KR101852721B1

KR101852721B1 - 건축물용 제진 패널 및 이를 이용한 목조건물 건축 방법

Info

Publication number: KR101852721B1
Application number: KR1020170065532A
Authority: KR
Inventors: 고우찬
Original assignee: 고우찬
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-04-27

Abstract

본 발명은 건축물용 제진 패널 및 이를 이용한 목조건물 건축 방법에 관한 것으로, 사각형으로 형성된 금속재 프레임(110)의 대각선에 위치되는 복수개 코너 내측에 판스프링을 각각 설치하여 제진을 위한 비용이 대폭 감소되면서 용이하게 제조가 가능하도록 하고 건축물에 설치가 용이하도록 하며, 상기 제진 패널을 목조주택의 시공 과정에서 각 코너별 양 모서리에 설치함으로써 도리를 정확하게 설치할 수 있어 시공성이 향상되고, 지진발생시 뒤틀림에 의한 벽체 및 지붕손상을 억제하도록 함으로써 건축물의 지진에 대한 내구성이 향상되도록 한 것이다.

Description

건축물용 제진 패널 및 이를 이용한 목조건물 건축 방법{Energy dissipation frame for structure and structural method of wooden building }

본 발명은 건축물용 제진 패널 및 이를 이용한 목조건물 건축 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단하고 저렴하게 설치가 가능하고 건축물에 가해지는 진동을 감쇄시킴과 아울러, 목조건물 건축이 용이하고 정교하게 이루어지도록 한 건축물용 제진 패널 및 이를 이용한 목조건물 건축 방법에 관한 것이다.

지진 발생시 건축물의 붕괴로 인한 인명 및 재산 피해를 방지하기 위하여 사용되고 있는 제진 기술은 구조물 자체에서 구조물의 진동과 반대되는 방향으로 인위적인 힘을 가하여 진동을 제어하는 설비를 갖춘 것을 말한다.

특히 지진하중이나 풍하중에 의해서 건축물이 횡으로 진동하게 될 때, 각 층의 횡방향 변위가 합쳐지면 저층과 고층 사이의 변위차가 커지므로, 건축물의 안정을 위해서 제진기술의 필요성은 점차 확대되고 있다.

이에 최근 사용되고 있는 제진장치의 예로는 도 1에 나타내는 바와 같이 구조물의 변위가 크게 발생하는 곳 즉, 구조물의 코너에 구비되는 댐퍼(90)와 가새부재(81)(82)(83)(84)로 이루어지는데, 상기 댐퍼(90)는 통상 실린더를 사용하므로 그 체적이 감쇄력과 비례되어 가급적 큰 체적의 실린더를 사용하여야 하나, 설치되는 장소에 공간적 제약이 있는 경우 즉, 벽면과 같이 그 폭이 제한되는 곳에서는 원하는 감쇄력을 갖도록 충분히 큰 체적의 실린더를 설치할 수 없거나 설치가 어려워지는 문제점이 있었으며, 비용 또한 많이 드는 문제점이 있었다.

일반적으로 목조주택은 기둥, 보, 도리 등 기본 뼈대와 벽면 등에 목재를 주로 이용하는 것으로, 나무가 가지고 있는 고유의 색상과 자연스러운 굴곡과 자연미를 만끽할 수 있고 외관상의 웅장함을 표현해낼 수 있는 장점이 있으며 나무 고유의 색감은 마음의 평온을 유지시키는 역할도 한다.

또한, 나무의 완벽한 습도조절 공기정화 능력은 어떤 건축소재보다 뛰어나며 집 내부의 적당한 습도를 유지하여 사람이 살기에 최적의 공간을 만들어 주고, 나무에서 발산하는 나무의 향은 사람들에게 안정감과 평안함을 준다.

그러나 상기와 같이 기둥, 보 등을 주로 나무를 사용하므로 주택을 건축함에 있어 수직이나 수평을 맞추는 것이 용이하지 않아 건축이 용이하지 않고 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.

한편, 댐퍼 또는 가새와 이들의 결합으로 이루어진 제진 설계가 적용된 목조 건축물의 시공 또한 거의 이루어지지 않아 목조건축물의 지진에 대한 대응설계가 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

등록특허 10-1211145 등록특허 10-1735060

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사각형으로 형성된 금속재 프레임(110)의 복수개 코너 내측에 판스프링을 각각 설치하여 제진을 위한 비용이 대폭 감소되면서 용이하게 제조가 가능하도록 하고 건축물에 설치가 용이하도록 한 건축물용 제진 패널을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 상기한 제진 패널을 목조주택의 시공 과정에서 각 코너별 양 모서리에 설치함으로써 도리를 정확하게 설치할 수 있어 시공성이 향상되고, 지진발생시 뒤틀림에 의한 벽체 및 지붕손상을 억제하도록 함으로써 건축물의 지진에 대한 내구성이 향상되도록 한 목조건물 건축 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 사각 틀형으로 형성된 금속재 프레임(110)과, 상기 금속재 프레임(110)의 코너 내측에 구비되고 각 코너별로 휨정도가 다른 복수개씩을 사용하여, 휨방향이 동일하게 위치되고 중심부는 서로 이격되며 양 단부는 인접한 복수개 모서리에 각각 체결되는 판스프링(120)(130) 및, 상기 복수개의 판스프링(120)(130) 이격부에 수직으로 구비되어 복수개의 판스프링(120)(130)을 연결하는 압축스프링(140)을 포함하여 제진 패널이 구성되고,
상기 제진 패널은 목조 건축물의 시공과정에서 기초(210)상에 구비된 기초철골(220)의 각 코너별 양측 모서리에 각각 수직으로 설치되고, 그 측부로 목재 벽면 패널을 연결하여 목조 건축물의 벽면을 형성하되, 복수 개 금속재 프레임(110) 하부는 각각 기초철골(220) 상에 각각 용접으로 결합되고, 복수개 금속재 프레임(110)간 서로 접하는 측면은 용접으로 결합하는 것을 특징으로 하는 목조 건축물용 제진 패널을 제공하여, 저렴한 비용으로 용이하게 제작 및 설치가 가능하도록 하고, 강도를 보강하며, 복원력을 향상한다.

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또한 판스프링이 설치되는 프레임은 하부 기초 철골과 용접으로 고정되어 벽과 기초를 일체화하여 구조물의 안정도를 더 향상시킨다.

또, 상기 제진 패널은 금속재 사각 프레임(110) 내측으로 단열재를 충진한 후 판재로 양면을 마감한다.

본 발명의 다른 특징은 상기 제진 패널을 목조 건축물의 시공과정에서 기초시공 완료 후, 벽체시공과정에서 각 코너별 양 모서리에 설치하고, 상기 제진 패널에 연결하여 벽면 패널을 설치하는 것을 특징으로 하는 목조 건축물의 시공 방법에 있다.

또한, 상기 제진 패널 내측 또는 외측 또는 내/외측 모두와 접하도록 목재 패널을 더 설치하고, 상기 제진 패널과 목재 패널의 두께를 합한 두께의 벽면 패널을 그 측부로 밀착설치하는 것을 특징으로 하는 목조 건축물의 시공 방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면 제진 패널을 제작함에 있어서 복수개의 판스프링과 압축스프링만 있으면 되므로 비용이 대폭 감소되고, 이로 인하여 건물의 제진 시공비용도 감소되는 효과가 있다.

아울러, 상기 제진 패널을 건축물에 설치함으로써 지진에 대한 건축물의 내구성을 향상시키고, 제진 패널을 코너의 양 모서리에 설치함으로써 수평 진동외 뒤틀림 등에 대해서도 진동을 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제진 패널을 건축물의 코너에 설치함으로써 건축물의 설계과정에서 벽면이나 도리, 지붕설치를 위한 수직 및 수평을 정확하게 맞출 수 있어 건축물의 시공이 용이하고 정확하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 종래 제진 장치를 나타내는 도면
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 제진 패널을 나타내는 도면
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제진 패널을 이용한 조립식 목조 주택 시공예를 나타내는 도면
도 6은 본 발명에 따른 제진 패널의 시공예를 나타내는 도면

이하 본 발명의 실시 예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 건축물용 제진 패널은 도 2에 나타내는 바와 같이 사각형으로 형성된 금속재 프레임(110), 상기 금속재 프레임(110)의 양측 대각선 코너 내측에 구비되고 양 단부가 인접한 복수개 모서리에 각각 체결되는 판스프링(120)(130)을 포함하여 구성된다.

상기에서 판스프링(120)(130)은 각 코너별로 휨정도가 다른 복수개씩을 사용하며, 상기 복수개의 인접한 판스프링(120)(130)을 압축스프링(140)으로 연결하여 강도를 보강하고 복원력을 향상하며 형태를 유지한다.

이때, 복수 개의 판스프링(120)(130)은 그 단부가 일치하도록 금속재 프레임(110)에 설치되어 중심부는 서로이격되고, 상기 이격부에 압축스프링(140)이 설치되는 것이다.

그리고, 상기 금속재 프레임(110) 내측으로 도 3에 나타내는 바와 같이 유리섬유, 발포폼 등 단열재(150)를 충진한 후 양면을 판재(160)로 마감하여 주택시공시 사용한다.

이와 같은 건축물용 제진 패널(100)은 지진 발생시 상기 복수개의 판스프링(120)(130)이 펼쳐지거나 원복되면서 건축물에 가해지는 진동을 감쇄할 뿐 아니라 건축물을 구성하는 벽면패널이나 지분 등이 원위치를 유지하도록 지지하여 준다.

한편, 상기한 건축물용 제진 패널을 이용한 목조건물 건축 방법을 하기에서 살펴본다.

우선, 도 4에 나타내는 바와 같이 건축하고자 하는 곳의 터파기 후 콘크리트 모르타르를 타설하여 기초(210)를 시공하고, 상기 기초(210) 상에 금속각관(바람직하게는 75mm * 75mm의 아연각관)으로 건축물의 설계도에 따라 기초철골(220)을 설치한다.

이후, 상기 기초철골(220)의 각 코너별 양 모서리에 제진 패널(100)을 용접이나 볼트 등을 이용하여 설치하고, 각 제진 패널(100)간에도 용접을 통하여 서로 결합한 후, 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 제진 패널(100)의 측부에 벽면 패널(200)을 설치한다.

이때, 상기 제진 패널(100)은 도 3에 나타내는 바와 같이 금속재 프레임(110) 내측으로 단열재(150)를 충진하고 그 양면에 판재(160)를 설치하여 마감과 단열성을 확보한다.

또한 상기 코너에 설치되는 제진 패널(100)에서 판스프링(120)(130)은 서로 대칭되는 위치에 위치되도록 복수개의 제진 패널(100)이 배치되는데 도 4에 나타내는 바와 같이 복수개의 제진 패널(100)에서 상부 판스프링(120)(130)은 모두 서로 접하는 코너측에 위치되고, 하부 판스프링(120)(130)은 모두 서로 이격된 코너측에 위치된다.

이 과정에서 상기 제진 패널(100)은 인접한 벽체 패널(100)과 동일한 두께로 형성할 수도 있으나, 도 6에 나타내는 바와 같이 상기 벽체 패널(100)보다 얇은 두께로 제진 패널(100)을 형성하고, 상기 제진 패널(100) 내측 또는 외측 또는 내/외측 모두와 접하도록 목재 패널(250)을 더 설치할 수도 있는데, 상기 제진 패널(100)과 목재 패널(250)의 두께를 합한 두께가 벽면 패널(100)과 동일하도록 그 치수를 조정한다.

상기에서 목재 패널은 목재로 이루어진 사각프레임의 내측에 단열재를 충진하고 양측을 판재로 마감한 것으로 벽면 패널(200)과 구조는 동일하나 두께만 얇은 것이다.

이와 같이 벽면을 시공한 후, 벽면 상부에 장선과 도리를 설치하고 지붕을 시공하게 되는데, 상기한 바와 같이 벽면시공시 코너부분을 수평과 수직을 맞추기 용이한 금속재 프레임(110)을 사용한 제진 패널(100)을 설치함으로써, 벽면 패널을 상기 제진 패널(100)에 밀착시켜 설치하는 것만으로 수평 및 수직이 정확하게 유지될 수 있으므로 이후 장선, 도리 등을 설치하는 작업이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

100 : 제진 패널 110 : 금속재 프레임
120, 130 : 판스프링 140 : 압축스프링

Claims

사각 틀형으로 형성된 금속재 프레임(110)과, 상기 금속재 프레임(110)의 코너 내측에 구비되고 각 코너별로 휨정도가 다른 복수개씩을 사용하여, 휨방향이 동일하게 위치되고 중심부는 서로 이격되며 양 단부는 인접한 복수개 모서리에 각각 체결되는 판스프링(120)(130) 및, 상기 복수개의 판스프링(120)(130) 이격부에 수직으로 구비되어 복수개의 판스프링(120)(130)을 연결하는 압축스프링(140)을 포함하여 제진 패널이 구성되고,
상기 제진 패널은 목조 건축물의 시공과정에서 기초(210)상에 구비된 기초철골(220)의 각 코너별 양측 모서리에 각각 수직으로 설치되고, 그 측부로 목재 벽면 패널을 연결하여 목조 건축물의 벽면을 형성하되, 복수 개 금속재 프레임(110) 하부는 각각 기초철골(220) 상에 각각 용접으로 결합되고, 복수개 금속재 프레임(110)간 서로 접하는 측면은 용접으로 결합하는 것을 특징으로 하는 목조 건축물용 제진 패널.
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목조 건축물의 시공과정에서 기초시공 완료 후, 벽체시공과정에서 기초 상에 구비된 기초 철골의 각 코너별 양 모서리에 청구항 1에 따른 복수개 목조 건축물용 제진 패널의 하부를 각각 용접으로 수직 설치하고, 각 제진 패널간 접하는 측면을 용접으로 결합한 후, 상기 제진 패널의 측부로 목재 벽면 패널을 연결 설치하여 벽면을 형성하는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 목조 건축물의 시공 방법.