KR101666356B1 - Seismic Load Damper with Displacement Amplification Lever - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철골구조 또는 철근 콘크리트 건축구조물을 내진 보강함에 있어서 지진 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있는 건축 구조용 변위증폭 지렛대가 구비된 지진하중 감쇠장치에 관한 것으로서 지진 발생 시 변위 증폭 메커니즘을 통하여 대상 구조물의 변위를 효율적으로 경감함으로써 보강대상 구조물의 손상 및 전도를 억제하고 안전성과 거주성, 사용성을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a seismic load damping device having a displacement amplification leverage for a building structure capable of efficiently absorbing earthquake energy in seismic strengthening of a steel structure or a reinforced concrete building structure, It is possible to suppress damage and conduction of the object to be reinforced by reducing the displacement efficiently, and to enhance safety, residence, and usability.
근래 국내외에서 빈번하게 발생되고 있는 지진에 대비하여 수년 전부터 국내에서도 기존 건축물의 내진보강에 관심이 증가하고 있고 기존 건축물의 용도 및 중요도 등 우선 순위에 따라 일부 내진보강이 진행되고 있다.In recent years, in response to earthquakes frequently occurring at home and abroad, interest in seismic retrofitting of existing buildings has been increasing in Korea for several years and some earthquake reinforcement is proceeding according to priorities such as use and importance of existing buildings.
기존 건축물의 내진보강은 가새 형상의 층간 변위 증폭 토글을 구비한 각종 지진에너지 감쇠 댐퍼(마찰댐퍼, 슬릿강재이력댐퍼, 점성댐퍼 등)를 이용한 제진보강공법과 철골프레임 또는 철골브레이스를 이용한 내진보강공법이 주로 사용되고 있다. The seismic retrofit of the existing structure is based on the seismic energy damping damper (friction damper, slit steel material history damper, viscous damper, etc.) equipped with the interlock displacement amplification toggle of the brace shape and the seismic strengthening method using the steel frame or steel brace Are mainly used.
그러나 상기 가새 형상의 층간 변위 증폭 토글을 구비한 각종 지진에너지 감쇠 댐퍼를 이용한 제진보강공법의 경우 층간 변위 증폭 효과 및 지진에너지 감쇠 효과는 우수하지만 층간 변위 증폭 토글 및 댐퍼가 가새 형상으로 설치됨으로써 보강 대상 구조물의 사용성을 제한하고, 미관이 부드럽지 않고, 조망 및 전망에 장애가 발생됨으로써 대상 건물의 경제적 가치를 저하시킬 수 있어 현실적으로 활발한 적용이 되지 않고 있는 실정이다. However, in the case of the vibration damping reinforcement method using various earthquake energy damping dampers provided with the brace-shaped interlayer displacement amplification toggle, the interlayer displacement amplification effect and the earthquake energy damping effect are excellent, but the interlayer displacement amplification toggle and damper are installed in a braced shape, The use of the structure is restricted, the aesthetic appearance is not smooth, the viewpoint and the view are obstructed, and the economic value of the target building is lowered, so that it is not practically applied.
또한 상기 철골프레임을 이용한 전통적인 내진보강 공법의 경우 층간 변위 증폭효과가 없으므로 보강대상 건물에 부분적인 내력벽체가 설치되어 있을 경우 지진하중에 대한 응답이 너무 늦어 내진보강 효과를 거의 기대할 수 없을 뿐 아니라 이로 인하여 보강대상 구조물의 부분적인 붕괴 또는 파괴 현상이 필연적으로 발생될 수 있다. In addition, since the conventional seismic retrofitting method using the steel frame does not have an effect of amplifying the interlayer displacement, when the partial wall is installed on the reinforced building, the response to the seismic load is too late, Partial collapse or destruction of the reinforcement structure may inevitably occur.
또한 철골브레이스를 이용한 내진보강 공법의 경우 가새 형상으로 배치되는 브레이스로 인하여 건물의 사용성 제한이 따르고 건물의 미관 및 조망의 장애가 발생함은 물론 지진이 발생할 경우 지진하중에 대한 응답은 빠르지만 이로 인하여 보강대상 구조물의 부분적인 붕괴나 파괴는 막을 수 없는 문제가 있다. In addition, in the case of the seismic retrofitting method using a steel brace, the brace arranged in a braced shape restricts the usability of the building, obstructs the aesthetics and view of the building, and the response to the earthquake load is fast when the earthquake occurs. However, Partial collapse or destruction of the target structure can not be prevented.
따라서 지진 발생 시 층간변위 가속도를 효율적으로 감쇠함으로써 보강대상 구조물의 손상 및 가구 또는 사무용품의 전도를 억제하고 안전성과 거주성 사용성을 높이고, 조망, 전망 장애가 발생되지 않아 대상 건물의 가치를 증진시킬 수 있는 제진보강 수단의 개발이 시급한 실정이다. Therefore, by effectively damping the inter-story displacement acceleration during an earthquake, it is possible to reduce the damage of the object to be reinforced and to prevent the transfer of furniture or office supplies, to improve the safety and habitation usability, and to improve the value of the target building It is urgent to develop a vibration damper reinforcement means.
[선행기술문헌][Prior Art Literature]
공개특허 제10-2014-0069694호Published Japanese Patent Application No. 10-2014-0069694
공개특허 제10-2011-0018858호Published patent application No. 10-2011-0018858
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.In order to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is as follows.
첫째, 지진 발생 시 2~3배 이상의 층간 변위 증폭 메커니즘을 통하여 고효율로 지진에너지를 경감시킬 수 있는 변위 증폭 지렛대가 구비된 지진하중 감쇠장치를 제공함을 본 발명의 목적으로 한다. First, it is an object of the present invention to provide a seismic load damping device provided with a displacement amplification levers capable of reducing seismic energy with high efficiency through an interlayer displacement amplification mechanism of 2 to 3 times or more at the time of an earthquake.
둘째, 작은 흔들림에도 층간 변위가 증폭되면서 지진에너지를 효과적으로 감쇠하여 구조물의 손상을 방지함은 물론 가구, 사무용품, 전자제품 등의 전도 등이 발생되지 않아 안전하고 쾌적한 사용 환경을 보장할 수 있는 변위 증폭 지렛대가 구비된 지진하중 감쇠장치를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다. Second, it amplifies the interstory displacement even in a small shake, effectively damping the earthquake energy to prevent damages to the structure, as well as preventing the conduction of furniture, office supplies, and electronic products, thereby providing a safe and comfortable use environment. Another object of the present invention is to provide an earthquake load damping device provided with a lever.
셋째, 고효율의 지진하중 감쇠능력을 보유하면서 출입구, 창문, 조망, 채광 등에 장애가 최소화될 수 있는 변위 증폭 지렛대가 구비된 지진하중 감쇠장치를 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a seismic load damping device having a displacement amplification leverage capable of minimizing disturbances such as entrance, window, view, and mining while having a high efficiency seismic load damping capability.
넷째, 기초에 대한 부담이 거의 없고, 설치 수량을 절감 할 수 있으며, 공기단축 등에 따라 경제성을 확보할 수 있는 고효율의 지진하중 감쇠 수단을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.Fourthly, another object of the present invention is to provide a highly efficient earthquake load damping means which can reduce the installation amount and can secure economical efficiency due to shortening of air, etc., with little burden on the foundation.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.Technical features of the present invention are as follows.
본 발명은 지진에너지를 감쇠시키는 지진하중 감쇠장치에 관한 것으로서, 제1수직프레임부(110); 상기 제1수직프레임부(110)의 상단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장된 제1상부꺽임부재(120); 상기 제1수직프레임부(110)의 하단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장된 제1하부꺽임부재(130); 상기 제1상부꺽임부재(120)의 상단부와 상부수평부재(420) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하는 제1상부힌지부(140); 및, 상기 제1하부꺽임부재(130)의 하단부와 하부수평부재(430) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 회전가능하게 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하는 제1하부힌지부(150);로 구성되어, 상기 제1상부힌지부(140)와 상기 제1하부힌지부(150)의 회전 중심을 연결하는 선과 상기 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축이 일치하지 않고 일정 거리 이격되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a seismic load damping device for attenuating earthquake energy, comprising: a first vertical frame part (110); A first
이와 같이 상부수평부재(420)에 고정되는 제1상부힌지부(140)와 하부수평부재(430)에 고정되는 제1하부힌지부(150)의 회전 중심을 연결하는 선과 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축이 일치하지 않고 일정 거리 이격될 경우 상부수평부재(420)와 하부수평부재(430) 상호간 층간 변위가 발생할 경우 제1상부꺽임부재(120)가 힌지축을 중심으로 회전을 하면서 변위가 증폭되는 효과가 발생하게 된다.The first
도1에는 이러한 변위 증폭의 효과를 개념적으로 도시하고 있는데, 일자형("|"형) 부재를 사용하는 것보다 상하단부가 굴절되어 있는 " ]"형 부재를 사용할 경우 변위가 상대적으로 커지게 됨을 알 수 있고, 이러한 부재 2개를 나란하게 배치하고 변위가 증폭되는 영역을 댐퍼로 상호 연결할 경우 도2에 도시된 것처럼 지진 하중을 효율적으로 흡수할 수 있게 된다.FIG. 1 conceptually shows the effect of such displacement amplification. It is understood that the displacement becomes relatively large when a "" "type member in which upper and lower ends are bent is used rather than a straight type (" | " When these two members are arranged side by side and the area where the displacement is amplified is interconnected by a damper, the seismic load can be efficiently absorbed as shown in FIG.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.Technical effects of the configuration of the present invention are as follows.
첫째, 지진 발생 시 2~3배 이상의 층간 변위 증폭 메커니즘을 통하여 고효율로 지진에너지를 경감시킬 수 있다. First, seismic energy can be reduced with high efficiency through an interlayer displacement amplification mechanism of 2 ~ 3 times or more when an earthquake occurs.
둘째, 작은 흔들림에도 층간 변위가 증폭되면서 지진에너지를 효과적으로 감쇠하여 구조물의 손상을 방지함은 물론 가구, 사무용품, 전자제품 등의 전도 등이 발생되지 않아 안전하고 쾌적한 사용 환경을 보장할 수 있다. Second, the interstory drift is amplified even in a small shake, so that the earthquake energy is effectively damped to prevent damages to the structure, and the conduction of furniture, office products, and electronic products does not occur, thereby ensuring a safe and comfortable use environment.
셋째, 고효율의 지진하중 감쇠능력을 보유하면서 출입구, 창문, 조망, 채광 등에 장애가 최소화될 수 있다. Third, obstacles such as entrance, window, view, and mining can be minimized while possessing high efficiency seismic load damping ability.
넷째, 기초에 대한 부담이 거의 없고, 설치 수량을 절감 할 수 있으며, 공기단축 등에 따라 경제성을 확보할 수 있다.Fourthly, there is little burden on the foundation, the installation quantity can be saved, and economical efficiency can be ensured by shortening the air.
도1은 층간 변위가 증폭되는 원리를 개념적으로 도시한다.
도2는 댐퍼 설치를 통하여 지진 하중을 효율적으로 흡수하는 원리를 개념적을 도시한다.
도3은 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410)가 나란하게 배열되는 경우를 도시한다.
도4의 (a) 내지 (c)는 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410)가 다양한 형태의 강재댐퍼(310)로 연결되는 경우, (d)는 마찰댐퍼(360)로 연결되는 경우를 각각 도시한다.
도5는 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410)가 (a)합성고무댐퍼(320), 스토퍼(330) 및 변위제어키(340)로 연결되는 경우, (b)유압댐퍼나 점성댐퍼(350)로 연결되는 경우를 각각 도시한다.
도6은 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210)가 좌우 대칭으로 나란하게 배열되는 경우를 도시한다.
도7의 (a) 내지 (c)는 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210)가 다양한 형태의 강재댐퍼(310)로 연결되는 경우, (d)는 마찰댐퍼(360)로 연결되는 경우를 각각 도시한다.
도8은 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210)가 (a)합성고무댐퍼(320), 스토퍼(330) 및 변위제어키(340)로 연결되는 경우, (b)유압댐퍼나 점성댐퍼(350)로 연결되는 경우를 각각 도시한다.
도9는 (a)제1상부꺽임부재(120) 및 제1하부꺽임부재(130)가 있는 제1수직프레임부(110)와 제2상부꺽임부재(220) 및 제2하부꺽임부재(230)가 없는 제2수직프레임부(210)가 함께 사용되는 경우, (b)제1하부꺽임부재(130)는 없고 제1상부꺽임부재(120)만 있는 제1수직프레임부(110)와 제2하부꺽임부재(230)는 없고 제2상부꺽임부재(220)만 있는 제2수직프레임부(210)가 좌우 대칭 구조로 사용되는 경우, 및 (c)제1하부꺽임부재(130)는 없고 제1상부꺽임부재(120)만 있는 제1수직프레임부(110)와 제2상부꺽임부재(220) 및 제2상부꺽임부재(220)가 없는 제2수직프레임부(210)가 함께 사용되는 경우를 각각 도시한다.
도10 내지 도12는 본 발명이 적용된 다양한 시공 예상도이다.
도13은 본 발명에서 파생될 수 있는 지진하중 감쇠장치를 예시적으로 도시한다.Fig. 1 conceptually shows the principle that the interlayer displacement is amplified.
FIG. 2 conceptually illustrates the principle of efficiently absorbing the earthquake load through damper installation.
FIG. 3 shows a case where the first
4 (a) to 4 (c) show the case where the first
5 shows the case where the first
6 shows a case where the first
7A to 7C show the case where the first
8 shows a case where the first
9 is a cross-sectional view of a first
10 to 12 are various projected drawings to which the present invention is applied.
Fig. 13 exemplarily shows a seismic load damping device which can be derived from the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
본 발명은 지진에너지를 감쇠시키는 지진하중 감쇠장치에 관한 것으로서, 첨부된 도면에 도시된 것처럼 다양한 실시예가 제시될 수 있다.The present invention relates to a seismic load damping device for damping earthquake energy, and various embodiments as shown in the accompanying drawings can be presented.
도3은 제1수직프레임부(110), 제1상부꺽임부재(120), 제1상부힌지부(140), 제1하부꺽임부재(130), 및 제1하부힌지부(150)로 구성되는 경우를 도시한다.3 is a perspective view of a portable terminal according to an embodiment of the present invention. The portable terminal includes a first
제1수직프레임부(110)는 수직으로 배열되어 지진 에너지에 따른 층간 변위를 전달하면서 흡수하는 뼈대 역할을 한다.The first
제1상부꺽임부재(120)는 이러한 제1수직프레임부(110)의 상단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장됨으로써 층간 변위가 발생할 경우 변위를 증폭시키는 역할을 한다.The first
제1하부꺽임부재(130)는 제1수직프레임부(110)의 하단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장됨으로써 제1상부꺽임부재(120)와 마찬가지로 층간 변위가 발생할 경우 변위를 증폭시키는 역할을 한다.The first
제1상부힌지부(140)는 제1상부꺽임부재(120)의 상단부와 상부수평부재(420) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하게 된다.The first
제1하부힌지부(150)는 제1하부꺽임부재(130)의 하단부와 하부수평부재(430) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 회전가능하게 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하게 된다.The first
따라서, 제1상부힌지부(140)와 제1하부힌지부(150)의 회전 중심을 연결하는 선과 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축이 서로 일치하지 않고 일정 거리 이격되는 것을 특징으로 하는데, 지진 에너지가 작용하여 상부수평부재(420)와 하부수평부재(430) 사이에 층간 변위가 발생할 경우 제1상부힌지부(140)와 제1하부힌지부(150)의 회전 중심을 연결하는 선과 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축이 서로 일치하는 경우에 비하여 제1수직프레임부(110)의 상하 변위가 상대적으로 2 내지 5배 정도로 증폭될 수 있다.Accordingly, the line connecting the rotation centers of the first
도4(a) 내지 (d)에는 상부수평부재(420)와 하부수평부재(430)를 연결하는 수직부재(410)가 더 구비되고, 나란하게 수직으로 배열된 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410) 각각의 측면부에 양측 단부가 결합되는 판상의 강재댐퍼(310)가 도시되어 있는데, 이러한 판상의 강재댐퍼(310)에는 다양한 패턴으로 다수의 볼트구멍(311)이나 절개홈(312)이 구비되고, 용접 또는 볼트 결합이 이루어진다.4 (a) to 4 (d), a
도4(a)는 슬릿 형태의 절개홈이 연속적으로 배열된 강판을 용접한 경우이고, 도4(b)는 슬릿 형태의 절개홈(312)과 볼트구멍(311)이 연속적으로 배열된 강판을 볼트를 이용하여 결합한 경우이고, 도4(c)는 핑거 형태의 절개홈(312)과 볼트구멍(311)이 연속적으로 배열된 강판을 볼트를 이용하여 결합한 경우이다. 4 (a) shows a case in which a steel plate in which slit-like cut grooves are continuously arranged is welded, and FIG. 4 (b) shows a case in which a steel plate in which a slit-
지진 에너지에 의한 층간 변위가 발생하고 이로 인하여 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410) 사이의 변위가 증폭될 경우 이러한 강재댐퍼(310)가 변형되면서 이를 흡수하게 된다.When the displacement between the first
도4(d)는 다양한 패턴으로 다수의 볼트구멍(311)이 형성된 강판을 볼트 결합하여 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410)를 연결하는 과정에서 강판 사이에 마찰패드(361)을 삽입하는 경우를 도시하는데, 경우에 따라서는 마찰패드(361) 대용으로 고감쇠 고무판이 사용될 수도 있다. 4D shows a state in which
도4(d)의 경우 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410)의 측면 각각에 용접 결합된 강판의 양측면에 판상의 마찰댐퍼(360)가 겹쳐지도록 볼트 결합되는데, 이 경우 마찰패드(361)가 삽입되는 측의 강판에는 판상의 마찰댐퍼(360)에 형성된 구멍보다 상대적으로 큰 구멍이 형성되어 이를 통과하는 볼트에게 여유 공간을 허용하여 지진 에너지에 의한 층간 변위가 발생하면 이러한 여유 공간에서 판상의 마찰댐퍼(360)와 볼트가 함께 움직이게 되고 이러한 과정에서 마찰패드(361)의 마찰열을 통하여 지진 에너지의 감쇠가 이루어지게 된다. 아울러 마찰패드(361)가 별도로 구비되지 않고 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410)의 측면 각각에 용접 결합된 강판의 양측면에 판상의 마찰댐퍼(360)가 직접 겹쳐지도록 볼트 결합되는 경우도 있다,4 (d), a plate-
도5(a)에는 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410) 각각의 측면부에 결합되는 2개의 강판(322) 사이에 고무판(321)이 일체로 결합된 합성고무댐퍼(320)가 구비되고, 제1수직프레임부(110)에 일정 거리 이격되어 결합되는 2개의 스토퍼(330)와 수직부재(410)에 결합되어 스토퍼(330) 사이의 공간에 위치하며 상하면 각각에 충격완충고무(341)가 부착된 변위제어키(340)를 포함하는 경우를 도시하고 있으며, 도5(b)에는 양측 단부가 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410) 각각의 측면에 결합되어 돌출된 장착브라켓에 핀결합되는 유압댐퍼나 점성댐퍼(350)가 사용되는 경우를 도시하고 있다.5A shows a
이러한 합성고무댐퍼(320), 스토퍼(330)와 변위제어키(340), 또는 유압댐퍼나 점성댐퍼(350)의 경우도 판상의 강재댐퍼(310)와 마찬가지로 증폭된 변위에 따라 거동하면서 지진 에너지를 효과적으로 흡수하게 된다.In the case of the
도6에 도시된 지진하중 감쇠장치는 한 쌍이 대칭형 구조로 설치되어 사용되는 경우를 도시하는데, 이미 도3에서 설명한 바 있는 제1수직프레임부(110), 제1상부꺽임부재(120), 제1하부꺽임부재(130), 제1상부힌지부(140) 및 제1하부힌지부(150)와 대칭 구조로 설치되는 제2수직프레임부(210), 제2상부꺽임부재(220), 제2하부꺽임부재(230), 제2상부힌지부(240) 및 제2하부힌지부(250)가 한 쌍을 이루면서 지진 에너지에 함께 거동하게 되는데, 이와 같이 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210)가 대칭 구조를 이루면서 나란하게 배열될 경우 도3에 비하여 변위 증폭율이 증가하게 된다.6 shows a case in which a pair is installed and used in a symmetrical structure. In the seismic load damping apparatus shown in FIG. 6, the first
도7(a) 내지 (c)에는 나란하게 수직으로 배열된 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210) 각각의 측면부에 양측 단부가 결합되는 판상의 강재댐퍼(310)가 도시되어 있는데, 이러한 판상의 강재댐퍼(310)에는 다양한 패턴으로 형성된 다수의 볼트구멍(311)이나 절개홈(312)이 구비되고, 용접 또는 볼트 결합이 이루어지며, 이에 대한 설명은 도4(a) 내지 (c)에 관하여 기재된 내용과 동일한 바 별도의 중복 설명을 생략한다.7A to 7C, a plate-shaped
도7(d)는 마찰댐퍼(360)이 사용되는 경우인데, 도4(d)에 관하여 기재된 내용과 동일한 바 별도의 중복 설명을 생략한다.7 (d) shows a case in which the
지진 에너지에 의한 층간 변위가 발생하고 이로 인하여 제1수직프레임부(110)와 수직부재(410) 사이의 변위가 증폭될 경우 강재댐퍼(310)가 변형되면서 이를 흡수하게 된다.When the displacement between the first
도8(a))에는 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210) 각각의 측면부에 결합되는 2개의 강판(322) 사이에 고무판(321)이 일체로 결합된 합성고무댐퍼(320)가 구비되고, 제1수직프레임부(110)에 일정 거리 이격되어 결합되는 2개의 스토퍼(330)와 제2수직프레임부(210)에 결합되어 스토퍼(330) 사이의 공간에 위치하며 상하면 각각에 충격완충고무(341)가 부착된 변위제어키(340)를 포함하는 경우를 도시하고 있으며, 도5(b)에는 양측 단부가 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210) 각각의 측면에 결합되어 돌출된 장착브라켓에 핀결합되는 유압댐퍼나 점성댐퍼(350)가 사용되는 경우가 도시되어 있다.A synthetic rubber damper in which a
이러한 합성고무댐퍼(320), 스토퍼(330)와 변위제어키(340), 또는 유압댐퍼나 점성댐퍼(350)의 경우도 판상의 강재댐퍼(310)와 마찬가지로 증폭된 변위에 따라 거동하면서 지진 에너지를 효과적으로 흡수하게 된다.In the case of the
도9(a)에는 이미 도3에서 설명한 바 있는 제1수직프레임부(110), 제1상부꺽임부재(120), 제1하부꺽임부재(130), 제1상부힌지부(140) 및 제1하부힌지부(150)로 이루어지는 부재와 함께 제2수직프레임부(210), 제2상부힌지부(240) 및 제2하부힌지부(250)가 도시되어 있다.9 (a), the first
제2수직프레임부(210)는 제1수직프레임부(110)와 이격되어 나란하게 배열되고, 제2상부힌지부(240)는 제2수직프레임부(210)의 상단부와 상부수평부재(420) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하고, 제2하부힌지부(250)는 제2수직프레임부(210)의 하단부와 하부수평부재(430) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 회전가능하게 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하는 구조이다.The second
따라서, 제1상부힌지부(140)와 제1하부힌지부(150)의 회전 중심을 연결하는 선과 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축이 일치하지 않고 일정 거리 이격됨에 반하여 제2상부힌지부(240)와 제2하부힌지부(250)의 회전 중심을 연결하는 선과 제2수직프레임부(210)의 수직 방향 중심축이 일치하는 구조이다.Accordingly, the line connecting the rotation centers of the first
도9(b)에는 제1수직프레임부(110)와 연결된 부재들과 제2수직프레임부(210)와 연결된 부재들이 좌우 대칭 구조로 설치된 실시예가 도시되어 있다.9B shows an embodiment in which the members connected to the first
제1수직프레임부(110)는 수직으로 배열되고, 제1상부꺽임부재(120)는 제1수직프레임부(110)의 상단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장되고, 제1상부힌지부(140)는 제1상부꺽임부재(120)의 상단부와 상부수평부재(420) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되며, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하게 되고, 제1하부힌지부(150)는 제1수직프레임부(110)의 하단부와 하부수평부재(430) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되며, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하게 된다.The first
제2수직프레임부(210), 제2상부꺽임부재(220), 제2상부힌지부(240) 및 제2하부힌지부(250)는 이러한 제1수직프레임부(110), 제1상부꺽임부재(120), 제1상부힌지부(140) 및 제1하부힌지부(150)와 대칭 구조를 이루게 된다.The second
따라서, 제1하부힌지부(150)의 회전 중심은 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축 상에 위치하고, 제1상부힌지부(140)의 회전 중심은 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축에서 일정 거리 이격되는 것과 마찬가지로, 제2하부힌지부(250)의 회전 중심은 제2수직프레임부(210)의 수직 방향 중심축 상에 위치하고, 제2상부힌지부(240)의 회전 중심은 제2수직프레임부(210)의 수직 방향 중심축에서 일정 거리 이격되는 구조이다.Accordingly, the rotation center of the first
도9(c)는 이미 도9(b)에서 설명한 바 있는 제1수직프레임부(110), 제1상부꺽임부재(120), 제1상부힌지부(140) 및 제1하부힌지부(150)와 함께 제2수직프레임부(210), 제2상부힌지부(240) 및 제2하부힌지부(250)가 도시되어 있다9 (c) is a perspective view of the first
제2수직프레임부(210)는 제1수직프레임부(110)와 이격되어 나란하게 배열되고, 제2상부힌지부(240)는 제2수직프레임부(210)의 상단부와 상부수평부재(420) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되며, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하고, 제2하부힌지부(250)는 제2수직프레임부(210)의 하단부와 하부수평부재(430) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 회전가능하게 연결되며, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하게 된다.The second
따라서, 제1하부힌지부(150)의 회전 중심은 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축 상에 위치하고, 제1상부힌지부(140)의 회전 중심은 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축에서 일정 거리 이격됨에 반하여 제2상부힌지부(240)와 제2하부힌지부(250)의 회전 중심을 연결하는 선과 제2수직프레임부(210)의 수직 방향 중심축이 일치하게 된다.Accordingly, the rotation center of the first
첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 도9(a) 내지 (c)에 도시된 제1수직프레임부(110)와 제2수직프레임부(210)에도 도7 또는 도8에 도시된 것과 동일한 방식으로 판상의 강재댐퍼(310), 합성고무댐퍼(320), 스토퍼(330)와 변위제어키(340), 유압댐퍼나 점성댐퍼(350)가 설치될 수 있다.The first
도10 내지 도12에는 본 발명이 적용된 시공 예상도로서 기둥과 보로 이루어진 구조물의 개구부에 설치되며 층간 변위가 발생될 경우 지렛대의 원리에 따라 증폭되는 변위를 강재댐퍼(310), 합성고무댐퍼(320), 스토퍼(330)와 변위제어키(340), 유압댐퍼나 점성댐퍼(350)가 흡수하여 지진 에너지를 효율적으로 흡수하게 된다.10 to 12 are diagrams for explaining the construction of the
아울러 제1수직프레임부(110)나 제2수직프레임부(210)는 반드시 수직 방향으로만 배열되어야 하는 것은 아니며 현장 주변 여건이나 구조물의 특성 등을 고려하여 수평 방향으로 배열되는 경우도 있다.In addition, the first
도13은 도7에 도시된 본 발명의 구체적 실시예로부터 파생된 형태로 볼 수 있는데, 좌우 대칭 구조를 이루며 층간 변위가 발생할 경우 지렛대의 원리에 의하여 변위가 증폭되는 부위에 강재댐퍼(310)나 합성고무댐퍼(320)가 구비되는 경우를 예시적으로 보여준다.FIG. 13 is a view derived from a concrete embodiment of the present invention shown in FIG. 7. In the case where an interstory displacement occurs, the
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, , Addition or deletion of known technology, and simple numerical limitation are also included in the protection scope of the present invention.
110:제1수직프레임부
120:제1상부꺽임부재
130:제1하부꺽임부재
140:제1상부힌지부
150:제1하부힌지부
210:제2수직프레임부
220:제2상부꺽임부재
230:제2하부꺽임부재
240:제2상부힌지부
250:제2하부힌지부
310:강재댐퍼
311:볼트구멍 312:절개홈
320:합성고무댐퍼
321:고무판 322:강판
330:스토퍼
340:변위제어키
341:충격완충고무
350:유압댐퍼나 점성댐퍼
360:마찰댐퍼
361:마찰패드
410:수직부재
420:상부수평부재
430:하부수평부재110: first vertical frame part
120: first upper bent member
130: first lower bending member
140: first upper hinge portion
150: first lower hinge part
210: a second vertical frame part
220: second upper bent member
230: second lower bending member
240: second upper hinge portion
250: second lower hinge part
310: Steel damper
311: bolt hole 312: incision groove
320: Synthetic rubber damper
321: Rubber plate 322: Steel plate
330: Stopper
340: Displacement control key
341: shock-absorbing rubber
350: Hydraulic damper or viscous damper
360: Friction damper
361: Friction pad
410: vertical member
420: upper horizontal member
430: Lower horizontal member
Claims (6)
제1수직프레임부(110);
상기 제1수직프레임부(110)의 상단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장된 제1상부꺽임부재(120);
상기 제1수직프레임부(110)의 하단부에서 일정한 각도로 굴절되어 연장된 제1하부꺽임부재(130);
상기 제1상부꺽임부재(120)의 상단부와 상부수평부재(420) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하는 제1상부힌지부(140);
상기 제1하부꺽임부재(130)의 하단부와 하부수평부재(430) 각각에 고정되어 핀이나 볼트로 회전가능하게 연결되고, 일정 크기 이상의 외력이 작용하면 회전하는 제1하부힌지부(150); 및,
상부수평부재(420)와 하부수평부재(430)를 연결하는 수직부재(410);
를 포함하여 구성되어,
상기 제1상부힌지부(140)와 상기 제1하부힌지부(150)의 회전 중심을 연결하는 선과 상기 제1수직프레임부(110)의 수직 방향 중심축이 일치하지 않고 일정 거리 이격되고,
나란하게 수직으로 배열된 상기 제1수직프레임부(110)와 상기 수직부재(410)에는,
양측 단면 각각이 상기 제1수직프레임부(110)와 상기 수직부재(410) 각각의 측면부에 결합되고, 다수의 볼트구멍(311)이나 절개홈(312)이 구비된 판상의 강재댐퍼(310);
상기 제1수직프레임부(110)와 상기 수직부재(410) 각각의 측면부에 결합되는 2개의 강판(322) 사이에 고무판(321)이 일체로 결합된 합성고무댐퍼(320);
상기 제1수직프레임부(110)에 일정 거리 이격되어 결합되는 2개의 스토퍼(330)와 상기 수직부재(410)에 결합되어 상기 스토퍼(330) 사이의 공간에 위치하며 상하면 각각에 충격완충고무(341)가 부착된 변위제어키(340);
양측 단부가 상기 제1수직프레임부(110)와 상기 수직부재(410) 각각의 측면에 결합되어 돌출된 장착브라켓에 핀결합되는 유압댐퍼나 점성댐퍼(350); 또는,
상기 제1수직프레임부(110)와 상기 제2수직부재(410)의 측면 각각에 용접 결합된 강판의 양측면에 겹쳐지도록 볼트 결합되는 판상의 마찰댐퍼(360);
가 더 포함되되,
상기 마찰댐퍼(360)의 경우 상기 제2수직부재(410)의 측면에 용접 결합된 강판의 양측면에는 마찰패드(361)가 삽입되고, 마찰패드(361)가 삽입된 강판에는 상기 판상의 마찰댐퍼(360)에 형성된 구멍보다 상대적으로 큰 구멍이 형성되어 이를 통과하는 볼트에게 여유 공간을 허용하는 것을 특징으로 하는 변위증폭 지렛대가 구비된 지진하중 감쇠장치.
A seismic load damping device for damping earthquake energy,
A first vertical frame part 110;
A first upper bending member 120 bent and extended at a predetermined angle at an upper end of the first vertical frame part 110;
A first lower bending member 130 bent and extended at a predetermined angle at a lower end of the first vertical frame part 110;
A first upper hinge part 140 fixed to the upper end of the first upper bending member 120 and the upper horizontal member 420 and connected to each other by a pin or bolt and rotated when an external force equal to or greater than a predetermined magnitude is applied;
A first lower hinge part 150 fixed to each of a lower end part of the first lower bending member 130 and the lower horizontal member 430 and rotatably connected by a pin or a bolt and rotated when an external force equal to or greater than a predetermined magnitude is applied; And
A vertical member 410 connecting the upper horizontal member 420 and the lower horizontal member 430;
, ≪ / RTI >
A line connecting a rotation center of the first upper hinge part 140 and the rotation center of the first lower hinge part 150 and a vertical central axis of the first vertical frame part 110 do not coincide with each other,
The first vertical frame part 110 and the vertical member 410, which are vertically arranged side by side,
A plate-shaped steel damper 310 having both side surfaces joined to the side surfaces of the first vertical frame part 110 and the vertical member 410 and having a plurality of bolt holes 311 and a cut- ;
A synthetic rubber damper 320 in which a rubber plate 321 is integrally coupled between two steel plates 322 joined to the side surfaces of the first vertical frame part 110 and the vertical member 410;
A stopper 330 coupled to the first vertical frame part 110 at a predetermined distance and coupled to the vertical member 410 so as to be positioned in a space between the stoppers 330, A displacement control key 340 attached with a displacement control key 340;
A hydraulic damper or a viscous damper 350 whose both ends are coupled to the mounting bracket protruding from the side surfaces of the first vertical frame part 110 and the vertical member 410; or,
A plate-shaped friction damper 360 bolted to both sides of the steel plate welded to the first vertical frame part 110 and the side surfaces of the second vertical member 410, respectively;
Lt; / RTI >
In the case of the friction damper 360, friction pads 361 are inserted into both side surfaces of the steel plate welded to the side surfaces of the second vertical member 410, and the plate- Wherein a relatively large hole is formed through the hole formed in the bottom plate (360) to allow a clearance for the bolt passing therethrough.
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