KR102184108B1 - 돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임에 관한 발명으로, 사각형 단면을 호형으로 연장하여 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 이루어진 강재(120)를 형성하는 제1공정과, 강재(120)의 좌측 및 우측 면을 가상의 영역으로 분획하여 외호 및 내호(121,122)의 길이에 각각 근사값을 가지는 외변 및 내변(131,132)을 구비하는 평행사변형으로 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 형성하는 제2공정과, 강재(120)의 좌측 및 우측 면에, 각각 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 호형으로 배열한 후 부착하고 복수의 가압판(135)을 체결하여 가압하는 제3공정과, 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')에 형성되는 첨예부(133) 및 잉여부(134)를 제거하는 제4공정과, 제4공정을 거친 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')의 외주면 및 내주면을 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 상응하도록 연마하는 제5공정과, 제3공정에서 체결한 가압판(135)을 제거하고 체결홀을 마감하는 제6공정을 포함하여 구성함에 따라 친환경적이면서 제조 및 시공이 간편한 돔 구조물용 프레임을 제공하는 것이 특징이다.

Description

돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임{MANUFACTURING METHOD OF FRAME FOR DOME STRUCTURE AND THE FRAME}
본 발명은 돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 건축물의 지붕이나 천장 등을 반구형으로 구축하는 돔 구조물의 골조를 형성하는 프레임을 제조함에 있어 목재와 강재를 일체화하여 보다 친환경적이면서 제조 및 시공이 간편한 돔 구조물용 프레임의 제조에 관한 것이다.
일반적으로, 돔 구조물은 아치를 입체적으로 형성한 반구형 건물구조체로서 주로 원형의 베이스 위에 둥근 곡면의 천장이나 지붕을 구축한 것이다.
돔 구조물의 원형 벽체는 통상의 직벽체에 비해 구조적 특징으로 인해 수직 하중을 사방으로 분산시키므로 안정성이 높다. 더불어 공간 내외부의 곡선이 만들어내는 미적 효과로 인해 과거 석조 건축물에서부터 현재의 철근콘크리트 건축물에 이르기까지 광범위하게 적용되고 있는 건축기법이다.
돔 구조물은 그 구조에 따라서 콘크리트셀구조, 철근콘크리트아치구조, 철골트러스구조 등이 있다.
주로 대형 돔 구조물에 적용되는 콘크리트셀구조는 다면체를 이용해 구면을 분할하여 시공하는 형식으로 지오데식 돔을 예로 들 수 있다. 한국등록특허 제 10 - 1466494 호에 공지된 지오데식 돔의 구조를 개략적으로 살펴보면, 다각형의 단면형상을 갖는 복수의 패널이 돔 형상을 이루며 조립되는 지오데식 돔을 구성하며, 상기 패널의 변에 결합되는 골조 프레임과, 패널의 각 꼭지점에 결합되는 커넥터와, 골조 프레임과 커넥터를 연결하는 연결 바아와, 인접하는 한 쌍의 패널의 대향하는 각 변에 결합된 한 쌍의 상기 골조 프레임을 상호 연결하는 프레임 결합커버와, 인접하는 복수의 패널의 대향하는 각 꼭지점에 결합된 복수의 커넥터를 상호 연결하는 커넥터 지지유니트를 포함하여 구성한다.
철근콘크리트아치구조는 가장 일반적인 돔 구조물에 적용되는 바, 주로 강재를 이용해 아치형 프레임을 형성한 후 콘크리트 등의 보강재를 피복하여 시공하는 형식을 이룬다. 일례로서, 한국등록특허 제 10 - 1634557 호의 돔 하우스는 하부면에 바닥플레이트가 위치하고, 긴 곡선형의 것으로서 오목한 부분이 한 점 또는 한 선분을 향하도록 서로 간격을 두고 세워지고, 각각의 단면이 양 측변 중간부에서 돌출부가 구비된 사각형상으로 이루어지는 다수 개의 지지프레임과, 인접하는 지지프레임들의 사이에 위치하고 양측 가장자리가 지지프레임의 오목한 부분에 접합되는 내부패널과, 인접하는 지지프레임들의 사이에 위치하고 양측 가장자리가 지지프레임의 돌출부에 접합되는 외부패널과, 지지프레임들이 형성하는 공간의 상부 중앙을 덮는 덮개를 포함하여 구성한다.
다른 예로서, 한국공개특허 제 10 - 2015 - 0025352 호의 돔 하우스는 천장 프레임과, 천장 프레임의 테두리면에 형성된 다수개의 제1결합홈을 가지는 천장 패널과, 그 일단에 형성된 제1결합부가 천장 패널의 다수개의 제1결합홈에 각각 구속되면서 하향 연장되되 하부를 향하여 너비가 점차 증가하게 되고, 그 타단에 형성된 제2결합부가 소정 길이 수평방향으로 연장 형성되어 지면에 매립되는 다수개의 제1파이프 프레임과, 제1파이프 프레임의 동일 수평 위치를 교차하면서 제1파이프 프레임을 구속하는 다수개의 제2파이프 프레임과, 제1 및 제2파이프 프레임의 사이 공간을 밀폐하도록 이루어지되 그 외면에 황토 표층이 형성된 다수개의 지붕 패널을 포함하여 구성한다.
한국등록특허 제 10 - 1634557 호 (2016.06.29) 한국공개특허 제 10 - 2015 - 0025352 호 (2015.03.10) 한국등록특허 제 10 - 1466494 호 (2014.12.02) 한국공개실용신안 제 20 - 2017 - 0000482 호 (2017.02.06)
상기와 같은 종래 기술의 돔 구조물은 다면체를 이용해 망상으로 분할된 구면을 시공하는 형식으로 지오데식 돔 구조나, 주로 금속재를 이용해 아치형 프레임을 형성한 후 콘크리트나 단열재 등의 보강재를 피복하여 시공하는 철근콘크리트아치구조가 일반적이다.
그러나, 지오데식 돔 구조는 복수의 패널의 각 면을 연결하는 프레임과 커넥터 등의 결합수단이 복잡한 망상 조직으로 결합 관계를 형성하여 구성하므로 프레임의 설계에서부터 고도의 기술이 요구되며, 제조 및 시공에도 어려움이 있다. 따라서, 공사 기간 및 제반 비용이 막대하게 소요되고 유지보수가 어려우므로 주로 공연장, 전시장 등 대형 돔 구조물의 건축에 한해 적용되고 있다.
한편, 종래 기술의 돔 하우스의 경우 사분원 형상의 지지프레임, 즉 아치구조의 단순 철골을 돔 하우스의 기본 골격으로 구비하여 단열재를 장착함으로써 돔 하우스를 형성하도록 구성한다.
다른 종래 기술이 적용된 돔 하우스 역시 다수개의 금속 관체형 파이프 프레임을 수직 및 수평으로 교차하여 돔 하우스의 기본 골격을 형성하는 형태로 이루어진다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
사각형 단면을 호형으로 연장하여 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 이루어진 강재(120)를 형성하는 제1공정과,
상기 강재(120)의 좌측 및 우측 면을 가상의 영역으로 분획하여 외호 및 내호(121,122)의 길이에 각각 근사값을 가지는 외변 및 내변(131,132)을 구비하는 평행사변형으로 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 형성하는 제2공정과,
강재(120)의 좌측 및 우측 면에, 각각 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 호형으로 배열한 후 부착하고 복수의 가압판(135)을 체결하여 가압하는 제3공정과,
상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')에 형성되는 첨예부(133) 및 잉여부(134)를 제거하는 제4공정과,
상기 제4공정을 거친 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')의 외주면 및 내주면을 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 상응하도록 연마하는 제5공정과,
상기 제3공정에서 체결한 가압판(135)을 제거하고 체결홀을 마감하는 제6공정을 포함한다.
또한, 상기 제2공정에서는 강재(120)의 내측 면에 상응하는 형상으로 내측목재패널을 형성하여 제5공정을 거친 후에 강재(120)의 내주면을 따라서 부착하고,
상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과, 내측목재패널은 편백나무로 구성하도록 이루어짐으로써 보다 친환경적이고 제조 및 시공이 간편한 돔 구조물용 프레임의 제조방법을 제공할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 목재와 강재를 혼용하여 종래 단순 철골로 이루어진 돔 구조물용 프레임에 비해 친환경적이고 제조 및 시공이 간편한 돔 구조물용 프레임을 제조하도록 하는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 공기 정화 및 습도 조절 기능은 물론, 피톤치드 등 인체에 유익한 성분을 다량 방출하고 하는 것으로 알려진 편백나무 소재의 목재패널을 강재에 일체화하여 적용함으로써 이종 소재 간의 구조적 결합을 통해 내구성, 내식성 등의 기계적 특성을 보완하고, 건축물과 상호 작용에 의해 유해물질 억제 기능을 발휘하는 등 건강증진 및 친환경 효과를 도출하는 이점이 있다.
아울러, 강재 특유의 차가운 성질과 목재의 자연스러운 질감의 조화를 통해 돔 구조물의 미관을 수려하게 하고 보다 고품격의 돔 구조물을 구축할 수 있는 등의 다양한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 돔 구조물용 프레임의 제조과정을 개략적으로 도시한 공정 도해도.
도 2 내지 도 5는 본 발명을 이용한 돔 구조물의 일 실시예에 따른 시공 상태를 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 본 발명을 이용한 돔 구조물의 다른 실시 예를 도시한 예시도.
이하, 본 발명의 돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다. 또한 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 돔 구조물용 프레임의 제조과정을 개략적으로 도시한 공정 도해도, 도 2 내지 도 5는 본 발명을 이용한 돔 구조물의 일 실시예에 따른 시공 상태를 개략적으로 도시한 사시도, 도 6은 본 발명을 이용한 돔 구조물의 다른 실시 예를 도시한 예시도이다.
본 발명의 기술이 적용되는 돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임은 건축물의 지붕이나 천장 등을 반구형으로 구축하는 돔 구조물의 내부 골격을 형성하는 프레임을 제조함에 있어서, 종래의 단순 철골을 아치 또는 망상으로 구축하도록 이루어진 돔 프레임 기술과 차별하여 친환경적인 목재와 강재를 일체화하여 기계적 특성을 보강하고 친환경적이면서 제조 및 시공이 간편한 돔 구조물용 프레임을 제조하도록 하는 기술에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 돔 구조물용 프레임의 제조방법은 크게 제1공정 내지 제6공정으로 이루어지며, 구체적으로는 하기와 같다.
제1공정에서는 사각형 단면을 호형으로 연장하여 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 이루어진 강재(120)를 형성한다.
즉, 상기 강재(120)를 베이스(110)의 중심을 기점으로 수직 및 수평 축단을 연결하는 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 가공하여 도 1의 (a)와 같이 형성한다.
상기 강재(120)의 하부가 결합하는 베이스(110)는 프레임의 하중을 지지하여 반구형 돔의 하부 구조를 형성한다. 다시 말해, 베이스(110)에는 강재(120) 및 후술하게 될 좌측목재패널(130), 우측목재패널(130')이 일체화된 프레임의 하단을 장착하며 프레임의 수만큼의 모서리를 형성하는 다각형으로 구비하거나, 또는 원형으로 구비할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 베이스(110)를 소정의 내구성을 가지는 금속재로 구비한다.
상기 강재(120)는 사각형 단면을 호형으로 연장하여 형성함으로써 내주면과 외주면 사이의 좌측 및 우측 면이 평면으로 형성되도록 구성한다. 외호 및 내호(121,122) 사이의 거리는 필요에 따라 증감할 수 있다.
또한, 상기 강재(120)는 하단에 소정의 브래킷을 결합하여 베이스(110)에 장착 가능하도록 구비한다.
제2공정에서는 상기 강재(120)의 좌측 및 우측 면을 가상의 영역으로 분획하여 외호 및 내호(121,122)의 길이에 각각 근사값을 가지는 외변 및 내변(131,132)을 구비하는 평행사변형으로 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 형성한다.
상기 제2공정에서는 우선 상기 강재(120)의 좌측 및 우측 면을 가상으로 3등분하여 분획된 영역의 외호 및 내호(121,122) 길이를 산출한다. 본 발명의 실시 예에서는 3등분으로 분획하였으나 분획 수는 강재(120)의 길이 등을 고려하여 필요에 따라서 증감할 수 있다.
도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2공정에서는 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 강재(120)에 가상 분획된 개별 면에서 외호 및 내호(121,122)의 길이에 각각 근사값을 가지는 외변 및 내변(131,132)을 구비하는 평행사변형으로 가공하여 형성한다.
본 발명에서는 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 구성하는 목재로서 편백나무를 사용한다. 편백나무는 피톤치드라는 천연 항균물질을 다량 함유, 방출하여 항균 및 살균 작용이 뛰어나 웰빙용품 소재로 다양하게 활용되고 있다. 더불어 흡습, 내수성에 의해 공기 정화 및 특유의 향 발산 기능을 발휘하는 등 최근에는 건축용 고급 친환경 내장제로 주목받고 있다.
제2공정에서는 상기와 같이 강재(120)를 가상 분획한 영역의 수만큼 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 가공하되, 강재(120)의 분획된 개별 면 전체를 수용하는 면적을 가지는 평행사변형의 형태로 가공한다.
이와 같은 구성은, 편백나무는 제재 상태에 따라서 무늬결이나 옹이가 있을 경우와 반대의 경우에서 가공성에 큰 차이를 보이는 특성이 있는 점에 기인한다. 즉, 유절 소재를 곡선 가공시 소재가 쉽게 변형 또는 파절될 수 있으므로 이를 고려하여 제2공정에서는 편백나무 소재를 직선의 평행사변형으로 가공하여 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 형성한 후 후술하게 될 제4공정 내지 제5공정에서 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')의 잉여 영역을 제거하도록 구성한다.
한편, 상기 제2공정에서는 강재(120)의 내측 면에 상응하는 형상으로 내측목재패널(미도시)을 형성하여, 하기 제5공정을 거친 후에 강재(120)의 내주면을 따라서 부착하여 마감하도록 구성한다.
상기 내측목재패널 역시 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과 마찬가지로 편백나무로 구성하여 프레임의 내부 전반에서 강재(120)가 드러나는 부분을 커버함으로써 돔 구조물로 시공 시 목재 특유의 수려한 미관을 도출하도록 구성한다.
제3공정에서는 강재(120)의 좌측 및 우측 면에, 각각 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 호형으로 배열한 후 부착하고 복수의 가압판(135)을 체결하여 가압한다.
도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 제2공정에서 평행사변형으로 가공된 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 강재(120) 좌측 및 우측 면의 가상 분획 영역상에 소정의 접착제를 이용해 상호 당접하도록 부착한다.
즉, 제3공정에서는 강재(120)의 좌측 및 우측 면을 복수의 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')에 의해 완전히 커버되도록 부착하여 강재(120)와 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')이 일체화된 프레임을 형성한다.
상기 가압판(135)은 일정 너비를 형성하는 평판으로 구성하고 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')의 표면 상간을 긴밀하게 압박하도록 소정의 체결수단을 체결한다. 이때, 가압판(135)에 체결되는 체결수단은 강재(120)를 관통하여야 하는바, 상기 제1공정에서 강재(120)를 가공 시 미리 가상의 분획 영역을 설정하여 소정의 체결홀을 형성하는 것 역시 가능하다 할 것이다.
제4공정에서는 도 1의 (c)와 같이 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')에 형성되는 첨예부(133) 및 잉여부(134)를 제거한다.
전술한 바와 같이 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')은 특히 곡선 가공성이 취약한 편백나무 소재로 이루어지므로 제4공정에서는 제5공정에 앞서 호형으로 배열되는 평행사변형 형상의 좌측목재패널(130)들, 또는 우측목재패널(130')들의 사이에 형성되는 첨예부(133)와, 강재(120)의 좌측 면 및 우측 면을 벗어나는 잉여부(134)를 소정의 절삭 장치를 이용해 러프하게 절삭한다.
제5공정에서는 상기 제4공정을 거친 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')의 외주면 및 내주면을 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 상응하도록 연마한다. 따라서, 제4공정에서 러프하게 절삭된 상태의 외주면 및 내주면을 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 일치하도록 정밀하게 연마한다.
따라서, 도 1의 (b)와 같이 평행사변형의 형태이던 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')은 제4공정을 통해 첨예부(133) 및 잉여부(134)를 제거하여 도 1의 (c)와 같이 형성하고, 제5공정을 통해 재차 정밀 연마하여 도 1의 (d)와 같이 강재(120)와 동일 곡률의 외주면 및 내주면을 형성하도록 가공됨으로써, 강재(120)와 목재패널(130)이 일체화된 구조의 프레임으로 완성한다.
제6공정에서는 상기 제3공정에서 체결한 가압판(135)을 제거하고 가압판(135)에 의해 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과 강재(120)에 형성된 체결홀을 마감한다. 마감재는 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과 동일한 소재의 소정의 재료를 체결홀에 충전하여 마감한다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 돔 구조물용 프레임의 제조방법에 의한 돔 구조물용 프레임은, 사각형 단면을 호형으로 연장하여 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 형성하는 강재(120)와, 상기 강재(120)의 좌측 면에 복수를 호형으로 배열하여 부착하는 좌측목재패널(130)과, 상기 강재(120)의 우측 면에 복수를 호형으로 배열하여 부착하는 우측목재패널(130')로 이루어진다.
특히, 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')은 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 상응하도록 구비되어 강재(120)의 좌측 및 우측에서 상호 일체화되도록 구성하며, 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 편백나무로 구성한다.
더불어, 상기 강재(120)의 내주면에는 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과 마찬가지로 편백나무로 이루어진 내측목재패널을 부착함으로써 프레임의 내부 전반에서 강재(120)가 드러나는 부분을 커버하여 마감하도록 구성한다.
이하에서는, 전술한 바와 같은 제조방법에 의해 제조되는 본 발명의 돔 구조물용 프레임을 이용한 돔 구조물의 시공 과정을 도 2 내지 도 5에 도시한 바를 참고하여 개략적으로 살펴본다.
상기와 같은 제1공정 내지 제6공정에 의해 강재(120)와 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')이 일체화된 프레임을 베이스(110) 상에 임의의 간격으로 원형 배열한다.
프레임은 베이스(110)의 중심을 기점으로 수직 및 수평 축단에 프레임의 양 단을 위치한다.
프레임의 상단에는 소정의 다면체 브래킷을 마련하여 복수의 프레임에서 작용하는 지지력을 집중하고 하중을 분산한다. 아울러 상기한 바와 같이 프레임의 중심을 이루는 강재(120)의 하단에는 소정의 브래킷을 장착하여 베이스(110)의 저면에 프레임을 고정한다.
다음으로, 상기와 같이 원형 배열된 프레임 사이의 공극의 면을 가상으로 분획하고, 분획된 개별 면을 수용하는 상이한 패널 형상으로 복수의 돔패널(140)을 가공하여 준비한다.
구체적으로, 도 2에 2점쇄선으로 표시한 바와 같이 배열된 양측 프레임 사이에 형성된 공극의 면을 가상으로 9등분하여 분획된 영역의 상호 및 하호(123,124) 길이를 산출한다. 본 발명의 실시 예에서는 9등분으로 분획하였으나 분획 수는 프레임의 높이 등을 고려하여 필요에 따라서 증감할 수 있다.
상기와 같이 분획된 가상의 영역에 부착하게 될 돔패널(140)을 가공한다.
돔패널(140)은 배열된 프레임의 중심선을 따라서 좌변 및 우변(141,142)을 형성하되, 프레임 상간에 가상 분획된 개별 면에서 상호 및 하호(123,124)의 길이에 각각 근사값을 가지는 상변 및 하변(143,144)을 구비하는 상이한 형상의 평행사변형으로 가공한다.
본 발명을 이용한 실시 예에서는 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과 마찬가지로 돔패널(140)을 구성하는 목재로서 편백나무를 사용한다. 전술한 바와 같이 편백나무는 곡선 가공에 어려움이 있고 특히, 돔패널(140)은 프레임의 외주 곡면 상에 접하도록 결합해야 하나 곡면 가공을 실시하는데는 현실적인 어려움이 있다.
따라서, 양측 프레임 사이에 형성된 공극의 면을 다수로 분획하여 돔패널(140)이 프레임을 따라서 곡면에 가까운 형태로 부착될 수 있도록 상변 및 하변(143,144) 사이의 길이를 적정 수준으로 산출하여 가공한다.
아울러, 프레임의 중심선을 따라서 위치하게 되는 일측 및 타측 돔패널(140)의 좌변 및 우변(141,142)이 돔패널(140)의 두께로 인해 상호 간섭되지 않도록 소정의 공차를 두고 상호 대향할 수 있도록 사선으로 가공한다.
상기 돔패널(140)은 본 발명의 프레임 상간의 거리가 상측으로 갈 수록 좁아지므로 각 단별로 그 크기가 상이하도록 다수를 가공하여 구비한다.
다음으로, 프레임의 외주 곡면상에 상기 복수의 돔패널(140)을 배열한 후 결합하여 돔 구조물을 형성한다. 프레임의 하측에서 상측 방향, 혹은 그 역의 방향, 혹은 단별로 원형으로 돔패널(140)을 프레임 상에 결합한다.
마지막으로, 소정의 체결수단을 이용해 돔패널(140)의 표면에서 프레임의 강재(120), 혹은 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')에 체결하여 결합함으로써 돔 구조물을 시공한다. 이때, 체결수단은 돔패널(140) 및 프레임을 관통하여야 하는바, 강재(120), 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 가공 시, 혹은 돔패널(140)을 가공 시 미리 소정의 체결홀을 형성하는 것도 가능하다 할 것이다.
더불어, 본 발명에 따른 프레임의 제조방법을 활용하여 도 6에 도시한 바와 같이 돔 구조물의 상부구조는 상기와 같은 반구형 돔의 형태로 프레임을 제조하여 시공하고, 하부구조는 직선 기둥형으로 프레임을 제조하여 다양한 구조의 돔 구조물을 구축할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 돔 구조물용 프레임의 제조방법 및 그 프레임은 목재와 강재를 혼용하여 종래 단순 철골로 이루어진 돔 구조물용 프레임에 비해 친환경적이고 제조 및 시공이 간편한 돔 구조물용 프레임을 제조하도록 하는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 편백나무 소재의 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 강재(120)에 일체화하여 프레임을 제조함으로써 이종 소재 간의 구조적 결합을 통해 내구성, 내식성 등의 기계적 특성을 보완하고, 특히 공기 정화 및 습도 조절 기능은 물론, 피톤치드 등 인체에 유익한 성분을 다량 방출함으로써 콘크리트 등 기초 건축물과의 상호 작용시 유해물질 발생을 억제하는 등 건강증진 및 친환경 효과를 도출하는 이점이 있다.
아울러, 강재 특유의 차가운 성질과 목재의 자연스러운 질감의 조화를 통해 돔 구조물의 내부 미관을 수려하게 하고 보다 고품격의 돔 구조물을 구축할 수 있도록 하는 등의 다양한 이점이 있으므로 산업상 이용 가능성이 매울 클 것으로 기대된다.
110: 베이스
120: 강재
121: 외호
122: 내호
123: 상호
124: 하호
130,130': 좌측목재패널,우측목재패널
131: 외변
132: 내변
133: 첨예부
134: 잉여부
135: 가압판
140: 돔패널
141: 좌변
142: 우변
143: 상변
144: 하변

Claims (3)

  1. 건축물의 지붕이나 천장을 반구형으로 구축하도록 베이스(110)의 중심을 기점으로 임의의 간격으로 원형 배열하여 돔패널(140)을 부착하도록 구비하는 돔 구조물용 프레임의 제조방법에 있어서,
    사각형 단면을 호형으로 연장하여 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 형성하되 좌측 면 및 우측 면이 평면으로 이루어지는 강재(120)를 형성하는 제1공정과,
    상기 강재(120)의 좌측 면 및 우측 면을 가상의 영역으로 분획하여 외호 및 내호(121,122)의 길이에 각각 근사값을 가지는 외변 및 내변(131,132)을 구비하는 평행사변형으로 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 형성하는 제2공정과,
    상기 강재(120)의 좌측 면 및 우측 면에, 각각 상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')을 호형으로 배열한 후 부착하고 복수의 가압판(135)을 체결하여 가압하는 제3공정과,
    상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')에서 강재(120)의 좌측 면 및 우측 면을 벗어나서 형성되는 첨예부(133) 및 잉여부(134)를 러프하게 제거하는 제4공정과,
    상기 제4공정을 거친 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')의 외주면 및 내주면을 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 상응하도록 정밀하게 연마하는 제5공정과,
    상기 제3공정에서 체결한 가압판(135)을 제거하고 가압판(135)의 체결 시 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과 강재(120)에 형성된 체결홀을 마감하는 제6공정을 포함하고,
    상기 제2공정에서는 강재(120)의 내측 면에 상응하는 형상으로 내측목재패널을 형성하여 제5공정을 거친 후에 강재(120)의 내주면 전반을 커버하도록 부착하고,
    상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과, 내측목재패널은 편백나무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 돔 구조물용 프레임의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 의해 제조되어, 건축물의 지붕이나 천장을 반구형으로 구축하도록 베이스(110)의 중심을 기점으로 임의의 간격으로 원형 배열하여 돔패널(140)을 부착하도록 구비하는 돔 구조물용 프레임에 있어서,
    사각형 단면을 호형으로 연장하여 1/4 원호 또는 1/4 타원호형으로 형성하되 좌측 면 및 우측 면이 평면으로 이루어지는 강재(120)와,
    상기 강재(120)의 좌측 면에 복수를 호형으로 배열하여 부착하는 좌측목재패널(130)과,
    상기 강재(120)의 우측 면에 복수를 호형으로 배열하여 부착하는 우측목재패널(130')로 이루어지고,
    상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')은 강재(120)의 외주면 및 내주면 곡률에 상응하도록 가공되어 강재(120)의 좌측 면 및 우측 면에서 상호 일체화되도록 구비하고,
    상기 강재(120)의 내측 면에 상응하는 형상으로 형성하여 강재(120)의 내주면 전반을 커버하도록 부착하는 내측목재패널을 구비하고,
    상기 좌측목재패널(130) 및 우측목재패널(130')과, 내측목재패널은 편백나무로 구성하는 것을 특징으로 하는 돔 구조물용 프레임.
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