KR100650819B1 - 복합재를 이용한 지진격리받침 - Google Patents

복합재를 이용한 지진격리받침 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합재를 이용한 지진격리받침에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상부판의 하면에는 오목 구면, 하부판의 상면에는 상부판 하면의 오목 구면보다 작은 곡률반경의 오목 구면, 중간판 상면 및 하면은 각각 상부판 하면의 오목 구면 및 하부판 상면의 오목 구면과 동일한 곡률반경의 볼록 구면으로 형성되어 각각 해당 오목 구면과 밀접되어지되, 밀접되는 면 사이에는 각각 PTFE 저장홈과 코팅면이 형성되어 이동 및 회전시 마모예방 및 감쇠력발생을 특징으로 하여, 교량받침으로서 상시에 요구되는 필수기능인 회전 및 이동기능을 갖고 있을 뿐만 아니라 특히 기존의 강재를 이용한 미끄럼형 지진격리받침을 개량하고 복합재의 방향에 따른 강도차이를 보완하고 가공의 용이성 및 경량성 등을 충분히 활용함으로써, 지진시에 요구되는 복원강성과 감쇠력을 충분히 제공하고, 내구성 및 경량에 따른 사용성 향상으로 보급을 확대하고, 나아가 내진성능 향상에 따른 구조물 주요부재의 단면 축소 등을 통한 공사비용 절감 및 우수한 지진격리 효과로 인하여 구조물과 기계장비의 내구연한을 증대할 수 있는 효과를 갖는다.
복합재, 교량받침, 지진격리받침

Description

복합재를 이용한 지진격리받침{Seismic isolation bearing using advanced composite materials}
도 1은 본 발명인 복합재를 이용한 지진격리받침을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명인 복합재를 이용한 지진격리받침의 이동현상을 도시한 개념도,
도 3은 본 발명인 복합재를 이용한 지진격리받침의 회전현상을 도시한 개념도,
도 4는 종래 기술에 따른 교량받침 중 스페리컬 받침의 구조를 나타내는 단면도,
도 5는 종래 미끄럼받침 계열의 지진격리받침으로서 사용되고 있는 FPS(Friction Pendulum System)를 나타내는 단면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1, 1a, 1b : 상부판 2 : 중간판
3 : 하부판 4 : 전단보강 링
5 : 과다변위 방지링 6 : 볼트
7 : 튜브 8 : 전단홈
10, 10a, 10b, 10c : PTFE 저장홈 11, 11a, 11b, 11c : PTFE 코팅면
101 : 상부판(종래 스페리컬 받침) 102 : 중간판(종래 스페리컬 받침)
103 : 하부판(종래 스페리컬 받침)
111, 111a : 윤활유 저장홈(종래 스페리컬 받침)
112, 112a : 스테인레스판(종래 스페리컬 받침)
201 : 상부판(종래 FPS) 202 : 중간봉(종래 FPS)
203 : 하부판(종래 FPS) 204 : 회전 미끄럼체(종래 FPS)
210, 210a : 미끄럼면(종래 FPS) 211 : 스테인레스판(종래 FPS)
본 발명은 구조물 또는 장비 등의 지진피해를 감소시키기 위한 지진격리받침에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량받침으로서 상시에 요구되는 필수기능인 회전 및 이동기능을 갖고 있을 뿐만 아니라 특히 기존의 강재를 이용한 미끄럼형 지진격리받침을 개량하고 복합재의 방향에 따른 강도차이를 보완하고 가공의 용이성 및 경량성 등을 충분히 활용함으로써, 지진시에 요구되는 복원강성과 감쇠력을 충분히 제공하고, 내구성 및 경량에 따른 사용성 향상으로 보급을 확대하고, 나아가 내진성능 향상에 따른 구조물 주요부재의 단면 축소 등을 통한 공사비용 절감 및 우수한 지진격리 효과로 인하여 구조물과 기계장비의 내구연한을 증대시킬 수 있는 복합재료를 이용한 지진격리용 받침에 관한 것이다. 그리고 교량이외의 건축물이나 기계장비의 지진격리받침으로도 활용할 수 있다.
최근들어 재료산업의 발달로 기계적 강도와 내열성이 우수한 복합재료가 상당수 개발되어 왔으며, 이러한 복합재료는 금속에 비해 월등히 가볍고, 내구성이 우수할 뿐만 아니라 기계적 가공성이 우수하기 때문에 항공산업 등에서는 널리 사용되고 있으며, 건설자재로서도 사용이 증가하고 있는 추세이다.
또한, 재료의 효율적인 조합에 의하여 높은 무게비 강도 및 강성 뿐만 아니라, 여러 가지 우수한 재료특성을 가질 수 있는 복합재료는 그 특성을 효과적으로 활용함으로써 기존재료를 대체할 뿐만 아니라, 더 나아가서 기술혁신에 큰 역할을 하고 있다. 나아가, 복합재료는 성능과 생산성이 우수한 장점이 있기 때문에, 설계의 유연성으로 인하여 새로운 설계개념을 실현시킬 수 있는 유일한 재료가 되기도 한다.
상기한 바와 같은 특성 및 효과를 갖는 복합재료는 성분이나 형태가 다른 두 종류 이상의 소재가 거시적으로 조합되어 유효한 기능을 갖는 재료로서, 두 종류 이상의 재료가 미시적으로 조합되어 거시적으로 균질성을 갖는 합금들은 복합재료라 하지 않는다.
복합재료의 구성요소로는 섬유, 입자, 층, 모재 등이 있으며, 상기한 요소들로 구성되는 복합재료는 일반적으로 층상 복합재료, 입자강화 복합재료, 섬유강화 복합재료 등으로 구분할 수 있다. 본 발명에서 사용하고자 하는 복합재료는 섬유 강화 복합재료에 속한다.
복합재료의 원재료는 보강섬유와 기지재료로 나뉘어지며, 보강섬유가 하중을 견디기 위해서는 이들 각각의 섬유를 제자리에 고정시켜 구조형상을 이루어야 하므로 기지재료가 필수적이다. 그러나 복합재료는 보강섬유와 기지재료의 거시적 조합에 의해 이루어지므로 보강섬유의 배열위치에 따라 방향에 따른 강도의 차이가 큰 단점이 있다. 따라서, 전단하중일 때에는 주로 기지재료가 하중을 지탱하므로, 기지재료의 기계적 성질에 따라 파괴진행 형태에 큰 영향을 미친다.
교량받침이란 사하중 및 활하중과 같은 수직하중에 대한 하중지지기능, 교량상판의 온도신축기능 및 건조수축/크리이프 등과 같은 수평방향 변위에 대한 미끄러짐(이동) 기능, 차량하중 등에 의한 교량상판의 회전을 수용할 수 있는 회전(굴림) 기능을 가짐으로써, 상부구조의 변위에 의한 응력이 교대 및 교각에 과도하게 전달되지 않도록 교량상판과 교대 혹은 교각의 접점에 위치하는 교량구조물에 있어서 중요한 부재의 일종이다.
교량의 형태와 구조물의 재질 변화, 구조조건의 발전에 따라 이에 대응한 교량받침이 개량되어 사용되고 있으며, 교량받침 기능은 지지, 회전, 이동 등의 기능을 가지며 고정형과 가동형으로 나눌 수 있고, 교량받침의 재질에 따라 강재받침과 탄성받침(고무받침)으로도 나뉠 수 있다.
상기한 강재받침으로서 현재 널리 사용되고 있는 받침은 포트받침, 스페리컬 받침, 고력황동 받침 등이 있으며, 받침의 주요 재질은 강재이며 미끄러짐 기능과 회전기능 등을 위해서 고체윤활제인 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌, 이하 같다)와 고무가 일부 사용되기도 한다.
이하, 종래기술 및 그 문제점을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 종래 기술에 따른 교량받침 중 스페리컬 받침의 구조를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이 스페리컬 받침을 크게 보면 주요 구성부재로서 상부판(101), 중간판(102) 및 하부판(103)으로 이루어져 있다.
교량받침으로서의 필수기능인 이동은 상부판(101)의 하면에 부착된 스테인레스판(112)과 중간판(102)의 상부에 삽입된 평면의 PTFE판(110)간 접촉면의 미끄러짐으로 발생하며, 회전은 중간판(102)의 하면에 삽입된 구면의 PTFE판(110a)과 하부판(103)의 상부에 부착된 구면의 스테인레스판(112a)간의 미끄러짐으로 발생된다.
상기 이동 및 회전시에, PTFE판(110, 110a)과 스테인레스판(112, 112a)간의 마찰력을 줄이기 위해서 PTFE판(110, 110a)에 윤활유 저장홈(111, 111a)을 각각 형성하여 두어 윤활유를 사용하고 있다.
그러나, 이때 사용되는 윤활유는 시간이 경과함에 따라 변성되고, 누출되어 수년경과 후에는 마찰계수가 크게 증가하게 되어 성능저하를 촉진한다. 또한, 상기와 같은 구조로서 작동하는 스페리컬 받침은 지진시 복원력과 감쇠력을 제공할 수 없기 때문에 지진격리받침이 아닌 일반적인 교량받침으로서 사용되고 있을 뿐, 지진 대비용 즉, 지진격리받침으로는 사용되고 있지 못하고 있는 실정이다.
그렇다면 이하에서는 종래 지진격리받침 및 그 문제점을 첨부된 도면을 참조 하여 설명한다.
여러 구조물 중에 특히 교량은 지진에 매우 취약한 구조물로 지진시 교대, 교각, 기초구조에 손상이 발생하거나 상부구조가 그 지지부로부터 이탈하여 전체붕괴가 초래되기도 한다. 대부분의 교량은 지진시 고정단 받침에 지진력이 집중하기 때문에 받침의 파괴, 상판의 이탈, 이에 따른 상판의 붕괴 등이 초래되어 막대한 인명피해 및 재산상의 피해가 발생할 수 있다.
최근 국내 도로교의 내진설계규정이 강화되면서 국내 교량의 내진성능을 향상시키기 위한 장치의 필요성이 증대되고 있는 반면, 국내의 많은 교량은 내진설계규정이 신설되기 이전에 설계된 관계로 상당수의 교량이 설계지진력에 대한 내진성능을 확보하지 못하고 있다. 그러나 교량의 내진성능보강에는 적지 않은 비용이 소요되기 때문에 현재 내진성능향상을 위한 기존교량의 보강이 활성화되고 있지 못한 실정이다.
지진격리받침은 교량의 내진보강장치로서 현재 사용되고 있으며, 기존 교량받침의 기능인 변위와 회전을 수용할 뿐만 아니라 지진시 유연한 변위 발생능력과 감쇠력을 제공함으로써 지진력을 감소시켜 지진으로부터 교량을 보호하기 때문에 사용이 증가하고 있다. 이러한 지진격리받침은 기존의 교량받침을 개량한 것으로서 고무받침(Rubber Bearing), 납면진받침(Lead Rubber Bearing), 고감쇠 고무받침(High Damping Rubber Bearing) 등의 탄성받침 계열과 FPS(Friction Pendulum System) 등의 미끄럼받침 계열로 나뉜다.
상기한 탄성받침 계열의 주요재질은 고무이며 수직강성을 보강하고 고무의 순수전단변형을 유도하기 위하여 고무 내부에 강판을 적층구조로 삽입하여 사용하고 있다. 그러나, 교량의 자중이 과대한 다경간 연속 P.S.C. 박스 거더교 등에는 교량받침의 설치면적이 한정된 교각의 코핑부 또는 교대부에 상부하중지지 능력이 상대적으로 작은 탄성받침 계열의 지진격리받침을 설치하기가 어려운 경우가 있다.
또한, 장경간 교량의 교대부에는 상시변위가 크기 때문에 상시변위의 최대 전단변형율이 총 고무높이의 50 % 내지는 70 % 이내로 제한되는 탄성받침 계열은 비교적 높은 받침높이로 인하여 설치가 곤란한 경우가 많다.
도 5는 종래 미끄럼받침 계열의 지진격리받침으로서 사용되고 있는 FPS를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이 FPS(Friction Pendulum System)는 상부판(201)의 하면 중앙에 부착된 중간봉(202) 하부의 오목 구면과 하부판(203) 상면의 오목 구면의 스테인레스판(211) 사이에 삽입된 회전 미끄럼체(204)로 구성되어 있으며, 회전 미끄럼체(204)와 스테인레스판(211)간의 미끄러짐에 의해 이동할 수 있다.
이때, 스테인레스판(211)이 오목 구면이기 때문에, 회전 미끄럼체(204)가 스테인레스판(211)의 중앙부에서 수평 이동하면 수직 이동도 동시에 발생하여 상부판(201) 위에 설치된 구조물의 위치에너지가 증가하게 된다. 이러한 위치에너지는 복원력으로서 작용하게 되고, 회전 미끄럼체(204)와 스테인레스판(211)간에 미끄러짐 발생시 마찰감쇠가 발생하기 때문에 지진격리장치로서 사용되고 있다.
그러나 상기와 같은 미끄럼받침 계열의 지진격리받침인 FPS는 탄성받침 계열에 비해 상부하중의 지지능력이 크고 받침의 높이가 낮기 때문에 적용범위가 넓은 장점이 있는 반면, 강재로 이루어진 미끄럼 접촉면을 상당히 매끄러운 높은 조도의 구면(Spherical Surface)으로 가공하여야 하기 때문에 가공이 어렵고, 장기 사용시 강재의 부식에 따라 마찰계수가 증가하고 좁은 지지면에 작용하는 높은 지압응력으로 인하여 마찰재의 마모가 심화되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 지진시에 요구되는 복원강성과 감쇠력을 충분히 제공하고, 내구성 및 경량에 따른 사용성 향상으로 보급을 확대하고, 나아가 내진성능 향상에 따른 구조물 주요부재의 단면 축소 등을 통한 공사비용 절감 및 우수한 지진격리 효과로 인하여 구조물과 기계장비의 내구연한을 증대시킬 수 있는 복합재를 이용한 지진격리받침을 제공하는 데에 있다. 또한, 교량 이외의 건축물이나 기계장비의 지진격리받침으로도 활용하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부판(1), 하부판(3) 및 중간판(2)을 포함하여 이루어지는 지진격리받침에 있어서, 상기 상부판(1)의 하면에는 오목 구면이 형성되어 있고, 또한 상부판 하면의 오목구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11)이 부착형성되어 있고, 상기 상부판 하면의 오목구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10)이 일정간격으로 다수 형성되어 있으며, 상기 하부판(3)의 상면에는 상기 상부판(1) 하면의 오목 구면보다 작은 곡률반경을 갖는 오목 구면이 형성되어 있고, 또한 하부판 상면의 오목구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11c)이 부착형성되어 있고, 상기 하부판 상면의 오목구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11c) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10c)이 일정간격으로 다수 형성되어 있으며, 상기 중간판(2)의 상면은 상기 상부판(1) 하면의 오목 구면과 동일한 곡률반경을 갖는 볼록 구면으로 형성되어 있고, 또한 중간판 상면의 볼록구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11a)이 부착형성되어 있고, 상기 중간판 상면의 볼록구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11a) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10a)이 일정간격으로 다수 형성되어 있음으로서 상기 상부판 하면과 밀접되어지고, 상기 중간판(2)의 하면은 상기 하부판(3) 상면의 오목 구면과 동일한 곡률반경을 갖는 볼록 구면으로 형성되어 있고, 또한 중간판 하면의 볼록구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11b)이 부착형성되어 있고, 상기 중간판 하면의 볼록구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11b) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10b)이 일정간격으로 다수 형성되어 있음으로서 상기 하부판 상면과 밀접되어짐으로서, 이동 및 회전시 마모를 예방하고 감쇠력을 발생시키도록 함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 지진격리받침을 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 보면 오목 구면의 바닥면을 갖는 상부판(1)과 상면 중앙에 오목 구면을 갖는 하부판(3) 및 상기 상부판과 하부판사이에 삽입되는 중간판(2)을 포함하여 이루어진다. 상기 상부판, 하부판 및 중간판은 복합재질로 이루어진다.
상기 복합재질의 상부판(1) 하면에는 오목 구면이 형성되어 있고, 복합재질의 하부판(3) 상면에는 상기 상부판(1) 하면의 오목 구면보다 작은 곡률반경을 갖는 오목 구면이 형성되어 있다. 그리고 복합재질의 중간판(2) 상면과 하면은 각각 상기 상부판(1) 하면과 하부판(3)의 상면의 오목 구면과 동일한 곡률반경을 갖는 볼록 구면으로 각각 형성되어 있고, 상기 중간판 상면과 하면의 볼록구면은 각각 상부판(1) 하면의 오목구면 및 하부판(3) 상면의 오목 구면과 밀접된다.
또한, 상기 밀접되는 상부판(1)과 하부판(2)의 오목 구면과 중간판(3) 상하면의 볼록 구면에는 각각 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)이 저장되는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10, 10a, 10b, 10c)과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11, 11a, 11b, 11c)이 형성되어 있다. 상기 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10, 10a, 10b, 10c)과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11, 11a, 11b, 11c)은 마찰면의 미끄럼발생시 복합재료의 마모를 예방하고, 지진시 적당한 감쇠력을 발생하도록 하는 작용을 한다. 환언하면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)은 윤활제로서의 역할을 한다.
한편, 상부판(1) 하면의 오목 구면 가장자리에는 과다변위 방지링(5)이 볼트(6)로 체결되어 중간판(2)이 과다변위되어 상부판(1)의 오목 구면을 벗어남을 방지하여, 결과적으로 낙교방지기능을 수행하도록 한다.
또한, 상부판(1)과 과다변위 방지링(5)간에는 전단홈(8)이 형성되어 전단하중에 대한 저항력을 증대시키도록 한다. 그리고, 상기 과다변위 방지링(5)의 측면에는 신축성이 있는 고무 또는 폴리우레탄 재질의 튜브(7)를 두어, 우수 및 먼지 등의 침투를 방지하여 마찰면이 청결하도록 유지시킨다.
나아가, 본 발명에 의한 지진격리받침의 주요 부재인 상부판(1), 중간판(2), 하부판(3) 중에 전단력에 취약한 부재는 중간판(2)으로서, 중간판(2) 측면에 부식에 강하고 강도가 큰 스테인레스 재질의 전단보강 링(4)을 두어 중간판(2)의 강도를 증대시킴으로써 복합재료의 단점을 보완한다.
상기와 같은 구조와 작용을 통하여 본 발명에 의한 지진격리장치는 상시에는 이동과 회전기능을 갖춘 교량받침으로서 기능을 수행하고, 지진시에는 복원력과 감 쇠력을 갖춘 지진격리장치로서의 기능을 수행한다.
이하, 본 발명에 의한 지진격리장치의 이동 및 회전 작용에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 지진격리받침의 이동현상을 도시한 개념도로서, 도시된 바와 같이, 상부판(1)과 중간판(2) 간의 미끄러짐을 통해 상부판(1a)과 중간판(2)에 상대변위가 발생할 수 있다.
이때, 이동된 상부판(1a)과 중간판(2)의 접촉 구면이 밀착된 상태로 유지되기 위해서는 중간판(2)과 하부판(3) 간에도 미끄러짐이 발생하여 중간판(2)이 회전하게 된다. 따라서, 상부판(1)과 중간판(2) 및 하부판(3) 간의 접촉면에서 발생하는 미끄러짐을 통하여 상부판(1)은 원활히 수평방향으로 이동할 수 있다.
상부판(1)이 수평방향으로 이동하게 되면 도 2에 도시된 바와 같이 수직방향으로도 상승하게 되어 상부판(1) 위에 설치된 구조물의 질량과 상승된 높이에 비례하는 위치에너지가 증가하게 된다. 이렇게 증가된 위치에너지는 상부판(1a)과 중간판(2)의 미끄러짐을 통해 운동에너지로 변하려고 하기 때문에, 지진격리장치로서 필수적인 복원력을 제공하게 된다. 따라서 상부판(1)의 오목 구면은 설치될 구조물의 복원주기로 산정한 곡률반경을 갖도록 설계 및 제작하여 지진시 복원력을 충분히 제공하도록 한다.
도 3은 본 발명에 의한 지진격리받침의 회전현상을 도시한 개념도로서, 도시된 바와 같이 중간판(2)과 하부판(3)간 접촉 구면의 미끄러짐에 의해 상부판(1)이 용이하게 회전할 수 있다.
이때 하부판(3) 오목 구면의 회전반경이 상부판(1) 오목 구면에 비하여 크면 상부판의 수평이동시에 중간판(2)이 하부판(3)의 오목 구면을 이탈하게 되므로, 도시된 바와 같이 하부판(3) 오목 구면의 회전반경은 상부판(1) 오목 구면의 회전반경에 비하여 충분히 작도록 한다.
지진시에는 상하진동을 일으키는 지진파와 좌우진동을 일으키는 지진파가 약간의 시간차가 있으나 함께 오는 것이 일반적이므로 실제 지진시에는 상기 이동 현상과 회전 현상이 동시에 작동하게 되는 것이 일반적이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 교량 상판의 밑면에 설치됨으로써 상시에는 이동과 회전이 가능한 교량받침으로서의 기능을 수행하고, 지진시에는 복원력과 감쇠력을 갖춘 지진격리장치로서의 우수한 내진성능을 발휘하여 지진으로부터 교량을 보호할 수 있다. 그리고 교량 이외의 건축물이나 기계장비의 지진격리받침으로 활용하여 지진시 경제적 손실 뿐만 아니라 인명피해를 최소화하는데 기여할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 의한 지진격리장치는 복합재의 방향에 따른 강도의 차이가 큰 단점을 보완하고 가공의 용이성 및 경량인 장점 등을 충분히 활용하여 기존의 강재를 이용한 미끄럼형 지진격리받침을 개량된 구조로 제작함으로써, 우수한 지진격리성능과 내구성 및 경량에 따른 사용성 향상으로 보급을 확대하여 지진시 사회혼란 및 인명피해를 줄이는데 기여할 수 있다.
나아가, 내진성능 향상에 따른 구조물 주요부재의 단면 축소 등을 통한 공사비용 절감 뿐만 아니라, 우수한 지진격리 효과로 인하여 구조물과 기계장비의 내구한을 증대시키므로 그 경제적 효과가 크다고 할 수 있다.
또한, 교량 이외의 건축물이나 기계장비의 지진격리받침으로도 활용할 수 있다.
즉, 복합재의 단점을 보완하고 장점을 충분히 활용하여 기존의 강재를 이용한 미끄럼형 지진격리받침을 개량된 구조로 제작함으로써, 상시에 교량받침으로서의 역할 뿐만 아니라 우수한 지진격리성능과 내구성 및 경량에 따른 사용성 향상으로 보급을 확대하여 지진시 사회혼란 및 경제적 손실을 줄이고자 하였다.

Claims (4)

  1. 상부판(1), 하부판(3) 및 중간판(2)을 포함하여 이루어지는 지진격리받침에 있어서,
    상기 상부판(1)의 하면에는 오목 구면이 형성되어 있고, 또한 상부판 하면의 오목구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11)이 부착형성되어 있고, 상기 상부판 하면의 오목구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10)이 일정간격으로 다수 형성되어 있으며,
    상기 하부판(3)의 상면에는 상기 상부판(1) 하면의 오목 구면보다 작은 곡률반경을 갖는 오목 구면이 형성되어 있고, 또한 하부판 상면의 오목구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11c)이 부착형성되어 있고, 상기 하부판 상면의 오목구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11c) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10c)이 일정간격으로 다수 형성되어 있으며,
    상기 중간판(2)의 상면은 상기 상부판(1) 하면의 오목 구면과 동일한 곡률반경을 갖는 볼록 구면으로 형성되어 있고, 또한 중간판 상면의 볼록구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11a)이 부착형성되어 있고, 상기 중간판 상면의 볼록구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11a) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10a)이 일정간격으로 다수 형성되어 있음으로서 상기 상부판 하면과 밀접되어지고,
    상기 중간판(2)의 하면은 상기 하부판(3) 상면의 오목 구면과 동일한 곡률반경을 갖는 볼록 구면으로 형성되어 있고, 또한 중간판 하면의 볼록구면에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11b)이 부착형성되어 있고, 상기 중간판 하면의 볼록구면과 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 코팅면(11b) 사이에는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 저장홈(10b)이 일정간격으로 다수 형성되어 있음으로서 상기 하부판 상면과 밀접되어짐으로서, 이동 및 회전시 마모를 예방하고 감쇠력을 발생시키도록 함을 특징으로 하는 복합재를 이용한 지진격리받침.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중간판이 상부판 하면의 오목 구면을 벗어남을 방지하도록 상기 상부판(1)의 오목 구면 가장자리에는 과다변위 방지링(5)이 설치되어짐을 특징으로 하는 복합재를 이용한 지진격리받침.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중간판(2) 측면에는 그 강도를 보강하고자 전단보강 링(4)이 설치됨을 특징으로 하는 복합재를 이용한 지진격리받침.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 과다변위 방지링(5)의 측면에는 우수 및 먼지 등의 침투를 방지하여 일정한 마찰계수를 유지하도록 고무 또는 폴리우레탄 재질의 튜브(7)를 설치함을 특징으로 하는 복합재를 이용한 지진격리받침.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100991349B1 (ko) * 2010-03-05 2010-11-02 김동민 라멘 교량 구조의 제조방법
WO2010131836A2 (ko) * 2009-05-15 2010-11-18 주식회사 엔타이어세이프 원추형 홈이 구비된 볼베어링 면진장치
KR101030750B1 (ko) 2010-08-13 2011-04-26 안창모 지진 격리 장치
CN106351119A (zh) * 2016-11-21 2017-01-25 济南大学 双滑移曲面支座
US9926972B2 (en) 2015-10-16 2018-03-27 Roller Bearing Company Of America, Inc. Spheroidial joint for column support in a tuned mass damper system
KR20200009813A (ko) * 2018-07-20 2020-01-30 주식회사 학성전기 배전반

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101144290B1 (ko) * 2011-05-06 2012-05-11 김성원 구조물의 포트 받침
CN102337725A (zh) * 2011-08-09 2012-02-01 成都市新筑路桥机械股份有限公司 一种摩擦摆式减隔震支座
KR101256829B1 (ko) 2012-06-21 2013-04-23 (주)알티에스 스페리컬 베어링 및 이를 위한 플라스틱 구면블록
CN108643032B (zh) * 2018-03-29 2019-05-10 江南大学 一种抗震桥梁支座
CN108677692A (zh) * 2018-04-09 2018-10-19 衡水通途工程制品有限公司 一种双球面防抬梁减震支座
CN108277739B (zh) * 2018-04-20 2023-09-12 镇江市建成电器有限公司 一种抗震安全型球形桥架支座
KR102219371B1 (ko) * 2018-04-20 2021-02-24 강대언 제진 댐퍼 및 제진 댐퍼 시스템
KR101940454B1 (ko) * 2018-07-02 2019-01-18 주식회사 브리텍 지진 격리용 면진받침
CN109235249B (zh) * 2018-11-14 2024-03-08 中铁二院工程集团有限责任公司 一种带耗能构件的球形钢支座
CN109518596A (zh) * 2018-12-26 2019-03-26 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种减震耗能球型支座
CN109736187B (zh) * 2019-02-12 2024-04-05 尚德科技(安徽)有限公司 一种倒置式钢桁梁球型支座
KR102239024B1 (ko) 2019-10-02 2021-04-13 한국전력공사 내진을 위한 슬라이딩 진자 받침
CN111119037B (zh) * 2020-01-17 2024-07-05 南昌大学 一种可复位滑动摩擦隔减震支座
CN114319601B (zh) * 2021-12-21 2023-03-10 东南大学 一种水平双向力学参数可调的分离式摩擦支座
CN116720239B (zh) * 2023-05-05 2024-02-27 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 一种各向异性摩擦摆减隔震支座设计方法及系统

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010131836A2 (ko) * 2009-05-15 2010-11-18 주식회사 엔타이어세이프 원추형 홈이 구비된 볼베어링 면진장치
WO2010131836A3 (ko) * 2009-05-15 2011-01-06 주식회사 엔타이어세이프 원추형 홈이 구비된 볼베어링 면진장치
KR100991349B1 (ko) * 2010-03-05 2010-11-02 김동민 라멘 교량 구조의 제조방법
KR101030750B1 (ko) 2010-08-13 2011-04-26 안창모 지진 격리 장치
US9926972B2 (en) 2015-10-16 2018-03-27 Roller Bearing Company Of America, Inc. Spheroidial joint for column support in a tuned mass damper system
CN106351119A (zh) * 2016-11-21 2017-01-25 济南大学 双滑移曲面支座
KR20200009813A (ko) * 2018-07-20 2020-01-30 주식회사 학성전기 배전반
KR102105205B1 (ko) * 2018-07-20 2020-04-28 주식회사 학성전기 배전반

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