KR20140112175A - 형틀 일체형 건축 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

형틀 일체형 건축 구조물이 개시된다. 형틀 일체형 건축 구조물은, 벽체 형성을 위해 상하 방향과 좌우 방향으로 조립되는 복수의 벽체용 형틀들과; 상기 벽체용 형틀들에 의해 한정된 콘크리트 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함하고, 상기 복수의 벽체용 형틀들 각각은 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 연결하도록 나란하게 형성된 복수의 격벽을 포함하고, 상기 복수의 격벽 각각에는 콘크리트 유동 홀이 형성되며, 상기 벽체용 형틀들은 상기 콘크리트 공간에 채워져 경화된 콘크리트와 일체화되어 상기 벽체의 외벽과 내벽을 이루고, 상기 복수의 격벽은 상기 콘크리트 내에 매립된다.

Description

형틀 일체형 건축 구조물 및 그 시공방법{FORMS INTEGRATED CONSTRUCTION STRUCTURE AND ITS CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 건축 구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 형틀 일체형 콘크리트 벽체 및/또는 지붕 등을 포함하는 건축 구조물과 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.

주택(단독 또는 공동 주택), 공장, 창고, 담장, 방음벽 등 다양한 종류의 건축물에 있어서, 벽체 등의 건축 구조물은 거푸집을 이용하는 콘크리트 주입 공법에 의해 형성된다. 통상적으로 콘크리트 주입 공법은 벽체 등의 형상을 한정하도록 거푸집을 제작하고, 다음, 거푸집 내에 콘크리트를 부은 후, 콘크리트를 경화시켜 콘크리트 벽체를 형성하는 방식으로 이루어진다. 이때, 콘크리트가 충분하게 경화되면 거푸집을 해체하는 작업이 요구된다.

위와 같이 거푸집을 이용하는 종래 건축물의 벽체 시공 방법은 거푸집을 해체한 후에야 다음 공정을 시작할 수 있다는 점에서 많은 시간과 비용이 소요되고 많은 위험한 작업이 수반되는 단점이 있다. 특히 벽체 시공과 지붕의 시공은 완전히 별개의 공정으로 나뉘어져 있으며, 거푸집 설치, 콘크리트 타설, 거푸집 해체를 거쳐 벽체가 1층 이상으로 완성된 후에야, 지붕을 별도로 설치해야 하며, 이는 시간과 비용 상승을 야기하는 원인이 되고 있다.

또한, 벽체 시공 후에는 내장공사 및 외부 마감 공사가 필요한데, 내장 공사와 외부 마감 공사에 드는 시간이나 비용을 줄이려는 시도가 당해 기술분야에 있어 왔다.

이에 대하여 본 발명의 발명자는 벽체 및/또는 지붕 등의 건축 구조물의 시공시 거푸집 해체 작업을 생략할 수 있는 기술을 개발하게 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는, 콘크리트 공간을 한정하는 형틀이 벽체 및/또는 지붕의 일부로서 일체화되어, 기존의 거푸집 해체 작업을 없앨 수 있고, 이에 의해, 보다 더 간단하고 저렴하고 안전하게 시공될 수 있는 형틀 일체형 건축 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 벽체와 지붕을 포함하는 건축 구조물을 시공함에 있어서, 벽체의 적어도 일부에 대응하는 형틀(들)과 지붕에 대응하는 형틀(들)을 한 번의 콘크리트 타설에 의해 일체화하여, 보다 더 경제적이고 간단하고 안정하게 건축 구조물을 시공하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 형틀 일체형 건축 구조물은, 벽체 형성을 위해 상하 방향과 좌우 방향으로 조립되는 복수의 벽체용 형틀들과; 상기 벽체용 형틀들에 의해 한정된 콘크리트 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함한다. 상기 복수의 벽체용 형틀들 각각은 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 연결하도록 나란하게 형성된 복수의 격벽을 포함하고, 상기 복수의 격벽 각각에는 콘크리트 유동 홀이 형성되며, 상기 벽체용 형틀들은 상기 콘크리트 공간에 채워져 경화된 콘크리트와 일체화되어 상기 벽체의 외벽과 내벽을 이루고, 상기 복수의 격벽은 상기 콘크리트 내에 매립된다.

일 실시예에 따라, 상기 복수의 벽체용 형틀들은 종방향 삽입부가 하단 또는 상단에 형성된 벽체용 형틀을 포함하고, 상기 벽체용 형틀의 종방향 삽입부가 다른 벽체용 형틀의 상단 또는 하단에 삽입되어, 상하로 이웃하는 벽체용 형틀들의 조립이 이루어진다.

일 실시예에 따라, 상기 벽체용 형틀들은 횡방향 삽입부가 일측단에 형성된 벽체용 형틀을 포함하고, 상기 횡방향 삽입부가 다른 벽체용 형틀의 측단에 삽입되어, 좌우로 이웃하는 벽체용 형틀들의 조립이 이루어진다.

일 실시예에 따라, 상기 복수의 벽체용 형틀들은 하단 또는 상단에 종방향 삽입부가 형성되고 일측단에 횡방향 삽입부가 형성된 제1 벽체용 형틀과, 상기 종방향 삽입부가 상단 또는 하단으로 끼워져 상기 제1 벽체용 형틀과 상하 방향으로 조립되는 제2 벽체용 형틀과, 상기 횡방향 삽입부가 측단으로 끼워져 상기 제1 벽체용 형틀과 좌우 방향으로 조립되는 제3 벽체용 형틀을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 형틀 일체형 건축 구조물은, 상기 복수의 벽체용 형틀들 중 교차하는 방향으로 배열된 벽체용 형틀을 연결하는 코너 연결부재를 더 포함하고, 상기 코너 연결부재의 서로 교차하는 두 측벽 각각에서 상기 벽체용 형틀들이 상하로 나란하게 조립되고, 상기 두 측벽 각각에는 상기 형틀들과 통해 있는 콘크리트 유동 홀들이 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 형틀은 열가소성 플라스틱 또는 금속 재료를 성형하여 제작된다.

일 실시예에 따라, 상기 한 쌍의 패널 중 적어도 하나의 해당 패널은 단열재 채움 구조와 일체로 형성되며, 상기 단열재 채움 구조는 상기 해당 패널과의 사이에 단열재 채움 공간을 형성하는 이격판을 포함하고, 상기 이격판과 상기 해당 패널 사이에는 상기 단열재 채움 공간을 복수개로 구획하면서 상기 이격판을 상기 해당 패널에 연결하는 복수의 칸막이가 형성되며, 상기 복수의 칸막이에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간 내로 단열재가 채워진다.

일 실시예에 따라, 상기 벽체와 지붕이 일체로 연결되되, 상기 형틀 일체형 건축 구조물은 상기 지붕 형성을 위해 열가소성 플라스틱 또는 금속을 성형하여 형성된 지붕용 형틀들을 포함하고, 상기 지붕용 형틀 각각은 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 연결하도록 나란하게 형성된 복수의 격벽을 포함하고, 상기 복수의 격벽 각각에는 콘크리트 유동 홀이 형성되며, 상기 지붕용 형틀들은 콘크리트 공간에 채워져 경화된 콘크리트와 일체화되어 상기 지붕의 외부면과 내부면을 이루고, 상기 복수의 격벽은 상기 콘크리트 내에 매립된다.

일 실시예에 따라, 상기 지붕용 형틀들은 용마루 부분에서 갭을 두고 서로 교차하는 방향으로 경사지게 배치된 제1 지붕용 형틀과 제2 지붕용 형틀을 포함하고, 상기 벽체용 형틀 중 적어도 하나의 벽체용 형틀이 상기 제1 지붕용 형틀과 상기 제2 지붕용 형틀의 오픈된 단부 부근을 지지하며, 상기 갭을 통해 타설된 콘크리트가 상기 벽체용 형틀의 상단 개방부와 상기 제1 및 제2 지붕용 형틀의 오픈된 단부에 채워진 후 경화된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 거푸집의 해체 작업 없이 시공되는 형틀 일체형 건축 구조물이 제공되며, 상기 건축 구조물은, 지붕 형성을 위해 조립되는 복수의 지붕용 형틀들과, 상기 지붕용 형틀들에 의해 한정된 콘크리트 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함한다. 이때, 상기 지붕용 형틀들 각각은 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 연결하도록 나란하게 형성된 복수의 격벽을 포함하고, 상기 복수의 격벽 각각에는 콘크리트 유동 홀이 형성되며, 상기 지붕용 형틀들은 콘크리트 공간에 채워져 경화된 콘크리트와 일체화되고, 상기 복수의 격벽은 상기 콘크리트 내에 매립된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 벽체용 형틀을 상하 좌우로 조립하여 세우고; 지붕용 형틀의 오픈된 단부가 상기 벽체용 형틀의 상단 개방부와 통해 있도록, 상기 벽체용 형틀과 상기 지붕용 형틀을 연결하고, 상기 오픈된 단부와 상기 상단 개방부를 통해 콘크리트를 동시에 타설하여, 상기 벽체용 형틀과 상기 지붕용 형틀이 콘크리트와 일체화된 건축 구조물을 형성한다.

본 명세서에서, 용어 "건축물"은 주택, 공통주택, 공장, 창고, 방음벽 또는 담장 등 최종적으로 건축된 결과물을 의미하고, "건축 구조물"은 벽체 구조물, 슬라브 구조물, 지붕 구조물, 벽체-지붕 연결 구조물, 벽체-슬라브 연결 구조물 등 하나의 건축물을 구성하는 요소들을 의미한다.

본 발명은 적은 건축물의 벽체를 보다 간단하고 안전하게 그리고 적은 시간과 비용으로 형성할 수 있도록 해준다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, 형틀이 벽체 및/또는 지붕의 시공 전에는 콘크리트 타설 공간을 한정하고 벽체 및/또는 지붕의 시공 후에는 콘크리트와 일체화되어 벽체(또는 지붕)의 내벽과 외벽으로 남아, 거푸집 없이 간단하고 안전하게 형틀 일체형 건축 구조물을 시공할 수 있도록 해준다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코너 또는 중간 연결 부재를 이용하여 시공하고자 하는 벽체의 사이즈와 복수의 형틀을 결합한 사이즈가 일치하지 않는 시공상의 문제점을 극복할 수 있다. 또한 본 발명은 건축주의 요구가 있는 경우, 형틀의 적어도 한 패널을 벽돌 모양, 격자 모양 등 다양한 모양 또는 무늬가 있도록 성형하여, 벽체 및/또는 지붕 형성 후 무늬 또는 모양을 포함하는 별도의 외장재 또는 내장재를 추가해야 하는 번거로움을 없애주고, 형틀 자체가 입체적 또는 평면적 모양 또는 무늬를 포함하는 외장재 또는 내장재로 활용될 수 있도록 해준다. 또한 본 발명은 형틀의 패널들 사이를 연결하는 격벽들이 패널들 사이에서 콘크리트에 매립된 구조를 제공하므로, 하중, 좌굴 및 휨 모멘트 등에 대하여 보다 안정적인 건축물을 구현할 수 있다. 또한, 격벽들에 콘크리트 유동홀들을 마련하여, 유동적인 콘크리트가 원활하게 콘크리트 공간에 퍼질 수 있게 해주며, 이는 콘크리트 타설에 드는 작업이나 비용을 크게 줄여줄 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 한 번의 콘크리트 타설을 통해 지붕과 벽체를 동시에 시공할 수 있다는 추가적인 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용 가능한 건축물의 한 예로서 주택을 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀 일체형 벽체의 시공에 이용되는 형틀을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀들을 상하로 연결하는 과정을 보인 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀들을 좌우로 연결하는 과정을 보인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀을 이용하여 형성된 벽체 일부를 도시한 종단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀을 이용하여 형성된 벽체를 일부를 도시한 횡단면도이고,
도 7a 내지 도 7은 특정 위치들에서 형틀의 조립에 부가적으로 이용되는 부속부재들을 도시한 단면도들이고,
도 8a 내지 도 8c는 형틀들이 부속부재를 이용하여 조립된 여러 예들을 보인 도면들이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 형틀 일체형 벽체의 시공에 이용되는 형틀을 도시한 사시도이고,
도 10은 도 9에 도시된 형틀을 이용하여 형성된 형틀 일체형 벽체의 일부를 도시한 단면도이고,
도 11은 지붕용 형틀 및 벽체용 형틀을 이용한 건축 구조물의 시공을 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 도 11에 도시된 지붕용 형틀의 다른 형태를 도시한 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용 가능한 건축물의 한 예로서 주택을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀 일체형 벽체의 시공에 이용되는 형틀을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀들을 상하로 연결하는 과정을 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀들을 좌우로 연결하는 과정을 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀을 이용하여 형성된 벽체 일부를 도시한 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 형틀을 이용하여 형성된 벽체를 일부를 도시한 횡단면도이고, 도 7a 내지 도 7은 특정 위치들에서 형틀의 조립에 부가적으로 이용되는 부속부재들을 도시한 단면도들이고, 도 8a 내지 도 8c는 형틀들이 부속부재를 이용하여 조립된 여러 예들을 보인 도면들이다.

도 1을 참조하면, 건축물은 벽체(1)와 슬라브 등의 건축 구조물을 포함한다. 또한 건축물은 지붕(2)을 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 건축물은 상기와 같은 벽체(1), 슬라브, 그리고 지붕(2)을 연결하여 건설될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 벽체(1)는 상하 개방된 장방형 박스 모양의 형틀(10; 도 2 참조) 및 이를 포함하는 조립 구조물에 의해 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 형틀(10)은 서로 대칭을 이루면서 마주하는 한 쌍의 패널(11, 11), 즉, 내벽용 패널과 외벽용 패널을 일체로 포함한다. 상기 한 쌍의 패널(11, 11) 사이에 콘크리트가 타설되는 콘크리트 공간이 형성된다. 또한 상기 형틀(10)은 상기 한 쌍의 패널(11, 11) 사이를 보강적으로 연결하는 복수의 격벽(12)들을 일체로 포함한다. 상기 복수의 격벽(12)들은 상기 형틀(10)의 길이 방향을 따라 나란하게 배열되며, 상기 복수의 격벽(12)들이 상기 콘크리트 공간을 복수의 단위 공간들로 분할한다. 또한, 상기 복수의 격벽(12)들 각각에는 콘크리트 유동 홀(121)이 형성되며, 상기 콘크리트 유동 홀(121)을 통해 하나의 단위 공간으로 유입된 유동 콘크리트가 이웃하는 다른 단위 공간으로 들어갈 수 있다.

상기 형틀(10)은 불연성 또는 준 불연성의 열가소성 플라스틱 재료 또는 금속 재료를 성형하여 형성될 수 있다. 또한 상기 형틀(10)의 재료는 하중 및 휨 모멘트 전단력 등을 고려하여 선정될 수 있다. 또한 상기 형틀(10)은 압축 다이를 이용한 압축 성형에 의해 성형될 수 있다. 상기 형틀(10)의 성형 과정에서 상기 패널(11, 11), 상기 격벽(12)들이 일체로 형성된다. 또한 이하 설명되는 바와 같이, 상기 형틀(10)은 패널(11, 11)의 하단 및 일측단의 단차에 의해 형성된 삽입부들을 포함하며, 상기 삽입부들 또한 상기 성형에 의해 형성될 수 있다. 더 나아가, 상기 형틀(10)의 성형시, 상기 패널(11, 11)들의 외부 표면 벽돌 무늬 등의 다양한 문양 또는 무늬를 입체적으로 형성하여, 벽체 형성 후 별도의 작업 없이도 건축주가 원하는 모양 또는 무늬를 벽체에 구현할 수 있다. 시공 현장(또는 건축 현장)에서, 1차 공정에 의해, 상기 복수의 형틀(10)들을 상하 좌우로 조립 연결하면 건축물의 벽체에 상응하는 형상의 콘크리트 공간이 형성된다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 형틀(10)은, 상기 패널(11)들 하단의 단차에 의해 한 쌍의 패널(11, 11) 간 간격이 좁아져 형성된 종방향 삽입부(114)와, 패널(11)들 일측단의 단차에 의해 한 쌍의 패널(11, 11) 간 간격이 좁아져 형성된 횡방향 삽입부(116)를 포함한다. 상부에 위치한 형틀(10) 하단의 종방향 삽입부(114)가 하부에 위치한 다른 형틀(10) 상단에 삽입되어 형틀(10)들의 상하 조립이 이루어질 수 있으며, 좌측 또는 우측에 위치한 형틀(10) 일측단의 횡방향 삽입부(116)가 우측 또는 좌측에 위치한 다른 형틀(10)의 이웃하는 측단에 삽입되어 형틀(10)들의 좌우 조립이 이루어질 수 있다.

도 3을 참조하면, 하부 형틀(들)(10)에 대하여 상부 형틀(들)(10)이 연결되는 과정을 볼 수 있다. 또한 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 우측 형틀(들)에 대하여 좌측 형틀(들)(10)이 연결되는 과정을 볼 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 각 단위 형틀(10) 내에서 서로 마주하는 두 패널(11, 11)은 길이 방향으로 나란하게 형성된 복수의 격벽(12)들에 의해 보강적으로 연결되어 있다. 상부 형틀(10) 하단의 종방향 삽입부(114)가 도 3에 도시된 것과 같이 하부 형틀(10) 상단에 끼워짐으로써 형틀(10)들의 상하 조립(수직 조립)이 이루어진다. 또한 좌측 형틀(10) 우측단의 횡방향 삽입부(116)가 도 4에 도시된 것과 같이 우측 형틀(10) 좌측단에 삽입됨으로써 형틀(10)들의 좌우 조립(수평 조립)이 이루어진다.

이때, 상기 형틀(10)의 상단과 하단 중 적어도 하나의 단부에 종방향 삽입부(114)가 형성된 경우, 종방향 삽입부(114)의 반대편 단부는, 다른 형틀의 종방향 삽입부가 삽입되는 것을 허용하도록, 종방향 삽입부의 길이 이상으로 격벽(112)의 상단 또는 하단을 넘어 연장되어 있다. 또한, 상기 형틀(10)의 양측단 중 하나의 단부에 횡방향 삽입부(116)가 형성된 경우, 횡방향 삽입부(116)의 반대편 단부는, 다른 형틀의 횡방향 삽입부(116)가 삽입되는 것을 허용하도록, 횡방향 삽입부의 길이 이상으로 격벽(112)을 넘어 더 연장되어 있다. 형틀(10)들의 상하(수직) 조립시, 상부 형틀(10)의 외부면들과 하부 형틀(10)의 외부면들은 동일 평면을 이루는 것이 좋으며, 형틀(10)들의 좌우(수평) 조립시, 우측 형틀(10)의 외부면과 좌측 형틀(10)의 외부면들도 동일 평면을 이루는 것이 좋다. 또한, 상기 수평 또는 수직 조립시, 연결 또는 조립 부위에 혹시 있을 수 있는 뒤틀림을 억제하도록 접착제로 고정시키는 작업을 추가로 더 하는 것이 좋다.

형틀(10)의 외부면들은 완성된 벽체의 외벽면 및 내벽면과 같을 수 있음에 주목한다. 건출물의 벽체 구조물은 통상 교차되는 부분들을 포함하는데, 이 교차되는 부분들에서 형틀(10)들을 연결하는 수단에 대해서는 다음에 더 자세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 형틀(10, 10)들이 건축물의 벽체 형상에 대응되게 조립되면, 형틀(10)들에 의해 한정된 공간 내로 콘크리트를 타설하는 공정이 수행된다. 도 5를 참조하면, 형틀(10)들에 의해 한정된 공간으로 콘크리트(20)가 타설되어 형성된 벽체 일부의 종단면을 볼 수 있다. 또한 도 6은 형틀(10)들에 의해 한정된 공간으로 콘크리트(20)가 타설되어 형성된 벽체 일부의 횡단면을 볼 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 형틀(10)의 이웃하는 두 패널(11, 11)은 그들 사이에 위치한 콘크리트(20)와 일체화되어 있다. 이때, 정해진 간격으로 두 패널(11, 11)을 연결하는 복수의 격벽(12)들은 콘크리트(20) 내에 매립된다. 이에 따르면, 형틀(10)들을 콘크리트(20)로부터 분리하지 않고도, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같은 건축물의 벽체(1)를 형성할 수 있다. 이때, 일측 패널(11)의 외부면의 벽체(1)의 외벽면이 되고, 타측 패널(11)의 외부면은 벽체(1)의 내벽면이 된다. 앞에서 설명한 것과 같이, 일측 또는 타측의 패널(11)의 외부면에 모양이나 무늬를 형성할 경우, 그 모양이나 무늬가 벽체(1)의 내벽면 또는 외벽면에 그대로 남는다.

담장이나 방음벽을 제외한 대부분 건축물의 벽체 구조물은 단위 벽체들이 서로 교차되는 교차 부위를 포함한다. 그리고, 전술한 것과 같이 형틀들 이용하여, 콘크리트 -형틀 일체형 벽체를 시공하는데 있어서는, 형틀의 길이 부족 위치가 생길 수 있다. 또한, 출입문이나 창호 부분과 특정 위치에 대한 고려도 요구된다. 위와 같은 점들로 인하여, 전술한 형틀과 더불어 도 7에 도시된 것과 같은 다양한 형태의 부속 부재들이 이용될 수 있다.

도 7의 (a) 및(b) 도시된 부속 부재들 각각은 형틀(10)의 길이 부족으로 인해 동일 선상에서 서로 이웃하는 패널(10)들 사이에 생긴 갭을 메우는데 이용되는 중간 연결부재(17a 또는 17b)이다. 상기 중간 연결부재(17a 또는 17b)는, 사각형으로 교차되는 네 개의 기다란 측벽을 가진 채 수직으로 기다란 박스 형태를 가지며, 전술한 형틀(10)들이 완성하고자 하는 벽체 높이에 상응하게 상하 조립되는 것과 달리, 그 자체로 완성하고자 하는 벽체의 높이에 상응하는 높이를 가질 수 있다. 따라서, 전술한 형틀(10)들은 상기 중간 연결부재(17a 또는 17b)의 측면을 따라 상하로 나란하게 조립된다. 이때, 상기 중간 연결부재(17a 또는 17b)는 네 측벽 중 형틀(10)과 연결되는 측벽(들)에 콘크리트 유동홀(172a 또는 172b)을 포함한다. 따라서, 유동성을 갖는 콘크리트는 중간 연결부재(17a 또는 17b)와 형틀(10) 사이에서 유동 가능하며, 콘크리트가 굳으면, 상기 중간 연결부재(17a 또는 17b)와 형틀(10)은 콘크리트와 함께 일체로 고정된다. 또한 상기 중간 연결부재(17a)는 형틀(10)과 대응되는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽에 형틀(10)의 일 측단에 삽입되는 횡방향 삽입부(174a 또는 174b)를 포함한다.

도 7c에 도시된 부속 부재는 벽체의 코너에 대응되게 설치되는 코너 연결부재(17c)이다. 상기 코너 연결부재(17c)는 상기 중간 연결부재(17a 또는 17b)와 마찬가지로, 사각형으로 교차되는 네 개의 기다란 측벽을 가진 채 수직으로 기다란 박스 형태를 갖는다. 중간 연결부재(17a 또는 17b)가 동일 선상에 있는 형틀(10, 10)을 연결하는 것과 달리, 코너 연결부재(17c)는 직각으로 교차하는 형틀(10)들을 연결한다. 상기 코너 연결부재(17c) 또한 자체로 완성하고자 하는 벽체의 높이에 상응하는 높이를 가질 수 있다. 따라서, 전술한 형틀(10)들은 상기 코너 연결부재(17c)의 두 교차되는 측면 각각을 따라 상하로 나란하게 조립된다.

이때, 상기 코너 연결부재(17c)는 네 측벽 중 형틀(10)과 연결되는 측벽(들)에 콘크리트 유동홀(172c)을 포함한다. 따라서, 유동성을 갖는 콘크리트는 코너 연결부재(17c)와 형틀(10) 사이에서 유동 가능하며, 콘크리트가 굳으면, 상기 코너 연결부재(17c)와 형틀(10)들이 콘크리트와 함께 일체로 고정되어 직각으로 교차하는 벽체 구조물을 형성한다. 상기 코너 연결부재(17c)는 직각으로 교차하는 두 측벽에 형틀(10)의 횡방향 삽입부가 삽입되는 횡방향 삽입 리세스(174c, 174c)를 포함한다. 대안적으로, 상긴 코너 연결부재(17c)는 상기 리세스 대신에 형틀(10)의 단부 또는 횡방향 리세스에 삽입되는 횡방향 삽입부를 포함할 수도 있다.

상기 코너 연결부재(17c)는 서로 직각으로(더 나아가서는, 임의의 각도로) 교차하는 두 개의 측벽을 구비하면 되므로, 사각 단면이 아닌 도 8c에 도시된 것과 같은 부채꼴형 또는 삼각형 단면을 가질 수도 있다.

도 7d에 도시된 부속 부재는 예컨대 벽체의 출입문 또는 창호 부분의 마감을 위해 이용되는 마감부재(17d)로서, 상기 마감부재(17d)는 상하로 나란하게 조립된 형틀(10)의 일측 개방부를 막아 마감한다. 상기 마감부재(17d)는 완성하고자 하는 벽체의 높이, 창호의 높이 또는 출입문의 높이에 상응하는 길이로 형성될 수 있다.

도 8a를 참조하면, 전술한 중간 연결부재(17a)가 동일 선상에 있는 형틀(10)들을 좌우로 연결한다. 중간 연결부재(17a) 일측의 형틀(10, 100)들은 상하로 조립된 상태에서 상기 중간 연결부재(17a)의 일측에 연결되어 있고, 중간 연결부재(17a) 타측의 형틀(10, 10))들도 상하로 조립된 상태에서 상기 중간 연결부재(17a)의 타측에 연결되어 있다. 또한, 마감부재(17d)는 상하로 조립된 형틀(10)의 조립체 일측 개방부를 막아 마감하고 있다.

도 8b 및 도 8c를 참조하면 전술한 코너 연결부재(17c)가 직각으로 교차 배열된 형틀(10)들을 직각이 되게 연결함을 알 수 있다. 서로 직각을 이루도록 배열된 일측의 형틀(10, 10)과 타측의 형틀들(10, 10)들 각각이 상기 코너 연결부재(17c)의 두 교차하는 측벽에 연결된다. 또한, 마감부재(17d)는 상하로 조립된 형틀(10) 조립체의 일측 개방부를 막아 마감하고 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 형틀 일체형 벽체의 시공에 이용되는 형틀을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 형틀을 이용하여 형성된 형틀 일체형 벽체의 일부를 도시한 단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 형틀(10)은 서로 대칭을 이루면서 마주하는 한 쌍의 패널(11a, 11b)을 포함한다. 한 쌍의 패널 중 하나의 패널은 벽체의 외벽을 이룰 수 있고 다른 패널은 벽체의 내벽을 이룰 수 있다.

상기 한 쌍의 패널(11a, 11b) 사이에 콘크리트가 타설되는 콘크리트 공간이 형성된다. 또한 상기 형틀(10)은 상기 한 쌍의 패널(11a, 11b) 사이를 보강적으로 연결하는 복수의 격벽(12)들을 일체로 포함한다. 상기 복수의 격벽(12)들은 상기 형틀(10)의 길이 방향을 따라 나란하게 배열되며, 상기 복수의 격벽(12)들이 상기 콘크리트 공간을 복수의 단위 공간들로 분할한다. 또한, 상기 복수의 격벽(12)들 각각에는 콘크리트 유동 홀(121)이 형성되며, 상기 콘크리트 유동 홀(121)을 통해 하나의 단위 공간으로 유입된 유동 콘크리트가 이웃하는 다른 단위 공간으로 들어갈 수 있다.

본 실시예에 따르면, 한 쌍의 패널(11a, 11b) 중 하나의 패널 중 제1 패널(11a)은 앞선 실시예와 동일하게 구성하되, 나머지 다른 하나의 패널, 즉, 제2 패널(11b)은 단열재(30)가 채워지는 공간(19v; 이하, '단열재 채움 공간'이라 함)을 형성하기 위해 형성하기 위해 단열재 채움 구조와 일체화되어 있다. 본 실시예에서, 상기 단열재 채움 구조는 상기 제2 패널(11b)과의 사이에 상기 공간(19v)을 형성하는 이격판(19a)을 포함한다. 상기 이격판(19a)과 상기 제 2 패널(11b) 사이에는 상기 단열재 채움 공간(19v)을 복수개로 구획하면서 상기 이격판(19a)을 상기 제2 패널(11b)에 연결하는 복수의 칸막이(19c)가 형성된다. 상기 복수의 칸막이(19c)에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간(19v) 내로 단열재(30)가 채워진다. 단열재(30)는 고체 상태로 삽입되는 스티로폼 등이 이용될 수 있다. 대안적으로, 유동성을 갖는 재료, 예컨대, 기포 콘크리트를 상기 단열재 채움 공간(19v)에 채운 후 경화하여 단열재(30)를 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 칸막이(19c) 각각에 유동하는 단열재가 하나의 채움 공간에서 다른 채움 공간으로 흘러들어갈 수 있도록 해주는 구멍(19e)을 형성할 수도 있다.

도 10을 참조하면, 콘크리트(20)가 한 쌍의 패널(11a, 11b) 사이에서 그 한 쌍의 패널(11a, 11b)과 일체화되어 있으며, 한 쌍의 패널 중 제2 패널(11b)에 마련된 단열재 채움 공간(19v)에는 단열재(30)가 채워져 있다. 본 실시예에서는, 한 쌍의 패널 중 하나의 패널에만 단열재 채움 구조 및 그로 인한 단열재 채움 공간(19v)을 마련하고 있지만, 한 쌍의 패널 모두에 단열재 채움 구조 및 그로 인한 단열재 채움 공간(19v)을 마련할 수도 있음에 유의한다.

전술한 형틀을 이용한 벽체의 시공, 더 나아가, 상기 벽체를 포함하는 건축 구조물의 시공 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선 기초 공사가 완료되면, 설계도에 따라 철근을 배근한다. 다음, 형틀(10)들을 세팅한다. 형틀(10) 세팅시, 형틀(10)들에 대한 상하 또는 좌우 조립도 이루어진다. 형틀(10)들의 세팅시, 바닥과 벽체 부분이 움직이지 않도록 "L"자 형의 앵글로 고정하는 것이 좋다. 다음, 현장에서 형틀(10)들을 세팅 및 조립하여 형성된 패널 구조물 내 콘크리트 타설 공간에 콘크리트를 타설하여 건축물의 벽체(1; 도 1 참조)를 만든다. 콘크리트가 굳으면, 형틀(10)들은 콘크리트에 일체화되어 벽체의 내벽과 외벽으로 남는다. 그리고, 형틀(10)의 격벽들은 콘크리트 내에 매립된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술한 실시예들에 따른 형틀 일체형 벽체와 후술할 형틀 일체형 벽체를 일체로 포함하는 건축 구조물이 제공된다. 도 11은 지붕용 형틀 및 벽체용 형틀을 이용한 건축 구조물의 시공을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 도 11에 도시된 지붕용 형틀의 다른 형태를 도시한 사시도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 형틀을 벽체용 형틀과 지붕용 형틀로 구분하여 설명하기로 한다.

도 11을 참조하면, 지붕용 형틀(10')은 벽체용 형틀(10)과 마찬가지로 서로 대칭을 이루면서 마주하는 한 쌍의 패널(11', 11'), 즉, 외곽 패널과 내부 패널을 일체로 포함한다. 상기 한 쌍의 패널(11', 11') 사이에 콘크리트가 타설되는 콘크리트 공간이 형성된다. 또한 상기 지붕형 형틀(10')은 상기 한 쌍의 패널(11', 11') 사이를 보강적으로 연결하는 복수의 격벽(12')들을 일체로 포함한다. 상기 복수의 격벽(12')들은 상기 지붕용 형틀(10')의 길이 방향을 따라 나란하게 배열되며, 상기 복수의 격벽(12')들이 상기 콘크리트 공간을 복수의 단위 공간들로 분할한다. 또한, 상기 복수의 격벽(12')들 각각에는 콘크리트 유동 홀(121')이 형성되며, 상기 콘크리트 유동 홀(121')을 통해 하나의 단위 공간으로 유입된 유동 콘크리트가 이웃하는 다른 단위 공간으로 들어갈 수 있다.

상기 지붕용 형틀(10')은 전술한 벽체용 형틀(10)과 마찬가지로 불연성 또는 준 불연성의 열가소성 플라스틱 재료 또는 금속 재료를 압축 다이를 이용한 압축 성형에 의해 성형될 수 있다. 상기 지붕용 형틀(10')의 성형 과정에서 상기 패널(11', 11'), 상기 격벽(12')들이 일체로 형성된다. 도 11에서 그 도시가 생략되었지만 지붕용 형틀(10')의 일측 개방단에는 하나의 지부용 형틀(10')을 다른 지붕용 형틀(10')의 개방단에 삽입, 조립하기 위한 삽입부가 형성될 수 있다. 상기 조립은 상기 지붕용 형틀(10')의 격벽(12')와 나란한 방향으로 이루어진다. 지붕용 형틀(10') 성형시, 지붕용 형틀(10')의 외곽 패널 상부면에 기와 문양 등을 입체적으로 형성하는 것이 고려될 수 있다.

지붕과 벽체들의 일체 시공시, 용마루 부분에서 한 세트의 지붕용 형틀(10')의 다른 세트의 형틀(10')을 갭(G)을 두고 서로 교차하는 방향으로 경사지게 배치한다.

이때, 상기 벽체용 형틀(10) 중 하나의 벽체용 형틀(10)이 두 세트의 지붕용 형틀(10', 10') 각각의 단부 부근을 지지한다. 그리고 벽체용 형틀(10)과 지붕용 형틀(10')은 대략 "V"형 단면의 앵글 부재(102) 및 체결부재들에 의해 고정된다. 지붕용 형틀의 제1 세트와 제2 세트 사이의 갭이 상기 벽체용 형틀(10)의 상단 개방부 및 지붕용 형틀(10')의 오픈된 단부와 통해 있으며, 도시가 생략되었지만, 지붕용 형틀(10')들은 중간 부분에서 H 빔에 의해 또한 지지되고 있다. 지붕용 형틀(10')은 중간 부분에서 H 빔이 걸쳐 지지되므로 큰 하중에 대해서도 견딜 수 있다.

전술한 갭(G)을 통해 유동성을 콘크리트를 부으면, 상기 지붕용 형틀(10')의 오픈된 단부와 상기 벽체용 형틀(10)의 상단 개방부를 통해 콘크리트는 지붕용 형틀(10')과 벽체용 형틀(10)로 콘크리트가 주입된다. 이때, 콘크리트 유동홀(121')을 통해 콘크리트가 지붕용 형틀(10')의 격벽(12')을 통과하여 지붕용 형틀(10)에 넓게 퍼진다. 지붕용 형틀(10')들은 경사져 있으므로 유동성 콘크리트는 위에서 아래로 흐르면서 지붕용 형틀(10')의 끝단까지 이를 수 있다. 유동성 콘크리트가 경화되면, 콘크리트(20), 벽체용 형틀(10)들, 그리고, 지붕용 형틀(10')들이 일체화된 건축 구조물이 완성될 수 있다. 이때 용마루 부분에는 벽체 상부에 지붕 패널이 서로 마주보게 하고 형틀 칸막이에 콘크리트를 부어 넣어 경사부분과 주벽체가 일체화되게 경화시킨다. 용마루 덮개(104)는 콘크리트 타설 후 그 위에 덮어 콘크리트와 같이 부착될 수 있도록 고정시켜 공사를 마무리한다 . 경사 지붕 위에는 싱글 및 다양한 종류의 마감재료를 이용하여 시공할 수 있다.

도 12를 참조하면, 지붕용 형틀(10')의 다른 형태가 도시되어 있는 바, 한 쌍의 패널(11a', 11b') 중 하나의 패널 중 제1 패널(11a')은 앞선 실시예와 동일하게 구성하되, 나머지 다른 하나의 패널, 즉, 제2 패널(11b')은 단열재가 채워지는 공간(19v'; 이하, '단열재 채움 공간'이라 함)을 형성하기 위해 형성하기 위해 단열재 채움 구조와 일체화되어 있다. 본 실시예에서, 상기 단열재 채움 구조는 상기 제2 패널(11b')과의 사이에 상기 공간(19v')을 형성하는 이격판(19a')을 포함한다. 상기 이격판(19a')과 상기 제 2 패널(11b') 사이에는 상기 단열재 채움 공간(19v')을 복수개로 구획하면서 상기 이격판(19a')을 상기 제2 패널(11b')에 연결하는 복수의 칸막이(19c')가 형성된다. 상기 복수의 칸막이(19c')에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간(19v') 내로 단열재가 채워진다. 단열재는 고체 상태로 삽입되는 스티로폼 등이 이용될 수 있다. 상기 복수의 칸막이(19c') 각각에 유동하는 단열재가 하나의 채움 공간에서 다른 채움 공간으로 흘러들어갈 수 있도록 해주는 구멍을 형성할 수도 있다.

상기와 같은 지붕용 형틀(10')을 경사지게 배치할 때, 앞에서 언급한 바와 같이, H빔(H)을 걸쳐 연결하여 지붕용 형틀(10')의 중간 부분을 지지하도록 하는 것이 좋다.

부가적으로, 일반 주택 시공시에는 철근 없이 무근 콘크리트만을 이용하는 한 번의 공정만으로 벽체 시공의 마무리가 가능하다. 예컨대, 공통 주택 시공시에는, 구조 계산에 의한 철근 시공과 더불어 패널을 설치 고정한 후 콘크리트 타설을 하는 것이 좋다.

전술한 벽체 구조물의 시공시, 벽체용 형틀들을 상부로 적층 조립하여 올린 후 콘크리트를 타설하는 공정을 통해 한 층의 형틀 일체형 콘크리트 벽체를 완성하고, 그 위에서 위의 공정을 반복하여 여러 층의 형틀 일체형 콘크리트 벽체를 완성한다. 한 층의 형틀 일체형 콘크리트 벽체를 형성하는 공정과 다른 층의 형틀 일체형 콘크리트 벽체를 형성하는 공정 중간에 슬라브를 시공할 수 있다. 또한, 최상층에서, 앞에서 언급한 것과 같은 방식으로 지붕과 벽체를 일체로 연결하는 시공을 할 수 있다.

위에서는 주택용 벽체에 대해 주로 설명이 이루어졌지만, 본 발명은 일반 주택은 물론이고, 아파트, 빌라, 창고, 공장, 방음벽, 담장 등 다양한 건축물에 적용될 수 있음에 유의한다.

1: 벽체 2: 지붕
10, 10': 형틀 12, 12': 격벽
11, 11a, 11b, 11', 11a', 11b': 패널
20: 콘크리트 30: 단열재

Claims (10)

1. 형틀 일체형 건축 구조물로서,
   벽체 형성을 위해 상하 방향과 좌우 방향으로 조립되는 복수의 벽체용 형틀들; 및
   상기 벽체용 형틀들에 의해 한정된 콘크리트 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함하고,
   상기 복수의 벽체용 형틀들 각각은 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 연결하도록 나란하게 형성된 복수의 격벽을 포함하고, 상기 복수의 격벽 각각에는 콘크리트 유동 홀이 형성되며, 상기 벽체용 형틀들은 상기 콘크리트 공간에 채워져 경화된 콘크리트와 일체화되어 상기 벽체의 외벽과 내벽을 이루고, 상기 복수의 격벽은 상기 콘크리트 내에 매립된 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 벽체용 형틀들은 종방향 삽입부가 하단 또는 상단에 형성된 벽체용 형틀을 포함하고, 상기 벽체용 형틀의 종방향 삽입부가 다른 벽체용 형틀의 상단 또는 하단에 삽입되어, 상하로 이웃하는 벽체용 형틀들의 조립이 이루어지는 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 벽체용 형틀들은 횡방향 삽입부가 일측단에 형성된 벽체용 형틀을 포함하고, 상기 횡방향 삽입부가 다른 벽체용 형틀의 측단에 삽입되어, 좌우로 이웃하는 벽체용 형틀들의 조립이 이루어지는 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 벽체용 형틀들은 하단 또는 상단에 종방향 삽입부가 형성되고 일측단에 횡방향 삽입부가 형성된 제1 벽체용 형틀과, 상기 종방향 삽입부가 상단 또는 하단으로 끼워져 상기 제1 벽체용 형틀과 상하 방향으로 조립되는 제2 벽체용 형틀과, 상기 횡방향 삽입부가 측단으로 끼워져 상기 제1 벽체용 형틀과 좌우 방향으로 조립되는 제3 벽체용 형틀을 포함하는 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 벽체용 형틀들 중 교차하는 방향으로 배열된 벽체용 형틀을 연결하는 코너 연결부재를 더 포함하고, 상기 코너 연결부재의 서로 교차하는 두 측벽 각각에서 상기 벽체용 형틀들이 상하로 나란하게 조립되고, 상기 두 측벽 각각에는 상기 형틀들과 통해 있는 콘크리트 유동 홀들이 형성된 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 형틀은 열가소성 플라스틱 또는 금속 재료를 성형하여 제작된 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 패널 중 적어도 하나의 해당 패널은 단열재 채움 구조와 일체로 형성되며, 상기 단열재 채움 구조는 상기 해당 패널과의 사이에 단열재 채움 공간을 형성하는 이격판을 포함하고, 상기 이격판과 상기 해당 패널 사이에는 상기 단열재 채움 공간을 복수개로 구획하면서 상기 이격판을 상기 해당 패널에 연결하는 복수의 칸막이가 형성되며, 상기 복수의 칸막이에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간 내로 단열재가 채워진 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벽체와 지붕이 일체로 연결되되, 상기 지붕 형성을 위해 열가소성 플라스틱 또는 금속을 성형하여 형성된 지붕용 형틀들을 포함하고, 상기 지붕용 형틀 각각은 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 연결하도록 나란하게 형성된 복수의 격벽을 포함하고, 상기 복수의 격벽 각각에는 콘크리트 유동 홀이 형성되며, 상기 지붕용 형틀들은 콘크리트 공간에 채워져 경화된 콘크리트와 일체화되어 상기 지붕의 외부면과 내부면을 이루고, 상기 복수의 격벽은 상기 콘크리트 내에 매립된 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 지붕용 형틀들은 용마루 부분에서 갭을 두고 서로 교차하는 방향으로 경사지게 배치된 제1 지붕용 형틀과 제2 지붕용 형틀을 포함하고, 상기 벽체용 형틀 중 적어도 하나의 벽체용 형틀이 상기 제1 지붕용 형틀과 상기 제2 지붕용 형틀의 오픈된 단부 부근을 지지하며, 상기 갭을 통해 타설된 콘크리트가 상기 벽체용 형틀의 상단 개방부와 상기 제1 및 제2 지붕용 형틀의 오픈된 단부에 채워진 후 경화되는 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물.
10. 벽체용 형틀을 상하 좌우로 조립하여 세우고; 지붕용 형틀의 오픈된 단부가 상기 벽체용 형틀의 상단 개방부와 통해 있도록, 상기 벽체용 형틀과 상기 지붕용 형틀을 연결하고, 상기 오픈된 단부와 상기 상단 개방부를 통해 콘크리트를 동시에 타설하여, 상기 벽체용 형틀과 상기 지붕용 형틀이 콘크리트와 일체화된 건축 구조물을 형성하는 것을 특징으로 하는 형틀 일체형 건축 구조물의 시공방법.

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