KR101706199B1 - 토목 건축용 면진받침과 이를 설치한 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지상에서 발생한 인위적인 충격 또는 지진 등과 같은 자연적인 충격에 의한 지반 떨림으로부터 토목 또는 건축물 등의 건설구조물을 보호하는 토목 건축용 면진받침과 이를 설치한 구조물에 관한 것으로, 탄성체; 및 일정한 폭을 갖는 탄성 재질의 판이 코일 형상을 이루고, 상기 탄성체에 매설되는 보강스프링;을 포함하는 것이다.

Description

토목 건축용 면진받침과 이를 설치한 구조물{BEARING AND STRUCTURE WITH THE SAME}

본 발명은 지상에서 발생한 인위적인 충격 또는 지진 등과 같은 자연적인 충격에 의한 지반 떨림으로부터 토목 또는 건축물 등의 건설구조물을 보호하는 토목 건축용 면진받침과 이를 설치한 구조물에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 다리, 댐, 옹벽 등의 토목구조물과, 건물 등의 건설구조물은 지상에 입설된 형태로 건설된다. 그런데, 이러한 건설구조물은 경도가 큰 콘크리트 등으로 건설되므로, 지상에서 발생한 인위적인 충격 또는 지진 등과 같은 자연적인 충격에 의한 지반 떨림 등이 상기 건설구조물에 가해지면 상기 건설구조물의 벽면에 크랙이 발생하거나 심할 경우 상기 건설구조물이 붕괴되는 참사가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해서 건설구조물에는 내진설비가 적용된다.

내진이란, 건물을 지진력에 저항할 수 있도록 튼튼하게 설계하는 것을 의미한다. 일반적으로 내진은 내진, 면진, 제진으로 구분된다.

내진은 지진력을 건물의 내력으로 감당하는 구조이고, 면진은 건물에 지진력의 전달을 감소시키는 구조이고, 제진은 별도의 제진장치를 이용해서 지진에너지를 소산시키는 것이다.

현재 건설구조물의 내진은 면진 기술이 일반적으로 활용되고 있고, 특히 토목구조물은 면진설비를 통해서 지진 등의 외부 충격에 대비한다.

도 1(종래 면진받침이 설치된 구조물의 일부 모습을 개략적으로 도시한 도면)에서 보인 바와 같이, 종래 면진받침(100)은 건설구조물의 기초부(10)와 블록부(20) 사이에 위치해서, 지반을 통해 기초부(10)로 전달되는 진동을 면진받침(100)이 완충하도록 한다. 이를 위해서 면진받침(100)은 탄성을 갖는 재질로 되고, 기초부(10)와 블록부(20) 사이 배치되어서, 지반의 지진력을 받은 기초부(10)의 진동이 블록부(20)로 전달되는 것을 최소화한다.

그런데, 종래 면진받침(100)은 단순히 기초부(10)와 블록부(20)를 완충하는 탄성 재질의 패널로만 이루어지므로, P파와 같이 종방향에 대한 지진력이 도 1(b)에서 보인 바와 같이 면진받침(100)의 특정 지점에만 집중될 경우, 면진받침(100)은 지진력을 분산시키지 못하고 상기 지점에서 압축과 이완만을 반복하는 한계가 있었다. 더욱이 지진력에 의해서 특정 지점의 압축과 이완이 반복하면, 상기 지점의 패널은 지속적으로 분쇄되어 면진 효과가 약화됐다. 참고로, 건설구조물의 각 지점들 중에서 차량이 빈번히 통행하는 장소와 인근한 지점은 다른 지점에 비해서 상대적으로 잦은 진동이 발생하고, 이러한 진동은 지진력과 같이 상기 건설구조물의 특정 지점에 집중하므로, 상기 특정 지점에 배치한 면진받침(100)의 분쇄가 상대적으로 가속화됐다.

이러한 문제를 해소하기 위해서 종래 면진받침(100)은 다수의 패널을 중첩시켜서 면진 효과를 높였으나, 지리적으로 특정 지점에서 반복되는 지진력을 면진하기 위한 기술은 전혀 제안되지 못했다.

선행기술문헌 1. 공개특허공보 제10-2010-0073556호(2010.07.01 공개)

선행기술문헌 2. 등록특허공보 제10-0823448호(2008.04.17 공고)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 지진력에 대한 건설구조물의 면진 효과를 높이면서도 지리적으로 특정 지점에서 집중 발생하는 각종 지진력에 대해서 면진 성능을 높이고 자체 훼손 등을 최소화시킬 수 있는 토목 건축용 면진받침과 이를 설치한 구조물의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

탄성체; 및

일정한 폭을 갖는 탄성 재질의 판이 코일 형상을 이루고, 상기 탄성체에 매설되는 보강스프링;

을 포함하는 면진받침이다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

지반에 시공되는 기초부,

코일체; 상기 코일체의 피치 간격에 상응하는 피치 간격을 갖는 스크류가 둘레를 따라 돌출 형성되고, 상기 코일체의 코일 중심을 따라 볼트방식으로 결합하는 탄성재질의 면진심;을 포함하며, 상기 기초부에 배치되는 면진받침, 및

상기 면진받침에 축조되는 블록부

를 포함하는 구조물이다.

상기의 본 발명은, 면진받침에 가해지는 지진력을 넓은 범위로 분산시켜서 흡수하고, 일지점에서 지속적으로 발생하는 지진력에 의해서 해당 지점이 상대적으로 훼손되거나 면진 기능이 약화하는 문제를 최소화할 수 있으며, 면진받침에서는 물론 블록부에서도 지진력에 대한 면진 기능을 2차로 발휘해서, 해당 구조물의 안정성을 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 면진받침이 설치된 구조물의 일부 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 면진받침이 설치된 구조물의 일부 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 면진받침과 종래 면진받침을 비교한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 면진받침의 제작모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 면진받침의 모습을 개략적으로 도시한 평면 및 측단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 면진받침의 다른 실시 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 면진받침의 다른 실시 예를 도시한 분해 사시도이고,
도 8은 도 7에 도시한 면진받침의 동작모습을 개략적으로 도시한 측단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 면진받침의 또 다른 실시 예를 도시한 측단면도이고,
도 10은 도 9에 도시한 면진받침의 동작모습을 도시한 측단면도이고,
도 11은 도 9에 도시한 면진받침의 저수홈 모습을 도시한 저면도이고,
도 12은 본 발명에 따른 면진받침이 적용된 구조물의 다른 실시모습을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고,
도 13는 본 발명에 따른 구조물을 이루는 블록의 결합 모습을 도시한 사시도이고,
도 14은 본 발명에 따른 구조물을 이루는 메인블록의 적층 모습을 도시한 사시도이고,
도 15는 본 발명에 따른 구조물의 정면 모습을 개략적으로 도시한 정면도이고,
도 16은 본 발명에 따른 구조물에 보강된 골격프레임의 다른 실시 모습을 도시한 사시도이고,
도 17는 본 발명에 따른 구조물을 이루는 메인블록의 다른 적층 모습을 도시한 일부 단면도이고,
도 18은 본 발명에 따른 구조물을 이루는 메인블록의 또 다른 적층 모습을 도시한 분해 사시도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 면진받침이 설치된 구조물의 일부 모습을 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 면진받침(100a, 100b)은 건설구조물의 기초부(10)와 블록부(20) 사이에 배치되어서 기초부(10)에 전달된 지진력이 블록부(20)에 전달됨을 방지하는 탄성 재질의 탄성체(110)와, 탄성체(110)의 일지점에 매설되어서 상하 진동을 완충하는 보강스프링(120)으로 구성된다. 여기서 본 발명에 따른 보강스프링(120)은 코일형 스프링이 적용되고, 탄성체(110)와의 접촉면적이 넓도록 면으로 된 코일 형상으로 제작된다.

본 발명에 따른 면진받침(100a)은 도 2(a)에서 보인 바와 같이, 보강스프링(120)이 탄성체(110)를 따라서 일정 간격으로 배치될 수도 있고, 도 2(b)에서 보인 바와 같이, 면진받침(100b)이 탄성체(110)를 따라서 불규칙한 간격으로 배치될 수도 있다. 도 2(b)에서 보인 실시 예는 건설구조물의 특정 지점에 잦은 지진력이 발생할 경우, 상기 지진력에 의한 면진받침(100b)의 훼손을 최소화하고, 아울러 면진효과를 높이기 위한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 보강스프링(120)은 일반 코일형 스프링과는 달리 탄성체(110)와의 접촉면적이 넓어지도록, 일정한 폭을 갖는 탄성 재질의 판이 코일 형태로 꼬여 이루어진 형상을 이룬다. 이에 대한 좀 더 구체적인 설명은 아래에서 다시 한다.

도 3은 본 발명에 따른 면진받침과 종래 면진받침을 비교한 모습을 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 면진받침(100c)은 탄성체(110)와, 탄성체(110)에 매설되는 보강스프링(120)으로 구성된다. 이와 더불어서 본 발명에 따른 면진받침(100c)은 탄성체(110)와 기초부(10), 탄성체(110)와 블록부(20) 간의 접촉을 매개하는 제1,2마감판(131, 132)을 더 포함한다. 제1,2마감판(131, 132)은 가요성 재질의 탄성체(110)가 기초부(10)와 블록부(20)에 직접 접하는 것을 차단해서, 표면이 거친 기초부(10)와 블록부(20)에 의해서 탄성체(110)의 표면이 훼손되는 것을 방지한다. 또한 보강스프링(120)의 상,하 양단을 지지해서, 기초부(10) 및 블록부(20)의 진동이 보강스프링(120)에 원활히 전달될 수 있도록 한다.

일반적으로 제1,2마감판(131, 132)은 기초부(10) 또는 블록부(20)와의 밀착이 유리한 합성수지재질인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않으며 탄성체(110)의 표면을 보호하면서 콘크리트 재질의 기초부(10) 또는 블록부(20)와 안정적으로 접할 수 있는 재질이라면, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

계속해서, 본 발명에 따른 보강스프링(120)의 동작 모습에 대해서 좀 더 상세히 설명한다.

앞서 언급한 바와 같이, 종래 면진받침(100')은 도 3(a)에서 보인 바와 같이, 일정 두께 및 재질의 탄성체(110)가 건설구조물의 각 지점에 일정하게 배치된다. 따라서, 도면을 기준으로 면진받침(100')의 우측에 지진력이 전달되면, 해당 지점 및 그 인근에 분포한 탄성체(110)의 탄발력이 상기 지진력을 상쇄시켜서 완충한다. 그런데, 일정 크기 이상의 지진력이 종래 면진받침(100')의 일 지점에 집중적으로 발생하면, 상기 지점의 탄성체(110)만이 지나치게 압축하면서 면진범위를 초과하게 되고, 이렇게 초과한 지진력은 블록부(20)에 그대로 전달되어서 건설구조물에 충격을 가할 수 있었다.

하지만, 본 발명에 따른 면진받침(100c)은 일 지점에 지진력이 집중적으로 발생하면, 상기 지점의 탄성체(110)는 물론 보강스프링(120)이 1차적으로 상기 지진력을 상쇄시킨다. 또한, 상기 지진력에 의해서 보강스프링(120)의 특정 부위가 집중해서 힘을 받게 되면, 보강스프링(120) 전체가 휨이 발생하면서 인접한 탄성체(110) 부분까지 지진력을 전달하고, 이를 통해서 상기 지진력이 탄성체(110)의 넓은 범위로 확산돼 2차적으로 소멸한다. 또한, 상기 지진력에 의해서 보강스프링(120)의 특정 부위가 집중해서 힘을 받게 되면, 힘을 직접 받는 일측 부위는 위,아래가 압축하는 방향으로 휘는 대신에, 타측 부위는 오히려 상하로 벌어지거나 측방으로 휘게 되므로, 상기 지진력은 탄성체(110)에서 다양한 방향으로 전달 및 완충돼 3차적으로 소멸한다. 또한, 면진받침 제작시 보강스프링(120)은 배치위치를 자유롭게 결정할 수 있으므로, 다수의 보강스프링(120)을 지진력 발생이 빈번한 지점에 다수 배치하면, 해당 지진력은 서로 인접한 보강스프링(120)에 효과적으로 전달되면서 지진력의 상쇄 효율을 높인다. 더욱이, 이렇게 동작하는 본 발명에 따른 코일형 보강스프링(120)은 탄성체(110)와의 접촉면적이 넓은 면 형상이므로, 탄성체(110)와 보강스프링(120) 간의 연동률이 극대화하는 효과가 있다.

결국, 탄성체(110)에 면 형상을 한 코일형 보강스프링(120)을 매설하면, 면진받침(100c) 전체에 가해지는 지진력은 물론 특정 지점에 집중적으로 가해지는 지진력을 효과적으로 상쇄시켜서 면진 효과를 극대화한다. 아울러서 보강스프링(120)은 탄성체(110)가 받는 지진력에 의한 잦은 충격을 분담하므로, 탄성체(110)의 훼손 정도를 줄이고, 이를 통해서 면진받침(100c)의 수명을 연장하는 효과가 있다.

도 4는 본 발명에 따른 면진받침의 제작모습을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 면진받침의 모습을 개략적으로 도시한 평면 및 측단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 면진받침의 다른 실시 모습을 개략적으로 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 면진받침(100b)은 전술한 바와 같이 탄성체(110)에 보강스프링(120)이 매설된 구조를 이룬다. 따라서, 본 발명에 따른 면진받침(100b)은 코일형 보강스프링(120)을 형틀(S)의 지정된 위치에 삽입하고, 탄성체(110)를 이루는 탄성 유액을 공급수단(P)을 활용해서 형틀(S)에 타설 및 양생하는 방법으로 제작될 수 있다.

탄성체(110)는 폴리페닐렌술피드 수지일 수도 있고, 폴리페닐렌술피드 수지에 유리 섬유, 탄소 섬유 혹은 무기질 충전제 중 적어도 하나를 혼입한 강화 합성 수지일 수도 있다. 그러나, 탄성체(110)의 재질은 이에 한정하지 않으며, 탄성체(110)가 면진을 위한 충분한 탄성과 지지력을 갖도록 한다면, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 재료가 활용될 수 있다.

참고로, 탄성체(110)를 이루는 상기 유액이 형틀(S)에 타설되어서 양생을 통해 경화할 때, 탄성체(110)가 보강스프링(120)의 구석구석으로 유입되어서 치밀한 결속이 이루어지도록, 양생과정 중 형틀(S)에 일정한 진동이 가해질 수 있다.

계속해서, 본 발명에 따른 보강스프링(120)은 탄성체(110)와의 충분한 접촉면적을 확보하도록, 도시한 바와 같이 면으로 이루어진다. 본 발명에 따른 보강스프링(120)은 평편한 면이 코일 형태로 꼬인 형상을 하고, 이를 통해서 보강스프링(120)의 압축시 그 반발력이 탄성체(110)에 넓은 면적으로 전달된다.

보강스프링(120)은 탄성체(110)와 면 접촉하는 형상이라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 것이나, 탄성체(110)와 보강스프링(120) 간의 힘 전달효율과 맞물림 효율을 높이기 위해서, 탄성체(110)와 보강스프링(120)이 접하는 보강스프링(120)의 판의 폭 길이(B)는 보강스프링(120)의 외경(A)에 10% 이상 50% 미만인 것이 좋으며, 바람직하게는 보강스프링(120)의 외경(A)에 25% 이상 50% 미만인 것이 바람직하다. 이는 보강스프링(120)과 탄성체(110) 간의 안정된 접촉을 통해서 탄성체(110)의 변형이 보강스프링(120)에 효과적으로 전달되고, 더불어서 보강스프링(120)의 휨이 탄성체(110)에 효과적인 영향을 미치도록 하기 위함이다.

한편, 도 6에서 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 면진받침(100d)은 보강스프링(120)을 탄성체(110)에 개별적으로 매설해서, 면진받침(100d)이 낱개로 된 블록 타입을 이루도록 한다. 이렇게 구성된 면진받침(100d)은 건설구조물의 협소한 지점에 배치되어서 면진 기능을 수행할 수도 있고, 다수 개의 면진받침(100d)이 각각 독립적으로 면진 기능을 수행하도록 할 수도 있다.

도 7은 본 발명에 따른 면진받침의 다른 실시 예를 도시한 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시한 면진받침의 동작모습을 개략적으로 도시한 측단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 면진받침용 보강스프링(120')은 코일체(121)와 면진심(122)으로 구성된다. 코일체(121)는 전술한 바와 같이 코일 형태로 된 면 형상의 스프링으로서, 보강스프링(120')의 본체를 이룬다. 한편, 면진심(122)은 코일체(121)의 중심에 삽입되는 볼트 형상의 봉으로서, 면진심(122)의 둘레에는 코일체(121)의 피치에 상응하는 피치를 갖는 스크류(122a)가 돌출 형성된다. 결국, 면진심(122)을 코일체(121)의 중공에 볼팅 방식으로 삽입하면, 도 8(a)에서 보인 바와 같이 스크류(122a)가 코일체(121)의 중공 내면과 맞물려서 탄성체(110)와는 독립하게 고정된다. 여기서, 면진심(122)은 탄성체(110)보다는 작은 강도를 갖는 재질로 제작될 수 있다.

면진심(122)이 탄성체(110)의 강도보다 작은 독립된 구조를 이루면, 도 8(b)에서 보인 바와 같이 외력을 받는 코일체(121)는 탄성체(110)로 둘러싸인 주변보다 독립적으로 원활하게 변형되고, 이를 통해서 상기 외력이 코일체(121)로 둘러싸인 광범위한 범위로 원활히 변형하면서 탄성체(110)에 효과적으로 분산한다.

도 9는 본 발명에 따른 면진받침의 또 다른 실시 예를 도시한 측단면도이고, 도 10은 도 9에 도시한 면진받침의 동작모습을 도시한 측단면도이고, 도 11은 도 9에 도시한 면진받침의 저수홈 모습을 도시한 저면도인바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 면진받침용 보강스프링(120a, 120b)은 둘 이상이 상하로 일렬 배치된다. 여기서 보강스프링(120a, 120b)은 서로 접하는 위치에 슬라이딩패널(123, 123')이 각각 형성되어서, 슬라이딩패널(123, 123')을 매개로 보강스프링이(120a, 120b)이 횡방향으로 이동한다.

본 실시 예의 보강스프링(120a, 120b) 간 연결구조를 좀 더 구체적으로 설명하면, 보강스프링(120a, 120b)은 전술한 바와 같이 면진심(122)과 코일체(121)를 구비하고, 단부에 배치되는 슬리이딩패널(123, 123')을 더 포함한다. 슬라이딩패널(123, 123')은 서로 쌍을 이루며 일렬로 연결되는 인접한 보강스프링(120a, 120b)과 면접촉하도록 단부에 배치 고정된다. 즉, 하나의 보강스프링(120a)은 다른 보강스프링(120b)과 상하로 연결된 상태에서 서로 슬라이딩하며 면진 기능을 수행하도록 하는 것이다. 더 나아가 슬라이딩패널(123, 123') 사이에는 그리스(grease) 등의 윤활오일이 도포되어서, 보강스프링(120a, 120b) 간의 횡방향 이동이 원활히 이루어지도록 하고, 윤활오일(124)이 지속적으로 도포될 수 있도록 윤활오일(124)을 저수하는 저수홈(123a, 123a')이 슬라이딩패널(123, 123')에 형성된다. 여기서 본 실시 예의 저수홈(123a, 123a')은 격자형태로 형성되되, 슬라이딩패널(123, 123')이 횡방향으로 이동하는 중에 윤활오일(124)이 슬라이딩패널(123, 123')의 외곽으로 누출되지 않도록 저수홈(123a, 123a')의 각 단부는 측방으로 개방하지 않게 형성된다. 하지만, 이외에도 저수홈(123a, 123a')은 격자형태가 아닌 일자형태, 원형태, 점형태 등 다양할 수 있고, 단부가 측방으로 개방된 상태일 수도 있다.

결국, 지진 P파에 의한 종방향 진동은 면진심(122)과 코일체(121)에 의해 면진되고, 지진 S파에 의한 횡방향 진동은 슬라이딩패널(123, 123')에 의해 면진된다.

본 실시 예에서는 2개의 보강스프링(120a, 120b)이 일렬로 배치되었으나, 3개 이상의 보강스프링이 일렬로 배치될 수도 있다.

도 12은 본 발명에 따른 면진받침이 적용된 구조물의 다른 실시모습을 개략적으로 도시한 분해 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 면진받침(100d)은 지면의 기초가 되는 기초부(10')에 안착 배치되어서, 블록부(300)를 지지하는 골격프레임(200)을 지탱한다. 여기서, 면진받침(100d)은 도시한 바와 같이 지진 등의 외력에 의해 상대적으로 요동이 심한 구간에 배치되며, 본 실시 예에서는 골격프레임(200)의 모서리 부분에 배치되어서 해당 구조물의 면진 기능을 강화시켰다. 그러나, 면진받침(100d)의 배치 위치는 상기 모서리 부분에 한정하는 것은 아니며, 골격프레임(200)의 임의 지점을 포함할 수 있다.

골격프레임(200)은 다수의 블록으로 구성되는 블록부(300)를 일체로 지지하면서 임의 지점에 각각 분산 배치된 면진받침(100d)의 면진 기능이 블록부(300)에 효과를 줄 수 있도록 하는 것으로서, 공학적으로 외력에 의한 휨을 최소화하면서 구조물에 대한 안정된 골격 구조를 이루는 H빔이 적용될 수 있다.

참고로, 블록부(300) 상에 배치될 수 있는 골격프레임(200)은 상기 구조물의 층간 구분을 위해서 보강되는 골격 구조이다. 통상적으로 복층의 구조물은 상하 층간에 골격을 구분해서 상기 구조물의 구조적 안정성을 추구한다.

블록부(300)는 구조물의 벽체를 이루도록 다수의 블록을 축조해서 이루어진다. 그런데 블록부(300)는 다수의 블록을 축조해 이루어지므로, 지진 등에 의한 작은 충격에도 붕괴의 위험이 있다. 이를 방지하기 위해서 본 발명에 따른 블록부(300)는 연결블록(320, 320', 320"; 도 13 참조) 및 종대(340)를 매개로 상하,좌우에 위치한 블록이 서로 연결돼 이루어진다. 이에 대해서는 아래에서 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 13는 본 발명에 따른 구조물을 이루는 블록의 결합 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 구조물의 블록부(300)는 다수의 메인블록(310)이 적층돼 이루어지되, 상하좌우로 서로 이웃하는 메인블록(310)은 연결블록(320, 320', 320")을 매개로 결속된다. 여기서, 동일한 층에 위치한 다수의 연결블록(320, 320', 320")은 횡대(330)에 의해 서로 결속되고, 상하로 적층된 메인블록(310)은 종대(340)에 의해 서로 결속된다.

메인블록(310)은 상하로 개구된 중공을 이루도록 형성된 중앙홈(311)과, 양측면에 각각 측방으로 개방되도록 형성된 측면홈(312, 312')을 포함한다. 중앙홈(311)과 측면홈(312, 312')은 도시한 바와 같이 측단부에 걸림홈(311a, 312a)이 각각 형성된다. 즉, 중앙홈(311)은 양측단부에 각각 걸림홈(311a)이 형성되고, 측면홈(312, 312')은 내측단부에 걸림홈(312a)이 형성되는 것이다. 따라서, 메인블록(310)의 평면에서 본 중앙홈(311)은 양단이 각각 확장된 아령 형상을 이루고, 측면홈(312, 312')은 중앙홈(311)의 절반 형상을 이룬다. 결국, 서로 이웃하는 메인블록(310)이 접하면, 서로 대칭하게 마주한 측면홈(312, 312')은 중앙홈(311)의 형상을 이루게 된다. 참고로, 본 발명에 따른 실시 예에서는 중앙홈(311)이 메인블록(310)의 상면 중앙에 하나만 형성된 것으로 하였으나, 이에 한정하지 않으며, 측면홈(312, 312') 사이에 일렬로 배치된다면 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

중앙홈(311)과 측면홈(312, 312') 사이에는 안착홈(314)이 형성된다. 안착홈(314)은 연결블록(320, 320', 320")을 관통 및 연결하는 바아(bar) 형상의 횡대(330)를 수용하는 곳으로서, 상하로 적층된 메인블록(310)이 횡대(330)에 의해 간섭받지 않도록 한다.

연결블록(320, 320', 320")은 중앙홈(311)과 측면홈(312, 312')에 삽입되는 형상으로서, 걸림홈(311a, 312a)과의 맞물림을 위한 걸림돌기(321)가 양측단부에 각각 돌출 형성되어서 아령 형상을 이룬다. 결국, 메인블록(310)이 서로 이웃하면서 측면홈(312, 312')이 완전한 아령 형상을 이루면, 연결블록(320, 320', 320")은 해당 측면홈(312, 312')에 맞물리면서 걸림돌기(321)가 측면홈(312, 312')의 걸림홈(312a)에 걸리고, 이를 통해 좌우로 이웃하는 한 쌍의 메인블록(310)은 하나의 연결블록(320, 320', 320")에 의해 서로 결속된다.

한편, 연결블록(320, 320', 320")은 횡대(330)가 관통하면서 다수 개가 일렬로 연결된다. 이때, 연결블록(320, 320', 320")을 관통하는 횡대(330)는 연결블록(320, 320', 320")의 측면 중앙부를 관통하도록 되며, 이를 통해 메인블록(310) 상면에 위치되는 연결블록(320, 320', 320")은 횡대(330)가 메인블록(310) 상면에 걸리면서 중앙홈(311)과 측면홈(312, 312')으로 삽입되지 않는다. 결국, 연결블록(320, 320', 320")은 횡대(330)를 기준으로 그 하단은 하층부에 위치한 메인블록(310)의 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')에 각각 삽입되고, 그 상단은 상층부에 위치한 메인블록의 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')에 각각 삽입된다. 참고로, 횡대(330)는 메인블록(310)의 안착홈(314)에 삽입되고, 이를 통해 횡대(330)가 상면으로 돌출되지 않도록 할 수 있다.

횡대(330)는 연결블록(320, 320', 320")을 관통하면서 일렬로 연결하는 바아(bar) 형상으로서, 철근 재질일 수도 있고, 로프 재질일 수도 있다.

종대(40)는 연결블록(320, 320', 320")을 관통하는 철근 재질의 막대 형상으로서, 상하 층의 연결블록(320, 320', 320")을 서로 연결해서 상하로 적층된 메인블록(310)을 결속시킨다. 이를 위해서 연결블록(320, 320', 320")의 상하면으로 관통하는 관통공(322)이 형성된다. 여기서, 관통공(322)은 연결블록(320, 320', 320")을 수평하게 관통하는 횡대(330)를 고려해서 서로 간섭하지 않도록 형성된다.

도 14은 본 발명에 따른 구조물을 이루는 메인블록의 적층 모습을 도시한 사시도이고, 도 15는 본 발명에 따른 구조물의 정면 모습을 개략적으로 도시한 정면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 블록부(300)의 시공 과정을 순차 설명한다.

(1) 하층부 적층단계

하층부(F)를 구성하는 메인블록(310, 310')을 일렬로 배치한다.

여기서, 메인블록(310, 310')은 전술한 바와 같이 일렬로 배치된 중앙홈(311)과 측면홈(312, 312')을 갖추고 있는데, 서로 이웃하는 메인블록(310, 310')의 각 측면홈(312, 312')이 서로 마주하도록 배치한다. 결국, 메인블록(310, 310')을 일렬로 배치하면, 중앙홈(311)과 측면홈(312, 312')은 모두가 동일한 아령 형상을 이루면서 일정 간격으로 배치된다.

(2) 연결블록 결속단계

횡대(330)에 의해 일렬로 연결된 다수의 연결블록(320, 320', 320")을 메인블록(310, 310')의 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')에 각각 삽입되도록 안착시킨다. 이때, 본 발명에 따른 구조물은 연결블록(320, 320', 320")이 횡대(330)에 의해 서로 연결되고, 연결블록(320, 320', 320")이 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')에 각각 삽입될 경우 횡대(330)는 메인블록(310, 310')의 상면에 걸리게 되므로, 도 2에 도시한 바와 같이 연결블록(320, 320', 320")은 상단이 상방으로 돌출된다.

한편, 연결블록(320, 320', 320")은 양단이 각각 확장되어 걸림돌기(321)를 구비한 아령 형상을 이루고, 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')의 측단부에는 걸림돌기(21)에 상응하는 걸림홈(311a, 312a)이 형성되므로, 이웃하는 메인블록(310, 310')은 연결블록(320, 320', 320")에 의해 상호 결속된다.

전술한 바와 같이, 메인블록(310, 310')의 중공은 공기층을 형성시켜서 건물의 실내외 보온을 강화하기 위한 것이므로, 원활한 공기순환이 이루어질 수 있는 구조가 요구된다. 그런데, 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')은 연결블록(320, 320', 320")에 의해 밀폐되므로, 메인블록(310, 310')의 중공 내 공기는 원활한 순환이 곤란하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 벽면구조물은 연결블록(320, 320', 320")의 중앙부 폭을 중앙홈(311) 및 측면홈(312, 312')의 중앙부 폭보다 좁게 해서, 해당 간극을 통해 통기가 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 실시 예에서, 연결블록(320, 320', 320")을 연결하는 횡대(30)는 철근 재질로 되어서, 연결블록(320, 320', 320")이 위치 변동 없이 제 위치를 유지하며 메인블록(310, 310', 310")과 결속할 수 있도록 한다.

(3) 종대 삽입단계

연결블록(320, 320', 320")의 관통공(322)에 종대(340)가 입설되도록 삽입한다. 여기서, 종대(340)는 벽면구조물의 높이에 상응하는 길이일 수도 있고, 상하로 이웃하는 두 개의 메인블록만을 연결할 수 있는 길이일 수도 있다.

입설된 종대(340)는 해당 층상에 적층되는 연결블록 및 메인블록(310")의 배치 위치를 안내하는 기능은 물론 상하로 이웃하는 메인블록을 서로 결속하는 기능을 수행한다.

(4) 상층부 적층단계

상층부(F')를 구성하는 메인블록(310")을 하층부(F)를 구성하는 메인블록(310, 310') 상에 일렬로 배치되도록 적층한다. 이때, 상층부(F')를 구성하는 메인블록(310")은 하층부(F)를 구성하는 메인블록(310, 310')과 엇쌓기 방식으로 축조되며, 이를 통해 해당 벽면구조물은 견고하게 이루어진다. 참고로, 상층부(F')를 구성하는 메인블록(310")은 하층부(F)를 구성하는 메인블록(310, 310')의 연결블록(320, 320', 320")에 안내되어 적층되고, 해당 방향은 엇쌓기 방향이므로 메인블록(310, 310', 310")은 상하좌우가 서로 긴밀하게 결속되는 구조를 이룬다.

상층부(F')의 메인블록(310")이 모두 적층되면, 상층부(F')의 연결블록을 적층하고, 아울러 상기 연결블록의 관통공(322)에 종대(322)를 관통시켜 고정한다.

이상 설명한 과정으로 블록부(300)를 완성하면, 블록부(300)의 상단에 골격프레임(200')을 안착하고 추가로 블록부를 건축해서 복층의 구조물을 완성할 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 구조물에 보강된 골격프레임의 다른 실시 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

도시한 바와 같이 골격프레임(200)은 구조물의 가장자리에 배치되어서 상기 구조물의 골격을 이룬다. 그런데, 골격프레임(200)을 지지하는 면진받침(100d)이 면진기능을 수행하기 위해서는 골격프레임(200)과 기초부(10') 사이에 공간이 확보되어야 한다.

그런데, 구조물을 완성하는 과정에서 기초부(10')로 각종 건축자재 등이 유입되고, 이를 통해서 상기 공간이 채워지면서 면진받침(100d)이 제 기능을 충분히 수행할 수 없게 된다.

이를 방지하기 위해서, 본 발명에 따른 구조물은 골격프레임(200)에 고정되는 다수 개의 거치봉(210)과, 거치봉(210) 상에 안착되는 슬래브(220)를 더 포함한다. 거치봉(210)은 도시한 바와 같이 다수 개가 서로 나란하게 배치될 수도 있고, 격자형태(미도시함)로 배치될 수도 있다. 참고로, 거치봉(210)은 슬래브(220)의 하중을 지탱할 수 있는 충분한 강성을 갖는 것이 바람직하다.

거치봉(210)에 안착되는 슬래브(220)는 특정 크기와 형상에 한정하지 않으며, 그 배치 위치 또한 한정하지 않고, 상기 공간을 덮을 수 있는 면적과 형태 및 재질이라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

전술한 구조로 인해서 슬래브(220)는 외부로부터 유입되는 건축자재 등을 차단하고, 이를 통해 상기 공간의 채워짐을 방지하므로, 상기 공간에서 골격프레임(200)을 지지하는 면진받침(100d)이 면진기능을 효과적으로 발휘하도록 한다.

도 17는 본 발명에 따른 구조물을 이루는 메인블록의 다른 적층 모습을 도시한 일부 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 구조물의 측벽은 메인블록(301, 302, 303)의 적층을 통해 형성되고, 메인블록(301, 302, 303)은 핀(411, 411', 412, 412', 410', 420, 420')에 의해 지지된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 메인블록(301, 302, 303)은 다수 개가 엇쌓기 방식으로 축조되되, 핀(411, 411', 412, 412', 410', 420, 420')의 관통을 위한 중앙홈(311)이 하나 이상 형성된다. 여기서 핀(411, 411', 412, 412', 410', 420, 420')은 탄성을 갖는 금속재질이고, 막대 또는 관 형상을 이루면서 서로 일렬로 연결된다. 관 형상의 경우에는 이웃하는 핀 간의 연결이 나사방식으로 이루어진다. 참고로 막대 형상인 경우에는 골격프레임(200)에 고정되는 기초용 핀(411, 411')을 제외한 지지용 핀(420)은 단부에 수나사(421)가 형성된다. 한편, 관 형상인 경우에는 골격프레임(200)에 고정되는 기초용 핀(412)을 제외한 핀(420')은 일단에 수나사(421)가 형성되고 타단에는 암나사(422)가 형성된다.

본 실시 예에 따른 메인블록(301, 302, 303)의 축조 과정을 순차 설명한다.

면진받침(100d)으로 지지되는 골격프레임(200)은 기초용 핀(411, 412)이 돌출된 형태를 이룬다. 여기서, 기초용 핀(411, 412)과 골격프레임(200) 간의 고정은 용접 등을 통해 이루어질 수 있다. 골격프레임(200)에 적층되는 1층 메인블록(301)을 중앙홈(311)에 기초용 핀(411, 412)이 관통하도록 축조한다. 결국, 기초용 핀(411, 412)은 골격프레임(200)과 메인블록(301, 302, 303)을 연결해 고정하는 기초가 된다. 한편, 기초용 핀(411, 412)은 다층으로 축조된 메인블록(301)을 지지하므로, 바람직하게는 1층 메인블록(301)의 높이와 동일하거나 일정 범위 내로 길거나 짧게 형성하는 것이 좋다.

계속해서, 지지용 핀(420, 420')을 기초용 핀(411, 412)과 일렬로 연결한다. 여기서, 관 형상의 지지용 핀(420')은 1개가 다수의 메인블록(302, 303)을 관통하는 긴 길이를 갖도록 해서, 내진과 면진 기능이 효과적으로 발하도록 한다.

기초용 핀(411, 412)에 지지용 핀(420, 420')이 연결되면, 1층 메인블록(301)에 2층 및 3층 메인블록(302, 303)을 순차로 축조한다. 이때, 2,3층 메인블록(302, 303)의 중앙홈(311)을 1층 메인블록(301)의 중앙홈(311)과 연통하도록 배치하므로, 2,3층 메인블록(302, 303) 또한 지지용 핀(420, 420')이 관통한다.

설계에 따라 메인블록(301, 302, 303)이 모두 축조되면, 다음 층 골격프레임(200')을 메인블록(301, 302, 303) 상에 축조한다. 이때, 다음 층 골격프레임(200') 또한 기초용 핀(411', 412')이 형성되어서 지지용 핀(420, 420')과 연결 고정된다. 참고로, 막대 형상의 지지용 핀(420)인 경우에는 다음 층 골격프레임(200')의 기초용 핀(411')은 관 형상을 이루고, 마지막 층 메인블록의 중앙홈(311)에 삽입되어서 지지용 핀(420)을 수용하며, 이를 통해서 메인블록이 다음 층의 골격프레임(200')에 견고히 연결되는 구조를 이룬다. 한편, 관 형상의 지지용 핀(420')인 경우에는 다음 층 골격프레임(200')의 기초용 핀(412')은 마지막 층 메인블록에 끼워진 지지용 핀(420')의 중공에 삽입 고정되어서, 메인블록이 다음 층 골격프레임(200')에 견고히 연결되는 구조를 이룬다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 구조물은 측벽을 이루는 메인블록 간의 결속이 견고하므로, 면진받침(100d)의 면진 기능과 더불어서 내진 기능까지 강화시키는 효과가 있다.

도 18은 본 발명에 따른 구조물을 이루는 메인블록의 또 다른 적층 모습을 도시한 분해 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 실시 예의 지지용 핀(420")은 횡방향 수축과 이완이 가능한 관 형상을 이룬다. 이를 위해서 본 실시 예의 지지용 핀(420")은 지지용 핀(420")의 길이방향을 따라 절개홈(420a)이 형성되어서 수축과 이완을 위한 공간을 갖춘다.

계속해서, 지지용 핀(420")의 단부에는 기초용 핀(412)과의 연결을 위한 수나사(421')가 형성된다. 본 실시 예에서 수나사(421')는 원뿔 형태를 이루며 지지용 핀(420")의 본체와 연결되는데, 그 형태는 원뿔 형태에 한정하지 않는다. 참고로, 본 실시 예에서 수나사(421')가 지지용 핀(420")의 일단에만 배치됐으나, 양단에 모두 배치될 수도 있다.

이외에도 지지용 핀(420") 간의 연결이 연결심(414)을 매개로 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이 지지용 핀(420")은 관 형상을 이루므로, 지지용 핀(420")의 중공으로 삽입되는 연결심(414)을 매개로 서로 이웃하는 지지용 핀(420")이 연결된다. 하지만, 지지용 핀(420") 간의 연결은 연결심(414)에 한정하지는 않는다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 기초부 20; 블록부
100, 100', 100a, 100b, 100c, 100d; 면진받침
110, 110'; 탄성체 120, 120'; 보강스프링 121; 코일체
122; 면진심 122a; 스크류 131, 132; 제1,2마감판
200, 200'; 골격프레임 300; 블록부 310,310',310"; 메인블록
311; 중앙홈 312,312'; 측면홈 313; 관통공
314,314'; 안착홈 315; 고정홈 320,320',320"; 연결블록
321; 결림돌기 330; 횡대 340; 종대

Claims (12)

1. 탄성체; 일정한 폭을 갖는 탄성 재질의 판이 코일 형상을 이루고, 상기 탄성체에 매설되는 보강스프링;을 포함하는 면진받침에 있어서, 상기 보강스프링은
   코일체; 및
   상기 코일체의 피치 간격에 상응하는 피치 간격을 갖는 스크류가 둘레를 따라 돌출 형성되고, 상기 코일체의 코일 중심을 따라 볼트방식으로 결합하는 탄성재질의 면진심;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 면진받침.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강스프링의 판의 폭 길이는 상기 보강스프링의 전체 외경에 10% 이상 50% 미만인 것을 특징으로 하는 면진받침.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성체의 상,하면은 제1,2마감판에 의해서 각각 마감된 것을 특징으로 하는 면진받침.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강스프링은 2개 이상이 서로 일렬로 연결되며, 상기 보강스프링의 단부에는 슬라이딩패널이 보강되어서, 서로 연결된 상기 보강스프링의 각 단부의 슬라이딩패널이 횡방향으로 슬라이딩 가능하도록 면접촉하는 것을 특징으로 하는 면진받침.
6. 지반에 시공되는 기초부,
   코일체; 상기 코일체의 피치 간격에 상응하는 피치 간격을 갖는 스크류가 둘레를 따라 돌출 형성되고, 상기 코일체의 코일 중심을 따라 볼트방식으로 결합하는 탄성재질의 면진심;을 포함하며, 상기 기초부에 배치되는 면진받침, 및
   상기 면진받침에 축조되는 블록부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 면진받침과 블록부 사이에는 골격프레임이 보강된 것을 특징으로 하는 구조물.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 블록부는 일렬로 연결되는 메인블록이 다층으로 적층돼 이루어지되,
   상기 메인블록은, 양측단부에 걸림홈을 갖추고 상하로 관통하는 중앙홈과, 내측단부에 걸림홈을 갖추고 상기 메인블록의 양측면에 각각 측방으로 개방되도록 형성된 측면홈을 구비하고;
   양측단부에는 상기 중앙홈 및 측면홈의 걸림홈과 맞물리는 걸림돌기가 각각 돌출 형성되고, 상기 중앙홈 또는 측면홈에 하단 일부가 삽입되어 하층부의 메인블록과 상층부의 메인블록을 결속하는 연결블록;
   상기 연결블록을 좌우로 관통해서 일렬로 연결하는 횡대; 및
   상기 연결블록을 상하로 관통해서 일렬로 연결하는 종대;
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조물.
9. 제 7 항에 있어서,
   다수 개가 나란한 방향으로 상기 골격프레임에 고정되는 거치봉; 및
   상기 면진받침이 위치한 공간을 폐구하도록, 상기 거치봉 상에 안착되는 슬래브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 블록부는 일렬로 연결되는 메인블록이 다층으로 적층돼 이루어지되, 상기 메인블록은 상하로 관통하는 중앙홈을 구비하고;
    상기 골격프레임에 연결되며 상기 중앙홈을 관통하는 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 핀은 상기 골격프레임에 돌출 형성되는 기초용 핀과, 상기 기초용 핀으로부터 일렬로 연결되는 지지용 핀으로 구성되되, 상기 기초용 핀과 지지용 핀 또는 지지용 핀 간의 연결이 나사 결합인 것을 특징으로 하는 구조물.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지용 핀은 횡방향으로 수축과 이완이 가능하도록 길이방향을 따라 절개홈이 형성된 관 형상인 것을 특징으로 하는 구조물.

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