KR101209134B1 - 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트에 관한 것으로서, 특히 압축링 트러스(compression ring truss)와 이너 그리드(inner grid)를 조립하여 그 평면 형상이 원형 또는 타원형의 이너 루프와, 건축 구조물의 상단에 설치된 기둥 상부와 이의 하현재가 접합되는 인장링 트러스와, 상기 압축링 트러스와 상기 인장링 트러스 사이에 방사상으로 설치되는 상기 플로우 트러스(flow truss) 및 상기 플로우 트러스에 설치되는 플로우 쉘(flow shell)로 이루어지는 대형돔 지붕구조에 있어서, 금속 재질로 정사각 판 형태로 형성되고, 양단에 상기 인장링 트러스의 편심 방향으로 복수의 슬롯이 형성되어 상기 기둥 상부에 중앙부가 접합되는 바닥 플레이트와; 금속 재질로 직사각 판 형태로 형성되고, 상면에 상기 인장링 트러스의 하현재와 동일 곡률을 갖는 격자 형태의 단턱이 형성되며, 상기 바닥 플레이트의 슬롯과 대응되는 부분에 볼트홀이 형성되어 상기 바닥 플레이트의 상면에서 상기 슬롯을 따라 상기 인장링 트러스의 편심 방향으로 이동되는 상부 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 기둥 상부를 수평하게 형성하고, 기둥 상부에 편심에 의한 응력에 저항할 수 있도록 솔(sole) 플레이트를 설치함으로써 기둥 상부의 곡선가공이 필요없이 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 접합이 가능하고, 각 기둥의 편심량에 대응할 수 있고, 또한, 솔 플레이트에 의해 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 펀칭에 저항할 수 있다.

Description

대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트{SOLEPLATE FOR AMENDING ECENTRICITY AND PROTECTING PUNCHING OF TENSION RING TRUSS FOR LARGE-SCALED DOME ROOF STRUCTURE}

본 발명은 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트에 관한 것으로서, 상세하게는 기둥 상부를 수평하게 형성하고, 기둥 상부에 편심에 의한 응력에 저항할 수 있도록 솔(sole) 플레이트를 설치함으로써 기둥 상부의 곡선가공이 필요없이 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 접합이 가능하도록 하는 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트에 관한 것이다.

돔(dome)은 아치에서 발전된 반구형 건물구조체로서 원형 ?육각 ?팔각 등의 다각형 평면 위에 만들어진 둥근 곡면의 천장이나 지붕을 말한다. 특히 작은 것이나 소탑 끝에 있을 때는 큐폴라(cupola)라고 한다. 우산형 ?벌집형 등도 넓은 의미에서 이에 포함된다.

돔이라는 말은 라틴어의 domus dei(신의 집)에서 나왔고, 주교(主敎)가 살고 있는 교회를 말하는 이탈리아어 duomo와 연관되어, 이탈리아에서는 교회의 지붕에 원형지붕을 덮는 경우가 많았으므로 원형지붕 자체를 돔이라 부르게 되었다.

돔의 기원은 원시시대의 수목(樹木) 텐트(tent)의 주거형태에서 비롯되었다고 볼 수 있다. 오늘날에도 에스키모의 얼음집, 아프리카 원주민의 벌집형 주택 등에서 원시적 형태의 돔을 볼 수 있다. 조적식 구조로서의 돔의 기원은 고대의 근동(近東:터키에서 이집트에 이르는 지중해 연안지역) ?인도 ?지중해 연안에서 시작되었다고 할 수 있으나, 돔을 대규모로 완성한 것은 로마시대의 건축에서이다.

근대의 돔구조에는 철골트러스구조 ?철근콘크리트아치구조 ?콘크리트셸구조의 3종류가 있으며, 그 곡면형식이나 평면형식이 아주 자유스러워져서 가벼운 구조체로 넓은 공간을 덮을 수 있게 되었다. 근래에는 구조체 그 자체의 응력을 분산시킨 삼각형이나, 다각형면의 기하학적 돔도 나타나고 있으며, 공기압을 이용하여 돔을 지탱하는 구조법도 개발되어, 돔의 평면도 원에 한정하지 않고 새롭게 구성되고 있다.

최근에 국내에서 시공된 광명경륜돔은 국내에서는 최초로 건설된 철골트러스구조로서 지붕이 돔 형태로 장변 180m, 단변 132m의 무지주 대공간구조로 되어있다.

이러한 철골트러스구조는 압축링 트러스(compression ring truss)와 이너 그리드(inner grid)를 조립하여 그 평면 형상이 원형 또는 타원형의 이너 루프(inner roof)와, 건축 구조물의 상단에 설치된 기둥 상부와 이의 하현재가 접합되는 인장링 트러스(tension ring truss)와, 상기 압축링 트러스와 상기 인장링 트러스 사이에 방사상으로 설치되는 상기 플로우 트러스(flow truss) 및 상기 플로우 트러스에 설치되는 플로우 쉘(flow shell)로 이루어진다.

한편, 지붕골조 완성 시에는 탄성패드에 변형이 발생하지 않는 것을 가정하여 기본설계가 되어 있으므로 지붕철골의 중량에 의해 발생한 탄성패드의 변형을 보정하기 위해 지붕철골의 설치가 완료된 후 탄성패드 위치조정을 실시하였다.

이때 기둥에 인장링 트러스를 고정하기 위해 기둥 상부를 곡선 가공하여 인장링 트러스의 하현재와 기둥 상부를 접합하는 데, 도 1에 도시된 바와 같이 기둥(1)과 인장링 트러스(3)의 하현재(5) 사이에는 편심(e)이 발생하게 되고, 각 기둥마다의 편심량이 동일하지 않으므로 인장링 트러스 하현재와 접합되는 기둥 상부의 곡률 가공이 어려운 문제점이 있다.

또한, 기둥과 인장링 트러스 하현재와 접합 부위에 펀칭이 발생하는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기둥 상부를 수평하게 형성하고, 기둥 상부에 편심에 의한 응력에 저항할 수 있도록 솔(sole) 플레이트를 설치함으로써 기둥 상부의 곡선가공이 필요없이 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 접합이 가능하고, 각 기둥의 편심량에 대응할 수 있도록 하는 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 솔 플레이트에 의해 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 펀칭에 저항할 수 있도록 하는 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

압축링 트러스(compression ring truss)와 이너 그리드(inner grid)를 조립하여 그 평면 형상이 원형 또는 타원형의 이너 루프(inner roof)와, 건축 구조물의 상단에 설치된 기둥 상부와 이의 하현재가 접합되는 인장링 트러스(tension ring truss)와, 상기 압축링 트러스와 상기 인장링 트러스 사이에 방사상으로 설치되는 상기 플로우 트러스(flow truss) 및 상기 플로우 트러스에 설치되는 플로우 쉘(flow shell)로 이루어지는 대형돔 지붕구조에 있어서, 금속 재질로 정사각 판 형태로 형성되고, 양단에 상기 인장링 트러스의 편심 방향으로 복수의 슬롯이 형성되어 상기 기둥 상부에 중앙부가 접합되는 바닥 플레이트와; 금속 재질로 직사각 판 형태로 형성되고, 상면에 상기 인장링 트러스의 하현재와 동일 곡률을 갖는 격자 형태의 단턱이 형성되며, 상기 바닥 플레이트의 슬롯과 대응되는 부분에 볼트홀이 형성되어 상기 바닥 플레이트의 상면에서 상기 슬롯을 따라 상기 인장링 트러스의 편심 방향으로 이동되는 상부 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 상부 플레이트는 길이 방향 양측 저면에 서포터 빔이 탈부착된다.

여기에서 또한, 상기 서포터 빔은 상기 기둥 양측면에 유압잭을 설치하고, 상기 유압잭을 통해 승강되어 상기 상부 플레이트를 상기 바닥 플레이트에서 승강시켜 상기 인장링 트러스를 편심 방향으로 이동시킨다.

여기에서 또, 상기 서포터 빔 및 유압잭은 상기 인장링 트러스의 편심 수정후 제거된다.

여기에서 또, 상기 기둥은 상면에 상기 바닥 플레이트가 접합되도록 수평면이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트에 따르면, 기둥 상부를 수평하게 형성하고, 기둥 상부에 편심에 의한 응력에 저항할 수 있도록 솔(sole) 플레이트를 설치함으로써 기둥 상부의 곡선가공이 필요없이 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 접합이 가능하고, 각 기둥의 편심량에 대응할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 솔 플레이트에 의해 기둥 상부와 인장링 트러스 하현재의 펀칭에 저항할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 기둥과 인장링 트러스의 하현재 사이에 발생하는 편심을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트가 적용된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 편심을 조정하는 모습을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트가 적용된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 편심을 조정하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트(100)는, 바닥 플레이트(110)와, 상부 플레이트(120)로 구성된다.

먼저, 바닥 플레이트(110)는 금속 재질로 정사각 판 형태로 형성되고, 양단에 인장링 트러스(3)의 편심 방향으로 복수의 슬롯(111)이 형성되어 기둥(1) 상부에 중앙부가 용접에 의해 접합된다. 이때, 기둥(1)은 상면에 바닥 플레이트(110)가 수평하게 접합되도록 수평면(1a)이 형성된다.

그리고, 상부 플레이트(120)는 금속 재질로 직사각 판 형태로 형성되고, 상면에 인장링 트러스(3)의 하현재(5)와 동일 곡률을 갖는 격자 형태의 단턱(121)이 형성되며, 바닥 플레이트(110)의 슬롯(111)과 대응되는 부분에 볼트홀(123)이 형성되어 바닥 플레이트(110)의 상면에서 슬롯(111)을 따라 인장링 트러스(3)의 편심 방향으로 이동된다.

여기에서, 상부 플레이트(120)는 길이 방향 양측 저면에 서포터 빔(130)이 탈부착되도록 이와 대응되는 위치에 빔용 볼트홀(125)이 형성된다. 이때, 서포터 빔(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 기둥(1) 양측면에 설치된 유압잭(140)을 통해 승하강되는 데, 편심 조정시 유압잭(140)에 의해 상부 플레이트(120)를 바닥 플레이트(110)에서 승강시켜 인장링 트러스(3)를 편심 방향으로 이동시킨 후 다시 상부 플레이트(120)를 바닥 플레이트(110)에 하강시킨다.

여기에서 또한, 상부 플레이트(120)는 그 폭이 바닥 플레이트(110)와 동일하고, 슬롯(111)을 따라 이동하여도 바닥 플레이트(110) 전체와 면접되어 응력에 저항할 수 있고, 서포터 빔(130)이 저면 양측에 부착되도록 그 길이가 더 길게 형성된다.

또한, 서포터 빔(130) 및 유압잭(140)은 인장링 트러스(3)의 편심 수정후 제거된다.

이하, 본 발명에 따른 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트의 설치 과정 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기둥(1) 양측면에 유압잭(140)을 설치하고, 기둥(1) 상부의 수평면(1a)에 바닥 플레이트(110)의 중앙을 용접하여 결합시킨다. 이때, 바닥 플레이트(110)의 슬롯(111)은 인장링 트러스(3)의 편심 방향과 그 중심선을 일치시킨다.

그리고, 서포터 빔(130)의 저면 양측에 부착된 상부 플레이트(120)를 바닥 플레이트(110)에 면접시킨다. 이때, 상부 플레이트(120)의 단턱(121)의 중심선이 인장링 트러스(3)의 하현재(5)의 중심선과 일치시킨 후 용접하여 결합한다.

그런 다음, 볼트를 상부 플레이트(120)의 볼트홀(123)과 바닥 플레이트(110)의 슬롯(111)을 관통시켜 체결한다.

이러한 상태에서, 인장링 트러스(3)의 편심을 보정하고자 하는 경우 볼트를 어느 정도 푼 상태에서 유압잭(140)을 상승시킨다.

그러면, 유압잭(140)과 면접된 서포터 빔(130)이 상승되면서 상부 플레이트(120)를 상승시킨다. 이때, 상승 거리는 상부 플레이트(120)가 바닥 플레이트(110)에서 이동 가능한 최소 거리를 상승시키는 것이 바람직하다.

그런 다음, 상부 플레이트(120)를 인장링 트러스(3)를 편심 방향으로 바닥 플레이트(110)의 슬롯(111)을 따라 이동시켜 인장링 트러스(3)를 편심을 수정한 후 수정이 완료되면, 유압잭(140)을 하강시켜 상부 플레이트(120)를 바닥 플레이트(110)에 면접시킨 후 볼트를 다시 조여 고정시킨다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 기둥 3 : 인장링 트러스
5 : 하현재 100 : 솔 플레이트
110 : 바닥 플레이트 111 : 슬롯
120 : 상부 플레이트 121 : 단턱
130 : 서포터 빔 140 : 유압잭

Claims (5)

1. 압축링 트러스(compression ring truss)와 이너 그리드(inner grid)를 조립하여 그 평면 형상이 원형 또는 타원형의 이너 루프(inner roof)와, 건축 구조물의 상단에 설치된 기둥 상부와 이의 하현재가 접합되는 인장링 트러스(tension ring truss)와, 상기 압축링 트러스와 상기 인장링 트러스 사이에 방사상으로 설치되는 플로우 트러스(flow truss) 및 상기 플로우 트러스에 설치되는 플로우 쉘(flow shell)로 이루어지는 대형돔 지붕구조에 있어서,
   금속 재질로 정사각 판 형태로 형성되고, 양단에 상기 인장링 트러스의 편심 방향으로 복수의 슬롯이 형성되어 상기 기둥 상부에 중앙부가 접합되는 바닥 플레이트와;
   금속 재질로 직사각 판 형태로 형성되고, 상면에 상기 인장링 트러스의 하현재와 동일 곡률을 갖는 격자 형태의 단턱이 형성되며, 상기 바닥 플레이트의 슬롯과 대응되는 부분에 볼트홀이 형성되어 상기 바닥 플레이트의 상면에서 상기 슬롯을 따라 상기 인장링 트러스의 편심 방향으로 이동되며, 길이 방향 양측 저면에 서포터 빔이 탈부착되는 상부 플레이트로 이루어지며,
   상기 서포터 빔은,
   상기 기둥 양측면에 유압잭을 설치하고, 상기 유압잭을 통해 승강되어 상기 상부 플레이트를 상기 바닥 플레이트에서 승강시켜 상기 인장링 트러스를 편심 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 서포터 빔 및 유압잭은,
   상기 인장링 트러스의 편심 수정후 제거되는 것을 특징으로 하는 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 기둥은,
   상면에 상기 바닥 플레이트가 접합되도록 수평면이 형성되는 것을 특징으로 하는 대형돔 지붕구조용 인장링 트러스의 편심 수정 및 펀칭 방지가 가능한 솔 플레이트.

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