JP6367290B2 - 耐震補強装置 - Google Patents

Description

本発明は耐震補強装置に関するもので、より詳細には既存の建物への装着が便利で、既存の建物の耐震強度を向上させることができる耐震補強装置に関するものである。

一般的に建物の耐震補強方法は、建物の強度（耐力）を向上させる方法（強度抵抗型）と建物の変形能力を向上させる方法（靭性抵抗型）に区別することができる。

強度抵抗型耐震補強方法の特徴は耐力壁を増設するか既設置壁体の厚さを増し打ちするか鉄骨ブレースを設置するなど、建物の面を中心に補強する方法である。

靭性抵抗型耐震補強方法は柱と梁などの個別部材を中心に補強する方法である。靭性抵抗型耐震補強方法のうちには既存建築物の外壁に鉄骨造ブレーシングを設置する。ブレーシング設置のために、建築物の柱や梁に鋼板を設置して鋼板にブレーシングを付着する。

しかし、耐震補強材が鉄骨造で構成された建築物と電力構造物（変電所、水火力／原子力発電所など）に現場溶接で設置される場合、既に設置されている電気／電子設備などに影響を与える恐れがあり、現場溶接の品質確保および検証が困難である問題点がある。そして、既存の耐震補強材は現場溶接による残留応力により母材に熱変形が発生して損傷が発生し得る問題点がある。したがって、これを改善する必要性が要望される。

本発明の背景技術は特許文献１（２０１１．１１．０７．公開、発明の名称：耐震補強用履歴ダンパー）に開示されている。

韓国公開特許第２０１１−０１２１３１２号公報

本発明は前記のような問題点を改善するために案出されたもので、既存の建物への装着が便利で、耐震補強が可能な耐震補強装置を提供することにその目的がある。

本発明に係る耐震補強装置は、柱の間を連結する上部水平部に装着される上部支持部；前記上部水平部の下方に配置されて前記柱の間を連結する下部水平部に装着され、前記上部支持部と対角線方向に配置される下部支持部；および前記上部支持部と前記下部支持部に結合されて衝撃を吸収するダンパー部を含むことができる。

前記上部支持部は前記上部水平部の両端部にそれぞれ装着されるサイド支持部；および前記上部水平部に装着され、前記サイド支持部の間に配置されるセンター支持部を含み、前記下部支持部は前記サイド支持部と前記センター支持部の間に水平方向に配置され得る。

前記ダンパー部は前記上部支持部と前記下部支持部の間でジグザグ状に配置され得る。

前記ダンパー部は前記柱の間で「Ｗ」字状を有するように配置され得る。

前記上部水平部は前記柱を連結する上部水平バーと、前記上部水平バーを覆う上部スラブを含み、前記上部支持部は前記上部水平バーの底面に配置される上部鋼板部；前記上部鋼板部から下方に延長される上部突出板部；前記ダンパー部の回転角度を調節して前記上部突出板部に固定させる上部ダンパー固定部；および前記上部鋼板部を前記上部水平バーに固定させる上部鋼板固定部を含むことができる。

前記上部鋼板固定部は前記上部スラブに装着される一つ以上の上部固定ヘッド部；前記上部固定ヘッド部から延長され、前記上部スラブと前記上部鋼板部を貫通し、上部水平バーの外側に配置される上部固定貫通部；および前記上部固定貫通部に螺合され、前記上部鋼板部を押圧する上部固定組立部を含むことができる。

前記下部水平部は前記柱を連結する下部水平バーと、前記下部水平バーを覆う下部スラブを含み、前記下部支持部は前記下部スラブの上面に配置される下部鋼板部；前記下部鋼板部から上方に延長される下部突出板部；および前記ダンパー部の回転角度を調節して前記下部突出板部に固定させる下部ダンパー固定部を含むことができる。

前記下部支持部は前記下部鋼板部を前記下部水平バーに固定させる下部鋼板固定部をさらに含むことができる。

前記ダンパー部は前記上部支持部に結合されるダンパー上部締結部；前記下部支持部に結合されるダンパー下部締結部；前記ダンパー上部締結部と前記ダンパー下部締結部を連結し、油圧によって長さが調節されるダンパー油圧部；および前記ダンパー上部締結部と前記ダンパー下部締結部を弾性支持するダンパー弾性部を含むことができる。

前記ダンパー部は前記ダンパー上部締結部と前記ダンパー下部締結部を連結し、前記ダンパー弾性部をカバーし、長さが可変されるようにしわのある形状を有するダンパーしわカバー部をさらに含むことができる。

本発明に係る耐震補強装置は上部水平部に上部支持部が装着され、下部水平部に下部支持部が装着され、ダンパー部が上部支持部と下部支持部に結合されて「Ｗ」字状に配置されて地震力を緩和することができる。

本発明に係る耐震補強装置は上部支持部が上部水平バーを貫通することなく上部スラブに固定されるため、作業性が改善され得る。

本発明に係る耐震補強装置はダンパー部が油圧およびスプリング力によって地震力を相殺することができる。

本発明の一実施例に係る耐震補強装置を概略的に示している図面である。 本発明の一実施例に係る耐震補強装置で上部支持部を概略的に示している図面である。 本発明の一実施例に係る耐震補強装置で下部支持部を概略的に示している図面である。 本発明の一実施例に係る耐震補強装置でダンパー部を概略的に示している図面である。

以下、添付された図面を参照して本発明に係る耐震補強装置の実施例を説明する。このような過程で、図面に図示された線の厚さや構成要素の大きさなどは説明の明瞭性と便宜上誇張して図示され得る。また、後述される用語は本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは使用者、運用者の意図または慣例により変更され得る。したがって、このような用語に対する定義は本明細書の全般にわたる内容に基づいて定められるべきである。

図１は本発明の一実施例に係る耐震補強装置を概略的に示している図面である。図１を参照すれば、本発明の一実施例に係る耐震補強装置１は上部支持部１０と、下部支持部２０と、ダンパー部３０を含む。このような耐震補強装置１は既存の建物に装着される。

一方、建物の骨格をなす構成要素としては、複数個の柱７０と、柱７０を連結する上部水平部８０と、上部水平部８０の下方に配置される下部水平部９０が含まれる。上部水平部８０は柱７０の間に配置されて両端部が柱７０に連結される上部水平バー８１と、上部水平バー８１を覆う上部スラブ８２を含むことができる。下部水平部９０は柱７０の間に配置されて両端部が柱７０に連結される下部水平バー９１と、下部水平バー８１を覆う下部スラブ９２を含むことができる。通常、建物の各階の天井部分が上部水平部８０に該当し、底部分が下部水平部９０に該当する。

上部支持部１０は上部水平部８０に装着され、下部支持部２０は下部水平部９０に装着される。この時、一つ以上の上部支持部１０が上部水平部８０の長さ方向に配置され、一つ以上の下部支持部２０が下部水平部９０の長さ方向に配置される。上部支持部１０と下部支持部２０は対角線方向に配置される（図１参照）。

ダンパー部３０は上部支持部１０と下部支持部２０に結合されて衝撃を吸収する。一例として、ダンパー部３０の上端部が上部支持部１０に結合され、ダンパー部３０の下端部が下部支持部２０に結合され得る。

上部支持部１０は上部水平部８０の両端部にそれぞれ装着されるサイド支持部６１と、上部水平部８０に装着されてサイド支持部６１の間に配置されるセンター支持部６２に区分される。一例として、サイド支持部６１は一対の柱７０に近接配置され、センター支持部６２は上部水平部８０の中央部に配置され得る。

下部支持部２０はサイド支持部６１とセンター支持部６２の間に配置される。すなわち、いずれか一つの柱７０で右側に離隔された他の一つの柱７０の間にはサイド支持部６１と、下部支持部２０と、センター支持部６２と、下部支持部２０と、サイド支持部６１が順に配置され得る。サイド支持部６１には一つのダンパー部３０が装着され、センター支持部６２と下部支持部２０には２個のダンパー部３０が装着され得る。これによって、傾斜して配置される４個のダンパー部３０を仮想線で連結するとジグザグ形状または「Ｗ」字の形状となり得る。

したがって、水平方向地震加速度を有する地震力が建物に作用しても、それぞれのダンパー部３０の軸方向に力が作用し、地震荷重に耐えることができる。

図２は本発明の一実施例に係る耐震補強装置で上部支持部を概略的に示している図面である。図１と図２を参照すれば、本発明の一実施例に係る上部支持部１０は上部鋼板部１１と、上部突出板部１２と、上部ダンパー固定部１３と、上部鋼板固定部１４を含む。

上部鋼板部１１は上部水平バー８１の底面に配置される。一例として、上部鋼板部１１は四角板材の形状をしており、上部水平バー８１よりも大きな幅を有するように形成され得る。

上部突出板部１２は上部鋼板部１１から下方に延長される。上部突出板部１２にはダンパー部３０との結合のための上部突出ホール部１２１が形成され得る。一例として、サイド支持部６１には１個のダンパー部３０と結合されるために１個の上部突出ホール部１２１が形成され、センター支持部６２には２個のダンパー部３０と結合されるために２個の上部突出ホール部１２１が形成され得る。

上部ダンパー固定部１３はダンパー部３０の回転角度を調節してダンパー部３０を上部突出板部１２に固定させる。一例として、上部ダンパー固定部１３はボルトとナットからなり、ダンパー部３０を貫通し、上部突出ホール部１２１を貫通することができる。これによって、上部ダンパー固定部１３の締め付け力を緩和した後、ダンパー部３０の回転角度を調節することができ、ダンパー部３０の角度調節が完了すると上部ダンパー固定部１３の締め付け力を強化してダンパー部３０の設置状態を維持することができる。

上部鋼板固定部１４は上部鋼板部１１を上部水平バー８１に固定させる。一例として、４個または６個の上部鋼板固定部１４が上部スラブ８２に装着された状態で上部鋼板部１１に結合され得る。

上部鋼板固定部１４は上部固定ヘッド部１４１と、上部固定貫通部１４２と、上部固定組立部１４３を含む。上部固定ヘッド部１４１は上部鋼板部１１の底面を支持する。上部固定貫通部１４２は上部固定ヘッド部１４１から延長され、上部スラブ８２と上部鋼板部１１を貫通する。上部固定貫通部１４２は上部水平バー８１の外側に配置される。上部固定組立部１４３は上部固定貫通部１４２の端部に螺合され、上部スラブ８２に装着される。一例として、それぞれの上部固定貫通部１４２は上部水平バー８１の一側面と他側面にそれぞれ一対が離隔されて配置され、上部鋼板部１１の角地点を貫通することができる。

図３は本発明の一実施例に係る耐震補強装置で下部支持部を概略的に示している図面である。図１と図３を参照すれば、本発明の一実施例に係る下部支持部２０は下部鋼板部２１と、下部突出板部２２と、下部ダンパー固定部２３を含む。

下部鋼板部２１は下部スラブ９２の上面に配置される。一例として、下部鋼板部２１は四角板材の形状をしており、下部水平バー９１の上側を覆う下部スラブ９２に装着され得る。

下部突出板部２２は下部鋼板部２１から上方に延長される。下部突出板部２２にはダンパー部３０との結合のための下部突出ホール部２２１が形成され得る。一例として、下部突出板部２２には２個のダンパー部３０と結合されるために２個の下部突出ホール部２２１が形成され得る。

下部ダンパー固定部２３はダンパー部３０の回転角度を調節してダンパー部３０を下部突出板部２２に固定させる。一例として、下部ダンパー固定部２３はボルトとナットからなり、ダンパー部３０を貫通し、下部突出ホール部２２１を貫通することができる。これによって、下部ダンパー固定部２３の締め付け力を緩和した後、ダンパー部３０の回転角度を調節することができ、ダンパー部３０の角度調節が完了すると下部ダンパー固定部２３の締め付け力を強化してダンパー部３０の設置状態を維持することができる。

本発明の一実施例に係る下部支持部２０は下部鋼板固定部２４をさらに含むことができる。下部鋼板固定部２４は下部鋼板部２１を下部水平バー９１に固定させる。一例として、下部鋼板固定部２４は下部スラブ９２を貫通して下部水平バー９１に打ち込まれるボルトであり得、その他の対象物を固定させるための多様な固定手段であり得る。下部鋼板固定部２４はすべての階の下部水平部９０に設置され得、特に下の階がない１階または地下階に有用に使用されて下部鋼板部２１を固定することができる。このように下部鋼板部２１が下部水平バー９１に固定されると、垂直方向の地震に対する建物の剛性を増大させることができる。

図４は本発明の一実施例に係る耐震補強装置でダンパー部を概略的に示している図面である。図１〜図４を参照すれば、本発明の一実施例に係るダンパー部３０は上部ダンパー締結部３１と、下部ダンパー締結部３２と、ダンパーシリンダー部３３と、ダンパー弾性部３４を含む。

ダンパー上部締結部３１は上部支持部１０に結合される。一例として、ダンパー上部締結部３１は上部締結板部３１１と、上部締結突起部３１２と、上部締結ホール部３１３を含むことができる。上部締結突起部３１２は上部締結板部３１１から突出し、板材の形状をして上部突出板部１２と重なり、上部突出ホール部１２１に対応する上部締結ホール部３１３が形成されて上部ダンパー固定部１３に固定され得る。

ダンパー下部締結部３２は下部支持部２０に結合される。一例として、ダンパー下部締結部３２は下部締結板部３２１と、下部締結突起部３２２と、下部締結ホール部３２３を含むことができる。下部締結突起部３２２は下部締結板部３２１から突出し、板材の形状をして下部突出板部２２と重なり、下部突出ホール部２２１に対応する下部締結ホール部３２３が形成されて下部ダンパー固定部２３に固定され得る。

ダンパー油圧部３３はダンパー上部締結部３１とダンパー下部締結部３２を連結し、油圧によって長さが調節される。一例として、ダンパー油圧部３３は上部締結板部３１１に結合されるシリンダー部３３１と、下部締結板部３２１に結合されるピストン部３３２を含むことができる。シリンダー部３３１は一側が開口されて内部にオイルが内蔵され、ピストン部３３２はシリンダー部３３１の開口された部分に挿入され得る。

ダンパー弾性部３４は一端部がダンパー上部締結部３１に結合され、他端部がダンパー下部締結部３２に結合されてこれらを弾性支持する。一例として、ダンパー弾性部３４はダンパー油圧部３３を囲むコイルスプリング形状にすることができる。ダンパー弾性部３４の一端部は上部締結板部３１１に結合され、他端部は下部締結板部３２１に結合され得る。

本発明の一実施例に係るダンパー部３０はダンパーしわカバー部３５をさらに含むことができる。ダンパーしわカバー部３５はダンパー上部締結部３１とダンパー下部締結部３２を連結し、ダンパー油圧部３３とダンパー弾性部３４をカバーし、長さが可変されるようにしわのある形状を有する。ダンパーしわカバー部３５はダンパー油圧部３３とダンパー弾性部３４を保護することができる。

前記のような構造を有する本発明の一実施例に係る耐震補強装置の設置過程を説明すれば次のとおりである。

柱７０と柱７０の間に位置される上部水平部８０に上部支持部１０を配置し、上部水平部８０の下方に配置される下部水平部９０に下部支持部２０を配置する。

この時、３個の上部支持部１０が上部水平部８０の中央部および上部水平部８０の両端部に装着される。上部支持部１０は上部水平バー８１の上側を覆う上部スラブ８２に固定設置されるものの、上部水平バー８１に打ち込まれないため、上部水平バー８１の亀裂を防止して設置作業が容易である。

下部支持部２０は３個の上部支持部１０の間に位置され、上部支持部１０と下部支持部２０は対角線上に配置される。これによって、上下端部が上部支持部１０と下部支持部２０にそれぞれ結合される４個のダンパー部３０は傾斜して配置されて「Ｗ」字の形状となる。

一方、下の階がない地下階または１階の場合、下部支持部２０は下部鋼板固定部２４により下部水平バー９１に固定設置される。

建物に耐震補強装置１が装着された状態で地震力が伝達されると、ダンパー部３０の軸方向に荷重が伝達され、ダンパー部３０が荷重を緩和させる。すなわち、水平地震力によってダンパー部３０に地震力が伝達されると、ダンパー油圧部３３とダンパー弾性部３４が地震力を緩和させる。

本発明の一実施例に係る耐震補強装置１は、上部水平部８０に上部支持部１０が装着され、下部水平部９０に下部支持部２０が装着され、ダンパー部３０が上部支持部１０と下部支持部２０に結合されて「Ｗ」字状に配置されて地震力を緩和することができる。

本発明の一実施例に係る耐震補強装置１は、上部支持部１０が上部水平バー８１を貫通することなく上部スラブ８１に固定されるため、作業性が改善され得る。

本発明の一実施例に係る耐震補強装置１はダンパー部３０がダンパー油圧部３３の油圧とダンパー弾性部３４のスプリング力によって地震力を相殺することができる。

本発明は図面に図示された実施例を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術が属する分野で通常の知識を有した者であればこれから多様な変形および均等な他の実施例を実施可能であることが理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によって定められるべきである。

１０：上部支持部
１１：上部鋼板部
１２：上部突出板部
１３：上部ダンパー固定部
１４：上部鋼板固定部
２０：下部支持部
２１：下部鋼板部
２２：下部突出板部
２３：下部ダンパー固定部
２４：下部鋼板固定部
３０：ダンパー部
３１：ダンパー上部締結部
３２：ダンパー下部締結部
３３：ダンパー油圧部
３４：ダンパー弾性部
３５：ダンパーしわカバー部
７０：柱
８０：上部水平部
９０：下部水平部

Claims (7)

1. 柱の間を連結する上部水平部に装着される上部支持部；
   前記上部水平部の下方に配置されて前記柱の間を連結する下部水平部に装着され、前記上部支持部と対角線方向に配置される下部支持部；および、
   前記上部支持部と前記下部支持部に結合されて衝撃を吸収するダンパー部を含むことと、
   前記下部水平部は前記柱を連結する下部水平バーと、前記下部水平バーを覆う下部スラブを含み、
   前記下部支持部は、
   前記下部スラブの上面に配置される下部鋼板部；
   前記下部鋼板部から上方に延長される下部突出板部；および、
   前記ダンパー部の回転角度を調節して前記下部突出板部に固定させる下部ダンパー固定部を含むことと、
   前記下部支持部は、
   前記下部鋼板部を前記下部水平バーに固定させる下部鋼板固定部をさらに含むことと、
   前記下部鋼板固定部は前記下部スラブを貫通して前記下部水平バーに打ち込まれるボルトであることと、
   を特徴とする、耐震補強装置。
2. 前記上部支持部は
   前記上部水平部の両端部にそれぞれ装着されるサイド支持部；および
   前記上部水平部に装着され、前記サイド支持部の間に配置されるセンター支持部を含み、
   前記下部支持部は前記サイド支持部と前記センター支持部の間に水平方向に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の耐震補強装置。
3. 前記ダンパー部は前記上部支持部と前記下部支持部の間でジグザグ状に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の耐震補強装置。
4. 前記ダンパー部は前記柱の間で「Ｗ」字状を有するように配置されることを特徴とする、請求項３に記載の耐震補強装置。
5. 前記上部水平部は前記柱を連結する上部水平バーと、前記上部水平バーを覆う上部スラブを含み、
   前記上部支持部は、
   前記上部水平バーの底面に配置される上部鋼板部；
   前記上部鋼板部から下方に延長される上部突出板部；
   前記ダンパー部の回転角度を調節して前記上部突出板部に固定させる上部ダンパー固定部；および、
   前記上部鋼板部を前記上部水平バーに固定させる上部鋼板固定部を含むことと、
   前記上部鋼板固定部は、
   前記上部スラブに装着される一つ以上の上部固定ヘッド部；
   前記上部固定ヘッド部から延長され、前記上部スラブと前記上部鋼板部を貫通し、前記上部水平バーの外側に配置される上部固定貫通部；および、
   前記上部スラブに装着され、前記上部固定貫通部に螺合され、前記上部鋼板部を押圧する上部固定組立部
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐震補強装置。
6. 前記ダンパー部は
   前記上部支持部に結合されるダンパー上部締結部；
   前記下部支持部に結合されるダンパー下部締結部；
   前記ダンパー上部締結部と前記ダンパー下部締結部を連結し、油圧によって長さが調節されるダンパー油圧部；および
   前記ダンパー上部締結部と前記ダンパー下部締結部を弾性支持するダンパー弾性部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の耐震補強装置。
7. 前記ダンパー部は
   前記ダンパー上部締結部と前記ダンパー下部締結部を連結し、前記ダンパー弾性部をカバーし、長さが可変されるようにしわのある形状を有するダンパーしわカバー部をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の耐震補強装置。

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