KR102883657B1 - Elastic supporting apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교량이나 건축물의 상부 구조물에 작용하는 수직하중을 안정적으로 지지하면서도 수평력에 대해 충분히 저항할 수 있는 강성을 가지는 탄성받침에 관한 것으로, 상부 구조물의 하부에 위치하는 상판, 하부 구조물의 상부에 설치되는 하판, 상기 상판과 하판 사이에 설치되는 상판 연결판, 상기 상판과 상판 연결판 사이에 설치되는 탄성패드, 상기 하판과 상판 연결판 사이에 설치되는 마찰저항수단 및 하판에 대한 중판과 상판의 저항력을 보강하기 위한 수단으로 중판 압축부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an elastic bearing having rigidity capable of stably supporting a vertical load applied to a superstructure of a bridge or building while also sufficiently resisting a horizontal force, and is characterized in that it comprises an upper plate positioned at the lower portion of the superstructure, a lower plate installed at the upper portion of the substructure, an upper plate connecting plate installed between the upper plate and the lower plate, an elastic pad installed between the upper plate and the upper plate connecting plate, a friction resistance means installed between the lower plate and the upper plate connecting plate, and a middle plate compression part as a means for reinforcing the resistance of the middle plate and the upper plate against the lower plate.
Description
본 발명은 탄성받침에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 교량이나 건축물의 상부 구조물에 작용하는 수직하중을 안전하게 지지함과 아울러 수평이동을 허용함으로써 하부 구조물에 작용하는 과도한 수평력의 크기를 줄여주는 동시에 완충 기능도 수행하는 탄성받침에 관한 것이다.The present invention relates to an elastic bearing, and more particularly, to an elastic bearing that safely supports a vertical load applied to a superstructure of a bridge or building while allowing horizontal movement, thereby reducing the size of an excessive horizontal force applied to a substructure, and at the same time performing a buffering function.
탄성받침은 앞서 기술분야 설명에서 언급한 바와 같이 교량 등에 있어서 상부 구조물에 작용하는 수직하중을 지지하고 수평이동을 통해 하부 구조물의 과도한 수평력을 경감시키며 완충 작용을 통해 구조물을 유지하도록 하는 장치이다.As mentioned in the previous technical description, elastic bearings are devices that support the vertical load applied to the superstructure in bridges and other structures, reduce the excessive horizontal force of the substructure through horizontal movement, and maintain the structure through a buffering action.
이러한 탄성받침의 최근 일례로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2583618호(2023.12.4.공고)가 있으며, 이 기술은 기존의 여러 종래기술과 마찬가지로 교량 상판에 결합하는 상측 플레이트와, 교각 내지 교대에 결합하는 하측 플레이트 사이에 탄성 고무판과 내부 보강 강판을 번갈아 적층한 탄성패드를 개재시켜 구성한 탄성받침에 관한 것이다.A recent example of such an elastic bearing is Korean Patent Publication No. 10-2583618 (announced on December 4, 2023), and this technology, like many existing conventional technologies, relates to an elastic bearing configured by interposing an elastic pad in which elastic rubber plates and internal reinforcing steel plates are alternately laminated between an upper plate that is coupled to a bridge deck and a lower plate that is coupled to a pier or abutment.
그런데 이와 같은 선행기술은 수평력에 대한 강성이 낮고 이로 인해 전단변형량이 증가하는 경우 수직하중에 대한 안정적인 지지가 불가능하게 될 뿐만 아니라 상부 구조의 위치가 낮아지는 것과 같은 현상으로 구조적인 안전성을 저해할 수 있으며 충격흡수력도 저하되어 충분한 완충효과도 기대하기 어렵게 되는 등의 여러 문제점이 있다. However, such prior art has several problems, such as low rigidity against horizontal force, which makes it impossible to stably support vertical loads when shear deformation increases, and structural safety may be compromised due to phenomena such as the position of the superstructure being lowered, and shock absorption capacity is also reduced, making it difficult to expect sufficient cushioning effect.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 교량이나 건축물의 상부 구조물에 작용하는 수직하중을 안정적으로 지지하면서도 수평력에 대해 충분히 저항할 수 있는 강성을 가지는 탄성받침을 제공하고자 하는 것에 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an elastic bearing having rigidity that can stably support vertical loads applied to the upper structure of a bridge or building while sufficiently resisting horizontal forces.
또한, 본 발명은 충분한 완충효과를 통해 충격흡수력을 증대시킬 수 있도록 하는 탄성받침을 제공하고자 하는 것에 목적이 있다.In addition, the present invention aims to provide an elastic support that can increase shock absorption through sufficient cushioning effect.
또한, 본 발명은 내구성이 우수하고 제작이 용이한 탄성받침을 제공하고자 하는 것에 목적이 있다.In addition, the present invention aims to provide an elastic support that is durable and easy to manufacture.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명인 탄성받침은,As a means for solving the above-mentioned problem, the elastic support of the present invention is
상부 구조물의 하부에 위치하는 상판,The top plate located at the bottom of the superstructure,
하부 구조물의 상부에 설치되는 하판,The lower plate installed on top of the substructure,
상기 상판과 하판 사이에 설치되는 상판 연결판,A top plate connecting plate installed between the top plate and the bottom plate,
상기 상판과 상판 연결판 사이에 설치되는 탄성패드 및An elastic pad installed between the top plate and the top plate connecting plate, and
상기 하판과 상판 연결판 사이에 설치되는 마찰저항수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized by including a friction resistance means installed between the lower plate and the upper plate connecting plate.
또한, 상기 상판 연결판의 상부에 고정 설치되는 탄성연결판을 더 포함하여 구성되며,In addition, it is configured to further include an elastic connecting plate fixedly installed on the upper part of the upper connecting plate,
상기 탄성패드는 상기 탄성연결판에 하면이 고정되고 상면은 상기 상판에 고정되는 것을 특징으로 한다.The above elastic pad is characterized in that the lower surface is fixed to the elastic connecting plate and the upper surface is fixed to the upper plate.
또한, 상기 마찰저항수단은,In addition, the friction resistance means,
상기 하판과 상판 연결판 사이에 설치되고 상하면에 마찰판 수용홈이 형성되는 중판,A middle plate installed between the lower plate and the upper plate connecting plate and having a friction plate receiving groove formed on the upper and lower surfaces,
상기 중판 상하면의 마찰판 수용홈에 각각 일부가 삽입되고 일부는 상측 내지 하측으로 돌출되는 상부 마찰제 및 하부 마찰제,An upper friction member and a lower friction member, each part of which is inserted into the friction plate receiving grooves on the upper and lower surfaces of the above-mentioned middle plate and a part of which protrudes upward or downward,
상기 상부 마찰제와 상판 연결판 사이에 설치되어 상기 상부 마찰제와 접하는 상부 스테인리스강판 및An upper stainless steel plate installed between the upper friction member and the upper plate connecting plate and in contact with the upper friction member; and
상기 하부 마찰제와 하판 사이에 설치되어 상기 하부 마찰제와 접하는 하부 스테인리스강판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized by comprising a lower stainless steel plate installed between the lower friction material and the lower plate and in contact with the lower friction material.
또한, 상기 상판의 하면에 하측으로 돌출되어 형성되는 한 쌍의 걸림돌기부 및In addition, a pair of hook-and-loop portions formed by protruding downward on the lower surface of the upper plate and
상기 중판의 양측면에 상기 걸림돌기부가 삽입되도록 형성되는 걸림홈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further comprises a catch groove formed on both sides of the above-mentioned middle plate so that the catch projection can be inserted.
또한, 상기 하판과 상판 연결판 사이에 그리고 상기 중판의 교축방향 외측 양측에 교축직각방향으로 설치되는 한 쌍의 중판지지재,In addition, a pair of intermediate plate support members installed in a direction perpendicular to the axis of the intermediate plate between the lower plate and the upper plate connecting plate and on both outer sides of the intermediate plate in the direction of the axis of the intermediate plate,
각각의 중판지지재에 설치되는 하나 이상의 관통구,One or more penetration holes installed in each of the intermediate support members;
일단은 상기 중판의 교축방향 외측면에 고정 설치되고 상기 관통구를 관통하여 상기 중판지지재의 외측으로 돌출되어 설치되는 지지바,First, a support bar is fixedly installed on the outer surface of the axial direction of the above-mentioned intermediate plate and protrudes outward from the intermediate plate support member through the above-mentioned through-hole.
상기 중판과 중판지지재 사이에 상기 지지바를 감싸서 형성되어 중판지지재에 대해 중판을 탄성 지지하는 제1탄성체 및A first elastic body formed by wrapping the support bar between the above-mentioned middle plate and the middle plate support member to elastically support the middle plate with respect to the middle plate support member, and
상기 중판지지재의 외측에 돌출되는 지지바를 감싸서 형성되고 일단은 상기 중판지지재에 타단은 지지바의 끝단에 형성되는 멈춤링에 의해 지지되는 제2탄성체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it further comprises a second elastic body formed by wrapping a support bar protruding from the outside of the above-mentioned intermediate support member, and having one end supported by the intermediate support member and the other end supported by a stop ring formed at the end of the support bar.
또한, 상기 제1탄성체 및 제2탄성체는 코일 스프링 또는 원통 형태의 우레탄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the first elastic body and the second elastic body are characterized in that they are made of a coil spring or cylindrical urethane material.
또한, 외력이 작용하여 상기 중판이 일측 중판지지재를 향하여 이동시 일측 중판지지재에 접하여 설치되는 제1탄성체와 타측 중판지지재에 접하여 설치되는 제2탄성체가 저항하며, 상기 중판이 타측 중판지지재를 향하여 이동시 타측 중판지지재에 접하여 설치되는 제1탄성체와 일측 중판지지재에 접하여 설치되는 제2탄성체가 저항하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, when an external force is applied and the intermediate plate moves toward one intermediate plate support member, the first elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on one side and the second elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on the other side resist, and when the intermediate plate moves toward the other intermediate plate support member, the first elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on the other side and the second elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on one side resist.
또한, 상기 하부 스테인리스강판은 상기 중판지지재 사이에 끼워지고 상기 중판지지재의 내측면에 의해 이동이 제한되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower stainless steel plate is characterized in that it is sandwiched between the intermediate plate support members and its movement is restricted by the inner surface of the intermediate plate support members.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 탄성받침은 교량이나 건축물의 상부 구조물에 작용하는 수직하중을 안정적으로 지지하면서도 수평력에 대해 충분히 저항할 수 있는 강성을 확보함과 아울러 크기나 체적을 최소화할 수 있으면서 과도한 전단변형과 같은 현상으로 상부 구조가 낮아지는 등의 여러 문제점을 해결할 수 있으며, 단순한 고무 재질의 탄성패드에서 나아가 마찰수단 등의 부가로 충분한 완충효과를 통해 충격흡수력을 증대시킬 수 있으며, 내구성이 우수하고 제작이 용이한 이점이 있다.Through the problem-solving means as described above, the elastic bearing of the present invention can stably support a vertical load applied to the upper structure of a bridge or building while securing rigidity sufficient to resist horizontal force, and at the same time, can minimize the size or volume while solving various problems such as lowering of the upper structure due to phenomena such as excessive shear deformation, and can increase shock absorption through sufficient cushioning effect by adding friction means, etc., beyond a simple elastic pad made of rubber, and has the advantages of excellent durability and ease of manufacture.
도 1은 본 발명에 따른 탄성받침을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄성받침을 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탄성받침을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄성받침의 외력에 의한 제1탄성체 및 제2탄성체의 구동 메커니즘을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄성받침의 작용 외력에 대한 변위량 및 에너지흡수량의 관계를 설명하기 위한 하중-변위 선도이다.Figure 1 is a perspective view illustrating an elastic support according to the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing an elastic support according to the present invention.
Figure 3 is a front view showing an elastic support according to the present invention.
FIG. 4 is a drawing explaining the driving mechanism of the first elastic body and the second elastic body by an external force of the elastic support according to the present invention.
Figure 5 is a load-displacement diagram for explaining the relationship between displacement and energy absorption in response to external force applied to an elastic support according to the present invention.
본 발명에 따른 탄성받침의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.A preferred embodiment of the elastic support according to the present invention is described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명에 따른 탄성받침을 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 탄성받침을 도시한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 탄성받침을 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 탄성받침의 외력에 의한 제1탄성체 및 제2탄성체의 구동 메커니즘을 설명하는 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 탄성받침의 작용 외력에 대한 변위량 및 에너지흡수량의 관계를 설명하기 위한 하중-변위 선도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating an elastic support according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an elastic support according to the present invention, FIG. 3 is a front view illustrating an elastic support according to the present invention, FIG. 4 is a drawing explaining a driving mechanism of a first elastic body and a second elastic body by an external force of an elastic support according to the present invention, and FIG. 5 is a load-displacement diagram for explaining the relationship between the displacement amount and the energy absorption amount for an applied external force of an elastic support according to the present invention.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성받침은 상부 구조물의 하부에 위치하는 상판(1)과, 하부 구조물의 상부에 설치되는 하판(2)과, 상판(1)과 하판(2) 사이에 설치되는 상판 연결판(3)과, 상판(1)과 상판 연결판(3) 사이에 설치되는 탄성패드(4)와, 하판(2)과 상판 연결판(3) 사이에 설치되는 마찰저항수단으로 이루어진다.As illustrated in FIGS. 1 to 3, the elastic support according to the present invention comprises an upper plate (1) positioned at the lower portion of an upper structure, a lower plate (2) installed at the upper portion of the lower structure, an upper plate connecting plate (3) installed between the upper plate (1) and the lower plate (2), an elastic pad (4) installed between the upper plate (1) and the upper plate connecting plate (3), and a frictional resistance means installed between the lower plate (2) and the upper plate connecting plate (3).
마찰저항수단은 외부 하중 재하시에 마찰을 통해 전단변형이 되지 않도록 저항하는 저항수단으로서 외부 하중에 의한 에너지를 흡수하여 열에너지로 외부로 분산시키게 된다.The friction resistance means is a resistance means that resists shear deformation through friction when an external load is applied, and absorbs the energy caused by the external load and dissipates it to the outside as heat energy.
또한, 본 발명에서는 상판 연결판(3)의 상부에 고정 설치되는 탄성연결판(5)이 더 구비되며, 탄성패드(4)는 이 탄성연결판(5)에 하면이 고정되고 상면은 상판(1)에 고정된다.In addition, the present invention further includes an elastic connecting plate (5) that is fixedly installed on the upper portion of the upper connecting plate (3), and the elastic pad (4) has its lower surface fixed to the elastic connecting plate (5) and its upper surface fixed to the upper plate (1).
구체적으로, 마찰저항수단은 하판(2)과 상판 연결판(3) 사이에 설치되고 상하면에 마찰판 수용홈(6)이 형성되는 중판(7)과, 중판(7) 상하면의 마찰판 수용홈(6)에 각각 일부가 삽입되고 일부는 상측 내지 하측으로 돌출되는 상부 마찰제(8) 및 하부 마찰제(9)와, 상부 마찰제(8)와 상판 연결판(3) 사이에 설치되어 상부 마찰제(8)와 접하는 상부 스테인리스강판(10)과, 하부 마찰제(9)와 하판(2) 사이에 설치되어 하부 마찰제(9)와 접하는 하부 스테인리스강판(11)으로 이루어진다.Specifically, the friction resistance means is composed of a middle plate (7) installed between a lower plate (2) and an upper plate connecting plate (3) and having friction plate receiving grooves (6) formed on the upper and lower surfaces thereof, an upper friction member (8) and a lower friction member (9) each having a portion inserted into the friction plate receiving grooves (6) on the upper and lower surfaces of the middle plate (7) and a portion protruding upward or downward, an upper stainless steel plate (10) installed between the upper friction member (8) and the upper plate connecting plate (3) and in contact with the upper friction member (8), and a lower stainless steel plate (11) installed between the lower friction member (9) and the lower plate (2) and in contact with the lower friction member (9).
또한, 본 발명은 상판(1)의 하면에 하측으로 돌출되어 형성되는 한 쌍의 걸림돌기부(12)와, 중판(7)의 양측면에 걸림돌기부(12)가 삽입되도록 형성되는 걸림홈(13)을 구비한다. 이를 통해, 상판(1)에 작용하는 수평력은 이 걸림돌기부(12)와 걸림홈(13)에 의해 중판(7)에 그대로 전달되게 되며, 이로 인해 상판(1)과 중판970은 거동을 같이 하게 된다.In addition, the present invention has a pair of hooking projections (12) formed to protrude downward on the lower surface of the upper plate (1), and hooking grooves (13) formed on both sides of the middle plate (7) so that the hooking projections (12) are inserted therein. Through this, the horizontal force acting on the upper plate (1) is directly transmitted to the middle plate (7) by the hooking projections (12) and the hooking grooves (13), and as a result, the upper plate (1) and the middle plate 970 move together.
이러한 마찰저항수단의 기능이나 작용에 대해 설명하면, 일례로 외력이 작용하여 상판(1)에 수평력이 작용한다고 가정하는 경우 탄성연결판(5)과 상판 연결판(3)을 통해 하판(2)에 간접적으로 하면이 고정된 것이라고 볼 수 있는 탄성패드(4)는 이 수평력에 저항하게 되며, 이때 상판(1)과 걸림돌기부(12)와 걸림홈(13)를 통해 연결된 중판(7)은 상판(1)과 같은 거동을 하게 되는데, 중판(7)에 설치되는 상부 마찰제(8)와 하부 마찰제(9)도 수평력에 대한 저항력으로 작용하게 되어 마찰저항수단을 통해 탄성패드(4)에 가해지는 수평력의 부담은 경감될 수 있으며 결국, 전체적으로 더 큰 외력에 대해서도 저항할 수 있게 되는 특징이 있다. 반대로 하판(2)에 수평력이 작용하는 경우도 마찬가지로 마찰저항수단은 결국 상부 구조물이 고정되는 상판(1)과 하부 구조물이 고정되는 하판(2)의 상대적 이동에 대한 저항으로 작용하여 기존에 설치되던 탄성패드(4)의 부하를 경감시킬 수 있어 과도한 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 탄성패드(4)의 크기나 체적을 최소화할 수 있게 된다.Here, the function or action of such friction resistance means is explained. For example, if an external force is applied and a horizontal force is applied to the upper plate (1), the elastic pad (4), which can be seen as having its lower surface indirectly fixed to the lower plate (2) through the elastic connecting plate (5) and the upper plate connecting plate (3), resists this horizontal force. At this time, the middle plate (7) connected to the upper plate (1) through the catch projection (12) and the catch groove (13) behaves in the same way as the upper plate (1), and the upper friction member (8) and the lower friction member (9) installed on the middle plate (7) also act as a resistance to the horizontal force, so that the burden of the horizontal force applied to the elastic pad (4) through the friction resistance means can be reduced, and ultimately, there is a characteristic that it can resist even a larger external force overall. Conversely, in the case where a horizontal force is applied to the lower plate (2), the frictional resistance means ultimately acts as a resistance to the relative movement of the upper plate (1) to which the upper structure is fixed and the lower plate (2) to which the lower structure is fixed, thereby reducing the load on the previously installed elastic pad (4), thereby preventing excessive deformation and minimizing the size or volume of the elastic pad (4).
또한, 본 발명은 탄성패드(4)와 마찰저항수단에 추가하여 하판(2)에 대한 중판(7)과 상판(1)의 저항력을 보강하기 위한 수단으로 중판 압축부를 더 구비하는데, 이러한 중판 압축부는 하판(2)과 상판 연결판(3) 사이에 그리고 중판(7)의 교축방향 외측 양측에 교축직각방향으로 설치되는 한 쌍의 중판지지재(14)와, 각각의 중판지지재(14)에 설치되는 하나 이상의 관통구(15)와, 일단은 중판(7)의 교축방향 외측면에 고정 설치되고 관통구(15)를 관통하여 중판지지재(14)의 외측으로 돌출되어 설치되는 지지바(16)와, 중판(7)과 중판지지재(14) 사이에 지지바(16)를 감싸서 형성되어 중판지지재(14)에 대해 중판(7)을 탄성 지지하는 제1탄성체(17)와, 중판지지재(14)의 외측에 돌출되는 지지바(16)를 감싸서 형성되고 일단은 중판지지재(14)에 타단은 지지바(16)의 끝단에 형성되는 멈춤링(18)에 의해 지지되는 제2탄성체(19)로 이루어진다.In addition, the present invention further comprises a middle plate compression unit as a means for reinforcing the resistance of the middle plate (7) and the upper plate (1) against the lower plate (2) in addition to the elastic pad (4) and the friction resistance means, and this middle plate compression unit comprises a pair of middle plate support members (14) installed between the lower plate (2) and the upper plate connecting plate (3) and on both outer sides of the middle plate (7) in a direction perpendicular to the middle plate axis, one or more through holes (15) installed in each middle plate support member (14), a support bar (16) having one end fixedly installed on the outer surface of the middle plate (7) in the middle axial direction and protruding outward from the middle plate support member (14) by penetrating the through hole (15), and a first elastic body (17) formed by wrapping the support bar (16) between the middle plate (7) and the middle plate support member (14) to elastically support the middle plate (7) against the middle plate support member (14), and a first elastic body (17) formed on the outer side of the middle plate support member (14) It is formed by wrapping a protruding support bar (16) and is composed of a second elastic body (19) supported at one end by a middle plate support member (14) and at the other end by a stop ring (18) formed at the end of the support bar (16).
여기서, 중판지지재(14)는 사각형 단면의 바 형태로 이루어지고 양단에 상판(1)과 하판(2)에 결합을 위해 내측으로 돌출된 결합부가 구비되며 이 결합부에 볼트 등의 결합공이 형성되며, 지지바(16)는 원형 단면의 길이가 긴 바로 이루어지며, 제1탄성체(17) 및 제2탄성체(19)는 코일 스프링 또는 원통 형태의 우레탄 재질로 이루어지는데, 바람직하기에는, 제1탄성체(17)는 금속제의 코일 스프링, 제2탄성체(19)는 원통 형태의 우레탄 재질의 탄성재로 이루어진다.Here, the intermediate support member (14) is formed in the shape of a bar with a square cross-section and has a connecting portion protruding inwardly at both ends for connecting to the upper plate (1) and the lower plate (2), and a connecting hole such as a bolt is formed in this connecting portion, and the support bar (16) is formed as a long bar with a circular cross-section, and the first elastic body (17) and the second elastic body (19) are formed of a coil spring or a cylindrical urethane material. Preferably, the first elastic body (17) is formed of a metal coil spring, and the second elastic body (19) is formed of a cylindrical urethane material elastic material.
그리고 본 발명에서는 외력이 작용하여 중판(7)이 일측 중판지지재(14)를 향하여 이동시 일측 중판지지재(14)에 접하여 설치되는 제1탄성체(17)와 타측 중판지지재(14)에 접하여 설치되는 제2탄성체(19)가 저항하며 탄성변형하여 수축하며, 중판(7)이 타측 중판지지재(14)를 향하여 이동시 타측 중판지지재(14)에 접하여 설치되는 제1탄성체(17)와 일측 중판지지재(14)에 접하여 설치되는 제2탄성체(19)가 저항하며 탄성변형하여 수축하도록 구성된다.And in the present invention, when an external force is applied and the middle plate (7) moves toward one side of the middle plate support member (14), the first elastic body (17) installed in contact with the middle plate support member (14) on one side and the second elastic body (19) installed in contact with the middle plate support member (14) on the other side resist and elastically deform and contract, and when the middle plate (7) moves toward the middle plate support member (14) on the other side, the first elastic body (17) installed in contact with the middle plate support member (14) on the other side and the second elastic body (19) installed in contact with the middle plate support member (14) on one side resist and elastically deform and contract.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측 중판지지재(14) 방향으로 외력이 작용하여 중판(7)이 일측 중판지지재(14)를 향하여 이동할 경우(a), 중판(7)과 일측 중판지지재(14)에 의해 양단이 지지되어 그 사이에 설치되는 일측 제1탄성체(17)는 중판(7)의 가압에 의해 수축하게 되며, 동시에 반대측, 즉 타측 중판지지재(14)와 타측 멈춤링(18)에 의해 양단이 지지되어 그 사이에 설치되는 타측 제2탄성체(19)도 수축하게 된다. 즉, 중판(7)이 일측 중판지지재(14)를 향하여 이동할 경우 일측 제1탄성체(17)와 타측 제2탄성체(19)가 외력에 저항하게 된다.Specifically, as illustrated in FIG. 4, when an external force is applied in the direction of the one-sided intermediate plate support member (14) and the intermediate plate (7) moves toward the one-sided intermediate plate support member (14) (a), the first elastic body (17) on one side, which is supported at both ends by the intermediate plate (7) and the one-sided intermediate plate support member (14) and installed between them, contracts due to the pressure of the intermediate plate (7), and at the same time, the second elastic body (19) on the other side, which is supported at both ends by the opposite side, that is, the intermediate plate support member (14) on the other side and the stop ring (18) and installed between them, also contracts. That is, when the intermediate plate (7) moves toward the one-sided intermediate plate support member (14), the first elastic body (17) on one side and the second elastic body (19) on the other side resist the external force.
그리고 타측 중판지지재(14) 방향으로 외력이 작용하여 중판(7)이 타측 중판지지재(14)를 향하여 이동할 경우(b), 중판(7)과 타측 중판지지재(14)에 의해 양단이 지지되어 그 사이에 설치되는 타측 제1탄성체(17)는 중판(7)의 가압에 의해 수축하게 되며, 동시에 반대측, 즉 일측 중판지지재(14)와 일측 멈춤링(18)에 의해 양단이 지지되어 그 사이에 설치되는 일측 제2탄성체(19)도 수축하게 된다. 즉, 중판(7)이 타측 중판지지재(14)를 향하여 이동할 경우 타측 제1탄성체(17)와 일측 제2탄성체(19)가 외력에 저항하게 된다.And when an external force is applied toward the other side middle plate support member (14) and the middle plate (7) moves toward the other side middle plate support member (14) (b), the first elastic body (17) on the other side, which is supported at both ends by the middle plate (7) and the other side middle plate support member (14) and installed between them, contracts due to the pressure of the middle plate (7), and at the same time, the second elastic body (19) on the opposite side, that is, which is supported at both ends by the middle plate support member (14) on one side and the stop ring (18) on one side and installed between them, also contracts. That is, when the middle plate (7) moves toward the other side middle plate support member (14), the first elastic body (17) on the other side and the second elastic body (19) on one side resist the external force.
이와 같은 제1탄성체(17) 및 제2탄성체(19)의 설치를 통해, 도 5에 도시된 바와 같이 동일 수평력에 대한 전단변형량이 줄일 수 있게 되어 상판(1)과 그 위에 설치되는 상부 구조물의 과도한 위치 하강을 피할 수 있으며 탄성패드(4)에 대한 응력 부담이 현저히 경감되므로 탄성패드(4)의 크기나 부피를 줄일 수 있어 전체적인 탄성패드(4)나 전체 탄성받침의 규모를 최소화하는 설계가 가능하게 된다. 또한, 지진과 같은 진동을 동반하는 외력의 재하시에 전체적인 에너지 감쇄 효과가 증가하며 단위변형량에 대한 감쇄되는 에너지도 증가하게 된다.By installing the first elastic body (17) and the second elastic body (19) as described above, the shear deformation for the same horizontal force can be reduced as shown in FIG. 5, so that excessive position lowering of the upper plate (1) and the upper structure installed thereon can be avoided, and since the stress burden on the elastic pad (4) is significantly reduced, the size or volume of the elastic pad (4) can be reduced, enabling a design that minimizes the overall size of the elastic pad (4) or the entire elastic support. In addition, when an external force accompanied by vibration such as an earthquake is applied, the overall energy attenuation effect increases, and the attenuated energy per unit deformation also increases.
도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 도시된 바와 같이 교축방향으로 작용하는 수평력(F)과 전단변형량(δ)의 관계를 하중-변위 선도로 표시할 경우(모든 구성요소의 탄성한도 내 거동시 기준), 기존의 탄성패드(A)에 작용하는 수평력은 F1, 전단변형량을 δ1이라 하면, 탄성패드(4)와 마찰저항수단이 같이 설치될 경우(B) 작용하는 수평력 F2는 F2>F1이며 전단변형량 δ2는 δ2<δ1 이므로 탄성팬드만 설치하는 것에 마찰저항수단의 설치로 인해 더 큰 수평력을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 변형량도 감소시킬 수 있게 된다. 이에 나아가 본 발명은 제1탄성체(17)와 제2탄성체(19)의 추가 설치로 인해 제1탄성체(17)만 추가 설치의 경우(C) 수평력 F3는 F3>F2, 전단변형량 δ3는 δ3<δ2, 제2탄성체(19)의 동시 추가 설치의 경우(D) 수평력 F4는 F4>F3, 전단변형량 δ4>δ3로 수평력에 대한 저항력을 최대화하고 전단변형량을 최소화시킬 수 있게 된다. Specifically, referring to FIG. 5, when the relationship between the horizontal force (F) acting in the axial direction and the shear strain (δ) is expressed as a load-displacement diagram as shown (based on the behavior within the elastic limit of all components), if the horizontal force acting on the existing elastic pad (A) is F 1 and the shear strain is δ 1 , when the elastic pad (4) and the friction resistance means are installed together (B), the horizontal force F 2 acting is F 2 > F 1 and the shear strain δ 2 is δ 2 < δ 1 , so by installing the friction resistance means instead of only installing the elastic pad, not only can a greater horizontal force be withstood, but the strain can also be reduced. Furthermore, the present invention maximizes the resistance to horizontal force and minimizes the shear strain by additionally installing the first elastic body (17) and the second elastic body (19), so that in the case of additionally installing only the first elastic body (17) (C), the horizontal force F 3 is F 3 > F 2 , and the shear strain δ 3 is δ 3 < δ 2 , and in the case of simultaneous additional installation of the second elastic body (19) (D), the horizontal force F 4 is F 4 > F 3 , and the shear strain δ 4 > δ 3 .
또한, 이와 같은 구성으로 동일 전단변형량에 비해 감쇄되는 에너지가 증대됨으로써 탄성받침의 규모를 최소화하면서도 지진 등으로 인한 외력의 작용시 그 완충 내지 감쇄효과를 높일 수 있게 되는 것이다.In addition, since the energy dissipated is increased compared to the same shear strain with this configuration, it is possible to minimize the size of the elastic support while increasing the buffering or damping effect when external force such as an earthquake is applied.
특히, 본 발명은 상판 연결판(3)과 하판(2) 사이의 중판(7) 교축방향 양측에 중판지지재(14)를 두고 중판지지재(14)의 양측에 제1탄성체(17) 및 제2탄성체(19)를 설치하는 간단한 구조를 통해 탄성받침의 수평력에 대한 저항력을 증대시키고 전단변형량을 줄일 수 있는 것이다.In particular, the present invention can increase the resistance to horizontal force of an elastic support and reduce shear deformation through a simple structure in which a middle plate support member (14) is placed on both sides of the middle plate (7) between the upper plate connecting plate (3) and the lower plate (2) in the axial direction, and a first elastic body (17) and a second elastic body (19) are installed on both sides of the middle plate support member (14).
그리고 본 발명에서는 하부 스테인리스강판(11)은 중판지지재(14) 사이에 끼워지고 중판지지재(14)의 내측면에 의해 이동이 제한되도록 구성됨으로써 간단한 구성으로 하부 스테인리스강판(11)을 정위치에 고정하고 견고히 고정시킬 수 있게 된다.And in the present invention, the lower stainless steel plate (11) is configured to be sandwiched between the intermediate plate support members (14) and its movement is restricted by the inner surface of the intermediate plate support members (14), thereby enabling the lower stainless steel plate (11) to be fixed in place and firmly fixed with a simple configuration.
1: 상판 2: 하판
3: 상판 연결판 4: 탄성패드
5: 탄성연결판 6: 마찰판 수용홈
7: 중판 8: 상부 마찰제
9: 하부 마찰제 10: 상부 스테인리스강판
11: 하부 스테인리스강판 12: 걸림돌기부
13: 걸림홈 14: 중판지지재
15: 관통구 16: 지지바
17: 제1탄성체 18: 멈춤링
19: 제2탄성체1: Top plate 2: Bottom plate
3: Top plate connecting plate 4: Elastic pad
5: Elastic connecting plate 6: Friction plate receiving groove
7: Middle plate 8: Upper friction material
9: Lower friction material 10: Upper stainless steel plate
11: Lower stainless steel plate 12: Hook
13: Hook groove 14: Middle plate support member
15: Penetration hole 16: Support bar
17: First elastic body 18: Stop ring
19: Second elastic body
Claims (4)
하부 구조물의 상부에 설치되는 하판,
상기 상판과 하판 사이에 설치되는 상판 연결판,
상기 상판과 상판 연결판 사이에 설치되는 탄성패드,
상기 하판과 상판 연결판 사이에 설치되는 마찰저항수단 및
또한, 상기 상판 연결판의 상부에 고정 설치되는 탄성연결판을 포함하여 구성되며,
상기 탄성패드는 상기 탄성연결판에 하면이 고정되고 상면은 상기 상판에 고정되며,
상기 마찰저항수단은,
상기 하판과 상판 연결판 사이에 설치되고 상하면에 마찰판 수용홈이 형성되는 중판,
상기 중판 상하면의 마찰판 수용홈에 각각 일부가 삽입되고 일부는 상측 내지 하측으로 돌출되는 상부 마찰제 및 하부 마찰제,
상기 상부 마찰제와 상판 연결판 사이에 설치되어 상기 상부 마찰제와 접하는 상부 스테인리스강판 및
상기 하부 마찰제와 하판 사이에 설치되어 상기 하부 마찰제와 접하는 하부 스테인리스강판을 포함하여 구성되며,
상기 상판의 하면에 하측으로 돌출되어 형성되는 한 쌍의 걸림돌기부,
상기 중판의 양측면에 상기 걸림돌기부가 삽입되도록 형성되는 걸림홈,
상기 하판과 상판 연결판 사이에 그리고 상기 중판의 교축방향 외측 양측에 교축직각방향으로 설치되는 한 쌍의 중판지지재,
각각의 중판지지재에 설치되는 하나 이상의 관통구,
일단은 상기 중판의 교축방향 외측면에 고정 설치되고 상기 관통구를 관통하여 상기 중판지지재의 외측으로 돌출되어 설치되는 지지바,
상기 중판과 중판지지재 사이에 상기 지지바를 감싸서 형성되어 중판지지재에 대해 중판을 탄성 지지하는 제1탄성체 및
상기 중판지지재의 외측에 돌출되는 지지바를 감싸서 형성되고 일단은 상기 중판지지재에 타단은 지지바의 끝단에 형성되는 멈춤링에 의해 지지되는 제2탄성체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
탄성받침
The top plate located at the bottom of the superstructure,
The lower plate installed on top of the substructure,
A top plate connecting plate installed between the top plate and the bottom plate,
An elastic pad installed between the top plate and the top plate connecting plate,
Friction resistance means installed between the lower plate and the upper plate connecting plate, and
In addition, it is configured to include an elastic connecting plate fixedly installed on the upper part of the upper connecting plate,
The elastic pad has its lower surface fixed to the elastic connecting plate and its upper surface fixed to the upper plate.
The above friction resistance means is,
A middle plate installed between the lower plate and the upper plate connecting plate and having a friction plate receiving groove formed on the upper and lower surfaces,
An upper friction member and a lower friction member, each part of which is inserted into the friction plate receiving grooves on the upper and lower surfaces of the above-mentioned middle plate and a part of which protrudes upward or downward,
An upper stainless steel plate installed between the upper friction member and the upper plate connecting plate and in contact with the upper friction member; and
It is configured to include a lower stainless steel plate installed between the lower friction material and the lower plate and in contact with the lower friction material,
A pair of hook-and-loop portions formed by protruding downward on the lower surface of the upper plate,
A catch groove formed on both sides of the above-mentioned middle plate so that the catch projection can be inserted,
A pair of intermediate plate support members installed in a direction perpendicular to the axis of the intermediate plate between the lower plate and the upper plate connecting plate and on both outer sides of the intermediate plate in the direction of the axis of the intermediate plate,
One or more penetration holes installed in each of the intermediate support members;
First, a support bar is fixedly installed on the outer surface of the axial direction of the above-mentioned intermediate plate and protrudes outward from the intermediate plate support member through the above-mentioned through-hole.
A first elastic body formed by wrapping the support bar between the above-mentioned middle plate and the middle plate support member to elastically support the middle plate with respect to the middle plate support member, and
It is characterized in that it further comprises a second elastic body formed by wrapping a support bar protruding from the outside of the above-mentioned intermediate support member and having one end supported by the intermediate support member and the other end supported by a stop ring formed at the end of the support bar.
Elastic support
외력이 작용하여 상기 중판이 일측 중판지지재를 향하여 이동시 일측 중판지지재에 접하여 설치되는 제1탄성체와 타측 중판지지재에 접하여 설치되는 제2탄성체가 저항하며, 상기 중판이 타측 중판지지재를 향하여 이동시 타측 중판지지재에 접하여 설치되는 제1탄성체와 일측 중판지지재에 접하여 설치되는 제2탄성체가 저항하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
탄성받침
In claim 1,
When an external force is applied and the above-mentioned intermediate plate moves toward one intermediate plate support member, the first elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on one side and the second elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on the other side resist, and when the intermediate plate moves toward the other intermediate plate support member, the first elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on the other side and the second elastic body installed in contact with the intermediate plate support member on one side resist.
Elastic support
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