KR101417380B1 - 이중 바닥 시스템 - Google Patents

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Abstract

동적하중에 의해 발생하는 진동에너지를 소산시키는 구조를 통해 진동성능이 향상된 이중 바닥 시스템이 개시된다.
본 발명은 기초바닥; 상기 기초바닥 상에 설치되며, 외부 하중을 받으면 형체가 구부러지며 압축거동 가능한 탄성링 부재가 높이방향으로 복수개가 적층되어 구성된 소산부; 및 상기 소산부의 상단에 설치되는 상부바닥;을 포함하고, 상기 소산부는, 상기 탄성링 부재의 내측 상단에 구비되어, 상기 탄성링 부재의 내측 상단에서 내측 하단 방향으로 돌출된 하중전달부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템을 제공한다.
이러한 이중 바닥 시스템에 의하면, 하중에 의한 진동에너지를 소산시키는 탄성을 가지는 부재로 상부바닥의 지지각을 구성하여 이중 바닥 구조의 진동성능 및 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

이중 바닥 시스템{ACCESS FLOOR SYSTEM}
본 발명은 이중 바닥 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동적하중에 의해 발생하는 진동에너지를 소산시키는 구조를 통해 진동성능이 향상된 이중 바닥 시스템에 관한 것이다.
이중 바닥 구조는 배선 및 배관을 위한 업무용 건축물 바닥으로부터, 반도체 공장 클린룸 등 정밀산업시설 바닥에 이르기까지 폭넓게 적용되는 건자재이다. 이러한 이중 바닥 구조는 흔히 액세스 플로어(access floor)로 통용되기도 한다.
일반적으로 이중 바닥 구조는 상부구조와 지지각으로 구성되는데, 상부구조는 다양한 단면형상의 일종의 평판구조로서 동적하중을 지지각으로 전달하며, 지지각은 다시 하중을 건축물 바닥구조로 전달한다.
한편, 최근에는 정밀산업시설의 이중 바닥 구조 시장이 성장하면서 단순히 배선 및 배관을 위한 공간확보 수준이 아니라 이중 바닥 구조 자체의 진동저감성능이 중시되고 있다.
이중 바닥 구조의 진동저감을 위한 종래의 기술은 대부분 방진고무를 활용하는 것이다. 방진고무를 이중 바닥 구조 상부구조와 지지각 사이에 적용하거나, 지지각 하단과 건축물 바닥 표면 사이에 적용하는 식이다.
그러나, 방진고무를 적용하는 경우 동적하중의 종별 대응이 불가능하고 반영구적 내구성을 확보하기 어려운 문제가 있다. 예를 들면, 보행하중과 같이 비교적 경량의 동적하중에 대해 방진고무를 설계한 경우, 중량체의 이동하중이 이중 바닥 구조 상부에 작용하게 되면 진동저감성능을 기대하기 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 바탕으로 안출된 것으로, 이중 바닥 구조의 진동성능 및 내구성이 뛰어나고, 경량의 동적하중부터 중량의 설비하중에 이르기까지 다양한 종류의 동적하중에 대응할 수 있는 이중 바닥 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 기초바닥; 상기 기초바닥 상에 설치되며, 외부 하중을 받으면 형체가 구부러지며 압축거동 가능한 탄성링 부재가 높이방향으로 복수개가 적층되어 구성된 소산부; 및 상기 소산부의 상단에 설치되는 상부바닥;을 포함하고, 상기 소산부는, 상기 탄성링 부재의 내측 상단에 구비되어, 상기 탄성링 부재의 내측 상단에서 내측 하단 방향으로 돌출된 하중전달부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 소산부는 적층된 각각의 탄성링 부재의 두께가 서로 다르게 구성될 수 있다
더욱 바람직하게, 상기 소산부는 상측에서 하측으로 갈수록 두께가 두꺼운 탄성링 부재가 배치될 수 있다.
삭제
여기서, 상기 하중전달부재는 상기 탄성링 부재의 소성변형능력 범위 내에서 하측에 배치된 탄성링 부재에 외부 하중을 전달 가능한 길이로 구성될 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 상기 탄성링 부재는 고망간강(high-manganese steel)으로 이루어질 수도 있다.
그리고, 상기 상부바닥은 복수의 바닥패널이 배열되어 바닥구조물을 구성하는 패널 구조로 이루어질 수도 있다.
이때, 상기 소산부는 상기 바닥패널의 모서리부 각각에 배치될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하중에 의한 진동에너지를 소산시키는 탄성을 가지는 부재로 상부바닥의 지지각을 구성하여 이중 바닥 구조의 진동성능 및 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상부바닥에 작용하는 하중의 종류 및 증감에 대해서 순차적으로 반응하는 복수의 탄성링 부재를 통해, 경량의 동적하중부터 중량의 설비하중에 이르기까지 다양한 종류의 동적하중에 효과적으로 대응할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이중 바닥 시스템의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이중 바닥 시스템에 포함된 소산부의 동작상세를 나타내는 정면도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템의 사시도이고, 도 2는 정면도, 도 3은 소산부의 동작상세를 나타내는 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템(100)은 기초바닥(110), 소산부(120) 및 상부바닥(140)을 포함한다.
상기 기초바닥(110)은 건물의 바닥구조로서, 후술할 소산부(120) 및 상부바닥(140)이 설치되는 기초구조물이다. 이러한 기초바닥(110)은 일반적으로 건물의 바닥구조로 많이 사용되는 몰탈처리가 된 콘크리트 슬래브로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 소산부(120)는 기초바닥(110) 상에 설치되며, 복수의 탄성링 부재(121,122,123,124)가 높이방향으로 적층되어 구성될 수 있다.
여기서, 상기 탄성링 부재(121,122,123,124)는 자체가 탄성을 가지고 있으며, 외부 하중을 받으면 형체가 구부러지며 압축거동될 수 있고, 작용하던 외부 하중이 제거되면 원형으로 복귀할 수 있다.
그리고, 상기 상부바닥(140)은 소산부(120)의 상단에 설치되어, 이중 바닥 구조에서 실내의 실질적인 바닥으로서 사용되는 상측 바닥면을 구성할 수 있다. 이러한 상부바닥(140)은 일 실시예에서 복수의 바닥패널이 배열되어 바닥구조물을 구성하는 패널 구조로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 상부바닥(140)이 패널 구조로 이루어진 경우는 각각의 바닥패널이 하중에 대해서 독립적으로 거동할 수 있게 된다. 이때, 소산부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 바닥패널의 모서리부 각각에 배치될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템(100)에서, 소산부(120)는 상부바닥(140)을 지지하는 지지각 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 소산부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 다수개가 규칙적인 배열로 기초바닥(110) 상에 설치될 수 있다.
이와 같이, 소산부(120)를 통해 기초바닥(110)과 상부바닥(140) 사이에는 공간이 형성될 수 있으며, 이러한 기초바닥(110)과 상부바닥(140) 사이의 공간으로는 통신 케이블이나 전선이 자유롭게 배치될 수 있다. 또한, 기초바닥(110)과 상부바닥(140)은 실내에서 발생된 먼지를 흡입하거나 공기를 순환시키기 위해서도 사용될 수 있다.
그리고, 소산부(120)는 상부바닥(140)의 지지각 기능뿐만 아니라, 상부바닥(140)에 작용하는 동적하중에 의해 발생하는 진동에너지를 소산시키는 기능도 수행할 수 있다. 즉, 소산부(120)는 전술한 바와 같이 자체의 탄성을 통해 상부바닥(140)의 동적하중에 의한 진동에너지를 소산시킴으로써, 진동에너지가 기초바닥(110)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 전술한 바와 같은 동작을 수행하는 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템(100)의 소산부(120)에 대해서 구체적으로 살펴본다.
일 실시예에서, 소산부(120)를 구성하는 탄성링 부재(121,122,123,124)는 단면이 링 형상을 가지는 구조체로 구성될 수 있다. 이때, 탄성링 부재(121,122,123,124)는 복수개가 안정적으로 적층될 수 있도록 상하측이 평면형태로 구성되고, 양측이 곡선형태로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에서, 탄성링 부재(121,122,123,124)의 탄성은 양측의 곡선구간이 제공할 수 있다.
이러한 탄성링 부재(121,122,123,124)는 고하중에 대해서도 안정적인 강성이 확보되도록 강재로 구성될 수 있으며, 일 예로, 내충격성과 내마모성이 뛰어난 고망간강(high-manganese steel)으로 구성될 수 있다. 다만, 탄성링 부재(121,122,123,124)의 재질이 강재에 한정되는 것은 아니며, 합성수지로 구성되는 것도 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 일 실시예에서는, 소산부(120)가 제1 탄성링 부재(121), 제2 탄성링 부재(122), 제3 탄성링 부재(123) 및 제4 탄성링 부재(124) 총 4개의 탄성링 부재가 적층되어 구성되어 있다.
여기서, 소산부(120)는 적층된 각각의 탄성링 부재(121,122,123,124)의 두께가 서로 다르게 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124) 각각의 두께가 서로 다르게 구성될 수 있다.
이와 같이, 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124)의 두께가 서로 다르게 구성된 경우, 상부바닥(140)에 작용하는 하중의 크기가 커짐에 따라 두께가 얇은 탄성링 부재부터 두께가 두꺼운 탄성링 부재 순으로 순차적으로 압축거동하며 반응할 수 있다.
한편, 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124)의 두께가 서로 다르게 구성된 경우, 바람직하게는 소산부(120)의 상측에서 하측으로 갈수록 두께가 두꺼운 탄성링 부재가 배치될 수 있다.
다시 말해, 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124)가 소산부(120)의 상측으로부터 순서대로 적층된 경우, 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124) 각각의 두께(t1, t2, t3, t4)는 제1 탄성링 부재(121)에서 제4 탄성링 부재(124)로 갈수록 더 두껍게 즉, t1 < t2 < t3 < t4 로 구성될 수 있다.
이와 같은 구성에서, 소산부(120)에는 각각의 탄성링 부재(121,122,123,124)의 내측 상단에 구비되어 탄성링 부재(121,122,123,124)의 내측 상단에서 내측 하단 방향으로 돌출된 하중전달부재(130)가 추가로 포함될 수 있다.
이러한 하중전달부재(130)는 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124) 각각의 소성변형능력 범위 내에서 하측에 배치된 탄성링 부재에 외부 하중을 전달 가능한 길이로 구성될 수 있다.
다시 말해, 탄성링 부재(121,122,123,124)가 외부 하중에 의해 압축거동되는 동작에서, 너무 큰 하중이 작용하는 경우에 탄성링 부재(121,122,123,124)는 소성변형되어 탄성이 파괴될 수 있는데, 하중전달부재(130)는 탄성링 부재(121,122,123,124)의 내측에서 탄성링 부재(121,122,123,124)의 몸체를 수직방향으로 지지하며, 탄성링 부재(121,122,123,124)가 소성변형능력 이상으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 하중전달부재(130)는 각각의 탄성링 부재(121,122,123,124)의 소성변형능력에 따라 적절한 길이로 구성될 수 있다.
도 3을 참조하여, 탄성링 부재(121,122,123,124)와 하중전달부재(130)의 외부 하중에 대한 상세한 거동을 살펴보면, 도 3의 (a)와 같이 상부바닥(140)에 외부 하중이 작용하지 않는 경우에는 제1 내지 제4 탄성링 부재(121~124)가 원형을 유지하고 있다.
한편, 도 3의 (b)와 같이 상부바닥(140)에 저하중(F1)이 작용하는 경우, 두께가 가장 얇은 제1 탄성링 부재(121)가 압축거동하며 저하중(F1)에 의해 발생하는 진동에너지를 소산시킬 수 있다. 이때, 제1 탄성링 부재(121)보다 두께가 두꺼운 제2 내지 제4 탄성링 부재(124)는 압축거동하지 않을 수 있다.
그리고, 상부바닥(140)에 작용하는 저하중(F1)이 제1 탄성링 부재(121)의 소성변형능력을 넘어서는 크기인 경우에는 제1 탄성링 부재(121)에 구비된 제1 하중전달부재(131)의 하단이 제1 탄성링 부재(121)의 내측 하단에 닿게 되어, 제1 탄성링 부재(121)가 더 이상 압축되지 않도록 할 수 있다.
또한, 도 3의 (c)와 같이 상부바닥(140)에 고하중(F2)이 작용하는 경우, 제1 탄성링 부재(121)가 압축되면 제1 하중전달부재(131)가 제2 탄성링 부재(122)에 하중을 전달하게 된다.
이로 인해, 제2 탄성링 부재(122)가 압축거동하며 하중에 의한 진동에너지를 소산시킬 수 있다.
또한, 상부바닥(140)에 작용하는 고하중(F2)이 제2 탄성링 부재(122)의 소성변형능력을 넘어서는 크기인 경우에는 제2 탄성링 부재(122)에 구비된 제2 하중전달부재(132)의 하단이 제2 탄성링 부재(122)의 내측 하단에 닿게 되어, 제2 탄성링 부재(122)가 더 이상 압축되지 않도록 할 수 있으며, 동시에 제3 탄성링 부재(123)에 하중을 전달할 수 있게 된다.
그리고, 상부바닥(140)에 작용하는 하중의 크기가 커짐에 따라 제3 탄성링 부재(123), 제3 하중전달부재(133), 제4 탄성링 부재(124) 및 제4 하중전달부재(134)도 제1 탄성링 부재(121), 제1 하중전달부재(131), 제2 탄성링 부재(122) 및 제2 하중전달부재(132)와 마찬가지로 동작하며, 하중에 의한 진동에너지를 소산시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 이중 바닥 시스템(100)은 진동에너지를 소산시키는 소산부(120)가 복수의 탄성링 부재(121,122,123,124)를 통해 하중의 크기에 따라 순차적으로 반응할 수 있어, 상부바닥(140)에 작용하는 동적하중의 종류 및 증감에 따라 서로 다른 지지성능 및 에너지소산 성능을 확보할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 이중 바닥 시스템
110 : 기초바닥
120 : 소산부
121 ~ 124: 탄성링 부재
130 : 하중전달부재
140 : 상부바닥

Claims (8)

  1. 기초바닥;
    상기 기초바닥 상에 설치되며, 외부 하중을 받으면 형체가 구부러지며 압축거동 가능한 탄성링 부재가 높이방향으로 복수개가 적층되어 구성된 소산부; 및
    상기 소산부의 상단에 설치되는 상부바닥;
    을 포함하고,
    상기 소산부는,
    상기 탄성링 부재의 내측 상단에 구비되어, 상기 탄성링 부재의 내측 상단에서 내측 하단 방향으로 돌출된 하중전달부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소산부는 적층된 각각의 탄성링 부재의 두께가 서로 다르게 구성된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소산부는 상측에서 하측으로 갈수록 두께가 두꺼운 탄성링 부재가 배치된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하중전달부재는,
    상기 탄성링 부재의 소성변형능력 범위 내에서 하측에 배치된 탄성링 부재에 외부 하중을 전달 가능한 길이로 구성된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 및, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성링 부재는 고망간강(high-manganese steel)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 및, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부바닥은 복수의 바닥패널이 배열되어 바닥구조물을 구성하는 패널 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소산부는 상기 바닥패널의 모서리부 각각에 배치된 것을 특징으로 하는 이중 바닥 시스템.
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