KR101262868B1 - 탄성 보강재 및 이를 이용한 내진용 벽체 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배후토사(4)의 붕괴를 방지하기 위한 전방 구조물(10)을 후방으로 지지하도록, 배후토사(4)에 매설됨과 아울러, 전단이 전방 구조물(10)에 결합하고 후단이 앵커 또는 절토사면에 결합하는 보강재(20)에 관한 것으로서, 보강재(20)를 형성하는 봉형 구조의 전방 보강재(21)와 봉형 구조의 후방 보강재(22)의 사이에 결합하여, 전방 보강재(21)와 후방 보강재(22)의 구동에 대하여 탄성을 부여하는 한편, 소정 한계 이상의 변형을 제한하도록, 탄성인가부(100)가 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A)를 제시함으로써, 지진에 의한 종방향 하중이 가해지더라도, 완충작용에 의해 충분히 저항할 수 있도록 한다.

Description

탄성 보강재 및 이를 이용한 내진용 벽체 구조물{REINFORCEMET MEMBER HAVING ELASTICITY AND WALL STRUCTURE FOR EARTHQUAKE-PROOF USING THE SAME}
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지진에 저항할 수 있는 벽체 구조물의 구조에 관한 것이다.
도 1은 종래의 벽체 구조물 중 보강토 옹벽의 구조를 도시한 횡단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 보강토 옹벽은 지반(1)으로부터 소정 이격공간을 두고 복수의 블록(2)이 축조되고, 후단부가 앵커(5)(수동 앵커라고도 함)에 정착된 강성 보강재(3)의 전단부가 블록(2)에 정착됨과 아울러, 배후토사(4)(4 : 보강토)가 지반(1)과 블록(2)의 사이공간에 채움 및 다짐됨으로써, 그 블록(2)의 붕괴를 방지하는 구조를 취하고 있다.
이러한 보강토 옹벽은 콘크리트 중력식 옹벽에 비해 경제성 및 역학적 안정성이 우수한 것으로 평가받고 있으므로, 다양한 변형예에 의해 시공되고 있다.
그런데, 이와 같이 강성 보강재(3)에 의해 보강된 구조를 취하는 종래의 보강토 옹벽에 있어서는, 유해한 외력, 특히 지진에 대항하여 설치된 블록(2) 구조물의 변형을 확실하게 방지할 수 있는 수단이 개발되어 있지 않았는 바, 문제점으로 지적되어 왔다.
즉, 위와 같은 종래의 블록(2), 강성 보강재(3), 앵커(5)의 결합구조에 의해서는, 지진에 의해 발생하는 종방향 하중에 대한 완충작용을 전혀 기대할 수 없으므로, 배후토사(4)의 토압에 관한 설계하중 이상의 지진하중이 가해지는 경우, 옹벽 구조물이 그대로 항복할 수밖에 없다는 문제를 안고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 지진에 의한 종방향 하중이 가해지더라도, 완충작용에 의해 충분히 저항할 수 있도록 하는 탄성 보강재 및 이를 이용한 내진용 벽체 구조물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 배후토사(4)의 붕괴를 방지하기 위한 전방 구조물(10)을 후방으로 지지하도록, 상기 배후토사(4)에 매설됨과 아울러, 전단이 상기 전방 구조물(10)에 결합하고 후단이 앵커 또는 절토사면에 결합하는 보강재(20)에 있어서, 상기 보강재(20)를 형성하는 봉형 구조의 전방 보강재(21)와 봉형 구조의 후방 보강재(22)의 사이에 결합하여, 상기 전방 보강재(21)와 후방 보강재(22)의 구동에 대하여 탄성을 부여하는 한편, 소정 한계 이상의 변형을 제한하도록, 탄성인가부(100)가 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A)를 제시한다.
상기 탄성인가부(100)는 상기 전방 보강재(21)의 관통공(111) 및 상기 후방 보강재(22)의 결합부(112)가 형성된 전방 지지부(110); 상기 후방 보강재(22)의 관통공(121) 및 상기 전방 보강재(21)의 결합부(122)가 형성된 후방 지지부(120); 상기 전방 지지부(110) 및 후방 지지부(120)의 구동에 대하여 탄성을 부여하도록, 상기 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 탄성체(130);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전방 지지부(110) 및 후방 지지부(120)는 판형 구조인 것이 바람직하다.
상기 탄성체(130)는 코일 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄성인가부(100)는 상기 탄성체(130)의 탄성구동공간을 확보하기 위하여, 상기 탄성체(130)의 외부를 둘러싸도록 설치된 탄성체 보호부(140);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄성체 보호부(140)는 상기 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 것이 바람직하다.
상기 탄성체 보호부(140)는 주름관 구조로 형성된 것이 바람직하다.
상기 탄성체 보호부(140)의 내부에는 상기 탄성구동공간을 확보하도록, 압축가능한 재질에 의한 충전재(141)가 충전된 것이 바람직하다.
상기 탄성인가부(100)는 배후토사(4)로부터 상기 탄성체 보호부(140)를 보호함과 아울러, 상기 탄성체 보호부(140)의 팽창구동을 허용하기 위하여, 상기 탄성체 보호부(140)의 외부를 둘러싸도록 설치된 외피부(150);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 외피부(150)는 상기 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 것이 바람직하다.
상기 외피부(150)와 탄성체 보호부(140)의 사이 영역에는 상기 탄성체 보호부(140)의 팽창구동공간을 확보하도록, 압축가능한 재질에 의한 충전재(151)가 충전된 것이 바람직하다.
상기 외피부(150)에는 상기 충전재(151)의 삽입 또는 이탈을 위한 충전공(152)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 충전공(152)에는 개폐가능하도록 마개(153)가 장착된 것이 바람직하다.
본 발명은 배후토사(4)의 붕괴를 방지하도록, 상기 배후토사(4)의 전면에 설치된 전방구조물(10); 상기 전방 구조물(10)을 후방으로 지지하도록, 상기 배후토사(4)에 매설됨과 아울러, 전단이 상기 전방 구조물(10)에 결합하고 후단이 앵커 또는 절토사면에 결합하는 상기 탄성 보강재(A);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진용 벽체 구조물을 함께 제시한다.
본 발명은 지진에 의한 종방향 하중이 가해지더라도, 완충작용에 의해 충분히 저항할 수 있도록 하는 탄성 보강재 및 이를 이용한 내진용 벽체 구조물을 제시한다.
도 1은 종래의 보강토 옹벽의 단면도.
도 2 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 2는 내진용 벽체 구조물의 단면도.
도 3은 탄성 보강재의 제1실시예의 단면도.
도 4는 전방 지지부의 사시도.
도 5는 후방 지지부의 사시도.
도 6은 탄성 보강재의 제2실시예의 단면도.
도 7은 탄성 보강재의 제3실시예의 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 내진용 벽체 구조물은 기본적으로, 배후토사(4)의 붕괴를 방지하도록, 배후토사(4)의 전면에 설치된 전방구조물(10); 전방 구조물(10)을 후방으로 지지하도록, 배후토사(4)에 매설됨과 아울러, 전단이 전방 구조물(10)에 결합하고 후단이 앵커(성토옹벽의 경우) 또는 절토사면(절토옹벽의 경우)에 결합하는 탄성 보강재(A);를 포함하여 구성된다.
여기서, 탄성 보강재(A)는 보강재(20)의 구동에 대하여 탄성을 부여하는 한편, 소정 한계 이상의 변형을 제한하도록, 탄성인가부(100)가 형성된 것을 특징으로 한다.
즉, 종래와 같이 단순히 강성 보강재를 사용하는 것이 아니라, 지진 시 이에 따른 보강재(20)의 종방향 구동에 대하여, 탄성인가부(100)에 의해 완충작용을 하도록 하는 한편, 소정 한계 이상의 변형을 제한하도록 함으로써, 기본적인 구조적 안정성을 갖도록 한 것이다.
따라서, 종래의 보강토 옹벽 등의 벽체 구조물의 경우에는, 배후토사(4)의 토압에 관한 설계하중 이상의 지진하중이 가해지면 그대로 항복할 수밖에 없었음에 비해, 본 발명에 의한 내진용 벽체 구조물은 위 완충작용으로 인하여 어느 정도의 지진하중이 가해지더라도 옹벽 구조물이 항복하지 않는다는 효과가 있다.
또한 매우 큰 지진하중에 의해 구조물의 파괴를 피할 수 없는 경우라 하더라도, 위 탄성인가부(100)의 작용으로 인하여, 구조물의 급격한 파괴(취성 파괴)를 피할 수 있는바, 주위 사람으로 하여금 대피할 시간을 충분히 갖도록 할 수 있다는 장점이 있다(연성 파괴).
위 전방구조물(10)이란 배후토사(4)의 붕괴를 방지하기 위하여 벽체 구조물의 노출면을 형성하거나, 배후토사(4)의 전방에 매설되는 구조물을 말하는 것으로서, 축조구조를 취하는 보강토 옹벽의 표면 블록, 일반 옹벽의 벽체 등을 모두 통칭하는 의미이다.
이하, 위 탄성인가부(100)의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.
탄성인가부(100)는, 전방 보강재(21)의 관통공(111) 및 후방 보강재(22)의 결합부(112)가 형성된 전방 지지부(110); 후방 보강재(22)의 관통공(121) 및 전방 보강재(21)의 결합부(122)가 형성된 후방 지지부(120); 전방 지지부(110) 및 후방 지지부(120)의 구동에 대하여 탄성을 부여하도록, 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 탄성체(130);를 포함하는 구성에 의해 구현될 수 있다(도 3).
이러한 구성을 취하는 경우, 지진 시 전방 보강재(21)는 전방 지지부(110)의 관통공(111)을 관통하여 후방 지지부(120)와 일체로 구동하고, 후방 보강재(22)는 후방 지지부(120)의 관통공(121)을 관통하여 전방 지지부(110)와 일체로 구동하게 되는데, 이러한 구동이 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 탄성체(130)의 탄성에 의해 완충되므로, 상술한 효과를 얻게 된다.
지지부(110)는 면적이 넓은 판형 구조를 취하는 경우, 배후토사(4)의 토압에 의해 보강재(20)를 지지하는 효과가 추가된다는 장점이 있다.
탄성체(130)는 다양한 구조의 스프링 등에 의해 구현될 수 있는데, 일반적으로 사용되면서도 강한 탄성 및 내구성을 갖는 코일 스프링을 적용하는 것이 바람직하다.
배후토사(4)로부터 탄성체(130)를 보호하고, 상술한 탄성체(130)의 탄성구동공간을 안정적으로 확보하기 위해서는, 탄성체(130)의 외부를 둘러싸도록 탄성체 보호부(140)가 설치되는 것이 바람직하다(도 6).
구체적으로, 탄성체 보호부(140)는 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착되는 것이 제조의 편의성, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
탄성체(130)의 탄성구동을 안정적으로 허용하기 위해서는, 탄성체 보호부(140)가 주름관 구조로 형성됨으로써, 탄성체(130)와 함께 탄성체 보호부(140)도 구동하도록 하는 것이 바람직하다.
배후토사(4)의 토압에 저항하여, 탄성체 보호부(140)의 내부에 탄성구동공간을 확보하도록 하기 위해서는, 압축가능한 재질(EPS, 스티로폼 등)에 의한 충전재(141)를 충전하는 것이 바람직하다.
이러한 탄성체 보호부(140)의 구동 또한 배후토사(4)의 토압에 의해 방해받을 수 있는데, 이를 방지하기 위해서는, 배후토사(4)로부터 탄성체 보호부(140)를 보호함과 아울러, 탄성체 보호부(140)의 팽창구동을 허용하도록, 탄성체 보호부(140)의 외부를 둘러싸는 구조로 외피부(150)를 설치하는 것이 바람직하다.
이 외피부(150) 또한 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착되는 것이 제조의 편의성, 구조적 안정성 측면에서 바람직하다.
외피부(150)는 탄성체 보호부(140)와 달리 탄성체(130)와 함께 구동할 필요가 없으므로, 일정한 형상과 강도를 갖는 합성수지 재질에 의해 형성하면 충분하다.
외피부(150)와 탄성체 보호부(140)의 사이 영역에도, 배후토사(4)의 토압에 저항하여 탄성체 보호부(140)의 팽창구동공간을 확보하도록, 압축가능한 재질에 의한 충전재(151)를 충전하는 것이 바람직하다.
여기서 충전재(151)는 상기 충전재(141)와 동일한 것을 사용해도 무방하다.
충전재(151)의 삽입 또는 교체 작업을 쉽게 하기 위해서는, 외피부(150)에 충전재(151)의 삽입 또는 이탈을 위한 충전공(152)이 형성되는 것이 좋고, 이 충전공(152)에는 토사의 유입을 방지하기 위하여 개폐가능하도록 마개(153)가 장착되는 것이 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
A : 탄성 보강재 10 : 전방 구조물
20 : 보강재 21 : 전방 보강재
22 : 후방 보강재 100 : 탄성인가부
110 : 전방 지지부 111 : 관통공
112 : 결합부 120 : 후방 지지부
121 : 결합공 122 : 결합부
130 : 탄성체 140 : 탄성체 보호부
141 : 충전재 150 : 외피부
151 : 충전재 152 : 충전공
153 : 마개

Claims (14)

  1. 배후토사(4)의 붕괴를 방지하기 위한 전방 구조물(10)을 후방으로 지지하도록, 상기 배후토사(4)에 매설됨과 아울러, 전단이 상기 전방 구조물(10)에 결합하고 후단이 앵커 또는 절토사면에 결합하는 보강재(20)에 있어서,
    상기 보강재(20)를 형성하는 봉형 구조의 전방 보강재(21)와 봉형 구조의 후방 보강재(22)의 사이에 결합하여, 상기 전방 보강재(21)와 후방 보강재(22)의 구동에 대하여 탄성을 부여하는 한편, 소정 한계 이상의 변형을 제한하도록, 탄성인가부(100)가 형성되고,
    상기 탄성인가부(100)는
    상기 전방 보강재(21)의 관통공(111) 및 상기 후방 보강재(22)의 결합부(112)가 형성된 전방 지지부(110);
    상기 후방 보강재(22)의 관통공(121) 및 상기 전방 보강재(21)의 결합부(122)가 형성된 후방 지지부(120);
    상기 전방 지지부(110) 및 후방 지지부(120)의 구동에 대하여 탄성을 부여하도록, 상기 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 탄성체(130);를 포함하며,
    상기 탄성인가부(100)는
    상기 탄성체(130)의 탄성구동공간을 확보하기 위하여, 상기 탄성체(130)의 외부를 둘러싸도록 설치된 탄성체 보호부(140);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전방 지지부(110) 및 후방 지지부(120)는 판형 구조인 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체(130)는 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체 보호부(140)는 상기 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성체 보호부(140)는 주름관 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체 보호부(140)의 내부에는 상기 탄성구동공간을 확보하도록, 압축가능한 재질에 의한 충전재(141)가 충전된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  9. 제7항에 있어서,
    상기 탄성인가부(100)는
    배후토사(4)로부터 상기 탄성체 보호부(140)를 보호함과 아울러, 상기 탄성체 보호부(140)의 팽창구동을 허용하기 위하여, 상기 탄성체 보호부(140)의 외부를 둘러싸도록 설치된 외피부(150);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 외피부(150)는 상기 전방 지지부(110)와 후방 지지부(120) 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외피부(150)와 탄성체 보호부(140)의 사이 영역에는 상기 탄성체 보호부(140)의 팽창구동공간을 확보하도록, 압축가능한 재질에 의한 충전재(151)가 충전된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 외피부(150)에는 상기 충전재(151)의 삽입 또는 이탈을 위한 충전공(152)이 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 충전공(152)에는 개폐가능하도록 마개(153)가 장착된 것을 특징으로 하는 탄성 보강재(A).
  14. 배후토사(4)의 붕괴를 방지하도록, 상기 배후토사(4)의 전면에 설치된 전방구조물(10);
    상기 전방 구조물(10)을 후방으로 지지하도록, 상기 배후토사(4)에 매설됨과 아울러, 전단이 상기 전방 구조물(10)에 결합하고 후단이 앵커 또는 절토사면에 결합하는 제1항, 제3항, 제4항, 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항의 탄성 보강재(A);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 내진용 벽체 구조물.
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