KR101276233B1 - 구조물 연결장치 및 이를 이용한 아웃리거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양 측판재 및 상기 측판재와 수직을 이루며 서로 연장 방향이 다른 적어도 2종의 내부지지판재를 포함하여 구성되며, 상기 적어도 2종의 내부지지판재의 항복점이 서로 다른 구조물 연결 장치 및 이를 이용한 아웃리거를 공개한다. 본 발명은 다단계적으로 수평하중에 의한 에너지를 흡수 소산하므로, 구조물의 안정성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

구조물 연결장치 및 이를 이용한 아웃리거{STRUCTURE CONNECTING DEVICE AND OUTRIGGER STRUCTURE USING THE SAME}

본 발명은 댐핑형 구조물 연결장치 및 이를 이용한 아웃리거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물 연결장치에 가해지는 수평하중을 다단계적으로 흡수 또는 소산시키는 구조물 연결장치와, 이를 이용한 아웃리거에 관한 것이다.

고층 건물은 높이가 높을수록 지진하중이나 풍하중과 같은 수평하중을 더 크게 받으므로 아웃리거와 같은 수평하중에 대한 저항 시스템이 요구된다. 아웃리거는 건물 기둥과 중앙 코어 전단벽을 연결함으로써 수평하중에 대해 기둥과 코어가 일체로 거동하게 하여 보다 효율적인 수평하중 저항 성능을 갖도록 하는 것이다.

아웃리거의 수평하중에 대한 저항 성능을 더욱 향상시키기 위해서는 아웃리거 자체의 구조도 중요하지만 아웃리거의 연결장치의 구조가 보다 중요하다. 왜냐하면 수평하중에 의한 하중이 연결장치에 집중되므로, 연결장치는 고층건물의 수평하중을 지지할 수 있는 내력을 보유하도록 설계되어야 하기 때문이다.

그런데, 종래에는 상기의 문제를 해결하기 위해서 연결장치의 구조를 복잡하게 하거나 크기를 거대하게 설계하였다. 따라서, 종래의 아웃리거 연결장치는 비경적인 구조이고, 이로 인해 시공성이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 종래의 연결장치는 수평하중이 계속 증가하여 연결장치의 항복점(yield point)을 넘어서게 되면 수평하중에 대한 저항 성능이 저하되어 건물의 안정성에 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조물간의 연결장치에 인가 하중을 다단계적으로 흡수하는 구조물 연결장치와 이를 이용한 아웃리거를 제공함으로써, 구조물의 안정성을 향상시키고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 양 측판재 및 상기 측판재와 수직을 이루며 서로 연장 방향이 다른 적어도 2종의 내부지지판재를 포함하여 구성되며, 상기 적어도 2종의 내부지지판재의 항복점이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 적어도 2종의 내부지지판재가 가로방향판재 및 세로방향판재인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 적어도 2종의 내부지지판재가 서로 평행한 복수의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 적어도 2종의 내부지지판재의 슬릿 형성 밀도에 차이를 가짐으로써 항복점을 서로 달리한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 적어도 2종의 내부지지판재의 항복점이 다른 소재로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 양 측판재 및 상기 측판재와 수직을 이루며 서로 연장 방향이 다른 적어도 2종의 내부지지판재를 포함하여 구성되는 구조층이 복수층으로 형성되며, 상기 각 구조층의 항복점이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 적어도 2종의 내부지지판재가 가로방향판재 및 세로방향판재인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 복수의 구조층의 내부지지판재가 서로 평행한 복수의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 복수의 구조층의 내부지지판재의 슬릿 형성 밀도에 차이를 둠으로써 각 구조층물의 항복점을 달리하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 상기 복수의 구조층의 내부지지판재의 항복점이 구조층 별로 다른 소재로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결 장치는 체결 수단에 의하여 아웃리거에 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 구조물 연결장치 및 이를 이용한 아웃리거는 항복점이 복수의 포인트에서 형성됨으로써 다단계적으로 수평하중에 의한 에너지를 흡수 소산하므로, 구조물의 안정성을 향상시키는 효과를 제공한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결장치의 사시도이다.
도 2는 도1의 분해사시도이다.
도3의 본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결장치가 사용된 아웃리거의 평면상 설치도이다.
도4 및 도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층형 구조물 연결 장치의 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서 상대적인 척도는 변경될 수 있으며, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.

이하에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 연결장치의 사시도이고, 도 2는 도1의 분해사시도 이다.

본 발명에 따른 구조물 연결장치는 양 측판재(300) 및 상기 측판재와 수직을 이루며 서로 연장 방향이 다른 적어도 2종의 내부지지판재(100,200)를 포함하여 구성되며, 상기 내부지지판재(100,200)의 항복점이 서로 다른 것을 특징으로 한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 내부지지판재(100,200)는 서로 평행한 복수의 슬릿(400)이 형성될 수 있다.

도1 및 도2의 실시예에서 2종의 내부지지판재는 상하 두장의 가로방향판재(100) 그 사이에 세로방향판재(200)를 배치하여 H자형 단면을 가질 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니고, 예컨대 45도 경사를 갖는 X자형 단면 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있음은 물론이다.

적어도 2종의 내부지지판재가 서로 다른 항복점을 갖게 하는 방법은 단위 길이당 형성되는 슬릿의 밀도에 차이를 주는 방법, 내부지지판재의 두께를 달리하는 방법, 또는 항복점이 다른 소재를 사용하는 방법이 있을 수 있다.

도1 및 도2에서 가로방향판재(100) 및 세로방향판재(200)의 무늬를 다르게 표시한 것은 서로 다른 소재임을 나타낸 것이며, 항복점이 다른 소재의 대표적 예로서는 알루미늄과 스틸 등을 들 수 있으며, 기타 알려진 형상 복원 합금 등이 사용될 수 있음은 물론이다.

내부지지판재(100,200)와 측판재(300)는 통상 서로 용접 결합되며, 각 판재에는 필요에 따라 보강리브(101) 등이 형성될 수 있다.

이와 같은 구조물 연결 장치(10)는 예컨대 도3의 평면 설치도에 도시된 바와 같은 방법으로 사용된다. 즉, 건물의 각 기둥(30)과 건물의 중앙 코어 전단벽(40) 사이에 아웃리거(20)이 설치되고 아웃리거(20)의 어느 일측에 구조물 연결 장치(10)가 연결된다. 구조물 연결 장치(10)의 연결은 통상 볼트 체결 방식으로 수행되어 항복이 일어난 구조물 연결 장치(10)의 교체가 용이하도록 한다. 아웃리거의 형태는 건물 벽체 및 기둥에 따라 변형될 수 있으며 도3에 국한되는 것은 아니다.

도4 및 도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층형 구조물 연결 장치를 도시한다. 상기 다층형 구조물 연결 장치는 양 측판재 및 상기 측판재와 수직을 이루며 서로 연장 방향이 다른 적어도 2종의 내부지지판재를 포함하여 구성되는 구조층이 복수층으로 형성되며, 상기 각 구조층의 항복점이 서로 다른 것을 특징으로 한다. 여기서 각 구조층은 앞서 설명된 제1실시예와 동일하므로 내부지지판재의 방향 및 슬릿의 형성 등에 대하여 중복되는 설명은 생락한다. 다층형 구조물 연결 장치의 각 판재는 용접에 의하여 서로 결합될 수 있으며, 서로 인접하는 구조층은 측판재를 공유할 수 있다.

각 구조층의 항복점이 서로 다르게 하는 방법은 구조층의 내부지지판재는 그 항복점이 구조층 별로 다른 소재를 사용하는 방법과 각 구조층 별로 내부지지판재의 슬릿의 형성 밀도에 차이를 줌으로써 각 구조층물의 항복점을 달리하는 방법 등이 사용될 수 있다.

도4에서 각 구조층별로 내부지지판재의 무늬를 다르게 표시한 것은 서로 다른 소재임을 나타낸 것이며, 도5에서는 각 층별로 내부지지판재의 슬릿 형성 밀도가 다른 경우를 도시한 것이다.

앞서 설명된 구조물 연결장치는 체결 수단에 의하여 아웃리거에 결합되어 사용될 수 있다.

이하에서 본 발명의 작용 효과를 설명한다.

본 발명은 건축물 등의 구조물에 전달되는 지진하중이나 풍하중과 같은 수평하중의 에너지를 다단계적으로 흡수 또는 소산시키는 댐핑형 구조물 연결장치이다. 구체적으로 상기 구조물 연결장치는 상기와 같은 구성에 의하여 다른 크기의 항복점이 복수의 포인트에서 형성된다. 따라서, 수평하중이 점점 증가하여 제일 낮은 첫번째 항복점을 지나면서 상기 구조물 연결장치의 일부가 첫번째 소성변형을 함에 따라 1차적으로 일부 에너지를 흡수 소산하고, 수평하중이 더 증가하여 두번째 항복점을 지나면서 댐핑형 연결수단의 다른 일부가 소성변형 되면서 순차적으로 에너지가 흡수 소산하는 방식으로 다단계적으로 수평하중에 의한 에너지를 흡수 소산하므로, 구조물의 안정성을 향상시키는 효과를 갖는다. 항복점의 개수 및 위치는 위에서 설명된 실시예를 참조하여 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 따라서, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해진다. 첨부된 청구항의 균등물로의 치환은 첨부된 청구항의 보호범위에 속하는 것이다.

10: 구조물 연결 장치
20: 아웃리거
30: 기둥
40: 중앙 코어 전단벽
100: 가로방향판재
101: 보강리브
200: 세로방향판재
300: 측판재
400: 슬릿

Claims (11)

1. 양 측판재 및 상기 양 측판재 사이에서 상기 양 측판재에 결합되며 상기 양 측판재의 상대적으로 넓은 면에 대해 수직을 서로 다른 방향으로 연장하는 적어도 2종의 내부지지판재를 포함하고,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재의 항복점이 서로 다르고,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재는 수평하중을 소산하는 가로방향판재 및 수직하중을 소산하는 세로방향판재로 이루어지고,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재는 서로 평행한 복수의 슬릿이 형성되고,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재는 슬릿의 형성 밀도 차이를 가짐으로써 항복점을 서로 달리하는 구조물 연결 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재는 항복점이 다른 소재로 형성된 구조물 연결 장치.
   
3. 양 측판재 및 상기 양 측판재 사이에서 상기 양 측판재에 결합되며 상기 양 측판재의 상대적으로 넓은 면에 대해 수직을 서로 다른 방향으로 연장하는 적어도 2종의 내부지지판재를 구비한 복수의 구조층을 포함하고,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재의 항복점이 서로 다르고,
   상기 적어도 2종의 내부지지판재는 수평하중을 소산하는 가로방향판재 및 수직하중을 소산하는 세로방향판재로 이루어지고,
   상기 복수의 구조층의 내부지지판재는 서로 평행한 복수의 슬릿이 형성되고,
   상기 복수의 구조층의 내부지지판재는 슬릿의 형성 밀도에 차이를 둠으로써 각 구조층의 항복점을 달리하는 구조물 연결 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 구조층의 내부지지판재는 그 항복점이 구조층 별로 다른 소재로 형성된 구조물 연결 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 따른 구조물 연결장치가 체결 수단에 의해 결합된 아웃리거.
   
   
   
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images