KR100987811B1 - 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치에 관한 것으로, 에너지 흡수재로 이용할 수 있지만 서로 다른 강성을 갖는 이종(異種)의 납과 주석을 혼용함으로써 설계조건에 따라 항복강도 및 에너지 흡수능력을 보다 정밀하고 용이하게 조절할 수 있고, 과도한 납의 사용으로 인한 환경문제를 해소할 수 있는 것이다.
이를 위한 본 발명은, 복수의 고무와 금속이 상하방향으로 교대로 적층되어 이루어진 탄성체와, 구조물과의 결합을 위해 탄성체의 상부와 하부에 각각 설치된 플랜지와, 탄성체를 상하방향으로 관통하여 심어져서 진동에너지를 흡수하는 납 재질의 제1코어와, 제1코어와 함께 탄성체를 상하방향으로 관통하여 심어져서 진동에너지를 흡수하되, 납에 비해 더 높은 감쇠능력과 항복응력을 갖는 주석을 재질로 하여 이루어진 제2코어를 포함하여 구성된다.
면진장치, 납, 주석

Description

납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치{HYBRID RUBBER BEARING USING LEAD AND TIN}
본 발명은 면진장치에 관한 것으로, 특히 에너지 흡수재로 이용할 수 있지만 서로 다른 강성을 갖는 이종(異種)의 납과 주석을 혼용함으로써 설계조건에 따라 항복강도 및 에너지 흡수능력을 보다 정밀하고 용이하게 조절할 수 있고, 과도한 납의 사용으로 인한 환경문제를 해소할 수 있도록 한 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치에 관한 것이다.
일반적으로, 면진장치란 교량 상판 등과 같은 상부 구조물과 이를 지지하는 교각 등과 같은 하부 구조물 사이에 설치되어 수직으로는 충분한 강성으로 지지안전성을 확보하는 가운데 수평으로는 충분한 변형능력 및 에너지 소산능력으로 에너지를 흡수하게 된다.
이같은 면진장치는 전통적으로 복수의 고무판과 강판을 교대로 적층하여 이루어진 탄성체와, 상기 탄성체를 기초나 구조물에 설치하기 위한 플랜지로 이루어져 있었다.
그런데 최근에는 면진장치의 에너지 흡수능력을 더욱 향상시키면서 변형되는 정도를 낮추기 위해 순도 높은 납을 진동에너지 흡수재로 채용하여 이용하는 기술이 활용되고 있다.
이에 도 1 및 도 2는 납을 이용한 면진장치를 설명하기 위한 참조사시도 및 종단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 면진장치는 복수의 고무(11)와 강판(12)을 교대로 적층하여 이루어진 탄성체(10)와, 상기 탄성체(10)를 기초나 구조물에 고정하기 위한 플랜지(20,30)로 이루어진 전통적인 구성에 더해, 상기 탄성체(10)의 중심부에 납을 재질로 한 코어(40)를 심어 놓았다.
이처럼 전통적인 탄성체(10)에 납 코어(40)를 심은 면진장치는, 온도하중과 같이 장기간에 걸쳐 서서히 작용하는 형태의 하중에 대해서는 납의 크리이프 특성에 의하여 쉽게 항복함으로써 온도하중을 교각에 적게 전달하고, 풍하중이나 차량의 제동하중과 같이 단기간에 작용하는 하중에 대해서는 큰 강성으로 저항함으로써 안정성을 향상시키는 효과가 있었다. 그리고 지진하중과 같이 풍하중을 능가하는 더 큰 하중에 대해서는 완전히 항복하여 탄성체(10)에 의한 장주기화를 달성함으로써 지진력의 유발을 줄이는 한편, 교량 상판의 진동에너지를 납의 비선형거동으로 흡수하여 변위를 억제하였다.
하지만, 납을 사용한 종래의 면진장치는 탄성체(10)에 의존하였던 전통적인 면진장치에 비해 우수한 성능을 가졌음에도 불구하고 풍하중이 강한 지역에서는 납에 의한 저항을 높이기 위해 납의 설치면적을 늘리다보니 상대적으로 탄성체(10)에 의한 복원력이 부족하게 되고 경우에 따라서는 납을 이용한 면진장치를 적용할 수 없게 되는 치명적인 문제도 야기되었다.
또한, 납에 의한 항복강도 및 에너지 흡수능력에도 불구하고 지진시 교량 상판의 변위를 줄이는데 여전히 한계가 있으므로 인접한 교량과의 충돌 문제 및 소형의 신축이음장치 사용 등을 위한 유지관리 측면에서 여전히 불만족스러웠다.
또한, 납을 이용한 종래의 면진장치는 유해물질인 납을 과도하게 사용하는 것이 불가피하여 환경파괴의 우려가 있었다. 이로 인해 제조시에는 납의 취급이 문제가 되었고 향후 구조물의 해체시에는 납을 사용한 면진장치의 폐기방법 등에서 문제가 되었다. 따라서 납의 사용은 최소화하면서도 동일한 성능 혹은 그 이상의 성능을 보유한 면진장치의 개발이 절실하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 에너지 흡수재로서 이종(異種)의 납과 주석을 물리적으로 혼용하여 설계조건에 따라 항복강도 및 에너지 흡수능력을 용이하게 조절할 수 있는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치는, 복수의 고무와 금속이 상하방향으로 교대로 적층되어 이루어진 탄성체와; 구조물과의 결합을 위해 상기 탄성체의 상부와 하부에 각각 설치된 플랜지와; 상기 탄성체를 상하방향으로 관통하여 심어져서 진동에 너지를 흡수하는 납 재질의 제1코어와; 상기 제1코어와 함께 상기 탄성체를 상하방향으로 관통하여 심어져서 진동에너지를 흡수하되, 상기 납에 비해 더 높은 감쇠능력과 항복응력을 갖는 주석을 재질로 하여 이루어진 제2코어를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 중심에는 상하방향으로 형성된 삽입홀을 갖고, 상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 제1코어의 삽입홀에 심어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1코어의 외주면을 둘러싸는 주석 재질의 제3코어를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 중심에는 상하방향으로 형성된 삽입홀을 갖고, 상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 제2코어의 삽입홀에 심어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2코어의 외주면을 둘러싸는 납 재질의 제4코어를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 둘레부를 따라 상하방향으로 형성된 복수의 삽입홀을 갖고, 상기 제2코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제1코어의 삽입홀에 각각 심어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 둘레부를 따라 상하방향으로 형성된 복수의 삽입홀을 갖고, 상기 제1코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제2코어의 삽입홀에 각각 심어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되고, 상기 제2코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제1코어를 중심으로 그 주변에 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되고, 상기 제1코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제2코어를 중심으로 그 주변에 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하부 플랜지의 사방 주변부에 각각 세워져서 상부 플랜지가 그 위에 놓여지는 상부 구조물의 변위로 인해 기울어질 때 눌리면서 파손되는 변형지시블록을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 변형지시블록은 변형이나 파손 없이 상기 상부 플랜지의 초기 기울어짐을 허용할 수 있도록 상부 플랜지에 대하여 유격을 두고 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 변형지시블록은, 콘크리트블록과, 상기 콘크리트블록의 상부 및 하부 중 적어도 한 곳에 구비되어 결합되는 완충고무를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치는 납과 주석을 혼용하여 이용함으로써 기본적으로는 동일한 설치면적에서 종래의 납 면진장치보다 우수한 항복강도 및 에너지 흡수능력을 가지면서 구조물에 맞춘 설계조건에 따라 항복강도 및 에너지 흡수능력을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 납 면진장치에 비해 지진시 교량 상판 또는 상부 구조물의 변위를 줄일 수 있으므로 인접한 교량 또는 구조물과의 충돌 문제를 해소할 수 있고, 보다 소형의 교량용 신축이음장치를 사용할 수 있는 등 유지관리 측면에서 유리하다.
또한, 본 발명은 납의 과도한 사용으로 인한 환경문제를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 변형지시블록에 의해 상부 플랜지에 놓여지는 상부 구조물이 가설불량으로 처지거나 기울어져 회전변위되는 경우 이를 시공자가 명확하게 파악하여 조치할 수 있다.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
[실시예]
본 발명은 항복강도 및 에너지 흡수능력을 높이기 위해 에너지 흡수재로 이용되었던 납에 비해 1.7배의 감쇠능력과 항복하중을 갖는 재질인 주석을 납과 함께 혼용한 구성에 의해 이들 중 어느 하나만을 단독으로 이용한 면진장치에서는 결코 얻을 수 없는 효과 즉, 구조물에 따라 요구되는 항복강도 및 에너지 흡수능력을 설계치에 맞게 정밀하게 조절할 수 있는 효과를 얻게 된다. 아울러 과도한 납의 사용으로 인한 환경문제도 상당부분 해소할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치의 구성을 설명한다.
도 3은 본 발명의 구성을 설명하기 위한 부분단면도이고, 도 4는 본 발명의 정면도이며, 도 5는 본 발명의 구요구성을 설명하기 위한 횡단면도이며, 도 6은 납과 주석의 항복강도를 비교 설명하기 위한 수평하중 및 수평변위 관계도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 탄성체(110)와, 플랜지(120a,120b)와, 납을 재질로 하여 진동에너지를 흡수하는 제1코어(130)와, 주석을 재질로 하여 진동에너지를 흡수하는 제2코어(140) 및 상부 구조물의 잘못된 가설을 바로 잡기 위한 변형지시블록(150)를 포함하여 구성된다. 이처럼 본 발명은 단순히 납 하나만을 진동에너지 흡수재로 이용하지 않고 납과는 다른 감쇠능력과 항복응력을 갖는 이종(異種)의 주석을 물리적으로 혼용하는 구성에 의해 구조물에 따른 설계치에 알맞게 항복강도 및 에너지 흡수능력을 용이하게 조절하여 적용할 수 있다. 아래에서는 상기 각 구성요소들 각각에 대해 상세하게 설명한다.
상기 탄성체(110)는 납과 주석으로 이루어진 상기 제1코어(130)나 제2코어(140)에 비하면 감쇠능력이나 항복응력은 낮지만 지진입력 가속도를 감소시키고 고유주기의 장주기화를 달성하여 구조물을 지진의 파괴력으로부터 일차 보호하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 탄성체(110)는 고무(111)와 금속판(112)을 상하방향으로 교대로 적층시켜 이루어진다. 상기 탄성체(110)와 플랜지(120a,120b) 사이에는 이들을 연결하는 연결강판(113a,113b)이 설치된다.
상기 플랜지(120a,120b)는 탄성체(110)를 교량, 건축물, 대형 탱크 등과 같 은 구조물과 결합시키는 역할을 한다. 이를 위해 상기 플랜지(120a,120b)는 통상 금속성 판재로 이루어지고 연결강판(113a,113b)에 의해 상기 탄성체(110)의 상부와 하부에 각각 연결된다. 상기 플랜지(120a,120b)는 연결강판(113a,113b) 및 탄성체(110)와의 결합을 위해 복수의 볼트공(123) 및 볼트(125)를 구비하며, 구조물과의 결합을 위해 둘레부위에 복수의 체결용 통공(121)을 구비한다.
상기 납 재질의 제1코어(130)는 원기둥 형태로 상기 탄성체(110)의 중심부를 관통하여 심어진다. 이를 위해 상기 탄성체(110)의 중심부에는 상기 제1코어(130)가 압입되어 심어질 수 있는 홀이 사전에 형성된다. 이때 상기 제1코어(130)와 탄성체(110)는 서로 간에 틈새가 없어야 제대로 된 면진성능을 발휘할 수 있다. 또한, 상기 제1코어(130)는 상기 제2코어(140)가 심어질 수 있도록 그 중심에 상하방향으로 형성된 삽입홀(131)을 구비한다.
상기 주석 재질의 제2코어(140)는 원기둥 형태의 부재로 구비되어 상기 제1코어(130)의 중심에 형성된 삽입홀(131)에 삽입되어 심어진다. 이때 상기 제1코어(130)와 제2코어(140)는 서로 간에 틈새가 없어야 제대로 된 면진성능을 발휘할 수 있다.
이처럼 납 재질의 제1코어(130)와 주석 재질의 제2코어(140)가 물리적으로 혼용되면 면진장치 전체로 볼 때 납 재질의 제1코어(130)만 구비된 것에 비해 보다 우수한 항복강도 및 에너지 흡수능력을 기본적으로 확보하면서 구조물에 따른 설계조건에 따라 제1코어(130)와 제2코어(140)의 비율을 적절히 변경함으로써 항복강도 및 에너지 흡수능력을 조절할 수 있게 된다. 이에 대해 설명하면 아래와 같다.
즉, 도 6은 면진장치에서 직경 900mm인 납 재질의 제1코어(130)만을 탄성체(110)의 중심부에 설치한 경우와, 동일 조건에서 납 대신 주석 재질로 대체한 경우를 비교하여 수평이력특성을 나타낸 것이다. 도 6에 따르면 면진장치에 납 재질의 코어를 단독으로 심은 경우에 비해 주석 재질의 코어를 단독으로 심은 경우가 동일변위량을 기준으로 수평하중에 견딜 수 있는 능력이 약 1.7배에 달한다는 사실을 확인할 수 있다. 이는 주석이 납에 비해 감쇠능력과 항복응력에서 보다 높은 능력을 갖고 있음에 기인하는 것이다.
따라서 본 발명의 면진장치는 납 재질의 제1코어(130)와 주석 재질의 제2코어(140)를 혼용하는 구성에 의해 진동에너지에 대한 항복강도와 에너지 흡수능력에서 같은 양의 납만을 단독으로 이용하는 경우보다 높고 주석만을 단독으로 이용하는 경우보다 낮은 중간영역에서의 능력치를 갖게 된다. 하지만 그 중간영역은 현재 납 면진장치로는 보호가 불가능하여 가장 문제가 되는 영역이며, 납을 주석으로 대체하더라도 쉽게 보호하기 어려운 사각지대인 것이다. 하지만, 본 발명은 납과 주석의 혼용비를 설계조건에 따라 조절함으로써 납 또는 주석 중 어느 하나만을 단독으로 이용해서는 보호하기 곤란한 중간영역 전 범위를 보호할 수 있는 항복강도와 에너지 흡수능력을 확보할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명이 교량에 설치되는 경우를 예를 들어 설명하면, 납 면진장치로는 감당할 수 없을 정도로 풍하중이 강한 지역에서는 주석 재질의 제2코어(140)가 유용하게 작용하는데, 풍하중의 세기가 강할수록 주석 재질의 제2코어(140)의 비율을 높이고 풍하중의 세기가 약할수록 납 재질의 제1코어(130)의 비 율을 높일 수 있다. 마찬가지로 지진에 대해서는 특정 지역에 예상되는 지진강도를 고려한 설계치에 따라 납 재질의 제1코어(130)와 주석 재질의 제2코어(140)의 혼용 비율을 적절히 조절할 수 있다.
이처럼 본 발명의 면진장치는 납이나 주석을 단독으로 이용해서는 감당할 수 없는 중간영역의 진동에너지를 대비할 수 있다.
참고로, 주석이 납에 비해 기계적인 특성에서 우수하다는 점을 아래 표에서 확인할 수 있다. 아울러 주석은 연성, 반복특성, 상온에서의 재결정화 등에서 납과 동등 이상의 특성을 갖는 것으로 알려져 있어 납과 함께 이종(異種)의 에너지 흡수재로 사용되기 적합하다.
항 목 납 주석
특성강도(MPa) 12.9 19.2
전단강성(GPa) 17.6 51.9
탄성변형율(×10-4) 7.33 3.70
한편, 상기 변형지시블록(150)은 상부 플랜지 위에 상부 구조물을 올려놓을 때 시공자의 잘못으로 상부 구조물이 어느 한쪽으로 기울어지면서 회전변위되는 경우 이를 일차적으로 억제하고, 그 정도가 과도한 경우에는 파손되어 이를 시공자가 명확히 인지할 수 있게 한다. 이를 위해 상기 변형지시블록(150)은 하부 플랜지(120b)의 사방 주변부에 각각 하나씩 세워져 임시 고정되고 상부 플랜지(120a)와는 일정 유격(L)을 유지케 한다. 상기 변형지시블록(150)은 고강도 콘크리트블록(151 또는 이에 준하는 시멘트 모르타르 등)과 그 상부와 하부에 결합되는 완충고무(153)를 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 콘크리트블록(151)과 완충고무(153)는 서로 대응하여 형성된 끼움홈(151a)과 끼움돌기(153a)에 의해 안정적으 로 결합된다.
이같은 구성에 따르면 상부 플랜지(120a)에 놓여지는 상부 구조물이 가설불량으로 처지거나 기울어져 회전변위되는 경우 함께 변위되는 상부 플랜지(120a)에 의해 완충고무(153)가 눌리면서 변위를 수용하게 된다. 이때 상기 완충고무(153)는 수직변형은 물론 함께 수반될 수 있는 부분적인 수평변형을 원만히 수용한다. 그러나 상기 완충고무(153)가 감당할 수 있는 한계를 벗어날 정도로 상부 구조물이 과도하게 기울어지는 경우 상기 콘크리트블록(151)이 파손됨으로써 상부 구조물의 과도한 변위에 대한 명확한 흔적을 남기게 된다. 이로써 상부 구조물의 가설이 잘못되었음을 시공자가 명확히 인지하여 잘못을 바로 잡을 수 있는 것이다. 또한 상기 변형지시블록(150)과 상부 플랜지(120a) 사이에 형성된 유격(L)은 상부 구조물로 인한 상부 플랜지(120a)의 초기 기울어짐을 변형지시블록(150)의 변형이나 파손 없이 허용하기 위한 것이다.
계속해서 변형실시예에 따른 본 발명의 구성을 설명한다. 단 하기 변형실시예에서는 변형전과 대응되는 구성요소들에 대해서는 같은 도면부호를 사용하는 것을 원칙으로 한다.
도 7 내지 도 13은 변형실시예에 따른 본 발명의 주요구성을 설명하기 위한 횡단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 납 재질의 제1코어(130)와 주석 재질의 제2코어(140)의 배치를 달리하거나 납 재질 또는 주석 재질의 코어들을 추가하는 방법으 로 다양한 변형실시예들을 만들어 낼 수 있다. 아래에서는 각 도면들을 기준으로 변형실시예들을 설명한다.
도 7은 변형전과 달리 주석 재질의 제2코어(140)가 원기둥 형태로 상기 탄성체(110)의 중심부에 배치되되 중심에는 상하방향 형성된 삽입홀(141)을 갖고, 납 재질의 제1코어(130)가 상기 주석 재질의 제2코어(140)의 삽입홀(141)에 심어진 형태를 하고 있다. 이같은 변형실시예는 납 재질의 제1코어(130)와 주석 재질의 제2코어(140)의 위치를 변형전과 반대로 한 것이다. 이같은 구성에 따르면 항복강도가 강한 주석 재질의 제2코어(140)를 제1코어(130)의 외부에 배치함으로써 전단변형에 대한 저항력을 크게 하여 고정단의 역할을 가능케 한 것이다.
도 8은 주석 재질의 제2코어(140)를 중심으로 하여 납 재질의 제1코어(130)가 둘러싼 변형전 구성에서 상기 제1코어(130)의 외주면을 둘러싼 주석 재질의 제3코어(140-2)가 더 구비된 것을 특징으로 한다. 이같은 구성에 따르면 탄성체(110)의 중심부에는 원기둥 형태를 갖는 주석이 배치되고 그 주변으로 납과 주석이 교대로 밀착하여 둘러싸서 배치된 형태이다.
도 9는 도 8에서 납과 주석이 바뀌어 배치된 형태이다. 즉, 납 재질의 제1코어(130)를 중심으로 하여 주석 재질의 제2코어(140)가 둘러싸고, 상기 제2코어(140)의 외주면을 둘러싼 납 재질의 제4코어(130-2)가 더 구비되었다.
도 10은 납 재질의 제1코어(130)가 원기둥 형태로 탄성체(110)의 중심부에 배치되되, 둘레부를 따라 상하방향으로 형성된 복수의 삽입홀(131)을 갖는다. 그리고 주석 재질의 제2코어(140)가 원기둥 형태로 복수개 구비되어 제1코어(130)의 삽 입홀(131)에 각각 심어진다.
도 11은 도 10에서 납과 주석이 바뀌어 배치된 형태이다. 즉, 주석 재질의 제2코어(140)는 원기둥 형태로 탄성체(110)의 중심부에 배치되되, 둘레부를 따라 상하방향으로 형성된 복수의 삽입홀(141)을 갖는다. 그리고 납 재질의 제1코어(130)가 원기둥 형태로 복수개 구비되어 제2코어(140)의 삽입홀(141)에 각각 심어진다.
도 12는 납 재질의 제1코어(130)가 원기둥 형태로 탄성체(110)의 중심부에 배치되고, 주석 재질의 제2코어(140)가 원기둥 형태로 복수개 구비되어 제1코어(130)를 중심으로 그 주변에 배치된 형태를 보여준다.
도 13은 도 12에서 납과 주석이 바뀌어 배치된 형태이다. 즉, 주석 재질의 제2코어(140)는 원기둥 형태로 탄성체(110)의 중심부에 배치되고, 납 재질의 제1코어(130)가 원기둥 형태로 복수개 구비되어 제2코어(140)를 중심으로 그 주변에 배치된 형태를 보여준다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 종래기술에 의한 납을 이용한 면진장치의 참조사시도.
도 2는 도 1의 종단면도.
도 3은 본 발명의 구성을 설명하기 위한 부분단면도.
도 4는 본 발명의 정면도.
도 5는 본 발명의 주요구성을 설명하기 위한 횡단면도.
도 6은 납과 주석의 항복강도를 비교 설명하기 위한 수평하중 및 수평변위 관계도.
도 7 내지 도 13은 변형된 실시예에 따른 본 발명의 주요구성을 설명하기 위한 횡단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 탄성체 11 : 고무
112 : 금속판 120a, 120b : 플랜지
121 : 체결용 통공 123 : 볼트공
125 : 볼트 130 : 제1코어
140 : 제2코어 130-2 : 제4코어
140-2 : 제3코어 150 : 변형지시블록
151 : 콘크리트블록 153 : 완충고무

Claims (12)

  1. 복수의 고무와 금속이 상하방향으로 교대로 적층되어 이루어진 탄성체와;
    구조물과의 결합을 위해 상기 탄성체의 상부와 하부에 각각 설치된 플랜지와;
    상기 탄성체를 상하방향으로 관통하여 심어져서 진동에너지를 흡수하는 납 재질의 제1코어와;
    상기 제1코어와 함께 상기 탄성체를 상하방향으로 관통하여 심어져서 진동에너지를 흡수하되, 상기 납에 비해 더 큰 감쇠능력과 항복응력을 갖는 주석을 재질로 하여 이루어진 제2코어를 포함하여 구성되는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 중심에는 상하방향으로 형성된 삽입홀을 갖고,
    상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 제1코어의 삽입홀에 심어진 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1코어의 외주면을 둘러싸는 주석 재질의 제3코어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 중심에는 상하방향으로 형성된 삽입홀을 갖고,
    상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 제2코어의 삽입홀에 심어진 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2코어의 외주면을 둘러싸는 납 재질의 제4코어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 둘레부를 따라 상하방향으로 형성된 복수의 삽입홀을 갖고,
    상기 제2코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제1코어의 삽입홀에 각각 심어진 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되되, 둘레부를 따라 상하방향으로 형성된 복수의 삽입홀을 갖고,
    상기 제1코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제2코어의 삽입홀에 각각 심어진 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되고,
    상기 제2코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제1코어를 중심으로 그 주변에 배치된 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2코어는 원기둥 형태로 상기 탄성체의 중심부에 배치되고,
    상기 제1코어는 원기둥 형태로 복수개 구비되어 상기 제2코어를 중심으로 그 주변에 배치된 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플랜지의 사방 주변부에 각각 세워져서 상부 플랜지가 그 위에 놓여지는 상부 구조물의 변위로 인해 기울어질 때 눌리면서 파손되는 변형지시블록을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 변형지시블록은 변형이나 파손 없이 상기 상부 플랜지의 초기 기울어짐을 허용할 수 있도록 상부 플랜지에 대하여 유격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 변형지시블록은, 콘크리트블록과, 상기 콘크리트블록의 상부 및 하부 중 적어도 한 곳에 구비되어 결합되는 완충고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 납과 주석을 이용한 하이브리드 면진장치.
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