KR100706087B1

KR100706087B1 - 구조물의 하부 기초물

Info

Publication number: KR100706087B1
Application number: KR1020050062492A
Authority: KR
Inventors: 김경진
Original assignee: 김경진
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-04-12
Also published as: KR20070008752A

Abstract

본 발명은 지진(地震)이나 각종 지반(地盤) 공사로 인해 발생되는 건물이나 교량 등과 같은 구조물이 흔들리는 경우 그 충격을 최소화하여 구조물의 붕괴를 방지할 수 있는 구조를 가지는 구조물의 하부 기초물에 관한 것으로; 중앙부에 수용부가 형성되고 그 수용부의 상방향으로 개구되어 지표면에 고정설치되는 하부구조체와; 상기 하부구조체의 상측에 대응되는 위치인 구조물의 하부판의 하부에 고정설치되되, 중앙부에 수용부가 형성되고 그 수용부의 하방향으로 개구되는 상부구조체와; 상기 하부구조체의 수용부에 안착되는 하부구와 상기 상부구조체의 수용부에 안착되는 상부구가 일체로 연결형성되어 회동가능한 관절체;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 구조물의 하부 기초물을 건물이나 교량과 같은 구조물의 하부에 설치하면 지진이 발생하거나 또는 지반이 흔들리는 경우 관절체(40)가 일정각도 이내로 회동하며 그 충력을 흡수하여 건물이나 교량과 같은 구조물에 직접 전달되는 것을 방지하여 구조물의 붕괴 또는 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

지진, 건물, 교량

Description

구조물의 하부 기초물{ Foundation Structure of construction }

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구조물의 하부 기초물을 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 기초물을 도시한 단면도.

도 3은 도 1의 기초물을 설치한 상태의 건축물을 도시한 도면.

도 4는 도 1의 기초물을 설치한 상태의 교량을 도시한 도면.

도 5a 및 도 5b는 도 1의 기초물이 지진에 의한 모멘트 전달 전후 상태를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조물의 하부 기초물의 사시도.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조물의 하부 기초물의 분해 사시도.

도 8은 도 7의 기초물을 도시한 단면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 지표면 3: 구조물

4: 바닥판 10: 기초물

20: 하부구조체 22: 수용부

30: 상부구조체 32: 수용부

40: 관절체 42: 상부구

44: 하부구 60: 베이스틀

70: 탄성부재

본 발명은 구조물의 하부 기초물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지진(地震)이나 각종 지반(地盤) 공사로 인해 발생되는 건물이나 교량 등과 같은 구조물이 흔들리는 경우 그 충격을 최소화하여 구조물의 붕괴를 방지할 수 있는 구조를 가지는 구조물의 하부 기초물에 관한 것이다.

통상적으로 알려진 바에 의하면 지구(地球)는 중심부에 핵(核)이 있고, 그 외부에 반용융 상태의 맨틀이 존재하며 그 외부에 지각이 존재한다.

특히, 지각은 맨틀에 떠 있는 상태를 유지하며 서서히 위치를 이동하게 되는데, 그 지각은 수개의 판으로 나누어져 있으며, 이들의 이동시에 인접한 판들끼리 부딪치거나 멀어지게 되며 지진이 발생하게 된다. 이때, 상기 판들의 경계와 같이 지진이 자주 발생되는 지역을 지지대라고 하며, 그 대표적인 지진대는 일본열도를 끼고 있는 환태평양 지지대이다.

따라서, 이와 같은 지진대에 위치한 지역의 건축 구조물은 진도 6이상의 강 진이 발생되는 경우 붕괴 우려가 높고, 일단 지진에 견디더라도, 그 여파로 인해 구조물의 벽면에 균열이 생기는 등의 문제점을 가지고 있으며, 실제 거주자는 붕괴우려로 인한 불안감으로 인한 정신적 스트레스가 상당히 큰 문제점도 가지고 있었다.

따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지진이 발생하거나 또는 지반이 흔들리는 경우 그 충력을 흡수하여 건물이나 교량과 같은 구조물에 직접 전달되는 것을 방지하여 구조물의 붕괴 또는 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 구조를 가지는 기초물을 제공하는데 있다.

본 발명은 구조물의 하부 기초물에 관한 것으로; 구조물(3)의 하부판(4)을 지지하며 지표면의 지지되는 기초물(10)에 있어서; 상기 기초물(10)은; 중앙부에 수용부(22)가 형성되고 그 수용부(22)의 상방향으로 개구되어 지표면에 고정설치되는 하부구조체(20)와; 상기 하부구조체(20)의 상측에 대응되는 위치인 상기 하부판(4)의 하부에 고정설치되되, 중앙부에 수용부(32)가 형성되고 그 수용부(32)의 하방향으로 개구되는 상부구조체(30)와; 상기 하부구조체(20)의 수용부(22)에 안착되는 하부구(44)와 상기 상부구조체(30)의 수용부(32)에 안착되는 상부구(42)가 일체로 연결형성되어 회동가능한 관절체(40);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 구조물의 하부 기초물을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구조물의 하부 기초물을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 기초물을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 기초물을 설치한 상태의 건축물을 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 기초물을 설치한 상태의 교량을 도시한 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 도 1의 기초물이 지진에 의한 모멘트 전달 전후 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조물의 하부 기초물의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조물의 하부 기초물의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 기초물을 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면으로서, 본 발명에 따른 구조물의 하부 기초물(10)은 지표면(1)에 일정간격을 유지하며 설치되는 하부구조체(20)와, 그 하부구조체(20)의 상부에 대응되는 위치에 구비되며 구조물(3)의 바닥판(4) 하부에 일체로 고정 설치되는 상부구조체(30)와, 상기 하부구조체(20)와 상부구조체(30)의 사이에 위치하며 일정하게 움직일수 있는 관절체(關節體)(40)로 이루어진다.

상기 상/하부구조체(30,20) 및 관절체(40)는 구조물(3)의 하중을 견디기 위해 철(Fe)로 이루어지며, 더 바람직하게는 강철(鋼鐵)로 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 구조물(3)은 건물이나 교량 등을 포함하는 건축 구조물 모두를 통칭하는 것으로 하며, 상기 기초물(10)은 이와 같은 구조물(3)의 하부를 지탱하는 초석(礎石)의 역할을 수행하게 된다.

이하, 상기 구성요소들을 각각 상세히 설명한다.

먼저, 상기 관절체(40)는 구(救)형상의 상부구(42) 및 하부구(44)가 결합되어 눈사람 형상으로 이루어지는 것으로, 상기 상부구(42)는 하부구(44)에 비해 상대적으로 그 직경이 작게 형성함이 바람직하다.

이와 같은 관절체(40)의 하부구(44)는 일정각도록 회동이 가능하도록 상기 하부구조체(20)에 끼워지게 된다.

이때, 상기 하부구조체(20)는 중앙부에 상기 관절체(40)의 하부구(44)가 안착되어 소정 각도로 회전할 수 있도록 수용부(22)가 형성되고 그 수용부(22)의 상측에는 개구된 형상으로 이루어진다.

물론, 상기 상부구조체(30)는 중앙부에 상기 관절체(40)의 상부구(42)가 안착되어 소정 각도로 회전할 수 있도록 수용부(32)가 형성되고 그 수용부(32)의 하방향으로 개구된 형상으로 이루어지고, 그 수용부(32)의 측면에는 수직하는 방향으로 관통공(34)이 형성된다.

따라서, 상부구조체(30)의 상부면이 구조물(3)의 하부에 위치하는 철재 바닥판(4)에 밀착되어 바닥판(4)에 형성된 관통공(4a)에 볼트와 너트 또는 리벳과 같은 체결수단(50)관통 고정시키게 된다. 이때, 상기 상부구조체(30)는 용접에 의해 바닥판(4)에 일체로 고정시킴도 바람직하다.

한편, 상기 하부구조체(20)는 지표면을 고르게 다진 후 설치하더라도 그 철 (Fe)은 대표적 중금속으로서 비중이 7.86으로 상당히 커서 지반(地盤)의 침하(沈下)현상을 일으킬 수 있다.

따라서, 하부구조체(20)의 하부에는 콘크리트를 양생하여 제조되는 베이스틀(60)을 구비하여 지반의 침하현상을 방지할 수 있게 된다.

물론, 상기 하부구조체(20)를 설치시에 미리 지표면에 콘크리트를 양생하여 베이스틀(60)을 형성한 후 그 상부에 일정한 수용홈(60a)을 형성하고 하부구조체(20)를 고정 설치하여 지반의 침하를 방지함도 바람직하다.

이와 같은 구성을 가지는 기초물(10)은 도 3에 도시한 바와 같이 구조물(3)의 일예인 건물(5)의 하부에 설치되거나, 도 4에 도시한 바와 같이 교량(6)을 지지하는 교각(橋脚)(7)의 하부를 지지하도록 설치된다.

이와 같이 구조물(3)의 하부에 설치되는 기초물(10)은 도 5a와 같이 지진이 발생되지 않는 안정된 상태에서 도 5b에 도시한 바와 같이 지진에 의해 지표면이 흔들리는 경우 건물의 바닥판에 고정되는 하부구조체(20)의 수용부(22)에 안착된 하부구(44)가 일방향으로 회전하면서 움직이게 되고 상부구조체(30)의 수용부(32)에 안착된 상부구(42)는 상대적으로 반대방향으로 일정하게 회전하게 되어 구조물(3)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

물론, 이 경우 상기 구조물(3)은 철골구조물로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 도 6은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면으로서, 구조물(3)의 하부 기초물(10)을 구성하는 하부구조체(20)의 수용부(22)를 제외한 상부면(20a)과 상부 구조체(30)의 하부면(30a)의 사이에 판스프링이나 코일스프링으로 이루어지는 탄성부재(70)를 구비하여 지진이 일어나지 않는 평상시에는 관절체(40)가 직립(直立)하게 세워진 상태를 유지하며, 지진이 발생되는 경우에는 완충(buffer)역할을 수행하여 충격을 흡수하고 지진이 멈춘 경우에는 그 형상복원력에 의해 다시 직립상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면으로서, 구조물(3)의 하부 기초물(10)을 구성하는 하부구조체(20)와 상부구조체(30)를 각각 2개의 좌우구조물로 분할하여 구성하게 된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 하부구조체(20)는 수용부(22)를 좌/우로 분할하여 좌/우측수용홈(22a,22b)을 가지는 좌/우분할 하부체(26,27)로 각각 형성하고, 그 좌/우측수용홈(22a,22b)의 사이에 관절체(40)의 하부구(44)가 안착시에 이탈되는 것을 방지하기 위해 하부구(44)의 체적(體積)의 과반이상이 수용될 수 있도록 하고 그 상부는 관절체(40)의 하부구(44)가 수용부(22)내에서 회전시에 일정각도 이상 회전할 수 있도록 확장 개구시키게 된다.

이와 같은 좌/우분할 하부체(26,27)의 양측에는 각각 다수의 대응되는 결합공(28a,28b)이 관통되게 형성되어 볼트와 너트 또는 리벳과 같은 체결수단(29)으로 고정되어 수용부(22)를 형성하게 된다.

그리고, 상기 상부구조체(30) 역시 수용부(32)를 좌/우로 분할하여 좌/우측수용홈(32a,32b)을 가지는 좌/우분할 상부체(36,37)로 각각 형성하고, 그 좌/우측 수용홈(32a,32b)에 관절체(40)의 상부구(42)가 안착시에 이탈되는 것을 방지하기 위해 상부구(42)의 체적의 과반 이상이 수용될 수 있도록 하고 그 하부는 관절체(40)의 상부구(42)가 수용부(32) 내에서 회전시에 일정각도 이상 회전할 수 있도록 확장되도록 개구시키게 된다.

아울러, 좌/우 분할 상부체(36,37)의 양측에는 각각 다수의 대응되는 결합공(38a,38b)이 관통되게 형성되어 볼트와 너트 또는 리벳과 같은 체결수단(39)으로 고정되어 수용부(32)를 형성하게 된다.

이와 같이 구성함으로서 관절체(40)의 상부구(42) 및 하부구(44)가 각각 하부구조체(20)의 수용부(22)와 상부구조체(30)의 수용부(32)에 결합되어 일정강도 이상의 강진(强震)이 발생하더라도 관절체(40)와 하부구조체(20) 및 상부구조체(30)가 서로 이탈 분리됨이 없이 지지될 수 있게 된다.

물론 이 경우에도 도면으로 도시하지는 아니하였으나 상기 제2실시예에서 도시한 바와 같은 탄성부재(70)가 하부구조체(20)의 상부면 및 상부구조체(30)의 하부면에 탄성을 주도록 구비됨은 상술한 제2실시예에서와 동일하게 적용된다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 구조물의 하부 기초물을 건물이나 교량과 같은 구조물의 하부에 설치하면 지진이 발생하거나 또는 지반이 흔들리는 경우 관절체(40)가 일정각도 이내로 회동하며 그 충력을 흡수하여 건물이나 교량과 같은 구조물에 직접 전달되는 것을 방지하여 구조물의 붕괴 또는 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 건물의 거주자나 교량의 이용자에게 구조물의 안정성에 대한 신뢰성을 심어줄 수 있는 효과가 있다.

Claims

구조물(3)의 하부판(4)을 지지하며 지표면의 지지되는 기초물(10)에 있어서;

상기 기초물(10)은;

중앙부에 수용부(22)가 형성되고 그 수용부(22)의 상방향으로 개구되어 지표면에 고정설치되는 하부구조체(20)와;

상기 하부구조체(20)의 상측에 대응되는 위치인 상기 하부판(4)의 하부에 고정설치되되, 중앙부에 수용부(32)가 형성되고 그 수용부(32)의 하방향으로 개구되는 상부구조체(30)와;

상기 하부구조체(20)의 수용부(22)에 안착되는 하부구(44)와 상기 상부구조체(30)의 수용부(32)에 안착되는 상부구(42)가 일체로 연결형성되어 회동가능한 관절체(40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조물의 하부 기초물.
제 1항에 있어서,

상기 관절체(40)와, 하부구조체(20) 및 상부구조체(30)는 강철로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조물의 하부 기초물.
제 1항에 있어서,

상기 하부구조체(20)는 그 하부가 고정되어 지반의 침하현상을 방지하도록 콘크리트를 양생하여 제조되는 베이스틀(60)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 구 조물의 하부 기초물.
제 1항에 있어서,

상기 하부구조체(20)의 상부면(20a)과 상부구조체(30)의 하부면(30a) 사이에는 평상시에는 관절체(40)가 직립하게 세워진 상태를 유지하며 지진이 발생된 후그 형상복원력에 의해 다시 직립상태를 유지하도록 탄성부재(70)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 구조물의 하부 기초물.
제 1항에 있어서,

상기 하부구조체(20)는 상기 수용부(22)를 좌/우로 분할하여 좌/우측수용홈(22a,22b)을 가지는 좌/우분할 하부체(26,27)로 각각 형성하되 그 좌/우측수용홈(22a,22b)을 상기 관절체(40)의 하부구(44)가 안착시에 이탈되는 것을 방지하기 위해 하부구(44)의 체적(體積)의 과반이상이 수용될 수 있도록 형성하고 그 좌/우측수용홈(22a,22b)의 상부에는 관절체(40)의 하부구(44)가 수용부(22) 내에서 회전시에 일정각도 이상 회전할 수 있도록 확장되도록 개구시키고 상기 좌/우분할 하부체(26,27)의 양측에는 각각 다수의 대응되는 결합공(28a,28b)이 관통되게 형성되어 체결수단(29)으로 결합 고정되고,

상기 상부구조체(30)는 상기 수용부(32)를 좌/우로 분할하여 좌/우측수용홈(32a,32b)을 가지는 좌/우분할 상부체(36,37)로 각각 형성하고, 그 좌/우측수용홈(32a,32b)에 관절체(40)의 상부구(42)가 안착시에 이탈되는 것을 방지하기 위해 상 부구(42)의 체적의 과반 이상이 수용될 수 있도록 형성하고 그 좌/우측수용홈(32a,32b)의 상부에는 관절체(40)의 상부구(42)가 수용부(32) 내에서 회전시에 일정각도 이상 회전할 수 있도록 확장되도록 개구시키고 상기 좌/우분할 상부체(36,37)의 양측에는 각각 다수의 대응되는 결합공(38a,38b)이 관통되게 형성되어 체결수단(39)으로 결합 고정되는 것을 특징으로 하는 구조물의 하부 기초물.