KR100670938B1 - Prestressed structural glass member - Google Patents

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KR100670938B1
KR100670938B1 KR1020050062566A KR20050062566A KR100670938B1 KR 100670938 B1 KR100670938 B1 KR 100670938B1 KR 1020050062566 A KR1020050062566 A KR 1020050062566A KR 20050062566 A KR20050062566 A KR 20050062566A KR 100670938 B1 KR100670938 B1 KR 100670938B1
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fixing
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KR1020050062566A
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배규웅
이상섭
김상철
고영우
김재협
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한국건설기술연구원
삼성물산 주식회사
한국유리공업주식회사
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Abstract

A prestressed structural glass member is provided to improve structural function by pre-pressing a general plate structural glass through a tensile steel member and to increase application of the glass as a structural member. A prestressed structural glass member comprises a structural glass(10); tensile steel members(20) arranged at the upper and lower sides of the structural glass longitudinally in parallel to each other; and a settler(50) installed on the left and right sides of the structural glass correspondingly to each other to place the tensile steel member. The settler is formed of a staple-like settling frame installed on the left and right sides of the structural glass to surround the whole lateral side. A longitudinal groove(11) is formed on the upper and lower sides of the structural glass to receive the placed tensile steel member. A spacer(40) is installed to maintain the position of the tensile steel member, and the tensile steel member is received in the longitudinal groove.

Description

프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재{Prestressed structural glass member}Prestressed structural glass member with prestress

도 1 및 도 2는 종래 통상의 구조용 유리를 적용한 예를 보여주는 사진이다.1 and 2 are photographs showing an example in which a conventional structural glass is applied.

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재의 일실시예의 결합사시도(3a) 및 분해사시도(3b)이다.3A and 3B are combined perspective views 3a and exploded perspective views 3b of one embodiment of a structural glass member in which a prestress is introduced according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재의 다른 실시예의 결합사시도(4a) 및 분해사시도(4b)이다.4A and 4B are combined perspective view 4a and exploded perspective view 4b of another embodiment of a structural glass member in which a prestress is introduced according to the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재의 또 다른 실시예의 결합사시도(5a) 및 분해사시도(5b)이다.5A and 5B are combined perspective views 5a and exploded perspective views 5b of another embodiment of a structural glass member in which a prestress is introduced according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 구조용 유리(접합유리) 10a: 외곽층10: structural glass (laminated glass) 10a: outer layer

10b: 중간층 11: 길이방향홈10b: middle layer 11: longitudinal groove

20: 인장용 강재(케이블) 21: 정착소켓20: tensile steel (cable) 21: fixing socket

30: 인장용 강재(강봉) 31: 턴버클30: tensile steel (rod) 31: turnbuckle

32: 조임볼트 35: 고정구32: Tightening bolt 35: Fixture

35a: 암나사구멍 35b: 고정홀35a: female thread hole 35b: fixing hole

36: 고정핀 40: 스페이서36: fixing pin 40: spacer

50: 정착대(정착프레임) 51: 제1통공50: fixing station (fixing frame) 51: the first through

55: 제2통공 60: 완충재55: second aperture 60: buffer

본 발명은 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인장용 강재를 통해 일반 판형의 구조용 유리에 프리스트레스(포스트 텐션)를 도입하여 미리 압축력을 줌으로써 구조적인 성능을 향상시키고 그 결과 유리의 구조용 부재로서의 적용성을 증대시킨 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재에 관한 것이다.The present invention relates to a structural glass member in which prestress is introduced, and more particularly, a prestress (post tension) is introduced into a general plate-shaped structural glass through a tensile steel to give a compressive force in advance to improve structural performance and consequently, glass. The present invention relates to a structural glass member having a prestress introduced therein which has increased applicability as a structural member.

최근들어 건축물에서 설계자의 의도 또는 건축물의 특성에 맞게 다양한 재료적 특성이 설계에 반영되는 추세에 있으며, 유리는 다양한 형상과 색상(투명포함)으로 연출가능하기 때문에 선호되는 건축재료 중의 하나로 활용되고 있다. 통상 유리는 구조재가 아닌 창호용, 벽체용 등의 비구조재로 사용되는 경우가 대부분이며, 그 용도(구조용)의 확대를 위해서 지속적인 연구가 필요한 실정이다. 유리를 구조 부재로 사용하기 위해서는 낮은 강도와 파괴시 유리 조각의 비산 및 취성적 거동에 대해 고려해야만 한다.Recently, various material properties are reflected in the design according to the intention of the designer or the characteristics of the building, and glass is used as one of the preferred building materials because it can be produced in various shapes and colors (including transparent). . In general, glass is often used as non-structural materials, such as windows and walls, not structural materials, and continuous research is required to expand its use (structural use). In order to use glass as a structural member, low strength and shattering and brittle behavior of glass fragments must be considered.

유리의 이론적 강도는 5000～8000N/㎟에 이르는 것으로 평가되고 있지만, 제품화하는 과정에서 발생하는 여러 결함(Griffith crack)에 의해 이 이론적 강도에 비해 약 1/100로 떨어지게 된다. 이에, 일반 판유리(Annealed glass, 비강화유리)를 그대로 구조용으로 사용하기에는 한계가 있다. 또한, 유리는 파괴시까지 선형탄성적 거동을 하는 취성재료로서 일부분에서 균열이 시작되면 연성이 없기 때문에 일시에 파괴되므로 과하중 또는 충격에 의해서 전체적이고 갑작스럽게 붕괴된다. 강구조물은 항복 또는 소성 변형과 같은 대변형을 통해 구조물의 붕괴에 앞서 사용자에게 경고의 메커니즘을 보이지만 유리의 경우 그렇지 못하다는 것이 또 하나의 문제점이다. The theoretical strength of glass is estimated to be 5000-8000 N / mm2, but it is dropped to about 1/100 of the theoretical strength due to various cracks generated during the production process. Thus, there is a limit to use ordinary plate glass (Annealed glass, non-tempered glass) as it is for structural purposes. In addition, the glass is a brittle material that has a linear elastic behavior until fracture, and when it starts cracking at a portion, the glass is broken at a temporary time, so it collapses temporarily and suddenly due to overload or impact. Another problem is that steel structures show a warning mechanism to the user prior to collapse of the structure through large deformations such as yield or plastic deformation, but not so with glass.

이와 같은 문제를 극복하기 위해 두 가지의 중요한 기술이 개발되었는데, 첫 번째는 유리를 강화(Toughening)시키는 것이고, 두 번째가 유리를 적층(lamination)하여 접합시키는 것이다.To overcome this problem, two important techniques have been developed: the first is to toughen the glass and the second is to laminate and bond the glass.

유리를 강화시키는 것은 유리의 표면에 압축력을 인공적으로 발생시켜, 이 압축력으로 항상 존재하는 미세한 균열을 닫히게 하고 작용하는 인장력을 상쇄시키는 역할을 한다. 또한, 충격점에서 발생되는 최대 인장응력이 유리 표면의 압축응력에 의해 상쇄되기 때문에 충격하중에도 강하게 하는 것이다.Strengthening the glass artificially generates a compressive force on the surface of the glass, which acts to close the microcracks that are always present and to offset the tensile forces that act. In addition, since the maximum tensile stress generated at the impact point is canceled by the compressive stress on the glass surface, the impact load is also strengthened.

통상 강화유리는 일반 판유리(비강화유리)를 로(爐)에서 약 600℃까지 가열한 후 로에서 유리를 꺼내 실온에서 바람을 통해 냉각시켜 제작된다. 실온 냉각을 통해 표면은 급격히 냉각되어 경화되지만 내부의 유리는 용융상태가 지속되면서 서 서히 냉각된다. 재료가 냉각되면 불가피하게 부피의 수축이 일어나게 되는데, 유리의 외부 표면은 이미 경화되어 영구적인 형태를 갖춰 내부에서 외부 표면을 잡아당기는 현상이 일어나게 된다. 그 결과 힘의 균형을 유지하게 위해 외부 표면에는 압축응력이 형성되고 내부에는 인장응력이 형성되게 된다. 강화하지 않은 유리의 강도는 약 45N/㎟이나 강화 처리 과정에서 표면에 약 100N/㎟의 압축응력이 부과되기 때문에 강화유리의 강도는 약 145N/㎟정도가 된다.Normally, tempered glass is produced by heating ordinary flat glass (non-tempered glass) to about 600 ° C. in a furnace and then taking the glass out of the furnace and cooling it with wind at room temperature. At room temperature, the surface cools rapidly and hardens, but the glass inside cools slowly as the molten state continues. When the material cools, it inevitably causes a volume shrinkage. The outer surface of the glass is already cured and has a permanent shape, which pulls the outer surface from the inside. As a result, compressive stresses are formed on the outer surface and tensile stresses are formed on the inside to balance the forces. The strength of the glass which is not tempered is about 45N / mm2 but the compressive stress of about 100N / mm2 is imposed on the surface during the tempering process, so the strength of the tempered glass is about 145N / mm2.

강화 처리를 거쳐 유리의 파괴 양상은 일반 판유리(비강화유리)와는 달라진다. 즉, 보통의 비강화유리의 경우 충격 등에 의해 일부분이 파괴시 날카롭게 큰 조각으로 나뉘어지는 특징을 보이지만, 강화유리의 경우 어느 일부분에서 외부 표면과 내부의 힘의 균형이 깨지게 되면 유리 전체가 일시에 수백 개의 작은 조각으로 깨지는 현상을 보이게 된다. 때문에 낱장으로 사용된 강화유리의 경우 표면에 투명 필름을 접착시켜 파괴시 유리의 비산을 방지하고 있다.Through the tempered treatment, the breaking behavior of glass is different from that of ordinary flat glass. That is, in the case of ordinary non-reinforced glass, a part is sharply divided into large pieces when broken due to impact, etc., but in the case of tempered glass, if the balance between the external surface and the internal force is broken at any part, the entire glass is temporarily hundreds of times. A small piece of dog is broken. Therefore, in the case of tempered glass used as a sheet, a transparent film is adhered to the surface to prevent the glass from scattering when broken.

한편, 유리를 접합시키는 것은 낱장의 유리를 눈에 보이지 않게 접합하는 기술로 PVB(polyvinylbutyrate)라는 투명한 포일(foil)을 접합될 유리 사이에 삽입하여 약 250℃ 정도의 온도에서 상당한 압력이 가해지는 롤에 유리와 포일을 함께 통과시켜 완성한다. 그 결과 두 장 또는 심지어 열 장으로 이루어진 완벽하게 투명한 접합유리가 완성하게 되는 것이다. On the other hand, laminating glass is a technique of invisibly bonding sheets of glass by inserting a transparent foil called polyvinylbutyrate (PVB) between the glass to be laminated and applying a considerable pressure at a temperature of about 250 ° C. Finish by passing glass and foil together. The result is a perfectly transparent laminated glass consisting of two or even ten sheets.

이와 같은 접합유리는 붕괴에 대한 경고를 할 수 있는 메커니즘을 갖게 할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 외력이 가해져 파괴가 일어나는 경우 바깥쪽에 위치 한 유리가 먼저 파괴되는데, 이렇게 파괴가 이루어지더라도 포일을 매개로 하여 접합되기 때문에 파괴력은 일차적으로 차단되고 파괴된 유리는 안쪽에 위치한 유리에 접합된 상태로 여전히 붙어 있어 안쪽의 유리를 보호하는 바 구조적 불안전성에 대한 경고를 하게 되는 것이다. 그러나, 이러한 이점에도 불구하고 접합유리는 강도면에서 그다지 큰 효과를 발휘하지 못하다는 단점을 내재하고 있다.Such laminated glass has the advantage of having a mechanism to warn of collapse. In other words, when an external force is applied and the destruction occurs, the glass located on the outside is destroyed first.However, even though the destruction is performed, the glass is bonded through the foil, so the breaking force is primarily blocked, and the destroyed glass is bonded to the glass located inside. It's still attached, protecting the inner glass, warning you of structural instability. However, in spite of these advantages, laminated glass does not have a great effect in terms of strength.

도 1 및 도 2는 종래 통상의 구조용 유리를 적용한 예를 보여주는 사진이다. 구조용 유리시스템은 크게 도 1과 같은 파사드 부분과 도 2와 같은 구조 부재 부분으로 나누어 볼 수 있다. 1 and 2 are photographs showing an example in which a conventional structural glass is applied. Structural glass systems can be broadly divided into a facade part as shown in FIG. 1 and a structural member part as shown in FIG. 2.

파사드에서 구조용 유리(도 1)는 프레임이 있는 커튼월 방식과는 달리 유리 그 자체를 구조재로서 사용하는 것으로, 건축물의 대공간 로비(Lobby), 아트리움(Artrium) 등에 투명 천장, 바닥과 벽으로 사용하는 것으로 인장구조물(Tension Structure)이 보조구조물로 함께 사용된다. 파사드에서의 구조용 유리는 일반적으로 강재 또는 알루미늄 프레임이 없이 1판의 유리를 4점에서 고정하는 방식을 취하고, 이들 유리가 이루는 평면과 직각되는 방향으로 유리 평면의 면외하중에 저항하는 수직 또는 수평 리브(Rib)를 배치하여 설치된다. 이때 유리를 보조구조물에 고정시키는 정착철물을 포함하여 D.P.G.(Dot Point Glazing) 또는 P.F.G.(Point Fixing Glazing)시스템이라 한다.In the facade, structural glass (Fig. 1) uses the glass itself as a structural material, unlike a curtain wall with a frame, and is used as a transparent ceiling, floor, and wall in a large space lobby, atrium, etc. The tension structure is used together as an auxiliary structure. Structural glass at the facade generally takes the form of fixing the glass of one plate at four points without steel or aluminum frames, and vertical or horizontal ribs that resist the out-of-plane loads of the glass plane in a direction perpendicular to the plane of the glass. It is installed by arranging (Rib). In this case, it is referred to as D.P.G. (Dot Point Glazing) or P.F.G. (Point Fixing Glazing) system including the fixing hardware to fix the glass to the auxiliary structure.

구조 부재에서 구조용 유리(도 2)는 유리 자체를 내하 부재로 활용하는 것으로 적극적 의미의 구조용 유리라고 할 수 있다. 보조 구조물이 거의 없이 유리를 구조부재인 기둥, 보, 벽, 바닥, 지붕으로 사용하는 것을 말한다. 유리를 구조 부재로 사용하는 경우 유리로만 구성하는 경우와 스틸 및 콘크리트 등과 복합하여 사용하는 경우로 나눌 수 있으며, 유리로 만든 부재의 경우 스팬이나 폭 등에 비해 두께가 얇아 면외 변형을 일으키기 쉽다는 단점이 있어 투명한 시야를 확보하는 것 이외에 구조 성능을 증가시킬 목적 등으로 복합화가 시도되고 있는 것이다.Structural glass (FIG. 2) in the structural member may be referred to as structural glass in an active meaning by utilizing the glass itself as a load-bearing member. It refers to the use of glass as structural members such as pillars, beams, walls, floors and roofs with almost no auxiliary structures. When using glass as a structural member, it can be divided into glass only and composite steel or concrete. In case of glass, the thickness of the glass is thinner than the span or width, so it is easy to cause out-of-plane deformation. In addition to securing a transparent field of view, the compounding has been attempted for the purpose of increasing the structural performance.

이와 같이 리브(Rib) 또는 보로서 적용되는 유리는 외력에 의한 휨에 저항하게 되어 보통 휨에 대한 설계가 이루어진다. 따라서 휨에 의한 인장력이 구조용 유리의 강도를 넘어서게 되면 붕괴로 이어지게 된다.As such, the glass applied as ribs or beams resists warpage due to external forces, so that a design for normal warpage is achieved. Therefore, when the tensile force due to bending exceeds the strength of the structural glass leads to collapse.

강화유리(강화유리의 강도= 고유강도 + 열처리에 의한 압축프리스트레스)의 경우 균열의 빠른 성장으로 붕괴속도는 빨라지며, 나아가 열처리에 의한 압축프리스트레스 값은 생산 제품마다 차이를 갖으며 원판의 초기 결함, 열처리 및 운송 과정의 손상에 의한 뜻하지 않은 균열이 인장 측에 발생할 수 있다는 문제가 있다. 이에, 휨에 대한 저항력을 높일 필요가 있는데, 그 방법으로 부재의 춤을 크게 하는 방법이 있으나 이는 경제성을 떨어뜨리는 요인이 된다.In the case of tempered glass (strength of tempered glass = intrinsic strength + compression prestress by heat treatment), the rapid growth of cracks causes the decay rate to increase. Furthermore, the compressive prestress value by heat treatment varies from product to product. There is a problem that an unexpected crack may occur on the tensile side due to damage of the heat treatment and transportation process. Therefore, it is necessary to increase the resistance to bending, there is a method to increase the dance of the member in this way, but this is a factor that reduces the economic efficiency.

접합유리의 경우 고온상태에 롤을 통해 가압 접합되는 제작과정에서 초기 휨에 의한 변형이 발생하게 되는 것이 일반적이다. 이러한 초기 휨은 횡좌굴의 원인이 되며, 접합유리로 된 구조용 부재의 스팬이 커질수록 횡좌굴의 발생위험은 더욱 커지게 될 것이다. 이를 해결하기 위해서는 스팬을 짧게 하거나 중간에 보강재를 설치할 수 있지만, 이는 투명하고 경쾌한 시야를 확보하는 데에는 단점이 된다.In the case of laminated glass, deformation due to initial bending occurs in a manufacturing process in which pressure bonding is performed through a roll at a high temperature. This initial deflection causes lateral buckling, and the greater the span of the structural member made of laminated glass, the greater the risk of lateral buckling. To solve this, the span may be shortened or a reinforcement may be installed in the middle, but this is a disadvantage in ensuring a transparent and light field of view.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 인장용 강재를 통해 일반 판형의 구조용 유리에 프리스트레스(포스트 텐션)를 도입하여 미리 압축력을 줌으로써 구조적인 성능을 향상시키고 그 결과 유리의 구조용 부재로서의 적용성을 증대시킨 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above-described conventional problems, by introducing a pre-stress (post tension) to the general plate-shaped structural glass through the tensile steel to give a compressive force in advance to improve the structural performance and consequently the structural member of the glass It is an object of the present invention to provide a structural glass member in which prestress is introduced, which has increased applicability.

상기한 목적을 달성하고자 본 발명은 구조용 유리; 상기 구조용 유리의 상부 또는 하부 중 어느 하나 이상에 길이방향으로 나란하게 배치되는 인장용 강재; 및, 상기 구조용 유리의 좌우 측면 각각에 서로 대응하도록 설치되어 인장용 강재가 정착되는 정착대;을 포함하여 구성되는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재를 제공한다.The present invention to achieve the above object is a structural glass; Tensile steel disposed side by side in the longitudinal direction at least one of the upper or lower portion of the structural glass; And a fixing stand installed to correspond to each of the left and right side surfaces of the structural glass to fix the tensile steel.

상기 인장용 강재가 배치되는 구조용 유리의 상·하부면에는 길이방향홈이 형성되어 인장용 강재가 상기 길이방향홈에 수용될 수 있으며, 특히 상기 구조용 유리를 3장 이상의 비강화유리를 접합하여 완성되는 접합유리로 채택하고 중간층에 위치하는 비강화유리가 다른 비강화유리보다 작은 너비를 가지도록 하면 접합유리의 상부 및 하부면에 길이방향홈을 형성할 수 있다. 이때, 상기 인장용 강재는 스페이서가 장착되어 그 위치를 유지하면서 길이방향홈에 수용될 수 있다.Longitudinal grooves may be formed on the upper and lower surfaces of the structural glass on which the tensile steel is disposed so that the tensile steel may be accommodated in the longitudinal groove, and in particular, the structural glass is completed by bonding three or more unreinforced glass. If the non-reinforced glass is placed in the interlayer and has a width smaller than that of other non-reinforced glass, longitudinal grooves may be formed in the upper and lower surfaces of the laminated glass. At this time, the tensile steel may be accommodated in the longitudinal groove while the spacer is mounted to maintain the position.

또한, 본 발명은 상기 인장용 강재가 구조용 유리 상·하부에 동시에 배치되는 경우에, 상기 정착대로 구조용 유리의 좌우 측면 각각에 측면 전체를 감싸도록 설치되는 ㄷ자형상의 정착프레임을 제안한다. 상기 ㄷ자형상의 정착프레임과 구조용 유리 사이에 완충재가 삽입 끼워질 수 있다. In addition, the present invention proposes a U-shaped fixing frame that is installed so as to surround the entire side on each of the left and right sides of the structural glass when the tensile steel is disposed on the upper and lower structural glass at the same time. A cushioning material may be inserted and inserted between the U-shaped fixing frame and the structural glass.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재의 실시예들로, 본 발명은 구조용 유리(10)에 인장용 강재(20, 30)를 정착시켜 프리스트레스를 도입한다는데 기술적 특징이 있다. 즉, 구조용 유리(10)의 상부 또는 하부 중 어느 하나 이상에 길이방향으로 인장용 강재(20, 30)를 배치하고 이를 구조용 유리(10)의 좌우 측면 각각에 서로 대응하도록 설치되는 정착대(50)에 정착시킨 후 긴장함으로써 구조용 유리(10)에 프리스트레스를 도입하는 것이다. 이에, 본 발명은 구조용 유리(10), 인장용 강재(20, 30) 및 정착대(50)를 필수적 구성요소로 포함한다.3 to 5 are embodiments of the structural glass member in which the prestress is introduced according to the present invention. The present invention provides a pre-stress by fixing the tensile steels 20 and 30 in the structural glass 10. There is this. That is, the fixing table 50 is disposed so as to arrange the tensile steels 20 and 30 in the longitudinal direction on at least one of the upper or lower portion of the structural glass 10 and correspond to each of the left and right sides of the structural glass 10. Prestress is introduced into the structural glass 10 by being tensioned after fixation. Thus, the present invention includes the structural glass 10, the tensile steel (20, 30) and the fixing table 50 as essential components.

구조용 유리(10)는 파사드 구성을 위한 부재 또는 내하 부재로서의 구조 부재 역할을 담당하므로, 통상 구조용 유리로서 채택되는 강화유리, 접합유리 등을 이용한다. Since the structural glass 10 plays the role of a structural member as a member or load-bearing member for the facade configuration, tempered glass, laminated glass, or the like, which is usually adopted as structural glass, is used.

구조용 유리(10)의 상·하부면에는 길이방향홈(11)을 형성시킬 수 있는데, 이는 인장용 강재(20, 30)를 수용하기 위함이다. 길이방향홈(11)은 특히 구조용 유리로 접합유리를 채택하는 경우 그 제작과정에서 용이하게 형성시킬 수 있다. 즉, 비강화유리 3장 이상을 접합하여 접합유리를 제작하되, 상기 접합유리의 중간층(10b)에 위치하는 비강화유리를 다른 비강화유리(외곽층(10a))보다 작은 너비를 가지는 것을 채택하면 별도의 가공공정없이 자연스럽게 접합유리의 상·하부면에 길이방향홈(11)이 형성되는 것이다. 물론, 구조용 유리로 강화유리를 채택하는 경우에는 별도의 길이방향홈(11)의 형성을 위한 가공공정이 필요할 것이다.Longitudinal grooves 11 may be formed on the upper and lower surfaces of the structural glass 10 to accommodate the tensile steels 20 and 30. The longitudinal grooves 11 can be easily formed in the manufacturing process, especially when the laminated glass is adopted as the structural glass. That is, three or more sheets of non-tempered glass are laminated to produce laminated glass, but the non-tempered glass positioned in the middle layer 10b of the laminated glass has a smaller width than other non- tempered glass (outer layer 10a). If there is no separate processing process, the longitudinal grooves 11 are naturally formed on the upper and lower surfaces of the laminated glass. Of course, when tempered glass is adopted as the structural glass, a processing process for forming a separate longitudinal groove 11 will be required.

인장용 강재(20, 30)는 구조용 유리(10)에 프리스트레스를 도입하기 위한 것으로, 강선 여러줄을 꼬아서 만든 케이블(20)이나 강봉(30)을 채택할 수 있다. Tensile steel (20, 30) is to introduce prestress into the structural glass 10, it is possible to adopt a cable 20 or steel bar 30 made by twisting a plurality of wires.

상기 인장용 강재(20, 30)는 구조용 유리(10)의 상·하부에 배치되며, 이때 인장용 강재(20, 30)가 구조용 유리(10)와 근접하여 배치되거나 내부에 수용되도록 하는 것이 구조용 유리(10)에 프리스트레스를 도입하는데 더욱 효과적일 것이므로, 이를 위해 전술한 바와 같이 구조용 유리(10)의 상·하부면에는 길이방향홈(11)을 형성시켜 인장용 강재(20, 30)가 구조용 유리(10) 내부에 수용되도록 하고 있다. 상기 인장용 강재(20, 30)에 스페이서(40)가 장착되도록 하면 그 위치를 유지하면서 구조용 유리의 길이방향홈(11)에 수용되도록 할 수 있다.The tensile steels 20 and 30 are disposed above and below the structural glass 10, wherein the tensile steels 20 and 30 are disposed in close proximity to the structural glass 10 or accommodated therein. Since it will be more effective to introduce the prestress into the glass 10, for this purpose, as described above, the longitudinal grooves 11 are formed on the upper and lower surfaces of the structural glass 10 so that the tensile steels 20 and 30 are used for structural purposes. It is made to be accommodated in the glass 10 inside. When the spacer 40 is mounted on the tensile steels 20 and 30, the spacers 40 may be accommodated in the longitudinal grooves 11 of the structural glass while maintaining the position thereof.

정착대(50)는 상기 구조용 유리(10)의 좌우 측면 각각에 서로 대응하도록 설치되어 인장용 강재(20, 30)가 정착되는 것이다. 정착대(50)로 구조용 유리의 좌우 측면 각각에 측면 전체를 감싸도록 설치되는 ㄷ자형상의 정착프레임을 채택하면 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 구조용 유리(10)를 일정 크기로 규격화할 수 있을 것이다. ㄷ자형의 정착프레임은 구조용 유리의 측면과 대응하는 중앙면과 구조용 유리의 전·후면과 대응하는 양 절곡면으로 구분할 수 있다.The fixing table 50 is installed to correspond to each of the left and right sides of the structural glass 10 so that the tensile steels 20 and 30 are fixed. Adopting a U-shaped fixing frame installed to surround the entire side on each of the left and right sides of the structural glass as the fixing table 50 will be able to standardize the structural glass 10, the pre-stress is introduced according to the present invention to a certain size . The U-shaped fixing frame can be divided into a central surface corresponding to the side of the structural glass and two bent surfaces corresponding to the front and rear surfaces of the structural glass.

ㄷ자형의 정착프레임(50)을 채택하는 경우에는 인장용 강재(20, 30)를 구조용 유리(10) 상·하부에 동시에 배치하도록 한다. 이는 정착프레임(50)이 구조용 유리(10)에 안정적으로 결속하여 인장용 강재(20, 30)의 정착력을 확보하도록 하기 위함이다. 다시 말해, 구조용 유리(10)를 보 부재로 활용하는 경우에는 보 부재의 하부에만 프리스트레스를 도입해도 무방할 것이므로 직접적으로 프리스트레스를 도입하는데 이용되는 인장용 강재(20, 30) 또한 구조용 유리(10)의 하부에만 배치시키는 것을 고려해 볼 수 있을 것이나, 이러한 경우 하부의 인장용 강재(20, 30)를 긴장시키면 ㄷ자형의 정착프레임(50) 상부 부분이 벌이지면서 구조용 유리(10)에서 이탈하게 되고 점차 인장용 강재의 정착력도 저하되게 되는 바, 이를 방지하기 위해 구조용 유리(10)의 상부에도 인장용 강재(20, 30)를 배치하여 정착프레임(50)에 정착시키는 것이다. 이때, 상부의 인장용 강재는 하부의 인장용 강재와는 달리 긴장시키지 않으므로 긴장재로서 역할하는 것이 아니라 단순히 정착프레임을 지지 결속하기 위한 고정수단으로서 역할하게 된다.In the case of adopting the U-shaped fixing frame 50, the tensile steels 20 and 30 are simultaneously disposed on the upper and lower portions of the structural glass 10. This is to ensure that the fixing frame 50 is securely bound to the structural glass 10 to secure the fixing force of the tensile steels 20 and 30. In other words, when the structural glass 10 is used as the beam member, the prestress may be introduced only at the lower portion of the beam member. Thus, the tensile steels 20 and 30 used to directly introduce the prestress may also be used as the structural glass 10. It may be considered to place only in the lower portion of the, but in this case, when the tension of the lower tension steel (20, 30), the upper portion of the U-shaped fixing frame 50 is opened and is separated from the structural glass (10) and gradually The fixing force of the tensile steel is also lowered, and in order to prevent this, the tensile steels 20 and 30 are also disposed on the structural glass 10 to be fixed to the fixing frame 50. In this case, the upper tension steel does not act as a tension material unlike the tension steel in the lower part, and thus serves as a fixing means for supporting and binding the fixing frame.

정착대(50)와 구조용 유리(10) 사이에 네오프렌 소재의 완충재(60)를 설치하면 인장용 강재의 긴장시에도 구조용 유리(10)와 정착대(50)의 직접적인 마찰에 의한 손상을 줄일 수 있다.Installing a neoprene cushioning material 60 between the fixing table 50 and the structural glass 10 can reduce damage due to direct friction between the structural glass 10 and the fixing table 50 even when tension steel is tensioned. have.

도 3a 내지 도 5b는 인장용 강재의 종류 및 정착방법에 따른 다양한 실시예를 제시하고 있으며 이하 이들을 구체적으로 설명한다.3a to 5b show various embodiments according to the type and fixing method of the steel for tension and will be described in detail below.

[실시예 1]Example 1

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 인장용 강재로 케이블(20)을 이용하고 정착대로 ㄷ자형상의 정착프레임(50)을 이용한 예이다. As shown in Figure 3a and 3b is an example of using the cable 20 as the tension steel and using the U-shaped fixing frame 50 of the fixing rod.

ㄷ자형상의 정착프레임(50) 중 구조용 유리(10)의 측면과 대응하는 중앙면의 상단부 및 하단부에 제1통공(51)을 형성하고, 상기 케이블(20)이 상기 정착프레임의 제1통공(51)을 관통하도록 배치한 후 정착소켓(21)으로 상기 케이블(20)을 정착프레임(50)에 정착시키고 있다. 이때, 상기 정착프레임의 제1통공(51)을 암나사구멍으로 형성하고 상기 정착소켓(21)을 중공부가 형성된 중공볼트와 상기 중공볼트의 중공부에 끼워지는 쐐기로 구성하고 있다. 이러한 구성은 중공볼트의 중공부에 케이블(20)이 삽입된 상태로 상기 정착소켓의 중공볼트를 정착프레임의 암나사구멍에 체결한 후에 정착소켓의 쐐기를 중공볼트의 중공부에 끼움으로써 케이블을 정착프레임에 정착시킬 수 있게 한다. 본 실시예에서 케이블(20)은 쐐기를 끼우기 전에 긴장시켜 프리스트레스를 도입한다.The first through hole 51 is formed at the upper end and the lower end of the C-shaped fixing frame 50 at the side of the structural glass 10 and corresponding to the side surface of the structural glass 10, and the cable 20 is formed in the first through hole of the fixing frame ( 51 and the cable 20 is fixed to the fixing frame 50 by the fixing socket 21. At this time, the first through hole 51 of the fixing frame is formed as a female screw hole, and the fixing socket 21 includes a hollow bolt having a hollow portion and a wedge fitted into the hollow portion of the hollow bolt. This configuration is to fix the cable by fastening the hollow bolt of the fixing socket to the female screw hole of the fixing frame with the cable 20 inserted in the hollow portion of the hollow bolt, and then fitting the wedge of the fixing socket to the hollow portion of the hollow bolt. Allow it to settle in the frame. In this embodiment, the cable 20 is tensioned prior to inserting the wedge to introduce prestress.

[실시예 2]Example 2

도 4a 및 도 4b에서 도시된 바와 같이 인장용 강재로 강봉(30)을 이용하고 정착대로 ㄷ자형의 정착프레임(50)을 이용한 예이다.As shown in Figure 4a and 4b is an example of using the steel bar 30 as the tension steel and using the c-shaped fixing frame 50 as the fixing rod.

강봉(30)은 양단에 수나사가 형성된 것으로 여기에 턴버클(31)의 일단부가 각각 결속되며, ㄷ자형상의 정착프레임(50) 중 구조용 유리(21)의 측면과 대응하는 중앙면의 상단부 및 하단부에는 제1통공(51)이 형성된다. 이러한 구성으로 ㄷ자형상 정착프레임의 제1통공(51)에 조임볼트(32)를 삽입하고 상기 조임볼트(32)를 턴버클(31)의 타단부에 결속시킴으로써 강봉(30)을 정착프레임(50)에 정착시킬 수 있게 된다. 본 실시예에서 강봉(20)은 턴버클(31)을 조임으로써 긴장시켜 프리스트레스를 도입한다. 본 실시예는 실시예1과 달리 강봉(30)의 고정설치 후 긴장시키게 되므로 턴버클(31)의 조임공간을 확보해야만 하는데, 도 4a 및 도 4b에서와 같이 구조용 유리(10)에 길이방향홈이 형성되어 강봉(30)이 수용되는 경우에는 구조용 유리의 단부 너비(춤)를 중앙보다 작게 제작하여 이를 해결하도록 한다.The steel bar 30 has male threads formed at both ends thereof, and one end of the turnbuckle 31 is coupled to each other, and the upper and lower ends of the central surface corresponding to the side surfaces of the structural glass 21 of the U-shaped fixing frame 50 are formed. The first through hole 51 is formed. In this configuration, the steel bar 30 is fixed to the fixing frame 50 by inserting a tightening bolt 32 into the first through hole 51 of the U-shaped fixing frame and binding the tightening bolt 32 to the other end of the turnbuckle 31. Will be able to settle in. In this embodiment, the steel bar 20 is tensioned by tightening the turnbuckle 31 to introduce prestress. In this embodiment, unlike the first embodiment, since the tension is fixed after the installation of the steel bar 30, the tightening space of the turnbuckle 31 must be secured. As shown in FIGS. 4A and 4B, the longitudinal grooves are formed in the structural glass 10. If the formed steel bar 30 is accommodated to make the end width (dance) of the structural glass smaller than the center to solve this.

[실시예 3]Example 3

도 5a 및 도 5b에서 도시된 바와 같이 인장용 강재로 강봉(30)을 이용하고 정착대로 ㄷ자형의 정착프레임(50)을 이용한 예이다. 본 실시예는 실시예2와 강봉의 긴장방법에서 차이가 있다. 즉, 실시예2는 턴버클(31)을 이용하여 강봉(30)을 긴장시키고 있으나 본 실시예에서는 강봉(30)을 직접 조임으로써 긴장시키고 있다.As shown in Figure 5a and 5b is an example of using the steel bar 30 as the tension steel and using the c-shaped fixing frame 50 of the fixing rod. This embodiment is different from the tension method of Example 2 and the steel bar. That is, the second embodiment uses the turnbuckle 31 to tension the steel bar 30, but in the present embodiment, the steel bar 30 is directly tightened.

강봉(30)은 양단에 수나사가 형성된 것으로, 여기에 알단부가 암나사구멍(35a)으로 형성되고 타단부에 고정홀(35b)이 형성된 고정구(35)가 각각 결속되며, 상기 ㄷ자형상의 정착프레임(50) 중 구조용 유리(10)의 전면 및 후면과 대응하는 양 절곡면의 상단부 및 하단부에는 제2통공(55)이 형성된다. 이러한 구성으로 ㄷ자형상 정착프레임의 제2통공(55)과 상기 고정구의 고정홀(35b)에 동시에 고정핀 (36)을 결속함으로써 강봉(30)을 정착프레임(50)에 정착시킬 수 있게 된다. 본 실시예에서 강봉(30)은 직접 조임으로써 긴장시켜 프리스트레스를 도입한다.The steel bar 30 is formed with male threads at both ends, and the fasteners 35 formed with the female end of the female threaded hole 35a and the fixing hole 35b formed at the other end thereof are respectively coupled to the c-shaped fixing frame. The second through hole 55 is formed at the upper end and the lower end of both bent surfaces corresponding to the front and rear surfaces of the structural glass 10 among the 50. In this configuration, the steel bar 30 can be fixed to the fixing frame 50 by simultaneously binding the fixing pin 36 to the second hole 55 of the U-shaped fixing frame and the fixing hole 35b of the fixing tool. In this embodiment, the steel bar 30 is tensioned by direct tightening to introduce the prestress.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 의해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only by the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. .

이상과 같은 본 발명에 따르면 구조용 유리부재에 인장용 강재를 통해 부재에 프리스트레스를 도입함으로써 구조적인 성능을 향상시킬 수 있는 바, 부재 춤을 감소시킬 수 있으며, 부재의 균열 성장을 억제할 수 있게 되며, 유리 부재의 제작과정에서 발생하는 초기 휨에 의한 변형을 제어할 수 있게 되며, 나아가 투명 구조물의 장스팬화 등을 도모할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, by introducing the pre-stress to the structural glass member through the tensile steel, the structural performance can be improved, the member dance can be reduced, the crack growth of the member can be suppressed In addition, it is possible to control the deformation due to the initial warpage occurring in the manufacturing process of the glass member, and furthermore, it is possible to achieve the long span of the transparent structure.

Claims (10)

구조용 유리;Structural glass; 상기 구조용 유리의 상·하부에 길이방향으로 나란하게 배치되는 인장용 강재; 및,Tensile steel material disposed side by side in the longitudinal direction on the upper and lower parts of the structural glass; And, 상기 구조용 유리의 좌우 측면 각각에 서로 대응하도록 설치되어 인장용 강재가 정착되는 정착대;Fixing units installed on the left and right sides of the structural glass so as to correspond to each other, and the tensile steel is fixed thereto; 을 포함하여 구성되며,It is configured to include, 상기 정착대는 구조용 유리의 좌우 측면 각각에 측면 전체를 감싸도록 설치되는 ㄷ자형상의 정착프레임으로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.The fixing table is a pre-stressed structural glass member, characterized in that consisting of the U-shaped fixing frame is installed to surround the entire side on each of the left and right sides of the structural glass. 제1항에서,In claim 1, 상기 인장용 강재가 배치되는 구조용 유리의 상·하부면에는 길이방향홈이 형성되어 인장용 강재가 상기 길이방향홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.Structural glass member, characterized in that the longitudinal groove is formed on the upper and lower surfaces of the structural glass on which the tensile steel is disposed so that the tensile steel is accommodated in the longitudinal groove. 제2항에서,In claim 2, 상기 구조용 유리는 비강화유리 3장 이상을 접합하여 완성되는 접합유리로서, 상기 접합유리의 중간층에 위치하는 비강화유리는 다른 비강화유리보다 작은 너비를 가지는 것을 채택함으로써 접합유리의 상·하부면에 길이방향홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.The structural glass is a laminated glass completed by joining three or more non- tempered glass, the non-tempered glass located in the middle layer of the laminated glass has a width smaller than the other non- tempered glass by adopting that the upper and lower surfaces of the laminated glass Structural glass member, characterized in that to form a longitudinal groove in the prestress. 제2항 또는 제3항에서,The method of claim 2 or 3, 상기 인장용 강재는 스페이서가 장착되어 그 위치를 유지하면서 길이방향홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.The tensile steel is a pre-stressed structural glass member, characterized in that the spacer is mounted and accommodated in the longitudinal groove while maintaining its position. 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 ㄷ자형상의 정착프레임과 구조용 유리 사이에 완충재가 끼워지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.Structural glass member, characterized in that the cushioning material is sandwiched between the U-shaped fixing frame and the structural glass. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 인장용 강재는 강선 여러줄을 꼬아서 제작된 케이블로서,The tensile steel is a cable made by twisting a plurality of wires, 상기 ㄷ자형상의 정착프레임 중 구조용 유리의 측면과 대응하는 중앙면의 상단부 및 하단부에는 제1통공이 형성되어 상기 케이블이 상기 정착프레임의 제1통공을 관통하도록 배치되며,A first through hole is formed at the upper end and the lower end of the central surface corresponding to the side of the structural glass in the U-shaped fixing frame, and the cable is disposed to penetrate the first through hole of the fixing frame. 상기 케이블을 정착프레임에 정착시키는 정착소켓이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.Structural glass member, characterized in that the pre-stress is introduced, characterized in that it further comprises a fixing socket for fixing the cable to the fixing frame. 제7항에서,In claim 7, 상기 정착프레임의 제1통공은 암나사구멍으로 형성되고, 상기 정착소켓은 중공부가 형성된 중공볼트와 상기 중공볼트의 중공부에 끼워지는 쐐기로 구성되며,The first through hole of the fixing frame is formed of a female screw hole, the fixing socket is composed of a hollow bolt formed with a hollow portion and a wedge fitted into the hollow portion of the hollow bolt, 중공부에 케이블이 삽입된 상태로 상기 정착소켓의 중공볼트를 정착프레임의 암나사구멍에 체결하고 상기 정착소켓의 쐐기를 중공볼트의 중공부에 끼움으로써 케이블을 정착프레임에 정착시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.Prestressing the cable to the fixing frame by fastening the hollow bolt of the fixing socket to the female screw hole of the fixing frame while the cable is inserted into the hollow part and fitting the wedge of the fixing socket to the hollow portion of the hollow bolt. Structural glass member introduced. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 인장용 강재는 양단에 수나사가 형성된 강봉으로서 상기 강봉 양단의 수나사에는 턴버클의 일단부가 각각 결속하며,The tensile steel is a steel rod having male threads at both ends, and one end of a turnbuckle is bound to the male threads at both ends of the steel rod, 상기 ㄷ자형상의 정착프레임 중 구조용 유리의 측면과 대응하는 중앙면의 상단부 및 하단부에는 제1통공이 형성되며,A first through hole is formed at the upper end and the lower end of the central surface corresponding to the side of the structural glass of the c-shaped fixing frame, 상기 ㄷ자형상 정착프레임의 제1통공에 조임볼트를 삽입하고 상기 조임볼트를 턴버클의 타단부에 결속함으로서 강봉을 정착프레임에 정착시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.A pre-stressed structural glass member, comprising: inserting a tightening bolt into the first hole of the? -Shaped fixing frame and fixing the steel rod to the fixing frame by binding the tightening bolt to the other end of the turnbuckle. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 인장용 강재는 양단에 수나사가 형성된 강봉으로서 상기 강봉 양단의 수나사에는 일단부가 암나사구멍으로 형성된 고정구가 각각 결속하되 상기 고정구의 타단부에는 고정홀이 형성되며,The tensile steel is a steel rod having male threads at both ends, and fasteners having one end formed with a female screw hole are respectively bound to male threads at both ends of the steel rod, and a fixing hole is formed at the other end of the fixture. 상기 ㄷ자형상의 정착프레임 중 구조용 유리의 전면 및 후면과 대응하는 양 절곡면의 상단부 및 하단부에는 제2통공이 형성되며,A second through hole is formed at the upper end and the lower end of both bent surfaces corresponding to the front and rear of the structural glass of the U-shaped fixing frame, 상기 ㄷ자형상 정착프레임의 제2통공과 상기 고정구의 고정홀에 동시에 고정핀을 결속함으로써 강봉을 정착프레임에 정착시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 구조용 유리부재.Structural glass member, characterized in that to anchor the steel bar to the fixing frame by binding the fixing pin to the second through hole of the U-shaped fixing frame and the fixing hole of the fixture at the same time.
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