KR102249905B1 - Vibration isloation apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 유닛이 건축물과 지면 사이에 배치되고, 제2 유닛은 제1 유닛의 철판들 사이에 배치되며, 제3 유닛은 제1 유닛의 외측면과 건축물과 지면 사이에 형성됨으로써, 전체적으로 건축물과 지면 사이의 지진 진동을 절연하는 구조로부터, 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있도록 한 면진장치에 관한 것이다.In the present invention, the first unit is disposed between the building and the ground, the second unit is disposed between the steel plates of the first unit, and the third unit is formed between the outer surface of the first unit and the building and the ground. The present invention relates to a seismic isolator that insulates the earthquake vibration between the building and the ground, and insulates the vibration applied to the building from the ground when an earthquake occurs, thereby protecting facilities and people in the building.
Description
본 발명은 면진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있도록 한 면진장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seismic isolating device, and more particularly, to a seismic isolating device capable of protecting facilities and people in a building by insulating vibration applied to a building from the ground when an earthquake occurs.
"면진"이라는 용어는 통상적으로 건물 구조체 전체를 지반과 분리하거나 건물 구조체 내부의 특정 부위를 건물 구조체와 분리하기 위한 기술 전반을 가리키는 것이다.The term "seismic isolation" generally refers to the overall technology for separating the entire building structure from the ground or for separating a specific part inside the building structure from the building structure.
이러한 면진은, 지진이 일어났을 때 지반 또는 건물 구조체가 크게 진동하더라도 지반과 분리된 건물 구조체 또는 건물 구조체와 분리된 건물의 특정부위는 상대적으로 적게 진동하여 건물 구조체 또는 건물의 특정부위에 설치된 장비를 지진으로부터 보호하는 것을 의미한다.This seismic isolating means that even if the ground or the building structure vibrates greatly when an earthquake occurs, the building structure or a specific part of the building that is separated from the ground vibrates relatively little, so that the building structure or equipment installed on a specific part of the building is not vibrated. It means protecting against earthquakes.
이에 반하여 "내진"은 지진이 일어나서 건물, 교량 등의 구조물이 크게 진동하더라도 구조물이 붕괴되지 않도록 구조물 자체를 튼튼하게 설계하거나 구조물에 진동을 흡수할 수 있는 수단을 구비하는 것을 의미한다.On the other hand, "seismic resistance" means that even if structures such as buildings, bridges, etc. vibrate greatly due to an earthquake, the structure itself is designed to be sturdy so that the structure does not collapse, or a means is provided to absorb vibrations in the structure.
상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 공개특허 제10-2007-0091384호의 "건축물의 지진방지 시스템"(이하 선행기술)과 같은 것을 들 수 있다.As invented from the above point of view, there may be mentioned things such as "An earthquake prevention system for buildings" (hereinafter referred to as prior art) in Korean Patent Application Publication No. 10-2007-0091384.
선행기술은 지표면을 파고 들어가 콘크리트 파일을 박고 콘크리트 파일위에 H빔다이을 설치하고 H빔다이 모서리에 암놈힌지을 부착하고 H빔 다이를 만들어 건축물 중량을 지지하겠끔 드르스트 바퀴을 다이 밑에 고정하고 다시 스프링을 파이프 속에 집어넣어 H빔 다이 하단에 고정하고 콘크리트 파일의 다이에 고정하여 스프링이 약간 탄성이 있게 한 구조이다.The prior art is to dig into the ground and drive a concrete pile, install an H beam die on the concrete pile, attach a female hinge at the edge of the H beam die, make an H beam die, and fix the drast wheel under the die to support the weight of the building, and then pipe the spring again. It is a structure in which the spring is slightly elastic by inserting it inside, fixing it at the bottom of the H-beam die, and fixing it to the die of the concrete pile.
그러나, 선행기술은 콘크리트 파일을 직접 지면에 박아넣어 고정하기 때문에 엄밀히 말하면 건축물과 지면과의 지진 진동이 확실하게 분리 절연되는 것을 기대하기 힘든 문제점이 있었던 것이다.However, in the prior art, since the concrete pile is directly inserted into the ground and fixed, it is difficult to expect the seismic vibration between the building and the ground to be reliably separated and insulated.
따라서, 비교적 간단한 구조로 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있도록 하는 장치의 개발이 절실한 것이다.Therefore, it is urgent to develop a device that can protect facilities and people in the building by insulating vibration applied to the building from the ground when an earthquake occurs with a relatively simple structure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있도록 하는 면진장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been invented to improve the above problems, and is to provide a seismic isolator that insulates vibration applied to a building from the ground when an earthquake occurs to protect facilities and people in the building.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건축물과 지면 사이에 배치되어 상기 지면으로부터 발생하는 지진 진동이 상기 건축물을 향하여 전달되는 것을 절연함과 동시에, 상기 지진 진동을 흡수 또는 분산하는 면진장치에 있어서, 구조적 강도를 유지하기 위하여 상기 건축물과 상기 지면 사이에 상하 방향으로 다단 적층되도록 이격하여 배치되는 복수의 철판과, 상기 복수의 철판들 각각의 가장자리를 감싸는 철망을 포함하는 제1 유닛; 상기 복수의 철판 사이에 배치되어 상기 지진 진동으로 인하여 상기 제1 유닛에 가해지는 전단 응력을 포함한 상하 방향 및 좌우 방향으로의 요동을 분산 또는 흡수시키는 복수의 베어링을 포함하는 제2 유닛; 및 상기 제1 유닛의 외측면을 감싸거나, 상기 건축물과 상기 지면 사이에 양단부가 연결됨으로써, 상기 지진 진동에 대하여 형상 변형을 허용하는 제3 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 면진장치를 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a seismic isolator that is disposed between a building and the ground to insulate the seismic vibration generated from the ground from being transmitted toward the building and at the same time absorb or disperse the seismic vibration. In order to maintain structural strength, a first unit including a plurality of iron plates spaced apart so as to be stacked in a vertical direction between the building and the ground in order to maintain structural strength, and a wire mesh surrounding an edge of each of the plurality of iron plates; A second unit disposed between the plurality of steel plates and including a plurality of bearings for distributing or absorbing vibrations in vertical and horizontal directions including shear stress applied to the first unit due to the seismic vibration; And a third unit that surrounds the outer surface of the first unit or connects both ends between the building and the ground, thereby allowing shape deformation against the seismic vibration. have.
여기서, 상기 제2 유닛은, 상기 복수의 베어링을 구성하는 것으로, 상기 복수의 철판들 사이에서 구름 접촉하도록, 상기 복수의 철판들 사이에 복수로 배치되는 금속재의 볼과, 복수의 상기 볼들이 상기 복수의 철판들 사이에 최초 배치된 위치를 유지하도록, 상기 볼들 각각의 직경과 대응하는 형상의 지지홀이 복수로 관통된 가이드 패널과, 상기 지지홀의 가장자리로부터 연장되어 절곡되고 상기 지지홀의 가장자리를 따라 방사상으로 배치됨으로써, 상기 볼들 각각이 상기 지지홀로부터 이탈되는 것을 규제하는 가이드 격편을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the second unit comprises the plurality of bearings, and includes a plurality of balls of metal disposed between the plurality of steel plates so as to make rolling contact between the plurality of steel plates, and the plurality of balls. A guide panel through which a plurality of support holes having a shape corresponding to the diameter of each of the balls are penetrated to maintain a position initially disposed between the plurality of steel plates, and extending from the edge of the support hole and bent along the edge of the support hole By being arranged radially, it characterized in that it further comprises a guide partition for restricting the separation of each of the balls from the support hole.
이때, 상기 가이드 격편은, 상기 지지홀의 가장자리를 따라 상기 지지홀의 중심부를 향하여 방사상으로 배치되게 연장 형성된 제1 폭의 연장편과, 상기 연장편의 단부로부터 연장 형성되며 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지는 접촉편을 포함하며, 상기 연장편이 상기 지지홀의 가장자리에 대하여 절곡됨으로써, 상기 연장편과 상기 접촉편에 의하여 상기 가이드 격편이 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the guide partition is formed to extend radially toward the center of the support hole along the edge of the support hole, and a second width extending from the end of the extension piece and being larger than the first width. It includes a contact piece having a, characterized in that the extension piece is bent with respect to the edge of the support hole, the guide partition is formed by the extension piece and the contact piece.
또한, 상기 제3 유닛은, 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 상기 제1 유닛의 외측면을 형성하는 상기 철망 전체를 감싸도록 배치되어 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 면 지지부와, 상기 건축물의 저면에 고정되는 상단부와, 상기 지면에 고정되는 하단부를 가지며 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 선 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the third unit is disposed so as to surround the entire wire mesh forming the outer surface of the first unit in the shape of a cylinder or a square column to allow shape deformation and elastic deformation, and fixed to the bottom surface of the building. It characterized in that it comprises an upper end portion and a lower end fixed to the ground and a line support portion allowing shape deformation and elastic deformation.
아울러, 상기 선 지지부는, 고정된 상기 상단부와 상기 하단부 사이를 연결하며 신축 가능하게 장착되는 스프링을 포함하며, 상기 스프링은 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 상기 철망의 외측면 각각에 대하여 이격하여 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the line support part includes a spring connected between the fixed upper end and the lower end and is elastically mounted, and the spring is disposed to be spaced apart from each of the outer surfaces of the wire mesh having a cylindrical or square column shape. It is characterized.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above configuration, the following effects can be achieved.
우선, 본 발명은 건축물과 지면 사이에 배치되어 지면으로부터 발생하는 지진 진동이 건축물을 향하여 전달되는 것을 절연함과 동시에, 지진 진동을 흡수 또는 분산하는 면진장치에 있어서, 구조적 강도를 유지하기 위하여 건축물과 지면 사이에 상하 방향으로 다단 적층되도록 이격하여 배치되는 복수의 철판과, 복수의 철판들 각각의 가장자리를 감싸는 철망을 포함하는 제1 유닛; 복수의 철판 사이에 배치되어 지진 진동으로 인하여 제1 유닛에 가해지는 전단 응력을 포함한 상하 방향 및 좌우 방향으로의 요동을 분산 또는 흡수시키는 복수의 베어링을 포함하는 제2 유닛; 및 제1 유닛의 외측면을 감싸거나, 건축물과 지면 사이에 양단부가 연결됨으로써, 지진 진동에 대하여 형상 변형을 허용하는 제3 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하여, 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 시설물의 낙하로 인한 인명손실을 방지하므로 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있게 될 것이다.First of all, the present invention is a seismic isolator that is disposed between a building and the ground to insulate the seismic vibration generated from the ground from being transmitted to the building, and at the same time, absorbs or disperses the earthquake vibration. A first unit including a plurality of iron plates spaced apart from each other so as to be stacked in a vertical direction between the ground and a wire mesh surrounding the edges of each of the plurality of iron plates; A second unit including a plurality of bearings disposed between the plurality of steel plates and dispersing or absorbing vibrations in the vertical direction and the left and right directions including shear stress applied to the first unit due to earthquake vibration; And a third unit that surrounds the outer surface of the first unit or connects both ends between the building and the ground, thereby allowing shape deformation against earthquake vibration. By insulating the system to prevent loss of life due to the fall of the facility, it will be possible to protect the facilities and people in the building.
특히, 본 발명은 상하좌우 진동 및 전단응력에 대하여도 진동 절연성 및 내구성을 유지할 수 있으므로, 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있게 되는 것이다.In particular, since the present invention can maintain vibration insulation and durability against vertical and horizontal vibration and shear stress, it is possible to protect facilities and people in a building.
그리고, 본 발명에 따른 제2 유닛은, 복수의 베어링을 구성하는 것으로, 복수의 철판들 사이에서 구름 접촉하도록, 복수의 철판들 사이에 복수로 배치되는 금속재의 볼과, 복수의 볼들이 복수의 철판들 사이에 최초 배치된 위치를 유지하도록, 볼들 각각의 직경과 대응하는 형상의 지지홀이 복수로 관통된 가이드 패널과, 지지홀의 가장자리로부터 연장되어 절곡되고 지지홀의 가장자리를 따라 방사상으로 배치됨으로써, 볼들 각각이 지지홀로부터 이탈되는 것을 규제하는 가이드 격편을 더 구비함으로써, 최초 설치된 위치를 그대로 유지하면서 진동 발생시 구름 접촉에 의한 전단응력을 상쇄시켜주는 효과를 도모할 수 있게 된다.In addition, the second unit according to the present invention constitutes a plurality of bearings, and includes a plurality of balls of metal disposed between the plurality of steel plates so as to make rolling contact between the plurality of steel plates, and a plurality of the plurality of balls. In order to maintain the initially disposed position between the steel plates, a guide panel having a plurality of support holes having a shape corresponding to the diameter of each of the balls penetrated, and extending and bent from the edge of the support hole, and radially disposed along the edge of the support hole, By further providing a guide partition that regulates the separation of each of the balls from the support hole, it is possible to achieve an effect of offsetting shear stress caused by rolling contact when vibration occurs while maintaining the initially installed position as it is.
그리고, 본 발명에 따른 가이드 격편은, 지지홀의 가장자리를 따라 지지홀의 중심부를 향하여 방사상으로 배치되게 연장 형성된 제1 폭의 연장편과, 연장편의 단부로부터 연장 형성되며 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지는 접촉편을 포함하며, 연장편이 지지홀의 가장자리에 대하여 절곡됨으로써, 연장편과 접촉편에 의하여 가이드 격편이 형성되도록 함으로써, 비교적 간단한 구조로 간편하게 형성할 수 있으므로, 볼 각각이 최초 설치된 위치를 그대로 유지할 수 있게 도움을 줄 수도 있게 된다.In addition, the guide partition according to the present invention includes an extension piece having a first width extending radially toward the center of the support hole along the edge of the support hole, and a second width extending from the end portion of the extension piece and having a second width greater than the first width. The branch includes a contact piece, and the extension piece is bent with respect to the edge of the support hole, so that the guide partition is formed by the extension piece and the contact piece, so that it can be easily formed in a relatively simple structure, so that the position where each of the balls is initially installed is maintained. It will also be able to help you.
또한, 본 발명에 따른 제3 유닛은, 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 제1 유닛의 외측면을 형성하는 철망 전체를 감싸도록 배치되어 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 면 지지부와, 건축물의 저면에 고정되는 상단부와, 지면에 고정되는 하단부를 가지며 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 선 지지부를 포함함으로써, 선 방향 및 면 방향에 걸친 이중의 면진 구조를 제공함으로써 진동 절연 효과를 더욱 증대시킬 수 있게 될 것이다.In addition, the third unit according to the present invention is disposed so as to surround the entire wire mesh forming the outer surface of the first unit in the shape of a cylinder or a square column to allow shape deformation and elastic deformation, and a surface support portion that is fixed to the bottom surface of the building. By including a line support that allows shape deformation and elastic deformation having an upper end portion that is fixed to the ground and a lower portion that is fixed to the ground, it will be possible to further increase the vibration insulation effect by providing a dual seismic isolation structure over the line direction and the surface direction. .
아울러, 본 발명에 따른 선 지지부는, 고정된 상단부와 하단부 사이를 연결하며 신축 가능하게 장착되는 스프링을 포함하며, 스프링은 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 철망의 외측면 각각에 대하여 이격하여 배치하며, 스프링은 사각 기둥 형상인 철망의 외측면 각각에 대하여 이격하여 배치되도록 함으로써, 비교적 간단한 구조로 효과적인 면진 구조를 확보할 수 있으므로, 신뢰도 높은 제품의 제공 또한 가능하게 될 것이다.In addition, the line support according to the present invention includes a spring that connects between the fixed upper and lower ends and is elastically mounted, and the springs are arranged to be spaced apart from each of the outer surfaces of the wire mesh having a cylindrical or square column shape, and the spring By disposing them apart from each of the outer surfaces of the wire mesh in the shape of a square column, an effective seismic isolation structure can be secured with a relatively simple structure, so it will be possible to provide a product with high reliability.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치가 건축물과 지면 사이에 설치된 구조를 나타낸 사시 개념도
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 나타낸 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치의 전체적인 구조를 도시한 측단면 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치의 주요부인 제2 유닛 중 볼과 가이드 패널과의 결합 구조를 도시한 부분 사시 개념도
도 4는 도 2의 IV 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치의 주요부인 제3 유닛중 선 지지부의 배치 구조를 도시한 평면 개념도1 is a perspective conceptual diagram showing a structure in which a seismic isolating device according to an embodiment of the present invention is installed between a building and the ground
FIG. 2 is a side cross-sectional conceptual view showing the overall structure of a seismic isolator according to an embodiment of the present invention, as shown along line II-II of FIG. 1
FIG. 3 is a partial perspective conceptual diagram showing a coupling structure between a ball and a guide panel among a second unit, which is a main part of a seismic isolating device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement structure of a line support part among a third unit, which is a main part of the seismic isolator according to an embodiment of the present invention, as viewed from the point IV of FIG. 2
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the invention is only defined by the scope of the claims.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Accordingly, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring interpretation of the present invention.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, the same reference numerals refer to the same constituent elements, and terms used in the present specification (referred to) are for explaining embodiments and not limiting the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase, and the components and actions referred to as ``including (or including)'' do not exclude the presence or addition of one or more other components and actions. .
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless they are defined.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
참고로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치가 건축물과 지면 사이에 설치된 구조를 나타낸 사시 개념도이다.For reference, FIG. 1 is a perspective conceptual diagram showing a structure in which a seismic isolator according to an embodiment of the present invention is installed between a building and the ground.
그리고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 나타낸 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치의 전체적인 구조를 도시한 측단면 개념도이다.Further, FIG. 2 is a side cross-sectional conceptual view showing the overall structure of a seismic isolator according to an embodiment of the present invention, as shown along line II-II of FIG. 1.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치의 주요부인 제2 유닛(200) 중 볼(210)과 가이드 패널(220)과의 결합 구조를 도시한 부분 사시 개념도이다.In addition, FIG. 3 is a partial perspective conceptual diagram showing a coupling structure between the
아울러, 도 4는 도 2의 IV 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 면진장치의 주요부인 제3 유닛(300)중 선 지지부(320)의 배치 구조를 도시한 평면 개념도이다.In addition, FIG. 4 is a plan view showing the arrangement structure of the
본 발명은 도시된 바와 같이 제1 유닛(100)이 건축물(400)과 지면(500) 사이에 배치되고, 제2 유닛(200)은 제1 유닛(100)의 철판(110, 120)들 사이에 배치되며, 제3 유닛(300)은 제1 유닛(100)의 외측면과 건축물(400)과 지면(500) 사이에 형성됨으로써, 전체적으로 건축물(400)과 지면(500) 사이의 지진 진동을 절연하는 구조임을 파악할 수 있다.In the present invention, as shown, the
따라서, 본 발명에 따른 면진장치는 건축물(400)과 지면(500) 사이에 배치되어 지면(500)으로부터 발생하는 지진 진동이 건축물(400)을 향하여 전달되는 것을 절연함과 동시에, 지진 진동을 흡수 또는 분산하는 역할을 수행하게 되는 것이다.Therefore, the seismic isolator according to the present invention is disposed between the
우선, 제1 유닛(100)은 구조적 강도를 유지하기 위하여 건축물(400)과 지면(500) 사이에 상하 방향으로 다단 적층되도록 이격하여 배치되는 복수의 철판(110, 120)과, 복수의 철판(110, 120)들 각각의 가장자리를 감싸는 철망(130)을 포함하는 것이다.First, the
또한, 제2 유닛(200)은 복수의 철판(110, 120) 사이에 배치되어 지진 진동으로 인하여 제1 유닛(100)에 가해지는 전단 응력을 포함한 상하 방향 및 좌우 방향으로의 요동을 분산 또는 흡수시키는 복수의 베어링(210)을 포함하는 것이다.In addition, the
아울러, 제3 유닛(300)은 제1 유닛(100)의 외측면을 감싸거나, 건축물(400)과 지면(500) 사이에 양단부가 연결됨으로써, 지진 진동에 대하여 형상 변형을 허용하는 것이다.In addition, the
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It goes without saying that the present invention can be applied to the above-described embodiments, and can also be applied to the following various embodiments.
우선, 복수의 철판(110, 120)들은 그 두께별로 제1 철판(110)과 제2 철판(120)을 포함할 수 있다.First, the plurality of
제1 철판(110)은 건축물(400)의 바닥면이나 지면(500)에 각각 접촉 배치되어 제1 두께를 가지는 것이며, 제2 철판(120)은 상, 하부에 배치된 전술한 제1 철판(110) 사이에 복수로 이격하여 상하 다단으로 배치되며 제1 두께보다 작거나 같은 제2 두께를 가지는 것이다.The
제1 철판(110)의 제1 두께는 통상 산업 현장에서 16밀리미터 내외의 두께가 될 것이며, 이러한 제1 철판(110)은 구조적 강도를 유지하기 위한 역할을 수행하기 위하여 마련되는 것이다.The first thickness of the
이에 비하여 제2 철판(120)은 제1 철판(110)에 비하여 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 형상 변형 및 탄성 변형을 허용함으로써 지면(500)으로부터 건축물(400)에 가해지는 상하 방향의 진동을 흡수하는 판스프링의 역할 또한 수행하기 위하여 마련된 것이다.In contrast, the
참고로, 제1 철판(110)은 실제 건설현장에서 시공할 때 건축물(400)의 철근콘크리트와 접하게 될 때, 더욱 구체적으로는 용접 등의 방법으로 고정될 때 변형이 일어나지 않아야 하며, 수백 수천톤 이상의 건축물(400) 무게를 지탱할 수 있을 정도로 강한 재질과 두께를 가져야 하기 때문에 일정 정도의 강도와 두께를 지닌 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.For reference, when the
따라서, 제2 철판(120)은 이러한 제1 철판(110)의 상하 배치 구조와 건축물(400)의 크기와 부피를 감안하여 그 배치되는 개수나 두께또한 적절히 변형 설계될 수 있음은 물론이다.Therefore, it goes without saying that the number and thickness of the
이러한 제1 철판(110)은 특별히 도시하지 않았으나, 구조적 강도와 하중지지 및 분산 능력을 향상시킬 수 있도록, 상부측에서 바라보았을 때 격자 형상으로 배치되도록 하는 응용 및 변형 설계 또한 가능함은 물론이다.The
또한, 철망(130)은, 복수의 철판(110, 120)들 각각의 가장자리를 감싸도록 원기둥 또는 사각 기둥 형상으로 형성되게 제작할 수도 있을 것이다.In addition, the
철망(130)은 상하 좌우 방향의 진동을 표면에 걸쳐 형성된 메시 구조에 의하여 흡수 또는 분산시킴으로써, 복수의 제2 철판(120)들이 다단 적층된 구조를 2차적으로 잡아주면 유지하기 위한 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.The
무엇보다도, 철망(130)은 매우 강한 지진으로 인하여 면진장치가 허용 가능한 전단응력과 상하 좌우 방향의 지진 진동에 따른 비틀림 범위를 벗어날 경우에는, 면진장치가 파괴됨으로 인하여 건축물(400)이 쓰러지는 불상사가 일어날 우려가 있으나, 이러한 우려를 불식시키기 위하여 마련된 것이라 하겠다.First of all, when the
구체적으로는, 철망(130)은 허용 가능한 전단응력과 상하 좌우 방향의 지진 진동에 따른 비틀림 범위를 벗어나는 매우 규모가 큰 지진에는 스토퍼 역할을 하게 되는 것으로, 이러한 메시망 구조가 전단응력과 상하 좌우 방향의 지진 진동을 흡수 또는 분산시킴으로써 철망(130) 내부에 배치된 제2 철판(120)들 및 후술할 제2 유닛(200)들을 감싸안아 비틀림 범위를 벗어나지 않게 보호하는 역할을 수행하게 되는 것이다.Specifically, the
아울러, 본 발명에 따른 철판(110, 120)과 철망(130)이 도면상에서는 전체적으로 사각 기둥 형상으로 형성되게 도시(도 1 참조)되어 있지만, 반드시 이러한 구조에 국한되지 아니하며, 제작 및 설치 환경에 따라 제1 유닛(100)이 전체적으로 다각 기둥이나 원기둥 형상으로 형성되도록 하여 설치할 수도 있음은 물론이다.In addition, although the
한편, 제2 유닛(200)은, 볼(210)이 가이드 패널(220)의 지지홀(221)에 수용되고 가이드 격편(230)으로부터 이탈 방지되는 구조임을 파악할 수 있다.Meanwhile, the
우선, 금속재의 볼(210)은 복수의 베어링(210)을 구성하는 것으로, 복수의 철판(110)들 사이에서 구름 접촉하도록, 복수의 철판(110, 120)들 사이에 복수로 배치되는 구 형상으로 형성된 부재이다.First, the
또한, 가이드 패널(220)은 복수의 볼(210)들이 복수의 철판(110, 120)들 사이에 최초 배치된 위치를 유지하도록, 볼(210)들 각각의 직경과 대응하는 형상의 지지홀(221)이 복수로 관통된 평판 형상의 부재이다.In addition, the
아울러, 가이드 격편(230)은 지지홀(221)의 가장자리를 따라 연장되어 상측 또는 하측으로 절곡 형성됨으로써, 볼(210)들 각각이 지지홀(221)로부터 이탈되는 것을 규제하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.In addition, the
따라서, 가이드 패널(220)의 가장자리는 철망(130)의 내측면에 의하여 지지될 수 있다.Accordingly, the edge of the
한편, 전술한 가이드 격편(230)은, 도 3과 같이 지지홀(221)의 가장자리를 따라 지지홀(221)의 중심부를 향하여 방사상으로 배치되게 연장 형성된 제1 폭의 연장편(231)과, 연장편(231)의 단부로부터 연장 형성되며 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지는 접촉편(232)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있다.On the other hand, the above-described
따라서, 연장편(231)이 지지홀(221)의 가장자리에 대하여 도 3(b)와 같이 상, 하측으로 동시에 절곡되어지되, 한 쌍의 가이드 패널(220)을 상하로 맞대어 배치하고, 상부측의 가이드 패널(220)에 구비된 연장편(231)들은 상부측으로 절곡시킴과 동시에, 하부측의 가이드 패널(220)에 구비된 연장편(231)들은 하부측으로 절곡시킨다.Therefore, the
이렇게 함으로써, 연장편(231)과 접촉편(232)에 의하여 볼(210)의 외면을 상하 방향에서 동시에 지지하는(도 2의 우측 확대부 참조) 가이드 격편(230)이 형성되고, 볼(210)이 최초 배치된 자리를 그대로 유지할 수 있게 이탈 방지되는 구조를 제공할 수 있다.By doing so, a
한편, 제3 유닛(300)은, 원 기둥 또는 사각 기둥 형상인 제1 유닛(100)의 외측면을 형성하는 철망(130) 전체를 감싸도록 배치되어 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 면 지지부(310)와, 건축물(400)의 저면에 고정되는 상단부(321)와, 지면(500)에 고정되는 하단부(322)를 가지며 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 선 지지부(320)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
여기서, 면 지지부(310)는, 철망(130)의 외측면과 마주보는 내측면을 가지는 사각 평판 형상의 고무 패드(311)를 포함하며, 고무 패드(311)가 원 기둥 또는 사각 기둥 형상인 철망(130) 전체를 감싸면서 고무 패드(311)에 의한 사각 기둥 형상의 면진용 기둥이 형성될 수도 있을 것이다.Here, the
이러한 면진용 기둥은 전술한 철망(130)과 함께 내부의 철판(110, 120)과 볼(210) 등 진동 절연에 필요한 부품 일체를 최초 설치된 위치를 그대로 유지하면서도 지진 진동이 건축물(400)에 직접 전달되지 않도록 표면에서 흡수 또는 분산시키는 3중의 안전장치를 마련하기 위한 것이다.These seismic isolating pillars maintain all parts necessary for vibration insulation, such as
한편, 선 지지부(320)는, 고정된 상단부(321)와 하단부(322) 사이를 연결하며 신축 가능하게 장착되는 스프링(323)을 포함하며, 스프링(323)은 원 기둥 또는 사각 기둥 형상인 철망(130)의 외측면 각각에 대하여 이격하여 배치될 수 있다.On the other hand, the
이러한 스프링(323)은 도 2 및 도 4와 같이 지면(500)으로부터 건축물(400)을 향하여 전달될 우려가 있는 지진 진동에 따른 전단 응력과 상하 좌우 방향의 진동을 상쇄시킬 수 있도록, 건축물(400)의 저면 및 지면(500)에 대하여 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.These
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면진장치의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.Hereinafter, the operation and effect of the seismic isolator according to a preferred embodiment of the present invention will be described as follows.
우선, 본 발명은 건축물(400)과 지면(500) 사이에 배치되어 지면(500)으로부터 발생하는 지진 진동이 건축물(400)을 향하여 전달되는 것을 절연함과 동시에, 지진 진동을 흡수 또는 분산하는 면진장치에 있어서, 구조적 강도를 유지하기 위하여 건축물(400)과 지면(500) 사이에 상하 방향으로 다단 적층되도록 이격하여 배치되는 복수의 철판(110, 120)과, 복수의 철판(110, 120)들 각각의 가장자리를 감싸는 철망(130)을 포함하는 제1 유닛(100); 복수의 철판(110, 120) 사이에 배치되어 지진 진동으로 인하여 제1 유닛(100)에 가해지는 전단 응력을 포함한 상하 방향 및 좌우 방향으로의 요동을 분산 또는 흡수시키는 복수의 베어링(210)을 포함하는 제2 유닛(200); 및 제1 유닛(100)의 외측면을 감싸거나, 건축물(400)과 지면(500) 사이에 양단부가 연결됨으로써, 지진 진동에 대하여 형상 변형을 허용하는 제3 유닛(300)을 포함하는 것을 특징으로 하여, 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 시설물의 낙하로 인한 인명손실을 방지하므로 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있게 될 것이다.First of all, the present invention is disposed between the
특히, 본 발명은 상하좌우 진동 및 전단응력에 대하여도 진동 절연성 및 내구성을 유지할 수 있으므로, 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있게 되는 것이다.In particular, since the present invention can maintain vibration insulation and durability against vertical and horizontal vibration and shear stress, it is possible to protect facilities and people in a building.
그리고, 본 발명에 따른 제2 유닛(200)은, 복수의 베어링(210)을 구성하는 것으로, 복수의 철판(110, 120)들 사이에서 구름 접촉하도록, 복수의 철판(110, 120)들 사이에 복수로 배치되는 금속재의 볼(210)과, 복수의 볼(210)들이 복수의 철판(110, 120)들 사이에 최초 배치된 위치를 유지하도록, 볼(210)들 각각의 직경과 대응하는 형상의 지지홀(221)이 복수로 관통된 가이드 패널(220)과, 지지홀(221)의 가장자리를 따라 방사상으로 배치됨으로써, 볼(210)들 각각이 지지홀(221)로부터 이탈되는 것을 규제하는 가이드 격편(230)을 더 포함하며, 최초 설치된 위치를 그대로 유지하면서 진동 발생시 구름 접촉에 의한 전단응력을 상쇄시켜주는 효과를 도모할 수 있게 된다.In addition, the
그리고, 본 발명에 따른 가이드 격편(230)은, 지지홀(221)의 가장자리를 따라 지지홀(221)의 중심부를 향하여 방사상으로 배치되게 연장 형성된 제1 폭의 연장편(231)과, 연장편(231)의 단부로부터 연장 형성되며 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지는 접촉편(232)을 포함하며, 연장편(231)이 지지홀(221)의 가장자리에 대하여 절곡됨으로써, 연장편(231)과 접촉편(232)에 의하여 가이드 격편(230)이 형성되도록 함으로써, 비교적 간단한 구조로 간편하게 형성할 수 있으므로, 볼 각각이 최초 설치된 위치를 그대로 유지할 수 있게 도움을 줄 수도 있게 된다.In addition, the
또한, 본 발명에 따른 제3 유닛(300)은, 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 제1 유닛(100)의 외측면을 형성하는 철망(130) 전체를 감싸도록 배치되어 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 면 지지부(310)와, 건축물(400)의 저면에 고정되는 상단부(321)와, 지면(500)에 고정되는 하단부(322)를 가지며 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 선 지지부(320)를 포함함으로써, 선 방향 및 면 방향에 걸친 이중의 면진 구조를 제공함으로써 진동 절연 효과를 더욱 증대시킬 수 있게 될 것이다.In addition, the
아울러, 본 발명에 따른 선 지지부(320)는, 고정된 상단부(321)와 하단부(322) 사이를 연결하며 신축 가능하게 장착되는 스프링(323)을 포함하며, 스프링(323)은 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 철망(130)의 외측면 각각에 대하여 이격하여 배치되도록 함으로써, 비교적 간단한 구조로 효과적인 면진 구조를 확보할 수 있으므로, 신뢰도 높은 제품의 제공 또한 가능하게 될 것이다.In addition, the
이상과 같이 본 발명은 지진 발생시 지면으로부터 건축물에 가해지는 진동을 절연시켜 건물내의 시설물과 인명을 보호할 수 있도록 하는 면진장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the present invention has as a basic technical idea to provide a seismic isolator that insulates the vibration applied to the building from the ground when an earthquake occurs to protect facilities and people in the building.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는, 특별히 도시하지 않았으나 제1 두께를 가진 제1 철판(110)의 상면 및 하면에 돌출 및 함몰된 다양한 구조를 형성하고 볼트 및 너트등 탈착 가능한 체결구들에 의하여 제3 유닛(300)의 스프링(323)을 교체할 수 있도록 함은 물론, 철망(130)과 고무 패드(311) 및 제1 철판(110) 사이의 제2 철판(120)들과 제2 유닛(200)들까지 분리 교체할 수 있도록 함으로써, 파손과 마모 훼손 및 고장 등으로 인하여 면진장치를 교체할 필요가 있을 때 용이하게 분리 교체할 수 있도록 하는 구조를 확보하는 등 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.And, for those of ordinary skill in the art within the scope of the basic technical idea of the present invention, although not shown in particular, various structures protruding and depressed on the upper and lower surfaces of the
100...제1 유닛
110...제1 철판
120...제2 철판
121...패널 고정홈
130...철망
200...제2 유닛
210...베어링, 볼
220...가이드 패널
221...지지홀
230...가이드 격편
231...연장편
232...접촉편
300...제3 유닛
310...면 지지부
311...고무 패드
320...선 지지부
321...상단부
322...하단부
323...스프링
400...건축물
500...지면100...first unit
110...first iron plate
120...second iron plate
121...panel fixing groove
130...wire mesh
200...second unit
210... bearings, balls
220...guide panel
221... support hole
230...Guide division
231...extension
232...contact
300...3rd unit
310... face support
311...Rubber pad
320...line support
321... top
322... bottom
323...spring
400...architecture
500...ground
Claims (5)
구조적 강도를 유지하기 위하여 상기 건축물과 상기 지면 사이에 상하 방향으로 다단 적층되도록 이격하여 배치되는 복수의 철판과, 상기 복수의 철판들 각각의 가장자리를 감싸는 철망을 포함하는 제1 유닛;
상기 복수의 철판 사이에 배치되어 상기 지진 진동으로 인하여 상기 제1 유닛에 가해지는 전단 응력을 포함한 상하 방향 및 좌우 방향으로의 요동을 분산 또는 흡수시키는 복수의 베어링을 포함하는 제2 유닛; 및
상기 제1 유닛의 외측면을 감싸거나, 상기 건축물과 상기 지면 사이에 양단부가 연결됨으로써, 상기 지진 진동에 대하여 형상 변형을 허용하는 제3 유닛을 포함하고,
상기 제2 유닛은,
상기 복수의 베어링을 구성하는 것으로, 상기 복수의 철판들 사이에서 구름 접촉하도록, 상기 복수의 철판들 사이에 복수로 배치되는 금속재의 볼과,
복수의 상기 볼들이 상기 복수의 철판들 사이에 최초 배치된 위치를 유지하도록, 상기 볼들 각각의 직경과 대응하는 형상의 지지홀이 복수로 관통된 가이드 패널과,
상기 지지홀의 가장자리로부터 연장되어 절곡되고 상기 지지홀의 가장자리를 따라 방사상으로 배치됨으로써, 상기 볼들 각각이 상기 지지홀로부터 이탈되는 것을 규제하는 가이드 격편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면진장치.
In the seismic isolator that is disposed between the building and the ground to insulate the seismic vibration generated from the ground from being transmitted toward the building and at the same time absorb or disperse the seismic vibration,
A first unit including a plurality of steel plates spaced apart from each other so as to be stacked in a vertical direction between the building and the ground in order to maintain structural strength, and a wire mesh surrounding the edges of each of the plurality of steel plates;
A second unit disposed between the plurality of steel plates and including a plurality of bearings for distributing or absorbing vibrations in vertical and horizontal directions including shear stress applied to the first unit due to the seismic vibration; And
Comprising a third unit that surrounds the outer surface of the first unit or is connected at both ends between the building and the ground, thereby allowing shape deformation against the earthquake vibration,
The second unit,
The plurality of bearings are formed, wherein a plurality of balls of metal are disposed between the plurality of steel plates so as to make rolling contact between the plurality of steel plates,
A guide panel through which a plurality of support holes having a shape corresponding to a diameter of each of the balls are penetrated so as to maintain a position in which the plurality of balls are initially disposed between the plurality of iron plates,
The seismic isolator further comprises a guide partition that extends from an edge of the support hole and is bent and radially disposed along the edge of the support hole, thereby restricting separation of each of the balls from the support hole.
상기 가이드 격편은,
상기 지지홀의 가장자리를 따라 상기 지지홀의 중심부를 향하여 방사상으로 배치되게 연장 형성된 제1 폭의 연장편과,
상기 연장편의 단부로부터 연장 형성되며 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지는 접촉편을 포함하며,
상기 연장편이 상기 지지홀의 가장자리에 대하여 절곡됨으로써, 상기 연장편과 상기 접촉편에 의하여 상기 가이드 격편이 형성되는 것을 특징으로 하는 면진장치.
The method according to claim 1,
The guide shrapnel,
An extension piece of a first width formed to extend radially along the edge of the support hole toward the center of the support hole,
And a contact piece extending from an end portion of the extension piece and having a second width greater than the first width,
When the extension piece is bent with respect to the edge of the support hole, the guide partition is formed by the extension piece and the contact piece.
구조적 강도를 유지하기 위하여 상기 건축물과 상기 지면 사이에 상하 방향으로 다단 적층되도록 이격하여 배치되는 복수의 철판과, 상기 복수의 철판들 각각의 가장자리를 감싸는 철망을 포함하는 제1 유닛;
상기 복수의 철판 사이에 배치되어 상기 지진 진동으로 인하여 상기 제1 유닛에 가해지는 전단 응력을 포함한 상하 방향 및 좌우 방향으로의 요동을 분산 또는 흡수시키는 복수의 베어링을 포함하는 제2 유닛; 및
상기 제1 유닛의 외측면을 감싸거나, 상기 건축물과 상기 지면 사이에 양단부가 연결됨으로써, 상기 지진 진동에 대하여 형상 변형을 허용하는 제3 유닛을 포함하고,
상기 제3 유닛은,
원기둥 또는 사각 기둥 형상인 상기 제1 유닛의 외측면을 형성하는 상기 철망 전체를 감싸도록 배치되어 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 면 지지부와,
상기 건축물의 저면에 고정되는 상단부와, 상기 지면에 고정되는 하단부를 가지며 형상 변형 및 탄성 변형을 허용하는 선 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면진장치.
In the seismic isolator that is disposed between the building and the ground to insulate the seismic vibration generated from the ground from being transmitted toward the building and at the same time absorb or disperse the seismic vibration,
A first unit including a plurality of steel plates spaced apart from each other so as to be stacked in a vertical direction between the building and the ground in order to maintain structural strength, and a wire mesh surrounding the edges of each of the plurality of steel plates;
A second unit disposed between the plurality of steel plates and including a plurality of bearings for distributing or absorbing fluctuations in vertical and horizontal directions including shear stress applied to the first unit due to the seismic vibration; And
Comprising a third unit that surrounds the outer surface of the first unit or is connected at both ends between the building and the ground, thereby allowing shape deformation against the earthquake vibration,
The third unit,
A surface support portion disposed to surround the entire wire mesh forming an outer surface of the first unit in the shape of a cylinder or a square column to allow shape deformation and elastic deformation,
A seismic isolator comprising: an upper end fixed to a bottom of the building, a lower end fixed to the ground, and a line support allowing shape deformation and elastic deformation.
상기 선 지지부는,
고정된 상기 상단부와 상기 하단부 사이를 연결하며 신축 가능하게 장착되는 스프링을 포함하며,
상기 스프링은 원기둥 또는 사각 기둥 형상인 상기 철망의 외측면 각각에 대하여 이격하여 배치되는 것을 특징으로 하는 면진장치.The method of claim 4,
The line support,
It includes a spring connected between the fixed upper portion and the lower portion, and elastically mounted,
The spring is a seismic isolator, characterized in that the spaced apart from each of the outer surface of the wire mesh having a cylindrical or square column shape.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |