KR100852748B1 - 막구조 장력 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 막구조의 장력 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장력 조절 부재의 압축력에 의한 장력 전달 부재의 가압에 의해 막의 장력을 조절할 수 있는 막구조의 장력 조절 장치에 관한 것이다.
막구조, 장력, 조절

Description

막구조 장력 조절장치 {Control Device Of Tension For Membrane Structure}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 막구조 장력 조절 장치의 부분 상세 단면도이다.
도 3은 도 2의 막구조 장력 조절 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 막구조의 막 장력 조절 장치의 동작 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 막구조의 막 장력 조절 장치의 동작 예시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 막 20 : 장력 전달 부재
30 : 장력 조절 부재 310 : 결합수단
311 : U자형 볼트 312 : 플레이트
313 : 고정 수단 320 : 장력 조절 수단
321 : 제 1 나사 부재 322 : 제 2 나사 부재
323 : 너트 330 : 고정단
40 : 막 구조 부재
본 발명은 막구조의 장력 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장력 조절 부재의 압축력에 의한 장력 전달 부재의 가압에 의해 막의 장력을 조절할 수 있는 막구조의 장력 조절 장치에 관한 것이다.
막구조(Membrane Structure)는 대공간 구조물의 하나의 구조 방식으로 코팅된 직물(coated fabric)을 주재료로 사용하여 초기장력을 줌으로써 막 자체에 인장력으로 힘을 전달할 수 있게 하는 형태 저항형 대공간 구조를 말한다. 특히 구조체로서 막(membrane)에 인장력을 사용하여 구조물 외관에 강성을 줌으로써 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 구조물을 말한다
이러한 막구조는 다양한 형태의 대공간 창출이 가능하여 자유로운 곡선을 표현할 수 있는 조형미, 건물의 경량화가 가능한 재료로서의 경제성, 기능성 및 시공우수성 등으로 인해 다양한 형태와 목적에 맞는 대공간 구조물로 인정받고 있으며, 기존의 구조와 대비하여 안전성과 내구성을 인정받고 있다.
따라서 막구조는 대규모 스타디움, 실내경기장과 같은 대형 무주공간 구조물, 대형공장, 박람회 관련시설 파필리온 등의 가설 건축물 뿐만 아니라 주택 등에도 널리 사용되고 있다.
종래의 막 구조는 연성의 막에 초기 장력을 주기 위한 방법으로 막에 장력을 가한 상태에서 막을 고정하는 방법을 사용하거나, 막을 지지하는 구조체에 장력을 미리 가한 상태에서 막을 설치하여 막에 장력을 제공하는 방법을 사용하였다.
그러나, 상기와 같은 종래의 막구조는 원하는 장력을 인가하기 어렵기 때문에 시공이 어려우므로 시공성이 떨어질 뿐만 아니라, 시공의 어려움으로 생산성이 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 상기와 같은 시공 및 생산의 어려움으로 막구조의 제작 단가가 상승하는 문제가 있었다.
또한, 종래의 막 구조는 구조물이 완성되기 전에 막에 장력을 인가하여야 하고, 구조물이 완성된 후에는 막에 인가되는 장력을 조절하기 어려운 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 막의 장력을 보다 편리하게 조절할 수 있으므로 시공성 및 경제성이 뛰어난 막구조의 장력 조절 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조물이 완성된 후에도 막에 인가되는 장력을 자유롭게 조절할 수 있는 막구조의 장력 조절 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 막구조의 장력 조절 장치 는 막구조의 막 장력 조절 장치에 있어서, 막 상부에 장착되어 막을 지지하고 막에 장력을 전달하는 장력 전달 부재와 상기 지지 부재 하부에서 상기 지지 부재와 일체로 결합되어 막의 장력을 조절하는 장력 조절 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 장력 전달 부재는 단면이 다각형 또는 원형인 막대 형태, 케이블 형태 및 강선 형태 중 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 장력 조절 부재는 상기 장력 전달 부재와 일체로 결합하는 결합수단과 상기 결합 수단 하부에서 장력을 조절하는 장력 조절 수단과 막 구조 부재 상에서 상기 장력 조절 수단을 고정하는 고정단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합수단은 상기 장력 전달 부재의 외관을 감싸는 U자형 볼트와상기 U자형 볼트를 하부에서 고정하는 플레이트 및 상기 U자형 볼트와 플레이트 및 상기 플레이트와 장력 조절 수단을 고정하는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 고정 수단은 볼트, 용접, 리벳 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 장력 조절 수단은 상기 결합수단에 고정되고 나사산이 형성된 숫나사로 구성된 제 1 나사부재와 상기 고정단에 연결되고 상기 제 1 나사부재의 나사 방향과 반대로 나사산이 형성된 숫나사로 구성된 제 2 나사부재와 상기 제 1 나사부재 및 제 2 나사부재와 양단에서 결합되는 암나사로 구성된 너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
그리고, 상기 장력 조절 부재는 상기 장력 전달 부재의 길이 방향을 따라 2개 이상 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 도면 및 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 막구조 장력 조절 장치의 부분 상세 단면도이고, 도 3은 도 2의 막구조 장력 조절 장치의 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 막구조는 막을 하부에서 지지하는 구조체인 막 구조 부재(40)와 상기 막 구조 부재(40) 상에 형성되는 막(10)과 상기 막 상에서 막을 지지하고 장력을 전달하는 장력 전달 부재(20)와 상기 장력 전달 부재에 장력을 인가하는 장력 조절 부재(30)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 막 구조 부재(40)는 기둥 부재(410)와 보 부재(420) 및 막의 형태를 유지하고 풍하중에 저항하는 막 지지부재(430)를 포함하여 다양하게 구성될 수 있다.
상기 막 구조 부재(40)는 설계 조건에 따라 다양하게 구성될 수 있음은 막구조의 통상의 지식을 가진 당업자에게 자명한 것이며, 본 발명의 핵심에서 벗어나는 부분이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 막(10)은 통상적으로 막구조에 사용될 수 있는 재료는 무엇이나 가능하고, 코팅된 직물(Coated fabric)을 주 재료로 사용한다. 또한, 막(10)에 장력을 인가하여 구조물외관의 강성을 줌으로써 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하게 된다.
상기 장력 전달 부재(20)는 상기 막(10) 상부에 형성되어 막을 고정하고 막의 초기 장력을 전달하는 역할을 담당한다. 특히, 막의 골 부분(막 지지 부재(430)가 서로 인접하는 부분)에 형성되어 보다 쉽게 장력을 전달하게 된다. 여기서, 상기 장력 전달 부재(20)는 막대 또는 봉 형태로 철재, 강관, 강봉, 강선, 케이블, 플라스틱, 목재, 알루미늄, 강화플라스틱 등 소정의 인장 강도를 가진 어떠한 재료로도 형성될 수 있으며, 막대 또는 케이블, 철선, 강선의 형태로 구성될 수 있다. 또한, 단면의 형상은 다각형, 원형, 타원형 등 어떠한 형상도 가능하다.
상기 막 구조 부재(40)와 동일한 재료가 사용될 수 있으며, 원형의 강봉으로 구성될 수 있다.
상기 장력 조절 부재(30)는 상기 장력 전달 부재(20)와 막 구조 부재(10) 사이에 연결되어 막에 제공되는 장력을 조절하는 역할을 담당한다. 또한, 상기 장력 조절 부재(30)는 상기 장력 전달 부재(20)와 일체로 결합되어 형성될 수 있으며, 상기 장력 전달 부재(20)의 길이 방향을 따라 다수개가 연결되어 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 장력 조절 부재(30)는 상기 장력 전달 부재와 일체로 결합하는 결합수단(310)과 상기 결합 수단 하부에서 장력을 조절하는 장력 조절 수 단(320)과 막 구조 부재 상에서 상기 장력 조절 수단을 고정하는 고정단(330)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 결합수단(310)은 상기 장력 전달 부재(20)의 외관을 감싸는 U자형 볼트(311)와 상기 U자형 볼트(311)를 하부에서 고정하는 플레이트(312) 및 상기 U자형 볼트(311)와 플레이트(312) 및 상기 플레이트(311)와 장력 조절 수단(320)을 고정하는 고정 수단(313)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 고정 수단(313)은 고정이 가능한 수단이면 무엇이나 가능하며 볼트 결합, 용접 결합, 리벳 결합등에 의해 고정될 수 있다.
그리고, 상기 장력 조절 수단(320)은 일단이 상기 플레이트(312)와 결합되고, 타단은 막 구조부재(40)와 연결되는 고정단(330)과 결합된다. 여기서, 상기 장력 조절 수단(320)은 길이 조절을 통해 막의 장력을 제어하게 된다.
삭제
삭제
삭제
상기 고정단(330)은 장력 조절 수단(230)의 하단{상기 실시예에서는 제 2 나사 부재(322)}에서 막 구조 부재(10)와 결합되도록 구성된다. 여기서, 상기 장력 조절 수단(230)과 막 구조 부재(10)는 볼트, 용접 및 리벳 등 다양한 고정 수단에 의해 결합될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 막구조의 막 장력 조절 방법에 대해 살펴 보면 하기와 같다. 여기서, 막 장력 조절 수단(330)은 길이 조절이 가능한 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 턴버클로 형성된 경우의 실시예를 통해 막 장력 조절 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 막구조의 막 장력 조절 장치의 동작 예시도이며, 도 4a는 장력이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이고, 도 4b는 장력이 인가된 상태를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 막구조의 막 장력 조절 장치는 막에 장력을 인가하기 위해 턴버클의 너트(323)를 회전 시키면 제 1 나사부재(321)와 제 2 나사부재(322)는 서로 접근하게 되어 축 방향으로 압축력이 가해지게 되고 이로 인해 장력 전달 부재(20)는 하부로 막을 가압하게 된다.
이 때, 제 1 나사부재(321)가 압축되어 하부로 이동하고, 제 2 나사부재(322)는 고정단에 연결되어 있으므로 제자리를 유지한 채 상기 너트(323)가 제 2 나사부재(322)의 나사산을 따라 하부로 움직인다.
따라서, 막(10)은 장력 전달 부재(20)가 하부로 가압하는 힘에 의해 장력이 인가된다. 여기서, 상기 장력 전달 부재(20)는 길이가 긴 강봉으로 구성되므로 막과 접촉하는 면적이 넓으므로 적은 힘으로도 큰 장력을 막(10)에 인가할 수 있다.
이때, 상기 너트(323)에 큰 회전력을 가하여(회전횟수를 증가시켜) 상기 제 1 및 2 나사부재(321,322) 사이의 거리가 가까워질수록 축 방향 압축력이 커지게 되고 이로 인해 장력 전달 부재(20)가 막을 하부로 가압하는 힘이 커지게 되어 막에 더 큰 장력이 인가된다. 여기서, 장력을 인가하기 위한 너트의 회전 방향은 상기 제 1 및 2 나사부재(321,322)의 나사 방향에 따라 시계방향이 될 수 도 있고 반시계 방향이 될 수 도 있다.
반면, 상기 너트(323)를 반대로 회전할 경우 상기 제 1 및 2 나사부재(321,322)는 서로 멀어지게 되어 축방향 압축력이 감소하고 이를 통해 막에 전달되는 장력이 감소하게 된다.
결국, 상기 너트(323)의 회전 방향 및 회전 정도에 따라 막에 인가되는 장력을 조절할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 막구조의 막 장력 조절 장치의 동작 예시도이며, 도 5a는 장력이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이고, 도 5b는 장력이 인가된 상태를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예와 장력 조절 부재의 구성 중 제 2 나사부재(322′)와 너트(323′)의 구성만이 상이하므로 구별되는 점에 대 해서만 설명하기로 한다.
제 2 실시예에 따른 막구조의 장력 조절 수단(320)은 고정단(330)에 연결된 제 2 나사부재(322′)가 너트의 회전에 따라 상하로 이동하지 않고 제자리에서 회전만 하도록 나사산이 형성된다. 이에 따라, 너트의 암나사 부분도 상기 나사산을 통해 제자리에서 회전만 하도록 형성된다.
따라서, 너트를 회전할 경우 제 1 나사부재(321)는 회전에 따라 하부로 이동하지만 제 2 나사부재(322′)는 제자리에서 회전만 하는 상태가 된다. 결국, 제 2 실시예는 회전에 따라 제 1 나사부재(321)가 하부로 이동하면서 발생하는 압축력만으로 막에 장력을 인가하도록 작용한다.
이 때, 상기 제 1 실시예와 달리 상기 제 1 나사부재(321)만 하부로 이동하고, 너트(323′)와 제 2 나사부재(322′)는 제자리를 유지하게 된다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 막구조의 장력 조절 장치는 보다 편리하고 손쉽게 막에 인가되는 장력을 조절할 수 있으므로 시공성 및 경제성이 매우 탁월한 효과가 발생한다.
또한, 작은 힘 만으로 막에 큰 장력을 인가할 수 있으므로 장력 조절의 효율성이 높을 뿐만 아니라, 구조물이 완성된 후에도 막에 인가되는 장력을 자유롭게 조절할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 막구조의 막 장력 조절 장치에 있어서,
    막지지부재가 인접하는 막의 골 부분, 막 상부에 장착되어 막을 지지하고 막에 장력을 전달하는 장력 전달 부재와;
    상기 장력 전달 부재 하부에서 상기 장력 전달 부재와 일체로 결합되어 막의 장력을 조절하되,
    상기 장력 전달 부재와 일체로 결합하고 상기 장력 전달 부재의 외관을 감싸는 U자형 볼트와 상기 U자형 볼트를 하부에서 고정하는 플레이트 및 상기 U자형 볼트와 플레이트 및 상기 플레이트와 장력 조절 수단을 고정하는 고정 수단을 포함하는 결합수단과,
    상기 결합수단에 고정되고 나사산이 형성된 숫나사로 구성된 제 1 나사부재와 상기 고정단에 연결되고 상기 제 1 나사부재의 나사 방향과 반대로 나사산이 형성된 숫나사로 구성된 제 2 나사부재와 상기 제 1 나사부재 및 제 2 나사부재와 양단에서 결합되는 암나사로 구성된 너트를 구비하여 상기 결합 수단 하부에서 장력을 조절하는 장력 조절 수단과,
    막 구조 부재 상에서 상기 장력 조절 수단을 고정하는 고정단을 포함하는 장력 조절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 막구조 장력 조절 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장력 전달 부재는
    단면이 다각형 또는 원형의 막대 또는 봉 형태, 케이블 및 강선 형태 중 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 막구조 장력 조절 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 수단은
    볼트, 용접, 리벳 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 막구조 장력 조절 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 장력 조절 부재는
    상기 장력 전달 부재의 길이 방향을 따라 2개 이상 형성된 것을 특징으로 하는 막구조 장력 조절 장치.
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