천장마감재 낙하방지장치

배경기술

일반적으로 천장에 설치되는 달대 구조물은 지진 하중 작용에 의해 탈락하면 인명 및 재산 피해의 주요 원인이 된다. 기존 기술들은 달대 구조에 부속품을 단순히 고정시키는 수준에 그쳐, 지진에너지에 의한 진동을 제어하는 능력이 없어 가속도가 증폭되고 결과적으로 과다한 보강량이 요구되는 문제가 있었다. 특히 천장 달대 구조에서 과다한 보강은 내진성능 확보에는 효과적이나, 보강이 이루어지지 않는 천장 마감재의 파손, 탈락, 낙하를 방지하기 어렵다는 한계가 있었다.

해결하고자 하는 과제

• 구조를 개선한 천장마감재 낙하방지장치 제공
• 진동을 효과적으로 제어할 수 있는 천장마감재 낙하방지장치 제공
• 천장 구조물의 낙하를 방지할 수 있는 천장마감재 낙하방지장치 제공

발명의 구성

본 발명의 천장마감재 낙하방지장치는 다음과 같이 구성된다.

1. 제 1 연결부: 천장구조물(천장프레임)과 연결
2. 제 2 연결부: 천장마감재를 지지
3. 탄성스프링: 중공부가 형성되고 제 1, 2 연결부를 서로 연결하며, 나선형 몸체와 피치를 형성

제 1, 2 연결부는 탄성스프링의 일측과 타측에 각각 연결되는 탄성결합부를 포함하며, 탄성결합부는 다음을 포함한다.

• 결합보스: 탄성스프링의 중공부로 삽입되며, 외경이 탄성스프링 내경보다 작게 구성되어 스프링 내부에서 회전 가능
• 고정플랜지: 결합보스 외주면으로부터 돌출되며, 탄성스프링의 나선몸체 사이(피치 간격)에 개재되어 고정됨. 외경은 탄성스프링 외경보다 크게 구성되며, 기준선에 대해 수직 방향으로 돌출
• 스프링관통부: 고정플랜지 상에서 탄성스프링의 나선몸체가 관통하도록 마련되며, 고정플랜지의 외곽둘레보다 오목하게 형성

연결부는 연결몸체와 탄성결합부를 포함하며, 연결몸체는 와이어(연결용슬리브로 매듭길이 조절) 또는 헤드볼트(볼트몸체+헤드부) 형태로 구성 가능하다. 결합보스는 연결와이어가 관통·고정되는 관통홀을 포함하거나, 볼트몸체가 관통·연결되는 관통홀을 포함할 수 있으며, 후자의 경우 볼트몸체를 따라 이동 가능하여 고정위치가 가변된다.

또한 제 2 연결부와 천장마감재를 연결하는 구조연결부를 포함하여, 천장마감재에 대해 제 2 연결부가 회전 가능하도록 지지한다. 구조연결부는 천장마감재에 장착되는 마감재고정부(천장볼트, 연결너트, 방진고무 포함)와, 회전이 가능하도록 연결되는 회전연결부(핀연결부, 갈고리부 포함)로 구성된다.

규격 예시

• 탄성스프링: 외경 624mm, 내경 422mm, 길이 60~120mm
• 결합보스: 두께 1530mm, 직경 210mm (스프링 내경보다 10% 이상 작음)
• 고정플랜지: 두께 0.55.0mm, 둘레 직경 820mm (스프링 외경보다 30% 이상 큼)
• 와이어 직경: 1.08.0mm, 연결용슬리브 직경 525mm
• 관통홀 직경: 1.5~12mm

발명의 효과

• 감쇠능력이 우수한 스프링과 고무 재질을 이용하여 천장 마감재에 전달되는 진동을 최소화
• 와이어로프 또는 전산볼트와 스프링, 천장 마감재 연결부를 이용하여 극한 상황에서도 천장 마감재의 낙하 방지
• 다양한 마감재 구조를 갖는 기존 천장 달대구조와 단순 조립으로 유연한 호환성 확보 가능

국가연구개발사업 정보

• 과제고유번호: 2710017872
• 과제번호: RS-2024-00405537
• 부처명: 과학기술정보통신부
• 연구관리전문기관: 한국연구재단
• 연구사업명: 2024년도 글로벌 기초연구실지원사업
• 연구과제명: 미생물/나노복합소재 기반 Net-Zero 건설재료 기초연구실
• 과제수행기관명: 원광대학교
• 연구기간: 2024.08.01 ~ 2027.04.30