【명세서】

【발명의 명칭】 로프 기초를 이용한 면진 구조 【기술분야】 본 발명은 지반， 지면， 바닥으로부터의 지진， 충격 등으로부터 대상물을 보호 할 수 있는 면진 구조에 관한 것이다 .

【배경기술】 최근 지진이 자주 발생하고 있으며 그 피해가 증가됨에 따라 건축물에 있어서 내진 또는 면진에 대한 필요성 이 증가되고 있다 . 일반적으로 ’면진 장치 ’는 지진 등의 충격이 지면으로부터 건축물로 전달되는 것을 차단하거나 감소시키는 구조로서， 한 마디로 지진을 면하는 지진회피 또는 지반 격리 구조라고 할 수 있다 . 건축물은 지반 위에 구축되기 때문에 지반을 통해 전파되는 지진을 완전하게 차단할 수는 없지만， 면진 구조에 의해 지진의 충격을 어느 정도 완화할 수 있다 . 종래에는 적층 고무장치나 팬들럼 등 면진 장치들이 있으나， 이들 대부분은 건축물에 대한 내진이나 면진 성능이 일정 수준에 머물러 있으며， 아직까지 그 면진 효과를 높이는데 더 효과적 이면서 경제적 인 면진 구조가 제시되지 못하고 있다 . 일 예로， 적증 고무장치나 팬들럼 등 면진 장치들은 건물의 하중이 커질 경우 그 하중을 감당할 수 있는 양만큼 많은 개수를 설치해야 하는데 그 설치 비용이 큰 부담으로 작용할 수 있다 . 한국등록특허 제 10-0850434호의 ’면진장치 ’는， 지진의 충격에 대한 완충 및 복원성능 갖게 하기 위하여 롤러와 다량의 스프링을 사용하고 있으며， 한국등록특허 2021/130652 ?01/162020/062283

2 제 10-1710612호의 '자동복원형 지반격리 면진장치 ’는 복원을 위해 형상기억 강봉을 사용하고 있다. 가령 초고층 초대형 구조물을 건설하는데， 그 건물의 큰 하중과 내구성을 지진으로부터 수백 년간 보장해야 할 경우， 기존의 면진 공법으로는 한계가 있다.

【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】 본 발명은 지진의 충격에 대한 완충 및 복원성능， 내구성， 경제성 등을 향상 시킨 면진 구조를 제공한다. 본 발명은 와이어로프， 탄소섬유， 그래핀 등을 이용한 로프를 적용하여 지반이나 기초로부터 보호 대상물을 허공에 떠 있도록 분리시킬 수 있는 면진 구조를 제공한다.

【기술적 해결방법 】 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면， 로프 기초를 이용한 면진 구조는 그 라운드로부터 대상물을 분리하는 동시에 지지하기 위한 것으로서， 상기 면진 구조는 그라운드 상에 위치하며 상부가 개방된 수용 공간과 수용 공간의 입구 주변으로 이격 된 2개 이상의 로프 지지부를 제공하는 베이스， 대상물을 지지하는 지지대와 지지대로 부터 하부로 돌출되어 수용 공간 내에 위치하는 기둥을 포함하는 서포트， 및 로프 지 지부와 기둥의 하부를 연결하여 서포트가 베이스에 대해 이격되도록 지지하는 로프들 을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 그라운드는 지반， 지면， 건물 바닥 등 외부로부터 진동， 충격， 흔들림 등으로부터 노출된 것을 의미할 수 있으며， 대상물은 그라운드로부터 전달되는 진동， 충격， 흔들림 등으로부터 보호되는 대상으로서， 건물， 교량， 문화재， 고가 장비， 2021/130652 ?01/162020/062283

3 미술품 등 크기나 위치에 제한되지 않고 다양하게 정의될 수 있다. 본 명세서에서 베이스는 하부에 위치하고， 서포트는 그 상부에서 중력을 받아 연직 방향으로 힘을 받지만， 중력이 아닌 자력이나 반발력 등을 이용할 수도 있으며， 경우에 따라서는 상하가 전환될 수도 있다. 바람직하게는， 흔들림이 없는 상태에서 베이스의 상부와 서포트의 하부를 연결하는 로프들은 모두 수직으로 평행일 수 있으며， 수직이라 함은 베이스에 대해 서포트가 당겨지거나 밀리는 방향에 평행한 방향으로 이해될 수 있다. 다른 실시예에 따르면， 로프들 중 임의로 선택된 2개는 모두 직사각형을 이루는 마주하는 두 변을 형성하도록 할 수 있다. 서포트는 기둥의 하부에 위치하며 기둥보다 상대적으로 넓은 플랜지를 포함할 수 있으며， 플랜지의 치수를 조정하여 베이스의 상부， 즉 수용 공간의 입구에서부터 플랜지로 이어지는 로프의 각도를 다양하게 조절할 수 있다. 상술한 바와 같이， 로프를 수직으로 평행하게 형성하기 위해서， 수용 공간의 입구 경계와 플랜지의 경계를 상하로 일치하는 위치에 있도록 설계하는 것도 가능하다. 또한， 베이스의 흔들림이 있더라도 서포트와 베이스가 서로 충돌하지 않는 것이 바람직하며， 이를 위해 서포트 중 가장 치수가 작은 기둥이 수용 공간의 입구에 위치하도록 높이를 조절하여， 서포트와 베이스 간의 충돌을 제한할 수 있다. 서포트 또는 베이스는 철근콘크리트， 철골콘크리트， 내구성을 높인 철골， 특수 고강도 합금， 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱， 그래핀 합성 플라스틱， 탄소섬유， 탄소나노튜브， 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 로프는 행어로프， 강선와이어， 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱， 그래핀 합성 플라스틱， 탄소섬유， 탄소나노튜브， 그래핀 중 적어도 도 하나를 2021/130652 ?01/162020/062283 이용하여 형성될 수 있다. 면진 구조는 평면적으로 사각 또는 원형으로 형성될 수 있다. 베이스에는 수용 공간의 입구 주변으로 로프 가이드 홈 또는 돌기가 형성되어 로프가 의도하지 않게 이동하는 것을 방지할 수 있다. 베이스와 서포트 간의 과도한 움직임이 발생하여도， 상호 충돌을 방지하기 위해 베이스의 전후좌우 측면을 개방할 수 있다. 서포트는 상술한 플랜지와 같은 구조를 더 가질 수 있는데， 플랜지와 베이스의 수직 기둥 간의 충돌을 막기 위해， 플랜지의 코너를 오목하게 형성하여 베이스의 수직 기둥과의 서포트 간의 충돌을 추가로 제한할 수도 있다 . 베이스와 서포트를 연결하는 로프의 중앙에 스프링이 개재될 수 있으며， 로프에 안전 범위 내에서 신축성을 부여할 수도 있다. 지지대의 상면 또는 베이스의 저면에 제공되는 스프링 판을 더 포함하여 진동， 충격， 흔들림의 전달을 완화할 수도 있다. 서포트와 베이스 간의 이격된 공간을 연결하는 적어도 하나의 임계충격차단장치를 더 포함할 수 있으며， 임계충격차단장치는 필요한 요소에 복수로 설치될 수 있고， 위치에 따라 동일 또는 다른 장치나 구조로 제공될 수 있다. 임계충격차단장치는 소정의 간격 내에서는 신축성을 제공하거나 댐퍼로서 기능을 할 수 있다. 임계충격차단장치는 양단의 앵커부와 앵커부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있으며， 연결부는 소정의 임계충격을 초과하면 끊어지도록 설계될 수 있다. 앵커부와 연결부는 교체의 편리성을 위해 비너로 연결될 수도 있다. 수용 공간의 하부에 모래 또는 자갈을 제공될 수 있으며， 서포트의 하부에는 모래 또는 자갈에 묻히는 저항부가 돌출 형성될 수 있다. 모래 또는 자갈이 제공되는 2021/130652 ?01/162020/062283

5 경우에는 모래 또는 자갈이 서포트의 움직임을 추가로 제한할 수 있다 . 로프들이 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 일 예로 로프들이 독립적으로 제공되어 가닥가닥 로프 지지부와 기둥의 하부를 연결할 수도 있지만， 로프들이 하나로 이어져서 로프 지지부와 기둥 또는 플랜지의 하부를 통과하면서 서로 엮인 구조를 형성할 수도 있다. 물론， 모든 로프들이 하나로 연결되지 않고 부분적으로 연결되어 연결된 상태를 형성하는 것도 가능하다. 로프 지지부의 양측에 외곽 로프 걸이가 제공될 수 있으며， 로프가 외곽 로프 걸이를 연결하도록 경유하고， 그 단부가 외곽 로프 걸이 사이에서 턴버클로 연결될 수 있다. 이 경우 턴버클을 이용하여 로프의 길이를 어느 정도 보정하는 것이 가능하다. 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면， 로프 기초를 인용한 면진 구조는， 그라운드 상에 위치하며 상부가 개방된 수용 공간을 제공하는 베이스， 대상물을 지지하는 지지대와 지지대로부터 하부로 돌줄되어 수용 공간 내에 위치하는 기둥을 포함하는 서포트， 및 수용 공간의 입구와 기둥의 하부를 연결하여 서포트가 베이스에 대해 이격되도록 지지하는 텐트 막을 포함할 수 있다. 전술한 실시예에서는 선형의 로프가 서포트를 지지했다면， 본 실시예에서는 2차원의 텐트 막이 서포트를 지지하게 할 수 있다. 2차원의 텐트 막은 촘촘하게 배치된 다수의 로프와 유사한 개념으로 이해될 수 있으며， 여기서 텐트 막이라 하면 2차원을 형성하는 직물 또는 기타 형태의 멤브레인 또는 로프나 섬유 형태의 재료로 구성된 그물로도 제공될 수 있다. 멤브레인 또는 그물은 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱， 그래핀 합 성 플라스틱， 탄소섬유， 탄소 나노 튜브， 그래핀 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 2021/130652 ?01/162020/062283

【발명의 효과】 본 발명의 로프 기초를 이용한 면진 구조는 실제로 그라운드로부터 대상물을 떠 있게 분리하여 이격시킬 수 있고， 베이스가 움직 이더라도 대상물과 서포트는 관성 에 의해서 실질적으로 정지된 상태를 유지하게 할 수 있다 . 그라운드가 지반이고 대상 물이 건물이라면， 건물이 실질적으로 허공에 떠 있게 하여， 지진이 발생하여도 건물을 효과적으로 보호할 수 있다 . 또한， 다수의 로프 또는 텐트 막을 이용하여 대상물을 지지할 수 있고， 대상물의 하중에 따라서 로프를 반복 교차하여 지지하는 것이 가능하기 때문에， 아무리 큰 하중이라도 강화된 로프의 인장력으로 최적의 설계를 제공할 수가 있다 . 특히， 초고인장 재질의 로프를 이용한다면， 상대적으로 적은 양 또는 적은 회수의 로프 반복 구조를 형성하여 초고층 건축물의 하중도 견디도록 설계가 가능하다 . 이는 일반적 인 건물들뿐만 아니라， 원자력발전소나 반도체공장 등 특수 장비 구조물을 비롯하여， 수백 층 되는 마천루의 큰 하중을 견딜 수 있고， 대지진의 충격에 흔들렸다가 자연스럽게 복원될 수 있다 . 또한， 로프의 유지， 보수 및 교체가 용이하여 수백 년이 지나도 부식되지 않아 면진 성능이 저하되지 않게 할 수 있으며， 효과적 이면서도 경제적 인 면진 구조를 제공할 수 있다 . 또한， 본 발명의 면진 구조는 모듈화가 용이하며， 다양한 크기나 형상으로 제작 또는 제조가 가능하다 . 따라서 건-물의 규모나 요구되는 면진 성능에 따라 직병 렬로 적용할 수 있어， 면진 기초 시공 작업의 공기를 단축시키고 경제성을 높일 수 있다 . 2021/130652 ?01/162020/062283

7 특히 그래핀 재질의 로프나 막， 그물을 사용할 경우 전후좌우의 수평으로 흔드는 진동뿐만 아니라 수직의 진동에도 충격을 흡수할 수 있다. 물론， 건축물의 면진 외에도 다양한 활용도 가능하다. 건물 내에도 소형의 실내용으로 제작하여 건물 내부의 중요 시설이나 전산장비 등을 지진으로부터 보호할 수 있는 면진 시스템을 제공할 수 있다.

【도면의 간단한 설명】 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 입체 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 면진 구조의 정면 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 4 및 도 5는 도 3의 면진 구조의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조에서 로프의 신축성과 수직 진동과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 7의 면진 구조의 평면을 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조에서 로프의 재질을 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 도 10에서 턴버클을 이용한 로프 길이 보정을 설명하기 위한 2021/130652 ?01/162020/062283

8 도면이다. 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 로프 길이 보정을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 모래 또는 자갈을 이용한 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 16은 도 15의 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 도 15의 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 19 내지 도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다. 도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 24 내지 도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다. 도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조를 설명하기 위한 도면이다. 【발명의 실시를 위한 형태】 2021/130652 ?01/162020/062283 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설 명하지만， 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로， 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며， 이러한 규칙 하에서 다 른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고， 당업자에게 자명하다고 판단되거 나 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 입체 구 조를 설명하기 위한 도면이고， 도 2는 도 1의 면진 구조의 정면 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면， 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스 (110)， 서포 트 (120) 및 로프들 (140)을 포함할 수 있으며， 그라운드로부터 대상물을 분리하는 동시 에 지지할 수 있다. 건축물에서 그 하중은 벽， 기초 등을 통해 압축을 받아 그라운드에 해당하는 지반으로 전달될 수 있다. 이에 면진 구조는 건축물의 하부에 제공되며 베이스 (110) 및 서포트 (120)를 분리 격리하는 동시에， 그라운드로부터의 지진의 충격 등이 서포트 (120) 및 그 상부의 건축물로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 베이스 (110)는 그라운드 상에 위치할 수 있으며， 상부가 개방된 수용 공간 (130)과 수용 공간 (130)의 입구 (132) 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지부 (112)를 포함할 수 있다. 베이스 (110)와 서포트 (120)는 철근콘크리트， 철골콘크리트， 내구성을 높인 철 골， 특수 고강도 합금， 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱， 그래핀 합성 플라 스틱， 탄소섬유， 탄소나노튜브， 그래핀 등을 이용하여 형성될 수 있다. 서포트 (120)는 대상물을 지지하는 지지대 ( 3요6)(122)， 지지대 (122)로부터 하 부로 돌출되어 수용 공간 (130) 내에 위치하는 기둥 (124)， 및 기둥 (124)의 하부에 형성 된 플랜지 (126)를 포함할 수 있다. 지지대 (122)는 건축물 또는 기둥， 기타 지지 구조를 지지할 수 있으며， 별도 의 체결 구조를 포함할 수도 있다. 지지대 (122)， 기둥 (124) 및 플랜지 (126)에 의해서 전체적으로 아령 형상으로 제공될 수 있으며， 잘록한 기둥 (124)에 수용 공간 (130)의 입구 (132)에 위치하도록 높이가 조절될 수 있다. 플랜지 (126)는 기둥 (124)보다 상대적으로 큰 치수를 가질 수 있으며， 로프 (140)가 통과하는 플랜지 (126)의 저면은 완만한 곡면을 형성할 수 있다. 베이스 (110) 내의 수용 공간 (130)에서는 서포트 (120)의 기둥 (124) 및 플랜지 (126)가 위치하되， 베이스 (110)와 충돌하지 않고 이격된 상태를 유지할 수 있다. 수용 공간 (130)의 입구 (132) 주변으로 베이스 (110)의 상면에는 다수의 로프 지지부 (112)가 형성될 수 있다. 로프 지지부 (112)는 무어링 칼럼 (mooring column) 형 상으로 수용 공간 (130)의 입구 (132)의 각 변에 3개 또는 그 이상으로 형성될 수 있으 며， 로프 (140)는 로프 지지부 (112)와 플랜지 (126)의 저면을 반복적으로 통과하면서 서 포트 (120)의 측면에 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다 . 다수의 로프 (140) 또는 로프 라인들이 서포트 (120)로 가해지는 하중을 효과적 으로 분산하며， 인장력을 통해 서포트 (120) 및 대상물을 안정적으로 지지할 수 있다. 본 실시 예에서는 플랜지 (126)의 저면이 수용 공간 (130)의 입구 (132)보다 아래에 위치 하게 함으로써 안정적인 지지를 유지할 수 있다. 로프 (140)는 행어로프， 강선와이어， 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱， 그래핀 합성 플라스틱， 탄소섬유， 탄소나노튜브， 그래핀 등과 같이 내구성이 우수한 재료로 형성될 수 있다. 2021/130652 ?01/162020/062283

11 본 명세서에서 '그라운드’는 지반， 지면， 건물 바닥 등 외부로부터 진동， 충격， 흔들림 등으로부터 노출된 것을 의미할 수 있으며， '대상물 ’은 그라운드로부터 전달되는 진동， 충격， 흔들림 등으로부터 보호되는 대상으로서， 건물， 교량， 문화재， 고가 장비， 미술품 등 크기나 위치에 제한되지 않고 다양하게 정의될 수 있다. 본 실시예에서 그라운드는 지반으로 가정하고， 대상물은 건축물로 가정할 수 있다. 따라서， 지진에 의한 진동이 지반 및 베이스 (110)로 전달되어도， 로프 (140)를 매개로 건축물 및 서포트 (120)를 지지할 수 있지만， 로프 (140)가 흔들리면서 진동은 전달되지 않거나 상당히 상쇄될 수 있다. 도 2를 보면， 흔들림이 없는 상태에서 베이스 (110)의 상부와 서포트 (120)의 하부를 연결하는 로프들 (140)은 모두 수직으로 평행인 것이 바람직하다. 여기서， '수직 '이라 함은 중력 방향에 나란한 것으로서， 만약 가해지는 힘이 중력이 아니라면 베이스에 대해 서포트가 당겨지거나 밀리는 방향에 평행한 방향으로 이해될 수도 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이고， 도 4 및 도 5는 도 3의 면진 구조의 작동을 설명하기 위한 도면이고， 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 로프의 신축성과 수직 진동과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면， 본 실시예에 따른 면진 구조는 베이스 (210)， 서 포트 (220) 및 로프들 (240)을 포함할 수 있다. 베이스 (210)는 지반과 같은 그라운드 상에 위치할 수 있으며， 상부가 개방된 수용 공간 (230)과 수용 공간 (230)의 입구 (232) 주변으로 이격된 2개 이상의 로프 지지 부 (212)를 포함하고， 전후좌우 측면이 개방된 육면체의 골격 구조로 제공될 수 있다. 2021/130652 ?01/162020/062283

12 서포트 (220)는 지지대 (222)， 수용 공간 (230) 내에 위치하는 기둥 (224)， 및 기 둥 (224)의 하부에 형성된 플랜지 (226)를 포함할 수 있으며， 지지대 (222)， 기둥 (224) 및 플랜지 (226)에서 상대적으로 잘록한 기둥 (224)이 수용 공간 (230)의 입구 (232)에 위 치하도록 높이가 조절될 수 있다. 플랜지 (226)는 로프 (240)가 모두 수직하게 제공되도록 기둥 (224)보다 상대적 으로 큰 치수를 가질 수 있다. 베이스 (210) 내의 수용 공간 (230)에서는 서포트 (220)의 기둥 (224) 및 플랜지 (226)가 위치하되， 베이스 (210)와 충돌하지 않고 이격된 상태를 유지할 수 있다. 수용 공간 (230)의 입구 (232) 주변으로 베이스 (210)의 상면에는 다수의 로프 지지부 (212)가 제공되며， 로프 (240)는 로프 지지부 (212)와 플랜지 (226)의 저면을 경유 하면서 서포트 (220)의 측면에 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다. 플랜지 (226)의 저면으로 로프를 고정 (227)하여 상대적인 미끄러짐이 발행하지 않도록 할 수 있다. 다수의 로프들 (240)은 수직으로 평행인 것이 바람직하다. 이를 위해 플랜지 (226)와 베이스 (210)의 입구 (232) 경계가 상하로 일치하도록 설계될 수 있으며， 베이 스 (210)의 입구 (232)나 플랜지 (226)의 외곽에는 로프 가이드 홈 또는 돌기 등이 추가 로 형성되어 로프가 수직을 이루도록 치수를 조정하거나 로프가 의도하지 않게 이동하 는 것을 방지할 수 있다. 이렇게 형성된 로프들 (240) 중 임의로 선택된 2개는 모두 직사각형을 이루는 마주하는 두 변을 형성하도록 서로 동일한 길이 및 수직으로 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4와 같이， 수용 공간 (230)에 위치하는 플랜지 (226)가 베이스 (210)에 충돌하지 않도록 하기 위해서 베이스 (210)의 전후좌우 측면을 개방할 수 있으며， 서포트 (220)는 베이스 (210)의 수직기둥 (214)과의 충돌을 막기 위해 2021/130652 ?01/162020/062283

13 플랜지 (226)의 코너를 오목하게 형성 (228)하여， 플랜지 (226)가 충돌 가능한 위치 ( 로 이동하여도 베이스 (210)의 수직기둥 (214)과 플랜지 (226)가 최대한 충돌되지 않도록 할 수 있다. 도 4에서 지진과 같은 수평 진동 ( )이 베이스 (210)로 전달되면， 베이스 (210)가 서포트 (220)에 의해서 상대적으로 많이 움직이며， 서포트 (220)는 관성 등의 영향을 받아 최초 위치 (중심선 참조)에서 적게 벗어나는 것을 확인할 수 있다. 도 5를 보면， 흔들리지 않는 경우 )에서 로프 (240)에 의한 경계는 직사각형에 대응될 수 있다. 지진이 발생하면， 지반과 함께 베이스 (210)가 좌우로 크게 진동 ( )할 수 있지만比， 0) , 로프 (240)에 의한 경계는 직사각형에서 평행사변형으로 변형될 뿐， 서포트 (220)는 최초 위치를 유지하거나 상대적으로 아주 작은 진동 ( 으로 흔들릴 수 있다. 도 6과 같이， 베이스가 좌우로 크게 진동하는 것을 로프와 서포트가 상당히 상쇄시킨다고 하더라도， 상하로 진동이 발생할 수도 있다. 물론， 이는 서포트와 건축물의 관성에 따라 전달되는 진동 역시 달라질 수 있다. 추가로， 서포트 (220)가 수평으로 흔들릴 때 로프의 신축성에 따라서 상하 수직 운동도 영향을 받을 수 있다. 일 예로， 로프의 신축성이 적을수록 수직 진동이 크게 발생할 수 있으며， 신축성이 증가할수록 수직 진동이 상쇄될 수 있다. 따라서， 서포트의 수직 진동을 줄이기 위하여， 상대적으로 신축성이 높은 로프를 사용하거나 로프에 스프링을 추가하는 방법도 가능하다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이고， 도 8은 도 7의 면진 구조의 평면을 도시한 도면이고， 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조에서 로프의 재질을 설명하기 위한 도면이다. 2021/130652 ?01/162020/062283

14 도 7 내지 도 9를 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (310)， 서 포트 (320) 및 로프들 (340)을 포함할 수 있다. 베이스 (310)는 상부가 개방된 수용 공간 (330)을 형성하며， 수용 공간 (330)의 입구 양측으로 로프 지지부 (312)를 제공할 수 있 다. 서포트 (320)는 지지대 (322)， 수용 공간 (330) 내에 위치하는 기둥 (324)， 및 기 둥 (324)의 하부에 형성된 플랜지 (326)를 포함할 수 있으며， 평면 역시 정사각형이 아 닌 직사각형 형태로도 형성될 수 있다. 수용 공간 (330)의 입구 주변으로 베이스 (310)의 상면에는 다수의 로프 지지부 (312)가 제공되며， 직사각형으로 형성되기 때문에， 장변에 상대적으로 많은 로프 지지 부 (312)를 형성할 수 있다. 로프 (340)는 로프 지지부 (312)와 플랜지 (326)의 저면을 경유하면서 서포트 (320)의 측면에 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있는데， 로프 지지부 (312) 모두를 경 유할 수도 있고， 경우에 따라서는 일부 로프 지지부 (312)에 더 많이 걸리도록 하여 로 프가 더 집중되도록 할 수 있다. 도 9에 나열된 것과 같이， 약 30111 굵기의 그래핀 와이어는 약 0. ini ² 의 강철 구조나 약 止 ² 의 콘크리트 구조에 맞먹는 강도를 가질 수 있다. 따라서， 그래핀으로 로프를 형성하거나 기타 구조를 형성한다면 소형화도 가능하다 . 이 외에도， 강선와이어로 이루어진 로프를 이용하는 경우， 그 인장강도는 동일 굵기의 강철에 비해 약 10배를 형성할 수 있다. 약 16ä의 지름을 갖는 강선와이어의 경우 약 20111 ² 의 단면적을 가질 수 있으며， 강선와이어는 10111 ² 당 약 30톤을 지지할 수 있기 때문에， 약 20111 ² 의 단면적을 가지는 강선와이어 로프는 약

60톤을 지지할 수 있다. 2021/130652 ?01/162020/062283

15 강선와이어 로프를 약 701· 간격으로 배열하여 56개의 로프 라인들을 형성한다면， 전체 약 3 ,360 톤을 지지할 수 있고， 이런 면진 구조 4개를 건축물의 4 코너에 배치한다면， 약 13 ,440 톤의 건축물 하중을 지탱할 수 있다. 참고로， 파리에 있는 에펠탑의 총 중량이 약 7,500 톤이다. 더 나아가， 그래핀을 이용한 로프는 동일 굵기의 강선 와이어보다 적어도 10배 이상의 인장강도를 가진다는 점을 감안할 때， 그래핀 로프를 이용한 면진 구조는 10배 이상의 하중을 견디는 건-물에 적용이 가능할 수 있다 . 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조의 구조를 설명하기 위한 도면이고， 도 11은 도 10에서 턴버클을 이용한 로프 길이 보정을 설명 하기 위한 도면이고， 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 로프 길이 보정을 설명하기 위한 도면이다. 도 10 및 도 11을 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (410)， 서 포트 (420)， 로프들 (440) 및 임계충격차단장치 (450)를 포함할 수 있다. 베이스 (410)는 상부가 개방된 수용 공간을 형성하며， 수용 공간 (430)의 입구 주변으로 복수의 로프 지지부 (412) 및 그 양측으로 외곽 로프 걸이 (414)가 제공될 수 있다. 또한， 서포트 (420)의 플랜지 (426)에는 로프 지지부 (412)에 대응하는 하부 로 프 걸이 (427)가 제공될 수 있다. 따라서， 로프 (440)는 베이스 (410) 상부의 로프 지지 부 (412)와 플랜지 (426)의 하부 로프 걸이 (427)를 교대로 경유하면서， 상하를 연결하는 다수의 로프 라인들을 형성할 수 있다. 이전 실시 예에서 로프들이 플랜지의 저면을 경유하여 반대측의 로프 지지부까 지 연결된 반면， 본 실시 예에서는 로프 (440)가 서포트 (420)의 일측에서 상하로 왕복하 면서 형성될 수 있다. 따라서， 본 실시 예에서 4개의 로프가 각각 전후좌우 측면에 별 2021/130652 ?01/162020/062283

16 도로 형성될 수 있다. 각 로프 (440)가 로프 지지부 (412)와 하부 로프 걸이 (427)를 왕복하면서 상호 엮이도록 하고， 로프의 양 끝이 외곽 로프 걸이 (414)를 경유하여 턴버클 (442)로 연결 될 수 있다. 이 경우 턴버클 (442)을 이용하여 로프 길이를 미세하게 조정하는 것이 가 능하다. 외곽 로프 걸이 (414)의 외측으로는 턴버클 (442)에 의해서 보정된 로프를 고정 할 수 있는 로프 고정장치가 더 추가될 수 있다. 도 10의 ( 에 도시된 바와 같이， 서포트 (420)의 지지대 (422)의 하부와 베이 스 (410)의 상부가 임계충격차단장치 (450)에 의해서 추가로 연결될 수 있다. 임계충격 차단장치 (450)는 태풍이나 돌풍 같은 풍압이나， 어느 정도 약한 지진에는 과민 대응하 지 않고 묵직하게 신축적인 내진으로 견디도록 설정할 수 있다. 또한， 충격이 일정 이 상의 임계충격이 가해지면 파단되도록 설계될 수가 있다. 베이스 (410)의 상부에서도 로프 (440)의 위치 고정 및 상하 수직 얼라인을 위 해 가이드 홈 (416)이 수용 공간의 입구의 내벽에 더 형성될 수도 있다. 도 12를 보면， 로프를 연결하는 중간에도 다양한 턴버클 (444， 446)이 제공될 수 있다. 예를 들어， 로프 (440)의 중간에 턴버클 (444)을 이용하여 로프 길이를 미세하 게 조정할 수 있고， 로프 (440)가 베이스 등의 특정 구조물에 고정된 턴버클 (446)을 경 유하도록 하여 조절하는 것도 가능하다. 물론， 이를 조합한 구조도 가능하다. 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이 스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 13을 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (510)， 서포트 (520)， 로프 (540) 및 임계충격차단장치 (550)를 포함할 수 있다. 이전 실시 예에서 로프 지지부 와 하부 로프 걸이가 각각 베이스의 상면 및 플랜지의 저면에 형성되었지만， 본 실시 2021/130652 ?01/162020/062283

17 예에서 베이스 (510)의 로프 지지부 (512)와 서포트 (520)의 하부 로프 걸이 (527)가 측면 을 향해 돌출 형성될 수 있다. 로프 (540)는 평벨트 형상으로 형성될 수 있으며， 도 13의 ( 와 같이， 상부의 로프 지지부 (512)와 하부의 하부 로프 걸이 (527)를 교대로 경유하면서 다수의 로프 라 인들을 형성할 수 있다. 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 모래 또는 자갈을 이용한 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (610)， 서포트 (620)， 로프 (640)를 포함할 수 있다. 이에 추가로 베이스 (610) 내부의 수용 공간에는 모래 또 는 자갈 (618)이 제공될 수 있으며， 서포트 (620)의 플랜지 (626) 저면으로부터 저항부 (628)가 돌출 형성될 수 있다. 저항부 (628)가 모래 또는 자갈 (618)에 부분적으로 묻혀 서포트 (620)의 움직임을 제한할 수 있다. 베이스 (610)의 하부로는 배수구 (616)가 형성되어， 내부로 유입된 우수나 지하 수 등이 외부로 배출되도록 할 수 있다. 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이 스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이고， 도 16은 도 15의 면진 구조 에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이고， 도 17은 도 15의 면진 구조에서 임 계충격차단장치를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다 . 도 15 내지 도 17을 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (710)， 서포트 (720)， 로프 (740) 및 임계충격차단장치 (750)를 포함할 수 있다. 로프 (740)는 베이스 (710) 상부의 로프 지지부 (712)에 구속되거나 경유하여 서포트 (720)의 하부를 통과할 수 있으며， 서포트 (720)의 저면에는 저항부 (728)가 돌출되어 모래나 2021/130652 ?01/162020/062283

18 자갈 (718)에 의해 서포트 (720)의 움직임을 제한할 수 있다 . 임계충격차단장치 (750)는 소정의 범위 내에서 신축되면서 서포트 (720)의 움직임을 제한하면서 풍압이나 약한 지진 등에 대한 저항을 제공할 수 있다. 이를 위해， 임계충격차단장치 (750)는 양단의 앵커부 (752)， 앵커부 (752)를 연결하는 연결부 (754) 및 앵커부 (752)와 연결부 (754) 사이에 장착되는 스프링 (756)을 포함할 수 있다. 따라서， 돌풍이나 풍압， 약한 지진 등이 가해지는 경우， 임계충격차단장치 (750)가 서포트 (720)의 움직임에 제한할 수 있다. 하지만， 고강도의 지진과 같은 임계충격 이상의 힘이 가해지면 연결부 (754)의 중앙부 (755)는 연성으로 늘어지거나 파손되도록 하여 베이스 (710)에 대해 서포트 (720)가 면진 작용을 하도록 할 수 있다. 앵커부 (752)를 서포트 (720)의 지지대 (722) 저면 및 베이스 (710)의 상부에 회전 가능하게 고정할 수 있으며， 볼 조인트 등의 구조를 이용할 수 있다. 그리고 앵커부 (752)를 연결부 (754)로 연결할 수 있다. 연결부 (754)가 끊어진 경우에는 연결부 (754)를 교체하는 것도 가능하다. 도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조에서 임계충격차단장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 18을 참조하면， 다른 실시 예의 임계충격차단장치 (850)는 양단의 앵커부 (852)， 앵커부 (852)를 연결하는 연결부 (854)를 포함할 수 있으며， 연결부 (854)의 양단에 비너 (856)가 형성되어 앵커부 (852)에 용이하게 연결될 수 있다. 도 19 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다. 2021/130652 ?01/162020/062283

19 도 19 내지 도 21을 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조 (300)는 지반 036(뇨0샀0에 지지되는 파일 (10)과 건물의 기둥 (20) 사이에 위치할 수 있다 . 그리고， 기둥 (20)을 이용하여 건물이 제공될 수 있다. 파일 (10) 등을 이용하여 면진 구조 (300)는 지반의 형상과 무관하게 동일한 높이에 위치하도록 할 수 있다 . 또한， 도시된 바와 같이， 면진 구조 (300)를 경 계로 지반과 건물이 격리되어 있다 . 따라서， 도 21과 같이 지진에 의한 흔들림 ( )이 발생하여도 지반 및 지반에 기초한 그라운드만 흔들릴 수 있으며， 베이스에 대해 로프가 기울어져 흔들림을 거의 전달하지 않을 수 있다 . 서포트에 의해 지지되는 건물의 부분은 충격을 받지 않고 상당히 안정된 상태를 유지할 수 있는 반면， 지반과 연결된 지면은 흔들리는 것을 알 수 있다 . 도 22 및 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로프 기초를 이용한 면진 구조에서 베이스와 서포트를 연결하는 구조를 설명하기 위한 도면이다 . 도 22를 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (910)， 서포트 (920) 및 로프 (940)를 포함할 수 있다 . 추가로 로프 (940)의 중앙에 스프링 (960)이 개재될 수 있다 . 스프링 (960)에 의해서 그라운드의 수평 운동이 서포트 (920)의 수직 운동으로 전환되는 양을 줄일 수 있다 . 이와 유사한 과정은 도 6의 ( 를 참조할 수 있다 . 도 23을 참조하면， 스프링 구조는 서포트 (920)의 상부에도 제공될 수 있다 . 서포트 (920) 중 지지대의 상면에 스프링 (962)과 스프링 판 (964)이 더 제공될 수 있으며， 상하 진동에 대해서도 완충 효과를 제공할 수 있다 . 이 외에도 베이스의 저면에도 스프링 및 스프링 판이 제공될 수도 있다 . 도 24 내지 도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조를 이용한 사용례를 설명하기 위한 도면이다 . 2021/130652 ?01/162020/062283

20 도 24를 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조 (900)는 건물 이외의 전상장치， 기타 충격에 취약한 장비에도 적용될 수 있다. 도시된 바와 같이， 서버와 같은 전산 장비 (30)을 보호하기 위해 바닥 플레이트 (32)가 제공되고， 바닥 플레이트 (32)의 경 계에 소형으로 제작된 면진 구조 (900)를 적용할 수도 있다. 도 25를 참조하면， 대상물은 일반 가정에서도 적용이 가능하다. 예를 들어， 고가의 미술품 (51)， 악기 (52)， 골동품 (53) 등이 그 대상이 될 수도 있고， 면진 구조 (900)의 상하로 방진 매트 등이 추가될 수도 있다. 도 26을 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조 (400)는 문화재 보호에도 적용 될 수 있다. 박물관의 유물이나 전시물을 보호하기 위한 용도로 진열대의 하부에 적 용될 수도 있으며， 유적이나 문화재의 하부를 지지하기 위한 용도로도 사용될 수가 있다. 도 27을 참조하면， 면진 구조 (400)는 교량에도 적용될 수 있으며， 면진 구조 (400)는 교각의 상부에 설치될 수 있으며， 거더를 지지할 수 있다. 경우에 따라서는 교각의 하부에 설치되는 것도 가능하다. 도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 28을 참조하면， 본 실시 예에 따른 면진 구조는 베이스 (110)， 서포트 (120) 및 텐트 막 (140 ’ )을 포함하며， 서포트 (120)는 지지대 (122)， 기둥 (124)， 플랜지 (126) 을 포함할 수 있다. 텐트 막 (140 ’ )에 의해서 서포트 (120)는 수용 공간 (130) 내에서 베이스 (110)로 부터 이격된 상태를 유지할 수 있으며， 수용 공간 (130)의 입구 (132)에 기둥 (124)이 위치하도록 높이 조절될 수 있다. 텐트 막 (140 ’ )은 멤브레인이나 그물 형태로 제공될 수 있으며， 필요에 따라 2021/130652 ?01/162020/062283

21 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 그리고 텐트 막 (140’ )은 특수 합금이 포함된 그래핀 합성 플라스틱， 그래핀 합성 플라스틱， 탄소섬유， 탄소나노튜브， 그래핀 등을 이용하여 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이， 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로 부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이 해할 수 있을 것이다.