KR20110100333A - Apparatus for seismic isolation having self-restoration ability - Google Patents
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Abstract
개시된 자체복원능력을 갖는 지진격리장치는 상부구조물과 결합하는 상부 판, 상기 상부판 아래에 위치하며 횡압력이 가해졌을 때, 상기 상부 판에 대한 전단 변형이 가능한 중간 판, 기 중간 판 아래에 위치하며 탄성 디스크, 상기 탄성 디스크 아래에 위치한 하부 판 및 상기 상부 판과 상기 중간 판의 전단 변형에 대하여 복원력을 제공하는 제1 탄성 부재를 포함한다. 따라서, 전단 변형에 대하여 효과적으로 복원력을 제공할 수 있다.The seismic isolator having the self-recovery capacity disclosed is an upper plate that is coupled to an upper structure, positioned below the upper plate, and below the middle plate, which is capable of shear deformation of the upper plate when lateral pressure is applied. An elastic disk, a lower plate located below the elastic disk, and a first elastic member providing restoring force against shear deformation of the upper plate and the intermediate plate. Thus, restoring force can be effectively provided against shear deformation.
Description
본 발명은 지진격리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자체복원능력을 갖는 지진격리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an earthquake isolation device, and more particularly, to an earthquake isolation device having a self-resilience capacity.
일반적으로, 건설구조물의 시공은 지진 등의 피해를 예방하고 구조물의 수명을 증가시킬 수 있도록 내진 설계를 필요로 한다. 특히, 교량의 경우 구조적으로 지진 피해에 대한 우려가 높아 내진 안정성을 확보하기 위한 설계와 내진 보강 작업이 필요하다. 내진 설계가 반영되지 아니한 교량은 수평방향으로 작용하는 지진력이 교량 받침에 집중되어 지진 발생 시 교량 받침이 파괴되거나, 상판의 이탈, 붕괴 등이 초래될 수 있다. In general, construction of construction structures requires a seismic design to prevent damage such as earthquakes and increase the life of the structure. In particular, in the case of bridges, concerns about earthquake damage are structurally high, and design and seismic reinforcement work are required to secure seismic stability. For bridges without seismic design, seismic force acting in the horizontal direction is concentrated on the bridge support, which may cause the bridge support to be destroyed, or the top plate may break off or collapse.
디스크 받침은 교량의 상부 구조에 작용하는 하중을 하부 구조에 전달하는 장치로서, 교량의 내구성, 안정성에 관련된 중요한 장치이다. 디스크 받침은 수평 방향으로의 변위 및 회전 자유도를 제공할 뿐만 아니라, 우수한 상부 하중 지지능력을 가지고 있어 교량의 지진 격리시 디스크 받침을 마찰 감쇠기로 사용할 수 있다.The disc support is a device that transmits the load acting on the superstructure of the bridge to the substructure, and is an important device related to the durability and stability of the bridge. The disc supports not only provide horizontal displacement and rotational freedom, but also have good upper load carrying capacity, allowing the disc supports to be used as friction dampers in seismic isolation of bridges.
그러나, 이러한 수평 방향으로의 변위의 제공이 가능한 디스크 받침을 이용하는 경우, 교량의 수평 방향의 변위에 대한 복원력을 제공하기 위하여 별도의 복원력 제공 장치를 설치할 필요가 있으며, 이는 시공의 불편과 비용 증가의 원인이 된다.However, in the case of using the disk support capable of providing the displacement in the horizontal direction, it is necessary to install a separate restoring force providing device in order to provide a restoring force for the horizontal displacement of the bridge, which is necessary for the inconvenience of construction and increase of cost. Cause.
따라서 본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수평 변위에 대한 복원력을 제공할 수 있는 자체복원능력을 갖는 지진격리장치를 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide an earthquake isolation device having self-resilience capable of providing a restoring force against horizontal displacement.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 자체복원능력을 갖는 지진격리장치는 상부구조물과 결합하는 상부 판, 상기 상부판 아래에 위치하며 횡압력이 가해졌을 때, 상기 상부 판에 대한 전단 변형이 가능한 중간 판, 상기 중간 판 아래에 위치하는 탄성 디스크, 상기 탄성 디스크 아래에 위치한 하부 판 및 상기 상부 판과 상기 중간 판의 전단 변형에 대하여 복원력을 제공하는 제1 탄성 부재를 포함한다.Seismic isolating device having a self-resilience capacity according to an embodiment for achieving the above object of the present invention is the upper plate coupled to the upper structure, located below the upper plate and when the lateral pressure is applied, for the upper plate An intermediate plate capable of shear deformation, an elastic disk positioned below the intermediate plate, a lower plate positioned below the elastic disk, and a first elastic member providing restoring force against shear deformation of the upper plate and the intermediate plate.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 탄성 부재는 상기 상부 판 및 상기 하부 판에 고정되며, 상기 제1 탄성 부재는 상기 상부 판과 상기 하부 판의 전단 변형에 대하여 평행한 방향으로 연장된 형상을 갖는다.According to an embodiment of the present invention, the first elastic member is fixed to the upper plate and the lower plate, and the first elastic member extends in a direction parallel to the shear deformation of the upper plate and the lower plate. It has a shape.
예를 들어, 상기 제1 탄성 부재는 상기 중간 판을 둘러싸도록 복수개가 배치되며, 상기 제1 탄성 부재는 상기 탄성 디스크의 측면을 외부로 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 탄성 부재는 상기 탄성 디스크를 관통하는 중심축에 대하여 아크 형상을 가질 수 있다.For example, a plurality of first elastic members may be disposed to surround the intermediate plate, and the first elastic members may expose side surfaces of the elastic disks to the outside. In addition, the first elastic member may have an arc shape with respect to a central axis passing through the elastic disk.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 탄성 부재는 탄성 수지 및 상기 탄성 수지에 함입된 적어도 하나의 보강판을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the first elastic member includes an elastic resin and at least one reinforcing plate embedded in the elastic resin.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중간 판 및 상기 탄성 디스크는 각각 상기 제1 탄성 부재를 수용하는 관통공을 가지며, 상기 제1 탄성 부재는 상기 상부 판 및 상기 하부 판에 고정된다.According to one embodiment of the invention, the intermediate plate and the elastic disk each have a through hole for receiving the first elastic member, the first elastic member is fixed to the upper plate and the lower plate.
예를 들어, 상기 전단키는 상기 탄성 디스크의 관통공 내에 위치하는 몸체부 및 상기 하부 판의 관통공 내에 위치하며 상기 몸체부보다 큰 폭을 갖는 돌출부를 포함하고, 상기 전단키의 몸체부는 제1 체결부에 의해 상기 중간 판에 나사 결합되며, 상기 돌출부는 제2 체결부에 의해 상기 몸체부에 나사 결합되며, 상기 제1 체결부와 제2 체결부의 나사산은 서로 반대 방향으로 기울어질 수 있다.For example, the shear key includes a body portion positioned in the through hole of the elastic disk and a protrusion portion located in the through hole of the lower plate and having a larger width than the body portion, and the body portion of the shear key includes a first fastening portion. It is screwed to the intermediate plate by, the protrusion is screwed to the body portion by a second fastening portion, the threads of the first fastening portion and the second fastening portion may be inclined in opposite directions to each other.
상기 몸체부와 돌출부는 고정 부재로 결합되어 서로 분리 가능할 수 있다. 또한, 상기 돌출부 및 상기 하부 판의 관통공은 하부로 갈수록 폭이 커지는 형상을 가질 수 있다.The body portion and the protrusion may be coupled to the fixing member to be separated from each other. In addition, the through hole of the protrusion and the lower plate may have a shape that increases in width toward the bottom.
예를 들어, 상기 제1 탄성 부재는 상기 상부 판 및 상기 하부 판에 고정되며, 상기 제1 탄성 부재는 중심부의 폭이 상부 및 하부의 폭보다 작은 아크 형상을 가질 수 있다.For example, the first elastic member may be fixed to the upper plate and the lower plate, and the first elastic member may have an arc shape in which the width of the central portion is smaller than the width of the upper and lower portions.
예를 들어, 상기 지진격리장치는 상기 상부 판 및 상기 중간 판에 고정되는 제2 탄성 부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 탄성 부재는 소정 범위 내의 변형에 대응하여 자체 복원력을 갖고, 상기 범위를 초과하는 변형에 의해 파단되어 이력 거동을 할 수 있다. 또한, 상기 제2 탄성 부재는 상기 상부 판의 하면과 상기 중간 판의 측면에 고정되며, 상기 중간 판의 측면을 따라 복수개가 배치될 수 있다.For example, the seismic isolator may further include a second elastic member fixed to the upper plate and the intermediate plate, the second elastic member has a self restoring force in response to deformation within a predetermined range, the range It can be broken by the deformation exceeding the hysteresis behavior. The second elastic member may be fixed to a lower surface of the upper plate and a side surface of the intermediate plate, and a plurality of second elastic members may be disposed along the side surface of the intermediate plate.
또한, 상기 지진격리장치는 상기 하부 판을 지지하며, 가이드 홈을 갖는 하부 판 지지부를 더 포함하며, 상기 하부 판은 상기 가이드 홈에 대응되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.The seismic isolator may support the lower plate and further include a lower plate support having a guide groove, and the lower plate may further include a protrusion corresponding to the guide groove.
또한, 상기 지진격리장치는 상기 중간 판 및 상기 상부 판 사이에 위치하여 횡압력에 대응하여 전단 변형을 일으키는 서스(SUS) 판 및 제1 불소수지 판을 더 포함하고, 상기 하부 판과 상기 하부 판 지지부 사이에 배치되며, 상기 제1 불소수지 판보다 작은 마찰 계수를 갖는 제2 불소수지 판을 더 포함할 수 있다.The seismic isolator further includes a sus (SUS) plate and a first fluorine resin plate positioned between the intermediate plate and the upper plate to generate shear deformation in response to a lateral pressure, wherein the lower plate and the lower plate support unit It may further include a second fluorine resin plate disposed between, and having a friction coefficient smaller than the first fluorine resin plate.
또한, 상기 지진격리장치는 유체, 유체 커버, 상기 유체 커버 내에 수용되는 가압부 및 상기 유체 커버에 삽입되는 연결부를 포함하는 감쇄 부재; 및 상기 연결부를 고정하는 감쇄 부재 고정부를 더 포함할 수 있다. 상기 감쇄 부재는 상기 하부 판에 고정되며, 상기 감쇄 부재 고정부는 상기 하부 판 지지부에 고정될 수 있으며, 다른 방법으로, 상기 감쇄 부재는 상기 하부 판 지지부에 고정되며, 상기 감쇄 부재 고정부는 상기 하부 판에 고정될 수 있다.In addition, the seismic isolator is a damping member including a fluid, a fluid cover, a pressing portion accommodated in the fluid cover and a connecting portion inserted into the fluid cover; And a damping member fixing part fixing the connecting part. The damping member is fixed to the lower plate, the damping member fixing part may be fixed to the lower plate support part. Alternatively, the damping member is fixed to the lower plate support part, and the damping member fixing part is fixed to the lower plate. It can be fixed to.
또한, 상기 지진격리장치는 상기 제1 탄성 부재의 상단과 연결 되는 가이드 바를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 상부 판은 상기 가이드 바를 수용하는 가이드 홈을 가질 수 있으며, 상기 가이드 홈은 상기 가이드 바가 일정 방향으로 이동 가능하도록, 상기 가이드 바의 길이보다 긴 것이 바람직하다.In addition, the seismic isolator may further include a guide bar connected to the upper end of the first elastic member. At this time, the upper plate may have a guide groove for receiving the guide bar, the guide groove is preferably longer than the length of the guide bar so that the guide bar is movable in a predetermined direction.
상술한 본 발명의 자체복원능력을 갖는 지진격리장치는 전단 변형에 대하여 효과적으로 복원력을 제공할 수 있으며, 특히 그물 형상의 탄성 보강 코드 또는 보강판을 갖는 탄성 부재를 채용하여 탄성체의 복원력을 증가시키고, 탄성체의 손상을 방지하여 비가역 변형을 최소화할 수 있다.Seismic isolator having the self-resilience of the present invention described above can provide a restoring force effectively against shear deformation, in particular by employing a resilient member having a reinforcement cord or reinforcing plate in the shape of a net to increase the restoring force of the elastic body, Damage to the elastic body can be prevented to minimize irreversible deformation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진격리장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 지진격리장치를 I-I'선에 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 도 1의 지진격리장치를 II-II'선에 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 전단 변형이 일어난 도 2의 지진격리장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지진격리장치의 전단키를 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지진격리장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지진격리장치의 평면도이다.
도 8은 도 7의 지진격리장치를 I-I'선에 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지진격리장치의 감쇄 부재를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 감쇄 부재를 I-I'선에 따라 절개한 단면도이다. 1 is a plan view of an earthquake isolation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the seismic isolator of FIG. 1 taken along line II ′. FIG.
3 is a cross-sectional view of the seismic isolator of FIG. 1 taken along the line II-II '.
4 is a cross-sectional view illustrating the seismic isolator of FIG. 2 in which shear deformation occurs.
5 is a partial cross-sectional view showing a shear key of the seismic isolation device according to another embodiment of the present invention.
6 is a plan view of an earthquake isolation device according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view of an earthquake isolation device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the seismic isolator of FIG. 7 taken along line II ′. FIG.
9 is a perspective view showing a damping member of the seismic isolator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the damping member of FIG. 9 taken along line II ′. FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
지진격리장치Seismic isolator
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진격리장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 지진격리장치를 I-I'선에 따라 절개한 단면도이고, 도 3은 도 1의 지진격리장치를 II-II'선에 따라 절개한 단면도이고, 도 4는 전단 변형이 일어난 도 2의 지진격리장치를 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지진격리장치의 전단키를 나타내는 부분 단면도이다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지진격리장치의 평면도이다.1 is a plan view of a seismic isolator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the seismic isolator of Figure 1 taken along line II ', Figure 3 is a seismic isolator of FIG. It is sectional drawing cut along the line II-II ', and FIG. 4 is sectional drawing which shows the seismic isolation device of FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a shear key of the seismic isolation device according to another embodiment of the present invention. 6 is a plan view of an earthquake isolation device according to another embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지진격리장치는 상부 판(210), 서스 판(214), 불소수지 판(220), 중간 판(230), 탄성 디스크(240), 하부 판(250), 전단 키(280), 제1 탄성 부재(290) 및 제2 탄성 부재(201)를 포함한다. 1 to 4, an earthquake isolation device according to an embodiment of the present invention includes an
상기 상부 판(210)은 상부 판 결합 부재(260)에 의해 상부 구조물과 결합한다. 상기 상부 판 결합 부재(260)는 세트 앵커(262, set anchor) 및 스터드 볼트(266, stud bolt)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 판(210)이 사각 형상일 때, 상기 세트 앵커(262)는 상기 상부 판(210)의 네 개의 모서리에 결합될 수 있다. 상기 스터드 볼트(266)는 복수개, 예를 들어 4 내지 8개가 상기 상부 판(210)에 결합될 수 있다. 상기 스터드 볼트(266)들은 상기 상부 판(210)의 중심을 기준으로 서로 대칭적으로 배치될 수 있다. The
상기 서스 판(214) 및 상기 불소수지 판(220)은 상기 상부 판(210)과 상기 중간 판(220)의 사이에 위치하여 상부 판(210)과 중간 판(220)의 마찰을 방지할 수 있으며, 외부에서의 횡압력이 가해질 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 서스 판(214)와 상기 불소수지 판(220) 사이에서 미끄러짐이 일어나 지진 격리 장치의 전단 변형이 일어난다. 구체적으로, 상기 서스 판(214)은 상기 상부 판(210)에 접촉하며, 상기 불소수지 판(220)은 상기 서스 판(214) 아래에 위치하여 상기 중간 판(230)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 서스 판(214)은 스테인레스 스틸로 형성될 수 있으며, 상기 불소수지 판(220)은 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 등의 불소 수지로 형성될 수 있다. 상기 서스 판(214) 및 불소수지 판(220)은, 예를 들어, 원형의 형상을 가질 수 있다.The
상기 중간 판(230)은 상기 불소수지 판(220)과 상기 탄성 디스크(240) 사이에 위치한다. 상기 중간 판(230)은, 예를 들어, 사각 또는 원형 형상을 가질 수 있다. The
상기 중간 판(230)의 상면에는 상기 불소수지 판(220)의 위치를 가이드 할 수 있도록 상부 가이드 홈이 형성될 수 있으며, 상기 중간 판(230)의 하면에는 상기 탄성 디스크(240)의 위치를 가이드할 수 있도록 하부 가이드 홈이 형성될 수 있다. 상기 상부 가이드 홈은 상기 불소수지 판(220)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 상기 하부 가이드 홈은 상기 탄성 디스크(240)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. An upper guide groove may be formed on the upper surface of the
상기 탄성 디스크(240)은 상기 중간 판(230)과 상기 하부 판(250)의 사이에 위치한다. 상기 탄성 디스크(240)는 하나 이상의 보강판(142)을 포함할 수 있다. 상기 보강판(142)은 상기 탄성 디스크(240)에 함입되어 상기 탄성 디스크(240)의 강도 및 탄성을 보강한다. 상기 보강판(142)으로는 스틸 등의 금속 재질인 것이 사용될 수 있다. 이와 다르게, 상기 탄성 디스크(240)는 보강판을 포함하지 않을 수도 있다. 상기 탄성 디스크(240)의 두께는 약 10 내지 약 200mm일 수 있으며, 원하는 강도 및 탄성에 따라 달라질 수 있다.The
상기 탄성 디스크(240)는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 탄성 디스크(240)의 측면에는 수평선에 평행한 방향으로 상기 탄성 디스크(240)의 측면을 따라 연장되는 측면 홈(246)이 형성될 수 있다. 상기 측면 홈(246)은 V자 형상을 가질 수 있다. 이와 다르게, 상기 측면 홈(246)은 15 내지 60도의 아크(arc) 형상을 가질 수도 있다. The
상기 탄성 디스크(240)는 고무, 폴리우레탄 등으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 디스크(240)는 유니슨하이테크(주)이 강남화성(주)와 2007년 08월 24일자로 출원하여, 2008년 03월 24일자로 등록된 등록번호 제0817817호의 "고내구성 및 고강도를 갖는 탄성체제조용 폴리우레탄 조성물 및 이를 이용한 토목구조물용 폴리우레탄 지지부재의 제조방법"에 개시된 고내구성 및 고강도를 갖는 탄성체제조용 폴리우레탄 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.The
구체적으로, 상기 폴리우레탄 조성물은 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머 약 100 중량부에 대하여 경화제 약 5 내지 약 50 중량부를 포함한다. 상기 프리폴리머는 폴리올 약 50 내지 약 70 중량부, 가교제 또는 사슬 연장제 약 2 내지 약 15 중량부 및 이소시아네이트 혼합물 약 20 내지 약 40 중량부를 반응시켜 얻어질 수 있다. 상기 이소시아네이트 혼합물은 메틸기를 갖는 제1 이소시아네이트 화합물 및 경직도가 큰 제2 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 상기 경화제는 4,4-메틸렌-비스-2-클로로아닐린을 포함한다. Specifically, the polyurethane composition includes about 5 to about 50 parts by weight of the curing agent based on about 100 parts by weight of the prepolymer having an isocyanate group. The prepolymer may be obtained by reacting about 50 to about 70 parts by weight of a polyol, about 2 to about 15 parts by weight of a crosslinker or chain extender and about 20 to about 40 parts by weight of an isocyanate mixture. The isocyanate mixture includes a first isocyanate compound having a methyl group and a second isocyanate compound having a high rigidity. The curing agent includes 4,4-methylene-bis-2-chloroaniline.
상기 제1 탄성 부재(290)는 고정 부재(293)에 의해 하부 판(250)에 일단이 고정된다. 상기 제1 탄성 부재(290)는 상기 중간 판(230)을 둘러싸도록 복수개가 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지진격리장치에 압력이 가해져 상기 상부 판(210)과 상기 하부 판(250)의 사이에 전단 변형이 일어날 때, 상기 제1 탄성 부재(290)가 에너지를 흡수하고, 복원력을 제공한다.One end of the first
상기 제1 탄성 부재(290)의 타단은 상부 판(210)의 가이드 홈(217)에 수용되는 가이드 바(215)에 연결된다. 상기 가이드 바(215)가 길이 방향으로 이동이 가능하도록, 상기 가이드 홈(217)의 길이는 가이드 바(215)의 길이보다 길게 형성된다. 예를 들어, 상기 가이드 바(215)의 길이는 제1 탄성 부재(290)의 길이와 실질적으로 동일할 수 있으며, 가이드 홈(217)의 일단은 상기 가이드 바(215)의 일단보다 L1 만큼 길 수 있다. 따라서, 상기 상부 판(210)과 상기 하부 판(250)의 전단 변형이 발생하는 경우, 상기 가이드 바(215)는 상기 가이드 홈(217)의 단부와 접촉할 때까지, 이동할 수 있으며, 상기 이동 범위를 초과하는 전단 변형이 발생하는 경우, 제1 탄성 부재(290)의 변형이 일어난다. 이에 따라, 상기 상부 판(210)과 상기 하부 판(250)의 허용 가능한 전단 변형의 범위를 크게 할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같이, 제2 방향(D2)로 전단 변형이 일어나는 경우, 제2 방향에 수직한 제1 방향(D1)으로 연장되는 탄성 부재는 전단 변형에 따라 변형되나, 제2 방향으로 연장되는 탄성 부재는 먼저, 가이드 바가 이동한 후, 초과 범위에서 변형할 수 있다.The other end of the first
상기 제1 탄성 부재(290)는 상기 상부 판(210)과 상기 하부 판(250)의 전단 변형이 가능한 방향에 평행한 방향으로 연장되는 형상을 갖는다. 따라서, 상기 제1 탄성 부재(290)는 상기 상부 판(210)과 상기 하부 판(250)의 전단 변형에 대하여 큰 복원력을 제공할 수 있다. 상기 제1 탄성 부재(290)는 상기 상부 판(210)의 압력을 받지 않도록, 수직 방향으로 수축되지 않은 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1 탄성 부재(290)가 수직 방향의 압력에 의해 수축되는 경우, 전단 변형에 대한 복원력이 저하될 수 있기 때문이다.The first
일 실시예에서, 상기 제1 탄성 부재(290)는 중앙부의 폭이 상부 및 하부보다 작은 아크 형상을 갖는다. 이는 수평 변형 및 비틀림 발생시 이동 거리를 확보하는데 유리하며, 탄성 부재의 거동 시, 응력을 분산 및 저감시키는 효과가 있다. 예를 들어, 상기 아크 형상은 0 내지 400 R 일 수 있다. 다른 방법으로, 상기 제1 탄성 부재(290)는 중앙부의 폭이 상부 및 하부와 실질적으로 동일한 직사각형 형상의 측단면을 가질 수 있다.In one embodiment, the first
상기 제1 탄성 부재(290)는 탄성 수지(291) 및 하나 이상의 보강판(292)을 포함할 수 있다. 상기 보강판(292)은 상기 탄성 수지(291)에 함입되어 상기 제1 탄성 부재(290)의 강도 및 탄성을 보강한다. 상기 보강판(292)으로는 스틸 등의 금속 재질 또는 강화 플라스틱 계열인 것이 사용될 수 있다. 이와 다르게, 상기 제1 탄성 부재(290)는 보강판을 포함하지 않을 수도 있다. 상기 탄성 수지(291)는 고무, 폴리우레탄 등으로 제조될 수 있으며, 예를 들어, 위에서 설명된 탄성 디스크와 유사하게, 등록번호 제0817817호에 개시된 고내구성 및 고강도를 갖는 탄성체제조용 폴리우레탄 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.The first
상기 제1 탄성 부재(290)는, 당업자에게 용이하게 응용이 가능한 다양한 방법으로 상기 상부 판(210) 및 하부 판(250)에 고정될 수 있다.The first
상기 제2 탄성 부재(201)는 상기 상부 판(210) 및 중간 판(230)에 고정되어, 상기 상부 판(210)과 상기 중간 판(230)의 사이에 전단 변형이 일어날 때, 상기 제2 탄성 부재(201)가 에너지를 흡수하고, 복원력을 제공한다. 예를 들어, 상기 제2 탄성 부재(201)는 제1 고정 부재(203)에 의해 상부 판(210)에 고정되고, 제2 고정 부재(205)에 의해 중간 판(230)에 고정될 수 있다. 상기 제2 탄성 부재는 소정 범위 내의 변형에 대응하여 자체 복원력을 갖고, 상기 범위를 초과하는 변형에 의해 파단되어 이력 거동을 한다.The second
예를 들어, 상기 제2 탄성 부재(201)는 상기 중간 판(230)의 측면 형상을 따라 서로 이격되어 복수개가 배치될 수 있으며, 다른 방법으로, 중간 판(230)의 측면을 둘러싸도록 연장되는 형상을 가질 수 있다.For example, a plurality of second
상기 제2 탄성 부재(201)는 고무, 폴리우레탄 등으로 제조될 수 있으며, 예를 들어, 위에서 설명된 탄성 디스크와 유사하게, 등록번호 제0817817호에 개시된 고내구성 및 고강도를 갖는 탄성체제조용 폴리우레탄 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.The second
상기 하부 판(250)은 하부 판 결합 부재(270)에 의해 하부 구조물과 연결 된다. 상기 하부 판 결합 부재(270)는 세트 앵커(272) 및 스터드 볼트(276)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 판 결합 부재(270)가 사각 형상일 때, 상기 세트 앵커(272)는 상기 하부 판(250)의 네 개의 모서리에 결합될 수 있으며, 상기 스터드 볼트(276)는 복수개, 예를 들어 4 내지 8개가 상기 하부 판(250)에 결합될 수 있다. 상기 스터드 볼트(276)들은 상기 하부 판(250)의 중심을 기준으로 서로 대칭일 수 있다. 상기 세트 앵커(272)는 상기 하부 판(250)을 관통하며, 하부 판 앵커 볼트(274)에 의해 상기 하부 판(250)에 고정될 수 있다. 바람직하게, 상기 하부 판 앵커 볼트(274)의 상단의 높이는 상기 하부 판(250)의 상단의 높이와 실질적으로 동일하도록, 즉, 상기 하부 판(250)의 상면으로부터 돌출되지 않도록 누드 볼트일 수 있다. 상기 하부 판 앵커 볼트(274)가 상기 하부 판(250)의 상면으로부터 돌출되는 경우, 상기 하부 판 앵커 볼트(274)가 상기 중간 판(230)과 접촉하여, 상기 중간 판(230)의 회전을 방해할 염려가 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전단 키(280)는 상기 중간 판(230) 및 상기 하부 판(250) 사이에 위치하며, 상기 탄성 디스크(240)에 형성된 관통홀을 관통한다. 상기 전단 키(280)는 중간 판(230)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 전단 키(280)는 중간 판(230)에 결합되는 제1 체결부(282)를 갖는다. 상기 제1 체결부(282)는 나사 결합에 의해 중간 판(230)에 결합될 수 있다. 바람직하게, 상기 전단 키(280)와 상기 탄성 디스크(240)의 관통홀의 측면은 이격되어 빈 공간을 형성한다. 이는 탄성 디스크(240)의 회전이 발생하는 경우에 전단 키(280)의 허용 회전각을 부여하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 탄성 디스크(240)의 회전 또는 변형에 의해, 상기 전단 키(280)의 수직 축은 상기 하부 판(250)의 상면에 대하여 약 0.02 R 까지 기울어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 전단 키(280)는 탄성 디스크(240)의 관통공 내에 위치하는 몸체부와 하부 판(250)의 관통공(252)에 위치하는 돌출부(284)를 포함할 수 있으며, 상기 돌출부(284)는 몸체부보다 폭이 크다. 상기 돌출부(284)는 상기 몸체부와 일체로 형성되지 않고, 고정 부재(286) 또는 몸체부와 돌출부의 압출나사 형태를 통해 상기 몸체부에 결합될 수 있다. 이는 전단 키(280)에서 상기 돌출부(284)에 마모와 응력이 집중되므로 손상 가능성이 높음을 고려하여, 상기 하부 판(250)의 관통공(252)을 통하여 돌출부(284)의 보수 및 교체를 용이하게 실행하기 위함이다.The
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전단 키(280)의 돌출부(284)는 하부로 갈수록 폭이 커지는 형상을 가질 수 있으며, 이에 유사하게 하부 판(250) 역시 하부로 갈수록 폭이 커지는 관통공(250)을 가질 수 있다. 이는 탄성 디스크(240)의 회전이 발생하는 경우에 전단 키(280)의 허용 회전각을 부여할 수 있을 뿐만 아니라, 부반력을 방지할 수 있다. 또한, 위에서 설명된 것과 같이, 제1 체결부(282)는 나사 결합에 의해 중간 판(230)에 결합되고, 돌출부(284)는 제2 체결부(284)의 나사 결합에 의해 몸체부에 결합될 수 있다. 이 때, 상기 제1 체결부(282)와 제2 체결부(284)의 나사산은 서로 반대 방향으로 기울어지는 것이 바람직하다. 이는 돌출부(284)의 탈착 시에 전단 키(280)가 함께 탈착되는 것을 방지하기 위함이다.Referring to FIG. 5, the
도 6을 참조하면, 지진격리장치의 제1 탄성 부재(290)는 중간 판(230) 및 탄성 디스크(240)의 측면이 노출되도록, 상부 판(210)의 가장자리에 배치된 세트 앵커(262)와 전단 중간 판(230) 사이에 형성될 수 있다. 이 경우, 탄성 디스크(240)가 외부로 노출되어 손상 여부를 용이하게 알 수 있으므로, 지진격리장치의 관리 및 보수가 용이하다. 또한, 상기 제1 탄성 부재(290)는 상기 탄성 디스크(240)를 관통하는 중심축에 대하여 아크 형상을 갖도록 연장된다. 이 경우, 라디안 변형에 대한 복원력을 증가시킬 수 있다. 앞서 설명된 실시예와 동일하게, 상기 제1 탄성 부재(290)는, 단면도상에서 중앙부의 폭이 상부 및 하부보다 작은 아크 형상을 가질 수 있다. 이는 수평 변형 및 비틀림 발생시 이동 거리를 확보하는데 유리하며, 탄성 부재의 거동 시, 응력을 분산 및 저감시키는 효과가 있다. Referring to FIG. 6, the first
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진격리장치의 평면도이고, 도 8은 도 7의 지진격리장치를 I-I'선에 따라 절개한 단면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지진격리장치의 감쇄 부재를 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 감쇄 부재를 I-I'선에 따라 절개한 단면도이다. 7 is a plan view of the seismic isolator according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a cross-sectional view taken along the line II 'of the seismic isolator of FIG. 9 is a perspective view illustrating a damping member of an earthquake isolation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the damping member of FIG. 9 taken along line II ′.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지진격리장치는 상부 판(210), 서스 판(214), 제1 불소수지 판(220), 중간 판(230), 탄성 디스크(240), 하부 판(350), 전단 키, 제1 탄성 부재(290) 및 제2 탄성 부재(201)를 포함한다. 또한, 상기 지진격리장치는 감쇄 부재(410), 감쇄 부재 고정부(420), 하부 판 지지부(510) 및 제2 불소수지 판(360)을 더 포함한다. 동일 부호가 부여된 구성 요소는 기설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 지진격리장치와 동일/유사하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.7 and 8, the seismic isolator according to another embodiment of the present invention includes an
상기 하부 판(350)은 전단키에 대응하는 관통공을 갖지 않으며, 하면으로부터 돌출되는 돌출부(355)를 갖는다. 상기 돌출부(355)는 일 방향, 예를 들어, 교축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 하부 판 지지부(510)는 상기 하부 판(350) 아래에 배치되어 하부 판(350)을 지지하며, 상기 하부 판(350)의 돌출부(355)에 대응하는 가이드 홈을 갖는다. The
상기 제2 불소수지 판(360)은 상기 하부 판(350)과 상기 하부 판 지지부(510) 사이에 배치되며, 상기 제2 불소수지 판(360)과 상기 하부 판 지지부(510) 사이에는 접촉부(520)가 배치된다. 상기 접촉부(520)는 상기 가이드 돌출부(355)에 대응하는 가이드 홈을 커버한다. 따라서, 상기 돌출부(355)와 가이드 홈이 연장되는 방향을 따라, 상기 하부 판(350)과 상기 하부 판 지지부(510)의 전단 변위가 발생할 수 있다.The second
상기 지진격리장치의 거동과 복원을 원활하게 하기 위하여, 상기 제1 불소수지 판(220)은 상기 제2 불소수지 판(360)보다 높은 마찰 계수를 갖는 것이 바람직하다.In order to facilitate the operation and restoration of the seismic isolator, the first
상기 하부 판(350)의 측면에는 감쇄 부재(410)가 배치되며, 상기 감쇄 부재(410)는 감쇄 부재 고정부(420)에 고정된다. 상기 감쇄 부재 고정부(420)는 상기 하부 판(350), 또는 상기 하부 판 지지부(510)에 고정될 수 있다.A damping
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 감쇄 부재(410)는 각각 감쇄 부재 고정부(420)에 연결된 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(417)을 가지며, 상기 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(417)는 가압부(416)에 연결된다. 상기 가압부(416)는 유체(414)에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 유체(414)는 유체 커버(412)에 의해 둘러싸여 있다. 즉, 상기 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(416)은 상기 유체 커버(412)에 삽입된다. 9 and 10, the damping
상기 유체 커버(412)는 실린더 형상을 가질 수 있으며, 상기 하부 판(350), 또는 상기 하부 판 지지부(510)에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 감쇄 부재 고정부(420)가 상기 하부 판(350)에 고정되는 경우, 상기 유체 커버(412)는 상기 하부 판 지지부(510)에 고정되며, 상기 감쇄 부재 고정부(420)가 상기 하부 판 지지부(510)에 고정되는 경우, 상기 유체 커버(412)는 상기 하부 판(350)에 고정된다. 상기 유체(412)는 기존의 유압 피스톤에 사용되는 것들이 사용될 수 있다.The
따라서, 상기 돌출부(355)와 가이드 홈이 연장되는 방향을 따라, 상기 하부 판(350)과 상기 하부 판 지지부(510)의 전단 변위가 발생하는 경우, 상기 감쇄 부재(410)의 연결부와 상기 유체 커버(412) 사이에, 연결부의 축 방향을 따라 전단 변위가 발생한다. 이 때, 상기 가압부(416)과 유체(412) 사이의 마찰과 반작용에 의해, 변위 및 가해지는 압력이 감쇄될 수 있다. 따라서, 상기 하부 판(350)과 상기 하부 판 지지부(510)의 급격한 변위 등에 의한 지진격리장치의 파손을 방지할 수 있다.Therefore, when the shear displacement of the
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
본 발명은 지진격리장치에 관한 것으로서, 토목, 건축 등의 분야에서 산업상 이용가능성을 가진다. The present invention relates to an earthquake isolation device, and has industrial applicability in fields such as civil engineering and construction.
Claims (18)
상기 상부판 아래에 위치하며 횡압력이 가해졌을 때, 상기 상부 판에 대한 전단 변형이 가능한 중간 판;
상기 중간 판 아래에 위치하는 탄성 디스크;
상기 탄성 디스크 아래에 위치한 하부 판; 및
상기 상부 판과 상기 중간 판의 전단 변형에 대하여 복원력을 제공하는 제1 탄성 부재를 포함하는 자체복원능력을 갖는 지진격리장치.An upper plate coupled with the superstructure;
An intermediate plate positioned below the upper plate and capable of shear deformation of the upper plate when a lateral pressure is applied;
An elastic disk positioned below the intermediate plate;
A bottom plate positioned below said elastic disk; And
Seismic isolating device having a self-resilience comprising a first elastic member for providing a restoring force against the shear deformation of the upper plate and the intermediate plate.
유체, 유체 커버, 상기 유체 커버 내에 수용되는 가압부 및 상기 유체 커버에 삽입되는 연결부를 포함하는 감쇄 부재; 및
상기 연결부를 고정하는 감쇄 부재 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자체복원능력을 갖는 지진격리장치.The method of claim 13,
A damping member including a fluid, a fluid cover, a press part accommodated in the fluid cover, and a connection part inserted into the fluid cover; And
Seismic isolating device having a self-resilience, characterized in that it further comprises a damping member fixing portion for fixing the connection.
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E90F | Notification of reason for final refusal | ||
AMND | Amendment | ||
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