KR101081439B1 - 구조물용 면진 베어링장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부구조물 및 하부구조물 사이에 설치되는 구조물용 면진 베이링장치에 있어서, 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 어느 하나에 고정되는 제1판과, 상기 제1판으로부터 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 다른 하나를 향해 돌출된 지지핀을 갖는 제1판유니트와; 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 다른 하나에 고정되는 제2판과, 상기 지지핀을 수용하여 상기 제1판과 상기 제2판의 상대 수평 변위를 제한하는 변위제한부를 갖는 제2판유니트를 포함한다. 이에 의하여, 상부구조물 및 하부구조물간에 지진 등의 진동에 의해 발생되는 진동에너지를 효과적으로 흡수 감쇠시켜 면진효과를 극대화시킬 수 있다.
면진, 베어링

Description

구조물용 면진 베어링장치{BEARING APPARATUS FOR STRUCTURE}
본 발명은 구조물용 면진 베어링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부구조물 및 하부구조물 사이에 마련되어 상부구조물의 하중을 지지함과 동시에, 지진에 의한 지반의 진동 및 풍하중 등의 기타 외력으로 인한 진동으로부터 상부구조물 및 하부구조물을 안전하게 보호하는 구조물용 면진 베어링장치에 관한 것이다.
일반적으로 구조물용 면진 베어링장치는 구조물에 전달되는 지반운동을 차단하여 지진으로부터 구조물을 보호하는 시설이다. 수직방향으로는 구조물의 하중을 지지하여야 하며, 수직 또는 수평방향으로의 진동 발생시 충분한 변형 능력 및 에너지 소산 능력을 가져 진동에너지를 흡수 및 감쇠할 수 있는 것이 구조적으로 요구된다.
종래에는 납면진받침, 마찰형 포트받침 등을 구조물용 면진 베어링장치로서 널리 이용하고 있다. 이러한 구조물용 면진 베어링장치는 잔류변형의 원상회복에 문제점이 있고, 수직방향으로의 진동은 어느 정도 대처할 수 있으나, 수평방향으로의 진동을 효과적으로 흡수하지 못한다는 문제점이 있다.
지진파는 수직, 수평방향 뿐만 아니라 표면을 따라 파도치듯이 진동하기 때문에 어느 방향으로의 진동에도 견딜 수 있는 구조물용 면진 베어링장치가 요구된다.
또한, 지진 발생이 없다하여도 움직이는 물체는 중력방향으로 하중을 지닐 뿐만 아니라 이동방향으로도 힘이 전달되기 때문에, 차량이나 사람의 이동이 많은 구조물에서는 수평방향의 진동도 발생하고 있다. 따라서, 구조물에는 어느 방향으로의 진동에도 대처할 수 있는 면진 베어링장치가 요구된다.
본 발명의 목적은, 상부구조물 및 하부구조물간에 지진 등의 진동에 의해 발생되는 진동에너지를 효과적으로 흡수 감쇠시켜 면진효과를 극대화시킬 수 있는 구조물용 면진 베어링장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상부구조물 및 하부구조물 사이에 설치되는 구조물용 면진 베이링장치에 있어서, 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 어느 하나에 고정되는 제1판과, 상기 제1판으로부터 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 다른 하나를 향해 돌출된 지지핀을 갖는 제1판유니트와; 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 다른 하나에 고정되는 제2판과, 상기 지지핀을 수용하여 상기 제1판과 상기 제2판의 상대 수평 변위를 제한하는 변위제한부를 갖는 제2판유니트를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
상기 변위제한부는, 상기 지지핀을 수용하여 상기 지지핀의 수평 변위를 제한하는 변위제한링과; 상기 변위제한링을 수용하도록 상기 제1판 및 상기 제2판 중 다른 하나에 형성되어 상기 변위제한링을 지지하는 수용부와; 상기 수용부에 대하여 상기 변위제한링을 탄성지지하며 상기 상부구조물로부터 상기 변위제한링으로 전달되는 진동을 흡수하는 제1탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2판유니트는 상기 제1판과 상기 제2판 사이에 마련되는 중간판을 더 포함하며; 상기 수용부는 상기 중간판에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 변위제한링에 대하여 상기 지지핀을 탄성지지하며 상기 변위제한링으로부터 상기 지지핀으로 전달되는 진동을 흡수하는 제2탄성부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1판유니트는 상기 하부구조물에 결합되며; 상기 제2판유니트는 상기 상부구조물에 결합되는 것이 바람직하다.
상기 제1판과 제2판 사이에 마련되어 상기 상부구조물의 수직방향 진동을 흡수하는 완충패드를 더 포함하는 것이 바람직하다.상기 제1판과 상기 중간판 사이에 마련되는 슬라이딩 강성체를 더 포함하며; 상기 중간판과 상기 변위제한링은 동일한 높이를 갖는 것이 바람직하다.
상기 중간판과 상기 변위제한링의 적어도 상부판면은 불소수지(PTFE)층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1탄성부재와 상기 수용부와의 이격 간격은 상기 제2탄성부재와 상기 변위제한링과의 이격 간격과 동일하게 마련되는 것이 바람직하다.
상기 제1판유니트는 상기 상부구조물에 결합되며; 상기 제2판유니트는 상기 하부구조물에 결합될 수도 있다.
이러한 경우, 상기 지지핀은 상기 제1판의 판면으로부터 돌출되는 지지핀본체와, 상기 지지핀본체의 단부영역으로부터 가로방향으로 절곡된 절곡부를 포함하며; 상기 제2판에는 상기 지지핀본체가 통과하는 입구부와, 상기 입구부로부터 반경 확장되어 상기 절곡부를 완전히 수용하며 상기 수용된 절곡부가 상기 제1판의 이동에 따라 상하 좌우로 이동 가능하도록 충분한 공간을 갖는 핀수용부를 갖는 부반력방지부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상부구조물 및 하부구조물간에 지진 등의 진동에 의해 발생되는 진동에너지를 효과적으로 흡수 감쇠시켜 면진효과를 극대화시킬 수 있는 구조물용 면진 베어링장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 실시예들을 상세히 설명한다.
먼저, 제1판이 하부구조물(20)에 고정되는 하부판(31)이며, 제2판이 상부구조물(10)에 고정되는 상부판(41)인 본 발명에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 제1실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 이하, 제1판유니트 및 제2판유니트를 각각 하부판유니트(30) 및 상부판유니트(40)로 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치는 상부구조물(10) 및 하부구조물(20) 사이에 마련되어 상부구조물(10)의 하중을 지지함과 동시에, 상부구조물(10)을 하부구조물(20)에 대해 슬라이딩 지지한다.
상부구조물(10)은 콘크리트로 이루어지며, 하부구조물(20)은 콘크리트로 이루어진 콘크리트부(21)와, 콘크리트부(21)의 상측에 마련되어 하부판(31)이 설치되는 에폭시 레진을 함유하는 모르타르부(25)를 가진다.
본 발명에 따른 구조물용 면진 베어링장치는 하부구조물(20)에 고정되는 하부판(31)과 하부판(31)으로부터 상부구조물(10)을 향해 돌출된 지지핀(35)을 갖는 하부판유니트(30)와, 상부구조물(10)에 고정되는 상부판(41)과 상부판(41)에 마련되어 지지핀(35)을 수용하여 상부판(41)과 하부판(31)의 상대 수평 변위를 제한하는 변위제한부(50)를 갖는 상부판유니트(40)를 포함한다.
하부판유니트(30)는 하부판(31)과, 하부판(31)의 하부판면으로부터 돌출되는 하부앵커볼트(33)와, 하부판(31)의 상부판면으로부터 돌출되는 지지핀(35)을 포함한다.
하부판(31)은 판상으로 마련되어 하부구조물(20)의 모르타르부(25)에 설치된다.
하부앵커볼트(33)는 하부구조물(20)의 모르타르부(25)에 매입되어 하부판(31)을 하부구조물(20)에 고정한다. 하부앵커볼트(33)는 복수개로 마련될 수 있다.
지지핀(35)은 하부판(31)으로부터 상부판(41)을 향하여 돌출된다. 지지핀(35)은 후술하는 변위제한링(51)에 수용된다. 지지핀(35)의 외주에는 후술하는 제2탄성부재(60)가 장착될 수 있다.
상부판유니트(40)는 상부판(41)과, 상부판(41)의 상부판면으로부터 돌출된 상부앵커볼트(43)와, 지지핀(35)을 수용하여 상부판(41) 및 하부판(31)의 상대 수평 변위를 제한하는 변위제한부(50)를 포함한다.
상부판(41)은 판상으로 마련되어 상부구조물(10)에 설치된다.
상부앵커볼트(43)는 콘크리트로 이루어진 상부구조물(10)에 매입되어 상부판(41)을 상부구조물(10)에 고정한다. 상부앵커볼트(43)는 복수개로 마련될 수 있다.
변위제한부(50)는 지지핀(35)을 수용하여 지지핀(35)의 수평 변위를 제한하는 변위제한링(51)과, 변위제한링(51)에 결합되어 상부구조물(10)로부터 변위제한링(51)으로 전달되는 수평 방향 진동을 흡수하는 제1탄성부재(55)와, 변위제한링(51)과 제1탄성부재(55)를 수용하도록 형성된 수용부(53)를 갖는 중간판(70)을 포함한다.
변위제한링(51)은 상부판(41)과 하부판(31)의 사이에 배치되며, 지지핀(35)의 단면적에 비하여 큰 내경을 갖도록 마련된다. 여기서, 지지핀(35)은 변위제한링(51)의 중심영역에 수용되는 것이 바람직하다. 이에, 지지핀(35)을 수용하여 상부구조물(10)의 모든 방향으로 이동하는 수평 변위를 제한할 수 있다.
본 실시예에서 변위제한링(51)의 형상을 원형으로 도시하였으나, 다각형으로 마련될 수도 있음은 물론이다.
변위제한링(51)의 상부판면은 후술하는 슬라이딩 강성체(80)와 슬라이딩 가 능하도록 불소수지(PTFE)로 코팅되어 있다.
한편, 지지핀(35)과 변위제한링(51) 사이에는 제2탄성부재(60)가 마련된다. 제2탄성부재(60)는 우레탄, 고무 등의 탄성재질로 마련되어 지지핀(35)의 외주를 감싼다. 제2탄성부재(60)는 지지핀(35)이 변위제한링(51)을 탄성적으로 지지할 수 있게 한다. 자세히 설명하면, 상부구조물(10)이 수평 방향으로 진동하는 경우, 변위제한링(51)에 진동이 전달되어 변위제한링(51)이 이동하게 된다. 여기서, 제2탄성부재(60)는 변위제한링(51)으로부터 지지핀(35)으로 전달되는 진동을 흡수 감쇠시켜, 지지핀(35)가 변위제한링(51)을 지지하는 강도를 향상시킬 수 있다.
제2탄성부재(60)는 변위제한링(51)의 내주면과 소정의 공간을 형성하도록 변위제한링(51)의 내경에 비하여 작은 외경을 갖도록 마련된다. 그러나, 제2탄성부재(60)는 변위제한링(51)의 내경과 비슷한 외경을 갖도록 마련될 수도 있다.
본 실시예에서 제2탄성부재(60)는 지지핀(35)의 외주면을 감싸도록 마련되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 변위제한링(51)의 내주면에 마련될 수도 있다.
한편, 변위제한링(51)의 외주면에는 반경방향으로 돌출된 복수의 로드(51a)가 마련되어 있다. 본 실시예에서, 로드(51a)는 변위제한링(51)의 외주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 등각도로 네 개가 배치된다. 그러나, 로드(51a)는 네 개 이하 또는 다섯 개 이상으로 마련될 수도 있다. 각 로드(51a)의 단부영역에는 제1탄성부재(55)가 결합되어 있다.
제1탄성부재(55)는 변위제한링(51)과 수용부(53) 사이에 마련되어 상부구조 물(10)로부터 변위제한링(51)으로 전달되는 수평 방향 진동을 흡수한다. 제1탄성부재(55)는 우레탄, 고무 등의 탄성재질로 마련되는 것이 바람직하다. 제1탄성부재(55)는 상부구조물(10)과 하부구조물(20)의 상대 수평 이동에 대응하여 신축하며, 수용부(53)에 대하여 변위제한링(51)을 탄성 지지할 수 있게 된다. 자세히 설명하면, 상부구조물(10)이 수평 방향으로 진동 및 이동하여 변위제한링(51)으로 수평방향 진동을 전달하는 경우, 제1탄성부재(55)가 변위제한링(51)으로 전달되는 진동을 흡수 감쇠한다. 이에, 상부구조물(10)으로부터 변위제한링(51)으로 전달되는 진동을 최소화하여, 수용부(53)가 변위제한링(51)을 지지하는 강도를 향상시킬 수 있게 된다.
제1탄성부재(55)와 로드(51a)는 끼움 결합되도록 마련될 수 있다. 이 경우, 제1탄성부재(55)와 로드(51a)가 임의로 분리되는 것을 방지하도록 강제압입 방식으로 결합되는 것이 바람직하다.
한편, 제1탄성부재(55)의 높이는 중간판(70)의 높이에 비하여 높지 않게 마련하는 것이 바람직하다. 이에, 슬라이딩 강성체(80)가 중간판(70) 및 변위제한링(51)에 대하여 슬라이딩 하는데 간섭을 주지 않게 된다.
중간판(70)은 판상으로 마련되며, 중간판(70)에는 지지핀(35)에 대응하는 위치에 수용부(53)가 형성되어 있다. 중간판(70)과 변위제한링(51)의 높이는 동일하거나 비슷하게 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 중간판(70)의 상부판면에는 후술하는 슬라이딩 강성체(80)와 슬라이드 가능하도록 불소수지(PTFE)가 도포될 수 있다. 그러나, 중간판(70)은 전체가 불소수지 재질로 마련될 수도 있음은 물론이다. 이에, 슬라이딩 강성체(80)가 중간판(70) 및 변위제한링(51)에 간섭 없이 용이하게 슬라이딩 이동할 수 있게 된다.
수용부(53)는 변위제한링(51)을 수용하도록 중간판(70)에 형성된다. 본 실시예에서 수용부(53)는 중간판(70)에 관통되어 형성되는 것으로 도시하였으나, 중간판(70)의 판면으로부터 함몰되어 형성될 수도 있다.
수용부(53)는 변위제한링(51)을 수용하는 링수용부(53a)와, 링수용부(53a)로부터 함몰되어 제1탄성부재(55)를 수용하는 제1탄성부재수용부(53b)를 포함한다.
링수용부(53a)는 변위제한링(51)이 수용된 상태에서 그 내부에서 변위제한링(51)이 수평방향으로 유동할 수 있도록 변위제한링(51)에 비하여 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 링수용부(53a)를 변위제한링(51)에 비하여 크게 형성함으로써, 상부구조물(10)의 수평 진동이 변위제한링(51)에 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 상부구조물(10)의 수평 진동이 제1탄성부재(55)에서 흡수 감쇠된 후 변위제한링(51)에 전달되게 함으로써, 상부구조물(10)로부터 변위제한링(51)으로 전달되는 진동을 더욱 줄일 수 있게 된다.
한편, 변위제한링(51)의 내주면과 제2탄성부재(60) 사이의 이격 간격과, 변위제한링(51)의 외주면과 링수용부(53a) 사이의 이격 간격은 동일하거나 비슷하게 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 제1탄성부재(55)와 제1탄성부재수용부(53b) 사이의 이격 간격도 변위제한링(51)의 내주면과 제2탄성부재(60) 사이의 이격 간격과 동일하거나 비슷하게 마련되는 것이 바람직하다.
상부판유니트(40)는 상부판(41)과 중간판(70) 사이에 마련되는 슬라이딩 강성체(80)를 더 포함할 수 있다. 슬라이딩 강성체(80)는 상부구조물(10)에 지진 등과 외력에 의해 수평 변위가 발생하여 상부구조물(10)이 하부구조물(20)에 대해 일 방향으로 상대 수평 이동하는 경우, 슬라이딩 강성체(80)가 상부구조물(10)을 지지하면서 중간판(70)위에서 상부구조물(10)의 수평 이동방향을 따라 슬라이딩하게 된다.
상부판유니트(40)는 중간판(70)과 하부판(31) 사이에 마련되는 완충패드(90)를 더 포함할 수 있다. 완충패드(90)는 상부구조물(10)로부터 전달되는 하중 또는 지진 등에 의한 수직방향 진동을 흡수하여 완충하며, 하부구조물(20)에 전달한다. 여기서, 완충패드(90)는 전단 변형이 우수한 고무의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 완충패드(90)는 하부판과 비슷한 크기로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 중간판(70)에는 테두리 영역으로부터 하부구조물(20) 방향으로 돌출되는 수평지지부(71)가 마련될 수 있다. 수평지지부(71)는 단부영역이 완충패드(90)의 테두리를 지지하도록 마련된다. 이에, 상부구조물(10)의 수평방향 진동을 완충패드(90)에 전달하여, 완충패드(90)가 진동을 흡수하게 할 수 있다. 한편, 수평지지부(71)는 외부의 불순물이 수용부(53) 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할도 한다.
한편, 상부판(41)에는 테두리 영역으로부터 하부구조물(20) 방향으로 돌출되는 차단부(45)가 마련될 수 있다. 차단부(45)는 상부판(41)의 테두리영역으로부터 하부구조물(20) 방향으로 굴곡되어 수평지지부(71)와 나란하게 배치되는 한 쌍의 수직절곡부(45a)와, 수직절곡부(45a)로부터 수평지지부(71) 방향(71)으로 절곡되어 외부의 먼지 또는 불순물이 내부로 유입되는 것을 방지하는 수평절곡부(45b)를 포함한다. 여기서, 차단부(45)와 수평지지부(71) 사이에는 완충작용을 하는 제3탄성부재(미도시)가 마련될 수 있다.
한편, 수평절곡부(45b)의 단부영역과 수평지지부(71) 사이의 이격 간격은 전술한 변위제한링(51)의 내주면과 제2탄성부재(60) 사이의 이격 간격과 동일하거나 비슷하게 마련되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 제2탄성부재(60)와 제1탄성부재(55)는 우레탄, 고무 등의 탄성재질로 마련된다고 설명하고 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 코일스프링으로 마련될 수도 있으며, 공지된 유압식 또는 공압식 댐퍼로 마련될 수도 있음은 물론이다.한편, 하부판(31), 완충패드(90) 및 중간판(70)은 판면의 크기는 상호 비슷하게 마련된다. 그러나, 슬라이딩 강성체(80)와 상부판(41)의 판면의 크기는 전술한 하부판(31), 완충패드(90) 및 중간판(70)의 판면 크기에 비하여 크게 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 첨부된 도면들에서는, 상부판(41), 하부판(31), 중간판(70), 완충패드(90), 슬라이딩 강성체(80)가 사각단면형상을 갖는 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정되지 않고 다각형, 원형, 타원형의 단면형상을 가질 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서는, 상부구조물(10)이 콘크리트로 이루어지는 것으로 설명하고 있지만, 상부구조물(10)은 강재로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상부구조물(10)과 상부판(41) 사이에 솔플레이트(sole plate)를 마련하여, 솔플레이 트를 강재와 상부판(41)에 각각 용접하여 상부구조물(10)과 상부판(41)을 상호 연결할 수 있다.
한편, 하부판(31)과, 완충패드(90) 및 중간판(70)은 일체로 볼트결합될 수 있다. 하부판(31)에는 볼트(미도시)가 마련되어 있고, 중간판(70)에는 너트(미도시)를 수용하는 너트수용부(미도시)가 형성된다. 여기서, 너트수용부는 너트가 중간판(70)의 상부판면으로부터 돌출되지 않도록 함몰 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 작동과정을 상세히 설명한다.
먼저, 지진 등의 외력에 의해 상부구조물(10)이 하부구조물(20)에 대해 일방향으로 상대 수평 이동하는 수평 변위가 발생하는 경우, 슬라이딩 강성체(80)가 중간판(70) 및 변위제한링(51)과 슬라이딩한다. 여기서, 슬라이딩 강성체(80)의 슬라이딩에 따라 변위제한링(51)이 이동할 수 있는데, 변위제한링(51)의 내주면은 지지핀(35)에 마련된 제2탄성부재(60)에 접촉 지지된다. 여기서, 상부구조물(10)은 변위제한링(51)이 지지핀(35)으로부터 수평 이동에 대한 저항을 제공받아 지지됨으로써, 더 이상 이동하지 못하게 된다.
한편, 변위제한링(51)의 슬라이딩 이동에 따라 제1탄성부재(55)는 제1탄성부재수용부(53b)에서 유동하며, 유동이 더욱 커지는 경우 제1탄성부재수용부(53b)에 접촉 지지된다.
여기서, 변위제한링(51)은 외측으로 제1탄성부재(55)의 탄성력을 제공받으며, 내측으로 제2탄성부재(60)의 탄성력을 제공받으므로 진동의 흡수 감쇠 효과를 극대화 할 수 있게 된다.
한편, 중간판(70)에 형성된 수평지지부(71)는 완충패드(90)의 측면과 접촉하게 되며, 슬라이딩 강성체(80)가 중간판(70)에 대하여 슬라이딩 하여 수평방향의 진동 흡수 감쇠 효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
다음, 지진 등의 외력에 의해 상부구조물(10)이 하부구조물(20)에 대해 일방향으로 상대 수직 이동하는 수직 변위가 발생하는 경우, 완충패드(90)에서 진동을 흡수하게 된다.
다음, 제1판이 상부구조물(10)에 고정되는 상부판(141)이며, 제2판이 하부구조물(20)에 고정되는 하부판(131)인 본 발명에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 제2실시예를 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 이하, 제1판유니트 및 제2판유니트를 각각 상부판유니트(140) 및 하부판유니트(130)로 설명한다. 설명에 앞서, 제1실시예와 동일한 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다. 즉, 제1실시예에서는 지지핀(35)이 하부판유니트(30)에 마련되고 변위제한부(50)가 상부판유니트(40)에 마련되나, 제2실시예에서는 지지핀(145)이 상부판유니트(140)에 마련되고 변위제한부(150)가 하부판유니트(130)에 마련되는 차이가 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치는 상부구조물(10)에 결합되는 상부판유니트(140)와, 하부구조물(20)에 결합되는 하부판유니트(130)를 포함한다.
상부판유니트(140)는 상부구조물(10)에 고정되는 상부판(141)과, 상부판(141)의 상부판면으로부터 상향 돌출된 상부앵커볼트(143)와, 상부판(141)의 하 부판면으로부터 하부구조물(20)을 향해 돌출된 지지핀(147)과, 상부판(141)과 하부판(131) 사이에 배치되어 상부구조물(10)의 수직방향 진동을 하부구조물(20)에 대해 완충하는 완충패드(190)와, 상부판(141)과 완충패드(190) 사이에 배치되어 변위제한링(151) 및 제1탄성부재(155)를 수용하는 수용부(153)가 형성된 중간판(170)과, 상부판(141)과 중간판(170) 사이에 마련되어 슬라이딩하는 슬라이딩 강성체(180)를 가진다.
상부판(141), 상부앵커볼트(143), 중간판(170), 변위제한링(151), 제1탄성부재(155)는 전술한 제1실시예와 동일하게 마련된다.
지지핀(147)은 상부판(141)의 하부판면으로부터 돌출되는 지지핀본체(147a)와, 지지핀본체(147a)의 단부영역으로부터 가로방향으로 절곡된 절곡부(147b)를 갖는다. 즉, 지지핀(147)은 역T자 형상을 갖도록 마련된다.
한편, 이러한 지지핀(147)의 절곡부(147b)에 대응하여 하부판(131)에는 절곡부(147b)를 수용하고, 수용된 절곡부(147b)의 이탈을 방지하여 상부판(141)의 부반력을 방지하는 부반력방지부(135)가 형성되어 있다.
한편, 변위제한링(151)의 위치에 대응하여, 지지핀본체(147a)의 외주면에는 제2탄성부재(160)가 결합되어 있다.
부반력방지부(135)는 지지핀본체(147a)가 통과하도록 지지핀본체(147a)의 단면에 비하여 비슷하거나 약간 크게 형성되고 절곡부(147b)의 단면에 비하여 작게 형성된 입구부(135a)와, 입구부(135a)로부터 반경 확장되어 절곡부(147b)를 완전히 수용하며 수용된 절곡부(147b)가 상부판(141)의 이동에 따라 상하 좌우로 이동 가 능하도록 충분한 공간을 갖는 핀수용부(135b)를 갖는다.
입구부(135a)는 지지핀본체(147a)를 수용한 상태에서 상부판(141)의 이동에 따라 지지핀(147)이 이동 가능하도록 지지핀본체(147a)의 직경에 변위제한링(151)의 내주면과 제2탄성부재(160) 사이의 이격 간격을 더한 것과 동일하거나 비슷한 직경을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 핀수용부(135b)는 절곡부(147b)를 수용한 상태에서 상부판(141)의 이동에 따라 지지핀(147)이 이동 가능하도록 절곡부(147b)의 직경에 변위제한링(151)의 내주면과 제2탄성부재(160) 사이의 이격 간격을 더한 것과 동일하거나 비슷한 직경을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 완충패드(190)와 슬라이딩 강성체(180)에는 각각 지지핀(145)이 통과하는 지지핀통과공(195, 185)이 형성되어 있다.
여기서, 완충패드(190)에 형성되어 있는 지지핀통과공(195)은 지지핀본체(147a)를 수용한 상태에서 상부판(141)의 이동에 따라 지지핀(147a)이 이동 가능하도록 지지핀본체(147a)의 직경에 변위제한링(151)의 내주면과 제2탄성부재(160) 사이의 이격 간격을 더한 것과 동일하거나 비슷한 직경을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제1판으로부터 돌출된 지지핀(35, 145)을 갖는 제1판유니트와, 지지핀(35, 145)을 수용하여 제1판과 제2판의 상대 수평 변위를 제한하는 변위제한부(50, 150)를 갖는 제2판유니트를 마련함으로써, 상부구조물(10) 및 하부구조물(20) 간에 지진 등의 진동에 의해 발생되는 진동에너지를 효과적으로 흡수 감쇠시켜 면진효과를 극대화시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 분리사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 지지핀과 변위제한부의 결합관계를 도시한 개념도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 구조물용 면진 베어링장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 상부구조물 20 : 하부구조물
30, 130 : 하부판유니트 31, 131 : 하부판
35, 145 : 지지핀 40, 140 : 상부판유니트
41, 141 : 상부판 50, 150 : 변위제한부

Claims (11)

  1. 상부구조물 및 하부구조물 사이에 설치되는 구조물용 면진 베어링장치에 있어서,
    상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 어느 하나에 고정되는 제1판과, 상기 제1판으로부터 상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 다른 하나를 향해 돌출된 지지핀을 갖는 제1판유니트와;
    상기 상부구조물과 상기 하부구조물 중 다른 하나에 고정되는 제2판과, 상기 지지핀을 수용하여 상기 제1판과 상기 제2판의 상대 수평 변위를 제한하는 변위제한부를 갖는 제2판유니트를 포함하며,
    상기 변위제한부는, 상기 지지핀을 수용하여 상기 지지핀의 수평 변위를 제한하는 변위제한링과, 상기 변위제한링을 수용하도록 상기 제1판 및 상기 제2판 중 다른 하나에 형성되어 상기 변위제한링을 지지하는 수용부와, 상기 수용부에 대하여 상기 변위제한링을 탄성지지하며 상기 상부구조물로부터 상기 변위제한링으로 전달되는 진동을 흡수하는 제1탄성부재와, 상기 변위제한링에 대하여 상기 지지핀을 탄성지지하며 상기 변위제한링으로부터 상기 지지핀으로 전달되는 진동을 흡수하는 제2탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2판유니트는 상기 제1판과 상기 제2판 사이에 마련되는 중간판을 더 포함하며;
    상기 수용부는 상기 중간판에 형성되는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1판유니트는 상기 하부구조물에 결합되며;
    상기 제2판유니트는 상기 상부구조물에 결합되는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1판과 제2판 사이에 마련되어 상기 상부구조물의 수직방향 진동을 흡수하는 완충패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1판과 상기 중간판 사이에 마련되는 슬라이딩 강성체를 더 포함하며;
    상기 중간판과 상기 변위제한링은 동일한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중간판과 상기 변위제한링의 적어도 상부판면은 불소수지(PTFE)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성부재와 상기 수용부와의 이격 간격은 상기 제2탄성부재와 상기 변위제한링과의 이격 간격과 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1판유니트는 상기 상부구조물에 결합되며;
    상기 제2판유니트는 상기 하부구조물에 결합되는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지지핀은 상기 제1판의 판면으로부터 돌출되는 지지핀본체와, 상기 지지핀본체의 단부영역으로부터 가로방향으로 절곡된 절곡부를 포함하며;
    상기 제2판에는 상기 지지핀본체가 통과하는 입구부와, 상기 입구부로부터 반경 확장되어 상기 절곡부를 완전히 수용하며 상기 수용된 절곡부가 상기 제1판의 이동에 따라 상하 좌우로 이동 가능하도록 충분한 공간을 갖는 핀수용부를 갖는 부반력방지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구조물용 면진 베어링장치.
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