KR101334658B1 - 대변위 지진 격리 장치 - Google Patents

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이계원
박건록
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이재욱
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김기만
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유니슨이테크 주식회사
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Abstract

개시된 대변위 지진 격리 장치는 하부 지지부, 상기 하부 지지부 상에 배치되는 수직 지지 받침, 상기 수직 지지 받침 위에 배치되는 중간 지지부, 상기 중간 지지부 위에 배치되는 제1 상부 지지부, 상기 제1 상부 지지부 위에 배치되는 제2 상부 지지부, 상기 중간 지지부와 제1 상부 지지부 사이에 배치되어 상기 중간 지지부에 대한 상기 제1 상부 지지부의 수평 변위를 허용하는 제1 미끄러짐부, 상기 제1 상부 지지부와 상기 제2 상부 지지부 사이에 배치되어 상기 제1 상부 지지부에 대한 상기 제2 상부 지지부의 수평 변위를 허용하는 제2 미끄러짐부, 상기 중간 지지부에 결합되어, 상기 제1 상부 지지부의 수평 변위에 대하여 복원력을 제공하는 제1 복원 장치 및 상기 제2 상부 지지부에 결합되어, 상기 제2 상부 지지부의 수평 변위에 대하여 복원력을 제공하는 제2 복원 장치를 포함한다.

Description

대변위 지진 격리 장치{LARGE DISPLACEMENT EARTHQUAKE ISOLATION APPARATUS}
본 발명은 지진 격리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 큰 수평 변위를 수용할 수 있는 대변위 지진 격리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 건설구조물의 시공은 지진 등의 피해를 예방하고 구조물의 수명을 증가시킬 수 있도록 내진 설계를 필요로 한다. 특히, 교량의 경우 구조적으로 지진 피해에 대한 우려가 높아 내진 안정성을 확보하기 위한 설계와 내진 보강 작업이 필요하다. 내진 설계가 반영되지 아니한 교량은 수평방향으로 작용하는 지진력이 교량 받침에 집중되어 지진 발생 시 교량 받침이 파괴되거나, 상판의 이탈, 붕괴 등이 초래될 수 있다.
이러한 내진 설계를 달성하기 위하여, 건설구조물은 지진 격리 장치를 포함한다. 상기지진 격리 장치는 수직 지지 받침, 디스크 받침 등의 지지부와, 지진 격리 장치의 수평 변위를 허용하는 미끄러짐부를 포함한다. 또한, 상기 지진 격리 장치는 수평 변위를 복원하기 위한 복원 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 등록실용신안 제20-0262491호는 탄성체 스프링으로 이루어진 완충부재(복원 장치)를 갖는 교좌장치를 개시한다.
그러나, 종래의 기술에 따르면, 탄성체 스프링의 형상, 구조 등에 제한이 있기 때문에, 수용가능한 수평 변위량이나 수평 변위의 방향이 제한적이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복원 장치를 갖는 지진 격리 장치에 있어서, 허용 수평 변위를 증가시킬 수 있는 지진 격리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치는 하부 지지부, 상기 하부 지지부 상에 배치되는 수직 지지 받침, 상기 수직 지지 받침 위에 배치되는 중간 지지부, 상기 중간 지지부 위에 배치되는 제1 상부 지지부, 상기 제1 상부 지지부 위에 배치되는 제2 상부 지지부, 상기 중간 지지부와 제1 상부 지지부 사이에 배치되어 상기 중간 지지부에 대한 상기 제1 상부 지지부의 수평 변위를 허용하는 제1 미끄러짐부, 상기 제1 상부 지지부와 상기 제2 상부 지지부 사이에 배치되어 상기 제1 상부 지지부에 대한 상기 제2 상부 지지부의 수평 변위를 허용하는 제2 미끄러짐부, 상기 중간 지지부에 결합되어, 상기 제1 상부 지지부의 수평 변위에 대하여 복원력을 제공하는 제1 복원 장치 및 상기 제2 상부 지지부에 결합되어, 상기 제2 상부 지지부의 수평 변위에 대하여 복원력을 제공하는 제2 복원 장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 상부 지지부는, 수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제1 수평 플레이트 및 상기 제1 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되는 제1 가이드부를 포함한다. 상기 제2 상부 지지부는, 수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제2 수평 플레이트 및 상기 제2 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되는 제2 가이드부를 포함한다. 상기 제1 복원 장치는 상기 제1 가이드부와 상기 중간 지지부 사이에 배치되고, 상기 제2 복원 장치는 상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부 사이에 배치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 복원 장치는, 탄성체, 상기 탄성체의 일단에 연결되는 가압 부재, 상기 탄성체를 관통하여 일단이 상기 가압 부재에 연결되며, 타단이 상기 중간 부재에 삽입되는 가이드 부재 및 상기 가압 부재에 결합되는 불소수지 플레이트를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제2 복원 장치는, 탄성체, 상기 탄성체의 일단에 연결되는 가압 부재, 상기 탄성체를 관통하여 일단이 상기 가압 부재에 연결되며, 타단이 상기 제2 가이드부에 삽입되는 가이드 부재 및 상기 가압 부재에 결합되는 불소수지 플레이트를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제2 복원 장치는 상기 탄성체의 외면을 부분적으로 둘러싸는 구속 부재를 더 포함하며, 상기 구속 부재는 링 형상 또는 직사각형의 프레임 형상을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 제2 상부 지지부는, 상기 제2 수평 플레이트로부터 수직으로 연장되어 상기 제1 상부 지지부의 측면을 대향하는 변위 제어부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 복원 장치 및 상기 제2 복원 장치는 각각 복원력을 제공하기 위한 탄성체를 포함하며, 상기 탄성체는 수평 방향으로 연장되는 실린더 형상 또는 직육면체 형상을 가지며, 폴리우레탄, 합성 고무 또는 천연 고무를 포함한다.
본 발명에 따른 대변위 지진 격리 장치는, 제2 상부 지지부와 제1 상부 지지부에 사이에 제2 미끄러짐부를 더 포함함으로써, 허용 가능한 수평 변위량을 증가시킬 수 있다.
또한, 제1 복원 장치를 중간 지지부에 결합시키고, 제2 복원 장치를 제2 상부 지지부에 결합시킴으로써, 복원 장치가 서로 간섭하지 않고, 복원력을 제공할 수 있다.
또한, 복원 장치의 탄성체를 둘러싸는 구속 부재를 추가하여, 탄성체의 과도한 팽창에 따른 손상이나, 거동의 불안정을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치의 저면도들이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치의 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치를 도시한 저면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치의 저면도들이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치의 단면도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 대변위 지진 격리 장치는 하부 지지부(10), 상기 하부 지지부(10) 위에 배치된 수직 지지 받침(20), 상기 수직 지지 받침(20) 위에 배치된 중간 지지부(30), 상기 중간 지지부(30) 위에 배치된 제1 상부 지지부(40), 상기 제1 상부 지지부(40) 위에 배치된 제2 상부 지지부(50), 상기 중간 지지부(30) 및 상기 제1 상부 지지부(40) 사이에 배치된 제1 미끄러짐부, 상기 제1 상부 지지부(40) 및 상기 제2 상부 지지부(50) 사이에 배치된 제2 미끄러짐부, 상기 중간 지지부(30)의 일측에 배치되어 상기 중간 지지부(30)와 상기 제1 상부 지지부(40)의 수평 변위를 복원하기 위한 제1 복원 장치(60) 및 상기 제1 상부 지지부(40)의 일측에 배치되어 상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 제2 상부 지지부(50)의 수평 변위를 복원하기 위한 제2 복원 장치(70)를 포함한다.
상기 제1 상부 지지부(40)는 수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제1 수평 플레이트 및 상기 제1 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되어, 상기 중간 지지부(30)의 측면과 대향하는 제1 가이드부(42)를 포함한다. 상기 제2 상부 지지부(50)는 수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제2 수평 플레이트 및 상기 제2 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되어, 상기 제1 가이드부(42)와 대향하는 제2 가이드부(52)를 포함한다.
상기 제2 상부 지지부(50) 위에는 상부 구조물이 놓여지며, 상기 제2 상부 지지부(50)는 세트 앵커, 스터드 볼트 등의 결합 부재를 이용하여, 상부 구조물에 고정될 수 있다.
상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 중간 지지부(30) 사이에는 제1 미끄러짐부가 배치된다. 상기 제1 미끄러짐부는 서스(SUS) 플레이트(84) 및 불소수지 플레이트(82)를 포함한다.
상기 서스 플레이트(84) 및 불소수지 플레이트(82)는 각각 상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 중간 지지부(30)에 고정된다. 예를 들어, 상기 서스 플레이트(84)는 상기 제1 상부 지지부(40)의 하면에 결합될 수 있으며, 상기 불소수지 플레이트(82)는 상기 중간 지지부(30)의 상부에 형성된 홈에 안착되어 고정될 수 있다. 상기 서스 플레이트(84)는 스테인레스 스틸로 형성될 수 있으며, 상기 불소수지 플레이트(82)는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 등의 불소 수지로 형성될 수 있다. 상기 서스 플레이트(84) 및 불소수지 플레이트(82)는 평면 상에서 원형, 다각형, 또는 이들을 분할하여 얻어진 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 미끄러짐부는 상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 중간 지지부(30)의 마찰을 방지하고, 외부에서의 횡압력이 가해질 때, 상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 중간 지지부(30) 사이에서 미끄러짐이 일어나 지진 격리 장치의 전단 변형이 일어난다.
상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 제2 상부 지지부(50) 사이에는 제2 미끄러짐부가 배치된다. 상기 제2 미끄러짐부는 서스 플레이트(94) 및 불소수지 플레이트(92)를 포함한다.
상기 서스 플레이트(94) 및 불소수지 플레이트(92)는 각각 상기 제2 상부 지지부(50)와 상기 제1 상부 지지부(40)에 고정된다. 예를 들어, 상기 서스 플레이트(94)는 상기 제2 상부 지지부(50)의 하면에 결합될 수 있으며, 상기 불소수지 플레이트(92)는 상기 제1 상부 지지부(40)의 상부에 형성된 홈에 안착되어 고정될 수 있다.
상기 제2 미끄러짐부의 서스 플레이트(94) 및 불소수지 플레이트(92)는 상기 제1 미끄러짐부의 서스 플레이트(84) 및 불소수지 플레이트(82)와 실질적으로 구성 및 기능이 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 수직 지지 받침(20)은 상기 중간 지지부(30)와 상기 하부 지지부(10) 사이에 배치된다. 상기 수직 지지 받침(20)의 위치를 가이드할 수 있도록 상기 중간 지지부(30)의 하면과 상기 하부 지지부(10)의 상면에는 각각 상기 수직 지지 받침(20)의 형상에 대응되는 홈이 형성될 수 있다.
상기 수직 지지 받침(20)은 평면 상에서 원형 또는 사각형 등의 다각형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 수직 지지 받침(20)의 측면에는 수평선에 평행한 방향으로 상기 수직 지지 받침(20)의 측면을 따라 연장되는 측면 홈이 형성될 수 있다. 상기 측면 홈은 V자 형상 또는 곡선으로 이루어진 아크(arc) 형상을 가질 수도 있다.
예를 들어, 상기 수직 지지 받침(20)은 고무, 폴리우레탄 등으로 제조될 수 있으며, 본 실시예에서, 우레탄 디스크가 상기 수직 지지 받침(20)으로 사용된다.
또한, 상기 수직 지지 받침(20)은 하나 이상의 보강 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 보강 플레이트는 상기 수직 지지 받침(20)에 함입되어 상기 수직 지지 받침(20)의 강도 및 탄성을 보강한다. 상기 보강 플레이트로는 스틸 등의 금속 재질인 것이 사용될 수 있다. 이와 다르게, 상기 수직 지지 받침(20)은 보강 플레이트를 포함하지 않을 수도 있다. 상기 수직 지지 받침(20)의 두께는 약 2mm 내지 약 200mm일 수 있으며, 원하는 강도 및 탄성에 따라 달라질 수 있다.
상기 중간 지지부(30)에는 전단 부재(35)가 결합된다. 상기 전단 부재(35)는 상기 수직 지지 받침(20)을 관통하여, 상기 하부 지지부(10)에 삽입된다. 상기 전단 부재(35)는 수직 방향으로 연장되는 핀(pin) 형상을 가질 수 있다. 상기 전단 부재(35)는 상기 중간 지지부(30), 상기 수직 지지 받침(20) 및 상기 하부 지지부(10)를 전단 연결하여 수평 위치를 고정시킨다.
상기 하부 지지부(10)는 하부 구조물과 결합할 수 있다. 예를 들어, 하부 구조물에 앵커 등을 삽입하고, 상기 하부 지지부를 관통하는 볼트를 상기 앵커에 체결함으로써, 상기 하부 지지부를 상기 하부 구조물에 결합시킬 수 있다.
상기 제1 복원 장치(60)는 상기 중간 지지부(30)와 결합한다. 상기 제1 복원 장치(60)는 상기 중간 지지부(30)의 네 변에 대응하여 복수개가 배치될 수 있으며, 대변위 지진 격리 장치의 용도 및 기능에 따라 상기 복원 장치는 두개가 배치될 수도 있다.
상기 제1 복원 장치(60)는 탄성체(61), 상기 탄성체의 일단에 연결되는 가압 부재(63) 및 상기 탄성체(61)를 관통하여 일단이 상기 가압 부재(63)에 연결되며, 타단이 상기 중간 부재(30)에 삽입되는 가이드 부재(62) 및 상기 탄성체(61)의 외면을 둘러싸는 구속 부재(66)를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 미끄러짐부의 수평 변위가 일어날 때, 즉, 상기 중간 지지부(30)에 대하여 상기 상부 지지부(40)가 수평 이동할 때, 상기 복원 장치에는 압축력이 가해지고, 이에 대응하여 상기 탄성체(61)는 압축력이 가해지는 방향으로 수축하며, 이에 대응하여, 압축력이 가해지는 방향과 수직한 방향으로 팽창할 수 있다. 상기 탄성체(61)에 가해지는 외력이 제거되거나 감소하면, 탄성체(61) 자체의 탄성 복원력에 의해 압축된 탄성체(61)는 압축력이 가해지는 방향과 평행한 방향으로 팽창하며, 이에 따라, 대변위 지진 격리 장치의 수평 변위를 복원할 수 있다.
상기 탄성체(610)의 외면의 일부는 상기 구속 부재(66)에 의해 둘러싸여진다. 따라서, 상기 구속 부재(66)에 접촉하는 부분의 팽창은 제한되며, 상기 구속 부재(66)에 접촉하지 않는 부분에서 팽창이 주로 일어난다. 상기 구속 부재(66)가 없는 경우, 상기 탄성체(61)는 팽창하여, 상기 가압 부재(63)를 둘러싸거나, 주변의 구성 요소들과 마찰을 일으켜 손상될 수 있다. 상기 구속 부재(66)는 상기 탄성체(61)의 팽창을 제어함으로써, 복원 장치의 거동의 신뢰성을 향상시키고, 상기 탄성체(61)의 탄성 계수를 증가시킬 수 있다. 본 실시예에서, 상기 구속 부재(66)는 상기 탄성체의 외면의 일부만을 둘러싸는 링 형상을 갖는다. 상기 구속 부재(66)의 구체적 형상은 탄성체의 형상에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 탄성체가 직육면체 형상을 갖는 경우, 상기 구속 부재(66) 역시 직사각형의 프레임 형상을 가질 수 있다.
또한, 탄성체의 팽창 및 탄성 계수를 적절하게 조절하기 위하여, 상기 구속 부재(66)는 복수개가 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 탄성체(61)의, 외력이 가해지는 방향에 수직한 단면은 원형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 외력이 가해지는 방향에 평행한 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성체(61)는 실린더 형상, 또는 직육면체 형상을 가질 수 있다. 상기 탄성체(61)는, 폴리우레탄, 천연 고무, 합성 고무, 가황 고무 등의 고탄성 물질로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 복원 장치(60)와 상기 제1 상부 지지부(40)의 제1 가이드부(42) 사이에는 미끄러짐부가 배치된다. 예를 들어, 상기 제1 가이드부(42)의 내측면에는 서스 플레이트(44)가 결합되고, 상기 가압 부재(63)에 불소수지 플레이트(64)가 결합된다.
도 3을 참조하면, 탄성체의 수축이 일어나는 제1 복원 장치의 반대편에 위치한 제1 복원 장치는 상기 제1 가이드부(42)와 이격될 수 있다. 구체적으로, 상기 서스 플레이트(44)와 상기 불소수지 플레이트(64)가 이격될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 지진 격리 장치에 가해지는 외력은 교축 방향(D1) 또는 교축에 수직한 방향(D2)이 아닌 사선 방향으로 가해질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 복원 장치(60)와 상기 제1 가이드부(42)의 미끄러짐이 일어남으로써, 수평 변위를 안정적으로 수용할 수 있다.
상기 제2 복원 장치(70)는 상기 제2 상부 지지부(50)와 결합한다. 상기 제2 복원 장치(70)는 상기 제2 상부 지지부(50)의 네 변에 대응하여 복수개가 배치될 수 있으며, 대변위 지진 격리 장치의 용도 및 기능에 따라 상기 복원 장치는 두개가 배치될 수도 있다.
상기 제2 복원 장치(70)는 탄성체(71), 상기 탄성체의 일단에 연결되는 가압 부재(73), 상기 탄성체(71)를 관통하여 일단이 상기 가압 부재(73)에 연결되며, 타단이 상기 제2 상부 지지부(50)의 제2 가이드부(52)에 삽입되는 가이드 부재(72), 상기 탄성체(71)의 외면을 둘러싸는 구속 부재(76)를 포함한다.
상기 제2 가이드부(52)의 외측면에 위치한 상기 가이드 부재(72)의 일단에는 위치 고정 부재(75)가 결합된다. 상기 위치 고정 부재(75)는 상기 제2 복원 장치(70)의 위치를 고정하여, 상기 제2 가이드부(52)로부터 분리되는 것을 방지한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제2 복원 장치(70)는 외력에 의한 상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 제2 상부 지지부(50)의 미끄러짐에 대응하여, 상기 제1 복원 장치(60)와 유사하게 거동할 수 있다.
본 실시예에서, 구속 부재는 제1 복원 장치(60) 및 제2 복원 장치(70) 모두에 적용되었으나, 어느 하나의 복원 장치에만 적용될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치를 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 대변위 지진 격리 장치는 하부 지지부(10), 상기 하부 지지부(10) 위에 배치된 수직 지지 받침(20), 상기 수직 지지 받침(20) 위에 배치된 중간 지지부(30), 상기 중간 지지부(30) 위에 배치된 제1 상부 지지부(40), 상기 제1 상부 지지부(40) 위에 배치된 제2 상부 지지부(150), 상기 중간 지지부(30) 및 상기 제1 상부 지지부(40) 사이에 배치된 제1 미끄러짐부, 상기 제1 상부 지지부(40) 및 상기 제2 상부 지지부(150) 사이에 배치된 제2 미끄러짐부, 상기 중간 지지부(30)의 일측에 배치되어 상기 중간 지지부(30)와 상기 제1 상부 지지부(40)의 수평 변위를 복원하기 위한 제1 복원 장치(60) 및 상기 제1 상부 지지부(40)의 일측에 배치되어 상기 제1 상부 지지부(40)와 상기 제2 상부 지지부(150)의 수평 변위를 복원하기 위한 제2 복원 장치(70)를 포함한다.
상기 대변위 지진 격리 장치는, 제2 상부 지지부(150)를 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 대변위 지진 격리 장치와 실질적으로 동일하며, 동일한 도면 부호가 부여된 구성요소는 동일한 구성을 갖는다.
상기 제2 상부 지지부(150)는 수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제2 수평 플레이트, 상기 제2 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되어, 제1 상부 지지부(40)의 제1 가이드부(42)와 대향하는 제2 가이드부(152), 및 상기 제1 상부 지지부(40)의 측면과 대향하는 변위 제어부(154)를 갖는다. 상기 변위 제어부(154)는 상기 제1 상부 지지부(40)에 대하여 상기 제2 상부 지지부(150)의 수평 변위가 일어나는 경우, 최대 변위량을 제한한다. 구체적으로, 상기 변위 제어부(154)는 상기 제2 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되어, 상기 제1 상부 지지부(40)의 측면과 대향한다. 따라서, 상기 제2 상부 지지부(150)의 수평 이동이 일어날 때, 상기 변위 제어부(154)와 상기 제1 상부 지지부(40)가 접촉하게 되며, 더 이상의 변위가 일어나지 않는다. 따라서, 상기 제2 상부 지지부(150)의 최대 수평 변위량은 상기 변위 제어부(154)와 상기 제1 상부 지지부(40) 사이의 거리(L1)로 제한된다. 결과적으로, 상기 제2 복원 장치(70)의 수축/팽창 거동의 안정성을 개선할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 변위 제어부(154)는 상기 제2 가이드부(152)와 연속적으로 형성되어, 상기 제2 상부 지지부(150)는 전체적으로 계단 형상의 단면을 가질 수 있다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에서, 변위 제어부(254)는 제2 가이드부(252)와 이격될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 대변위 지진 격리 장치를 도시한 저면도이다. 도 7에 도시된 대변위 지진 격리 장치는 제1 복원 장치 및 제2 복원 장치의 배치, 및 제1 가이드부와 제2 가이드부의 형상을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 대변위 지진 격리 장치와 실질적으로 동일하다.
도 7을 참조하면, 제1 복원 장치 및 제2 복원 장치가 교축 방향(D1)을 따라서 배치되고, 교축 방향에 수직한 방향(D2)로는 배치되지 않는다. 이에 따라, 제1 상부 지지부의 제1 가이드부(342)와, 제2 상부 지지부의 제2 가이드부(352)는 교축 방향(D1)에 평행한 장변을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
제1 복원 장치가 배치되지 않은 상기 중간 지지부(30)의 측면에는 불소수지 플레이트(364)가 결합된다. 또한, 제2 복원 장치가 배치되지 않은 제2 가이드부(352)의 내측면에도 불소수지 플레이트(374)가 결합된다. 이에 따라, 복원 장치가 없는 측면에서도 변위로 인한 마찰을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 대변위 지진 격리 장치는 건축, 교량, 플랜트, 해양 구조물 등에 이용될 수 있다.
10 : 하부 지지부 20 : 수직지지 받침
30 : 중간 지지부 35 : 전단 부재
40 : 제1 상부 지지부 50 : 제2 상부 지지부
60 : 제1 복원 장치 70 : 제2 복원 장치

Claims (8)

  1. 하부 지지부;
    상기 하부 지지부 상에 배치되는 수직 지지 받침;
    상기 수직 지지 받침 위에 배치되는 중간 지지부;
    상기 중간 지지부 위에 배치되는 제1 상부 지지부;
    상기 제1 상부 지지부 위에 배치되는 제2 상부 지지부;
    상기 중간 지지부와 제1 상부 지지부 사이에 배치되어 상기 중간 지지부에 대한 상기 제1 상부 지지부의 수평 변위를 허용하는 제1 미끄러짐부;
    상기 제1 상부 지지부와 상기 제2 상부 지지부 사이에 배치되어 상기 제1 상부 지지부에 대한 상기 제2 상부 지지부의 수평 변위를 허용하는 제2 미끄러짐부;
    상기 중간 지지부에 결합되어, 상기 제1 상부 지지부의 수평 변위에 대하여 복원력을 제공하는 제1 복원 장치; 및
    상기 제2 상부 지지부에 결합되어, 상기 제2 상부 지지부의 수평 변위에 대하여 복원력을 제공하는 제2 복원 장치를 포함하는 대변위 지진 격리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 상부 지지부는,
    수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제1 수평 플레이트; 및
    상기 제1 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되는 제1 가이드부를 포함하고,
    상기 제2 상부 지지부는,
    수평면에 평행한 방향으로 연장되는 제2 수평 플레이트; 및
    상기 제2 수평 플레이트로부터 수직한 방향으로 연장되는 제2 가이드부를 포함하며,
    상기 제1 복원 장치는 상기 제1 가이드부와 상기 중간 지지부 사이에 배치되고, 상기 제2 복원 장치는 상기 제1 가이드부와 상기 제2 가이드부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 복원 장치는,
    탄성체;
    상기 탄성체의 일단에 연결되는 가압 부재;
    상기 탄성체를 관통하여 일단이 상기 가압 부재에 연결되며, 타단이 상기 중간 부재에 삽입되는 가이드 부재; 및
    상기 가압 부재에 결합되는 불소수지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 복원 장치는,
    탄성체;
    상기 탄성체의 일단에 연결되는 가압 부재;
    상기 탄성체를 관통하여 일단이 상기 가압 부재에 연결되며, 타단이 상기 제2 가이드부에 삽입되는 가이드 부재; 및
    상기 가압 부재에 결합되는 불소수지 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 복원 장치는 상기 탄성체의 외면을 부분적으로 둘러싸는 구속 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구속 부재는 링 형상 또는 직사각형의 프레임 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2 상부 지지부는,
    상기 제2 수평 플레이트로부터 수직으로 연장되어 상기 제1 상부 지지부의 측면을 대향하는 변위 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 복원 장치 및 상기 제2 복원 장치는 각각 복원력을 제공하기 위한 탄성체를 포함하며, 상기 탄성체는 수평 방향으로 연장되는 실린더 형상 또는 직육면체 형상을 가지며, 폴리우레탄, 합성 고무 또는 천연 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 대변위 지진 격리 장치.
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