KR102254521B1 - 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 건축물 벽체에 설치되는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템에 있어서, 건축물의 외측 벽면 및 모서리에 설치 고정되는 복수 개의 블록형 구조물; 상기 블록형 구조물에 연결되는 복수 개의 와이어; 서로 다른 블록형 구조물 사이에 연결되는 와이어의 장력을 조절하도록 상기 와이어의 중단에 설치되는 조절부; 상기 와이어의 일단에 설치되어, 상기 와이어의 장력을 측정하여 장력 신호를 출력하는 장력센서; 상기 블록형 구조물에 배치되어 상기 블록형 구조물의 물리적 변형을 감지하여 변형 신호를 출력하는 와이어센서; 및 상기 장력센서 및 와이어센서와 전기적으로 연결되고, 출력된 장력 신호와 변형 신호를 기반으로 상기 블록형 구조물과 상기 와이어의 위험도를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템{SYSTEM FOR WIRE SEISMIC REINFORCEMENT INCLUDING BLOCK TYPE STRUCTURE}

본 발명은 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템에 관한 것이다.

2016년 발생한 경주 지진에서 저층 구조 및 필로티 구조를 포함하는 건축물의 피해가 심각하게 발생하였다. 경주 지진의 지진파는 주로 저층 건축물에 큰 피해를 주는 고주파 성질을 포함하는 것으로 알려져 있는데, 한국의 경우 이러한 고주파를 발생시키는 지진이 자주 일어나는 편으로 저층 건축물의 피해가 큰 것으로 연구되었다.

더하여, 한국의 건축물 대부분이 1층 또는 2층의 저층 건축물이며, 2017년 이전 건축물은 대부분 내진 구조가 적용되지 않은 것으로 조사되어, 지진에 대한 대책이 거의 이루어지지 않은 상황이다.

이러한, 저층 구조 및 필로티 구조를 포함하는 건축물의 내진 보강을 위하여, 기존 건출물에 점탄성감쇠기, 점성유체감쇠기, 항복형 감쇠기 및 능동형 감쇠기를 포함하는 제진장치를 설치하는 것이 효과적인 것으로 알려져 있으나, 상기한 제진장치를 설치하는데 있어서 건축물의 내진 성능을 측정하고, 측정된 성능에 맞는 제진장치를 설치하는데 상당한 비용이 소용되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 실린더 구조의 제진장치를 사용하지 않고 건축물에 설치 가능하면서, 건축물에 전달되는 지진파 충격을 효과적으로 흡수 및 완화할 수 있는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 건축물 벽체에 설치되는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템에 있어서, 건축물의 외측 벽면 및 모서리에 설치 고정되는 복수 개의 블록형 구조물; 상기 블록형 구조물에 연결되는 복수 개의 와이어; 서로 다른 블록형 구조물 사이에 연결되는 와이어의 장력을 조절하도록 상기 와이어의 중단에 설치되는 조절부; 상기 와이어의 일단에 설치되어, 상기 와이어의 장력을 측정하여 장력 신호를 출력하는 장력센서; 상기 블록형 구조물에 배치되어 상기 블록형 구조물의 물리적 변형을 감지하여 변형 신호를 출력하는 와이어센서; 및 상기 장력센서 및 와이어센서와 전기적으로 연결되고, 출력된 장력 신호와 변형 신호를 기반으로 상기 블록형 구조물과 상기 와이어의 위험도를 판단하는 제어부를 포함한다.

또한, 블록형 구조물은, 건축물 벽체에 설치되는 위치에 따라 코너용 블록형 구조물, 연장용 블록형 구조물, 지면용 블록형 구조물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구조물일 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 장력센서로부터 출력된 장력 신호를 이용하여 상기 와이어의 장력값을 생성하고, 생성된 장력값을 기 설정된 임계장력값과 비교하여 위험도를 판단한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 와이어센서로부터 출력된 변형 신호를 이용하여 상기 블록형 구조물의 물리적 변형값을 계측하고, 계측된 물리적 변형값을 모니터링할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 계측된 물리적 변형값이 기 설정된 임계변형값 이상이 되면, 경고 신호를 출력한다.

또한, 본 발명의 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 상기 제어부에서 판단한 위험도 정보를 수신하여 외부로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 상기 제어부의 경고 신호에 따라 외부에 경고 음성을 제공하는 경고출력부를 더 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 실린더 구조의 제진장치를 사용하지 않고 건축물에 설치 가능하면서, 건축물에 전달되는 지진파 충격을 효과적으로 흡수 및 완화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템을 간략하게 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템의 블록형 구조물의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템의 블록도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며,

하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템을 간략하게 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템의 블록형 구조물의 다양한 형태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템의 블록도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 건축물 벽체(10)에 설치되는 것으로, 복수 개의 블록형 구조물(100), 복수 개의 와이어(200), 조절부(300), 장력센서(400), 와이어센서(500) 및 제어부(600)로 구성될 수 있으며, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

복수 개의 블록형 구조물(100)은 건축물의 외측 벽면 및 모서리에 설치 고정된다.

또한, 상기 블록형 구조물(100)은 건축물 벽체(10)에 설치되는 위치에 따라 코너용 블록형 구조물, 연장용 블록형 구조물, 지면용 블록형 구조물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구조물일 수 있다.

구체적으로, 도 2a는 건축물 벽체(10)의 꼭지점에 부착되는 코너용 블록형 구조물을 나타내며, 도 2b 및 도 2c는 서로 다른 코너용 블록형 구조물 사이에 부착되는 연장용 블록형 구조물을 나타내며, 도 2d는 건축물 벽체(10)의 하부와 지면을 연결하도록 부착되는 지면용 블록형 구조물을 나타낸다.

또한, 상기 블록형 구조물(100)은 건축물 벽체(10)에 앙카볼트를 이용하여 고정 결합될 수 있으며, 와이어(200)를 체결할 수 있도록 복수 개의 고리부가 형성될 수 있다.

더하여, 상기 블록형 구조물(100)은 건축물의 상태에 따라 하중 집중의 영향을 고려하여 그 크기를 적절하게 변화시킬 수 있다.

복수 개의 와이어(200)는 상기 블록형 구조물(100)에 연결되고, 건축물 벽체(10)의 외측 벽면 및 모서리에 위치한 블록형 구조물(100)에 연결되면서 건축물을 보강하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 상기 와이어(200)는 기본적으로 금속 재질의 선으로 여러 가닥의 금속 선을 꼬아서 하나의 와이어로 만들어 사용하거나, 한 가닥의 금속 선을 사용할 수 있으나, 필요에 따라 고강도의 고무 재질의 선을 이용할 수 있다.

조절부(300)는 서로 다른 블록형 구조물(100) 사이에 연결되는 와이어(200)의 장력을 조절하도록 상기 와이어(200)의 중단에 설치된다.

더하여, 상기 조절부(300)는 상기 와이어(200)의 양단을 서로 이어서 건축물을 보강하는데, 길이가 가변하는 작용을 통해 상기 와이어(200)의 장력을 조절 가능할 수 있다.

장력센서(400)는 상기 와이어(200)의 일단에 설치되어, 상기 와이어(200)의 장력을 측정하여 장력 신호를 출력한다.

와이어센서(500)는 상기 블록형 구조물(100)에 배치되어 상기 블록형 구조물(100)의 물리적 변형을 감지하여 변형 신호를 출력할 수 있다.

또한, 와이어센서(500)는 상기 블록형 구조물(100)의 변형이 가장 쉽게 발생될 수 있는 부분인 앙카볼트에 연결되는 것이 바람직하며, 상기 블록형 구조물(100)의 변형을 민감하게 감지할 수 있게 된다.

더하여, 와이어센서(500)는 상기 블록형 구조물(100)의 형상에 따라 외측 일면에 연장되어 배치되는 것이 바람직하며, 별도의 고정수단(미도시)에 의해 상기 블록형 구조물(100)에 고정될 수도 있다.

제어부(600)는 상기 장력센서(400) 및 와이어센서(500)와 전기적으로 연결되고, 출력된 장력 신호와 변형 신호를 기반으로 상기 블록형 구조물(100)과 상기 와이어(200)의 위험도를 판단한다.

또한, 제어부(600)는 와이어센서(500)에서 감지되는 상기 블록형 구조물(100)의 물리적 변형을 시간에 따라 계측하되, 구체적으로, 상기 와이어센서(500)로부터 출력된 변형 신호를 이용하여 상기 블록형 구조물(100)의 물리적 변형값을 계측하고, 계측된 물리적 변형값을 모니터링한다.

이후, 제어부(600)는 계측된 물리적 변형값이 기 설정된 임계변형값 이상이 되면, 경고 신호를 출력할 수 있다.

더하여, 제어부(600)는 상기 장력센서(400)로부터 출력되는 장력 신호를 실시간 또는 일정 시간 간격으로 수신하여 와이어(200)의 위험도를 판단한다.

구체적으로, 제어부(600)는 상기 장력센서(400)로부터 출력된 장력 신호를 이용하여 상기 와이어(200)의 장력값을 생성하고, 생성된 장력값을 기 설정된 임계장력값과 비교하여 위험도를 판단한다. 와이어(200)는 빙설, 바람, 우박 등과 같은 자연재해로 인하여 손상될 뿐만 아니라, 피로응력에 의한 파괴로 장력의 이완, 파손 및 절단되는 사고가 발생될 수 있으므로, 제어부(600)는 와이어(200)로 가해지는 장력을 기 설정된 임계장력값과 비교하여 그 위험도를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템은 상기 제어부(600)에서 판단한 위험도 정보를 수신하여 외부로 전송하는 통신부(700)와 상기 제어부(600)의 경고 신호에 따라 외부에 경고 음성을 제공하는 경고출력부(900)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신부(700)는 상기 제어부(600)에서 판단한 위험도 정보와 와이어(200)의 장력값을 일정 주기에 따라 외부의 관리서버(800)로 전송한다.

또한, 상기 통신부(700)는 상기 제어부(600)에서 출력된 경고 신호를 수신하면, 상기 경고출력부(900)로 전송할 수 있다.

상기 관리서버(800)는 제어부(600)로부터 상기 통신부(700)를 통해 누적되는 물리적 변형값이 설정된 값 이상이 되는 부분에 대한 정보를 수신할 수 있다.

이에 따라, 상기 관리서버(800)는 제어부(600)로부터 와이어(200)와 관련된 장력값, 위험도 정보 및 블록형 구조물(100)과 관련된 물리적 변형값을 수치화하여 디스플레이할 수 있으며, 관리자 단말기(미도시)로 전송할 수 있다.

이로써, 상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록형 구조물을포함하는 와이어 내진 보강시스템은 실린더 구조의 제진장치를 사용하지 않고 건축물에 설치 가능하면서, 건축물에 전달되는 지진파 충격을 효과적으로 흡수 및 완화할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

100: 블록형 구조물
200: 와이어
300: 조절부
400: 장력센서
500: 와이어센서
600: 제어부
700: 통신부
800: 관리 서버
900: 경고출력부

Claims (7)

1. 건축물 벽체에 설치되는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템에 있어서,
   건축물의 외측 벽면 및 모서리에 설치 고정되는 복수 개의 블록형 구조물;
   상기 블록형 구조물에 연결되는 복수 개의 와이어;
   서로 다른 블록형 구조물 사이에 연결되는 와이어의 장력을 조절하도록 상기 와이어의 중단에 설치되는 조절부;
   상기 와이어의 일단에 설치되어, 상기 와이어의 장력을 측정하여 장력 신호를 출력하는 장력센서;
   상기 블록형 구조물에 배치되어 상기 블록형 구조물의 물리적 변형을 감지하여 변형 신호를 출력하는 와이어센서; 및
   상기 장력센서 및 와이어센서와 전기적으로 연결되고, 출력된 장력 신호와 변형 신호를 기반으로 상기 블록형 구조물과 상기 와이어의 위험도를 판단하는 제어부를 포함하되,
   상기 블록형 구조물은 건축물 벽체에 설치되는 위치에 따라 코너용 블록형 구조물, 연장용 블록형 구조물, 지면용 블록형 구조물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구조물인 블록형 구조물을 포함하고,
   상기 제어부는 상기 장력센서로부터 출력된 장력 신호를 이용하여 상기 와이어의 장력값을 생성하고, 생성된 장력값을 기 설정된 임계장력값과 비교하여 위험도를 판단하고,
   상기 제어부는 상기 와이어센서로부터 출력된 변형 신호를 이용하여 상기 블록형 구조물의 물리적 변형값을 계측하고 계측된 물리적 변형값을 모니터링하되, 계측된 물리적 변형값이 기 설정된 임계변형값 이상이 되면, 경고 신호를 출력하는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부에서 판단한 위험도 정보를 수신하여 외부로 전송하는 통신부를 더 포함하는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부의 경고 신호에 따라 외부에 경고 음성을 제공하는 경고출력부를 더 포함하는 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템.
   

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