KR101568185B1

KR101568185B1 - 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치

Info

Publication number: KR101568185B1
Application number: KR1020150094806A
Authority: KR
Inventors: 김진구; 이준호; 이선근
Original assignee: 메트로티엔씨 주식회사; 김진구
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2015-11-12

Abstract

본 발명은 중진이나 약진과 같은 작은 변위에서도 작용할 수 있는 지진감쇠댐퍼 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 상하부 구조물 사이에 설치되는 슬릿 댐퍼; 하부는 상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 하측에 체결되고 상부는 상기 슬릿 상측을 커버하도록 형성된 전후 프레임; 지진이 발생시 상기 슬릿 댐퍼의 좌우 거동에 따라 마찰이 이루어지도록 하는 전후 마찰 패드; 및 상기 장공이 위치하는 지점의 전후 프레임을 관통하여 체결되는 장력볼트 유닛;을 포함하여 구성됨에 따라, 중진 또는 약진 지역인 국내에 적용이 더욱 효율적이고 강진에 대한 대비를 통해 안전성을 더욱 높인 지진감쇠댐퍼 장치를 제공하게 된다.

Description

건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치{Damper assembler for earthquake-proof of building}

본 발명은 중진이나 약진과 같은 작은 변위에서도 작용할 수 있는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치 에 관한 것이다.

일반적으로 국내 공동주택의 실정에 맞춘 지진 감쇠장치는 주로 강재를 사용하는 탄소성 감쇠장치와 마찰 감쇠장치가 주를 이루고 있는데, 이와 같은 지진 감쇠장치는 설계가 어렵고 내진 성능이 떨어진다는 단점이 있다. 따라서 설계가 간편하고 내진성능에 부합하여 다양한 진동원에 대응 가능한 복합 감쇠장치가 개발되고 있다.

이와 같은 종래 복합 감쇠장치는 주로 속도 의존형 감쇠장치(Velocity-dependent damping devices)와 변위 의존형 감쇠장치(Displacement-dependent damping devices)를 결합하여 연구되고 있다. 이중 속도 의존형 감쇠장치는 구조물에 강성이 추가되지 않지만 큰 감쇠비를 보유하며 다양한 규모의 지진 하중에 대응하는 특징이 있다. 또한 변위 의존형 감쇠장치는 강재의 항복과 전후 마찰 패드의 슬립이 발생하기 이전에 초기 강성을 통해 저항하면서 에너지 소산이 발생하지 않으므로 약한 지진 하중이 발생할 경우에도 큰 강성을 통해 저항하는 특징이 있다.

따라서 상기 속도 의존형 감쇠장치와 변위 의존형 감쇠장치를 조합한 복합 감쇠장치는 강진지역에 적합하기 때문에 대부분이 중진 또는 약진지역인 국내 실정에서는 적합하지 않다는 단점이 있다.

본 발명은 강진이나 중진 또는 약진과 같은 다양한 진동원에 대응이 가능하고 작은 변위에서도 작용할 수 있는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 모멘트 골조의 간막이 벽 사이에 설치할 수 있도록 얇고 간단한 구조를 이루면서 설치가 간편한 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 지진 감쇠장치는 상하부 구조물 사이에 설치하되, 상하 사이에는 지진이 발생시 좌우로 거동하도록 다수개의 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿 상측에는 좌우로 긴 장공이 형성된 슬릿 댐퍼; 사각 프레임 형태로 형성되어 하부는 상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 하측에 체결되고, 상부는 상기 슬릿 상측을 커버하도록 형성된 전후 프레임; 상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 상측에 위치하면서 상기 슬릿 댐퍼와 전후 프레임 사이에 각각 설치되어 면 접촉하고, 지진이 발생시 상기 슬릿 댐퍼의 좌우 거동에 따라 마찰이 이루어지도록 하는 전후 마찰 패드; 및 상기 장공이 위치하는 지점의 전후 프레임을 관통하여 체결되면서 상기 전후 마찰 패드를 슬릿 댐퍼와 전후 프레임 사이에 압착하는 장력볼트 유닛;을 포함하여 구성된다.

상기 전후 마찰 패드는 상기 장력볼트 유닛의 상하 또는 좌우 측에 각각 형성된다.

상기 전후 마찰 패드가 밀착되는 슬릿 댐퍼의 전후 면에 형성되고, 상기 전후 마찰 패드의 위치를 잡아주기 위한 위치고정 홈; 및 상기 전후 마찰 패드가 밀착되는 전후 프레임의 내측 면에 형성되고, 상기 전후 마찰 패드가 좌우로 이동하도록 넓게 형성된 가이드 홈;을 포함하여 구성된다.

상기 가이드 홈은 전후 마찰 패드의 좌우 이동이 원활하게 이루어지도록 면처리된다.

상기 전후 프레임은 평평한 판 형태로 형성되는 한편, 상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 하측에 위치하고, 상기 전후 마찰 패드의 두께에 대응하여 상기 슬릿 댐퍼와 상기 전후 프레임 사이에 각각 결합되는 전후 중간 패드;를 포함하여 구성된다.

상기 장력볼트 유닛은 상기 전후 프레임을 관통하여 체결되는 볼트와 너트를 포함하고, 상기 전후 프레임의 외측에 위치하는 한편, 상기 볼트가 관통하여 체결되면서 상기 전후 마찰 패드를 커버하여 상기 전후 프레임을 통해 상기 전후 마찰 패드를 균일한 압력으로 가압하는 전후 마찰력 분산 블록; 및 상기 전후 마찰력 분산 블록의 외측에 위치하여 상기 볼트가 관통하여 체결되면서 상기 볼트의 머리와 너트에 의한 체결력을 상기 전후 마찰력 분산 블록으로 전달하는 전후 와셔;가 더 구성된다.

상기 슬릿 댐퍼의 상부와 하부에 각각 체결되고, 상기 상하부 구조물을 연결 설치하기 위한 상하 브래킷;을 포함하여 구성된다.

본 발명의 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치에 의하면 강진이나 중진 또는 약진과 같은 다양한 진동원에 대응이 가능하고 작은 변위에서도 작용하게 됨으로써, 중진 또는 약진 지역인 국내에 적용이 더욱 효율적이고 강진에 대한 대비를 통해 안전성을 더욱 높이는 효과가 있다.

본 발명의 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치에 의하면 모멘트 골조의 간막이 벽 사이에 설치할 수 있도록 얇고 간단한 구조를 이루면서 설치가 간편하게 이루어지도록 함으로써, 설치에 따른 작업성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 도시한 설치 상태도.
도 2는 본 발명이 적용된 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 도시한 외형도.
도 3은 본 발명이 적용된 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 도시한 분해도.
도 4 및 도 5는 본 발명이 적용된 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 도시한 요부 단면도.
도 6은 본 발명이 적용된 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치를 도시한 작용도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 살펴본다.

본 발명의 지진 감쇠장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상하부 구조물 사이에 설치되는 슬릿 댐퍼(100), 하부는 상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 하측에 체결되고 상부는 상기 슬릿 상측을 커버하도록 형성된 전후 프레임(200a, 200b), 지진이 발생시 상기 슬릿 댐퍼의 좌우 거동에 따라 마찰이 이루어지도록 하는 전후 마찰 패드(300a, 300b) 및 상기 장공이 위치하는 지점의 전후 프레임을 관통하여 체결되는 장력볼트 유닛(400)을 포함하여 구성된다.

상기 슬릿 댐퍼(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 상하부 구조물 사이에 설치하되, 상하 사이에는 지진이 발생시 좌우로 거동하도록 다수개의 슬릿(110)이 형성되고, 상기 슬릿 상측에는 좌우로 긴 장공(120)이 형성된다. 상기 슬릿(110)은 수직 방향으로 길게 형성된 것으로서, 슬릿 댐퍼(100)의 상하 중간 높이에 좌우로 일정 간격 배열되는 형태로 형성된다.

한편, 상기 슬릿 댐퍼(100)는 실시 예로서 각 도면에 도시된 바와 같이 전후 마찰 패드(300a, 300b)가 밀착되는 전후 면에 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)의 위치를 잡아주기 위한 위치고정 홈(130)이 형성된다. 즉, 상기 위치고정 홈(130)은 전후 마찰 패드(300a, 300b)가 상하좌우로 움직이거나 흘러내리지 않도록 고정하기 위한 것으로서, 홈의 두께는 전후 마찰 패드가 움직이지 않을 정도이면 족하다.

따라서 상기 슬릿 댐퍼(100)는 기본적으로 자체에 형성된 다수개의 슬릿(110)을 통해 좌우로 발생하는 진동을 완충해준다.

상기 전후 프레임(200a, 200b)은 사각 프레임 형태로 형성되어 하부는 상기 슬릿 댐퍼(100)의 슬릿 하측에 체결되고, 상부는 상기 슬릿 상측을 커버하도록 형성된다. 즉, 상기 전후 프레임(200a, 200b)은 슬릿 댐퍼(100)의 전후에 밀착되어 잡아주면서 좌우 거동이 이루어지도록 하는 한편, 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)와의 마찰을 통해서 진동 에너지를 열 에너지로 소산하는 것이다.

상기 전후 프레임(200a, 200b)은 실시 예로서 각 도면에 도시된 바와 같이 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)가 밀착되는 내측 면에 상기 전후 마찰 패드가 좌우로 이동하도록 좌우 또는 상하로 넓게 형성된 가이드 홈(210)이 형성된다. 즉, 상기 가이드 홈(210)은 지진이 발생시 슬릿 댐퍼(100)에 의해 전달되는 진동이 전후 마찰 패드(300a, 300b)를 통해 전후 프레임(200a, 200b)에 전달되는 과정에서 상기 전후 마찰 패드가 움직이면서 직접적으로 마찰이 이루어지는 영역이다. 이때, 상기 가이드 홈(210)은 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)가 움직이는 영역을 제한할 수 있도록 요입 형성된다.

상기 가이드 홈(210)은 전후 마찰 패드가 면 접촉한 상태로 좌우 이동이 원활하게 이루어지면서 마찰이 이루어지도록 하기 위해서 광이 나도록 매끄럽게 면처리된다.

따라서 상기 전후 프레임(200a, 200b)은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 전후 마찰 패드(300a, 300b)를 이용한 마찰을 통해서 진동의 감쇠가 동시에 이루어지도록 한다. 즉, 지진이 발생하면 슬릿 댐퍼(100)가 좌우로 거동시 전후 마찰 패드(300a, 300b)에 의해 마찰열이 발생하는데, 이와 같은 열 에너지로서 상기 진동 에너지를 소산하는 것이다.

상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)는 상기 슬릿 댐퍼(100)의 슬릿(110) 상측에 위치하면서 상기 슬릿 댐퍼(100)와 전후 프레임(200a, 200b) 사이에 각각 설치되어 면 접촉하고, 지진이 발생시 상기 슬릿 댐퍼의 좌우 거동에 따라 마찰이 이루어지도록 형성된다. 즉, 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)는 앞서 설명한 바와 같이 지진에 의한 진동 에너지를 열에너지로 소산하기 위한 것으로서, 강진 보다는 약진이나 중진에 대한 감쇠를 위한 목적으로 구성된다. 물론, 강진이 발생시에도 마찰에 의한 진동의 감쇠가 이루어지긴 하나, 허용 값 이상의 진동에 대해서는 슬릿 댐퍼의 슬릿(110)에 의하여 이루어지는 것이다.

상기 장력볼트 유닛(400)은 상기 장공(120)이 위치하는 지점의 전후 프레임(200a, 200b)을 관통하여 체결되면서 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)를 슬릿 댐퍼와 전후 프레임 사이에 압착하도록 형성된다. 이때, 상기 장력볼트(400)는 슬릿 댐퍼(100)의 좌우 거동시 장공(120)에 의해 간섭되지 않게 된다.

상기 장력볼트 유닛(400)은 실시 예로서 각 도면에 도시된 바와 같이 상기 전후 프레임(200a, 200b)을 관통하여 체결되는 볼트와 너트를 포함하고, 상기 전후 프레임의 외측에 위치하는 한편, 상기 볼트가 관통하여 체결되면서 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)를 커버하여 상기 전후 프레임을 통해 상기 전후 마찰 패드를 균일한 압력으로 가압하는 전후 마찰력 분산 블록(410a, 410b) 및 상기 전후 마찰력 분산 블록의 외측에 위치하여 상기 볼트가 관통하여 체결되면서 상기 볼트의 머리와 너트에 의한 체결력을 상기 전후 마찰력 분산 블록으로 전달하는 전후 와셔(420a, 420b)가 더 구성된다. 따라서 하나의 장력볼트 유닛(400)을 이용하여 그 상하 또는 좌우에 형성된 전후 마찰 패드(300a, 300b)에 대한 안정적인 마찰력을 유지할 수 있도록 한다.

한편, 이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 실시 예로서 상기 전후 프레임(200a, 200b)을 평평한 판 형태로 형성하는 한편, 상기 슬릿 댐퍼(100)의 슬릿(110) 하측에 위치하고, 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)의 두께에 대응하여 상기 슬릿 댐퍼(100)와 상기 전후 프레임(200a, 200b) 사이에 각각 결합되는 전후 중간 패드(500a, 500b)를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 슬릿 댐퍼(100)의 상부와 하부에 각각 체결되고, 상기 상하부 구조물을 연결 설치하기 위한 상하 브래킷(600a, 600b)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 상하 브래킷(600a, 600b)은 슬릿 댐퍼(100)의 상하부에 체결되면서 상기 상하부 구조물과 체결되는 것으로서, 슬릿 댐퍼와 상하부 구조물을 연결하는 역할을 한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면 강진이나 중진 또는 약진과 같은 다양한 진동원에 대응이 가능하고 작은 변위에서도 작용하게 됨으로써, 중진 또는 약진 지역인 국내에 적용이 더욱 효율적이고 강진에 대한 대비를 통해 안전성이 더욱 높아지게 된다. 즉, 본 발명은 지진이 발생시 슬릿 댐퍼(100)가 좌우로 거동하면서 진동을 감쇠하되, 중진과 약진에 대해서는 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)와의 마찰 열을 통해 진동의 감쇠가 더욱 원활하게 이루어지는 것이다. 이때, 강진에 대해서는 상기 전후 마찰 패드(300a, 300b)를 통해 감쇠가 이루어지기도 하지만, 최종적으로는 상기 슬릿 댐퍼(100)의 슬릿(110)에 대한 탄성 변형을 통해 진동 에너지를 소산하는 것이다.

또한, 본 발명의 지진 감쇠장치에 의하면 모멘트 골조의 간막이 벽 사이에 설치할 수 있도록 얇고 간단한 구조를 이루면서 설치가 간편하게 이루어지도록 함으로써, 설치에 따른 작업성이 더욱 향상된다.

100: 슬릿 댐퍼 110: 슬릿
120: 장공 130: 위치고정 홈
200a, 200b: 전후 프레임 210: 가이드 홈
300a, 300b: 전후 마찰 패드
400: 장력 볼트 유닛 410a, 410b: 전후 마찰력 분산 블록
420a, 420b: 전후 와셔
500a, 500b: 전후 중간 패드
600a, 600b: 상하 브래킷

Claims

상하부 구조물 사이에 설치하되, 상하 사이에는 지진이 발생시 좌우로 거동하도록 다수개의 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿 상측에는 좌우로 긴 장공이 형성된 슬릿 댐퍼;
사각 프레임 형태로 형성되어 하부는 상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 하측에 체결되고, 상부는 상기 슬릿 상측을 커버하도록 형성된 전후 프레임;
상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 상측에 위치하면서 상기 슬릿 댐퍼와 전후 프레임 사이에 각각 설치되어 면 접촉하고, 지진이 발생시 상기 슬릿 댐퍼의 좌우 거동에 따라 마찰이 이루어지도록 하는 전후 마찰 패드; 및
상기 장공이 위치하는 지점의 전후 프레임을 관통하여 체결되면서 상기 전후 마찰 패드를 슬릿 댐퍼와 전후 프레임 사이에 압착하는 장력볼트 유닛;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 전후 마찰 패드는 상기 장력볼트 유닛의 상하 또는 좌우 측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 전후 마찰 패드가 밀착되는 슬릿 댐퍼의 전후 면에 형성되고, 상기 전후 마찰 패드의 위치를 잡아주기 위한 위치고정 홈; 및
상기 전후 마찰 패드가 밀착되는 전후 프레임의 내측 면에 형성되고, 상기 전후 마찰 패드가 좌우로 이동하도록 넓게 형성된 가이드 홈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 가이드 홈은 전후 마찰 패드의 좌우 이동이 원활하게 이루어지도록 면처리된 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 전후 프레임은 평평한 판 형태로 형성되는 한편,
상기 슬릿 댐퍼의 슬릿 하측에 위치하고, 상기 전후 마찰 패드의 두께에 대응하여 상기 슬릿 댐퍼와 상기 전후 프레임 사이에 각각 결합되는 전후 중간 패드;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 장력볼트 유닛은 상기 전후 프레임을 관통하여 체결되는 볼트와 너트를 포함하고,
상기 전후 프레임의 외측에 위치하는 한편, 상기 볼트가 관통하여 체결되면서 상기 전후 마찰 패드를 커버하여 상기 전후 프레임을 통해 상기 전후 마찰 패드를 균일한 압력으로 가압하는 전후 마찰력 분산 블록; 및
상기 전후 마찰력 분산 블록의 외측에 위치하여 상기 볼트가 관통하여 체결되면서 상기 볼트의 머리와 너트에 의한 체결력을 상기 전후 마찰력 분산 블록으로 전달하는 전후 와셔;가 더 구성된 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 슬릿 댐퍼의 상부와 하부에 각각 체결되고, 상기 상하부 구조물을 연결 설치하기 위한 상하 브래킷;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건축구조물 내진보강을 위한 지진감쇠댐퍼 장치