KR20180003893A - 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈 및 이를 이용한 어셈블리 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지오데식 돔 건축에 사용되는 프레임 모듈 및 어셈블리 유닛에 관한 것으로, 내부가 빈 삼각형 골격의 고정 프레임 부재와, 상기 고정 프레임 부재의 각 변을 회전의 중심으로 하여 삼각형의 내·외측 방향으로 소정 각도 회전 가능한 구조로 상기 고정 프레임 부재의 각 변에 결합된 회전형의 연결 프레임 부재, 및 상기 연결 프레임 부재를 고정 프레임 부재에 대해 소정 각도로 고정하는 고정부재를 포함하여 구성된 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈을 통해 지오데식 돔을 손쉽게 건축할 수 있을 뿐만 아니라, 한 종류로써 다양한 크기와 형태의 지오데식 돔 건축에 공용으로 사용될 수 있다.

Description

지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈 및 이를 이용한 어셈블리 유닛{Frame module and assembly unit for geodesic dome construction}

본 발명은 지오데식 돔 건축에 사용되는 프레임 모듈 및 어셈블리 유닛에 관한 것으로, 지오데식 돔을 손쉽게 건축할 수 있을 뿐만 아니라, 한 종류로써 다양한 크기와 형태의 지오데식 돔 건축에 공용으로 사용될 수 있도록 고안된 지오데식 돔 구조물용의 프레임 모듈 및 이를 이용한 어셈블리 유닛에 관한 것이다.

건물의 천장을 둥글게 만든 것을 돔이라고 한다.

둥근 모양은 힘이 모든 부분에 골고루 분산되기 때문에 압력에 강해 기둥을 세우지 않아도 자체의 무게를 잘 견딘다. 따라서 돔은 기둥이 없는 넓은 공간을 필요로 하는 체육관이나 전시장 같은 곳에서 널리 사용된다. 또한 돔은 부피가 일정할 때 가장 작은 표면적을 갖는 구를 이용하기 때문에, 적은 재료를 사용하여 훨씬 더 큰 공간을 얻을 수 있는 이점이 있어, 고대부터 널리 사용되고 있다.

한편, 지오데식 돔은 되도록 같은 길이의 직선 부재를 써서 구면 분할을 한 트러스 구조에 의한 돔 형식의 하나로서, 삼각형 모양의 면들이 모여 반구형의 기본구조를 이루기 때문에, 각각의 삼각형 면들이 서로 지지하여 가장 튼튼한 구조물을 만드는 것으로 알려져 있다.

이러한 지오데식 돔은 정이십면체를 기본으로 하는데, 정이십면체의 각 모서리를 n등분하여 각 면을 n²개의 정삼각형으로 나누고, 이 도형을 부풀려서 모든 꼭지점이 입체의 중심에서 같은 거리에 오도록 만든 다면체를 'n차 지오데식 구면'이라고 하며, 이 구면을 절반 또는 적당한 연결선을 따라 자른 돔을 'n차 지오데식 돔'이라고 한다.

도 1 내지 도 3에 각각 2차, 3차, 4차 지오데식 돔의 기본적인 형태를 나타내었는데, 이들 도면을 보면 같은 크기의 정삼각형을 사용할 경우에는 차수가 높아질수록 규모가 큰 지오데식 돔을 건설할 수 있으며, 또한 차수가 높은 지오데식 돔일수록 구면에 가까운 형상을 나타낸다는 사실을 확인할 수 있다. 따라서, 건설하려고 하는 지오데식 돔의 크기나 차수에 따라 이웃한 삼각형과 사이에 형성하는 각도가 서로 달라지게 된다.

한편, 지오데식 돔 또는 지오데식 돔형 지붕을 갖는 건축물을 시공하고자 할 경우에는, 일반적으로 삼각 지붕판재를 조립하여 오각뿔 지붕판재와 육각뿔 지붕판재를 형성하고, 오각뿔 지붕판재의 각 변에 육각뿔 지붕판재를 고정하여 돔 지붕을 형성하였는데, 이러한 과정에는 고도의 기술이 요구되며, 전문적인 지식을 가진 전문 기술자가 필요하였다.

골격을 형성하는 프레임과 프레임 사이에 끼워지는 판재 패널로 이루어지는 형태의 지오데식 돔의 건설에 있어서는, 규격화된 오각주 프레임과 육각주 프레임을 상호결합하고, 결합된 각각의 오각 및 육각주 프레임에 오각 및 육각 분할프레임을 결합하여 지붕골격을 형성한 후, 삼각 지붕판재를 덮어 씌워 돔형 지붕을 시공하는 방법이 주로 사용되었다.

그러나 이와 같이 오각 주프레임과 육각 주프레임을 상호 결합하기 위해서는 마찬가지로 전문기술자가 요구되며, 각각의 변의 길이와 각도를 맞추어야 하기 때문에 조립이 어렵고, 많은 인력이 필요하다.

특히 이들 프레임들을 결합하여 골격을 형성한 후에, 프레임들 사이에 유리 또는 플라스틱 등의 판재 패널을 끼워 맞추고 방수를 하는 과정은, 높고 둥근 천장 프레임 위에 올라가거나 매달려서 작업이 이루어져야 하므로, 힘들고 위험한 일이다.

한편, 지오데식 돔 구조물을 조립식으로 쉽게 건축할 수 있는 부품이나 조립식 모듈의 연구와 개발이 이루어지고 있지만, 구조와 조립방법이 복잡할 뿐만 아니라, 건축할 지오데식 돔의 규모와 차수 등에 따라 다양한 종류의 부품이나 모듈이 필요하기 때문에 경제성이 낮아 널리 활용되고 있지는 못하는 실정이다.

KR 10-1158823 B1 KR 10-1466494 B1

본 발명은 상술한 종래 지오데식 돔 구조물의 형성에 있어서의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 간단한 체결에 의해서 지오데식 돔 구조물을 형성할 수 있도록 지오데식 돔 구조물의 골격 형성에 필요한 부품들이 모듈화되어 있으며, 다양한 규모의 지오데식 돔의 건설에 공용으로 사용이 가능한 조립식의 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈과 이를 이용한 어셈블리 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈은,

내부가 빈 삼각형 골격의 고정 프레임 부재와,

상기 고정 프레임 부재의 각 변을 회전의 중심으로 하여 삼각형의 내·외측 방향으로 소정 각도 회전 가능한 구조로 상기 고정 프레임 부재의 각 변에 결합된 회전형의 연결 프레임 부재, 및

상기 연결 프레임 부재를 고정 프레임 부재에 대해 소정 각도에서 고정하는 고정부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 고정 프레임 부재는,

삼각형의 각 변을 형성하는 3개의 단위 고정 프레임 부재들과,

상기 각 단위 고정 프레임 부재들의 양단부에 배치되며, 상기 단위 고정 프레임 부재들을 서로 결합시키는 연결부재를 포함하여 구성된다.

그리고 더욱 바람직하게는,

상기 단위 고정 프레임 부재의 내측변에는, 패널 부재의 각 변이 삽입되어 결합되는 레일형의 결합홈이 형성되고,

상기 각 단위 고정 프레임 부재의 양단부는 빗면을 형성하도록 경사지게 절단되어, 상기 빗면끼리 서로 맞붙어 삼각형의 꼭짓점을 형성하며,

상기 각 단위 고정 프레임 부재의 양단부에는 연결부재가 고정되고, 이웃하는 연결부재의 단부는 상기 꼭짓점 부분에서 서로 적층되며, 적층된 부분에는 서로 연통하는 체결공이 형성되어,

체결공에 체결된 체결볼트에 의해 연결부재가 서로 결합되어, 단위 고정 프레임 부재들이 연결되어 구성된다.

또한, 바람직하게는 상기 연결 프레임 부재는,

상기 고정 프레임 부재와 회전 가능하게 결합하는 힌지형 결합부와,

상기 힌지형 결합부에 연결되어 회전함으로써 고정 프레임 부재에 결합되는 패널부재와 형성하는 각도가 조절되며, 다른 연결 프레임 부재와의 상호 연결에 제공되는 연결면을 가지는 날개부를 포함하여 구성된다.

더욱 바람직하게는,

상기 고정부재의 일단에는 고정축공이 형성되고, 상기 고정부재의 상면에서 상기 고정축공을 향하여 조절볼트공이 관통 형성되며,

일단은 상기 힌지형 결합부의 단부에 회전 불가능하게 결합되고, 타단은 상기 고정부재의 고정축공에 삽입되어 회전이 가능한 고정축부재를 구비하여,

상기 조절볼트공에 조절볼트를 조임으로써, 상기 고정축부재를 고정부재에 대해 회전 불가능하게 고정함으로써, 원하는 각도에서 연결 프레임 부재의 위치를 고정할 수 있도록 구성된다.

한편, 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛은,

상기 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈과,

상기 프레임 모듈을 구성하는 고정 프레임 부재의 내측변에 고정된 삼각형의 판재로 이루어진 패널 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈에 패널 부재가 결합되어 이루어진 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛을 연결 프레임 부재끼리 서로 결합함으로써, 다양한 규모의 지오데식 돔을 편리하게 건축할 수 있다.

특히, 본 발명에 다른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛은 여러 종류를 구비할 필요 없이, 건축에 한 종류의 어셈블리 유닛을 공용으로 사용할 수 있기 때문에, 지오데식 돔 구조물의 건축에 사용되는 자재의 종류를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛은 구조가 간단하고 조립이 용이하게 때문에, 전문적인 기술자가 아니더라도 소규모의 구조물은 사용자가 직접 조립이 가능하며, 건축에 높은 숙련도를 요구하지 않는다는 점에서 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛의 전체 구성을 보여주는 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈의 분해 사시도;
도 3은 도 1의 'A' 부분에 대한 부분 확대도;
도 4는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈에 있어서, 단위 고정 프레임 부재와 연결부재간의 조립구조를 보여주는 도면;
도 5는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈에 있어서, 고정 프레임 부재와 연결 프레임 부재의 결합구조와 연결 프레임 부재의 회전 상태를 보여주는 단면도;
도 6은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈에 사용되는 연결 프레임 부재와 고정축부재 및 고정부재간의 결합구조를 보여주는 도면;
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛을 서로 조립한 상태를 서로 다른 방향에서 도시한 도면;
도 9는 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛들 5개를 조립하여, 지오데식 돔 구조물의 5각주 구조체를 형성하는 단계를 도시한 도면;
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛을 사용하여 건축한 2차, 3차, 4차 지오데식 돔의 외관을 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛의 전체 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 'A' 부분에 대한 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈에 있어서, 단위 고정 프레임 부재와 연결부재간의 조립 구조를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛(1)은, 프레임 모듈(2)과 프레임 모듈의 내부에 프레임 모듈에 의해 고정된 패널 부재(3)를 포함하여 구성되어 있으며, 동일한 어셈블리 유닛들(1)을 서로 조립 결합함으로써, 도 10 내지 도 12에서 보는 것과 같은 다양한 지오데식 돔(100,100',100")을 건축할 수 있다.

상기 프레임 모듈(2)은 기본적으로 고정 프레임 부재(10)와 연결 프레임 부재(20) 및 고정부재(31)를 포함하여 구성되며, 상기 고정 프레임 부재(10)의 내측변에 유리나 투명 또는 반투명의 플라스틱 재질의 삼각형 판재로 이루어진 패널 부재(3)가 고정된다.

도 2를 참조하면, 상기 고정 프레임 부재(10)는 내부가 빈 삼각형 골격의 구조로 이루어지고, 고정 프레임 부재(10)의 각 변에 연결 프레임 부재(20)가 하나씩 결합되어 있다.

상기 고정 프레임 부재(10)는 금속이나 기계적 물성 및 내후성이 우수한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 금속재질로 이루어진다. 본 실시예에서는 삼각형의 각 변을 형성하는 3개의 단위 고정 프레임 부재들(10A,10B,10C)을 서로 결합하여 삼각형을 형성하고, 상기 3개의 단위 고정 프레임 부재들에 패널 부재(3)의 각 변이 고정되어, 고정 프레임 부재(10)의 내부에 패널 부재(3)가 고정 설치되어 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 각 단위 고정 프레임 부재들(10A,10B,10C)은 금속, 예컨대 알루미늄을 압출하여 형성한 일자형의 파일을 절단하여 형성된 것으로, 이들의 양단부(10a)를 경사지게 절단하여 빗면을 형성하고 빗면끼리 서로 맞붙여 삼각형의 각 꼭짓점을 형성하고 있다. 이들 단위 고정 프레임 부재들(10A,10B,10C)은 그들의 양단부에 배치된 연결부재(32)에 의해 서로 결합된다.

이 연결부재(32)는 연결만을 위한 단일의 부품 형태로 존재할 수도 있다. 그러나 본 실시예에 따르면, 도 3 및 도 4에서 보는 것과 같이, 하나의 봉상 몸체의 일편에 상기 연결부재(32)가 형성되고, 타편에는 연결 프레임 부재(20)의 각도를 고정하는 상기 고정부재(31)가 형성된 형태로 제작되어, 후술하는 것과 같이 다른 부품들(고정축부재, 조절볼트)과 결합하여, 단위 고정 프레임 부재들의 연결과 연결 프레임 부재의 고정작용을 함께 수행하도록 모듈화된 연결-고정 모듈(30) 형태로 이루어져 있다.

한편, 상기 단위 고정 프레임 부재(10A,10B,10C)의 내측변에는 상기 패널 부재(3)의 각 변이 삽입되어 결합되는 레일형의 결합홈(11)이 형성되고, 상기 각 단위 고정 프레임 부재의 양단부(10a)는 빗면을 형성하도록 사선으로 절단되어 빗면끼리 서로 맞붙어 꼭짓점을 형성한다.

상기 각 단위 고정 프레임 부재의 양단부(10a)에는 연결부재(32)가 마련된 연결-고정 모듈(30)이 고정되고, 이웃하는 연결부재(32)의 선단부는 꼭짓점에서 서로 적층되며, 적층된 부분에는 서로 연통하는 체결공(32a)이 형성되어, 체결볼트(36)의 체결에 의해 서로 결합되어 단위 고정 프레임 부재(10A,10B,10C)를 서로 연결하게 된다. 도 4에서 보는 것과 같이, 열결부재(32)는 하면이 절입된 상부형(32A)과 상면이 절입된 하부형(32B)의 2종류로 구성되어 상부형(32A)과 하부형(32B)이 맞물려 적층되고, 연결부재(32)가 구비된 연결-고정 모듈(30)의 다른 부분은 각각의 단위 고정 프레임 부재(10A,10B,10C)의 단부(10a)에 고정되어 있다.

한편, 상기 연결 프레임 부재(20)는 상기 고정 프레임 부재(10)의 각 변을 회전의 중심으로 하여 삼각형의 내·외측 방향으로 소정 각도 회전 가능한 구조로 상기 고정 프레임 부재(10)의 각 변에 결합되어 있으며, 고정부재(31)에 의해 상기 고정 프레임 부재(10)에 대해 소정 각도로 고정이 가능하도록 되어 있다.

그리고 상기 연결 프레임 부재(20)는, 상기 고정 프레임 부재(10)에 결합되는 힌지형 결합부(21)와 다른 어셈블리 유닛(1)과의 연결에 사용되는 날개부(22)를 포함하여 구성되어 있으며, 상술한 고정 프레임 부재와 마찬가지로 알루미늄 압출물의 프레스나 절삭 가공 등에 의해 형성된다.

그리고, 상기 힌지형 결합부(21)는 상기 고정 프레임 부재(10)와 회전 가능하게 결합하는 회전축 또는 회전축이 수용되는 중공부 형태로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서는 도 5와 도 6 등에 잘 나타나 있듯이, 외경면이 둥근 회전축 형태로 형성되어 있으며, 그 내부에 길게 중공(21a)이 형성되어 있다.

한편, 이 힌지형 결합부(21)와 결합되는 상기 고정 프레임 부재(10)에는 상기 힌지형 결합부(21)와 결합할 수 있도록 대응되는 형상의 회전축이 수용되는 홈 또는 회전축이 형성되며, 본 실시예에서는 연결 프레임 부재(20)의 외경면이 둥근 회전축 형태의 힌지형 결합부(21)에 대응하도록 측벽에 곡면이 형성되고 상부는 개방된 C자형 요홈(12)이 형성되어, 상기 연결 프레임 부재의 힌지형 결합부(21)가 수용되어 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 이 C자형 요홈(12)은 전체 길이에 걸쳐서 형성되어, 그 단부는 상술한 연결-고정 모듈(30)이 수용 설치되는 설치홈으로서의 작용도 겸하게 된다.

상기 날개부(22)는 상기 힌지형 결합부(21)의 타측에 길게 형성되며, 힌지형 결합부(21)가 회전함에 따라 함께 내측 또는 외측으로 회전함으로써 고정 프레임 부재(10) 및 그 내부에 고정된 패널 부재(3)와 형성하는 각도를 변화시킬 수 있도록 되어 있으며, 원하는 각도에서 고정부재(31)를 이용하여 각도를 고정시킬 수 있다. 또한, 날개부(22)는 넓고 편평한 판상의 연결면(22a)을 구비하여, 다른 어셈블리 유닛(1)에 형성된 연결면(22a)과 맞댄 후에, 볼트와 너트와 같은 체결수단에 의해 서로 체결하여 다른 어셈블리 유닛(1)과 결합할 수 있게 되어 있다. 도시된 실시예에서는 연결 볼트(B)와 연결 너트(N)에 의한 체결이 가능하도록 날개부(22)에 연결 볼트공(22b)을 미리 형성하여 두고 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 연결 프레임 부재(20)의 힌지형 결합부(21)와 날개부(22)의 사이에는 ㄱ자형의 절곡부(23)가 형성되어 있다. 따라서 도 5에서 보는 것과 같이, 상기 연결 프레임 부재(20)가 고정 프레임 부재(10)에 대해 회전시에, 이 절곡부(23)의 절곡부의 내측면 또는 절곡부 아래의 외측면이 상기 고정 프레임 부재(10)의 C자형 요홈(12)의 양단부의 어느 하나에 접촉되면 더 이상은 회전되지 않게 되어, 연결 프레임 부재(20)의 회전 범위가 적절하게 제한된다. 따라서, 연결 프레임 부재(20)의 과도한 회전각의 형성에 의한 프레임 구조체의 구조적인 불안정성을 방지할 수 있으며 조립도 용이하다.

한편, 상기 회전형의 연결 프레임 부재(20)의 각도를 고정하는 고정부재에 대해 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 연결-고정 모듈(30)를 구성하는 봉상 몸체의 타편에 형성된 고정부재(31)에는 단부에서 중심을 향하여 고정축공(31a)이 형성되고, 상기 고정부재(31)의 상면에서 상기 고정축공(31a)을 향하여 2개의 조절볼트공(31b,31c)이 관통 형성되어 있으며, 조절볼트공(31b,31c)에는 각각 조절볼트(34, 35)가 체결되어 있다.

상기 고정축공(31a)에는, 일단(33a)이 상기 힌지형 결합부(21)에 형성된 중공(21a)의 단부에 회전 불가능하게 결합된 고정축부재(33)의 타단(33b)이 회전 가능하게 삽입 설치된다. 따라서, 상기 연결 프레임 부재의 힌지형 결합부(21)가 회전하면 고정축부재(33)는 타단(33b)이 상기 고정축공(31a)에 삽입된 상태로 함께 회전하게 된다.

그리고, 이러한 회전에 의해 상기 연결 프레임 부재의 날개부(22)가 패널 부재(3)에 대해 원하는 각도를 형성하여, 이 각도에서 연결 프레임 부재(20)의 위치를 고정하고자 하면, 상기 고정부재(31)의 조절볼트공(31b,31c)에 삽입된 조절볼트(34, 35)를 조여서, 고정축부재(33)의 고정축공(31a)에 대한 회전을 제한함으로써, 연결 프레임 부재(20)의 날개부(22)의 위치가 원하는 각도를 형성한 상태에서 고정할 수 있게 된다.

도 7과 도 8은 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛을 서로 조립한 상태를 외부와 내부 방향에서 본 상태를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛들 5개를 조립하여, 지오데식 돔 구조물의 5각주 구조체를 형성하는 단계를 도시한 도면이며, 도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛을 사용하여 건축한 2차, 3차, 4차 지오데식 돔의 외관을 보여주는 도면이다.

이들 도면에서와 같이, 상술한 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛(1)들을 연결 볼트(B)와 연결 너트(N) 등의 체결 수단을 이용하여 서로 연결함으로써, 지오데식 돔을 건축할 수 있다.

이때, 먼저 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛(1)의 고정부재(31)의 조절볼트(34, 35)를 느슨하게 풀어 연결 프레임 부재(20)를 자유롭게 회전할 수 있는 상태에서, 어셈블리 유닛(1)간에 설정한 각도에 맞게 날개부(22)의 각도를 맞추고 조절볼트(34, 35)를 조여, 그 각도에서 연결 프레임 부재(20)를 고정시킨다. 그 후, 이들의 연결 프레임 부재의 날개부(22)의 연결면(22a)를 서로 맞대어 연결 볼트공(22b)의 위치를 서로 맞춘 다음, 연결 볼트(B)와 연결 너트(N)를 사용하여 체결하여, 날개부(22)를 서로 고정시켜 2개의 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛(1)을 서로 연결한다.

한편, 본 발명에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈 또는 어셈블리 유닛간을 서로 결합함에 있어서, 이들간의 결합 각도에 따라 고정 프레임 부재의 외측변들 사이에 형성되는 틈새가 벌어질 수 있으며, 이 경우에 방수에 어려움을 겪을 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 도 5 및 도 7에서 보는 것과 같이 상기 고정 프레임 부재의 외측변의 형상을 개량하여, 연결 프레임 부재끼리 연결하여 지오데식 돔 구조물을 형성할 때에, 서로 접하는 고정 프레임 부재(10)의 외측변의 접촉면적이 항시 넓게 형성될 수 있도록 하고 있다.

이들 도면을 참조하면, 상기 고정 프레임 부재(10)에 있어서, 상기 연결 프레임 부재(20)가 결합되는 쪽에는 곡면의 돌출부(13)가 형성되고, 그 반대쪽에는 편평한 면(14)이 형성되어 있다. 따라서, 연결 프레임 부재(20)의 고정 각도가 변하더라도 이 곡면의 돌출부(13)가 항시 넓은 접촉면을 형성할 수 있게 된다.

한편, 위와 같은 방식으로 순차로 연결하여, 도 9에서와 같이 5개를 연결하면 5각주 구조체 형태가 완성되며, 계속해서 연결하면, 도 10 내지 도 12에서 보는 것과 같은 돔 구조물을 건축할 수 있게 된다.

본 발명의 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛(1)은 패널 부재(3)가 프레임 모듈(2)에 결합된 상태로 이루어져 있기 때문에, 프레임 구조체를 형성한 이후에, 다시 패널 부재를 설치하는 작업을 할 필요가 없으며, 필요에 따라 어셈블리 유닛(1)의 프레임 모듈(2) 사이에 방수처리를 하여 주면 된다.

1: 어셈블리 유닛 2: 프레임 모듈
3. 패널 부재
10: 고정 프레임 부재 10A, 10B, 10C: 단위 고정 프레임 부재
11: 결합홈 12: C자형 요홈
20: 연결 프레임 부재 21: 힌지형 결합부
22: 날개부 30: 연결-고정 모듈
31: 고정부재 32: 연결부재
33: 고정축부재 34, 35: 조절볼트
100, 100', 100": 지오데식 돔
B: 연결 볼트 N: 연결 너트

Claims (8)

1. 내부가 빈 삼각형 골격의 고정 프레임 부재와,
   상기 고정 프레임 부재의 각 변을 회전의 중심으로 하여 삼각형의 내·외측 방향으로 소정 각도 회전 가능한 구조로 상기 고정 프레임 부재의 각 변에 결합된 회전형의 연결 프레임 부재, 및
   상기 연결 프레임 부재를 고정 프레임 부재에 대해 소정 각도로 고정하는 고정부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정 프레임 부재는,
   삼각형의 각 변을 형성하는 3개의 단위 고정 프레임 부재들과,
   상기 각 단위 고정 프레임 부재들의 양단부에 배치되며, 상기 단위 고정 프레임 부재들을 서로 결합시키는 연결부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 단위 고정 프레임 부재의 내측변에는, 패널 부재의 각 변이 삽입되어 결합되는 레일형의 결합홈이 형성되고,
   상기 각 단위 고정 프레임 부재의 양단부는 빗면을 형성하도록 경사지게 절단되어, 상기 빗면끼리 서로 맞붙어 삼각형의 꼭짓점을 형성하며,
   상기 각 단위 고정 프레임 부재의 양단부에는 연결부재가 고정되고, 이웃하는 연결부재의 단부는 상기 꼭짓점 부분에서 서로 적층되며, 적층된 부분에는 서로 연통하는 체결공이 형성되어,
   상기 체결공에 체결된 체결볼트에 의해 연결부재가 서로 결합되어, 단위 고정 프레임 부재들이 연결된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 고정 프레임 부재의 외측변의 형상이, 상기 회전 연결 프레임 부재가 결합되는 쪽에는 곡면의 돌출부가 형성되고, 그 반대쪽에는 편평한 면이 형성된 형태로 이루어져,
   연결 프레임 부재끼리 연결하여 지오데식 돔 구조물을 형성할 때에, 서로 접하는 고정 프레임 부재의 외측변의 접촉면적이 항시 넓게 형성될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 연결 프레임 부재는,
   상기 고정 프레임 부재와 회전 가능하게 결합하는 힌지형 결합부와,
   상기 힌지형 결합부에 연결되어 회전함으로써 고정 프레임 부재에 결합되는 패널부재와 형성하는 각도가 조절되며, 다른 연결 프레임 부재와의 상호 연결에 제공되는 연결면을 가지는 날개부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 고정부재의 일단에는 고정축공이 형성되고, 상기 고정부재의 상면에서 상기 고정축공을 향하여 조절볼트공이 관통 형성되며,
   일단은 상기 힌지형 결합부의 단부에 회전 불가능하게 결합되고, 타단은 상기 고정부재의 고정축공에 삽입되어 회전이 가능한 고정축부재를 구비하여,
   상기 조절볼트공에 조절볼트를 조임으로써, 상기 고정축부재를 고정부재에 대해 회전 불가능하게 고정함으로써, 원하는 각도에서 연결 프레임 부재의 위치를 고정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 회전 연결 프레임 부재의 힌지형 결합부는 외경면이 둥근 회전축이고,
   상기 고정 프레임 부재에는, 측벽에 곡면이 형성되고 상부는 개방된 C자형 요홈이 형성되어, 상기 회전 연결 프레임 부재의 회전축이 수용되어 회전할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 지오데식 돔 구조물용 프레임 모듈과,
   상기 프레임 모듈을 구성하는 고정 프레임 부재의 내측변에 고정된 삼각형의 판재로 이루어진 패널 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 구조물용 어셈블리 유닛.

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