KR101000206B1 - Windows system having earthquake-proof performance - Google Patents

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KR101000206B1
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fixed
damper
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오상훈
이상호
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부산대학교 산학협력단
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    • E04H9/00Buildings, or groups of buildings, or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake, extreme climate
    • E04H9/02Buildings, or groups of buildings, or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake, extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/0215Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings involving active or passive dynamic mass damping systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B1/00Border constructions of openings in walls, floors, or ceilings; Frames to be rigidly mounted in such openings
    • E06B1/56Fastening frames to the border of openings or to similar contiguous frames
    • E06B1/60Fastening frames to the border of openings or to similar contiguous frames by mechanical means, e.g. anchoring means
    • E06B1/6084Mounting frames elastically, e.g. with springs or other elastic material, between the wall and the frame

Abstract

PURPOSE: An earthquake-resistant window system is provided to prevent damage to a building structure and to improve earthquake-resistant performance by absorbing earthquake energy. CONSTITUTION: An earthquake-resistant window system comprises a main frame(15), column members(23), a supporting beam(19), and a plurality of dampers(17). The main frame is installed in the inner area of a square aperture formed on a skeleton(11). The column members are installed in the inner side of the mainframe. The supporting beam is horizontally fixed to the top end part of the column member. A plurality of dampers is located on the top of the supporting beam.

Description

내진성능을 갖는 창호시스템{Windows system having earthquake-proof performance}Window system having earthquake-resistant performance {Windows system having earthquake-proof performance}
본 발명은 내진성능을 갖는 창호시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a window system having a seismic performance.
창호(窓戶)는 건물의 내부공간을 외부와 차단시키기 위해 창이나 출입구 등의 개구부에 설치되는 각종 창이나 문을 의미한다. 건축물에 있어 이러한 창호는 채광이나 실내 공기의 순환을 위해 필수적인 것으로서, 건물의 시공시 벽체의 소정 위치에 사각의 공간을 마련하고 상기 공간 내부에 설치한다.Window means a variety of windows or doors installed in openings such as windows or doorways to block the interior space of the building from the outside. In a building, such windows are essential for circulation of light or indoor air, and a rectangular space is provided at a predetermined position of a wall during construction of a building and installed inside the space.
창호의 종류나 크기 또는 설치위치나 개수 등은 공기조화나 실내의 보온이나 채광 등은 물론 건물에 가해지는 하중을 고려하여 적절히 설계된다. 보통 창호는 기둥과 기둥 사이의 벽체에 설치되므로 창호 자체에는 창호가 감당하지 못할 정도의 수직하중이 미치지는 않는다. 건물의 수직하중은 기둥이나 내력벽 등이 주로 담당하며 창호는 실내와 실외를 연결시켜 주는 역할을 담당한다.The type and size of the windows and the installation location and the number of windows are appropriately designed in consideration of the load applied to the building as well as the air conditioning and the warmth and light of the room. Since the windows are usually installed on the wall between the columns, the windows themselves do not have a vertical load that the windows cannot handle. The vertical load of the building is mainly the column or bearing wall, and the windows play the role of connecting indoor and outdoor.
한편, 강풍이 건물에 몰아치거나 지진이 발생한 경우 건물에는 수평방향의 하중이 가해진다. 수평하중은 건물을 좌우로 흔드는 하중으로서 건물을 쉽게 붕괴시키게 된다. 지진 발생시 붕괴되는 건물이나 교량 등은 거의 수평하중에 의한 것이다. On the other hand, if a strong wind drives the building or an earthquake occurs, the building is loaded with a horizontal load. The horizontal load is a load that shakes the building from side to side and easily collapses the building. Buildings and bridges that collapse when an earthquake occurs are almost horizontal loads.
또한 상기한 수평하중은 건물의 창호부분에 집중되어 창호를 매우 쉽게 파괴시킨다. 따라서 가령 지진에 의한 건물의 붕괴시 창호가 위치한 벽체가 먼저 무너져 내려 실내에 갇힌 사람들이 빠져나오지 못하게 된다.In addition, the horizontal load is concentrated on the window portion of the building to destroy the window very easily. Thus, for example, when a building collapses due to an earthquake, the wall where the window is located collapses first, preventing people trapped inside the room from escaping.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 수평하중에 의해 소성변형하며 특히 소성변형 하는 동안 내력이 계속적으로 상승하면서 안정된 이력특성을 가져 파단(破斷) 직전까지 창호시스템을 안정적으로 유지시킬 뿐만 아니라 창호시스템의 댐퍼가 지진에너지를 흡수하여 건물 구조체의 손상방지 및 내진성능 향상을 위한 기능을 수행할 수 있고, 또한 시공성이 일반 창호와 같아 건물 시공시 신규로 설치하거나 기존 창호를 떼어내고 그 자리에 설치도 가능한 내진성능을 갖는 창호시스템을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and plastic deformation due to horizontal load, in particular during the plastic deformation, while the strength is continuously increased, it has a stable hysteresis characteristics to keep the window system stable until just before breaking In addition, the damper of the window system absorbs the seismic energy to prevent damage to the structure of the building and to improve the seismic performance. Also, the workability is the same as that of general windows, and the new installation or detachment of existing windows is necessary. The purpose is to provide a window system having a seismic performance can also be installed in.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내진성능을 갖는 창호시스템은, 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서, 수직으로 배치되며 상호 평행하게 이격된 두 개의 수직프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 상단부를 연결하는 상부프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 하단부를 연결하는 하부프레임부재로 이루어진 사각틀 형태의 메인프레임과; 상기 메인프레임의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 하부프레임부재 또는 상부프레임부재에 고정된 상태로 상기 수직프레임부재와 나란하고 그 사이에 창문을 설치하기 위한 창호설치공간을 제공하며 상기 수직프레임부재로부터 이격된 다수의 기둥부재와; 상기 기둥부재의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되고 그 양단부가 상기 수직프레임부재로부터 이격된 지지빔과; 상기 지지빔과 상부프레임부재 또는 지지빔과 하부프레임부재 사이에 고정되는 것으로서, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 소성변형되되, 상기 지지빔의 길이방향으로 연장되며, 그 폭방향 양단부가 메인프레임 및 지지빔에 고정되고 다수의 슬릿형태의 구멍을 갖는 일정두께 및 폭의 판상부재인 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.Window system having a seismic performance of the present invention for achieving the above object, is mounted in a rectangular space formed on the wall of the building to install the window, two vertical frame members arranged vertically and spaced parallel to each other A main frame having a rectangular frame shape including an upper frame member connecting the upper end of the vertical frame member and a lower frame member connecting the lower end of the vertical frame member; Located in the main frame, one end is fixed to the lower frame member or the upper frame member in parallel with the vertical frame member to provide a window installation space for installing a window therebetween and the vertical frame member A plurality of pillar members spaced from; A support beam fixed to the other end of the pillar member, extending horizontally and having both ends spaced apart from the vertical frame member; It is fixed between the support beam and the upper frame member or the support beam and the lower frame member, receives a horizontal load applied from the outside and yields plastic deformation by a horizontal load of more than an allowable horizontal load, but in the longitudinal direction of the support beam It extends, characterized in that the width direction both ends are fixed to the main frame and the support beam and comprises a damper which is a plate member of a predetermined thickness and width having a plurality of slit-shaped holes.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내진성능을 갖는 창호시스템은, 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서, 수직으로 배치되며 상호 평행하게 이격된 두 개의 수직프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 상단부를 연결하는 상부프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 하단부를 연결하는 하부프레임부재와, 상기 상부프레임부재 및 하부프레임부재의 사이에 수평으로 배치되며 양측의 수직프레임부재를 연결하는 중간프레임부재로 이루어진 메인프레임과; 상기 메인프레임의 내부에 수직으로 위치하되 상기 상부프레임부재 또는 하부프레임부재에 고정된 상태로 중간프레임부재측으로 연장되고, 그 사이에 창문을 설치하기 위한 창호설치공간을 제공하며 상기 수직프레임부재로부터 이격되는 다수의 기둥부재와; 상기 기둥부재의 연장단부에 고정된 상태로 상기 중간프레임부재와 나란하게 배치되고 그 양단부가 상기 수직프레임부재로부터 이격된 지지빔과; 상기 지지빔과 중간프레임부재의 사이에 고정되는 것으로서, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 소성변형되는 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the window system having a seismic performance of the present invention for achieving the above object, which is mounted in the rectangular space formed on the wall of the building for installing the window, two vertically arranged and spaced parallel to each other A frame member, an upper frame member connecting the upper end of the vertical frame member, a lower frame member connecting the lower end of the vertical frame member, and horizontally disposed between the upper frame member and the lower frame member and vertically on both sides A main frame made of an intermediate frame member connecting the frame members; Located vertically in the main frame but fixed to the upper frame member or lower frame member and extending toward the middle frame member, providing a window installation space for installing a window therebetween and spaced apart from the vertical frame member. A plurality of pillar members; A support beam disposed side by side with the intermediate frame member in a state of being fixed to an extended end of the pillar member, and both ends of the support beam being spaced apart from the vertical frame member; It is fixed between the support beam and the intermediate frame member, characterized in that it comprises a damper that receives the horizontal load applied from the outside and yields plastic deformation by the horizontal load or more than the allowable horizontal load.
아울러, 상기 기둥부재는; 상기 상부프레임부재에 고정된 상태로 중간프레임부재측으로 연장되는 다수의 상측기둥부재와, 상기 하부프레임에 고정되며 중간프레임부재측으로 연장되는 다수의 하측기둥부재를 포함하고, 상기 지지빔은 상기 상측기둥부재 및 하측기둥부재의 연장단부에 고정되어 중간프레임부재의 위 아래에 위치하고, 상기 댐퍼는, 상기 중간프레임부재와 각 지지빔의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the pillar member; And a plurality of upper pillar members fixed to the upper frame member and extending toward the middle frame member, and a plurality of lower pillar members fixed to the lower frame and extending to the middle frame member, wherein the support beam includes the upper pillar. It is fixed to the extending end of the member and the lower column member is positioned above and below the intermediate frame member, the damper is characterized in that disposed between the intermediate frame member and each support beam.
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또한, 상기 댐퍼는 지지빔의 길이방향을 따라 다수 개가 병렬 배치되며, 각 댐퍼의 사이에는 지지빔을 메인프레임에 고정시키는 이탈방지체가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of the dampers are arranged in parallel along the longitudinal direction of the support beam, characterized in that the departure prevention member for fixing the support beam to the main frame between each damper is further provided.
또한, 상기 댐퍼는 두 개 이상이 나란하게 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the damper is characterized in that two or more are arranged side by side.
또한, 상기 이탈방지체는 상기 댐퍼와 직교하도록 배치된 일정두께를 갖는 판상부재인 것을 특징으로 한다.In addition, the release preventing member is characterized in that the plate-like member having a predetermined thickness arranged to be orthogonal to the damper.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 내진성능을 갖는 창호시스템은, 수평하중에 의해 소성변형하며 특히 소성변형 하는 동안 내력이 계속적으로 상승하면서 안정된 이력특성을 가져 파단(破斷) 직전까지 창호시스템을 안정적으로 유지시킬 수 있고, 또한 시공성이 일반 창호와 같아 건물 시공시 신규로 설치하거나 기존 창호를 떼어내고 그 자리에 설치도 가능하다.The window system having the seismic performance of the present invention made as described above is plastically deformed by horizontal load, and especially during the plastic deformation, the strength of the window continuously increases, and has a stable hysteresis characteristic. It is possible to maintain it, and also the workability is the same as that of general windows, and it is also possible to install a new building or remove an existing window and install it in place.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 창호시스템의 정면도이다.
도 3은 상기 도 1에 도시한 내진성능을 갖는 창호시스템에 도 2에 표시한 화살표 F방향 수평하중을 가했을 때의 내부 응력분포를, 수치해석 중 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 통해 해석한 모습을 나타내 보인 그래픽이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
1 is a view showing for explaining the configuration of the window system having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of the window system shown in FIG.
FIG. 3 is an analysis of the internal stress distribution when the horizontal load in the direction of arrow F shown in FIG. 2 is applied to the window system having the seismic performance shown in FIG. 1 through a finite element method (FEM) during numerical analysis. It is a graphic showing one aspect.
4 is a view showing another example of the window system having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing another example of a window system having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing another example of a window system having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템(13)의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 2는 상기 도 1에 도시한 창호시스템의 정면도이다.1 is a view for explaining the configuration of the window system 13 having a seismic performance according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the window system shown in FIG.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 창호시스템(13)은, 건물의 시공시 골조(11)에 형성한 사각구멍의 내부 영역에 장착되는 메인프레임(15)과, 상기 메인프레임(15)의 내측에 구비되는 세 개의 기둥부재(23)와, 상기 기둥부재(23)의 상단부에 수평으로 고정되는 지지빔(19)과, 상기 지지빔(19)의 상부에 위치하는 다수의 댐퍼(17)를 포함한다.As shown in the drawing, the window system 13 according to the present embodiment includes a main frame 15 mounted on an inner region of a square hole formed in the frame 11 during construction of a building, and the main frame 15 of the main frame 15. Three pillar members 23 provided inside, a support beam 19 fixed horizontally to the upper end of the pillar member 23, and a plurality of dampers 17 positioned on the support beam 19. It includes.
상기 메인프레임(15)은, 상호 나란하며 이격 배치된 두 개의 수직프레임부재(15a)와, 상기 수직프레임부재(15a)의 상단부에 일체를 이루며 수평으로 연장된 상부프레임부재(15b)와, 상기 수직프레임부재(15a)의 하단부에 일체로 연결되며 상부프레임부재(15b)와 나란한 하부프레임부재(15c)로 이루어져 사각틀의 형태를 취한다. 상기 수직프레임부재(15a)는 기둥의 역할을, 상부프레임부재(15b)는 보의 역할을 하기도 한다.The main frame 15 includes two vertical frame members 15a arranged side by side and spaced apart from each other, an upper frame member 15b extending horizontally integrally with an upper end of the vertical frame member 15a, and It is integrally connected to the lower end of the vertical frame member (15a) and consists of a lower frame member (15c) parallel to the upper frame member (15b) takes the form of a square frame. The vertical frame member 15a serves as a pillar, and the upper frame member 15b also serves as a beam.
상기 기둥부재(23)는 하부프레임부재(15c)에 그 하단부가 고정되며 수직으로 세워진 것으로서 서로에 대해 일정간격 이격되어 그 사이에 창호설치공간(27)을 제공한다. 상기 창호설치공간(27)에는 일반적인 창문(29)이 장착된다. The pillar member 23 is fixed to its lower end on the lower frame member 15c and is vertically spaced apart from each other by a predetermined interval to provide a window installation space 27 therebetween. The window installation space 27 is equipped with a general window (29).
특히 상기 기둥부재(23) 중 좌우측 기둥부재(23)는 상기 수직프레임부재(15a)로부터 각각 이격되어, 수직프레임부재(15a)와의 사이에 공간부(25)를 형성한다. 상기 공간부(25)의 폭은 경우에 따라 달라지지만 대략 40mm 내지 50mm 정도로 설정할 수 있다.In particular, the left and right pillar members 23 of the pillar members 23 are spaced apart from the vertical frame members 15a, respectively, to form a space 25 between the vertical frame members 15a. The width of the space 25 varies depending on the case, but may be set to about 40mm to 50mm.
상기 공간부(25)는 수평하중이 가령 상부프레임부재(15b)에 화살표 F 방향으로 가해질 때, 수직프레임부재(15a)가 지지빔(19)이나 기둥부재(23)에 충돌하지 않도록 마련한 완충구간이다. 상기 공간부(25)가 없다면 수평하중은 곧바로 기둥부재(23)에 힘을 미쳐 기둥부재(23)를 항복하여 소성변형시킬 것이다.The space part 25 is a buffer section provided so that the vertical frame member 15a does not collide with the support beam 19 or the pillar member 23 when a horizontal load is applied to the upper frame member 15b in the direction of an arrow F, for example. to be. If there is no space 25, the horizontal load will immediately deform the pillar member 23 by applying a force to the pillar member 23 to plastic deformation.
상기 창호설치공간(27)에 장착되는 창문(29)은 일반적인 창문으로서, 가령 붙박이형 또는 개방형 모두를 적용할 수 있다. 상기 붙박이형 창문(29)은, 상기 기둥부재(23)와 하부프레임부재(15c)와 지지빔(19)에 고정되는 사각의 창문틀(29a)과, 상기 창문틀(29a)에 끼워지는 유리판(29b)으로 이루어진다. 또한 개방형 창문(29)은, 사각의 창문틀(29a)과, 상기 창문틀(29a)의 내부에 개폐 가능하게 설치되는 창짝(29c)으로 이루어진다. 상기 창짝(29c)에도 유리판(29b)이 끼워짐은 물론이다.The window 29 mounted on the window installation space 27 is a general window, and for example, a built-in type or an open type may be applied. The built-in window 29 includes a rectangular window frame 29a fixed to the pillar member 23, the lower frame member 15c, and the support beam 19, and a glass plate fitted to the window frame 29a. It consists of 29b. In addition, the open-type window 29 is composed of a rectangular window frame 29a and a window slit 29c which is provided to be opened and closed within the window frame 29a. It goes without saying that the glass plate 29b is also fitted to the window frame 29c.
아울러, 본 실시예에서 상기 기둥부재(23)는 일정 폭 및 두께를 갖는 플레이트의 형태를 취하지만, 기둥부재(23)의 형태는 경우에 따라 얼마든지 변경 가능하다.In addition, in the present embodiment, the pillar member 23 takes the form of a plate having a predetermined width and thickness, but the shape of the pillar member 23 can be changed as much as the case may be.
상기 기둥부재(23)의 상단부에 고정되는 지지빔(19)은 수평방향으로 연장되고 그 양단부가 상기 수직프레임부재(15a)로부터 이격되어 있다. 상기 지지빔(19)의 양단부와 수직프레임부재(15a)의 사이 공간도 상기한 공간부(25)에 포함된다. 상기 지지빔(19)은 상부프레임부재(15b)에 대해 평행하게 이격되며, 상부프레임부재(15b)와의 사이에 다수의 댐퍼(17)를 유지한다.The support beam 19 fixed to the upper end of the pillar member 23 extends in the horizontal direction and both ends thereof are spaced apart from the vertical frame member 15a. The space between the both ends of the support beam 19 and the vertical frame member 15a is also included in the space 25. The support beam 19 is spaced parallel to the upper frame member 15b and maintains a plurality of dampers 17 between the upper frame member 15b.
상기 댐퍼(17)는 일정폭 및 두께를 가지고 상기 지지빔(19)의 길이방향으로 연장된 판상부재이다. 상기 댐퍼(17)는 지지빔(19)과 상부프레임부재(15b)의 사이에 수직으로 세워진 상태로 그 폭방향 양단부가 상부프레임부재(15b)의 저면 및 지지빔(19)의 상면에 각각 결합한다. 특히 상기 댐퍼(17)에는 다수의 구멍(17a)이 형성되어 있다. 상기 댐퍼(17)는 다수개가 지지빔(19)의 길이방향을 따라 직렬 배치되어 있다. 상기 댐퍼(17)는 메인프레임(15)과 동일한 재질로서 제작될 수 있으며, 바람직하게는 스틸로 제작된다.The damper 17 is a plate member extending in the longitudinal direction of the support beam 19 having a predetermined width and thickness. The dampers 17 are vertically erected between the support beam 19 and the upper frame member 15b, and both widthwise ends thereof are coupled to the bottom surface of the upper frame member 15b and the upper surface of the support beam 19, respectively. do. In particular, a plurality of holes 17a are formed in the damper 17. A plurality of the dampers 17 are arranged in series along the longitudinal direction of the support beam 19. The damper 17 may be made of the same material as the main frame 15, and preferably made of steel.
상기 구멍(17a)은 위아래로 길쭉하게 연장된 슬릿형 구멍으로서, 댐퍼(17)의 소성 변형성을 향상시킨다. 즉 상부프레임부재(15b)에 화살표 F 방향의 수평하중이 가해져 댐퍼(17)에 전단력이 미칠 때, 댐퍼(17)가 전단력에 의해 소성변형 되도록 하는 것이다. 상기 구멍(17a)이 없다면 댐퍼(17)가 소성변형 되지 않고, 예컨대 댐퍼(17) 상하단부의 용접부위나 아니면 다른 부분이 파열될 것이다. 이와 같이 댐퍼(17)를 설치하되 댐퍼(17)가 수평하중에 의해 소성변형 되도록 적용함으로써, 이를테면 지진이 발생하더라도 지진의 에너지가 댐퍼의 소성변형에 의해 흡수될 수 있게 된다. 상기 구멍(17a)의 폭(w)은 경우에 따라 달라질 수 있다.The hole 17a is a slit-shaped hole elongated up and down, and improves plastic deformation of the damper 17. That is, when the shear force is applied to the damper 17 by applying a horizontal load in the direction of arrow F to the upper frame member 15b, the damper 17 is plastically deformed by the shear force. If the hole 17a is not present, the damper 17 will not be plastically deformed, and for example, a welded part or other part of the upper and lower ends of the damper 17 will be ruptured. In this way, by installing the damper 17, the damper 17 is applied so that the plastic deformation by the horizontal load, for example, even if an earthquake occurs, the energy of the earthquake can be absorbed by the plastic deformation of the damper. The width w of the hole 17a may vary depending on the case.
아울러, 상기 지지빔(19)과 상부프레임부재(15b)의 사이에는 다수의 이탈방지체(21)가 위치한다. 상기 이탈방지체(21)는 일정두께를 갖는 사각판으로서 상기 댐퍼(17)와 직교하는 방향으로 고정된다. 상기 이탈방지체(21)의 상하단부는 상부프레임부재(15b) 및 지지빔(19)에 용접 결합한 상태로, 상부프레임부재(15b)에 대한 지지빔(19)의 폭방향 움직임을 방지한다. 즉 상기 지지빔(19)이 지지빔(19)의 폭방향으로 움직여 메인프레임(15)의 외부로 넘어가는 것을 차단하는 것이다.In addition, a plurality of departure preventing bodies 21 are positioned between the support beam 19 and the upper frame member 15b. The release preventing member 21 is a rectangular plate having a predetermined thickness and is fixed in a direction orthogonal to the damper 17. The upper and lower ends of the detachment preventing member 21 are welded to the upper frame member 15b and the support beam 19 to prevent the width direction movement of the support beam 19 with respect to the upper frame member 15b. That is, the support beam 19 moves in the width direction of the support beam 19 to block the outside of the main frame 15.
상기 이탈방지체(21)의 설치 개수나 설치 지점도 경우에 따라 달라질 수 있으며, 도 1에 도시한 것처럼 각 댐퍼(17)의 사이와 지지빔(19)의 양단부에 위치시킬 수 있다.The number of installation or the installation point of the separation preventing body 21 may also vary depending on the case, as shown in Figure 1 may be located between the respective dampers 17 and both ends of the support beam (19).
도 2의 도면부호 31은 에폭시층이다. 상기 에폭시층(31)은 골조(11)의 내측면에 메인프레임(15)을 접착시킴과 아울러 진동의 전파를 차단하는 완충역할을 한다.Reference numeral 31 in FIG. 2 denotes an epoxy layer. The epoxy layer 31 serves to buffer the main frame 15 to the inner surface of the frame 11 and block the propagation of vibration.
도 3은 상기 도 1에 도시한 내진성능을 갖는 창호시스템(13)에, 도 2에 표시한 화살표 F 방향 수평하중을 가했을 때의 창호시스템 내부의 응력분포를, 수치해석 중 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 통해 해석한 모습을 참고적으로 나타내 보인 그래픽이다.3 is a finite element method (FEM) during numerical analysis of stress distribution inside the window system when the window system 13 having the seismic performance shown in FIG. 1 is applied to the arrow F direction horizontal load shown in FIG. This is a graphic that shows the interpretation by Finite Element Method.
도 3을 참조하면, 상기 댐퍼(17)에 응력이 집중되고, 창호시스템의 나머지 부분에는 탄성범위 내의 응력이 존재함을 알 수 있다. 탄성범위 내의 응력이라 함은 하중을 해제했을 때 원래의 위치로 돌아올 수 있을 정도의 하중이다. Referring to FIG. 3, it can be seen that stress is concentrated in the damper 17 and stresses within the elastic range exist in the remaining part of the window system. The stress within the elastic range is a load that can be returned to its original position when the load is released.
상기와 같이 댐퍼(17)에 응력이 집중되므로 가령 지진에 의한 강력한 수평하중이 창호시스템(13)에 전달될 경우, 상기 댐퍼(17)가 먼저 소성변형되며 지진의 에너지를 흡수하여 창호시스템(13) 뿐만 아니라 건물 구조체의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다.As the stress is concentrated in the damper 17 as described above, when a strong horizontal load due to an earthquake is transmitted to the window system 13, the damper 17 first plastically deforms and absorbs the energy of the earthquake so that the window system 13 As well as preventing damage to building structures.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템(13)의 다른 예를 도시한 도면이다.4 is a view showing another example of the window system 13 having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.Hereinafter, the same reference numerals as the above reference numerals denote the same members having the same function.
도 4에 도시한 창호시스템(13)에는 댐퍼(17)가 두 개씩 짝을 진 상태로 직렬 배치되어 있다. 상기 댐퍼(17) 자체의 구조나 기능은 도 1에 도시한 것과 같다. 상기와 같이 댐퍼(17)가 두 개씩 나란하게 고정되어 있으므로 외부로부터 가해진 수평하중에 대해 일단 강하게 버틸 수 있다. 경우에 따라 상기 댐퍼(17)를 3개 이상씩 나란하게 배치할 수도 있다.In the window system 13 shown in Fig. 4, two dampers 17 are arranged in series in pairs. The structure or function of the damper 17 itself is as shown in FIG. As described above, since the dampers 17 are fixed side by side, the dampers 17 can stand strongly against the horizontal load applied from the outside. In some cases, three or more dampers 17 may be arranged side by side.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.5 is a view showing another example of a window system having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 댐퍼(17)가 하부프레임부재(15c)의 상면에 고정되어 있음을 알 수 있다. 이를 위해 상기 기둥부재(23)의 상단부는 상부프레임부재(15b)에 고정되어 하부로 연장되고, 상기 기둥부재(23)의 하단부에 상기 지지빔(19)이 고정되어 있다. Referring to Figure 5, it can be seen that the damper 17 is fixed to the upper surface of the lower frame member (15c). To this end, the upper end of the pillar member 23 is fixed to the upper frame member 15b and extends downward, and the support beam 19 is fixed to the lower end of the pillar member 23.
상기 지지빔(19)은 하부프레임부재(15c)의 상부에 나란하게 이격 배치되며, 하부프레임부재(15c)와의 사이에 상기 댐퍼(17)를 위치시킨다. 상기 댐퍼(17)의 기능을 상기한 도 1과 동일하다. The support beam 19 is disposed side by side on the lower frame member 15c, and the damper 17 is positioned between the support beam 19 and the lower frame member 15c. The function of the damper 17 is the same as in FIG.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.6 is a view showing another example of a window system having a seismic performance according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 다른 예에 따른 창호시스템(13)에서의 메인프레임(15)은, 상기 상부프레임부재(15b)와 하부프레임부재(15c) 사이에 중간프레임부재(33)를 더 갖는다. 상기 중간프레임부재(33)는 그 양단부가 상기 수직프레임부재(15a)에 고정되며 수평을 유지한다.As shown, the main frame 15 in the window system 13 according to another example further has an intermediate frame member 33 between the upper frame member 15b and the lower frame member 15c. Both ends of the intermediate frame member 33 are fixed to the vertical frame member 15a and are horizontal.
아울러 상기 중간프레임부재(33)의 상면과 저면에 다수의 댐퍼(17)와 이탈방지체(21)가 고정된다. 상기 댐퍼(17) 및 이탈방지체(21)의 기능은 상기한 바와 같다.In addition, a plurality of dampers 17 and the departure preventing body 21 is fixed to the upper and lower surfaces of the intermediate frame member 33. The function of the damper 17 and the release preventing body 21 is as described above.
상기 중간프레임부재(33)의 상부에 배치된 댐퍼(17) 및 이탈방지체(21)의 상부에는 지지빔(19)이 위치하고, 상기 지지빔(19)의 상부에는 다수의 상측기둥부재(23a)가 위치한다.A support beam 19 is positioned above the damper 17 and the separation preventing member 21 disposed above the intermediate frame member 33, and a plurality of upper pillar members 23a on the support beam 19. ) Is located.
상기 상측기둥부재(23a)는 상부프레임부재(15b)와 지지빔(19)을 상호 연결하며 그 사이에 창호설치공간(27)을 제공한다. 상기 창호설치공간(27)에 창문(29)이 설치됨은 물론이다.The upper column member 23a connects the upper frame member 15b and the support beam 19 to each other and provides a window installation space 27 therebetween. Of course, the window 29 is installed in the window installation space 27.
또한, 상기 하부프레임부재(15c)의 상부에는 하측기둥부재(23b)가 고정되어 있다. 상기 하측기둥부재(23b)는 상호 이격되어 그 사이에 창호설치공간(27)을 제공하고 상단부에 지지빔(19)을 지지한다. 상기 지지빔(19)은 하측기둥부재(23b)에 받쳐진 상태로 수평을 유지하고 중간프레임부재(33)와의 사이에 댐퍼(17) 및 이탈방지체(21)를 유지한다.In addition, the lower column member 23b is fixed to the upper portion of the lower frame member 15c. The lower column members 23b are spaced apart from each other to provide a window installation space 27 therebetween and support the support beam 19 at the upper end thereof. The support beam 19 is horizontally supported in the state supported by the lower column member 23b and maintains the damper 17 and the release preventing member 21 between the intermediate frame member 33.
상기 중간프레임부재(33)의 상부와 하부에 고정되어 있는 댐퍼(17)는 창호시스템(13) 특히 중간프레임부재(33)에 가해진 수평하중에 의해 소성변형되며 창호시스템을 보호한다.The dampers 17 fixed to the upper and lower portions of the intermediate frame member 33 are plastically deformed by the horizontal load applied to the window system 13, in particular the intermediate frame member 33, and protect the window system.
한편, 본 실시예에서 상기 댐퍼(17)로서 판상의 스틸을 적용하였지만, 상기한 댐퍼의 기능을 할 수 있는 한, 댐퍼의 형상이나 종류는 얼마든지 변경 가능하다. 예를 들어, 탄성, 점탄성, 강재, 오일, 점성 댐퍼 등을 적용할 수도 있는 것이다.On the other hand, although the plate-like steel is applied as the damper 17 in the present embodiment, the shape and type of the damper can be changed as long as it can function as the damper. For example, elasticity, viscoelasticity, steel, oil, viscous damper, or the like may be applied.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.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 exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
11:골조 13:창호시스템
15:메인프레임 15a:수직프레임부재
15b:상부프레임부재 15c:하부프레임부재
17:댐퍼 17a:구멍
19:지지빔 21:이탈방지체
23:기둥부재 23a:상측기둥부재
23b:하측기둥부재 25:공간부
27:창호설치공간 29:창문
29a:창문틀 29b:유리판
29c:창짝 31:에폭시층
33:중간프레임부재
11: Frame 13: Window system
15: main frame 15a: vertical frame member
15b: Upper frame member 15c: Lower frame member
17: damper 17a: hole
19: support beam 21: release prevention body
23: pillar member 23a: upper pillar member
23b: lower pillar member 25: space part
27: window installation space 29: window
29a: window frame 29b: glass plate
29c: window 31: epoxy layer
33: middle frame member

Claims (8)

  1. 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서, 수직으로 배치되며 상호 평행하게 이격된 두 개의 수직프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 상단부를 연결하는 상부프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 하단부를 연결하는 하부프레임부재로 이루어진 사각틀 형태의 메인프레임과;
    상기 메인프레임의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 하부프레임부재 또는 상부프레임부재에 고정된 상태로 상기 수직프레임부재와 나란하고 그 사이에 창문을 설치하기 위한 창호설치공간을 제공하며 상기 수직프레임부재로부터 이격된 다수의 기둥부재와;
    상기 기둥부재의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되고 그 양단부가 상기 수직프레임부재로부터 이격된 지지빔과;
    상기 지지빔과 상부프레임부재 또는 지지빔과 하부프레임부재 사이에 고정되는 것으로서, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 소성변형되되, 상기 지지빔의 길이방향으로 연장되며, 그 폭방향 양단부가 메인프레임 및 지지빔에 고정되고 다수의 슬릿형태의 구멍을 갖는 일정두께 및 폭의 판상부재인 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
    Mounted in a rectangular space formed on the wall of the building for installing a window, two vertical frame members arranged vertically and spaced in parallel to each other, the upper frame member connecting the upper end of the vertical frame member, and A main frame having a rectangular frame shape formed of a lower frame member connecting lower ends of the vertical frame members;
    Located in the main frame, one end is fixed to the lower frame member or the upper frame member in parallel with the vertical frame member to provide a window installation space for installing a window therebetween and the vertical frame member A plurality of pillar members spaced from;
    A support beam fixed to the other end of the pillar member, extending horizontally and having both ends spaced apart from the vertical frame member;
    It is fixed between the support beam and the upper frame member or the support beam and the lower frame member, receives a horizontal load applied from the outside and yields plastic deformation by a horizontal load of more than an allowable horizontal load, but in the longitudinal direction of the support beam A window system having an earthquake-proof performance, characterized in that it comprises a damper, which is a plate-shaped member having a predetermined thickness and width, and extending at both ends thereof in a width direction thereof and fixed to the main frame and the support beam.
  2. 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서, 수직으로 배치되며 상호 평행하게 이격된 두 개의 수직프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 상단부를 연결하는 상부프레임부재와, 상기 수직프레임부재의 하단부를 연결하는 하부프레임부재와, 상기 상부프레임부재 및 하부프레임부재의 사이에 수평으로 배치되며 양측의 수직프레임부재를 연결하는 중간프레임부재로 이루어진 메인프레임과;
    상기 메인프레임의 내부에 수직으로 위치하되 상기 상부프레임부재 또는 하부프레임부재에 고정된 상태로 중간프레임부재측으로 연장되고, 그 사이에 창문을 설치하기 위한 창호설치공간을 제공하며 상기 수직프레임부재로부터 이격되는 다수의 기둥부재와;
    상기 기둥부재의 연장단부에 고정된 상태로 상기 중간프레임부재와 나란하게 배치되고 그 양단부가 상기 수직프레임부재로부터 이격된 지지빔과;
    상기 지지빔과 중간프레임부재의 사이에 고정되는 것으로서, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 소성변형되는 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
    Mounted in a rectangular space formed on the wall of the building for installing a window, two vertical frame members arranged vertically and spaced in parallel to each other, the upper frame member connecting the upper end of the vertical frame member, and A main frame comprising a lower frame member connecting the lower end of the vertical frame member and an intermediate frame member arranged horizontally between the upper frame member and the lower frame member and connecting the vertical frame members on both sides;
    Located vertically in the main frame but fixed to the upper frame member or lower frame member and extending toward the middle frame member, providing a window installation space for installing a window therebetween and spaced apart from the vertical frame member. A plurality of pillar members;
    A support beam disposed side by side with the intermediate frame member in a state of being fixed to an extended end of the pillar member, and both ends of the support beam being spaced apart from the vertical frame member;
    A window system having a seismic performance, which is fixed between the support beam and the intermediate frame member, includes a damper that receives a horizontal load applied from the outside and yields by a horizontal load of more than an allowable horizontal load. .
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기둥부재는;
    상기 상부프레임부재에 고정된 상태로 중간프레임부재측으로 연장되는 다수의 상측기둥부재와, 상기 하부프레임에 고정되며 중간프레임부재측으로 연장되는 다수의 하측기둥부재를 포함하고,
    상기 지지빔은 상기 상측기둥부재 및 하측기둥부재의 연장단부에 고정되어 중간프레임부재의 위 아래에 위치하고,
    상기 댐퍼는, 상기 중간프레임부재와 각 지지빔의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
    The method of claim 2,
    The pillar member is;
    And a plurality of upper pillar members fixed to the upper frame member and extending toward the middle frame member, and a plurality of lower pillar members fixed to the lower frame and extending to the middle frame member.
    The support beam is fixed to the extending end of the upper column member and the lower column member is positioned above and below the intermediate frame member,
    The damper is a window system having a seismic performance, characterized in that disposed between the intermediate frame member and each support beam.
  4. 삭제delete
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 댐퍼는 지지빔의 길이방향을 따라 다수 개가 병렬 배치되며, 각 댐퍼의 사이에는 지지빔을 메인프레임에 고정시키는 이탈방지체가 더 구비된 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
    The method of claim 3,
    A plurality of the dampers are arranged in parallel along the longitudinal direction of the support beam, the window system having a seismic performance, characterized in that further provided between the damper and the anti-separator for fixing the support beam to the main frame.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 댐퍼는 두 개 이상이 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
    6. The method of claim 5,
    The damper is a window system having a seismic performance, characterized in that two or more are arranged side by side.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 이탈방지체는 상기 댐퍼와 직교하도록 배치된 일정두께를 갖는 판상부재인 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
    6. The method of claim 5,
    The escape preventing member is a window system having a seismic performance, characterized in that the plate-like member having a predetermined thickness arranged to be orthogonal to the damper.
  8. 삭제delete
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