KR101321416B1 - Damping device for structure - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은 강재 플레이트에 면외 변형을 구속할 수 있도록 구성된 구조물용 제진 장치를 개시한다. 제진 장치는 구조물의 보에 결합되는 상부 엔드 플레이트와 하부 엔드 플레이트와, 상부 엔드 플레이트와 하부 엔드 플레이트 사이에 수직으로 마련된 복수의 수직 플레이트와, 상부 엔드 플레이트, 하부 엔드 플레이트 및 복수의 수직 플레이트 사이에 마련된 강재 플레이트와, 강재 플레이트의 면에 장착되는 적어도 하나의 구속판을 포함하여 구성된다.One aspect of the present invention discloses a vibration suppression apparatus for a structure configured to restrain out-of-plane deformation on a steel plate. The vibration damping device includes an upper end plate and a lower end plate coupled to the beam of the structure, a plurality of vertical plates provided vertically between the upper end plate and the lower end plate, and between the upper end plate, the lower end plate and the plurality of vertical plates. It comprises a provided steel plate and at least one restraint plate mounted on the surface of the steel plate.

Description

구조물용 제진 장치{DAMPING DEVICE FOR STRUCTURE}Damping device for structures {DAMPING DEVICE FOR STRUCTURE}

본 발명은 구조물용 제진 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 면외 변형 감소를 통해 지진 에너지를 효율적으로 흡수하여 구조물을 안정적으로 보호할 수 있는 구조물용 제진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a structure vibration suppression apparatus, and more particularly, to a structure vibration suppression apparatus capable of stably protecting the structure by absorbing seismic energy through out-plane deformation reduction.

박물관, 원자력발전소와 같은 중요한 구조물이나, 고층빌딩, 경기장 및 교량과 같은 대형구조물의 지진피해는 막대한 인명 및 재산 피해를 동반하므로 충분한 내진성능을 확보할 필요가 있다.Earthquake damage of important structures such as museums, nuclear power plants, and large structures such as high-rise buildings, stadiums, and bridges is accompanied by enormous loss of life and property, so it is necessary to secure sufficient seismic performance.

건물, 토목 구조물을 지진력에 저항할 수 있도록 튼튼하게 설계하는 것을 일반적인 내진설계라고 한다. 반면, 면진은 건물을 지반에서 분리하여 건물의 진동 주기를 지진의 주요 주기에서 멀어지게 하여 구조물이 지진을 피할 수 있도록 하는 것을 의미하고, 제진은 지진에 의한 입력에너지를 각종 제진 장치를 이용하여 효율적으로 소산함으로써, 구조물의 피해를 최소화하는 방법이다.It is called general seismic design to firmly design buildings and civil structures to resist seismic forces. On the other hand, seismic isolation means that the structure is separated from the ground so that the vibration period of the building is separated from the main period of the earthquake so that the structure can avoid the earthquake. By dissipating, the damage to the structure is minimized.

제진 장치는 수동형 장치와 능동형 장치가 있으나, 외부 동력이 없이 각종 장치를 이용한 수동형 장치가 널리 사용된다.The vibration damping device includes a passive device and an active device, but a passive device using various devices without external power is widely used.

수동형 장치에는 질량 동조형 장치와 에너지 소산형 장치로 나눌 수 있다. 이 중 에너지 소산형 장치는 건물의 각 층에 설치되어 지진에 대한 안정성 및 바람에 대한 거주성을 높이기 위하여 사용되는 방법이다.Passive devices can be divided into mass tuned devices and energy dissipated devices. Among these, energy dissipation type devices are installed on each floor of the building and are used to increase earthquake stability and wind habitability.

에너지 소산형 장치는 속도 비례형 감쇠기와 이력형 감쇠기로 나눌 수 있는데, 특히 이력형 감쇠기는 재료 사이의 마찰력이나 금속의 소성변형에 의한 에너지 소산 특성을 이용한 것이다. 즉, 지진에너지를 흡수하여 열 또는 소성 에너지로 소산시키는 장치이다.The energy dissipation type device can be divided into speed proportional damper and hysteretic damper. In particular, hysteretic damper utilizes energy dissipation characteristics due to friction between materials or plastic deformation of metal. That is, it is a device that absorbs seismic energy and dissipates it as heat or plastic energy.

이력형 감쇠기의 대표적인 예로써 강재 댐퍼가 있다. 강재 댐퍼는 상, 하의 엔드 플레이트 사이에 패널 형상의 강재 플레이트가 마련되어 강재 플레이트의 소성변형에 의해 진동 에너지를 소산시키는 것을 특징으로 한다.A representative example of the hysteretic damper is a steel damper. The steel damper is characterized in that a panel-shaped steel plate is provided between the upper and lower end plates to dissipate vibration energy by plastic deformation of the steel plate.

종래 일정 방향으로 가해지는 외력에 의해 강재 플레이트가 면외 변형이 일어나는 경우, 에너지를 효율적을 소산할 수 없는 문제가 발생하였다. 나아가, 소성 변형 후에 반대 방향으로 외력이 가해지면 변형 전의 형상에 도달할 때까지 이력 감쇠 특성이 저하되는 문제가 발생하였다.Conventionally, when out-of-plane deformation of the steel plate occurs due to an external force applied in a certain direction, there is a problem that energy cannot be dissipated efficiently. Further, when an external force is applied in the opposite direction after plastic deformation, a problem arises in that the hysteretic damping characteristic is lowered until the shape before deformation is reached.

본 발명의 일 측면은 강재 플레이트에 면외 변형을 감소하게 할 수 있도록 구성된 구조물용 제진 장치를 개시한다.One aspect of the present invention discloses a vibration damping device for a structure configured to reduce out-of-plane deformation in a steel plate.

본 발명의 다른 측면은 이력 감쇠 특성이 저하되지 않는 구조물용 제진 장치를 개시한다.Another aspect of the present invention discloses a vibration damping device for a structure in which the hysteretic damping characteristic is not lowered.

본 발명의 사상에 따른 구조물용 제진 장치는 구조물의 보에 결합되는 상부 엔드 플레이트와 하부 엔드 플레이트;와, 상기 상부 엔드 플레이트와 상기 하부 엔드 플레이트 사이에 수직으로 마련된 복수의 수직 플레이트;와, 상기 상부 엔드 플레이트, 상기 하부 엔드 플레이트 및 상기 복수의 수직 플레이트 사이에 마련된 강재 플레이트;와, 상기 강재 플레이트의 면에 장착되는 적어도 하나의 구속판;을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a vibration suppression apparatus for a structure includes: an upper end plate and a lower end plate coupled to a beam of the structure; and a plurality of vertical plates provided vertically between the upper end plate and the lower end plate; And a steel plate provided between the end plate, the lower end plate, and the plurality of vertical plates, and at least one restriction plate mounted on a surface of the steel plate.

상기 적어도 하나의 구속판은 상기 강재 플레이트의 면외 변형을 구속하는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one restraint plate may be characterized in that to restrain the out-of-plane deformation of the steel plate.

상기 적어도 하나의 구속판은 원형의 플레이트로 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one restraint plate may be characterized in that it comprises a circular plate formed.

상기 적어도 하나의 구속판은 마름모 형의 플레이트로 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one restraint plate may be characterized in that it comprises a plate formed of a rhombus type.

상기 적어도 하나의 구속판은 상기 강재 플레이트의 일면에 장착된 제1구속판과, 상기 강재 플레이트의 배면에 장착된 제2구속판을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one restraint plate may include a first restraining plate mounted on one surface of the steel plate, and a second restraining plate mounted on a rear surface of the steel plate.

상기 제1구속판과 상기 제2구속판의 각각에는 상기 제1구속판과 상기 제2구속판을 결합하기 위한 체결부재가 통과하기 위해 마련된 적어도 하나의 관통공을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Each of the first restricting plate and the second restricting plate may include at least one through hole provided to pass through a fastening member for coupling the first restricting plate and the second restricting plate. .

상기 강재 플레이트는 상기 관통공에 대응되는 위치에 마련되어 상기 체결부재가 통과할 수 있는 적어도 하나의 관통홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The steel plate may be provided at a position corresponding to the through hole, and may include at least one through groove through which the fastening member may pass.

상기 적어도 하나의 관통공은 상기 제1구속판과 제2구속판의 가장자리를 따라 상, 하, 좌, 우에 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one through hole may be provided at an upper side, a lower side, a left side, and a right side along edges of the first and second confinement plates.

상기 강재 플레이트는 그 면의 가로 길이보다 세로 길이가 긴 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The steel plate may be characterized in that it comprises a longitudinal length longer than the horizontal length of the surface.

상기 강재 플레이트는 그 면의 가로 길이보다 세로 길이가 짧은 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The steel plate may be characterized in that it comprises a shorter vertical length than the horizontal length of the surface.

또한 본 발명의 사상에 따른 구조물용 제진 장치는 구조물의 보에 경합되는 상부 엔드 플레이트와 하부 엔드 플레이트와, 상기 상부 엔드 플레이트와 상기 하부 엔드 플레이트 사이에 마련된 강재 플레이트를 포함하는 구조물용 제진 장치에 있어서, 상기 강재 플레이트는 상기 강재 플레이트의 본체를 형성하는 웨브;와, 상기 웨브의 양 측부에서 상기 웨브의 양 면 방향으로 돌출되어 형성된 복수의 플랜지;와, 상기 웨브의 양 면 중 하나에 결합되는 적어도 하나의 전단 패널;을 포함할 수 있다.In addition, the vibration suppression apparatus for a structure according to the spirit of the present invention in the vibration suppression apparatus for a structure comprising an upper end plate and a lower end plate and a steel plate provided between the upper end plate and the lower end plate to compete with the beam of the structure. The steel plate may include: a web forming a main body of the steel plate; and a plurality of flanges protruding from both sides of the web in both directions of the web; and at least one of two surfaces of the web. It may include a shear panel.

상기 적어도 하나의 전단 패널은 원형으로 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one shear panel may be characterized in that it comprises a circular shape.

상기 적어도 하나의 전단 패널은 마름모형으로 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The at least one shear panel may be characterized in that it comprises a rhombus formed.

강재 플레이트의 양 면에 구속판을 결합하여 강재 플레이트가 면외 방향으로 강성을 가지게 하고, 그에 따라 강재 플레이트가 면외 변형되는 것을 방지한다.The restraining plate is coupled to both sides of the steel plate to make the steel plate rigid in the out-of-plane direction, thereby preventing the steel plate from out-of-plane deformation.

강재 플레이트가 소성 변형 후 다시 원래 형태로 돌아오는 과정에서 이력 감쇠 특성이 저하 현상이 발생하더라도, 강재 플레이트에 결합된 구속판 자체의 텐션에 의해 제진 효과를 유지할 수 있게 한다.Even if the hysteresis damping characteristic is degraded in the process of returning the steel plate back to its original shape after plastic deformation, the vibration damping effect can be maintained by the tension of the restraining plate itself coupled to the steel plate.

구조물용 제진 장치가 강한 외력을 받더라도 안정한 성능을 발휘할 수 있도록 한다.Even if the structure vibration isolator receives strong external force, it can show stable performance.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 구조물용 제진 장치의 구성을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 구조물용 제진 장치의 구성을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면.
도 6는 본 발명의 제4실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면.1 is a view showing a vibration suppression apparatus for a structure according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the configuration of the vibration suppression apparatus for the structure of FIG.
3 is a view showing a vibration suppression apparatus for a structure according to a second embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing the configuration of the vibration suppression apparatus for the structure of FIG.
5 is a view showing a vibration suppression apparatus for a structure according to a third embodiment of the present invention.
6 is a view showing a vibration suppression apparatus for a structure according to a fourth embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 구조물용 제진 장치의 구성을 도시한 사시도이다.1 is a view showing a structure vibration suppression apparatus according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the structure vibration suppression apparatus of FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 구조물용 제진 장치(1a)는 상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)와, 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12) 사이에서 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)를 연결하는 수직 플레이트(31, 32, 또는 웨브의 플랜지)와, 수직 플레이트(31, 32)와 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)의 내부에 결합되는 강재 플레이트(20)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the vibration suppression apparatus 1a for a structure includes an upper end plate 11 and a lower end plate 12 and an upper end plate between the upper end plate 11 and the lower end plate 12. 11) and the vertical plate 31, 32, or the flange of the web connecting the lower end plate 12, and the inside of the vertical plate 31, 32, the upper end plate 11 and the lower end plate 12 Composed of a steel plate 20 to be coupled.

상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)는 보(미도시)와 결합되는 지지대로서 기능한다. 각각의 엔드 플레이트(11, 12)는 보에 체결될 수 있도록 체결공(15)이 마련되어 있다. 체결공(15)의 수는 한정이 없으나, 각 엔드 플레이트(11, 12) 당 총 6개의 체결공(15)이 마련되어 있다. 체결공(15)을 통해 체결부재(미도시)가 엔드 플레이트(11, 12)와 보를 관통하여 엔드 플레이트(11, 12)와 보를 체결한다.The upper end plate 11 and the lower end plate 12 function as supports for engagement with beams (not shown). Each end plate 11, 12 is provided with a fastening hole 15 to be fastened to the beam. The number of fastening holes 15 is not limited, but a total of six fastening holes 15 are provided for each end plate 11 and 12. A fastening member (not shown) passes through the end plates 11 and 12 and the beams through the fastening holes 15 to fasten the end plates 11 and 12 and the beams.

수직 플레이트(31, 32)는 좌측과 우측에 총 두 개가 설치된다. 각각의 수직 플레이트(31, 32)의 일측은 상부 엔드 플레이트(11)에 결합되고, 타측은 하부 엔드 플레이트(12)에 결합된다. 수직 플레이트(31, 32)는 엔드 플레이트(11, 12)를 연결하는 동시에 지지하는 기능을 한다. 수직 플레이트(31, 32)와 각각의 엔드 플레이트(11, 12)는 용접등을 통해 견고하게 결합된다.Two vertical plates 31 and 32 are installed on the left side and the right side. One side of each vertical plate 31, 32 is coupled to the upper end plate 11, and the other side is coupled to the lower end plate 12. The vertical plates 31 and 32 serve to connect and support the end plates 11 and 12 simultaneously. The vertical plates 31 and 32 and the respective end plates 11 and 12 are firmly coupled by welding or the like.

강재 플레이트(20)는 상부 엔드 플레이트(11), 하부 엔드 플레이트(12) 및 두 수직 플레이트(31, 32)가 결합되어 형성되는 공간에 배치된다.The steel plate 20 is disposed in a space in which the upper end plate 11, the lower end plate 12, and the two vertical plates 31 and 32 are coupled to each other.

종래 강재 플레이트는 단순히 패널 형태로만 형성되었으나, 본 발명의 경우 강재 플레이트(20)의 양 면에 각각 제1구속판(41)과 제2구속판(42)이 접촉되어 결합된다.Conventionally, the steel plate is merely formed in the form of a panel, but in the present invention, the first confining plate 41 and the second confining plate 42 are coupled to both surfaces of the steel plate 20 in contact with each other.

제1구속판(41)과 제2구속판(42)은 원형으로 형성되어 강재 플레이트(20)의 면에 장착된다. 제1구속판(41)과 제2구속판(42)은 그 면에 볼트(71)가 관통할 수 있도록 관통공(45)이 형성된다. 관통공(45)은 각각의 구속판(41, 42)의 가장자리를 따라 상, 하, 좌, 우 총 4개가 형성된다. 관통공(45)의 수는 4개보다 적거나 많더라도 본 발명의 사상에 포함된다.The first confinement plate 41 and the second confinement plate 42 are formed in a circular shape and mounted on the surface of the steel plate 20. The first confinement plate 41 and the second confinement plate 42 have a through hole 45 formed therein so that the bolt 71 can pass therethrough. Four through holes 45 are formed along the edge of each of the restraining plates 41 and 42. The number of the through holes 45 may be included in the spirit of the present invention even if the number is less than four.

강재 플레이트(20)는 전체적으로 사각형의 형상으로 형성되나, 구속판(41, 42)에 형성된 관통공(45)의 위치에 대응되는 위치에 관통홈(21)이 형성된다. 즉 강재 플레이트(20)의 가장자리를 따라 상, 하, 좌, 우에 총 4개의 관통홈(21)이 형성된다. 관통홈(21)의 수 역시 한정되지는 않으나, 관통공(45)의 수와 동일한 것이 바람직할 것이다.The steel plate 20 is formed in a rectangular shape as a whole, but the through groove 21 is formed at a position corresponding to the position of the through hole 45 formed in the restraining plates 41 and 42. That is, a total of four through grooves 21 are formed in the upper, lower, left, and right sides along the edge of the steel plate 20. The number of the through holes 21 is also not limited, but the same number as the number of the through holes 45 will be preferable.

관통홈(21)은 강재 플레이트(20)의 중심을 향하는 모서리가 둥근 삼각형의 형상으로 형성된다. 다만, 이러한 모형만이 아니라 사각형 또는 볼트(71)가 관통할 수 있을 정도의 가는 슬릿 형태도 포함될 수 있다.The through grooves 21 are formed in a triangular shape with rounded corners toward the center of the steel plate 20. However, not only this model but also a thin slit shape such that a square or bolt 71 can penetrate may be included.

관통홈(21)은 제1구속판(41)의 관통공(45)을 관통한 볼트(71)가 강재 플레이트(20)를 지나, 제2구속판(42)의 관통공(45)을 관통할 수 있게 한다.In the through groove 21, the bolt 71 passing through the through hole 45 of the first confinement plate 41 passes through the steel plate 20, and passes through the through hole 45 of the second confinement plate 42. Make it possible.

제1구속판(41)의 관통공(45), 관통홈(21) 및 제2구속판(42)의 관통공(45)을 관통한 볼트(71)의 일단부에 너트(72)가 조여지면, 제1구속판(41)과 제2구속판(42)이 결합되는 동시에 제1구속판(41)과 제2구속판(42)이 강재 플레이트(20)에 고정된다.The nut 72 is tightened to one end of the bolt 71 passing through the through hole 45 of the first confinement plate 41, the through groove 21, and the through hole 45 of the second confinement plate 42. The first and second binding plates 41 and 42 are coupled to the ground, and the first and second binding plates 41 and 42 are fixed to the steel plate 20.

볼트(71)와 너트(72)가 체결될 때 볼트(71)와 제1구속판(41) 사이와 너트(72)와 제2구속판(42) 사이에 스프링 와셔(73, 74)가 삽입된다. 따라서, 볼트(71)는 제1스프링 와셔(73), 제1구속판(41), 강재 플레이트(20), 제2구속판(42), 제2스프링 와셔(74) 및 순으로 관통하면서 제1구속판(41)과 제2구속판(42)을 결합한다. 스프링 와셔(73, 74)는 제1구속판(41)과 제2구속판(42)의 결합력을 향상시키고, 너트(72)의 풀림을 방지하는 기능을 한다.When the bolt 71 and the nut 72 are fastened, spring washers 73 and 74 are inserted between the bolt 71 and the first restraining plate 41 and between the nut 72 and the second restraining plate 42. do. Accordingly, the bolt 71 is formed while passing through the first spring washer 73, the first confinement plate 41, the steel plate 20, the second confinement plate 42, the second spring washer 74, and the like. The first binding plate 41 and the second binding plate 42 are coupled. The spring washers 73 and 74 improve the coupling force between the first confinement plate 41 and the second confinement plate 42 and prevent the nut 72 from loosening.

제1구속판(41) 및 제2구속판(42)이 결합된 강재 플레이트(20)는 앞서 설명한 바와 같이 상부 엔드 플레이트(11), 하부 엔드 플레이트(12) 및 두 수직 플레이트(31, 32)가 둘러싸면서 형성하는 부분에 장착된다.As described above, the steel plate 20 to which the first and second binding plates 41 and 42 are coupled includes an upper end plate 11, a lower end plate 12, and two vertical plates 31 and 32. It is mounted on the part forming while surrounding.

강재 플레이트(20)는 상부 엔드 플레이트(11), 하부 엔드 플레이트(12) 및 두 수직 플레이트(31, 32)와 용접을 통하여 견고하게 결합된다.The steel plate 20 is firmly coupled by welding with the upper end plate 11, the lower end plate 12 and the two vertical plates 31, 32.

도면에 도시된 바와 달리, 수직 플레이트(31, 32)가 각각의 엔드 플레이트(11, 12)에 결합되기 전에 먼저 강재 플레이트(20)에 수직 플레이트(31, 32)가 결합되어 강재 플레이트(20)는 일종의 웨브로 형성되고, 수직 플레이트(31, 32)는 일종의 플랜지로 형성되어 상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)에 결합되는 것도 본 발명의 사상에 포함될 수 있다.Unlike the drawings, before the vertical plates 31 and 32 are coupled to the respective end plates 11 and 12, the vertical plates 31 and 32 are first coupled to the steel plates 20 so that the steel plates 20 are connected. Is formed as a kind of web, and the vertical plates 31 and 32 are formed as a kind of flange and coupled to the upper end plate 11 and the lower end plate 12 may be included in the spirit of the present invention.

이하에서 각 구성의 동작에 대하여 설명한다.The operation of each configuration will be described below.

지진 등에 의해 보(미도시)가 진동을 하면 보에 체결된 상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12) 역시 진동을 한다. 특히, 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)가 반대로 엇갈려 진동하는 경우 구조물에 큰 충격이 가해진다.When the beam (not shown) vibrates due to an earthquake or the like, the upper end plate 11 and the lower end plate 12 fastened to the beam also vibrate. In particular, when the upper end plate 11 and the lower end plate 12 vibrate alternately, a great impact is applied to the structure.

이와 같은 경우, 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12) 사이에 마련된 강재 플레이트(20)가 진동 에너지를 소성 변형을 하면서 흡수하여 구조물의 파괴를 줄인다.In this case, the steel plate 20 provided between the upper end plate 11 and the lower end plate 12 absorbs vibration energy while plastically deforming, thereby reducing the destruction of the structure.

강재 플레이트(20)는 패널형으로 형성되므로 강재 플레이트(20)의 면의 접선 방향으로 외력이 작용하는 경우에 패널 자체의 텐션에 의해 전단 변형이 일어나며 진동 에너지를 소비한다.Since the steel plate 20 is formed in a panel shape, when external force acts in the tangential direction of the surface of the steel plate 20, shear deformation occurs due to tension of the panel itself, and consumes vibration energy.

이와 달리, 강재 플레이트(20)의 면의 법선 방향으로 작용하는 외력, 즉 면외 전단력이 작용하면 강재 플레이트(20)가 비틀리면서 좌굴되어 진동 에너지를 원활하게 흡수할 수 없게 된다. 나아가, 면외 전단력의 크기가 한계치를 넘으면 강재 플레이트(20)의 면이 파괴되어, 더 이상 진동 에너지를 흡수할 수 없게 된다.On the contrary, when an external force acting in the normal direction of the surface of the steel plate 20, that is, the out-of-plane shearing force is applied, the steel plate 20 is twisted and buckled, and thus it is unable to absorb vibration energy smoothly. Furthermore, if the magnitude of the out-of-plane shearing force exceeds the limit, the surface of the steel plate 20 is broken, so that vibration energy can no longer be absorbed.

따라서 강재 플레이트(20)의 면에 구속판(41, 42)을 결합하여 강재 플레이트(20)의 면의 강도를 향상시키고, 면외 전단력이 작용하여도 강재 플레이트(20)가 비틀리거나 강재 플레이트(20)의 면이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the restraining plates 41 and 42 are coupled to the surface of the steel plate 20 to improve the strength of the surface of the steel plate 20, and the steel plate 20 is twisted or the steel plate 20 is applied even when an out-of-plane shearing force is applied. ) Surface can be prevented from being destroyed.

강재 플레이트(20)가 소정의 방향으로 작용하는 외력에 의해 소성을 변형이 이루어졌는데 외력이 방향이 바뀌어 작용하는 경우, 강재 플레이트(20)가 원래 형태로 돌아가기 전까지 쉽게 변형이 이루어져 진동 에너지를 효율적으로 흡수 할 수 없는 상태가 된다. 즉, 텐션이 줄어들어드는 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상이 발생한다.When the plastic plate 20 is deformed by an external force acting in a predetermined direction, but the external force is changed in direction, the steel plate 20 is easily deformed until the steel plate 20 returns to its original shape, thereby efficiently generating vibration energy. Can not be absorbed. That is, the hysteresis attenuation characteristic of decreasing tension occurs.

그러므로 강재 플레이트(20)의 면에 구속판(41, 42)이 결합되면 강재 플레이트(20)의 소성 변형 후 원래 형상으로 돌아가기 전까지 구속판(41, 42) 자체의 텐션에 의해서 진동 에너지를 흡수하여 강재 플레이트(20)의 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상을 보완할 수 있다.Therefore, when the restraining plates 41 and 42 are coupled to the surface of the steel plate 20, vibration energy is absorbed by the tension of the restraining plates 41 and 42 itself until the plastic plate of the steel plate 20 returns to its original shape after plastic deformation. Therefore, the hysteresis decay characteristic of the steel plate 20 may be compensated for.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면이고 , 도 4는 도 3의 구조물용 제진 장치의 구성을 도시한 사시도이다.3 is a view showing a structure vibration suppression apparatus according to a second embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing the configuration of the structure vibration suppression apparatus of FIG.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 구조물용 제진 장치(1b)는 상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)와, 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12) 사이에서 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)를 연결하는 수직 플레이트(31, 32)와, 수직 플레이트(31, 32)와 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)의 내부에 결합되는 강재 플레이트(20)로 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, the vibration suppression apparatus 1b for the structure includes an upper end plate 11 and a lower end plate 12, and an upper portion between the upper end plate 11 and the lower end plate 12. Vertical plates 31 and 32 connecting the end plate 11 and the lower end plate 12 are coupled to the inside of the vertical plates 31 and 32 and the upper end plate 11 and the lower end plate 12. It consists of the steel plate 20.

상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)는 체결공(15)을 포함하고, 체결부재(미도시)가 체결공(15)을 통과하면서 엔드 플레이트(11, 12)와 보를 체결한다.The upper end plate 11 and the lower end plate 12 include fastening holes 15, and fastening members (not shown) fasten the beams with the end plates 11 and 12 while passing through the fastening holes 15.

각각의 수직 플레이트(31, 32)의 일측은 상부 엔드 플레이트(11)에 결합되고, 타측은 하부 엔드 플레이트(12)에 결합된다. 수직 플레이트(31, 32)는 엔드 플레이트(11, 12)를 연결하는 동시에 지지하는 기능을 한다.One side of each vertical plate 31, 32 is coupled to the upper end plate 11, and the other side is coupled to the lower end plate 12. The vertical plates 31 and 32 serve to connect and support the end plates 11 and 12 simultaneously.

양 면에 각각 제1구속판(51)과 제2구속판(52)이 접촉되어 결합된 강재 플레이트(20)는 상부 엔드 플레이트(11), 상부 엔드 플레이트(11) 및 두 수직 플레이트(31, 32)가 결합되어 형성되는 공간에 배치된다.The steel plate 20, in which the first confining plate 51 and the second confining plate 52 are in contact with each other and coupled to each other, has an upper end plate 11, an upper end plate 11, and two vertical plates 31, 32) are arranged in a space formed by coupling.

제1구속판(51)과 제2구속판(52)은 마름모형의 사각형으로 형성된다. 제1구속판(51)과 제2구속판(52)은 그 면에 볼트(71)가 관통할 수 있도록 관통공(45)이 형성된다. 관통공(45)은 각각의 구속판(51, 52)의 모서리를 따라 상, 하, 좌, 우 총 4개가 형성된다. 관통공(45)의 수는 4개보다 적거나 많더라도 본 발명의 사상에 포함된다.The first confinement plate 51 and the second confinement plate 52 are formed in a quadrangular quadrangular shape. The first confinement plate 51 and the second confinement plate 52 have a through hole 45 formed therein so that the bolt 71 can pass therethrough. Four through holes 45 are formed in total along the edges of each of the restriction plates 51 and 52. The number of the through holes 45 may be included in the spirit of the present invention even if the number is less than four.

강재 플레이트(20)는 전체적으로 사각형의 형상으로 형성되나, 구속판(51, 52)에 형성된 관통공(45)의 위치에 대응되는 위치에 관통홈(21)이 형성된다. 관통홈(21)은 강재 플레이트(20)의 중심을 향하는 모서리가 둥근 삼각형의 형상으로 형성된다.The steel plate 20 is formed in a rectangular shape as a whole, but a through hole 21 is formed at a position corresponding to the position of the through hole 45 formed in the restraining plates 51 and 52. The through grooves 21 are formed in a triangular shape with rounded corners toward the center of the steel plate 20.

제1구속판(51)의 관통공(45), 관통홈(21) 및 제2구속판(52)의 관통공(45)을 관통한 볼트(71)의 일단부에 너트(72)가 조여지면, 제1구속판(51)과 제2구속판(52)이 결합되는 동시에 제1구속판(51)과 제2구속판(52)이 강재 플레이트(20)에 고정된다.The nut 72 is tightened to one end of the bolt 71 passing through the through hole 45 of the first restricting plate 51, the through groove 21, and the through hole 45 of the second restricting plate 52. The first binding plate 51 and the second binding plate 52 are coupled to the ground, and the first binding plate 51 and the second binding plate 52 are fixed to the steel plate 20.

구속판(51, 52)은 강재 플레이트(20)에 결합되어 강재 플레이트(20)의 강성을 향상시켜 면외 변형을 감소시킨다. 나아가, 강재 플레이트(20)가 전단 변형을 일으킨 후 외력의 방향이 바뀌어 원래 형태로 돌아가는 과정에서 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상이 발생하는 경우에도 구속판(51, 52) 자체의 텐션으로 진동 에너지를 흡수하여 강재 플레이트(20)의 기능을 보완할 수 있다.The restraining plates 51 and 52 are coupled to the steel plate 20 to improve the rigidity of the steel plate 20 to reduce out-of-plane deformation. Furthermore, even if the hysteresis damping characteristic is deteriorated in the process of returning to the original shape due to the change in the direction of the external force after the steel plate 20 causes the shear deformation, vibration energy is applied by the tension of the restraining plates 51 and 52 itself. Absorption may complement the function of the steel plate 20.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면이다.5 is a view showing a vibration suppression apparatus for a structure according to a third embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 구조물용 제진 장치(1c)는 상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)와, 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12) 사이에서 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)를 연결하는 수직 플레이트(31, 32)와, 수직 플레이트(31, 32)와 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)의 내부에 결합되는 강재 플레이트(20c)로 구성되는 점은 실시예 1과 동일하다. 나아가, 강재 플레이트(20c)의 면에는 구속판(41, 42)이 접촉되어 결합된 점도 동일하다.As shown in FIG. 5, the vibration suppression apparatus 1c for the structure includes an upper end plate 11 and a lower end plate 12, and an upper end plate 11 between the upper end plate 11 and the lower end plate 12. 11) and vertical plates 31 and 32 connecting the lower end plate 12 and steel plates coupled to the interior of the vertical plates 31 and 32, the upper end plate 11 and the lower end plate 12 ( The point comprised by 20c) is the same as that of Example 1. Furthermore, the restraint plates 41 and 42 are in contact with and coupled to the surface of the steel plate 20c.

다만, 강재 플레이트(20c)의 면의 세로 길이가 가로 길이보다 길게 형성되어, 강재 플레이트(20c)가 전체적으로 직사각형으로 형성된다. 강재 플레이트(20c)의 가장자리를 따라 상, 하, 좌, 우에 총 4개의 관통홈(21)이 형성된 점은 앞서 설명한 바와 동일하다.However, the longitudinal length of the surface of the steel plate 20c is longer than the horizontal length, so that the steel plate 20c is formed in a rectangular shape as a whole. The four through grooves 21 are formed on the top, bottom, left and right sides of the steel plate 20c in the same manner as described above.

강재 플레이트(20c)의 형상에 따라 수직 플레이트(31, 32) 역시 더 길어지고, 구속판(41, 42)도 원형이 아닌 세로 방향으로 긴 타원형으로 형성된다.Depending on the shape of the steel plate 20c, the vertical plates 31 and 32 also become longer, and the restraining plates 41 and 42 are also formed in an elliptical shape that is long in the vertical direction rather than circular.

이와 같이 세로가 긴 강재 플레이트(20c)는 외력이 작용하면 휨 변형을 통해 진동 에너지를 소비한다. 다만, 이렇게 휨 변형이 심하게 일어나는 경우 원래 형상으로 돌아올 때까지 시간이 오래 걸리고, 그에 따라 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상도 심해질 수 있다. As described above, the longitudinal steel plate 20c consumes vibration energy through bending deformation when an external force is applied. However, in this case, if the bending deformation occurs badly, it takes a long time to return to the original shape, and thus, the phenomenon that the hysteretic damping characteristic may be deteriorated.

다만, 강재 플레이트(20c)에 결합된 구속판(41, 42) 자체의 텐션에 의해 휨 변형의 정도를 줄일 수 있고, 따라서 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상을 줄이는 동시에 진동 에너지를 효율적을 흡수할 수 있게 한다.However, the degree of bending deformation can be reduced by the tension of the restraining plates 41 and 42 itself coupled to the steel plate 20c, thereby reducing the phenomenon of hysteretic damping characteristics and absorbing vibration energy efficiently. To be.

그 외 구속판(41, 42)이 강재 플레이트(20)의 면외 변형을 감소하게 하는 것은 앞서 설명한 바와 동일하다.The restraining plates 41 and 42 allow the out-of-plane deformation of the steel plate 20 to be the same as described above.

도 6는 본 발명의 제4실시예에 따른 구조물용 제진 장치를 도시한 도면이다.6 is a view showing a vibration suppression apparatus for a structure according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 앞의 실시예 1과 동일하게 구조물용 제진 장치(1c)는 상부 엔드 플레이트(11) 및 하부 엔드 플레이트(12)와, 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12) 사이에서 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)를 연결하는 측면 플레이트(31, 32)와, 수직 플레이트(31, 32)와 상부 엔드 플레이트(11)와 하부 엔드 플레이트(12)의 내부에 결합되는 강재 플레이트(20d)로 구성된다. 나아가, 강재 플레이트(20d)의 면에는 구속판(41, 42)이 접촉되어 결합된 점도 동일하다.As shown in FIG. 6, in the same manner as in the first embodiment, the vibration suppression apparatus 1c for a structure includes an upper end plate 11 and a lower end plate 12, an upper end plate 11 and a lower end plate ( 12 side plates 31 and 32 connecting the upper end plate 11 and the lower end plate 12 between the vertical plates 31 and 32 and the upper end plate 11 and the lower end plate 12. It is composed of a steel plate 20d coupled to the inside of the. Furthermore, the restraint plates 41 and 42 are in contact with and coupled to the surface of the steel plate 20d.

다만, 강재 플레이트(20d)의 면의 세로 길이가 가로 길이보다 짧게 형성되어, 강재 플레이트(20d)가 전체적으로 옆으로 벌어진 직사각형으로 형성된다. However, the longitudinal length of the surface of the steel plate 20d is shorter than the horizontal length, so that the steel plate 20d is formed in a rectangular shape that is widened laterally.

이와 같이 가로가 긴 강재 플레이트(20d)는 외력이 작용하면 전단 변형을 하면서 진동 에너지를 소비한다. 다만, 전단 변형이 심하게 일어나는 경우 강재 플레이트(20d)가 파괴되거나, 외력의 방향이 바뀌어 원래 형상으로 돌아올 때까지 걸리는 시간이 늘어나며 그에 따라 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상의 지속 시간도 길어진다.As described above, the long steel plate 20d consumes vibration energy while shearing when an external force is applied. However, if the shear deformation occurs severely, the steel plate 20d is destroyed, or the time taken until the external force is changed to return to the original shape increases, so that the duration of the phenomenon that the hysteresis damping characteristic is deteriorated is also long.

다만, 강재 플레이트(20d)에 결합된 구속판(41, 42) 자체의 텐션에 의해 전단 변형의 정도를 줄일 수 있고, 따라서 이력 감쇠 특성이 저하되는 현상을 줄이는 동시에 진동 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있게 한다.However, the degree of shear deformation can be reduced by the tension of the restraining plates 41 and 42 itself coupled to the steel plate 20d, thereby reducing the phenomenon that the hysteresis damping characteristic is degraded and at the same time absorbing vibration energy efficiently. To be.

반면, 구속판(41, 42)이 강재 플레이트(20d)의 면외 변형을 감소하게 하는 것은 앞서 설명한 바와 동일하다.On the other hand, it is the same as described above that the restraining plates 41 and 42 reduce the out-of-plane deformation of the steel plate 20d.

1a, 1b, 1c, 1d : 구조물용 제진장치
11 : 상부 엔드 플레이트 12 : 하부 엔드 플레이트
20 : 강재 플레이트 31, 32 : 수직 플레이트
41, 42 : 원형 구속판 51, 52 : 마름모형 구속판
70 : 체결부재1a, 1b, 1c, 1d: Structure vibration suppression device
11: upper end plate 12: lower end plate
20: steel plate 31, 32: vertical plate
41, 42: circular restraint plate 51, 52: rhombus restraint plate
70: fastening member

Claims (13)

구조물의 보에 결합되는 상부 엔드 플레이트와 하부 엔드 플레이트;
상기 상부 엔드 플레이트와 상기 하부 엔드 플레이트 사이에 수직으로 마련된 복수의 수직 플레이트;
상기 상부 엔드 플레이트, 상기 하부 엔드 플레이트 및 상기 복수의 수직 플레이트 사이에 마련된 강재 플레이트;
상기 강재 플레이트의 면에 장착되어 상기 강재 플레이트의 면외 변형을 구속하는 적어도 하나의 구속판;을 포함하되,
상기 적어도 하나의 구속판은 상기 강재 플레이트의 일면에 장착된 제1구속판과, 상기 강재 플레이트의 배면에 장착된 제2구속판을 포함하여 이루어지고, 상기 제1구속판과 상기 제2구속판의 각각에는 상기 제1구속판과 상기 제2구속판을 결합하기 위한 체결부재가 통과하기 위해 마련된 적어도 하나의 관통공을 포함하고,
상기 강재 플레이트는 상기 관통공에 대응되는 위치에 마련되어 상기 체결부재가 통과할 수 있는 적어도 하나의 관통홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치.An upper end plate and a lower end plate coupled to the beam of the structure;
A plurality of vertical plates provided vertically between the upper end plate and the lower end plate;
A steel plate provided between the upper end plate, the lower end plate, and the plurality of vertical plates;
And at least one restraining plate mounted on a surface of the steel plate to restrain out-of-plane deformation of the steel plate.
The at least one restraint plate includes a first binding plate mounted on one surface of the steel plate and a second binding plate mounted on a rear surface of the steel plate, and the first binding plate and the second binding plate. Each of the includes at least one through-hole provided to pass through the fastening member for coupling the first and the second binding plate,
The steel plate is provided in a position corresponding to the through-hole damping device for a structure, characterized in that it comprises at least one through groove through which the fastening member can pass. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구속판은 모두 원형의 플레이트로 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치. The method of claim 1,
The at least one restraint plate is a vibration suppression apparatus for a structure, characterized in that it comprises all formed of a circular plate. 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구속판은 모두 마름모 형의 플레이트로 형성된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치.The method of claim 1,
The at least one restraint plate is a vibration suppression apparatus for a structure, characterized in that it comprises all formed of a plate of a rhombus type. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 관통공은 상기 제1구속판과 제2구속판 가장자리를 따라 상, 하, 좌, 우에 마련되는 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치. The method of claim 1,
The at least one through-hole is provided in the upper, lower, left, right along the edge of the first binding plate and the second binding plate, the vibration damping device for a structure. 제1항에 있어서,
상기 강재 플레이트는 그 면의 가로 길이보다 세로 길이가 긴 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치.The method of claim 1,
The steel plate is a vibration damping device for a structure, characterized in that the longitudinal length is longer than the horizontal length of the surface. 제1항에 있어서,
상기 강재 플레이트는 그 면의 가로 길이보다 세로 길이가 짧은 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치.The method of claim 1,
The steel plate is a vibration damping device for a structure, characterized in that it comprises a shorter vertical length than the horizontal length of the surface. 제1항에 있어서,
상기 강재 플레이트는 웨브 형상으로 형성되고, 상기 수직 플레이트는 플랜지 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 구조물용 제진 장치. The method of claim 1,
The steel plate is formed in a web shape, the vertical plate is a vibration damping device for a structure, characterized in that formed in the flange shape. 삭제delete 삭제delete
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