KR101260618B1 - 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법 - Google Patents

템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법은, 두 개 이상의 템플릿들을 서로 다른 높이에 배치하고, 비정형 부재들을 상기 템플릿들에 끼워 고정시킴으로써, 상기 비정형 부재들이 미리 설정된 설치 위치 및 자세로 설치될 수 있기 때문에, 시공이 편리하고 정확도가 향상될 수 있는 효과가 있다. 또한, 서로 다른 형상, 설치 위치 및 자세를 갖는 복수의 비정형 부재들을 한번에 시공가능하기 때문에, 작업성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 비정형 부재들의 시공이 완료된 후에는 상기 템플릿들을 탈거할 수 있는 이점이 있다.

Description

템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법{A construction system of free form construction using template and the method of the same}
본 발명은 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비정형 건축 또는 토목 구조물 등의 시공시 작업이 간편해지고, 시공 정확도가 향상될 수 있는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축 및 토목 공사 작업시 공간상에서 정확한 시공 위치를 잡는 작업이 매우 중요하다. 기존의 건축 및 토목 공사 작업시, 수평 및 수직 위치 설정 작업을 위하여, 실과 추, 수준 수평계, 측량계 등의 장치를 이용하였다. 그러나, 장치의 설치 및 위치 변경에 따른 상당한 시간 및 작업량이 소요되는 문제점이 있다. 국내등록특허 제0437386호에서는 가로보와 세로보의 체결 위치를 안내하는 십자 체결구와, 경사보를 삽입 안내하는 브라켓을 설치하여 시공위치를 확인하는 것으로 개시되어 있다.
그러나, 상기한 종래 기술은 정형화된 구조물에 적용되는 것으로 다양한 형상을 갖거나 서로 다른 복수의 비정형 부재를 시공하는 데 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 비정형 부재의 시공이 보다 간편해지고 시공 정확도가 향상될 수 있는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공방법은, 시공에 필요한 비정형 부재를 결정하고, 상기 비정형 부재의 설치 위치 및 설치 자세를 미리 설정하는 단계와, 상기에서 설정된 상기 비정형 부재의 설치 위치나 설치 자세를 안내하기 위한 복수의 템플릿들을 설계하여 제작하는 단계와, 시공 현장에서 미리 설정된 시공 기준점을 기준으로 상대좌표로 정의된 상기 복수의 템플릿들의 각 설치 위치를 확인하는 단계와, 상기 복수의 템플릿들을 서로 다른 위치에 소정간격 이격되게 설치하여 고정하는 단계와, 상기 복수의 템플릿들에 상기 비정형 부재의 양측을 끼워, 상기 비정형 부재를 미리 설정된 설치 위치에서 설정 자세로 설치하는 단계와, 상기 비정형 부재를 고정하여 시공한 후, 상기 복수의 템플릿들을 탈거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템은, 비정형 구조물을 이루는 비정형 부재와, 시공현장에 설치되고, 상기 비정형 부재의 일측이 끼워지는 제 1가이드홀이 형성된 제 1템플릿과, 상기 제 1템플릿과 다른 높이에 설치되고, 상기 비정형 부재의 타측이 끼워지는 제 2가이드홀이 형성된 제 2템플릿을 포함한다.
본 발명에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법은, 두 개 이상의 템플릿들을 서로 다른 높이에 배치하고, 비정형 부재들을 상기 템플릿들에 끼워 고정시킴으로써, 상기 비정형 부재들이 미리 설정된 설치 위치 및 자세로 설치될 수 있기 때문에, 시공이 편리하고 정확도가 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 서로 다른 형상, 설치 위치 및 자세를 갖는 복수의 비정형 부재들을 한번에 시공가능하기 때문에, 작업성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 비정형 부재들의 시공이 완료된 후에는 상기 템플릿들을 탈거할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 상태가 도시된 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 비정형 구조물의 시공 상태가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 템플릿의 해체 상태가 도시된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비정형 구조물의 시공방법이 도시된 절차도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템은, 설계 컴퓨터(미도시), 비정형 부재(10), 복수의 템플릿들(20)을 포함한다.
상기 비정형 구조물은 건물뿐만 아니라, 댐이나 고속도로 등의 모든 건설물을 포함할 수 있다.
상기 설계 컴퓨터(미도시)는 비정형 구조물을 3차원으로 모델링하는 프로그램이 설치된 컴퓨터이다. 상기 설계 컴퓨터(미도시)는 상기 비정형 구조물을 모델링한 후, 시공하는 데 필요한 복수의 비정형 부재들(10)을 설정하고, 상기 비정형 부재들(10)의 설치 위치, 설치 자세를 설정한다. 상기 비정형 부재들(10)의 설치 위치는 시공 현장에서 미리 설정된 시공 기준점을 기준으로 한 상대좌표이고, 상기 설치 자세는 상기 비정형 부재(10)의 기울기나 방향 등을 포함한다. 또한, 상기 설계 컴퓨터(미도시)는 상기 비정형 부재들(10)을 시공하기 위해 필요한 템플릿들(20)의 개수, 형상 및 설치 위치 등을 설정한다. 상기 템플릿들(20)의 개수, 형상 및 설치 위치는 상기 비정형 부재(10)의 설치 위치 및 설치 자세에 따라 설정될 수 있다. 상기 복수의 템플릿들(20)의 설치 위치는 시공현장에서 미리 설정된 시공 기준점을 기준으로 상대좌표로 정의될 수 있다.
상기 비정형 부재(10)는 상기 비정형 구조물의 일면 또는 일부를 구성하는 요소로서, 다양한 형상의 평면, 곡면 또는 평면과 곡면이 모두 포함된 비정형 형상(Free form)으로 이루어질 수 있다. 상기 비정형 부재(10)는 기둥, 보, 벽 등의 건축부재 뿐만 아니라, 수도, 전기, 냉난방, 소방, 기타 배관 등의 다양한 건축 설비 등도 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 비정형 부재(10)는 기둥인 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 복수의 템플릿들(20)의 형상은 정확도를 위해 CNC(Computer numerical Control) 기계 등을 이용한 자동 가공법에 의해 가공될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수작업 등으로 가공되는 것도 물론 가능하다. 상기 템플릿(20)은 금속, 목재, 플라스틱 등 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 비정형 부재(10)의 재질, 상기 템플릿(20)의 요구 강성, 강도, 활용도 등을 고려하여 선택될 수 있다.
상기 복수의 템플릿들(20)은 시공현장에서 서로 다른 위치에 소정간격 이격되게 설치하여 고정될 수 있다. 상기 복수의 템플릿들(20)은 상기 비정형 부재(10)의 형상이나 크기 등에 따라 개수가 다르게 설정될 수 있으며, 상기 비정형 부재(10)의 설치 자세를 안내하기 위해서는 적어도 두 개 이상이 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 템플릿들(20)의 3개의 템플릿들로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 복수의 템플릿들(20)은 상기 비정형 부재(10)의 일측이 끼워지는 제 1템플릿(21)과, 상기 제 1템플릿(21)과 다른 높이에 설치되는 제 2템플릿(22)과, 상기 제 1템플릿(21)과 상기 제 2템플릿(23)사이에 설치된 제 3템플릿(23)을 포함할 수 있다.
상기 제 1템플릿(21)은 시공현장의 바닥면에 설치되고, 상기 비정형 부재(10)의 하단부가 끼워지는 제 1가이드홀(30)이 형성된다. 상기 제 2템플릿(22)은 시공현장의 천장(4)에 설치될 수 있으며, 상기 비정형 부재(10)의 상단부가 끼워지는 제 2가이드 홀(40)이 형성된다. 상기 제 3템플릿(23)은 상기 시공현장의 바닥면과 천장 사이의 소정의 높이에 설치되어, 상기 비정형 부재(10)의 중간부가 끼워지는 제 3가이드 홀(50)이 형성될 수 있다. 상기와 같이, 본 실시예에서는 상기 제 1템플릿(21)의 시공현장의 바닥면에 설치되고, 상기 제 3템플릿(23)은 시공현장의 천장(4)에 설치되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)은 서로 다른 높이라면 어느 곳이나 설치가 가능하다. 예를 들어, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)은 비정형 구조물의 각 층에 설치되는 것도 가능하다.
상기 제 1가이드 홀(30)과 상기 제 2가이드홀(40)은 미리 설정된 상기 비정형 건축물(10)의 기울기 각도(α)에 따라 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 비정형 부재(10)는 서로 다른 크기와 형상을 갖는 복수개를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 비정형 부재(10)는 3개의 제 1,2,3부재(11)(12)(13)인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제 1,2,3부재(11)(12)(13)는 직경이 서로 다른 원통형상인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 서로 다른 다각 기둥 형상으로 이루어지는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 제 1,2,3부재(11)(12)(13)는 서로 다른 설치 자세를 갖도록 설정될 수 있다. 상기 제 1부재(11)는 연직방향에서 제 1각도(α)로 기울어지게 설치되고, 상기 제 2부재(12)는 연직방향으로 설치되고, 상기 제 3부재(13)는 상기 제 1각도(α)와 다른 제 2각도(β)로 설치되는 것으로 예를 들어 설명한다. 또한, 상기 제 1,2,3부재(11)(12)(13)는 각각 서로 다른 위치에 설치된다. 또한, 상기 제 2부재(12)는 상기 제 1,3부재(11)(13)와 다른 높이를 갖는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)은 상기 복수의 비정형 부재들(10)이 모두 끼워지도록 상기 복수의 비정형 부재들(10)의 설치 위치에 따른 형상으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)이 각각 호 형상으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명하나, 상기 복수의 비정형 부재들(10)의 설치 위치에 따른 배열 형태에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)에는 상기 복수의 비정형 부재들(10)이 끼워지도록 복수의 가이드홀이 형성될 수 있다. 상기 제 1템플릿(21)에는 상기 제 1,2,3부재(11)(12)(13)의 각 하단부가 끼워질 수 있도록 3개의 가이드홀(31)(32)(33)이 형성된다. 상기 제 2템플릿(22)에는 상기 제 1부재(11)와 상기 제 3부재(13)의 각 상단부가 끼워지도록 2개의 가이드홀(41)(42)이 형성될 수 있다. 상기 제 3템플릿(23)에는 상기 제 1,3부재(11)(13)가 통과하는 2개의 가이드홀(51)(53)과, 상기 제 2부재(12)의 상단부가 끼워지는 1개의 가이드홀(52)이 형성된다.
또한, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)은 각각 두개 이상의 부분으로 나뉘어져 서로 결합 또는 해체 가능하도록 제작된다. 즉, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)은 각각 시공 현장에는 결합된 상태로 설치되어 고정된 후, 상기 비정형 부재(10)의 시공이 완료되면, 해체되어 탈거될 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 제 1템플릿(21)은 2개의 부분(21a)(21b)을 포함하고, 별도의 체결 부재가 구비되어 결합 또는 해체될 수 있다. 상기 제 2,3템플릿(22)(23)도 각각 2개의 부분으로 나누어 결합 또는 해체될 수 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시공하고자 하는 비정형 구조물을 3차원으로 모델링한다.(S10)
상기 설계 컴퓨터(미도시)를 이용해 상기 비정형 구조물을 모델링하면서, 시공에 필요한 비정형 부재(10)의 형상이나 개수를 설정할 수 있다. 또한, 설정된 비정형 부재(10)의 시공 좌표 등을 설정할 수 있다.
상기에서 설정된 비정형 부재(10)의 형상이나 개수에 따라 필요한 복수의 템플릿들(20)의 형상을 설계하고 개수를 설정하며, 상기 복수의 템플릿들(20)의 설치 위치를 설정할 수 있다. (S11) 상기 복수의 템플릿들(20)의 설치 위치는 미리 설정된 시공 기준점을 기준으로 상대좌표로 설정된다. 상기 복수의 템플릿들(20)은 각각 서로 다른 높이에 설치되는 바, 각 설정 높이마다 시공 기준점이 설정되고, 각 설정 높이에 대한 시공 기준점을 기준으로 상대좌표가 설정될 수 있다.
상기 설계 컴퓨터(미도시)에서 설정된 설계 데이터에 따라 상기 복수의 비정형 부재들(10)과 상기 복수의 템플릿들(20)을 제작한다. (S12)
제작된 상기 복수의 비정형 부재들(10)과 상기 복수의 템플릿들(20)이 시공 현장으로 운반되면, 시공 현장에서 작업자는 상기 복수의 템플릿들(20)을 먼저 설치한다.(S13) 상기 복수의 템플릿들(20)의 미리 설정된 설치 위치를 확인하고, 상기 복수의 템플릿들(20)을 서로 다른 위치에 설치한다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 템플릿들(20)을 서로 다른 높이에 설치하는 것으로 설명한다. 상기 제 1템플릿(21)은 시공현장의 바닥면(2)에 설치되고, 상기 제 2템플릿(22)은 시공현장의 천장(4)에 설치되고, 상기 제 3템플릿은 상기 제 1템플릿(21)과 상기 제 2템플릿(22) 사이에 위치하도록 설치되는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)은 서로 다른 높이에서 어느 곳에든 설치가 가능한 바 시공 현장의 각 층에 각각 설치되는 것도 물론 가능하다.
상기 복수의 템플릿들(20)의 설치가 완료되면, 상기 복수의 템플릿들(20)이 상기 복수의 비정형 부재들(10)의 설치 위치를 안내하게 된다. 상기 복수의 템플릿들(20)에 상기 복수의 비정형 부재들(10)의 각 가이드홀에 끼워 고정시킨다. (S14) 상기 복수의 비정형 부재들(10)의 각 하단부는 상기 제 1템플릿(21)에 끼워지고, 상기 복수의 비정형 부재들(10)의 각 상단부는 상기 제 3템플릿(22)에 끼워질 수 있다. 이 때, 상기 복수의 비정형 부재들(10)은 상기 제 2템플릿(21)을 통과하게 된다.
상기 복수의 비정형 부재들(10)이 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)의 각 가이드홀에 끼워지게 되면, 상기 복수의 비정형 부재들(10)은 미리 설정된 설치 위치에서 설정 자세로 동시에 설치될 수 있다.
상기 비정형 부재들(10)의 시공이 완료되면, 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)을 탈거한다. (S15) 상기 제 1,2,3템플릿(21)(22)(23)을 탈거함으로써, 불필요한 시공 보조부재들로 인해 디자인을 해치는 현상이 방지되고, 공간 확보에도 유리해질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 비정형 부재 20: 템플릿
21: 제 1템플릿 22: 제 2템플릿
23: 제 3템플릿 30: 제 1가이드홀
40: 제 2가이드홀 50: 제 3가이드홀

Claims (10)

  1. 시공에 필요한 비정형 부재를 결정하고, 상기 비정형 부재의 설치 위치 및 설치 자세를 미리 설정하는 단계와;
    상기에서 설정된 상기 비정형 부재의 설치 위치나 설치 자세를 안내하기 위한 복수의 템플릿들을 설계하여 제작하는 단계와;
    시공 현장에서 미리 설정된 시공 기준점을 기준으로 상대좌표로 정의된 상기 복수의 템플릿들의 각 설치 위치를 확인하는 단계와;
    상기 복수의 템플릿들을 서로 다른 위치에 소정간격 이격되게 설치하여 고정하는 단계와;
    상기 복수의 템플릿들에 상기 비정형 부재의 양측을 끼워, 상기 비정형 부재를 미리 설정된 설치 위치에서 설정 자세로 설치하는 단계와;
    상기 비정형 부재를 고정하여 시공한 후, 상기 복수의 템플릿들을 탈거하는 단계를 포함하는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 템플릿들마다 상기 비정형 부재가 끼워지는 가이드 홀이 서로 다른 위치에 형성되도록 제작되고, 상기 복수의 템플릿들은 서로 다른 높이에 설치되는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 템플릿들은 적어도 두 개 이상의 부분으로 나뉘어져, 서로 결합 또는 해체되도록 제작되는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 템플릿 중 하나의 템플릿마다 상기 복수의 비정형 부재들이 서로 소정간격 이격되게 끼워져, 상기 복수의 비정형 부재들이 각 설치 위치에서 설치 자세로 동시에 설치되는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공방법.
  5. 비정형 구조물을 이루는 비정형 부재와;
    시공현장에 설치되고, 상기 비정형 부재의 일측이 끼워지는 제 1가이드홀이 형성된 제 1템플릿과;
    상기 제 1템플릿과 다른 높이에 설치되고, 상기 비정형 부재의 타측이 끼워지는 제 2가이드홀이 형성된 제 2템플릿을 포함하는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1템플릿과 상기 제 2템플릿 사이에 설치되고, 상기 비정형 부재의 중간부가 통과하는 중간 가이드홀이 형성된 중간 템플릿을 더 포함하는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1템플릿은 상기 시공 현장의 바닥면에 설치되고, 상기 비정형 부재의 하단부가 끼워지는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 비정형 부재의 기울기는 미리 설정되고, 상기 제 1가이드홀과 상기 제 2가이홀은 상기 비정형 부재의 기울기 각도로 서로 이격된 위치에 형성되는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1템플릿과 제 2템플릿은 각각 두 개 이상의 부분으로 나뉘어져, 서로 결합 또는 해체되도록 제작되는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1템플릿에는 복수의 비정형 부재가 끼워지도록 상기 제 1가이드 홀이 복수개가 형성되고,
    상기 제 2템플릿에는 상기 제 2가이드 홀이 상기 복수의 제 1가이드홀들과 서로 다른 위치에 복수개가 형성되는 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공시스템.
KR1020120003367A 2012-01-11 2012-01-11 템플릿을 이용한 비정형 구조물의 시공 시스템 및 방법 KR101260618B1 (ko)

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JP2001311159A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Sekisui Chem Co Ltd アンカーボルト定着用テンプレート
KR100789191B1 (ko) 2007-02-15 2008-01-02 (주)베이스테크 코너용 콘크리트 거푸집
KR101066401B1 (ko) 2008-09-19 2011-09-21 엘아이지에이디피 주식회사 솔더 범프 형성용 템플릿 및 그 제조 방법
KR101118141B1 (ko) 2009-10-26 2012-03-07 허인 비정형 건축물의 이중곡면 외부패널 제작을 위한 곡면성형방법

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