KR102386263B1 - Seismic isolation structure using rope foundation - Google Patents
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Abstract
본 발명의 로프 기초를 이용한 면진 구조는 그라운드로부터 대상물을 분리하는 동시에 지지하기 위한 것으로서, 상기 면진 구조는 그라운드 상에 위치하며 상부가 개방된 수용 공간과 수용 공간의 입구 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지부를 제공하는 베이스, 대상물을 지지하는 지지대와 지지대로부터 하부로 돌출되어 수용 공간 내에 위치하는 기둥을 포함하는 서포트, 및 로프 지지부와 기둥의 하부를 연결하여 서포트가 베이스에 대해 이격되도록 지지하는 로프들을 포함할 수 있다.The seismic isolating structure using the rope foundation of the present invention is to separate and support the object from the ground at the same time. A base for providing a support, a support for supporting an object, and a support including a column protruding downward from the support and positioned in the receiving space, and ropes supporting the support so that the support is spaced apart from the base by connecting the rope support and the lower part of the column may include
Description
본 발명은 지반, 지면, 바닥으로부터의 지진, 충격 등으로부터 대상물을 보호할 수 있는 면진 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a seismic isolating structure capable of protecting an object from earthquakes, impacts, and the like from the ground, the ground, and the floor.
최근 지진이 자주 발생하고 있으며 그 피해가 증가됨에 따라 건축물에 있어서 내진 또는 면진에 대한 필요성이 증가되고 있다. In recent years, earthquakes occur frequently, and as the damage increases, the need for earthquake resistance or seismic isolation in buildings is increasing.
일반적으로 '면진 장치'는 지진 등의 충격이 지면으로부터 건축물로 전달되는 것을 차단하거나 감소시키는 구조로서, 한 마디로 지진을 면하는 지진회피 또는 지반 격리 구조라고 할 수 있다. 건축물은 지반 위에 구축되기 때문에 지반을 통해 전파되는 지진을 완전하게 차단할 수는 없지만, 면진 구조에 의해 지진의 충격을 어느 정도 완화할 수 있다.In general, a 'seismic isolator' is a structure that blocks or reduces the transmission of shocks such as earthquakes from the ground to a building. Since a building is built on the ground, it cannot completely block the earthquake propagating through the ground, but the earthquake shock can be mitigated to some extent by the seismic isolation structure.
종래에는 적층 고무장치나 팬들럼 등 면진 장치들이 있으나, 이들 대부분은 건축물에 대한 내진이나 면진 성능이 일정 수준에 머물러 있으며, 아직까지 그 면진 효과를 높이는데 더 효과적이면서 경제적인 면진 구조가 제시되지 못하고 있다. 일 예로, 적층 고무장치나 팬들럼 등 면진 장치들은 건물의 하중이 커질 경우 그 하중을 감당할 수 있는 양만큼 많은 개수를 설치해야 하는데 그 설치비용이 큰 부담으로 작용할 수 있다.Conventionally, there are seismic isolators such as laminated rubber devices and pen rums, but most of them have a certain level of seismic resistance or isolation performance for buildings, and a more effective and economical seismic isolating structure has not yet been proposed to enhance the seismic isolation effect. . For example, when the load of a building is large, the number of seismic isolators such as laminated rubber devices or pendulums should be installed as many as the amount that can handle the load, and the installation cost may act as a heavy burden.
한국등록특허 제10-0850434호의 '면진장치'는, 지진의 충격에 대한 완충 및 복원성능 갖게 하기 위하여 롤러와 다량의 스프링을 사용하고 있으며, 한국등록특허 제10-1710612호의 '자동복원형 지반격리 면진장치'는 복원을 위해 형상기억 강봉을 사용하고 있다.The 'Seismic Isolator' of Korean Patent Registration No. 10-0850434 uses rollers and a large amount of springs to provide buffering and restoration performance against the shock of an earthquake, and the 'Seismic Restoration Type Ground Isolation Device' of Korean Patent Registration No. 10-1710612 The 'seismic isolator' uses shape-memory steel rods for restoration.
가령 초고층 초대형 구조물을 건설하는데, 그 건물의 큰 하중과 내구성을 지진으로부터 수백 년간 보장해야 할 경우, 기존의 면진 공법으로는 한계가 있다.For example, when constructing a super-high-rise, super-large structure, and guaranteeing the high load and durability of the building from earthquakes for hundreds of years, the existing seismic isolation method has limitations.
본 발명은 지진의 충격에 대한 완충 및 복원성능, 내구성, 경제성 등을 향상시킨 면진 구조를 제공한다.The present invention provides a seismic isolation structure with improved cushioning and restoration performance, durability, economic feasibility, and the like against the impact of an earthquake.
본 발명은 와이어로프, 탄소섬유, 그래핀 등을 이용한 로프를 적용하여 지반이나 기초로부터 보호 대상물을 허공에 떠 있도록 분리시킬 수 있는 면진 구조를 제공한다.The present invention provides a seismic isolation structure capable of separating an object to be protected from the ground or foundation so as to float in the air by applying a rope using a wire rope, carbon fiber, graphene, or the like.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 로프 기초를 이용한 면진 구조는 그라운드로부터 대상물을 분리하는 동시에 지지하기 위한 것으로서, 상기 면진 구조는 그라운드 상에 위치하며 상부가 개방된 수용 공간과 수용 공간의 입구 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지부를 제공하는 베이스, 대상물을 지지하는 지지대와 지지대로부터 하부로 돌출되어 수용 공간 내에 위치하는 기둥을 포함하는 서포트, 및 로프 지지부와 기둥의 하부를 연결하여 서포트가 베이스에 대해 이격되도록 지지하는 로프들을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the seismic isolating structure using a rope foundation is for separating and supporting an object from the ground, and the seismic isolating structure is located on the ground and has an open upper portion of the receiving space and the entrance of the receiving space. A base providing two or more rope supports spaced apart around the periphery, a support including a support for supporting an object, and a column protruding downward from the support and positioned in the receiving space, and connecting the rope support and the lower portion of the column so that the support is the base It may include ropes for supporting so as to be spaced apart from each other.
본 명세서에서 그라운드는 지반, 지면, 건물 바닥 등 외부로부터 진동, 충격, 흔들림 등으로부터 노출된 것을 의미할 수 있으며, 대상물은 그라운드로부터 전달되는 진동, 충격, 흔들림 등으로부터 보호되는 대상으로서, 건물, 교량, 문화재, 고가 장비, 미술품 등 크기나 위치에 제한되지 않고 다양하게 정의될 수 있다. In this specification, the ground may mean something exposed from vibration, shock, shaking, etc. from the outside such as the ground, the ground, the floor of a building, etc., and the object is an object protected from vibration, shock, shaking, etc. transmitted from the ground, and a building, a bridge , cultural assets, expensive equipment, artworks, etc., can be defined in various ways without being limited by size or location.
본 명세서에서 베이스는 하부에 위치하고, 서포트는 그 상부에서 중력을 받아 연직 방향으로 힘을 받지만, 중력이 아닌 자력이나 반발력 등을 이용할 수도 있으며, 경우에 따라서는 상하가 전환될 수도 있다. In the present specification, the base is located at the lower portion, and the support receives gravity from the upper portion and receives a force in the vertical direction, but magnetic force or repulsive force other than gravity may be used, and in some cases, it may be switched up and down.
바람직하게는, 흔들림이 없는 상태에서 베이스의 상부와 서포트의 하부를 연결하는 로프들은 모두 수직으로 평행일 수 있으며, 수직이라 함은 베이스에 대해 서포트가 당겨지거나 밀리는 방향에 평행한 방향으로 이해될 수 있다.Preferably, the ropes connecting the upper part of the base and the lower part of the support in the absence of shaking may all be vertically parallel, and vertical can be understood as a direction parallel to the direction in which the support is pulled or pushed with respect to the base. there is.
다른 실시예에 따르면, 로프들 중 임의로 선택된 2개는 모두 직사각형을 이루는 마주하는 두 변을 형성하도록 할 수 있다.According to another embodiment, arbitrarily selected two of the ropes may form two opposite sides forming a rectangle.
서포트는 기둥의 하부에 위치하며 기둥보다 상대적으로 넓은 플랜지를 포함할 수 있으며, 플랜지의 치수를 조정하여 베이스의 상부, 즉 수용 공간의 입구에서부터 플랜지로 이어지는 로프의 각도를 다양하게 조절할 수 있다. 상술한 바와 같이, 로프를 수직으로 평행하게 형성하기 위해서, 수용 공간의 입구 경계와 플랜지의 경계를 상하로 일치하는 위치에 있도록 설계하는 것도 가능하다.The support is located in the lower part of the column and may include a flange that is relatively wider than the column, and by adjusting the dimension of the flange, the angle of the rope leading from the upper part of the base, that is, the entrance of the receiving space to the flange, can be variously adjusted. As described above, in order to form the rope vertically and parallel, it is also possible to design the entrance boundary of the receiving space and the boundary of the flange to be in a position that coincides up and down.
또한, 베이스의 흔들림이 있더라도 서포트와 베이스가 서로 충돌하지 않는 것이 바람직하며, 이를 위해 서포트 중 가장 치수가 작은 기둥이 수용 공간의 입구에 위치하도록 높이를 조절하여, 서포트와 베이스 간의 충돌을 제한할 수 있다.In addition, it is desirable that the support and the base do not collide with each other even if there is a shake of the base. there is.
서포트 또는 베이스는 철근콘크리트, 철골콘크리트, 내구성을 높인 철골, 특수 고강도 합금, 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.The support or base is formed using at least one of reinforced concrete, steel frame concrete, durable steel frame, special high-strength alloy, graphene synthetic plastic with special alloy, graphene synthetic plastic, carbon fiber, carbon nanotube, and graphene can be
로프는 행어로프, 강선와이어, 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.The rope may be formed using at least one of a hang rope, a steel wire, a graphene synthetic plastic containing a special alloy, a graphene synthetic plastic, carbon fibers, carbon nanotubes, and graphene.
면진 구조는 평면적으로 사각 또는 원형으로 형성될 수 있다.The seismic isolating structure may be formed in a square or circular shape in a plan view.
베이스에는 수용 공간의 입구 주변으로 로프 가이드 홈 또는 돌기가 형성되어 로프가 의도하지 않게 이동하는 것을 방지할 수 있다.In the base, a rope guide groove or protrusion is formed around the entrance of the receiving space to prevent the rope from moving unintentionally.
베이스와 서포트 간의 과도한 움직임이 발생하여도, 상호 충돌을 방지하기 위해 베이스의 전후좌우 측면을 개방할 수 있다. Even if excessive movement between the base and the support occurs, the front, rear, left, and right sides of the base can be opened to prevent mutual collision.
서포트는 상술한 플랜지와 같은 구조를 더 가질 수 있는데, 플랜지와 베이스의 수직 기둥 간의 충돌을 막기 위해, 플랜지의 코너를 오목하게 형성하여 베이스의 수직 기둥과의 서포트 간의 충돌을 추가로 제한할 수도 있다.The support may further have the same structure as the above-described flange. In order to prevent collision between the flange and the vertical column of the base, the corner of the flange may be concave to further limit the collision between the support and the vertical column of the base. .
베이스와 서포트를 연결하는 로프의 중앙에 스프링이 개재될 수 있으며, 로프에 안전 범위 내에서 신축성을 부여할 수도 있다.A spring may be interposed in the center of the rope connecting the base and the support, and elasticity may be given to the rope within a safe range.
지지대의 상면 또는 베이스의 저면에 제공되는 스프링 판을 더 포함하여 진동, 충격, 흔들림의 전달을 완화할 수도 있다.By further including a spring plate provided on the upper surface of the support or the lower surface of the base, it is possible to mitigate the transmission of vibration, shock, and shaking.
서포트와 베이스 간의 이격된 공간을 연결하는 적어도 하나의 임계충격차단장치를 더 포함할 수 있으며, 임계충격차단장치는 필요한 요소에 복수로 설치될 수 있고, 위치에 따라 동일 또는 다른 장치나 구조로 제공될 수 있다.It may further include at least one critical shock blocking device for connecting the spaced space between the support and the base, and a plurality of critical shock blocking devices may be installed in a necessary element, and provided in the same or different device or structure depending on the location can be
임계충격차단장치는 소정의 간격 내에서는 신축성을 제공하거나 댐퍼로서 기능을 할 수 있다. 임계충격차단장치는 양단의 앵커부와 앵커부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있으며, 연결부는 소정의 임계충격을 초과하면 끊어지도록 설계될 수 있다. 앵커부와 연결부는 교체의 편리성을 위해 비너로 연결될 수도 있다.The critical shock blocking device may provide elasticity within a predetermined interval or function as a damper. The critical shock blocking device may include a connection portion connecting the anchor portion and the anchor portion at both ends, and the connection portion may be designed to be cut off when a predetermined critical impact is exceeded. The anchor part and the connecting part may be connected by a biner for the convenience of replacement.
수용 공간의 하부에 모래 또는 자갈을 제공될 수 있으며, 서포트의 하부에는 모래 또는 자갈에 묻히는 저항부가 돌출 형성될 수 있다. 모래 또는 자갈이 제공되는 경우에는 모래 또는 자갈이 서포트의 움직임을 추가로 제한할 수 있다. Sand or gravel may be provided in the lower portion of the accommodating space, and a resistance portion buried in sand or gravel may be protruded from the lower portion of the support. Where sand or gravel is provided, sand or gravel may further restrict the movement of the support.
로프들이 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 일 예로 로프들이 독립적으로 제공되어 가닥가닥 로프 지지부와 기둥의 하부를 연결할 수도 있지만, 로프들이 하나로 이어져서 로프 지지부와 기둥 또는 플랜지의 하부를 통과하면서 서로 엮인 구조를 형성할 수도 있다. 물론, 모든 로프들이 하나로 연결되지 않고 부분적으로 연결되어 연결된 상태를 형성하는 것도 가능하다.The ropes may be provided in a variety of ways. For example, the ropes may be provided independently to connect the strand rope support and the lower part of the column, but the ropes may be connected as one to form a structure intertwined while passing through the rope support and the lower part of the column or flange. Of course, it is also possible to form a state in which all the ropes are not connected as one but are partially connected to each other.
로프 지지부의 양측에 외곽 로프 걸이가 제공될 수 있으며, 로프가 외곽 로프 걸이를 연결하도록 경유하고, 그 단부가 외곽 로프 걸이 사이에서 턴버클로 연결될 수 있다. 이 경우 턴버클을 이용하여 로프의 길이를 어느 정도 보정하는 것이 가능하다. The outer rope hooks may be provided on both sides of the rope support, the rope passes through to connect the outer rope hooks, and the ends thereof may be connected with a turnbuckle between the outer rope hooks. In this case, it is possible to correct the length of the rope to some extent using the turnbuckle.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 로프 기초를 인용한 면진 구조는, 그라운드 상에 위치하며 상부가 개방된 수용 공간을 제공하는 베이스, 대상물을 지지하는 지지대와 지지대로부터 하부로 돌출되어 수용 공간 내에 위치하는 기둥을 포함하는 서포트, 및 수용 공간의 입구와 기둥의 하부를 연결하여 서포트가 베이스에 대해 이격되도록 지지하는 텐트 막을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the seismic isolation structure citing the rope foundation is located on the ground and protrudes downward from the base to provide an open receiving space, a support for supporting an object, and a receiving space It may include a tent membrane supporting the support so that the support is spaced apart from the base by connecting the lower portion of the column and the entrance of the receiving space, and a support including a column located within.
전술한 실시예에서는 선형의 로프가 서포트를 지지했다면, 본 실시예에서는 2차원의 텐트 막이 서포트를 지지하게 할 수 있다. 2차원의 텐트 막은 촘촘하게 배치된 다수의 로프와 유사한 개념으로 이해될 수 있으며, 여기서 텐트 막이라 하면 2차원을 형성하는 직물 또는 기타 형태의 멤브레인 또는 로프나 섬유 형태의 재료로 구성된 그물로도 제공될 수 있다.In the above embodiment, if the linear rope supported the support, in this embodiment, a two-dimensional tent membrane can be supported to support the support. A two-dimensional tent membrane can be understood as a concept similar to a number of closely arranged ropes, where the tent membrane may also be provided as a fabric or other type of membrane forming a two-dimensional structure, or a net composed of a material in the form of a rope or fiber. can
멤브레인 또는 그물은 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소 나노 튜브, 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다.The membrane or the net may be formed using at least one of graphene composite plastic containing a special alloy, graphene composite plastic, carbon fibers, carbon nanotubes, and graphene.
본 발명의 로프 기초를 이용한 면진 구조는 실제로 그라운드로부터 대상물을 떠 있게 분리하여 이격시킬 수 있고, 베이스가 움직이더라도 대상물과 서포트는 관성에 의해서 실질적으로 정지된 상태를 유지하게 할 수 있다. 그라운드가 지반이고 대상물이 건물이라면, 건물이 실질적으로 허공에 떠 있게 하여, 지진이 발생하여도 건물을 효과적으로 보호할 수 있다. The seismic isolation structure using the rope foundation of the present invention can actually separate and separate the object from the ground to float, and even if the base moves, the object and the support can maintain a substantially stationary state by inertia. If the ground is the ground and the object is a building, the building can be effectively made to float in the air, effectively protecting the building even in the event of an earthquake.
또한, 다수의 로프 또는 텐트 막을 이용하여 대상물을 지지할 수 있고, 대상물의 하중에 따라서 로프를 반복 교차하여 지지하는 것이 가능하기 때문에, 아무리 큰 하중이라도 강화된 로프의 인장력으로 최적의 설계를 제공할 수가 있다. In addition, since it is possible to support an object using a plurality of ropes or tent membranes, and it is possible to cross and support the rope repeatedly according to the load of the object, it is possible to provide an optimal design with the reinforced tensile force of the rope no matter how large the load. can be
특히, 초고인장 재질의 로프를 이용한다면, 상대적으로 적은 양 또는 적은 횟수의 로프 반복 구조를 형성하여 초고층 건축물의 하중도 견디도록 설계할 수 있다.In particular, if a rope made of an ultra-high tensile material is used, it can be designed to withstand the load of a high-rise building by forming a rope repeating structure with a relatively small amount or a small number of times.
이는 일반적인 건물들뿐만 아니라, 원자력발전소나 반도체공장 등 특수 장비 구조물을 비롯하여 수백 층 되는 마천루의 큰 하중을 견딜 수 있고, 대지진의 충격에 흔들렸다가 자연스럽게 복원될 수 있다.It can withstand the heavy load of not only general buildings, but also special equipment structures such as nuclear power plants and semiconductor factories, as well as skyscrapers with hundreds of stories, and can be naturally restored after being shaken by the impact of a great earthquake.
또한, 로프의 유지, 보수 및 교체가 용이하여 수백 년이 지나도 부식되지 않아 면진 성능이 저하되지 않게 할 수 있으며, 효과적이면서도 경제적인 면진 구조를 제공할 수 있다.In addition, since maintenance, repair and replacement of the rope is easy, it is not corroded even after hundreds of years, so that the seismic isolation performance is not deteriorated, and an effective and economical seismic isolation structure can be provided.
또한, 본 발명의 면진 구조는 모듈화가 용이하며, 다양한 크기나 형상으로 제작 또는 제조가 가능하다. 따라서 건축물의 규모나 요구되는 면진 성능에 따라 직병렬로 적용할 수 있어, 면진 기초 시공 작업의 공기를 단축시키고 경제성을 높일 수 있다.In addition, the seismic isolation structure of the present invention can be easily modularized, and can be manufactured or manufactured in various sizes or shapes. Therefore, it can be applied in series or parallel depending on the size of the building or the required seismic isolation performance, shortening the period of construction of the seismic isolation foundation and increasing economic efficiency.
특히 그래핀 재질의 로프나 막, 그물을 사용할 경우 전후좌우의 수평으로 흔드는 진동뿐만 아니라 수직의 진동에도 충격을 흡수할 수 있다. In particular, when using graphene-based ropes, membranes, or nets, shocks can be absorbed not only horizontally, horizontally and vertically, but also vertically.
물론, 건축물의 면진 외에도 다양한 활용도 가능하다. 건물 내에도 소형의 실내용으로 제작하여 건물 내부의 중요 시설이나 전산장비 등을 지진으로부터 보호할 수 있는 면진 시스템을 제공할 수 있다.Of course, in addition to earthquake isolation of buildings, various uses are possible. It is also possible to provide a seismic isolation system that can protect important facilities or computer equipment inside a building from earthquakes by making it for small indoor use.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 입체 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 면진 구조의 정면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 면진 구조의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 로프의 신축성과 수직 진동과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 면진 구조의 평면을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 로프의 재질을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에서 턴버클을 이용한 로프 길이 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 로프 길이 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 모래 또는 자갈을 이용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 15의 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 15의 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 24 내지 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the three-dimensional structure of the seismic isolation structure using a rope base according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a front structure of the seismic isolation structure of FIG. 1 .
Figure 3 is a view for explaining the structure of the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams for explaining the operation of the seismic isolation structure of FIG. 3 .
6 is a view for explaining the relationship between the elasticity of the rope and vertical vibration in the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the structure of the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a plan view of the seismic isolation structure of FIG. 7 .
9 is a view for explaining the material of the rope in the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining the structure of the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining the rope length correction using a turnbuckle in FIG.
12 is a view for explaining the rope length correction in the seismic isolation structure using the rope foundation according to an embodiment of the present invention.
13 is a view for explaining a structure for connecting the base and the support in the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
14 is a view for explaining a case of using sand or gravel in the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
15 is a view for explaining a structure for connecting the base and the support in the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a view for explaining a critical shock blocking device in the seismic isolation structure of FIG. 15 .
FIG. 17 is a view for explaining a process of installing the critical shock blocking device in the seismic isolation structure of FIG. 15 .
18 is a view for explaining a critical shock blocking device in the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
19 to 21 are diagrams for explaining a use case using the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
22 and 23 are views for explaining a structure connecting the base and the support in the seismic isolation structure using the rope foundation according to an embodiment of the present invention.
24 to 27 are views for explaining a use case using the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
28 is a view for explaining a seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements, and may be described by citing the contents described in other drawings under these rules, and the contents determined to be obvious to those skilled in the art or repeated may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 입체 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 면진 구조의 정면 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a three-dimensional structure of the seismic isolating structure using a rope base according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the front structure of the seismic isolating structure of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(110), 서포트(120) 및 로프들(140)을 포함할 수 있으며, 그라운드로부터 대상물을 분리하는 동시에 지지할 수 있다. 1 and 2, the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
건축물에서 그 하중은 벽, 기초 등을 통해 압축을 받아 그라운드에 해당하는 지반으로 전달될 수 있다. 이에 면진 구조는 건축물의 하부에 제공되며 베이스(110) 및 서포트(120)를 분리 격리하는 동시에, 그라운드로부터의 지진의 충격 등이 서포트(120) 및 그 상부의 건축물로 전달되는 것을 방지할 수 있다. In a building, the load may be compressed through walls, foundations, etc. and transmitted to the ground corresponding to the ground. Accordingly, the seismic isolation structure is provided at the bottom of the building and separates and isolates the
베이스(110)는 그라운드 상에 위치할 수 있으며, 상부가 개방된 수용 공간(130)과 수용 공간(130)의 입구(132) 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지부(112)를 포함할 수 있다. The base 110 may be located on the ground, and may include two or more rope supports 112 spaced apart around the
베이스(110)와 서포트(120)는 철근콘크리트, 철골콘크리트, 내구성을 높인 철골, 특수 고강도 합금, 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등을 이용하여 형성될 수 있다. The
서포트(120)는 대상물을 지지하는 지지대(stage)(122), 지지대(122)로부터 하부로 돌출되어 수용 공간(130) 내에 위치하는 기둥(124), 및 기둥(124)의 하부에 형성된 플랜지(126)를 포함할 수 있다. The
지지대(122)는 건축물 또는 기둥, 기타 지지 구조를 지지할 수 있으며, 별도의 체결 구조를 포함할 수도 있다. 지지대(122), 기둥(124) 및 플랜지(126)에 의해서 전체적으로 아령 형상으로 제공될 수 있으며, 잘록한 기둥(124)에 수용 공간(130)의 입구(132)에 위치하도록 높이가 조절될 수 있다.The
플랜지(126)는 기둥(124)보다 상대적으로 큰 치수를 가질 수 있으며, 로프(140)가 통과하는 플랜지(126)의 저면은 완만한 곡면을 형성할 수 있다.The
베이스(110) 내의 수용 공간(130)에서는 서포트(120)의 기둥(124) 및 플랜지(126)가 위치하되, 베이스(110)와 충돌하지 않고 이격된 상태를 유지할 수 있다.In the
수용 공간(130)의 입구(132) 주변으로 베이스(110)의 상면에는 다수의 로프 지지부(112)가 형성될 수 있다. 로프 지지부(112)는 무어링 칼럼(mooring column) 형상으로 수용 공간(130)의 입구(132)의 각 변에 3개 또는 그 이상으로 형성될 수 있으며, 로프(140)는 로프 지지부(112)와 플랜지(126)의 저면을 반복적으로 통과하면서 서포트(120)의 측면에 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다. A plurality of rope supports 112 may be formed on the upper surface of the
다수의 로프(140) 또는 로프 라인들이 서포트(120)로 가해지는 하중을 효과적으로 분산하며, 인장력을 통해 서포트(120) 및 대상물을 안정적으로 지지할 수 있다. 본 실시예에서는 플랜지(126)의 저면이 수용 공간(130)의 입구(132)보다 아래에 위치하게 함으로써 안정적인 지지를 유지할 수 있다.A plurality of
로프(140)는 행어로프, 강선와이어, 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등과 같이 내구성이 우수한 재료로 형성될 수 있다.The
본 명세서에서 '그라운드'는 지반, 지면, 건물 바닥 등 외부로부터 진동, 충격, 흔들림 등으로부터 노출된 것을 의미할 수 있으며, '대상물'은 그라운드로부터 전달되는 진동, 충격, 흔들림 등으로부터 보호되는 대상으로서, 건물, 교량, 문화재, 고가 장비, 미술품 등 크기나 위치에 제한되지 않고 다양하게 정의될 수 있다. 본 실시예에서 그라운드는 지반으로 가정하고, 대상물은 건축물로 가정할 수 있다.In this specification, 'ground' may mean something exposed from external vibrations, shocks, shaking, etc., such as the ground, the ground, and the floor of a building. , buildings, bridges, cultural assets, expensive equipment, artworks, etc. can be defined in various ways without being limited by size or location. In this embodiment, the ground may be assumed to be the ground, and the object may be assumed to be a building.
따라서, 지진에 의한 진동이 지반 및 베이스(110)로 전달되어도, 로프(140)를 매개로 건축물 및 서포트(120)를 지지할 수 있지만, 로프(140)가 흔들리면서 진동은 전달되지 않거나 상당히 상쇄될 수 있다.Therefore, even if the vibration caused by the earthquake is transmitted to the ground and the
도 2를 보면, 흔들림이 없는 상태에서 베이스(110)의 상부와 서포트(120)의 하부를 연결하는 로프들(140)은 모두 수직으로 평행인 것이 바람직하다. 여기서, '수직'이라 함은 중력 방향에 나란한 것으로서, 만약 가해지는 힘이 중력이 아니라면 베이스에 대해 서포트가 당겨지거나 밀리는 방향에 평행한 방향으로 이해될 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 면진 구조의 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 로프의 신축성과 수직 진동과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a view for explaining the structure of the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention, Figures 4 and 5 are views for explaining the operation of the seismic isolation structure of Figure 3, Figure 6 is this It is a view for explaining the relationship between the elasticity of the rope and the vertical vibration in the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(210), 서포트(220) 및 로프들(240)을 포함할 수 있다.3 to 6 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
베이스(210)는 지반과 같은 그라운드 상에 위치할 수 있으며, 상부가 개방된 수용 공간(230)과 수용 공간(230)의 입구(232) 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지부(212)를 포함하고, 전후좌우 측면이 개방된 육면체의 골격 구조로 제공될 수 있다.The base 210 may be located on the same ground as the ground, and includes an accommodating space 230 with an open upper portion and two or more rope supports 212 spaced apart around the
서포트(220)는 지지대(222), 수용 공간(230) 내에 위치하는 기둥(224), 및 기둥(224)의 하부에 형성된 플랜지(226)를 포함할 수 있으며, 지지대(222), 기둥(224) 및 플랜지(226)에서 상대적으로 잘록한 기둥(224)이 수용 공간(230)의 입구(232)에 위치하도록 높이가 조절될 수 있다.The
플랜지(226)는 로프(240)가 모두 수직하게 제공되도록 기둥(224)보다 상대적으로 큰 치수를 가질 수 있다.
베이스(210) 내의 수용 공간(230)에서는 서포트(220)의 기둥(224) 및 플랜지(226)가 위치하되, 베이스(210)와 충돌하지 않고 이격된 상태를 유지할 수 있다.In the accommodating space 230 in the
수용 공간(230)의 입구(232) 주변으로 베이스(210)의 상면에는 다수의 로프 지지부(212)가 제공되며, 로프(240)는 로프 지지부(212)와 플랜지(226)의 저면을 경유하면서 서포트(220)의 측면에 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다. 플랜지(226)의 저면으로 로프를 고정(227)하여 상대적인 미끄러짐이 발행하지 않도록 할 수 있다.A plurality of rope supports 212 are provided on the upper surface of the
다수의 로프들(240)은 수직으로 평행인 것이 바람직하다. 이를 위해 플랜지(226)와 베이스(210)의 입구(232) 경계가 상하로 일치하도록 설계될 수 있으며, 베이스(210)의 입구(232)나 플랜지(226)의 외곽에는 로프 가이드 홈 또는 돌기 등이 추가로 형성되어 로프가 수직을 이루도록 치수를 조정하거나 로프가 의도하지 않게 이동하는 것을 방지할 수 있다.The plurality of
이렇게 형성된 로프들(240) 중 임의로 선택된 2개는 모두 직사각형을 이루는 마주하는 두 변을 형성하도록 서로 동일한 길이 및 수직으로 형성될 수 있다.Two arbitrarily selected two of the
도 3 및 도 4와 같이, 수용 공간(230)에 위치하는 플랜지(226)가 베이스(210)에 충돌하지 않도록 하기 위해서 베이스(210)의 전후좌우 측면을 개방할 수 있으며, 서포트(220)는 베이스(210)의 수직기둥(214)과의 충돌을 막기 위해 플랜지(226)의 코너를 오목하게 형성(228)하여, 플랜지(226)가 충돌 가능한 위치(P)로 이동하여도 베이스(210)의 수직기둥(214)과 플랜지(226)가 최대한 충돌되지 않도록 할 수 있다.3 and 4, in order to prevent the
도 4에서 지진과 같은 수평 진동(W)이 베이스(210)로 전달되면, 베이스(210)가 서포트(220)에 의해서 상대적으로 많이 움직이며, 서포트(220)는 관성 등의 영향을 받아 최초 위치(중심선 참조)에서 적게 벗어나는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 4 , when horizontal vibration W such as an earthquake is transmitted to the
도 5를 보면, 흔들리지 않는 경우(a)에서 로프(240)에 의한 경계는 직사각형에 대응될 수 있다. 지진이 발생하면, 지반과 함께 베이스(210)가 좌우로 크게 진동(W)할 수 있지만(b, c), 로프(240)에 의한 경계는 직사각형에서 평행사변형으로 변형될 뿐, 서포트(220)는 최초 위치를 유지하거나 상대적으로 아주 작은 진동(w)으로 흔들릴 수 있다. 5, the boundary by the
도 6과 같이, 베이스가 좌우로 크게 진동하는 것을 로프와 서포트가 상당히 상쇄시킨다고 하더라도, 상하로 진동이 발생할 수도 있다. 물론, 이는 서포트와 건축물의 관성에 따라 전달되는 진동 역시 달라질 수 있다.As shown in FIG. 6 , even if the rope and the support significantly offset the large vibration of the base from side to side, vibration may occur up and down. Of course, the vibration transmitted according to the inertia of the support and the building may also vary.
추가로, 서포트(220)가 수평으로 흔들릴 때 로프의 신축성에 따라서 상하 수직 운동도 영향을 받을 수 있다. 일 예로, 로프의 신축성이 적을수록 수직 진동이 크게 발생할 수 있으며, 신축성이 증가할수록 수직 진동이 상쇄될 수 있다. In addition, when the
따라서, 서포트의 수직 진동을 줄이기 위하여, 상대적으로 신축성이 높은 로프를 사용하거나 로프에 스프링을 추가하는 방법도 가능하다.Therefore, in order to reduce the vertical vibration of the support, it is also possible to use a relatively high elastic rope or to add a spring to the rope.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 면진 구조의 평면을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 로프의 재질을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining the structure of the seismic isolating structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a view showing the plane of the seismic isolating structure of FIG. 7, and FIG. 9 is an embodiment of the present invention It is a view for explaining the material of the rope in the seismic isolation structure according to the example.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(310), 서포트(320) 및 로프들(340)을 포함할 수 있다. 베이스(310)는 상부가 개방된 수용 공간(330)을 형성하며, 수용 공간(330)의 입구 양측으로 로프 지지부(312)를 제공할 수 있다. 7 to 9 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
서포트(320)는 지지대(322), 수용 공간(330) 내에 위치하는 기둥(324), 및 기둥(324)의 하부에 형성된 플랜지(326)를 포함할 수 있으며, 평면 역시 정사각형이 아닌 직사각형 형태로도 형성될 수 있다.The
수용 공간(330)의 입구 주변으로 베이스(310)의 상면에는 다수의 로프 지지부(312)가 제공되며, 직사각형으로 형성되기 때문에, 장변에 상대적으로 많은 로프 지지부(312)를 형성할 수 있다. A plurality of rope supports 312 are provided on the upper surface of the
로프(340)는 로프 지지부(312)와 플랜지(326)의 저면을 경유하면서 서포트(320)의 측면에 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있는데, 로프 지지부(312) 모두를 경유할 수도 있고, 경우에 따라서는 일부 로프 지지부(312)에 더 많이 걸리도록 하여 로프가 더 집중되도록 할 수 있다.The
도 9에 나열된 것과 같이, 약 3cm 굵기의 그래핀 와이어는 약 0.1m2의 강철 구조나 약 1m2의 콘크리트 구조에 맞먹는 강도를 가질 수 있다. 따라서, 그래핀으로 로프를 형성하거나 기타 구조를 형성한다면 소형화도 가능하다.As listed in FIG. 9 , a graphene wire having a thickness of about 3 cm may have a strength equivalent to a steel structure of about 0.1 m 2 or a concrete structure of about 1 m 2 . Therefore, if a rope or other structure is formed with graphene, miniaturization is also possible.
이 외에도, 강선와이어로 이루어진 로프를 이용하는 경우, 그 인장강도는 동일 굵기의 강철에 비해 약 10배를 형성할 수 있다. 약 16mm의 지름을 갖는 강선와이어의 경우 약 2cm²의 단면적을 가질 수 있으며, 강선와이어는 1cm²당 약 30톤을 지지할 수 있기 때문에, 약 2cm²의 단면적을 가지는 강선와이어 로프는 약 60톤을 지지할 수 있다. In addition, when using a rope made of a steel wire, the tensile strength can be formed about 10 times compared to the steel of the same thickness. In the case of a steel wire with a diameter of about 16mm, it can have a cross-sectional area of about 2cm², and since the steel wire can support about 30 tons per 1cm², a steel wire rope with a cross-sectional area of about 2cm² can support about 60 tons. can
강선와이어 로프를 약 70mm 간격으로 배열하여 56개의 로프 라인들을 형성한다면, 전체 약 3,360 톤을 지지할 수 있고, 이런 면진 구조 4개를 건축물의 4 코너에 배치한다면, 약 13,440 톤의 건축물 하중을 지탱할 수 있다. 참고로, 파리에 있는 에펠탑의 총 중량이 약 7,500 톤이다.If the steel wire ropes are arranged at intervals of about 70mm to form 56 rope lines, it can support a total of about 3,360 tons. can For reference, the total weight of the Eiffel Tower in Paris is about 7,500 tons.
더 나아가, 그래핀을 이용한 로프는 동일 굵기의 강선 와이어보다 적어도 10배 이상의 인장강도를 가진다는 점을 감안할 때, 그래핀 로프를 이용한 면진 구조는 10배 이상의 하중을 견디는 건축물에 적용이 가능할 수 있다.Furthermore, considering that a rope using graphene has a tensile strength that is at least 10 times higher than that of a steel wire of the same thickness, a seismic isolation structure using a graphene rope can be applied to buildings that can withstand a load of 10 times or more. .
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10에서 턴버클을 이용한 로프 길이 보정을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 로프 길이 보정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 10 is a view for explaining the structure of the seismic isolation structure using the rope foundation according to an embodiment of the present invention, Figure 11 is a view for explaining the rope length correction using a turnbuckle in Figure 10, Figure 12 is the present invention It is a view for explaining the rope length correction in the seismic isolation structure using the rope foundation according to an embodiment of the.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(410), 서포트(420), 로프들(440) 및 임계충격차단장치(450)를 포함할 수 있다. 베이스(410)는 상부가 개방된 수용 공간을 형성하며, 수용 공간(430)의 입구 주변으로 복수의 로프 지지부(412) 및 그 양측으로 외곽 로프 걸이(414)가 제공될 수 있다.10 and 11 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
또한, 서포트(420)의 플랜지(426)에는 로프 지지부(412)에 대응하는 하부 로프 걸이(427)가 제공될 수 있다. 따라서, 로프(440)는 베이스(410) 상부의 로프 지지부(412)와 플랜지(426)의 하부 로프 걸이(427)를 교대로 경유하면서, 상하를 연결하는 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다. In addition, the
이전 실시예에서 로프들이 플랜지의 저면을 경유하여 반대측의 로프 지지부까지 연결된 반면, 본 실시예에서는 로프(440)가 서포트(420)의 일측에서 상하로 왕복하면서 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서 4개의 로프가 각각 전후좌우 측면에 별도로 형성될 수 있다.While the ropes in the previous embodiment are connected to the rope support on the opposite side via the bottom surface of the flange, in this embodiment, the
각 로프(440)가 로프 지지부(412)와 하부 로프 걸이(427)를 왕복하면서 상호 엮이도록 하고, 로프의 양끝이 외곽 로프 걸이(414)를 경유하여 턴버클(442)로 연결될 수 있다. 이 경우 턴버클(442)을 이용하여 로프 길이를 미세하게 조정하는 것이 가능하다. 외곽 로프 걸이(414)의 외측으로는 턴버클(442)에 의해서 보정된 로프를 고정할 수 있는 로프 고정장치가 더 추가될 수 있다. Each
도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 서포트(420)의 지지대(422)의 하부와 베이스(410)의 상부가 임계충격차단장치(450)에 의해서 추가로 연결될 수 있다. 임계충격차단장치(450)는 태풍이나 돌풍 같은 풍압이나, 어느 정도 약한 지진에는 과민 대응하지 않고 묵직하게 신축적인 내진으로 견디도록 설정할 수 있다. 또한, 충격이 일정 이상의 임계충격이 가해지면 파단되도록 설계될 수가 있다.As shown in (b) of FIG. 10 , the lower portion of the
베이스(410)의 상부에서도 로프(440)의 위치 고정 및 상하 수직 얼라인을 위해 가이드 홈(416)이 수용 공간의 입구의 내벽에 더 형성될 수도 있다.In the upper portion of the
도 12를 보면, 로프를 연결하는 중간에도 다양한 턴버클(444, 446)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 로프(440)의 중간에 턴버클(444)을 이용하여 로프 길이를 미세하게 조정할 수 있고, 로프(440)가 베이스 등의 특정 구조물에 고정된 턴버클(446)을 경유하도록 하여 조절하는 것도 가능하다. 물론, 이를 조합한 구조도 가능하다.12, a variety of turnbuckles (444, 446) can be provided even in the middle of connecting the rope. For example, the rope length can be finely adjusted using the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining a structure for connecting the base and the support in the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(510), 서포트(520), 로프(540) 및 임계충격차단장치(550)를 포함할 수 있다. 이전 실시예에서 로프 지지부와 하부 로프 걸이가 각각 베이스의 상면 및 플랜지의 저면에 형성되었지만, 본 실시예에서 베이스(510)의 로프 지지부(512)와 서포트(520)의 하부 로프 걸이(527)가 측면을 향해 돌출 형성될 수 있다. Referring to FIG. 13 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
로프(540)는 평벨트 형상으로 형성될 수 있으며, 도 13의 (b)와 같이, 상부의 로프 지지부(512)와 하부의 하부 로프 걸이(527)를 교대로 경유하면서 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다.The
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 모래 또는 자갈을 이용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.14 is a view for explaining a case of using sand or gravel in the seismic isolation structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(610), 서포트(620), 로프(640)를 포함할 수 있다. 이에 추가로 베이스(610) 내부의 수용 공간에는 모래 또는 자갈(618)이 제공될 수 있으며, 서포트(620)의 플랜지(626) 저면으로부터 저항부(628)가 돌출 형성될 수 있다. 저항부(628)가 모래 또는 자갈(618)에 부분적으로 묻혀 서포트(620)의 움직임을 제한할 수 있다. Referring to FIG. 14 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
베이스(610)의 하부로는 배수구(616)가 형성되어, 내부로 유입된 우수나 지하수 등이 외부로 배출되도록 할 수 있다.A
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 도 15의 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 17은 도 15의 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.15 is a view for explaining a structure connecting the base and the support in the seismic isolating structure using a rope foundation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a view for explaining a critical shock blocking device in the seismic isolating structure of FIG. 15 and FIG. 17 is a view for explaining a process of installing the critical shock blocking device in the seismic isolation structure of FIG. 15 .
도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(710), 서포트(720), 로프(740) 및 임계충격차단장치(750)를 포함할 수 있다. 로프(740)는 베이스(710) 상부의 로프 지지부(712)에 구속되거나 경유하여 서포트(720)의 하부를 통과할 수 있으며, 서포트(720)의 저면에는 저항부(728)가 돌출되어 모래나 자갈(718)에 의해 서포트(720)의 움직임을 제한할 수 있다.15 to 17 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
임계충격차단장치(750)는 소정의 범위 내에서 신축되면서 서포트(720)의 움직임을 제한하면서 풍압이나 약한 지진 등에 대한 저항을 제공할 수 있다. 이를 위해, 임계충격차단장치(750)는 양단의 앵커부(752), 앵커부(752)를 연결하는 연결부(754) 및 앵커부(752)와 연결부(754) 사이에 장착되는 스프링(756)을 포함할 수 있다. The critical
따라서, 돌풍이나 풍압, 약한 지진 등이 가해지는 경우, 임계충격차단장치(750)가 서포트(720)의 움직임에 제한할 수 있다. 하지만, 고강도의 지진과 같은 임계충격 이상의 힘이 가해지면 연결부(754)의 중앙부(755)는 연성으로 늘어지거나 파손되도록 하여 베이스(710)에 대해 서포트(720)가 면진 작용을 하도록 할 수 있다. Accordingly, when a gust of wind, wind pressure, or a weak earthquake is applied, the critical
앵커부(752)를 서포트(720)의 지지대(722) 저면 및 베이스(710)의 상부에 회전 가능하게 고정할 수 있으며, 볼 조인트 등의 구조를 이용할 수 있다. The
그리고 앵커부(752)를 연결부(754)로 연결할 수 있다. 연결부(754)가 끊어진 경우에는 연결부(754)를 교체하는 것도 가능하다. And the
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이다. 18 is a view for explaining a critical shock blocking device in the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 다른 실시예의 임계충격차단장치(850)는 양단의 앵커부(852), 앵커부(852)를 연결하는 연결부(854)를 포함할 수 있으며, 연결부(854)의 양단에 비너(856)가 형성되어 앵커부(852)에 용이하게 연결될 수 있다. Referring to FIG. 18 , the critical shock blocking device 850 of another embodiment may include
도 19 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다. 19 to 21 are views for explaining a use case using the seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조(300)는 지반(bedrock)에 지지되는 파일(10)과 건물의 기둥(20) 사이에 위치할 수 있다. 그리고 기둥을 이용하여 건물이 제공될 수 있다. 파일(10) 등을 이용하여 면진 구조(300)는 지반의 형상과 무관하게 동일한 높이에 위치하도록 할 수 있다.19 to 21 , the
또한, 도시된 바와 같이, 면진 구조(300)를 경계로 지반과 건물이 격리되어 있다. 따라서, 도 21과 같이 지진에 의한 흔들림(W)이 발생하여도 지반 및 지반에 기초한 그라운드만 흔들릴 수 있으며, 베이스에 대해 로프가 기울어져 흔들림을 거의 전달하지 않을 수 있다. In addition, as shown, the ground and the building are isolated by the
서포트에 의해 지지되는 건물의 부분은 충격을 받지 않고 상당히 안정된 상태를 유지할 수 있는 반면, 지반과 연결된 지면은 흔들리는 것을 알 수 있다.It can be seen that the part of the building supported by the support can maintain a fairly stable state without being impacted, while the ground connected to the ground shakes.
도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.22 and 23 are views for explaining a structure for connecting the base and the support in the seismic isolation structure using the rope foundation according to an embodiment of the present invention.
도 22를 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(910), 서포트(920) 및 로프(940)를 포함할 수 있다. 추가로 로프(940)의 중앙에 스프링(960)이 개재될 수 있다. 스프링(960)에 의해서 그라운드의 수평 운동이 서포트(920)의 수직 운동으로 전환되는 양을 줄일 수 있다. 이와 유사한 과정은 도 6의 (b)를 참조할 수 있다.Referring to FIG. 22 , the seismic isolation structure according to the present embodiment may include a
도 23을 참조하면, 스프링 구조는 서포트(920)의 상부에도 제공될 수 있다. 서포트(920) 중 지지대의 상면에 스프링(962)과 스프링 판(964)이 더 제공될 수 있으며, 상하 진동에 대해서도 완충 효과를 제공할 수 있다. 이 외에도 베이스의 저면에도 스프링 및 스프링 판이 제공될 수도 있다.Referring to FIG. 23 , a spring structure may also be provided on an upper portion of the
도 24 내지 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다. 24 to 27 are diagrams for explaining a use case using the seismic isolating structure according to an embodiment of the present invention.
도 24를 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조(900)는 건물 이외의 전상장치, 기타 충격에 취약한 장비에도 적용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 서버와 같은 전산장비(30)를 보호하기 위해 바닥 플레이트(32)가 제공되고, 바닥 플레이트(32)의 경계에 소형으로 제작된 면진 구조(900)를 적용할 수도 있다. Referring to FIG. 24 , the
도 25를 참조하면, 대상물은 일반 가정에서도 적용이 가능하다. 예를 들어, 고가의 미술품(51), 악기(52), 골동품(53) 등이 그 대상이 될 수도 있고, 면진 구조(900)의 상하로 방진 매트 등이 추가될 수도 있다.Referring to FIG. 25 , the object can be applied even in a general home. For example, an
도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조(400)는 문화재 보호에도 적용될 수 있다. 박물관의 유물이나 전시물을 보호하기 위한 용도로 진열대의 하부에 적용될 수도 있으며, 유적이나 문화재의 하부를 지지하기 위한 용도로도 사용될 수가 있다. Referring to FIG. 26 , the
도 27을 참조하면, 면진 구조(400)는 교량에도 적용될 수 있으며, 면진 구조(400)는 교각의 상부에 설치될 수 있으며, 거더를 지지할 수 있다. 경우에 따라서는 교각의 하부에 설치되는 것도 가능하다.Referring to FIG. 27 , the seismic isolating
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 설명하기 위한 도면이다.28 is a view for explaining a seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention.
도 28을 참조하면, 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스(110), 서포트(120) 및 텐트 막(140')을 포함하며, 서포트(120)는 지지대(122), 기둥(124), 플랜지(126)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 28 , the seismic isolation structure according to this embodiment includes a
텐트 막(140')에 의해서 서포트(120)는 수용 공간(130) 내에서 베이스(110)로부터 이격된 상태를 유지할 수 있으며, 수용 공간(130)의 입구(132)에 기둥(124)이 위치하도록 높이 조절될 수 있다.By the
텐트 막(140')은 멤브레인이나 그물 형태로 제공될 수 있으며, 필요에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 그리고 텐트 막(140')은 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등을 이용하여 형성될 수 있다.The
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be done.
100:면진 구조 110:베이스
120 : 서포트 130:수용 공간
140 : 로프 100: seismic isolation structure 110: base
120: support 130: accommodation space
140: rope
Claims (23)
상기 그라운드 상에 위치하며, 상부가 개방된 수용 공간과 상기 수용 공간의 입구 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지부를 제공하는 베이스;
대상물을 지지하는 지지대와 상기 지지대로부터 하부로 돌출되어 상기 수용 공간 내에 위치하는 기둥을 포함하는 서포트; 및
상기 로프 지지부와 상기 기둥의 하부를 연결하여, 상기 서포트가 상기 베이스에 대해 이격되도록 지지하는 로프들;을 포함하며,
상기 로프들이 상호 연결되어 복수의 상기 로프 지지부를 경유하면서 상호 엮이도록 연결되고,
상기 로프 지지부의 양측에 외곽 로프 걸이가 제공되며, 상기 로프가 상기 외곽 로프 걸이를 연결하도록 경유하고, 상기 외곽 로프 걸이 사이에는 상기 로프의 길이를 보정하기 위한 턴버클이 재개되는 것을 특징으로 하는 면진 구조.In the seismic isolation structure for separating the object from the ground,
a base positioned on the ground and providing two or more rope supports spaced apart from the periphery of the accommodating space and the opening of the accommodating space;
a support including a support for supporting an object and a column protruding downward from the support and positioned in the accommodating space; and
It includes a; by connecting the rope support and the lower portion of the column, the support is supported so as to be spaced apart from the base.
The ropes are interconnected and connected to be interwoven while passing through a plurality of the rope supports,
Outside rope hooks are provided on both sides of the rope support, the rope passes to connect the outside rope hooks, and a turnbuckle for correcting the length of the rope is resumed between the outside rope hooks. .
흔들림이 없는 상태에서 상기 베이스의 상부와 상기 서포트의 하부를 연결하는 상기 로프들은 모두 수직으로 평행인 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
In a state in which there is no shaking, the ropes connecting the upper part of the base and the lower part of the support are all vertically parallel.
상기 로프들 중 임의로 선택된 2개는 모두 직사각형의 마주하는 두 변을 형성하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.3. The method of claim 2,
Two arbitrarily selected two of the ropes are seismic isolating structure, characterized in that both form two opposite sides of a rectangle.
상기 서포트는 상기 기둥의 하부에서 상기 기둥보다 상대적으로 넓은 치수로 형성된 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
The support is seismic isolating structure, characterized in that it comprises a flange formed in a relatively wider dimension than the column at the lower portion of the column.
상기 서포트 중 상기 기둥이 상기 수용 공간의 입구에 위치하도록 높이 조절되어, 상기 베이스가 흔들릴 때 상기 서포트와 상기 베이스 간의 충돌을 제한하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.5. The method of claim 4,
The height of the pillar of the support is adjusted so that it is located at the entrance of the accommodation space, so that when the base is shaken, a collision between the support and the base is limited.
상기 서포트 또는 상기 베이스는 철근콘크리트, 철골콘크리트, 내구성을 높인 철골, 특수 고강도 합금, 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
The support or the base is reinforced concrete, steel frame concrete, steel frame with increased durability, special high-strength alloy, graphene synthetic plastic containing a special alloy, graphene synthetic plastic, carbon fiber, carbon nanotube, graphene Use at least one Seismic isolation structure, characterized in that formed by
상기 로프는 행어로프, 강선와이어, 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱, 그래핀 합성 플라스틱, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
The rope is a seismic isolation structure, characterized in that it is formed using at least one of a hang rope, a steel wire, a graphene synthetic plastic containing a special alloy, a graphene synthetic plastic, carbon fibers, carbon nanotubes, and graphene.
상기 면진 구조는 평면적으로 사각 또는 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
The seismic isolating structure is a seismic isolating structure, characterized in that it is formed in a square or circular planar shape.
상기 베이스에는 상기 수용 공간의 입구 주변으로 로프 가이드 홈 또는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 면진 구조.The method of claim 1,
The base has a seismic isolating structure, characterized in that a rope guide groove or protrusion is formed around the entrance of the accommodating space.
상기 베이스의 전후좌우 측면이 개방된 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
Seismic isolation structure, characterized in that the front, rear, left and right sides of the base are open.
상기 서포트는, 상기 기둥의 하부에 상기 기둥보다 상대적으로 넓은 플랜지를 포함하며, 상기 베이스의 수직 기둥과 인접한 상기 플랜지의 코너는 상기 베이스의 상기 수직 기둥과의 간섭을 없애기 위해 부분적으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 면진 구조.11. The method of claim 10,
The support includes a flange at a lower portion of the column that is relatively wider than the column, and the corner of the flange adjacent to the vertical column of the base is partially concave to eliminate interference with the vertical column of the base. Characterized seismic isolation structure.
상기 베이스와 상기 서포트를 연결하는 상기 로프의 중앙에 스프링이 개재된 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
Seismic isolation structure, characterized in that the spring is interposed in the center of the rope connecting the base and the support.
상기 지지대의 상면 또는 상기 베이스의 저면에 제공되는 스프링 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
The seismic isolation structure further comprising a spring plate provided on the upper surface of the support or the lower surface of the base.
상기 서포트와 상기 베이스 간의 이격된 공간을 연결하는 적어도 하나의 임계충격차단장치를 더 포함하며,
상기 임계충격차단장치는 소정의 간격 이상 벌어지는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.The method of claim 1,
Further comprising at least one critical shock blocking device connecting the spaced space between the support and the base,
The critical shock blocking device is a seismic isolating structure, characterized in that it blocks the gap more than a predetermined interval.
상기 임계충격차단장치는 양단의 앵커부와 상기 앵커부를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 소정의 임계충격을 초과하면 늘어지거나 끊어지도록 설계된 것을 특징으로 하는 면진 구조.15. The method of claim 14,
The critical shock blocking device includes an anchor portion at both ends and a connection portion connecting the anchor portion, and the connection portion is designed to sag or break when a predetermined critical impact is exceeded.
상기 앵커부와 상기 연결부는 비너로 연결된 것을 특징으로 하는 면진 구조.16. The method of claim 15,
Seismic isolation structure, characterized in that the anchor portion and the connecting portion are connected by a biner.
상기 수용 공간의 하부에 모래 또는 자갈을 제공하고,
상기 서포트의 하부에는 상기 모래 또는 자갈에 묻히는 저항부가 돌출 형성되며,
상기 모래 또는 자갈이 상기 서포트의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
providing sand or gravel in the lower part of the receiving space;
A resistance part buried in the sand or gravel is formed protruding from the lower portion of the support,
The seismic isolation structure, characterized in that the sand or gravel restricts the movement of the support.
복수개의 독립된 상기 로프들이 상기 로프 지지부와 상기 기둥의 하부를 독립적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 면진 구조.According to claim 1,
A plurality of independent ropes are seismic isolating structure, characterized in that independently connecting the rope support and the lower portion of the column.
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