KR102064238B1 - 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물 내에 설치되는 배관에 적용되는 배관용 4방향 버팀대를 테스트 하는데 사용하는 것으로, 하나의 클램프에 배관의 축(종)방향과 축직각(횡)방향의 수평 지진 하중을 동시에 견딜 수 있도록 2개의 버팀대를 결합한 상태에서, 이들 2개의 버팀대의 설치각도 변화에 관계없이 압축시험과 인장시험을 행할 수 있는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 베이스와; 베이스의 좌우측에 세워지는 서포터와; 베이스에 내장된 구동수단에 의해 서포터를 따라서 승강하는 승강대와; 승강대에 결합된 로드셀과; 베이스에 설치한 한 쌍의 지지브래킷과; 상기 지지브래킷에 설치되는 LM가이드와; LM가이드의 블록과 결합되며, 내측으로 파이프가 경사지게 용접되고, 로드셀과 면접하는 가압편이 구비된 시편결합구와; 파이프에 결합된 4방향 버팀대에 구비된 2개의 버팀대가 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 고정되도록 베이스에 설치한 버팀대 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기{Tensile and Compression Tester for 4 Directional bracing}

본 발명은 건축물 내에 설치되는 배관에 적용되는 배관용 4방향 버팀대를 테스트 하는데 사용하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하나의 클램프에 배관의 축(종)방향과 축직각(횡)방향의 수평 지진 하중을 동시에 견딜 수 있도록 2개의 버팀대를 결합한 상태에서, 이들 2개의 버팀대의 설치각도 변화에 관계없이 압축시험과 인장시험을 행할 수 있는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기를 제공코자 하는 것이다.

건축물 내에 설치되는 배관은 슬래브에 버팀장치로 고정 설치된다. 상기한 버팀장치는 배관을 잡아주는 기본기능과 함께 지진으로 인해 발생하는 수평 지진 하중을 견디도록 하여 배관을 안전하게 보호하는 기능성도 가진다.

배관에 적용되는 버팀장치는 종방향 진동을 흡수 처리하는 것과, 횡방향 진동을 흡수 처리하는 것을 필요로 하고 있다.

인장 압축 시험기에 대한 선행기술로는 대한민국 공개특허공보(A)10-2010-0072493호(2010.07.01.)이 다중 측점 인장 압축 강도 시험기가 제안되고 있으며, 이의 구성은 시험기 본체; 상기 시험기 본체 양쪽에 회동 가능하게 수직으로 설치되는 이송 스크류; 상기 이송 스크류를 회전시키기 위하여 상기 시험기 본체 내부에 설치되는 구동유닛; 상기 시험기 본체 중간에 고정 설치되며, 상부에 인장 압축용 결합부가 형성되는 제1 테이블; 상기 이송 스크류의 회전에 의해서 승강하도록 상기 이송 스크류에 나사결합되며, 상부에 대용량 로드 셀이 설치되고 하부에 인장 압축용 결합부가 형성되는 제1 가동플레이트; 상기 시험기 본체 양쪽에 형성된 개구부를 통해서 상기 제1 테이블에 고정되며, 상부에 인장 압축용 결합부가 형성되는 제2 테이블; 및 상기 시험기 본체 양쪽에 형성된 개구부를 통해서 상기 제1 가동플레이트에 고정되며, 상부에 소용량 로드 셀이 설치되고, 하부에 인장 압축용 결합부가 형성되는 제2 가동플레이트;를 포함하는 구성으로 이루어진 것이다.

다른 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1844564호(2018.04.02.)의 교육용 소형 인장시험기가 제공되고 있으며, 이의 구성은 바닥 면, 한 쌍의 측면 및 천정 면으로 이루어진 측정 케이스; 측정 케이스의 내부에서 상하 이동이 가능하도록 배치되는 균형 블록; 균형 블록의 이동을 유도하는 한 쌍의 가이드 부재; 바닥 면에 고정되는 로드 셀 유닛; 균형 블록과 로드 셀 유닛에 결합되어 시편의 양쪽 끝을 고정시키는 한 쌍의 측정 지그; 균형 블록의 상하 이동을 유도하도록 측정 케이스의 내부로부터 외부로 관통되도록 배치되는 이동 부재; 이동 부재의 한쪽 끝에 결합되어 정해진 힘으로 이동 부재를 회전시키는 회전 유닛; 및 시편의 중앙 부위에 배치되는 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 로드 셀 유닛과 스트레인 게이지는 데이터 통신이 가능한 전자기기에 연결되고, 상기 회전 유닛은 고정 머리의 회전각을 측정하면서 상기 고정 머리가 반대 방향으로 회전되는 것을 방지하는 측정 유닛 및 상기 고정 머리의 회전각을 측정하는 기준 바를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

그러나 상기한 종래 인장 압축 시험기의 경우 시편의 양측단만 고정할 수 있는 구성이어서, 본 발명에서 검사코자 하는 4방향 버팀대의 시험이 불가능한 구성이었다.

KR 1020100072493 A 2010.07.01. KR 101844564 B1 2018.04.02.

이에 본 발명자는 종래 인장 및 압축시험기에서 축(종)방향 또는 축직각(횡)방향 어느 하나만 시험이 가능하므로 4방향 버팀대가 제공되더라도 버팀대에 작용하는 인장 및 압축력을 동시에 확인할 수 없는 것을 개선코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 4방향 버팀대가 결합되는 배관을 경사형으로 고정하는 배관 고정구를 가압할 때 4방향 버팀대에 결합되어 있는 축(종)방향과 축직각(횡)방향을 위한 2개의 버팀대에 함께 인장 압축력이 제공될 수 있게 함으로 해서 종래 인장 및 압축시험기에서 실험이 불가능한 것을 해소할 수 있도록 한 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는 첫째 베이스와; 베이스의 좌우측에 세워지는 서포터와; 베이스에 내장된 구동수단에 의해 서포터를 따라서 승강하는 승강대와; 승강대에 결합된 로드셀과; 베이스에 설치한 한 쌍의 지지브래킷과; 상기 지지브래킷에 설치되는 LM가이드와; LM가이드의 블록과 결합되며, 내측으로 파이프가 경사지게 용접되고, 로드셀과 결합하는 가압편이 구비된 시편결합구와; 파이프에 결합된 4방향 버팀대에 구비된 2개의 버팀대가 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 고정되도록 베이스에 설치한 버팀대 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

둘째 상기 버팀대 고정판에는 격자로 고정구멍을 형성하여 2개의 버팀대 고정 위치를 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 변경 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

셋째 상기 버팀대 고정판은 베이스의 상부에서 슬라이드 되고, 고정볼트 및 너트에 의해 고정되게 구성하여 2개의 버팀대가 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 고정된 상태에서 버팀대 고정판을 전후 이동시켜 버팀대의 설치각도를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

넷째 상기 버팀대 고정판에는 버팀대 고정을 위해 건축물 부착장치 어댑터가 더 구비되며; 상기 건축물 부착장치 어댑터는 판상으로 구성되며, 중앙에 버팀대가 결합되는 탭이 형성되고, 양측으로 바깥쪽이 개방된 슬롯을 형성한 것을 특징으로 d한다.

다섯째 상기 버팀대 고정판에는 버팀대고정을 위해 높이 조절 어댑터를 더 구비하되; 상기 높이 조절 어댑터는 버팀대 연결구와 고정구멍연결구를 서로 마주보게 결합하며, 이들에는 높이조절 슬롯을 형성하여 고정핀을 상호 결합하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기를 사용하는 경우 하기와 같은 효과가 있다.

-시편결합구에 결합되어 있는 4방향 버팀대에 구비된 2개의 버팀대를 버팀대 고정판에 결합함에 있어 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 변경 가능하므로 버팀대를 다양한 길이로 적용할 수 있다.

-버팀대 고정판이 전후 이동되므로 시편결합구에 4방향 버팀대를 결합한 상태에서 버팀대의 설치각도를 쉽게 조절할 수 있다.

-시편결합구에 파이프가 경사지게 구비되고 이에 4방향 버팀대가 조립되므로 인장 및 압축 시험을 할 때 2개의 버팀대에 함께 인장 및 압축력이 제공되므로 한 번에 양측 버팀대의 성능을 시험할 수 있다.

-버팀대 고정을 위해 건축물 부착장치 어댑터와, 높이 조절 어댑터가 부가적으로 구비되므로 버팀대를 버팀대 고정판에 정위치로 고정 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기의 바람직한 제1실시례를 보인 사시도
도 2는 도 1의 정면도
도 3은 도 1의 측면도
도 4는 도 1의 평면도
도 5는 본 발명의 시편결합구와 버팀대 고정판에 4방향 버팀대를 설치한 례를 보인 사시도
도 6 내지 도 8은 본 발명을 이용하여 4방향 버팀대를 30도, 45도, 60도로 설치하여 시험한 시험성적서

이하 본 발명에서 제공하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기의 바람직한 제1실시례를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 정면도, 측면도, 평면도를 각각 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 시편결합구와 버팀대 고정판에 4방향 버팀대를 설치한 례를 보인 사시도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기(1)는 발명의 명칭에서와 같이 건축물 내에 설치되는 배관에 적용되는 배관용 4방향 버팀대(100)를 테스트 하는데 사용하는 장비이다.

본 발명의 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기(1)는 도시된 바와 같이 바닥에 안치되는 베이스(2)가 구비되며, 베이스(2)의 상부 좌우측에는 서포터(3)가 세워져 상단이 고정판(3a)에 의해 상호 결속상태를 제공한다.

베이스(2)는 속이 비어 있는 구조로 구성되며, 평면에서 볼 때 사각형 구성을 가지며, 비어 있는 베이스(2)의 내부에는 모터와 기어박스, 출력축 등을 포함하는 구동수단(4)이 구비되어 있다.

그리고 상기 양측 서포터(3)에는 구동수단(4)에 의해 정회전 및 역회전하는 나사축(5)이 설치되어 있으며, 양측 나사축(5)에는 베이스(2)의 상부를 횡단하는 승강대(6)의 양단이 나사 결합되어 나사축(5)의 회전 방향에 따라 승강대(6)가 상승 혹은 하강하는 구성을 제공한다.

상기 승강대(6)에는 로드셀(7)이 하향으로 노출되도록 설치되어 시험과정에서의 하중을 체크할 수 있도록 한다.

상기와 같이 베이스(2)에 서포터(3)를 세우고, 구동수단(4)에 의해 회전하는 나사축(5)을 따라서 승강하는 승강대(6)를 베이스(2)의 상부를 횡단하도록 설치하며, 승강대(6)에 로드셀(7)을 결합하는 등의 구성은 종래 사용하고 있는 인장 및 압축 시험기의 구성과 유사하므로, 구동수단(4)의 세부구성 및 구동수단(4)과 나사축(5)의 결합에 대한 상세 구성은 생략키로 한다.

본 발명은 상기와 같이 구성되는 인장 및 압축 시험기(1)에서 시편결합구(10)의 구성과, 시편결합구(10)가 승강되는 것을 안내할 수 있는 수단 적용, 시편결합구(10)에 결합되는 4방향 버팀대(100)에 적용된 2개의 버팀대(110)를 고정하는 버팀대 고정판(20)을 독창적으로 연구 개발하여 종래에는 시험이 불가능한 4방향 버팀대(100)의 시험이 가능하도록 한 것이다.

즉, 본 발명에서는 제공하는 시편결합구(10)는 상부에 가압편(11)이 형성되고, 가압편(11)의 양단 하측으로 파이프고정편(12)이 직각으로 구비되며, 가압편(11)과 대응하는 파이프고정편(12)의 하단에는 보강대(13)를 결합하고 있다. 가압편(11)에는 상기 로드셀(7)이 결합되어 인장하중 및 압축하중이 체크될 수 있도록 한다.

상기 양측 파이프고정편(12) 사이에는 다양한 직경의 파이프(14)가 결합되며, 바람직하기로는 파이프(14)가 30도, 45도, 60도 등의 경사가 제공될 수 있도록 결합한다.

상기 보강대(13)의 양측인 파이프고정편(12)의 하측으로는 LM가이드(31)의 블록(33)이 결합되어 있다.

상기 시편결합구(10)는 승강되는 것을 안내할 수 있는 수단에 의해 승강되는 구성을 가지며, 본 발명에서는 이를 위해 수단으로 베이스(2)에 한 쌍의 지지브래킷(30)을 고정하고, 지지브래킷(30)에 LM가이드(31)의 레일(32)을 고정하여 상기 시편결합구(10)에 결합되어 있는 블록(33)을 안내할 수 있도록 한다.

상기 지지브래킷(30)의 경우 본 발명에서는 베이스(2)의 전방에 위치되도록 도시하고 있으나, 필요에 따라 좌우측에 설치할 수 있음은 당연하다.

그리고 상기 버팀대 고정판(20)은 베이스(2)의 후방에 배치된다. 버팀대 고정판(20)은 격자로 고정구멍(20a)이 관통되어 있어 버팀대(110)를 다양한 위치에 고정할 수 있도록 하고 있다.

버팀대(110)고정을 위해 건축물 부착장치 어댑터(25)와, 높이 조절 어댑터(26)를 부가적으로 사용할 수 있다.

건축물 부착장치 어댑터(25)는 판상으로 구성되며, 중앙에 버팀대(110)가 결합되는 탭(25a)이 형성되고, 양측으로 바깥쪽이 개방된 슬롯(25b)을 형성한 구성으로 이루어진다.

높이 조절 어댑터(26)는 버팀대 연결구(26a)와 고정구멍연결구(26b)를 서로 마주보게 결합토록 한 것으로, 이들에는 높이조절 슬롯(26c)을 형성하여 고정핀(26d)을 상호 결합한 구성으로 이루어진다.

버팀대(110)를 고정구멍(20a)에 고정함에 있어, 고정구멍(20a)과 버팀대(110)가 일치하지 않을 경우 건축물 부착장치 어댑터(25)의 탭(25a)에 버팀대(110)를 고정하여 건축물 부착장치용 어댑터(25)의 슬롯(25b)의 위치를 상하로 이동하여 고정구멍(20a)에 고정할 수 있도록 한다.

버팀대(110)를 고정구멍(20a)에 고정함에 있어, 높이를 조절하여 버팀대(110)의 각도를 맞추기 어려운 경우 높이 조절 어댑터(26)를 사용하면 된다. 이때 버팀대 연결구(26a)와 고정구멍연결구(26b)에는 고정핀(26d)이 결합된 높이조절 슬롯(26c)이 형성되어 있으므로 미세한 높이 조절이 가능하게 되는 것이다.

버팀대 고정판(20)은 베이스(2)에 접하는 바닥판(21)이 구비되며, 또한 후방으로는 리브(22)가 구비되어 버팀대 고정판(20)의 내구성을 높일 수 있도록 한다. 예를 들어 버팀대 고정판(20)에 결합된 버팀대(110)에 인장 및 압축 하중이 제공될 때 버팀대 고정판(20)이 변형되는 등의 염려가 없도록 한다.

상기 바닥판(21)에는 전후로 각각 개구되어 있는 고정볼트 내입공(21a)이 형성되며, 고정볼트 내입공(21a)에는 베이스(2)의 중앙에 전후로 형성되어 있는 T홈(2a)에 결합된 고정볼트(23)가 내입시키고, 이에 너트(24)를 체결하여 버팀대 고정판(20)을 베이스(2)에 고정할 수 있게 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 건축물 내에 설치되는 배관에 적용되는 배관용 4방향 버팀대(100)를 테스트 하는데 사용하는 것으로 이하에서 본 발명을 이용한 시험방법을 설명한다.

본 발명으로 4방향 버팀대(100)를 시험코자 할 시에는 먼저 시편결합구(10)의 파이프(14)에 4방향 버팀대(100)를 결합한다. 이때 4방향 버팀대(100)에 적용되는 2개의 버팀대(110) 즉, 축(종)방향과 축직각(횡)방향의 버팀대(110)를 버팀대 고정판(20) 쪽으로 향하게 한 후 이들 버팀대(110)를 버팀대 고정판(20)에 격자로 배열되어 있는 고정구멍(20a)을 이용하여 고정한다.

이 상태에서 버팀대(110)의 각도를 조절코자 할 시에는 버팀대 고정판(20)을 전방 또는 후방으로 이동시킨 후 고정하면 된다.

상기와 같이 4방향 버팀대(100)를 시편결합구(10)와 버팀대 고정판(20)에 고정한 상태에서 구동수단(4)을 작동시키면 승강대(6)가 시편결합구(10) 쪽으로 하강하거나 시편결합구(10) 반대쪽으로 상승할 때, 승강대(6)에 구비되어 있는 로드셀(7)이 시편결합구(10)의 가압편(11)을 가압하게 된다. 이때 시편결합구(10)는 LM가이드(31)의의 안내로 지지브래킷(30)을 따라 하강 도는 상승하게 되고, 버팀대 고정판(20)에 고정되어 있는 버팀대(110)에 인장 또는 압축하중이 걸려 시험이 이루어지게 되는 것이다.

도 6 내지 도 13은 본 발명을 이용하여 4방향 버팀대를 30도, 45도, 60도, 90도로 인장 및 압축 시험한 시험성적서를 도시한 것이다.

이는 본 발명에 4방향 버팀대(100)에 발명자가 개발하여 출원한 바 있는 4방향 버팀대(100)를 시험한 것으로, 자체 제작한 본 발명에 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기(1)에 결합하여 시험하였다.

실험방법으로는 시편결합구(10)에 결합되어 있는 배관용 4방향 버팀대(100)에 일단이 연결된 2개의 버팀대(110)를 축(종)방향과 축직각(횡)방향에 위치하도록 버팀대 고정판(20)에 결합하고, 버팀대 고정판(20)을 전후 이동하는 방법을 통해서 2개의 버팀대(110) 각도를 30도, 45도, 60도, 90도가 되도록 조절한 후 구동수단(4)을 작동시켜 가압되도록 하였다.

그 결과 상기 시험성적서와 같이 축(종)방향과 축직각(횡)방향의 버팀대(110)에 작용되는 인장력 및 압축력을 동시에 시험할 수 있었다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:인장 및 압축 시험기
2:베이스 2a:T홈
3:서포터 4:구동수단
5:나사축 6:승강대
7:로드셀 10:시편결합구
11:가압편 12:파이프고정편
13:보강대 14:파이프
20:버팀대 고정판 20a:고정구멍
21:바닥판 21a:고정볼트 내입공
22:리브 23:고정볼트
24:너트 25:건축물 부착장치 어댑터
25a:탭 25b:슬롯
26:높이 조절 어댑터 26a:버팀대 연결구
26b:고정구멍연결구 26c:높이조절 슬롯
26d:고정핀 30:지지브래킷
31:LM가이드 32:레일
33:블록 100:배관용 4방향 버팀대
110:버팀대

Claims (5)

1. 베이스(2)와;
   베이스(2)의 좌우측에 세워지는 서포터(3)와;
   베이스(2)에 내장된 구동수단(4)에 의해 서포터(3)를 따라서 승강하는 승강대(6)와;
   승강대(6)에 결합된 로드셀(7)과;
   베이스(2)에 설치한 한 쌍의 지지브래킷(30)과;
   상기 지지브래킷(30)에 설치되는 LM가이드(31)와;
   LM가이드(31)의 블록(33)과 결합되며, 내측으로 파이프(14)가 경사지게 용접되고, 로드셀(7)과 결합하는 가압편(11)이 구비된 시편결합구(10)와;
   파이프(14)에 결합된 4방향 버팀대(100)에 구비된 2개의 버팀대(110)가 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 고정되도록 베이스(2)에 설치한 버팀대 고정판(20)을 포함하되;
   상기 버팀대 고정판(20)에는 격자로 고정구멍(20a)을 형성하여 2개의 버팀대(110) 고정 위치를 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 변경 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 버팀대 고정판(20)은 베이스(2)의 상부에서 슬라이드 되고, 고정볼트(23) 및 너트(24)에 의해 고정되게 구성하여 2개의 버팀대(110)가 축(종)방향과 축직각(횡)방향으로 고정된 상태에서 버팀대 고정판(20)을 전후 이동시켜 버팀대(110)의 설치각도를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 버팀대 고정판(20)에는 버팀대(110)고정을 위해 건축물 부착장치 어댑터(25)가 더 구비되며;
   상기 건축물 부착장치 어댑터(25)는 판상으로 구성되며, 중앙에 버팀대(110)가 결합되는 탭(25a)가 형성되고, 양측으로 바깥쪽이 개방된 슬롯(25b)을 형성한 것을 특징으로 하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기.
   
5. 청구항 1에 있어서;
   상기 버팀대 고정판(20)에는 버팀대(110)고정을 위해 높이 조절 어댑터(26)를 더 구비하되;
   상기 높이 조절 어댑터(26)는 버팀대 연결구(26a)와 고정구멍연결구(26b)를 서로 마주보게 결합하며, 이들에는 높이조절 슬롯(26c)을 형성하여 고정핀(26d)을 상호 결합하여 구성한 것을 특징으로 하는 4방향 버팀대용 인장 및 압축 시험기.

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