KR101382372B1 - 스페이스 프레임용 결합구조체 및 이를 이용한 스페이스 프레임 - Google Patents

스페이스 프레임용 결합구조체 및 이를 이용한 스페이스 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스페이스 프레임용 결합구조체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체는, 수평부재와 경사부재를 사용하여 스페이스 프레임으로 결합시키는 스페이스 프레임용 결합구조체에 있어서, 스페이스 프레임의 수평부재가 체결되는 체결판, 및 수평부재와 체결되도록 천공된 수평부재 체결공과 상기 체결판의 중심이 고정되게 천공된 결합공으로 구비되는 관통공을 포함하는 수평부재 체결부; 상기 수평부재 체결부의 상하방향 중 어느 하나에 결합되는 것으로, 상기 수평부재 체결부의 상기 체결판과 맞댐 결합되는 제1체결판, 상기 제1체결판으로부터 상기 수평부재 체결부 설치위치의 반대방향으로 경사지게 절곡형성되며 서로 마주보는 위치에 구비된 한 쌍의 제2체결판, 경사부재가 체결되도록 상기 제2체결판에 천공된 경사부재 체결공, 및 상기 수평부재 체결부의 결합공과 중심이 일치하도록 상기 제1체결판에 천공형성된 결합공을 포함하는 경사부재 체결부; 및 상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부를 결합시키는 체결구;를 포함하고, 본 발명에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체를 사용함으로써, 스페이스 프레임의 무게를 경량으로 제작할 수 있으며, 스페이스 프레임을 구성하는 부재를 강관 이외에도 다양한 형상의 것을 사용할 수 있으며, 현장 설비가 용이하다.

Description

스페이스 프레임용 결합구조체 및 이를 이용한 스페이스 프레임{JOINTING DEVICE FOR SPACE FRAME AND SPACE FRAME USING THE SAME}
본 발명은 스페이스 프레임용 결합구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스페이스 프레임을 지지하는 기둥 간의 간격을 넓힐 수 있고 다양한 구조의 스페이스 프레임을 경량으로 제작할 수 있는 스페이스 프레임용 결합구조체에 관한 것이다.
일반적으로 스페이스 프레임은 입체 트러스 공법으로 건축물의 지붕틀을 비롯하여 여러 분야의 구조물로 사용된다. 이러한 스페이스 프레임 트러스는 도 1에 도시된 바와 같이, 길이가 긴 원통형의 강관(10)의 양쪽 단부에 콘을 용접(21)하여 멤버(20)를 구성하였다. 이와 더불어 볼트조립구멍을 통해 콘의 구멍에 볼트(22)를 끼워넣고 이 볼트(22)에 슬리브와 핀을 조립함으로써 멤버(20)의 세트를 완성한 후, 이 멤버(20)의 세트 볼트(22)의 나사(22a)를 연결볼(6)에 설치된 나사구멍(6a)에 조임함으로써, 트러스를 완성하였다.
그러나 종래의 스페이스 프레임의 연결구조에 의하면 멤버(20)의 세트의 설치 위치가 연결볼(6)에 형성되어 있는 나사구멍(6a) 중 어느 하나에 설치위치로 한정되기 때문에 스페이스 프레임을 구성하는 강관(10)의 설치각도를 조절하기 어렵다. 게다가 강관(10)의 말단에 멤버(20)를 구성하는 과정에서 용접(21)이 진행되기 때문에 강관(10)의 말단 강성이 저하되며, 용접성능에 따라 멤버(20)의 세트가 각 강관(10)에 결합된 상태가 불균일하여 스페이스 프레임의 내구성이 저하된다는 문제점이 있다. 게다가 멤버(20)를 추가해야만 연결볼(6)에 강관(10)을 체결할 수 있고, 이와 같이 멤버(20)에 의해 연결볼(6)에 체결되는 구조에서는 스페이스 프레임을 구성하는 부재의 형상이 강관(10)에만 한정될 수밖에 없다. 따라서, 최종적으로 스페이스 프레임의 하중이 크게 증가하여 스페이스 프레임 구조를 지지하는 기둥 간의 간격이 좁아질 수밖에 없다. 또한, 스페이스 프레임 자체의 하중이 크기 때문에 태양광 발전모듈 등과 같이 별도의 구조물을 추가적으로 설치하기 어려웠다.
따라서, 근래에는 스페이스 프레임을 경량으로 제작할 수 있고, 스페이스 프레임 부재의 각도를 다양하게 조절할 수 있으며, 스팬이 넓어진 효과를 얻을 수 있는 스페이스 프레임용 결합구조체의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는, 스페이스 프레임을 지지하는 기둥 간의 간격을 넓힐 수 있고 스페이스 프레임을 구성하는 부재의 강성을 높일 수 있으며, 앵글을 스페이스 프레임의 부재로 사용함으로써, 스페이스 프레임을 경량화 할 수 있는 스페이스 프레임용 결합구조체를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는, 상기 스페이스 프레임용 결합구조체를 사용하여 처짐을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 경량으로 스페이스 프레임을 제작할 수 있는 스페이스 프레임용 결합구조체를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는, 수평부재와 경사부재를 사용하여 스페이스 프레임으로 결합시키는 스페이스 프레임용 결합구조체에 있어서,
스페이스 프레임의 수평부재가 체결되는 체결판, 및 수평부재와 체결되도록 천공된 수평부재 체결공과 상기 체결판의 중심이 고정되게 천공된 결합공으로 구비되는 관통공을 포함하는 수평부재 체결부;
상기 수평부재 체결부의 상하방향 중 어느 하나에 결합되는 것으로, 상기 수평부재 체결부의 상기 체결판과 맞댐 결합되는 제1체결판, 상기 제1체결판으로부터 상기 수평부재 체결부 설치위치의 반대방향으로 경사지게 절곡형성되며 서로 마주보는 위치에 구비된 한 쌍의 제2체결판, 경사부재가 체결되도록 상기 제2체결판에 천공된 경사부재 체결공, 및 상기 수평부재 체결부의 결합공과 중심이 일치하도록 상기 제1체결판에 천공형성된 결합공을 포함하는 경사부재 체결부; 및
상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부를 결합시키는 체결구;를 포함하는 스페이스 프레임 결합구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부에 형성된 각각의 결합공은 복수 개 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 체결구는 상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부 각각에 형성된 결합공을 관통하는 볼트 및 상기 볼트에 체결되는 너트를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수평부재 체결부를 중심으로 상기 경사부재 체결부의 반대쪽에 형성되는 것으로,
상기 수평부재 체결부의 체결판과 맞닿는 위치에 결합되며 결합공이 천공형성된 제1체결판 및 상기 제1체결판으로부터 수직으로 절곡형성되며 체결공이 관통형성된 제2체결판을 포함하는 한 쌍의 체결판이 구비된 기둥체결부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수평부재 체결부의 상기 체결판에는, 상기 결합공이 형성된 센터체결판 및 상기 수평부재 체결공이 형성된 부재체결판으로 구비되고,
상기 센터체결판을 중심으로 대향하는 위치에 형성된 한 쌍의 부재체결판은 상기 센터체결판으로부터 경사지게 절곡형성된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 상기 스페이스 프레임 결합구조체;
상기 스페이스 프레임 결합구조체의 수평부재 체결부에 결합되는 것으로, 상부에 위치하는 상부부재 및 하부에 위치하는 하부부재를 포함하는 수평부재;
상기 스페이스 프레임 결합구조체의 상기 경사부재 체결부에 결합되는 경사부재;를 포함하는 스페이스 프레임을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스페이스 프레임에는 상기 하부부재에 결합된 스페이스 프레임 결합구조체와 체결되는 기둥이 더 구비되고,
상기 기둥은 상기 수평부재 체결부의 체결판과 맞닿는 위치에 결합되며 결합공이 천공형성된 제1체결판 및 상기 제1체결판으로부터 수직으로 절곡형성되며 체결공이 관통형성된 제2체결판을 포함하는 한 쌍의 체결판이 구비된 기둥체결부에 체결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스페이스 프레임은 상기 상부부재의 길이가 상기 하부부재의 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 상부부재 및 상기 하부부재 사이에 위치한 경사부재는 길이가 동일한 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 스페이스 프레임에 사용되는 부재에 별도의 구조체를 체결할 필요가 없다. 따라서, 스페이스 프레임을 구성하는 부재의 강성을 유지할 수 있으며, 별도의 결합구조체가 생략되기 때문에 스페이스 프레임의 무게를 경량으로 제작할 수 있고, 스페이스 프레임을 구성하는 부재로 평판형 부재를 사용할 수 있기 때문에 강관보다 가격이 저렴하고 제작이 용이한 앵글이 적용 가능하여 스페이스 프레임의 제작 비용이 절감될 뿐만 아니라 스페이스 프레임을 축조하는데 필요한 기간을 단축할 수 있다. 게다가 다양한 각도로 스페이스 프레임을 구축할 수 있기 때문에 필요에 따라 다양한 형상의 스페이스 프레임을 제작할 수 있다. 또한, 스페이스 프레임의 부재의 각도를 필요에 따라 조절할 수 있기 때문에 원하는 물성의 스페이스 프레임을 제작할 수 있고, 스페이스 프레임용 결합구조체와 앵글을 간단하게 체결할 수 있기 때문에 시공성이 용이하다.
도 1은 일반적인 스페이스 프레임의 결합구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 스페이스 프레임의 수평부재 체결부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이스 프레임 구조물의 일부 사시도 및 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이스 프레임 구조물의 일부 사시도 및 정면도이다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
스페이스 프레임이 갖는 가장 중요한 특성 중의 하나는 경량이면서도 강성이 크다는 것이다. 경량이 가능한 것은 부재가 입체적으로 배치되어 응력을 균등하게 분담하도록 설계되어 있는 스페이스 프레임 고유의 역학적 특성에 기안하며, 등급이 없는 부재가 종횡으로 거의 균등하게 배치되어 부재 상호간 변형을 구속하면서 압축부재의 좌굴을 방지하는 것도 궁극적으로 경량화 및 높은 강성확보를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체는 상기와 같이 스페이스 프레임을 제작하고자 할 때 스페이스 프레임을 구성하는 수평부재, 수직부재 및 경사부재 등에 하중이 골고루 분산된다. 또한, 각 부재를 현장에서도 용이하게 조립할 수 있고, 스페이스 프레임에 설치되는 기둥의 개수를 최소화함으로써, 대스팬의 스페이스 프레임을 제작할 수 있다. 게다가 종래의 스페이스 프레임에 비해 경량으로 설치할 수 있기 때문에 동일한 간격으로 기둥을 설치할 때 태양광 발전모듈 등과 같은 구조물이 스페이스 프레임 상에 용이하게 체결될 수 있다. 즉, 스페이스 프레임의 무게가 경량인 것과 더불어 스페이스 프레임의 처짐을 방지하고, 바닥면의 형상과 상관없이 스페이스 프레임 상의 면은 균일하게 형성되기 때문에 태양광 발전모듈을 설치하기 위한 구조물을 용이하게 스페이스 프레임 상에 장착할 수 있다. 따라서, 본원 발명의 스페이스 프레임 상에 태양광 발전모듈과 같은 구조물을 용이하게 장착 할 수 있는 것이다.
도 2는 본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체의 사시도로서 도 2a에는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체의 사시도가 도시되어 있고, 도 2b에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체의 사시도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체는 도 2a에 도시된 바와 같이, 수평부재와 경사부재를 사용하여 스페이스 프레임으로 결합시키는 스페이스 프레임용 결합구조체에 있어서,
스페이스 프레임의 수평부재가 체결되는 체결판(112), 및 수평부재와 체결되도록 천공된 수평부재 체결공(114b)과 상기 체결판(112)의 중심이 고정되게 천공된 결합공(114a)으로 구비되는 관통공(114)을 포함하는 수평부재 체결부(110);
상기 수평부재 체결부(110)의 상하방향 중 어느 하나에 결합되는 것으로, 상기 수평부재 체결부(110)의 상기 체결판(112)과 맞댐 결합되는 제1체결판(122a), 상기 제1체결판(122a)으로부터 상기 수평부재 체결부(110) 설치위치의 반대방향으로 경사지게 절곡형성되며 서로 마주보는 위치에 구비되는 한 쌍의 제2체결판(122b), 경사부재가 체결되도록 상기 제2체결판(122b)에 천공된 경사부재 체결공(124b), 및 상기 수평부재 체결부(110)의 결합공(114a)과 중심이 일치하도록 상기 제1체결판(122a)에 천공형성된 결합공(124a)을 포함하는 경사부재 체결부(120); 및
상기 수평부재 체결부(110) 및 상기 경사부재 체결부(120)를 결합시키는 체결구(130);를 포함한다.
스페이스 프레임은 장스팬 구조물, 즉 경간이 넓은 구조물을 건립할 경우에 사용된다. 스페이스 프레임의 구조 거동 좌굴, 그리고 진동 등 구조안정을 결정하는 구조시스템의 주요요소는 형태, 규모, 경계, 배치, 부재 등이 있다. 여기서 형태는 평면형 및 곡률에 의해 표현되는 전체 형상이고, 단일 곡면 또는 복합 곡면에 관계없이 개구부의 유무, 경계형상 등이 이 구조물의 형태를 결정한다. 규모는 스팬, 라이즈, 혹은 곡률반경에 의해 표현된다. 경계는 지점의 수 및 위치, 구속상태 등이 지배적 인자이다. 이 형태, 규모, 경계의 3요소는 연속체 공간구조인 쉘구조와도 공통적인 것으로 구조물의 기본적인 힘의 흐름을 지배한다. 한편, 배치 및 부재는 연속체 쉘의 경우 찾아볼 수 없는 스페이스 프레임 고유의 요소로서 스페이스 프레임 구조 시스템에 있어서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 즉 배치 또는 배열은 그리드 패턴, 유니트 타입의 선택을 의미하고, 격자밀도나 깊이는 기본적인 제강성을 기하학적으로 결정하는 요소이다. 동일한 구조조건, 즉, 동일한 규모, 형성, 경계 하중 등이라 할지라도 부재 배치에 따라 힘의 흐름이나 변형이 전혀 다르게 발생한다.
본 발명에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체는 수평부재 및 경사부재 등을 체결하여 스페이스 프레임을 구성한다. 수평부재 체결부(110)의 체결판(112)은 도시된 바와 같이 평판형으로 형성된다. 수평부재 체결부(110)에는 수평부재와, 경사부재 체결부(120)가 체결되고, 경사부재 체결부(120)에는 수평부재 체결부(110) 외에 경사부재가 체결된다.
수평부재 체결부(110)에 천공된 관통공(114)은 수평부재 체결공(114b)과 결합공(114a)으로 구분할 수 있다. 수평부재와 수평부재 체결부(110)의 체결판(112)을 결합시키는 체결구(130)가 수평부재 체결공(114b)에 구비된다. 또한 결합공(114a)은 경사부재 체결부(120)와 수평부재 체결부(110)를 서로 결합시키기 위하여 천공된 것이다. 수평부재 체결부(110)에 제1체결판(122a)이 결합되는 경사부재 체결부(120)는, 제2체결판(122b)에 경사부재를 체결한다. 제1체결판(122a)에 형성된 결합공(124a)은 수평부재 체결부(110)에 형성된 결합공(114a)과 동일 크기 및 동일 간격으로 형성되어 수평부재 체결부(110)와 경사부재 체결부(120)를 리벳이나 볼트-너트 등의 체결구(130)로 용이하게 결합시킬 수 있다. 경사부재 체결부(120)는 스페이스 프레임 상에서 어느 위치에 구비되느냐에 따라 경사부재 체결부(120)가 수평부재 체결부(110)의 상부 또는 하부에 체결된다. 도 2a에 도시된 바와 같이 경사부재 체결부(120)가 수평부재 체결부(110)의 하부에 결합될 경우, 제1체결판(122a)에 연결형성된 한 쌍의 제2체결판(122b)은 제1체결판(122a)으로부터 하향으로 경사지게 절곡형성된다.
상기 수평부재 체결부(110) 및 상기 경사부재 체결부(120) 각각에는 결합공(114a, 124a)이 복수 개 형성된다. 즉, 수평부재 체결부(110)와 경사부재 체결부(120)가 체결구(130)에 의해 결합될 때 수평부재 체결부(110)와 경사부재 체결구(130)의 중심지점이 서로 일치된 상태로 고정되도록 결합공(114a, 124a)을 복수개 천공하고, 상기 결합공(114a, 124a)에 체결구(130)를 관통시키는 것이다. 특히 체결구(130)로는 상기 수평부재 체결부(110) 및 상기 경사부재 체결부(120) 각각에 형성된 결합공(114a, 124a)을 관통하는 볼트(135) 및 상기 볼트(135)에 체결되는 너트(137)를 사용함으로써, 원하는 구조에 맞춰 스페이스 프레임을 설체할 수 있는 것이다. 볼트(135)와 너트(137)로 체결구(130)를 사용할 경우, 필요에 따라 수평부재 체결부(110)와 경사부재 체결부(120)를 해체 및 결합시킬 수 있기 때문에 다양한 각도의 경사부재 체결부(120)를 선택할 수 있다. 수평부재 체결부(110)와 경사부재 체결부(120)를 결합시키는 체결구(130) 외에도, 수평부재 체결부(110)와 수평부재, 및 경사부재 체결부(120)와 경사부재를 각각 결합시키고자 할 때에 사용되는 체결구 역시 볼트-너트 구조의 체결구를 사용할 수 있다. 즉, 너트를 죄거나 풀어서 제2체결판(122b)에 수평한 방향으로 경사부재가 체결되는 각도를 조절한 뒤 체결구를 고정할 수 있다.
또한, 스페이스 프레임용 결합구조체에는 기둥체결부(140)가 더 구비될 수 있다. 상기 기둥체결부(140)는 상기 수평부재 체결부(110)를 중심으로 상기 경사부재 체결부(120)의 반대쪽에 형성된다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, 수평부재 체결부(110)의 상부에 경사부재 체결부(120)가 구비될 경우, 기둥체결부(140)는 수평부재 체결부(110)의 하부에 구비된다. 반대의 경우도 가능하다.
기둥체결부(140)는 수평부재 체결부(110)의 체결판(112)과 맞닿는 위치에 결합되며 결합공(144a)이 천공형성된 제1체결판(142a) 및 상기 제1체결판(142a)으로부터 수직으로 절곡형성되며 체결공(144b)이 관통형성된 제2체결판(142b)을 포함하는 체결판(142)이 한 쌍으로 구비되어 있다. 따라서, 한 쌍의 제2체결판(142b) 사이에 기둥을 위치시킨 후, 제2체결판(142b)에 형성된 체결공(144b)을 관통하는 체결구를 구비함으로써, 기둥과 기둥체결부(140)가 결합되도록 할 수 있다. 여기서 상기 기둥이 기둥체결부(140)에 결합되는 방법의 일 실시예를 들어 설명하였으나 기둥이 항상 한 쌍의 체결판(142) 사이에 결합되는 구조로 한정되는 것은 아니다.
이때, 수평부재 체결부(110) 및 경사부재 체결부(120) 각각에 형성된 결합공(114a, 124a)에 관통되는 볼트(135)는 기둥체결부(140)의 제1체결판(142a)에 형성된 결합공(144a)에도 관통되도록 함으로써, 수평부재 체결부(110)의 상하 방향에 각각 경사부재 체결부(120)와 기둥체결부(140)가 하나의 체결구(130)로 결합되도록 한다.
도 3에는 본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 수평부재 체결부의 사시도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 스페이스 프레임용 결합구조체는, 직선형의 스페이스 프레임을 제작하는데 사용될 수도 있지만, 곡선형의 스페이스 프레임을 제작하는데 사용될 수 있다. 즉, 스페이스 프레임을 직선형으로 제작하고자 할 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 수평부재 체결부(110)가 단일 기울기의 평판 형상으로 구비된다. 따라서, 수평부재 체결부(110)의 결합공(114a)과 수평부재 체결공(114b)이 동일 평면상에 구비되도록 한다.
또한, 스페이스 프레임을 곡선형으로 제작하고자 할 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 수평부재 체결부(110')의 일부를 절곡형성하여, 수평부재 체결부(110')가 여러 기울기의 평판이 조합된 형상으로 구비된다. 따라서, 수평부재 체결부(110')의 결합공(114a')과 수평부재 체결공(114b')이 다른 평면 상에 구비되도록 한다. 여기서, 체결판(112')은 결합공(114a')이 형성된 센터체결판(112a') 및 상기 수평부재 체결공(114b')이 형성된 부재체결판(112b')으로 구분한다. 수평부재 체결공(114b')이 형성되는 부재체결판(112b')은 센터체결판(112a')으로부터 절곡 형성된다. 따라서 체결된 수평부재가 센터체결판(112a')으로부터 기울어지게 형성되는 것이다. 여기서 스페이스 프레임이 곡면을 형성하고자 할 때, 상기 센터체결판(112a')을 중심으로부터 대향하는 위치에 형성된 한 쌍의 부재체결판(112b')을 상기 센터체결판(112a')으로부터 경사지게 절곡형성한다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이스 프레임 구조물의 일부 사시도 및 정면도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 스페이스 프레임은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스페이스 프레임 결합구조체;
상기 스페이스 프레임 결합구조체의 수평부재 체결부(110)에 결합되는 것으로, 상부에 위치하는 상부부재(214) 및 하부에 위치하는 하부부재(216)를 포함하는 수평부재;
상기 스페이스 프레임 결합구조체의 상기 경사부재 체결부(120)에 결합되는 경사부재(212, 213);를 포함한다.
여기서 스페이스 프레임은 도 3a에 도시된 평판형의 수평부재 체결부(110)를 적용함으로써, 스페이스 프레임이 직선형으로 제작된다.
수평부재 체결부(110) 및 경사부재 체결부(120)는 각각의 부재와 결합되는 면이 평면이기 때문에 I빔, H빔, ㄷ자 빔 등과같이 강관에 비해 가벼운 앵글을 사용하여 스페이스 프레임을 제작할 수 있다. 또한, 별도의 체결구조체 없이 빔에 구멍을 천공하고 볼트-너트나 리벳 등과 같은 체결구만으로도 스페이스 프레임을 체결할 수 있다. 따라서, 스페이스 프레임의 하중이 경량화된다.
상기 스페이스 프레임에는 상부부재(214) 및 하부부재(216)를 포함하는 수평부재와, 경사부재(212, 213), 및 수직부재 등으로 제작된 트러스 구조를 받치는 기둥(219)이 더 구비된다. 기둥(219)은 트러스 구조의 하부를 받치기 때문에 상기 하부부재(216)에 결합된 스페이스 프레임 결합구조체와 체결된다. 따라서 상기 기둥(219)은 상기 수평부재 체결부(110)의 체결판(112)과 맞닿는 위치에 결합되며 결합공(144a)이 천공형성된 제1체결판(142a) 및 상기 제1체결판(142a)으로부터 수직으로 절곡형성되며 체결공(144b)이 관통형성된 제2체결판(142b)을 포함하는 한 쌍의 체결판(142)이 구비된 기둥체결부(140)에 체결된다. 따라서, 기둥체결부(140)는 트러스 구조의 하부에 위치한 스페이스 프레임용 결합구조체 중, 기둥(219)과 결합되는 위치에 기둥체결부(140)를 체결할 수 있다.
여기서, 상기 스페이스 프레임은 트러스 구조에 위치한 상기 상부부재(214)의 길이를 상기 하부부재(216)의 길이보다 길게 형성할 수 있다. 이때, 상부부재(214) 및 상기 하부부재(216) 사이에 위치한 경사부재(212, 213)는 길이가 동일한 것을 사용함으로써, 수평부재 중 하부부재(216)가 밑으로 처지는 것을 방지한다. 이와 같이 스페이스 프레임을 형성할 경우, 기둥(219) 간의 간격이 넓게 구비되더라도 스페이스 프레임의 트러스 구조가 경량인 것과 더불어 상부부재(214) 측에서 하부부재(216)를 당겨주는 힘이 작용하기 때문에 하부부재(216)의 처짐현상을 방지할 수 있다. 따라서 기둥(219) 간의 이격거리를 넓힐 수 있어 공간 활용도가 높아진다. 게다가 기둥(219)의 간격이 동일할 때, 수평부재 및 경사부재(212, 213)의 무게가 더욱 증가해도 트러스 구조가 처지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 태양광 발전모듈 등과 같은 구조물을 스페이스 프레임의 상부에 설치한 후에도 스페이스 프레임의 구조에 처짐 변형이 발생하지 않는다. 또한, 기둥을 설치하기 위해서 추가적으로 발생하는 비용 및 시간이 절감된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 스페이스 프레임을 곡면형성으로 제작하고자 할 경우, 절곡된 형상의 수평부재 체결부(110')를 스페이스 프레임용 결합구조체에 적용함으로써, 수평부재인 상부부재(214')와 하부부재(216')가 스페이스 프레임의 곡률방향으로, 곡면이 형성되는 효과를 얻을 수 있다. 이를 위하여, 절곡된 부재체결판(112b')이 위치하도록 하고, 곡률이 형성된 스페이스 프레임을 형성하게 된다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
110: 수평부재 체결부 112, 122, 142: 체결판
114, 124, 144: 관통공 114a, 124a, 144a: 결합공
114b: 수평부재 체결공 120: 경사부재 체결부
122a, 142a: 제1체결판 122b, 142b: 제2체결판
124b: 경사부재 체결공 130: 체결구
135: 볼트 137: 너트
144b: 체결공 140: 기둥체결부

Claims (9)

  1. 수평부재와 경사부재를 사용하여 스페이스 프레임으로 결합시키는 스페이스 프레임용 결합구조체에 있어서,
    스페이스 프레임의 수평부재가 체결되는 체결판, 및 수평부재와 체결되도록 천공된 수평부재 체결공과 상기 체결판의 중심이 고정되게 천공된 결합공으로 구비되는 관통공을 포함하는 수평부재 체결부;
    상기 수평부재 체결부의 상하방향 중 어느 하나에 결합되는 것으로, 상기 수평부재 체결부의 상기 체결판과 맞댐 결합되는 제1체결판, 상기 제1체결판으로부터 상기 수평부재 체결부 설치위치의 반대방향으로 경사지게 절곡형성되며 서로 마주보는 위치에 구비된 한 쌍의 제2체결판, 경사부재가 체결되도록 상기 제2체결판에 천공된 경사부재 체결공, 및 상기 수평부재 체결부의 결합공과 중심이 일치하도록 상기 제1체결판에 천공형성된 결합공을 포함하는 경사부재 체결부; 및
    상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부를 결합시키는 체결구;를 포함하고,
    상기 수평부재 체결부를 중심으로 상기 경사부재 체결부의 반대쪽에 형성되는 것으로,
    상기 수평부재 체결부의 체결판과 맞닿는 위치에 결합되며 결합공이 천공형성된 제1체결판 및 상기 제1체결판으로부터 수직으로 절곡형성되며 체결공이 관통형성된 제2체결판을 포함하는 한 쌍의 체결판이 구비된 기둥체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임 결합구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부에 형성된 각각의 결합공은 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임 결합구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 체결구는 상기 수평부재 체결부 및 상기 경사부재 체결부 각각에 형성된 결합공을 관통하는 볼트 및 상기 볼트에 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임 결합구조체.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수평부재 체결부의 상기 체결판에는, 상기 결합공이 형성된 센터체결판 및 상기 수평부재 체결공이 형성된 부재체결판으로 구비되고,
    상기 센터체결판을 중심으로 대향하는 위치에 형성된 한 쌍의 부재체결판은 상기 센터체결판으로부터 경사지게 절곡형성된 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임 결합구조체.
  6. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 스페이스 프레임 결합구조체;
    상기 스페이스 프레임 결합구조체의 수평부재 체결부에 결합되는 것으로, 상부에 위치하는 상부부재 및 하부에 위치하는 하부부재를 포함하는 수평부재;
    상기 스페이스 프레임 결합구조체의 상기 경사부재 체결부에 결합되는 경사부재;를 포함하는 스페이스 프레임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스페이스 프레임에는 상기 하부부재에 결합된 스페이스 프레임 결합구조체와 체결되는 기둥이 더 구비되고,
    상기 기둥은 상기 수평부재 체결부의 체결판과 맞닿는 위치에 결합되며 결합공이 천공형성된 제1체결판 및 상기 제1체결판으로부터 수직으로 절곡형성되며 체결공이 관통형성된 제2체결판을 포함하는 한 쌍의 체결판이 구비된 기둥체결부에 체결되는 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 스페이스 프레임은 상기 상부부재의 길이가 상기 하부부재의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부부재 및 상기 하부부재 사이에 위치한 경사부재는 길이가 동일한 것을 특징으로 하는 스페이스 프레임.
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