KR101429119B1 - 건축토목용 이중 막 쿠션장치 - Google Patents

건축토목용 이중 막 쿠션장치 Download PDF

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KR101429119B1
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협성대학교산학협력단
김영호
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Abstract

본 발명은 건축토목용 이중 막 쿠션장치에 관한 것으로, 이중 막의 내부 중심에 지지 플레이트를 통해 두 막에 균등한 힘을 배분하는 구조의 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재의 탄성 지지살을 구성함으로써 두 막에 균등한 힘의 배분을 통해 구조적으로 안정되도록 함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치는 상하로 배열되는 이중 막과 이중 막의 가장자리 끝단을 봉합하는 봉합틀이 구비된 건축토목용 이중 막 쿠션장치에 있어서, 이중 막 내측 상하부면 중심에 대향 설치되어지되 상하의 방향으로 완만하게 곡면 처리된 일정 크기의 상·하부 지지 플레이트; 상·하부 지지 플레이트의 외주에 각각의 끝단이 동일선상에 결합되어 외향으로 볼록하게 형성된 등간격의 방사상으로 배열되어지되 탄성력을 통해 상·하부 지지 플레이트를 탄력 지지하여 이중 막 사이의 간격을 유지시키는 탄성 지지살; 탄성 지지살의 횡방향 중심으로부터 상하의 동일간격 위치에 원형의 띠 형태로 결합되어 탄성 지지살을 보강하는 가로 보강살; 및 상기 상·하부 지지 플레이트 사이의 중심에 설치되어 상하 각각의 피스톤 끝단이 상·하부 지지 플레이트의 내면 중심에 결합되어지되 이중 막 상하 각각의 내면에 동일한 탄력을 배분하여 이중 막을 반대 방향으로 들어올리는 스프링 쿠션;을 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

건축토목용 이중 막 쿠션장치{Double layered membrane structures with cushion system}
본 발명은 건축토목용 이중 막 쿠션장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 돔형 체육관이나 경기장과 같은 스포츠 오락 설비나 각종 전시관 및 온실 등의 지붕이나 벽면에 상호 연결 설치되어 보온 및 빛 투과성을 양호하게 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치에 관한 것이다.
일반적으로, 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 구성하는 이중 막 구조는 위로부터 아래로(또는 안으로부터 밖으로) 두 층의 박막 구조로 형성되는데, 이러한 이중 막 구조는 이중 막의 중간 부분이 볼록하게 튀어나온 구조이다.
한편, 현재 건축구조 중 제일 많이 쓰이는 것은 ETFE 필름의 얇은 막에 공기를 불어 넣어 형성한 이중 막 구조이다. 이러한 ETFE 필름은 지붕과 벽면에 투명하고 부드러운 곡선과 매끄러운 외관을 표현할 수 있는 친환경적인 막재로서 아름다운 공간과 창의적인 공간을 안전하게 완성시켜 주는 차세대 건축자재이다.
또한, 전술한 ETFE(Ethylene-TetralFluoroEthylene) 필름은 열가소성 불소수지로, 테트라플루오르에틸렌(C2F4)과 에틸렌(C2H4)의 공중합체이다. 이러한 ETFE 필름을 이용한 공기막 구조의 얇은 막은 빛 투과성이 보통 유리보다 양호하고 쉽게 노화되지 않는 신형 건축자재로, 보온 기능이 매우 양호하다. 국외에서는 온실 난방이나 오락 전람시설에 많이 쓰이며 이는 에너지 절약효과가 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 ETFE 필름을 이용한 이중 막 구조는 지속적으로 공기를 불어 넣는 시스템과 기압을 조절하는 시스템이 있어야 한다는 문제가 있다. 이러한 ETFE 이중 막 구조의 공기조절과 기압조절 시스템은 가격이 비싸고 많은 에너지를 필요로 한다는 문제가 있다.
또한, 종래 기술에 따른 ETFE 이중 막 구조는 안정성이 떨어지고 건축 공간을 많이 차지한다는 문제와 더불어, 아주 좋은 밀폐 기술을 필요로 하며, 공기가 누출될 때 시공하게 불편하다는 문제가 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 문제를 종합하면 종래 기술에 따른 ETFE 이중 막 구조는 안전문제 측면에서 많은 약점이 있어 쓰기 불편하다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구와 노력을 통해 새로운 구조의 이중 막 구조가 개발되어 실제로 적용되고 있다.
한편, 새롭게 개발되어 적용되는 이중 막 구조로는 이중 막 사이에 체결판 등의 연결구조를 통해 두 개의 탄력이 다른 용수철로 지탱한 구조의 이중 막 구조가 개발되어 용수철의 탄력이 체결판을 통해 두 막에 전달되도록 함으로써 두 막을 반대 방향으로 들어올리는 구조가 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 이중 막 구조는 이중 막의 내부에 공기를 불어 넣는 시스템이나 기압을 조절하기 위한 시스템을 생략할 수 있다는 장점은 있으나, 탄력이 다른 용수철로 인하여 이중 막에 균등한 힘을 배분하기 어렵기 때문에 구조적으로 안정적이지 못하다는 문제가 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 탄력이 다른 용수철을 이용한 이중 막 구조는 이중 막의 내부에 공기를 불어 넣는 시스템이나 기압을 조절하기 위한 시스템을 생략할 수 있다고는 하였으나, 결국에는 구조적인 안정화를 위해서는 공기 조절시스템이나 기압 조절시스템을 필요로 한다는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이중 막의 내부 중심에 지지 플레이트를 통해 두 막에 균등한 힘을 배분하는 구조의 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재의 탄성 지지살을 구성함으로써 두 막에 균등한 힘의 배분을 통해 구조적으로 안정적인 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 지중 막 사이의 두 지지 플레이트를 통해 두 막에 균등한 힘을 배분하는 구조의 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재의 탄성 지지살을 구성함으로써 이중 막 구조를 단순하게 구성할 수 있도록 함에 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 이중 막 사이의 두 지지 플레이트를 연결하는 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재의 탄성 지지살을 구성한 구조를 통해 공기 주입이나 압력 조절을 필요로 하지 않아 에너지의 낭비를 줄일 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치는 상하로 배열되는 이중 막과 이중 막의 가장자리 끝단을 봉합하는 봉합틀이 구비된 건축토목용 이중 막 쿠션장치에 있어서, 이중 막 내측 상하부면 중심에 대향 설치되어지되 상하의 방향으로 완만하게 곡면 처리된 일정 크기의 상·하부 지지 플레이트; 상·하부 지지 플레이트의 외주에 각각의 끝단이 동일선상에 결합되어 외향으로 볼록하게 형성된 등간격의 방사상으로 배열되어지되 탄성력을 통해 상·하부 지지 플레이트를 탄력 지지하여 이중 막 사이의 간격을 유지시키는 탄성 지지살; 탄성 지지살의 횡방향 중심으로부터 상하의 동일간격 위치에 원형의 띠 형태로 결합되어 탄성 지지살을 보강하는 가로 보강살; 및 상기 상·하부 지지 플레이트 사이의 중심에 설치되어 상하 각각의 피스톤 끝단이 상·하부 지지 플레이트의 내면 중심에 결합되어지되 이중 막 상하 각각의 내면에 동일한 탄력을 배분하여 이중 막을 반대 방향으로 들어올리는 스프링 쿠션;을 포함한 구성으로 이루어진다.
이때, 상기 이중 막은 ETFE 필름으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 탄성 지지살 전체의 형태는 동심원 또는 타원형의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 탄성 지지살은 외측방향으로 볼록한 형태로 완만하게 절곡되어 중심에서 내측방향으로 완만하게 절곡된 구조로 중심을 기준으로 상하 대칭구조의 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 탄성 지지살은 FRP, STEEL, 비철금속, 합금 및 플라스틱 재료 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다.
상기 스프링 쿠션은 상하의 중심에 격벽이 형성되어 상하에 피스톤실이 동일하게 형성된 실린더; 실린더 각각의 피스톤실에 설치되어지되 각각의 끝단은 상·하부 지지 플레이트 내측면 중심에 결합되는 피스톤; 및 실린더 각각의 피스톤실에 설치되어지되 피스톤에 탄력을 제공하여 상하의 두 막이 반대 방향으로 들어 올려지도록 하는 동일한 탄력을 가진 스프링의 구성으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 기술에 따르면 지지 플레이트에 우산살 형태로 구성되는 탄성 지지살을 통해 두 막에 균등한 힘을 배분할 수 있도록 함으로써 구조적으로 안정적인 이중 막 구조를 구성할 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술은 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재로 이루어진 탄성 지지살을 통해 두 막에 균등한 힘을 배분할 수 있도록 함으로써 이중 막 구조가 단순하게 구성된다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재로 이루어진 탄성 지지살을 통해 두 막에 균등한 힘을 배분할 수 있도록 함으로써 공기 주입이나 압력 조절을 필요로 하지 않아 에너지의 낭비를 줄일 수 있다는 장점이 발현된다.
도 1은 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 분리하여 보인 사시 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 결합하여 보인 사시 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 보인 종단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치에서 탄성 지지살의 작용을 나타낸 단면 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치의 다른 예를 보인 분리 사시도.
도 6은 도 5를 결합하여 보인 사시 구성도.
도 7은 도 5를 보인 단면 구성도.
도 8은 도 5의 구성에서 탄성 지지살의 작용을 나타낸 단면 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치의 또 다른 예를 보인 분리 사시도.
도 10a는 도 9의 종단면 구성도.
도 10b는 도 9에 따른 스프링 쿠션의 작용을 보인 단면 구성도.
도 11은 도 9의 결합 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치의 시설에 따른 구성을 보인 사시 구성도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 분리하여 보인 사시 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 결합하여 보인 사시 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치를 보인 종단면 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치에서 탄성 지지살의 작용을 단면 구성도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이중 막 쿠션장치(100)는 상하로 배열되는 ETFE 필름 소재의 상·하부 막(110a, 110b), 상·하부 막(110a, 110b)의 가장자리 끝단을 봉합하는 봉합틀(120), 상·하부 막(110a, 110b) 내측 상하부면 중심에 대향 설치되어지되 완만하게 곡면 처리된 일정 크기의 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b), 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b)의 외주에 각각의 끝단이 동일선상에 결합되어 외향으로 볼록하게 형성된 등간격의 방사상으로 배열되어지되 탄성력을 통해 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b)를 탄력 지지하여 이중 막(110a, 110b) 사이의 간격을 유지시키는 탄성 지지살(140) 및 탄성 지지살(140)의 횡방향 중심으로부터 상하의 동일간격 위치에 원형의 띠 형태로 결합되어 탄성 지지살(140)을 보강하는 가로 보강살(150)을 포함한 구성으로 이루어진다.
상·하부 막(110a, 110b), 봉합틀(120), 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b), 탄성 지지살(140) 및 가로 보강살(150)의 구성으로 이루어진 이중 막 쿠션장치(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 인접한 이중 막 구조를 상호 연결하여 돔형 경기장이나 체육관 같은 스포츠 오락 설비나 각종 전시관 및 온실 그리고 도로 터널이나 교통시설의 지붕이나 벽면을 형성한다.
한편, 본 발명에 따른 이중 막 쿠션장치(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 탄성 지지살(140)의 탄성력을 통해 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b)를 반대 방향으로 밀어 상하의 두 이중 막(110a, 110b)이 반대 방향으로 들어 올려질 수 있도록 하여 이중 막의 형상을 유지할 수 있도록 한 기술이다.
다시 말해서, 본 발명의 이중 막 쿠션장치(100)는 탄성 지지살(140)의 탄성력을 통해 상·하부측에 설치된 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 동일한 탄성력으로 밀어 올리거나 잡아 당김으로써 상하 두 막(110a, 110b)이 형성하는 형상이 붕괴되지 않도록 유지한다.
본 발명에 따른 이중 막 쿠션장치(100)를 구성하는 각각의 구성요소를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명을 구성하는 지지 플레이트(130a, 130b)는 탄성 지지살(140)의 탄성력을 상하의 두 막(110a, 110b)에 전달하는 것으로, 이러한 지지 플레이트(130a, 130b)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상·하부 막(110a, 110b) 내측 상하부면 중심에 대향 설치되어지되 상하의 방향으로 완만하게 곡면 처리된 구성으로 이루어진다.
지지 플레이트(130a, 130b)는 상·하부 막(110a, 110b) 내측 상하부면 중심에 각각 설치되는 경우 도 3 및 도 4에서와 같이 상하의 중심부가 볼록하게 부풀어 오른 것과 같이 상하의 볼록한 방향으로 완만하게 곡면 처리된 구성으로 이루어져 상·하부 막(110a, 110b) 내측 상하부면 중심에 각각 설치 고정되어진다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 탄성 지지살(140)은 상하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)에 탄성력을 제공하여 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상을 유지하기 위한 것으로, 이러한 탄성 지지살(140)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b)의 외주에 각각의 끝단이 동일선상에 결합되어 외향으로 볼록하게 형성된 등간격의 방사상으로 배열되어지되 탄성력을 통해 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b) 사이의 간격이 유지되도록 함으로써 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상을 유지시킨다.
다시 말해서, 탄성 지지살(140)은 도 1 내지 도 4에서와 같이 일단은 상부 지지 플레이트(130a)에 결합되고 타단은 하부 지지 플레이트(130b)에 결합되는 구성으로 이루어지되 이러한 탄성 지지살(140)이 방사상의 등간격으로 구성되어진다. 이때, 탄성 지지살(140)은 전체의 형태가 동심원 또는 타원형의 형태로 형성되어지고, 재질은 FRP, STEEL, 비철금속, 합금 및 플라스틱 재료 중 어느 하나의 재료로 이루어진다.
아울러, 탄성 지지살(140)은 FRP, STEEL, 비철금속, 합금 및 플라스틱 재료 중 어느 하나의 재료로 이루어진 형상기억 소재로 이루어져 있어 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부에 압력의 변화로 인하여 압축 또는 팽창시 압축되거나 인장되더라도 형상기억된 본래의 형태로 복원되려는 힘 때문에 상·하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 원위치시켜 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상을 복원시키려는 방향으로 그 탄성력이 작용하게 된다.
탄성 지지살(140)은 도 4에서와 같이 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부의 압축에 따른 압력의 변화에 대하여 상시 그 형태를 유지하려는 힘을 통해 상하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 반대 방향으로 밀어 올려 상하 두 막(110a, 110b)의 형상이 압축되려는 것을 버팀으로써 상하 두 막(110a, 110b)의 형상이 붕괴되지 않도록 그 탄성력을 발하게 된다.
또한, 탄성 지지살(140)은 도 4에서와 같이 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부의 팽창에 따른 압력의 변화에 대하여도 상시 그 형태를 유지하려는 힘을 통해 상하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 대향 방향으로 잡아당겨 상하 두 막(110a, 110b)의 형상이 팽창되려는 것을 버팀으로써 상하 두 막(110a, 110b)의 형상이 붕괴되지 않도록 그 탄성력을 발하게 된다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 가로 보강살(150)은 탄성 지지살(140)을 보강하기 위한 것으로, 이러한 가로 보강살(150)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 탄성 지지살(140)의 횡방향 중심으로부터 상하의 동일간격 위치에 원형의 띠 형태로 결합되어 탄성 지지살(140)을 보강하게 된다.
가로 보강살(150)은 탄성 지지살(140)의 상단과 중심 그리고 하단과 중심 사이의 동일간격 위치에 원형의 티 형태로 탄성 지지살(140)과는 직교되도록 외주연 상에 결합되어 낱개의 탄성 지지살(140) 전체가 연결되도록 함으로써 탄성 지지살(140)을 보강하게 된다.
한편, 탄성 지지살(140)의 상단과 중심 그리고 하단과 중심 사이의 동일간격 위치에 원형의 티 형태로 가로 보강살(150)을 결합함으로써 탄성 지지살(140)의 탄성 변형은 상하 가로 보강살(150) 사이의 탄성 지지살(140) 구간에서 집중적으로 발생된다.
도 5는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치의 다른 예를 보인 분리 사시도, 도 6 은 도 5를 결합하여 보인 사시 구성도, 도 7은 도 5를 보인 단면 구성도, 도 8은 도 5의 구성에서 탄성 지지살의 작용을 나타낸 단면 구성도이다.
도 5 내지 도 8은 다른 예의 건축토목용 이중 막 쿠션장치(100)를 보인 것으로, 다른 예에 따른 이중 막 쿠션장치(100)의 구성 역시 도 1 내지 도 4에 도시된 예의 이중 막 쿠션장치(100)와 마찬가지로 상·하부 막(110a, 110b), 봉합틀(120), 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b), 탄성 지지살(140) 및 가로 보강살(150)을 포함한 구성으로 이루어진다.
다만, 도 5 내지 도 8의 다른 예에서 탄성 지지살(140)을 외측방향으로 볼록한 형태로 완만하게 절곡시켜 중심에서 내측방향으로 완만하게 절곡된 구조로 중심을 기준으로 상하 대칭된 구조로 형성한 점이 도 1 내지 도 4의 예와는 다른 점이라 할 수 있다.
한편, 가로 보강살(150)은 외측방향으로 볼록한 형태로 완만하게 절곡된 정점의 탄성 지지살(140) 외주연 상에 원형의 띠 형태로 결합되어 탄성 지지살(140)을 보강한다. 이때, 이중 막(110a, 110b)은 내부의 압력 변화로 인하여 압축이나 팽창이 이루어지는 경우 탄성 지지살(140)의 탄성 변형은 상하 가로 보강살(150) 사이의 탄성 지지살(140) 구간에서 집중적으로 이루어진다.
도 9는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치의 또 다른 예를 보인 분리 사시도, 도 10a는 도 9의 종단면 구성도, 도 10b는 도 9에 따른 스프링 쿠션의 작용을 보인 단면 구성도, 도 11은 도 9의 결합 사시도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 예에 따른 이중 막 쿠션장치(100)를 보인 것으로, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 또 다른 예에 따른 이중 막 쿠션장치(100)의 구성 역시 도 1 내지 도 4 및 도 5 내지 8에 도시된 예의 이중 막 쿠션장치(100)와 마찬가지로 상·하부 막(110a, 110b), 봉합틀(120), 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b), 탄성 지지살(140) 및 가로 보강살(150)을 포함한 구성으로 이루어진다.
다만, 도 9 내지 도 11의 또 다른 예에서는 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b) 사이의 중심에 설치되어 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b) 각각에 동일한 탄력을 배분하여 상하의 두 막(110a, 110b)을 반대 방향으로 들어올리는 구조의 스프링 쿠션(160)이 더 설치된다.
스프링 쿠션(160)은 탄성력을 지지 플레이트(130a, 130b)를 통해 상하의 두 막(110a, 110b)에 전달하여 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상이 붕괴되지 않도록 하기 위한 것으로, 이러한 스프링 쿠션(160)은 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b) 사이의 중심에 설치되어 상하 각각의 피스톤(164) 끝단이 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b)의 내면 중심에 결합되어지되 상하의 두 막(110a, 110b) 각각에 동일한 탄력을 배분하여 상하의 두 막(110a, 110b)을 반대 방향으로 들어올리게 된다.
한편, 스프링 쿠션(160)의 보다 상세한 구성을 살펴보면 상하의 중심에 격벽(162a)이 형성되어 상하에 피스톤실(162b)이 동일하게 형성된 실린더(162), 실린더(162) 각각의 피스톤실(162b)에 설치되어지되 각각의 끝단은 상·하부 지지 플레이트(130a, 130b) 내측면 중심에 결합되는 피스톤(164) 및 실린더(162) 각각의 피스톤실(162b)에 설치되어지되 피스톤(164)에 탄력을 제공하여 상하의 두 막(110a, 110b)이 반대 방향으로 들어 올려지도록 하는 동일한 탄력을 가진 스프링(166)의 구성으로 이루어진다.
스프링 쿠션(160)은 도 10a에서와 같이 일기의 변화로 인하여 주변의 온도가 내려가거나 올라가 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부에 압축이나 팽창과 같은 압력의 변화가 발생하는 경우 스프링 쿠션(160)은 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부의 압력의 변화에 따른 압축에 대하여 스프링(166)의 복원력을 통한 인장을 통해 상하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 반대 방향으로 밀어 올리는 인장력을 발함으로써 상하 두 막(110a, 110b)의 형상이 붕괴되지 않도록 한다.
또한, 스프링 쿠션(160)은 도 10a에서와 같이 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부의 압력 변화에 대한 팽창에 대하여도 스프링(166)의 복원력을 통한 압축을 통해 상하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 대향 방향으로 잡아 당기는 압축력을 발함으로써 상하 두 막(110a, 110b)의 형상이 붕괴되지 않도록 한다.
스프링 쿠션(160)의 구성에서 격벽(162a)은 정확히 실린더(162)의 중심에 형성되고, 피스톤실(162b)의 내부에 설치되는 스프링(166)은 동일한 탄성력으로 이루어지기 때문에 일기의 변화로 인하여 주변의 온도가 내려가거나 올라가 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부에 압축이나 팽창과 같은 압력의 변화가 발생하여 스프링 쿠션(160)을 구성하는 스프링(166)은 상하로 동일한 탄성력을 발하여 상하의 두 지지 플레이트(130a, 130b)를 통해 상하의 두 막(110a, 110b)을 동일한 힘으로 밀어 올리거나 잡아 당김으로써 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상이 붕괴되지 않도록 한다.
도 1 내지 도 11에서와 같은 본 발명에 따른 이중 막 쿠션장치(100)의 구성에서 스프링 쿠션(160)과 탄성 지지살(140)은 따로따로 작용하는 것이 아니라, 상하의 두 막(110a, 110b)이 이루는 형상 내부에 압력의 변화로 인하여 압축 또는 팽창시 동시에 작용하여 두 막(110a, 110b)의 형상이 붕괴되지 않도록 한다.
도 12는 본 발명에 따른 건축토목용 이중 막 쿠션장치의 시설에 따른 구성을 보인 사시 구성도이다.
도 12는 완성된 이중 막 쿠션장치(100)의 시설을 보인 것으로, 봉합틀(120)을 통해 이웃하는 이중 막을 상호 연결한 것을 보인 것이다. 이러한 이중 막 쿠션장치(100)의 구성에서 막(110a, 110b)의 형태는 예시된 육각형 이외에도 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 팔각형 및 마름모형 등 다양한 다각형의 형태로 구성할 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 이중 막 쿠션장치(100)는 이중 막(110a, 110b)의 내부 중심에 지지 플레이트(130a, 130b)를 통해 두 막(110a, 110b)에 동일한 힘을 배분하는 구조의 형상기억 소재의 탄성 지지살(140)을 구성함으로써 상하의 두 막(110a, 110b)에 동일한 힘의 배분을 통해 구조적으로 안정된 지붕이나 벽면을 시공할 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술은 두 막(110a, 110b)의 내부 중심에 지지 플레이트(130a, 130b)를 통해 두 막(110a, 110b)에 동일한 힘을 배분하는 구조의 우산살 형태로 이루어진 형상기억 소재의 탄성 지지살(140)을 구성함으로써 단순한 구조를 통해 시공에 따른 비용을 줄일 수가 있음은 물론, 공기 주입이나 압력 조절을 위한 장치를 필요로 하지 않아 에너지의 낭비를 줄일 수 있다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
100. 이중 막 쿠션장치
110a. 상부 막 110b. 하부 막
120. 봉합틀 130a. 상부 지지 플레이트
130b. 하부 지지 플레이트 140. 탄성 지지살
150. 가로 보강살 160. 스프링 쿠션
162. 실린더 164. 피스톤
166. 스프링

Claims (6)

  1. 상하로 배열되는 이중 막과 상기 이중 막의 가장자리 끝단을 봉합하는 봉합틀이 구비된 건축토목용 이중 막 쿠션장치에 있어서,
    상기 이중 막 내측 상하부면 중심에 대향 설치되어지되 상하의 방향으로 완만하게 곡면 처리된 일정 크기의 상·하부 지지 플레이트;
    상기 상·하부 지지 플레이트의 외주에 각각의 끝단이 동일선상에 결합되어 외향으로 볼록하게 형성된 등간격의 방사상으로 배열되어지되 탄성력을 통해 상·하부 지지 플레이트를 탄력 지지하여 이중 막 사이의 간격을 유지시키는 탄성 지지살;
    상기 탄성 지지살의 횡방향 중심으로부터 상하의 동일간격 위치에 원형의 띠 형태로 결합되어 탄성 지지살을 보강하는 가로 보강살; 및
    상기 상·하부 지지 플레이트 사이의 중심에 설치되어 상하 각각의 피스톤 끝단이 상·하부 지지 플레이트의 내면 중심에 결합되어지되 이중 막 상하 각각의 내면에 동일한 탄력을 배분하여 이중 막을 반대 방향으로 들어올리는 스프링 쿠션;을 포함한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이중 막은 ETFE 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지살 전체의 형태는 동심원 또는 타원형의 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지살은 외측방향으로 볼록한 형태로 완만하게 절곡되어 중심에서 내측방향으로 완만하게 절곡된 구조로 중심을 기준으로 상하 대칭구조인 것을 특징으로 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 지지살은 FRP, STEEL, 비철금속, 합금 및 플라스틱 재료 중 어느 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 쿠션은 상하의 중심에 격벽이 형성되어 상하에 피스톤실이 동일하게 형성된 실린더;
    상기 실린더 각각의 피스톤실에 설치되어지되 각각의 끝단은 상·하부 지지 플레이트 내측면 중심에 결합되는 피스톤; 및
    상기 실린더 각각의 피스톤실에 설치되어지되 상기 피스톤에 탄력을 제공하여 상기 상하의 두 막이 반대 방향으로 들어 올려지도록 하는 동일한 탄력을 가진 스프링의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축토목용 이중 막 쿠션장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009177163A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Taisei Corp 建物の外被構造

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