KR101149414B1 - 건축 구조물의 내진 장치 - Google Patents

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    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
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Abstract

본 발명은 수평 및 수직 방향에서 지진파와 동반하는 진동을 본 발명에서 제공하고 있는 내진 장치 하나로 효과적인 대처가 가능하도록 하고, 특히 진동에 의한 기둥과 지면의 변위(變位)를 직접 흡수 및 완화하여 건축 구조물의 안정성을 더욱 보장할 수 있도록 한 건축 구조물의 내진 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 구조물에 장착되어 지진에 의한 구조물의 변위를 흡수하는 건축 구조물의 내진 장치로서, 포개지는 적층구조를 취하며 상부 및 하부 이동 플레이트의 수평 이동이 개별적으로 이루어지는 슬라이드 이동 수단과; 상기 슬라이드 이동 수단의 상부 이동 플레이트 상면에 고정 설치되며 상부 방향으로 개방되는 하부 실린더부를 구비하고 있는 하부 실린더와; 상기 하부 실린더부의 내부에 수용되는 에어 튜브와; 수직 방향의 진동을 흡수하도록 하부 실린더부의 내부로 삽입되어 에어 튜브에 탄력 지지 되는 상부 실린더의 로드부와; 상기 상부 실린더의 상면에 고정되는 탄력지지부재와; 상기 탄력지지부재의 상면에 놓이는 새들과; 상기 새들의 양편에 구비되는 새들 스톱퍼와; 상기 새들 스톱퍼가 걸림 고정되도록 걸림홈을 각각 구비하며 내진 장치를 분할하여 감싸는 구조로 내진 장치의 양편에 각각 배치되는 새들 가이드와; 상기 새들 가이드의 하부에 각각 연동하도록 연결되어 수평 방향으로 이동을 가이드할 수 있도록 지면에 설치되는 복동유압실린더;를 포함하여 구성되는 건축 구조물의 내진 장치가 제공된다.

Description

건축 구조물의 내진 장치{Earthquake-Proof Device for The Construction Structure}
본 발명은 건축 구조물의 내진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명이 제시하고 있는 내진 장치 하나만으로 수평 및 수직 방향에서 지진파와 함께 동반하는 진동을 효과적으로 대처하도록 한다.
특히, 본 발명의 내진 장치에서는 지면의 변위(變位)를 직접 흡수하여 건축 구조물의 안정성을 더욱 보장할 수 있도록 한다.
다주택, 빌딩, 건물, 아파트 등과 같은 건축 구조물을 시공시에는 지진파와 함께 동반하는 진동을 효과적으로 흡수 완화하여 건축 구조물이 붕괴 되는 것을 방지 및 억제하기 위해 내진설계(耐震設計)를 하고 있다.
그런데, 건축 구조물에 대한 대부분의 내진설계 기술은, 축력과 휨 모멘트를 저항하는 기둥 및 슬래브 개수, 철근 사용 수량 증대, 단면 확대, 고강도 재질 사용, 보강 프레임을 이용한 보강 구조 등을 통해 내진설계가 이루어지고 있다. 이러한 방법의 내진설계는 막대한 공사비와 함께 공사기간이 길어 지게 되는 문제가 있다.
또한, 위와 같은 방법의 내진설계는 축력과 휨 모멘트의 변형력에 대하여 단순히 버티는 수준에 불과하다. 따라서, 변형력에 버티지 못하게 되면 건축 구조물은 한 순간에 붕괴 되고 만다.
다른 건축 구조물의 내진 설계를 위한 내진 보강 장치의 일 예로서, 대한민국 등록특허공보 제0326972호(이하, "선행특허문헌"이라 함)에 개시된 기술 내용을 요약해 보면, 하부에 외측으로 형성된 플랜지부(112) 및 오목홈(114)을 가진 하부 받침대(110)와, 하부 면에 돔 형상의 오목홈(122)이 형성된 받침대(120)와, 상기 오목홈(122)에 감입 되어 지진 발생시 상기 상부 받침대(120)를 이동시켜 진동을 흡수하는 스틸 볼(130)과, 상기 상부 받침대(120)를 탄성 지지하는 원기둥 형상의 탄성체(140)로 구성되어 있다.
따라서, 스틸 볼(130)을 이용한 받침대(120)의 수평 방향 이동과, 탄성체(140)에 의한 수평 및 수직 방향의 진동을 흡수 및 완화하는 기술로 요약할 수 있다.
그런데, 선행특허문헌에서 제시된 지상 구조물의 진동흡수장치는, 탄성체(14)가 지닌 탄성력을 이용하여 수평 방향에서 전달되는 진동을 흡수 완화하더라도 받침대(120)의 수평 변위가 발생하는 결합구조를 취하고 있다. 따라서, 받침대(120)에 지지 되는 구조물(예를 들면 기둥)이 함께 연동하게 되고, 그로 인해 구조물에 영향을 주게 된다.
또한, 선행특허문헌에서 제시된 지상 구조물의 진동흡수장치는, 수평 및 수직 방향에서 진동이 동시에 전달될 경우, 수평방향의 진동에 대해서는 상기 탄성체(140)가 수평 방향으로 탄력 지지하게 되고, 동시에 수직 방향에서 전달되는 진동에 대해서는 탄성체(140)가 수직 방향으로 탄력 지지하게 된다. 하지만, 탄성체(140)가 수평 방향으로 압축과 이완을 하고 있는 상태에서 동시에 수직 방향으로의 압축과 이완은 효과적으로 이루어지지 못하게 됨으로써 결론적으로, 수직 및 수평 방향에 대한 동시 탄력 지지는 이루어지기 어려운 취약함이 있다.
따라서, 선행특허문헌에서 제시된 지상 구조물의 진동흡수장치는 수평에서 전달되는 진동은 물론, 수직 및 수평 방향에서 복합적으로 동시 전달되는 진동에 에 대해서는 앞서 언급한 바와 같은 구조적인 문제로 인해 효과적으로 대처가 어렵고, 그로 인해 건축 구조물의 내진에 대한 안전성을 보장할 수 없다.
대한민국 등록특허공보 제0326972호(등록일 : 2002.2.20)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 기둥 및 슬래브의 개수 및 철근 사용 수량 증대, 단면 확대, 고강도 재질 사용, 보강 프레임의 구조적 보강 없이도 수평 및 수직 방향에서 지진파와 동반하는 진동을 효과적으로 흡수 완화하는데 목적이 있다.
또 다른 목적으로, 수평 및 수직 방향으로 진동이 동시에 전달되더라도 본 발명에서 제공하고 있는 내진 장치 하나로 효과적인 대처가 가능하며, 아울러 진동에 의한 기둥과 지면의 변위(變位)를 직접 흡수 및 완화하여 건축 구조물의 안전성을 더욱 보장할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 구조물에 장착되어 지진에 의한 구조물의 변위를 흡수하는 건축 구조물의 내진 장치로서, 포개지는 적층구조를 취하며 상부 및 하부 이동 플레이트의 수평 이동이 개별적으로 이루어지는 슬라이드 이동 수단과; 상기 슬라이드 이동 수단의 상부 이동 플레이트 상면에 고정 설치되며 상부 방향으로 개방되는 하부 실린더부를 구비하고 있는 하부 실린더와; 상기 하부 실린더부의 내부에 수용되는 에어 튜브와; 수직 방향의 진동을 흡수하도록 하부 실린더부의 내부로 삽입되어 에어 튜브에 탄력 지지 되는 상부 실린더의 로드부와; 상기 상부 실린더의 상면에 고정되는 탄력지지부재와; 상기 탄력지지부재의 상면에 놓이는 새들과; 상기 새들의 양편에 구비되는 새들 스톱퍼와; 상기 새들 스톱퍼가 걸림 고정되도록 걸림홈을 각각 구비하며 내진 장치를 분할하여 감싸는 구조로 내진 장치의 양편에 각각 배치되는 새들 가이드와; 상기 새들 가이드의 하부에 각각 연동하도록 연결되어 수평 방향으로 이동을 가이드할 수 있도록 지면에 설치되는 복동유압실린더;를 포함하여 구성되는 건축 구조물의 내진 장치가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 축력과 휨 모멘트에 저항하는 기둥과 슬래브의 직,간접적 보강 없이도 수평 및 수직 방향에서 지진파와 함께 각각 동반하는 진동 또는 동시에 전달되는 진동을 효과적으로 대처할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치를 사용하게 되면, 진동에 의한 지면의 변위(變位)를 직접 흡수하여 건축 구조물의 안정성을 더욱 보장할 수 있다.
또한, 위의 효과에 의하여 내진설계에 따른 공사비가 절감되고, 그와 함께 시공이 신속하고 간단하여 공사기간을 단축할 수 있다.
도 1은 일반적인 지상구조물의 진동흡수장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 개폐수단의 회동 위치를 나타낸 요부 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치의 요부 구성을 보여주는 분리 사시도이다.
도 5는 도 2의 새들 가이드와 하부 이동 플레이트가 수평으로 이동된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 개폐수단의 회동 위치를 나타낸 요부 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에서는 본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치를 보여주는 단면도가 도시되어 있고, 도 3에서는 도 2의 개폐수단의 회동 위치를 나타낸 요부 평면도가 도시되어 있다. 도 4에서는 본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치의 요부 구성을 보여주는 분리 사시도가 도시되어 있다.
도면에서 보듯이, 본 발명에 따른 내진 장치(10)를 개략적으로 살펴보면, 내진 장치(10)는 수평 방향으로 이동이 개별적으로 이루어질 수 있도록 상부 및 하부 이동 플레이트(12, 14)가 포개지는 구조를 취하는 슬라이드 이동 수단(16)과, 상기 슬라이드 이동 수단(16)의 상면에 고정 설치되는 하부 실린더(18)와, 상기 하부 실린더(18)의 내부에 구비되는 에어 튜브(20)와, 상기 에어 튜브(20)의 상면에 놓이는 구조로 하부 실린더(18)에 결합 되는 상부 실린더(22)와, 상기 상부 실린더(22)의 상면에 고정되는 탄력 지지부재(24)와, 상기 탄력 지지부재(24)의 상면에 놓이는 새들(100)과, 상기 새들(100)의 양편에 구비되는 새들 스톱퍼(102)와, 상기 새들 스톱퍼(102)의 걸림 결합에 의해 내진 장치(10)가 수직 및 수평 동작을 하지 않도록 셋팅을 가이드 하는 새들 가이드(104a, 104b)와, 상기 새들 가이드(104a, 104b)와 각각 연결되어 수평 방향으로 이동시킬 수 있도록 연결되는 복동유압실린더(105)와; 상기 새들(100)의 외면 둘레를 감싸는 구조로 결합 되며 상기 새들 스톱퍼(102)의 걸림 또는 해제를 동작시키는 개폐수단(200)으로 구성된다.
먼저, 상기 슬라이드 이동 수단(16)은, 지면에 직접 고정 설치되는 하부 이동 플레이트(14)와, 상기 하부 이동 플레이트(14)의 상부에 배치되는 상부 이동 플레이트(12) 및, 하부 및 상부 이동 플레이트(14, 12) 사이에 배치되는 구체(26)를 포함하여 구성된다. 이러한 구조에 의해 상부 이동 플레이트(12)는 구체(26)에 지지 되는 구조를 취하게 된다.
상기 하부 이동 플레이트(14)의 상면에는 구체(26)의 위치가 이탈되지 않도록 구체(26)의 하부 부분을 수용시키기 위한 요홈(28)이 형성되어 있다. 그러나 도면에 도시된 구조와 같이 하부 이동 플레이트(14)에 요홈(28)이 반드시 형성될 필요는 없다.
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또한, 상기 상부 및 하부 이동 플레이트(12, 14)의 중앙에는 원형 힌지구(30, 32)를 양단에 각각 형성한 연결대(34)가 수직으로 배치되어 있다.
상기 상부에 형성된 원형 힌지구(30)는 상부 이동 플레이트(12)의 저면에 형성된 홈부(36)로 삽입되는 구조를 취하고 있다. 이때 원형 힌지구(30)는 홈부(36) 내에서 자유회동이 이루어질 수 있도록 결합 된다.
상기 하부에 형성되는 원형 힌지구(32)는 상기 하부 이동 플레이트(14)의 상면에 놓이는 지지구조를 취하고 있다. 이때 상기 원형 힌지구(32)가 놓이는 위치에는 반경을 가지고 오목하게 파진 곡면홈부(38)가 형성되어 있다.
따라서, 상기 원형 힌지구(30, 32)를 구비하고 있는 연결대(34) 및 구체(26)에 의해 하부 이동 플레이트(14)의 수평 이동이나 원 회전이 부드럽게 유도된다.
상기 슬라이드 이동 수단(16)의 상부 이동 플레이트(12)에는 하부 실린더부(46)를 포함하고 있는 하부 실린더(18)가 상면에 고정 설치되어 있다. 이러한 하부 실린더부(46)의 내부에는 상부 방향으로 개방되는 수용홈(48)이 형성되어 있다.
또한, 상기 하부 실린더(46)에는 결합홈(50)이 형성된 결합부(52)가 둘레를 따라 복수로 구비되어 있고, 이 결합홈(50)에는 탄력 부재(56)가 일부 인출되는 구조로 삽입되어 있다. 이러한 상기 탄력 부재(56)는 후술하는 상부 실린더(22)의 지지부재(54)를 탄력 지지하게 된다.
상기 하부 실린더부(46)의 수용홈(48)에는 수용부(58a)와 공간부(58b)를 포함하여 구성되는 에어 튜브(20)가 삽입되어 있으며, 공간부(58b) 간에는 내부적으로 형성되는 통로(도시되지 않음)에 의해 서로 소통하도록 연결되어 있다. 이러한 상기 수용부(58a)와 공간부(58b)의 개수는 건축 구조물의 하중을 고려하여 설정된다.
또한, 상기 공간부(58b)에는 외부로부터 공급되는 공기 또는 질소인 기체가 채워지는 되며 필요에 따라서는 기체 대신 오일이 채워질 수도 있다.
또한, 상기 에어 튜브(20)의 수용부(58a)에는 후술하는 상부 실린더(22)의 로드부(60)를 탄력 지지할 수 있도록 탄력 부재(62)가 수용되는 구조로 삽입되어 있다.
상기 상부 실린더(22)는 지지 기능을 발휘하는 지지부재(54)와, 상기 지지부재(54)에서 하부 방향을 향해 돌출 형성되는 로드부(60)로 이루어진다. 이러한 로드부(60)는 하부 실린더(18)의 수용홈(48)으로 삽입되어 에어 튜브(20)의 상면에 놓이는 구조로 하부 실린더(18)와 결합 된다.
상기 상부 실린더(22)의 상면에는 탄력지지부재(24)가 지지부재(54)에 고정되고, 이러한 탄력지지부재(24)의 상면에는 새들(100)이 놓이도록 설치된다. 아울러 상기 새들(100)의 상면에 구조물인 기둥(64)이 고정 설치된다.
한편, 상기 에어 튜브(20)에 공간부(58b)와 소통하도록 연결 설치되는 연결구(40)는 하부 실린더부(46)에 설치된 연결구(42)와 소통 가능하게 결합 연결되며, 이러한 하부 실린더부(46)의 연결구(42)에는 공급 밸브(66)와 릴리프 밸브(68)를 각각 구비한 라인(70, 72)과 개별적으로 연결된다. 그러나 반드시 이러한 구조로 한정할 필요는 없다.
예를 들어 공간부(58b) 간에 소통 연결이 이루어지지 않는 경우, 후술하는 라인(70, 72)를 각각 분기하고, 그 분기 된 각 분기 라인을 각각 공간부(58b)와 개별적으로 연결하여도 무방하다.
참고로, 공급 밸브(66)과 릴리프 밸브(68)는 일반적인 것을 그대로 채용한 것에 불과한 공지기술이므로 구체적 설명은 생략한다. 상기 릴리프 밸브(68)의 기능은 에어 튜브(20)의 공간부(58b)로 채워지는 기체의 압력이나 수직 진동에 의해 가해지는 압력이 밸브의 설정 압력을 이기게 될 경우 자동으로 열리면서 기체를 외부로 배출시키도록 하여 에어 튜브(20)는 물론, 내진 장치(10)의 파손을 방지하는 기능을 발휘한다.
특히, 상기 라인(70)은 컴퓨레셔, 기체 탱크, 제어부가 서로 전기적인 신호로 연결 구비되며 하나의 유닛으로 구성시킨 제어장치(74)와 연결된다.
또한, 상기 제어장치(74)는 지진계(75) 및 복동유압실린더(105),개폐수단(200)의 복동유압실린더(210)를 제어할 수 있도록 케이블을 통해 각각 전기적으로 신호 연결되어 있다.
상기 제어장치(74)는 일반적인 공지된 구성요소 즉, 컴퓨레셔, 기체 탱크, 및 제어부를 단순 조합하여 구성한 것에 불과한 것이므로 구체적 설명은 생략한다.
도면 중 미 설명부호 76은 내진 장치(10)의 내부를 가리기 위한 케이스(76)이다.
한편, 상기 새들(100)의 측면에는 새들 가이드(104a, 104b)에 대한 외측 방향 이동을 용이하게 할 수 있도록 하향 경사진 새들 경사면(106)이 형성되어 있고, 내진 장치(10)의 외부에는 내진 장치(10)의 양편을 구획 분할하여 각각 감싸는 새들 가이드(104a, 104b)가 각각 배치되어 있다.
상기 새들(100)에 설치된 새들 스톱퍼(102)는 힌지(103)을 중심으로 회동하도록 설치된다. 이때 새들 스톱퍼(102)는 항상 힌지(103)을 중심으로 하여 새들 가이드(104a, 104b)의 걸림홈(108a, 108b)으로부터 걸림이 해제되는 방향으로 항상 회동할 수 있도록 힌지(103)에 토션 스프링(101)이 결합 되어 있다.
상기 새들 스톱퍼(102)와 걸림홈(108a, 108b) 간에 걸림은 내진 장치(10)가 임의적으로 수직 및 수평 동작이 이루어지지 않게 하여 운반이나 이동 및 현장 설치시 내부적인 유동으로 인한 파손 방지 및 설치상 어려움을 해소하는 기능을 발휘한다.
상기 개폐수단(200)의 구성을 살펴보면, 새들(100)의 외면 둘레를 감싸는 구조로 결합 되는 결합부재(202)와, 상기 결합부재(202)에 구비되며 새들 스톱퍼(102)와 대응하는 내면에 각각 결합 고정되는 삼각형 모양의 밀대(204)와, 상기 결합부재(202)가 정역회전하도록 결합부재(202)와 연결되는 로드를 구비한 복동유압실린더(210)와, 상기 복동유압실린더(210)에 연결되어 오일을 공급 및 회수하기 위한 유압라인(206)으로 구성된다.
본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치의 설치 상태를 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 새들(100)의 새들 경사면(106)과 새들 가이드(104a, 104b)의 상단이 마주하는 상태가 유지될 수 있도록 새들 스톱퍼(102)는 새들 가이드(104a, 104b)의 걸림홈(108a, 108b)에 각각 걸림 되는 구조를 취하고 있다.
이때, 개폐수단(200)은 복동유압실린더(210)의 동작에 의해 결합부재(202)가 회동하여 상사점(P1)에 새들 스톱퍼(102)가 위치하게 되고, 그로 인해 밀대(204)가 새들 스톱퍼(102)를 새들 가이드(104a, 104b)의 걸림홈(108a, 108b) 방향으로 밀게 되어 새들 스톱퍼(102)는 걸림홈(108a, 108b)에 걸림 되는 구조를 취하게 된다.
상기 새들 가이드(104a, 104b)와 연동하도록 연결된 복동유압실린더(105)는 지면에 고정 설치되며, 아울러 새들 스톱퍼(102)가 걸림홈(108a, 108b)에 걸림될 수 있도록 이동시키는 기능을 발휘한다. 앞서 언급된 상기 복동유압실린더(210, 105)는 일반적으로 사용되고 있는 로드를 구비한 복동유압실린더(210, 105)를 그대로 사용한 공지 구성요소이다.
위와 같이 설치된 상태에서 새들(100)의 상면에 기둥(64)을 설치하게 된다.
본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치의 작동을 살펴 보면, 먼저 제어장치(74)에 포함되어 있는 지진계(75)가 예를 들어, 수직 방향의 지진파를 감지하게 되면 지진계(75)로부터 제어장치(74)로 해당 신호가 입력된다.
상기 제어장치(74) 내에 포함되어 있는 제어부에서는 입력되는 신호에 따라 사전 입력된 프로그램의 실행이 이루어지게 되고, 그로 인해 제어장치(74)에 포함되어 있는 컴퓨레셔, 기체 탱크의 동작이 이루어지게 된다. 최종적으로는 라인(70)에 설치된 공급 밸브(66)가 열리게 되고, 동시에 개폐수단(200) 및 복동유압실린더(105)도 함께 작동하게 된다.
상기 제어장치(74) 내에 포함되어 있는 기체 탱크의 기체는 제어부의 실행이 종료될 때까지 빠르게 에어 튜브(20)의 공간부(58b)로 공급되어 수직 방향으로의 진동을 대비하게 된다. 이때, 에어 튜브(20)에는 건축 구조물의 하중을 지지할 수 있는 정도의 기체가 설치 당시 채워져 있는 상태이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제어장치(74)의 제어부에서 프로그램의 실행과 동시에 제어장치(74)로부터 해당 신호가 개폐수단(200)으로 입력되고, 그로 인해 유압라인(206)으로 유압이 공급되는 방향을 향해 복동유압실린더(210)가 동작하여 결합부재(202)를 회동시키게 된다.
그로 인해 밀대(204)의 상사점(P1)에 위치하고 있었던 새들 스톱퍼(102)는 밀대(204)의 하사점(P2)에 위치하게 되면서 새들 스톱퍼(102)는 토션 스프링(101)의 탄력 작용에 의해 걸림홈(108a, 108b)으로부터 걸림이 해제되는 방향으로 회동을 하게 된다.
위와 같이 새들 스톱퍼(102)와 걸림홈(108a, 108b)간에 걸림이 해제되면, 그와 동시에 제어장치(74)로부터 해당 신호의 입력에 따라 상기 복동유압실린더(105)도 동작을 하게 되어 새들 가이드(104a, 104b)를 양편으로 이동시키게 되고, 이와 같은 상태에서 지진파와 동반하는 진동에 대한 대처 준비 즉, 스탠바이 상태를 취하게 된다.
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위와 같이 스탠바이를 취하고 있는 상태에서 수직 방향으로 진동이 전달되어 오면, 상부 실린더(22)는 수직 방향으로 이동하게 되고, 이러한 수직 방향의 변위를 에어 튜브(20)와 로드부(60)를 탄력지지하고 있는 탄력 부재(62), 탄력지지부재(24), 지지부재(54)를 탄력 지지하고 있는 탄력 부재(56)가 서로 복합적으로 작용하여 흡수 완화하게 된다.
특히, 도 5와 같이 수평 방향에서 지진파와 동반하는 진동이 전달되게 되면, 슬라이드 이동 수단(16)의 하부 이동 플레이트(14)와 상부 이동 플레이트(12)는 구체(26)에 의해 수평 방향 또는 회전에 대한 이동이 독립적으로 가능한 구조를 취하고 있다.
따라서, 결과적으로 상부 이동 플레이트(12)는 위치가 고정된 상태를 유지하게 되고, 지면과 연동하게 되는 하부 이동 플레이트(14)만이 유동하게 되면서 수평 방향에서 지진파와 동반하는 진동을 모두 흡수하게 된다.
즉, 수평 방향에 대한 진동으로 인하여 하부 이동 플레이트(14)의 변위가 발생하더라도 상부 이동 플레이트(12)의 변위는 발생하지 않아 결과적으로, 건축 구조물의 수평 변위는 발생하지 않게 됨으로써 안전성 보장은 물론, 내진 성능을 더 높일 수 있게 된다.
위와 같이 지진파에 대한 내진 동작이 종료되면, 도 2 및 도 3에 도시된 상태로 재 셋팅 되어 초기화를 취하게 된다.
본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치(10)를 적용하게 되면, 수평 및 수직 방향에서 지진파와 동반하는 진동이 동시에 전달되더라도 각각 독립적이면서도 개별적인 흡수 완화 기능이 발휘되어 본 발명에서 제공하고 있는 내진 장치(10) 하나만으로도 효과적인 대처가 가능하게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 건축 구조물의 내진 장치(10)는 기둥(64)과 지면 사이에 배치되는 것이 가장 바람직하나, 건축 구조물의 층간에 설치될 수도 있고, 아울러 그 사용 용도가 이에 한정되지 아니하다.
아울러, 내진 장치(10)의 제어장치(74)에 공급되는 전력이 지진파로 인해 차단될 경우 작동 정지를 야기하게 되므로 제어장치(74)에 비상 발전기를 더 연결하는 것도 본 발명의 범위에 포함될 것이다.
10 : 내진 장치 12 : 상부 이동 플레이트
14 : 하부 이동 플레이트 16 : 슬라이드 이동 수단
18 : 하부 실린더 20 : 에어 튜브
22 : 상부 실린더 24 : 탄력지지부재
26 : 구체 28 : 요홈
30, 32 : 원형 힌지구 34 : 연결대
36 : 홈부 38 : 곡면홈부
40, 42 : 연결구 46 : 하부 실린더부
48 : 수용홈 50 : 결합홈
52 : 결합부 54 : 지지부재
56, 62 : 탄력부재 58a : 수용부
58b : 공간부 60 : 로드부
64 : 기둥 66 : 공급 밸브
68 : 릴리프 밸브 70, 72 : 라인
74 : 제어장치 76 : 케이스
100 : 새들 102 : 새들 스톱퍼
104a, 104b : 새들 가이드 105 : 복동유압실린더
106 : 새들 경사면 108a, 108b : 걸림홈

Claims (8)

  1. 구조물에 장착되어 지진에 의한 구조물의 변위를 흡수하는 건축 구조물의 내진 장치로서,
    포개지는 적층구조를 취하며 상부 및 하부 이동 플레이트의 수평 이동이 개별적으로 이루어지는 슬라이드 이동 수단과;
    상기 슬라이드 이동 수단의 상부 이동 플레이트 상면에 고정 설치되며 상부 방향으로 개방되는 하부 실린더부를 구비하고 있는 하부 실린더와;
    상기 하부 실린더부의 내부에 수용되는 에어 튜브와;
    수직 방향의 진동을 흡수하도록 하부 실린더부의 내부로 삽입되어 에어 튜브에 탄력 지지 되는 상부 실린더의 로드부와;
    상기 상부 실린더의 상면에 고정되는 탄력지지부재와;
    상기 탄력지지부재의 상면에 놓이는 새들과;
    상기 새들의 양편에 구비되는 새들 스톱퍼와;
    상기 새들 스톱퍼가 걸림 고정되도록 걸림홈을 각각 구비하며 내진 장치를 분할하여 감싸는 구조로 내진 장치의 양편에 각각 배치되는 새들 가이드와;
    상기 새들 가이드의 하부에 각각 연동하도록 연결되어 수평 방향으로 이동을 가이드할 수 있도록 지면에 설치되는 복동유압실린더;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 이동 플레이트를 지지하는 구조로 상부 및 하부 이동 플레이트 사이에 구체가 배치되는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 이동 플레이트의 사이에 원형 힌지구를 양단에 형성한 연결대가 배치되고,
    상기 상부에 형성되는 원형 힌지구는 상부 이동 플레이트의 저면에 형성된 홈부에 회동 가능하게 결합 되며, 상기 하부에 형성되는 원형 힌지구는 하부 이동 플레이트의 상면에 지지 되도록 놓이는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부 이동 플레이트의 상면에는 반경을 가지고 오목하게 파진 곡면홈부가 형성되어 있고, 이 곡면홈부 내에는 연결대의 하단에 형성된 원형 힌지구가 놓이는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에어 튜브는 수용부와, 외부로부터 공급되는 기체가 채워지도록 공간부가 내부에 형성되어 있고, 수용부에는 탄력 부재가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 에어 튜브에는 기체의 공급과 배출이 이루어지도록 공간부와 소통하는 상태로 연결구가 구비되어 있고, 상기 하부 실린더의 실린더부에는 에어 튜브의 연결구와 소통 가능하게 결합 되는 연결구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 새들 가이드의 상단이 접촉하게 되는 새들의 양편에는 새들 가이드가 새들로부터 외측 방향으로 용이하게 벗어날 수 있도록 새들 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 건축 구조물의 내진 장치.
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