KR101698758B1 - 보강그리드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하면에서 상면으로 직경이 좁아드는 형상의 곡관과 상기 곡관의 하단에서 방사형으로 돌출되며 상기 곡관의 내부와 연통하는 복수의 유도가이드를 포함하는 체결단자; 횡방향바와 종방향바로 구성되며 상기 횡방향바 및 종방향바의 접점에서 상기 체결단자에 의해 고정되되 각각 횡방향바 및 종방향바는 상기 유도가이드에 내재되도록 장착되는 그리드;를 포함하는 보강그리드 구조에 관한 것이다.

Description

보강그리드 구조{A reinforcment grid structure}

본 발명은 포장구조, 비탈면, 보강토 옹벽, 성토 매립층, 터널이나 지하공간 등 시설 용도에 맞게 내재되어 하중완화, 이질층 간의 전단력 강화 등으로 전체 구조물의 구조적 건전성을 보강토록 하며, 그리드를 파이프로 사용하는 경우 수평배수원활, 시공성 용이 등의 장점이 있는 그리드 구조에 관한 것이다.

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도심지 침수, 홍수가 빈번히 일어나고 있으며, 이에 대하여 도시화에 따른 불투수층의 증가가 대표적인 침수원인으로 분석되고 있다.

이에 투수콘크리트 등을 이용한 포장구조를 시공하여 여러가지 환경 또는 자연재해 문제를 저감시킬 수 있음에도 불구하고 투수콘크리트 자체의 강도문제, 우천시 우수침투 등으로 인해 기층과 포장층의 들뜸 등의 문제로 그 적용이 용이하지 않다. 이에 투수콘크리트를 이용한 포장층과 기층(보조기층) 사이에 다양한 보강 그리드를 게재하여 강성, 전단강도를 보강하고 있다.

또한 절개지, 성토지 등 각종 사면에서도 토사가 흘러서 유실되는 것을 막기 위해 보강 그리드가 내재되도록 하며, 터널의 경우도 굴착면과 숏크리트층 사이에 보강 그리드가 내재되도록 하여 전단강도를 보강하고 이질층 간의 부착력을 강화시키고자 한다.

이러한 그리드에 관한 다양한 기술이 제시되고 있는 바, 일 예로 대한민국 특허등록 제1217154호에서는 가로방향 스트랩과 세로방향 스트랩이 교차하는 격자구조의 지오그리드에 있어서, 스트랩이 교차하는 교차부에 위쪽으로 돌출된 돌출부가 형성되고 상기 돌출부가 상기 교차부에서 위로 돌출된 줄기체와 상기 줄기체의 위쪽 끝에서 옆으로 돌출 형성된 복수 개의 가지체를 포함하는 형상인 것을 특징으로 하는 지오그리드를 제시하고 있다.

그러나 상기 기술에 의하면 보강재 상부 토양에 대하여 미끌림 하중이 돌출부에 집중되어 구조적 문제가 있을 수 있고, 격자구조에 의해 단순히 이질층의 평면방향의 미끌림 저항 향상 등의 효과만 기대될 뿐이며 연직방향의 상재하중에 대한 하중전달과 완화구조가 충분히 제시되고 있지 않아서 내재되는 부분에 대한 구조적 보강 기능이 부족한 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제1217154호

본 발명은 다양한 용도에 내재되어 상재하중으로 인한 응력집중이 유발되지 않도록 충분히 완화하고 하중을 원활하게 전달함은 물론 투수포장 등에서 수평배수를 원활히 하도록 하는 보강 그리드 구조를 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 보강 그리드 구조는 하면에서 상면으로 직경이 좁아드는 형상의 곡관과 상기 곡관의 하단에서 방사형으로 돌출되며 상기 곡관의 내부와 연통하는 복수의 유도가이드를 포함하는 체결단자; 횡방향바와 종방향바로 구성되며 상기 횡방향바 및 종방향바의 접점에서 상기 체결단자에 의해 고정되되 각각 횡방향바 및 종방향바는 상기 유도가이드에 내재되도록 장착되는 그리드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 곡관의 외주연에는 상단에서부터 돌출되어 상기 유도가이드와 연결되는 복수의 완화테두리가 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 그리드는, 횡방향바 및 종방향바가 각각 파이프로 구성되어 상기 체결단자 내부로부터 수평배수가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 곡관에는 복수의 관통공이 형성되어 상기 체결단자의 상층으로부터 유입된 물을 상기 곡관 내부로 유도토록 하며, 상기 체결단자에 의해 고정되는 횡방향바 및 종방향바의 접점에서는 횡방향바 및 종방향바의 끝단이 체결단자 내부에서 노출되도록 하여 상기 곡관 내부로 유도된 물은 횡방향바 및 종방향바로 유도되어 수평배수가 이루어짐을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 체결단자 상단에 걸리는 머리와 상기 머리로부터 돌출되어 체결단자의 하층에 앵커링 되도록 하는 복수의 삽입돌기로 구성되는 고정캡이 더 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 투수성 포장을 포함하는 포장구조, 비탈면, 성토 매립층, 보강토옹벽, 터널이나 지하공간 벽체 등에 있어 내부에 내재되도록 함으로써 상재하중을 다방향의 곡면으로 분산시키도록 하며 이질층에 내재되어도 전단강도가 보강되도록 함으로써 구조적 안정성을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 투수성 포장구조에 있어서는 배수로의 기능을 할 수 있으며, 특히 수직배수는 물론 수평배수를 유도하여 측구 등과 연결시 원활한 투수성이 확보되도록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명이 사용상태를 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 기본 예를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 작동상태도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예를 나타내는 작동상태도이고,
도 5는 본 발명의 실시 예로서 고정캡을 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명인 보강 그리드 구조(100)는 투수성 포장을 포함하는 포장구조, 비탈면, 성토매립층, 터널이나 지하공간 벽체 등에 있어 그 내부에 내재됨으로써 구조적 강성을 확보하도록 하면서 용도에 맞게 투수성 포장구조의 경우는 수평배수구조 확보 등의 기능을 하도록 하는 것이며, 비탈면이나 터널 및 지하공간 굴착 벽체 등에서는 낙석, 낙반제어 등의 기능을 하도록 하는 것이다.

또한, 본 발명인 보강그리드 구조(100)는 표층(상층), 기층(하층)에 내재되도록 할 수 있으며 경계면에 내재되도록 할 수 있음은 물론이다.

일 예로 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 보강그리드 구조(100)는 상층(10) 및 하층(20)의 경계면에 내재되도록 하여 구조적 강성 및 용도에 따른 기능이 수행되도록 할 수 있다.

여기서 상층(10)은 포장구조의 경우 투수층, 아스팔트층이 포함되는 포장층에 해당될 것이며, 하층(20)은 기층, 보조기층에 해당될 것이다. 또한, 비탈면 등의 경우 상층(10)은 숏크리트층, 되메움층 등이 될 것이고, 하층(20)은 비탈면 등에 있어 굴착면이 될 것이다.

또한 보강토옹벽과 매립층의 경우 상층(10)은 단계별로 구성되는 복수개의 되메움층에서 상부층이 될 것이고, 하층(20)은 상층(20)에 인접하여 구성되는 하부층이 될 것이다. 또한 터널과 지하굴착 등의 경우는 상층(10)은 숏크리트층, 라이닝층이 될 것이고, 하층(20)은 굴착면이 될 것이다. 이하에서는 본 발명인 보강그리드 구조(100)가 경계면에 설치된 경우를 상정하여 설명한다.

본 발명의 보강 그리드 구조(100)는 도 1등에서 보는 바와 같이 하면에서 상면으로 직경이 좁아드는 형상의 곡관(111)과 상기 곡관(111)의 하단에서 방사형으로 돌출되며 상기 곡관(111)의 내부와 연통하는 복수의 유도가이드(112)를 포함하는 체결단자(110); 횡방향바와 종방향바로 구성되며 상기 횡방향바 및 종방향바의 접점에서 상기 체결단자(110)에 의해 고정되되 각각 횡방향바 및 종방향바는 상기 유도가이드(112)에 내재되도록 장착되는 그리드(120);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 체결단자(110)는 도 2에서 보는 바와 같이 격자형의 그리드(120)를 접점에서 고정토록 하는 구성으로서 그 구조에 의해 상재하중을 완화시키도록 하는 것이다.

특히 상기 체결단자(110)는 도 4에서 보는 바와 같이 투수성 포장구조 등에 적용시 상기 그리드(120)에 있어 횡방향바 및 종바향바를 파이프로 구성하는 경우 수평배수를 위해 상층(10)으로부터 유도된 물을 각각 횡방향바 및 종바향바로 유도토록 하기 위한 플랫폼으로서 기능을 수행하게 되는 것이다.

이를 위해 상기 체결단자(110)는 도 2 등에서 보는 바와 같이 하면에서 상면으로 직경이 좁아드는 형상의 곡관(111)과 상기 곡관(111)의 하단에서 방사형으로 돌출되며 상기 곡관(111)의 내부와 연통하는 복수의 유도가이드(112)와 상기 곡관(111)의 외주연에서 상단에서부터 돌출되어 상기 유도가이드(112)와 연결되는 복수의 완화테두리(113)가 구성됨을 특징으로 한다.

상기 곡관(111)은 중공을 형성하면서 상부로 직경이 좁아드는 형상으로 구성되어 상기 곡관(111) 내부에 상기 그리드(120)의 접점이 수용되도록 하는 것이며 하바향으로 직경이 커지는 형상으로 구성하는 이유는 상재하중을 분산시키기 위한 것이다. 또한 상기 곡관(111)은 도 1에서 보는 바와 같이 상층(10) 및 하층(20)의 경계면에 위치하여 이질층 간의 전단저항성을 향상시키도록 하는 것이다.

상기 유도가이드(112)는 도 2 등에서 보는 바와 같이 상기 곡관(111)에서 직교하는 4개의 방향으로 돌출되는 구성이며 그 형상은 단면이 반원형으로 구성되도록 하여 내재되는 그리드(120)의 횡방향바 및 종방향바를 감싸면서 잡아주도록 하는 기능을 하는 것이다. 이와 같이 유도가이드(112)가 구성되도록 하여 그리드(120)가 견고하게 하층(20)에 고정이 되도록 하는 것이다.

특히 유도가이드(112)는 그리드(120)의 횡방향바 및 종방향바가 도 4에서 보는 바와 같이 파이프로 구성되는 경우 횡방향바 및 종방향바의 접점에서 별도의 연결관을 구성할 필요없이 각각 유도가이드(112)에 의해 횡방향바 및 종방향바를 잡아줌으로써 그 시공이 용이한 장점이 있게 되는 것이다.

상기 완화테두리(113)는 상기 곡관(111) 외주연에 도출되되 도 2에서 보는 바와 같이 상단으로부터 상기 유도가이드(112)까지 연결되도록 하는 구성으로 도 3에서 보는 바와 같이 상재하중을 완화하여 전달시키는 구성에 해당하는 것으로 상재하중(F1)이 곡관(111) 상면에 작용시 상면과 연결되는 4개의 완화테두리(113)가 하방향으로 곡면을 형성하면서 각각 유도가이드(112)와 연결되도록 함에 따라 상재하중(F1)은 4개의 방향의 분산하중(F2)으로 분기되어 각각 유도가이드(112)를 통해 그리드(120)의 횡방향바 및 종방향바로 전달되도록 하는 것이다.

즉 복수의 완화테두리(113)가 각각 상재하중(F1)을 분산시킴으로써 특히 상층(10)이 투수콘크리트 등 강성이 비교적 약한 재질로 구성되는 경우 수직하중을 분산시켜 상층(10)의 구조적 건전성 저하을 보강하도록 하는 것이다.

상기 그리드(120)는 보강대상에 따라 다양하게 구성될 수 있는데 사면, 보강토옹벽 등의 경우 일반적인 격자형의 와이어메쉬, 지오그리드 등을 사용할 수 있으며, 특히 투수성포장층 등의 경우는 상기 그리드(120)는 횡방향바 및 종방향바를 파이프로 구성하여 보강의 개념에 더하여 수평배수의 개념이 추가되도록 하는 것이다.

이 경우 도 4에서 보는 바와 같이 횡방향바 및 종방향바는 접점에서 각각 끝단이 노출되는 형태로 배치되고 상기 체결단자(110)를 장착함으로써 횡방향바 및 종방향바의 연결은 물론 상기 체결단자(110)로 상층(10)에서 침투된 물을 각각 횡방향바 및 종방향바를 통해 수평배수가 이루어지도록 하는 것이다.

이러한 기능을 더욱 배가시키기 위해 본 발명에서는 도 4에서 다른 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예에서는 곡관(111)에 복수의 관통공(111-1)이 형성되어 상기 체결단자(110)의 상층(10)으로부터 유입된 물을 상기 곡관(111) 내부로 유도토록 하며, 상기 체결단자(120)에 의해 고정되는 횡방향바 및 종방향바의 접점에서는 횡방향바 및 종방향바의 끝단이 체결단자(120) 내부에서 노출되도록 하여 상기 곡관(111) 내부로 유도된 물은 횡방향바 및 종방향바로 유도되어 수평배수가 이루어지도록 하는 것이다.

본 실시 예의 작동관계를 도 4를 통해 설명하면 상층(10)을 통해 침투되는 물(W)은 각각의 체결단자(120)로 침투되는 물(W2)과 그 외 부분으로 침투되는 물(W1)로 구분되는데, 우선 그 외부분으로 침투되는 물(W1)의 경우는 수직방향 즉 하층(20)으로 침투가 이루어지도록 하는 것이며, 체결단자(120)로 침투되는 물(W2)은 상기 관통공(111-1)을 통해 곡관(111) 내부로 유도되며, 곡관(111) 내부에서 각각 끝단이 노출된 파이프형태의 횡방향바 및 종방향바를 통해 수평방향 배수가 이루어지도록 하는 것이다.

즉 수평방향으로의 투수를 유도하도록 하여 투수성포장구조 등에 있어 도면에 도시된 바는 없으나 측구와 연결되도록 하는 경우 수평방향으로 투수에 의해 측구를 통해 배수가 원활히 진행되도록 하는 것이다.

한편 본 발명에서는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 체결단자(110)를 하층(20)에 고정시키는 구성이 제시되고 있는 바, 도 1 등에서는 이렇게 고정시키는 구성이 도면에 도시되고 있지 않으나 이러한 구성을 적용하는 것이 타당하다.

본 실시 예에서 제시하는 구성은 상기 체결단자(110) 상단에 걸리는 머리(131)와 상기 머리(131)로부터 돌출되어 체결단자(110)의 하층에 앵커링 되도록 하는 복수의 삽입돌기(132)로 구성되는 고정캡(130)을 제시하고 있다. 상기 삽입돌기(132)를 복수로 구성하는 이유는 삽입돌기(132) 사이로 그리드(120)가 안치되도록 하기 위한 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 보강 그리드 구조 110 : 곡관
120 : 그리드 130 : 고정캡

Claims (5)

1. 상층 또는 하층 또는 상층과 하층의 경계면에 내재되어 구조적 보강과 수평배수 기능을 수행하는 보강그리드 구조에 있어서
   하면에서 상면으로 직경이 좁아드는 형상을 가지고 중공이 형성되는 곡관과, 상기 곡관의 하단에서 직교하는 4개의 방향으로 돌출 구성되고 그 단면이 반원형으로 구성되며 상기 곡관의 내부와 연통하는 4개의 유도가이드 및 상기 곡관의 외주연에 상단에서부터 돌출되어 상기 유도가이드와 연결되는 복수의 완화테두리를 포함하는 체결단자;
   상호 직교하도록 배치되는 복수의 횡방향바와 종방향바로 구성되어 격자형 구조를 가지며, 상기 횡방향바 및 종방향바의 접점 부분이 상기 곡관의 내부에 내재되면서 상기 4개의 유도가이드에 감싸지도록 구성되어 상기 체결단자를 통해 고정되는 그리드;를 포함하며,
   상기 그리드의 횡방향바 및 종방향바는 각각 파이프로 구성되고 상기 곡관에 내재되는 접점 부분에서 각각 끝단이 노출되는 형태로 배치되며, 상기 곡관은 그 외면에 복수의 관통공이 형성되어 상기 체결단자의 상층으로부터 유입된 물을 상기 곡관 내부로 유도하고 곡관 내부로 유도된 물이 상기 횡방향바 및 종방향바로 유도되어 수평배수가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 보강그리드 구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 체결단자 상단에 걸리는 머리와 상기 머리로부터 돌출되어 체결단자의 하층에 앵커링 되도록 하는 복수의 삽입돌기로 구성되는 고정캡이 더 구성됨을 특징으로 하는 보강그리드 구조.

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