KR101374773B1 - Metallic Damper with Tapered Strip - Google Patents
Metallic Damper with Tapered Strip Download PDFInfo
- Publication number
- KR101374773B1 KR101374773B1 KR1020130042241A KR20130042241A KR101374773B1 KR 101374773 B1 KR101374773 B1 KR 101374773B1 KR 1020130042241 A KR1020130042241 A KR 1020130042241A KR 20130042241 A KR20130042241 A KR 20130042241A KR 101374773 B1 KR101374773 B1 KR 101374773B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- strip
- fixing plate
- width
- steel damper
- present
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/027—Preventive constructional measures against earthquake damage in existing buildings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/024—Structures with steel columns and beams
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2238/00—Type of springs or dampers
- F16F2238/04—Damper
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 지진하중 등에 의한 수평 하중 발생시 스트립(strip) 전체에 걸쳐 하중을 균일하게 분산하여 에너지 소산 효율을 향상시킬 수 있는 스트립형 강재 댐퍼에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼는, 정면부가 건축구조물에 고정되는 상부고정판과; 상기 상부고정판의 하측에 일정 거리 이격되어 나란하게 배치되며 정면부가 건축구조물에 고정되는 하부고정판과; 상단이 상기 상부고정판의 하단 가로변에 연결되고 하단이 상기 하부고정판의 상단 가로변에 연결되도록 형성되며, 상부고정판과 하부고정판의 가로방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 복수개의 슬릿을 형성하되, 상단부와 하단부의 폭이 중간부의 폭보다 넓은 형상을 갖는 복수개의 스트립(strip)을 포함하며; 상기 스트립은 단부의 폭과 높이의 형상비(W1:H)가 1:5 ~ 1:8인 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a strip-type steel damper that can improve the energy dissipation efficiency by uniformly distributing the load over the entire strip during the horizontal load caused by the earthquake load, the strip-type steel damper according to the present invention, An upper fixing plate fixed to the additional building structure; A lower fixing plate disposed side by side at a predetermined distance apart from the lower side of the upper fixing plate, and having a front portion fixed to the building structure; The upper end is connected to the lower horizontal side of the upper fixing plate and the lower end is formed to be connected to the upper horizontal side of the lower fixing plate, and is formed at a predetermined interval along the horizontal direction of the upper fixing plate and the lower fixing plate to form a plurality of slits, the upper part and the lower part A plurality of strips having a shape wherein the width of the wider than the width of the middle portion; The strip is characterized in that the aspect ratio (W1: H) of the width and height of the end is 1: 5 ~ 1: 8.
Description
본 발명은 강재 댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하 방향으로 긴 복수개의 스트립이 테이퍼진 형태로 형성되어 지진하중 작용시 강재의 소성 변형에 의해 에너지를 흡수하여 구조물을 보호할 수 있도록 한 변단면 스트립형 강재 댐퍼에 관한 것이다. The present invention relates to a steel damper, and more particularly, a plurality of strips long in the vertical direction are formed in a tapered form so that the energy absorbed by plastic deformation of the steel during the earthquake load can protect the structure. A strip-type steel damper.
강재를 이용한 제진장치는 주요 구조체의 손상이 발생하기 전에 조기에 댐퍼의 강재가 항복하여 에너지를 흡수하기 위해 설치되는 것으로, 사용재료가 저가이며 거동이 안정적인 특징을 가지고 있다. 강재 댐퍼는 전단패널형과 스트립형 등으로 구분된다.The damping device using steel is installed to absorb energy by surrendering the steel of damper before the damage of main structure occurs, and it is characterized by low cost and stable behavior. Steel dampers are classified into shear panel type and strip type.
도 1은 종래의 스트립형 강재 댐퍼의 일례를 나타낸 도면으로, 스트립형 강재 댐퍼(10)는 강재가 조기에 항복할 수 있도록 강판에 상하 방향으로 기다란 슬릿(slit)(12)을 형성한 구조로 이루어진다. 이러한 스트립형 강재 댐퍼는 지진하중과 같은 수평방향의 하중이 작용하게 되면 상기 슬릿(12)을 형성하는 스트립(strip)(11)이 휘면서 에너지를 소산시켜 구조물을 보호하는 작용을 하게 되는데, 수평하중 발생시 스트립(11)의 상단 및 하단으로 갈수록 내부에 발생하는 힘이 증가하게 되므로 스트립(11)의 상단 및 하단에서 지진에 의한 손상이 집중되는 현상이 발생한다. 1 is a view showing an example of a conventional strip-shaped steel damper, the strip-
그런데, 종래의 스트립 강재 댐퍼는 슬릿(12)을 형성하는 스트립(11)이 일자형으로서 상단에서부터 하단까지 모두 일정한 폭을 갖기 때문에 하중에 견디는 에너지 소산 효율이 저하되는 문제가 있다. However, the conventional strip steel damper has a problem that the energy dissipation efficiency withstanding load is lowered because the
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 일본 공개특허공보 2000-234454호에 스트립의 상,하 단부 폭이 중앙부보다 큰 테이퍼 형태를 갖는 강재 댐퍼가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 테이퍼형 스트립을 갖는 종래의 강재 댐퍼는 전단 현상에 따른 파괴 및 에너지 소산 효율 등을 고려하여 설계되지 않았기 때문에 실제 지진 하중과 같은 수평 하중에서 에너지를 소산시키는 능력에 한계가 있었다.In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-234454 discloses a steel damper having a taper shape in which the upper and lower end widths of the strips are larger than the center portion. However, since the conventional steel damper having such a tapered strip is not designed in consideration of the breakage and energy dissipation efficiency due to the shearing phenomenon, there is a limit in the ability to dissipate energy in horizontal load such as the actual earthquake load.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지진하중에 의한 수평 하중 발생시 내부에 발생하는 힘에 비례하여 슬릿을 형성하는 강판, 즉 스트립(strip)의 단면을 구성함으로써 전단 파괴를 방지하고 에너지 소산 효율을 향상시킬 수 있는 스트립형 강재 댐퍼를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to shear by forming a cross section of the steel sheet, that is, the strip (strip) to form a slit in proportion to the force generated therein when the horizontal load caused by the earthquake load The present invention provides a strip-type steel damper that can prevent breakage and improve energy dissipation efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼는, 정면부가 건축구조물에 고정되는 상부고정판과; 상기 상부고정판의 하측에 일정 거리 이격되어 나란하게 배치되며 정면부가 건축구조물에 고정되는 하부고정판과; 상단이 상기 상부고정판의 하단 가로변에 연결되고 하단이 상기 하부고정판의 상단 가로변에 연결되도록 형성되며, 상부고정판과 하부고정판의 가로방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 복수개의 슬릿을 형성하되, 상단부와 하단부의 폭이 중간부의 폭보다 넓은 형상을 갖는 복수개의 스트립(strip)을 포함하며; 상기 스트립은 단부의 폭과 높이의 형상비(W1:H)가 1:5 ~ 1:8인 것을 특징으로 한다. Strip-type steel damper according to the present invention for achieving the above object, the top fixing plate is fixed to the front structure building structure; A lower fixing plate disposed side by side at a predetermined distance apart from the lower side of the upper fixing plate, and having a front portion fixed to the building structure; The upper end is connected to the lower horizontal side of the upper fixing plate and the lower end is formed to be connected to the upper horizontal side of the lower fixing plate, and is formed at a predetermined interval along the horizontal direction of the upper fixing plate and the lower fixing plate to form a plurality of slits, the upper part and the lower part A plurality of strips having a shape wherein the width of the wider than the width of the middle portion; The strip is characterized in that the aspect ratio (W1: H) of the width and height of the end is 1: 5 ~ 1: 8.
본 발명의 강재 댐퍼는 스트립의 형태가 상단 및 하단부에서 중간부로 갈수록 좌우 폭과 두께가 작아지는 테이퍼진 형태를 가지며, 특정한 스트립의 단부 폭과 높이에 대한 형상비, 스트립의 단부 폭과 중앙부 폭 간의 비, 스트립의 단부 두께와 중앙부 두께 간의 비가 설정 범위로 설계되도록 함으로써 하중이 집중되는 상단부 및 하단부에서 지지강도가 향상되고 중간 부분에서도 전단을 억제하면서 효율적인 소성 변형이 일어나게 되어 기존의 일자형 스트립 또는 테이퍼형 스트립을 갖는 강재 댐퍼에 비하여 향상된 에너지 소산 성능을 갖게 되는 효과가 있다. The steel damper of the present invention has a tapered shape in which the strip shape becomes smaller in width and thickness from the upper and lower portions to the middle portion, and the ratio between the end width and the height of the specific strip, and the ratio between the end width and the center width of the strip. In addition, the ratio between the end thickness and the center thickness of the strip is designed to be within the set range, so that the supporting strength is improved at the upper and lower portions where the load is concentrated and efficient plastic deformation occurs while suppressing shear in the middle portion. Compared with the steel damper having an effect that has an improved energy dissipation performance.
도 1은 종래의 스트립형 강재 댐퍼의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립형 강재 댐퍼가 적용된 브레이스형 철골 구조물의 정면도이다.
도 3은 도 2의 스트립형 강재 댐퍼의 정면도 및 측면도를 함께 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼의 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼의 또 다른 실시예를 나타낸 정면도 및 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼의 스트립이 최소 형상비(1:5) 및 최대 형상비(1:8)인 경우를 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼의 스트립의 폭 비()를 변수로 하여 유한요소해석을 수행하여 얻어진 응력분포를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼의 스트립의 폭 비()에 따른 전체체적에 대한 항복체적의 비를 나타낸 그래프이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 스트립형 강재 댐퍼의 스트립 형상을 도출하는 과정의 일례를 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 기존의 스트립형 강재 댐퍼와 본 발명의 스트립형 강재 댐퍼의 변형에 따른 정규화하중을 나타낸 그래프이다.
도 11은 실험 결과를 바탕으로 기존의 스트립형 강재 댐퍼와 본 발명의 스트립형 강재 댐퍼의 단위체적당 에너지 흡수량을 나타낸 그래프이다. 1 is a front view of a conventional strip-shaped steel damper.
2 is a front view of a brace-type steel structure to which a strip-shaped steel damper is applied according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a front view and a side view of the strip-shaped steel damper of FIG.
4 is a front view and a side view showing another embodiment of the strip-shaped steel damper according to the present invention.
5 is a front view and a side view showing still another embodiment of the strip-shaped steel damper according to the present invention.
6 is a front view showing a case in which the strip of the strip-shaped steel damper according to the present invention has a minimum shape ratio (1: 5) and a maximum shape ratio (1: 8).
7 is a width ratio of the strip of the strip-shaped steel damper according to the present invention ( Figure 1 shows the stress distribution obtained by performing finite element analysis using) as a variable.
8 is a width ratio of the strip of the strip-shaped steel damper according to the present invention ( ) Is a graph showing the ratio of yield volume to total volume.
9A to 9C are views sequentially showing an example of a process of deriving the strip shape of the strip-shaped steel damper according to the present invention.
9A and 9B are graphs showing normalized loads according to deformation of existing strip-shaped steel dampers and strip-shaped steel dampers of the present invention, respectively.
11 is a graph showing the amount of energy absorption per unit volume of the conventional strip-shaped steel damper and the strip-shaped steel damper of the present invention based on the experimental results.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 변단면 스트립형 강재 댐퍼의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of a cross-section strip-type steel damper according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 변단면 스트립형 강재 댐퍼가 적용된 브레이스형 철골 구조물을 나타낸 것으로, 이 브레이스형 철골 구조물은 철골구조의 주요부재인 기둥(2)과 보(3)를 대각선인 X형으로 연결하는 복수개의 브레이스(4)들과, 기둥(2)과 보(3)로 연결된 공간의 중간부에 위치하며 기둥(2) 및 보(3)에 연결된 브레이스(4)들의 단부가 연결되는 강재 댐퍼(100)를 포함한다. Figure 2 shows a brace-type steel structure is applied to the cross-section strip-type steel damper according to the present invention, the brace-type steel structure is a column X and the beam (3) of the main members of the steel structure diagonally X-shaped Steel which is connected to a plurality of
상기 4개의 브레이스(4)들의 외측 단부는 상기 기둥(2)과 보(3)가 상호 연결된 사각형의 철골구조의 안쪽 4 모서리부위에 용접 또는 볼트체결에 의해 고정된다. 상기 브레이스(4)가 고정된 기둥(2) 및 보(3)에는 가셋 플레이트(5)가 설치되어 기둥(2)과 보(3)에 연결된 4개의 브레이스(4)를 지지한다.The outer ends of the four
상기 4개의 브레이스(4)들의 내측 단부에는 상기 강재 댐퍼(100)가 연결부(6)을 매개로 용접 또는 볼트체결 등에 의해 고정된다. 상기 강재 댐퍼(100)는 철골 구조물에 지진하중 등의 수평 하중이 발생할 때 소성 변형 되면서 에너지를 흡수하게 된다. The
도 3을 참조하면, 본 발명의 강재 댐퍼(100)는 상기 연결부(6)의 상단부에 고정되는 상부고정판(110)과, 상기 상부고정판(110)의 하측에 일정 거리 이격되어 나란하게 배치되며 상기 연결부(6)의 하단부에 고정되는 하부고정판(120)과, 상기 상부고정판(110)과 하부고정판(120) 사이를 연결하는 복수개의 스트립(130)(strip)을 포함한 구성으로 이루어진다. Referring to Figure 3, the
상기 상부고정판(110)과 하부고정판(120)은 정면에서 보았을 때 직사각형의 강판(steel plate)으로 이루어져 각각의 정면부가 연결부(6)에 결합된다. 상기 상부고정판(110)과 하부고정판(120)의 정면부에는 상기 연결부(6)과의 볼트 체결을 위한 복수개의 볼트체결공(111, 121)들이 가로 방향을 따라 형성되어 있다. The
상기 스트립(130)은 상단이 상기 상부고정판(110)의 하단 가로변에 일체로 연결되고 하단이 상기 하부고정판(120)의 상단 가로변에 일체로 연결되도록 형성된다. 또한, 상기 스트립(130)들은 상부고정판(110)과 하부고정판(120)의 가로방향(좌우방향)을 따라 일정 간격으로 형성되어 복수개의 슬릿(140)을 형성하게 된다. The
상기 각각의 스트립(130)은 상단부와 하단부의 좌우 폭(W1)이 중간부의 좌우 폭(W2)보다 넓게 형성된다. 즉, 상기 스트립(130)은 상단부 및 하단부의 폭(W1)이 중간부보다 넓은 테이퍼진(tapered) 형태를 갖는다. 이와 같이 스트립(130)이 테이퍼진 형태를 갖게 되면, 지진하중 등의 수평하중이 발생할 때 상단부 및 하단부에 집중될 수 있는 응력을 스트립 전체 높이에 걸쳐 효과적으로 분산시켜 에너지 소산 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 상기 스트립(130)의 상단 폭과 하단 폭은 반드시 동일할 필요는 없으며, 두께에 따라 변화할 수 있다. Each of the
이 실시예에서 상기 스트립(130)의 좌우 폭은 상단 및 하단에서 중간으로 갈수록 일정하게 점진적으로 작아지면서 직선형으로 테이퍼진 형태를 갖는다. 하지만, 스트립(130)의 양측 변부가 포물선 형태 등의 곡선형을 이루면서 좌우 폭이 점진적으로 작아지게 형성될 수도 있다. 또한, 상기 스트립(130)은 도 4에 도시된 것처럼 상단과 하단 및/또는 중간부의 일부 구간에서는 폭이 일정하게 형성되고 이 구간 이외의 부분에서는 폭이 점진적으로 가변되는 테이퍼진 형태를 가질 수 있지만, 도 5에 도시한 것과 같이 상단 및 하단에서 중앙까지 완전히 점진적으로 폭이 가변되는 형태를 가질 수도 있다. In this embodiment, the left and right widths of the
또한, 상기 스트립(130)은 좌우 폭과 함께 두께(d1, d2)도 상단부 및 하단부가 중간부보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 스트립(130)의 두께(d1, d2)는 상단 및 하단에서 중간으로 갈수록 점진적으로 작아지는 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 상기 스트립(130)의 두께(d1, d2)는 상단 및 하단에서 중간까지 완전히 점진적으로 두께가 작아지는 형태를 취할 수도 있지만, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 상단부 및 하단부, 중간부의 일부 구간에서는 두께가 일정하게 형성될 수도 있을 것이다. In addition, the
한편 본 발명의 변단면 스트립형 강재 댐퍼는 단순한 설계와 거동을 위해 전단력을 무시하고 휨거동이 지배적인 형상비를 갖는다. 이를 위한 스트립(130)의 형상비, 즉 스트립(130)의 상,하단부 폭(W1) 대 높이(H)의 비는 1:5 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다(도 6의 (A) 참조). 그러나 형상비가 너무 커지면 면외좌굴에 취약해지기 때문에 최대 형상비는 1:8 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다(도 6의 (B) 참조). 즉, 본 발명의 변단면 스트립형 강재 댐퍼는 스트립(130)의 단부의 폭(W1)과 높이(H)의 형상비(W1:H)가 1:5 ~ 1:8로 설계된다. Meanwhile, the cross-section strip-type steel damper of the present invention has a shape ratio in which bending behavior is dominant, ignoring shear force, for simple design and behavior. For this purpose, the ratio of the shape of the
또한 전술한 것과 같이 본 발명의 변단면 스트립형 강재 댐퍼는 에너지소산 효율을 높이기 위해 스트립(130)의 중앙부는 단부에 비해 폭이 좁은 형상을 가지고 있다. 그러나 중앙부의 폭(W2)이 너무 좁아지는 경우는 스트립(130)이 휨강도를 발휘하기 전에 전단에 의해 파괴될 수 있다. 이러한 중앙부의 전단파괴를 방지하고 전단면이 고르게 항복할 수 있는 형상을 찾기 위해 스트립(130)의 상,하단부 폭(W1)에 대한 중앙부 폭(W2)의 비(W2/W1), 즉 스트립 폭비()를 변수로 하여 유한요소해석을 수행하였고, 몇 가지에 대한 응력분포가 도 7에 도시된 것과 같이 나타났다. In addition, as described above, the cross-section strip-type steel damper of the present invention has a shape in which the center portion of the
도 7의 응력분포 도면과 도 8의 스트립 폭비()에 따른 항복체적비의 그래프를 참조하면, 가 1이면, 즉 일자형의 스트립인 경우(도 7의 (d) 참조) 스트립의 상,하단부쪽에 응력이 집중되기 때문에 효율적이지 못하며, 항복체적은 전체 스트립 체적의 22%에 불과하다. 한편 가 0.17인 경우, 즉 중앙부 폭(W2)이 단부 폭(W1)의 17%인 경우(도 7의 (a) 참조)는 42%의 체적이 항복하나, 중앙부 폭이 너무 좁아 전단에 의해 파괴되므로 바람직하지 않다. The stress distribution diagram of FIG. 7 and the strip width ratio of FIG. 8 ( Referring to the graph of yield volume ratio according to If 1, that is, a straight strip (see Fig. 7 (d)) is not efficient because the stress is concentrated on the upper and lower ends of the strip, the yield volume is only 22% of the total strip volume. Meanwhile Is 0.17, i.e., when the center width W2 is 17% of the end width W1 (see FIG. 7 (a)), the volume of 42% yields, but the center width is too narrow and is destroyed by shear. Not desirable
도 8에 도시된 그래프를 통해서 알 수 있는 것과 같이, 가 너무 낮으면 중앙부의 전단이 취약하고, 가 너무 높으면 에너지 소산 효율이 감소하므로, 본 발명에서는 스트립(130)의 효과적인 폭 비()를 0.38~0.65로 제시한다. 상기 스트립(130)의 폭 비()는 0.52~0.59일 때 에너지 소산 효율과 전단 강도 측면에서 가장 바람직하다. As can be seen through the graph shown in Figure 8, Is too low, the shear at the center is weak, Is too high, the energy dissipation efficiency is reduced, so in the present invention, the effective width ratio of the strip 130 ( ) From 0.38 to 0.65. Width ratio of the strip 130 ( ) Is most preferable in terms of energy dissipation efficiency and shear strength at 0.52 to 0.59.
또한 본 발명의 변단면 스트립형 강재 댐퍼는 스트립(130)의 측면 두께가 중앙부가 단부보다 얇은 형상을 갖는다. 상기 스트립(130)의 단부와 중간부의 두께 비(d2/d1)는 폭의 비()에 따라 변경될 수 있지만, 중간부 두께가 지나치게 얇은 경우 취성적인 파괴를 유발할 수 있으므로 본 발명에서는 스트립(130)의 단부와 중간부의 두께 비(d2/d1)는 0.5~0.9로 제시한다. In addition, the cross-section strip-type steel damper of the present invention has a shape in which the thickness of the side surface of the
도 9a 내지 도 9c는 상기와 같이 테이퍼진 스트립(130)의 형상을 도출하는 과정의 일례를 순차적으로 나타낸 것으로, 먼저 도 9a에 도시한 것과 같이 스트립(130)의 두께가 일정한 상태일 때 동시항복을 위한 이론적 스트립 소요폭을 결정한 다음, 도 9b에 도시한 것과 같이 두께가 변화하는 경우의 스트립 소요폭 감소를 계산하여 스트립 소요폭을 변경한다. 그리고, 최종적으로 도 9c에 도시한 것과 같이 설계 단순화를 통한 최종 스트립 형상을 결정한다. 9A to 9C sequentially illustrate an example of a process of deriving the shape of the tapered
전술한 것과 같이 본 발명의 강재 댐퍼(100)는 스트립(130)의 형태가 상단 및 하단부에서 중간부로 갈수록 좌우 폭(W1, W2)과 두께(d1, d2)가 작아지는 테이퍼진 형태를 가짐으로써 하중이 집중되는 상단부 및 하단부에서 지지강도가 향상되고 중간 부분에서도 소성 변형이 쉽게 일어나게 되어 기존의 일자형 스트립을 갖는 강재 댐퍼에 비하여 향상된 에너지 소산 성능을 갖는 것으로 확인되었다. As described above, the
도 10a 및 도 10b는 각각 기존의 스트립형 강재 댐퍼와 본 발명의 변단면 스트립형 강재 댐퍼를 반복가력 실험한 결과를 나타낸 것으로, 기존 강재 댐퍼에 비해 본 발명에 의한 강재 댐퍼가 증가하는 변위에 대해 갑작스러운 파괴가 발생하지 않고, 보다 안정적으로 외부의 힘에 저항하고 있음을 확인할 수 있다. 10A and 10B show the results of repeated stress tests of the conventional strip-type steel damper and the cross-sectional strip-type steel damper of the present invention, respectively, for the displacement of the steel damper according to the present invention compared to the existing steel damper. Sudden destruction does not occur, and it can be seen that it is more stably resisting external forces.
또한 변단면 스트립형 강재 댐퍼가 저항할 수 있는 최대 변형량(가로축)이 더 크기 때문에 댐퍼로서 우수한 성능을 보유하고 있음을 확인하였고, 이론 소성강도 대비 2배에 가까운 내력(세로축)을 발휘하기 때문에 충분한 잉여력 또한 보유하고 있음을 실험적으로 확인하였다.In addition, it was confirmed that the cross section strip-type steel damper had excellent performance as a damper because the maximum amount of deformation (horizontal axis) that it could resist was greater, and it was sufficient because it exhibited a strength (vertical axis) nearly twice that of theoretical plastic strength. It was confirmed experimentally that the surplus power is also retained.
도 11은 실험 결과를 바탕으로 단위체적당 에너지 흡수량을 나타낸 것으로, 본 발명의 변단면 스트립형 강재 댐퍼가 기존의 강재 댐퍼에 비해 2배 이상의 에너지 흡수 효율을 가지고 있음을 확인하였으며, 이에 따라 기존 강재 댐퍼에 비해 약 50%의 물량으로 대상 건물에 제진장치로 적용이 가능한 것으로 예측되었다.Figure 11 shows the energy absorption per unit volume based on the experimental results, it was confirmed that the cross-sectional strip-type steel damper of the present invention has more than twice the energy absorption efficiency of the conventional steel damper, accordingly the existing steel damper It is estimated that it can be applied as a vibration damper to the target building in about 50% of the volume.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
100 : 강재 댐퍼 110 : 상부고정판
111 : 볼트체결공 120 : 하부고정판
121 : 볼트체결공 130 : 스트립
140 : 슬릿(slit) 100: steel damper 110: upper fixing plate
111: bolt fastening hole 120: lower fixing plate
121: bolt fastener 130: strip
140: slit
Claims (5)
상기 상부고정판(110)의 하측에 일정 거리 이격되어 나란하게 배치되며 정면부가 건축구조물에 고정되는 하부고정판(120)과;
상단이 상기 상부고정판(110)의 하단 가로변에 연결되고 하단이 상기 하부고정판(120)의 상단 가로변에 연결되도록 형성되며, 상부고정판(110)과 하부고정판(120)의 가로방향을 따라 일정 간격으로 형성되어 복수개의 슬릿(140)을 형성하되, 상단부와 하단부의 폭(W1)이 중간부의 폭(W2)보다 넓은 형상을 갖는 복수개의 스트립(130)(strip)을 포함하며;
상기 스트립(130)은 단부의 폭(W1)과 높이(H)의 형상비(W1:H)가 1:5 ~ 1:8 이고, 스트립(130)의 상단부 및 하단부의 폭(W1)에 대한 중앙부 폭(W2)의 비( = W2/W1)는 0.38~0.65인 것을 특징으로 하는 변단면 스트립형 강재 댐퍼.An upper fixing plate 110 having a front portion fixed to the building structure;
A lower fixing plate 120 disposed side by side at a predetermined distance from the lower side of the upper fixing plate 110 and having a front portion fixed to the building structure;
The upper end is connected to the lower horizontal side of the upper fixing plate 110 and the lower end is formed to be connected to the upper horizontal side of the lower fixing plate 120, the predetermined interval along the horizontal direction of the upper fixing plate 110 and the lower fixing plate 120. Formed to form a plurality of slits 140, the width W1 of the upper end and the lower end including a plurality of strips 130 having a shape larger than the width W2 of the middle part;
The strip 130 has a shape ratio W1: H of an end width W1 and a height H of 1: 5 to 1: 8, and has a central portion with respect to the width W1 of the upper and lower portions of the strip 130. Ratio of width (W2) = W2 / W1) is a cross-sectional strip-type steel damper, characterized in that 0.38 ~ 0.65.
3. The edge section strip-type steel damper according to claim 2, wherein the ratio d2 / d1 of the thickness d2 of the middle portion to the thickness d1 of the upper and lower portions of the strip 130 is 0.5 to 0.9. .
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20120093492 | 2012-08-27 | ||
KR1020120093492 | 2012-08-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140027865A KR20140027865A (en) | 2014-03-07 |
KR101374773B1 true KR101374773B1 (en) | 2014-03-17 |
Family
ID=50641610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130042241A KR101374773B1 (en) | 2012-08-27 | 2013-04-17 | Metallic Damper with Tapered Strip |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101374773B1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190084891A (en) | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 고려대학교 산학협력단 | Strip type metallic damper having section reduction area |
KR102019940B1 (en) | 2019-03-14 | 2019-09-11 | (주)한국건축구조연구원 | Taper steel bar damper |
KR102052298B1 (en) | 2019-02-26 | 2019-12-04 | 한국내진시스템 주식회사 | Damping module with pinned connection theta damper |
KR102066732B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-01-15 | 이에스텍이엔지 주식회사 | strip array with variable width for steel damper |
KR102085249B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-03-04 | 이에스텍이엔지 주식회사 | steel damper for energy dissipation |
KR102085276B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-03-05 | 이에스텍이엔지 주식회사 | steel damper for energy dissipation of middle low layer building |
KR102085254B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-03-05 | 이에스텍이엔지 주식회사 | steel damper coupling device for energy dissipation |
KR102185142B1 (en) | 2019-11-12 | 2020-12-01 | 효성중공업 주식회사 | Steel damper of elastic-plastic behavior type for remanent strain control function and in-plane behavior stability improvement |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101531206B1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-06-25 | 주식회사 씨엠파트너스건축사사무소 | Steel damper and reinforcemrnt method for earthquake-proof using the same |
KR102154247B1 (en) * | 2018-01-29 | 2020-09-10 | 주식회사 허브구조엔지니어링 | Vibration control apparatus and vibration control system having the same |
CN109779067B (en) * | 2019-03-25 | 2023-08-22 | 重庆大学 | Novel shearing type buckling-free energy dissipation support |
CN110273482A (en) * | 2019-06-28 | 2019-09-24 | 西安建筑科技大学 | A kind of box column connecting joint structure and assembly method |
CN112900667A (en) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 华北水利水电大学 | Copper seam-viscoelastic damper |
KR102454380B1 (en) * | 2021-03-16 | 2022-10-13 | 에스케이에코플랜트(주) | Damping device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0547566U (en) * | 1991-11-29 | 1993-06-25 | 鹿島建設株式会社 | Steel damper |
-
2013
- 2013-04-17 KR KR1020130042241A patent/KR101374773B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0547566U (en) * | 1991-11-29 | 1993-06-25 | 鹿島建設株式会社 | Steel damper |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190084891A (en) | 2018-01-08 | 2019-07-17 | 고려대학교 산학협력단 | Strip type metallic damper having section reduction area |
KR20200123059A (en) | 2018-01-08 | 2020-10-28 | 고려대학교 산학협력단 | Strip-type steel damper with strain-resistant parts for stress reduction |
KR102052298B1 (en) | 2019-02-26 | 2019-12-04 | 한국내진시스템 주식회사 | Damping module with pinned connection theta damper |
KR102019940B1 (en) | 2019-03-14 | 2019-09-11 | (주)한국건축구조연구원 | Taper steel bar damper |
KR102066732B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-01-15 | 이에스텍이엔지 주식회사 | strip array with variable width for steel damper |
KR102085249B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-03-04 | 이에스텍이엔지 주식회사 | steel damper for energy dissipation |
KR102085276B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-03-05 | 이에스텍이엔지 주식회사 | steel damper for energy dissipation of middle low layer building |
KR102085254B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-03-05 | 이에스텍이엔지 주식회사 | steel damper coupling device for energy dissipation |
KR102185142B1 (en) | 2019-11-12 | 2020-12-01 | 효성중공업 주식회사 | Steel damper of elastic-plastic behavior type for remanent strain control function and in-plane behavior stability improvement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140027865A (en) | 2014-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101374773B1 (en) | Metallic Damper with Tapered Strip | |
KR101263078B1 (en) | Connection metal fitting and building with the same | |
KR101164413B1 (en) | Stiffness increasing buckling-restrained braces for low-to-moderate earthquakes using friction material | |
JP5885950B2 (en) | Seismic control wall frame structure | |
KR20180070998A (en) | Anti-bucking shear type steel damper | |
KR101348577B1 (en) | Seismic retrofit method using lateral beam-type damper installed in opening space of building structure | |
CN112411786B (en) | Orthogonal waveform slotted steel plate grading energy dissipation damper with viscoelastic material | |
JP7426406B2 (en) | ductile prefabricated shear wall | |
CN111945921A (en) | Hierarchical energy consumption damper | |
JP2011153437A (en) | Reinforcing hardware | |
KR101321416B1 (en) | Damping device for structure | |
KR20120058000A (en) | S-type Slit Damper for Frame Structure | |
CN108978924B (en) | Tension-compression loading type mild steel damper with replaceable function | |
KR20130075453A (en) | Conical steel damper using cantilever behavior | |
CN211597165U (en) | Tension-compression damper with improved arc-shaped component and horizontal corrugated steel plate combined energy consumption | |
JP6680005B2 (en) | Steel beam and beam-column joint structure | |
KR20180070999A (en) | Anti-bucking bending type steel damper | |
KR102202539B1 (en) | Strip-type steel damper with strain-resistant parts for stress reduction | |
CN102966195B (en) | TJS (tactical jamming system) metal shearing type damper | |
JP2016017323A (en) | Seismic control structure | |
CN110748024B (en) | Shearing type metal damper | |
CN114000603A (en) | Building shock-absorbing structure and multidimensional energy dissipation damper thereof | |
JP7180155B2 (en) | bearing wall | |
KR20120042183A (en) | Damping type structure | |
JP5737807B2 (en) | Vibration control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170227 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180302 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190305 Year of fee payment: 6 |