KR20010013649A

KR20010013649A - 건물의 구조형성 시스템

Info

Publication number: KR20010013649A
Application number: KR1019997011661A
Authority: KR
Inventors: 타이이치 사와다
Original assignee: 씨디에스 누-스틸 피티와이 엘티디
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 2001-02-26
Also published as: EP0990077A1; WO1998057001A1; EP0990077A4; NZ501684A

Abstract

한 건물의 프레임 조립체(frame assembly)가 개시되어 있다. 이 프레임 조립체는, 2개의 수평으로 간격이 떨어지고 수직으로 연장하는 프레임 부재(11)에 의해 결합되는 2개의 수직으로 간격이 떨어지고 수평으로 연장하는 프레임 부재(12)를 넓게 포함하므로, 따라서 직사각형을 형성한다. 각 프레임 부재는 프레임 부재의 한면으로 개방되는 중앙채널(central channael)과 중앙채널의 양쪽에 위치한 2개의 측면채널(side channel)을 가진다. 수평 부재는 단부에서 제거된 측면채널의 베이스 웹(base web)을 가진다(18). 이에 대해 수직으로 연장하는 부재는 단부에서 제거된 중앙채널의 베이스 웹을 가진다(8). 따라서 각각의 수평 부재와 수직 부재의 구성된 단부는 수평 부재(12)와 수직 부재(11)의 부착을 위한 상보적인 결합 형태(19, 9)를 제공한다. 일반적으로 수평 부재(12)를 수직 부재(11)에 결합하는 것은 3개의 상호 직교하는 축으로 연장하는 고정 구성요소(fastening elements)에 의해 이루어지며, 따라서 프레임 조립체의 축방향 및 비틀림 하중 지지 특성(axial and torsional load bearing properties)을 향상시킨다.

Description

건물의 구조형성 시스템{A FRAMING SYSTEM FOR BUILDINGS}

본 발명은 건물의 구조형성 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 프레임 부재와, 이 프레임 부재를 합체하는 프레임 조립체와, 이 프레임 조립체를 합체하는 프레임 건물에 관한 것이다.

많은 금속 구조형성 시스템이 과거에 금속 건축에서 가능한 정확한 조립을 활용하기 위해 제안되어 왔다. 이러한 금속 구조형성 시스템은 건축기법을 단순화하고, 벽돌, 콘크리트 또는 목재 건축에서는 한번에 잘 얻어지지 않는 정확성을 제공할 수 있는 가능성을 가진다.

금속 프레임은 또한 대각 지지부(diagonal bracing)가 필요없이 견고한 외곽 프레임이 건축될 수 있는 이점을 가진다. 전형적으로 이 견고성은 프레임의 수평 부재와 수직부재 사이의 용접 연결부와 연관되어 있다. 이는 아연 도금된 또는 코팅된 금속 프레임 부재를 이용하는 조립에는 특히 적절하지는 않다. 바람직한 견고성이 볼트 또는 나사 결합부에 의해 얻어지는 반면에, 지금까지 제안된 대부분의 시스템은, 목재 구조 건축에 대해 일반적인 대안이 되기에는 바람직한 정도의 단순성 및/또는 다양성을 제공하지 못하고 있다.

출원인은, 강철 프레임을 결합해서 만들어지는, 창고 등을 수용하기 위해 이용되는 강철건물에 대해 알고 있다. 프레임은 베이스 섹션(base section)과 기립 섹션(rising section)을 가지고, 이는 베이스 섹션의 양쪽에서 기립해서 열린 단부의 직사각형을 형성한다. 전형적으로 이 프레임은 녹이 슬지 않도록 처리된다. 그러나 수직 부재에 수평 부재를 제 위치에 결합하는 것은 쉽게 되지 않는다. 어느 형태의 프레스기가 요구되고, 중장비를 건설현장에 투입해야 한다.

다른 방식으로는 프레임은 서로 용접된다. 그러나 용접에 있어서, 2개의 프레임이 서로 수직한 위치로 있어야 하고, 따라서 용접이 복잡해진다. 더욱이 용접하는 것은 녹 방지 처리에 손상을 가한다. 따라서 강철 프레임 구조를 건물 현장에서 신속하고 효율적으로 세우기 위한 수단이 발견된다면 아주 이로운 효과를 갖게 된다.

본 발명은 서로 확실하고 효율적으로 결합될 수 있는 프레임 조립체의 수직 부재와 수평 부재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 조립된 프레임 결합체가 서로 맞닿아 벽을 형성하고, 필요할 경우 단순하고 효율적인 방식으로 층층이 위치하는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다층 건물을 설치하기 위해 또는 용이하게 취급되고 층층이 쌓을 수 있는 상대적으로 작은 벽 패널을 설치하기 위해, 패널이 층층이 위치할 수 있다. 패널은 나란히 인접하게 위치해서, 벽 구조 또는 바닥 또는 지붕 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 한 특성에 따르면, 건물의 프레임 조립체가 제공되고, 이 조립체는 제1 다수의 프레임 부재와 제2 다수의 프레임 부재를 포함하고, 각 상기 제1 및 제2 다수의 프레임 부재의 각 부재는 2개의 주요 표면을 이루고, 상기 부재의 한쪽 면으로 개방된 중앙채널(central channel)과 상기 부재의 다른 쪽 면으로 개방된 중앙채널 양쪽의 측면채널(side channel)을 가지며, 제1 다수의 부재는 단부에서 제거된 측면채널의 베이스 웹(base web)을 가지고, 제2 다수의 부재는 단부에서 제거된 중앙채널의 베이스 웹을 가져서, 측면채널 섹션이 중앙채널 섹션을 지나 연장되며, 제1 다수의 부재의 단부가 제2 다수의 부재의 단부와 상보적이 된다.

바람직하게는 제1 다수의 부재는 수평으로 연장하고 제2 다수의 부재는 수직으로 연장한다.

바람직하게는 제1 다수의 부재의 측면채널의 베이스 웹의 단부는 각 측면 플랜지에서 잘려지고, 채널로 안쪽으로 접혀서 탭(tab)을 형성하며, 이 탭은 서로 연결될 때 제2 다수의 부재의 측면채널의 베이스 웹과 결합되어, 따라서 연결수단에 의해 연결되어 겹치는 표면을 제공한다.

바람직하게는 제2 다수의 부재의 중앙채널의 베이스 웹의 단부는 각 측면 플랜지에서 잘려지고, 채널로 안쪽으로 접혀서 탭을 형성하며, 이 탭은 서로 연결될 때 제1 다수의 부재의 중앙채널의 베이스 웹과 결합되어서, 연결수단에 의해 연결되어 겹치는 표면을 제공한다.

특히 한 바람직한 형태로서, 다수의 제1 및 제2 부재의 안으로 접히는 베이스 웹의 단부는 웹의 잔여부에 실질적으로 수직하게 접혀서, 서로에 대해 직각으로 프레임 부재가 연결되는 것을 용이하게 한다.

바람직하게는 제1 다수의 부재는 제2 다수의 부재와 결합되어서, 이 결합된 부재는 3개의 실질적으로 서로에 대해 직각인 축으로 연장되는 겹치는 결합 표면을 가진다.

전형적으로 프레임 조립체는 제1 다수의 부재의 각 부재를 제2 다수의 부재의 각 인접하는 부재와 연결하기 위한 결합수단을 포함한다.

유리하게는 각 제1 및 제2 다수의 부재의 겹치는 결합 표면은 정렬된 구멍(aligned apertures)을 이루고, 결합수단은 상기 정렬된 구멍을 지나서 부재를 서로 확실히 연결하기 위한 고정 구성요소를 포함한다.

전형적으로 프레임 조립체는, 2개의 수평으로 간격이 떨어져서 수직으로 연장하는 부재에 연결된 2개의 수직으로 간격이 떨어져서 수평으로 연장하는 부재를 포함해서, 상기 조립체는 실질적으로 직사각형 구성을 갖는다.

선택적으로 수평으로 연장하는 부재는, 중앙채널이 나머지 프레임 조립체에 대해 바깥쪽으로 향하게 배열되고, 수직으로 연장하는 부재는, 중앙채널이 나머지 프레임 조립체에 대해 안쪽으로 향하게 배열될 수 있다.

일반적으로 각 부재는 금속판(sheet steel)으로 만들어지고, 부식에 저항성을 갖도록 처리되고, 금속판의 두께는 0.8∼1.5㎜이다.

본 발명에 의한 또 다른 실시예에 따르면, 건물의 프레임 조립체가 제공되며, 이 프레임 조립체는, 프레임 부재의 한쪽 면으로 개방된 중앙채널 섹션과 프레임 부재의 다른 쪽 면으로 개방된 중앙채널 섹션 양쪽의 측면채널 섹션을 각각 가지는 다수의 프레임 부재를 포함하고, 측면채널의 베이스 웹이 한 프레임 부재의 단부에서 잘려져서 거리가 떨어진 측면 플랜지를 형성하며, 이 측면 플랜지는 연결되는 프레임 부재의 돌출하는 측면채널을 수용하고, 이는 그 측면채널이 중앙채널을 지나 연장되게 마무리된다.

프레임 조립체는 본 발명의 제1 특성에 관하여 상기한 특성의 하나 또는 그 이상을 포함한다. 예를 들어 프레임 조립체는 상기 하나로 결합되는 프레임 부재를 서로에 대해 연결하기 위한 결합수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특성에 따르면, 프레임 조립체에 사용하기 위한 프레임 부재를 형성하는 방법을 제공하고, 이 방법은, 직사각형 금속판을 7개의 인접한 부분으로 접는 단계를 포함하며, 각 부분은 인접하는 부분과의 연결 선에 대해 실질적으로 직각으로 접혀서, 중앙채널이 부재의 한쪽 면을 향하고, 측면채널이 부재의 반대쪽 면을 향하는 부재를 형성한다.

일반적으로 상기 방법은 상기 접는 단계 이전에 직사각형 금속판을 상기 7개의 인접한 부분으로 나누는 추가 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은, 중앙 패널부의 마주보는 단부의 슬릿(slit)을 만들어서 2개의 탭을 형성하고, 이 2개의 탭을 안쪽으로 접어서 중앙 패널부의 잔여부에 대해 안쪽으로 실질적으로 직교해서 연장하는 단계를 포함한다.

다른 방식으로는, 상기 방법은, 중앙부에서 떨어진 중앙부 양쪽의 패널부의 마주보는 단부에 슬릿을 만들어서 각 상기 부재에 2개의 탭을 형성하고, 이 2쌍의 탭을 안쪽으로 접어서, 상기 부재의 잔여부에 대해 안쪽으로 실질적으로 직교해서 연장하는 단계를 포함한다.

일반적으로 상기 방법은 다수의 부재에 각 부재의 단부를 향해 구멍을 뚫는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특성에 따르면, 상기에 기술한 다수의 프레임 조립체를 포함하는 프레임 건물이 제공되고, 이 프레임 조립체는 인접하게 나란히 놓아 주위벽을 형성한다.

프레임 조립체는 본 발명의 제1 특성에 따라, 상기 하나 또는 그 이상의 선택적인 특성을 포함한다.

일반적으로 건물은 하우스이고, 상기 주위벽에 지지되는 지붕을 포함한다.

인접하도록 나란히 놓인 상기 프레임 조립체에 부가하여, 주위벽을 형성하는 데에 있어서는 서로 위아래로 놓일 수 있게 2개의 패널층을 형성한다.

선택적으로 건물은 위층과 아래층을 가지며, 위층의 바닥은 주위벽에 지지되고, 지붕은 또한 주위벽에 지지될 수 있다.

바람직하게는 프레임 건물은 인접하는 프레임 조립체 사이에 위치한 보강 포스트(reinforcing posts)를 포함한다.

지지 포스트는 나무로 만들 수 있고, 인접되게 수직으로 연장되는 프레임 부재는 통신 측면채널 내로 수납된다.

본 발명의 또 다른 특성에 따라, 다수의 프레임 부재로 만들어지는 금속 프레임이 제공되고, 각 프레임 부재는, 한 방향으로 평행하게 연장하는 제1에서 제6 밴드 라인에 의해 나뉘어지는 제1에서 제7 밴드 형태의 섹션(band-shaped sections)으로 형성되고, 적어도 제1, 제3, 제5 및 제7 밴드 형태의 섹션은 같은 폭으로 형성되어서, 상기 제1, 제3, 제5 및 제7 밴드 형태의 섹션은 나머지 제2, 제4, 제6 밴드 형태의 섹션에 수직하며, 이들은 상기 제1, 제2, 제5 및 제6 밴드 라인에서 우묵한 형태로 접혀 있고, 남은 제3 및 제4 밴드 라인에 돌출한 형태로 접혀서, 교대의 양쪽이 열린 직사각형 형태의 요부 섹션(depression sections)과 돌출부 섹션(protrusion sections)을 형성한다.

바람직하게는, 프레임의 주요 몸체 상에 제4 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 양 단부에서 제3 및 제4 밴드 라인을 따라, 노치 섹션(notch section)이 형성되어 있고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션 사이에서 상기 제4 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되어 있으며, 이 노치의 길이는 상기 제4 밴드 형태의 섹션의 폭과 같고, 이 밴드 섹션은 상기 제4 밴드 형태의 섹션에 관하여 아래쪽으로 수직하게 접혀 있으며, 따라서 상기 밴드 섹션과 제3 및 제5 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽 끝이 열린 직사각형 컷아웃 섹션(cut-out section)을 형성한다.

다른 방식으로는, 프레임의 주요 몸체의 제2 밴드 형태의 섹션의 길이 방향으로 제1 및 제2 밴드 라인을 따라 양 단부에, 노치 섹션이 형성되어 있고, 이 노치섹션의 길이는 상기 제2 밴드 형태의 섹션의 폭과 실질적으로 동일하며, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션의 상기 제2 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되어 있고, 또 다른 노치 섹션이, 제5 및 제6 밴드 라인을 따라 양 단부에 상기 프레임의 주요 몸체의 제6 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 형성되어 있고, 이 노치 섹션의 길이는 상기 제6 밴드 형태의 섹션의 폭과 실질적으로 동일하고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션의 사이에 상기 제6 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되어 있으며, 양 상기 밴드 섹션은 각각 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션에 관하여 위쪽으로 실질적으로 수직하게 접혀있고, 따라서 상기 밴드 섹션과 제1 및 제3 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽이 열린(open-ended) 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성하며, 상기 밴드 섹션과 제5 및 제7 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽이 열린 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성한다.

본 발명은 섹션이 교대의 양쪽이 열린 직사각형 형태의 요부 섹션과 돌출부 섹션을 가지는, 제1 및 제2 프레임을 포함하는 금속 프레임 구조를 포함하고, 상기 제1 프레임 노치 섹션은, 제3 및 제4 밴드 라인을 따라서 양 단부에 프레임 주요 몸체의 제4 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 형성되며, 상기 노치 섹션의 길이는 제4 밴드 형태의 섹션의 폭과 실질적으로 동일하고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션의 사이에서 상기 제4 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되며, 이 밴드 섹션은 상기 제4 밴드 형태의 섹션에 대하여 수직으로 아래쪽으로 접혀있고, 따라서 상기 밴드 섹션과 제3 및 제5 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽이 열린 직사각형 형태의 컷아웃 섹션을 형성하고, 상기 제2 프레임 상에 노치 섹션이 제1 및 제2 밴드 라인을 따라 양 단부에 프레임의 주요 몸체의 제2 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 형성되며, 이 노치 섹션의 길이는 제2 밴드 형태의 섹션의 폭과 같고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션의 사이에 상기 제2 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되며, 노치 섹션이 제5 및 제6 밴드 라인을 따라 양 단부에 프레임의 상기 주요 몸체의 제6 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 형성되고, 이 노치 섹션의 길이는 제6 밴드 형태의 섹션의 폭과 같고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션 사이에 제6 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되며, 상기 양 밴드 섹션은 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션에 관하여 각각 위쪽으로 수직하게 접혀있고, 따라서 상기 밴드 섹션과 제1 및 제3 밴드 형태의 섹션으로 둘러싸여 양쪽이 열린 직사각형 컷아웃 섹션을 형성하고, 상기 밴드 섹션과 제5 및 제7 밴드 형태의 섹션으로 각각 둘러싸이고 양쪽이 열린 직사각형 컷아웃 섹션을 형성하며, 적어도 제2 프레임의 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션이 제1 프레임의 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션보다 약간 더 넓고, 적어도 제2 프레임의 제4 밴드 형태의 섹션이 제1 프레임의 제4 밴드 형태의 섹션보다 약간 더 좁다.

바람직하게는 프레임 구조는, 각 제1 프레임의 상부 단부의 결합위치와 하부 단부의 결합위치에서, 미리 정해진 간격으로 평행하게 설치된 2개의 제1 프레임을 포함하고, 제1 프레임에 관하여 수직으로 연장하는 2개의 제2 프레임이 설치되며, 제2 프레임의 제3에서 제5 밴드 형태의 섹션에 의해 형성된 돌출부 섹션과 제1 프레임의 단부에서 컷아웃 섹션을 결합하는 것에 부가하여, 제1 프레임의 제1에서 제3 밴드 형태의 섹션과 제5에서 제7 밴드 형태의 섹션에 의해 형성된 돌출부가 제2 프레임의 컷아웃 섹션과 결합되고, 제1 및 제2 프레임의 겹치는 부분이 결합된다.

또한 중앙채널 섹션의 베이스 웹이 각 측면 플랜지에서 잘려서, 돌출하는 측면채널 섹션을 형성하고, 이 잘려진 베이스 웹 섹션이 중앙채널 섹션으로 접혀서, 상보 섹션(complementary section)의 베이스 웹에 겹치고, 볼트나 나사 장착되는 결합 표면을 더욱 형성하는 것이 바람직하다.

다른 방식으로서, 안쪽으로 접힌 웹 섹션은 예각 또는 둔각으로 접혀서, 결합된 프레임 부재 사이에서 굴곡진 결합이 된다. 바람직하게는 결합 표면은 결합부에서 구성요소의 정확한 볼트 고정을 위해 미리 드릴 가공된다.

바람직한 실시예에서, 볼트 고정된 결합은 3개의 상호 직각의 축으로 연장하는 볼트를 포함하고, 볼트는 그 축부(shanks)가 수평 또는 수직 평면에 놓여 있고 횡축과 종축으로 연장하며, 또 다른 볼트가 그 축부의 축이 상기 수평 또는 수직 평면을 교차해서, 결합부를 통해 밴딩 모멘트(bending moments)를 전달할 수 있는 프레임 부재 사이에 고정된 결합부를 제공한다.

바람직하게는 프레임 섹션은 금속판에서 롤 형태로 되거나 접힐 수 있으나, 다른 물질에 의해 그리고 압출(extrusion) 등과 같은 다른 방법에 의해 형성될 수도 있다. 직사각형 프레임의 수평 프레임 부재가, 중앙채널이 프레임의 바깥쪽으로 개방되고, 수직 프레임 부재가, 측면채널 섹션이 프레임의 바깥쪽으로 개방되게 배치되는 것이 또한 바람직하다.

이러한 배치로, 이들 프레임 부재의 개방 채널 섹션 내에 안정되게 장착되고 벽을 따라 연속적인 정렬(continuous alignment)을 제공하는 중앙의 공용 레일에, 하부 프레임 섹션이 위치될 수 있다. 유사한 방식으로 상부 프레임 섹션은, 프레임 섹션 사이에서 결합부를 연결하는 연속적인 상부 플레이트 또는 상부 플레이트 섹션을 지지할 수 있다. 인접한 프레임의 수직 프레임 부재는 서로에 대해 연결될 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 부재는, 각 프레임의 마주보는 결합 측면채널 섹션에 의해 형성되는 박스 섹션(box section)에 놓인다. 물론 바람직할 경우, 측면채널 섹션이 수평 프레임 부재와 같이 프레임의 바깥쪽으로 개방되게, 프레임이 위치할 수 있다.

본 발명이 더욱 잘 이해되고 실질적인 효과를 가지게 하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 첨부 도면에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 프레임 부재를 위한 전개된 소재(blank)를 나타내는 도면,

도 2는 형성된 프레임 부재의 단면 형상을 나타내는 도면,

도 3은 형성된 프레임 부재의 사시도,

도 4의 (a)는 도 4의 (b)와 도 4의 (c)와 같이 단부가 마감된 프레임 부재를 형성하기 위한 커트된 전개된 소재를 나타내는 도면,

도 5는 도 4의 프레임 부재의 확대 사시도,

도 6의 (a)는 도 6의 (b)와 도 6의 (c)와 같이 단부가 마감된 프레임 부재를 형성하기 위한 커트된 전개된 소재를 나타내는 도면,

도 7은 도 6의 프레임 부재의 확대 사시도,

도 8은 상보적 프레임 부재의 결합을 나타내는 사시도,

도 9는 상보적 프레임 부재 사이의 마감된 결합의 사시도와 반대쪽 단면도(端面圖)를 포함하는 여러 도면,

도 10은 이전에 도시된 프레임 부재와 결합부로 만들어진 직사각형 프레임의 측면도,

도 11과 도 12는 도 10에 나타낸 형태의 인접한 프레임의 결합을 나타내는 도면,

도 13은 인접한 프레임 부재의 사시도이다.

본 발명의 프레임(23)은 도 10에 도시된 바와 같이 직사각형 프레임을 포함하고, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 볼트 결합된 결합부(22)에 의해 각 코너에 연결된 4개의 프레임 부재(11, 12)로 형성되어 있다.

각 프레임 부재(11, 12)가 단면상 실질적으로 동일한 것을 알 수 있으나, 다음의 기술에서 명백해 지는 바와 같이, 수직 부재(12)가 수평 부재(11) 내에 밀착되어 장착되도록 형성된다.

각 프레임 부재(11, 12)는, 각 프레임 부재(11, 12)의 한면으로 개방된 중앙채널 섹션(30, 31)과, 여기에 인접하고 각 프레임 부재(11, 12)의 다른 면으로 개방된 측면채널 섹션(32, 33)을 가진다.

도 1에서 도 7에 도시된 바와 같이, 프레임 부재(11, 12)는 접히거나 롤 형태를 가지고, 직각 굴곡이 2a에서 2f까지의 접힘 선(fold lines)을 따라 있고, 수직 프레임 부재(12)를 위한 소재(blank) 1/11는, 탭(7)을 형성하기 위해 중앙 패널(3d)에 접힘 선(2c, 2d)을 따라 각 단부에서 슬릿(6)이 안쪽으로 나 있다. 프레임 부재(12)가 형성될 때, 도 4의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이, 탭(7)이 인접한 측면벽(3c, 3e) 사이에서 안쪽으로 접힌다.

소재 1/12는, 탭(14, 16)을 형성하기 위해 접힘 선(2a, 2b, 2e, 2f)을 따라 측면 패널(3b, 3f)에서 각 단부에서 안쪽으로 슬릿(13, 15)이 설치되어 있다. 프레임 부재(11)가 형성될 때, 도 6의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 탭(7)이 인접한 측면벽(3a, 3c) 사이에서 안쪽으로 접힌다.

탭(7)의 길이 L1은, 안쪽으로 접힐 때 단부 돌출부(end protrusion, 9)와 중앙 리세스(central recess, 8)가 설치되고, 이는 프레임 부재(12)의 중앙 돌출부(central protrusion, 19)를 수납하게 형성된다. 프레임 부재(12)의 탭(14, 16)의 동일한 길이 L3에서 L5는, 안쪽으로 접힐 때 돌출하는 중앙채널부(19)의 마주보는 양쪽에 리세스(17, 18)가 설치되도록 형성된다. 상기 리세스(17, 18)는 단부 돌출부(9)를 포함한다.

상기 목적을 위해 프레임 부재 11의 중앙 패널(3d)의 폭 L2는 프레임 부재 12의 중앙 패널(3d)의 폭보다 크고, 프레임 부재 12의 측면 패널(3b, 3f)의 폭 L4, L6은 프레임 부재 11의 측면 패널(3b, 3f)의 폭보다 크다.

도 8에 도시된 바와 같이, 프레임 부재 11의 연결 단부에서, 탭 7과 벽 패널(3a, 3b, 3f, 3g)은 각각 중앙 구멍(central aperture, 20)이 형성되어 있고, 탭 14, 16과 상보적인 프레임 부재 12의 단부와 인접한 패널(3a, 3d, 3g)은 구멍(21)이 형성되어 있다. 프레임 부재(11, 12)의 단부가 도 9에 나타낸 바와 같이 연결된 형태로 겹쳐져 있고, 프레임 부재(11, 12)를 견고히 고정하기 위해 자기 태핑 볼트(self tapping bolts) 또는 나사(22)로 볼트 장착하기 위해, 상기 구멍(20, 21)은 정렬된다.

이를 위해, 신속한 조립을 위해 파워 스크루 드라이버(power screw driver)의 축 등에 의해 고정구(fasteners, 22)가 끼워질 수 있게, 패널에 구멍(20, 21)이 위치하는 것을 알 수 있다.

조립된 직사각형 프레임(23)은, 벽의 라인을 따라 가해지는 하중을 지지하기 위해 부착된 결합부 또는 구조적 스킨(structural skin)으로 견고히 된다. 그러나 바람직할 경우, 고정구(22) 또는 필요할 때 추가 고정구에 의해 측면 지주(lateral bracing struts)가 연결될 수 있다.

바람직하게는 도 11에 도시된 바와 같이, 프레임(23)이 벽의 높이로 하고, 대응하는 사각 단면의 하부 플레이트를 위치되도록, 외부로 개방되는 연속적인 중앙채널을 가진다. 대응하는 상부 플레이트는, 상부 수평 부재(12)를 같이 연결하고 및/또는 지붕 트러스(roof trusses) 등을 연결하기 위해 설치된다.

도 11의 (b)에 명확히 나타낸 바와 같이, 직립 측면채널(32)은 같이 연결되어서, 개방된 박스 섹션(box sections, 25)을 형성하고, 이는 연결 스플라인(joining spline)을 지지하거나, 이와 같은 작동을 한다. 연결하는 벽 패널(3d)은 나사결합 등에 의해 연결된다.

도 13은 인접하는 프레임 조립체(23)의 프레임 부재(11)와 나란히 인접하는 프레임 조립체(23)의 프레임 부재(11)의 한 부분을 나타낸다. 외부 채널은 외부로 향해 있고, 따라서 상기 2개의 프레임 부재(11)의 외부 채널이 서로에 대해 개방되어서, 수직으로 연장하는 챔버(chamber) 또는 도관(conduit, 30)이 된다.

보강하는 지지 포스트(support post, 31)는 지지 표면에 장착되고, 도관(30)을 통해 위쪽으로 연장한다. 비록 다른 물질로도 만들 수 있지만, 지지 포스트(31)는 전형적으로 나무로 만들어진다. 지지 포스트(31)의 주요 기능은 화재의 경우 구조적인 지지를 유지하는데, 화재가 나면 금속 프레임 부재(11)는 녹게 된다. 이 추가의 구조적인 안전 장치는 중요하다.

지지 포스트(31)의 또 다른 이점은, 외부에서 보아서 벽 표면의 연속성을 유지한다는 것이다. 이는 특히 중요한데, 건축이 진행되고 추가 조립체(23)가 더해짐에 따라, 인접하는 프레임 부재(11)가 서로에 대해 떨어져 나가기 쉽기 때문이다. 지지 포스트(31)에 의한 벽 표면의 연속성은, 미적으로 그리고 건물의 단열 특성을 위해 아주 중요하다.

다층 건물에 있어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 인접하는 마주보게 위치된 수평 부재(12)는, 그 측면 패널(3b, 3f)이 서로 마주보는 위치로 놓이고, 이들은 마주보는 채널(31)에 의해 형성된 박스 섹션(28)의 마주보는 측면에서 나사 결합될 수 있다.

상기 박스 섹션(25, 28)은, 보통 가해지는 수평 및 수직 하중을 받기 위해서 각 프레임 결합부에 비교적 큰 구조 부재를 설치해서, 이들 프레임 부재를 이용한 건축이, 벽의 구조적 필수 구성요소를 제공하기 위한 최소한의 추가 물질을 설치하면서 빠르게 진행된다.

상기 프레임 부재는, 적어도 하나의 스킨(skin)이 묶이고 및/또는 나사 결합되어서, 완벽한 형태로 제공된다. 전형적으로 스킨은 크래프트우드(CRAFTWOOD) 또는 합판 패널과 같은 삭편판(particle board)이다.

"C" 섹션 프레임 부재("C" 섹션)를 포함하는 도면(CDS 섹션)에서 도시된 바와 같은 출원인의 프레임 부재의 구조적 힘을 비교하기 위해, 퀸즈랜드 대학의 기술 구조 실험실(the Technical Structures Laboratory of Queensland University)에서 시험이 행해졌다. 양 형태의 섹션은 하나의 1.0㎜ G550 진칼륨(Zincalume)으로 만들어졌다. "C" 섹션은 약 194㎜ 넓이의 금속판으로 만들어지고, 한편 CDS 섹션은 197㎜ 넓이의 금속판으로 만들어졌다. 시험을 단순화하기 위해, 단부에서와 부하점(load points)에서 발생하는 불가피한 구속(restraint) 이외에는 구속이 없다.

다음과 같은 시험이 행해졌다:

(a) 스터드 압축(stud compression) 테스트와;

(b) 스터드 밴딩(stud bending) 테스트와;

(c) 플레이트 밴딩(plate bending) 테스트.

스터드 압축 테스트

스터드 압축 테스트에서는, 2,700㎜ 길이의 개개의 스터드 섹션이 축하중(axial load) 하에서 테스트되었다. 스터드는, 각 단부에서의 플레이트의 하중 이외의 측방향 또는 비틀림 운동에 대해 구속되지 않는다. 하중은 가능한 한 균일하게 가해졌다.

2개의 "C" 섹션과 2개의 CDS 섹션이 테스트되었다. 결과는 아래 표에 나타나 있다.

테스트 식별 샘플	파손 하중(Failure Load, kN)
"C" 섹션 스터드 No.1	10.6
"C" 섹션 스터드 No.2	13.3
CDS 섹션 스터드 No.1	22
CDS 섹션 스터드 No.2	24.1

따라서 CDS 섹션만이 "C" 섹션의 하중의 약 2배에서 파손되었다.

스터드 밴딩 테스트

스터드 밴딩 테스트에서, 2,700㎜ 길이의 개개의 스터드 섹션이 밴딩 하중 하에서 테스트되었다.

하나의 "C" 섹션과 하나의 CDS 섹션이 테스트되었다. 그 결과는 아래의 표에 나타나 있다.

테스트 식별 샘플	최종 하중(Ultimate Load, kN)	최종 하중에서의 굴곡(㎜)(근사값)	굴곡에서의 하중=스팬/150(kN)(근사값)
"C" 섹션 스터드	2.3	105	0.9
CDS 섹션 스터드	1.6	22	1.5

이 테스트 결과는 스팬(span)/150의 굴곡을 일으키는 하중에 대한 섹션의 행동을 나타내는 지표로 무리없이 취해질 수 있다. 결과 표에 나타낸 바와 같이, CDS 섹션 스터드는, 150으로 나눈 스팬의 굴곡에 대해 "C" 섹션 스터드에 의해 수용되는 하중의 약 1.5배의 하중을 수용한다. 섹션의 최종 힘(ultimate strength)에 관해 유효한 비교는 될 수 없는데, 양 섹션의 파손의 모드(modes)가 실지 조건을 나타내지는 않기 때문이다.

플레이트 밴딩 테스트

플레이트 밴딩 테스트에서, 800㎜ 길이의 개개의 플레이트 섹션이 밴딩 하중 하에서 테스트되었다. 플레이트가 파손되기까지 점차적으로 하중을 가함으로써, 굴곡에서의 밴딩 하중이 측정되었다. 플레이트 섹션이 그 밴딩 축에 대해 대칭이 되지 않으므로, 테스트는 플레이트가 위쪽으로 그리고 아래쪽으로 향해진 상태에서 행해졌다. 플레이트 밴딩 테스트의 결과는 아래에 나타낸 바와 같다.

샘플	파손 하중(kN)	굴곡에서의 하중=스팬/150(kN)(근사값)
"C" 섹션 플레이트 업 No.1	2.121	2
"C" 섹션 플레이트 업 No.2	2.141	2
"C" 섹션 플레이트 업 No.3	2.162	2
"C" 섹션 플레이트 다운 No.1	6.984	6
"C" 섹션 플레이트 다운 No.2	6.884	6
"C" 섹션 플레이트 다운 No.3	6.857	6
CDS 섹션 플레이트 업 No.1	5.264	4
CDS 섹션 플레이트 업 No.2	5.344	4
CDS 섹션 플레이트 업 No.3	5.367	4
CDS 섹션 플레이트 다운 No.1	7.197	4
CDS 섹션 플레이트 다운 No.2	7.149	4
CDS 섹션 플레이트 다운 No.3	6.949	4

이 테스트에서 하나의 "C" 섹션 플레이트를 제외한 모든 테스트 섹션이 포인트 하중(point load) 하에서 국부 지지부(local bearing)에서 파손되었다. 따라서 국부 지지부 파손을 없애기 위해 하중이 더 넓은 부분으로 가해지면 다른 결과가 얻어졌을 것이다.

요약하면, 플랜지가 위로 된 CDS 섹션 플레이트는 플랜지가 위로 된 "C" 섹션 플레이트보다 밴딩에서 약 2.5배 강하다.

플랜지가 아래로 된 CDS 섹션 플레이트는 플랜지가 아래로 된 "C" 섹션 플레이트보다 밴딩에서 약간 더 강하다. 테스트된 바와 같이, 단순히 지지되는 플레이트와 구별되는 연속적인 플레이트에서, CDS 섹션은 "C" 섹션에 의해 지지되는 하중의 약 1.3배를 지지할 수 있다.

요약

상기 테스트는, 2,700㎜ 길이의 CDS 섹션이 "C" 섹션 스터드에 의해 지지되는 압축 하중의 약 2배를 지지하는 것을 나타낸다.

상기 테스트는, 또한 2,700㎜ 길이의 CDS 섹션 스터드가, 실용 굴곡 한계(serviceability deflection limit)에서 "C" 섹션 스터드에 의해 지지되는 밴딩 하중의 약 1.5배를 지지하는 것을 나타낸다.

플레이트 밴딩 테스트는, 지지부재 사이의 600㎜를 연장하는 연속적인 플레이트에서, CDS 섹션 플레이트는 "C" 섹션 플레이트에 의해 지지되는 하중의 약 1.3배를 지지하고, CDS 섹션 플레이트는 "C" 섹션 플레이트와 거의 같은 경도를 가지는 것을 알 수 있다.

마지막으로 따라서 테스트 결과는, CDS 섹션 플레이트가 같은 물질과 거의 같은 양의 금속으로 만들어진 "C" 섹션 플레이트와 유사하거나 더 나은 수행을 하는 것을 나타낸다.

상기한 프레임 조립체의 이점은, 하중이 가해져도 변형과 편차에 저항하는 결합된 프레임 부재를 제공한다는 것이다. 이는 적당한 힘의 금속 건물을 쉽고 효과적으로 건축할 수 있게 한다. 박스 구조와 3개의 상호 직교하는 축을 따라 부착하는 것과 같은 프레임의 구조적인 특징은, 프레임의 견고성과 조립체의 축 하중 및 비틀림 하중 지지 특성을 향상시킨다. 2개의 프레임 부재의 부착은 아주 단순하고, 특별한 기술이 없는 작업자에 의해서도 신속하고 효율적으로 될 수 있다.

또한 수도관, 전기선 또는 에어컨을 위한 냉각제와 같은 기구 등을 프레임 부재의 공동 섹션(hollow section)을 통해 통과시킬 수 있다.

물론 상기한 것은 단지 본 발명의 한 실시예를 나타내기 위한 것이고, 당업자에게 명백한 모든 변형과 수정은 청구항에 명시된 본 발명의 넓은 범위와 영역 내에 속하는 것이 인지될 수 있다.

Claims

건물의 프레임 조립체(frame assembly)로서, 프레임 조립체는:

제1 다수의 프레임 부재(frame member)와 제2 다수의 프레임 부재를 포함하고, 상기 제1 다수의 프레임 부재와 제2 다수의 프레임 부재의 각 프레임 부재는 2개의 주요 표면을 한정하며, 부재의 한면으로 개방된 중앙채널(central channel)과 부재의 다른 면으로 개방된 중앙채널 양쪽의 측면채널(side channel)을 가지고, 제1 다수의 프레임 부재는 단부에서 제거된 측면채널의 베이스 웹(base webs)을 가지며, 제2 다수의 프레임 부재는 단부에서 제거된 중앙채널의 베이스 웹을 가져서, 측면채널 섹션이 중앙채널 섹션을 지나 연장하여, 제1 다수의 부재의 단부가 제2 다수의 부재의 단부와 상보적인 프레임 조립체.
제1항에 있어서, 제1 다수의 부재가 수평으로 연장하는 프레임 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 다수의 부재가 수직으로 연장하는 프레임 조립체.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 제1 다수의 부재의 측면채널의 베이스 웹의 단부가 각 측면 플랜지에서 잘려지고, 안쪽으로 채널로 접혀서 탭(tap)을 형성하며, 이 탭은 제2 다수의 부재의 측면채널의 베이스 웹과 결합해서, 결합을 위한 겹치는 표면을 형성하는 프레임 조립체.
제4항에 있어서, 제2 다수의 부재의 중앙채널의 베이스 웹의 단부가 각 측면 플랜지에서 잘려지고, 안쪽으로 채널로 접혀서 탭을 형성하며, 두 부재가 결합할 때, 상기 탭은 제1 다수의 부재의 중앙채널의 베이스 웹과 결합해서, 결합 수단에 의해 결합을 위한 겹치는 표면을 형성하는 프레임 조립체.
제5항에 있어서, 제1 및 제2 다수의 부재의 베이스 웹의 안쪽으로 접힌 단부가 웹의 잔여부(remainder)에 대해 실질적으로 수직하게 접혀서, 프레임 부재가 서로에 대해 직각으로 결합되는 것을 용이하게 하는 프레임 조립체.
제5항 또는 제6항에 있어서, 제1 다수의 부재가 제2 다수의 부재와 결합해서, 3개의 실질적으로 서로에게 직교하는 축으로 연장하는 겹치는 결합 표면을 결합된 부재가 가지는 프레임 조립체.
제7항에 있어서, 제1 다수의 부재의 각 부재를 인접하는 제2 다수의 부재의 각 부재에 결합하기 위한 결합수단을 포함하는 프레임 조립체.
제8항에 있어서, 각 제1 다수의 부재와 제2 다수의 부재의 겹치는 결합 표면이 정렬된 구멍(aligned apertures)을 가지고, 상기 부재를 서로에 대해 고정시켜 결합하기 위해 상기 정렬된 구멍을 통해 통과하는 고정 구성요소(fastening element)를 결합수단이 포함하는 프레임 조립체.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 프레임 조립체가 2개의 수평으로 간격이 떨어지고 수직으로 연장하는 부재에 의해 결합되는 2개의 수직으로 간격이 떨어지고 수평으로 연장하는 부재를 포함해서, 조립체가 실질적으로 직사각형 형태를 가지는 프레임 조립체.
제11항에 있어서, 중앙채널이 프레임 조립체의 잔여 부분에 대해 바깥쪽을 향하도록, 수평으로 연장하는 부재가 배치되고, 중앙채널이 프레임 조립체의 잔여 부분에 대해 안쪽을 향하도록, 수직으로 연장하는 부재가 배치되는 프레임 조립체.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 각 프레임 부재가 금속판으로 만들어지고, 부식에 저항하도록 처리되며, 상기 금속판은 0.8∼1.5㎜의 두께를 가지는 프레임 조립체.
건물의 프레임 조립체로서, 이 프레임 조립체는:

프레임 부재의 한면으로 개방된 중앙채널 섹션과, 프레임 부재의 다른 면으로 개방된 중앙채널 섹션 양쪽의 측면채널 섹션을 포함하는 다수의 프레임 부재를 포함하며, 측면채널의 베이스 웹이 한 프레임 부재의 단부에서 잘려져서, 간격이 떨어진 측면 플랜지를 형성하고, 이 측면 플랜지는 결합하는 프레임 부재의 돌출하는 측면채널을 수용하며, 이는 그 측면채널이 중앙채널을 지나 연장하는 것으로 마감되는 프레임 조립체.
제13항에 있어서, 상기 하나의 결합되는 프레임 부재를 서로 결합하기 위한 결합수단을 포함하는 프레임 조립체.
프레임 조립체에서 사용되는 프레임 부재를 형성하는 방법으로서, 이 방법은:

직사각형 금속판을 7개의 나란한 부분으로 접고, 각 부분은 그 연결선을 따라 인접하는 부분과 실질적으로 수직하게 접혀서, 부재의 한면을 향하는 중앙채널과 부재의 반대쪽을 향하는 측면채널을 가지는 부재를 형성하는 단계를 포함하는 프레임 부재를 형성하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 접는 단계 이전에 직사각형 금속판을 상기 7개의 나란한 부분으로 나누는 추가 단계를 포함하는 프레임 부재를 형성하는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 중앙 패널부의 마주보는 단부에 슬릿을 만들어서 2개의 탭을 형성하는 단계와, 이 2개의 탭을 안쪽으로 접어서 중앙 패널부의 잔여부에 대해 안쪽으로 실질적으로 프레임 부재를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제15항 또는 제18항에 있어서, 중앙부에서 하나만큼 떨어진 중앙부의 양쪽에 패널부의 마주보는 단부에 슬릿을 만드는 단계와, 각 패널부의 양쪽에 2개의 탭을 형성하고, 이 2쌍의 탭을 안쪽으로 접어서 패널부의 잔여부에 대해 안쪽으로 실질적으로 직교해서 연장하는 단계를 포함하는 프레임 부재를 형성하는 방법.
제16항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 각 부재의 단부를 향해 다수의 부재에 구멍을 뚫는 단계를 포함하는 프레임 부재를 형성하는 방법.
제1항에 기술된 다수의 프레임 조립체를 포함하는 프레임 건물로서, 프레임 조립체는 나란히 인접한 관계로 배치되어서 주위벽을 형성하는 프레임 건물.
제20항에 있어서, 건물이 하우스이고 주위벽에 의해 지지되는 지붕을 포함하는 프레임 건물.
제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 프레임 조립체가 나란히 인접한 관계로 배치되는 것에 더해서, 주위벽을 형성하는데 있어서 2층의 패널을 형성하기 위해 서로의 위에 장착되는 프레임 건물.
제21항에 있어서, 건물은 위층과 아래층을 가지고, 위층의 바닥은 주위벽에 의해 지지되고, 지붕은 또한 주위벽에 의해 지지되는 프레임 건물.
제20항 내지 제23항 중의 어느 한 항에 있어서, 인접하는 프레임 조립체의 사이에 위치되는 보강 포스트를 포함하는 프레임 건물.
제24항에 있어서, 지지 포스트가 나무로 만들어지고, 이 지지 포스트가 인접하는 수직으로 연장하는 프레임 부재의 통로 측면채널 내에 수납되는 프레임 건물.
다수의 프레임 부재로 만들어진 금속 프레임으로서, 각 프레임 부재는 한 방향으로 평행하게 연장하는 제1에서 제6 밴드 라인으로 나뉘어진 제1에서 제7 밴드 형태의 섹션으로 형성되고, 적어도 제1, 제3, 제5, 제7 밴드 형태의 섹션은 같은 폭으로 형성되어서, 상기 제1, 제3, 제5, 제7 밴드 형태의 섹션은 나머지 제2, 제4, 제6 밴드 형태의 섹션에 수직하고, 이들은 상기 제1, 제2, 제5, 제6 밴드 라인에서 우묵한 형태로 굴곡되며, 나머지 제3, 제4 밴드 라인에서 돌출한 형태로 굴곡되어서, 교대의 양쪽이 개방된 직사각형의 요부 섹션과 돌출 섹션을 형성하는 금속 프레임.
제26항에 있어서, 프레임의 주요 몸체의 제4 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 양 단부에서 제3 및 제5 밴드 라인을 따라 노치 섹션(notch section)이 형성되고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션의 사이에서 상기 제4 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되며, 이 노치 섹션의 길이는 상기 제4 밴드 형태의 섹션의 폭과 같고, 이 밴드 섹션은 상기 제4 밴드 형태의 섹션에 관하여 수직으로 아래쪽으로 굴곡되어서, 상기 밴드 섹션과 제3 및 제5 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽이 개방된 직사각형 컷아웃 섹션(cut-out section)을 형성하는 금속 프레임.
제26항에 있어서, 제1 및 제2 밴드 라인을 따라 프레임의 주요 몸체의 제2 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 노치 섹션이 양 단부에 형성되고, 이 노치 섹션의 길이는 상기 제2 밴드 형태의 섹션의 폭과 실질적으로 같으며, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션의 상기 제2 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되고, 프레임의 상기 주요 몸체의 제6 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 제5 및 제6 밴드 라인을 따라 또 다른 노치 섹션이 양 단부에 형성되며, 이 노치 섹션의 길이는 상기 제6 밴드 형태의 섹션의 폭과 실질적으로 같고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션 사이에서 상기 제6 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되며, 상기 양 밴드 섹션은 각각 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션에 관하여 실질적으로 수직하게 위쪽으로 굴곡되고, 따라서 상기 밴드 섹션과 제1 및 제3 밴드 형태의 섹션으로 둘러싸인 양쪽이 개방된 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성하며, 상기 밴드 섹션과 제5 및 제7 밴드 형태의 섹션으로 둘러싸인 양쪽이 개방된 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성하는 금속 프레임.
섹션이 교대의 양쪽이 개방된 직사각형의 요부 섹션과 돌출부 섹션을 포함하는 제26항에 따른 제1 및 제2 프레임을 포함하는 금속 프레임 구조로서, 프레임의 주요 몸체의 제4 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 제3 및 제5 밴드 라인을 따라 상기 제1 프레임 노치 섹션이 양 단부에 형성되고, 이 노치 섹션의 길이는 제4 밴드 형태의 섹션의 폭과 실질적으로 같으며, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션 사이에서 상기 제4 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되고, 이 밴드 섹션은 상기 제4 밴드 형태의 섹션에 관하여 수직으로 아래쪽으로 굴곡되며, 따라서 상기 밴드 섹션과 제3 및 제5 밴드 형태의 섹션으로 둘러싸인 양쪽이 개방된 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성하고, 상기 제2 프레임 상에 프레임의 주요 몸체의 제2 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 제1 및 제2 밴드 라인을 따라 노치 섹션이 양 단부에 형성되며, 이 노치 섹션의 길이는 제2 밴드 형태의 섹션의 폭과 같고, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션 사이에서 상기 제2 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되며, 프레임의 상기 주요 몸체의 제6 밴드 형태의 섹션의 길이방향으로 노치 섹션이 제5 및 제6 밴드 라인을 따라 양 단부에 형성되고, 이 노치 섹션의 길이는 제6 밴드 형태의 섹션의 폭과 같으며, 한 밴드 섹션이 양 노치 섹션 사이에서 제6 밴드 형태의 섹션의 단부에 형성되고, 상기 양 밴드 섹션은 각각 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션에 대해 위쪽으로 수직하게 굴곡되며, 따라서 상기 밴드 섹션과 제1 및 제3 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽이 개방된 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성하고, 상기 밴드 섹션과 제5 및 제7 밴드 형태의 섹션에 둘러싸인 양쪽이 개방된 직사각형의 컷아웃 섹션을 형성하며, 적어도 제2 프레임의 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션은 제1 프레임의 제2 및 제6 밴드 형태의 섹션보다 약간 넓고, 적어도 제2 프레임의 제4 밴드 형태의 섹션은 제1 프레임의 제4 밴드 형태의 섹션보다 약간 좁은 금속 프레임 구조.
제29항에 있어서, 각 제1 프레임의 상부 단부의 결합위치와 하부 단부의 결합위치에서 미리 지정된 간격으로 평행하게 설치된 2개의 제1 프레임을 포함하고, 2개의 제2 프레임이 제1 프레임에 관하여 수직으로 연장되게 설치되며, 제2 프레임의 제3에서 제5 밴드 형태의 섹션에 의해 형성된 돌출부 섹션과 제1 프레임의 단부에서의 컷아웃 섹션을 결합하는 것에 부가해서, 제1 프레임의 제1에서 제3 밴드 형태의 섹션과 제5에서 제7 밴드 형태의 섹션에 의해 형성된 돌출부가 제2 프레임의 컷아웃 섹션에 결합되어서, 제1 및 제2 프레임의 겹치는 부분이 같이 결합되는 프레임 구조.