KR101615565B1 - 관입형 텐서그리티 구조물 - Google Patents

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KR101615565B1 KR1020140113814A KR20140113814A KR101615565B1 KR 101615565 B1 KR101615565 B1 KR 101615565B1 KR 1020140113814 A KR1020140113814 A KR 1020140113814A KR 20140113814 A KR20140113814 A KR 20140113814A KR 101615565 B1 KR101615565 B1 KR 101615565B1
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Abstract

본 발명은 관입형 텐서그리티 구조물에 관한 것으로, 본 발명은 조합하여 입체 뼈대를 이루는 하부 압축부재; 상기 하부 압축부재와 대향하면서 서로 간섭하게 위치되어 하단이 상기 하부 압축부재의 상단보다 하측에 위치되도록 하며, 조합하여 입체 뼈대를 이루는 상부 압축부재; 상기 하부 압축부재와 상기 상부 구조체의 끝단을 각각 횡 방향으로 연결하는 횡방향 연결 인장부재; 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재의 끝단을 각각 종 방향으로 연결하는 종방향 연결 인장부재; 및 상기 하부 압축부재의 상단과 상기 상부 압축부재의 하단과의 대향 부위에 연결되어 연결 간격을 조절하게 되는 간격 조절부재를 포함한다.
본 발명에 의하면, 하부 압축부재와 상부 구조체의 사이의 간격을 조절 가능하므로 전 인장부재에 장력을 일시에 도입할 수 있고, 단위모델을 연속 배열하여 건축물지붕, 미술품 조각품 가구 등 장식 또는 상징 조형물로 사용 가능하면서 높낮이나 내부 절점위치의 변경을 통해 다양한 형태 및 공간감을 만들어낼 수 있으며, 막 구조의 지붕이 설치될 경우, 상, 하부에 가용공간을 가지는 건축구조로도 활용할 수 있고, 나선이 형성된 간격 조절부재에서 상부 구조체를 회전시킴으로써 쉽게 해체 및 조립이 가능하여 이동이 편리한 가설건축물로 활용될 수 있는 효과가 있다.

Description

관입형 텐서그리티 구조물 {Intersecting Tensegrity Structure}
본 발명은 관입형 텐서그리티 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 연속되지 않는 압축부재를 인장부재로 연결하여 완성한 단위모델을 연속 배열할 수 있는 관입형 텐서그리티 구조물에 관한 것이다.
본 발명은 미래창조과학부 및 한국연구재단의 일반연구자지원(미래부) 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 9991005481, 과제명: 구조디자인 설계정보 체계화 및 BIM 도구 활용연구]
일반적으로 텐서그리티는 인장력을 받는 연속된 그물 형식의 인장 요소와 그 내부에 서로 격리되어 있는 압축력을 받는 압축 요소들이 함께 이루어진 구조물을 뜻한다. 이를 토대로 케이블 돔, 타워, 조각품 및 가구 등 다양한 분야에서 널리 적용되고 있으며, 특히 경량의 대공간 구획에 매우 효과적인 시스템이다.
이렇게 텐서그리티와 관련된 기술이 미국 등록특허 제6901714호에 제안된 바 있다.
이하에서 종래기술로서 미국 등록특허 제6901714호에 개시된 텐세그리티 유닛, 구조 및 구성을 위한 방법을 간략히 설명한다.
도 1은 미국 등록특허 제6901714호(이하 '종래기술'이라 함)에서 텐세그리티 유닛의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래기술의 텐세그리티 유닛은 길이가 고정된 n개의 표면 인장부재와, 설정 길이는 갖는 n개의 연속 인장부재와, n개의 압축부재와, n개의 연속 인장 부재 중 어느 하나에 결합된 적어도 1개의 브라켓과 n개의 연속 인장 부재 중 어느 하나의 길이를 따라 위치가 정지되며, 상기 적어도 하나의 브라켓은 n개의 연속 인장 부재에 대한 인장력을 확보하기 위해 사용중에 적어도 1개의 브라켓을 통해 이동을 정지시키는 텐세그리티 유닛을 특징으로 한다. 여기서 n은 텐세그리티 유닛의 다각형 표면의 수이다．
그러나 종래기술에 의한 텐세그리티 유닛은 압축부재에 연결되는 인장부재의 장력 조절이 요구되면 각각의 인장부재마다 장력을 조절하여야 하므로 장력 조절에 대한 시간과 조절 작업이 난해한 문제점이 있었다.
US 6901714 B2
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부 압축부재와 상부 구조체의 사이의 간격을 조절 가능하므로 전 인장부재에 장력을 일시에 도입할 수 있고, 단위모델을 연속 배열하거나 높낮이나 내부 절점위치의 변경을 통해 미술품 조각품 가구 등 장식 또는 상징 조형물로 사용 가능하면서도 건축구조시스템에서 넓은 면적을 가지는 지붕과 다양한 형태 및 공간감을 만들어낼 수 있게 한 관입형 텐서그리티 구조물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 막 구조의 지붕이 설치될 경우, 상, 하부에 가용공간을 가지는 건축구조로도 활용할 수 있고, 나선이 형성된 간격 조절부재에서 상부 구조체를 회전시킴으로써 쉽게 해체 및 조립이 가능하여 이동이 편리한 가설건축물로 활용될 수 있게 한 관입형 텐서그리티 구조물을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 조합하여 입체 뼈대를 이루는 하부 압축부재; 상기 하부 압축부재와 대향하면서 서로 간섭하게 위치되어 하단이 상기 하부 압축부재의 상단보다 하측에 위치되도록 하며, 조합하여 입체 뼈대를 이루는 상부 압축부재; 상기 하부 압축부재와 상기 상부 구조체의 끝단을 각각 횡 방향으로 연결하는 횡방향 연결 인장부재; 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재의 끝단을 각각 종 방향으로 연결하는 종방향 연결 인장부재; 및 상기 하부 압축부재의 상단과 상기 상부 압축부재의 하단과의 대향 부위에 연결되어 연결 간격을 조절하게 되는 간격 조절부재를 포함하는 관입형 텐서그리티 구조물을 통해 달성된다.
또한, 본 발명에서는 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재의 조합이 하나의 단위유닛을 이루면서, 상기 단위유닛이 병렬 연결 또는 적층 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 대향 부위가 꼭짓점이 있는 뿔 형태로 구비되며, 상기 간격 조절부재가 상기 꼭짓점의 사이에 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 대향 부위가 대향된 꼭짓점을 면취한 형태로 구비되며, 대향된 면취 부위 또는 상기 대향된 면취 부위의 모서리마다 상기 간격 조절부재가 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 서로 60°이하 범위 내로 교차 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 간격 조절부재는 나사부재로, 상기 꼭짓점 부위 또는 상기 면취 부위에 각각 구비된 너트에 나선 체결될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 대칭 또는 비대칭 형태로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 꼭짓점 또는 대향된 면취 부위의 모서리에 압축바가 회전 가능하게 구비되어 절첩이 가능하게 구비될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 상기 횡방향 연결 인장부재와 상기 종방향 연결 인장부재는 경질의 파이프 형태 또는 탄성을 가지는 케이블 중 어느 하나로 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 하부 압축부재와 상부 구조체의 사이의 간격을 조절 가능하므로 전 인장부재에 장력을 일시에 도입할 수 있고, 단위모델을 연속 배열하여 경량의 건축물 지붕구조, 미술품 조각품 가구 등 장식 또는 상징 조형물로 사용 가능하면서 높낮이나 내부 절점위치의 변경을 통해 다양한 형태 및 공간감을 만들어낼 수 있으며, 막 구조의 지붕이 설치될 경우, 상, 하부에 가용공간을 가지는 건축구조로도 활용할 수 있고, 나선이 형성된 간격 조절부재에서 상부 구조체를 회전시킴으로써 쉽게 해체 및 조립이 가능하여 이동이 편리한 가설건축물로 활용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 텐세그리티 유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물에서 다른 실시예의 간격 조절부재를 도시한 개략도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 연속 배열된 상태를 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물을 도시한 측면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 도면을 참고하여 본 발명에 의한 관입형 텐서그리티 구조물에 대한 실시 예의 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
<제1 실시예>
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 개략도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 평면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 측면도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물에서 다른 실시예의 간격 조절부재가 개략도로 도시되어 있으며, 도 6 및 도 7에는 본 발명의 제1 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 연속 배열된 상태가 개략도로 도시되어 있다.
이들 도면에 의하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(100)은 하부 압축부재(110), 상부 압축부재(120), 횡방향 연결 인장부재(130), 종방향 연결 인장부재(140) 및 간격 조절부재(150)를 포함하며, 상기 하부 압축부재(110), 상부 압축부재(120), 횡방향 연결 인장부재(130), 종방향 연결 인장부재(140) 및 간격 조절부재(150)의 조합이 하나의 단위유닛을 이루면서, 상기 단위유닛이 병렬 연결 또는 적층 연결될 수 있다.
하부 압축부재(110)는 조합하여 입체 뼈대를 이루며, 압축바(112)와 제1 연결부재(114) 및 제2 연결부재(116)를 포함한다. 이때, 상기 하부 압축부재(110)는 사각뿔인 것으로 예시하며, 이에 한정하지 않고 다양한 각을 갖는 다각뿔 형태로 변경될 수 있다.
압축바(112)는 파이프 형태의 양 끝단을 압착하여 상측 압착 부위에 후술할 제1 연결부재(114)가 체결수단에 의해 연결되고, 하측 압착 부위에 제2 연결부재(116)가 체결수단에 의해 연결될 수 있도록 홀이 각각 관통 형성된다.
이때, 상기 압축바(112)는 양 끝단을 압착할 때 약간 공간을 형성한 상태로 압착하여 후술할 제1 연결부재(114)와 제2 연결부재(116)의 십자형태의 돌출부가 삽입된 상태로 고정시키는 것이 바람직하다.
제1 연결부재(114)는 경사지게 배치된 압축바(112)의 상단을 일률적으로 연결할 수 있도록 십자(+) 형태의 플레이트 사방에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 압축바(112)의 연결각도만큼 하방으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(112)를 체결수단에 의해 연결될 수 있도록 각각 홀이 관통 형성된다.
제2 연결부재(116)는 경사지게 배치된 압축바(112)의 하단과 후술할 횡방향 연결 인장부재(130)의 양 끝단을 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 십자(+) 형태의 플레이트 사방에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 상기 압축바(112)와 상기 횡방향 연결 인장부재(130)의 연결각도만큼 내측 방향으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(112) 및 상기 횡방향 연결 인장부재(130)와 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 홀이 관통 형성된다.
한편, 상기 제2 연결부재(116)는 별도의 이격 플레이트(116b)를 이격되게 배치한 후 체결수단에 의해 상호 고정시켜, 상기 이격 플레이트(116a)와의 틈에 후술할 종방향 연결 인장부재(140)가 고정되거나 걸릴 수 있게 한다.
상부 압축부재(120)는 조합하여 입체 뼈대를 이루되, 하부 압축부재(110)와 대향하면서 상기 하부 압축부재(110) 내에 관입 즉, 상기 하부 압축부재(110)와 서로 간섭하게 위치되어 하단인 꼭짓점 부위가 상기 하부 압축부재(110)의 상단인 꼭짓점 부위보다 하측에 위치되도록 하며, 압축바(122)와 제1 연결부재(124) 및 제2 연결부재(126)를 포함한다. 이때, 상기 상부 압축부재(120)는 사각뿔인 것으로 예시하며, 이에 한정하지 않고 다양한 각을 갖는 다각뿔 형태로 변경될 수 있다.
그리고 상부 압축부재(120)와 하부 압축부재(110)의 배치 각도는 상기 상부 압축부재(120)와 상기 하부 압축부재(110)가 몇 개의 각으로 구성된 뿔 형태냐에 따라 조절될 수 있다. 즉, 상기 하부 압축부재(110)와 상기 상부 압축부재(120)가 본 실시예에서와 같이 사각뿔인 경우, 상기 상부 압축부재(120)는 상기 하부 압축부재(110)의 중심에서 45°각도로 배치되고, 상기 하부 압축부재(110)와 상기 상부 압축부재(120)가 삼각뿔인 경우 60°각도로 배치되고, 상기 하부 압축부재(110)와 상기 상부 압축부재(120)가 오각뿔인 경우 36°각도로 배치되며, 상기 하부 압축부재(110)와 상기 상부 압축부재(120)가 육각뿔인 경우 30°각도 등으로 배치된다.
압축바(122)는 파이프 형태의 양 끝단을 압착하여 하측 압착 부위에 후술할 제1 연결부재(124)가 체결수단에 의해 연결되고, 상측 압착 부위에 제2 연결부재(126)가 체결수단에 의해 연결될 수 있도록 홀이 각각 관통 형성된다.
이때, 상기 압축바(122)는 양 끝단을 압착할 때 약간 공간을 형성한 상태로 압착하여 후술할 제1 연결부재(124)와 제2 연결부재(126)의 십자형태의 돌출부가 삽입된 상태로 고정시키는 것이 바람직하다.
제1 연결부재(124)는 경사지게 배치된 압축바(122)의 하단을 일률적으로 연결할 수 있도록 십자(+) 형태의 플레이트 사방에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 압축바(122)의 연결각도만큼 상방으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(122)를 체결수단에 의해 연결될 수 있도록 각각 홀이 관통 형성된다.
제2 연결부재(126)는 경사지게 배치된 압축바(122)의 상단과 후술할 횡방향 연결 인장부재(130)의 양 끝단을 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 십자(+) 형태의 플레이트 사방에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 상기 압축바(122)와 상기 횡방향 연결 인장부재(130)의 연결각도만큼 내측 방향으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(122) 및 상기 횡방향 연결 인장부재(130)와 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 홀이 관통 형성된다.
한편, 상기 제2 연결부재(126)는 별도의 이격 플레이트(126b)를 이격되게 배치한 후 체결수단에 의해 상호 고정시켜, 상기 이격 플레이트(126a)와의 틈에 후술할 종방향 연결 인장부재(140)가 고정되거나 걸릴 수 있게 한다.
더욱이, 상기 하부 압축부재(110)와 상기 상부 압축부재(120)는 대칭 또는 비대칭 형태로 형성될 수 있으며, 단위 유닛별로 횡방향 연결 인장부재(130)의 면적을 다르게 배열할 수도 있다.
횡방향 연결 인장부재(130)는 하부 압축부재(110)에 구비된 압축바(112)의 이격된 하단과 상부 압축부재(120)에 구비된 압축바(122)의 이격된 상단을 횡 방향으로 각각 연결시키는 인장재로, 파이프 형태의 양 끝단을 압착하여 상기 하부 압축부재(110)에 설치되는 제2 연결부재(116)의 돌출부와 상기 상부 압축부재(120)에 설치되는 제2 연결부재(126)의 돌출부에 각각 삽입된 후 체결수단에 의해 고정되게 할 수 있다.
이때, 상기 횡방향 연결 인장부재(130)도 양 끝단을 압착할 때 약간 공간을 형성한 상태로 압착하여 제2 연결부재(116)의 돌출부가 삽입된 상태로 고정시키는 것이 바람직하다.
종방향 연결 인장부재(140)는 하부 압축부재(110)와 상부 압축부재(120)의 모서리 지점을 각각 종 방향 즉, 경사지게 연결하는 인장재이다. 즉, 상기 종방향 연결 인장부재(140)는 상기 하부 압축부재(110)의 제2 연결부재(116)와 상기 하부 압축부재(110)의 제2 연결부재(126)를 각각 연결하여 종 방향으로 인장력을 제공하는 구성요소이다.
이때, 상기 종방향 연결 인장부재(140)는 상기 하부 압축부재(110)의 제2 연결부재(116)와 상기 상부 압축부재(120)의 제2 연결부재(126)를 하나의 케이블로 연결한다. 다른 예로, 상기 종방향 연결 인장부재(140)는 상기 하부 압축부재(110)의 제2 연결부재(116) 하나와 상기 제2 연결부재(116)의 상방에 위치한 상기 상부 압축부재(120)의 양측 제2 연결부재(126)를 연결할 수 있다. 이는 상기 상부 압축부재(120)의 제2 연결부재(126) 하나와 상기 제2 연결부재(126)의 하방에 위치한 상기 하부 압축부재(110)의 양측 제2 연결부재(116)를 연결할 수도 있는 것이다.
결국, 횡방향 연결 인장부재(130)와 종방향 연결 인장부재(140)는 하부 압축부재(110)와 상부 압축부재(120)의 외곽을 이루는 외곽부재로, 경질의 파이프 형태로 구성되거나, 탄성을 가지는 케이블 등이 이에 접목될 수 있다.
간격 조절부재(150)는 하부 압축부재(110)의 상단 꼭짓점 부위와 상부 압축부재(120)의 하단 꼭짓점 부위의 대향 부위에 연결되어 상기 하부 압축부재(110)와 상기 상부 압축부재(120)와의 꼭짓점 거리에 따라 상기 하부 압축부재(110)의 저면과 상기 상부 압축부재(120)의 상면과의 거리 조절이 증감된다.
즉, 상기 간격 조절부재(150)는 외주면에 나선이 형성된 나사부재로, 하부 압축부재(110)의 꼭짓점 부위인 제1 연결부재(114)의 저면에 구비된 너트와 상부 압축부재(120)의 꼭짓점 부위인 제1 연결부재(124)의 상면에 구비된 너트에 각각 나선 체결된다.
이렇게, 상기 간격 조절부재(150)가 회전되게 하면 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)와 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)에 각각 고정된 너트가 체결되면서 체결 정도에 따라 하부 압축부재(110)의 하단과 상부 압축부재(120)의 상단 높이가 조절되며, 특히 횡방향 연결 인장부재(130)와 종방향 연결 인장부재(140) 중 특히 상기 종방향 연결 인장부재(140) 등에 장력이 한꺼번에 가해지도록 하여 각 외부 꼭짓점에 작용하는 하중에 저항할 수 있는 공간구조시스템이 완성되는 것이다.
즉, 간격 조절부재(150)의 체결 정도가 조절되어 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)와 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)의 거리(a)가 줄어들면 상기 하부 압축부재(110)의 제2 연결부재(116)와 상기 상부 압축부재(120)의 제2 연결부재(126)의 거리(b)가 늘어나고, 상대적으로 상기 거리(a)가 늘어나면 상기 거리(b)가 줄어든다.
한편, 상기 간격 조절부재(150)의 다른 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 중심을 기점으로 양측에 나선 방향이 반대로 형성될 수 있다. 이렇게 상기 간격 조절부재(150)에 나선이 반대로 형성되는 경우 회전 방향에 따라 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)와 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)가 일률적으로 내측 또는 외측으로 동시 이동하게 된다. 이 경우 정방향 또는 역방향으로 회전되는 과정을 통해 하부 압축부재(110)와 상부 압축부재(120)를 동시에 내측 또는 외측으로 이동시켜 특히, 종방향 연결 인장부재(140)의 장력 조절이 용이해진다.
그러므로 본 발명의 제1 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(100)은 다음과 같이 제작된다.
우선, 하부 압축부재(110)는 제1 연결부재(114)의 사방에 절곡 형성된 돌출부에, 경사지게 배치된 압축바(112)의 상단을 각각 삽입한 상태에서 체결수단에 의해 체결하여 사각뿔 형태로 제작한다. 그리고 상부 압축부재(120)는 제1 연결부재(124)의 사방에 절곡 형성된 돌출부에, 경사지게 배치된 압축바(122)의 하단을 각각 삽입한 상태에서 체결수단에 의해 체결하여 사각뿔 형태로 제작한다.
다음으로, 상부 압축부재(120)는 하부 압축부재(110) 내에 관입 즉, 상기 하부 압축부재(110)와 서로 간섭하게 위치되어 상기 상부 압축부재(120)의 하단인 꼭짓점 부위가 상기 하부 압축부재(110)의 상단인 꼭짓점 부위보다 하측에 위치되도록 배치한다.
다음으로, 서로 대향된 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)와 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)에 간격 조절부재(150)를 고정시킨다. 이는 상기 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)에 고정된 너트와 상기 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)에 고정된 너트에 나선이 형성된 간격 조절부재(150)를 나선 결합시키는 것이다.
다음으로, 하부 압축부재(110)에 포함된 제2 연결부재(116)의 사방으로 절곡 형성된 돌출부에, 이격된 압축바(112)의 하단과, 상기 이격된 압축바(112)의 이웃한 하단을 연결한 횡방향 연결 인장부재(130)의 양 끝단을 각각 삽입한 상태에서 체결수단에 의해 체결한다.
그리고 상부 압축부재(120)에 포함된 제2 연결부재(126)의 사방으로 절곡 형성된 돌출부에, 이격된 압축바(122)의 상단과, 상기 이격된 압축바(122)의 이웃한 하단을 연결한 횡방향 연결 인장부재(130)의 양 끝단을 각각 삽입한 상태에서 체결수단에 의해 체결한다.
이때, 서로 대향된 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)와 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)에 각각 간격 조절부재(150)를 고정시키기 전에, 하부 압축부재(110)의 압축바(112) 하단과 상부 압축부재(120)의 압축바(122) 상단에 횡방향 연결 인장부재(130)를 먼저 연결할 수도 있다.
다음으로, 하부 압축부재(110)의 제2 연결부재(116)와 상부 압축부재(120)의 제2 연결부재(126)를 번갈아 가면서 종방향 연결 인장부재(140)를 측면에서 봤을 때 지그재그 형태로 연결한다.
다음으로, 간격 조절부재(150)를 회전시키면서 하부 압축부재(110)의 제1 연결부재(114)와 상부 압축부재(120)의 제1 연결부재(124)와의 간격을 조절하면서 횡방향 연결 인장부재(130)와 종방향 연결 인장부재(140)에 의해 하부 압축부재(110)와 상부 압축부재(120)에 가해지는 장력을 일시에 조절이 가능하다.
또한, 상부 압축부재(120)의 모서리인 네 개의 꼭짓점과 중앙부 꼭지점을 연결하여 하나의 고점을 가진 사각뿔 형태의 막 구조 지붕을 설치하면 하부 즉, 하부 압축부재(110) 내에 가용공간을 가지는 건축 구조로도 활용할 수 있다. 모든 부재의 접합은 회전이 가능한 힌지로 구성되므로, 중앙부에 배치된 간격 조절부재(150)의 나사를 풀고 사각뿔 부재를 회전시켜 접으면 구조물을 쉽게 해체할 수 있고, 보관할 수도 있다.
<제2 실시예>
도 8에는 본 발명의 제2 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 개략도로 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명의 제2 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 측면도로 도시되어 있다.
이들 도면에 의하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(200)은 하부 압축부재(210), 상부 압축부재(220), 횡방향 연결 인장부재(도면에 미도시), 종방향 연결 인장부재(도면에 미도시) 및 간격 조절부재(250)를 포함하며, 상기 하부 압축부재(210), 상부 압축부재(220), 횡방향 연결 인장부재, 종방향 연결 인장부재 및 간격 조절부재(250)의 조합이 하나의 단위유닛을 이루면서, 상기 단위유닛이 병렬 연결 또는 적층 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(200)은 횡방향 연결 인장부재, 종방향 연결 인장부재 및 간격 조절부재(250)는 제1 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.
하부 압축부재(210)는 조합하여 입체 뼈대를 이루며, 압축바(212)와 제1 연결부재(도면에 미도시) 및 제2 연결부재(도면에 미도시)를 포함한다. 이때, 상기 하부 압축부재(210)는 사각뿔 형태에서 대향 부위가 꼭짓점을 면취한 형태로 구비되며, 상기 면취 부위에 연결막(212b)이 구비되면서 상기 연결막(212b)에 후술할 간격 조절부재(250)가 연결된다.
한편, 상기 하부 압축부재(210)는 꼭짓점 부위가 면취된 사각뿔인 것으로 예시하였으나, 이에 한정하지 않고 다양한 각을 갖는 꼭짓점 부위가 면취된 다각뿔 형태로 변경될 수 있다.
그리고 상기 하부 압축부재(210)는 경사진 압축바(212)의 상단을 이격시킨 상태에서 별도의 압축바(212a)로 상기 압축바(212)의 상단을 횡 방향으로 각각 연결한 후 횡 방향의 압축바(212a) 상에 연결막(212b)으로 마감하여 면취부가 형성되게 한다.
연결막(212b)은 사각형 형태로 조합된 횡 방향의 압축바(212a) 상에 마감 처리되며, 중심에 간격 조절부재(250)의 하단이 결합된다.
제1 연결부재는 경사진 압축바(212)의 상단과 횡 방향의 압축바(212a) 양 끝단을 연결할 수 있도록 돌출부가 세 방향으로 절곡 형성된다.
제2 연결부재는 경사지게 배치된 압축바(212)의 하단과 후술할 횡방향 연결 인장부재의 양 끝단을 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 십자(+) 형태의 플레이트 사방에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 상기 압축바(212)와 상기 횡방향 연결 인장부재의 연결 각도만큼 내측 방향으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(212) 및 상기 횡방향 연결 인장부재와 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 홀이 관통 형성된다.
상부 압축부재(220)는 조합하여 입체 뼈대를 이루되, 하부 압축부재(210)와 대향하면서 상기 하부 압축부재(210) 내에 관입 즉, 상기 하부 압축부재(210)와 서로 간섭하게 위치되어 하단인 면취 부위가 상기 하부 압축부재(210)의 상단인 면취부위보다 하측에 위치되도록 하며, 압축바(222)와 제1 연결부재(도면에 미도시) 및 제2 연결부재(도면에 미도시)를 포함한다. 이때, 상기 상부 압축부재(220)는 사각뿔 형태에서 대향 부위가 꼭짓점을 면취한 형태로 구비되며, 상기 면취 부위에 후술할 간격 조절부재(250)가 연결된다.
그리고 상기 상부 압축부재(220)는 경사진 압축바(222)의 하단을 이격시킨 상태에서 별도의 압축바(222a)로 상기 압축바(222)의 하단을 횡 방향으로 각각 연결한 후 횡 방향의 압축바(222a) 저면에 연결막(222b)으로 마감하여 면취부가 형성되게 한다.
연결막(222b)은 사각형 형태로 조합된 횡 방향의 압축바(222a) 저면에 마감 처리되며, 중심에 간격 조절부재(250)의 상단이 결합된다.
제1 연결부재는 경사진 압축바(222)의 하단과 횡 방향의 압축바(222a)의 양 끝단을 연결할 수 있도록 돌출부가 세 방향으로 절곡 형성된다.
제2 연결부재는 경사지게 배치된 압축바(222)의 상단과 후술할 횡방향 연결 인장부재의 양 끝단을 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 십자(+) 형태의 플레이트 사방에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 상기 압축바(222)와 상기 횡방향 연결 인장부재의 연결각도만큼 내측 방향으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(222) 및 상기 횡방향 연결 인장부재와 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 홀이 관통 형성된다.
한편, 상기 하부 압축부재(210)와 상기 상부 압축부재(220)는 대칭 또는 비대칭 형태로 형성될 수 있으며, 단위유닛별로 횡방향 연결 인장부재의 면적을 다르게 배열할 수도 있다.
간격 조절부재(250)는 하부 압축부재(210)의 면취 부위와 상부 압축부재(220)의 면취 부위의 대향면에 연결되어 상기 하부 압축부재(210)와 상기 상부 압축부재(220)와의 연결막(212b, 222b) 거리에 따라 상기 하부 압축부재(210)의 저면과 상기 상부 압축부재(220)의 상면과의 거리 조절이 증감된다.
이때, 상기 간격 조절부재(250)는 하부 압축부재(210)의 연결막(212b)과 상부 압축부재(220)의 연결막(222b)과의 중심에 1개가 연결되는 것으로 예시하였으나, 이에 한정하지 않고 다수개가 상기 하부 압축부재(210)의 연결막(212b)과 상기 상부 압축부재(220)의 연결막(222b) 사이에 연결되어 간격이 조절될 수 있다.
<제3 실시예>
도 10에는 본 발명의 제3 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 개략도로 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 제3 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 평면도로 도시되어 있으며, 도 12에는 본 발명의 제3 실시예에 의한 관입형 텐서그리티 구조물이 측면도로 도시되어 있다.
이들 도면에 의하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(300)은 하부 압축부재(310), 상부 압축부재(320), 횡방향 연결 인장부재(330), 종방향 연결 인장부재(340) 및 간격 조절부재(350)를 포함하며, 상기 하부 압축부재(310), 상부 압축부재(320), 횡방향 연결 인장부재(330), 종방향 연결 인장부재(340) 및 간격 조절부재(350)의 조합이 하나의 단위유닛을 이루면서, 상기 단위유닛이 병렬 연결 또는 적층 연결될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(300)은 하부 압축부재(310)와 상부 압축부재(320)가 중심의 한 꼭지점에서 모이는 뿔 형태가 아니고, 뿔 부분을 면취하여 면취한 모서리마다 다수의 꼭지점을 가지도록 계획되고, 그 꼭지점(모서리)들이 간격 조절부재(350)로 연결되는 것이다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물(300)은 횡방향 연결 인장부재(330), 종방향 연결 인장부재(340) 및 간격 조절부재(350)는 제2 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.
하부 압축부재(310)는 조합하여 입체 뼈대를 이루며, 압축바(312)와 제1 연결부재(도면에 미도시) 및 제2 연결부재(도면에 미도시)를 포함한다. 이때, 상기 하부 압축부재(310)는 사각뿔 형태에서 대향 부위가 꼭짓점을 면취한 형태로 구비되어 면취 부위 모서리마다 꼭짓점이 형성되며, 모서리에 구비된 제1 연결부재와, 이와 대향되는 상부 압축부재(320)의 제1 연결부재에 후술할 간격 조절부재(350)가 연결된다.
한편, 상기 하부 압축부재(310)는 꼭짓점 부위가 면취되어 면취 부위 모서리마다 꼭짓점이 다수 형성된 사각뿔인 것으로 예시하였으나, 이에 한정하지 않고 다양한 각을 갖는 꼭짓점 부위가 면취된 다각뿔 형태로 변경될 수 있다.
그리고 상기 하부 압축부재(310)는 경사진 압축바(312)의 상단을 이격시킨 상태에서 별도의 압축바(312a)로 상기 압축바(312)의 상단을 횡 방향으로 각각 연결한다.
즉, 경사진 압축바(312)의 상단과 횡 방향의 압축바(312a)의 양 끝단을 제1 연결부재에 의해 일률적으로 연결하게 되며, 상기 제1 연결부재에 간격 조절부재(350)의 하단을 체결하게 된다.
이때, 제1 연결부재는 경사진 압축바(312)의 상단과 횡 방향의 압축바(312a) 양 끝단을 연결할 수 있도록 돌출부가 세 방향으로 절곡 형성된다.
제2 연결부재는 경사지게 배치된 압축바(312)의 하단과 후술할 횡방향 연결 인장부재(330)의 양 끝단을 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 플레이트에 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 상기 압축바(312)와 상기 횡방향 연결 인장부재의 연결 각도만큼 내측 방향으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(312) 및 상기 횡방향 연결 인장부재(330)와 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 홀이 관통 형성된다.
상부 압축부재(320)는 조합하여 입체 뼈대를 이루되, 하부 압축부재(310)와 대향하면서 상기 하부 압축부재(310) 내에 관입 즉, 상기 하부 압축부재(210)와 서로 간섭하게 위치되어 하단인 면취 부위가 상기 하부 압축부재(310)의 상단인 면취부위보다 하측에 위치되도록 하며, 압축바(322)와 제1 연결부재(도면에 미도시) 및 제2 연결부재(도면에 미도시)를 포함한다. 이때, 상기 상부 압축부재(320)는 사각뿔 형태에서 대향 부위가 꼭짓점을 면취한 형태로 구비되어 면취 부위 모서리마다 꼭짓점이 형성되며, 모서리에 구비된 제1 연결부재와, 이와 대향되는 하부 압축부재(310)의 제1 연결부재에 후술할 간격 조절부재(350)가 연결된다.
한편, 상기 상부 압축부재(320)는 꼭짓점 부위가 면취되어 면취 부위 모서리마다 꼭짓점이 다수 형성된 사각뿔인 것으로 예시하였으나, 이에 한정하지 않고 다양한 각을 갖는 꼭짓점 부위가 면취된 다각뿔 형태로 변경될 수 있다.
그리고 상기 상부 압축부재(320)는 경사진 압축바(322)의 하단을 이격시킨 상태에서 별도의 압축바(322a)로 상기 압축바(322)의 하단을 횡 방향으로 각각 연결한다.
즉, 경사진 압축바(322)의 하단과 횡 방향의 압축바(322a)의 양 끝단을 제1 연결부재에 의해 일률적으로 연결하게 되며, 상기 제1 연결부재에 간격 조절부재(350)의 상단을 체결하게 된다.
이때, 제1 연결부재는 경사진 압축바(312)의 상단과 횡 방향의 압축바(312a) 양 끝단을 연결할 수 있도록 돌출부가 세 방향으로 절곡 형성된다.
제2 연결부재는 경사지게 배치된 압축바(322)의 상단과 후술할 횡방향 연결 인장부재(330)의 양 끝단을 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 돌출부가 형성되되, 상기 돌출부가 상기 압축바(322)와 상기 횡방향 연결 인장부재(330)의 연결각도만큼 내측 방향으로 절곡 형성되며, 상기 돌출부마다 상기 압축바(322) 및 상기 횡방향 연결 인장부재(330)와 체결수단에 의해 각각 연결될 수 있도록 홀이 관통 형성된다.
한편, 상기 하부 압축부재(310)와 상기 상부 압축부재(320)는 대칭 또는 비대칭 형태로 형성될 수 있으며, 단위유닛별로 횡방향 연결 인장부재(330)의 면적을 다르게 배열할 수도 있다.
간격 조절부재(350)는 하부 압축부재(310)의 면취 부위 모서리마다 연결된 제1 연결부재와, 상부 압축부재(320)의 면취 부위 모서리마다 연결된 제1 연결부재의 대향면에 연결되어 상기 하부 압축부재(310)의 상면과 상기 상부 압축부재(320)의 저면과의 거리 조절이 증감된다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만 본 발명의 제4 실시예에 따른 관입형 텐서그리티 구조물은 하부 압축부재, 상부 압축부재, 횡방향 연결 인장부재, 종방향 연결 인장부재 및 간격 조절부재를 포함하며, 하부 압축부재와 상부 압축부재에 각각 구비된 제1 연결부재에 압축바가 회전 가능하게 구비되어 절첩이 가능하도록 구비된다. 더욱이, 상기 횡방향 연결 인장부재를 케이블 형태로 구비한 상태에서 상기 케이블을 상기 하부 압축부재의 하단과, 상기 상부 압축부재의 상단을 각각 연결하여 상기 횡방향 연결 인장부재의 탄성력에 의해 개폐를 용이하게 할 수 있다. 그리고 하부 압축부재의 압축바 하단과, 상부 압축부재의 압축바 상단에는 케이블 형태의 횡방향 연결 인장부재와 종방향 연결 인장부재가 걸려 인장될 수 있도록 롤러 등이 구비될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200, 300: 관입형 텐서그리티 구조물
110, 210, 310: 하부 압축부재
120, 220, 320: 상부 압축부재
130, 330: 횡방향 연결 인장부재
140, 340: 종방향 연결 인장부재
150, 250, 350: 간격 조절부재

Claims (9)

  1. 조합하여 입체 뼈대를 이루는 하부 압축부재;
    상기 하부 압축부재와 대향하면서 서로 간섭하게 위치되어 하단이 상기 하부 압축부재의 상단보다 하측에 위치되도록 하며, 조합하여 입체 뼈대를 이루는 상부 압축부재;
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 구조체의 끝단을 각각 횡 방향으로 연결하는 횡방향 연결 인장부재;
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재의 끝단을 각각 종 방향으로 연결하는 종방향 연결 인장부재; 및
    상기 하부 압축부재의 상단과 상기 상부 압축부재의 하단과의 대향 부위에 연결되어 연결 간격을 조절하게 되는 간격 조절부재를 포함하 고,
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 대향 부위가 꼭짓점이 있는 뿔 형태로 구비되어 상기 간격 조절부재가 상기 꼭지점 사이에 연결되거나,
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 대향 부위가 대향된 꼭짓점을 면취한 형태로 구비되어 대향된 면취 부위 또는 상기 대향된 면취 부위의 모서리마다 상기 간격 조절부재가 연결되며,
    상기 간격 조절부재는 나사부재로, 상기 꼭짓점 부위 또는 상기 면취 부위에 각각 구비된 너트에 나선 체결되는 관입형 텐서그리티 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재의 조합이 하나의 단위유닛을 이루면서, 상기 단위유닛이 병렬 연결 또는 적층 연결되는 관입형 텐서그리티 구조물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 서로 60°이하 범위 내로 교차 배치되는 관입형 텐서그리티 단위모델 구조물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 대칭 또는 비대칭 형태로 형성되는 관입형 텐서그리티 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부 압축부재와 상기 상부 압축부재는 꼭짓점 또는 대향된 면취 부위의 모서리에 압축바가 회전 가능하게 구비되어 절첩이 가능한 관입형 텐서그리티 구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 횡방향 연결 인장부재와 상기 종방향 연결 인장부재는 경질의 파이프 형태 또는 탄성을 가지는 케이블 중 어느 하나로 구비되는 관입형 텐서그리티 구조물.

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