KR101684575B1

KR101684575B1 - 면진장치

Info

Publication number: KR101684575B1
Application number: KR1020150077113A
Authority: KR
Inventors: 문병욱; 김문정
Original assignee: 현대건설 주식회사
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2016-12-09

Abstract

본 발명은, 상부기둥과 하부기둥 사이에 설치되는 면진수단, 상부기둥과 하부기둥 사이에 면진수단의 측면 주위를 따라 이격되게 설치되고, 상부기둥과 하부기둥의 수평변위를 수용하기 위한 분리부가 형성되어 있으며, 외부에서 면진수단의 점검이 가능하도록 개폐 가능한 점검구가 형성된 내화벽체 및 분리부를 감싸며, 변형이 가능한 소재로 형성된 방화부재를 포함하는 면진장치를 제공한다.
따라서 수평변위가 발생하여도 방화수단을 통하여 면진수단의 밀폐성을 유지할 수 있어, 내화성능을 확보할 수 있으며, 장치해체 없이도 점검구를 통하여 용이하게 점검할 수 있다.

Description

면진장치 {Seismic isolation device}

본 발명은 면진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내화피복 장치의 기능 유지는 물론 횡 변위를 수용하여 변형에 의한 파괴 및 내부기관 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 미려한 외관을 확보할 수 있고 유지관리가 용이한 면진장치에 관한 것이다.

일반적으로 면진 장치는 주로 빌딩, 아파트 등의 건축물이나, 교각, 교량 상판 사이에 설치되어, 지진으로 인한 건축물이나 시설물의 전도에 따른 파손을 방지하도록 하는 것으로서, 이러한 면진장치는 평상시에는 고정된 상태를 유지하고 있다가, 지진이 발생하면 지진에 따른 진동을 흡수하여 시설물을 지진으로부터 보호하도록 되어 있다.

한편, 면진설계는 지진격리, 지반분리, 기포분리 등 다양한 용어로도 설명할 수 있으며, 지반과 구조물이 분리되어 있기 때문에 내진설계와 제진설계에 비해서 구조물의 진동을 크게 감소시킬 수 있는 방법이다. 면진설계를 하면, 건물의 고유주기를 지진파의 고유주기보다 인위적으로 길게 만들어 주므로 건물과 지진의 공진 형상에 의한 피해를 미연에 방지할 수 있다. 따라서 건물의 응답가속도를 크게 줄여주기 때문에 구조체 뿐만 아니라 비구조체(건물 내부의 가구, 칸막이벽 등)에 대한 손상 역시 거의 발생하지 않는다.

면진구조는 대부분 구조체와 지반의 수평이동 격리를 위해 연결재로서 고무형태의 면진장치를 상부기둥과 하부기둥 사이 또는 기둥과 기초 사이에 삽입하는 경우가 많은데, 이러한 고무형태의 면진장치는 열에 매우 취약한 특성이 있다. 때문에, 상기한 면진장치를 구조물에 적용할 경우에는 화재를 대비한 내화피복이 필요한데 이는 화재에 의해 고무형태의 면진장치의 축/횡강성이 저하 될 경우 건물의 붕괴 또는 이상변형 발생 등 치명적인 구조결함으로 이어질 수 있기 때문이다.

그런데, 종래의 면진장치는 지진발생 등에 의한 수평 변형이 일어나면 밀폐성을 상실하면서, 화재 시 고무재의 면진장치의 손상이 발생하는 문제점이 있으며, 또한, 면진장치를 점검하기 위해서는 면진장치를 모두 해체해야 하는 등 점검이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1387344호

본 발명은, 수평변위가 발생하여도 면진수단의 밀폐성을 유지하고 내화성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 장치해체 없이도 용이하게 점검할 수 있는 면진장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상부기둥과 하부기둥 사이에 설치되는 면진수단; 상기 상부기둥과 상기 하부기둥 사이에 상기 면진수단의 측면 주위를 따라 이격되게 설치되고, 상기 상부기둥과 상기 하부기둥의 수평변위를 수용하기 위한 분리부가 형성되어 있으며, 외부에서 상기 면진수단의 점검이 가능하도록 개폐 가능한 점검구가 형성된 내화벽체; 및 상기 분리부를 감싸며, 변형이 가능한 소재로 형성된 방화부재를 포함하는 면진장치를 제공한다.

본 발명에 따른 면진장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 수평변위가 발생하여도 방화수단을 통하여 면진수단의 밀폐성을 유지할 수 있어, 내화성능을 확보할 수 있다.

둘째, 장치해체 없이도 점검구를 통하여 용이하게 점검할 수 있다.

셋째, 외관이 미려하여 외관 만족도를 높일 수 있다.

넷째, 콘크리트의 기둥 일부도 방화수단을 통하여 내화피복 적용이 가능하여, 면진장치와 결합되는 상부기둥과 하부기둥면 일부에 내화 피복 효과를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면진장치를 나타내는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 면진수단이 수평변위가 발생한 경우를 나타낸 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면진장치를 나타내는 정단면도이다.
도 4는 도 3의 면진장치가 수평변위가 발생한 경우를 나타낸 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면진장치를 나타내는 정단면도이다.
도 6은 도 5의 면진장치가 수평변위가 발생한 경우를 나타낸 정단면도이다.
도 7은 도 5의 방화부재가 복수개의 방화커튼들로 이루어진 경우를 나타내는 평단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 면진장치(810)는, 면진수단(100)과, 내화벽체(200)와, 방화부재(300)를 포함한다. 상기 면진수단(100)은, 상부기둥(10)과 하부기둥(20) 사이에 상하단부가 밀착되게 설치되어 있으며, 지진 발생 시 상부기둥(10)과 하부기둥(20)의 수평변위를 수용할 수 있도록 되어 있다. 이러한 면진수단(100)은 수평변위를 수용할 수 있는 고무재질을 이용한 적층고무를 포함하는 면진장치를 비롯하여 유압식 등 다양한 구성이 적용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 내화벽체(200)는, 상기 상부기둥(10)과 상기 하부기둥(20) 사이에 상기 면진수단(100)의 외주 측면 주위를 따라 이격되게 설치되며, 상기 상부기둥(10)과 상기 하부기둥(20)의 수평변위를 수용하기 위한 분리부(201)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 내화벽체(200)는, 상단부는 상기 상부기둥(10)의 외측 결합하고 하단부는 상기 하부기둥(20)의 외측에 결합하며, 상단부와 하단부 사이에 절개된 상기 분리부(201)가 형성되어 있다.

한편, 상기 내화벽체(200)는, 상단부가 상기 상부기둥(10)에 결합하고 하단부가 상기 하부기둥(20)에 결합하되, 상기 상부기둥(10)과 상기 하부기둥(20)의 수평변위를 수용하도록 수평 방향으로 설정 길이로 돌출되게 절곡 형성되어 있다. 이는, 지진 등으로 인하여 상기 상부기둥(10)과 하부기둥(20)에 수평변위가 발생하였을 때, 상기 내화벽체(200)와 상기 면진수단(100) 사이에 간섭이 발생할 수 있기 때문이며, 이때 상기 설정 길이는 상기 상부기둥(10)과 하부기둥(20)의 최대변위 시에도 간섭이 발생하지 않는 길이로 설정한다.

상기한 바와 같이, 상기 면진장치(810)는 상기 상부기둥(10)과 하부기둥(20) 사이 장치 삽입면적이 충분하지 않아 상기 내화벽체(200)를 포함하는 상기 면진장치(810)의 삽입공간이 충분하지 않은 경우, 상기 내화벽체(200)를 수평 방향으로 돌출되게 형성하여 수평변위가 발생하여도 간섭이 생기지 않도록 할 수 있다.

상기 내화벽체(200)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 내화벽체(200)는, 일단부는 상기 상부기둥(10)에 결합하는 제1내화벽체(210)와, 상기 제1내화벽체(210)와의 사이에 상기 분리부(201)가 형성되도록 일단부는 상기 제1내화벽체(210)와 이격되고 타단부는 상기 하부기둥(20)에 결합하는 제2내화벽체(220)를 포함한다. 한편, 도면에서 상기 제1내화벽체(210)는 상기 상부기둥(10)의 외측에 결합하고, 상기 제2내화벽체(220) 또한 상기 하부기둥(20)의 외측에 결합한 경우를 나타내었으나, 이는 일 실시예로 상기 제1내화벽체(210)의 상단부가 상기 상부기둥(10)의 하단부 최외곽에 결합하고, 상기 제2내화벽체(220)의 하단부가 상기 하부기둥(20)의 상단부 최외곽에 결합하여 상기 내화벽체(200)와 상기 상부기둥(10)과 상기 하부기둥(20)이 동일한 측면을 갖도록 할 수 있음은 물론이다.

상기 내화벽체(200)는, 외부에서 상기 면진수단(100)의 점검이 가능하도록 개폐 가능한 점검구(211)가 형성되어 있다. 상기 점검구(211)는 일단부가 상기 내화벽체(200)에 힌지 결합하여 타단부로 개폐하는 점검도어로 이루어지는데, 상기한 점검도어는 공지의 푸쉬/풀(Push/Pull)형식의 도어 또는 슬라이딩 도어 형식 등 내부의 상기 면진수단(100)을 확인할 수 있도록 개폐할 수 있는 수단이라면 모두 적용가능하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 방화부재(300)는, 상기 내화벽체(200)의 상기 분리부(201)를 감싸 밀폐하도록 일단부는 상기 제1내화벽체(210)에 결합하고, 타단부는 상기 제2내화벽체(220)에 결합하며, 변형이 가능한 소재로 형성되어 수평변위에 따른 상기 내화벽체(200)의 변위를 수용할 수 있도록 되어 있다.

상세하게, 상기 방화부재(300)는, 도시된 바와 같이 변형이 가능하고 신축이 가능한 복수개의 주름이 형성된 주름커튼으로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정하지는 않는다.

상기 방화부재(300)는, 미관을 고려하여 도시된 바와 같이 양단부가 상기 제1내화벽체(210)와 상기 제2내화벽체(220) 각각의 내측에 결합하여 상기 내화벽체(200)의 내측에 위치하고 있다. 하지만, 이는 바람직한 실시예로 상기 방화부재(300)는 유지관리를 용이하게 하고 상기 내화벽체(200)의 일부도 내화피복이 가능하도록 상기 내화벽체(200)의 외측에 결합하여 위치할 수도 있음은 물론이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 면진장치(820)를 나타낸 정단면도로써, 이는 도 1의 면진장치(810)가 상부기둥(10)과 하부기둥(20) 사이 삽입 공간 면적이 충분하지 않아 상기 면진수단(100)의 최대변위 시 간섭이 발생하는 경우(d1<d2)와는 달리, 후술하는 제3내화벽체(230)를 포함하는 상기 면진장치(810)의 삽입 공간 면적이 충분한 경우 적용하는 바람직하다.

도 3을 참조하면, 상기 면진장치(820)는, 면진수단(100)과, 상기 면진수단(100)의 측면 주위를 따라 이격되게 설치된 제3내화벽체(230)와, 방화부재(310)를 포함한다. 여기서, 상기 면진수단(100)은 전술하였으므로, 도 1의 면진장치(810)와 대별되는 구성을 중점적으로 하여 살펴보기로 한다.

상기 제3내화벽체(230)는, 일단부가 상기 상부기둥(10)에 결합하고 타단부는 상기 하부기둥(20)과의 사이에 상기 분리부(202)가 형성되도록 상기 하부기둥(20)에 이격되게 형성되어 있으며, 상기한 점검구(231)가 설치되어 있다. 여기서, 상기 제3내화벽체(230)는, 상단부가 상기 상부기둥(10)의 하단부에 결합하여 상부기둥(10)과 하부기둥(20) 사이 내측으로 들어가도록 위치하고 있다.

이에, 상기 방화부재(310)는, 일단부가 상기 제3내화벽체(230)의 외측 상기 상부기둥(10)에 결합하고, 상기 분리부(202)를 덮도록 타단부가 상기 하부기둥(20)의 외측까지 내려오도록 길게 형성되어, 상기 제3내화벽체(230)와 상기 하부기둥(20)의 외측 일부를 덮어 상기 제3내화벽체(230)와 상기 하부기둥(20) 일부에 대한 내화성능을 확보할 수 있도록 되어 있다. 여기서, 상기 방화부재(310)는, 개폐작업이 필요하기 때문에 두께를 얇게 형성하여, 상기 제3내화벽체(230)에 설치된 상기 점검구(231) 개폐 작업을 수월하게 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 면진장치(820)는, 상기 방화부재(310)의 타단부에 결합하는 중력부재(311)를 포함한다. 상기 중력부재(311)는 상기 방화부재(310)의 펄럭거림을 방지하고 하방으로 펼쳐지도록 하여 상기 면진수단(100)의 밀폐성을 확보하여 내화성능을 유지할 수 있도록 한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 면진장치(830)를 나타내는 정단면도이다. 먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 면진장치(830)는, 도 3과 비교하여 상부기둥(10)과 하부기둥(20) 사이 삽입 공간 면적이 충분하지 않고 협소(d3<d2)하여 내화벽체(240)를 포함하는 상기 면진장치(830)를 기둥 안에 삽입하기 힘든 경우에 적용할 수 있으며, 면진수단(100)과, 내화벽체(240)와, 방화부재(320)를 포함한다. 여기서, 상기 면진수단(100)과 방화부재(320)는, 전술한 도 3의 면진장치(820)의 구성과 유사하므로 이와 대별되는 구성을 중점적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 내화벽체(240)는, 도 3의 상기 제3내화벽체(230)와 유사하는데, 상부가 상기 상부기둥(10)의 외측에 돌출되게 결합되어 있으며, 하부는 상기 하부기둥(20)과 이격되게 위치하고 있다.

상기 방화부재(320)는, 일단부가 상기 제3내화벽체(240)의 내측 상기 상부기둥(10)에 결합하여 상기 제3내화벽체(240)의 내측에 위치하고, 타단부는 상기 하부기둥(20)의 외측을 덮도록 형성되어 있다.

한편, 여기서, 상기 면진장치(830)는, 상기한 중력부재(311) 대신 하부기둥(20)과 착탈 가능하도록 하여 상기 방화부재(320)의 위치가 안정적으로 위치할 수 있도록 한다. 이에 대하여 살펴보면, 상기 면진장치(830)는, 상기 방화부재(320)의 타단부에 결합하는 제1착탈부재(321)와, 상기 하부기둥(20)의 외측에 결합하고 상기 제1착탈부재(321)와 착탈 가능하게 체결되는 제2착탈부재(322)를 포함하여, 상기 방화부재(320)와 상기 하부기둥(20)간의 여유(Clearance)를 상쇄하여 면진수단(100)의 밀폐를 보다 효과적으로 할 수 있고 내화 기능을 확보할 수 있다.

상세하게, 상기 제1착탈부재(321)와 상기 제2착탈부재(322)가 자기력을 이용하여 접촉 및 비접촉이 이루어질 수 있도록, 상기 제1착탈부재(322)는, 자력을 갖고 있는 자석과 같은 자력부재로 하고, 상기 제2착탈부재(322)는 상기 자력부재와의 사이에 인력이 작용하여 상기 자력부재와 탈부착되는 자석과 같은 자력부착수단을 적용한다. 한편, 도면에서는 상기한 제1착탈부재(321)와 상기 제2착탈부재(322)를 자기력을 이용한 것을 바람직한 실시예로 나타내었으나, 이 외 벨크로수단과, 슬릿에 슬라이딩 가능하게 삽입 및 분리 가능한 끼움부를 포함하는 구성, 버튼구성 등 착탈 가능한 다양한 구성을 적용할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기한 도 3 및 도 5와 같은 커튼형의 방화부재(310,320)의 경우, 상기 방화부재(310,320)는 상기 면진수단(100)을 사방에서 에워싸 감싸도록 원통형상으로 형성될 수 있다.

또는 상기 방화부재(310,320)는, 상기 면진수단(100)을 사방에서 감싸도록 복수개의 방화커튼(323,324,325,326)들이 서로 연결되어 형성될 수 있다. 도 7을 참조하면, 상기 상부기둥(10)과 상기 하부기둥(20)이 평단면형상이 사각형의 기둥형상이고, 이에 상기 방화부재(310,320)는 4개의 방화커튼(323,324,325,326)들이 서로 연결되어 4면 부착형으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기 방화부재(310,320)는 기둥의 형상과 상기 점검구(231,241)의 위치와 개수 등을 고려하여 그 개수와 크기 등을 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10... 상부기둥 20... 하부기둥
100... 면진수단 200... 내화벽체
201,202... 분리부 210... 제1내화벽체
211,231,241... 점검구 220... 제2내화벽체
230,240... 제3내화벽체 300,310,320... 방화부재
323,324,325,326... 방화커튼 311... 중력부재
321... 제1착탈부재 322... 제2착탈부재
810,820,830... 면진장치

Claims

상부기둥과 하부기둥 사이에 설치되는 면진수단;
상기 상부기둥과 상기 하부기둥 사이에 상기 면진수단의 측면 주위를 따라 이격되게 설치되고, 상기 상부기둥과 상기 하부기둥의 수평변위를 수용하기 위한 분리부가 형성되어 있으며, 외부에서 상기 면진수단의 점검이 가능하도록 개폐 가능한 점검구가 형성된 내화벽체; 및
상기 분리부를 감싸며, 변형이 가능한 소재로 형성된 방화부재를 포함하며,
상기 내화벽체는,
상단부는 상기 상부기둥의 외측에 결합하고, 하단부는 상기 하부기둥의 외측에 결합하며, 상단부와 하단부 사이에 절개되어 상기 분리부가 형성되고, 상기 상부기둥과 상기 하부기둥의 수평변위를 수용하도록 상기 상부기둥과 상기 하부기둥의 외측면으로부터 수평 방향으로 설정 길이 돌출되게 절곡 형성되고,
상기 점검구는,
일단부가 상기 내화벽체에 힌지 결합하여 타단부로 개폐하는 점검도어를 포함하는 면진장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 내화벽체는,
일단부는 상기 상부기둥에 결합하는 제1내화벽체와,
상기 제1내화벽체와의 사이에 상기 분리부가 형성되도록 일단부는 상기 제1내화벽체와 이격되고 타단부는 상기 하부기둥에 결합하는 제2내화벽체를 포함하는 면진장치.
청구항 4에 있어서,
상기 방화부재는,
일단부는 상기 제1내화벽체에 결합하고, 타단부는 상기 제2내화벽체에 결합하여 상기 분리부를 감싸 밀폐시키는 면진장치.
청구항 4에 있어서,
상기 방화부재는, 상기 제1내화벽체와 상기 제2내화벽체 각각의 내측에 결합하는 면진장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 방화부재의 타단부에 결합하는 중력부재를 더 포함하는 면진장치.
청구항 1에 있어서,
상기 방화부재의 타단부에 결합하는 제1착탈부재와,
상기 하부기둥의 외측에 결합하고 상기 제1착탈부재와 착탈 가능하게 체결되는 제2착탈부재를 포함하는 면진장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제1착탈부재는, 자력을 갖고 있는 자력부재이고,
상기 제2착탈부재는, 상기 자력부재와의 사이에 인력이 작용하여 상기 자력부재와 부착되는 자력부착수단인 면진장치.
청구항 1에 있어서,
상기 방화부재는,
상기 면진수단을 사방에서 감싸도록 원통형상으로 형성된 면진장치.
청구항 1에 있어서,
상기 방화부재는,
상기 면진수단을 사방에서 감싸도록 복수개의 방화커튼들이 서로 연결되어 형성된 면진장치.
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