KR20120126424A - 싱글 레이어 프리폼 노드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 싱글 레이어 프리폼 노드에 관한 것으로, 가장 안정된 형상인 중공의 구(球)형 노드 코어와, 이와 같은 노드 코어에 용접 결합되는 다수개의 연결 블록 및 연결 블록에 각각 용접 결합되는 날개빔을 통해 다수개의 강관 부재를 결합 연결하도록 함으로써, 축력 및 모멘트 하중에 대한 지지력을 안정적으로 유지하여 싱글 레이어 프리폼 구조를 원활하게 구현할 수 있고, 노드 코어에 개구부를 형성하여 노드 코어의 중량을 감소시킴으로써, 건설 시공 작업을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 구조적인 하중을 감소시킬 수 있어 더욱 안정적인 구조를 갖출 수 있으며, 별도의 제작 공장에서 동일한 구조로 일체로 제작 가능하여 대량 생산이 가능함과 동시에 현장 상황에 따라 작업 현장에서 연결 블록 및 날개빔의 결합 위치를 다양하게 변경 배치할 수 있는 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공한다.
Description
본 발명은 싱글 레이어 프리폼 노드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 가장 안정된 형상인 중공의 구(球)형 노드 코어와, 이와 같은 노드 코어에 용접 결합되는 다수개의 연결 블록 및 연결 블록에 각각 용접 결합되는 날개빔을 통해 다수개의 강관 부재를 결합 연결하도록 함으로써, 축력 및 모멘트 하중에 대한 지지력을 안정적으로 유지하여 싱글 레이어 프리폼 구조를 원활하게 구현할 수 있고, 노드 코어에 개구부를 형성하여 노드 코어의 중량을 감소시킴으로써, 건설 시공 작업을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 구조적인 하중을 감소시킬 수 있어 더욱 안정적인 구조를 갖출 수 있으며, 별도의 제작 공장에서 동일한 구조로 일체로 제작 가능하여 대량 생산이 가능함과 동시에 현장 상황에 따라 작업 현장에서 연결 블록 및 날개빔의 결합 위치를 다양하게 변경 배치할 수 있는 싱글 레이어 프리폼 노드에 관한 것이다.
현재의 건축 양식에서는 경제성과 효율성만을 추구함을 넘어서 다양한 형태와 자유로운 표현을 통해 건축물의 아름다움을 강조하고 자유로운 의미를 부여하는 것이 중요한 요소로 부각됨에 따라 단순하고 정형화된 사각형 형태의 구조물은 점점 사라지고 있는 추세이다.
특별한 건축물의 건설을 위해 각 나라에서는 경제력과 기술력을 경쟁해 온 결과 각 분야 기술의 급속한 발전을 가능하게 하였고, 보다 더 특별한 건축물에 대한 관심은 비정형 건축물에 대한 관심의 증대로 이어지고 있으며, 이러한 비정형성을 보이는 건축물에 대한 적합한 구조로서 프리폼(Free Form) 구조 시스템이 많이 사용되고 있다.
통상적인 프리폼 구조 시스템으로 대공간 구조물에 많이 사용되었던 더블 레이어 시스템(Double-Layer System)은 축력만을 고려하여 설계할 수 있는 구조적 단순함과 견고하다는 점에서는 우수하나, 일정 이상의 두께를 가져야 하므로 형상에 대한 제약이 있고 외부와의 투명성 확보에도 어려움이 발생한다. 뿐만 아니라 공간 트러스를 형성해야 하므로 그 물량 또한 많이 사용된다. 이러한 단점을 보완하고 기존의 더블 레이어 시스템을 대체할 수 있는 싱글 레이어 시스템에 대한 다양한 연구 생산이 이루어지고 있다.
일반적으로 싱글 레이어 시스템(Single-Layer System)이란 건축 구조물과 외부와의 경계를 하나의 평면으로만 이루어지도록 하여 평면을 이루는 골조가 축력뿐만 아니라 모멘트도 함께 받는 시스템을 의미한다. 유럽과 미국을 중심으로 자유로운 구조물의 형상 구현과 물량 절감을 위해 사용이 늘어가는 추세이다.
일반적으로 싱글 레이어 프리폼 구조는 면을 형성하는 부재들과 그 부재들을 한 점에서 고정하는 노드로 이루어지며, 부재로부터 노드로 축력과 모멘트가 복합적으로 전달되기 때문에, 싱글 레이어 프리폼 구조에서 노드는 가장 취약하고 중요한 부분으로 인식되고 있으며, 최근 이에 대한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있다.
그러나, 이러한 싱글 레이어 프리폼 노드에 대한 연구 개발은 아직 초보적인 수준으로 특히 국내에서는 아직까지 그 기술의 도입이 더딘 실정이며, 프리폼 구조의 특성상 자유로운 형상의 표현을 위해 다양한 형태의 노드에 대한 개발이 시급히 요구되고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 가장 안정된 형상인 중공의 구(球)형 노드 코어와, 이와 같은 노드 코어에 용접 결합되는 다수개의 연결 블록 및 연결 블록에 각각 용접 결합되는 날개빔을 통해 다수개의 강관 부재를 결합 연결하도록 함으로써, 축력 및 모멘트 하중에 대한 지지력을 안정적으로 유지하여 싱글 레이어 프리폼 구조를 원활하게 구현할 수 있는 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노드 코어에 개구부를 형성하여 노드 코어의 중량을 감소시킴으로써, 건설 시공 작업을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 구조적인 하중을 감소시킬 수 있어 더욱 안정적인 구조를 갖출 수 있는 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 별도의 제작 공장에서 동일한 구조로 일체로 제작 가능하여 대량 생산이 가능한 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구면의 접촉면을 통해 상호 접촉하는 노드 코어와 연결 블록을 통해 현장 상황에 따라 작업 현장에서 연결 블록의 위치를 자유롭게 변경할 수 있도록 함으로써, 강관 부재의 결합 각도를 다양하게 변경 배치할 수 있는 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 날개빔이 강관 부재에 삽입되는 형태로 결합되도록 함으로써, 강관 부재로부터 전달되는 축력 및 모멘트 하중에 대해 더욱 안정적인 구조를 갖는 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공하는 것이다.
본 발명은, 다수개의 강관 부재가 결합되는 싱글 레이어 프리폼 노드에 있어서, 중공의 구(球)형태로 상단부 및 하단부가 절단되어 관통홀이 형성된 노드 코어; 상기 노드 코어의 외주면에 밀착 접촉하도록 일측면이 구면을 이루도록 형성되어 상기 노드 코어의 외주면에 각각 용접 결합되는 다수개의 연결 블록; 및 상기 노드 코어의 반경 방향을 따라 돌출되도록 상기 연결 블록의 타측면에 각각 용접 결합되며, 상기 강관 부재가 별도의 결합 볼트를 통해 각각 볼트 결합될 수 있도록 다수개의 결합홀이 형성되는 날개빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드를 제공한다.
이때, 상기 날개빔은 외주면이 상기 강관 부재의 내주면에 밀착 접촉하며 상기 강관 부재에 삽입되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 날개빔은 상호 평행하게 이격 배치되는 한 쌍의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중심을 상호 연결하는 하나의 웹부로 형성된 H빔 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 날개빔은 상기 한 쌍의 플랜지부의 끝단이 곡면을 이루며 상호 연결되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 결합홀은 상기 한 쌍의 플랜지부의 길이 방향을 따라 다수개 형성되며, 상기 웹부를 중심으로 좌우 대칭되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 노드 코어에는 상기 연결 블록이 접촉하는 면적의 내부 영역에 위치하도록 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 노드 코어에는 상기 연결 블록이 접촉하는 면적의 외부 영역에 위치하도록 별도의 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 다수개의 상기 연결 블록은 상기 노드 코어의 중심 원주 둘레를 따라 동일 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 다수개의 상기 연결 블록 중 적어도 어느 하나 이상은 상기 노드 코어의 중심 원주 둘레로부터 상향 또는 하향 위치하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 가장 안정된 형상인 중공의 구(球)형 노드 코어와, 이와 같은 노드 코어에 용접 결합되는 다수개의 연결 블록 및 연결 블록에 각각 용접 결합되는 날개빔을 통해 다수개의 강관 부재를 결합 연결하도록 함으로써, 축력 및 모멘트 하중에 대한 지지력을 안정적으로 유지하여 싱글 레이어 프리폼 구조를 원활하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 노드 코어에 개구부를 형성하여 노드 코어의 중량을 감소시킴으로써, 운반이 용이하여 건설 시공 작업을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 구조적인 하중을 감소시킬 수 있어 더욱 안정적인 구조를 갖출 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 제작 공장에서 동일한 구조로 일체로 제작 가능하여 대량 생산이 가능한 효과가 있다.
또한, 구면의 접촉면을 통해 상호 접촉하는 노드 코어와 연결 블록을 통해 현장 상황에 따라 작업 현장에서 연결 블록의 위치를 자유롭게 변경할 수 있도록 함으로써, 날개빔에 결합되는 강관 부재의 결합 각도를 다양하게 변경 배치하여 다양한 형상을 표현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 날개빔이 강관 부재에 삽입되는 형태로 결합되도록 함으로써, 강관 부재로부터 전달되는 축력 및 모멘트 하중에 대해 더욱 안정적인 구조를 갖는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 노드 코어에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 연결 블록과 날개빔의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드에 강관 부재가 결합된 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 노드 코어에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 연결 블록과 날개빔의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드에 강관 부재가 결합된 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 노드 코어에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드의 연결 블록과 날개빔의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드에 강관 부재가 결합된 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드는 싱글 레이어 프리폼 구조의 건축물을 건설하기 위해 사용되는 노드로서, 다수개의 강관 부재가 방사 형태로 결합되어 축력 및 모멘트에 대해 동시에 지지할 수 있는 구조로 형성된다. 이러한 싱글 레이어 프리폼 노드는 노드 코어(100), 연결 블록(200) 및 날개빔(300)을 포함하여 구성된다.
노드 코어(100)는 구조적으로 가장 안전한 형상인 중공의 구(球) 형태로 형성되며, 상단부 및 하단부에는 관통홀(110)이 형성되도록 상단부 및 하단부가 일부 절단된 형태로 형성된다. 이러한 관통홀(110)이 형성됨에 따라 노드 코어(100)의 중량을 상당 부분 감소시킬 수 있어 노드 코어(100)에 연결 결합되는 강관 부재(10) 등에 전달되는 하중이나 또는 전체 구조적인 하중을 감소시킬 수 있다. 또한, 이러한 관통홀(110)을 통해 각종 조명 기구(미도시) 또는 인테리어 기구(미도시) 등을 장착할 수 있어 건축물에 대한 더욱 화려한 미감을 연출하는 용도로 활용될 수 있다.
아울러, 관통홀(110)의 주위 둘레를 따라 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 체결홀(111)이 다수개 형성될 수 있는데, 이러한 체결홀(111)을 통해 별도의 외부 장치 등이 결합되도록 구성될 수도 있다. 특히, 체결홀(111)이나 관통홀(110)을 통해 별도의 덮개(미도시)가 결합될 수 있고, 이러한 덮개는 노드 코어(100) 및 노드 코어(100)에 결합되는 연결 블록(200) 및 날개빔(300)을 보호할 수 있도록 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 덮개를 통해 프리폼 구조상 하중을 가장 많이 받는 부위인 프리폼 노드를 외부 환경으로부터 더욱 안전하게 보호할 수 있을 것이다.
연결 블록(200)은 노드 코어(100)의 외주면에 밀착 접촉하도록 일측면이 노드 코어(100)의 외측면에 대응되는 구면을 이루도록 형성되며, 노드 코어(100)의 외주면에 용접 결합된다. 이러한 연결 블록(200)은 다수개 구비되어 하나의 노드 코어(100)에 방사 형태로 결합되며, 연결 블록(200)의 일측면은 노드 코어(100)의 외주면에 밀착 접촉하며 결합될 수 있도록 구면을 이루도록 형성되고, 타측면은 날개빔(300)이 용접 결합될 수 있도록 단순 평면을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 연결 블록(200)은 별도의 결합 볼트를 통해 노드 코어(100)에 볼트 결합될 수도 있으나, 이 경우 구형의 노드 코어(100)와 연결 블록(200)의 결합 구조상 볼트 체결력이 상대적으로 감소하는 구조이므로 볼트 결합보다는 용접 결합이 구조적으로 더욱 안정적이며, 특히 볼트 체결을 하는 경우 노드 코어(100)의 내부 공간에 작업자의 손이나 공구를 집어넣어 작업해야 하는 등 그 작업이 용이하지 못하므로 연결 블록(200)을 노드 코어(100)에 용접 결합하는 것이 작업 공정상으로도 더욱 유리하다 할 것이다. 이때, 용접 결합 방식은 연결 블록(200)의 접합 강도상 연결 블록(200)의 가장자리 둘레를 따라 전 구간에 걸쳐 수행되는 완전 용입 용접 방식으로 적용되는 것이 바람직하다.
날개빔(300)은 노드 코어(100)의 반경 방향을 따라 돌출되도록 연결 블록(200)의 타측면에 각각 용접 결합되며, 각각의 날개빔(300)에는 각각 강관 부재(10)가 결합 볼트(20)를 통해 볼트 결합되도록 다수개의 결합홀(310)이 형성된다. 즉, 전술한 바와 같이 연결 블록(200)이 하나의 노드 코어(100)에 방사 형태로 다수개 결합되며, 이러한 연결 블록(200)에 노드 코어(100)의 반경 방향을 따라 길게 배치되도록 날개빔(300)이 각각 결합되며, 이러한 날개빔(300)에 각각 강관 부재(10)가 결합된다.
이때, 날개빔(300)은 연결 블록(200)에 용접 결합 방식으로 결합되며, 강관 부재(10)는 볼트 결합 방식으로 결합된다. 즉, 프리폼 노드를 이루는 날개빔(300)은 프리폼 노드의 구조적인 강도 및 결합 강도를 위해 연결 블록(200)에 용접 결합 방식으로 결합되는 것이 바람직하며, 강관 부재(10)는 프리폼 구조의 건축물 구성을 위해 프리폼 노드에 결합되는 것으로 시공 현장에서 필요에 따라 직접 결합될 수 있도록 볼트 결합 방식으로 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 날개빔(300)과 연결 블록(200)의 용접 결합 방식은 접합 강도상 날개빔(300)의 가장자리 둘레를 따라 전 구간에 걸쳐 수행되는 완전 용입 용접 방식으로 적용되는 것이 바람직하다.
이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글 레이어 프리폼 노드는 구조적으로 가장 안전한 형상인 구 형태의 노드 코어(100)에 연결 블록(200)과 날개빔(300)이 방사 형태로 용접 접합됨으로써, 구조적으로 안정적인 싱글 레이어 프리폼 노드를 구성할 수 있고, 특히, 노드 코어(100)의 외주면과 이에 접촉하는 연결 블록(200)의 일측면이 서로 대응되는 구면을 이루도록 형성되어 연결 블록(200)이 도 5에 도시된 바와 같이 노드 코어(100)의 외주면을 따라 상하좌우 어느 위치에도 밀착 접촉되는 방식으로 결합될 수 있어 현장 상황에 따라 더욱 다양한 배치 구조가 가능하다. 즉, 노드 코어(100) 또는 연결 블록(200)의 형상 변경 없이도 연결 블록(200)의 결합 위치를 다양하게 변경시킬 수 있어 대량 생산이 가능하며, 이를 현장에서 다양한 각도로 결합시킬 수 있어 작업 공정을 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.
한편, 날개빔(300)과 강관 부재(10)는 전술한 바와 같이 볼트 결합 방식으로 상호 결합되는데, 이때, 날개빔(300)은 외주면이 강관 부재(10)의 내주면에 밀착 접촉하며 강관 부재(10)에 삽입되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 강관 부재(10)는 예를 들어 사각 파이프 형태로 형성될 수 있고, 날개빔(300)은 이러한 사각 파이프 형상의 강관 부재(10)에 밀착 접촉하며 삽입되는 형태로 형성될 수 있다. 이때, 날개빔(300)과 강관 부재(10)에는 서로 대응되는 위치에 각각 결합홀(310,11)이 형성되고, 이러한 결합홀(310,11)에 결합 볼트(20)와 너트(30)가 관통 결합하며 날개빔(300)과 강관 부재(10)가 상호 볼트 결합된다. 이 경우, 결합홀(310)은 날개빔(300)의 길이 방향을 따라 일렬 배치되도록 다수개 형성되며, 이러한 다수개의 결합홀(310)이 날개빔(300)의 폭 방향 양단에 형성되도록 좌우 대칭되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 날개빔(300)의 길이 방향을 따라 3개씩 좌우 양측에 배치되도록 형성될 수 있다.
이와 같이 날개빔(300)이 강관 부재(10)에 삽입되는 방식으로 강관 부재(10)와 결합되도록 형성되므로, 강관 부재(10)로부터 전달되는 축력 및 모멘트에 대해 더욱 효율적인 저항력을 갖게 되며, 이에 따라 더욱 안전한 싱글 레이어 프리폼 구조 건축이 가능하다.
다음으로 각각의 구성에 대해 좀 더 자세히 살펴본다.
먼저, 노드 코어(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 연결 블록(200)이 결합하는 부위마다 각각 개구부(120)가 형성될 수 있다. 즉, 연결 블록(200)이 접촉하는 면적(P)의 내부 영역에 위치하도록 개구부(120)가 형성될 수 있는데, 이를 통해 노드 코어(100)의 중량이 감소되므로, 전체 구조적인 하중이 감소되어 작업 공정이 용이해질 뿐만 아니라 구조적으로 더욱 안정화를 이룰 수 있다.
이러한 개구부(120)는 연결 블록(200)이 노드 코어(100)에 용접 결합되기 때문에 가능하다. 즉, 연결 블록(200)은 가장자리 둘레를 따라 노드 코어(100)에 용접 결합되므로, 실질적으로 하중은 연결 블록(200)과 노드 코어(100)의 용접 부위에 집중해서 발생하게 되고, 이에 따라 연결 블록(200)이 노드 코어(100)에 접촉하는 면적(P)의 내부 영역에는 개구부(120)가 형성되더라도 연결 블록(200)과 노드 코어(100)의 접합 강도가 약화되거나 또는 노드 코어(100) 자체의 강도가 거의 약화되지 않는다. 따라서, 이러한 개구부(120) 형성을 통해 노드 코어(100)의 중량을 감소시킴으로써, 전체 구조적인 하중을 감소시킬 수 있어 오히려 프리폼 노드의 구조적인 안정을 이룰 수 있다.
이때, 개구부(120)는 연결 블록(200)이 노드 코어(100)에 접촉하는 면적(P)의 내부 영역 한도 내에서 최대한 크게 형성될 수 있는데, 용접에 따른 용접 비드 등을 고려하여 적정 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 개구부(120)는 응력 집중을 방지할 수 있도록 꼭지점 부위가 모두 곡선 처리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 개구부(120)가 연결 블록(200)의 접촉 면적의 형상과 동일하게 대략적으로 사각형 형상으로 형성된 경우라면, 4개의 꼭지점 부위는 모두 부드러운 곡선 처리되는 형상으로 형성되는 바람직하다. 개구부(120)에 꼭지점과 같이 비연속적인 기울기를 갖는 형상이 형성되면, 그 부위에서 응력 집중이 발생하므로, 이러한 응력 집중을 방지할 수 있도록 꼭지점 부위를 부드러운 곡선 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 연결 블록(200)이 노드 코어(100)에 접촉하는 면적(P)의 외부 영역에도 별도의 개구부(130)가 형성될 수 있으며, 예를 들면, 다수개의 연결 블록(200) 사이사이 공간에 형성될 수 있으며, 이외에도 다른 부위에 형성될 수도 있다. 이러한 개구부(120,130)는 연결 블록(200)에 대한 충분한 용접 부위가 확보될 수 있도록 연결 블록(200)이 접촉하는 면적(P)의 내외부 영역을 가로지르는 형태로는 형성되지 않는 것이 바람직하나, 상황에 따라서는 이와 같은 형태로도 형성될 수 있을 것이다.
이러한 개구부(120,130)는 연결 블록(200)의 결합 위치를 고려하여 노드 코어(100)의 제작시 미리 가공 형성되는데, 따라서, 전술한 바와 같이 연결 블록(200)의 위치를 현장 사정에 따라 상하좌우로 이동 배치시키고자 하는 경우에는 이러한 개구부(120,130)의 위치 및 형상을 고려하여 이동시키는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 연결 블록(200)은 노드 코어(100)의 중심 원주 둘레를 따라 동일 간격으로 배치될 수 있으며, 이 경우 개구부(120)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 노드 코어(100)의 중심 원주 둘레를 따라 동일 간격으로 미리 형성된다. 이와 같이 연결 블록(200)은 노드 코어(100)의 중심 원주 둘레를 따라 동일 간격으로 배치되는 것이 일반적이지만, 현장 사정에 따라 다수개의 연결 블록(200) 중 적어도 어느 하나 이상은 도 5에 도시된 바와 같이 노드 코어(100)의 중심 원주 둘레로부터 상향 또는 하향 위치하도록 이동 배치될 수 있다. 이 경우, 개구부(120)의 형상 및 위치를 고려하여 개구부(120)가 연결 블록(200)의 접촉 면적(P) 내부 영역에 위치하는 범위 이내에서 이동 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 개구부(120)는 노드 코어(100)의 중심 원주 둘레를 따라 동일 간격으로 형성될 수 있는데, 이 경우 노드 코어(100)의 상단부 및 하단부에 관통홀(110)이 형성되도록 절단되는 부위는 각각 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, 노드 코어(100)의 중심 원주 둘레로부터 상단부 절단 부위까지의 거리(X1)가 하단부 절단 부위까지의 거리(X2)보다 더 크게 형성될 수 있다. 이와 같이 X1을 더 크게 함으로써, 강관 부재(10)의 상부에 복층 유리(미도시)와 같은 별도의 자재를 부착시키기 위한 공간을 확보할 수 있고, 이러한 별도의 자재는 또한 별도의 결합구(미도시)를 통해 노드 코어(100)와 용이하게 결합될 수 있다.
연결 블록(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 일측면이 노드 코어(100)의 형상에 대응하도록 구면(201)을 이루도록 형성되고, 타측면은 날개빔(300)이 용이하게 용접 결합되도록 평면을 이루도록 형성된다. 따라서, 연결 블록(200)은 별도의 형상 변경 없이 도 5에 도시된 바와 같이 노드 코어(100)의 외주면을 따라 상하좌우 방향으로 자유롭게 위치 변경될 수 있다.
날개빔(300)은 전술한 바와 같이 강관 부재(10)의 내주면에 밀착 접촉하며 삽입되도록 형성되는데, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상호 평행하게 이격 배치되는 한 쌍의 플랜지부(301)와, 플랜지부(301)의 중심을 상호 연결하는 하나의 웹부(302)로 형성된 H빔 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 강관 부재(10)와 볼트 체결을 위한 결합홀(310)은 한 쌍의 플랜지부(301)에 길이 방향을 따라 다수개 형성되며 웹부(302)를 중심으로 좌우 대칭되게 배치된다.
한편, 이러한 H빔 형상의 날개빔(300)은 단순히 일정 길이를 갖는 H빔 형태로만 형성될 수도 있으나, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 플랜지부(301)의 끝단이 곡면을 이루며 상호 연결되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 따라 한 쌍의 플랜지부(301)가 웹부(302) 이외에도 끝단 곡면부를 통해 서로 연결됨으로써 더욱 안정적인 구조를 이룰 수 있고, 특히, 강관 부재(10)와의 볼트 체결된 상태에서 곡면을 이루는 끝단부에 의해 강관 부재(10)와의 마찰이 방지됨과 더불어 날카로운 끝단과의 접촉에 의한 하중 집중 현상이 방지되어 더욱 구조적으로 안정화될 수 있다.
이러한 날개빔(300)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 플랜지부(301)의 좌우 양단에 각각 웹부(302)가 형성되어 한 쌍의 플랜지부(301)를 상호 연결하는 방식으로 구성될 수도 있으며, 이와 달리 또 다른 형태로 형성될 수도 있다. 이러한 날개빔(300)의 형상은 각 현장에서 사용되는 강관 부재(10)의 형상에 대응되도록 다양한 다른 형태로 형성 가능할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 노드 코어 120: 개구부
200: 연결 블록 300: 날개빔
301: 플랜지부 302: 웹부
310: 결합홀
200: 연결 블록 300: 날개빔
301: 플랜지부 302: 웹부
310: 결합홀
Claims (9)
- 다수개의 강관 부재가 결합되는 싱글 레이어 프리폼 노드에 있어서,
중공의 구(球)형태로 상단부 및 하단부가 절단되어 관통홀이 형성된 노드 코어;
상기 노드 코어의 외주면에 밀착 접촉하도록 일측면이 구면을 이루도록 형성되어 상기 노드 코어의 외주면에 각각 용접 결합되는 다수개의 연결 블록; 및
상기 노드 코어의 반경 방향을 따라 돌출되도록 상기 연결 블록의 타측면에 각각 용접 결합되며, 상기 강관 부재가 별도의 결합 볼트를 통해 각각 볼트 결합될 수 있도록 다수개의 결합홀이 형성되는 날개빔
을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 날개빔은 외주면이 상기 강관 부재의 내주면에 밀착 접촉하며 상기 강관 부재에 삽입되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 날개빔은
상호 평행하게 이격 배치되는 한 쌍의 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중심을 상호 연결하는 하나의 웹부로 형성된 H빔 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 3 항에 있어서,
상기 날개빔은 상기 한 쌍의 플랜지부의 끝단이 곡면을 이루며 상호 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 3 항에 있어서,
상기 결합홀은 상기 한 쌍의 플랜지부의 길이 방향을 따라 다수개 형성되며, 상기 웹부를 중심으로 좌우 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노드 코어에는 상기 연결 블록이 접촉하는 면적의 내부 영역에 위치하도록 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 6 항에 있어서,
상기 노드 코어에는 상기 연결 블록이 접촉하는 면적의 외부 영역에 위치하도록 별도의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 6 항에 있어서,
다수개의 상기 연결 블록은 상기 노드 코어의 중심 원주 둘레를 따라 동일 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
- 제 6 항에 있어서,
다수개의 상기 연결 블록 중 적어도 어느 하나 이상은 상기 노드 코어의 중심 원주 둘레로부터 상향 또는 하향 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 싱글 레이어 프리폼 노드.
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