1 |
1
연직방향으로 상단 및 하단에 각각 구비되는 기둥캡부재(2a, 2b)와, 연직방향으로 상,하단의 기둥캡부재(2a, 2b)를 연결하면서 연직하중을 지지하는 코어기둥부재(3)와, 연직방향으로 길게 연장된 튜브부재로 이루어져서 상,하단의 기둥캡부재(2a, 2b) 사이에 배치되는 외피부재(4)와, 각각 코어기둥부재(3)를 감싸서 코어기둥부재(3)를 횡방향으로 지지하도록 외피부재(4)의 중공 내부에 배치되는 격자 지지체(1)를 포함하며; 격자 지지체(1)는, 복수개의 격자 유닛 링(10)이 평면상의 원중심에서부터 외피부재(4)의 외면 방향으로 가면서 복수개의 층으로 연속 배치되어 있는 구성을 가지며, 각각의 격자 유닛 링(10)은, 격자 유닛(20)이 원주방향으로 연속되어 형성되어, 음(-)의 포아송비를 가지는데; 격자 유닛(20)은 제1중앙 회전절점(23)에서 제1외측봉(21a)과 제2외측봉(21b)의 일단이 예각을 가지고 서로 회전가능하게 결합되며, 제1, 2외측봉(21a, 21b)보다 짧은 길이를 가지는 제1내측봉(22a)과 제2내측봉(22b)의 일단이 제2중앙 회전절점(24)에서 서로 회전가능하게 결합되고, 제1외측봉(21a)과 제1내측봉(22a)의 타단은 제1외측 회전절점(25)에서 서로 회전가능하게 결합되며, 제2외측봉(21b)과 제2내측봉(22b)의 타단은 제2외측 회전절점(26)에서 서로 회전가능하게 결합되어, 제1,2외측봉(21a, 21b)의 일단이 만나서 향하고 있는 방향과 제1, 2내측봉(22a, 22b)의 일단이 만나서 향하는 방향은 동일한 구성을 가지고 있으며;각각의 격자 유닛 링(10)에서는, 제2중앙 회전절점(24)에서부터 제1중앙 회전절점(23)을 향하는 방향이 원중심을 향하도록, 복수개의 격자 유닛(20)이 원주방향으로 차례로 배치되어 있되, 원주방향으로 이웃하는 격자 유닛은 외측 회전절점을 서로 공유하게 되어, 제1격자 유닛(20a)에 이웃하여 원주방향으로 제2격자 유닛(20b)이 배치될 때, 제1격자 유닛(20a)의 제1외측 회전절점(25)은 이웃하는 제2격자 유닛(20b)의 제2외측 회전절점(26)과 중복되는 형태로 일측 격자 유닛의 제1외측 회전절점은, 원주를 따라 시계방향으로 이웃하게 배치되는 타측 격자 유닛의 제2외측 회전절점에 해당하게 되어서, 원주방향으로 서로 이웃하는 격자 유닛은 하나의 외측 회전절점에서 서로 회전가능하게 연결되어 하나의 폐합된 링 형태의 격자 유닛 링(10)을 이루게 되며; 복수개의 격자 유닛 링(10)은, 원중심에 가까운 제1격자 유닛 링(10a)을 이루는 격자 유닛(201)의 제2중앙 회절절점(24)에, 제1격자 유닛 링(10a) 보다 원주 길이가 더 큰 제2격자 유닛 링(10b)을 이루는 격자 유닛(202)의 제1중앙 회전절점(23)이 서로 회전가능하게 결합되는 형태로, 원중심과 가까운 내측에 위치하는 격자 유닛 링을 이루는 격자 유닛의 제2중앙 회전절점이, 원중심방향으로 이웃하여 외측에 위치하는 격자 유닛 링을 이루는 격자 유닛의 제1중앙 회전절점과 중복되는 구조를 가지면서, 복수개의 격자 유닛 링이 원중심에서부터 외피부재(4)의 외면 방향으로 가면서 복수개의 층을 이루어 연속 배치되어 일체로 연결됨으로써 격자 지지체(1)를 형성하며; 격자 지지체(1)가 코아기둥부재(3)를 감싸도록 설치될 때, 격자 지지체(1)에서 코아기둥부재(3)에 밀착되도록 격자 지지체(1)에서 원중심과 가장 가까이 위치하는 최내측에 위치하는 격자 유닛 링의 격자 유닛에 구비된 제1중앙 회전절점(23)은, 회전이 가능하고 원주방향으로 이동가능한 형태의 롤러-회전 힌지로 이루어져서 코아기둥부재(3)에 밀착 결합되며; 최외측에 위치하는 격자 유닛 링을 이루는 격자 유닛의 제1 및 제2외측 회전절점(25, 26)은, 회전이 가능하고 원주방향으로 이동가능한 형태로 롤러-회전 힌지로 이루어져서 외피부재(4)의 내면에 결합되고; 연직방향으로 연직하중이 작용하여 코아기둥부재(3)가 횡방향으로 변형되면, 격자 지지체(1)에서 코아기둥부재(3)가 횡방향으로 움직이는 쪽에 위치하는 가압부분에서는 횡방향으로의 압축력에 의해 격자 지지체(1)가 가압되면서, 격자 유닛의 제1중앙 회전절점에서 2개의 외측봉 사이에 존재하던 예각이 줄어들게 됨과 동시에 제2중앙 회전절점에서도 2개의 내측봉 사이에 존재하던 예각도 줄어들게 되어, 격자 유닛을 이루는 제1, 2외측봉(21a, 21b)과 제1, 2내측봉(22a, 22b)가 조밀하게 모여서 격자 유닛의 수축이 발생함과 동시에 횡방향 압축력의 작용방향과 직교하는 방향으로도 격자 유닛의 수축이 발생하게 되고, 횡방향 압축력에 대해 저항하게 되는 격자 유닛의 각 봉부재가 횡방향 압축력이 작용하는 방향을 향하도록 배열되면서 단면력이 커지게 됨으로써 코아기둥부재(3)의 횡변위로 인하여 격자 지지체(1)에 가해지는 횡방향 압축력에 저항하며, 격자 지지체(1)에 인장력이 가해지는 부분에서는 인장력이 작용하는 방향뿐만 아니라 인장력이 작용하는 방향과 직교하는 방향 모두에 대해 격자 유닛의 팽창이 일어나게 되면서 코아기둥부재(3)의 횡방향 변형을 억제하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 기둥구조물
|