KR102156513B1 - 건축구조물의 기둥 파손관리시스템 - Google Patents

Abstract

본발명은 건축구조물의 기둥 파손관리시스템에 관한 것으로, 지진에 의한 건축구조물 기둥하부에 설치되는 앵커 파손을 감지하여 제어부에 신호를 전송하는 센서와;
상기 센서의 신호를 전송받아 파손여부를 판단하며 상기 신호가 설정치를 벗어나면 앵커(20)가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하는 제어부;를 포함하는 것으로,
본발명은 건축구조물의 기둥에 파손감지센서를 설치하여 기둥의 파손을 정확히 감지하여 더 큰 사고로 이어지는 것을 예방하며, 구조적으로도 파손에 의한 대형사고가 발생하지 않게 안전장치를 마련하여 인명을 보호하고 대형사고를 예방하는 현저한 효과가 있다.

Description

건축구조물의 기둥 파손관리시스템{Pillar damage management system for building structures}

본발명은 건축구조물의 기둥 파손관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축구조물의 기둥에 파손감지센서를 설치하여 기둥의 파손을 정확히 감지하여 더 큰 사고로 이어지는 것을 예방하며, 구조적으로도 파손에 의한 대형사고가 발생하지 않게 안전장치를 마련하여 인명을 보호하고 대형사고를 예방하는 건축구조물의 기둥 파손관리시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물은 지진등 재난에 견디게 설계되나 강도가 높은 지진등의 경우는 기둥이 파손되며 무너지는등 심각한 재난을 일으킨다. 그러므로 이런 사고에 대비하여, 여러 안전장치나 재난예고장치가 개발되어 왔으며 일례로서 공개특허공보 공개번호 10-2019-0129601호에는 지진발생시 필로티 건물 기둥의 사이에 설치되는 수평보에 내장된 보강부재가 하강되어 지진에 의한 파손을 예방하는 것을 특징으로 하는 지진발생시 필로티건물의 기둥 보강 방법이 공개되어 있다.

또한 공개특허공보 공개번호 10-2018-0116973호에는 건물 주위에 설치되는 다수의 진동감지센서와;

건물 내부에 설치되어 각각의 진동감지센서와 연결되고, 각각의 진동감지센서에서 기 설정된 진동데이터보다 초과된 진동신호가 감지되면 건물 내부에 지진 안내방송을 출력하는 안내방송 출력수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물의 지진 알림 방송시스템이 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 기둥의 파손을 정확히 감지하거나 보강하기 어려워서 더 큰 사고로 이어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 건축구조물의 기둥에 파손감지센서를 설치하여 기둥의 파손을 정확히 감지하여 더 큰 사고로 이어지는 것을 예방하며, 구조적으로도 파손에 의한 대형사고가 발생하지 않게 안전장치를 마련하여 인명을 보호하고 대형사고를 예방하는 건축구조물의 기둥 파손관리시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 건축구조물의 기둥 파손관리시스템에 관한 것으로, 지진에 의한 건축구조물 기둥하부에 설치되는 앵커 파손을 감지하여 제어부에 신호를 전송하는 센서와;

상기 센서의 신호를 전송받아 파손여부를 판단하며 상기 신호가 설정치를 벗어나면 앵커(20)가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 건축구조물의 기둥에 파손감지센서를 설치하여 기둥의 파손을 정확히 감지하여 더 큰 사고로 이어지는 것을 예방하며, 구조적으로도 파손에 의한 대형사고가 발생하지 않게 안전장치를 마련하여 인명을 보호하고 대형사고를 예방하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명의 건축구조물의 기둥의 플레이트 앵커 설치 실례도
도 2는 본발명의 건축구조물의 기둥의 플레이트 실시례 도면
도 3은 본발명의 건축구조물의 기둥의 플레이트 다른 실시례 도면
도 4는 센서가 장착된 앵커 실시례 도면
도 5는 센서가 장착된 다른 실시례 앵커 도면

본발명은 건축구조물의 기둥 파손관리시스템에 관한 것으로, 지진에 의한 건축구조물 기둥하부에 설치되는 앵커 파손을 감지하여 제어부에 신호를 전송하는 센서와;

상기 센서의 신호를 전송받아 파손여부를 판단하며 상기 신호가 설정치를 벗어나면 앵커(20)가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 앵커는 선단이 건축구조물기둥 하부 플레이트를 관통하여 지중에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 앵커는 몸체 하부의 고리가 두가닥으로 좌우로 대칭되게 형성되어 지면에 고정이 더 확실하게 되는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본발명의 건축구조물의 기둥의 플레이트 앵커 설치 실례도, 도 2는 본발명의 건축구조물의 기둥의 플레이트 실시례 도면, 도 3은 본발명의 건축구조물의 기둥의 플레이트 다른 실시례 도면, 도 4는 센서가 장착된 앵커 실시례 도면, 도 5는 센서가 장착된 다른 실시례 앵커 도면이다.

본발명은 건축구조물의 기둥(10)이 설치되는 앵커(20)에 센서(30)를 설치하여 지진에 의한 파손을 감지하여 제어부에 전송하고 제어부는 전송값이 설정수치를 벗어나 있으면 앵커(20)가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하여 구조물을 수리하게 하여 안전사고를 방지하게 하는 것이다.

또한, 상기 앵커(20)는 건축구조물의 기둥 하부 플레이트(11)에 설치되는 것으로, 상기 기둥(10)하단에 플레이트(11)가 용접되고, 플레이트(11)에는 앵커(10)가 결합되는 것이다.

또한, 상기 앵커는 몸체 하부의 고리가 두가닥으로 좌우로 대칭되게 형성되어 지면에 고정이 더 확실하게 되는 것이다.

건축구조물의 기둥이 설치되는 앵커에 센서를 설치하여 지진에 의한 파손을 감지하여 제어부에 전송하고 제어부는 전송값이 설정수치를 벗어나 있으면 앵커가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하여 구조물을 수리하게 하여 안전사고를 방지하게 하는 것이다.

상기 앵커는 건축구조물의 기둥 하부 플레이트에 설치된다. 플레이트는 길이방향인 가로방향이 폭방향인 세로방향보다 길이가 긴 직사각형 강판이며, 상부에 5개, 하부에 5개, 좌측에 중간에 1개, 우측에 중간에 1개 설치된다. 기둥은 H빔을 3개 이은듯한 형상으로 수평방향의 수평부철판의 수직방향으로 4개의 수직부철판이 나란히 용접결합되는 것이다. 상기 좌측 수직부철판의 좌측방향으로 수평부철판이 2개가 나란히 결합되며, 상기 우측 수직부철판의 우측방향으로 수평부철판이 2개가 나란히 결합된다. 상기 기둥하단에 플레이트가 용접되고, 플레이트에는 앵커가 결합된다.

앵커는 하부의 고리가 두가닥으로 좌우로 대칭되게 형성되어 지면에 고정이 더 확실하게 한다.

상기 센서는 앵커에 홈을 파고 삽입하여 설치하며 상기 앵커는 건축구조물기둥 하부 플레이트를 관통하여 지중에 설치된다.

앵커는 금속재질의 일반 앵커와 안전 앵커 두 개를 설치하되, 상기 안전 앵커는 케이스 내부에 공간부가 설치되고 길이가 신축되는 코일스프링이 삽입되어 케이스가 부러지더라도 코일스프링에 의해 지탱된다. 코일스프링은 스프링강으로 주로 제작한다.

상기 앵커는 센서를 삽입하여 지진 등에 의해 앵커가 파단되면 센서가 이를 감지하여 제어부에 전송하고 제어부는 전송값이 설정수치를 벗어나 있으면 앵커가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하여 건축구조물 기둥을 수리하게 하여 안전사고를 방지하게 한다. 신호는 전류 내지 저항값을 사용한다. 그러므로 앵커가 부러지면 제어부가 앵커가 부러진 것으로 판단한다. 상기 경보수단은 스피커이다.

상기 센서는 앵커에 홈을 파고 삽입하여 설치 한다.

또한, 앵커가 설치되는 건축구조물 기둥 하부에는 자일로센서같은 기울기감지센서가 설치되어 기둥이 기울어지면 이를 감지하여 제어부에 전송하고 제어부에서는 설정수치값을 초과하여 기울어진다고 판단되면 경보수단을 작동시킨다.

그리고 본발명은 앵커파단감지센서와 기울기감지센서를 동시에 설치하여 안전성을 더욱 강화시킬 수 있다. 곧 앵커파단감지센서와 기울기감지센서의 작동을 단계적으로 관리하여 앵커파단감지센서의 신호값이 설정치 이상이면 제어부는 통신모듈을 작동하여 1단계 비상신호를 관리자의 스마트폰으로 전송하며, 기울기감지센서의 신호값이 설정치 이상이면 2단계 위중 비상신호를 발동하여 관리자의 스마트폰으로 전송하는 동시에 스피커를 작동하여 피난방송을 하게 만들어 사람들이 신속하게 대피하게 한다.

그리고 다른 실시례로서 구조물에는 관용의 침수감지센서가 설치되어 프레임이 일정높이에서 침수되면 이를 감지하여 제어부에 전송하고 제어부에서는 설정수치값을 초과하여 침수된다고 판단되면 경보수단을 작동시킨다.

본발명은 지진발생후, 지진모듈로 전환하여 제어부의 시간, 온도, 진동 등의 파라미터 설정을 지진모듈에 맞게 자동 변경하게 된다. 이는 여진에 대비하는 것으로, 진동값이 일반모드에서보다 지진모드에서는 더욱 작은값으로 설정하여 설정치에 도달하는 진동이 감지되면 모터 등 운전을 중지하게 된다.

곧 지진모듈이 되면 운전정지 조건이 완화되어 같은 진동이라도 작은 진동에 운전이 정지되는 것이다.

한편 본발명은 건축구조물의 기둥은 지진에 의한 철재 내지 콘크리트 기둥의 손상부분을 보수할 수 있는 것으로, 기둥 주위에 와이어를 감은 후, 탄력이 있는 철제밴드를 기둥과 이격되게 두르는 것이며, 상기 기둥과 밴드 사이에는 접착제를 충진하여 굳히게 된다. 접착제는 탄성과 점성이 있으며 굳은후 강성이 큰 것을 사용한다. 와이어는 강선으로서 마디들이 중간에 형성되어 있어서 기둥에 감긴후 밴드가 이격되게 된다. 그러므로 지진이 발생하면 밴드와 돌기와 접착제에 의해 지진의 충격이 감소되며, 특히 밴드는 탄성력이 있는 강판을 사용하여 더욱 탄성력에 의해 쉽게 파괴되지 않게 한다.

상기 보강철판은 기둥주위로 둥글게 설치된다. 지진파는 상하변형도 가져오므로 밴드는 세로방향으로 중간에 플렉시블판을 결합하여 상하변형에도 대응하게 한다. 철제 밴드끝단부위에는 관용의 턴버클을 다수 개를 가로방향으로 나란히 용접결합하여, 마감한다. 그러므로 턴버클을 조절하여 작은 지진의 진동만으로 느슨해진 길이를 타이프하게 조절할 수 있다. 턴버클은 철제 밴드의 세로방향으로 중간에도 설치하여, 상하방향의 미소변동에 의한 상하방향 변형의 미소길이를 조절할 수 있다. 철제밴드는 기둥 상하로 이격하여 두 개를 설치할 수 있고 이때 상부밴드 하단과 하부밴드 상단사이에 턴버클을 다수개 동심원상으로 설치하여 지진에 의해 변형된 길이를 조절할 수 있다.

또한 본발명은 기상청의 공공데이터를 불러와서 미리 지진을 예측하여 건물의 파손과 인명피해를 최소화할 수 있다.이는 기상청의 기상예측 데이터를 API로 불러서 사용한다.

또한, 태풍이 불어오는 것을 기상데이터에 의해 예측하여 건물 기둥 등 안전시설을 미리 점검하게 한다. 태풍이 불어오는 것이 기상데이터 API를 통해 제어부로 통보되면 제어부는 앵커 파손감지센서와 기울기 센서, 침수감지센서 등의 동작을 테스트 하고, 성능이 저하되거나 파손된 것이 있으면 디스플레이에 표시하여 교체나 수리하게 한다.

한편, 현시점의 기상데이터와 사전에 예측한 기상청의 데이터를 비교하여, 기상청의 예측데이터에 따라 수정하여 사용할 수 있다.

또한, 태풍모듈이 되면 상기와 같이 제어부는 센서들을 테스트하며, 방송을 통해 태풍접근을 사람들에게 경고하여 침수등 태풍피해를 줄이게 대비하게 하며, 지진에 대해서도 여진에 대해 기상청 API를 통해 받게 되면 주기적으로 센서들을 테스트하는 빈도를 높혀 앵커의 상태와 기둥의 상태를 체크한다. 건축구조물기둥과 하부 플레이트를 연결하는 용접부위나 볼트에도 파손감지센서를 설치하여 용접부위나 볼트 파손상태를 감지하여 안전사고위험을 방지한다.

그리고 미세먼지값을 기상청에서 받아서 제어할 수 있는 것으로, 미세먼지 수치가 일정치 이상이면 제어부는 건축구조물의 창문에 설치되는 전동댐퍼를 신축시켜 문을 닫게 한다. 태풍시도 마찬가지며, 미세먼지값이 설정치 이하라도 태풍이 예고되면 제어부는 창문을 닫게 된다.

따라서 본발명은 지진발생후 앵커의 부러짐에 의해 구조물의 기둥의 파손을 미리 예측하여 교체하거나 대피할 수 있으며 철근등 보수수단에 의해 지진시 충격뿐 아니라 보수가 용이하게 하는 현저한 효과가 있다.

10 : 기둥 11 : 플레이트
20: 앵커 30 : 센서

Claims (3)

1. 지진에 의한 건축구조물 기둥하부에 설치되는 앵커 파손을 감지하여 제어부에 신호를 전송하는 센서와; 상기 센서의 신호를 전송받아 파손여부를 판단하며 상기 신호가 설정치를 벗어나면 앵커(20)가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하는 제어부;를 포함하며, 상기 앵커(20)는 선단이 건축구조물기둥 하부 플레이트를 관통하여 지중에 설치되는 건축구조물의 기둥 파손관리시스템에 있어서,
   상기 앵커는 하부의 고리가 두가닥으로 좌우로 대칭되게 형성되어 지면에 고정이 더 확실하게 하며, 상기 센서는 앵커에 홈을 파고 삽입하여 설치하며 상기 앵커는 건축구조물기둥 하부 플레이트를 관통하여 지중에 설치되고, 앵커는 금속재질의 일반 앵커와 안전 앵커 두 개를 설치하되, 상기 안전 앵커는 케이스 내부에 공간부가 설치되고 길이가 신축되는 코일스프링이 삽입되어 케이스가 부러지더라도 코일스프링에 의해 지탱된다. 코일스프링은 스프링강으로 주로 제작하고,
   상기 앵커는 센서를 삽입하여 지진 등에 의해 앵커가 파단되면 센서가 이를 감지하여 제어부에 전송하고 제어부는 전송값이 설정수치를 벗어나 있으면 앵커가 부러진 것으로 판단하여 경보수단을 작동하여 건축구조물 기둥을 수리하게 하여 안전사고를 방지하게 하되, 신호는 전류 내지 저항값을 사용하며, 상기 경보수단은 스피커이며,
   앵커가 설치되는 건축구조물 기둥 하부에는 기울기감지센서인 자일로센서가 설치되어 기둥이 기울어지면 이를 감지하여 제어부에 전송하고 제어부에서는 설정수치값을 초과하여 기울어진다고 판단되면 경보수단을 작동시키고, 앵커파단감지센서와 기울기감지센서를 동시에 설치하여 안전성을 더욱 강화시키는 것으로, 앵커파단감지센서와 기울기감지센서의 작동을 단계적으로 관리하여 앵커파단감지센서의 신호값이 설정치 이상이면 제어부는 통신모듈을 작동하여 1단계 비상신호를 관리자의 스마트폰으로 전송하며, 기울기감지센서의 신호값이 설정치 이상이면 2단계 위중 비상신호를 발동하여 관리자의 스마트폰으로 전송하는 동시에 스피커를 작동하여 피난방송을 하게 만들어 사람들이 신속하게 대피하게 하며
   구조물에는 침수감지센서가 설치되어 프레임이 일정높이에서 침수되면 이를 감지하여 제어부에 전송하고 제어부에서는 설정수치값을 초과하여 침수된다고 판단되면 경보수단을 작동시키며,
   지진발생후, 지진모듈로 전환하여 제어부의 시간, 온도, 진동 등의 파라미터 설정을 지진모듈에 맞게 자동 변경되어 여진에 대비하는 것으로, 진동값이 일반모드에서보다 지진모드에서는 더욱 작은값으로 설정하여 설정치에 도달하는 진동이 감지되면 모터 운전을 중지하게 되는 것으로,
   건축구조물의 기둥은 지진에 의한 철재 내지 콘크리트 기둥의 손상부분을 보수할 수 있는 것으로, 기둥 주위에 와이어를 감은 후, 탄력이 있는 철제밴드를 기둥과 이격되게 두르는 것이며, 상기 기둥과 밴드 사이에는 접착제를 충진하여 굳히게 되며, 와이어는 강선으로서 마디들이 중간에 형성되어 있어서 기둥에 감긴후 밴드가 이격되므로 지진이 발생하면 밴드와 돌기와 접착제에 의해 지진의 충격이 감소되며, 철제밴드는 탄성력이 있는 강판을 사용하여 더욱 탄성력에 의해 쉽게 파괴되지 않게 하는 것이며,
   지진파는 상하변형도 가져오므로 밴드는 세로방향으로 중간에 플렉시블판을 결합하여 상하변형에도 대응하게 하고, 철제 밴드끝단부위에는 턴버클을 다수 개를 가로방향으로 나란히 용접결합하여, 마감하므로 턴버클을 조절하여 작은 지진의 진동만으로 느슨해진 길이를 타이트하게 조절할 수 있는 것으로, 원상으로 설치하여 지진에 의해 변형된 길이를 조절할 수 있으며,
   기상청의 공공데이터를 불러와서 미리 지진을 예측하여 건물의 파손과 인명피해를 최소화할 수 있는 것으로, 기상청에서 예측한 기상예측 데이터를 API로 불러서 사용하는 것으로, 태풍이 불어오는 것을 기상청에서 예측한 데이터에 의해 예측하여 건물 기둥 등 안전시설을 미리 점검하게 하는 것으로, 태풍이 불어오는 것이 기상데이터 API를 통해 제어부로 통보되면 제어부는 앵커 파손감지센서와 기울기 센서, 침수감지센서의 동작을 테스트 하고, 성능이 저하되거나 파손된 것이 있으면 디스플레이에 표시하여 교체나 수리하게 하며, 현시점의 기상데이터와 사전에 예측한 기상청의 데이터를 비교하여, 기상청의 예측데이터에 따라 수정하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 건축구조물의 기둥 파손관리시스템
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