KR101457059B1

KR101457059B1 - 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법

Info

Publication number: KR101457059B1
Application number: KR1020140047343A
Authority: KR
Inventors: 이현남; 박성은; 이현석
Original assignee: 주식회사 제일에프앤에쓰
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2014-11-04

Abstract

본 발명은 점탄성체 및 저항복점 강을 이용한 전단벽체 및 인방보의 제진공법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법은 전단벽체에 제진 구조체를 수직 또는 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법에 있어서, 상기 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법은, 신축 전단벽체의 상부보와 하부보 또는 양측 벽체를 시공하거나, 기시공되어진 전단벽체의 상부보와 하부보를 노출하거나 양측 벽체를 형성시키는 구조체 형성단계; 상기 상부보 또는 양측 벽체의 일측 벽체와 상기 제진 구조체의 상부몸체를 결합하고, 하부보 또는 타측 벽체와 하부몸체를 결합하는 상하부몸체 결합단계; 한 쌍의 외부플랜지 사이에 내부플랜지가 구비되어지고, 상기 외부플랜지와 내부플랜지 사이에 각각 점탄성체가 가황 접합되어 형성되어진 댐퍼유니트를 상기 제진 구조체의 상부몸체 및 하부몸체와 결합하는 댐퍼유니트 결합단계; 상기 댐퍼유니트를 에워싸도록 한 쌍의 'ㄷ'자형 단면의 강판 케이싱을 결합하되, 상부몸체와 하부몸체에 상기 강판 케이싱의 상하부에 형성된 플랜지를 각각 결합하여 케이싱 몸체를 형성하는 케이싱 결합단계;를 포함하되, 상기 상하부몸체 결합단계는, 취부강판의 상단에 상부플랜지가 형성되어진 상부몸체 및 취부강판의 하단에 하부플랜지가 형성되어진 하부몸체를 양중하여 상부보 및 하부보 또는 양측 벽체에 상기 상부플랜지 및 하부플랜지가 각각 접하도록 하는 상하부몸체 양중단계; 및 결합수단으로 상기 상부보 및 하부보 또는 양측 벽체에 상기 상부몸체의 상부플랜지 및 하부몸체의 하부플랜지를 각각 결합하는 상하부플랜지 결합단계;를 포함하고, 상기 댐퍼유니트 결합단계는, 상기 상부몸체 및 하부몸체에 댐퍼유니트가 접하도록 이음강판을 덧대어 구비하는 이음강판 구비단계; 및 상기 상부몸체 및 하부몸체가 댐퍼유니트와 이음강판에 의하여 결합되도록 긴결볼트를 결합하는 이음강판 결합단계;를 포함하되, 상기 상하부몸체 결합단계 및 댐퍼유니트 결합단계의 순서가 바뀔 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법{Vibration Damping Method of Shear Walls}

본 발명은 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법에 관한 것이며, 상세하게는 전단벽체에 제진 구조체를 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법에 있어서, 상하부보 또는 양측 벽체를 형성하고, 제진 구조체의 상하부몸체를 수직 또는 수평으로 결합하고, 점탄성체를 포함하는 댐퍼유니트를 결합하는 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법에 관한 것이다.

일반적으로 제진(Vibration Control)이란, 건축물에 작용하는 진동에너지를 인공적 장치를 이용하여 흡수하는 것(소산)을 의미하며, 이러한 제진을 위한 장치나 구조물을 제진 구조체라고 지칭한다. 이때, 상기한 제진 구조체가 제어하게 되는 지진에 대한 설계에 있어서 진동에너지는 주로 지진이나 고층 건물의 풍하중에 의한 외력이다.

상기 제진과 비교되는 개념의 내진이란, 건축물이 수평력에 저항할 수 있도록 충분한 강도를 지니도록 설계하는 것을 의미한다.

한편, 상기한 제진의 방법은 크게 외부 동력이 요구되지 않는 수동형 제진 구조체와 외부 동력을 이용하는 능동형 제진 구조체로 분류할 수 있으며, 건축물에는 수동형 제진 구조체가 광범위하게 사용된다.

또한, 상기 수동형 제진 구조체는 질량 동조형과 에너지 소산형으로 분류할 수 있으며, 에너지 소산형 제진 구조체는 재료의 마찰력이나 금속의 소성변형에 의한 에너지 소산을 이용한 것으로, 수평력에 의한 진동에너지를 흡수하여 열 또는 소성 에너지로 소산시키게 된다.

상기한 에너지 소산형 제진 구조체의 일 예로, 이소프렌 고무와 같은 점탄성체를 이용한 제진 구조체가 있으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로 일본 등록특허 제2613502호 '제진 재료용 점탄성 수지 조성물'(1997. 02. 27. 등록)이 있다.

하지만, 상기한 점탄성체는 천연재료가 아닐 뿐만 아니라, 온도의 변화에 의하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었으며, 화재에 매우 취약한 단점이 있어, 제진 구조체로서의 본연의 기능을 수행할 수 없었다.

한편, 대부분의 건축물은 프레임구조와 코아 전단벽 형태로서 전단벽이 수평하중에 저항하는 강성의 대부분을 차지하고 있어서 계단실이나 승강기 구조체를 구성하는 전단벽체를 형성하여 수평력에 대응하게 된다.

하지만, 모든 수평하중이 전단벽체에 집중되어, 기시공되어진 건축물의 경우, 전단벽체에 내진이나 제진 설계가 제대로 이루어지지 않은 경우가 많아 강한 수평력에 대해 매우 취약한 실정이었다.

또한, 건축물의 개구부의 상부에 형성되어지는 인방보의 경우, 수평력에 그대로 노출되어 구조적으로 취약한 바, 개구부를 중심으로 균열이 발생하거나, 이로인하여 인방보가 상부의 수직력을 효과적으로 지지하지 못하게 되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 점탄성체를 이용하여 효과적인 제진이 이루어지도록 하며, 전단벽체에 작용하는 수평력을 효과적으로 소산할 수 있고, 신축 건축물은 물론 기시공되어진 건축물의 전단벽체에도 간이하게 시공이 가능하며, 단열 및 내화 성능을 확보할 수 있어, 점탄성체의 내구성을 향상시킬 수 있는 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전단벽체(SW)에 제진 구조체(D)를 수직 또는 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)에 있어서, 상기 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)은, 신축 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)를 시공하거나, 기시공되어진 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2)를 노출하거나 양측 벽체(3)를 형성시키는 구조체 형성단계(VS100); 상기 상부보(1) 또는 양측 벽체(3)의 일측 벽체와 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10)를 결합하고, 하부보(2) 또는 타측 벽체와 하부몸체(20)를 결합하는 상하부몸체 결합단계(VS200); 한 쌍의 외부플랜지(31) 사이에 내부플랜지(32)가 구비되어지고, 상기 외부플랜지(31)와 내부플랜지(32) 사이에 각각 점탄성체(33)가 가황 접합되어 형성되어진 댐퍼유니트(30)를 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)와 결합하는 댐퍼유니트 결합단계(VS300); 상기 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 한 쌍의 'ㄷ'자형 단면의 강판 케이싱(41)을 결합하되, 상부몸체(10)와 하부몸체(20)에 상기 강판 케이싱(41)의 상하부에 형성된 플랜지를 각각 결합하여 케이싱 몸체(40)를 형성하는 케이싱 결합단계(VS400);를 포함하되, 상기 상하부몸체 결합단계(VS200)는, 취부강판(11)의 상단에 상부플랜지(12)가 형성되어진 상부몸체(10) 및 취부강판(21)의 하단에 하부플랜지(22)가 형성되어진 하부몸체(20)를 양중하여 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)가 각각 접하도록 하는 상하부몸체 양중단계(VS210); 및 결합수단(CN)으로 상기 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부몸체(10)의 상부플랜지(12) 및 하부몸체(20)의 하부플랜지(22)를 각각 결합하는 상하부플랜지 결합단계(VS220);를 포함하고, 상기 댐퍼유니트 결합단계(VS300)는, 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)에 댐퍼유니트(30)가 접하도록 이음강판(34)을 덧대어 구비하는 이음강판 구비단계(VS310); 및 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)가 댐퍼유니트(30)와 이음강판(34)에 의하여 결합되도록 긴결볼트(35)를 결합하는 이음강판 결합단계(VS320);를 포함하되, 상기 상하부몸체 결합단계(VS200) 및 댐퍼유니트 결합단계(VS300)의 순서가 바뀔 수 있는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 결합수단(CN)은 엥커볼트, PC강봉, 고력볼트 또는 용접결합인 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 상부몸체(10), 하부몸체(20) 및 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 마감강판(50)을 결합하는 마감강판 결합단계(VS500);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 마감강판(50)의 내측에 발포단열재(60)를 충진하는 단열재 충진단계(VS600);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법에 따르면, 점탄성체를 포함하는 댐퍼유니트를 구성하여 효과적인 제진이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 천연고무를 사용한 점탄성체가 가황 접합되어 친환경적인 제진효과를 얻을 수 있으며, 저항복점 강을 이용하여 연성에 의한 진동에너지의 소산효과를 꾀할 수 있다.

또한, 제진 구조체의 상부몸체와 하부몸체에 상부플랜지와 하부플랜지가 형성되어 신축 검축물은 물론, 기시공되어진 전단벽체에도 간이하게 적용이 가능한 이점이 있다.

이로써, 제진 구조체가 전단벽체로서 기능하여 수평력을 효과적으로 소산할 수 있어, 전단벽체에 집중되는 수평력을 제어할 수 있다.

한편, 점탄성체를 이용한 댐퍼유니트의 경우, 케이싱 몸체, 마감강판 및 발포단열재를 이용하여 충분한 단열 및 내화 성능을 확보할 수 있어, 점탄성체의 내구성을 향상될 수 있다.

나아가 케이싱 몸체에 방화도료를 도포하여, 보다 적극적으로 내화 성능을 꾀할 수 있다.

그리고 상부몸체 및 하부몸체에 보강리브를 형성하여 구조적인 강도를 확보하고, 이음강판을 이용하여 점탄성체의 시공 및 추후 교체, 보수가 용이한 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법을 제공할 수 있다.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 점탄성체를 이용한 제진 구조체를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항복점 강판을 이용한 제진 구조체를 도시한 사시도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단벽체에 설치한 제진 구조체를 도시한 분해 사시도.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구부에 설치한 제진 구조체를 도시한 사시도.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성체를 이용한 제진 구조체를 도시한 분해 사시도.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항복점 강을 이용한 제진 구조체를 도시한 분해 사시도.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단벽체에 설치한 점탄성체를 이용한 제진 구조체를 도시한 단면도.
도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전단벽체에 설치한 점탄성체를 이용한 제진 구조체를 도시한 단면도.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 개구부에 설치한 점탄성체를 이용한 제진 구조체를 도시한 단면도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성체를 이용한 제진 구조체를 도시한 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제진 구조체의 결합수단을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법을 도시한 블록도.
도 9는 본 발명의 저항복점 강을 이용한 전단벽체의 제진공법을 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법을 도시한 블록도.
도 11은 본 발명의 저항복점 강을 이용한 인방보의 제진공법을 도시한 블록도.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

대부분의 건축물은 콘크리트로 시공되어 수직력은 매우 효과적으로 전달할 수 있으나, 수평력에 저항하는 것에 한계가 있어, 아파트와 같은 주거 건물의 경우, 내력벽을 통하여 수평력을 지지하며, 그 밖의 고층 건물들도 계단실이나 코어홀을 형성하여 수평력에 대응하게 된다.

하지만, 하지만, 모든 수평하중이 전단벽체(SW)에 집중되어, 구조적으로 부담이 되었으며, 기시공되어진 건축물의 경우, 전단벽체(SW)에 내진이나 제진 설계가 제대로 이루어지지 않은 경우가 많아 강한 수평력에 대해 매우 취약한 실정이었다.

이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)은, 전단벽체(SW)에 제진 구조체(D)를 수직 또는 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 것으로, 구조체 형성단계(VS100), 상하부몸체 결합단계(VS200) 및 댐퍼유니트 결합단계(VS300)를 포함한다.

한편, 본 발명의 전단벽체(SW)는 수평력에 대응하기 위한 내력벽, 코아홀, 계단실벽 등을 포함하는 것으로 정의한다.

상기 구조체 형성단계(VS100)는, 신축 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)를 시공하거나, 기시공되어진 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2)를 노출하거나 양측 벽체(3)를 형성시키는 단계이다.

신축 전단벽체(SW)의 경우, 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)를 시공하고, 기시공되어진 전단벽체(SW)의 경우, 상기 상부보(1) 및 하부보(2)를 노출하거나, 양측 벽체(3)를 형성하여 후술할 제진 구조체(D)를 결합하게 된다.

이때, 상기 전단벽체(SW)는 대부분 RC조로 형성되어지는 것이나, 그 외의 SRC조나 S조의 경우도 상정하여, 본 발명은 모든 구조방식에 적용할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 상부보(1) 및 하부보(2)를 형성함은 제진 구조체(D)가 수직으로 구비되어, 수평력에 의한 진동 에너지를 소산하는 과정에서, 일부 하중은 구조체를 통하여 전달될 수 있도록 하기 위함이다.

마찬가지로, 전단벽체(SW)에 양측 벽체(3)를 형성하여, 제진 구조체(D)가 수평으로 구비되어, 진동에너지를 소산하는 과정에서, 양측 기둥을 통하여 하중을 효과적으로 전달할 수 있다.

즉, RC조나 SRC조의 경우, 상하부보(1)(2) 또는 양측 벽체(3)의 철근과 구조적으로 연결되는 것이 바람직하며, SRC조나 S조는 상하부보(1)(2) 또는 양측 벽체(3)의 철골과 구조적으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 양측 벽체(3)의 벽체는 기둥(3a)을 포함하는 것으로 정의하여, 기둥(3a)을 시공하거나 상기 기둥(3a)을 노출시키는 단계로 구성될 수 있다.

한편, 상기 상하부몸체 결합단계(VS200)는 상기 상부보(1) 또는 양측 벽체(3)의 일측 벽체와 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10)를 결합하고, 하부보(2) 또는 타측 벽체와 하부몸체(20)를 결합하는 단계이다.

부재간의 간섭을 피하기 위하여 상부몸체(10)와 상부보(1)를 먼저 결합하는 것이 바람직하나, 상부몸체(10)와 하부몸체(20)의 결합순서는 시공현장의 상황에 따라 가변될 수 있다.

또한, 상기 댐퍼유니트 결합단계(VS300)는 한 쌍의 외부플랜지(31) 사이에 내부플랜지(32)가 구비되어지고, 상기 외부플랜지(31)와 내부플랜지(32) 사이에 각각 점탄성체(33)가 가황 접합되어 형성되어진 댐퍼유니트(30)를 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)와 결합하는 단계이다.

이때, 상기 댐퍼유니트(30)의 점탄성체(33)는 이소프렌 고무와 같은 고분자 화합물이 아닌 천연고무를 사용하여 친환경적인 제진 구조체를 제공하는 것이 바람직하다.

상기 점탄성체(33)가 외부플랜지(31) 또는 내부플랜지(32)와 접합하는 방식은 금속과 고무를 화학적으로 접합하는 가황 접합이 이용된다.

이때, 상기 한 쌍의 외부플랜지(31)와 내부플랜지(32)는 수평력에 의한 진동 에너지를 제어함에 따라 발생할 수 있는 편심 현상을 방지하여, 점탄성체(33)의 내구성을 향상시키고, 효과적인 제진을 꾀할 수 있다.

한편, 상기 상하부몸체 결합단계(VS200) 및 댐퍼유니트 결합단계(VS300)의 순서는 시공현장의 상황에 따라 가변될 수 있다.

하지만, 상기 댐퍼유니트(30)는 제진 효과를 얻을 수 있으나, 다른 부재에 비하여 구조적 강도가 약하기에 댐퍼유니트(30)를 선 결합한 후, 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 결합하면, 상기 댐퍼유니트(30)에 구조적 손상이 발생될 수 있으며, 공간의 제약에 따른 시공상의 어려움이 발생하기에 상기 상하부몸체 결합단계(VS200)를 먼저 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 상하부몸체 결합단계(VS200)는, 상하부몸체 양중단계(S210) 및 상하부플랜지 결합단계(VS220)를 포함할 수 있다.

상기 상하부몸체 양중단계(VS210)는 취부강판(11)의 상단에 상부플랜지(12)가 형성되어진 상부몸체(10) 및 취부강판(21)의 하단에 하부플랜지(22)가 형성되어진 하부몸체(20)를 양중하여 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)가 각각 접하도록 하는 단계이다.

상기 상부몸체(10)와 하부몸체(20)에 상부플랜지(12)와 하부플랜지(22)가 형성되어 신축 건축물의 전단벽체(SW)는 물론, 기시공되어진 건축물의 전단벽체(SW)의 상하부보(1)(2) 또는 양측 벽체(3)에도 간이하게 적용이 가능한 이점이 있다.

한편, 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)에 보강리브(13)(23)를 형성하여 취부강판(11)(21)과 상하부플랜지(12)(22)의 결합력을 증대시켜 수평력에 대한 구조적인 강도를 확보할 수 있다.

또한, 상기 상하부플랜지 결합단계(VS220)는 결합수단(CN)으로 상기 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부몸체(10)의 상부플랜지(12) 및 하부몸체(20)의 하부플랜지(22)를 각각 결합하는 단계이다.

한편, 도 7은 건축물의 구조방식에 따라 다양하게 형성될 수 있는 건축물의 상하부보(1)(2)를 도시한 것이다.

즉, 상기 결합수단(CN)은 엥커볼트, PC강봉, 고력볼트 또는 용접결합일 수 있다.

구체적으로 RC조의 경우, 엥커볼트를 이용하여 결합하거나 PC강봉을 이용하는 것이 바람직하며, SRC조의 경우는 상기 엥커볼트와 PC강봉을 선택적으로 조합하여 시공하는 것이 바람직하며, 철골이 접하는 부분은 고력볼트를 사용할 수 있다.

또한, S조의 경우, 상하부플랜지(12)(22)와 철골보를 고력볼트를 매개로 결합하는 것이 바람직하나, 상기 상부몸체(10) 또는 하부몸체(20)의 상부플랜지(12) 또는 하부플랜지(22)를 제거하여 철골보에 바로 용접 결합하는 것도 가능하다.

한편, 상기 댐퍼유니트 결합단계(VS300)는, 이음강판 구비단계(VS310) 및 이음강판 결합단계(VS320)를 포함할 수 있다.

상기 이음강판 구비단계(VS310)는 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)에 댐퍼유니트(30)가 접하도록 이음강판(34)을 덧대어 구비하는 단계이다.

도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 상부몸체(10)와 하부몸체(20)는 각각 이음강판(34)을 매개로 댐퍼유니트(30)와 결합하게 되는바, 시공의 용이성을 확보할 수 있으며, 추후 점탄성체(33)의 교체 및 보수가 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 이음강판(34)을 매개로 상부몸체(10)와 하부몸체(20)가 물리적으로 결속되어지되, 에너지의 직접적인 전달을 막아 댐퍼유니트(30)에 의하여 진동 에너지의 열 에너지로의 전환을 꾀하고, 이에 따라 에너지의 소산 효과가 발생되도록 기능한다.

또한, 이음강판 결합단계(VS320)는 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)가 댐퍼유니트(30)와 이음강판(34)에 의하여 결합되도록 긴결볼트(35)를 결합하는 단계이다.

상기 이음강판(34)은 제진 과정에서 상부몸체(10) 또는 하부몸체(20) 사이에서 발생되는 진동 에너지를 효율적으로 상기 점탄성체(33)에 전달하여야 하는 바, 부재간 긴결성이 확보될 수 있도록 긴결볼트(35)를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)은 상기 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 상부몸체(10)와 하부몸체(20)에 케이싱 몸체(40)를 용접 결합하는 케이싱 결합단계(VS400)를 더 포함할 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이 댐퍼유니트(30)의 점탄성체(33)가 외부로 노출되면, 온도의 변화에 의하여 상기 점탄성체(33)의 내구성이 쉽게 저하되는 문제점이 있었으며, 화재가 발생하는 경우, 점탄성체(33)가 소실되어 제진 구조체(D)로서의 기능을 수행할 수 없는 근본적인 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해소하기 위한 상기 케이싱 몸체(40)는 강판으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 형성됨에 따라, 외기에 노출되는 부분이 없도록 하여 온도 변화나 화재에 대한 단열 및 내화 성능을 확보할 수 있다.

이때, 상기 케이싱 몸체(40)는 강판 케이싱(41)의 외측면에 방화도료(42)가 도포되어 형성되어질 수 있다.

도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 케이싱 몸체(40)는 한 쌍의 'ㄷ'자 형 단면의 강판 케이싱(41)으로 구성하여 시공의 용이성을 확보하는 것이 바람직하다.

이때, 한 쌍의 강판 케이싱(41)이 접하는 부분은 다양한 체결수단이 있는 것이나, 용접 결합하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)은 상기 상부몸체(10), 하부몸체(20) 및 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 마감강판(50)을 결합하는 마감강판 결합단계(VS500)를 더 포함할 수 있다.

상기 마감강판(50)은 상기 케이싱 몸체(40)와 함께 이차적으로 물리적 단열 및 내화 성능을 확보할 수 있으며, 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)의 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)에 용접 결합하는 것이 바람직하다.

또한, 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)은 상기 마감강판(50)의 내측에 발포단열재(60)를 충진하는 단열재 충진단계(VS600)를 더 포함할 수 있다.

상기 발포단열재(60)를 이용하면 일반 단열재와 비교하여 시공상의 용이성을 확보할 수 있으며, 추가적으로 수평력에 의한 완충작용을 꾀할 수 있다.

시공시에는 상기한 제진 구조체(D)의 하부에서 상부로 빈 공간이 없도록 발포단열재(60)를 내밀하게 충진하는 것이 바람직하다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전단벽체(SW)에 제진 구조체(D)를 수직 또는 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 저항복점 강을 이용한 전단벽체의 제진공법(LS)은, 구조체 형성단계(LS100), 댐퍼유니트 결합단계(LS200) 및 상하부몸체 결합단계(LS300)를 포함할 수 있다.

상기 상하부보 구조체 형성단계(LS100)는 신축 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)를 시공하거나, 기시공되어진 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2)를 노출하거나 양측 벽체(3)를 형성시키는 단계이다.

이때, 상기 양측 벽체(3)의 벽체는 기둥(3a)을 포함하는 것으로 정의하여, 기둥(3a)을 시공하거나 상기 기둥(3a)을 노출시키는 단계로 구성될 수 있다.

또한, 상기 댐퍼유니트 결합단계(LS200)는 도 2에 도시된 바와 같이 저항복점 강판(36)으로 구성되어진 댐퍼유니트(30)를 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)와 용접 결합하는 단계이다.

상기 저항복점 강판(36)은 금속의 소성변형에 의한 에너지 소산을 이용한 것으로, 저항복점 강을 이용하여 연성에 의한 진동에너지의 소산효과를 꾀할 수 있다.

또한, 상기 상하부몸체 결합단계(LS300)는, 상기 상부보(1) 또는 양측 벽체(3)의 일측 벽체와 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10)를 결합하고, 하부보(2) 또는 타측 벽체와 하부몸체(20)를 결합하는 단계이다.

한편, 상기 댐퍼유니트 결합단계(LS200) 및 상하부몸체 결합단계(LS300)의 순서는 시공현장의 상황에 따라 가변될 수 있다.

용접 결합의 용이성을 확보하기 위하여 댐퍼유니트 결합단계(LS200)를 먼저 수행하는 것이 바람직하나, 상하부보(1)(2) 또는 양측 벽체(3)와 결합시 공간의 제약에 따른 시공상의 어려움이 발생할 수 있기에 상기 상하부몸체 결합단계(LS300)를 먼저 수행하는 것도 가능하다.

한편, 상기 상하부몸체 수직 결합단계(LS300)는, 상하부몸체 양중단계(LS310) 및 상하부플랜지 결합단계(LS320)를 포함할 수 있다.

상기 상하부몸체 양중단계(LS310)는 취부강판(11)의 상단에 상부플랜지(12)가 형성되어진 상부몸체(10) 및 취부강판(21)의 하단에 하부플랜지(22)가 형성되어진 하부몸체(20)를 양중하여 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)가 각각 접하도록 하는 단계이다.

또한, 상하부플랜지 결합단계(LS320)는 결합수단(CN)으로 상기 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부몸체(10)의 상부플랜지(12) 및 하부몸체(20)의 하부플랜지(22)를 각각 결합하는 단계이다.

한편, 저항복점 강을 이용한 전단벽체의 제진공법(LS)은 상기 상부몸체(10), 하부몸체(20) 및 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 마감강판(50)을 결합하는 마감강판 결합단계(LS400)를 더 포함할 수 있다.

상기 마감강판(50)은 제진 구조체(D)의 외형을 가려 마감공사가 용이하게 진행되도록 하는 것으로, 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)의 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)에 용접 결합하는 것이 바람직하다.

상기한 상기한 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS) 및 저항복점 강을 이용한 전단벽체의 제진공법(LS)은 전단벽체(SW)에 집중되는 수평력을 효과적으로 소산하여 지진과 같은 강한 수평력에 효율적으로 대응할 수 있도록 한다.

한편, 건축물의 개구부(OP)는 수평력 및 수직력에 대하여 구조적으로 취약한 바, 통상적으로 개구부(OP)의 상부에 인방보를 형성하게 된다. 하지만, 인방보의 경우, 수평력에 그대로 노출되어 구조적으로 취약한 바, 개구부(OP)를 중심으로 균열이 발생하거나, 이로인하여 인방보가 상부의 수직력을 효과적으로 지지하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

이때, 상기 개구부(OP)는 수직창, 천장, 문 등을 포함하는 것으로 정의한다.

이에 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 개구부(OP)의 상부에 제진 구조체(D)를 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법(VL)은, 벽체 형성단계(VL100), 상하부몸체 수평 결합단계(VL200) 및 댐퍼유니트 결합단계(VL300)를 포함할 수 있다.

상기 벽체 형성단계(VL100)는 신축 개구부(OP)의 양측 벽체(3)를 시공하거나, 기시공되어진 개구부(OP)의 양측 벽체(3)를 형성시키는 단계이다.

신축 개구부(OP)의 경우, 양측 벽체(3)를 형성하고, 기시공되어진 개구부(OP)의 경우, 상기 양측 벽체(3)가 형성되도록 하여, 후술할 제진 구조체(D)를 결합하게 된다.

상기한 바와 같이 양측 벽체(3)를 형성함은 제진 구조체(D)가 수평력에 의한 진동 에너지를 소산하는 과정에서, 일부 하중은 구조체를 통하여 전달될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, RC조나 SRC조의 경우, 양측 벽체(3)의 철근과 구조적으로 연결되는 것이 바람직하며, SRC조나 S조는 양측 벽체(3)의 철골과 구조적으로 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 양측 벽체(3)의 벽체는 기둥(3a)을 포함하는 것으로 정의하여, 기둥(3a)을 시공하거나 상기 기둥(3a)을 노출시키는 단계로 구성될 수 있는 바, 양측 기둥(3a)과 연결되는 것이 보다 구조적으로 안정적이다.

또한, 상하부몸체 수평 결합단계(VL200)는 상기 양측 벽체(3)의 일측 벽체와 제진 구조체(D)의 상부몸체(10)를 결합하고, 타측 벽체와 하부몸체(20)를 결합하는 단계이다.

그리고 댐퍼유니트 결합단계(VL300)는 한 쌍의 외부플랜지(31) 사이에 내부플랜지(32)가 구비되어지고, 상기 외부플랜지(31)와 내부플랜지(32) 사이에 각각 점탄성체(33)가 가황 접합되어 형성되어진 댐퍼유니트(30)를 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)와 결합하는 단계이다.

한편, 상기 상하부몸체 수평 결합단계(VL200) 및 댐퍼유니트 결합단계(VL300)의 순서는 시공현장의 상황에 따라 가변될 수 있다.

하지만, 상기 댐퍼유니트(30)는 제진 효과를 얻을 수 있으나, 다른 부재에 비하여 구조적 강도가 약하기에 점탄성체(33)를 포함하는 댐퍼유니트(30)를 선 결합한 후, 양측 벽체(3)에 결합하면, 상기 댐퍼유니트(30)에 구조적 손상이 발생될 수 있으며, 공간의 제약에 따른 시공상의 어려움이 발생하기에 상기 상하부몸체 수직 결합단계(VL200)를 먼저 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 상하부몸체 수평 결합단계(VL200)는, 상하부몸체 양중단계(VL210) 및 상하부플랜지 결합단계(VL220)를 포함할 수 있다.

상기 상하부몸체 양중단계(VL210)는 취부강판(11)의 상단에 상부플랜지(12)가 형성되어진 상부몸체(10) 및 취부강판(21)의 하단에 하부플랜지(22)가 형성되어진 하부몸체(20)를 양중하여 양측 벽체(3)에 각각 상기 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)가 접하도록 하는 단계이다.

또한, 상기 상하부플랜지 결합단계(VL220)는 결합수단(CN)으로 양측 벽체(3)에 상기 상부몸체(10)의 상부플랜지(12) 및 하부몸체(20)의 하부플랜지(22)를 각각 결합하는 단계이다.

이때, 상기 결합수단(CN)은 엥커볼트, PC강봉, 고력볼트 또는 용접결합일 수 있다.

한편, 상기 댐퍼유니트 결합단계(VL300)는, 이음강판 구비단계(VL310) 및 이음강판 결합단계(VL320)를 포함할 수 있다.

상기 이음강판 구비단계(VL310)는 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)에 댐퍼유니트(30)가 접하도록 이음강판(34)을 덧대어 구비하는 단계이다.

또한, 상기 이음강판 결합단계(VL320)는 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)가 댐퍼유니트(30)와 이음강판(34)에 의하여 결합되도록 긴결볼트(35)를 결합하는 단계이다.

한편, 본 발명의 점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법(VL)은, 상기 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 상부몸체(10)와 하부몸체(20)에 케이싱 몸체(40)를 용접 결합하는 케이싱 결합단계(VL400)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법(VL)은, 상기 상부몸체(10), 하부몸체(20) 및 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 마감강판(50)을 결합하는 마감강판 결합단계(VL500)를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법(VL)은, 상기 마감강판(50)의 내측에 발포단열재(60)를 충진하는 단열재 충진단계(VL600)를 더 포함할 수 있다.

상기한 케이싱 결합단계(VL400), 마감강판 결합단계(VL500) 및 단열재 충진단계(VL600)를 포함하여, 댐퍼유니트(30)의 점탄성체(33)의 충분한 단열 및 내화 성능을 확보할 수 있어, 점탄성체(33)의 내구성이 향상될 수 있다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 개구부(OP)의 상부에 제진 구조체(D)를 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 저항복점 강을 이용한 인방보의 제진공법(LL)은, 벽체 형성단계(LL100), 댐퍼유니트 결합단계(LL200) 및 상하부몸체 수평 결합단계(LL300)를 포함한다.

상기 벽체 형성단계(LL100)는 신축 개구부(OP)의 양측 벽체(3)를 시공하거나, 기시공되어진 개구부(OP)의 양측 벽체(3)를 형성시키는 단계이다.

또한, 댐퍼유니트 결합단계(LL200)는 저항복점 강판(36)으로 구성되어진 댐퍼유니트(30)를 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)와 용접결합하는 단계이다.

그리고 상하부몸체 수평 결합단계(LL300)는 상기 양측 벽체(3)의 일측 벽체와 제진 구조체(D)의 상부몸체(10)를 결합하고, 타측 벽체와 하부몸체(20)를 결합하는 단계이다.

한편, 상기 댐퍼유니트 결합단계(LL200) 및 상하부몸체 수평 결합단계(LL300)의 순서는 시공현장의 상황에 따라 가변될 수 있다.

용접 결합의 용이성을 확보하기 위하여 댐퍼유니트 결합단계(LS200)를 먼저 수행하는 것이 바람직하나, 양측 벽체(3)와 결합시 공간의 제약에 따른 시공상의 어려움이 발생할 수 있기에 상기 상하부몸체 수직 결합단계(LS300)를 먼저 수행하는 것도 가능하다.

한편, 상기 상하부몸체 수평 결합단계(LL300)는, 상하부몸체 양중단계(LL310) 및 상하부플랜지 결합단계(LL320)를 포함할 수 있다.

상하부몸체 양중단계(LL310)는 취부강판(11)의 상단에 상부플랜지(12)가 형성되어진 상부몸체(10) 및 취부강판(21)의 하단에 하부플랜지(22)가 형성되어진 하부몸체(20)를 양중하여 양측 벽체(3)에 각각 상기 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)가 접하도록 하는 단계이다.

또한, 상하부플랜지 결합단계(LL320)는 상기 결합수단(CN)으로 양측 벽체(3)에 상기 상부몸체(10)의 상부플랜지(12) 및 하부몸체(20)의 하부플랜지(22)를 각각 결합하는 단계이다.

한편, 마감강판 결합단계(LL400)는 상기 상부몸체(10), 하부몸체(20) 및 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 마감강판(50)을 결합하는 단계이다.

이때, 상기 마감강판(50)은 제진 구조체(D)의 외형을 가려 마감공사가 용이하게 진행되도록 하는 것으로, 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)의 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)에 용접 결합하는 것이 바람직하다.

상기한 점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법(VL) 및 저항복점 강을 이용한 인방보의 제진공법(LL)은 제진 구조체(D)가 수평력에 취약한 개구부(OP)의 인방보에 작용되는 힘을 효과적으로 소산하도록 하여 지진과 같은 강한 수평력에 효율적으로 대응할 수 있도록 한다.

D:제진 구조체 SW:전단벽체
OP:개구부 CN:결합수단
VS:점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법
LS:저항복점 강을 이용한 전단벽체의 제진공법
VL:점탄성체를 이용한 인방보의 제진공법
LL:저항복점 강을 이용한 인방보의 제진공법
1:상부보 2:하부보
3:양측 벽체 10:상부몸체
11:취부강판 12:상부플랜지
13:보강리브 20:하부몸체
21:취부강판 22:하부플랜지
23:보강리브 30:댐퍼유니트
31:외부플랜지 32:내부플랜지
33:점탄성체 34:이음강판
35:긴결볼트 36:저항복점 강판
37:보강플랜지 40:케이싱 몸체
41:강판 케이싱 42:방화도료
50:마감강판 60:발포단열재
VS100:구조체 형성단계 VS200:상하부몸체 수직 결합단계
VS300:댐퍼유니트 결합단계 VS400:케이싱 결합단계
VS500:마감강판 결합단계 VS600:단열재 충진단계
LS100:구조체 형성단계 LS200:댐퍼유니트 결합단계
LS300:상하부몸체 수직 결합단계 LS400:마감강판 결합단계
VL100:벽체 형성단계 VL200:상하부몸체 수평 결합단계
VL300:댐퍼유니트 결합단계 VL400:케이싱 결합단계
VL500:마감강판 결합단계 VL600:단열재 충진단계
LL100:벽체 형성단계 LL200:댐퍼유니트 결합단계
LL300:상하부몸체 수평 결합단계 LL400:마감강판 결합단계

Claims

전단벽체(SW)에 제진 구조체(D)를 수직 또는 수평으로 구비하여 진동에너지를 흡수하기 위한 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)에 있어서,
상기 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법(VS)은, 신축 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)를 시공하거나, 기시공되어진 전단벽체(SW)의 상부보(1)와 하부보(2)를 노출하거나 양측 벽체(3)를 형성시키는 구조체 형성단계(VS100);
상기 상부보(1) 또는 양측 벽체(3)의 일측 벽체와 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10)를 결합하고, 하부보(2) 또는 타측 벽체와 하부몸체(20)를 결합하는 상하부몸체 결합단계(VS200);
한 쌍의 외부플랜지(31) 사이에 내부플랜지(32)가 구비되어지고, 상기 외부플랜지(31)와 내부플랜지(32) 사이에 각각 점탄성체(33)가 가황 접합되어 형성되어진 댐퍼유니트(30)를 상기 제진 구조체(D)의 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)와 결합하는 댐퍼유니트 결합단계(VS300);
상기 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 한 쌍의 'ㄷ'자형 단면의 강판 케이싱(41)을 결합하되, 상부몸체(10)와 하부몸체(20)에 상기 강판 케이싱(41)의 상하부에 형성된 플랜지를 각각 결합하여 케이싱 몸체(40)를 형성하는 케이싱 결합단계(VS400);를 포함하되,
상기 상하부몸체 결합단계(VS200)는, 취부강판(11)의 상단에 상부플랜지(12)가 형성되어진 상부몸체(10) 및 취부강판(21)의 하단에 하부플랜지(22)가 형성되어진 하부몸체(20)를 양중하여 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부플랜지(12) 및 하부플랜지(22)가 각각 접하도록 하는 상하부몸체 양중단계(VS210); 및
결합수단(CN)으로 상기 상부보(1) 및 하부보(2) 또는 양측 벽체(3)에 상기 상부몸체(10)의 상부플랜지(12) 및 하부몸체(20)의 하부플랜지(22)를 각각 결합하는 상하부플랜지 결합단계(VS220);를 포함하고,
상기 댐퍼유니트 결합단계(VS300)는, 상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)에 댐퍼유니트(30)가 접하도록 이음강판(34)을 덧대어 구비하는 이음강판 구비단계(VS310); 및
상기 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)가 댐퍼유니트(30)와 이음강판(34)에 의하여 결합되도록 긴결볼트(35)를 결합하는 이음강판 결합단계(VS320);를 포함하되,
상기 상하부몸체 결합단계(VS200) 및 댐퍼유니트 결합단계(VS300)의 순서가 바뀔 수 있는 것을 특징으로 하는 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 결합수단(CN)은 엥커볼트, PC강봉, 고력볼트 또는 용접결합인 것을 특징으로 하는 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 상부몸체(10), 하부몸체(20) 및 댐퍼유니트(30)를 에워싸도록 마감강판(50)을 결합하는 마감강판 결합단계(VS500);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법.
제6항에 있어서,
상기 마감강판(50)의 내측에 발포단열재(60)를 충진하는 단열재 충진단계(VS600);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법.
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