KR102703615B1

KR102703615B1 - 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터

Info

Publication number: KR102703615B1
Application number: KR1020220109349A
Authority: KR
Inventors: 최영락; 이상진; 김승일; 김치엽; 백나람; 윤성진; 박재용
Original assignee: 디엘이앤씨 주식회사
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2024-09-04
Also published as: KR20240030384A

Abstract

본 발명은 모듈러 유닛에서 수직부재와 수평부재를 접합하기 위하여 콘크리트 본체블록의 측면 및 상부 또는 하부에 각각 수평부재연결부 및 수직부재연결부가 일체로 구비되어, 충분한 구조적 성능을 확보하면서도 타 부재와의 조립성이 우수하고, 별도의 내화 처리가 필요 없으며, 경제적인 시공이 가능한 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터에 대한 것이다.
본 발명은 네 모서리에 상호 이격되도록 구비되는 수직부재와 이웃하는 수직부재의 상단과 하단 사이를 각각 연결하는 수평부재로 구성되는 모듈러 유닛에서 상기 수직부재와 수평부재를 접합하기 위한 것으로, 콘크리트로 형성되는 본체블록; 상기 수평부재를 접합하기 위해 상기 본체블록의 적어도 2 이상의 측면에 본체블록에서 연장되어 일체로 돌출되도록 콘크리트로 형성되는 수평부재연결부; 상기 수직부재를 접합하기 위해 상기 본체블록의 상부 또는 하부에 본체블록에서 연장되어 일체로 돌출 형성되는 수직부재연결부; 상기 본체블록의 내부에 수직 방향으로 구비되어 매립되는 복수의 수직정착바; 상기 수직부재연결부의 내부에 매립되는 것으로 상기 수직정착바의 일단이 나사 결합되어 고정되는 정착플레이트; 및 상기 수직부재를 수직부재연결부에 고정하기 위한 결합볼트가 체결되도록 상기 수직부재연결부의 각 측면에 매립되는 복수의 볼트커플러; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터{Connector for modular unit with anchor plate and joint device}

본 발명은 모듈러 유닛에서 수직부재와 수평부재를 접합하기 위하여 콘크리트 본체블록의 측면 및 상부 또는 하부에 각각 수평부재연결부 및 수직부재연결부가 일체로 구비되되, 수직부재연결부에 정착플레이트와 볼트커플러가 매립되어, 충분한 구조적 성능을 확보하면서도 타 부재와의 조립성이 우수하고, 별도의 내화 처리가 필요 없으며, 경제적인 시공이 가능한 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터에 대한 것이다.

모듈러 건축은 현장에서 각 부재를 시공하는 RC 공법이나 공장에서 사전 제작된 개별 부재를 현장에서 조립하는 PC 공법과 달리, 공장에서 전체 부재가 박스형으로 사전 제작된 모듈러 유닛을 현장에서 상하좌우로 적층하여 완성되는 구조 시스템이다.

이러한 모듈러 시스템은 골조 프레임뿐 아니라 각종 내외장재, 기계설비, 전기 배선 등의 설치 공정이 대부분 공장에서 이루어진다. 그러므로 우수하고 균질한 품질 확보가 가능하고, 현장 공정을 최소화하여 공기를 크게 단축할 수 있다.

모듈러 시스템을 이루는 모듈러 유닛은 통상 각 모서리에 수직부재가 구비되고, 수직부재의 상단과 하단은 수평부재로 연결되어 직육면체 형상으로 이루어진다.

종래 모듈러 유닛은 공장 제작 시 주로 용접에 의해 각 부재를 접합하였다(등록특허 제10-0923637호, 제10-1031299호 등).

그러나 용접에 의한 접합 방식은 열 변형 등 품질 저하 우려가 있다. 또한, 수직부재와 수평부재의 접합부는 용접 부위가 짧고 복잡해 자동화 생산에 한계가 있어 생산성이 떨어진다. 아울러 유지 및 보수를 위해 부재 해체 시 부재를 절단해야 하므로 해체 작업이 번거롭고, 자재 재활용이 곤란하다.

등록특허 제10-1628092호에서는 기둥과 보 부재를 접합하기 위해 강재 코너 블록을 사용한다. 그러나 상기 기술 역시 기둥과 보 부재를 코너 블록에 용접 결합하므로 생산성이 떨어진다. 그리고 강재 블록은 주조에 의해 제작되므로 제조 비용이 고가이고, 강재량이 많이 소요되어 경제성이 떨어지며, 내화 처리를 별도로 해야 하는 번거로움이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 모듈러 유닛에서 수직부재와 수평부재를 접합하기 위한 것으로, 충분한 구조적 성능을 확보하면서도 타 부재와의 조립성이 우수하고, 별도의 내화 처리가 필요 없으며, 경제적인 시공이 가능한 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 네 모서리에 상호 이격되도록 구비되는 수직부재와 이웃하는 수직부재의 상단과 하단 사이를 각각 연결하는 수평부재로 구성되는 모듈러 유닛에서 상기 수직부재와 수평부재를 접합하기 위한 모듈러 유닛용 커넥터에 관한 것으로, 콘크리트로 형성되는 본체블록; 상기 수평부재를 접합하기 위해 상기 본체블록의 적어도 2 이상의 측면에 본체블록에서 연장되어 일체로 돌출되도록 콘크리트로 형성되는 수평부재연결부; 상기 수직부재를 접합하기 위해 상기 본체블록의 상부 또는 하부에 본체블록에서 연장되어 일체로 돌출 형성되는 수직부재연결부; 상기 본체블록의 내부에 수직 방향으로 구비되어 매립되는 복수의 수직정착바; 상기 수직부재연결부의 내부에 매립되는 것으로 상기 수직정착바의 일단이 나사 결합되어 고정되는 정착플레이트; 및 상기 수직부재를 수직부재연결부에 고정하기 위한 결합볼트가 체결되도록 상기 수직부재연결부의 각 측면에 매립되는 것으로, 정착플레이트의 상면 또는 하면에 결합되어 일체로 구성되는 복수의 볼트커플러; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공한다.

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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 복수의 볼트커플러는 내측 단부가 서로 연결되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 수직정착바 중 적어도 어느 하나 이상은 정착플레이트를 관통하여 수직부재연결부의 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 수평부재연결부의 상하부면에는 수평부재를 수평부재연결부에 고정하기 위한 결합볼트가 체결되는 인서트너트가 각각 매립되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 본체블록의 내부에는 수평부재연결부의 내부로 연장되는 수평정착바가 구비되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공한다.

본 발명에 따르면 모듈러 유닛의 각 모서리에 구비되어 수직부재 및 수평부재의 단부가 접합되는 것으로, 콘크리트 본체블록의 측면 및 상부 또는 하부에 각각 수평부재 접합을 위한 수평부재연결부 및 수직부재 접합을 위한 수직부재연결부가 일체로 구비되되, 수직부재연결부에 수직정착바의 단부가 결합되는 정착플레이트와 수직부재 결합을 위한 결합볼트가 체결되는 볼트커플러가 매립된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공할 수 있다.

특히, 플라스틱 몰드를 이용하여 본체블록과 수평부재연결부 및 수직부재연결부를 일체로 제작할 수 있으므로, 기존 강재 블록에 비해 제작이 용이하고, 제조 비용을 크게 절감할 수 있다. 아울러 별도의 내화 처리가 필요 없고, 수직부재 및 수평부재 조립 시 용접 공정이 불필요하여 시공성이 우수하다.

또한, 본체블록의 내부에 수직 방향으로 수직정착바가 구비되어 수평부재의 하중에 의한 응력을 수직부재로 직접 전달하므로, 충분한 구조적 성능을 확보할 수 있다.

도 1은 모듈러 유닛을 도시하는 사시도.
도 2는 모듈러 유닛용 커넥터를 도시하는 사시도.
도 3은 모듈러 유닛용 커넥터의 내부를 도시하는 사시도.
도 4는 커넥터와 수직부재 및 수평부재의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 5는 커넥터에 의한 수직부재 및 수평부재의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 6은 정착플레이트와 볼트커플러의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 7은 정착플레이트와 볼트커플러의 결합 상태를 도시하는 저면 사시도.
도 8은 수직정착바와 정착플레이트의 결합 관계를 도시하는 저면 사시도.
도 9는 스트럿 타이 모델에 의한 응력 전달 개념을 도시하는 도면.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 모듈러 유닛을 도시하는 사시도이고, 도 2는 모듈러 유닛용 커넥터를 도시하는 사시도이며, 도 3은 모듈러 유닛용 커넥터의 내부를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 4는 커넥터와 수직부재 및 수평부재의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 5는 커넥터에 의한 수직부재 및 수평부재의 결합 상태를 도시하는 사시도이다.

도 1 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터는 네 모서리에 상호 이격되도록 구비되는 수직부재(2)와 이웃하는 수직부재(2)의 상단과 하단 사이를 각각 연결하는 수평부재(3)로 구성되는 모듈러 유닛(1)에서 상기 수직부재(2)와 수평부재(3)를 접합하기 위한 것으로, 콘크리트로 형성되는 본체블록(41); 상기 수평부재(3)를 접합하기 위해 상기 본체블록(41)의 적어도 2 이상의 측면에 본체블록(41)에서 연장되어 일체로 돌출되도록 콘크리트로 형성되는 수평부재연결부(42); 상기 수직부재(2)를 접합하기 위해 상기 본체블록(41)의 상부 또는 하부에 본체블록(41)에서 연장되어 일체로 돌출 형성되는 수직부재연결부(43); 상기 본체블록(41)의 내부에 수직 방향으로 구비되어 매립되는 복수의 수직정착바(44); 상기 수직부재연결부(43)의 내부에 매립되는 것으로 상기 수직정착바(44)의 일단이 나사 결합되어 고정되는 정착플레이트(45); 및 상기 수직부재(2)를 수직부재연결부(43)에 고정하기 위한 결합볼트(5)가 체결되도록 상기 수직부재연결부(43)의 각 측면에 매립되는 복수의 볼트커플러(46); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 모듈러 유닛(1)에서 수직부재(2)와 수평부재(3)를 접합하기 위한 것으로, 충분한 구조적 성능을 확보하면서도 타 부재와의 조립성이 우수하고, 별도의 내화 처리가 필요 없으며, 경제적인 시공이 가능한 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 모듈러 유닛(1)에서 수직부재(2)와 수평부재(3)를 접합하기 위한 것이다.

상기 모듈러 유닛(1)은 생활주택, 학교시설, 각종 숙박시설, 오피스텔, 임시 재난 시설, 옥탑 구조물 등 다양한 종류의 건물에 사용 가능하다.

상기 모듈러 유닛(1)은 네 모서리에 각각 구비되는 4개의 수직부재(2)와 이웃하는 수직부재(2)의 상부와 하부를 각각 연결하는 수평부재(3)로 구성되어 전체적으로 직육면체 형상으로 구성된다.

상기 모듈러 유닛(1)의 각 모서리에는 커넥터(4)가 구비되어 수직부재(2) 및 수평부재(3)의 단부가 서로 접합된다.

상기 커넥터(4)는 본체블록(41), 수평부재연결부(42), 수직부재연결부(43), 수직정착바(44), 정착플레이트(45) 및 볼트커플러(46)를 포함하여 구성된다(도 2, 도 3).

상기 본체블록(41)과 수평부재연결부(42) 및 수직부재연결부(43)는 서로 일체화된 콘크리트 블록으로 형성된다.

특히, 고강도, 고내구성, 고유동성을 갖는 고성능 콘크리트(HPC: High Performance Concrete)로 콘크리트 블록을 제작하면, 보통 콘크리트에 비해 압축강도뿐 아니라 인장강도도 월등하게 뛰어나 구조적 성능이 우수하다. 또한, 유동성이 좋아 성형성이 뛰어나다.

여기에서 고성능 콘크리트는 초고성능 콘크리트(UHPC)를 포함하며, 압축강도 90MPa 이상, 인장강도 6MPa 이상의 초고성능 콘크리트를 사용할 수 있다.

상기 커넥터(4)는 플라스틱 몰드를 이용하여 제작할 수 있다. 이에 따라 기존 강재 블록에 비해 제작이 용이하고, 제조 비용을 크게 절감할 수 있다. 아울러 별도의 내화 처리가 필요 없고, 수직부재(2) 및 수평부재(3) 조립 시 용접 공정이 불필요하여 시공이 편리하다.

상기 본체블록(41)은 직육면체 형상으로 형성할 수 있다.

상기 수평부재연결부(42)는 상기 본체블록(41)의 2 이상의 측면에 본체블록(41)과 일체로 돌출 형성된다.

상기 커넥터(4)가 모듈러 유닛(1)의 각 모서리에 배치되는 경우, 각 커넥터(4)의 상부 또는 하부에 수직부재(2)가 접합되고, 직교하는 2개의 측면에 수평부재(3)가 접합된다.

따라서 상기 수평부재연결부(42)는 커넥터(4)의 평면상 서로 직교하는 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

상기 모듈러 유닛(1)의 크기에 따라 모듈러 유닛(1)의 중간에 커넥터(4)가 설치되는 경우, 수평부재(3)에 중간수평부재(미도시)가 결합될 수 있다. 이 경우 상기 중간수평부재 연결을 위해 본체블록(41)에는 3개의 수평부재연결부(42)가 평면상 T자 형상으로 구비될 수 있다.

상기 수평부재(3)를 수평부재연결부(42)에 결합하기 위해 수평부재연결부(42)는 수평부재(3)의 단면 내부와 대응되는 형상으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 수평부재연결부(42)는 수평부재(3)의 단부 내측에 삽입하여 접합할 수 있다.

예를 들어, 상기 수평부재(3)가 ㄷ형강인 경우, 상기 수평부재연결부(42)는 상하부면 및 외측면을 수평부재(3)의 상하부플랜지 및 웨브 내측면과 동일한 형상으로 형성하여 상호 밀착 결합할 수 있다.

상기 수직부재연결부(43)는 상기 본체블록(41)의 상부 또는 하부에 본체블록(41)에서 연장되어 일체로 돌출 형성된다.

상기 수직부재연결부(43)는 본체블록(41)의 상부 또는 하부에 돌출 형성되어 수직부재(2)가 접합되는 부분이다.

상기 수직부재연결부(43)는 수직부재(2)의 단면 내부와 대응되는 형상으로 형성하여, 수직부재(2)의 단부 내측에 삽입할 수 있다.

일례로 상기 수직부재(2)가 각관인 경우, 수직부재(2)의 내측 모서리는 라운드지게 형성될 수 있다(도 4). 이에 상기 수직부재연결부(43) 역시 모서리를 모따기 처리하여 수직부재(2)의 내부에 쉽게 삽입되게 구성할 수 있다.

상기 모듈러 유닛(1)의 하부에 위치하는 커넥터(4)는 수직부재(2)가 상부에 접합되므로, 본체블록(41)의 상부에 수직부재연결부(43)가 구비된다. 그리고 상기 모듈러 유닛(1)의 상부에 위치하는 커넥터(4)는 수직부재(2)가 하부에 접합되므로, 본체블록(41)의 하부에 수직부재연결부(43)가 구비된다.

상기 수직정착바(44)는 본체블록(41)의 내부에 수직 방향으로 구비되어 매립된다(도 3).

상기 본체블록(41)의 내부에는 수평부재(3)의 하중에 의한 응력을 수직부재(2)로 직접 전달하기 위해 복수의 수직정착바(44)가 수직 방향으로 배치될 수 있다.

상기 수직정착바(44)는 수평부재(3)의 하중에 의해 수평부재연결부(42)로 전달되는 응력을 수직부재(2)로 전달한다.

상기 수직정착바(44)가 본체블록(41)의 내부에서 안정적으로 정착되도록 상기 수직정착바(44)의 상부에는 단면이 확대된 헤드부(441)가 형성될 수 있다.

상기 정착플레이트(45)는 수직부재연결부(43)의 내부에 매립되는 것으로, 상기 수직정착바(44)의 일단이 나사 결합되어 고정된다.

상기 수평부재(3)에 의한 응력을 수직정착바(44)를 통해 수직부재(2)로 직접 전달하도록 상기 수직정착바(44)의 일단을 고정하기 위한 정착플레이트(45)가 구비될 수 있다.

이때, 상기 정착플레이트(45)에는 내부에 암나사산이 형성된 복수의 바체결공(451)을 형성하고, 상기 수직정착바(44)의 단부 외주면에는 나사산을 형성하여, 수직정착바(44)의 단부를 바체결공(451)에 나사 결합할 수 있다.

따라서 상기 수직정착바(44)가 정착플레이트(45)에 고정되므로, 커넥터(4) 제작 시 수직정착바(44)의 위치가 고정되어 제작이 용이하다.

상기 정착플레이트(45)는 수직부재연결부(43)의 본체블록(41) 측 단부에 구비되며, 수직부재연결부(43)의 내부에 완전 매립될 수 있다. 또는, 상기 정착플레이트(45)는 각 측면이 수직부재연결부(43)의 외측으로 노출되게 구성될 수도 있다.

상기 볼트커플러(46)는 수직부재(2)를 수직부재연결부(43)에 고정하기 위한 결합볼트(5)가 체결되도록 상기 수직부재연결부(43)의 각 측면에 매립된다.

상기 수직부재연결부(43)의 내부에는 수직부재(2)를 수직부재연결부(43)에 고정하는 결합볼트(5)를 체결하도록 복수의 볼트커플러(46)가 매립 설치된다.

상기 볼트커플러(46)는 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 본체블록(41)을 기준으로 정착플레이트(45)보다 멀리 떨어지게 구비될 수 있다.

즉, 상기 모듈러 유닛(1)의 하부에 위치한 커넥터(4)의 경우, 수직부재연결부(43)가 본체블록(41)의 상부에 형성된다. 이때, 상기 볼트커플러(46)는 정착플레이트(45)의 상부에 구비될 수 있다.

반대로 상기 모듈러 유닛(1)의 상부에 위치한 커넥터(4)의 경우, 수직부재연결부(43)가 본체블록(41)의 하부에 형성된다. 이때, 상기 볼트커플러(46)는 정착플레이트(45)의 하부에 구비될 수 있다.

상기 수직부재(2)가 사각 단면의 각관이고, 이에 따라 수직부재연결부(43) 역시 사각 단면인 경우, 상기 볼트커플러(46)는 수직부재연결부(43)의 각 측면마다 하나씩 총 4개가 구비되어 각 볼트커플러(46)의 전면이 수직부재연결부(43)의 측면으로 노출될 수 있다.

상기 볼트커플러(46)는 내주면에 암나사산이 형성될 수 있다.

아울러 상기 수직부재(2)에는 상기 볼트커플러(46)와 대응되는 위치에 관통공(H)이 형성될 수 있다.

상기 수직부재연결부(43)를 수직부재(2)의 단부에 삽입한 상태에서 상기 관통공(H)을 통해 결합볼트(5)를 삽입하여 볼트커플러(46)에 체결함으로써 수직부재(2)를 수직부재연결부(43)에 고정할 수 있다.

도 6은 정착플레이트와 볼트커플러의 결합 상태를 도시하는 사시도이고, 도 7은 정착플레이트와 볼트커플러의 결합 상태를 도시하는 저면 사시도이다.

도 6, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상기 볼트커플러(46)는 정착플레이트(45)의 상면 또는 하면에 결합되어 일체로 구성될 수 있다.

상기 수직정착바(44)에 의해 전달되는 응력을 정착플레이트(45)에서 볼트커플러(46) 및 결합볼트(5)를 통해 수직부재(2)로 직접 전달하도록 볼트커플러(46)를 정착플레이트(45)와 일체로 구성할 수 있다.

복수의 볼트커플러(46)는 정착플레이트(45)의 상면(하부 커넥터(4)의 경우) 또는 하면(상부 커넥터(4)의 경우)에 용접 등에 의해 고정할 수 있다.

이에 따라 상기 수직정착바(44)와 정착플레이트(45) 및 볼트커플러(46)가 서로 일체로 구성되므로, 커넥터(4) 제작 시 각 구성의 위치를 정확하게 고정하여 정밀 제작이 가능하다.

또한, 상기 정착플레이트(45)는 수직부재연결부(43)의 본체블록(41) 측 단부에 구비되므로, 정착플레이트(45)에 의해 본체블록(41)과 수직부재연결부(43)가 계면 분리될 수 있다. 그런데 상기 정착플레이트(45)에 고정 결합되는 원통 형상의 볼트커플러(46)가 수직부재연결부(43)의 내부에서 정착 수단 역할을 하므로, 본체블록(41)과 수직부재연결부(43)의 일체성을 향상시킨다.

상기 정착플레이트(45)의 각 측면이 수직부재연결부(43)의 측면으로 노출되는 경우, 볼트커플러(46)의 외측 단부를 정착플레이트(45)의 측단부와 일치시킬 수 있다. 이 경우 각 볼트커플러(46)의 전면이 수직부재연결부(43)의 측면과 동일면으로 노출되어 결합볼트(5)가 보다 견고하게 고정될 수 있다.

도 7, 도 8 등에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 볼트커플러(46)는 내측 단부가 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다.

상기 결합볼트(5)에 의해 각 볼트커플러(46)에 응력이 전달될 때, 수직부재연결부(43)의 전체 단면에 응력이 고르게 분산될 수 있도록 복수의 볼트커플러(46)를 서로 연결하여 일체로 구성할 수 있다.

이 경우, 전체적으로 복수의 볼트커플러(46)들이 일체화되므로 볼트커플러(46)의 강성이 크게 증가한다.

아울러 복수의 볼트커플러(46)들이 사전에 일체로 구성되므로, 각 볼트커플러(46)들의 상대 위치가 정확하게 유지되어 제작 오차를 최소화함으로써 정밀 제작이 가능하다.

상기 수직부재연결부(43)의 단면이 사각형으로 총 4개의 볼트커플러(46)가 구비되는 경우, 각 볼트커플러(46)는 내측 단부가 서로 연결되어 +자형으로 구성될 수 있다.

도 8은 수직정착바와 정착플레이트의 결합 관계를 도시하는 저면 사시도이다.

도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 수직정착바(44) 중 적어도 어느 하나 이상은 정착플레이트(45)를 관통하여 수직부재연결부(43)의 내부로 연장될 수 있다.

상기 정착플레이트(45)에 의해 본체블록(41)과 분리될 수 있는 수직부재연결부(43)를 본체블록(41)과 더욱 일체화하기 위해 정착플레이트(45)에 결합되는 수직정착바(44)는 정착플레이트(45)를 관통하여 수직부재연결부(43)의 내부로 연장할 수 있다.

이 경우 상기 정착플레이트(45)를 관통하여 외측으로 연장되는 수직정착바(44)에 의해 수직부재(2)의 단부에 작용하는 전단력을 지지할 수 있으므로, 전단력에 대한 구조적인 안정성이 향상된다.

상기 수직정착바(44)는 볼트커플러(46)와 평면상 위치가 중첩되지 않는 일부 수직정착바(44)들에 한해 정착플레이트(45)를 관통하도록 구성할 수 있다.

도 4, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 수평부재연결부(42)의 상하부면에는 수평부재(3)를 수평부재연결부(42)에 고정하기 위한 결합볼트(5)가 체결되는 인서트너트(47)가 각각 매립될 수 있다.

상기 수평부재(3)를 수평부재연결부(42)에 고정하기 위해 수평부재연결부(42)에는 인서트너트(47)를 매립할 수 있다.

상기 수평부재연결부(42)에는 수평부재(3)의 휨을 전달하기 위해 수평부재연결부(42)의 상부면과 하부면에 각각 인서트너트(47)를 매립 설치할 수 있다.

이때, 상기 수평부재(3)의 상부플랜지와 하부플랜지에는 각각 인서트너트(47)와 대응되는 위치에 관통공(H)을 형성할 수 있다.

따라서 상기 수평부재연결부(42)를 수평부재(3)의 단부에 삽입한 상태에서 상기 관통공(H)을 통해 결합볼트(5)를 삽입하여 인서트너트(47)에 체결함으로써, 수평부재(3)를 수평부재연결부(42)에 고정할 수 있다.

상기 인서트너트(47)는 수평부재연결부(42)에 사전 매립되므로 결합볼트(5)를 일방향으로 쉽게 체결할 수 있다.

도 9는 스트럿 타이 모델에 의한 응력 전달 개념을 도시하는 도면이다.

도 3, 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 본체블록(41)의 내부에는 수평부재연결부(42)의 내부로 연장되는 수평정착바(48)가 구비될 수 있다.

상기 본체블록(41)에서 돌출 형성된 수평부재연결부(42)는 길이에 비해 춤이 큰 부재로, 스트럿 타이 모델에 의해 설계될 수 있다.

스트럿 타이 모델은 기하학적 형상으로 인해 응력 흐름이 복잡한 콘크리트 부재에 대한 합리적인 설계 방식이다.

이에 상기 수평부재연결부(42)는 수평부재(3)에 작용하는 수직 하중에 대해 압축응력을 전달하는 하향 경사진 스트럿(S: strut)과 상부에서 본체블록(41) 측 수평 방향으로 구비되어 인장응력을 전달하는 타이(T: tie)로 모델링할 수 있다.

상기 본체블록(41)과 수평부재연결부(42)는 압축강도가 매우 큰 고성능 콘크리트로 형성할 수 있으므로, 콘크리트 자체로 스트럿 역할을 충분히 할 수 있다.

그러나 고성능 콘크리트의 인장강도가 보통 콘크리트에 비해 훨씬 크더라도 타이 부분은 별도의 인장재가 필요하다.

이를 위해 상기 본체블록(41)의 내부에 타이 역할을 하는 수평정착바(48)를 배치할 수 있다.

상기 수평정착바(48)는 본체블록(41)과 수평부재연결부(42)를 가로지르도록 구비될 수 있다.

상하부에 위치하는 커넥터(4)는 수평부재연결부(42)에 작용하는 하중의 방향이 서로 반대 방향으로 작용하므로, 상기 수평정착바(48)는 수평부재연결부(42)의 상부와 하부에 한 쌍 구비하여 어느 방향으로 하중이 작용하더라도 인장응력을 지지하도록 구성할 수 있다.

상기 수평정착바(48)는 본체블록(41)의 내부에서 안정적으로 정착되도록 폐쇄형 후프로 형성할 수 있다. 이에 따라 상기 수평정착바(48)가 내부의 콘크리트를 구속하여 구속 효과(confinement effect)를 기대할 수 있고, 타이를 2열로 구성할 수 있다.

이 경우 상기 수직정착바(44)가 수평정착바(48)를 관통하도록 구성하여 수평부재(3)의 응력을 보다 원활하게 수직부재(2)로 전달하게 할 수 있다.

1: 모듈러 유닛
2: 수직부재
3: 수평부재
4: 커넥터
41: 본체블록
42: 수평부재연결부
43: 수직부재연결부
44: 수직정착바
441: 헤드부
45: 정착플레이트
451: 바체결공
46: 볼트커플러
47: 인서트너트
48: 수평정착바
5: 결합볼트
H: 관통공

Claims

네 모서리에 상호 이격되도록 구비되는 수직부재(2)와 이웃하는 수직부재(2)의 상단과 하단 사이를 각각 연결하는 수평부재(3)로 구성되는 모듈러 유닛(1)에서 상기 수직부재(2)와 수평부재(3)를 접합하기 위한 모듈러 유닛용 커넥터(4)에 관한 것으로,
콘크리트로 형성되는 본체블록(41);
상기 수평부재(3)를 접합하기 위해 상기 본체블록(41)의 적어도 2 이상의 측면에 본체블록(41)에서 연장되어 일체로 돌출되도록 콘크리트로 형성되는 수평부재연결부(42);
상기 수직부재(2)를 접합하기 위해 상기 본체블록(41)의 상부 또는 하부에 본체블록(41)에서 연장되어 일체로 돌출 형성되는 수직부재연결부(43);
상기 본체블록(41)의 내부에 수직 방향으로 구비되어 매립되는 복수의 수직정착바(44);
상기 수직부재연결부(43)의 내부에 매립되는 것으로 상기 수직정착바(44)의 일단이 나사 결합되어 고정되는 정착플레이트(45); 및
상기 수직부재(2)를 수직부재연결부(43)에 고정하기 위한 결합볼트(5)가 체결되도록 상기 수직부재연결부(43)의 각 측면에 매립되는 것으로, 정착플레이트(45)의 상면 또는 하면에 결합되어 일체로 구성되는 복수의 볼트커플러(46); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터.
삭제
제1항에서,
상기 복수의 볼트커플러(46)는 내측 단부가 서로 연결되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터.
제1항에서,
상기 수직정착바(44) 중 적어도 어느 하나 이상은 정착플레이트(45)를 관통하여 수직부재연결부(43)의 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터.
제1항에서,
상기 수평부재연결부(42)의 상하부면에는 수평부재(3)를 수평부재연결부(42)에 고정하기 위한 결합볼트(5)가 체결되는 인서트너트(47)가 각각 매립되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터.
제1항에서,
상기 본체블록(41)의 내부에는 수평부재연결부(42)의 내부로 연장되는 수평정착바(48)가 구비되는 것을 특징으로 하는 정착플레이트와 커플러가 구비된 모듈러 유닛용 커넥터.