KR102218957B1 - 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치로서, 건축구조물 내부의 일 측에 배치되며, 연질 소재로 구비된 에어포켓부; 및 상기 에어포켓부의 일측에 형성된 게이지 연통부와, 건축구조물의 외부에서 연통결합되는 압력게이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치{Pressure measurement apparatus having air-pocket structure that is placed in the building structure for safety diagnosis}

본 발명은 에어포켓 구조의 압력측정장치에 관한 것이다. 구체적으로는 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치에 관한 것이다.

기존의 구조물의 내력을 측정하는 방법으로는 반발경도시험, 내부의 균열을 측정하는 초음파 탐상법, 구조물의 파괴검사인 코어채취 등이 있다. 구조물의 코어를 직접 채취하는 것이 아닌 이상 구조물의 안전상태 판단에 있어 간접적인 방법을 취하고 있고, 직접적인 내력에 대해선 알기 어려웠다.

또한, 이외에도 변위 측정 등의 방법 등 많은 비파괴 검사가 있지만 검사장비의 고가와 안전진단에 있어 전문화로 인해 상시적인 파악이 불가능했고, 그로 인해 구조물의 오랜 사용에 있어 위험에 노출된 경우가 많고 사용자의 불안과 안전에 대한 신뢰가 부족한 문제점이 있었다.

종래기술로서, 건물 구조물의 내부에 압력감지장치를 설치하는 건물 안전도 측정시스템이 한국특허공개공보 제10-2014-0055370호로 개시된 바 있다. 다만, 상기의 압력감지장치는 광섬유로 형성된 구성으로서, 고비용이 소요되는 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 비교적 단순한 구조를 가지는 구성으로서, 기존의 압력계를 활용하여 시각적으로 내력 측정으로 하여 상기 문제점들을 해결하고자 한다.

(문헌 1) 한국특허공개공보 제10-2014-0055370호(2014.05.09)

본 발명에 따른 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치는 다음과 같은 해결과제를 가진다.

첫째, 구조물의 내력의 진단을 간접적 검사에서 직접적인 검사로 실시하여 구조물의 외부가 아닌 내부에서 직접 내력을 측정하고자 한다.

둘째, 내력 측정값을 시각적으로 즉시 확인하고자 한다.

셋째, 구조물 내력평가를 상시적으로 수행하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

본 발명은 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치로서, 건축구조물 내부의 일 측에 배치되며, 연질 소재로 구비된 에어포켓부; 및 상기 에어포켓부의 일측에 형성된 게이지 연통부와, 건축구조물의 외부에서 연통결합되는 압력게이지를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 에어포켓부는 구 형상으로 구비되며, 대향되는 양 표면에서 지지대가 돌출될 수 있다.

본 발명에 따른 지지대의 단부에는 복수로 분기된 압력 수신부가 구비될 수 있다.

본 발명에 있어서, 에어포켓부의 내표면 또는 외표면에는 상기 지지대에 수직되는 방향으로, 띠 형상의 보강대가 추가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 압력게이지는 부르동관 압력계는, 다이아프램 압력계 또는 벨로즈식 압력계 중 어느 하나의 압력계인 것이 가능하다.

본 발명에 따른 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

구조물 내부에 에어포켓 구조체를 삽입시키고, 구조물 외부에 배치된 기존의 압력계와 연결시킴으로써, 비교적 간단한 구조와 저비용으로, 직접 검사가 가능하고, 압력게이지를 통해 시각화가 가능하고, 상시 설치하여 상시평가가 가능한 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어포켓부의 지지대와 보강대 구성을 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

기존의 콘크리트의 강도를 시험하는 방법은 반발경도시험을 통한 경도시험이 있으나 외부의 반발에 의한 간접적인 시험이다. 때문에 자세한 구조물의 내부사정을 알기 힘들었고, 간접적으로 예측하는 시험뿐이었다.

하지만 본 발명에 따른 압력측정장치는 구조물에서 작용할 때 하중에 의한 변위에 의한 내력을 직접 측정함으로써, 간접적인 내력시험보다 더욱 직관적인 평가로서 정확도와 신용도를 높일 수 있다.

나아가 구조물의 내력을 시각적으로 표현함으로써, 구조물의 안전진단평가에서 내력 측정 부분을 비(非)전문화 하여 상시적으로 평가할 수 있다.

건축구조물 내부에 배치되는 압력측정장치에 대해 전기적 장치를 이용할 경우 배선의 문제, 에너지원의 문제 등의 우려가 예상되었다. 이에, 본 발명에 따른 압력측정장치는 전기의 공급없이, 구조물의 내력에 따른 변위에 발생하는 내부 압력을 측정하여 변위에 따른 구조물의 내력변화를 측정하는 방식을 취하였다.

한편, 장치와 구성의 설치가 많아질 경우 구조물의 진로를 방해하거나 시설물의 사용성에 문제가 발생할 우려가 있다.

본 발명은 구조물의 주요 내력취약점에 콘크리트 타설 시 구조물 내 압력을 측정하는 장치를 매설하고 측정장치의 내압력차에 따라 돌출된 압력계의 게이지를 통해 콘크리트의 변형에 따른 변위를 측정하고 표현하는 방식의 장치이다.

이에, 본 발명은 보 단부, 보 중앙부, 기둥 중앙부를 주요 설치 장소로 정하며, 이외에도 압축력, 전단력 등 구조물의 내력이 집중되는 부위 또는 내력에 대해 취약한 부위에 장치를 설치함으로서 구조물 전체를 대변하는 내력을 측정하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 설명하고자 한다. 참고로, 도면은 본 발명의 특징을 설명하기 위하여, 일부 과장되게 표현될 수도 있다. 이 경우, 본 명세서의 전 취지에 비추어 해석되는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치의 모식도이다.

본 발명에 따른 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치는 에어포켓부(100)와 압력게이지(200)를 포함한다.

본 발명에 따른 에어포켓부(100)는 건축구조물 내부의 일 측에 배치되며, 연질 소재로 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 압력게이지(200)는 에어포켓부(100)의 일측에 형성된 게이지 연통부(110)와, 건축구조물의 외부에서 연통결합될 수 있다.

본 발명에 있어서, 콘크리트 타설 시에 매설되는 에어포켓부(100)는 가해지는 압력에 의해 신축이 가능한 연질 소재로 구비되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 우레탄 고무 등 탄성과 내구성이 우수한 고무재질의 에어포켓부로 구비되어, 변위가 발생 시 내부유체압력의 변화를 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 압력측정을 하는 에어포켓부(100)는 단면형상이 원 형상 또는 타원 형상으로 구비될 수 있다. 단면형상이 원 형상이면 구(sphere)의 입체형상이 된다. 에어포켓부(100)의 표면에서는 하중이 수직으로 가해지는 것이 압력측정에 용이하다.

에어포켓부(100)의 대향되는 양 표면에서 지지대(120)가 돌출될 수 있다. 본 발명에 따른 지지대(120)는 에어포켓부(100)와 건축구조물의 재료(예로, 콘크리트)와의 부착력을 증가시킬 수 있다. 또한, 건축구조물에 가해지는 하중을 에어포켓부(100)에 전달시키는 기능을 하게 된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 지지대(120)의 단부에는 복수로 분기된 압력수신부(121)가 더 구비될 수 있다. 본 발명에 따른 압력수신부(121)는 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들어 십자 형상으로 구비될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 압력수신부(121)는 건축구조물에 가해지는 하중이 에어포켓부(100)로 용이하게 전달되도록 한다.

본 발명에 따른 에어포켓부(100)의 내표면 또는 외표면에는 상기 지지대(120)에 수직되는 방향으로, 띠 형상의 보강대가 추가 구비될 수 있다.

건축 구조물 내부에 설치되는 특성상, 교환이 자유롭지 못하다. 그런데 장기적인 사용은 요구된다. 이에 에어포켓부(100)의 내구성을 강화하기 위하여, 보강대(130)를 에어포켓부(100)의 내표면 또는 외표면에 띠처럼 둘러싸게 배치시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 지지대(120)는 하중이 가해지는 방향으로 배치되는 것이 하중 전달에 유리하다. 또한, 보강대(130)는 하중이 가해지는 방향의 수직방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 예를 들어, 하중이 상하방향으로 가해진 에어포켓부(100)는 좌우방향으로 팽창변형이 될 것이다. 이 경우, 보강될 부분은 좌우방향으로 팽창되는 부분이기 때문이다.

본 발명에 따른 압력게이지(200)는 에어포켓부(100)의 게이지 연통부(110)에 연통결합될 수 있다.

압력게이지(200)는 부르동관 압력계는, 다이아프램 압력계 또는 벨로즈식 압력계 중 어느 하나의 압력계인 것이 가능하다.

부르동관 압력계는 구조가 간단하고, 가격이 저렴하고, 압력스위치로 사용가능하고 전기적인 시스템으로도 사용이 가능하다는 장점이 있다. 다만, 설치공간이 제한적이고, 기계적인 마찰에 의한 오차가 많고 응답속도가 느린 특징이 있다. 측정압력은 0.01MPa~50MPa로 광범위하게 사용가능하다.

다이아프램 압력계는 압력계측 면적이 커서 감도가 높고 저압측정 역시 용이하고 가압구의 조절에 따라 내 용액의 선택에 있어서도 융통성이 좋고 내식성 표면처리에 용의하다는 장점이 있다. 다만, 탄성 소자의 변위가 작아서 초반 확대기구가 필요한 특징이 있다. 측정압력은 0.001MPa~50MPa로 부르동간 보다 비교적 저압측정에 이용되고, 감도가 높다.

벨로즈식 압력계는 부르동관 압력계나 다이아프램 압력계보다 압력에 따른 측정부의 길이의 변화가 커서 저압 측청에 많이 사용될 수 있다. 측정압력은 0.001MPa~1MPa으로 탄성식 압력계 중 가장 저압을 측정할 수 있다.

내부 유체 선택에 있어 유동적이고 비교적 다양한 압력의 측정이 가능하고 부식처리에 대해 용의하다는 점에서 다이아프램 압력계가 바람직하다. 다만, 다이아프램 압력계에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 건축구조물
100 : 에어포켓부 110 : 게이지 연통부
120 : 지지대 121 : 압력수신부
130 : 보강대

Claims (5)

1. 건축구조물 내부의 일 측에 배치되며, 연질 소재로 구비된 에어포켓부;및
   상기 에어포켓부의 일측에 형성된 게이지 연통부와, 건축구조물의 외부에서 연통결합되는 압력게이지를 포함하며,
   상기 에어포켓부는 구 형상으로 구비되며, 대향되는 양 표면에서 지지대가 돌출되며, 상기 지지대의 단부에는 복수로 분기된 압력 수신부가 구비되는 것을 특징으로 하는 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치.
2. 건축구조물 내부의 일 측에 배치되며, 연질 소재로 구비된 에어포켓부;및
   상기 에어포켓부의 일측에 형성된 게이지 연통부와, 건축구조물의 외부에서 연통결합되는 압력게이지를 포함하며,
   상기 에어포켓부는 구 형상으로 구비되며, 대향되는 양 표면에서 지지대가 돌출되며, 상기 에어포켓부의 내표면 또는 외표면에는 상기 지지대에 수직되는 방향으로, 띠 형상의 보강대가 추가 구비되는 것을 특징으로 하는 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 에어포켓부는 구 형상으로 구비되며,
   대향되는 양 표면에서 지지대가 돌출되는 것을 특징으로 하는 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 압력게이지는 부르동관 압력계는, 다이아프램 압력계 또는 벨로즈식 압력계 중 어느 하나의 압력계인 것을 특징으로 하는 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치.
5. 삭제

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