되어 결합 볼트(50)가 중심을 관통하는 와셔(90)를 포함할 수 있다.
상기 제1너트(60)는, 도 8, 도 10, 도 13에 도시된 바와 같이, 모재(M), 예를 들면 내부보강부(600)에 형성된 삽입공에 삽입되는 삽입부(62)와, 삽입부(62)의 외경보다 큰 외경을 가지며 너트 형태로 형성되는 헤드부(61)를 포함하며, 내주면에 나사산이 형성된 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 제1너트(60)는, 모재(M), 예를 들면 기둥(10)에 형성된 관통공 또는 앞서 설명한 내측보강부재(420)에 형성된 관통공, 또는 내부보강부(600)에 형성된 관통공에 삽입되어 후술하는 결합볼트(50)와 나사 결합되는 너트로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 제1너트(60)의 삽입부(62)는, 모재(M)에 삽입될 수 있도록 헤드부(61)보다 직경이 작게 형성되며, 통상 모재(M)에 형성된 관통공에 압입되는 구조로서 관통공의 내경과 실질적으로 동일한 크기의 외경을 가지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제1너트(60)의 삽입부(62)는, 모재(M)에 형성된 관통공에 압입된 상태에서 회전되는 것을 방지하기 위하여 외주면에는 다수의 돌기들이 형성될 수 있다.
상기 헤드부(61)는, 너트 형상으로서 육각 너트, 팔각 너트 등의 형상을 가질 수 있다.
한편 상기 제1너트(60)는, 후술하는 제1나사산(54)에 나사결합될 수 있도록 내주면에는 나사산이 형성되며, 헤드부(61)에만 형성되는 것이 바람직하다.
이때 상기 제1나사산부(54)는, 제1너트(60)와의 나사결합시 제1너트(60)의 헤드부(61)의 내주면에만 대응되어 형성되는 것이 바람직하다.
정리하며, 제2너트(80)는 통상의 너트와 동일한 형태로서 결합 볼트(50)가 관통하는 물체인 모재(M)를 사이에 두고 제1너트(60)의 반대 측에 배치되어 결합 볼트(50)에 관통되는 형태로 결합된다.
상기 결합볼트(50)는, 일단부에 제1너트(60)와 나사결합되는 제1나사산(54)이 형성되고 타단부에 제2나사산(55)이 형성되고, 회전기구가 결합되는 핀 테일(56)이 제2나사산(55)에서 연장형성된 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 제1나사산부(54) 및 제2나사산부(55)는, 나사산의 방향이 서로 반대인 것이 바람직하다.
그리고 상기 결합볼트(50)는, 결합시킬 부재들의 전체 두께를 고려하여 미리 설정된 길이를 가지며 일단 및 타단에 제1나사산(54) 및 제2나사산(55)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 결합볼트(50)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 길게 형성되어 제1너트(60)에 관통되는 형태로 결합되는 몸체부(53)와, 몸체부(53)의 길이방향을 따라 몸체부(53)의 외면에 형성되되 서로 이격되게 형성되는 나사산인 제1나사산부(54)와 제2나사산부(55) 및, 몸체부(53)의 단부에 연장되는 형태로 형성되어 몸체부(53)를 회전시키기 위한 기구가 결합되는 핀 테일(56)을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1나사산부(54)와 제2나사산부(55)는, 서로 직경이 다르게 형성될 수 있다.
상기 핀 테일(56)은, 몸체부(53)의 단부에 연장되는 형태로 형성되어 몸체부(53)를 회전시키기 위한 기구가 결합되는 구성으로서, 통상적으로 연장이 결합 볼트(50)를 회전시키기 위해 결합 볼트(50)를 파지할 수 있게 형성된 부위이다.
상기 와셔(90)는, 제1너트(60)에 대향되어 제2나사산(55)에 나사결합되는 제2너트(80)와; 기둥결합부(311) 및 제2너트(80) 사이에 설치되어 결합 볼트(50)가 중심을 관통하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 와셔(90)는, 모재(M)와 제2너트(80) 사이에 배치되며 결합 볼트(50)가 중심을 관통하는 형태로 결합된다.
그리고 상기 와셔(90) 또한 통상의 와셔(90)와 동일한 형태이다.
또한 상기 와셔(90)는 모재(M)와 제2너트(80) 간의 상대적인 가변을 최대한 억제시킴으로써 결합 볼트(50)와 모재(M)의 결합을 보다 견고하게 만드는 작용을 한다.
한편 상기 결합 볼트(50)에 형성된 제1나사산부(54)와 제2나사산부(55)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 나사산의 형태가 서로 반대 방향으로 형성된다.
이 경우 모재(M)에 본 발명에 따른 볼트 어셈블리를 결합 및 조립시킬 때 결합 볼트(50)를 어느 한 방향으로만 회전시켜도 모재(M)를 사이에 두고 설치된 제1너트(60)와 제2너트(80)는, 각각 모재(M)를 향하여 접근하는 방향으로 힘을 받게 되며, 여기서 제1너트(60)는 모재(M)에 압입되어 고정된 상태이므로 최종적으로 억세게 조일 때 핀 테일(56)을 공구로 파지하여 회전시키면 미세하게 제2너트(80)가 모재(M)로 파고드는 방향으로 조여지면서 제2너트(80)와 와셔(90)와 모재(M)의 순서로 압착된다.
따라서 본 발명에서는 결합 볼트(50)의 중심을 잡고 돌리지 않더라도 결합 볼트(50)의 일 측에 마련된 핀 테일(56)을 회전시키면 제1너트(60)와 제2너트(80)가 동시에 서로를 향하여 함께 가변되어 두 개의 너트 체결이 동시에 이루어질 수 있다.
따라서 일방향에서 볼트를 회전시켜 볼트결합이 가능하므로 폐단면의 강관 구조에서 유용하게 사용될 수 있다.
예를 들어 도 1a에 도시된 바와 같이, 기둥결합부(311)과 기둥(10)을 결합하는 경우 체결작업은 기둥(10)의 외부에서만 이루어지므로 일반적인 종래의 볼트결합을 이용할 수 없어 용접결합만 가능했다.
그러나 본 발명의 볼트 어셈블리는, 기둥(10)의 외부에서 체결작업만으로도 기둥결합부(311)와 기둥(10)의 결합이 가능하므로, 볼트결합의 간편함과 신속성의 이점이 있다.
즉, 제1볼트어셈블리(901) 내지 제6볼트 어셈블리(906)를 원웨이 볼트 어셈블리를 이용하면 본 발명인 기둥-보 결합구조의 간편하고 신속한 시공의 장점을 극대화 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 압입너트-볼트 어셈블리에서는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 제1나사산부(54)와 제2나사산부(55)는 서로 직경이 다르게 제작될 수 있다.
특히 상기 몸체부(53)는 양단 사이에 직경이 감소되는 형태의 단차(53a)가 형성되고, 제1나사산부(54)와 제2나사산부(55) 중에서 외경이 큰 쪽의 나사산이 상기 단차(53c)를 중심으로 직경이 큰 쪽의 몸체부(53)에 형성될 수 있다.
이 경우 두 가지 효과가 있다. 첫째는 두 개의 모재(M)가 접합된 상태에서 결합 볼트(50)를 삽입시킬 때 두 개의 모재(M) 사이에서 단부가 걸려서 삽입이 쉽지 않은 경우, 직경이 작은 쪽을 삽입시키면 용이하게 삽입이 가능한 효과이다.
둘째는 상기 결합 볼트(50)는 볼트헤드가 없음에도 불구하고 볼트헤드가 있는 경우와 동일한 성능을 가질 수 있는 효과이다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 단차(53c)를 중심으로 몸체부의 양 측이 구분된다고 할 때, 제1나사산부(54) 측의 몸체부를 제1몸체부(53a)라 하고 제2나사산부 측(55)의 몸체부를 제2몸체부(53b)라 칭하기로 한다.
이때 겹쳐진 모재(M)에 결합 볼트(50)를 삽입시킬 때 겹쳐진 모재(M)에 형성된 홀이 약간만 어긋나도 결합 볼트(50)가 삽입 과정에서 모재(M)의 경계면에 부딪혀 삽입이 쉽게 이루어지지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 이때 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이 결합 볼트(50)의 양 단 중에서 먼저 삽입되는 측의 외경이 작을 경우, 즉 도 12b의 상부를 기준으로 할 경우 제2나사산부(55) 부터 모재(M)에 삽입된다면 쉽게 삽입될 수 있다.
또한 삽입의 용이성과는 별도로 제1몸체부(53a)와 제2몸체부(53b)의 경계에서는 단차(53c)가 형성되어, 단차(53c)가 볼트 헤드와 유사한 작용을 함으로써, 결합 볼트(50)가 설치된 후 단차(53c)가 삽입되는 방향으로는 더 이상 삽입이 허용될 수 없게 됨으로써 양 방향 가변으로 인한 헐거워짐이 방지될 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이 제1너트(60)에 형성된 중공의 내면은 헤드부의 내측에 대응되는 부위에는 나사산이 형성되고, 삽입부(62)에 대응되는 부위에는 나사산이 없는 민자 형태의 내면을 가지게 제작될 수 있다. 종래 압입너트에는 헤드부뿐만 아니라 삽입부의 중공에도 나사산이 연속적으로 형성된다.
이 경우 삽입부가 모재(M)에 압입되는 과정에서 삽입부가 주변으로 밀어 낸 모재(M)의 잔류응력이 다시 삽입부 중심 방향을 향하게 되어 삽입부의 중공에 형성된 나사산의 변형이 발생될 수 있다.
따라서 도 13에 도시된 바와 같이 삽입부(2) 중공(70)의 내면은, 나사산이 제거된 민자로 형성됨으로써 나사산의 변형으로 인한 볼트의 삽입 불가능 현상이 방지될 수 있다.
한편 시공기간의 단축, 시공의 편리성을 향상시키기 위해 도 15에 도시된 시공방법을 사용함으로써 편리하고 빠르게 기둥-보 건축물을 시공할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 시공방법은, 가로방향 및 세로방향으로 미리 설정된 간격으로 설치되며 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 적층되어 형성되는 복수의 기둥(10)들과 각각 인접한 한 쌍의 기둥(10)들을 수평 연결하는 복수의 보(200)들로 이루어진 건축물의 시공방법을 개시한다.
특히 본 발명에 따른 시공방법은, 가로방향 및 세로방향으로 미리 설정된 간격으로 설치, 즉 평면 직사각형이 복수개로 형성되는 격자구조를 가지는 건축물의 시공에 적합하다.
구체적으로 본 발명에 따른 건축물의 시공방법은, 시공 현장에 평면 직사각형 꼭지점 위치에 대응되어 설치된 4개의 기둥(10)들을 설치하는 기둥시공단계(S10)와; 평면 직사각형 기둥에 결합될 4개의 보(200)들을 결합하여 사전에 제작된 하나의 사전제작모듈(800)을 4개의 기둥(10)에 결합하는 기둥결합단계(S20)를 포함할 수 있다.
상기 기둥시공단계(S10)는, 시공 현장에 평면 직사각형 꼭지점 위치에 대응되어 설치된 4개의 기둥(10)들을 설치하는 단계로서, 건축물의 설계구조에 따라서 적절하게 수행될 수 있다.
예로서, 상기 건축물은, 도 14에 도시된 바와 같이, 가로방향 및 세로방향으로 미리 설정된 간격으로 설치, 즉 평면 직사각형이 복수개로 형성되는 격자구조를 가질 수 있으며, 이때 상기 기둥시공단계(S10)는, 평면 직사각형과 꼭지점에 교차하는 위치에 설치할 수 있다.
즉, 상기 기둥결합단계(S20)는, 도 14 및 도 15a에 도시된 바와 같이, 격자 구조 중 각 교차점에 대응되어 동일한 높이의 기둥부재(100)를 설치할 수 있다.
상기 기둥결합단계(S20)는, 도 15a 내지 도 15c, 도 17a 내지 도 17d에 도시된 바와 같이, 평면 직사각형 기둥에 결합될 4개의 보(200)들을 결합하여 사전에 제작된 하나의 사전제작모듈(800)을 4개의 기둥(10)에 결합하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
여기서 상기 사전제작모듈(800)은, 공장 등 시공 현장 이외의 장소에서 미리 제작한 후 시공 현장에서 기둥(10)과 조립함으로써 시공시간을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편 상기 사전제작모듈(800)은, 공장 등 시공 현장 이외의 장소에서 미리 제작한 후 시공 현장에서 기둥(10)과 조립하는 구성으로서, 평면 직사각형 기둥에 결합될 4개의 보(200)들이 결합되어 전체 형상이 직사각형을 기본 구성으로 할 수 있다.
이때 평면 직사각형 형상을 이루는 4개의 보(200)들 각각은, 인접한 보(200)와 결합된 상태를 유지하여야 하는바, 사전제작모듈(800)은, 서로 인접한 보(200)들 간의 결합구조를 구비하여야 한다.
예로서, 상기 사전제작모듈(800)은, 직사각형 형상을 이루는 4개의 보(200)들이 도 1 내지 도 7b를 참조하여 앞서 설명한 기둥-보 결합구조의 적어도 일부를포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 사전제작모듈(800)은, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 결합조립체(300)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
즉, 상기 보(200)는, 앞서 설명한 기둥-보 결합구조에 의하여 상기 기둥(10)에 결합될 수 있다.
그리고 상기 사전제작모듈(800)은, 4개의 보(200) 및 평면 직사각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 위치되어 인접한 2개의 보(200)를 연결함과 아울러 보(200)를 기둥(10)에 결합시키는 기둥-보 결합구조를 포함할 수 있다.
또한 상기 사전제작모듈(800)은, 도 16a 내지 도 16d에 도시된 바와 같이, 기둥-보 결합구조의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서 평면 직사각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 기둥부재(100)가 결합될 수 있다.
하년 상기 건축물은, 도 14에 도시된 바와 같이, 평면 직사각형이 복수개로 형성되는 격자구조를 가질 때, 기둥결합단계(S20)는, 사전제작모듈(800)을 인접한 평면 직사각형과 꼭지점에 교차하도록 설치하여 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 사전제작모듈(800)은, 도 14의 격자구조에서 ①, ③, ⑤, ⑦, ⑨와 같이 변이 공유되지 않고 꼭지점이 공유되는 위치에서 설치될 수 있다.
한편 상기 건축물은, 철골구조의 건축물로서 기둥부재(100)를 하나의 층으로 구획하여 복수 층의 건축물, 즉 복수 개의 기둥부재(100)들이 적층되어 설치되어 하나의 기둥을 이룰 수 있다.
상기 보(200)는, 상하로 결합된 기둥부재(100)의 연결부분에 결합될 수 있으며 이때 앞서 설명한 결합조립체(300)에 의하여 기둥(10)에 결합될 수 있다.
정리하면, 상기 기둥결합단계(S20)는, 도 15a 내지 도 15c, 도 17a 내지 도 17ds에 도시된 바와 같이, 복수의 기둥부재(100)에 사전제작모듈(800)을 이송하고, 그 위에 다시 복수의 기둥(10)을 설치한다. 필요에 따라 이 과정을 N번(N은 1 이상의 자연수) 반복함으로써 건축물을 시공할 수 있다.
상기와 같이 건축물을 시공하면, 도 14에 도시된 바와 같이 사전제작모듈(800)을 ②, ④, ⑥, ⑧ 또는 ①, ③, ⑤, ⑦, ⑨에 설치함으로써 시공장소에서 연결해야 하는 보(200)의 갯수가 줄어들어 시공기간이 짧아지게 된다.
한편 사전 제작된 사전제작모듈(800)에 기둥부재(100)가 결합조립체(300)에 결합되어 다양한 구조체로 제작될 수 있다.
예를 들어, 4개의 보(200)를 결합조립체(300)로 결합하여 평면직사각형의 형상을 이룰 수 있고, 평면직사각형에 상측 또는 하측 중 적어도 어느 하나에 기둥부재(100)를 결합할 수 있다. 또는 상기 평면모듈 2개를 기둥부재(100) 4개로 연결하여 육면체의 형상을 이룰 수도 있다. 이와 같은 건축물을 시공 이전에 미리 제작하여 시공기간을 보다 더 단축할 수 있다.
상기 기둥결합단계(S20)는, 기둥(10) 및 보(200)가 앞서 설명한 결합조립체(300)에 의하여 의하여 결합될 수 있다.
이때 상기 결합조립체(300)는, 결합부재(310) 등 복수의 부재들로 구성되는바 복수의 부재들 중 일부를 기둥(10)에 결합시키고 나머지는 보(200)에 결합시킨 후 최종 조립을 통하여 기둥(10) 및 보(200)를 고정 결합할 수 있다.
보다 구체적으로, 기둥(10) 및 보(200)에 대한 결합조립체(300)의 부분적 결합구조는, 소위 논브라켓구조와 세미브라켓구조으로 결합방법이 나뉘어질 수 있다.
논 브라켓구조는, 도 18a에 도시된바와 같이, 사전제작모듈(800)에 결합된 결합부재(310)가 둘레방향으로 기둥을 둘러싼 형태로 형성되어 기둥-보 결합시 이미 하나의 기둥에 결합되는 4개의 결합부재(310)가 평면모듈에 형성되어 있는 구조로 구성될 수 있다.
세미 브라켓구조는, 도 18b에 도시된바와 같이, 복수개의 결합부재(310) 중 일부가 사전제작모듈(800)에 결합되어 있고, 나머지 결합부재(310)들이 기둥(10)과 보(200)를 연결할 때 비로소 기둥(10)에 결합되는 구조로 구성될수 있다.
한편 보의 형상 및 구조에 따라 본 발명인 기둥-보 결합구조의 다양한 적용이가능하다.
한편 보의 형상과 구조에 따라 기둥-보 결합구조의 다양한 적용이 가능하다.
본 발명의 기둥-보 결합구조는, 도19 내지 20에 도시된 바와 같이, U자형 합성보에도 적용될 수 있다.
복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성되는 기둥(10)의 측면 중 적어도 하나의 결합면에 보(1200)가 결합조립체(300)에 의하여 결합된 기둥-보 결합구조에 적용된다.
상기 기둥(10)은, 수직단면이 다각형, 바람직하게는 직사각형인 강관으로서, 철강재질을 가질 수 있다.
여기서 상기 기둥(10)은, 일반적으로 규격화된 바 상하 길이를 연장하기 위하여 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 하나의 기둥(10)을 형성함이 일반적이다.
상기 복수의 기둥부재(10)는, 미리 설계된 위치에 설치되며 상하로 결합되어 하나의 기둥(10)을 형성하는 기둥부재로서, 사각 각형강관 등이 사용될 수 있다.
상기 보(1200)는, 기둥(10)과 인접한 기둥(10)을 연결하기 위해 설치되며, 기둥(10)의 측면 중 적어도 하나의 결합면에 결합되는 보로서, 다양한 구조를 가질 수 있으며, 보(1200)의 구조에 따라서 결합조립체(300)의 구성이 달라질 수 있다.
일예로서, 상기 보(1200)는 저면을 이루는 제1플랜지(1230)와, 제1플랜지(1230)의 양측단에서 상측으로 연장되는 한 쌍의 웹(1220)과, 상기 한 쌍의 웹(1220)의 상단에 수평으로 형성된 한 쌍의 제2플랜지(1240)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 보(1200)는, 횡단면이 U자형 형상을 가질 수 있으며, 철강 등 다양한 재질을 가질 수 있다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기둥(10)에 대하여 보(1200)가 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조에 의하여 결합된다.
이 때 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 19 내지 도 20 에 도시된 바와 같이, 기둥(10) 및 보(1200)에 고정결합되어 보(1200)를 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함한다.
상기 결합조립체(300)는, 기둥(10) 및 보(1200)에 고정결합되어 보(1200)를 기둥(10)에 고정 결합시키는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다
예로서, 상기 결합조립체(300)는, 상기 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 결합부재(310)는, 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 구성으로서, 보(1200)의 결합여부에 따라서 다양한 구성을 가질 수 있다.
예로서, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는 보(1200)가 결합될 수 있으며, 보(1200)가 결합된 결합부재(310)는, 보(1200)의 상기 제1플랜지(1230) 및 제2플랜지(1240) 각각과 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)를 포함하며, 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 각각 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311a, 311b)가 일체로 형성될 수 있다.
여기서 상기와 같은 구성을 결합부재(310)는, 보의 구조에 따라 보에 대한 결합구조를 제외하고 앞서 설명한 구조와 유사한 구성을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)는, 보(1200)의 제1플랜지(1230) 및 제2플랜지(1240) 각각과 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)를 포함할 수 있다.
상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 보(1200)의 제1플랜지(1230) 및 제2플랜지(1240) 각각과 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 보(1200)의 제1플랜지(1230) 및 제2플랜지(1240) 각각과 결합됨을 고려하여 후술하는 기둥결합부(311a, 311b)로부터 수직을 이루어 측방향으로 연장되어 플레이트 형상으로 형성되며, 후술하는 연결연장부(315)까지 걸쳐 형성되는 등 다양한 구조가 가능하다.
그리고 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 기둥결합부(311a, 311b)에 대하여 상단, 하단, 상단 및 하단 사이 등 설계 및 디자인에 따라서 다양한 위치에서 돌출되어 형성될 수 있다.
도 19 내지 도 21의 실시예는, 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 기둥결합부(311a, 311b)의 중앙부분에서 측방으로 돌출된 예이다.
한편 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 보(1200)의 제1플랜지(1230) 및 제2플랜지(1240) 각각에 결합되는바 보(1200)에 의하여 가해지는 굽힙모멘트가 작용하여 구조적으로 보강될 필요가 있다.
이에 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는, 도 7a에 도시된 예와 유사하게 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)와 일체로 형성되며 기둥결합부(311a, 311b)로부터 측방으로 돌출형성되는 하나 이상의 수직보강부(미도시)가 추가로 형성될 수 있다.
이에 상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는, 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)와 일체로 형성되며 기둥결합부(311a, 311b)로부터 측방으로 돌출형성되는 수직보강부가 추가로 형성될 수 있다.
상기 수직보강부는, 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)와 일체로 형성되며 기둥결합부(311a, 311b)로부터 측방으로 돌출형성되는 구성으로서, 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b) 및 기둥결합부(311a, 311b)에 대하여 수직을 이루는 플레이트 형상으로 일체로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여 상기 수직보강부는, 기둥(10)에 고정결합된 기둥결합부(311a, 311b)와 보(1200)의 제1플랜지(1230) 및 제2플랜지(1240) 중에 고정결합된 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)를 연결함으로써 구조적으로 보강할 수 있다.
한편 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 각각 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311a, 311b)가 일체로 형성될 수 있다.
상기 기둥결합부(311a, 311b)는, 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기둥결합부(311a, 311b)는, 기둥(10)의 측면에 밀착결합됨을 고려하여 판상의 부재로 형성될 수 있다.
여기서 상기 기둥결합부(311a, 311b) 및 기둥(10)은, 제1볼트 어셈블리(901)에 의하여 결합되는 바, 제1볼트 어셈블리(901)의 볼트가 삽입되는 결합공이 형성된다.
여기서 상기 제1볼트 어셈블리(901)는, 볼트 및 너트로 구성되어 기둥결합부(311) 및 기둥(10)을 결합시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 결합조립체(300)는, 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하는바, 복수의 결합부재(310)들이 둘레방향을 따라서 서로 결합될 필요가 있다.
이에 기둥결합부(311a, 311b)의 양 끝단은, 연결연장부(315)가 상기 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성되며, 연결연장부(315)는, 인접한 기둥결합부(311a, 311b)의 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902)에 의하여 고정 결합될 수 있다.
즉, 상기 결합조립체(300)가 기둥을 둘러싸도록 설치되는바, 기둥결합부(311a, 311b)에 연결연장부(315)를 추가로 포함하여 기둥결합부(311a, 311b)끼리 서로 연결할 수 있다.
구체적으로, 상기 보(1200)와 결합하는 결합부재(310)는, 보(200)의 상단 및 하단 중 적어도 하나에 결합되며, 결합된 보(1200)의 하중이 작용하게 되는데 이에 기둥결합부(311a, 311b)에 연결연장부(315)를 추가로 포함하여 인접한 연결연장부(315)와 고정결합됨으로써 기둥(10)에 결합된 클램프구조를 가져 보(1200)를 지지할 수 있다.
상기 연결연장부(315)는, 구체적인 예로서, 기둥결합부(311a, 311b)의 양 끝단을 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성시켜 인접한 연결연장부(315)와 결합되도록 구성될 수 있다. 이때 상기 연결연장부(315)는, 인접한 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902) 또는 용접으로 결합될 수 있다.
상기 연결연장부(315)가 볼트결합 될 경우, 연결연장부(315)는, 볼트가 삽입될 수 있는 하나 이상의 관통공이 형성되며, 관통공은 연결연장부(315)에서 상하방향으로 복수로 형성될 수 있다.
한편 상기 연결연장부(315)는, 기둥(10)의 수직단면 형상에 따라서 그 위치가 결정될 수 있다.
일예로, 상기 기둥(10)의 수직단면이 다각형, 예를 들면 직사각형 형상을 가지는 경우, 연결연장부(315)는 기둥(10)의 횡단면 직사각형 형상 중 꼭지점의 위치에 대응되어 위치될 수 있다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 상기 결합조립체(300)를 구성하는 결합부재(310)는, 복수로 구성되며 보(1200)가 모두 결합되거나 일부에만 보(1200)가 결합될 수 있는바 보(1200)의 결합여부에 따라서 서로 다른 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 결합부재(310)는, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 보(1200)가 결합된 경우 앞서 설명한 기둥결합부(311a, 311b) 및 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 결합부재(310)는, 보(1200)가 결합되지 않은 경우 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)의 구성없이 기둥결합부(311a, 311b)로만 구성될 수 있다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 상기 결합부재(310)는, 기둥(10)의 둘레방향을 따라서 복수로 설치되는바 둘레방향 하중이 작용하는바 보(1200)가 결합되지 않은 결합부재(310)에 대하여 둘레방향의 강성을 보강할 필요가 있다.
즉, 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 보(1200)가 결합하지 않는 기둥 측면에 설치된 결합부재(310)에는, 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)에 대응되는 위치에 기둥결합부(311a, 311b)로부터 수직으로 연장형성되어 강성을 보강하는 수평보강부(313)를 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 보(1200)가 결합되지 않는 결합부재(310)는, 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)에 대응되어 수평보강부(313)가 선택적으로 기둥결합부(311a, 311b)에 형성될 수 있다.
상기 수평보강부(313)는, 기둥결합부(311a, 311b)로부터 측방으로 돌출형성되며, 특히 연결연장부(315)까지 걸쳐 둘레방향을 따라서 형성됨으로써 연결연장부(315)가 인접한 연결연장부(315)에 결합될 때 둘레방향의 구조를 보강할 수 있다.
상기 수평보강부(313)는, 보(1200)의 결합을 위한 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)에 비교하여 상대적으로 측방으로 덜 돌출되도록 형성됨에 특징이 있다.
가장 바람직한 예로서, 상기 수평보강부(313)는, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 기둥결합부(311a, 311b)로부터 연결연장부(315)의 끝단까지 연장되어 형성될 수 있다.
한편 상기 수평보강부(313)는, 예를 들면 각형강관 모서리에 걸리는 힘을 분산시키는 역할을 하므로 보다 안정적인 기둥-보 결합구조를 제공할 수 있다.
그리고 상기 수평보강부(313)는 기둥결합부(311a, 311b)와 일체로 형성되거나 용접에 의하여 결합될 수 있다.
한편 상기 결합조립체(300)는, 보(1200)를 기둥(10)에 결합시키기 위한 구성으로서 적소에 설치됨을 특징으로 한다.
이때 상기 기둥(10)은, 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 하나의 기둥(10)을 형성하며, 이때 상기 보(1200)는, 한 쌍의 기둥부재(100)가 상하로 연결된 연결부분에 결합되며, 결합조립체(300)는 상측 및 하측에 위치한 기둥부재(100) 중 적어도 어느 하나에 설치 된 것을 특징으로 할 수 있으며, 구조적 안정성을 위해서 상측 및 하측의 기둥부재(100) 모두에 설치되는 것이 바람직하다.
한편 기둥-보 결합구조는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 외측기둥이음부재(410)는, 상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 기둥(10)의 외측면과 결합하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 외측기둥이음부재(410)는, 도 19 및 도20에 도시된 바와 같이, 플레이트 부재로서 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 걸쳐 제3볼트 어셈블리(903)에 의하여 고정됨으로써, 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하도록 구성될 수 있다.
한편 상기 외측기둥이음부재(410)는, 보(1200)의 결합여부에 따라서 그 구성이 달라질 수 있다.
즉, 상기 외측기둥이음부재(410)는, 보(1200)가 결합되지 않은 경우에 플레이트 부재로서 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 걸쳐 한 쌍의 기둥부재(100)에 결합되는 플레이트 부재로 구성될 수 있다.
그리고 상기 외측기둥이음부재(410)는, 보(1200)가 결합되는 경우에 보(1200)와 추가로 결합된 웹 결합부(430)로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 19 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 외측기둥이음부재(410)의 변형례로서, 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)의 연결부분에 걸쳐 보(1200)가 결합하는 경우, 보(1200)의 웹(1220)에 결합하는 웹 지지부재(430)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 웹 지지부재(430)는, 기둥(10)의 측면에 밀착 결합되는 기둥지지부(431)와, 기둥지지부(431)에서 돌출형성되어 웹(1220)과 결합하는 웹결합부(432)를 포함할 수 있다.
상기 기둥지지부(431)는, 앞서 설명한 제3볼트어셈블리(903)에 의해 기둥(10)에 결합되는 구성으로서 플레이트 구조를 이루 수 있다. 여기서 상기 기둥지지부(431)는, 보(1200)의 지지만을 목적으로 하는 경우 상하로 연결된 한 쌍의 기둥부재(100)에 걸쳐 설치되는 대신 하나의 기둥부재(100)에 설치될 수 있음은 물론이다.
상기 웹결합부(432)는, 기둥지지부(431)에서 돌출형성되어 보(1200)의 웹(1220)과 결합하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 웹결합부(432)는, 보(1200)의 구성 일부인 웹(1220)에 대하여 제4볼트 어셈블리(904)에 의하여 결합되어 보(1200)를 지지하기 위한 구성으로서 웹(1220)의 면에 밀착되도록 플레이트 구조를 가질 수 있다.
한편 상기 웹결합부(432)는, 보(1200)의 웹(1220)의 결합구조에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 22b 내지 도 22d에 도시된 바와 같은, 'ㅏ'자, 'ㄴ'자 및 'ㅑ'자 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
그리고 상기 웹결합부(432)는, 웹(220)과 결합을 위해 제4볼트 어셈블리(904)가 삽입될 수 있는 관통홀이 형성될 수 있으며, 상하방향으로 복수개 형성됨이 바람직하다.
한편, 도 21및 도 22a에 도시된 바와 같이 웹지지부(430)는 상기 기둥지지부(431)가 외측기둥이음부재(410)으로 대체되어 웹결합부(432)가 외측기둥이음부재(410)로부터 일체로 돌출 형성 될 수 있다.
한편, 외측기둥이음부재(410)는 도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 기둥(10)의 한 측면에 상하로 배치되는 한 쌍의 기둥결합부(310)들과 일체로 형성될 수 있으며, 상기 일체로 형성된 구조는 보(1200)와 결합된 부분뿐만 아니라 보(1200)와 결합되지 않은 부분에도 설치될 수 있다.
상기 내측기둥이음부재(420)는, 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 기둥(10)의 내측면과 결합하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 내측기둥이음부재(420)는, 기둥(10)의 내측면과 결합될 수 있도록 플레이트 부재로 구성될 수 있다.
이때 상기 기둥(10)의 수직 단면형상은, 직사각형 등 다각형 구조를 가질 수 있으며, 내측기둥이음부재(420)는, 직사각형 수직 단면의 변 각각에 대응되어 별도의 플레이트 부재로서 설치될 수 있다.
한편 상기 내측기둥이음부재(420)는, 기둥(10) 내에서의 보강효과를 극대화하기 위하여 복수의 플레이트 부재가 분할된 구조를 가지는 대신에, 도 6a에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라서 서로 연결된 구조를 가질 수 있다.
예로서, 상기 내측기둥이음부재(420)는, 기둥(10)의 내주면 형상과 대응되는 형상을 가지는 일체화된 부재 또는 별도의 부재가 용접 등에 의하여 일체화되어 구성될 수 있다.
여기서 상기 내측기둥이음부재(420)는, 도 22a 내지 도 22d에 도시된 바와 같이 직사각형 단면구조를 이룸에 있어서 서로 결합되어 외주 형상이 직사각형을 이루도록 구성될 수 있다.
이때 상기 내측기둥이음부재(420)는, 다른 내측기둥이음부재(420)와의 연결에 있어서 내측으로 굽어져 형성된 접합부(421, 610)를 구비할 수 있다.
상기 접합부(421, 610)는, 다른 내측기둥이음부재(420)와의 연결에 있어서 내측으로 굽어져 형성된 구성으로 용접 등에 의하여 다른 내측기둥이음부재(420)와 결합될 수 있다.
한편 상기 내측기둥이음부재(420)는, 인접한 내측기둥이음부재(420)와 둘레방향을 따라서 연결되거나, 대향된 내측기둥이음부재(420)와 연결되는 등 다양한 연결구조를 가질 수 있음은 물론이다.
구체적인 실시예로서, 상기 내측기둥이음부재(420)는, 도 22a 내지 도 22d에 도시된 바와 같이, 기둥(10)의 내주면에 면접하여 전체형상이 직사각형 형상을 이루도록 형성될 수 있다.
여기서 상기 직사각형 전체형상 중 꼭지점 부근에서 사선을 이루어 실질적으로 직사각형 형상을 가지며 전체형상이 팔각형상을 이룰 수 있다. 이에 전체형상이 직사각형을 이룸에 있어서 꼭지점부근에서 내측으로 굽어져 서로 결합되는 2개의 부재로 구성될 수 있다.
한편 상기와 같은 구조를 가지는 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420) 모두 설치될 수 있으며, 이때 도 6c에 도시된 바와 같이, 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)는, 기둥이음부재연결부(431)에 의하여 일체로 형성되거나, 용접에 의하여 결합될 수 있다.
이 경우 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 결합면에 기둥이음부재연결부(431)가 위치되며, 측단면이 'H'형상을 이루게 된다. 내외부가 일체로 연결되므로 한 쌍의 기둥부재(100)의 결합이 보다 강력해질 수 있다.
그리고 상기 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)를 한 쌍의 기둥부재(100)와 결합시키는 제3볼트 어셈블리(903)가 삽입될 수 있는 관통홀이 형성 되며, 관통홀은 상하좌우로 복수개 형성될 수 있다.
한편 상기 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)는, 가해지는 하중을 견디기 위한 구조적 보강을 고려하여 상측에 위치한 기둥부재(100) 및 하측에 위치한 기둥부재(100) 모두에 걸쳐 설치됨이 바람직하다.
한편 상기 연결부(300)에 의한 보(1200) 및 기둥(10)의 기둥-보 결합구조에 있어서, 보(1200)를 결합하는 연결부(300)가 하측으로 하중이 가하는바 이에 대한 보강구조를 추가로 구비하는 게 바람직하다.
이에 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 기둥(10)의 측면에 설치되며, 복수의 결합부재(310)들 중의 하측에 위치된 결합부재(310)의 하단을 지지하는 하나 이상의 스토퍼부재(500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 스토퍼부재(500)는, 기둥(10)의 측면에 설치되며, 복수의 결합부재(310)들 중의 하측에 위치된 결합부재(310)의 하단을 지지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 스토퍼부재(500)는, 결합부재(310)의 하단을 지지하도록 기둥(10)의 측벽에 결합되는 플레이트 부재로 구성될 수 있다.
그리고 상기 스토퍼부재(500)는, 결합부재(310)의 하단을 지지함을 고려하여 결합부재(310)의 두께보다 더 큰 두께를 가지는 것이 바람직하다.
또한 상기 스토퍼부재(500)는, 제6볼트 어셈블리(906)에 의하여 기둥(10)의 측벽에 고정될 수 있다.
이때 상기 스토퍼부재(500)가 결합되는 기둥(10)의 내측면에는, 볼트 결합구조의 보강을 위하여 후술하는 내부보강부(600)가 결합되며, 제6볼트 어셈블리(906)에 의하여 스토퍼부재(500), 기둥(10) 및 내부보강부(600)가 고정결합될 수 있다.
한편 상기 스토퍼부재(500)는, 기둥(10)과 보(1200)와 결합조립체(300) 및 외측기둥이음부재(410) 및 내측기둥이음부재(420)가 결합할 시 관통홀들이 서로 어긋나지않도록 위치를 조정하는 역할을 수행할 수 있다.
한편 상기 기둥(10)과 기둥결합부(311a, 311b)가 볼트에 의해 결합될 때, 기둥(10)의 내면의 볼트가 결합하는 부분에 상대적으로 큰 힘이 집중되는바 구조적 보강이 필요하다.
이에 본 발명에 따른 기둥-보 결합구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기둥결합부(311)와 기둥(10)은, 제1볼트어셈블리(901)에 의하여 결합되며, 이때 기둥(10)의 내면에서 기둥(10) 및 기둥결합부(311a, 311b)와 결합하여 강성을 보강하는 하나 이상의 내부보강부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 내부보강부(600)는, 제1볼트 어셈블리(901)가 결합되는 부분에 가해지는 힘이 분산되어 기둥(10)의 구조적 안정성을 높일 수 있다.
그리고 상기 내부보강부(600)는, 기둥(10)의 내면에서 기둥(10) 및 기둥결합부(311a, 311b)와 결합하여 강성을 보강하는 구성으로서, 판형 등 플레이트 부재 등으로 구성될 수 있다.
또한 상기 내부보강부(600)는 내측기둥이음부재(410)와 마찬가지로 도 22a 내지 도 22c에 도시 된 바와 같이, 내주면에 면접하여 전체형상이 직사각형 형상을 이루며, 도 22d에 도시된 바와 같이, 꼭지점부근에서 내측으로 굽어져 서로 결합되는 2개의 부재로 구성될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 기둥 50 : 결합볼트
53 : 몸체부 54 : 제1나사산부
55: 제2나사산부 56 : 핀 테일
60 : 제1너트(압입너트) 61 : 헤드부
62 : 삽입부 70 : 중공
80 : 제2너트 53c : 단차
90 : 와셔 100 : 기둥부재
200 : 보 210 : 플랜지부
220 : 웹 300 : 결합부
310 : 결합부재 311 : 기둥결합부
312 : 플랜지결합부 313 : 제1강성보강부
314 : 수직보강부 315 : 연결연장부
410 : 외측기둥이음부재 420 : 내측기둥이음부재
411 : 기둥이음연결부재 430 : 웹 지지부재
431 : 기둥지지부 432 : 웹결합부
500 : 스토퍼부재 600 : 내부보강부
800 : 평면모듈 900 : 일방향 체결 볼트어셈블리
901 : 제1볼트어셈블리 902 : 제2볼트어셈블리
903 : 제3볼트어셈블리 904 : 제4볼트어셈블리
905 : 제5볼트어셈블리 906 : 제6볼트어셈블리
1200 : U자형 보 1220 : 웹
1230 : 제 1플랜지부 1240 : 제2플랜지부

Claims (39)

  1. 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성되는 기둥(10)과;
    웹(220) 및 상기 웹(220)의 상단 및 하단에 결합되는 한 쌍의 플랜지부(210)를 포함하며, 상기 기둥(10)에 결합되는 하나 이상의 보(200)와;
    상기 기둥(10) 및 상기 보(200)에 고정 결합되어 상기 보(200)를 상기 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함하며;
    상기 결합조립체(300)는, 상기 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하고;
    상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는 상기 보(200)가 결합되며
    상기 보(200)가 결합된 결합부재(310)는,
    상기 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311)와;
    상기 기둥결합부(311)로부터 연장되어 상기 보(200)의 플랜지부(210)와 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 플랜지결합부(312)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥결합부(311)의 양 끝단은, 연결연장부(315)가 상기 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성되며,
    상기 연결연장부(315)는, 인접한 기둥결합부(311)의 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902)에 의하여 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기둥(10)은, 횡단면 형상이 직사각형을 이루며, 상기 연결연장부(315)는, 상기 기둥(10)의 횡단면 형상 중 꼭지점의 위치에 대응되어 위치된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보가 결합된 결합부재(310)를 제외한 나머지 결합부재(310)는,
    상기 보가 결합된 결합부재(310)의 상기 플랜지결합부(312)에 대응되는 위치에 상기 기둥결합부(311)로부터 연장 형성되어 강성을 보강하는 수평보강부(313)가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는,
    상기 플랜지결합부(312)와 일체로 형성되며 상기 기둥결합부(311)로부터 측방으로 돌출형성되는 수직보강부(314)가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 보(200)는, 한 쌍의 기둥부재(100)가 상하로 연결된 연결부분에 결합되며,
    상기 결합조립체(300)는, 상측 및 하측에 위치한 상기 기둥부재(100) 중 적어도 어느 하나에 설치된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 기둥(10)의 수직단면은, 직사각형 형상을 가지며,
    상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형 의 각변에 대응되어 설치된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형 형상에 대응되는 일체 부재 또는 각 변에 대응되는 부재들이 서로 결합된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합되고, 상기 보(200)의 웹(220)에 결합하는 웹 지지부재(430)를 추가로 포함하며,
    상기 웹 지지부재(430)는, 상기 기둥(10)의 측면에 상기 제3볼트어셈블리(903)에 의해 밀착 결합되는 기둥지지부(431)와, 상기 기둥지지부(431)에 상기 웹(220)과 제4볼트 어셈블리(904)에 의하여 결합하는 하나 이상의 웹결합부(432)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 웹 지지부재(430)는 'ㅏ'자, 'ㄴ'자 및 'ㅑ'자 중 어느 하나의 형상을 가진 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 기둥(10)의 측면에 제6볼트어셈블리(906)에 의해 설치되며, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보(200)의 하측에 위치된 결합부재(310)의 하단을 지지하는 하나 이상의 스토퍼부재(500)를 포함하는 것을 특징으로 기둥-보 결합구조.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥(10)의 내면에서 상기 기둥(10) 및 상기 기둥결합부(311)와 제1볼트 어셈블리(901)에 의하여 결합하여 강성을 보강하는 내부보강부(600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1볼트 어셈블리(901)는,
    상기 내부보강부(600)에 형성된 삽입공에 삽입되는 삽입부(62)와, 상기 삽입부(62)의 외경보다 큰 외경을 가지며 너트 형태로 형성되는 헤드부(61)를 포함하며, 내주면에 나사산이 형성된 제1너트(60)와;
    일단부에 상기 제1너트(60)와 나사결합되는 제1나사산(54)이 형성되고 타단부에 제2나사산(55)이 형성되고, 회전기구가 결합되는 핀 테일(56)이 상기 제2나사산(55)에서 연장형성된 결합볼트(50)와;
    상기 제1너트(60)에 대향되어 상기 제2나사산(55)에 나사결합되는 제2너트(80)와;
    상기 기둥결합부(311) 및 상기 제2너트(80) 사이에 설치되어 상기 결합 볼트(50)가 중심을 관통하는 와셔(90)를 포함하며,
    상기 제1나사산부(54)와 상기 제2나사산부(55)는, 나사산의 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1나사산부(54)와 상기 제2나사산부(55)는 서로 직경이 다른 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1나사산부(54)는, 상기 제1너트(60)의 상기 헤드부(61)의 내주면에만 대응되어 형성된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  18. 가로방향 및 세로방향으로 미리 설정된 간격으로 설치되며 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 적층되어 형성되는 복수의 기둥(10)들과; 각각 인접한 한 쌍의 기둥(10)들을 수평 연결하는 복수의 보(200)들로 이루어진 건축물의 시공방법으로서,
    시공 현장에 평면 직사각형 꼭지점 위치에 대응되어 설치된 4개의 기둥(10)들을 설치하는 기둥시공단계(S10)와;
    상기 평면 직사각형 기둥에 결합될 4개의 보(200)들을 결합하여 사전에 제작된 하나의 사전제작모듈(800)을 상기 4개의 기둥(10)에 결합하는 기둥결합단계(S20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 시공방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 보(200)는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 따른 기둥-보 결합구조에 의하여 상기 기둥(10)에 결합되는 것을 특징으로 하는 건축물의 시공방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 사전제작모듈(800)은,
    상기 4개의 보(200) 및 상기 평면 직사각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 위치되어 인접한 2개의 보(200)를 연결함과 아울러 상기 보(200)를 상기 기둥(10)에 결합시키는 기둥-보 결합구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 시공방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 사전제작모듈(800)은, 상기 기둥-보 결합구조의 상부 및 하부 중 적어도 하나에서 상기 평면 직사각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 기둥부재(100)가 결합된 것을 특징으로 하는 건축물의 시공방법.
  22. 청구항 18 내지 청구항 21 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 건축물은, 상기 평면 직사각형이 복수개로 형성되는 격자구조를 가지며,
    상기 기둥결합단계(S20)는, 상기 사전제작모듈(800)을 인접한 평면 직사각형과 꼭지점에 교차하도록 설치하여 수행되는 것을 특징으로 하는 건축물의 시공방법.
  23. 복수의 기둥부재(100)들이 상하로 결합되어 형성되는 기둥(10)과;
    저면을 이루는 제1플랜지(1230)와, 상기 제1플랜지(1230)의 양측단에서 상측으로 연장되는 한 쌍의 웹(1220)과, 상기 한 쌍의 웹(1220)의 상단에 수평으로 형성된 한 쌍의 제2플랜지(1240)를 포함하며, 상기 기둥(10)에 결합되는 하나 이상의 보(1200)와;
    상기 기둥(10) 및 상기 보(1200)에 고정 결합되어 상기 보(1200)를 상기 기둥(10)에 고정 결합시키는 하나 이상의 결합조립체(300)를 포함하며;
    상기 결합조립체(300)는, 상기 기둥(10)을 둘러싸도록 둘레방향으로 순차적으로 연결되는 복수의 결합부재(310)들을 포함하고,
    상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는 상기 보(1200)가 결합되며
    상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)는,
    상기 보(1200)의 상기 제1플랜지(1230) 및 상기 제2플랜지(1240) 각각과 제5볼트 어셈블리(905)에 의해 결합되는 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)를 포함하며,
    상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b)는, 각각 기둥(10)의 측면에 제1볼트 어셈블리(901)에 의해 결합되는 기둥결합부(311a, 311b)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 기둥결합부(311a, 311b)의 양 끝단은, 연결연장부(315)가 상기 기둥(10)의 측방 외측으로 돌출 형성되며,
    상기 연결연장부(315)는, 인접한 기둥결합부(311a, 311b)의 연결연장부(315)와 제2볼트 어셈블리(902)에 의하여 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  25. 청구항 26에 있어서,
    상기 기둥(10)은, 횡단면 형상이 직사각형을 이루며, 상기 연결연장부(315)는, 상기 기둥(10)의 횡단면 형상 중 꼭지점의 위치에 대응되어 위치된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  26. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)를 제외한 나머지 결합부재(310)는,
    상기 보(1200)가 결합된 결합부재(310)의 상기 상부플랜지결합부(312a) 및 상기 하부플랜지결합부(312b)에 대응되는 위치에 상기 기둥결합부(311a, 311b)로부터 연장 형성되어 강성을 보강하는 수평보강부(313)가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  27. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 결합부재(310)들 중 적어도 하나는,
    상기 상부플랜지결합부(312a) 및 하부플랜지결합부(312b) 각각과 일체로 형성되며 상기 기둥결합부(311a, 311b)로부터 측방으로 돌출형성되는 수직보강부가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  28. 청구항 23 내지 청구항 27 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 보(1200)는, 한 쌍의 기둥부재(100)가 상하로 연결된 연결부분에 결합되며,
    상기 결합부재(310)는 상측 및 하측에 위치한 상기 기둥부재(100) 중 적어도 어느 하나에 설치된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 기둥(10)의 일측면에 상하로 배치되는 한 쌍의 기둥결합부(310) 및 상기 상하로 배치되는 한 쌍의 기둥결합부(311a,311b) 사이에 배치되는 상기 외측기둥이음부재(410)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  31. 청구항 28에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 기둥(10)의 수직단면은, 다각형 형상을 가지며,
    상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형의 각변에 대응되어 설치된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 내측기둥이음부재(420)는, 상기 기둥(10)의 수직단면의 직사각형 형상에 대응되는 일체 부재 또는 각 변에 대응되는 부재들이 서로 결합된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  34. 청구항 28에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 외측기둥이음부재(410); 및
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 내면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합하는 하나 이상의 내측기둥이음부재(420)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  35. 청구항 28에 있어서,
    상하로 연결된 상기 한 쌍의 기둥부재(100)의 외면에 결합되어 상기 한 쌍의 기둥부재(100)를 상하로 연결하며 상기 기둥(10)의 측면에 제3볼트어셈블리(903)에 의해 결합되고, 상기 보(1200)의 상기 웹(1220)에 결합하는 웹 지지부재(430)를 추가로 포함하며,
    상기 웹 지지부재(430)는, 상기 기둥(10)의 측면에 상기 제3볼트어셈블리(903)에 의해 밀착 결합되는 기둥지지부(431)와, 상기 기둥지지부(431)에 상기 웹(1220)과 제4볼트 어셈블리(904)에 의하여 결합하는 하나 이상의 웹결합부(432)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 웹 지지부재(430)는,
    상기 외측기둥이음부재(410)가 상기 기둥지지부(431)를 대체하고,
    상기 외측기둥이음부재(410)의 양측단에서 상기 웹결합부(432)가 돌출 형성되어, 상기 웹(1220)과 제4볼트어셈블리(904)에 의하여 결합하는 웹결합부(432)인 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  37. 청구항 35에 있어서,
    상기 웹 지지부재(430)는 'ㅏ'자, 'ㄴ'자 및 'ㅑ'자 중 어느 하나의 형상을 가진 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
  38. 청구항 28에 있어서,
    상기 기둥(10)의 측면에 제6볼트어셈블리(906)에 의해 설치되며, 상기 복수의 결합부재(310)들 중 상기 보(1200)의 하측에 위치된 상기 결합부재(310)의 하단을 지지하는 하나 이상의 스토퍼부재(500)를 포함하는 것을 특징으로 기둥-보 결합구조.
  39. 청구항 28에 있어서,
    상기 기둥(10)의 내면에서 상기 기둥(10) 및 상기 기둥결합부(311a, 311b)와 제1볼트 어셈블리(901)에 의하여 결합하여 강성을 보강하는 내부보강부(600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥-보 결합구조.
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