KR20200035722A - 배관 지지 장치 - Google Patents

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KR20200035722A
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Abstract

일 실시예에 따른 배관 지지 장치는, 배관을 지지하도록 마련된 가대부; 및 일면은 구조물 상에 장착되고 타면은 상기 가대부에 연결되어 상기 구조물의 진동을 저감시키는 제진부;를 포함하고, 상기 구조물의 진동에 의해서 상기 제진부의 일부가 탄성 변형되어, 상기 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.

Description

배관 지지 장치{PIPE SUPPORTING DEVICE}
본 발명은 배관 지지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제진부의 탄성 거동을 통해서 가대부의 변형을 유발하는 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있는 배관 지지 장치에 관한 것이다.
건축구조물의 내외부에는 물, 가스 등의 공급을 위한 각종의 배관이 설치된다.
이때, 배관이 천장 또는 벽면으로부터 늘어지거나 할 경우, 출입자와의 충돌사고 등으로 이어질 수 있다.
따라서, 건축구조물의 내외부에 배관을 설치할 때에는 지지 장치 또한 함께 설치하여 지지 장치의 지지를 통해 배관을 천장 또는 벽면에 고정시키고 있다.
한편, 지진 발생시에는 건축구조물 자체뿐만 아니라 건축구조물의 내외부에 설치되는 배관에도 상당한 충격이 미치게 된다.
이때, 지진 발생시의 충격으로 인하여 배관이 손상되는 경우, 단순 배관 손상으로 그치지 않고 누수 또는 가스 누설 등이 따르게 되므로 침수 또는 화재 등으로 인한 대규모 피해가 발생할 수 있다.
이러한 이유로 최근 건축구조물에 대한민국 등록특허공보 제10-0962993호(공고일: 2010. 06. 10.) 등에 개시된 바와 같은 내진 기능을 갖는 배관 지지 장치가 적용되고 있다.
내진 기능을 갖는 배관 지지 장치는 지진 발생 시 유동하므로 이에 의해 충격이 완화되어 지진으로 인한 지지대상 배관의 손상이 일부 방지된다.
그러나, 종래 내진 기능을 갖는 배관 지지 장치는, 그 구조가 복잡한 것이어서 제조가 번거로워 제조 효율이 저하되는 문제가 있었을 뿐만 아니라 특히, 지진 발생시 유동 방향 및 유동 폭이 제한적이어서 충격 완화 효과가 기대에 미치지 못하므로 지지대상 배관의 손상이 발생하는 문제가 있었다.
상기의 이유로 해당 분야에서는 지진 발생 시 다방향으로 원활히 유동할 수 있도록 함으로써 이에 의해 충격이 분산, 흡수, 소멸되어 지진으로 인한 지지대상 배관의 손상이 방지될 수 있도록 하는 배관 지지 장치의 개발을 시도하고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시예에 따른 목적은 제진부에 전달된 구조물의 진동을 저감시켜 가대부에 설치된 배관의 손상을 방지할 수 있는 배관 지지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 제진부의 탄성 거동을 통해서 가대부의 변형을 유발하는 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있고, 외부 충격에 의해서 구조물에서 발생된 진동을 효과적으로 소산 또는 저감시킬 수 있는 배관 지지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 진도 3.0-7.0 범위에서 기존 가대 대비 최대응력을 약 50-60% 감소시킬 수 있고, 제진부의 종/횡방향 탄성 거동으로 기존 가대 대비 평균 반력을 약 12% 감소시킬 수 있는 배관 지지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 제진부의 최적 설계를 통하여 제진부의 비틀림을 방지하면서 허용 최대하중을 증가시킬 수 있는 배관 지지 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 배관 지지 장치는, 배관을 지지하도록 마련된 가대부; 및 일면은 구조물 상에 장착되고 타면은 상기 가대부에 연결되어 상기 구조물의 진동을 저감시키는 제진부;를 포함하고, 상기 구조물의 진동에 의해서 상기 제진부의 일부가 탄성 변형되어, 상기 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 제진부는, 상기 가대부가 연결되는 연결 구획; 상기 연결 구획의 외측에 배치되는 복수 개의 절단 구획; 및 상기 복수 개의 절단 구획의 외측에 배치되어 상기 구조물 상에 고정되는 고정 구획;을 포함하고, 상기 복수 개의 절단 구획에 의해서 상기 연결 구획 및 상기 고정 구획 사이의 공간이 탄성 변형되어, 상기 연결 구획이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 연결 구획은 원형으로 마련되고, 상기 복수 개의 절단 구획은, 외측면이 만곡된 'I' 형상으로 마련된 제1 절단 구획; 상기 제1 절단 구획으로부터 이격 배치되고, 호 형상으로 마련된 제2 절단 구획; 및 상기 제2 절단 구획보다 상기 연결 구획에 인접하게 배치되고, 호 형상으로 마련된 제3 절단 구획;을 포함하고, 상기 복수 개의 절단 구획은 상기 연결 구획의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 형성되고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에 상기 제2 절단 구획 및 상기 제3 절단 구획이 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간을 통해서 상기 연결 구획 및 상기 고정 구획이 서로 연결되고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 상기 연결 구획에 연결된 부분 및 상기 고정 구획에 연결된 부분은 각각 호 형상으로 마련되고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 상기 고정 구획에 연결된 부분의 호 길이에 상응하는 각도와 상기 연결 구획에 연결된 부분의 호 길이에 상응하는 각도의 비는 1 내지 1.6가 될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 제2 절단 구획은 상기 제3 절단 구획보다 길게 마련되고, 상기 제3 절단 구획은 복수 개로 마련되어, 복수 개의 제3 절단 구획이 상기 연결 구획의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 연결 구획은 다각형으로 마련되고, 상기 복수 개의 절단 구획은, 상기 연결 구획의 외측에 배치된 제1 절단 구획; 상기 연결 구획의 코너 및 상기 제1 절단 구획의 외측을 감싸도록 절곡 형성된 제2 절단 구획; 및 상기 제2 절단 구획의 외측에 배치된 제3 절단 구획;을 포함하고, 상기 복수 개의 절단 구획은 상기 연결 구획의 외측을 따라서 이격 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 복수 개의 절단 구획은 각각 'ㄱ'자 형상 또는 'ㄴ'자 형상으로 마련되고, 상기 복수 개의 절단 구획은, 상기 연결 구획의 제1 측 및 제2 측을 감싸도록 형성된 제1 절단 구획; 상기 연결 구획의 제2 측 및 제3 측을 감싸도록 형성된 제2 절단 구획; 상기 연결 구획의 제3 측 및 제4 측을 감싸도록 형성된 제3 절단 구획; 및 상기 연결 구획의 제4 측 및 제1 측을 감싸도록 형성된 제4 절단 구획;을 포함하고, 상기 복수 개의 절단 구획 중 인접하게 배치된 절단 구획의 일부는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 배관 지지 장치에 의하면, 제진부에 전달된 구조물의 진동을 저감시켜 가대부에 설치된 배관의 손상을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 배관 지지 장치에 의하면, 제진부의 탄성 거동을 통해서 가대부의 변형을 유발하는 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있고, 외부 충격에 의해서 구조물에서 발생된 진동을 효과적으로 소산 또는 저감시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 배관 지지 장치에 의하면, 진도 3.0-7.0 범위에서 기존 가대 대비 최대응력을 약 50-60% 감소시킬 수 있고, 제진부의 종/횡방향 탄성 거동으로 기존 가대 대비 평균 반력을 약 12% 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 배관 지지 장치에 의하면, 제진부의 최적 설계를 통하여 제진부의 비틀림을 방지하면서 허용 최대하중을 증가시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이다.
도 8은 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 9는 지진파형의 분석 결과를 도시한다.
도 10(a) 및 (b)는 진도가 1.0-2.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이다.
도 11은 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이다.
도 12(a) 및 (b)는 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시한다.
도 13은 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 14는 진도가 5.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이다.
도 15(a) 및 (b)는 진도가 5.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시한다.
도 16은 진도가 5.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 17은 진도가 6.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이다.
도 18(a) 및 (b)는 진도가 6.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시한다.
도 19는 진도가 6.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 20은 진도가 7.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이다.
도 21(a) 및 (b)는 진도가 7.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시한다.
도 22는 진도가 7.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 23(a) 내지 (c)는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에서 탄성 거동을 도시한다.
도 24(a) 내지 (c)는 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치에서 탄성 거동을 도시한다.
도 25(a) 내지 (c)는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에서 θ1=40°인 경우 θ2에 따른 최대변위, 스프링 상수 및 최대허용하중의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 1 또는 2를 참조하여, 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치(10)는 가대부(미도시) 및 제진부(100)를 포함할 수 있다.
상기 가대부는 배관을 지지하도록 마련될 수 있다.
예를 들어, 가대부는 'U'자 형상의 프레임으로 마련될 수 있다.
가대부의 제1 프레임 및 제2 프레임은 서로 마주보도록 배치되고, 상하 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 그리고 가대부의 제3 프레임은 제1 프레임의 하단 및 제2 프레임의 하단을 서로 연결하도록 배치되고, 가대부의 제3 프레임 상에 배관이 놓일 수 있다.
또한, 가대부에는 제진부(100)가 연결될 수 있다.
구체적으로 도시되지는 않았으나, 제진부(100)의 일면은 구조물 상에 고정되고, 제진부(100)의 타면은 가대부에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제진부(100)는 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 제진부(100) 중 하나는 가대부의 제1 프레임의 상단에 연결되고, 복수 개의 제진부(100) 중 다른 하나는 가대부의 제2 프레임의 상단에 연결될 수 있다.
특히, 제진부(100)는 외부 충격에 의해서 구조물에서 발생된 진동에너지를 소산 또는 저감시킬 수 있다.
이때, 제진부(100)의 일부가 구조물에서 발생된 진동에너지에 의해서 탄성 변형되어 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
구체적으로, 제진부(100)는 연결 구획(110), 복수 개의 절단 구획(120) 및 고정 구획(130)을 포함할 수 있다.
상기 연결 구획(110)에는 가대부가 연결될 수 있다.
또한, 연결 구획(110)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(100)의 중앙에 배치된 구획으로서, 원형으로 마련될 수 있다.
상기 복수 개의 절단 구획(120)은 연결 구획(110)의 외측에 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 절단 구획(120)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(100)에서 양면을 관통하도록 절단된 구획으로서, 예를 들어 제1 절단 구획(122), 제2 절단 구획(124) 및 제3 절단 구획(126)을 포함할 수 있다.
특히, 복수 개의 절단 구획(120)은 제진부(100)의 중심축을 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제1 절단 구획(122)은 외측면이 만곡된 'I' 형상으로 마련될 수 있다.
구체적으로, 제1 절단 구획(122)의 상부 및 제1 절단 구획(122)의 하부는 연결 구획(110)의 중심점으로부터 방사상 외측으로 만곡되게 형성될 수 있다. 이에 의해서, 제1 절단 구획(122)의 상부 및 제1 절단 구획(122)의 하부는 호 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 절단 구획(122)의 중앙부는 제1 절단 구획(122)의 상부 및 제1 절단 구획(122)의 하부와 연결되어, 제1 절단 구획(122)의 중심을 향하여 만곡되게 형성될 수 있다.
전술된 제1 절단 구획(122)은 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 제1 절단 구획(122)은 연결 구획(110)의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 형성될 수 있다.
예를 들어, 제진부(100)에는 총 4개의 제1 절단 구획(122)이 구비될 수 있고, 연결 구획(110)을 중심으로 4개의 제1 절단 구획(122)이 서로 90도 간격으로 이격 배치될 수 있다. 다시 말해서, 연결 구획(110)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 제1 절단 구획(122)이 배치될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(124) 및 제3 절단 구획(126)은 제1 절단 구획(122)으로부터 연결 구획(110)의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 형성될 수 있다.
또한, 제2 절단 구획(124) 및 제3 절단 구획(126)은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에 형성될 수 있다.
이때, 제2 절단 구획(124) 및 제3 절단 구획(126)은 호 형상으로 마련될 수 있다.
구체적으로, 제2 절단 구획(124)은 제3 절단 구획(126)보다 연결 구획(110)으로부터 멀리 배치될 수 있다. 다시 말해서, 제3 절단 구획(126)이 제2 절단 구획(124)보다 연결 구획(110)에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 제2 절단 구획(124)의 호 길이가 제3 절단 구획(126)의 호 길이보다 길게 마련될 수 있다.
예를 들어, 제3 절단 구획(126)의 호 길이는 제2 절단 구획(124)의 호 길이의 절반보다 짧게 마련될 수 있다.
이때, 제3 절단 구획(126)은 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 제3 절단 구획(126)은 연결 구획(110)의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 형성될 수 있다.
예를 들어, 제3 절단 구획(126)은 2개로 마련될 수 있고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에 2개의 제3 절단 구획(126)이 배치될 수 있다.
한편, 제2 절단 구획(124)의 양단은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122)의 중앙부를 향하여 연장될 수 있다.
또한, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에 2개의 제3 절단 구획(126)이 배치된 경우, 하나의 제3 절단 구획(126)의 일단은 제1 절단 구획(122)의 중앙부를 향하여 연장되고, 타단은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에 구비된 중심축(X1)을 향하여 연장될 수 있다. 그리고 나머지 하나의 제3 절단 구획(126)의 일단은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에 구비된 중심축(X1)을 향하여 연장되고, 타단은 제1 절단 구획(122)의 중앙부를 향하여 연장될 수 있다.
이때, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에 구비된 중심축(X1)은 연결 구획(100)의 중심점(O)과 만날 수 있고, 중심축(X1)을 기준으로 제1 절단 구획(122), 제2 절단 구획(124) 및 제3 절단 구획(126)이 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
또한, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간을 통해서 연결 구획(110) 및 고정 구획(130)이 서로 연결될 수 있다.
이때, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 부분 및 고정 구획(130)에 연결된 부분은 각각 호 형상으로 마련될 수 있다.
구체적으로, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 부분은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122)의 하부가 이격된 부분을 가리키고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 고정 구획(130)에 연결된 부분은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122)의 상부가 이격된 부분을 가리킬 수 있다.
이와 같이 플레이트 형상으로 마련된 제진부(100)에서 연결 구획(110) 및 고정 구획(130) 사이의 공간에 복수 개의 절단 구획(120)이 형성됨으로써, 구조물에서 발생된 진동에 의해서 연결 구획(110) 및 고정 구획(130) 사이의 공간이 탄성 변형되어, 연결 구획(110)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
이때, 연결 구획(110) 및 고정 구획(130) 사이의 공간이 보다 안정적으로 탄성 변형되게 하기 위해서, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 고정 구획(130)에 연결된 부분의 호 길이가 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 부분의 호 길이보다 길게 마련될 수 있다.
특히, 도 2를 참조하여, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 고정 구획(130)에 연결된 부분의 호 길이(L1) 및 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 부분의 호 길이(L2)는 다음과 같이 산출될 수 있다.
연결 구획(110)의 중심점(O)으로부터 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 고정 구획(130)에 연결된 부분까지의 거리 또는 연결 구획(110)의 중심점(O)으로부터 제1 절단 구획(122)의 상부까지의 거리는 R1이고, 연결 구획(110)의 중심점(O)으로부터 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 부분까지의 거리 또는 연결 구획(110)의 중심점(O)으로부터 제1 절단 구획(122)의 하부까지의 거리는 R2인 경우, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 고정 구획(130)에 연결된 부분의 호 길이(L1)는 R1 X θ1이 되고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 부분의 호 길이(L2)는 R2 X θ2가 될 수 있다.
이때, θ1은 연결 구획(110)의 중심점(O)과 제1 절단 구획(122)의 상부에서 일단을 잇는 선과 연결 구획(110)의 중심점(O)과 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122)의 상부에서 일단을 잇는 선의 사잇각을 가리키고, θ2는 연결 구획(110)의 중심점(O)과 제1 절단 구획(122)의 하부에서 일단을 잇는 선과 연결 구획(110)의 중심점(O)과 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122)의 하부에서 일단을 잇는 선의 사잇각을 가리킬 수 있다.
다시 말해서, θ1은 L1을 결정 짓는 변수가 될 수 있고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 고정 구획(130)에 연결된 호 길이에 상응하는 각도가 될 수 있다. 이와 마찬가지로, θ2는 L2를 결정 짓는 변수가 될 수 있고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(122) 사이의 공간에서 연결 구획(110)에 연결된 호 길이에 상응하는 각도가 될 수 있다.
이때, θ1과 θ2의 비는 1 내지 1.6이 될 수 있다.
R1이 100㎜이고, R2가 68㎜인 경우를 예로 설명하면 다음과 같다.
θ1이 40°이라면, θ2는 25° 내지 40°가 될 수 있다.
이때, θ1이 40°이고 θ2가 25°라면, θ1과 θ2의 비는 1.6이 될 수 있고, θ1이 40°이고 θ2가 30°라면, θ1과 θ2의 비는 1.3이 될 수 있고, θ1이 40°이고 θ2가 40°라면, θ1과 θ2의 비는 1이 될 수 있다.
전술된 바와 같이 θ1과 θ2의 비가 1 내지 1.6이 될 경우, 바람직하게 θ1과 θ2의 비가 1.3이 될 경우, 제진부(100)의 허용 최대하중을 크게 증가시킬 수 있다.
한편, 복수 개의 절단 구획(120)의 외측에는 고정 구획(130)이 배치될 수 있다.
상기 고정 구획(130)은 제진부(100)를 구조물에 하는 구획으로서, 플레이트 형상으로 마련된 제진부(100)에서 복수 개의 절단 구획(120)의 방사상 외측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 고정 구획(130)에 볼팅을 함으로써 제진부(100)가 구조물에 장착될 수 있다.
이에 의해서 구조물에서 발생된 진동이 구조물에 고정된 고정 구획(130)을 통해서 제진부(100)에 전달될 수 있다.
이때, 제진부(100)가 연결 구획(110), 복수 개의 절단 구획(120) 및 고정 구획(130)을 포함함으로써, 제진부(100)에 전달된 진동에 의해서 연결 구획(110) 및 고정 구획(130) 사이의 공간이 탄성 변형되어 연결 구획(110)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
이러한 제진부(100)의 탄성 거동에 의해서 제진부(100)에 전달된 진동이 저감될 수 있을 뿐만 아니라, 제진부(100)의 허용 최대하중을 증가시킴으로써 가대부가 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 진도 3.0-7.0 범위에서 기존 배관 지지 장치(이하, 기존 가대) 대비 최대응력을 약 50-60% 감소시킬 수 있고, 제진부(100)의 종방향 또는 횡방향 탄성 거동으로 기존 가대 대비 평균 반력을 약 12% 감소시킬 수 있다.
이상 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 제2 내지 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치에 대하여 설명된다.
도 3은 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이고, 도 4는 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 3 또는 4를 참조하여, 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치(20)는 가대부(미도시) 및 제진부(200)를 포함할 수 있다.
상기 가대부는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치(10)에 포함된 가대부와 동일한 구성이므로, 이하에서는 가대부에 대한 설명은 생략하고 제진부(200)에 대하여만 상술된다.
상기 제진부(200)는 외부 충격에 의해서 구조물에서 발생된 진동에너지를 소산 또는 저감시킬 수 있다.
이때, 제진부(200)의 일부가 구조물에서 발생된 진동에너지에 의해서 탄성 변형되어 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
구체적으로, 제진부(200)는 연결 구획(210), 복수 개의 절단 구획(220) 및 고정 구획(230)을 포함할 수 있다.
상기 연결 구획(210)에는 가대부가 연결될 수 있다.
또한, 연결 구획(210)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(200)의 중앙에 배치된 구획으로서, 다각형으로 마련될 수 있다.
이하에서는 연결 구획(210)이 사각형으로 마련된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나, 연결 구획(210)의 형상은 이에 국한되지 아니하며, 다양한 다각형으로 마련될 수 있음은 당연하다.
상기 복수 개의 절단 구획(220)은 연결 구획(210)의 외측에 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 절단 구획(220)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(200)에서 양면을 관통하도록 절단된 구획으로서, 예를 들어 제1 절단 구획(222), 제2 절단 구획(224) 및 제3 절단 구획(226)을 포함할 수 있다.
특히, 복수 개의 절단 구획(220)은 제진부(200)의 중심축을 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제1 절단 구획(222)은 연결 구획(210)의 외측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 절단 구획(222)은 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 제1 절단 구획(222)은 연결 구획(210)의 외측을 따라서 이격 배치되어, 연결 구획(210)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다.
또한, 제1 절단 구획(222)은 사각형으로 마련될 수 있다.
이때, 제1 절단 구획(222)의 면적은 연결 구획(210)의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(224) 및 제3 절단 구획(226)은 연결 구획(210)의 외측을 따라서 이격 배치될 수 있다.
구체적으로, 제2 절단 구획(224)은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(222) 사이의 공간에 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이 제진부(200)에 4개의 제1 절단 구획(222)이 구비되므로, 제진부(200)에는 4개의 제2 절단 구획(224)이 구비될 수 있고, 4개의 제2 절단 구획(224)은 연결 구획(210)의 외측을 따라서 이격 배치될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(224)은 연결 구획(210)의 코너 및 제1 절단 구획(222)의 외측을 감싸도록 절곡 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 절단 구획(224)의 일부는 연결 구획(210)의 코너를 감싸도록 절곡 형성되고 제2 절단 구획(224)의 다른 일부는 제2 절단 구획(224)의 일부의 일단으로부터 제1 절단 구획(222)의 외측을 따라서 연장되게 형성되고, 제2 절단 구획(224)의 또 다른 일부는 제2 절단 구획(224)의 일부의 타단으로부터 인접하게 배치된 제1 절단 구획(222)의 외측을 따라서 연장되게 형성될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(224)의 외측에는 제3 절단 구획(226)이 배치될 수 있다.
상기 제3 절단 구획(226)은 선형으로 마련될 수 있고, 제2 절단 구획(224)의 외측에서 제진부(200)의 외곽을 향하여 연장되게 형성될 수 있다.
또한, 제3 절단 구획(226)은 복수 개로 마련될 수 있고, 예를 들어 제3 절단 구획(226)은 총 8개로 마련될 수 있다. 이러한 경우 연결 구획(210)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에서 제1 절단 구획(222)을 사이에 두고 2개의 제3 절단 구획(226)이 서로 이격 배치될 수 있다. 이와 같이 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(222) 사이의 공간에 2개의 제3 절단 구획(226)이 배치될 수 있다.
이때, 연결 구획(210)과 제1 절단 구획(222) 사이의 공간, 제1 절단 구획(222)과 제2 절단 구획(224) 사이의 공간, 또는 제2 절단 구획(224)과 제3 절단 구획(226) 사이의 공간을 통해서, 연결 구획(210) 및 고정 구획(230)이 서로 연결될 수 있다.
이와 같이, 플레이트 형상으로 마련된 제진부(200)에서 연결 구획(210) 및 고정 구획(230) 사이의 공간에 복수 개의 절단 구획(200)이 형성됨으로써, 구조물에서 발생된 진동에 의해서 연결 구획(210) 및 고정 구획(230) 사이의 공간이 탄성 변형되어, 연결 구획(210)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
한편, 복수 개의 절단 구획(220)의 외측에는 고정 구획(230)이 배치될 수 있다.
상기 고정 구획(230)은 제진부(200)를 구조물에 하는 구획으로서, 플레이트 형상으로 마련된 제진부(200)에서 복수 개의 절단 구획(220)의 외측, 특히 제진부(200)의 코너에 배치될 수 있다.
예를 들어, 고정 구획(230)에 볼팅을 함으로써 제진부(200)가 구조물에 장착될 수 있다.
이에 의해서 구조물에서 발생된 진동이 구조물에 고정된 고정 구획(230)을 통해서 제진부(200)에 전달될 수 있다.
이때, 제진부(200)가 연결 구획(210), 복수 개의 절단 구획(220) 및 고정 구획(230)을 포함함으로써, 제진부(200)에 전달된 진동에 의해서 연결 구획(210) 및 고정 구획(230) 사이의 공간이 탄성 변형되어 연결 구획(210)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
이러한 제진부(200)의 탄성 거동에 의해서 제진부(200)에 전달된 진동이 저감될 수 있을 뿐만 아니라, 제진부(200)의 허용 최대하중을 증가시킴으로써 가대부가 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 제3 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이고, 도 6은 제3 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 5 또는 6을 참조하여, 제3 실시예에 따른 배관 지지 장치(30)는 가대부(미도시) 및 제진부(300)를 포함할 수 있다.
상기 가대부는 제1 및 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치(10, 20)에 포함된 가대부와 동일한 구성이므로, 이하에서는 가대부에 대한 설명은 생략하고 제진부(300)에 대하여만 상술된다.
특히, 제진부(300)는 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치(20)에 포함된 제진부(200)의 경량형이다.
상기 제진부(300)는 외부 충격에 의해서 구조물에서 발생된 진동에너지를 소산 또는 저감시킬 수 있다.
이때, 제진부(300)의 일부가 구조물에서 발생된 진동에너지에 의해서 탄성 변형되어 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
구체적으로, 제진부(300)는 연결 구획(310), 복수 개의 절단 구획(320) 및 고정 구획(330)을 포함할 수 있다.
상기 연결 구획(310)에는 가대부가 연결될 수 있다.
또한, 연결 구획(310)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(300)의 중앙에 배치된 구획으로서, 다각형으로 마련될 수 있다.
이하에서는 연결 구획(310)이 사각형으로 마련된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나, 연결 구획(310)의 형상은 이에 국한되지 아니하며, 다양한 다각형으로 마련될 수 있음은 당연하다.
상기 복수 개의 절단 구획(320)은 연결 구획(310)의 외측에 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 절단 구획(320)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(300)에서 양면을 관통하도록 절단된 구획으로서, 예를 들어 제1 절단 구획(322), 제2 절단 구획(324) 및 제3 절단 구획(326)을 포함할 수 있다.
특히, 복수 개의 절단 구획(320)은 제진부(300)의 중심축을 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제1 절단 구획(322)은 연결 구획(310)의 외측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제1 절단 구획(322)은 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 제1 절단 구획(322)은 연결 구획(310)의 외측을 따라서 이격 배치되어, 연결 구획(310)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다.
또한, 제1 절단 구획(322)은 사각형으로 마련될 수 있다.
이때, 제1 절단 구획(322)의 면적은 연결 구획(310)의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
제2 실시예에 따른 배관 지지 장치(20)에 포함된 제진부(200)보다 경량화가 되도록, 제진부(300)에 포함된 제1 절단 구획(322)의 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(324) 및 제3 절단 구획(326)은 연결 구획(310)의 외측을 따라서 이격 배치될 수 있다.
구체적으로, 제2 절단 구획(324)은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(322) 사이의 공간에 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이 제진부(300)에 4개의 제1 절단 구획(322)이 구비되므로, 제진부(300)에는 4개의 제2 절단 구획(324)이 구비될 수 있고, 4개의 제2 절단 구획(324)은 연결 구획(310)의 외측을 따라서 이격 배치될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(324)은 연결 구획(310)의 코너 및 제1 절단 구획(322)의 외측을 감싸도록 절곡 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 절단 구획(324)의 일부는 연결 구획(310)의 코너를 감싸도록 절곡 형성되고, 제2 절단 구획(324)의 다른 일부는 제2 절단 구획(324)의 일부의 일단으로부터 제1 절단 구획(322)의 외측을 따라서 연장되게 형성되고, 제2 절단 구획(324)의 또 다른 일부는 제2 절단 구획(324)의 일부의 타단으로부터 인접하게 배치된 제1 절단 구획(322)의 외측을 따라서 연장되게 형성될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치(20)에 포함된 제진부(200)보다 경량화가 되도록, 제진부(300)에 포함된 제2 절단 구획(324)의 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(324)의 외측에는 제3 절단 구획(326)이 배치될 수 있다.
상기 제3 절단 구획(326)은 선형으로 마련될 수 있고, 제2 절단 구획(324)의 외측에서 제진부(300)의 외곽을 향하여 연장되게 형성될 수 있다.
또한, 제3 절단 구획(326)은 복수 개로 마련될 수 있고, 예를 들어 제3 절단 구획(326)은 총 8개로 마련될 수 있다. 이러한 경우 연결 구획(310)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에서 제1 절단 구획(322)을 사이에 두고 2개의 제3 절단 구획(326)이 서로 이격 배치될 수 있다. 이와 같이 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획(322) 사이의 공간에 2개의 제3 절단 구획(326)이 배치될 수 있다.
또한, 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치(20)에 포함된 제진부(200)보다 경량화가 되도록, 제진부(300)에 포함된 제3 절단 구획(326)의 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
이때, 연결 구획(310)과 제1 절단 구획(322) 사이의 공간, 제1 절단 구획(322)과 제2 절단 구획(324) 사이의 공간, 또는 제2 절단 구획(324)과 제3 절단 구획(326) 사이의 공간을 통해서, 연결 구획(310) 및 고정 구획(330)이 서로 연결될 수 있다.
이와 같이 플레이트 형상으로 마련된 제진부(300)에서 연결 구획(310) 및 고정 구획(330) 사이의 공간에 복수 개의 절단 구획(320)이 형성됨으로써, 구조물에서 발생된 진동에 의해서 연결 구획(310) 및 고정 구획(330) 사이의 공간이 탄성 변형되어, 연결 구획(310)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
한편, 복수 개의 절단 구획(320)의 외측에는 고정 구획(330)이 배치될 수 있다.
상기 고정 구획(330)은 제진부(300)를 구조물에 하는 구획으로서, 플레이트 형상으로 마련된 제진부(300)에서 복수 개의 절단 구획(320)의 외측, 특히 제진부(300)의 코너에 배치될 수 있다.
예를 들어, 고정 구획(330)에 볼팅을 함으로써 제진부(300)가 구조물에 장착될 수 있다.
이에 의해서 구조물에서 발생된 진동이 구조물에 고정된 고정 구획(330)을 통해서 제진부(300)에 전달될 수 있다.
이때, 제진부(300)가 연결 구획(310), 복수 개의 절단 구획(320) 및 고정 구획(330)을 포함함으로써, 제진부(300)에 전달된 진동에 의해서 연결 구획(310) 및 고정 구획(330) 사이의 공간이 탄성 변형되어 연결 구획(310)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
이러한 제진부(300)의 탄성 거동에 의해서 제진부(300)에 전달된 진동이 저감될 수 있을 뿐만 아니라, 제진부(300)의 허용 최대하중을 증가시킴으로써 가대부가 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치의 사시도이고, 도 8은 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치의 평면도이다.
도 7 또는 8을 참조하여, 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치(40)는 가대부(미도시) 및 제진부(400)를 포함할 수 있다.
상기 가대부는 제1 내지 3 실시예에 따른 배관 지지 장치(10, 20, 30)에 포함된 가대부와 동일한 구성이므로, 이하에서는 가대부에 대한 설명은 생략하고 제진부(400)에 대하여만 상술된다.
상기 제진부(400)는 외부 충격에 의해서 구조물에서 발생된 진동에너지를 소산 또는 저감시킬 수 있다.
이때, 제진부(400)의 일부가 구조물에서 발생된 진동에너지에 의해서 탄성 변형되어 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
구체적으로, 제진부(400)는 연결 구획(410), 복수 개의 절단 구획(420) 및 고정 구획(430)을 포함할 수 있다.
상기 연결 구획(410)에는 가대부가 연결될 수 있다.
또한, 연결 구획(410)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(400)의 중앙에 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 절단 구획(420)은 연결 구획(410)의 외측에 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 절단 구획(420)은 플레이트 형상으로 마련된 제진부(400)에서 양면을 관통하도록 절단된 구획으로서, 예를 들어 제1 절단 구획(422), 제2 절단 구획(424), 제3 절단 구획(226) 및 제4 절단 구획(228)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 절단 구획(422), 제2 절단 구획(424), 제3 절단 구획(226) 및 제4 절단 구획(228)은 각각 'ㄱ'자 형상 또는 'ㄴ'자 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제1 절단 구획(422)은 연결 구획(410)의 제1 측 및 제2 측을 감싸도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 측은 연결 구획(410)의 상측이 되고, 제2 측은 연결 구획(410)의 우측이 될 수 있다.
상기 제2 절단 구획(424)은 연결 구획(410)의 제2 측 및 제3 측을 감싸도록 형성될 수 있다. 이때, 제3 측은 연결 구획(410)의 하측이 될 수 있다.
상기 제3 절단 구획(426)은 연결 구획(410)의 제3 측 및 제4 측을 감싸도록 형성될 수 있다. 이때, 제4 측은 연결 구획(410)의 좌측이 될 수 있다.
이때, 복수 개의 절단 구획(420) 중 인접하게 배치된 절단 구획의 일부는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 절단 구획(422)의 일부가 연결 구획(410)의 제1 측에 배치되고 제1 절단 구획(422)의 나머지 일부가 연결 구획(410)의 제2 측에 배치된 경우, 제2 절단 구획(424)의 일부는 연결 구획(420)의 제2 측에서 제1 절단 구획(422)의 나머지 일부로부터 외측에 이격 배치되고, 제2 절단 구획(424)의 나머지 일부는 연결 구획(420)의 제3 측에 배치되고, 제3 절단 구획(424)의 일부는 연결 구획(420)의 제3 측에서 제2 절단 구획(424)의 나머지 일부로부터 외측에 이격 배치되고, 제3 절단 구획(424)의 나머지 일부는 연결 구획(420)의 제4 측에 배치되고, 제4 절단 구획(428)의 일부는 연결 구획(420)의 제4 측에서 제3 절단 구획(424)의 나머지 일부로부터 외측에 이격 배치되고, 제4 절단 구획(428)의 나머지 일부는 제1 절단 구획(422)의 일부로부터 내측에 이격 배치될 수 있다.
이때, 연결 구획(410)과 제1 절단 구획(422) 사이의 공간, 제1 절단 구획(422)과 제2 절단 구획(424) 사이의 공간, 제2 절단 구획(424)과 제3 절단 구획(426) 사이의 공간, 제3 절단 구획(426)과 제4 절단 구획(428) 사이의 공간, 또는 제4 절단 구획(428)과 제1 절단 구획(422) 사이의 공간을 통해서, 연결 구획(410) 및 고정 구획(430)이 서로 연결될 수 있다.
특히, 제1 절단 구획(422)과 제2 절단 구획(424) 사이의 공간, 제2 절단 구획(424)과 제3 절단 구획(426) 사이의 공간, 제3 절단 구획(426)과 제4 절단 구획(428) 사이의 공간, 또는 제4 절단 구획(428)과 제1 절단 구획(422) 사이의 공간은 외팔보 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이 플레이트 형상으로 마련된 제진부(400)에서 연결 구획(410) 및 고정 구획(430) 사이의 공간에 복수 개의 절단 구획(420)이 형성됨으로써, 구조물에서 발생된 진동에 의해서 연결 구획(410) 및 고정 구획(430) 사이의 공간이 탄성 변형되어, 연결 구획(410)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
한편, 복수 개의 절단 구획(420)의 외측에는 고정 구획(430)이 배치될 수 있다.
상기 고정 구획(430)은 제진부(400)를 구조물에 하는 구획으로서, 플레이트 형상으로 마련된 제진부(400)에서 복수 개의 절단 구획(420)의 외측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 고정 구획(430)에 볼팅을 함으로써 제진부(400)가 구조물에 장착될 수 있다.
이에 의해서 구조물에서 발생된 진동이 구조물에 고정된 고정 구획(430)을 통해서 제진부(400)에 전달될 수 있다.
이때, 제진부(400)가 연결 구획(410), 복수 개의 절단 구획(420) 및 고정 구획(430)을 포함함으로써, 제진부(400)에 전달된 진동에 의해서 연결 구획(410) 및 고정 구획(330) 사이의 공간이 탄성 변형되어 연결 구획(410)이 종방향 또는 횡방향으로 변위될 수 있다.
이러한 제진부(400)의 탄성 거동에 의해서 제진부(400)에 전달된 진동이 저감될 수 있을 뿐만 아니라, 제진부(400)의 허용 최대하중을 증가시킴으로써 가대부가 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 가대부의 안정성을 향상시킬 수 있다.
이상 제1 내지 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 제1 내지 제4 실시예에 따른 배관 지지 장치에 대한 해석 결과에 대하여 설명된다.
도 9는 지진파형의 분석 결과를 도시한다.
도 9는 진도 8에서 인공지진파를 도시한 것으로서, 전범위 진도에서 외부 가진 시간에 따른 평균 지진 가속도는 다음과 같다.
진도 1.0-1.9 2.0-2.9 3.0-3.9 4.0-4.9 5.0-5.9 6.0-6.9 7.0-7.9 8.0-8.9 비고
평균지진가속도
(g)		 0.1g 0.5g 1.0g 1.2g 1.5g 1.8g 2.0g 2.5g RMS 기준
1.0g
(9.81㎨)
외부 가진 시간
(sec)		 3 4 5 8 12 18 22 25 인공
지진파
이하에서는 [표 1]에 따라서 특정 진도를 발생시켜서 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 해석하였다.
도 10(a) 및 (b)는 진도가 1.0-2.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이다.
이하에서는 제진부에 일반적인 플레이트 형상이 적용된 경우를 기존 가대라고 하고, 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부가 적용된 경우를 내진 가대라고 한다.
도 10(a) 및 (b)를 참조하여, 진도가 1.0-2.0인 경우에는 내진 가대에서 지진파 조화 감쇄로 인하여 기존 가대와의 변위차가 5% 이내로 되고, 기존 가대 대비 응력이 5% 증가되는 것을 확인하였다.
도 11은 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이고, 도 12(a) 및 (b)는 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시하고, 도 13은 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 진도가 3.0-4.0인 경우, 내진 가대의 경우 기존 가대 대비하여 응력 분포가 대체로 감소되었다.
도 12(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대는 제진부 및 가대부에 전체적으로 응력 분포가 나타나는 반면, 내진 가대에서는 제진부의 일부에만, 특히 제진부에서 복수 개의 절단 구획 사이의 공간과 복수 개의 절단 구획과 연결 구획이 연결된 부분에만 응력 분포가 나타났다. 이때, 가대부에는 응력 분포가 나타나지 않았음을 확인할 수 있었다.
도 13에 도시된 바와 같이, 진도가 3.0-4.0인 경우, 기존 가대에서 변화량 백분율을 100%라고 했을 때, 내진 가대에서 변화량 백분율이 43%가 되어서 기존 가대 대비하여 내진 가대에서 57%의 최대 응력이 감소되는 효과가 나타난다는 것을 확인하였다.
도 14는 진도가 5.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이고, 도 15(a) 및 (b)는 진도가 5.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시하고, 도 16은 진도가 5.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 진도가 5.0인 경우, 내진 가대의 경우 기존 가대 대비하여 응력 분포가 감소되었다.
도 15(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 진도가 5.0인 경우, 기존 가대는 제진부 및 가대부에 전체적으로 응력 분포가 나타나는 반면, 내진 가대에서는 제진부의 일부에만, 특히 제진부에서 복수 개의 절단 구획 사이의 공간과 복수 개의 절단 구획과 연결 구획이 연결된 부분에만 응력 분포가 나타났다. 이때, 가대부에는 응력 분포가 나타나지 않았음을 확인할 수 있었다.
도 16에 도시된 바와 같이, 진도가 5.0인 경우, 기존 가대에서 변화량 백분율을 100%라고 했을 때, 내진 가대에서 변화량 백분율이 17%가 되어서 기존 가대 대비하여 내진 가대에서 83%의 최대 응력이 감소되는 효과가 나타난다는 것을 확인하였다.
도 17은 진도가 6.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이고, 도 18(a) 및 (b)는 진도가 6.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시하고, 도 19는 진도가 6.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 진도가 6.0인 경우, 내진 가대의 경우 기존 가대 대비하여 응력 분포가 대체로 감소되었다.
도 18(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 진도가 6.0인 경우, 기존 가대는 제진부 및 가대부에 전체적으로 응력 분포가 나타나는 반면, 내진 가대에서는 제진부의 일부에만, 특히 제진부에서 복수 개의 절단 구획 사이의 공간과 복수 개의 절단 구획과 연결 구획이 연결된 부분에만 응력 분포가 나타났다. 이때, 진도가 5.0인 경우에 비해서, 연결 구획 내에 응력 분포가 넓게 나타나기는 했으나, 가대부에는 응력 분포가 나타나지 않았음을 확인할 수 있었다.
도 19에 도시된 바와 같이, 진도가 5.0인 경우, 기존 가대에서 변화량 백분율을 100%라고 했을 때, 내진 가대에서 변화량 백분율이 42%가 되어서 기존 가대 대비하여 내진 가대에서 58%의 최대 응력이 감소되는 효과가 나타난다는 것을 확인하였다.
도 20은 진도가 7.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포 그래프이고, 도 21(a) 및 (b)는 진도가 7.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포를 도시하고, 도 22는 진도가 7.0인 경우, 기존 가대와 내진 가대의 응력 분포에 대한 수치 해석이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 진도가 7.0인 경우, 내진 가대의 경우 기존 가대 대비하여 응력 분포가 대체로 감소되었다.
도 21(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 진도가 7.0인 경우, 기존 가대는 제진부 및 가대부에 전체적으로 응력 분포가 나타나는 반면, 내진 가대에서는 제진부의 일부에만, 특히 제진부에서 복수 개의 절단 구획 사이의 공간과 복수 개의 절단 구획과 연결 구획이 연결된 부분에만 응력 분포가 나타났다. 이때, 가대부에는 응력 분포가 나타나지 않았음을 확인할 수 있었다.
도 22에 도시된 바와 같이, 진도가 7.0인 경우, 기존 가대에서 변화량 백분율을 100%라고 했을 때, 내진 가대에서 변화량 백분율이 41%가 되어서 기존 가대 대비하여 내진 가대에서 59%의 최대 응력이 감소되는 효과가 나타난다는 것을 확인하였다.
전술된 해석 결과를 정리하면 다음과 같다.
구분 1.0-2.0 3.0-4.0 5.0 6.0 7.0 비고
기존 가대최대응력변화율 100% 100% 100% 100% 100% 기준치
내진 가대최대응력변화율 105% 43% 17% 42% 41% 기준치대비
응력 감소율 -5% 57% 83% 58% 59%
[표 2]에 기재된 바와 같이, 진도 2.0 미만일 경우에는 탄성에 의한 잔진동으로 5% 이내의 응력 가감이 발생되는 반면, 진도 3.0-7.0 범위일 경우에는, 기존 가대 대비 최대 응력이 약 50-60% 감소하였다.
결론적으로, 내진 가대에서 제진부의 탄성 거동을 통해서 가대부의 변형을 유발시키는 항복 응력에 도달할 가능성을 낮춰서 보다 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 23(a) 내지 (c)는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에서 탄성 거동을 도시한다.
도 23(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부의 수직방향 탄성 거동은 최대 0.25㎜가 되고, 횡방향 탄성 거동은 최대 0.1㎜가 되었다.
이에 의해서 기존 가대 대비하여 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부의 경우 수직 반력이 12% 감소되었다.
구체적으로, 기존 가대의 경우 평균 반력이 1.45X103N인 반면, 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부의 경우 평균 반력이 1.28X103N이 되었다.
도 24(a) 내지 (c)는 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치에서 탄성 거동을 도시한다.
도 24(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부의 종방향 탄성 거동은 최대 0.40㎜가 되고, 횡방향 탄성 거동은 최대 0.40㎜가 되었다.
이에 의해서 기존 가대 대비하여 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부의 경우 수직 반력이 17% 감소되었다.
구체적으로, 기존 가대의 경우 평균 반력이 1.45X103N인 반면, 제2 실시예에 따른 배관 지지 장치에 포함된 제진부의 경우 평균 반력이 1.27X103N이 되었다.
도 25(a) 내지 (c)는 제1 실시예에 따른 배관 지지 장치에서 θ1=40°인 경우 θ2에 따른 최대변위, 스프링 상수 및 최대허용하중의 변화를 나타내는 그래프이다.
이때, θ1은 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 고정 구획에 연결된 호 길이에 상응하는 각도이고, θ2는 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 연결 구획에 연결된 호 길이에 상응하는 각도이다.
도 25(a)에 도시된 바와 같이, θ1=40°인 경우 θ2에 따른 최대변위는 다음과 같다.
θ2가 20°인 경우 최대변위는 0.03272㎜가 되고, θ2가 25°인 경우 최대변위는 0.02976㎜가 되고, θ2가 30°인 경우 최대변위는 0.02712㎜가 되고, θ2가 40°인 경우 최대변위는 0.02278㎜가 되고, θ2가 50°인 경우 최대변위는 0.01960㎜가 될 수 있다.
이와 같이 θ1=40°인 경우 θ2가 커질수록 최대변위가 감소되는 것을 알 수 있다.
도 25(b)에 도시된 바와 같이, θ1=40°인 경우 θ2에 따른 스프링 상수는 다음과 같다.
θ2가 20°인 경우 스프링 상수는 305.6kN/㎜가 되고, θ2가 25°인 경우 스프링 상수는 336.0kN/㎜가 되고, θ2가 30°인 경우 스프링 상수는 368.7kN/㎜가 되고, θ2가 40°인 경우 스프링 상수는 439.0kN/㎜가 되고, θ2가 50°인 경우 스프링 상수는 510.2kN/㎜가 될 수 있다.
이와 같이 θ1=40°인 경우 θ2가 커질수록 스프링 상수가 증가되는 것을 알 수 있다.
도 25(c)에 도시된 바와 같이, θ1=40°인 경우 θ2에 따른 최대허용하중은 다음과 같다.
θ2가 20°인 경우 최대허용하중은 1000㎏이 되고, θ2가 25°인 경우 최대허용하중은 1120㎏이 되고, θ2가 30°인 경우 최대허용하중은 1500㎏이 되고, θ2가 40°인 경우 최대허용하중은 1150㎏이 되고, θ2가 50°인 경우 최대허용하중은 1100㎏이 될 수 있다.
특히 θ1=40°이고 θ2가 30°인 경우, 다시 말해서 θ1과 θ2의 비가 1.3인 경우 최대허용하중이 최대가 되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 고정 구획에 연결된 호 길이와 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 연결 구획에 연결된 호 길이의 차이가 크면, 제진부 중앙의 집중 하중에 의해서 제진부의 비틀림이 증가하여 보다 낮은 하중에서 영구 소성 변형에 쉽게 도달할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
10, 20, 30, 40: 배관 지지 장치
100, 200, 300, 400: 제진부
110, 210, 310, 410: 연결 구획
120, 220, 320, 420: 복수 개의 절단 구획
130, 230, 330, 430: 고정 구획

Claims (7)

  1. 배관을 지지하도록 마련된 가대부; 및
    일면은 구조물 상에 장착되고 타면은 상기 가대부에 연결되어 상기 구조물의 진동을 저감시키는 제진부;
    를 포함하고,
    상기 구조물의 진동에 의해서 상기 제진부의 일부가 탄성 변형되어, 상기 가대부가 종방향 또는 횡방향으로 변위되는 배관 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제진부는,
    상기 가대부가 연결되는 연결 구획;
    상기 연결 구획의 외측에 배치되는 복수 개의 절단 구획; 및
    상기 복수 개의 절단 구획의 외측에 배치되어 상기 구조물 상에 고정되는 고정 구획;
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 절단 구획에 의해서 상기 연결 구획 및 상기 고정 구획 사이의 공간이 탄성 변형되어, 상기 연결 구획이 종방향 또는 횡방향으로 변위되는 배관 지지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 구획은 원형으로 마련되고,
    상기 복수 개의 절단 구획은,
    외측면이 만곡된 'I' 형상으로 마련된 제1 절단 구획;
    상기 제1 절단 구획으로부터 이격 배치되고, 호 형상으로 마련된 제2 절단 구획; 및
    상기 제2 절단 구획보다 상기 연결 구획에 인접하게 배치되고, 호 형상으로 마련된 제3 절단 구획;
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 절단 구획은 상기 연결 구획의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 형성되고, 서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에 상기 제2 절단 구획 및 상기 제3 절단 구획이 배치되는 배관 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간을 통해서 상기 연결 구획 및 상기 고정 구획이 서로 연결되고,
    서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 상기 연결 구획에 연결된 부분 및 상기 고정 구획에 연결된 부분은 각각 호 형상으로 마련되고,
    서로 인접하게 배치된 제1 절단 구획 사이의 공간에서 상기 고정 구획에 연결된 부분의 호 길이에 상응하는 각도와 상기 연결 구획에 연결된 부분의 호 길이에 상응하는 각도의 비는 1 내지 1.6인 배관 지지 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 절단 구획은 상기 제3 절단 구획보다 길게 마련되고,
    상기 제3 절단 구획은 복수 개로 마련되어, 복수 개의 제3 절단 구획이 상기 연결 구획의 외주를 따라서 방사상으로 이격되게 배치되는 배관 지지 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 연결 구획은 다각형으로 마련되고,
    상기 복수 개의 절단 구획은,
    상기 연결 구획의 외측에 배치된 제1 절단 구획;
    상기 연결 구획의 코너 및 상기 제1 절단 구획의 외측을 감싸도록 절곡 형성된 제2 절단 구획; 및
    상기 제2 절단 구획의 외측에 배치된 제3 절단 구획;
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 절단 구획은 상기 연결 구획의 외측을 따라서 이격 배치되는 배관 지지 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 절단 구획은 각각 'ㄱ'자 형상 또는 'ㄴ'자 형상으로 마련되고,
    상기 복수 개의 절단 구획은,
    상기 연결 구획의 제1 측 및 제2 측을 감싸도록 형성된 제1 절단 구획;
    상기 연결 구획의 제2 측 및 제3 측을 감싸도록 형성된 제2 절단 구획;
    상기 연결 구획의 제3 측 및 제4 측을 감싸도록 형성된 제3 절단 구획; 및
    상기 연결 구획의 제4 측 및 제1 측을 감싸도록 형성된 제4 절단 구획;
    을 포함하고,
    상기 복수 개의 절단 구획 중 인접하게 배치된 절단 구획의 일부는 서로 마주보도록 배치되는 배관 지지 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100088658A (ko) * 2010-07-21 2010-08-10 성화시스템챤넬(주) 내진형 조립식 배관지지가대
KR101481319B1 (ko) * 2013-09-11 2015-01-09 현대자동차주식회사 변속 케이블 브라켓

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