KR101404711B1 - 회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템 - Google Patents

회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센싱 기술을 개시한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템은 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물의 비틀림량을 구조물 내에 설치된 회전변위 감지장치를 활용해 회전각도치로 환산 검출하고, 회전각도치의 누적값을 비교 분석하여 구조물에 대한 유지보수 시기 또는 철거 시기를 결정함으로써, 구조물의 비틀림량은 물론 비틀림 방향을 정확히 알아내어 구조물의 불안정 조건(ex: 노화정도, 파손정도, 부식정도)을 실질적으로 예측하고 이를 통해 구조물에 대한 사후대책 방안을 다방면으로 도출해 낼 수 있다
또한, 본 발명은 구조물의 비틀림량을 기후 또는 외부적인 요인에 영향을 받지 않은 안정적인 조건하에서 시간설정 모드에 적합하게 습득 용이하며, 이를 통해 구조물의 거동패턴을 언제든지 모니터링할 수 있고, 회전변위 감지장치 내 실장된 다수의 각도 측정계를 통해 입수된 누적된 회전각도치를 참조해 다수의 구조물을 대상으로 각각 잔여 수명치 또는 노화수치를 추출한다.

Description

회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템{Sense device for positioning a Rotation, assembled method and Construction Work System}
본 발명은 센싱 기술에 관한 것으로, 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물의 비틀림량을 구조물 내에 설치된 회전변위 감지장치를 활용해 회전각도치로 환산 검출하는 회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 건설 구조물에서의 직접적인 비틀림 측정을 위한 시스템은 마련되어있지 않고 있으며 광파측정기를 이용하여 지점의 위치를 X, Y, Z축의 방위 값으로 나타낸 데이터를 따로 분석하면 가능한 것으로 파악되고 있으나, 현재 따로 분석하여 활용되고 있지 못하며 단순히 좌표 각축의 변위량만을 수치적으로 환산하여 분석하고 있다.
기존에는 이러한 방법으로 활용되는 센서가 없었으며 광파거리 측정기를 이용하여 구조물의 좌표를 획득하여 각 좌표를 단일 축으로 분석하였으므로 비틀림을 분석하기는 어려웠다.
다리, 터널, 건물등의 구조물의 안전진단을 위해서는 통상 구조물과 일체로 변위가 일어나는 변위감지 센서를 구조물에 설치하고, 변위감지센서로부터 출력되는 신호를 분석하는 변위분석시스템으로 이루어지는 계측기를 사용한다.
종래의 변위 분석시스템은 변위감지센서와 분석시스템까지 통상 유선으로 연결되어져 있어 분석시스템의 설치장소에 제한을 받게 되고, 분석시스템과 감지센서의 거리가 많이 떨어진 경우에는 노이즈 등에 의하여 정확한 분석이 이루어지지 않는 경우가 발생하게 된다.
또한, 차수벽 설치공사, 심정(深井)굴착공사, 현장치기 말뚝(Cast in Place Pile)공사 등과 같이 땅속을 수직으로 깊이 파는 공사 또는 탑(Tower)이나 토목 건축공사와 같이 수직도를 항시 점검해야 할 경우에는 각도측정기를 밀폐된 곳이나 높은 굴착기, 탑, 시설물 등의 정상(頂上)에 부착하여야 하므로 측정자가 직접 각도측정기가 설치된 곳까지 접근하여 작업의 수직여부를 확인하기 어려운 실정이었다.
종래에는 LVDT(Linear Variable Differential Transducer)를 사용하여 정지되어 있거나 움직이는 물체의 위치를 측정하는 기술(미국특허 제 5,708,298호, 미국특허 제 4,982,156호, 미국특허 제 4,514,689호, 미국특허 제 4,467,320호, 미국특허 제 5,767,670호 등)이 널리 사용되었다. 그러나 상기 LVDT 측정장치는 측정범위 내에서는 우수하지만 측정범위를 벗어난 경우에는 측정정도가 현저히 떨어질 뿐만 아니라, 상기 LVDT 측정장치를 설치한 후 금속성의 물체가 근처에서 간섭이 되게 되면 측정이 어렵고 심할 경우에는 측정이 불가능하게 된다. 또 LVDT는 주위의 온도가 변할 경우 측정정도가 심하게 변하기 때문에 온도변화가 심한 위치에는 사용이 어렵고, 주위에 전자기장이 있으면 이를 효과적으로 차단해주어야 한다. 다른 종래기술로는 측정 또는 발신코일을 새긴 여러 개의 기판을 병렬로 연결한 후, 상기 기판들 가운데로 정지 또는 움직이는 물체와 연결된 코아의 위치에 따라 상기 물체의 위치를 측정하는 장치(미국특허 제 4,253,079호 등)는 측정 또는 발신코일을 새긴 여러 개의 기판을 병렬로 연결하는 신호선이 지나치게 많으며 복잡한 연결을 해야하는 제작상의 어려움이 있다. 그리고 전자기장이 있으면 이를 효과적으로 차단해주어야 한다. 또한 코드트랙 트랜듀서(Code Track Transducer)(미국특허 제 5,841,244호, 미국특허 제 5,886,513호)는 코드트랙 발신기(Code Track Transmitter)와 최소한 1개 이상의 코드트랙 수신기(Code Track Receiver)로 구성되어 있으며, 측정범위 내에서는 정밀한 측정이 가능하지만, 주위의 전자기장의 영향을 받아 그 측정정도를 저하시킨다. 인덕토신(Inductosyns)(Sensors, A comprehensive Survey, 제 5권, 275∼276쪽)은 스케일과 슬라이더로 구성되어 있으며 상기 스케일 위에 상기 슬라이더가 움직임을 감지하여 정지 또는 움직이는 물체의 위치를 측정하게 되는데, 기계적인 움직임이 불규칙한 경우와 먼지가 많이 끼인 경우에는 측정정도가 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물의 비틀림량을 구조물 내에 설치된 회전변위 감지장치를 활용해 회전각도치로 환산 검출하고, 회전각도치의 누적값을 비교 분석하여 구조물에 대한 유지보수 시기 또는 철거 시기를 결정함으로써, 구조물의 비틀림량은 물론 비틀림 방향을 정확히 알아내어 구조물의 불안정 조건(ex: 노화정도, 파손정도, 부식정도)을 실질적으로 예측하고 이를 통해 구조물에 대한 사후대책 방안을 다방면으로 도출해 내기 위함이다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 구조물의 비틀림량을 기후 또는 외부적인 요인에 영향을 받지 않은 안정적인 조건하에서 시간설정 모드에 적합하게 습득 용이하며, 이를 통해 구조물의 거동패턴을 언제든지 모니터링할 수 있고, 회전변위 감지장치 내 실장된 다수의 각도 측정계를 통해 입수된 누적된 회전각도치를 참조해 다수의 구조물을 대상으로 각각 잔여 수명치 또는 노화수치를 추출하기 위함이다.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 구조물의 안정성을 실시간으로 체크하여 유지보수 시기 및 철거 시기를 미리 인지함을 통해 구조물을 직접 시공하거나 구조물을 직접 설비하는 시공자 혹은 시공업체를 믿고 이용하는 대다수의 국민들의 시설사용에 대한 안정성을 더욱 확고히 보장해 줌으로써, 국가기반시설에 대한 신뢰성 확보 및 복지시설망 구축차원에 있어서도 일조하기 위함이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치는 구조물 내에 실장되는 회전변위 감지장치로, 각도 측정계를 포함하며, 제 1 고정 프레임에 고정되어 상기 각도 측정계와 연결된 연결로드를 회전 프레임으로 노출시키는 하우징 프레임; 상기 회전 프레임의 일면을 관통하도록 길이 연장된 상기 연결로드의 측면 노출부를 내부에 끼워넣어 상기 연결로드의 측면 노출부를 은폐 혹은 엄폐시키는 보호관; 상기 연결로드의 말단부를 기구비된 홀부에 삽입시켜 나사결합 방식으로 체결하는 완충로드; 및 상기 완충로드를 기준으로 상기 홀부의 반대편에 위치한 다른 홀부에 기구비된 중앙 돌기부를 삽입시킨 후 나사 결합으로 체결하여 상기 완충로드를 고정시키는 제 2 고정 프레임을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치의 조립방법은, 구조물 내에 실장되는 회전변위 감지장치의 조립방법으로, 각도 측정계를 포함하는 하우징 프레임이 제 1 고정 프레임에 고정된 후, 상기 각도 측정계와 연결된 연결로드를 회전 프레임으로 노출시키는 단계; 보호관이 상기 회전 프레임의 일면을 관통하도록 길이 연장된 상기 연결로드의 측면 노출부를 내부에 끼워넣어 상기 연결로드의 측면 노출부를 은폐 혹은 엄폐시키는 단계; 완충로드가 연결로드의 말단부를 기구비된 홀부에 삽입시켜 나사결합 방식으로 체결하는 단계; 및 제 2 고정 프레임이 상기 완충로드를 기준으로 상기 홀부의 반대편에 위치한 다른 홀부에 기구비된 중앙 돌기부를 삽입시킨 후 나사 결합으로 체결하여 상기 완충로드를 고정시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 건축시공 시스템은, 회전변위 감지장치를 포함하는 구조물이 다수개 설비된 건축시공 시스템으로, 콘크리트 물질 타설 전 가구조물로 정형화된 경우, 상기 가구조물의 길이와 비례하도록 상기 회전변위 감지장치를 적어도 하나 이상 연결하고, 상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치를 상기 가구조물의 중앙에 설치한 다음 상기 콘크리트 물질로 상기 가구조물의 내부를 채워넣고 일정시간 동안 경화시켜 상기 가구조물 내에 상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치가 고착화된 다수의 구조물을 건축시공지역 내에 설치 및 시공한 구조물 집합체; 및 상기 다수의 구조물마다 각기 실장된 상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치로부터 각각 전달된 회전각도치를 통신모뎀과 기연결된 유무선 통신망을 이용해 원격 수신한 후 상기 회전각도치를 누적하며, 상기 누적된 회전각도치와 기준 회전각도치를 비교해 상기 누적된 회전각도치가 기준 회전각도치보다 클 경우 상기 구조물의 유지보수 시기 또는 철거 시기를 결정하는 비틀림계측용 관리서버를 포함한다.
본 발명의 회전변위 감지장치, 그 조립방법 및 건축시공 시스템은 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물의 비틀림량을 구조물 내에 설치된 회전변위 감지장치를 활용해 회전각도치로 환산 검출하고, 회전각도치의 누적값을 비교 분석하여 구조물에 대한 유지보수 시기 또는 철거 시기를 결정함으로써, 구조물의 비틀림량은 물론 비틀림 방향을 정확히 알아내어 구조물의 불안정 조건(ex: 노화정도, 파손정도, 부식정도)을 실질적으로 예측하고 이를 통해 구조물에 대한 사후대책 방안을 다방면으로 도출해 내는 제 1 효과를 준다.
또한, 본 발명은 구조물의 비틀림량을 기후 또는 외부적인 요인에 영향을 받지 않은 안정적인 조건하에서 시간설정 모드에 적합하게 습득 용이하며, 이를 통해 구조물의 거동패턴을 언제든지 모니터링할 수 있고, 회전변위 감지장치 내 실장된 다수의 각도 측정계를 통해 입수된 누적된 회전각도치를 참조해 다수의 구조물을 대상으로 각각 잔여 수명치 또는 노화수치를 추출하는 제 2 효과를 준다.
또한, 본 발명은 구조물의 안정성을 실시간으로 체크하여 유지보수 시기 및 철거 시기를 미리 인지함을 통해 구조물을 직접 시공하거나 구조물을 직접 설비하는 시공자 혹은 시공업체를 믿고 이용하는 대다수의 국민들의 시설사용에 대한 안정성을 더욱 확고히 보장해 줌으로써, 국가기반시설에 대한 신뢰성 확보 및 복지시설망 구축차원에 있어서도 일조하는 제 3 효과를 준다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치를 도시한 상세도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전각도계를 포함하는 하우징 프레임을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 현장에 설치된 구조물의 실제모형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현장에 설치된 다수의 구조물을 포함하는 건축시공 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치의 조립방법을 나타낸 순서도이다.
[실시예]
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치를 도시한 도면이다.
회전변위 감지장치(1000)는 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물 내에 실장되어 구조물의 비틀림량을 구조물 내에 설치된 회전변위 감지장치를 활용해 회전각도치로 환산 검출하는 장치로, 제 1 고정 프레임(100), 하우징 프레임(200), 보호관(300), 완충로드(400) 및 제 2 고정 프레임(500)을 포함한다.
하우징 프레임(200)은 도 2, 도 3에서 보여지는 바와 같이 각도 측정계(210)를 포함하며, 제 1 고정 프레임(100)에 고정되어 각도 측정계(210)와 연결된 연결로드(310)를 회전 프레임(220)으로 노출시킨다.
하우징 프레임(200)은 각도 측정계(210)를 수용하고 있는 부분이나 연결로드(310)가 놓여 있는 회전 프레임(220) 등 모든 기계 장치를 둘러싸고 있는 상자형의 기구물로, 대개 철제의 캐비닛 형태로 된 경우가 많으며, 각도 측정계(210) 및 각도 측정계(210)와 기연결된 연결로드(310)를 보호하는 역할을 수반한다.
각도 측정계(210)는 각도센서부, 센서신호처리부(Microcomputer, MODEL No : 80C31(intel)), 데이터 무선송신부로 구성되는데, 각도센서부에서는 측정각도(±45°)에 따라 비틀림량을 출력되고 그 출력은 센서신호처리부(MICOM)에서 회전각도치로 환산한 후, 데이터 무선송신부에서 회전각도치를 시리얼(SERIAL)로 전송하면 데이터 무선송신부에서는 정해진 주파수(사용주파수: 445.7MHz, 데이터전송속도 2400bps)로 회전각도치를 통신모뎀에 전송한다. 전원부는 밧데리(BATTERY(9V))와 디씨(DC) 아덥터(DC 5V) 겸용이다.
보호관(300)은 회전 프레임(220)의 일면을 관통하도록 길이 연장된 연결로드(310)의 측면 노출부를 내부에 끼워넣어 연결로드(310)의 측면 노출부를 은폐 혹은 엄폐시킨다.
또한, 보호관(300)은 이물질이 연결로드(310)에 유입되지 않도록 구조물을 형성하는 콘크리트 물질과 연결로드(310)를 형성하는 스테인레스강 사이에 존재하는 중간 차단막이라 하겠다.
완충로드(400)는 연결로드(310)의 말단부를 기구비된 홀부에 삽입시켜 나사결합 방식으로 체결한다.
제 2 고정 프레임(500)은 완충로드(400)를 기준으로 홀부의 반대편에 위치한 다른 홀부에 기구비된 중앙 돌기부를 삽입시킨 후 나사 결합으로 체결하여 완충로드(400)를 고정시킨다.
완충로드(400)의 홀부는 연결로드(310)의 말단부와 제 2 고정 프레임(500)의 중앙 돌기부를 동시에 고정시키는 역할을 수행하며, 이하 기재되는 바와 같이 구조물의 수직침하력 혹은 수직외력이 발생될 경우 이를 흡수해 연결로드(310)의 파열, 분쇄 또는 휨 현상이 없도록 완충시켜 주며 연결로드(310)와 기연결된 각도 측정계(210)의 동작오류 및 고장이 발생되지 않도록 수직침하력 혹은 수직외력을 보호관(300)으로 분산시켜 준다.
제 2 고정 프레임(500)이 구조물의 상부로부터 유발된 비틀림량을 연결로드(310)에 전달함에 따라, 각도 측정계(210)는 비틀림량을 회전각도치로 수치 환산해 검출하고, 기연결된 측정 케이블(230)을 통해 회전각도치를 통신모뎀(미도시)으로 출력시킨다.
또한, 회전변위 감지장치(1000)와 동일한 다수의 다른 회전변위 감지장치(1001, 1002, 1003)는 도 4에서 보여지는 바와 같이, 제 2 고정프레임(500)의 반대편 평면상에 나란히 연결되며, 각도 측정계(210)와 기연결된 다수의 측정 케이블(230)은 하나로 묶여져 통신모뎀(미도시)과 연결된다.
회전각도치 검출시, 각도 측정계(210)는 구조물(200)이 유동한 변위방향정보를 검출한 후 측정 케이블(230)을 이용해 통신모뎀(미도시)에 전달한다.
여기서, 회전변위 감지장치(1000)와 다수의 다른 회전변위 감지장치(1001, 1002, 1003)를 합한 전체 길이는 구조물(2000)의 길이와 동일하게 형성됨에 유의한다.
완충로드(400)가 구조물(2000)로부터 유발된 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수해 완충시켜 줌에 따라, 하우징 프레임(200) 내에 하우징 처리된 각도 측정계(210)는 수직침하력 혹은 수직외력을 미수신한다.
수직침하력 혹은 수직외력이 완충로드(400)를 거쳐 연결로드(310)에 전달될 경우, 보호관(300)은 연결로드(310)의 파열, 분쇄 또는 휨이 미발생되도록 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수하고 연결로드(310)의 양측면을 지지해 준다.
보호관(300)은 상기에서도 언급한 바와 같이 연결로드(310)의 외부 측면부를 감싸도록 설계되며, 구조물(2000)의 콘크리트 타설시 연결로드(310)로 콘크리트와 같은 이물질이 들어가지 않도록 중간 차단막을 형성해 연결로드(310)를 거쳐 전달되는 비틀림량이 손실없이 각도 측정계에 전달될 수 있도록 도와준다.
추가 구성으로, 케이블 프레임(미도시)은 구조물(2000)의 콘크리트 타설 전, 미리 제작해 둔 가구조물에 설치되어 다수의 측정 케이블(230)을 보호하며, 다수의 측정 케이블(230) 중 어느 하나가 단락 또는 개방될 경우 시공자 혹은 시공업체에게 적어도 하나의 손상된 측정 케이블(230)을 쉽게 유지보수하거나 교체할 수 있도록 마련된 공간이다.
전체적으로, 회전변위 감지장치(1000)는 구조물(2000) 내부에 실장됨으로 기후 및 악조건 등의 환경적 영향없이 각도 측정계(210)에 의해 환산 검출된 회전각도치를 누락 및 손실없이 기연결된 통신모뎀(미도시)으로 전달하여 구조물(2000)의 거동패턴을 파악할 수 있고 잔여 수명치를 수치적으로 확인할 수 하는 장치라 하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 건축시공 시스템을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 건축시공 시스템(3000)은 회전변위 감지장치(1000)를 포함하는 구조물(2000)이 다수개 설비된 시스템으로, 구조물 집합체(2000 내지 2003) 및 비틀림계측용 관리서버(2100)를 포함한다.
구조물 집합체(2000 내지 2003)는 콘크리트 물질 타설 전 가구조물로 정형화된 경우, 가구조물의 길이와 비례하도록 회전변위 감지장치(1000)를 적어도 하나 이상 연결하고, 적어도 하나의 회전변위 감지장치(1000)를 가구조물의 중앙에 설치한 다음 콘크리트 물질로 가구조물의 내부를 채워넣고 일정시간 동안 경화시켜 가구조물 내에 적어도 하나의 회전변위 감지장치(1000)가 고착화된 구조물(2000)의 하나하나를 건축시공지역 내에 설치 및 시공한 기간시설물이다.
구조물 집합체(2000 내지 2003)는 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물(2000)을 여러 개 연결하여 하나의 완성된 시설물로 제작되어 직접 시공하거나 구조물(2000)을 직접 설비하는 시공자 혹은 시공업체를 믿고 이용하는 대다수의 국민들의 시설사용에 대한 안정성을 더욱 확고히 보장하기 위해 각 구조물(2000)마다 다수의 회전변위 감자장치(1000)를 실장시켜 구조물(2000)의 자연노화, 시설사용으로 인한 외력 등으로 인해 물리적으로 틀어지는 현상을 나타내는 거동 패턴을 비틀림량으로 파악할 수 있다 할 것이다.
비틀림계측용 관리서버(2100)는 다수의 구조물(2000)마다 각기 실장된 적어도 하나의 회전변위 감지장치(1000)로부터 각각 전달된 회전각도치를 통신모뎀(미도시)과 기연결된 유무선 통신망을 이용해 원격 수신한 후 회전각도치를 누적하며, 누적된 회전각도치와 기준 회전각도치를 비교해 누적된 회전각도치가 기준 회전각도치보다 클 경우 구조물(2000)의 유지보수 시기 또는 철거 시기를 결정한다.
비틀림계측용 관리서버(2100)는 적어도 하나의 회전변위 감지장치(1000) 내 실장된 다수의 각도 측정계(210)로부터 각각 송출된 회전각도치를 초단위, 분단위 혹은 시단위로 셋팅해 둔 시간설정 모드에 맞게 24시간 무인자동측정 방식을 채택해 수시로 전달받으며, 누적된 회전각도치를 룩업데이블에 대입시켜 누적된 회전각도치와 1:1 매칭되는 구조물(200)에 대한 잔여 수명치 또는 노화수치를 추출한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치의 조립방법을 나타낸 순서도이다.
도 6를 참조하면, 건설분야에서 건축구조물의 기둥이나 보, 교량구조물의 주탑, 교각, 교대 등을 총칭하는 구조물 내에 실장되어 구조물의 비틀림량을 구조물 내에 설치된 회전변위 감지장치를 활용해 회전각도치로 환산 검출하는 조립방법이다.
즉, 각도 측정계를 포함하는 하우징 프레임은 제 1 고정 프레임에 고정된 후, 각도 측정계와 연결된 연결로드를 회전 프레임으로 노출시킨다(S100, S110).
보호관은 회전 프레임의 일면을 관통하도록 길이 연장된 연결로드의 측면 노출부를 내부에 끼워넣어 연결로드의 측면 노출부를 은폐 혹은 엄폐시킨다(S120, S130).
다시말해, 보호관은 이물질이 연결로드에 유입되지 않도록 구조물을 형성하는 콘크리트 물질과 연결로드를 형성하는 스테인레스강 사이에 존재하는 중간 차단막이라 할 수 있다.
완충로드는 연결로드의 말단부를 기구비된 홀부에 삽입시켜 나사결합 방식으로 체결한다(S140, S150).
제 2 고정 프레임은 완충로드를 기준으로 홀부의 반대편에 위치한 다른 홀부에 기구비된 중앙 돌기부를 삽입시킨 후 나사 결합으로 체결하여 완충로드를 고정시킨다(S160, S170, S180).
덧붙여, 회전변위 감지장치와 동일한 다수의 다른 회전변위 감지장치는 제 2 고정프레임의 반대편 평면상에 나란히 연결되며, 각도 측정계와 기연결된 다수의 측정 케이블이 하나로 묶여져 통신모뎀과 연결된다.
여기서, 회전변위 감지장치와 다수의 다른 회전변위 감지장치를 합한 전체 길이는 구조물의 길이와 동일하게 형성됨에 유의한다.
여기서, 다수의 측정 케이블을 보호하는 케이블 프레임은 구조물의 콘크리트 타설 전에 미리 제작해 둔 가구조물에 실장됨에 유의한다.
본 발명의 실시예에 따른 회전변위 감지장치의 조립방법에 의해 파생되는 추가 동작은 이하 기재된 바와 같이 구현된다.
제 2 고정 프레임이 구조물의 상부로부터 유발된 비틀림량을 연결로드에 전달함에 따라, 각도 측정계는 비틀림량을 회전각도치로 수치 환산해 검출한다.
각도 측정계는 기연결된 측정 케이블을 통해 회전각도치를 통신모뎀으로 출력시킨다.
회전각도치 검출시, 각도 측정계는 구조물이 유동한 변위방향정보를 검출한 후 측정 케이블을 이용해 통신모뎀에 전달한다.
완충로드가 구조물로부터 유발된 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수해 완충시켜 줌에 따라, 하우징 프레임 내에 하우징 처리된 각도 측정계는 수직침하력 혹은 수직외력을 미수신한다.
수직침하력 혹은 수직외력이 완충로드를 거쳐 연결로드에 전달될 경우, 보호관은 연결로드의 파열, 분쇄 또는 휨이 미발생되도록 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수하고 연결로드의 양측면을 지지해 준다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000 : 회전변위 감지장치 2000 : 구조물
3000 : 건축시공 시스템 100 : 제 1 고정 프레임
200 : 하우징 프레임 210 : 각도 측정계
220 : 회전 프레임 230 : 측정 케이블
300 : 보호관 310 : 연결로드
400 : 완충로드 500 : 제 2 고정 프레임

Claims (17)

  1. 구조물 내에 실장되는 회전변위 감지장치로,
    각도 측정계를 포함하며, 제 1 고정 프레임에 고정되어 상기 각도 측정계와 연결된 연결로드를 회전 프레임으로 노출시키는 하우징 프레임;
    상기 회전 프레임의 일면을 관통하도록 길이 연장된 상기 연결로드의 측면 노출부를 내부에 끼워넣어 상기 연결로드의 측면 노출부를 은폐 혹은 엄폐시키는 보호관;
    상기 연결로드의 말단부를 기구비된 홀부에 삽입시켜 나사결합 방식으로 체결하는 완충로드; 및
    상기 완충로드를 기준으로 상기 홀부의 반대편에 위치한 다른 홀부에 기구비된 중앙 돌기부를 삽입시킨 후 나사 결합으로 체결하여 상기 완충로드를 고정시키는 제 2 고정 프레임을 포함하는 회전변위 감지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 고정 프레임이 상기 구조물의 상부로부터 유발된 비틀림량을 상기 연결로드에 전달함에 따라, 상기 각도 측정계는 상기 비틀림량을 회전각도치로 수치 환산해 검출하고, 기연결된 측정 케이블을 통해 상기 회전각도치를 통신모뎀으로 출력시키는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전각도치 검출시, 상기 각도 측정계는 상기 구조물이 유동한 변위방향정보를 검출한 후 상기 측정 케이블을 이용해 상기 통신모뎀에 전달하는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충로드가 상기 구조물로부터 유발된 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수해 완충시켜 줌에 따라, 상기 하우징 프레임 내에 하우징 처리된 상기 각도 측정계는 상기 수직침하력 혹은 수직외력을 미수신하는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수직침하력 혹은 수직외력이 상기 완충로드를 거쳐 상기 연결로드에 전달될 경우, 상기 보호관은 상기 연결로드의 파열, 분쇄 또는 휨이 미발생되도록 상기 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수하고 상기 연결로드의 양측면을 지지해 주는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호관은 이물질이 상기 연결로드에 유입되지 않도록 상기 구조물을 형성하는 콘크리트 물질과 상기 연결로드를 형성하는 스테인레스강 사이에 존재하는 중간 차단막인 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전변위 감지장치와 동일한 다수의 다른 회전변위 감지장치가 상기 제 2 고정프레임의 반대편 평면상에 나란히 연결됨에 따라, 상기 각도 측정계와 기연결된 다수의 측정 케이블은 하나로 묶여져 통신모뎀과 연결되는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전변위 감지장치와 상기 다수의 다른 회전변위 감지장치를 합한 전체 길이는 상기 구조물의 길이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 구조물의 콘크리트 타설 전, 미리 제작해 둔 가구조물에 설치되어 상기 다수의 측정 케이블을 보호하는 케이블 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치.
  10. 구조물 내에 실장되는 회전변위 감지장치의 조립방법으로,
    각도 측정계를 포함하는 하우징 프레임이 제 1 고정 프레임에 고정된 후, 상기 각도 측정계와 연결된 연결로드를 회전 프레임으로 노출시키는 단계;
    보호관이 상기 회전 프레임의 일면을 관통하도록 길이 연장된 상기 연결로드의 측면 노출부를 내부에 끼워넣어 상기 연결로드의 측면 노출부를 은폐 혹은 엄폐시키는 단계;
    완충로드가 연결로드의 말단부를 기구비된 홀부에 삽입시켜 나사결합 방식으로 체결하는 단계; 및
    제 2 고정 프레임이 상기 완충로드를 기준으로 상기 홀부의 반대편에 위치한 다른 홀부에 기구비된 중앙 돌기부를 삽입시킨 후 나사 결합으로 체결하여 상기 완충로드를 고정시키는 단계를 포함하는 회전변위 감지장치의 조립방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 고정 프레임이 상기 구조물의 상부로부터 유발된 비틀림량을 상기 연결로드에 전달함에 따라, 상기 각도 측정계가 상기 비틀림량을 회전각도치로 수치 환산해 검출하는 단계; 및
    상기 각도 측정계가 기연결된 측정 케이블을 통해 상기 회전각도치를 통신모뎀으로 출력시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 회전각도치 검출시, 상기 각도 측정계는 상기 구조물이 유동한 변위방향정보를 검출한 후 상기 측정 케이블을 이용해 상기 통신모뎀에 전달하는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치의 조립방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 완충로드가 상기 구조물로부터 유발된 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수해 완충시켜 줌에 따라, 상기 하우징 프레임 내에 하우징 처리된 상기 각도 측정계가 상기 수직침하력 혹은 수직외력을 미수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치의 조립방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수직침하력 혹은 수직외력이 상기 완충로드를 거쳐 상기 연결로드에 전달될 경우, 상기 보호관이 상기 연결로드의 파열, 분쇄 또는 휨이 미발생되도록 상기 수직침하력 혹은 수직외력을 흡수하고 상기 연결로드의 양측면을 지지해 주는 단계를 더 포함하며,
    상기 보호관은 이물질이 상기 연결로드에 유입되지 않도록 상기 구조물을 형성하는 콘크리트 물질과 상기 연결로드를 형성하는 스테인레스강 사이에 존재하는 중간 차단막인 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치의 조립방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전변위 감지장치와 동일한 다수의 다른 회전변위 감지장치가 상기 제 2 고정프레임의 반대편 평면상에 나란히 연결되는 단계; 및
    상기 각도 측정계와 기연결된 다수의 측정 케이블이 하나로 묶여져 통신모뎀과 연결되는 단계를 더 포함하며,
    상기 회전변위 감지장치와 상기 다수의 다른 회전변위 감지장치를 합한 전체 길이가 상기 구조물의 길이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치의 조립방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 측정 케이블을 보호하는 케이블 프레임이 상기 구조물의 콘크리트 타설 전에 미리 제작해 둔 가구조물에 실장되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전변위 감지장치의 조립방법.
  16. 회전변위 감지장치를 포함하는 구조물이 다수개 설비된 건축시공 시스템으로,
    콘크리트 물질 타설 전 가구조물로 정형화된 경우, 상기 가구조물의 길이와 비례하도록 상기 회전변위 감지장치를 적어도 하나 이상 연결하고, 상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치를 상기 가구조물의 중앙에 설치한 다음 상기 콘크리트 물질로 상기 가구조물의 내부를 채워넣고 일정시간 동안 경화시켜 상기 가구조물 내에 상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치가 고착화된 다수의 구조물을 건축시공지역 내에 설치 및 시공한 구조물 집합체; 및
    상기 다수의 구조물마다 각기 실장된 상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치로부터 각각 전달된 회전각도치를 통신모뎀과 기연결된 유무선 통신망을 이용해 원격 수신한 후 상기 회전각도치를 누적하며, 상기 누적된 회전각도치와 기준 회전각도치를 비교해 상기 누적된 회전각도치가 기준 회전각도치보다 클 경우 상기 구조물의 유지보수 시기 또는 철거 시기를 결정하는 비틀림계측용 관리서버를 포함하는 건축시공 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 비틀림계측용 관리서버는,
    상기 적어도 하나의 회전변위 감지장치 내 실장된 다수의 각도 측정계로부터 각각 송출된 상기 회전각도치를 초단위, 분단위 혹은 시단위로 셋팅해 둔 시간설정 모드에 맞게 수시로 전달받으며, 상기 누적된 회전각도치를 룩업데이블에 대입시켜 상기 누적된 회전각도치와 1:1 매칭되는 상기 구조물에 대한 잔여 수명치 또는 노화수치를 추출하는 것을 특징으로 하는 건축시공 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980067359A (ko) * 1997-02-04 1998-10-15 문진상 변위 측정장치
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