KR20240062778A - 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체에 관한 것으로서, 폐궤도를 갖는 링형상으로 형성되어 육면체 공간이 형성되도록 상호 직교되게 배치된 단위 링모듈들과, 단위 링모듈들 상호간을 결합하도록 육면체 공간의 대각방향의 모서리 위치에서 인접된 3개의 단위 링모듈 상호간을 각각 결합하는 단위 결합모듈을 구비하고, 단위 결합모듈은 센터링부분과, 센터링부분에서 인접된 3개의 단위 링모듈 각각을 향해 연장된 제1 내지 제3지지아암과, 제1 내지 제3지지아암의 종단에 결합되어 단위 링모듈 각각에 결합되는 베이스 플레이트들을 구비한다. 이러한 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체에 의하면, 외부 하중에 대한 응력을 개선하면서도 정형화되어 설치가 용이하며 재활용 효율도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

Description

흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체{cubic arch support structure for temporary retaining wall}

본 발명은 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체에 관한 것으로서, 상세하게는 폐궤도를 갖는 링형상의 단위모듈들이 육면체 공간이 형성되도록 상호 직교되게 결합된 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 흙막이는 지하구조물을 건설할 때, 지반이 붕괴되는 것을 막기 위하여 굴착된 지하공간에 설치되는 임시 구조물로서, 토목의 경우에는 지하철 건설 등에 많이 사용되고 있으며, 건축의 경우에는 빌딩의 지하층 건설에 주로 사용되고 있다.

현재 대부분의 현장에서는 흙막이벽과 띠장(wale), 버팀보(strut), 중간 말뚝(post pile), 보강재, 사보강재 또는 경사 버팀대(raker) 등의 흙막이벽 지지용 가시설을 설치하여 안정성을 확보하고 본 공사를 진행한다. 이러한 시공 방식에서는 토압이나 수압과 중장비 하중은 계절에 따라 우기와 건기 또는 시간에 따른 지하 수위의 변화 및 주변환경의 변화에 따른 조건들이 시시각각 변화하며, 가시설에 예기치 않았던 토압에 더해 수압이나 부력이 발생하거나 집중하중이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 불안정요인 때문에 H-형강의 약축을 보강하기 위해 많은 양의 수직/수평 브레이싱(bracing)이 설치되고, 이로 인한 불안정한 작업공정이 발생하며, 제한적인 버팀보의 수직/수평 간격 및 구조물 간섭에 의한 터파기 작업공간 협소화는 물론, 벽체 이상변위시 약축의 급격한 좌굴현상 등으로 갑작스런 변위와 함께 붕괴로 이어지는 안전사고가 빈번히 발생하고 있다.

설계나 시공시에 가시설의 구조해석은 취약한 단면을 검토함으로써 가시설의 구조안정성을 확보하는데, 실제는 토류벽을 지지하고 있는 지지 부재들 간의 압축과 인장, 휨 등이 때에 따라 바뀌기도 하고 국부적인 집중하중이 발생하기 때문에 이에 효율적으로 대응할 수 있는 설계와 시공기술이 필요한 실정이다.

지하 건설공사에 사용되는 가시설을 개선하기 위한 방안으로 국내 특허등록 제10-1061516호, 국내 특허등록 제10-0991208호, 국내 특허등록 제10-1500144호 등 다양한 방안이 제안되어 있으나 대부분 흙막이 벽체의 강성을 증가시키는데 집중되어 있어, 외부 하중에 대한 응력을 개선하면서도 정형화되어 설치가 용이하며 재활용 효율도 향상시킬 수 있는 구조가 꾸준히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 외부 하중에 대한 응력을 개선하면서도 정형화되어 설치가 용이하며 재활용 효율도 향상시킬 수 있는 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체는 폐궤도를 갖는 링형상으로 형성되어 육면체 공간이 형성되도록 상호 직교되게 배치된 단위 링모듈들과; 상기 단위 링모듈들 상호간을 결합하도록 육면체 공간의 대각방향의 모서리 위치에서 인접된 3개의 상기 단위 링모듈 상호간을 각각 결합하는 단위 결합모듈;을 구비하고, 상기 단위 결합모듈은 센터링부분과; 상기 센터링부분에서 인접된 3개의 상기 단위 링모듈 각각을 향해 연장된 제1 내지 제3지지아암과; 상기 제1 내지 제3지지아암의 종단에 결합되어 상기 단위 링모듈 각각에 결합되는 베이스 플레이트들;을 구비한다.

바람직하게는 상기 단위 결합모듈은 상기 센터링부분으로부터 상기 제1 내지 제3지지아암과 이격되어 연장되되 육면체 공간으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 외부 결착아암;을 더 구비한다.

또한, 상기 단위 링모듈의 상기 베이스 플레이트가 접합되는 부분은 직선상으로 연장된 직선부분으로 형성되어 있고, 상기 직선부분의 양단은 호형으로 연장된 호형부분이 적용된다.

또한, 상기 센터링 부분은 사면체 형상으로 형성되어 있고, 상기 제1 내지 제3지지아암과 상기 외부 결착아암은 상기 센터링 부분을 형성하는 사면체의 각면에 각각 일단이 결합되어 연장되어 있다.

또한, 베이스 플레이트는 상기 단위 링모듈의 직선부분과 볼트에 의해 체결될 수 있도록 볼트 체결공이 다수 형성되어 있고, 상기 단위 링모듈 상호간이 밀접되는 부분을 통해 인접된 상기 단위 링모듈을 상호 결합하는 밀접 결합부재;를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체에 의하면, 외부 하중에 대한 응력을 개선하면서도 정형화되어 설치가 용이하며 재활용 효율도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체를 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 도 1의 입체형 아치 지지 구조체의 단위 결합모듈이 결합된 부분을 발췌하여 확대 도시한 부분 발췌 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 입체형 아치 지지 구조체의 단위 결합모듈이 결합된 부분을 발췌하여 확대 도시한 부분 발췌 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 입체형 아치 지지 구조체(100)는 단위 링모듈(110)들과, 단위 결합모듈(150)을 구비한다.

단위 링모듈(110)은 폐궤도를 갖는 링형상으로 형성되어 있다. 단위 링모듈(110)은 H빔으로 형성할 수 있다. 단위 링모듈(110)은 후술되는 베이스 플레이트(160)가 접합되는 부분은 직선상으로 연장된 직선부분(112)으로 형성되어 있고, 직선부분(112)의 양단은 호형으로 연장된 호형부분(114)을 갖는 구조로 되어 있다. 도시된 단위 링모듈(110)은 직선부분(112)과 호형부분(114)이 폐궤도를 따라 교번으로 형성된 구조로 되어 있다. 직선부분(112) 중 베이스 플레이트(160)가 설치되지 않는 위치에 배치된 부분은 후술되는 밀접 결합부재(170)가 결합되는 영역으로 이용된다.

이러한 단위 링모듈(110)들은 6개가 육면체 공간이 형성되도록 상호 직교되게 배치되어 있다. 즉, 육면체의 상면, 저면, 4개의 측면에 각각 대응되는 위치에 단위 링모듈(110)이 상호 4개의 지점에서 밀접되게 배치되어 있다.

단위 결합모듈(150)은 6개의 단위 링모듈(110)들 상호간을 지지되게 결합하도록 육면체 공간의 대각방향의 모서리 위치에서 인접된 3개의 단위 링모듈(100) 상호간을 각각 결합한다. 이 경우 6개의 단위 링모듈(110)에 대해 8개의 단위 결합모듈(150)이 단위 링모듈(110) 상호간을 결합한다.

단위 결합모듈(150)을 구분하면, 센터링부분(155), 제1 내지 제3지지아암(151 내지 153), 외부 결착아암(154), 베이스 플레이트(160)를 구비한다.

센터링부분(155)은 제1 내지 제3 지지아암(151 내지 153), 외부 결착아암(154)의 지지영역을 제공함과 아울러 제1 내지 제3지지아암(151 내지 153), 외부 결착아암(154)이 상호 입체적인 등각도로 방사상으로 연장되어 테트라 포트 형태가 될 수 있게 삼각면이 상호 밀접되어 4개의 면을 사면체 형상으로 형성된 것이 적용되어 있다.

제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)과 외부 결착아암(154)은 센터링부분(155)을 형성하는 사면체의 각면에 각각 일단이 결합되어 연장되어 있다.

제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)은 센터링부분(155) 중 인접된 3개의 면 각각에서 육면체 공간이 형성되도록 상호 직교되게 배치된 3개의 단위 링모듈(110) 각각을 향해 연장되어 있다. 제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)의 일단은 센터링부분(155)에 용접에 의해 접합되거나 볼팅결합에 의해 결합될 수 있다.

외부 결착아암(154)은 센터링부분(155)으로부터 제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)과 이격되어 연장되되 단위 링모듈(110)들에 의해 형성되는 육면체 공간으로부터 멀어지는 외부 방향으로 연장되어 있다.

외부 결착아암(154)은 흙막이 가시설로 이용될 때 지지대상체에 결합하여 이용할 수 있도록 종단이 결합을 지원하는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)과 외부 결착아암(154)에는 지지보강부재를 볼팅에 의해 결합할 수 있는 볼팅홀이 길이방향을 따라 다수 형성될 수 있다.

베이스 플레이트(160)는 제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)의 종단에 결합되어 단위 링모듈(110) 각각에 결합되며 판형으로 형성되어 있다.

베이스 플레이트(160)는 단위 링모듈(110)의 직선부분(112)과 볼트에 의해 체결될 수 있도록 볼트 체결공이 다수 형성되어 있다.

제1 내지 제3지지아암(151 내지 153)과 외부 결착아암(154)은 내관과 내관을 에워싸며 내관이 내부에 삽입되되 내관에 대해 연장되는 길이를 조정하여 조정할 수 있는 외관을 갖는 구조로 형성하고, 내관과 외관의 일단이 각각 베이스 플레이트(160)와 센터링 부분(155)에 각각 결합된 구조로 형성될 수 있다.

내관과 외관의 길이조정은 외관으로부터 내관으로 관통되게 형성된 고정홀을 길이방향을 따라 다수 형성하고 볼팅 위치를 조정하여 길이를 조정하는 구조로 형성될 수 있다.

밀접결합부재(170)는 단위 링모듈(110) 상호간이 밀접되는 부분을 통해 인접된 단위 링모듈(110)을 상호 결합한다.

도시된 예에서 밀접 결합부재(170)은 수평으로 연장된 수평 부분과, 수평부분에 대해 직교하는 방향으로 연장된 수직부분을 갖는 'L' 형으로 형성되어 단위 링모듈(110) 상호간이 밀접되는 부분에 결합되어 있고, 결합방식은 볼팅에 의해 고정 또는 해체될 수 있는 구조를 적용할 수 있다.

이와는 다르게 밀접 결합부재(170)는 사각면을 갖는 육면체 형태로 형성된 것이 적용될 수 있음은 물론이다.

이러한 입체형 아치 지지구조체(100)는 육면체 형태로 정형화 되게 형성되어 있어 상호 상하 및 좌우 방향으로 다수 어레이되게 설치하여 흙막이 가시설용으로 사용할 수 있다.

이상에서 설명된 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체에 의하면, 외부 하중에 대한 응력을 개선하면서도 정형화되어 설치가 용이하며 재활용 효율도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

110: 단위 링모듈
150: 단위 결합모듈
151 내지 153: 제1 내지 제3 지지아암
155: 센터링부분

Claims (5)

1. 폐궤도를 갖는 링형상으로 형성되어 육면체 공간이 형성되도록 상호 직교되게 배치된 단위 링모듈들과;
   상기 단위 링모듈들 상호간을 결합하도록 육면체 공간의 대각방향의 모서리 위치에서 인접된 3개의 상기 단위 링모듈 상호간을 각각 결합하는 단위 결합모듈;을 구비하고,
   상기 단위 결합모듈은
   센터링부분과;
   상기 센터링부분에서 인접된 3개의 상기 단위 링모듈 각각을 향해 연장된 제1 내지 제3지지아암과;
   상기 제1 내지 제3지지아암의 종단에 결합되어 상기 단위 링모듈 각각에 결합되는 베이스 플레이트들;을 구비하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체.
2. 제1항에 있어서, 상기 단위 결합모듈은
   상기 센터링부분으로부터 상기 제1 내지 제3지지아암과 이격되어 연장되되 육면체 공간으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 외부 결착아암;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체.
3. 제1항에 있어서, 상기 단위 링모듈의 상기 베이스 플레이트가 접합되는 부분은 직선상으로 연장된 직선부분으로 형성되어 있고, 상기 직선부분의 양단은 호형으로 연장된 호형부분이 적용된 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체.
4. 제3항에 있어서, 상기 센터링 부분은 사면체 형상으로 형성되어 있고, 상기 제1 내지 제3지지아암과 상기 외부 결착아암은 상기 센터링 부분을 형성하는 사면체의 각면에 각각 일단이 결합되어 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체.
5. 제4항에 있어서, 베이스 플레이트는 상기 단위 링모듈의 직선부분과 볼트에 의해 체결될 수 있도록 볼트 체결공이 다수 형성되어 있고,
   상기 단위 링모듈 상호간이 밀접되는 부분을 통해 인접된 상기 단위 링모듈을 상호 결합하는 밀접 결합부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 흙막이 가시설용 입체형 아치 지지 구조체.
   
   
   
   

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