KR20060010852A

KR20060010852A - 구조물 붕괴 예측 및 방지장치

Info

Publication number: KR20060010852A
Application number: KR1020060001580A
Authority: KR
Inventors: 이용희; 서덕석
Original assignee: 이용희; 서덕석
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2006-02-02

Abstract

본 발명은 구조물의 시공과정 및 준공 후 붕괴로 인한 인명피해를 동반하는 대형 안전사고를 사전에 예측하고 통보할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 지진이나 태풍, 폭설 및 폭우등과 같은 자연요인 및 급격한 하중 등에 의한 붕괴 위험을 갖고 있는 구조물에서 지속적인 구조물의 변형 및 변위를 감시하면서 적정 변형 및 변위 이상의 요인이 발생하면 감지하여 이를 통지함으로서 사전에 대형 사고를 방지할 수 있도록 하는 것이다. 특히, 구조물의 시공현장이나 완성된 구조물에 부착이 용이하며, 단일한 장치에 의한 구조물의 변형 및 변위 감지 뿐만 아니라, 동시한 복수개의 장치를 이용하여 중앙에서 통합관리가 용이한 점을 특징으로 한다.

구조물, 변위, 변각, 변형, 붕괴

Description

구조물 붕괴 예측 및 방지장치{System for preventing and forecasting a breakdown of a structure }

도 1은 본 발명의 실시예인 구조물 붕괴 예측 및 방지장치 구성도이다.

도 2는 본 발명의 구조물 붕괴 예측 및 방지 센서감지장치

도 3은 본 발명의 구조물 붕괴 예측 및 방지 중계장치

본 발명은 구조물의 시공 과정이나 준공된 후, 붕괴로 인한 인명피해를 동반하는 대형 안전사고를 사전에 예측하고 통보할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 지진이나 태풍, 폭설 및 폭우등과 같은 자연요인 및 급격한 하중 등에 의한 붕괴 위험을 갖고 있는 구조물에서 지속적인 구조물의 변형 및 일시적인 변위를 감시하면서 적정 변형과 변위 이상의 요인이 발생하면 감지하여 이를 통지함으로서 사전에 대형 사고를 방지할 수 있는 장치에 관한 것이다.

구조물의 붕괴사고는 다수의 인명피해는 물론, 엄청난 경제적 손실을 동반하는 대형 중대재해로 발전할 가능성이 매우 높은 재해이다. 성수대교 및 삼풍백화점 붕괴등과 같은 대형 구조물의 붕괴가 그 예이다. 이에 의거 구조물의 붕괴로 인한 재해발생을 감소시키고자 공사관계자 대상의 안전교육, 붕괴위험현장 전담관리, 안전작업메뉴얼 제작·보급 등과 같은 강도 높은 예방대책 수립을 통하여 구조물 붕괴사고 예방에 힘쓰고 있으나, 붕괴에 의한 대형안전사고는 매년 지속적으로 발생하고 있다. 이와 같이 예방교육과 같은 대책 이외에 사전에 대형 구조물의 시공시 구조물 내에 변형을 측정할 수 있는 센서를 부착하고 센서로부터 건축구조물의 변형을 측정하여 중앙의 센터로 전달하고, 지속적으로 구조물을 감시, 관리하며, 대책을 수립하는 방법들이 사용되고 있다.

이러한 종래 사용되는 구조물에 부착하여 센서로부터 측정된 값을 중앙의 센터로 전달하고 감시하는 방법은 필연적으로 센서를 구조물을 생성할 시 부착이 이루어져야 하며, 센서로부터 수집된 정보를 처리하기 위한 대형 관리센터가 필연적으로 존재하게 된다. 또한, 태풍이나 폭우, 폭설등과 같이 급격한 요인에 의해 변형이 일어나기 전에 구조물의 흔들림과 같은 변위가 발생하면서 붕괴가 진행될 시, 경보 및 위험경고등의 점등과 같은 자체 통지시스템의 부제로 중앙 관리센터를 경유하여 대책을 수립 후, 통보가 이루어지고 있어 대처할 수 있는 시간이 짧다는 점이 문제가 되고 있다. 이로 인해, 종래방법은 통보방법과 비용, 그리고 시설 운영비면에서 대형 교량이나 대형 구조물등과 같은 일부외에는 도입하기 힘든 부분이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구조물의 변형 및 변위의 위험범위를 미리 설정한 후, 구조물의 변형 및 변위를 측정하는 센서 로부터 실시간으로 측정하고 이를 측정된 값과 미리 설정된 값을 비교하여 설정된 값 이상의 변형이 일어나면 자체적으로 경보 및 위험 경고등을 점등시키며, 또한, 측정된 값을 현장 구조물 감시 센터에 전송하여 사전에 붕괴 위험에 대비할 수 있는 장치를 제공함을 목적으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 건축구조물 붕괴 예측 및 방지장치 구성도로서, 현장 구조물(110)와 단일 구조물 내와 같이 일정 거리에 있는 현장구조물 감시센터(140), 그리고 원격지 구조물 위험 종합 감시센터(140)로 구성되어 있다. 현장구조물(110)은 구조물의 기둥(122)과 같은 측면(122)에 부착하여 횡측 변형 및 변위를 측정하기 위한 감지센서장치(122) 또는 구조물의 평면(120)에 부착하여 상하 변형 및 변위를 측정하기 위한 감지센서장치(114)로 구성된다. 변위센서는 구조물의 흔들림을 측정하고, 변형감지센서는 구조물의 기울기를 측정한다. 구조물의 변형 성격에 따라 상하 변형 및 변위 감지센서장치(114)나 횡측 변형 및 변위 감지센서장치(112), 또는 둘 다를 사용하여 측정하게 된다. 센서로부터 시간에 따른 측정된 값의 도식적이 예(130)는 변위 및 변형을 나타내는 것으로서 미리 진폭값의 안정변위(132)를 현장예보시스템(142)로부터 수신 받아 설정하여, 일정 범위내의 값을 벗어나는 상위 값(134)이나 하위 값(136)에 이르면 변형 및 변위 측정 감지센서장치(112, 114)는 알람 및 위험 경고등을 점등함과 동시에 변위 값을 현장구조물 감시센터(140)에 송신한다. 현장구조물 감시센터(140)의 사전예보시스템(142)에서는 수신된 변형 및 변위 값을 수신 받아 사전 위험 경보(144) 및 위험 경고등(145)을 점등하고 이를 휴대폰 문자메시지로 사전 입력된 현장관리자 휴대폰(146)으로 전송하게 며 변위 및 변형을 분석하고 해석할 수 있는 컴퓨터(148)을 통해 구조물의 사전 안전성도 계산할 수 있도록 한다. 또한, 인터넷을 통해 여러 구조물을 동시에 감시하고 관리할 수 있는 원격지의 구조물 종합 감시 센터(140)의 컴퓨터(150)에 전송함으로서 중앙집중식 구조물 위험을 감시할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 건축구조물 붕괴 예측 및 방지장치 센서감지장치의 구조(210)를 나타낸 것으로서, 구조물의 외벽이나 상판에 부착하여 변형과 변위를 측정하기 위한 변위센서(212)와 변각센서(214)로부터 변위와 변형을 측정하게 된다. 즉, 변위센서(212)는 구조물의 흔들림을 측정하고, 변각센서(214)는 구조물의 기울기를 측정한다. 지속적인 변형은 변각센서(214)로부터 구조물의 변형된 각을 측정하여 얻게되며, 일시적인 지진이나, 태풍과 같은 요인에 의한 흔들림은 변위센서(212)를 통해 얻게 된다. 감지센서(212, 214)로부터 들어온 값을 증폭하여 디지털 신호로 변환하기 위한 AD 컨버터(220)를 거쳐, 현장예보시스템(310)의 범용의 I/O 인터페이스부(350)의 KEY 조작부(370)에서 위험범위 값을 설정한 값을 보내온 값을 메모리(232)에 저장하고, 메모리(232)에 저장된 데이터 값과 프로그램을 마이크로프로세서(230)는 실행하면서 입력된 값과 설정된 값을 비교하여, 일정 값 이하이거나 이상이면 I/O 인터페이스부(250)에 연결된 자체알람(254)과 위험경고등(252)를 점등하게 된다. 또한 변위센서(212)와 변각센서(214)로부터 들어온 값을 현장구조 물 감시센터에 RF회로부(240)을 거쳐 안테나(242)를 통해 현장예보시스템으로 전송한다.

도 3은 본 발명의 건축구조물 붕괴 예측 및 방지장치의 현장 예보시스템의 구성도(310)를 나타낸 것으로 건축구조물 붕괴 예측 및 방지장치의 센서감지장치(210)로부터 수신된 변위 및 변각정보는 건축구조물 붕괴 예측 및 방지장치 수신 및 사전 예보시스템의 구성도(211)의 안테나(320)를 통해 RF회로부(322)를 거쳐 내장된 메모리(330)의 프로그램에 의해 마이크로프로세서(340)은 범용 I/O인터페이스부(350)를 거쳐 구조물에 부착된 센서로부터 수신된 값을 DISPLAY부(364)를 통해 표시한다. 범용의 I/O 인터페이스부(350)의 KEY조작부(370)에 의해 안전 범위값을 사전에 설정하여 이를 메모리(330)에 저장하고 센서 감지장치(210)로 전송하여 센서 감지장치의 값을 설정하여 현장의 센서감지장치(210)와 동일한 안전 범위 값을 갖고 동작하게 된다. 이렇게 함으로서, 일정거리이상 떨어져 있는 센서감지장치에서도 독립적으로 위험범위에 이를 때 알람(254) 및 위험 경고등(252)을 점멸할 수 있게 된다. 또한, 범용의 I/O인터페이스부(350)의 KEY 조작부(370)에서 설정한 값을 메모리(330)에 저장된 데이터값과 프로그램을 마이크로프로세서(340)는 실행하면서 입력된 값과 설정된 값을 비교하여, 일정 값 이하이거나 이상이면 I/O 인터페이스부(350)에 연결된 자체알람(382)과 위험경고등(380)를 점등하게 된다. 또한 인터넷을 통해 원격지 구조물 종합 감시 센터(150)에 변위 및 변형 정보를 전송할 수 있으며 PC 인터페이스부(368)를 통해 PC와 연결하여 변위 및 변형에 대한 구조해석을 할 수 있다.

상기의 설명에서 각 부분별 대표적인 도식을 이용하여 기술하였으나, 이는 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 용이하게 구현할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 구조물 붕괴 예측 및 방지장치에 의하여, 지진이나 태풍, 폭설 및 폭우등과 같은 자연요인 및 급격한 하중 등에 의한 붕괴 위험을 갖고 있는 건축현장 또는 구조물에서 구조물의 시공과정 및 준공 후 붕괴로 인한 인명피해를 동반하는 대형 안전사고를 사전에 예측하고 통보함으로서 대형 붕괴사고를 예방할 수 있으며, 자체 경보 및 위험경고등 점멸기능를 갖음으로서, 붕괴 위험으로부터 사전에 대피할 수 있는 기능을 제공하는 것도 가능하다.

Claims

구조물의 횡측(122)이나 상판(120)에 적어도 하나 이상 부착하며, 변위 및 변형을 측정하기 위한 적어도 하나이상의 센서를 갖고 있으며, 마이크로프로세서(230)에 의해 안정범위 이상의 변위 및 변형이 일어날 시, 미리 프로그램된 값과 비교하여 자체 알람(254) 및 위험경고등(252) 점멸 기능을 갖고 있는 센서감지장치(210);

상기 장치와 데이터의 송수신이 처리되며, 사전위험경보(372)와 위험경고등(370) 점멸기능을 갖으며, 변위 측정 및 해석시스템용 컴퓨터(148)과 접속이 가능하며, 인터넷을 통해 외부의 시스템과 데이터를 전송할 수 있는 구조물 붕괴 예측 및 방지 현장예보시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 구조물 붕괴 예측 및 방지장치;
제 1항에 있어서,

상기 현장예보시스템과 원격지 구조물 종합 감시센터와 인터넷을 통해 복수의 구조물을 종합적으로 감시할 수 있는 것을 특징으로 하는 구조물 붕괴 예측 및 방지 장치