KR102092323B1 - 막 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 끝단부에 체결플레이트가 돌출되는 암을 포함하는 프레임부; 상기 암에 설치되어 구조물의 외벽 또는 천장을 형성하고 복수의 막유닛의 연결에 의해 형성되는 막부; 상기 체결플레이트와 상기 막부를 연결하며 상기 막부의 테두리가 게재되는 상,하플레이트와 상,하플레이트를 고정하는 볼트결합을 포함하는 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 구조물에 관한 것이다.

Description

막 구조물{MEMBRANE STRUCTURE}

본 발명은 구조적 건전성을 도모할 수 있으며, 유지 및 관리가 용이하고, 화재 등에 적정의 조치가 가능한 막 구조물에 관한 것이다.

막구조(membrane structure)란 코팅된 직물(coated fabrics)을 주재료로 사용하는 구조로 건축적 표현가능성의 다양함과 아름다운 조형미 등에 기인하여 계속적인 증가추세로 사용되고 있다. 또한 사용되는 막재료의 투광성 때문에 내부공간이 밝고 경량성, 시공성 등에서 이점이 있으며, 새로운 막재료의 개발에 따라 기존의 다른 구조방식과 비교하여 동등의 안정성과 내구성을 갖추고 있다. 대규모 스타디움, 실내경기장과 같은 대공간 구조물의 주요한 구조 방식으로 널리 사용되고 있으며 최근에는 야외 공연장, 박람회 관련시설 뿐만 아니라 재래시장 개량화, 파고라, 주택 등에 까지 그 적용 사례를 찾아볼 수 있다.

한편 막 구조물은 대변위 거동을 하기 때문에 풍하중 등에 의한 공진하중이 작용할 경우 대변위가 발생되어 작은 바람에 의해서도 구조물이 붕괴될 수 있는 취약함을 가지고 있다. 예로 막 구조물은 크리프(Creep)현상이 발생되면 초기장력이 손실되며 그에 의해 외부하중에 의한 대변위가 발생될 수 있는 문제가 있고, 구조물 설계시에 예상치 못한 강한 외력(태풍 등)이 막 구조물에 작용하면 막의 떨림현상(Fluttering)이 발생되어 공진효과에 의해 대변위가 발생될 수 있다. 이에 막 구조물에는 장력손실을 줄이면서, 막의 진동을 감쇠시켜줄 필요가 있다.

대한민국 특허등록 제1386588호

본 발명은 막의 장력손실과 진동을 감쇠시킬 수 있도록 하면서 이에 더하여 유지 및 관리가 용이하고 화재 등의 경우 적정의 대응이 가능한 막 구조물을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 막 구조물은, 끝단부에 체결플레이트가 돌출되는 암을 포함하는 프레임부; 상기 암에 설치되어 구조물의 외벽 또는 천장을 형성하고 복수의 막유닛의 연결에 의해 형성되는 막부; 상기 체결플레이트와 상기 막부를 연결하며 상기 막부의 테두리가 게재되는 상,하플레이트와 상,하플레이트를 고정하는 볼트결합을 포함하는 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 고정수단은, 상기 막부의 테두리가 게재되는 상,하 가스켓과, 상기 상,하 가스켓에 각각 적층되는 상,하 플레이트와, 상기 상,하 플레이트를 고정시키는 볼트결합과, 상기 하플레이트에 체결되며 상기 체결플레이트에 장력조절이 가능하도록 체결되는 장력조절바와, 상기 하플레이트 양단에 구성되며 상기 막부의 테두리에 구성된 와이어가 고정되는 고정슬리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 막부의 테두리는 내부에 로프가 게재되어 끝단에 머리가 형성되며, 상기 상가스켓은 일단에 상기 머리와 상플레이트 단부에 게재되도록 절곡부가 형성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 상가스켓 및 상기 하가스켓은 평판형상의 몸체부와, 상기 몸체부 양 단에 상기 몸체부의 두께보다 직경이 커지며 내부에 중공이 형성되는 테두리부로 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 막유닛간 연결부에는 찢김이 전파되는 것을 방지하기 위한 전파방지재가 게재되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 막유닛간 연결부에는 섬유사가 직조된 띠형상의 전파방지재가 프라이머에 함침된 상태로 게재되어 상기 막유닛간 연결부의 부착과 동시에 연결부에 전파방지재가 게재되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 막부의 특정개소에 전열선을 포함한 절개수단이 장착되며 상기 막부에는 전열선이 장착된 형상으로 절개부가 구성되고, 상기 전열선에 열이 인가됨으로써 절개부가 절개되어 막부에 비상개구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 절개부에는 하나 이상의 무게추가 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 막 구조물은 막부와 프레임부가 고정수단에 의해 견고한 고정이 가능한 것은 물론 막부에서 발생되는 진동 등을 완화시킴으로써 고정수단에서의 피로에 의한 균열 등이 제어되는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 막 구조물은 외력에 의해 발생되는 막부의 찢김이 전달되는 것을 제어하여 피해를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 막 구조물은 화재가 발생되는 경우 비상조치로서 개구가 발생되도록 하여 배연이 원활히 이루어지도록 함으로써 안전성을 도모할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 막 구조물의 일 예를 나타내는 사진이고,
도 2는 본 발명의 일 구성으로서 고정수단을 나타내는 평면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 고정수단의 부분도이고,
도 4는 도 2에 있어 상,하가스켓의 다른 실시예의 장착예에 따른 부분도이고,
도 5는 본 발명의 일 구성으로서 막부 연결부를 나타내는 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일 구성으로서 막부 연결부의 다른 실시예를 나타내는 개략도이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 구성으로서 막부의 또 다른 실시예에 따른 작동상태도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 막 구조물(1)은 도 1 등에서 보는 바와 같이 , 끝단부에 체결플레이트(221)가 돌출되는 암(22)을 포함하는 프레임부(2); 상기 암(22)에 설치되어 구조물의 외벽 또는 천장을 형성하고 복수의 막유닛(34)의 연결에 의해 형성되는 막부(3); 상기 체결플레이트(221)와 상기 막부(3)를 연결하며 상기 막부(3)의 테두리가 게재되는 상,하플레이트(43, 44)와 상,하플레이트(43, 44)를 고정하는 볼트결합(45)을 포함하는 고정수단(4);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

우선 상기 프레임부(2)는 도 1에서 보는 바와 같이 지면에 설치되는 복수의 지주(21)와 상기 지주(21)에서 횡방향으로 설치되는 암(22)을 포함하여 구성된다.

상기 암(22)의 끝단부에는 체결플레이트(221)가 구성되어 이하에서 설명하는 고정수단(4)과 체결되도록 하는 것이다.

상기 막부(3)는 상기 암(22)에 설치되어 구조물의 외벽 또는 천장을 형성하고 복수의 막유닛(34)의 연결에 의해 형성되는 구성에 해당한다. 여기서 막부(3)를 구성하는 막유닛(34)은 다양한 공지의 재질이 존재하므로 그 상세 설명은 생략한다.

상기 고정수단(4)은 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 상기 막부(3)의 테두리가 게재되는 상,하 가스켓(41, 42)과, 상기 상,하 가스켓(41, 42)에 각각 적층되는 상,하 플레이트(43, 44)와, 상기 상,하 플레이트(43, 44)를 고정시키는 볼트결합(45)과, 상기 하플레이트(44)에 체결되며 상기 체결플레이트(221)에 장력조절이 가능하도록 체결되는 장력조절바(46)와, 상기 하플레이트(44) 양단에 구성되며 상기 막부(3)의 테두리에 구성된 와이어(33)가 고정되는 고정슬리브(47)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상,하 가스켓(41, 42)은 상,하 플레이트(43, 44)의 볼트결합(45)에 의한 가압으로 막부(3)의 테두리를 가압하는 구성으로 상,하 플레이트(43, 44) 및 막부(3) 테두리와 마찰력을 크게 하여 견고한 고정이 가능하도록 하는 구성으로 이러한 마찰력의 발현을 위해 탄성력이 있는 고무소재가 사용됨이 타당하다. 또한 탄성력이 있는 고무소재로 구성되어 막부(3)로부터 전달되는 진동이 상,하 가스켓(41, 42)에서 완충이 되도록 하는 것이다. 막부(3)로부터 전달되는 진동이 그대로 고정수단(4)으로 전달되는 경우 고정수단(4)의 특정개소에서 반복적인 하중에 의해 피로균열이 발생될 수 있으며, 볼트결합(45)이 느슨해져서 막부(3)에 인가된 장력의 시간경과에 따른 손실을 유발할 수 있는 등의 문제가 있다.

상기 상 플레이트(43)는 도면에서 보는 바와 같이 최상단에 적층되어 마감이 이루어지는 구성으로서 판형으로 곡면을 형성하도록 하여 부채꼴 형상의 막부(3) 끝단부를 복수의 개소에서 고정시키도록 하는 것이다.

상기 하 플레이트(44)는 도면에서 보는 바와 같이 양 측면에 상기 고정슬리브(47)가 구성되도록 하고 막부(3)의 테두리 외측으로 노출되는 부분에서 장력조절바(46)의 일단과 체결이 되도록 하는 것이다.

상기 장력조절바(46)는 일단이 상기 하플레이트(44)에 체결되며 타단이 상기 체결플레이트(221)에 장착이 되도록 하는 것으로, 상기 체결플레이트(221) 외측에서 너트(462)에 의해 장착되며 너트(462)의 조임정도에 따라 막부(3)로 인가되는 장력을 조절할 수 있게 되는 것이다. 이를 위해 당연히 장력조절바(46)에는 상기 너트(462)에 대향하는 나사산(461)이 구성되어야 한다.

상기 고정슬리브(47)는 상기 하플레이트(44) 양단에 구성되며 상기 막부(3)의 테두리에 구성된 와이어(33)가 고정되는 구성으로 이 경우도 도면번호가 도시된 바는 없으나 와이어(33)에 형성된 나사산과 너트의 연동에 의해 와이어(33)에 인가되는 장력을 조절하면서 상기 고정슬리브(47)에 상기 와이어(33)가 고정되도록 할 수 있는 것이다. 여기서 고정슬리브(47)는 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 그 상세 설명은 생략한다.

또한 도 3에서 보는 바와 같이 상기 막부(3)의 테두리는 내부에 로프(31)가 게재되어 끝단에 머리(32)가 형성되도록 하여 상,하 플레이트(43, 44)의 볼트결합(45)에 의한 체결시 막부(3)가 견고하게 정착되도록 하는 것이다.

또한 도 3에서 보는 바와 같이 상기 상가스켓(41)은 일단에 상기 머리(32)와 상플레이트(43) 단부에 게재되도록 절곡부(a)가 형성되도록 하는데 막부(3)와 상플레이트(43)의 직접적인 접촉에 의해 막부(3)에 찢어짐 등 파손이 발생되는 것을 제어하기 위한 것이다. 막부(3)의 찢어짐 등 파손이 발생되는 경우 막부(3)가 고정수단(4)에 견고한 고정이 이루어지지 않는 것은 물론 인가된 장력의 손실을 유발하여 막부(4)의 처짐 등이 발생될 수 있다. 이에 상가스켓(41)에서 끝단부에 절곡된 형상의 절곡부(a)가 구성되도록 하여 막부(3)와 상플레이트(43)의 직접 접촉을 제어토록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 일측에서 막부(3)의 머리(32)가 상, 하플레이트(43, 44)와 직접적인 접촉이 없도록 하면서 타측에서 막부(3)에서 발생되는 진동에너지(E)가 고정수단(4)으로 전달되는 것을 차단할 수 있는 상,하가스켓(41, 42)의 실시예를 제시하고 있다.

본 실시예의 상기 상가스켓(41) 및 상기 하가스켓(42)은 평판형상의 몸체부(411, 421)와, 상기 몸체부(411, 412) 양 단에 상기 몸체부(411, 412)의 두께보다 직경이 커지며 내부에 중공(412-1, 422-1)이 형성되는 테두리부(412, 422)로 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되어 상가스켓(41)의 경우는 도면에서 보는 바와 같이 체결시 일측의 테두리부(412)가 펴진상태로 절곡되어 상기에서 언급한 절곡부(a)가 형성되도록 하고, 타측의 테두리부(412)는 단면이 원형관 형상으로 상플레이트(43)와 막부(3) 사이에서 외부로 노출된 형태가 된다.

또한 하가스켓(42)의 경우 도면에서 보는 바와 같이 체결시 일측의 테두리부(422)가 펴진상태로 머리(32)와 하플레이트(44) 상면에 게재되도록 하고, 타측의 테두리부(422)는 단면이 원형관 형상으로 하플레이트(43)와 막부(3) 사이에서 외부로 노출된 형태가 된다.

이렇게 구성됨에 의해 막부(3)에서 진동에너지(E)는 고정수단(4)으로 전달시 각각 테두리부(412, 422)에 먼저 충돌을 하게 되는 것이며, 각 테두리부(412, 422)의 중공(412-1, 422-1)의 형상에 기해 이러한 진동에너지(E)는 각각 테두리부(412, 422)에 충분히 흡수가 되어 고정수단(4)으로 진동에너지(E)의 전달이 최대한 제어되도록 하는 것이다. 즉 테두리부(412, 422)에 의해 막부(3)의 진동시 접촉면적을 크게 하면서 중공(412-1, 422-1)의 형상에 의한 탄성복원력에 의해 충분히 에너지를 흡수토록 하여 완충효율을 극대화 하는 것이다.

한편 본 발명에서는 막부(3)에서 외력에 의해 특정개소에 찢김 등 파손(C)이 발생되는 경우에 이러한 파손부위는 계속되는 외력의 작용으로 점점 더 커지는 현상이 있으며 태풍 등의 경우에 이러한 찢김이 전파되는 속도가 너무 빨라 어떠한 조치가 불가한 경우가 있다.

이에 본 발명에서는 상기 막유닛(34) 연결부(35)에는 찢김이 전파되는 것을 방지하기 위한 전파방지재(36)가 게재되도록 하여 전파방지재(36)에 의해 찢김이 전파되는 것을 제어토록 하는 것이다.

여기서 전파방지재(36)는 그 재질을 한정하지 않으나 막부(3)를 구성하는 재질보다 당연히 인성이 강한 재질을 사용하여 특정 막유닛(34)에서 특정 개소에 발생한 찢김이 타 막유닛(34)으로 전파되는 것을 제어하여 사후적인 유지 및 관리가 용이하도록 하는 것이다.

이러한 전파방지재(36)로서 유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 등에 의한 띠형상의 판재가 적용될 수 있다.

또한 이에 더하여 도 6에서 보는 바와 같이 상기 막유닛(34)간 연결부(35)에는 섬유사가 직조된 띠형상의 전파방지재(36)가 프라이머(37)에 함침된 상태로 게재되어 상기 막유닛(34)간 연결부(35)의 부착과 동시에 연결부(35)에 전파방지재(36)가 게재되는 예를 제시하고 있다.

즉 본 실시예의 전파방지재(36)는 섬유사가 직조되어 띠형상으로 구성되도록 하는 바, 본 실시예의 전파방지재(36)는 섬유사의 직조에 의해 다수의 간극이 존재하는 형태가 된다.

이와 같이 구성되는 전파방지재(36)에 프라이머(37)를 함침시켜 막유닛(34)간 연결부(35)가 부착이 되도록 하는 것이다. 여기서 프라이머(37)는 그 종류를 한정하지 않으며 상온에서 가압에 의해 부착이 되는 수지계열이 될 수 있고, 열을 가함으로써 열경화에 의해 부착이 되는 수지계열이 될 수 있다.

이와 같이 구성되어 막유닛(34)간 연결부(35)에는 전파방지재(36)가 게재되어 찢김이 전파되는 것을 제어토록 하는 것은 물론 연결부(35)에서 막유닛(34) 간 부착강도를 향상시키고 연결부(35) 자체의 강도를 향상시켜 외력에 대한 취약포인트로 작용할 수 있는 연결부(35)를 보강하게 되는 것이다.

여기서 섬유사는 유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 등에 의한 섬유사가 적용될 수 있다.

한편 본 발명의 막구조물(1)에 의해 형성되는 구조물이 천정의 활용, 법규 등 다양한 원인에 의해 배연개구를 설치할 수 없는 경우가 있을 수 있는데 이러한 구조물에서 화재시 내부에 가스배연이 이루어지지 않아 큰 인명사고로 이어질 수 있는 문제가 있다.

이에 본 발명에서는 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같은 실시예를 제시하고 있다.

본 실시예에서는, 상기 막부(3)의 특정개소에 전열선(51)을 포함한 절개수단(5)이 장착되며 상기 막부(3)에는 전열선(51)이 장착된 형상으로 절개부(39)가 구성되고, 상기 전열선(51)에 열이 인가됨으로써 절개부(39)가 절개되어 막부(3)에 비상개구(38)가 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 더하여 상기 절개부(39)에는 하나 이상의 무게추(53)가 구성됨을 특징으로 한다.

도 7에서는 구조물의 천장에 2개의 절개수단(5)이 구성된 예를 도시하는 것으로, 일측에만 열이 인가되어 절개부(39)의 절개에 의해 비상개구(38)가 형성되도록 하고 비상개구(38)를 통해 내부의 가스(g)가 유출되도록 하는 예를 도시하고 있다.

상기 절개수단(5)은 막부(3)의 특정개소 외주연에 구성되는 것으로, 막부(3)의 절개부(39)가 형성되는 위치에 전열선(51)이 부착되며, 상기 전열선(51)은 보호막(52)에 의해 외기로부터 보호되도록 한다. 상기 전열선(51)은 전원(53)과 전기적으로 연결되어 전원(53)에 의한 전기의 공급으로 전열선(51)에서 열이 발생되도록 하는 것이며, 이러한 열에 의해 막부(3)를 전열선(51)의 설치된 형상으로 녹임으로써 막부(3)에서 절개부(39)가 절개되는 것이다.

또한 상기 절개부(39)에는 하나 이상의 무게추(53)가 구성되어 전열선(51)의 열에 의한 막부(3)에서 절개부(39)의 절개과정에서 도 8에서 보는 바와 같이 용이하게 비상개구(38)가 형성되도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 본 발명의 막 구조물 2 : 프레임부
3 : 막부 4 : 고정수단

Claims (8)

1. 끝단부에 체결플레이트가 돌출되는 암을 포함하는 프레임부;
   상기 암에 설치되어 구조물의 외벽 또는 천장을 형성하고 복수의 막유닛의 연결에 의해 형성되는 막부;
   상기 체결플레이트와 상기 막부를 연결하며 상기 막부의 테두리가 게재되는 상,하플레이트와 상,하플레이트를 고정하는 볼트결합을 포함하는 고정수단;을 포함하고,
   상기 고정수단은 ,
   상기 막부의 테두리가 게재되는 상,하 가스켓과, 상기 상,하 가스켓에 각각 적층되는 상,하 플레이트와, 상기 상,하 플레이트를 고정시키는 볼트결합과, 상기 하플레이트에 체결되며 상기 체결플레이트에 장력조절이 가능하도록 체결되는 장력조절바와, 상기 하플레이트 양단에 구성되며 상기 막부의 테두리에 구성된 와이어가 고정되는 고정슬리브를 포함하고,
   상기 막부의 테두리는 내부에 로프가 게재되어 끝단에 머리가 형성되며, 상기 상가스켓은 일단에 상기 머리와 상플레이트 단부에 게재되도록 절곡부가 형성되고,
   상기 상가스켓 또는 상기 하가스켓은 평판형상의 몸체부와, 상기 몸체부 양 단에 상기 몸체부의 두께보다 직경이 커지며 내부에 중공이 형성되는 테두리부로 구성됨을 특징으로 하는 막 구조물.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 막유닛간 연결부에는 찢김이 전파되는 것을 방지하기 위한 전파방지재가 게재되는 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 막유닛간 연결부에는 섬유사가 직조된 띠형상의 전파방지재가 프라이머에 함침된 상태로 게재되어 상기 막유닛간 연결부의 부착과 동시에 연결부에 전파방지재가 게재되는 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 막부의 특정개소에 전열선을 포함한 절개수단이 장착되며 상기 막부에는 전열선이 장착된 형상으로 절개부가 구성되고, 상기 전열선에 열이 인가됨으로써 절개부가 절개되어 막부에 비상개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 절개부에는 하나 이상의 무게추가 구성됨을 특징으로 하는 막 구조물.

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