KR101008199B1 - 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치 - Google Patents

철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철근콘크리트 구조물의 내진보강장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근콘크리트 구조물의 보-기둥 접합부 또는 벽체-바닥판 접합부에 설치되어 수평력에 대한 접합부의 변형능력을 향상시켜 예측하지 못한 크기의 지진이 발생하였을 경우에도 급격한 붕괴를 방지할 수 있는 제진형 헌치에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 철근콘크리트 구조물의 보-기둥 접합부 또는 벽체-바닥판 접합부에 설치되어 수평력에 대한 접합부의 변형능력을 향상시키는 제진형 헌치로서, 보 또는 바닥판의 하면에 고정되는 상부판; 상부판의 일단에 상부판에 수직하게 설치되며 기둥 또는 벽체에 고정되는 측면판; 측면판에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 아래로 경사지게 측면판에 일단이 힌지 결합되며 수평력에 의해 압축을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 줄어들고 인장을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 제1 압축링크; 측면판에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 위로 경사지게 측면판에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1 압축링크의 타단과 힌지 결합되며 수평력에 의해 압축을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 줄어들고 인장을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 제2 압축링크; 상부판에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 아래로 경사지게 상부판에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1, 2 압축링크의 타단과 힌지 결합되며 수평력에 의해 인장을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 늘어나고 압축을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 인장링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치가 제공된다.
지진, 내진, 제진, 헌치, 압축링크, 인장링크

Description

철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치{Seismic control haunch}
본 발명은 철근콘크리트 구조물의 내진보강장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근콘크리트 구조물의 보-기둥 접합부 또는 벽체-바닥판 접합부에 설치되어 수평력에 대한 접합부의 변형능력을 향상시켜 예측하지 못한 크기의 지진이 발생하였을 경우에도 급격한 붕괴를 방지할 수 있는 제진형 헌치에 관한 것이다.
철근콘크리트조 건물의 내진보강방법은 건물의 강도(내력)를 향상시키는 방법(강도저항형)과 건물의 변형능력을 향상시키는 방법(인성저항형)으로 구별할 수 있다. 강도저항형 내진보강방법의 특징은 내력벽을 증설하거나 기설치 벽체의 두께를 증타하거나 철골가새를 설치하는 등 구면을 중심으로 보강하는 방법이다. 인성저항형 내진보강방법은 기둥과 보 등의 개별 부재를 중심으로 보강하는 방법이다. 건물의 강도 또는 인성의 어느 한쪽을 향상시켜도 소정의 내진성능을 확보할 수 있다. 또 하중의 경감, 건물의 비틀림(내력벽, 가새 등을 균형적으로 배치), 건물의 열화 억제(균열 보수, 철골 부식 방지), 건물의 마감 등을 개수하게 되면 보다 효과적으로 내진보강을 할 수 있다. 그 밖에 기존 건물의 형상을 변경하지 않고 내진보강을 하는 방법으로 건물의 흔들림을 제어하는 방법(면진, 제진)이 있다.
현재 국내에서 제안되고 있는 철근콘크리트 구조물, 특히 학교 건축물의 내진보강기법은 일본이나 미국에서 연구된 연구결과를 기초로 해서 제안된 방식과 유사한 것으로 건축물에 면진장치를 설치하는 방식, 에너지 흡수 댐퍼를 X 또는 K-브레이스와 함께 설치하는 방식 그리고 대형 K-브레이스를 건축물 외곽에 설치하는 방식 등이 있다. 철골 브레이스를 설치하는 방식은 강재의 연성을 이용할 수 있고 공사기간이 적게 소요되나 강재와 접합하는 부위의 보강 필요성과 외부에 설치하는 경우 채광과 미관을 크게 손상하는 단점이 있다. 면진장치와 댐퍼장치를 도입하는 경우 장치비용이 추가되어 경제성이 떨어지며 시공경험이 적어 시공능력이 떨어지는 약점이 있다.
본 발명은 외관과 사용환경을 크게 손상시키지 않고 경제성과 시공성을 가지며 우수한 적용성을 가진 내진보강장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 철근콘크리트 구조물의 보-기둥 접합부 또는 벽체-바닥판 접합부에 설치되어 수평력에 대한 접합부의 변형능력을 향상시키는 제진형 헌치로서, 보 또는 바닥판의 하면에 고정되는 상부판; 상부판의 일단에 상부판에 수직하게 설치되며 기둥 또는 벽체에 고정되는 측면판; 측면판에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 아래로 경사지게 측면판에 일단이 힌지 결합되며 수평력에 의해 압축을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 줄어들고 인장을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 제1 압축링크; 측면판에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 위로 경사지게 측면판에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1 압축링크의 타단과 힌지 결합되며 수평력에 의해 압축을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 줄어들고 인장을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 제2 압축링크; 상부판에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 아래로 경사지게 상부판에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1, 2 압축링크의 타단과 힌지 결합되며 수평력에 의해 인장을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 늘어나고 압축을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 인장링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치가 제공된다.
본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상부판의 측면판과 접하는 쪽 끝단은 하향으로 수직하게 절곡하여 걸침부를 형성하고, 측면판의 상부판과 접하는 쪽의 끝단에는 후퇴부를 형성하여, 상부판의 끝단에 형성된 걸침부에 접하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 제1,2 압축링크는, 속인 빈 원통형의 관체로서 일단부의 내주면에는 나사가 가공되어 있고 타단부에서 일단부쪽으로 일정 거리 이격된 위치에는 로드 삽입홈 구멍이 천공된 격벽이 형성된 원통형 케이싱; 일단에는 원통형 케이싱의 내주면에 형성된 나사와 결합되도록 나사체결부가 돌출 형성되어 있고, 타단에는 측면판에 결합된 힌지결합수단과 힌지 결합을 위한 결합단부가 형성되어 있는 제1 힌지연결부재; 원통형 케이싱과 결합되는 일단은 원통형 케이싱의 내주면에 삽입되면서 결합되도록 원통형 케이싱의 내주면보다 직경이 작고 그 중심에는 나사홈이 형성된 삽입체결부가 돌출 형성되어 있고, 타단에는 제2 압축링크 및 인장링크와 힌지 결합을 위한 결합단부가 형성되어 있는 제2 힌지연결부재; 원통형 케이싱 내부에 설치되고, 머리부와 머리부보다 직경이 작은 몸체부로 구성되며, 머리부는 원통형 케이싱의 격벽의 한쪽에 위치하고 몸체부는 격벽을 관통하며 그 끝단에는 나사가 형성되어 있어 제2 힌지연결부재의 삽입체결부에 형성된 나사홈에 나사결합되는 로드; 및 로드를 중심에 두고 원통형 케이싱 내부에 배치되는 접시스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 인장링크는, 원통형의 관체로서 일단부의 내주면에는 나사가 가공되어 있고 폐쇄된 타단부에는 구멍이 천공된 원통형 케이싱; 일단에는 원통형 케이싱과 나사결합되도록 나사가 가공되어 있고 타단에는 측면판에 결합된 힌지결합수단과 힌지 결합을 위한 결합단부가 형성된 제 1 힌지연결부재; 일단에는 나사홈이 가공되어 있고 타단에는 제1,2 압축링크 및 인장링크와 힌지 결합을 위한 결합단부가 형성된 제2 힌지연결부재; 원통형 케이싱 내부에 설치되고, 머리부와 머리부보다 직경이 작은 몸체부로 구성되며, 몸체부는 원통형 케이싱의 구멍을 관통하고 끝단에는 나사가 형성되어 있어 제2 힌지연결부재에 형성된 나사홈에 나사결합되는 로드; 및 로드를 중심에 두고 원통형 케이싱 내부에 배치되는 접시스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 접합되는 부재에 면하는 쪽의 상부판과 측면판의 면에는 고무가 더 부착된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 구조물의 내력 및 변형능력을 증가시키고 내진성능을 충분히 확보할 수 있으며 예측하지 못한 크기의 지진이 발생하였을 경우에도 급격한 붕괴를 방지할 수 있다.
또한 공사가 간편하고 공사기간이 짧으며 외관상으로도 변형이 적고 경관의 변화를 최소화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진보강용 제진형 헌치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진보강용 제진형 헌치를 나타낸 정 면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내진보강용 제진형 헌치는, 상부판(10), 상부판(10)의 일단에 상부판(10)에 수직하게 설치되는 측면판(20), 측면판(20)에 대해 미리 결정된 각도(대략 45도 내외)를 가지고 아래로 경사지게 측면판(20)에 일단이 힌지 결합되는 제1 압축링크(30), 측면판(20)에 대해 미리 결정된 각도(대략 45도 내외)를 가지고 위로 경사지게 측면판(20)에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1 압축링크(30)의 타단과 힌지 결합되는 제2 압축링크(40), 상부판(10)에 대해 미리 결정된 각도(대략 45도 내외)를 가지고 아래로 경사지게 상부판(10)에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1, 2 압축링크(30,40)의 타단과 힌지 결합되는 인장링크(50)를 포함한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따는 제진형 헌치는 스프링을 이용하여 헌치의 변형능력과 강성을 조절할 수 있도록 한 것으로, 제1, 2 압축링크(30,40)는 측면판(20)에 회전 가능하게 결합되고 인장링크(50)는 상부판(10)에 회전 가능하게 결합되며 이들 제1,2 압축링크(30,40) 및 인장링크(50)의 절점도 회전 가능하게 결합된다. 그리고 제2 압축링크(40)와 인장링크(50)는 대략 동일 선상(173도)에 위치하고 제1 압축링크(30)는 제2 압축링크(40)와 인장링크(50)를 연장한 선상에 90'도 각도로 힌지 결합된다. 따라서 지진력이 작용할 경우 이들 링크가 압축 및 인장되면서 지진력에 저항하게 되어 보-기둥 접합부와 같은 우각부에서의 골조의 변형능력을 증진시키게 된다.
상부판(10)은 미리 정해진 두께를 갖는 강판으로 구성되고 그 일단(상부판과 측면판이 접하는 쪽의 맞은편 쪽 끝단)의 하면에는 인장링크(50)와의 힌지 결합을 위한 힌지결합수단(60)이 접합되어 있다. 힌지결합수단(60)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 부재를 회전 가능하게 결합시키는 공지의 수단으로서 베이스판(61)과 베이스판(61)으로부터 수직하게 연장되고 서로 일정한 간격을 갖는 한 쌍의 날개판(62,63)을 구성된다. 베이스판(61)은 상부판(10)에 볼트 또는 용접으로 접합될 수 있다. 한편, 베이스판(61)을 삭제하고 한 쌍의 날개판(62,63)을 직접 상부판(10)에 용접으로 접합하는 것도 가능하다. 상부판(10)의 타단(상부판과 측면판이 접하는 쪽 끝단)은 하향으로 수직하게 절곡하여 걸침부(11)를 형성한다.
측면판(20)은 미리 정해진 두께를 갖는 강판으로 구성되고 그 일단(상부판과 측면판이 접하는 쪽의 끝단)에는 제1 압축링크(30)와의 힌지 결합을 위한 힌지결합수단(60)이 접합되어 있고, 타단(상부판과 측면판이 접하는 쪽의 맞은편 쪽 끝단)에는 제2 압축링크(40)와 힌지 결합을 위한 힌지결합수단(60)이 결합되어 있다. 그리고 그 일단에는 후퇴부(21)가 형성되어 있어 상부판(10)의 타단에 형성된 걸침부(11)에 접하도록 한다. 이렇게 후퇴부(21)를 형성함에 따라 상부판(10)과 측면판(20)이 직교하면서 측면판(20)이 접합되는 구조부재(예로서 기둥이나 벽체)에 밀착될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제진형 헌치를 구성하는 제1 압축링크를 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제진형 헌치를 구성하는 제1 압축링크를 나타낸 단면도로서 (a)는 평상시의 모습을 나타낸 것이고 (b)는 동작시 모습을 나타낸 것이다.
제1,2 압축링크(30,40)는 동일한 구성을 갖는 부재로서 내부에 스프링이 내장되어 있다. 제1 압축링크(30)의 구체적인 구성을 도 3, 4를 참조하며 살펴보면, 원통형 케이싱(31), 원통형 케이싱(31)의 양단부에 결합되는 제1,2 힌지연결부재(32,33), 원통형 케이싱(31) 내부에 설치되는 로드(34), 로드(34)를 중심에 두고 배치되는 접시스프링(35)으로 구성된다.
원통형 케이싱(31)은 로드(34)와 코일스프링(35)을 수용하도록 속이 빈 원통형의 관체로 구성된 것으로 그 일단부의 내주면에는 제1 힌지연결부재(32)와의 나사결합을 위한 나사가 가공되어 있고 타단부에서 일단부쪽으로 일정 거리 이격된 위치에는 로드(34) 삽입홈 구멍(311a)이 천공된 격벽(311)이 형성되어 있다.
제1 힌지연결부재(32)는 원통형 케이싱(31)의 일단에 나사결합되는 것으로, 일단에는 원통형 케이싱(31)과 나사결합되도록 나사가 가공되어 있고 타단에는 측면판(20)에 결합된 힌지결합수단(60)의 날개판(62,63) 사이에 삽입되는 결합단부(321)가 형성되어 있다. 제1 힌지연결부재(32)가 원통형 케이싱(31)과 결합되는 일단은 원통형 케이싱(31)의 내주면에 형성된 나사와 결합되도록 다른 부분에 비해 직경이 작고 그 외주면에는 나사가 형성된 나사체결부(322)가 돌출 형성되어 있고 결합단부(321)는 힌지결합수단(60)의 날개판(62,63) 사이에 삽입될 수 있도록 판형상을 갖고 결합단부(321)에는 날개판(62,63)을 관통하는 볼트가 통과될 수 있도록 통공(321a)이 형성되어 있으며 나사체결부(322)와 결합단부(321) 사이의 부분은 원통형 케이싱(31)과 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상이 된다.
제2 힌지연결부재(33)는 원통형 케이싱(31)의 타단에 로드(34)를 통해 결합 되는 것으로, 일단에는 로드(34)과 나사결합되도록 나사홈(332a)이 가공되어 있고 타단에는 제2 압축링크(40) 및 인장링크(50)와 힌지 결합을 위한 결합단부(331)가 형성되어 있다. 제2 힌지연결부재(33)가 원통형 케이싱(31)과 결합되는 일단은 원통형 케이싱(31)의 내주면에 삽입되면서 결합되도록 원통형 케이싱(31)의 내주면보다 직경이 작고 그 중심에는 로드(34)가 나사결합되는 나사홈(332a)이 형성된 삽입체결부(332)가 돌출 형성되어 있고 결합단부(331)는 판형상을 갖고 결합단부(331)에는 볼트가 통과될 수 있도록 통공(331a)이 형성되어 있으며 삽입체결부(332)와 결합단부(331) 사이의 부분은 원통형 케이싱(31)과 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상이 된다. 즉, 제2 힌지연결부재(33)는 로드(34)를 통해 원통형 케이싱(31)에 슬라이딩 삽입 가능하게 결합되어 외력이 작용할 경우, 도 4(b)에서와 같이 제1 압축링크(30)가 삽입체결부(332)가 원통형 케이싱(31)에 삽입되는 길이(x1)만큼 압축될 수 있도록 한다.
로드(34)는 머리부(341)와 머리부(341)보다 직경이 작은 몸체부(342)로 구성된 것으로 원통형 케이싱(31) 내부에 설치된다. 머리부(341)는 원통형 케이싱(31)의 격벽(311)과 제1 힌지연결부재(32)의 나사체결부(322) 사이에 위치하고 몸체부(342)는 격벽(311)을 관통한다. 몸체부(342)의 끝단에는 나사가 형성되어 있어 제2 힌지연결부재(33)의 삽입체결부(332)에 형성된 나사홈(332a)에 나사결합된다.
접시스프링(35)는 원통형 케이싱(31) 내부에 설치되고 그 내부를 로드(34)가 관통한다. 접시스프링(35)의 일단은 원통형 케이싱(31)의 격벽(311)에 의해 지지되고 타단은 제2 힌지연결부재(33)의 삽입체결부(332)에 의해 지지되어 있어 압축 및 복원된다. 접시스프링은 단위체적당 축척에너지가 코일스프링에 비해 매우 크기 때문에 작은 공간에서 짧은 스트로크로 큰 부하능력을 가진다. 하중-변위의 특성 곡선은 직선형, 비선형 특성을 사용조건에 따라 효과적으로 선택하여 사용할 수 있으며 접시스프링의 매수 증감과 직렬, 병렬, 직병렬의 조합에 따라 스프링 특성의 변화가 가능하다. 허용응력 범위 내에서 사용하면 긴수명을 얻을 수 있고 충격의 완화에 강하고 특히 스프링을 겹쳐 사용하면 완충효율이 높다. 본 발명은 접시스프링(35)을 사용하는 것에 한정되지 않고 코일스프링을 적용하는 것울 배제하지 않는다.
이상과 같이 구성된 제1 압축링크(30)는 측면판(20)에 결합된 힌지결합수단(60)의 날개판(62,63) 사이에 제1 힌지연결부재(32)의 결합단부(321)가 힌지결합되어 회전하고, 접시스프링(35)이 압축되면서 제2 힌지연결부재(33)의 삽입체결부(332)가 원통형 하우징(31)으로 삽입되면서 압축되며 접시스프링(35)이 복원되면서 신장됨으로써 지진에 의해 발생하는 수평력에 저항하게 된다. 즉, 도 4의 (b)에서와 같이 제1, 2 압축링크(30,40)는 수평력에 의해 압축을 받을 경우 내장된 접시스프링이 압축거동을 하게 되도록 고안된 것으로 인장을 받을 경우에는 도 4의 (a)에서와 같이 어떠한 변형도 발생하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제진형 헌치를 구성하는 인장링크를 나타낸 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제진형 헌치를 구성하는 인장링크를 나타낸 단면도로서 (a)는 평상시의 모습을 나타낸 것이고 (b)는 동작시 모습을 나타낸 것이다.
도 5, 6에서와 같이 인장링크(50)는 원통형 케이싱(51), 원통형 케이싱(51)의 양단부에 결합되는 제1, 2 힌지연결부재(52,53), 원통형 케이싱(51) 내부에 설치되는 로드(54), 로드(54)를 중심에 두고 배치되는 접시스프링(55)으로 구성된다. 즉, 전체적인 구성은 제1,2 압축링크(30,40)과 유사하나 외력이 작용시 길이가 신장되는 점에 차이가 있다. 따라서 인장링크(50)를 구성하는 각 부재의 명칭은 그 외관 형상이 제1 압축링크(30)와 유사하므로 동일한 용어를 사용하였고 구별은 도면부호로서 하였다.
원통형 케이싱(51)은 로드(54)와 코일스프링(55)을 수용하도록 속인 빈 원통형의 관체로 구성된 것으로 그 일단부는 개방되어 있고 타단부는 폐쇄되어 있다. 개방된 일단부의 내주면에는 제1 힌지연결부재(52)와의 나사결합을 위한 나사가 가공되어 있고 폐쇄된 타단부에는 로드(54)가 삽입될 수 있는 구멍(511)이 형성되어 있다.
제1 힌지연결부재(52)는 원통형 케이싱(51)의 일단에 나사결합되는 것으로, 일단에는 원통형 케이싱(51)과 나사결합되도록 나사가 가공되어 있고 타단에는 측면판(20)에 결합된 힌지결합수단(60)의 날개판(62,63) 사이에 삽입되는 결합단부(521)가 형성되어 있다. 제1 힌지연결부재(52)가 원통형 케이싱(51)과 결합되는 일단은 원통형 케이싱(51)의 내주면에 형성된 나사와 결합되도록 다른 부분에 비해 직경이 작고 그 외주면에는 나사가 형성된 나사체결부(522)가 돌출 형성되어 있고 결합단부(521)는 힌지결합수단(60)의 날개판(62,63) 사이에 삽입될 수 있도록 판형상을 갖고 결합단부(521)에는 날개판(62,63)을 관통하는 볼트가 통과될 수 있도록 통공(521a)이 형성되어 있으며 나사체결부(522)와 결합단부(521) 사이의 부분은 원통형 케이싱(51)과 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상이 된다.
제2 힌지연결부재(53)는 원통형 케이싱(51)의 타단에 로드(54)를 통해 결합 되는 것으로, 일단에는 로드(54)과 나사결합되도록 나사홈(532a)이 가공되어 있고 타단에는 제1,2 압축링크(30,40) 및 인장링크(50)와 힌지 결합을 위한 결합단부(531)가 형성되어 있다. 제2 힌지연결부재(53)가 원통형 케이싱(51)과 결합되는 일단의 중심에는 로드(34)가 나사결합되는 나사홈(532a)이 형성되어 있고 결합단부(531)는 판형상을 갖고 결합단부(531)에는 볼트가 통과될 수 있도록 통공(531a)이 형성되어 있다. 제2 힌지연결부재(53)는 로드(54)에 연결되어 외력이 작용할 경우, 도 6(b)에서와 같이 접시스프링(55)이 압축되는 길이(y1)만큼 신장될 수 있도록 한다.
로드(54)는 머리부(541)와 머리부(541)보다 직경이 작은 몸체부(542)로 구성된 것으로 원통형 케이싱(51) 내부에 설치된다. 머리부(541)는 접시스프링(55)이 압축될 때 지압판으로 작용하는 것으로 접시스프링(55)의 직경보다 더 큰 직경을 갖고 원통형 하우징(51)의 내경보다 작은 직경을 갖는다. 몸체부(542)의 끝단에는 나사가 형성되어 있어 제2 힌지연결부재(53)에 형성된 나사홈(532a)에 나사결합된다.
접시스프링(55)는 원통형 케이싱(51) 내부에 설치되고 그 내부를 로드(54)가 관통한다. 접시스프링(55)의 일단은 로드(54)의 머리부(541)에 의해 지지되고 타단은 원통형 케이싱(51)에 의해 지지되어 있어 압축 및 복원된다. 전술한 제1, 2 압축링크에 사용되는 접시스프링에서 설명한 것처럼 본 발명은 접시스프링(55)을 사용하는 것에 한정되지 않고 코일스프링을 적용하는 것을 배제하지 않는다.
이상과 같이 구성된 인장링크(50)는 상부판(10)에 결합된 힌지결합수단(60)의 날개판(62,63) 사이에 제1 힌지연결부재(52)의 결합단부(521)가 힌지결합되어 회전하고, 접시스프링(55)이 압축되면서 제2 힌지연결부재(53)가 원통형 하우징(51)으로부터 멀어지되면서 신장되며 접시스프링(55)이 복원되면서 복원되어 지진에 의해 발생하는 수평력에 저항하게 된다. 즉, 도 6의 (b)에서와 같이 수평력에 의해 인장이 작용할 경우 인장링크(50)에 내장된 접시스프링이 압축거동을 하면서 길이가 늘어나고 압축이 작용할 경우에는 도 6의 (a)에서와 같이 인장링크(50)에는 어떠한 변형도 발생하지 않는다.
한편, 접합되는 부재에 면하는 쪽의 상부판(10)과 측면판(20)의 면에는, 도 2에 나타낸 것처럼, 고무(70)가 더 부착될 수 있다. 고무(70)는 상부판(10)과 측면판(20)이 접합되는 부재의 편평하지 않은 표면에도 불구하고 상부판(10)과 측면판(20)이 밀착될 수 있도록 하고 서로 재질이 다른 부재 사이에서 완충작용을 한다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진보강용 제진형 헌치는 스프링을 이용하여 헌치의 변형능력과 강성을 조절할 수 있는 방식으로 지진으로 건축물에 입력되는 에너지를 스프링이 능동적으로 흡수하여 변형을 제어할 수 있는 강한 헌치를 만들 수 있는 장점이 있다. 그리고 보-기둥 접합부가 다 들어나는 복도나 칸막이벽이 없는 골조에 설치되어 지진력에 저항하는 주요소가 된다.
지금까지 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진보강용 제진형 헌치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진보강용 제진형 헌치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제진형 헌치를 구성하는 제1 압축링크를 나타낸 단면도로서 (a)는 평상시의 모습을 나타낸 것이고 (b)는 동작시 모습을 나타낸 일부확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제진형 헌치를 구성하는 인장링크를 나타낸 단면도로서 (a)는 평상시의 모습을 나타낸 것이고 (b)는 동작시 모습을 나타낸 일부확대도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 상부판
20 : 측면판
30 : 제1 압축링크
40 : 제2 압축링크
50 : 인장링크

Claims (5)

  1. 철근콘크리트 구조물의 보-기둥 접합부 또는 벽체-바닥판 접합부에 설치되어 수평력에 대한 접합부의 변형능력을 향상시키는 제진형 헌치로서,
    보 또는 바닥판의 하면에 고정되는 상부판(10);
    상부판(10)의 일단에 상부판(10)에 수직하게 설치되며 기둥 또는 벽체에 고정되는 측면판(20);
    측면판(20)에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 아래로 경사지게 측면판(20)에 일단이 힌지 결합되며 수평력에 의해 압축을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 줄어들고 인장을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 제1 압축링크(30);
    측면판(20)에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 위로 경사지게 측면판(20)에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1 압축링크(30)의 타단과 힌지 결합되며 수평력에 의해 압축을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 줄어들고 인장을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 제2 압축링크(40);
    상부판(10)에 대해 미리 결정된 각도를 가지고 아래로 경사지게 상부판(10)에 일단이 힌지 결합되고 타단은 제1, 2 압축링크(30,40)의 타단과 힌지 결합되며 수평력에 의해 인장을 받을 때 내장된 접시스프링이 압축되면서 길이가 늘어나고 압축을 받을 때 어떠한 변형도 발생되지 않도록 구성된 인장링크(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상부판(10)의 측면판과 접하는 쪽 끝단은 하향으로 수직하게 절곡하여 걸침부(11)를 형성하고, 측면판(20)의 상부판과 접하는 쪽의 끝단에는 후퇴부(21)를 형성하여, 상부판(10)의 끝단에 형성된 걸침부(11)에 접하도록 한 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1,2 압축링크(30,40)는,
    속인 빈 원통형의 관체로서 일단부의 내주면에는 나사가 가공되어 있고 타단부에서 일단부쪽으로 일정 거리 이격된 위치에는 로드(34) 삽입홈 구멍이 천공된 격벽(311)이 형성된 원통형 케이싱(31);
    일단에는 원통형 케이싱(31)의 내주면에 형성된 나사와 결합되도록 나사체결부(322)가 돌출 형성되어 있고, 타단에는 측면판(20)에 결합된 힌지결합수단(60)과 힌지 결합을 위한 결합단부(321)가 형성되어 있는 제1 힌지연결부재(32);
    원통형 케이싱(31)과 결합되는 일단은 원통형 케이싱(31)의 내주면에 삽입되면서 결합되도록 원통형 케이싱(31)의 내주면보다 직경이 작고 그 중심에는 나사홈(332a)이 형성된 삽입체결부(332)가 돌출 형성되어 있고, 타단에는 제2 압축링크(40) 및 인장링크(50)와 힌지 결합을 위한 결합단부(331)가 형성되어 있는 제2 힌지연결부재(33);
    원통형 케이싱(31) 내부에 설치되고, 머리부(341)와 머리부(341)보다 직경이 작은 몸체부(342)로 구성되며, 머리부(341)는 원통형 케이싱(31)의 격벽(311)의 한 쪽에 위치하고 몸체부(342)는 격벽(311)을 관통하며 그 끝단에는 나사가 형성되어 있어 제2 힌지연결부재(33)의 삽입체결부(332)에 형성된 나사홈(332a)에 나사결합되는 로드(34); 및
    로드(34)를 중심에 두고 원통형 케이싱(31) 내부에 배치되는 접시스프링(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    인장링크(50)는,
    원통형의 관체로서 일단부의 내주면에는 나사가 가공되어 있고 폐쇄된 타단부에는 구멍(511)이 천공된 원통형 케이싱(51);
    일단에는 원통형 케이싱(51)과 나사결합되도록 나사가 가공되어 있고 타단에는 측면판(20)에 결합된 힌지결합수단(60)과 힌지 결합을 위한 결합단부(521)가 형성된 제1 힌지연결부재(52);
    일단에는 나사홈이 가공되어 있고 타단에는 제1,2 압축링크(30,40) 및 인장링크(50)와 힌지 결합을 위한 결합단부(531)가 형성된 제2 힌지연결부재(53);
    원통형 케이싱(51) 내부에 설치되고, 머리부(541)와 머리부(541)보다 직경이 작은 몸체부(542)로 구성되며, 몸체부(542)는 원통형 케이싱(51)의 구멍(511)을 관통하고 끝단에는 나사가 형성되어 있어 제2 힌지연결부재(53)에 형성된 나사홈(532a)에 나사결합되는 로드(54); 및
    로드(54)를 중심에 두고 원통형 케이싱(51) 내부에 배치되는 접시스프 링(55)을 포함하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    접합되는 부재에 면하는 쪽의 상부판(10)과 측면판(20)의 면에는 고무(70)가 더 부착된 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 구조물의 내진보강용 제진형 헌치.
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