KR100217873B1 - 복합재료 간이 하우스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아연도강으로 사용되던 구조재를 비강도 및 비강성이 우수한 복합재료로 대체함으로써 반영구적으로 사용할 수 있으며 경량화함으로써 작업성을 향상시킬 수 있는 복합재료 간이 하우스를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 복합재료빔(10)과, 상기 다수의 복합재료빔(10) 중의 2개를 동시에 서로 결합하는 다수의 2방향체결장치(20)와, 상기 다수의 복합재료빔(10) 중의 3개를 동시에 서로 결합하는 다수의 3방향체결장치(30a,30b) 및, 상기 다수의 복합재료빔(10) 중의 4개를 동시에 서로 결합하는 다수의 4방향체결장치(40a~40d)를 포함하며, 상기 다수의 복합재료빔(10)과 상기 다수의 2,3,4방향체결장치(20,30a,30b,40a~40d)를 각각 결합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재료간이 하우스가 제공된다.
Description
본 발명은 복합재료빔으로 제작된 복합재료 간이 하우스에 관한 것이다.
복합재료는 재료의 높은 비강성과 비강도의 특성으로 우주선의 재료로 사용되고 있을 뿐만 아니라, 그 생산가격이 저렴하기 때문에 스포츠 및 레저용품 등에 폭넓게 응용되고 있다. 또한, 세계 선진국에서는 복합재료의 내부식성을 이용하여 화학 플랜트나 하수도 처리장 구조물에 복합재료를 응용하려는 경향이 증가하고 있다. 그러나, 대한민국 및 세계의 농경 국가들은 비닐 하우스 같은 간이 구조물을 제작하거나, 양계사, 돈사, 잠사 등의 구조물 설치시에도 철거와 조립공정이 단순한 간이 구조물을 사용하여 농가 소득을 증대시키고 있으므로 보다 단순하면서도 강도가 보장되는 재료를 이용한 간이 구조물의 제작의 필요성을 인식하고 있다.
그러나, 지금까지 이런 간이 구조물의 구조재로 사용된 아연도강은 비강도가 낮아 운반 및 설치시에 많은 노동력이 필요하며, 또한 구조물의 조립을 위한 용접부위가 쉽게 부식되어 간이 구조물 수명을 단축시킨다는 단점이 있다. 또한, 이런 아연도강으로 제작된 종래의 하우스는 폭설 및 폭우 후에 발생하는 빔의 처짐으로 인한 소성변형으로 재사용이 불가능하며, 심한 경우 하우스내의 작물 및 가축에게까지 피해를 준다는 문제점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아연도강으로 사용되던 구조재를 비강도 및 비강성이 우수한 복합재료로 대체함으로써 반영구적으로 사용할 수 있으며 경량화함으로써 작업성을 향상시킬 수 있는 복합재료 간이 하우스를 제공하는 데 그 목적이 있다.
제1도는 본 발명의 한 실시예에 다른 복합재료 간이 하우스를 개략적으로 도시한 사시도이고,
제2도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스의 2방향체결장치의 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도이고,
제3(a)도 및 제3(b)도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스의 3방향체결장치의 형상을 설명하기 위한 사시도이며,
제4(a)도 내지 제4(d)도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스의 4방향체결장치의 형상을 설명하기 위한 사시도이며,
제5도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스에 사용되는 여러 종류의 복합재료빔의 단면을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 복합재료빔 11 : 접착제
12 : 체결조임장치 13 : 자외선 차단 코팅제
20,30a,30b,40a~40b : 체결장치 21,31a,31b,41a~41d : 체결봉
22,32a,32b,42a~42d : 걸림턱
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 다수의 복합재료빔과, 상기 다수의 복합재료빔 중의 2개를 동시에 서로 결합하는 다수의 2방향체결장치와, 상기 다수의 복합재료빔 중의 3개를 동시에 서로 결합하는 다수의 3방향체결장치 및, 상기 다수의 복합재료빔 중의 4개를 동시에 서로 결합하는 다수의 4방향체결장치를 포함하며, 상기 다수의 복합재료빔과 상기 다수의 2,3,4방향체결장치를 각각 결합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복합재료빔의 단면의 형상은 원형, 사각형, 오각형, I형, 이중 박스형 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 3방향체결장치는 3개의 상기 복합재료빔이 T자형을 이룰 수 있도록 결합하는 제1-3방향체결장치와, 2개의 상기 복합재료빔이 서로에 대해 직각을 이루고 다른 1개의 상기 복합재료빔이 상기 2개의 복합재료빔 중의 어느 하나에 대해 둔각을 이룰 수 있도록 결합하는 제2-3방향체결장치인 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 4방향체결장치는 4개의 상기 복합재료빔이 십자형을 이룰 수 있도록 결합하는 제1-4방향체결장치와, 3개의 상기 복합재료빔이 서로에 대해 직각을 이루고 다른 1개의 상기 복합재료빔이 상기 3개의 복합재료빔 중의 어느 하나에 대해 둔각을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제2-4방향체결장치와, 3개의 상기 복합재료빔이 T자형을 이루고 다른 1개의 상기 복합재료빔이 상기 3개의 복합재료빔 중의 어느 하나에 대해 둔각을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제3-4방향체결장치 및, 2개의 상기 복합재료빔이 서로에 대해 수평방향으로 동일선상에 위치하고 다른 2개의 상기 복합재료빔이 서로에 대해 180°이하의 각도를 갖도록 서로 결합되어 상기 4개의 복합재료빔이 십자형을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제4-4방향체결장치인 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 2,3,4방향체결장치는 상기 복합재료빔의 내면에 끼워지는 삽입부와, 상기 삽입부를 일체로 결합하고 상기 삽입부가 끼워지는 상기 복합재료빔의 깊이를 한정하는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복합재료빔의 내면과 상기 삽입부의 표면은 에폭시 계열의 접착제에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 삽입부가 끼워진 상기 복합재료빔의 둘레에는 체결조임장치가 부가적으로 배치되어 결합력을 크게 하는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복합재료빔의 표면에는 자외선 차단 코팅제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스가 제공된다.
아래에서, 본 발명에 따른 복합재료 간이 하우스의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합재료 간이 하우스를 개략적으로 도시한 사시도이다.
제1도에 보이듯이, 본 발명의 복합재료 간이 하우스는 유리섬유로 보강된 고분자 복합재료로 형성된 파이프 형상의 다수의 복합재료빔(10)들과, 상기 다수의 복합재료빔(10)들을 각각의 A~G지점에서 각각 결합할 수 있는 다수의 체결장치들로 구성되어 있다.
이렇게 본 발명에 사용되는 복합재료, 예를 들어, 유리섬유로 보강된 고분자 복합재료의 경우에 있어서, 밀도는 1980㎏/㎥ 이고 인장강도는 1000MPa이다. 그러나, 종래 기술에 사용되던 아연도강의 경우에 있어서, 밀도는 7800㎏/㎥ 이고 인장강도는 300MPa 이다. 그러므로, 종래 기술의 아연도강 7.2㎏ 대신에 본 발명의 복합재료 1㎏ 만을 사용하면 외부에서 가해지는 하중을 견딜 수 있다.
이제, 각각의 A~G 지점에서 사용되는 체결장치를 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 제2도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스의 2방향체결장치의 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도이다.
제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, A 지점 즉 2개의 원형 복합재료빔(10)이 수평방향으로 동일선상에 위치할 수 있도록 서로 결합하는 2방향체결장치(20)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 2개의 체결봉(21)이 양 쪽에 각각 형성되어 있으며 그 중앙에는 복합재료빔(10)의 외경과 동일한 크기의 걸림턱(22)이 형성되어 있다.
도면에서, 제3(a)도 및 제3(b)도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스의 3방향체결장치의 형상을 설명하기 위한 사시도이다.
제1도 및 제3(a)도에 도시된 바와 같이, B지점 즉 3개의 복합재료빔(10)이 T자 형을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제1-3방향체결장치(30a)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 3개의 체결봉(31a)이 T자형을 이룰 수 있도록 각각 형성되어 있으며 그 중앙에는 걸림턱(32a)이 형성되어 있다.
또한, 제1도 및 제3(b)도에 도시된 바와 같이, C지점 즉 2개의 복합재료빔(10)이 서로에 대해 직각을 이루고 다른 1개의 복합재료빔(10)이 상기 2개의 복합재료빔(10) 중의 어느 하나에 대해 둔각(α)을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제2-3방향체결장치(30b)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 3개의 체결봉(31b)이 각각 형성되어 있으며, 그 중앙에는 걸림턱(32b)이 형성되어 있다.
도면에서, 제4(a)도 내지 제4(d)도는 제1도에 도시된 복합재료 간이 하우스의 4방향체결장치의 형상을 설명하기 위한 사시도이다.
제1도 및 제4(a)도에 도시된 바와 같이, D지점 즉 4개의 복합재료빔(10)이 십자(+)형을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제1-4방향체결장치(40a)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 4개의 체결봉(41a)이 십자형을 이룰 수 있도록 각각 형성되어 있으며 그 중앙에는 걸림턱(42a)이 형성되어 있다.
또한, 제1도 및 제4(b)도에 도시된 바와 같이, E지점 즉 3개의 복합재료빔(10)이 서로에 대해 직각을 이루고 다른 1개의 복합재료빔(10)이 상기 3개의 복합재료빔(10) 중의 어느 하나에 대해 둔각(β)을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제2-4방향체결장치(40b)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 4개의 체결봉(41b)이 각각 형성되어 있으며 그 중앙에는 걸림턱(42b)이 형성되어 있다.
또한, 제1도 및 제4(c)도에 도시된 바와 같이, F지점 즉 3개의 복합재료빔(10)이 T자형을 이루고 다른 1개의 복합재료빔(10)이 상기 3개의 복합재료빔(10) 중의 어느 하나에 대해 둔각(γ)을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제3-4방향체결장치(40c)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 4개의 체결봉(41c)이 각각 형성되어 있으며 그 중앙에는 걸림턱(42c)이 형성되어 있다.
또한, 제1도 및 제4(d)도에 도시된 바와 같이, G지점 즉 2개의 복합재료빔(10)이 서로에 대해 수평방향으로 동일선상에 위치하고 다른 2개의 복합재료빔(10)이 서로에 대해 180°이하의 각도를 서로 결합되어 4개의 복합재료빔(10)이 십자(+)형을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제4-4방향체결장치(40d)에는 이런 복합재료빔(10)의 내면에 각각 끼워지는 4개의 체결봉(41d)이 각각 형성되어 있으며 그 중앙에는 걸림턱(42d)이 형성되어 있다.
아래에서, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 복합재료 간이 하우스의 제작방법을 상세히 설명하겠다.
제1도 내지 제4(d)도에 도시된 바와 같이, 먼저, 소정의 길이를 갖는 복합재료빔(10)의 내면과 2방향체결장치(20)의 체결봉(21)의 외면에 에폭시 계열의 접착제(11)를 각각 도포한 후에, 이런 복합재료빔(10)의 내면에 2방향체결장치(20)의 체결봉(21)을 걸림턱(22)이 맞닿는 부위까지 삽입한다. 이 때, 체결봉(21)에 도포되는 접착제(11)의 두께는 0.5㎜이하이다. 그런 다음, 체결봉(21)이 끼워진 복합재료빔(10)의 상부에 체결조임장치(12)를 끼우고 조임으로써 이런 복합재료빔(10)과 체결봉(21)의 결합을 더욱 견고하게 한다. 이렇게 앞서 설명한 바와 같은 동일한 과정을 따라 다수의 복합재료빔(10)을 각각의 지점, 즉, A~G 지점에 적합한 각각의 체결장치(20,30a,30b,40a,40b,40c,40d)들을 사용하여 결합함으로써 소정 형상의 간이 하우스가 제작된다.
앞서 설명한 실시예에서는 원형의 복합재료빔을 사용한 경우에 대해서만 설명했지만, 제5도에 도시된 바와 같이 복합재료 간이 하우스의 사용용도에 따라 사각형 단면(10a), 오각형 단면(10b), I형 단면(10c), 이중 사각형 단면(10d)을 갖는 복합재료빔을 사용할 수 있으며, 또한 이런 단면 형상을 갖는 복합재료빔에 적합한 체결장치가 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 복합재료 간이 하우스의 복합재료빔(10)의 표면에는 태양으로부터 방출되는 자외선을 차단하고 외부의 환경변화에 적응할 수 있도록 하는 자외선 차단 코팅제(13)가 도포될 수도 있다.
또한, 본 발명의 복합재료 간이 하우스의 2방향체결장치(20) 대신에 복합재료빔의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는 일정한 두께의 원형파이프를 사용하거나 중앙부위로 향할수록 그 두께가 두꺼워지는 원형파이프를 사용할 수 있으며, 또한 2방향체결장치(20)에 의해 결합된 부위의 상부면에 이런 원형파이프를 부가적으로 사용함으로써 결합력을 더욱 크게 할 수도 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 간이 하우스를 복합재료로 제작할 경우에는 종래 기술의 아연도강에 비해 40% 이상의 재료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 이런 복합재료로 제작된 구조물의 중량을 약 7배 정도 감소시킬 수 있으므로 운반 및 설치가 매우 용이하다.
또한, 본 발명의 복합재료 간이 하우스는 내부식성이 우수하여 습기에 의해 부식될 염려가 없으며, 또한 비강도 및 비강성이 우수하여 폭설 및 폭우에 의해 빔의 소성변형이 발생하지 않아 반영구적으로 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 복합재료 간이 하우스에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
Claims (8)
- 다수의 복합재료빔(10)과, 상기 다수의 복합재료빔(10) 중의 2개를 동시에 서로 결합하는 다수의 2방향체결장치(20)와, 상기 다수의 복합재료빔(10) 중의 3개를 동시에 서로 결합하는 다수의 3방향체결장치(30a,30b) 및, 상기 다수의 복합재료빔(10) 중의 4개를 동시에 서로 결합하는 다수의 4방향체결장치(40a~40d)를 포함하며, 상기 다수의 복합재료빔(10)과 상기 다수의 2,3,4방향체결장치(20,30a,30b,40a~40d)를 각각 결합함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제1항에 있어서, 상기 복합재료빔(10)의 단면의 형상은 원형, 사각형, 오각형, I형, 이중 박스형 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제1항에 있어서, 상기 3방향체결장치(30a,30b)는 3개의 상기 복합재료빔(10)이 T자형을 이룰 수 있도록 결합하는 제1-3방향체결장치(30a)와, 2개의 상기 복합재료빔(10)이 서로에 대해 직각을 이루고 다른 1개의 상기 복합재료빔(10)이 상기 2개의 복합재료빔(10)중의 어느 하나에 대해 둔각(α)을 이룰 수 있도록 결합하는 제2-3방향체결장치(30b)인 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제1항에 있어서, 상기 4방향체결장치(40a~40d)는 4개의 상기 복합재료빔(10)이 십자(+)형을 이룰 수 있도록 결합하는 제1-4방향체결장치(40a)와, 3개의 상기 복합재료빔(10)이 서로에 대해 직각을 이루고 다른 1개의 상기 복합재료빔(10)이 상기 3개의 복합재료빔(10)중의 어느 하나에 대해 둔각(β)을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제2-4방향체결장치(40b)와, 3개의 상기 복합재료빔(10)이 T자형을 이루고 다른 1개의 상기 복합재료빔(10)이 상기 3개의 복합재료빔(10) 중의 어느 하나에 대해 둔각(γ)을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제3-4방향체결장치(40c) 및, 2개의 상기 복합재료빔(10)이 서로에 대해 수평방향으로 동일선상에 위치하고 다른 2개의 상기 복합재료빔(10)이 서로에 대해 180°이하의 각도를 갖도록 서로 결합되어 상기 4개의 복합재료빔(10)이 십자(+)형을 이룰 수 있도록 서로 결합하는 제4-4방향체결장치(40d)인 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 2,3,4방향체결장치(20,30a,30b,40a~40d)는 상기 복합재료빔(10)의 내면에 끼워지는 삽입부(21,31a,31b,41a~41d)와, 상기 삽입부(21,31a,31b,41a~41d)를 일체로 결합하고 상기 삽입부(21,31a,31b,41a~41d)가 끼워지는 상기 복합재료빔(10)의 깊이를 한정하는 결합부(22,32a,32b,42a~42d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제5항에 있어서, 상기 복합재료빔(10)의 내면과 상기 삽입부(21,31a,31b,41a~41d)의 표면은 에폭시 계열의 접착제(11)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제6항에 있어서, 상기 삽입부(21,31a,31b,41a~41d)가 끼워진 상기 복합재료빔(10)의 둘레에는 체결조임장치(12)가 부가적으로 배치되어 결합력을 크게 하는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복합재료빔(10)의 표면에는 자외선 차단 코팅제(13)가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 간이 하우스.
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| KR1019970031070A KR100217873B1 (ko) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 복합재료 간이 하우스 |
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|---|---|---|---|
| KR1019970031070A KR100217873B1 (ko) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 복합재료 간이 하우스 |
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