KR101161785B1 - 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템에 관한 것이다. 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서, 내부에 유리를 끼울 수 있는 유리끼움홈이 형성되어 있는 사각틀 형태의 창틀과; 상기 창틀의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 창틀의 하부 또는 상부에 고정된 상태로 상기 창틀의 수직 방향과 일정한 경사각을 가지는 브레이스와; 상기 브레이스의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되는 연결플레이트와; 상기 연결플레이트와 접하고 있으며, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 변형되는 댐퍼와; 상기 창틀 측면 방향에서 상기 브레이스, 연결플레이트 및 댐퍼와 나란하게 형성된 유리끼움홈에 배치된 유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 내진성능을 갖는 창호시스템은, 수평하중에 의해 변형하며 특히 변형 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.

Description

내진성능을 갖는 일체형 창호시스템{Unified Windows system having earthquake-proof performance}

본 발명은 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템에 관한 것이다.

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.

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.

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.

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.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 수평하중에 의해 변형하며 특히 변형 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.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템은,

창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서,

내측에 유리를 끼울 수 있는 유리끼움홈이 형성되어 있는 사각틀 형태의 창틀과;

상기 창틀의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 창틀의 하부 또는 상부에 고정된 상태로 상기 창틀의 수직 방향와 일정한 경사각을 가지는 브레이스와;

상기 브레이스의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되는 연결플레이트와;

상기 연결플레이트와 접하고 있으며, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 변형되는 댐퍼와;

상기 창틀 측면 방향에서 상기 브레이스, 연결플레이트 및 댐퍼와 나란하게 형성된 유리끼움홈에 배치된 유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템을 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템은,

창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서,

내측에 유리를 끼울 수 있는 유리끼움홈이 형성되어 있는 사각틀 형태의 창틀과;

상기 창틀의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 창틀의 하부 또는 상부에 고정된 상태로 상기 창틀의 수직 방향과 나란한 기둥부재와;

상기 기둥부재의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되는 연결플레이트와;

상기 연결플레이트와 접하고 있으며, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 변형되는 댐퍼와;

상기 창틀 측면 방향에서 상기 기둥부재, 연결플레이트 및 댐퍼와 나란하게 형성된 유리끼움홈에 배치된 유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템을 제공한다.

아울러, 상기 댐퍼가 창틀의 상부 또는 하부 한 쪽에 고정되며, 연결플레이트를 사이에 두고 브레이스에 의하여 지지될 수 있다.

상기 브레이스는 시야를 확보하기 위하여 일부에 곡률을 주어 곡선형일 수 있다.

상기 브레이스는 상기 창틀의 수직 방향과 평행하게 형성될 수 있다.

상기 댐퍼는 다수의 슬릿형태의 구멍을 갖는 일정두께 및 폭의 판상부재일 수 있다.

상기 댐퍼는 창틀의 중앙 부분에 위치하며, 상기 창틀의 하부 및 상부 양쪽에서 고정된 상태로 각각 창틀의 상부 및 하부 양쪽으로 연장된 브레이스에 의해 지지될 수 있다.

상기 댐퍼와 브레이스 사이에는 연결플레이트가 배치된 것이 바람직하다.

상기 댐퍼는 탄성, 점탄성, 마찰, 강재, 오일, 점성 댐퍼를 포함할 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 내진성능을 갖는 창호시스템은, 수평하중에 의해 변형하며 특히 변형하는 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 창호시스템(11)은, 건물의 시공시 골조에 형성한 사각구멍의 내부 영역에 장착되는 창틀(13)과, 상기 창틀(13)의 내측에 구비되는 브레이스(25)와, 상기 브레이스(25)의 상단부 또는 하단부에 수평으로 고정되는 연결플레이트(23) 및 연결플레이트(23)에 접하는 댐퍼(21)를 포함한다.

상기 창틀(13)은, 상호 나란하며 이격 배치된 두 개의 수직부분과, 상기 수직부분의 상단부에 일체를 이루며 수평으로 연장된 상부, 상기 수직부분의 하단부에 일체로 연결되며 상부와 나란한 하부로 이루어져 사각틀의 형태를 취한다. 상기 수직부분 기둥의 역할을, 상부는 보의 역할을 하기도 한다. 도면에서 창틀의 형상이 각형 강관으로 되어 있으나, 예를 들어 원형이나 H형 강관 등의 어떠한 형태라도 무방하다.

상기 창틀(13)의 내측에는 내진성능을 위한 시공 이후 유리(19a, 19b)를 끼울 수 있는 유리끼움홈(13a)이 형성되어 있다. 유리끼움홈(13a)은 창틀(13) 내측에 하나 이상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 내진성능을 위한 공간을 사이에 두고 양쪽으로 두 개의 유리끼움홈(13a)이 형성되는 것이다.

상기 브레이스(25)는 창틀(13)의 내부에 위치하되, 그 상단부 또는 하단부가 창틀(13)의 상부 또는 하부에 고정되며 창틀(13)의 수직부분과 나란하게 또는 일정한 경사각을 가지고 세워진다.

아울러, 본 실시예에서 상기 브레이스(25)는 예를 들어, 일정 폭 및 두께를 갖는 각형 강관의 형태 또는 플레이트의 형태를 취하지만, 브레이스(25)의 형태는 경우에 따라 얼마든지 변경 가능하다.

상기 연결플레이트(23)는 브레이스의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장된다. 연결플레이트(23)는 브레이스(25)가 바로 댐퍼(21)와 접촉되지 않고 이를 연결시켜 주는 역할을 한다. 따라서 연결플레이트(23)는 댐퍼(21)와 브레이스(25)의 사이에 배치된다.

상기 댐퍼(21)는 일정폭 및 두께를 가지고 상기 창틀(13)의 길이방향으로 연장된 부재이다. 상기 댐퍼(21)는 상기 댐퍼(21)가 창틀(13)의 하부에 고정되며, 연결플레이트(23)를 사이에 두고 브레이스(25)에 의하여 지지되는 형상을 나타내고 있다. 특히 상기 댐퍼(21)에는 다수의 슬릿(21a)이 형성되어 있다. 상기 댐퍼(21)는 창틀(13)의 길이방향을 따라 하나 이상이 배치될 수 있다. 상기 댐퍼(21)는 다양한 재질로서 제조될 수 있고 창틀(13)과 동일한 재질로서 제작될 수도 있다.

한편, 본 실시예에서 상기 댐퍼(21)로서 판상의 스틸을 적용하였지만, 상기한 댐퍼의 기능을 할 수 있는 한, 댐퍼의 형상이나 종류는 얼마든지 변경 가능하다. 예를 들어, 탄성, 점탄성, 마찰, 강재, 오일, 점성 댐퍼 등을 적용할 수도 있는 것이다.

상기 댐퍼(21)의 슬릿(21a)은 위아래로 길쭉하게 연장된 슬릿형 구멍으로서, 댐퍼(21)의 변형성을 향상시킨다. 즉 창틀의 상부에 수평하중이 가해져 댐퍼(21)에 전단력이 미칠 때, 댐퍼(21)가 전단력에 의해 변형 되도록 하는 것이다. 상기 슬릿(21a)이 없다면 댐퍼(21)가 변형되지 않고, 예컨대 댐퍼(21) 상하단부의 용접부위나 아니면 다른 부분이 파열될 것이다. 이와 같이 댐퍼(21)를 설치하되 댐퍼(21)가 수평하중에 의해 변형되도록 적용함으로써, 이를테면 지진이 발생하더라도 지진의 에너지가 댐퍼(21)의 변형에 의해 흡수될 수 있게 된다. 상기 슬릿(21a)의 폭이나 형태는 경우에 따라 달라질 수 있다.

아울러, 상기 창호시스템(11)에는 일반적으로 유리(19a, 19b)가 장착된다. 상기 창틀(13)을 측면 방향에서 보았을 때 상기 브레이스(25), 연결플레이트(23) 및 댐퍼(21)는 하나의 축을 형성하면서 형성된다. 본 발명의 유리(19a, 19b)는 상기 브레이스(25), 연결플레이트(23) 및 댐퍼(21)와 나란하게 형성된 창틀(13)의 내부에 마련된 유리끼움홈(13a)에 끼워진다. 즉, 이중창 형태로 유리를 안쪽과 바깥쪽으로 설치하는 경우 두 장의 유리(19a, 19b)로 인하여 형성된 사이공간(17)에 내진성능을 위한 브레이스(25), 연결플레이트(23) 및 댐퍼(21)가 설치되는 것이다. 도 1에서는 유리(19a, 19b)가 사이공간(17)을 두고 양쪽을 두 장의 형태로 이중창이 형성되어 있으나, 필요에 따라서는 한쪽 방향에만 설치할 수 있다.

본 발명에 따른 일체형 창호시스템이 내진성능을 가지게 되는 원리를 설명하고자 한다.

수평하중을 가했을 때의 창호시스템 내부의 응력분포를 수치해석 중 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 통해 해석해 보면, 상기 댐퍼(25)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.

상기와 같이 댐퍼(25)에 응력이 집중되므로 가령 지진에 의한 강력한 수평하중이 창호시스템(13)에 전달될 경우, 상기 댐퍼(25)가 먼저 변형되며 지진의 에너지를 흡수하여 창호시스템(13) 뿐만 아니라 건물 구조체의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 다른 예를 도시한 도면이다. 이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다. 도 2를 참조하면, 댐퍼(21)가 창틀(13)의 상부에 고정된 형태를 나타내고 있다. 상기 댐퍼(21)가 창틀(13)의 상부에 고정되며, 연결플레이트(23)를 사이에 두고 브레이스(25)에 의하여 지지되는 형상을 나타내고 있다. 댐퍼(21)의 위치를 제외하고는 상기 설명한 내용과 동일하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 브레이스(25)는 시야를 확보하기 위하여 일부에 곡률을 주어 곡선형태를 나타내고 있다.

내진성능을 부여하기 위하여 창호 내에 본 발명과 같은 설치를 하는 경우 내부에서 외부를 바라볼 때 시야에 일정한 장애물이 생기게 된다. 따라서 시야를 확보하면서 미관을 화려하게 하기 위하여 브레이스(25)를 여러 형태로 제작될 수 있으며, 직선의 형태 이외, 다각형의 형태 또는 곡선형의 형태로 만들어질 수 있다. 다만, 여러 형태로 제작되더라도 기본적인 내진성능을 가지고 있어야 함은 물론이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 댐퍼(21)는 창틀(13)의 중앙 부분에 위치하며, 상기 창틀(13)의 하부 및 상부 양쪽에서 고정된 상태로 각각 창틀(13)의 상부 및 하부 양쪽으로 연장된 브레이스(25)에 의해 지지될 수 있다. 상기 댐퍼(21)는 창틀(13)의 내부에서 연결플레이트(23)를 매개로 하여 브레이스(25)에 의해 지지되고, 강력한 수평하중이 창틀(13)에 전달될 경우, 상기 댐퍼(25)가 먼저 변형되며 지진의 에너지를 흡수하여 창틀(13) 뿐만 아니라 건물 구조체의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서, 내측에 유리를 끼울 수 있는 유리끼움홈이 형성되어 있는 사각틀 형태의 창틀과; 상기 창틀의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 창틀의 하부 또는 상부에 고정된 상태로 상기 창틀의 수직 방향과 나란한 기둥부재와; 상기 기둥부재의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되는 연결플레이트와; 상기 연결플레이트와 접하고 있으며, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 변형되는 댐퍼와; 상기 창틀 측면 방향에서 상기 기둥부재, 연결플레이트 및 댐퍼와 나란하게 형성된 유리끼움홈에 배치된 유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템을 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내진성능을 갖는 창호시스템의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 상기 기둥부재(27)는 상기 창틀의 수직 방향과 평행하게 형성될 수 있다. 여기서 기둥부재(27)는 상기 실시예에서의 브레이스와 동일한 기능을 수행하고 있으며, 창틀(13)의 수직부분과 나란하게 배치되고 창틀(13)의 하단에 고정된 상태로 상단부는 연결플레이트(23)에 접하고 있으며 연결플레이트는 창틀(13)의 상단에 고정된 댐퍼(21)에 접한다. 기둥부재(27)는 창틀(13)의 수직부분과 경사각을 갖지 않고 나란하다는 점이 특징이고, 기둥부재(27)는 댐퍼(21)를 지지하며 시야를 확보할 수 있도록 창틀(13)의 일측으로 치우쳐 있다.

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.

11:창호시스템 13:창틀
13a:유리끼움홈 17:사이공간
19a,19b:유리 21:댐퍼
21a:슬릿 23:연결플레이트
25:브레이스 27:기둥부재

Claims (9)

1. 창호를 설치하기 위해 건물의 벽체에 형성한 사각의 공간에 장착되는 것으로서,
   내측에 이격된 한 쌍의 유리를 끼울 수 있도록 한 쌍의 유리끼움홈이 상호 나란하게 이격 배치된 형태로 형성되어 있는 사각틀 형태의 창틀과;
   상기 창틀의 내부에 위치하되, 그 일단부가 상기 창틀의 하부 또는 상부에 고정된 상태로 상기 창틀의 수직 방향과 일정한 경사각을 가지는 브레이스와;
   상기 브레이스의 타단부에 고정되며, 수평으로 연장되는 연결플레이트와;
   상기 연결플레이트와 접하고 있으며, 외부로부터 가해지는 수평하중을 전달받으며 허용 수평하중 이상의 수평하중에 의해 항복하여 변형되는 댐퍼와;
   상기 창틀 측면 방향에서 상기 브레이스, 연결플레이트 및 댐퍼와 나란하게 형성된 한 쌍의 유리끼움홈에 각각 끼워져서 이격된 이중창의 형태로 사이공간을 형성하며, 그 사이공간에 상기 브레이스, 연결플레이트 및 댐퍼가 외부로 노출되지 않도록 위치시키는 한 쌍의 유리;를 포함하며,
   상기 댐퍼는 창틀의 상부 또는 하부 한 쪽에 고정되며, 상기 브레이스는 시야를 확보하기 위하여 일부에 곡률을 주어 곡선형인 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 댐퍼와 브레이스 사이에는 연결플레이트가 배치된 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 댐퍼는 다수의 슬릿형태의 구멍을 갖는 일정두께 및 폭의 판상부재인 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 창호시스템.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 댐퍼는 탄성, 점탄성, 마찰, 강재, 오일, 점성 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진성능을 갖는 일체형 창호시스템.

Images