KR101590794B1 - 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법 - Google Patents

콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

절곡개단면관형태로 내부 콘크리트를 타설하여 제작되는 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥과 유닛구조체의 기둥 제작과 보의 연결이 편리하고 제작 및 설치비용이 저렴해질 뿐만 아니라 효율적으로 단면을 구성할 수 있는 유닛구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 유닛구조체의 콘크리트 충전형 기둥은 재를 직각으로 절곡시키고 절곡단부 일단을 다시 직각으로 절곡시킨 다음, 다시 직각으로 재 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)가 형성되도록 하거나 절곡겹침부을 구부려 형성시킨 개단면 절곡판; 및 저면과 상면에 일체로 형성된 연결홀이 형성된 연결마구리판을 포함하며, 상기 연결마구리판은 사각판재 형태로서 연결마구리판의 모서리와 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 상면 및 저면의 모서리가 서로 일치하도록 하여 콘크리트가 노출된 일측 모서리에 연결홀이 돌출되도록 형성된다.

Description

콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법{STEEL FRAME STRUCTURE USING END CONNECTING PLATE AND CFT COLUMN FOR UNIT MODULAR HOUSE AND THE CONSTRUCTION THEREFOR}
본 발명은 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 특히 절곡개단면관 형태로 내부 콘크리트를 타설하여 제작되는 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 이용하여 유닛구조체의 기둥 제작과 보의 연결이 편리하고 제작 및 설치비용이 저렴해질 뿐만 아니라 효율적으로 단면을 구성할 수 있는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.
유닛구조체(유닛모듈러)를 이용한 주택은 주택의 건축이나 가옥의 증개축을 용이하게 할 수 있고, 건축폐기물을 획기적으로 줄일 수 있는 친환경적인 첨단 주택 건축공법으로 알려져 있다.
이는 현장에서 시공하는 기존의 주택과 달리 공장에서 다수의 입방체로 구성되는 유닛구조체 내부에 각종 내장재(창호 등), 각종 기계설비(욕실 및 주방 등) 및 전기 배선 등을 미리 공장에서 제작하고 이를 현장에 운반하여 조립하여 완성하는 주택이다.
이같이 공장에서 주택이 생산되기 때문에 자동차 생산과 같은 시스템을 갖출 경우 획기적인 생산성 제고와 함께, 시공의 질을 높일 수 있고 3D현상으로 인한 기능인력 문제를 해결할 수 있으며, 쾌적하고 안전한 시공현장을 유지할 수 있다. 뿐만 아니라 유닛구조체를 이용한 주택은 철골구조인 유닛구조체를 현장에 운반하여 레고블록처럼 조립하여 완성하는 방식이어서, 거주자의 취향에 따라 주택을 건축해체할 수 있고 또한 쉽게 내부를 리모델링할 수 있다.
유닛구조체를 이용한 주택건축 방식은 주택 건축의 조립화, 부품화으로 인해 공사기간, 시공비, 환경부하를 기존 건축방식에 비해 약 30%로 절감할 수 있게 하며, 특히 건축 폐기물로 인한 환경부하는 약 90%이상 감소시킬 수 있다.
이러한 유닛구조체는 기둥과 보로 이루어진 철골구조물인데 도 1a를 기준으로 살펴보면 예컨대 기초(1) 위에 유닛구조체(A)가 2층을 이루면서 상,하로 접합되어 있고 좌,우로도 유닛구조체(A)가 서로 접합되고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 유닛구조체(A)가 서로 좌,우,상,하로 접합되면서 접합부(4a,4b,4c)가 발생하고 있음을 알 수 있다.
이러한 유닛구조체(A)는 기둥과 보로 이루어진 철골구조물인데 도 1b를 기준으로 상기 기둥과 보의 접합부 구조를 살펴본다.
먼저, 기둥(10)은 폐쇄형 사각관 형태로 제작되어 4개가 서로 십자형 연결재(15)와 연결브라켓(14)을 이용하여 볼트와 너트와 같은 체결구로 연결되고 있음을 알 수 있다.
특히 상기 연결브라켓(14)은 보(13)와 기둥(10)이 서로 연결되는 부위에 설치됨으로서 연결부위를 보강하는 역할을 하되 각각의 기둥을 서로 긴결되도록 하면서 기둥과 보를 서로 역시 긴결 시키는 기능을 가지게 된다.
또한 보의 상하 긴결을 통해 다수의 보가 상하로도 기둥에 설치될 수 있도록 하는 기능을 가지고 있다.
하지만 상기 기둥(10)을 사각 단면의 각 파이프 형태로 제작할 경우 제작 공정이 복잡해지고, 이로 인해 제작비용이 상승하는 문제가 있다. 또한 접합부의 시공성이 떨어지고 성능확보에도 어려움이 있다는 문제가 있다.
또한 상기 십자형 연결재(15)는 기둥(10)을 관통하도록 볼트와 너트를 체결시키고 있어 연결 작업이 기둥(10) 외부에 노출되어 불필요하게 간섭되는 경우가 많았다.
나아가 도 1c는 종래 CFT(Concrete filled tube)로 제작된 기둥(20)의 단면이 도시되어 있는데, 원형강관 또는 사각강관(20) 내부에 콘크리트(C)가 충전된 기둥(20)인데 단면크기에 따라 강판을 용접하거나 냉간 성형하여 강관들을 제작해야 하므로 제작비용이 과다하게 소요된다는 제약이 있었다.
이에 도 1d와 같이 개방형 콘크리트 충전형 기둥이 소개된 바 있다. 즉, 판재를 직각으로 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)를 형성하고, 내부에 콘크리트(C)가 충전된 개방형 콘크리트 충전형 기둥(40)이 소개되어 있다.
이러한 개방형 콘크리트 충전형 기둥을 서로 조합하여 폐합되도록 하고 콘크리트를 충전시킨 콘크리트 충전형 기둥(40) 및 다이아프램(50)을 철골구조물 및 기둥 접합부가 도 1e 및 도 1f에 각각 도시되어 있다.
즉, 콘크리트(C)가 충전된 폐단면관으로 형성되는 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(40)이, 상부연결판(51); 하부연결판(53); 및 상기 상부연결판과 하부연결판(51,53) 사이에 상면과 저면이 상,하부 연결판(51,53)의 저면과 상면에 접하도록 형성된 복부부재(52);를 포함하여 구성된 다이아프램(50)의 상부 및 하부연결판의 상면 또는 저면에 일체화되며 상기 다이아프램의 복부에 단부면이 접하여 보(60)가 다이아프램(50)에 끼워져 연결되도록 콘크리트(C)가 충전된 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥과 다이아프램을 이용한 철골구조물이 소개되어 있다.
하지만 이러한 콘크리트(C)가 충전된 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(40)과 다이아프램(50)을 이용한 철골구조물은 결국 기둥 접합부를 폐단면관 형태의 콘크리트 충전형 기둥의 접합으로서 형성시키는 경우로서 달리 개단면관 형태의 콘크리트 충전형 기둥을 이용한 접합부는 달리 개시하고 있지 못하고 있음을 알 수 있다.
또한 다이아프램을 이용할 경우 기둥부 접합에 있어 접합성능 및 작업성은 일부 개선될 수 있지만 부가적인 다이아프램이 필수적이므로 아무래도 경제성이 다소 떨어질 수 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 제작이 편리하고 제작비용이 저렴해질 뿐만 아니라 효율적으로 단면을 구성할 수 있고 또한 기둥 접합부의 시공성이 뛰어난 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
즉, 상기 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥은 절곡개단면관 형태로 제작함으로서 간단한 단면 형태로서 제작이 가능하도록 하되, 기둥 접합부에 있어서도 간단한 형태의 연결마구리판과 십자형 연결재를 이용하여 절곡개단면관 형태의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 그대로 이용하여 보다 경제적인 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 경우 일측 모서리가 개방된 개방형 콘크리트 충전형 기둥으로서 내부에 콘크리트를 충전시켜 보다 간단하게 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 제작할 수 있도록 하게 된다.
상기 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥은 유닛구조체에 있어 기둥으로 이용되고 이러한 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥은 보와 직접 연결되어 유닛구조체용 철골구조물로 이용된다.
둘째, 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 저면에는 연결마구리판이 일체로 형성되어 상,하 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥에 있어 간단하게 볼트와 너트를 이용하여 연결될 수 있도록 하고, 상기 연결마구리판에 볼트와 너트를 이용하여 연결되는 십자형 연결재를 이용하여 좌,우 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 간단하게 접합시킬 수 있도록 하게 된다.
셋째, 상기 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 연결마구리판과 연결되는 십자형 연결재에는 마구리접합판이 절곡부위에 형성되도록 하여 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥 접합성능을 증진시킬 수 있도록 하였다.
넷째, 상기 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥은 개단면 절곡판을 이용하여 상하로 연장된 절곡개단면관을 제작하연 콘크리트 구속성능을 높이되 박판을 절곡하여 제작하게 되는데, 종래 다이아프램을 간단하게 절곡겹침부로 구부려 형성시켜 단면강성을 증진시킬 수 있으면서도 충전된 콘크리트와의 합성성능도 확보할 수 있도록 하였다.
본 발명에 따른 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 및 그 시공방법은 간단한 구조의 연결마구리판과 마구리접합판이 형성된 십자형 연결재를 이용하여 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 연결하여 기둥접합부의 구조성능을 충분히 확보(단면강성 증진 및 충전된 콘크리트와의 합성성능 증대)할 수 있으면서도 작업성 및 시공성을 확보할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 유닛구조체의 상,하,좌,우 접합부는 조립 및 해체가 용이하여 유닛구조체의 재활용과 재사용이 가능하며, 이동이 가능하기 때문에 개축 또한 용이하다.
또한 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥은 단면강성확보 및 내화성능을 확보할 수 있으며 박판과 콘크리트를 이용하여 제작하므로 보다 경제적으로 제작이 가능하다.
또한 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 콘크리트 구속에 유리한 절곡개단면관 그대로 이용하여 기둥 접합부를 형성시키므로 단면효율이 극대화되고, 단면강성 대비 단면적을 최적화시킬 수 있게 된다.
이로서 본 발명은 보다 간단한 구조의 유닛구조체를 구성하는 기둥과 보 또는 유닛구조체간의 완전고정을 구현하여 중층 이상 12층 규모의 주거용 건축물을 유닛구조체 시공이 가능하게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 폐단면관 형태의 유닛구조체를 이용한 접합부 및 기둥과 보의 접합부 발췌사시도,
도 1c 및 도 1d는 종래 콘크리트 충전형 기둥의 단면도 및 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 사시도,
도 1e 및 도 1f는 종래 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥을 이용한 철골구조물의 사시도 및 기둥접합부의 구성사시도,
도 2a는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 구성사시도,
도 2b 및 도 2c는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥과 보의 연결구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판 및 십자형 연결재를 이용한 유닛구조체의 사시도 및 십자형연결재 연결구성도,
도 4는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥의 변형예 사시도, 단면도 및 기중접합부 사시도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 시공방법 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)과 보(120)]
도 2a는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 구성사시도,
도 2b와 도 2c는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)과 보(120)의 연결구성도를 도시한 것이다.
본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 특징은 개단면 절곡판(111)을 이용하여 상하로 연장된 절곡개단면관을 제작한 후, 상기 절곡개단면관 내부에 콘크리트(C)를 충전시켜 보다 간단하게 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)을 제작할 수 있도록 하게 된다.
즉, 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)은 도 2a와 같이 얇은 박판인 판재를 직각으로 절곡시키고 절곡단부 일단을 다시 직각으로 절곡시킨 다음, 다시 직각으로 재 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)가 형성되도록 개단면 절곡판(111)을 형성하고,
상기 개단면 절곡판(111) 내부에 콘크리트(C)가 충전된 개방형 콘크리트 충전형 기둥이라 할 수 있다. 이에 외부에서 콘크리트(C)가 일부 노출되도록 하고 있게 된다.
나아가 저면과 상면에는 연결마구리판(112)이 일체로 형성되어 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥 상하를 간단하게 볼트와 너트를 이용하여 연결될 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
결국 전체 연장길이에 걸쳐 동일한 단면형태로서 강재 사용량 및 강판 절곡에 의한 콘크리트 구속이 최대화될 수 있음을 알 수 있다.
이로서 박판인 판재와 콘크리트를 이용하므로 경제적인 제작이 가능하며, 개단면 절곡판(111)이 콘크리트를 감싸 효과적으로 구속하여 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110) 단면강성을 극대화 시키고 있음을 알 수 있으며 이에 단면강성이 증진된 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 내화성능을 크게 확보할 수 있음을 알 수 있다.
이때 상기 저면과 상면에는 연결마구리판(112)은 사각판재 형태로서 연결마구리판(112)의 모서리와 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상면 및 저면의 모서리가 서로 일치하도록 하여 자연스럽게 콘크리트가 노출된 일측 모서리 쪽으로 연결홀(113)이 돌출되도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.
이러한 연결홀(113)은 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상하 연결에 이용된다.
이에 도 2b 및 도 2c에 의하면 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)과 보(120:120a,120b)의 연결구성을 살펴볼 수 있다.
즉, 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)과 보(120:120a,120b)가 서로 접합되어 바닥판용 데크(300)가 보에 설치되도록 하여 유닛구조체(A)를 제작하게 되는데, 상기 보(120)는 절곡부재(120a) 또는 바닥판지지부(121b)가 형성된 절곡부재(120b)를 각각 이용하게 된다.
이에 도 2b는 유닛구조체(A)에 있어 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상단 개단면 절곡판(111) 측면에 ㄷ자형 채널과 같은 절곡부재(120a)인 보(120)의 측면이 직접 용접에 의하여 연결되고 있음을 알 수 있다.
즉, 개단면 절곡판(111) 측면은 단면이 크지 않아 절곡부재(120a)도 수직으로 세워 측면과 개단면 절곡판(111) 측면이 서로 연결되도록 함으로서 연결부위 단면을 최적화시켜 이용하고 있음을 알 수 있다.
또한 도 2c에 의하면 유닛구조체(A)에 있어 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 하단 개단면 절곡판(111) 측면에 바닥판지지부(121b)가 형성된 절곡부재(120b)인 보(120)의 측면이 직접 용접에 의하여 연결되고 있음을 알 수 있다.
즉, 개단면 절곡판(111) 측면은 단면이 크지 않아 절곡부재(120a)도 수직으로 세워 측면과 개단면 절곡판(111) 측면이 서로 연결되도록 함으로서 연결부위 단면을 최적화시켜 이용하고 있음을 알 수 있다.
이에 역시 개단면 절곡판(111) 측면은 단면이 크지 않아 절곡부재(120a)도 수직으로 세워 측면과 개단면 절곡판(111) 측면이 서로 연결되도록 함으로서 연결부위 단면을 최적화시켜 이용하고 있음을 알 수 있다.
이때 데크(300) 지지를 위하여 상기 데크지지부(121b)는 수직판 상단에 절곡된 수평판 형태로서 ㄱ자 형태로 측면에 형성되어 있음을 알 수 있다.
나아가 상기 데크(300)는 바닥판콘크리트에 의하여 매립되어 유닛구조체에 있어 바닥판이 형성되게 된다. 물론 상기 데크(300)는 PC(프리캐스트 콘크리트)로 제작된 것을 포함하는 개념이며 바닥판 콘크리트를 타설하지 않지 않고 바닥판을 형성시킬 수도 있다.
[ 콘크리트 충전형 기둥(110)과 십자형 연결재(130)를 이용한 유닛구조체]
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)과 십자형 연결재를 이용한 유닛구조체(100)의 접합 사시도를 도시한 것이다.
상기 유닛구조체(100)는 철골구조물로서 복수 개의 콘크리트 충전형 기둥(110)과 보(120)로 구성되어 있는데, 모서리에 배치된 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상 하단에 각각 수평으로 연결된 복수 개의 보(120)로 구성되어 박스형태의 철골구조물로 이루어지고 있음을 알 수 있다.
또한 각 콘크리트 충전형 기둥(110)에는 2개의 보(120)가 서로 직각으로 연결되고 있음을 알 수 있다.
이에 도 3a와 같이 복수개의 유닛구조체(100)가 수평으로 즉 좌,우로 연결(수평 접합)되도록 하고, 서로 좌,우로 접합된 유닛구조체(100)들이 도 3b와 같이 상,하로 연결(수직 접합)되어 복수층의 유닛구조체로 시공된다.
즉, 상기 유닛구조체(100)는 상,하,좌,우로 다른 유닛구조체(100)가 수평 및 수직 접합되도록 시공되는 이 과정에서 인접한 콘크리트 충전형 기둥(110)을 서로 연결시켜 복수개가 서로 연결되도록 설치되어 주거용 건축물을 복수층의 유닛구조체로 시공하게 된다.
이에 도 3a에 의하면 4개의 유닛구조체(100)를 수평으로 연결시킴에 있어 2개 및 4개의 기둥이 접합되는 부위가 발생함을 알 수 있다.
나아가 도 3b에 의하면 8개의 유닛구조체(100)를 수평 및 수직으로 연결시킴에 있어 추가로 4개, 8개의 기둥이 접합되는 부위가 발생함을 알 수 있다.
이에 본 발명은 기둥(110)과 보(120)의 접합부위, 서로 인접한 유닛구조체(100)의 기둥(110)과 보의 접합부위는 복수개의 기둥과 보가 연결됨을 알 수 있다.
구체적으로 도 3a를 기준으로 유닛구조체의 좌,우 수평결합에 있어 살펴보면, 절곡부재(120a)가 연결된 콘크리트 충전형 기둥(110) 4개가 십자형 연결재(130)에 의하여 서로 연결되고 있음을 알 수 있다.
즉, 유닛구조체(100)의 상단은 보(120)가 절곡부재(120a)로 형성되어 있으며 기둥접합부에 있어 보는 수평으로 간단하게 서로 볼트와 너트에 의하여 결합되도록 하고 있음을 알 수 있다.
또한 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상면에 연결마구리판(112)이 형성되어 있어 유닛구조체의 상,하 결합에 이용되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 십자형 연결재(130)는 십자형으로 서로 교차하는 연결판(131)과 상기 콘크리트 충전형 기둥의 연결마구리판(112)과 볼트와 너트에 의하여 연결되는 마구리접합판(132)이 절곡부위에 형성되도록 하여 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥 접합성능을 증진시킬 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 연결마구리판(112) 상면에 마구리접합판(132)의 저면이 접하도록 하여 서로 볼트와 너트로 체결시킬 경우 상,하 결합이 가능하게 됨을 알 수 있다.
또한 도 3b를 기준으로 살펴보면, 도 3a에서 수평으로 연결된 4개의 유닛구조체의 상부에는 다른 수평으로 연결된 4개의 유닛구조체가 십자형 연결재(130)에 의하여 연결되고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 다른 수평으로 연결된 4개의 유닛구조체(100)의 경우 하단에는 데크(300) 설치를 위한 바닥판지지부(121b)가 형성된 절곡부재(120b)인 보(120)가 볼트와 너트에 의하여 서로 수평으로 연결되어 있음을 알 수 있다.
이에 기둥 접합부에 있어 십자형 연결재(130)의 마구리접합판(132)을 기준으로 상부 유닛구조체의 연결마구리판(112)가 상면에 접하고, 하부 유닛구조체의 연결마구리판(112)이 저면에 접하도록 한 상태에서 볼트와 너트에 의하여 연결되도록 하여 간단하게 상,하,좌,우로 8개의 유닛구조체(100)의 기둥접합부 연결이 가능하게 됨을 알 수 있다.
[ 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)과 보(120)의 변형예]
도 4는 본 발명의 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 변형예 사시도, 단면도 및 기중접합부 사시도를 도시한 것이다.
도 2a에서 살펴본 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)은 얇은 박판인 판재를 직각으로 절곡시키고 절곡단부 일단을 다시 직각으로 2회 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)가 형성되도록 개단면 절곡판(111)을 형성하고, 상기 개단면 절곡판(111) 내부에 콘크리트(C)가 충전된 개방형 콘크리트 충전형 기둥이다.
이때 얇은 박판인 판재를 절곡시키되, 절곡겹침부(111a)로 구부려 형성시켜 단면강성을 증진시킬 수 있으면서도 충전된 콘크리트와의 합성성능을 극대화시킨 것이다.
즉, 개단면 절곡판(111) 내측면에 종래와 같이 단면 강성 증진을 위한 다이아프램을 별도 형성시키는 경우 부착도 문제이지만 작업성과 경제성이 떨어지게 되므로 본 발명은 특히 절곡겹침부(111a)로 구부려 형성시키는 방식으로 단면강성을 충분히 확보하면서 충전 콘크리트와의 합성성능도 확보할 수 있도록 한 것이다.
이에 절곡겹침부(111a)가 형성된 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 좌,우,상,하 접합에 의한 기둥접합부에 있어 특히 부족한 연결강성을 충분히 확보할 있게 된다. 이때 상기 절곡겹침부(111a)는 개단면 절곡판(111) 내측면에 수평으로 연장되도록 형성시키게 된다.
[ 콘크리트 충전형 기둥과 십자형 연결재를 이용한 유닛구조체의 시공방법]
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 콘크리트 충전형 기둥과 십자형 연결재를 이용한 유닛구조체 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
먼저, 도 5a와 같이 유닛구조체(100)와 십자형 연결재(130)를 미리 준비하게 된다.
상기 유닛구조체(100)는 사각 철골구조물로서 4 모서리에 앞서 살펴본 콘크리트 충전형 기둥(110)이 각각 설치되고, 콘크리트 충전형 기둥(110) 하단 사이사이에는 데크지지부(121b)가 형성된 ㄷ자형 채널부재(120b)인 보(120)의 단부가 연결되어 있음을 알 수 있다.
또한 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단 사이사이에는 절곡부재(120a)인 보(120)의 단부가 연결되어 있음을 알 수 있다.
또한, 유닛구조체(100)를 좌,우로 수평 연결시키기 위하여 기둥접합부 상단에 십자형 연결재(130)를 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110) 사이에 삽입하여 연결마구리판(112)의 연결홀과 십자형 연결재(130)의 마구리접합판(132)이 서로 연통되도록 세팅시켜 놓게 된다.
이에 도 5b와 같이 유닛구조체(100)를 상,하로 수직 연결시키기 위하여 수평 연결된 유닛구조체(100)의 십자형 연결재(130)의 마구리접합판(132) 상면에 유닛구조체(100)의 콘크리트 충전형 기둥의 하단에 형성된 연결마구리판(112)의 저면이 접하도록 하여 간단하게 볼트와 너트를 체결하게 된다. 물론 유닛구조체(100)에 있어 그 상,하,좌,우 설치개수는 원하는 만큼 추가할 수 있을 것이다.
다음으로는 미도시하였지만 도 2c와 같이 유닛구조체(100)의 바닥판지지부(121b)가 형성된 절곡부재(120b)인 보(120) 사이사이에는 데크(300)의 단부가 지지되도록 한 후, 바닥판 콘크리트를 타설하여 유닛구조체(100)에 바닥판을 형성시키게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 유닛구조체
110: 콘크리트 충전형 기둥
111: 개단면 절곡판
111a: 절곡겹침부
112: 연결마구리판
113: 연결홀
120: 보
120a: ㄷ자형 채널부재
120b: 데크지지부가 형성된 ㄷ자형 채널부재
121b: 데크지지부
130: 십자형 연결재
131: 연결판
132: 마구리접합판
133: 연결홀
300: 데크

Claims (10)

  1. 콘크리트 충전형 기둥(110)이 4 모서리에 형성되며, 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단과 하단의 콘크리트 충전형 기둥(110) 사이사이에 보(120)의 단부가 연결되며, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 하단 사이사이에는 데크지지부(121b)가 형성된 ㄷ자형 채널부재(120b)인 보(120)의 단부가 연결되며, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단 사이사이에는 절곡부재(120a)인 보(120)의 단부가 연결되는 사각 철골구조물로서,
    상기 콘크리트 충전형 기둥(110)은 판재를 직각으로 절곡시키고 절곡단부 일단을 다시 직각으로 절곡시킨 다음, 다시 직각으로 재 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)가 형성된 개단면 절곡판(111); 및 저면과 상면에 일체로 형성된 연결홀(113)이 형성된 연결마구리판(112)을 포함하며,
    상기 연결마구리판(112)은 사각판재 형태로서 연결마구리판(112)의 모서리와 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상면 및 저면의 모서리가 서로 일치하도록 하여 콘크리트가 노출된 일측 모서리에 연결홀(113)이 돌출되도록 형성시키는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 개단면 절곡판(111)은 절곡 시, 절곡겹침부(111a)을 구부려 형성시키되 개단면 절곡판(111) 내측면에 상기 절곡겹침부(111a) 돌출되도록 형성되도록 하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유닛구조체의 수평접합에 있어 기둥접합부는
    서로 수평접합되는 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)의 보(120)는 볼트 및 너트에 의하여 서로 결합되도록 하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수평결합된 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110) 사이사이에는 십자형 연결재(130)가 삽입되어 서로 볼트와 너트에 의하여 연결되도록 하되,
    상기 십자형 연결재(130)는 십자형으로 서로 교차하는 연결판(131)과 상기 연결판(131)이 교차하는 절곡부위에 수평판 형태로 연결홀(133)이 형성된 연결마구리판(132);을 포함하도록 하여,
    상기 연결마구리판(132)에 콘크리트 충전형 기둥(110)의 마구리접합판(112)이 서로 접하면서 연결홀들(113,133)이 서로 연통되어 볼트와 너트에 의하여 연결되도록 하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수평결합된 유닛구조체의 수직접합에 있어 기둥접합부는
    서로 수직접합되는 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)의 보(120)는 볼트 및 너트에 의하여 서로 결합되도록 하는 콘크리
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수평결합된 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)에 설치된 십자형 연결재(130)에 유닛구조체가 상,하로 서로 볼트와 너트에 의하여 연결되도록 하되,
    콘크리트 충전형 기둥(110)의 연결마구리판(112)에 형성된 연결홀(113)에 연통되도록 배치된 십자형 연결판(130)의 연결마구리판(132) 상면에는 다른 수평결합된 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)의 저면에 설치된 연결마구리판(112)이 접하도록 설치되어, 상부 및 하부의 연결마구리판(112) 사이에 접하도록 설치된 십자형 연결판(130)의 연결홀들(113,133)도 볼트 및 너트에 의하여 서로 결합되도록 하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체.
  7. (a) 판재를 직각으로 절곡시키고 절곡단부 일단을 다시 직각으로 절곡시킨 다음, 다시 직각으로 재 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)가 형성된 개단면 절곡판(111); 및 저면과 상면에 일체로 형성된 연결홀(113)이 형성되며 사각판재 형태로서 연결마구리판(112)의 모서리와 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상면 및 저면의 모서리가 서로 일치하도록 하여 콘크리트가 노출된 일측 모서리에 연결홀(113)이 돌출되도록 형성된 연결마구리판(112)을 포함하는 콘크리트 충전형 기둥(110)을 구비하는 단계;
    (b) 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)이 4 모서리에 형성되며, 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단과 하단의 콘크리트 충전형 기둥(110) 사이사이에 보(120)의 단부가 연결되며, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 하단 사이사이에는 데크지지부(121b)가 형성된 ㄷ자형 채널부재(120b)인 보(120)의 단부가 연결되며, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단 사이사이에는 절곡부재(120a)인 보(120)의 단부가 연결되는 사각 철골구조물인 유닛구조체(100)를 구비하는 단계; 및
    (c) 십자형으로 서로 교차하는 연결판(131)과 상기 연결판(131)이 교차하는 절곡부위에 수평판 형태로 연결홀(133)이 형성된 연결마구리판(132);을 포함하는 십자형 연결재(130)를 수평접합되는 유닛구조체의 4개의 콘크리트 충전형 기둥 사이사이에 삽입하여 볼트와 너트를 이용하여 연결하는 단계를 포함하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 시공방법.
  8. (a) 판재를 직각으로 절곡시키고 절곡단부 일단을 다시 직각으로 절곡시킨 다음, 다시 직각으로 재 절곡시켜 일측 모서리에 개방된 기둥 개구부(S)가 형성되도록 함과 더불어 상기 절곡 시, 절곡겹침부(111a)을 구부려 형성시킨 개단면 절곡판(111); 및 저면과 상면에 일체로 형성된 연결홀(113)이 형성되며 사각판재 형태로서 연결마구리판(112)의 모서리와 유닛구조체용 콘크리트 충전형 기둥(110)의 상면 및 저면의 모서리가 서로 일치하도록 하여 콘크리트가 노출된 일측 모서리에 연결홀(113)이 돌출되도록 형성된 연결마구리판(112)을 포함하는 콘크리트 충전형 기둥(110)을 구비하는 단계;
    (b) 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)이 4 모서리에 형성되며, 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단과 하단의 콘크리트 충전형 기둥(110) 사이사이에 보(120)의 단부가 연결되며, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 하단 사이사이에는 데크지지부(121b)가 형성된 ㄷ자형 채널부재(120b)인 보(120)의 단부가 연결되며, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 상단 사이사이에는 절곡부재(120a)인 보(120)의 단부가 연결되는 사각 철골구조물인 유닛구조체(100)를 구비하는 단계; 및
    (c) 십자형으로 서로 교차하는 연결판(131)과 상기 연결판(131)이 교차하는 절곡부위에 수평판 형태로 연결홀(133)이 형성된 연결마구리판(132);을 포함하는 십자형 연결재(130)를 수평접합되는 유닛구조체의 4개의 콘크리트 충전형 기둥 사이사이에 삽입하여 볼트와 너트를 이용하여 연결하는 단계를 포함하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 시공방법.
  9. 제 7항 또는 8항에 있어서,
    상기 (c)단계 이후에, 상기 수평결합된 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)에 설치된 십자형 연결재(130)에 콘크리트 충전형 기둥(110)의 연결마구리판(112)에 형성된 연결홀(113)에 연통되도록 배치된 십자형 연결판(130)의 연결마구리판(132) 상면에는 다른 수평결합된 4개의 콘크리트 충전형 기둥(110)의 저면에 설치된 연결마구리판(112)이 접하도록 설치되어, 상부 및 하부의 연결마구리판(112) 사이에 접하도록 설치된 십자형 연결판(130)의 연결홀들(113,133)도 볼트 및 너트에 의하여 서로 결합되도록 하여 유닛구조체가 상,하로 서로 볼트와 너트에 의하여 연결되도록 하는 (d) 단계를 더 포함하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 시공방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (d)단계 이후에, ㄷ자형 채널부재(120b)의 데크지지부(121b)에 데크(300)의 단부가 지지되도록 설치하여 바닥판을 더 형성시키는 (e) 단계가 더 포함되도록 하는 콘크리트 충전형 기둥과 연결마구리판을 이용한 유닛구조체 시공방법.


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