KR102396471B1 - 지오데식 돔구조 건축물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지오데식 돔구조 건축물에 관한 것으로서, 지지골조와 외부패널을 이용하여 공간의 활용성이 좋으면서도 견고한 구조를 가지는 구조물을 신속하게 구축 및 해체할 수 있는 지오데식 돔구조 건축물을 구성함으로써, 골조의 규격을 작게 할 수 있고 외벽의 내구성이 우수하여 트리하우스, 정원, 주거, 전시장, 창고, 농막 또는 행사부스 등과 같은 다양한 활용성을 가지도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 내부의 골조를 형성하도록 구성되는 지지골조와 상기 지지골조의 외주연에 구성되어 벽체를 형성하도록 외부패널로 구성되는 지오데식 돔구조 건축물에 있어서, 상기 지지골조는 등간격으로 방사로 다수의 제1체결공이 형성되는 복수의 분할고정대와; 상기 분할고정대에 등간격으로 방사로 일단이 삽입되되, 양단 각각으로 상기 분할고정대가 구성됨에 따라 전체적으로 돔구조의 골조가 형성되도록 지지하는 복수의 지지대; 및 상기 분할고정대에 지지대가 확고하게 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 체결수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지오데식 돔구조 건축물{A geodesic dome-shaped structure}

본 발명은 지오데식 돔구조 건축물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지지골조와 외부패널을 이용하여 공간의 활용성이 좋으면서도 견고한 구조를 가지는 구조물을 신속하게 구축 및 해체할 수 있는 지오데식 돔구조 건축물을 구성함으로써, 골조의 규격을 작게 할 수 있고 외벽의 내구성이 우수하여 트리하우스, 정원, 주거, 전시장, 창고, 농막 또는 행사부스 등과 같은 다양한 활용성을 가지도록 하는 지오데식 돔구조 건축물에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물 또는 토목구조물과 같은 구조물들은 큰 하중을 오랫동안 견딜 수 있어야 하기 때문에 오랜 시간을 들여 매우 견고하게 구축하는 것이 보통이나, 구조물의 목적에 따라 구조물이 적당한 하중만을 견딜 수 있도록 형성되거나 단시간 내에 구축되어야할 필요도 있다.

이러한 필요성을 갖는 구조물은 공장에서 부재를 제작하여 현장에서는 상기 기성부재를 조립함으로써 구축되기도 하는데, 기성부재는 공장에서 제작되기 때문에 품질이 우수하고 안정적이며 기성부재를 이용하는 경우 현장에서의 작업이 많지 않아 신속하게 구조물을 구축, 해체하는 것이 가능하다.

한편, 지오데식 구조는 미국의 건축가 버크민스터 플러가 1940년대 후반에 구성한 것으로서, 다양한 형식의 구조물로 발전되어 왔다.

상기 지오데식 구조는 구축에 사용되는 부재의 사용량에 비하여 구조적 성능이 우수하고 내부에 기둥이 없어 공간의 활용성이 높은 구조로서 주로 기성의 골조부재를 조립함으로써 구축된다.

이러한 지오데식 구조물은 구체 또는 구면타입의 구조를 의미한다.

즉, 삼각형의 셀들이 망상을 이루어 구면을 채워내며, 삼각형의 셀들이 많을수록 진구도에 가깝고 아름다운 형태가 되지만, 삼각형의 셀들이 많을수록 각도 또한 변화가 많이 생겨 이러한 각도 변화를 수용할 수 있는 연결구가 없으면 숙련자라할지라도 시공이 업렵다는 문제점이 있다.

즉, 이러한 지오데식 표면은 연결부재와 부재를 서로 이어줄 수 있는 연결구로만 이루어지며, 지오데식 구조물의 핵심인 연결구는 다양한 각을 수용하게끔 제작되어야 한다.

이를 해결하고자 종래의 공개특허 제10-2012-134211호의 지오데식 돔의 연결구는 베이스판을 기준으로 방사형 연결부재를 연결할 수 있는 고정부재가 있고 고정부재는 브라켓을 볼트 너트 형식으로 체결되어지게끔 되어 있다고 기재되어 있다.

또한, 상기 기술은 다양한 각을 수용할 수 있는 연결구이지만, 고정부재와 브라켓의 연결방식은 필연적으로 회동할 수 밖에 없는 구조이기 때문에, 해결책으로 고정을 용접을 통해 고정시키거나 다수의 너트를 가압하는 등으 다양한 공지의 고정방식을 통해 고정된다고 기술되어 있다.

하지만, 상기의 기술의 구조상 용접 외에는 고정을 이룰 수 없기 때문에 돔을 만든 후 돔에 올라가 돌아다니며 용접으로 고정을 한다는 것은 현실적으로 힘들며, 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 종래의 지오데식 구조물은 짧고 가는 부재로 골조를 형성시킬 수 있기 때문에 경제적일 뿐만 아니라 원목을 사용하기 때문에 자연환경을 오염시키거나 파괴하지 않고 자연 그대로의 환경과 잘 어울리는 장점이 있다.

그러나, 상기 지오데식 구조물은 돔 천막의 내부와 외부를 구분해주는 천막지는 유연한 재료로 형성되기 때문에 외력에 의해 손상되기 쉽고, 상기 천막의 공간크기에 비해서 열손실이 적다고는 하나 천막지의 단열성이 좋지는 못하며, 외부와 내부의 온도차가 큰 겨울철에는 내부에서의 결로현상에 의해 발생한 물이 떨어져 공간 이용자에게 불쾌감을 줄 수 있다.

또한, 상기 천막은 내부공간에서 천막의 골조 및 전기설비 등이 눈에 잘띄어 미관을 해치게 되는 문제점이 있다.

대한민국 특허 제10-1638966호 대한민국 공개특허 제10-2018-3893호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 지지골조와 외부패널을 이용하여 공간의 활용성이 좋으면서도 견고한 구조를 가지는 구조물을 신속하게 구축 및 해체할 수 있는 지오데식 돔구조 건축물을 구성함으로써, 골조의 규격을 작게 할 수 있고 외벽의 내구성이 우수하여 트리하우스, 정원, 주거, 전시장, 창고, 농막 또는 행사부스 등과 같은 다양한 활용성을 가지도록 하는 지오데식 돔구조 건축물을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부의 골조를 형성하도록 구성되는 지지골조와 상기 지지골조의 외주연에 구성되어 벽체를 형성하도록 외부패널로 구성되는 지오데식 돔구조 건축물에 있어서, 상기 지지골조는 등간격으로 방사로 다수의 제1체결공이 형성되는 복수의 분할고정대와; 상기 분할고정대에 등간격으로 방사로 일단이 삽입되되, 양단 각각으로 상기 분할고정대가 구성됨에 따라 전체적으로 돔구조의 골조가 형성되도록 지지하는 복수의 지지대; 및 상기 분할고정대에 지지대가 확고하게 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 체결수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 분할고정대의 중앙에는 상기 분할고정대에 일단이 위치되는 지지대의 고정위치를 정렬시키도록 하는 분할선;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 지지대의 양단 각각에는 일정깊이로 형성되어, 분할고정대의 일단이 일정깊이 삽입되도록 하여 고정력이 향상되도록 지지하는 삽입홈;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 삽입홈은 상기 지지대의 끝단에서 내측으로 상승하는 기울기로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 체결수단은 상기 지지대의 상방에서 삽입되는 장볼트와; 상기 지지대의 하방에서 삽입되어 상기 장볼트와 체결됨에 따라 분할고정대에 지지대가 확고하게 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 장너트;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 지지골조의 분할고정대 및 지지대는 친환경적인 소재인 목재;로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 지지골조와 외부패널을 이용하여 공간의 활용성이 좋으면서도 견고한 구조를 가지는 구조물을 신속하게 구축 및 해체할 수 있는 지오데식 돔구조 건축물을 구성함으로써, 골조의 규격을 작게 할 수 있고 외벽의 내구성이 우수하여 트리하우스, 정원, 주거, 전시장, 창고, 농막 또는 행사부스 등과 같은 다양한 활용성을 가지도록 하는 효과가 있다.

또한, 실내 공간의 크기에 비하여 외부패널의 넓이가 작기 때문에 외벽을 형성하기 위한 부재가 적게들고 외벽을통한 열손실이 적다는 효과가 있다.

또한, 지오데식 돔구조 건축물을 구성하는 지지골조 및 외부패널은 공장에서 제작될 수 있고, 현장에서는 장볼트로 용이하게 조립할 수 있기때문에 고숙련자가 아니어도 단시간 내에 어려움없이 건축물을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 지오데식 돔구조 건축물은 분할고정대 및 지지대로 구성되는 지지골조로 형성되는데, 상기 분할고정대 및 지지대가 구조적인 역할을 수행함에 따라 견고한 골조를 형성할 수 있어 규격이 작은 부재를 사용할 수 있다는 효과가 있다.

도 1는 본 발명에 따른 지오데식 돔구조 건축물의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 지지골조의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 분할고정대와 지지대의 분리 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 분할고정대의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 지지대의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 지지골조의 조립상태 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하기 위한 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.

명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다.

그리고, "및/또는"은 언급된 아이템의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다.

따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정형태로 제한되는 것이 아니라 제조공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 지오데식 돔구조 건축물은 지지골조와 외부패널을 이용하여 공간의 활용성이 좋으면서도 견고한 구조를 가지는 구조물을 신속하게 구축 및 해체할 수 있는 지오데식 돔구조 건축물을 구성함으로써, 골조의 규격을 작게 할 수 있고 외벽의 내구성이 우수하여 트리하우스, 정원, 주거, 전시장, 창고, 농막 또는 행사부스 등과 같은 다양한 활용성을 가지도록 한다.

상기 지오데식 돔구조 건축물은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지지골조(10) 및 외부패널(20)을 포함한다.

상기 지지골조(10)는 외부패널(20)이 안정적으로 고정될 수 있도록 내부 골조를 형성하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 지지골조(10)는 친환경적인 소재로 구성된다.

예컨대, 상기 지지골조(10)는 목재임이 바람직하다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 지지골조(10)는 사용목적 또는 외부환경에 따라 합성수지 또는 금속재 등으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지골조(10)는 분할고정대(110)와 지지대(120) 및 체결수단(130)으로 구성된다.

상기 분할고정대(110)는 돔구조에 따른 다수의 지지대(120)가 상호 맞닿는 부분의 정점에 위치되어, 상기 지지대(120)와의 사이에서 구조적 견고성을 가지도록 지지하는 기능을 수행한다.

상기 분할고정대(110)는 지지대(120)가 등간격의 방사형으로 위치됨이 용이하도록 일정두께의 원판형으로 형성된다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 분할고정대(110)는 방사형으로 다수의 지지대(120) 일단이 안정적으로 고정될 수 있는 크기 및 모양이면 어느 것이든 사용 가능하다.

또한, 상기 분할고정대(110)의 중앙에는 상기 분할고정대(110)에 방사형으로 구성되는 지지대(120)의 고정위치를 정렬시키도록 하는 분할선(112)을 포함한다.

상기 분할선(112)은 상기 분할고정대(110)의 중앙에 등간격으로 분할되게 형성되어, 상기 분할고정대(110)에 일단이 고정되게 구성되는 지지대(120)의 정렬기준 위치를 제공한다.

이 경우, 상기 분할선(112)은 4 ~ 10개가 등간격으로 형성된다.

바람직하게는 상기 분할선(112)은 60°등간격으로 6개가 형성된다.

또한, 상기 분할선(112)은 상기 분할고정대(110)의 표면에 인쇄되어 형성된다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 분할선(112)은 음각 또는 양각 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 분할고정대(110)에는 체결수단(130)에 의해 분할고정대(110)에 지지대(120)의 일단이 고정될 수 있도록 상기 체결수단(130)이 삽입되는 제1체결공(114)를 포함한다.

상기 제1체결공(114)은 상기 분할고정대(110)에 방사형으로 다수가 구성되어, 체결수단(130)의 체결력에 의해 지지대(120)가 고정되도록 한다.

이 경우, 상기 제1체결공(114)은 분할선(112)을 따라 등간격으로 형성된다.

상기 지지대(120)는 양단 각각으로 상기 분할고정대(110)가 고정되어 전체적인 골조를 형성한다.

상기 지지대(120)는 양단 각각에 상기 분할고정대(110)의 일단이 삽입되어, 고정상태를 유지할 수 있도록 일정깊이의 삽입홈(122)이 형성된다.

상기 삽입홈(122)은 지지대(120)에서 일정깊이로 형성되어 분할고정대(110)가 삽입된다.

또한, 상기 삽입홈(122)은 끝단에서 내측으로 상향하는 기울기로 형성됨에 따라 분할고정대(110)에 지지대(120)를 순차적으로 연결시키면 자연스럽게 지오데식 돔구조의 건축물이 형성되도록 한다.

또한, 상기 지지대(120)에는 상기 삽입홈(122)에 삽입된 분할고정대(110)를 체결수단(130)으로 고정시키도록 상기 체결수단(130)이 삽입되는 제2체결공(124)이 형성된다.

상기 제2체결공(124)은 상기 지지대(120)를 수직으로 관통되게 형성되어 체결수단(130)이 삽입되도록 한다.

이 경우, 상기 제2체결공(124)은 지지대(120)의 삽입홈(122)을 관통되게 형성되어, 상기 분할고정대(110)의 제1체결공(114)으로 체결수단(130)이 삽입되도록 한다.

또한, 상기 지지대(120)의 일단에는 분할고정대(110)의 분할선(112)과 일치시키도록 함에 따라 상기 분할고정대(110)에 지지대(120)의 설치위치가 정렬되도록 지지하는 설치기준선(126)이 형성된다.

상기 설치기준선(126)은 상기 지지대(120)의 일단 중앙에 형성된다.

이 경우, 상기 설치기준선(126)은 상기 지지대(120)의 일단에 인쇄로 형성된다.

상기 체결수단(130)은 분할고정대(110)에 지지대(120)의 일단이 위치되면, 상기 분할고정대(110)에 지지대(120)가 확고하게 고정되도록 지지한다.

상기 체결수단(130)은 장볼트(132) 및 장너트(134)로 구성된다.

상기 장볼트(132)는 상기 지지대(120)의 상단에서 제2체결공(124)으로 삽입시켜 하방에 위치된 장너트(134)와 체결되도록 한다.

상기 장너트(134)는 상기 지지대(120)의 하단에서 제2체결공(124)으로 삽입시켜 상기 지지대(120)의 삽입홈(122)에 삽입된 분할고정대(110)의 일단이 확고하게 고정되도록 한다.

이 경우, 상기 장볼트(132) 및 장너트(134)는 접시머리로 형성되어, 지지대(120)의 표면으로 장볼트(132) 및 장너트(134)가 돌출되도록 않도록 한다.

상기 외부패널(20)은 상기 분할고정대(110)와 지지대(120) 및 체결수단(130)을 통해 지지골조(10)가 형성되면, 상기 지지골조(10)의 외주연에 구성되어 벽체를 형성하도록 한다.

상기 외부패널(20)은 상기 분할고정대(10)에 방사형으로 다수가 구성된 지지대(120)에 의해 자연스럽게 형성되는 삼각형상에 삽입되어 벽체가 형성된다.

이 경우, 상기 외부패널(20)에는 외주연을 코킹처리함에 따라 기밀성이 유지되도록 한다.

또한, 상기 외부패널(20)은 강화유리, 합성수지, 금속 또는 목재 등으로 구성된다.

또는, 상기 외부패널(20)은 지지골조(10)의 외주연에 덮어씌워지도록 천막지로 형성된다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 외부패널(20)은 지지골조(10)의 외주연에 구성되어 벽체의 기능을 수행하는 것으로서, 사용목적, 사용환경 또는 사용자의 요구 등에 의해 어떤 것이든 사용 가능하다.

이상에서 설명한 것은 지오데식 돔구조 건축물을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 지지골조 110: 분할고정대
112: 분할선 114: 제1체결공
120: 지지대 122: 삽입홈
124: 제2체결공 126: 설치기준선
130: 체결수단 132: 장볼트
134: 장너트 20: 외부패널

Claims (6)

1. 내부의 골조를 형성하도록 구성되는 지지골조와, 상기 지지골조의 외주연에 구성되어 벽체를 형성하도록 외부패널로 구성되는 지오데식 돔구조 건축물에 있어서,
   상기 지지골조는,
   등간격으로 방사로 다수의 제1체결공이 형성되는 복수의 분할고정대;
   상기 분할고정대에 등간격으로 방사로 일단이 삽입되되, 양단 각각으로 상기 분할고정대가 구성됨에 따라 전체적으로 돔구조의 골조가 형성되도록 지지하는 복수의 지지대; 및
   상기 분할고정대에 지지대가 확고하게 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 체결수단;을 포함하고,
   상기 분할고정대의 중앙에는 상기 분할고정대에 일단이 위치되는 지지대의 고정위치를 정렬시키도록 하는 분할선을 포함하며,
   상기 지지대의 양단 각각에는 일정깊이로 형성되어, 분할고정대의 일단이 일정깊이 삽입되도록 하여 고정력이 향상되도록 지지하는 삽입홈을 포함하고,
   상기 삽입홈은 상기 지지대의 끝단에서 내측으로 상승하는 기울기로 형성되는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔구조 건축물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지대의 일단에는 분할고정대의 분할선과 일치시키도록 함에 따라 상기 분할고정대에 지지대의 설치위치가 정렬되도록 지지하는 설치기준선이 형성되는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔구조 건축물.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 체결수단은 상기 지지대의 상방에서 삽입되는 장볼트와;
   상기 지지대의 하방에서 삽입되어 상기 장볼트와 체결됨에 따라 분할고정대에 지지대가 확고하게 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 장너트;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔구조 건축물.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지골조의 분할고정대 및 지지대는 친환경적인 소재인 목재;
   로 형성되는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔구조 건축물.

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