KR20220101330A - 외부보강구조물의 분할 조립구조를 가진 조립식 물탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 얇은 고내식 합금도금강판(POSMAC)이나 스텐레스, 또는 SMC 등으로 성형한 단위패널을 상호 결합하여 내부에 물 수용공간을 형성한 조립식 물탱크의 기초부와 벽체부 및 천정부에 외부보강구조물을 설치하여 높은 수압에 대한 지지력을 보강하고 외부충격이나 지진에 의한 진동에도 충분히 견딜 수 있을 뿐 아니라 외부보강구조물을 한 개 이상의 다수개로 분할 조립하여 중량을 분배하고 운반 및 작업의 편리성을 도모한 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조에 관한 것이다.

Description

조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조{Split Assembly Structure of Exterior Reinforcement for Prefabricated Water Tank}

본 발명은 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 얇은 고내식 합금도금강판(POSMAC)이나 스텐레스, 또는 SMC 등으로 성형한 단위패널을 상호 결합하여 내부에 물 수용공간을 형성한 조립식 물탱크의 기초부와 벽체부 및 천정부에 외부보강구조물을 설치하여 높은 수압에 대한 지지력을 보강하고 외부충격이나 지진에 의한 진동에도 충분히 견딜 수 있을 뿐 아니라 외부보강구조물을 한 개 이상의 다수개로 분할 조립구조로 구성하여 중량을 분배하고 운반 및 작업의 편리성을 도모한 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조에 관한 것이다.

일반적으로 물탱크는 식수, 세척수를 비롯한 생활용수 및 소방용수를 저장하기 위한 용도로 사용되는 탱크로서 다양한 구조를 갖고 있고, 근래에는 안전을 우선시하는 시공 작업을 용이하게 하기 위해 조립식 물탱크가 많이 사용되고 있다.

이러한 조립식 물탱크는 통상적으로 SMC(sheet molding compound) 또는 스테인레스(stainless)를 소재로 하여 제조된 사각체의 단위 패널들을 시공현장에서 상호 조립하여 구성되는 것으로, 시공이 용이한 장점이 있으나, SMC로 제작한 물탱크는 외부 충격에 약하고 장기간 햇빛에 노출되면 합성수지의 가소화현상에 의해 수명이 짧은 단점이 있고, 스테인레스 물탱크는 이와 같은 단점은 없는 반면에 원가가 높아 얇은 두께의 소재를 용접으로 연결하여 사용하므로 시공안정성이 없고 수압을 극복하기 위한 지지력이 부족하여 많은 양의 물을 장기간 저장할 경우 수압에 의해 물탱크가 변형되는 등 견고하지 못하고 염소가스로 인한 녹 발생 등으로 부식이 빨라 내구성이 떨어질 뿐 아니라 외부충격이나 지진 등에 의한 가속도 진동 발생시 쉽게 변형되고 파손되는 단점으로 인해 내진을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 근래에는 일반 아연도금 강판에 비하여 매우 우수한 내식성을 가지며, 특히 전단면 내식성이 매우 우수하고 내화학성, 평면부 및 가공부 내적청성 및 내산성, 내알카리성이 뛰어난 고내식 합금도금강판인 포스맥(POSMAC)패널을 조립하여 물탱크를 제조하고 있는바, 이는 상기한 SMC나 스텐레스패널에 비해 고내식성을 가지고 강도가 우수한 장점이 있다.

그러나 상기한 SMC나 스텐레스, 포스맥 패널로서 물탱크를 제조함에 있어서는 물탱크의 용량이 큰 경우 내부 수압을 견디기 위해 벽체부의 외면에 외부보강재를 설치하게 된다.

이러한 외부보강재는 일반적으로 H빔 형상으로서 물탱크의 높이에 대응하는 길이로서 이루어지므로 중량이 많이 나가고 길이가 길어 취급과 운반 및 설치가 용이하지 못하여 물탱크를 설치하는 데 많은 애로가 있었다.

특히 2021년부터는 국가와 업체별 현장에서 물탱크 자재 사용을 업체별 현장 이동 및 설치시 법률적으로 사람의 안전이 우선시되는 산업안전시스템을 가장 중시하여 현장에서 용접으로 이루어지는 물탱크의 설치를 지양하는 데 기존의 물탱크의 자재는 크기가 크고 특히 기둥의 자재는 H빔 고중량 자재로서 취급과 설치가 용이하지 않으므로 산업안전제일시스템에서 요구하는 물탱크 자재로는 작업자가 손쉽게 취급하고 이동이 용이하며 조립이 용이한 크기와 중량을 요구하고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하고 부응하기 위한 것으로 물탱크를 포스맥, SMC, 스텐레스 소재로 성형한 단위패널의 조립식 연결로서 구성하되 수압에 따라 차등화하여 수압을 적게 받는 상부에서부터 수압을 많이 받는 하부 쪽으로 갈수록 단위패널의 두께를 두껍게 구성하여 수압지지력을 높임으로써 물탱크의 변형을 방지하고 특히 자재 이동 설치에 관한 산업안전시스템을 적용하여 안전제일의 내구성을 향상시키고, 물탱크의 외부에 내진, 진동, 가속도에서도 충분히 작동되면서 견딜 수 있는 성능을 가진 외부보강구조물을 설치하여 외부충격이나 지진에 의한 진동에 충분히 견딜 수 있는 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 외부보강구조물을 한 개 이상 다수개로 분할하여 조립식으로 견고하게 연결할 수 있는 구조를 제공함으로써 자재크기와 중량을 분산시키고 운반 등 취급을 용이하게 하여 물탱크의 조립을 보다 편리하고 용이하게 한 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조를 제공하는 데 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 콘크리트 바닥면에 연결간에 의해 격자 상으로 연결 고정되는 다수개의 기둥부재와, 상기 기둥부재의 상면에 좌우 조립되는 단위패널로 된 바닥판과, 상기 바닥판의 외주연에 체결되어 상부에 조립되는 단위패널과 체결되는 테두리찬넬로 구성되어 상부의 하중을 지지하는 기초부와;

상기 기초부의 상면에 단위패널의 사방에 형성된 플랜지의 접합 체결로서 이루어지되 상기 접합 체결된 플랜지의 상면과 저면에 보강플랜지가 가스켓과 함께 접합되어 볼트로서 수밀되게 긴밀히 체결 조립되어 내부에 물 수용공간을 형성하는 벽체를 이루고 각 수직방향 플랜지의 양면에 접합된 보강플랜지에는 외부보강구조물이 수직으로 설치된 벽체부와;

상기 벽체부의 상부에 단위패널의 조립으로 천정을 이루고 그 외부에 천정을 구성하는 단위패널과 체결되어 격자상으로 보강 설치되는 다수개의 천정보강바가 조립된 천정부로 구성되는 조립식 물탱크에 있어서,

상기 벽체부를 구성하는 단위패널은 수압을 적게 받는 상부에서 수압을 많이 받는 하부로 갈수록 두께가 두꺼운 패널로서 설치되고, 상기 외부보강구조물은 벽체부의 전체 높이에 걸쳐

형상의 수직보강찬넬이 각 수직방향 플랜지의 양면에 접합된 보강플랜지에 대칭되게 체결되어 변형 H자 형상을 이루는 수직보강판넬로 이루어지되 상기 수직보강판넬은 한 개 이상으로 분할되어 연결부의 전면평면부와 양측면의 요입부에 각각 접합되어 볼트로서 체결되는 전면연결판과 ㄷ 자 형상의 내부연결판에 의해 단일체로 조립 형성됨을 특징으로 하는 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조가 제공된다.

상기, 단위패널은 3원계 고내식 합금도금강판으로서 탄소강판의 표면에 마그네슘-알루미늄-아연의 도금층을 형성한 포스맥, 또는 폴리에스테르 수지에 유리섬유가 단섬유 형태로 함침되어 성형된 SMS, 스텐레스, 아연도금강판에서 선택됨을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 수압을 많이 받는 하부 쪽의 단위패널 두께가 상부보다 두껍게 구성되어 있으므로 내부 수압에 따른 수압지지력이 향상되고, 물탱크 본체의 외부에 기초부와 벽체부 및 천정부를 연결하는 외부보강구조물이 설치되어 외부 전체가 보강됨에 따라 많은 양의 물에 의한 수압을 충분히 견딜 수 있을 뿐 아니라 외부충격 및 지진진동에 의한 물탱크의 손상을 방지할 수 있으며, 특히 외부보강구조물이 한 개 이상의 다수개로 분할되어 조립식으로 형성되므로 자재크기와 중량을 분산시키고 운반 등 취급이 용이하여 좁은 공간에서도 물탱크를 조립식으로 편리하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 물탱크의 전체 예시 사시도
도 2는 단위패널의 종방향 두께 차이를 나타낸 일부 확대 단면도
도 3은 기초부의 예시도
도 4는 도 3의 저면도
도 5는 기둥부재와 바닥판 및 단위패널의 연결상태 일부 확대도
도 6은 물탱크의 천정부와 벽체부의 보강 연결구조를 일부 도시한 예시도
도 7은 도 6의 "A" 부 확대도
도 8은 도 6의 "가-가" 선 단면도
도 9는 기초부와 벽체부의 외부보강구조물 및 천정보강바의 연결상태도
도 10은 모서리 보강바의 설치 예시도
도 11은 모서리 보강바의 예시도
도 12는 외부보강구조물의 연결부를 분해한 예시도
도 13은 도 12의 "나-나" 선 단면도
도 14는 본 발명에 의해 조립된 물탱크의 평면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 외부보강구조물의 분할 조립구조를 가진 조립식 물탱크(100)는 상부의 하중을 지지하는 기초부(200)와 상기 기초부(200)의 상면에 다수개의 단위패널(50)로 조립되어 벽체를 이루는 벽체부(300)와, 상기 벽체부(300)의 상면에 단위패널(50)로 조립 연결되어 천정을 이루는 천정부(400)로 이루어진다.

상기 단위패널(50)은 포스코에서 개발한 3원계 고내식 합금도금강판으로서, 기재인 탄소강판의 표면에 마그네슘-알루미늄-아연의 도금층을 형성한 포스맥, 또는 폴리에스테르 수지에 유리섬유가 단섬유 형태로 함침되어 성형된 SMS, 스텐레스, 아연도금강판 중에서 선택되는 것으로 이루어진다.

상기 기초부(200)는 콘크리트 바닥면에 연결간(10)에 의해 격자상으로 연결 고정되는 다수개의 기둥부재(11)와, 상기 기둥부재(11)의 상면에 좌우 조립되는 단위패널(50)로 된 바닥판(12)과, 상기 바닥판(12)의 외주연에 체결되어 상부에 조립되는 단위패널(50)과 체결되는 테두리찬넬(13)로 구성된다.

상기 기둥부재(11)는 원형 또는 사각형태의 강재로서 일정 간격을 두고 다수개가 격자 상으로 설치되어 상부의 하중을 지지하게 되는 데, 상, 하부에 각각 부착된 받침판(14)에 의해 지면에 안정되게 설치되고 또 단위패널(50)의 조립으로 이루어진 바닥판(12)과 벽체부(300)을 안정적으로 설치할 수 있게 되어 내진성이 우수하고 화재나 충격에도 변형되지 않게 된다.

또한, 상기 기초부(200)의 상면에 조립되어 물탱크(100)의 외벽을 이루는 벽체부(300)는 포스맥, SMS, 스텐레스, 아연도금강판 중에서 선택되는 단위패널(50)의 사방 조립으로 이루어지며, 상기 단위패널(50)은 외주연이 바깥쪽으로 절곡된 플랜지(51)가 사방으로 형성되어 이웃하는 단위패널(50)들이 플랜지(51)의 접합 체결로서 조립되며, 상기 접합 체결된 사방의 플랜지(51)에는 보강플랜지(52)(52')가 가스켓(53)과 함께 상하로 접합되어 볼트(54)로서 수밀되게 긴밀히 체결 조립된다.

또한, 각 수직방향 플랜지(51a)의 양면에 접합된 보강플랜지(52)(52')에는 벽체부(300)의 전체 높이에 걸쳐

형상의 수직보강찬넬(55)이 대칭되게 접합 체결되어 변형 H자 형상을 이루는 외부보강구조물(500)이 수직으로 체결 고정되며, 상기 외부보강구조물(500)의 하부는 기초부(200)의 기둥부재(11)에 브라켓(56)으로 체결되고, 상부는 후술하는 천정부(400)의 천정보강바(80)에 체결되어 견고하게 고정 설치된다.

또한, 벽체부(300)의 코너에는 단위패널(50)을 서로 연결하는 "ㄴ" 자 형상의 코너앵글(60)이 체결되어 견고한 모서리를 형성한다.

이와 같이 단위패널(50)의 조립으로 이루어지는 벽체부(300)는 물탱크(100)의 외벽을 이루며 내부에는 물을 저장하는 수용공간이 형성되는 데 기초부(200)에 연결되는 최하부의 단위패널(50)이 도 5에 도시된 바와 같이 바닥판(12)의 외주연을 감싸 고정하고 있는 테두리찬넬(13)과 플랜지(51)의 접합 체결로서 견고하게 고정된 상태에서 상부로 적층되어 플랜지(51)의 접합으로 순서적으로 체결 조립되며, 플랜지(51)의 접합 체결은 도 2에 도시된 바와 같이 사방으로 접합된 플랜지(51)의 양면에 별도의 보강플랜지(52)(52')가 가스켓(53)과 함께 접합되어 다수개의 볼트(54)로서 체결되므로 단위패널(50)은 서로 견고하게 연결되고 또 수밀상태로 조립되어 누수되지 않는 벽체부(300)를 이루게 된다.

그리고 벽체부(3000) 외면에 단위패널(50)을 수직방향으로 체결한 보강플랜지(52)(52')에 수직방향으로 설치된 외부보강구조물(500)은 벽체부(300)가 내부에 저장된 물의 수압에 의해 외측으로 변형되는 것을 방지하게 되는 데 상기 외부보강구조물(500)은 도 8과 같이 벽체부(300)의 전체 높이에 걸쳐

형상의 수직보강찬넬(55)이 보강플랜지(52)(52')에 대칭되게 체결되어 변형 H 자 형상의 외부보강구조물(500)을 이루며, 도 9에 도시된 바와 같이 외부보강구조물(500)의 하부는 기초부(200)의 기둥부재(11)에 브라켓(56)으로 체결되고, 상부는 천정부(400)의 천정보강바(80)에 체결되므로 벽체부(300)는 수직상태로 마주보게 상호 지지된 다수개의 외부보강구조물(500)에 의해 보강되어 수압에 의해 외측으로 변형되는 것을 방지하게 된다.

상기 외부보강구조물(500)은 다수개로 분할하여 조립식으로 연결하는 구조로 이루어진다. 도 12에 도시된 바와 같이 대칭되게 결합되는 한 쌍의 수직보강찬넬(55)을 한 개 이상으로 분할하여 구성하되 이를 조립식으로 연결하게 되는데 이를 연결시에는 연결부의 전면평면부(57)와 양측면의 요입부(57')에 각각 전면연결판(58)과 ㄷ자 형상의 내부연결판(59)을 접합하여 볼트(54)로서 체결하면 다수개로 분리된 외부보강구조물(500)은 긴 길이의 단일체로서 조립 형성된다.

따라서, 물탱크(100)를 설치하는 공간이 좁을 경우 효율적으로 외부보강구조물(500)을 설치할 수 있으며 운반과 취급 또한 간편한 효과가 있다.

또한, 물탱크(100)는 높이에 따라 수압의 차이가 있으므로 본 발명의 벽체부(300)를 구성하는 단위패널(50)은 전체를 동일한 두께의 단위패널(50)로 형성하지 않고 수압을 적게 받는 상부에서 수압을 많이 받는 하부로 갈수록 두께가 두꺼운 단위패널(50)로서 설치된다.

도 2는 단위패널(50)의 두께의 차이에 대한 일 예를 도시한 것으로, 기초부(200)에 체결되는 최하부의 패널을 5.5t의 두께로 할 경우 그 상부는 보다 얇은 4.5t의 두께로서 상부로 갈수록 순차적으로 얇아지는 두께로 구성하여도 높이의 차이에 따른 수압차에 따라 충분한 수압지지력을 가지게 된다. 이러한 두께의 차이는 물탱크(100)의 용량과 크기에 대응하여 조절된다.

또한, 벽체부(300)의 각 모서리에는 직교되게 조립된 이웃하는 단위패널(50)의 횡방향 플랜지(51b)에 직교상으로 체결되는 보강판(71)과 그 교차부에 직교상으로 입설되어 면접된 단위패널(50)의 수직방향 플랜지(51a)의 코너앵클(60)에 체결되는 코너지지대(72)로 구성된 모서리 보강바(70)가 고정 설치된다.

상기 모서리 보강바(70)는 코너지지대(72)가 코너앵글(60)에 결합되면서 직교상으로 분기된 보강판(71)이 교차된 횡방향 플랜지(51b)에 견고하게 고정되므로 벽체부(300)의 교차되는 단위패널(50)의 모서리를 보다 완강하게 지지하여 견고한 벽체부(300)를 형성할 수 있도록 보조하게 된다.

상기 천정부(400)의 외부에는 천정을 구성하는 단위패널(50)과 체결되어 격자상으로 보강 설치되는 다수개의 천정보강바(80)가 조립되며, 상기 천정보강바(80)의 양단부는 벽체부(300)의 마주보는 외부보강구조물(500)의 상단부와 견고하게 연결 체결되어 단위패널(50)로 이루어진 물탱크(100)의 외부 전체를 보강하게 된다.

이와 같이 된 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 단위패널(50)을 물탱크(100)이 높이에 따라 수압을 많이 받는 하부부터 수압을 적게 받는 상부로 갈수록 두꺼운 패널에서 얇은 두께로 구성하여 수압지지력을 유지하면서 물탱크(100)의 중량과 원가를 줄인 효과가 있다.

둘째, 물탱크(100)를 구성하는 벽체부(300)의 외부에 분해 조립식으로 연결되는 외부보강구조물(500)을 천정부(400)의 천정보강바(80)와 상호 연결되게 수직으로 다수개 설치하여 물탱크(100)의 외부를 견고하게 보강하여 외부 충격이나 지진의 진동에 우수한 내진 효과를 제공하고, 수압지지력이 향상되어 물탱크(100)의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

넷째, 외부보강구조물(500)을 이를 구성하는 수직보강찬넬(55)을 다수개로 분할하여 연결하는 조립식으로 구성하여 취급을 용이하게 하고 물탱크(100)를 설치하는 공간이 좁을 경우 효율적으로 설치할 수 있는 효과가 있다.

10 : 연결간 11 : 기둥부재 12 : 바닥판 13 : 테두리찬넬 14 : 받침판 50 : 단위패널 51 : 플랜지 51a : 수직방향 플랜지 51b : 횡방향 플랜지 52, 52' : 보강플랜지 53 : 가스켓 54 : 볼트 55 : 수직보강찬넬 56 : 브라켓 57 : 전면평면부 57' : 요입부 58 : 전면연결판 59 : 내부연결판 60 : 코너앵글 70 : 모서리 보강바 71 : 보강판 72 : 코너지지대 80 : 천정보강바 100 : 물탱크 200 : 기초부 300 : 벽체부 400 : 천정부 500 : 외부보강구조물

Claims (2)

1. 콘크리트 바닥면에 연결간(10)에 의해 격자 상으로 연결 고정되는 다수개의 기둥부재(11)와, 상기 기둥부재(11)의 상면에 좌우 조립되는 단위패널(50)로 된 바닥판(12)과, 상기 바닥판(12)의 외주연에 체결되어 상부에 조립되는 단위패널(50)과 체결되는 테두리찬넬(13)로 구성되어 상부의 하중을 지지하는 기초부(200)와;
   상기 기초부(200)의 상면에 단위패널(50)의 사방에 형성된 플랜지(51)의 접합 체결로서 이루어지되 상기 접합 체결된 플랜지(51)의 상면과 저면에 보강플랜지(52)(52')가 가스켓(53)과 함께 접합되어 볼트(54)로서 수밀되게 긴밀히 체결 조립되어 내부에 물 수용공간을 형성하는 벽체를 이루고 각 수직방향 플랜지(51a)의 양면에 접합된 보강플랜지(52)(52')에는 외부보강구조물(500)이 수직으로 설치된 벽체부(300)와;
   상기 벽체부(300)의 상부에 단위패널(50)의 조립으로 천정을 이루고 그 외부에 천정을 구성하는 단위패널(50)과 체결되어 격자상으로 보강 설치되는 다수개의 천정보강바(80)가 조립된 천정부(400)로 구성되는 조립식 물탱크에 있어서,
   상기 벽체부(300)를 구성하는 단위패널(50)은 수압을 적게 받는 상부에서 수압을 많이 받는 하부로 갈수록 두께가 두꺼운 패널로서 설치되고, 상기 외부보강구조물(500)은 벽체부(300)의 전체 높이에 걸쳐

   

   형상의 수직보강찬넬(55)이 각 수직방향 플랜지(51a)의 양면에 접합된 보강플랜지(52)(52')에 대칭되게 체결되어 변형 H자 형상을 이루는 수직보강판넬(55)로 이루어지되 상기 수직보강판넬(55)은 한 개 이상으로 분할되어 연결부의 전면평면부(57)와 양측면의 요입부(57')에 각각 접합되어 볼트로서 체결되는 전면연결판(58)과 ㄷ 자 형상의 내부연결판(59)에 의해 단일체로 조립 형성됨을 특징으로 하는 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조.
2. 제 1 항에 있어서, 단위패널(50)은 3원계 고내식 합금도금강판으로서 탄소강판의 표면에 마그네슘-알루미늄-아연의 도금층을 형성한 포스맥, 또는 폴리에스테르 수지에 유리섬유가 단섬유 형태로 함침되어 성형된 SMS, 스텐레스, 아연도금강판에서 선택되는 조립식 물탱크용 외부보강구조물의 분할 조립구조.

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