KR20200007568A - 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법 - Google Patents

인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따른 인터셀은 제1인터셀; 및 상기 제1인터셀과 맞닿아 대응 배치되는 제2인터셀;을 포함하고, 상기 제1인터셀 및 제2인터셀은, 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일면에 일정간격 이격되어 배치되는 복수개의 고정블록으로 이루어진 외부블록; 상기 고정블록 사이에 형성된 삽입홈에 삽입되어 상기 삽입홈 외부로 돌출되는 내부전단블록을 형성하는 내부블록;을 포함하며, 상기 제1인터셀과 상기 제2인터셀에 각각 형성된 내부전단블록이 서로 마주보며 배치되는 것을 특징하며, 본 발명에 따른 인터셀 전단 거동 분석 장치는 인터셀; 상기 인터셀의 일면에 외력을 가하는 액추에이터; 상기 인터셀의 내부블록 내부에 각각 장착되어 상기 내부블록 각각에 가해지는 하중을 측정하는 복수개의 전단로드셀; 및 상기 인터셀 중 외력을 받는 일면과 마주하는 타면 및 상기 일면과 타면 사이에 형성된 측면에 각각 장착되어 상기 인터셀의 변위를 측정하는 변위계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법 {Inter-cell, Inter-cell Shear Behavior Analysis and Analysis Method }
본 발명은 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 외부블록에 내부블록을 삽입 조절하여 구성된 인터셀에 외력을 작용시켜 인터셀의 내부전단블록에 작용하는 하중 분담 비율을 산정함으로서 합리적인 인터셀 설계가 가능하도록 하는 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법에 관한 것이다.
일반적으로 항만에서의 케이슨은 상자형태로 제작되며 해저에 설치되는 대형콘크리트 구조물로서 자체의 하중으로 외력에 저항하여 안정을 확보하도록 한다.
실제 해양에 설치된 케이슨은 파랑의 지속적인 압력을 받게 됨으로서 케이슨 블록들이 각각의 다른 변위로 밀리게 되면서 파괴되는 마찰전단이 발생하기도 한다.
이에 케이슨을 설계하기 전에 합리적인 케이슨 설계를 위한 다양한 실험연구가 요구되고 있는 실정이다.
케이슨의 인터셀은 외부벽과 내부전단블록으로 구성되어 있으며 인터셀의 내부전단 블록 개수, 내부전단블록의 돌출길이 및 사석 밀도에 따라 상이한 전단력을 지니게 된다.
따라서 인터셀 구성을 주요 실험변수에 따라 다양하게 구현화한 후 외력을 작용하여 내부전단블록에 작용하는 하중의 분담 비율을 산정할 수 있으면 합리적인 인터셀 설계가 가능하게 되는 것이다.
구현화가 어려운 해양구조물의 연구는 지금까지 주로 축소 모형을 이용한 실내 수조모형실험을 통해 이루어졌다.
특허문헌 1과 특허문헌 2를 살펴보면 종래에는 해양구조물을 제작하기 위하여 하중의 설계조건을 다각적으로 검토하고 실제 해양구조물의 내용을 알기 위하여 모형으로 실험을 시행하여 실제 해양구조물의 상황과 내용을 비교 판단했음을 알 수 있다.
그러나 종래의 실험장치 및 실험 방법들은 축소 모형을 이용한 실내수조모형실험장치 및 실험방법으로서 실제 케이슨 인터셀의 합리적인 설계를 위한 기초자료로는 정확도에서 부족한 점이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 합리적인 케이슨 인터셀을 설계하기 위하여 현장과 동일하게 구현화된 인터셀 전단거동 분석 장치 및 이를 이용한 전단거동 분석 방법의 연구가 시급한 실정이다.
[특허문헌1] KR 10-2011-0067395 (2011년 06월 22일 공개) [특허문헌2] KR 10-2015-0087555 (2015년 07월 30일 공개)
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 외부블록에 내부블록을 삽입 조절하여 구성된 인터셀에 파랑의 힘을 재현한 외력을 작용시킨 후 상기 인터셀에 장착한 전단로드셀과 변위계에서 측정한 측정값으로 하중의 분담비율을 산정함으로써 합리적인 인터셀 설계가 가능하도록 하는 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 전단 거동 분석 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인터셀은 제1인터셀; 및 상기 제1인터셀과 맞닿아 대응 배치되는 제2인터셀;을 포함하고, 상기 제1인터셀 및 제2인터셀은, 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일면에 일정간격 이격되어 배치되는 복수개의 고정블록으로 이루어진 외부블록; 상기 고정블록 사이에 형성된 삽입홈에 삽입되어 상기 삽입홈 외부로 돌출되는 내부전단블록을 형성하는 내부블록;을 포함하며, 상기 제1인터셀과 상기 제2인터셀에 각각 형성된 내부전단블록이 서로 마주보며 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1인터셀과 상기 제2인터셀 사이에 형성되어, 사석이 채워지는 사석채움부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정블록은 측면에 복수개의 제1슬릿을 포함하고, 상기 내부블록은 측면에 상기 제1슬릿과 대응 배치되는 제2슬릿을 포함하며, 상기 제1슬릿과 제2슬릿을 관통하는 결합부재에 의해 상기 고정블록과 내부블록이 서로 결합될 수 있다.
또한, 상기 삽입홈에 삽입되는 내부블록의 삽입길이를 조절해서 상기 내부전단블록의 개수와 돌출 길이를 가변시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치는 인터셀; 상기 인터셀의 일면에 외력을 가하는 액추에이터; 상기 인터셀의 내부블록 내부에 각각 장착되어 상기 내부블록 각각에 가해지는 하중을 측정하는 복수개의 전단로드셀; 및 상기 인터셀 중 외력을 받는 일면과 마주하는 타면 및 상기 일면과 타면 사이에 형성된 측면에 각각 장착되어 상기 인터셀의 변위를 측정하는 변위계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인터셀의 하면과 측면에 각각 구비되어 바닥마찰력과 이면마찰력을 감쇄시키는 마찰감쇄부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 방법은 외부블록과 내부블록을 결합하여 인터셀을 제작하는 인터셀제작단계; 상기 인터셀에 액추에이터에 의한 외력을 작용하여 인터셀에 전단을 일으키는 외력작용단계; 상기 인터셀에 설치된 전단로드셀과 변위계를 통해 인터셀의 전단 변형과 전단 변위를 각각 측정하는 변이측정단계; 및 상기 변이측정단계에서 측정된 측정값을 이용하여 인터셀의 전단력을 도출하는 전단력도출단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 인터셀제작단계는, 외부블록의 삽입홈에 내부블록을 삽입하여 복수개의 내부전단블록이 구비된 제1인터셀과 제2인터셀을 각각 형성하는 제 1,2인터셀형성공정; 상기 제1인터셀와 제2인터셀을 맞닿게 배치하여 중심부에 사석채움부가 형성된 인터셀을 형성하는 인터셀형성공정; 상기 제1인터셀 또는 상기 제2인터셀의 내부블록 내부에 전단로드셀을 부착하는 전단로드셀부착공정; 상기 인터셀 중 외력을 받는 일면과 마주하는 타면 및 상기 일면과 타면 사이에 형성된 측면에 변위계를 부착하는 변위계부착공정; 상기 인터셀의 하면과 측면에 각각 작용하는 마찰력을 감쇄하기 위하여 상기 인터셀의 하면과 측면에 마찰감쇄부재를 각각 부착하는 마찰감쇄부재부착공정; 및 상기 사석채움부에 사석을 채우는 사석채움공정; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 변이측정단계는, 상기 전단로드셀이 외력에 의한 내부전단블록의 전단 변형을 측정하는 전단변형측정공정; 및 상기 변위계가 인터셀의 하중 방향 및 하중 방향의 직각방향으로의 변위를 측정하는 전단변위측정공정; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 인터셀 제작단계는 상기 인터셀의 사석채움부에 채워지는 사석의 밀도와 내부전단블록의 돌출길이 및 내부전단블록의 개수를 상이하게 조절하여 상기 인터셀을 재형성하는 인터셀 재형성공정을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단거동 분석 장치 및 전단거동 분석 방법에 의하면, 구현화가 어려웠던 인터셀 전단거동 분석 실험장치를 현장과 동일한 조건으로 설치하여 내부전단블록에 작용하는 하중의 분담비율을 산정함으로써 합리적인 인터셀 설계가 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인터셀의 제 1 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인터셀의 제 2 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인터셀의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치의 내부전단블록의 다양한 실시예에 따른 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석장치를 이용한 전단거동 분석 방법의 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 인터셀제작단계의 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 변이측정단계의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 인터셀의 제 1 구성도이다.
일반적으로 인터셀(100)은 외부벽과 내부전단블록(170)으로 구성될 수 있다.
외부벽과 내부전단블록(170)으로 구성된 본 발명에 따른 인터셀은 도 1에 도시된 바와 같이, 외부블록(130), 내부블록(140), 상기 외부블록(130)과 내부블록(140)의 결합으로 이루어지는 제1인터셀(110), 상기 제1인터셀(110)과 동일하게 형성되는 제2인터셀(120) 및 사석채움부(150)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 외부블록(130)은 얇은 판형상의 지지플레이트(131)와 상기 지지플레이트(131) 일면에 일정간격으로 이격되어 배치되어 있는 복수개의 고정블록(132)으로 이루질 수 있다.
따라서 상기 외부블록(130)에는 상기 지지플레이트(131)에 이격되게 배치된 고정블록(132) 사이에 삽입홈(133)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정블록(132)의 내부에는 중공부가 형성된 구조일 수 있다.
또한 상기 내부블록(140)은 중공부를 포함한 직각기둥형상으로 형성 되었으며, 상기 내부블록(140)의 폭, 즉 상기 내부블록 중 삽입홈에 삽입되는 변은 상기 외부블록(130)의 삽입홈(133)보다 작게 형성되어 상기 내부블록(140)이 상기 삽입홈(133)에 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 내부블록(140)의 수평길이는 상기 고정블록(132)의 수평길이와 동일하게 구성될 수 있으나 반드시 한정되는 것은 아니며 당업자가 상기 내부블록(140)의 너비를 필요에 따라 적절하게 조절하는 것을 배재하는 것은 아니다.
또한, 상기 내부블록(140)은 내부에 중공부가 형성된 구조일 수 있다.
또한, 상기 내부블록(140)은 상기 삽입홈(133)에 삽입되어 결합되는 구조 일 수 있다.
이 때 상기 내부블록(140)이 삽입홈(133)에 묻히는 길이, 즉 삽입길이는 상이하게 적용되게 되는데, 상기 내부블록(140)이 상기 고정블록(132)보다 튀어나오게 설치하게 되면 튀어나온, 즉 돌출된 상기 내부블록(140)은 인터셀(100)의 내부전단블록(170)을 형성하게 되는 것이다.
따라서, 분석하고자 하는 인터셀(100)의 내부전단블록(170)의 개수와 돌출 길이를 다양하게 조절하여 인터셀을 제작할 수 있다.
상기 제1인터셀(110) 및 제2인터셀(120)은 내부전단블록(170)과 외부벽으로 구성될 수 있다.
상기 내부전단블록(170)은 고정블록(132) 사이에 형성된 삽입홈(133)에 상기 내부블록(140)을 삽입하여 상기 삽입홈(133) 외부로 내부블록(140)이 돌출되게 결합하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1인터셀(110)과 상기 제2인터셀(120)은 각각이 형성한 내부전단블록(170)이 서로 마주보며 배치될 수 있다.
상기 사석채움부(150)는 상기 제1인터셀(110)과 상기 제2인터셀(120)이 맞닿아 대응배치하게 되면서 제1인터셀(110)과 제2인터셀(120) 사이에 형성된 공간을 의미한다.
상기 사석채움부(150)에는 인터셀(100)의 하중을 증대시키기 위해 사석(200)이 채워질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 인터셀의 제 2 구성도이다.
고정블록(132)에는 제1슬릿(134)이 포함되어 있고, 내부블록(140)에는 제2슬릿(141)이 포함되어 있으며, 특히 상기 인터셀에는 상기 제1슬릿과 제2슬릿을 결합시키는 결합부재(160)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1슬릿(134)은 상기 고정블록(132)의 측면에 너비방향의 선형 또는 가늘고 긴 직사각형형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1슬릿(134)은 높이에 따라 복수개로 구성될 수 있다.
한편, 제2슬릿(141)은 상기 내부블록(140)의 측면에 상기 제1슬릿(134)과 대응 배치될 수 있도록 너비방향의 선형 또는 가늘고 긴 직사각형형상으로 복수개가 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1슬릿(134)과 제2슬릿(141)은 상기와 같은 형상이외에도 동일 높이에 복수개의 원형이나 핀홀형상의 슬릿으로 구성되어 형성될 수도 있다.
상기 결합부재(160)는 결합하고자 하는 판체를 적층 또는 포갠상태에서 접착제등을 사용하지 않고 결합하는 형태로써 본체부(161)와 조임부(162)로 구성될 수 있다.
상기 본체부(161)는 미리 천공한 제1슬릿(134)과 제2슬릿(141)을 포갠 후 끼움 체결하는 것이다.
또한 상기 조임부(162)는 상기 본체부(161)가 끼워진 후 상기 본체부(161)와 대응되는 방향에서 상기 본체부(161)와 상기 슬릿을 조여서 고정하는 형태일 수 있다.
본 발명의 결합부재(160)는 본체부인 볼트와 조임부인 너트를 이용한 결합부재(160)를 사용할 수 있으나 동일한 효과를 내는 다른 결합부재의 사용을 배재하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 인터셀의 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 인터셀(100)은 상기 삽입홈(133)에 삽입되는 내부블록(140)의 삽입길이를 조절하여 삽입할 수 있다.
상기 인터셀의 내부전단블록(170)은 내부블록(140)이 상기 고정블록(132)에 돌출되도록 삽입되어 설치할 경우 형성되는 것으로, 분석하고자 하는 내부전단블록(170)의 개수와 돌출길이에 적합하도록 가변시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치를 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치의 구성도이다.
본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치는 도 4에 도시된 바와 같이 사석채움부(150)에 사석(200)을 투입한 인터셀(100), 액추에이터(300), 전단로드셀(400), 변위계(500) 및 마찰감쇄부재(600)를 포함할 수 있다.
상기 사석(200)은 사석(200)의 규격, 비중, 중량 모양 및 치수등이 균일하고 치밀하여야 하며 선정시험을 통과한 사석(200)만을 사용할 수 있다.
또한 상기 사석(200)의 밀도는 실험시 매우 중요하기 때문에 정확하게 최소밀도 , 상대밀도, 최대밀도를 계량하여 사석채움부(150)에 투입될 수 있다.
실험전에 사석(200)의 밀도를 측정하여 투입하고 실험 후에도 밀도를 반드시 측정해야 한다.
또한, 인터셀(100)의 형상에 따라서 부피가 달라지기 때문에 정확하게 밀도를 측정 및 투입하는 것이 필요하다.
또한, 상기 사석채움부(150)에 투입된 사석(200)의 상단부에는 백색 시멘트 혹은 밀가루 등을 도포할 수 있다.
상기 백색 시멘트 혹은 밀가루는 외력을 받은 상기 인터셀(100)의 정성적 전단변형을 측정하는 데 사용되는 것이다.
상기 액추에이터는 상기 인터셀(100)의 일면에 외력을 가하는 장치이다.
또한, 상기 액추에이터는 인터셀(100)이 실제 현장에서 받는 파랑의 힘을 재현한 것으로 실제 파랑의 힘을 계측하여 실행한다.
일반적으로 액추에이터는 전기, 유압, 압축 공기 등을 사용하는 원동기의 총칭으로서, 보통은 유체(流體) 에너지를 이용하여 기계적 일을 하는 기기일 수 있다.
또한, 상기 액추에이터는 어떤 종류의 제어 기구를 갖고 있는 전기 모터 혹은 유압이나 공기압으로 작동하는 피스톤 · 실린더 기구이다.
본 발명에 따른 상기 액추에이터는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1인터셀(110) 및 제2인터셀(120) 중 어느 인터셀의 일면에 작용하여 상기 인터셀(100)의 하중과 변위를 일으킬 수 있다.
일반적으로 전단로드셀(400)은 하중계나 하중센서 또는 힘센서라고도 불린다.
따라서 전단로드셀(400)은 힘 또는 하중을 측정하기 위한 변환기로서, 출력을 전기적으로 꺼낼 수 있는 것을 말하는 것이다.
상기 전단로그셀(400)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 인터셀의 내부전단블록(170)의 내부에 형성된 중공부에 각각 장착되어 상기 내부전단블록(170) 각각에 가해지는 하중을 측정하는 것이다.
따라서, 상기 전단로드셀(400)은 상기 인터셀(100)의 내부전단블록(170)의 개수에 따라 수량이 변동될 수 있다.
또한, 상기 전단로드셀(400)에는 상기 전단로드셀(400)이 측정한 측정값을 제어장치에 전송시키는 데이터 전송케이블을 더 포함할 수 있다.
상기 변위계(500)는 상기 인터셀(100)의 하중 방향, 즉 외부로 부터 받는 힘의 방향 및 하중 방향의 직각방향, 즉 외부로부터 받는 힘의 방향의 직각방향으로의 변위를 측정하는 것이다.
이에, 상기 변위계(500)는 제1변위계(미도시)와 제2변위계(미도시)로 구성되어 있다.
상기 제1변위계는 액추에이터의 외력을 받는 상기 인터셀(100)의 일면과 마주하는 타면에 설치한다.
또한 상기 제2변위계는 상기 일면과 타면 사이의 측면에 설치한다.
따라서 상기 제1변위계는 상기 인터셀의 하중방향의 변위를 측정하게 되고, 상기 제2인터셀은 상기 인터셀의 하중방향의 직각방향으로의 변위를 측정하게 되는 것이다.
본 발명에서 상기 변위계(500)는 LVDT(The linear variable differential transformer)를 사용한다.
상기 LVDT는 선형 거리 차이를 측정하는 전기적 변환기의 형태를 말하는데 3개의 솔레노이드 코일이 튜브를 둘러싼 형태로 위치하고 있다.
가운데 코일이 메인이며 나머지 두 개는 바깥에 위치하고 있으며, 실린더 형태의 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하면서 측정 대상의 위치값을 알려주게 되는 것이다.
상기 마찰감쇄부재(600)는 상기 인터셀(100)에 작용하는 바닥 마찰력과 이면 마찰력을 감쇄시키기 위한 것이다.
따라서, 상기 마찰감쇄부재(600)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 인터셀(100)의 하단면과 측면에 각각 구비할 수 있다.
상기 마찰감쇄부재(600)를 설치함으로써 상기 인터셀 전단거동분석 결과에 영향을 줄 수 있는 외부 작용을 최대로 감소시킬 수 있으며 이로써 인터셀전단거동 분석결과의 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기 마찰감쇄부재(600)로는 롤러, LM가이드 및 테프론을 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 장치의 내부전단블록의 다양한 실시예에 따른 구성도이다.
구체적으로 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 실험의 주요 변수는 인터셀의 내부전단블록(170)의 개수, 내부전단블록(170)의 돌출길이 및 사석의 밀도이다.
따라서 상기 인터셀(100)은 사석(200)의 밀도와 내부전단블록의 돌출길이 및 내부전단블록의 개수를 상이하게 제작하여 다양한 변수의 실험을 실행할 수 있다.
도 5(a), 5(b) 및 5(c)는 내부전단블록(170)의 개수가 3개이면서 돌출길이가 상이한 경우의 도면이고, 도 5(d), 5(e) 및 5(f)는 내부전단블록(170)의 개수가 1개이면서 돌츨길이가 상이한 경우의 도면이며, 도5(g)는 내부전단블록(170)의 개수가 0개일 경우의 도면을 도시한 것이다.
상기 인터셀 전단거동 분석의 변수는 메인변수는 사석(200)의 밀도, 서브변수는 내부전단블록(170)의 돌출길이 및 개수로 설정하여 분석하게 된다.
도시되지는 않았으나 메인변수인 사석(200)의 밀도는 최대밀도 1620kg/m3, 1561kg/m3, 1436kg/m3 일 수 있다.
또한, 상기 내부전단블록(170)의 돌출길이는 내부전단블럭의 수평길이의 100%, 86%, 71%, 55% 일 수 있다.
또한, 상기 내부전단블록(170)의 개수는 3개, 1개, 0개 일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 방법을 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석장치를 이용한 전단거동 분석 방법의 블록도이다.
본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 방법은 도 6에 도시된 바와 같이 인터셀제작단계(S10), 외력작용단계(S20), 변이측정단계(S30) 및 전단력도출단계(S40)를 포함할 수 있다.
상기 인터셀제작단계(S10)는 상기 외부블록(130)과 내부블록(140)을 결합하여 인터셀을 제작하는 단계이다.
상기 인터셀제작단계(S10)는 도7에 도시된 바와 같이 제1,2인터셀 형성공정(S11), 인터셀형성공정(S12), 전단로드셀부착공정(S13), 변위계부착공정(S14), 마찰감쇄부재부착공정(S15), 사석채움공정(S16) 및 인터셀 재형성공정(S17)을 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 제1,2인터셀형성공정(S11)은 외부블록(130)의 삽입홈(133)에 내부블록(140)을 복수개의 내부전단블록(170)이 구비되도록 삽입한 후 상기 내부블록(140)과 고정블록(132)에 구비된 제1,2 슬릿(134,141)에 결합부재(160)의 본체부(161)를 끼운 후, 상기 본체부(161)가 끼워지는 면과 대응되는 면에 결합부재(160)의 조임부(162)를 상기 본체부(161)에 조여 결합시켜서 형성되는 공정이다.
상기 인터셀형성공정(S12)은 상기 내부전단블록(170)이 서로 마주볼 수 있도록 상기 제1인터셀(110)과 제2인터셀(120)을 맞닿게 배치하여 형성됨으로써 중심부에 사석채움부(150)가 구성될 수 있게 된다.
상기 전단로드셀부착공정(S13)은 하중을 받은 상기 인터셀(100)의 변형을 측정하기 위해 전단로그셀(400)을 내부전단블록(170) 내부 중공부에 부착하는 공정이다.
또한 상기 전단로드셀(400)은 상기 제1인터셀(110) 또는 제2인터셀(120) 중 액추에이터에 의해 외력을 받는 인터셀에 장착될 수 있다.
상기 변위계부착공정(S14)은 상기 인터셀(100) 중 외력을 받는 일면과 마주하는 타면 및 상기 일면과 타면사이에 형성된 측면에 상기 인터셀(100)의 변위를 측정하는 변위계(500)를 부착하는 공정이다.
따라서 상기 변위계(500)는 상기 인터셀(100)의 하중방향 및 하중방향의 직각방향으로의 변위를 측정하게 되는 것이다.
상기 마찰감쇄부재부착공정(S15)은 상기 인터셀(100)의 하면과 측면에 작용하는 바닥마찰력과 이면마찰력의 영향을 최소화하기 위해 인터셀(100)의 하면과 측면에 마찰감쇄부재(600)를 부착하는 공정이다.
상기 마찰감쇄부재(600)는 롤러, LM가이드, 테프론 등이 사용될 수 있다.
상기 사석채움공정(S16)은 상기 사석채움부(150)에 사석(200)을 투입하는 공정이다.
또한, 상기 사석채움공정(S16)은 사석(200)을 투입하기 전에 사석(200)의 최소밀도, 상대밀도, 최대밀도를 계량하는 사석밀도측정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 사석채움공정(S16)이 이루어진 후에 상기 사석 상단부에 백색시멘트 혹은 밀가루 등을 도포하는 백색가루도포공정이 더 포함될 수 있다.
상기 백색가루도포공정은 상기 인터셀(100)의 정성적 전단변형을 측정하기 위한 공정이다.
또한, 상기 인터셀 재형성공정(S17)은 본 발명에 따른 인터셀 전단거동 분석 실험의 주요 변수인 상기 인터셀의 내부전단블록의 개수, 내부전단블록의 돌출길이 및 사석의 밀도를 상이하게 제작하여 실험을 수행할 수 있도록 전단거동분석 장치를 새롭게 재형성하는 공정을 의미한다.
상기 인터셀제작단계(S10) 중 전단로드셀부착공정(S13), 변위계부착공정 (S14) 및 마찰감쇄부재부착공정(S15)은 상기한 바와 같은 순서로 공정이 이루어질 수 있으나 상기와 다른 순서로 공정이 이루어지는 것도 가능하며 따라서 본 발명은 현장 상황에 맞게 전단로드셀부착공정(S13), 변위계부착공정(S14), 마찰감쇄부재부착공정(S15)의 순서가 조절되는 것을 배재하는 것은 아니다.
상기 외력작용단계(S20)는 상기 인터셀(100)에 액추에이터에 의한 외력을 작용하여 인터셀(100)의 전단을 일으키는 단계이다.
상기 액추에이터는 상기 인터셀(100) 중 제1인터셀(110) 또는 제2인터셀(120) 중 어느 한 인터셀의 일면에 작용할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 변이측정단계(S30)의 블록도이다.
상기 변이측정단계(S30)는 전단변형측정공정(S31) 및 전단변위측정공정(S32)이 포함될 수 있다.
구체적으로 상기 전단변형측정공정(S31)은 상기 전단로드셀(400)에서 상기 인터셀(100)의 내부전단블록(170)의 외력에 의한 전단변형을 측정하는 공정이다.
또한, 상기 전단변형측정공정(S31)은 도시되지는 않았지만 상기 전단로드셀 (400)이 측정한 측정값을 데이터전송케이블에서 제어장치로 전송하는 데이터전송공정을 더 포함할 수 있다.
상기 전단변위측정공정(S32)은 상기 변위계(500)가 상기 인터셀(100)의 하중방향 및 하중방향의 직각방향으로의 변위를 측정하는 공정이다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 전단력도출단계(S40)는 상기 전단로드셀(400)이 측정한 전단변형측정값과 상기 변위계(500)에서 측정한 전단변위측정값을 이용하여 인터셀의 전단력을 도출하는 단계이다.
본 발명에 따른 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단 거동 분석 장치 및 이를 이용한 전단 거동 분석 방법을 실행하기 전에 사석의 밀도를 측정 데이터 정리 및 전단로드셀 간격 검증을 실행해야 한다.
또한 인터셀 상부 및 양 측면에서 동영상 촬영을 시행할 수 있다.
또한 사진촬영 및 정성적 결과 정리하는 방법으로는 예비실험을 통하여 최대하중을 측정하고 최대하중을 10단계로 나눈 후 각 하중에 도달할 시 정성적 조사와 사진촬영이 이루어질 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 인터셀, 이를 이용한 인터셀 전단거동 분석 장치 및 전단거동 분석 방법에 의하면, 구현화가 어려웠던 인터셀 전단거동 분석 실험장치를 현장과 동일한 조건으로 형상화하여 내부전단블록에 작용하는 하중의 분담비율을 산정함으로써 합리적인 인터셀 설계가 가능하도록 할 수 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 : 인터셀
110 : 제 1 인터셀
120 : 제 2 인터셀
130 : 외부블록
131 : 지지플레이트
132 : 고정블록
133 : 삽입홈
134 : 제 1 슬릿
140 : 내부블록
141 : 제 2 슬릿
150 : 사석채움부
160 : 결합부재
161 : 본체부
162 : 조임부
170 : 내부전단블록
200 : 사석
400 : 전단로드셀
500 : 변위계
600 : 마찰감쇄부재

Claims (10)

  1. 제1인터셀; 및
    상기 제1인터셀과 맞닿아 대응 배치되는 제2인터셀;을 포함하고,
    상기 제1인터셀 및 제2인터셀은,
    지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일면에 일정간격 이격되어 배치되는 복수개의 고정블록으로 이루어진 외부블록;
    상기 고정블록 사이에 형성된 삽입홈에 삽입되어 상기 삽입홈 외부로 돌출되는 내부전단블록을 형성하는 내부블록;을 포함하며,
    상기 제1인터셀과 상기 제2인터셀에 각각 형성된 내부전단블록이 서로 마주보며 배치되는 것을 특징으로 하는 인터셀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1인터셀과 상기 제2인터셀 사이에 형성되어, 사석이 채워지는 사석채움부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터셀.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정블록은 측면에 복수개의 제1슬릿을 포함하고,
    상기 내부블록은 측면에 상기 제1슬릿과 대응 배치되는 제2슬릿을 포함하며, 상기 제1슬릿과 제2슬릿을 관통하는 결합부재에 의해 상기 고정블록과 내부블록이 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 인터셀.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 삽입홈에 삽입되는 내부블록의 삽입길이를 조절해서 상기 내부전단블록의 개수와 돌출 길이를 가변시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 인터셀.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 인터셀;
    상기 인터셀의 일면에 외력을 가하는 액추에이터;
    상기 인터셀의 내부블록 내부에 각각 장착되어 상기 내부블록 각각에 가해지는 하중을 측정하는 복수개의 전단로드셀; 및
    상기 인터셀 중 외력을 받는 일면과 마주하는 타면 및 상기 일면과 타면 사이에 형성된 측면에 각각 장착되어 상기 인터셀의 변위를 측정하는 변위계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터셀 전단거동 분석 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 인터셀의 하면과 측면에 각각 구비되어 바닥마찰력과 이면마찰력을 감쇄시키는 마찰감쇄부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터셀 전단거동 분석 장치.
  7. 외부블록과 내부블록을 결합하여 인터셀을 제작하는 인터셀제작단계;
    상기 인터셀에 액추에이터에 의한 외력을 작용하여 인터셀에 전단을 일으키는 외력작용단계;
    상기 인터셀에 설치된 전단로드셀과 변위계를 통해 인터셀의 전단 변형과 전단 변위를 각각 측정하는 변이측정단계; 및
    상기 변이측정단계에서 측정된 측정값을 이용하여 인터셀의 전단력을 도출하는 전단력도출단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단거동 분석 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 인터셀제작단계는,
    외부블록의 삽입홈에 내부블록을 삽입하여 복수개의 내부전단블록이 구비된 제1인터셀과 제2인터셀을 각각 형성하는 제 1,2인터셀형성공정;
    상기 제1인터셀와 제2인터셀을 맞닿게 배치하여 중심부에 사석채움부가 형성된 인터셀을 형성하는 인터셀형성공정;
    상기 제1인터셀 또는 상기 제2인터셀의 내부블록 내부에 전단로드셀을 부착하는 전단로드셀부착공정;
    상기 인터셀 중 외력을 받는 일면과 마주하는 타면 및 상기 일면과 타면사이에 형성된 측면에 변위계를 부착하는 변위계부착공정;
    상기 인터셀의 하면과 측면에 각각 작용하는 마찰력을 감쇄하기 위하여 상기 인터셀의 하면과 측면에 마찰감쇄부재를 각각 부착하는 마찰감쇄부재부착공정; 및
    상기 사석채움부에 사석을 채우는 사석채움공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단거동 분석 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 변이측정단계는,
    상기 전단로드셀이 외력에 의한 내부전단블록의 전단 변형을 측정하는 전단변형측정공정; 및
    상기 변위계가 인터셀의 하중 방향 및 하중 방향의 직각방향으로의 변위를 측정하는 전단변위측정공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단거동 분석 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 인터셀 제작단계는,
    상기 인터셀의 사석채움부에 채워지는 사석의 밀도와 내부전단블록의 돌출길이 및 내부전단블록의 개수를 상이하게 조절하여 상기 인터셀을 재형성하는 인터셀재형성공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전단거동 분석 방법.
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