KR101437083B1 - 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축물 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 각관의 상면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 기초틀을 기제작하고, 양측면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 바닥틀을 기제작한 상태에서 설치 장소로 운반하여 기초틀의 브라켓에 기둥의 하부를 수직으로 연결하고, 기둥의 상부와 바닥틀을 브라켓으로 연결하며, 바닥틀에 연결 각관 또는 데크 플레이트 또는 지붕 트러스를 연결하여 강구조의 건축물을 시공함으로써 기제작되어 현장에 운반된 부재들만으로도 단순 조립하여 안정적인 건축물의 시공이 가능하도록 하는 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 관한 것이다.

Description

조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법{METHOD FOR CONSTRUCTING STEEL STRUCTURE BUILDING WITH EASY ASSEMBLY}
본 발명은 건축물 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 각관의 상면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 기초틀을 기제작하고, 양측면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 바닥틀을 기제작한 상태에서 설치 장소로 운반하여 기초틀의 브라켓에 기둥의 하부를 수직으로 연결하고, 기둥의 상부와 바닥틀을 브라켓으로 연결하며, 바닥틀에 연결 각관 또는 데크 플레이트 또는 지붕 트러스를 연결하여 강구조의 건축물을 시공함으로써 기제작되어 현장에 운반된 부재들만으로도 단순 조립하여 안정적인 건축물의 시공이 가능하도록 하는 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물이란 지붕과 기둥 또는 벽으로 구성된 공간이다.
기술적으로 기초, 기둥 또는 벽체, 상부층의 바닥(스라브) 또는 지붕(평지붕, 경사지붕)을 구조적으로 안정하게 연결하여 축조하여야 한다. 안정적인 건축물은 상부층의 수평하중(고정하중, 적재하중 등)과 외부적인 힘(풍압, 지진 등)에 견디게끔 기둥이나 벽체를 결구하여 지내력에 대응하여 축조된 기초(독립기초, 줄기초, 매트기초)에 전달하면서 변형이 없는 구조체이다.
기존의 건축공법은 전문 기술력을 보유한 기능인들이 수많은 공정을 현장 여건에 맞춰가면서 설치하고 완공하는 것이 일반적으로, 많은 노동력과 숙련된 기술을 필요로 하기에 품질의 저하와 비용이 증가된다.
대안으로 국내특허등록 10-0643075호, 10-0705697호와 같은 모듈러 건축물의 개발이 활발하다.
이러한 모듈러 공법은 내후성강을 소재로 기본틀을 80%이상 사전 제작해 현장에서 설치하는 선진화된 건축공법이다.
컨테이너 형태의 철골 구조를 공장에서 미리 제작해 상자를 쌓듯이 건물을 짓는 방식이다. 이 공법은 건축물의 품질 확보와 공기 단축이 가능하고 쉽게 이동하거나 재사용할 수 있어 종전 건설공법에 비해 공사품질, 경제성, 환경친화성 면에서 경쟁력이 높은 것으로 평가받고 있다.
모듈러 공법의 가장 큰 강점은 공사기간과 경제성이다. 공사기간은 3분의 1 수준으로 줄일 수 있고 공사비도 획기적으로 감소시키는 것은 물론 재사용이 가능하기 때문에 경제성에서 탁월하다는 것이다.
또한, 현장 작업을 줄여 폐기물 발생이 최대한 억제되고 현장의 소음과 먼지도 최소화할 수 있다.
그리고, 모듈러 공법은 각형강관 기둥과 C형강 보를 강접합하고 합성 혹은 PC 바닥판을 C형강 웨브에 삽입한 형태로 구성하는 것이 대다수를 차지하고 있다.
그러나, 기존 모듈러 공법은 이동수단의 제한으로 각각 분리된 상태의 모듈로 제작하여 현장으로 이동하는데 많은 운반비용과 적재ㅇ하차에서 파손이 발생하고, 힘든 조립작업을 통하여 설치해야만 하기 때문에 아직까지 모듈러 건축물은 수요자의 욕구를 채우기에 부족함이 많은 문제점이 있다.
국내특허등록 10-0643075호 국내특허등록 10-0705697호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각관의 상면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 기초틀을 기제작하고, 양측면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 바닥틀을 기제작한 상태에서 설치 장소로 운반하여 기초틀의 브라켓에 기둥의 하부를 수직으로 연결하고, 기둥의 상부와 바닥틀을 브라켓으로 연결하며, 바닥틀의 타측에 연결 각관 또는 데크 플레이트 또는 지붕 트러스를 연결하여 강구조의 건축물을 시공함으로써 기제작되어 현장에 운반된 부재들만으로도 단순 조립하여 안정적인 건축물의 시공이 가능하도록 하는 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
강구조의 건축물 시공방법에 있어서, 공장에서 각관의 상면에 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 기초틀을 제작하고, 바닥틀을 각각 제작하는 틀 제작 공정과; 기제작된 상기 기초틀과 바닥틀을 현장으로 운반하는 운반 공정과; 건축물이 설치될 지표면에 매트 기초 또는 독립 기초를 타설하되, 철근에 앵커를 고정하고, 상기 앵커에 베이스 플레이트를 고정하여 상면 모서리에 상기 베이스 플레이트가 노출되도록 하는 기초 타설 공정과; 상기 기초의 양생이 완료되면 상기 기초의 베이스 플레이트에 상기 기초틀을 볼트 결합시켜 설치하는 기초틀 설치 공정과; 상기 기초틀의 상면에 위치한 상기 브라켓에 기둥의 하부를 연결 설치하는 기둥 설치 공정과; 상기 바닥틀을 인양하여 상기 기둥의 상부에 상기 바닥틀을 조립하여 고정하는 바닥틀 설치 공정; 및 상기 바닥틀의 타측에 연결 각관 또는 데크 플레이트 또는 지붕 트러스를 조립하여 상부층을 완성하는 상부층 조립 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 바닥틀은 상기 연결 각관을 설치하는 경우 상기 각관의 양측면에 상기 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 형성하고, 상기 데크 플레이트를 설치하는 경우 철판을 L자 형태로 절곡하여 형성하며, 상기 지붕 트러스를 설치하는 경우 그 단면 형상이 삼각 형태로 형성되고, 일측면에 상기 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 형성한다.
여기에서 또한, 상기 브라켓은 디귿자 형태로 형성되고, 양면에 볼트홀이 형성되어 상기 기초틀과 바닥틀에 수평면이 면접되도록 결합된다.
여기에서 또, 상기 기둥, 연결 각관 및 지붕 트러스의 내측면 또는 외측면에는, OBS 합판 또는 샌드위치 패널을 부착하여 벽체, 상판 및 지붕을 형성한다.
여기에서 또, 상기 기둥 설치 공정과, 바닥틀 설치 공정은 상기 기둥을 모두 설치한 후 각 기둥에 가벽을 설치하여 상기 바닥틀 전체를 인양하여 설치하거나 또는 일부 기둥을 설치한 상태에서 상기 바닥틀 전체 또는 부분적으로 인양하여 상기 기둥에 설치한 후 나머지 기둥을 설치한다.
여기에서 또, 상기 바닥틀 설치 공정은 상기 바닥틀을 상기 기둥에 일정 간격으로 설치하여 1층 이상으로 형성한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 따르면, 강구조물인 철골구조의 장점인 볼트로 조립하는 결구방식과 벽식구조의 장점인 상부층 하중을 바닥틀에 효율적으로 분산시키도록 건축물을 조립함으로써 기제작되어 현장에 운반된 부재들만으로도 단순 조립하여 안정적인 건축물의 시공이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 의해 제작된 건축물을 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 적용된 기초틀의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 적용된 바닥틀의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4 내지 도 8c는 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법을 설명하기 위한 공정 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 의해 제작된 건축물을 일례를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 적용된 기초틀의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법에 적용된 바닥틀의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4 내지 도 8c는 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법을 설명하기 위한 공정 설명도이다.
도 1 내지 도 8c를 참조하면, 본 발명에 따른 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법은 틀 제작 공정(S100)과, 운반 공정(S110)과, 기초 타설 공정(S120)과, 기초틀 설치 공정(S130)과, 기둥 설치 공정(S140)과, 바닥틀 설치 공정(S150) 및 상부층 조립 공정(S160)으로 이루어진다.
《틀 제작 공정-S100》
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 공장에서 건축물(1)의 사이즈에 따라 그 단면 형태가 직사각형인 각관의 상면에 브라켓(10)을 일정 간격으로 결합하여 지중보 역할을 하는 기초틀(20)을 기제작하고, 테두리보 역할을 하는 바닥틀(30)을 기제작한다. 이때, 바닥틀(30)은 도 3a에 도시된 바와 같이 바닥을 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)로 형성하고자 연결 각관(40)을 설치하는 경우 각관의 양측면에 브라켓(10)을 일정 간격으로 결합하여 형성하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 상부층에 콘크리트를 타설하기 위해 데크 플레이트(50)를 설치하는 경우 철판을 L자 형태로 절곡하여 형성한 후 수직면에 브라켓(10)을 일정 간격으로 결합하여 형성하며, 도 3c에 도시된 바와 같이 지붕 트러스(60)를 설치하는 경우 그 단면 형상이 삼각 형태로 형성되고, 일측면에 브라켓(10)을 일정 간격으로 결합하여 형성한다.
그리고, 연결 각관(40), 데크 플레이트(50), 지붕 트러스(60) 및 기둥(70)을 건축물(1)의 사이즈에 맞게 제작하고, 볼트 설치 위치에 각각 볼트홀을 기형성한다.
이때, 기초틀(20)과 바닥틀(30)은 공장에서 사이즈에 맞게 틀 형태로 제작되거나, 각 부재가 현장으로 이송되어 현장에서 상호 결합되어 틀 형태를 이루고, 각 부재의 길이가 도로 운송이 불가능한 경우 운송 가능 크기로 분할 제작한 후 이를 현장에서 결합할 수도 있다.
한편, 기초틀(20)과 바닥틀(30)에 부착되는 브라켓(10)은 디귿자 형태로 형성되고, 양면에 볼트홀(11)이 형성되어 기초틀(20)과 바닥틀(30)에 수평면이 면접되도록 각각 결합된다. 이때 브라켓(10)의 결합 방법은 용접 또는 볼트 방식에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
《운반 공정-S110》
그리고, 기제작된 기초틀(20)과 바닥틀(30)을 현장으로 운반한다.
《기초 타설 공정-S120》
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 건축물(1)이 설치될 지표면에 기초(B)를 타설하되, 철근(미도시)에 앵커(3)를 고정하고, 앵커(3)에 베이스 플레이트(5)를 고정하여 상면 모서리에 베이스 플레이트(5)를 노출시켜 양생시킨다. 이때 기초(B)로는 도면에 도시된 바와 같이 매트 기초가 적용되거나 또는 독립 기초가 적용될 수 있다.
《기초틀 설치 공정-S130》
그리고, 기초(B)의 양생이 완료되면 도 5에 도시된 바와 같이 기초(B)의 베이스 플레이트(5)에서 돌출된 앵커(3)에 운반된 기초틀(20)을 볼트 결합시킨다.
《기둥 설치 공정-S140》
기초틀(20)의 설치가 완료되면, 도 6에 도시된 바와 같이 기초틀(20)의 상면에 위치한 브라켓(10)에 기둥(70)의 하부를 수직으로 삽입하고, 볼트를 이용하여 고정 설치한다. 이때, 선택에 따라 기둥(70)의 내외측면에 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)을 부착하여 벽체를 기형성할 수도 있고, OBS 합판이 적용된 경우 벽체의 단열을 위해 내부에 단열재(미도시)를 삽입할 수도 있다. 이때, 기둥(70)을 모두 설치하는 경우 기둥(70)에 가벽(미도시)을 설치하여 고정할 수도 있고, 일부 기둥만을 설치할 수도 있다.
《바닥틀 설치 공정-S150》
기둥(70)이 설치되면, 상부층의 하중을 효율적으로 분산시킬 수 있도록 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)에 설치한다.
이때, 상부층 바닥을 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)로 형성하고자 연결 각관(40)을 설치하는 경우에는 도 7a에 도시된 바와 같이 양측면에 브라켓(10)이 구비된 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)의 상부에 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)과 기둥(70)을 볼트로 결합 고정한다. 또한, 상부층 바닥을 콘크리트로 형성하기 위해 데크 플레이트(50)를 설치하는 경우 도 7b에 도시된 바와 같이 L자 형태로 절곡된 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)의 상부에 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)과 기둥(70)을 볼트로 결합 고정한다. 또, 상부층을 곧바로 경사 지붕으로 형성하기 위해 지붕 트러스(60)를 설치하는 경우 도 7c에 도시된 바와 같이 단면 형상이 삼각 형태인 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)의 상부에 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)과 기둥(70)을 볼트로 결합 고정한다.
한편, 기둥(70)을 모두 설치한 상태에서는 일체로 형성된 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)에 결합할 수도 있고, 기둥(70)중 일부 기둥만 형성된 경우 분리된 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)에 결합한 다음, 나머지 기둥을 설치후 분리된 바닥틀(30)을 일체화시킬 수도 있다.
또한, 바닥틀(30)은 기둥(70)에 일정 간격으로 설치하여 상부층을 1층 이상으로 형성할 수 있다.
《상부층 조립 공정-S160》
바닥틀(30)의 설치가 완료되면, 바닥틀(30)에 연결 각관(60) 또는 데크 플레이트(50) 또는 지붕 트러스(60)를 조립하여 상부층을 완성한다.
이때, 도 8a에 도시된 바와 같이 상부층 바닥을 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)로 형성하고자 연결 각관(40)을 설치하는 경우에는 양측면에 브라켓(10)이 구비된 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)의 상부에 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)과 기둥(70)을 볼트로 결합 고정한 다음, 바닥틀(30)의 타측에 결합된 브라켓(10)에 연결 각관(40)을 설치한다. 또한, 도 8b에 도시된 바와 같이 상부층 바닥을 콘크리트로 형성하기 위해 데크 플레이트(50)를 설치하는 경우 L자 형태로 절곡된 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)의 상부에 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)과 기둥(70)을 볼트로 결합 고정한 다음, 데크 플레이트(50)를 바닥틀(30)에 고정 설치한다. 또, 도 8c에 도시된 바와 같이 상부층을 곧바로 경사 지붕으로 형성하기 위해 지붕 트러스(60)를 설치하는 경우 단면 형상이 삼각 형태인 바닥틀(30)을 인양하여 기둥(70)의 상부에 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)과 기둥(70)을 볼트로 결합 고정한 다음, 바닥틀(30)의 일측면에 결합된 브라켓(10)에 지붕 트러스(60)를 설치한다.
그리고, 2층 이상으로 건축물(1)을 형성할 때 상부층을 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)로 형성하는 경우에는 연결 각관(60)을 설치한 후 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)을 부착하고, 상부층 상부에 경사 지붕을 설치하는 경우 기둥에 삼각 형태의 바닥틀(30)을 설치한 후 삼각 형태의 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)에 지붕 트러스(60)를 조립한 후 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)를 부착한다.
반대로, 2층 이상으로 건축물(1)을 형성할 때 상부층을 콘크리트로 형성하고자 하는 경우에는 L자 형태의 바닥틀(30)에 데크 플레이트(50)를 설치하고, 데크 플레이트(50)에 철근과 콘크리트를 타설하여 양생하며, 상부층 상부에 경사 지붕을 설치하는 경우 다시 기둥(70)에 삼각 형태의 바닥틀(30)을 설치한 후 삼각 형태의 바닥틀(30)의 일측에 결합된 브라켓(10)에 지붕 트러스(60)를 조립한 후 OBS 합판 또는 샌드위치 패널(7)을 부착한다. 이때, 상부층 상부에 평슬라브 지붕을 설치하는 경우 기둥(70)에 L자 형태의 바닥틀(30)을 설치한 후 바닥틀(30)에 데크 플레이트(50)를 설치하고, 데크 플레이트(50)에 철근과 콘크리트를 타설하여 양생한다.
또, 건축물(1)을 단층으로 형성하는 경우 상기의 방식으로 상부층에 지붕 트러스(60)를 설치하여 곧바로 경사 지붕을 설치하거나 데크 플레이트(50)를 설치하여 평슬라브 지붕을 설치할 수도 있다. 이때, 단열을 위해 OBS 합판이 적용되는 경우 내부에 단열재(미도시)를 삽입할 수도 있다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 기둥과, 기초틀, 바닥틀, 연결 각관, 지붕 트러스를 강재를 적용하였으나, 목재 적용도 가능하고, 주택, 소형 건축물, 창고 등에 적용에 가능하다.
1 : 건축물 3 : 앵커
5 : 베이스 플레이트 7 : OBS 합판 또는 샌드위치 패널
10 : 브라켓 20 : 기초틀
30 : 바닥틀 40 : 연결 각관
50 : 데크 플레이트 60 : 지붕 트러스
70 : 기둥 B : 기초

Claims (6)

  1. 강구조의 건축물 시공방법에 있어서,
    공장에서 각관의 상면에 디귿자 형태로 형성되고, 양면에 볼트홀이 형성된 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 기초틀을 제작하고, 바닥틀을 각각 제작하되, 상기 브라켓의 수평면이 상기 기초틀과 바닥틀에 면접되도록 결합하는 틀 제작 공정과;
    기제작된 상기 기초틀과 바닥틀을 현장으로 운반하는 운반 공정과;
    건축물이 설치될 지표면에 매트 기초 또는 독립 기초를 타설하되, 철근에 앵커를 고정하고, 상기 앵커에 베이스 플레이트를 고정하여 상면 모서리에 상기 베이스 플레이트가 노출되도록 하는 기초 타설 공정과;
    상기 기초의 양생이 완료되면 상기 기초의 베이스 플레이트에 상기 기초틀을 볼트 결합시켜 설치하는 기초틀 설치 공정과;
    상기 기초틀의 상면에 위치한 상기 브라켓에 기둥의 하부를 연결 설치하는 기둥 설치 공정과;
    상기 바닥틀을 인양하여 상기 기둥의 상부에 상기 바닥틀을 조립하여 고정하되, 상기 바닥틀을 상기 기둥에 일정 간격으로 설치하여 1층 이상으로 형성하는 바닥틀 설치 공정; 및
    상기 바닥틀의 타측에 연결 각관 또는 데크 플레이트 또는 지붕 트러스를 조립하여 상부층을 완성하는 상부층 조립 공정으로 이루어지며,
    상기 기둥 설치 공정과, 바닥틀 설치 공정은,
    상기 기둥을 모두 설치한 후 각 기둥에 가벽을 설치하여 상기 바닥틀 전체를 인양하여 설치하거나 또는 일부 기둥을 설치한 상태에서 상기 바닥틀 전체 또는 부분적으로 인양하여 상기 기둥에 설치한 후 나머지 기둥을 설치하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥틀은,
    상기 연결 각관을 설치하는 경우 상기 각관의 양측면에 상기 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 형성하고, 상기 데크 플레이트를 설치하는 경우 철판을 L자 형태로 절곡하여 형성하며, 상기 지붕 트러스를 설치하는 경우 그 단면 형상이 삼각 형태로 형성되고, 일측면에 상기 브라켓을 일정 간격으로 결합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기둥, 연결 각관 및 지붕 트러스의 내측면 또는 외측면에는,
    OBS 합판 또는 샌드위치 패널을 부착하여 벽체, 상판 및 지붕을 형성하는 것을 특징으로 하는 조립이 용이한 강구조 건축물 시공방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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