KR101680176B1 - Coupling damper with slab damage control members - Google Patents

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KR101680176B1
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오상훈
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부산대학교 산학협력단
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    • 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
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Abstract

본 발명은 슬래브 손상 제어부재를 구비한 커플링 댐퍼에 관한 것으로, 커플링 댐퍼가 위치하는 상부 슬래브에 집중되는 응력을 분산시키는 손상 제어부재를 구비함으로써 슬래브의 손상을 억제하고 구조적 안정성 및 신뢰도를 향상시킨 것이다.
이러한 본 발명은, 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하여 소성 변형되도록 상기 전단벽 사이에 마련되는 댐퍼부재와; 상기 댐퍼부재와 상기 전단벽과의 연결을 위해 상기 댐퍼부재의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부재를 포함하며, 상기 연결부재와 상기 전단벽 사이에 설치되는 한 쌍의 제어부재를 더 포함하되, 상기 제어부재는, 상기 연결부재와 상기 전단벽 사이에서 상기 연결부재에 고정된 장착부와, 상기 장착부의 상단에서 시작하여 상부에 위치한 건물의 슬래브 직전까지 연장된 형태로 형성되고 상기 댐퍼부재가 변형될 때 변형되면서 상기 슬래브로 전달되는 응력을 중간에 흡수하여 차단할 수 있도록 한 제어부와, 상기 제어부의 상단에서 연장되어 상기 슬래브에 매립되는 매립부로 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a coupling damper having a slab damage control member, which includes a damage control member for dispersing stress concentrated on an upper slab where a coupling damper is located, thereby suppressing damage to the slab and improving structural stability and reliability It is.
The present invention provides a damper comprising: a damper member provided between the front end walls to absorb a lateral load energy applied to a front end wall to be plastic deformed; Further comprising a pair of connecting members provided on both sides of the damper member for connecting the damper member and the front end wall, and a pair of control members provided between the connecting member and the front end wall, The member includes a mounting portion fixed to the connecting member between the connecting member and the front end wall, and extending from the top of the mounting portion to just before the slab of the building located at the upper portion, and is deformed when the damper member is deformed A control unit for absorbing and blocking the stress transmitted to the slab in the middle, and a buried portion extending from an upper end of the control unit to be buried in the slab.

Description

슬래브 손상 제어부재를 구비한 커플링 댐퍼{COUPLING DAMPER WITH SLAB DAMAGE CONTROL MEMBERS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a coupling damper having a slab damage control member,

본 발명은 커플링 댐퍼에 관한 것으로, 특히 커플링 댐퍼가 위치하는 상부 슬래브에 집중되는 응력을 분산시키는 손상 제어부재를 구비함으로써 슬래브의 손상을 억제하고 구조적 안정성 및 신뢰도를 향상시킨 슬래브 손상 제어부재를 구비한 커플링 댐퍼에 관한 것이다.
The present invention relates to a coupling damper, and more particularly to a coupling damper, which is provided with a damage control member for dispersing a stress concentrated on an upper slab in which a coupling damper is located, thereby preventing slab damage and improving structural stability and reliability. The present invention relates to a coupling damper.

오늘날 인구의 증가에도 불구하고 주거용 가옥이나 사무용 건물은 한정되어 있으므로, 인구의 과밀지역인 도시 지역에서 주거 및 사무용 건물을 고층으로 건설하여 인구의 과밀에 따른 주거 및 사무용 공간의 부족분을 해소하고 있음은 잘 알려진 사실이다.Despite the increase in population today, residential houses and office buildings are limited, so residential and office buildings are constructed in high-rise areas in overcrowded urban areas to eliminate the shortage of residential and office space due to population overcrowding Well-known fact.

이러한 고층 건물의 구조 계획에서 벽체의 장점은 오래전부터 인식되어 왔다. 즉, 고층 구조물에서 적절한 위치에 배치된 벽체는 고층 구조물에 작용하는 풍 하중이나 지진 하중 같은 횡하중에 매우 효과적으로 저항할 수 있다.The advantages of walls in the planning of such high-rise buildings have long been recognized. That is, a wall disposed at a proper position in a high-rise structure can resist the lateral load such as wind load or seismic load acting on the high-rise structure very effectively.

구조물이 고층화될수록 횡하중이 커지기 때문에 이러한 횡하중에 의한 수평 전단력 또한 커지게 되는데, 고층 구조물에서 횡하중에 의하여 발생하는 수평 전단력에 저항하는 구조로서 가장 선호하는 구조 시스템은 철근콘크리트 전단벽 시스템이다.The horizontal shear force due to the lateral load is also increased because the lateral load increases as the structure becomes higher. The most preferred structural system to resist the horizontal shear force caused by the lateral load in the high-rise structure is the reinforced concrete shear wall system.

이러한 전단벽은 지진 지역에서 적절한 구조적 안정성을 제공할 뿐 아니라, 비구조체의 피해 예방에도 기여하는 것으로 나타났는데, 상기 전단벽은 기본적으로 철근콘크리트 캔틸레버(cantilever)와 같이 거동하고, 매우 큰 캔틸레버 형태로서의 전단벽은 휨모멘트와 횡하중에 의해 발생하는 전단력, 그리고 중력에 의한 축력의 영향을 받을 것이다.This shear wall not only provides adequate structural stability in the seismic zone but also contributes to the prevention of damage to the non-structure. The shear wall basically behaves like a cantilever of a reinforced concrete cantilever, and a shear wall as a very large cantilever Shear forces caused by bending moment, lateral load, and axial force due to gravity.

한편, 도 1은 일반적인 고층 구조물의 구조를 나타낸 평면도로서, 이와 같은 전단벽 시스템은 외부의 모든 횡방향 하중을 코어벽(W1, W2), 세대 구분벽(W3) 및 기타 내부벽(W4, W5) 등과 같은 전단벽만으로 저항한다.FIG. 1 is a plan view showing a structure of a general high-rise structure. In this shear wall system, all the external lateral loads are applied to the core walls W1 and W2, the generation partition wall W3 and other inner walls W4 and W5 Resist only with the same shear wall.

잘 알려진 바와 같이, 고층 구조물을 시공함에 있어서 건물에 필수적으로 수반되는 엘리베이터 설치공간(11), 계단 설치공간(12) 등을 확보하기 위한 전단 코어(shear core)(10)를 시공하게 되는데, 상기 전단 코어(10)는 단계별로 타설되는 각 층의 슬래브와 일체로 연결되도록 코어벽(W1, W2)을 설치함으로써 최하층에서 최상층까지 슬래브들의 중앙을 관통한다.As is well known, in constructing a high-rise structure, a shear core 10 for securing an elevator installation space 11, a stairway installation space 12 and the like, which is essential for a building, is installed. The shear core 10 penetrates the center of the slabs from the lowermost layer to the uppermost layer by installing the core walls W1 and W2 so as to be integrally connected to the slabs of the layers to be laid stepwise.

즉, 상기와 같은 고층 구조물에서 변위에 대한 기여도가 가장 큰 구조 요소는 코어벽(W1, W2)이 된다.That is, the structural elements having the greatest contribution to the displacement in the high-rise structure are the core walls W1 and W2.

그러나, 전단 코어(10)의 특성상 건물의 입구로부터 각 층으로 사람의 진입 및 모든 설비 요소의 진입이 이루어지며, 이때 가장 안정적인 폐쇄형의 코어벽(W1, W2)의 형태가 개방형으로 분해되고 벽체 하나가 아닌 여러 개의 병렬 벽체로 횡하중에 저항하게 됨으로써 그 효율은 상당히 떨어진다.However, due to the characteristics of the shear core 10, the entry of people into the respective layers from the entrance of the building and the entry of all the facility elements are performed. At this time, the most stable closed core walls W1, W2 are decomposed into open shapes, The efficiency is greatly reduced by being able to resist lateral loads with several parallel walls rather than one.

구체적으로, 코어벽(W1, W2)에는 엘리베이터 설치공간(11), 계단 설치공간(12) 등으로 사람들이 드나들기 위한 문 등의 개구부가 마련되어야 하는데, 이러한 개구부로 인하여 각각의 코어벽(W1, W2)은 상호 연결된 하나의 벽체가 아닌 여러 개의 벽체로 구성됨으로써, 상기 코어벽(W1, W2)에 횡하중이 작용하는 경우 서로 독립적인 각각의 벽체는 횡하중에 효율적으로 저항할 수 없게 된다.Specifically, the core walls W1 and W2 should be provided with openings such as doors for people to enter the elevator installation space 11, the stair installation space 12, etc., And W2 are formed of a plurality of walls rather than a single wall connected to each other, when the lateral loads are applied to the core walls W1 and W2, the walls independent of each other can not effectively resist the lateral load.

이러한 병렬 벽체를 진입 통로 즉, 개구부가 생기기 전의 상태로 보완하여 하나의 벽체로 거동 가능하게 하는 것이 바로 커플링 보(13)이며, 이러한 커플링 보에서는 거동의 특성상 휨 모멘트보다는 전단력이 크게 발생하게 된다.It is the coupling beam 13 that makes it possible to complement the parallel wall in the entry path, that is, before the opening is formed, and to be able to behave as a single wall. In such a coupling beam, the shear force is larger than the bending moment do.

도 1을 참조하면, 커플링 보(13)는 코어벽(W1, W2)에 형성되는 진입 통로 등의 개구부(상기 코어벽(W1, W2)에서 사선으로 칠해진 부분)에 마련되는데, 구체적으로 A 부분의 확대도를 참조하면 상기 코어벽(W1, W2)에 형성되는 개구부에는 사람 등이 드나들 수 있는 문이 설치되고, 이러한 문의 상부에 커플링 보(13)가 각각 독립적인 코어벽(W1)을 연결하도록 마련된다. 그리고, 상기 커플링 보(13)의 상부에 슬래브(slab) 층이 마련된다.1, the coupling beam 13 is provided in an opening (an area painted with oblique lines in the core walls W1 and W2) such as an entrance passage formed in the core walls W1 and W2. Specifically, A Referring to the enlarged view of the core wall W1 and W2, a door is provided for opening and closing the door. A coupling beam 13 is formed on the core wall W1 . A slab layer is provided on the coupling beam 13.

그러나, 상기 커플링 보(13)를 구성하는 보 주근만으로는 전단 내력이 부족하여, 건물의 고층화 및 그에 따른 내부 구조의 변경으로 인하여 전단벽(W1)이 받는 횡하중에 대하여 충분히 저항할 수 없다는 문제점이 있었다. 즉, 상기 커플링 보(13)가 큰 전단력에 저항할 수 있도록 하기 위해서는 단면을 크게 하고 많은 양의 철근을 사용해야 하므로 고층 구조물에서는 건축 여건상 적합하지 않았다. 나아가, 상기 보 주근의 전단 내력을 보완하기 위하여 대각 철근을 추가로 설치함으로써 상기 보 주근 및 상기 대각 철근이 서로 간섭되는 등 복잡한 배근 상세에 따른 시공성 저하 및 공기(工期)의 지연이 발생하였다.However, there is a problem in that the supporting beam constituting the coupling beam 13 is insufficient in the shear strength and can not sufficiently resist the lateral load received by the front wall W1 due to the increase of the height of the building and the change of the internal structure thereof . That is, in order to allow the coupling beam 13 to withstand a large shearing force, a large cross section and a large amount of reinforcing bars have to be used. In addition, diagonal reinforcing bars are additionally provided to compensate the shear strength of the supporting bar so that the workability and the air delay are delayed due to complicated arrangement of the reinforcing bars, such as interference between the supporting bar and the diagonal reinforcing bar.

힌편, 이와 같은 난해한 문제를 해소하기 위한 방안으로 본 출원의 발명자인 오상훈이 연구개발한 새로운 차원의 커플링 댐퍼가 한국공개특허공보 제2012-0074386호를 통해 개시되었고 실제 시공현장에서 적용되어 왔다. In order to solve such a difficult problem, a new-type coupling damper which has been developed and developed by Oh Sang Hoon, inventor of the present application, was disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0074386, and has been applied at actual construction sites.

상기 한국공개특허공보 제2012-0074386호의 커플링 댐퍼는 횡하중 에너지를 흡수하여 소성 변형되도록 전단벽 사이에 마련되는 댐퍼부, 댐퍼부를 전단벽에 연결시키도록 댐퍼부의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부 및 일측은 상기 연결부에 관통 결합되고, 타측은 상기 전단벽의 내부에 고정되는 접합부로 이루어져 전단벽 사이에 댐퍼부가 상기 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수함으로써 고층 구조물의 전단 코어의 연성 능력을 확보하여 특정층에 응력이 집중되는 현상을 해소하였고, 전단벽과 커플링 보의 연결 부분에서 발생하는 균열 현상을 저하시키는 장점까지 발휘하였다. The coupling damper disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0074386 includes a damper portion provided between the front end walls to absorb the lateral load energy and to be plastic-deformed, a pair of connecting portions provided on both sides of the damper portion to connect the damper portion to the front end wall, And the other side is connected to the connection portion and the other side is fixed to the inside of the front end wall to absorb the lateral load energy applied to the front end wall of the damper portion between the front end walls to secure the ductility of the front end core of the high- And the advantage of lowering the cracking phenomenon occurring at the connection portion between the shear wall and the coupling beam is exhibited.

그러나 이같은 커플링 댐퍼를 사용하는 경우 지진 발생시 상부 슬래브가 붕괴될 정도의 구조적인 문제는 거의 없다고 할 수 있으나 도 2와, 도 2의 슬래브만의 상태를 도시한 도 3을 통해 볼 수 있는 것처럼 커플링 댐퍼의 변형시 슬래브에 응력이 집중되면서 균열 등의 하자 요인이 발생하였다. However, in the case of using such a coupling damper, there is almost no structural problem that the upper slab collapses when an earthquake occurs. However, as shown in FIG. 2 and FIG. 3 showing the state of the slab alone of FIG. 2, When the ring damper was deformed, stress was concentrated on the slab, and cracks and other defects were generated.

그러므로, 커플링 댐퍼가 위치하는 상부 슬래브에 집중되는 응력을 분산시켜 슬래브의 손상을 억제하고 보다 높은 구조적 안정성 및 신뢰도를 확보할 수 있는 진보된 기술개발이 필요한 상황이다.
Therefore, it is necessary to develop advanced technology that can distribute the stress concentrated on the upper slab where the coupling damper is located, thereby suppressing damage to the slab, and securing higher structural stability and reliability.

한국공개특허공보 제2012-0074386호(2012.07.06)Korean Patent Publication No. 2012-0074386 (Jul. 06, 2012)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 커플링 댐퍼가 위치하는 상부 슬래브에 집중되는 응력을 분산시키는 손상 제어부재를 구비함으로써 슬래브의 손상을 억제하고 구조적 안정성 및 신뢰도를 향상시킨 슬래브 손상 제어부재를 구비한 커플링 댐퍼를 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to provide a damage control member for dispersing stress concentrated on an upper slab in which a coupling damper is located, And a slab damage control member having improved structural stability and reliability.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 커플링 댐퍼는 건물의 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 커플링 댐퍼로서, 상기 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하여 소성 변형되도록 상기 전단벽 사이에 마련되는 댐퍼부재와; 상기 댐퍼부재와 상기 전단벽과의 연결을 위해 상기 댐퍼부재의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부재를 포함하며, 상기 연결부재와 상기 전단벽 사이에 설치되는 한 쌍의 제어부재를 더 포함하되, 상기 연결부재는, 상기 연결부재와 상기 전단벽 사이에서 상기 연결부재에 고정된 장착부와, 상기 장착부의 상단에서 시작하여 상부에 위치한 건물의 슬래브 직전까지 연장된 형태로 형성되고 상기 댐퍼부재가 변형될 때 변형되면서 상기 슬래브로 전달되는 응력을 중간에 흡수하여 차단할 수 있도록 한 제어부와, 상기 제어부의 상단에서 연장되어 상기 슬래브에 매립되는 매립부로 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a coupling damper for absorbing a lateral load energy applied to a front end wall of a building, the coupling damper comprising: a front damper for absorbing a lateral load energy applied to the front end wall, A damper member disposed between the damper member and the damper member; Further comprising a pair of connecting members provided on both sides of the damper member for connecting the damper member and the front end wall, and a pair of control members provided between the connecting member and the front end wall, The member includes a mounting portion fixed to the connecting member between the connecting member and the front end wall, and extending from the top of the mounting portion to just before the slab of the building located at the upper portion, and is deformed when the damper member is deformed A control unit for absorbing and blocking the stress transmitted to the slab in the middle, and a buried portion extending from the upper end of the control unit to be buried in the slab.

여기서, 상기 제어부재의 제어부는 상기 장착부 및 상기 매립부에 비해 좁은 단면으로 이루어져 하중을 받게 되면 변형이 집중될 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the control member of the control member may have a narrow cross-section as compared with the mounting portion and the buried portion, so that deformation can be concentrated when a load is received.

또한, 상기 제어부재의 제어부는 그 전후폭을 잘록한 형태로 형성시켜주는 한 쌍의 반원형 요입홈을 구비한 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit may include a pair of semicircular grooves for forming a front and rear width of the control member in a constricted shape.

또한, 상기 제어부재에서 장착부로부터 매립부까지 형성된 제어부의 길이는 상기 댐퍼부재가 항복변형되었을 때의 상하방향 변형량 대비 4배 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the length of the control portion formed from the mounting portion to the buried portion of the control member may be four times longer than the vertical deformation amount of the damper member when the damper member is yield-deformed.

또한, 상기 제어부재의 매립부는 상기 슬래브의 상면까지 연장되어 상기 매립부와 매립부 사이에 슬래브의 단절구간을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the buried portion of the control member may extend to the upper surface of the slab to form a slit interval of the slab between the buried portion and the buried portion.

또한, 상기 댐퍼부재는 슬릿형, 2단 슬릿형, 허니컴형, 강봉형 중 어느 항 형태로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
Further, the damper member may be formed of any one of the slit type, the two-step slit type, the honeycomb type, and the steel bar type.

본 발명에 의한 커플링 댐퍼는, 손상 제어부재에 의해 커플링 댐퍼가 위치하는 상부 슬래브에 집중되는 응력을 효과적으로 분산시켜 슬래브의 균열 등 손상을 억제함으로써 구조적 안정성 및 신뢰도를 향상시키고 시공 후 하자 요인을 극소화할 수 있다.
The coupling damper according to the present invention effectively restrains the stress concentrated on the upper slab where the coupling damper is located by the damage control member to suppress the damage such as cracks of the slab, thereby improving the structural stability and reliability, It can be minimized.

도 1은 종래기술을 설명하기 위한 참조도
도 2 및 도 3은 종래기술에 의한 커플링 댐퍼의 변형시 야기되는 슬래브의 응력 집중현상을 설명하기 위한 응력분포도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼의 구성을 설명하기 위한 전체 구성도
도 5는 도 4의 I-I에 따른 종단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼의 정면도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼의 변형시 슬래브의 응력 집중 정도를 설명하기 위한 전단벽, 슬래브 및 커플링 댐퍼의 응력분포도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼의 변형시 슬래브의 응력 집중 정도를 설명하기 위한 슬래브의 응력분포도
도 9는 유강혼합구조의 지진응답 특성을 설명하기 위한 해석모델과 복원력특성 모델 그래프
도 10은 유강혼합구조의 지진응답 해석결과를 보여주기 위한 그래프1 is a cross-sectional view of a prior art
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams showing stress distribution diagrams for explaining the stress concentration phenomenon of the slab caused by the deformation of the coupling damper according to the related art
Fig. 4 is an overall configuration diagram for explaining a configuration of a coupling damper according to an embodiment of the present invention
5 is a longitudinal sectional view according to II of Fig.
6 is a front view of a coupling damper according to an embodiment of the present invention
FIG. 7 is a view showing a stress distribution diagram of a shear wall, a slab, and a coupling damper for explaining the degree of stress concentration of a slab when a coupling damper is deformed according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a stress distribution diagram of a slab for explaining the degree of stress concentration of a slab when the coupling damper is deformed according to the embodiment of the present invention
FIG. 9 is a graph showing an analytical model for describing the seismic response characteristics of the mixed-steel structure,
Fig. 10 is a graph for showing seismic response analysis results of the mixed-steel structure

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 슬래브 손상 제어부재를 구비한 커플링 댐퍼에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.A coupling damper having a slab damage control member according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention, and are actually shown in a smaller scale than the actual dimensions in order to understand the schematic structure.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, the terms first and second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼의 구성을 설명하기 위한 전체 구성도이고, 도 5는 도 4의 I-I에 따른 종단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼의 정면도이다. 4 is a longitudinal sectional view of the coupling damper according to the embodiment of the present invention, Fig. 5 is a longitudinal sectional view taken along line II of Fig. 4, and Fig. 6 is a cross- FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼(100)는 건물의 전단벽(W1) 사이에 설치되며, 전단벽(W1)에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 댐퍼부재(111)와, 상기 댐퍼부재(111)와 전단벽(W1)과의 연결을 위해 상기 댐퍼부재(111)의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부재(112)와, 상기 전단벽(W1)에 연결부재(112)를 장착시켜주면서 상기 댐퍼부재(111)가 변형될 때 상기 슬래브(S)로 전달되는 응력을 중간에서 흡수하여 차단하는 제어부재(120)로 이루어진다. The coupling damper 100 according to the embodiment of the present invention includes a damper member 111 installed between the front walls W1 of the building and absorbing lateral energy applied to the front wall W1, A pair of connecting members 112 provided on both sides of the damper member 111 for connecting the damper member 111 and the front end wall W1 and a connecting member 112 mounted on the front end wall W1 And a control member 120 that absorbs and blocks the stress transmitted to the slab S when the damper member 111 is deformed.

이처럼 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼(100)는 댐퍼부재(111)의 소성 변형에 의해 지진 발생시 횡하중 에너지를 흡수하는 한편, 상기 댐퍼부재(111)의 변형으로 야기되는 슬래브(S)에 대한 응력 집중현상을 제어부재(120)가 도중에 차단하여 분산시킴으로써 슬래브(S)를 손상으로부터 안정적으로 보호하게 된다. The coupling damper 100 according to the embodiment of the present invention absorbs the lateral load energy when an earthquake occurs due to the plastic deformation of the damper member 111 and absorbs the energy of the lateral load when the damper member 111 is deformed, The control member 120 is intercepted and dispersed in the middle of the stress concentration phenomenon to stably protect the slab S from damage.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 커플링 댐퍼(100)에 대해 상기 각 구성요소들을 중심으로 상세히 살펴본다. Hereinafter, the coupling damper 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the respective components.

상기 댐퍼부재(111)는 전단벽(W1)에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 역할을 하는 것으로, 커플링 댐퍼의 중앙에서 쉽게 소성 변형되도록 양편에 위치한 연결부재(112)에 비해 더 좁은 단면적으로 형성된다. 이로써 상기 전단벽(W1)으로부터 전해지는 횡하중 에너지로 인해 소성 변형되는 부위를 예측하고 제어하는 것이 가능해진다. 여기서 상기 댐퍼부재(111)는 도면과 같이 강봉형으로 형성될 수 있으며, 슬릿형, 2단 슬릿형, 허니컴형과 같이 다양한 형태를 갖도록 구성될 수 있다.The damper member 111 absorbs a lateral load energy applied to the front end wall W1 and is formed to have a narrower sectional area than the connecting members 112 located on both sides so as to be easily plastic-deformed at the center of the coupling damper . As a result, it becomes possible to predict and control the portion to be plastically deformed due to the lateral load energy transmitted from the front end wall W1. Here, the damper member 111 may be formed into a rod-like shape as shown in the drawing, and may have various shapes such as a slit shape, a two-step slit shape, and a honeycomb shape.

상기 연결부재(112)는 상기 댐퍼부재(111)와 전단벽(W1)과의 연결을 위해 상기 댐퍼부재(111)의 양측에 고정되며, 상기 댐퍼부재(111)에 변형이 집중될 수 있도록 하기 위해 상기 댐퍼부재(111)에 비해 더 넓은 면적의 단면적으로 형성된다. The connecting member 112 is fixed to both sides of the damper member 111 for connection between the damper member 111 and the front end wall W1 and is configured to allow deformation to be concentrated on the damper member 111 Sectional area of the damper member 111 is larger than that of the damper member 111.

상기 제어부재(120)는 앞서 언급한 것처럼 상기 전단벽(W1)에 연결부재(112)를 장착시켜주는 역할을 하는 한편, 상기 댐퍼부재(111)가 변형될 때 상기 슬래브(S)에 집중될 수 있는 응력을 중간에서 차단하여 분산시키는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 제어부재(120)는 상기 연결부재(112)와 전단벽(W1) 사이에 고정된 장착부(123)와, 상기 장착부(123)의 상단에서 시작하여 상부에 위치한 슬래브(S) 직전까지 연장된 형태로 형성되고 상기 댐퍼부재(111)가 변형될 때 변형되면서 상기 슬래브(S)로 전달되는 응력을 중간에 흡수하여 차단할 수 있도록 한 제어부(121)와, 상기 제어부(121)의 상단에서 연장되어 상기 슬래브(S)에 매립되는 매립부(122)로 이루어진다. The control member 120 serves to mount the connecting member 112 to the front wall W1 as described above and to be able to concentrate on the slab S when the damper member 111 is deformed. And disperses the stress in the middle. To this end, the control member 120 includes a mounting portion 123 fixed between the connecting member 112 and the front wall W1, and a slab S extending from the upper end of the mounting portion 123 to the slab S A control unit 121 which is formed in the shape of a damper member 111 and absorbs and blocks a stress transmitted to the slab S while being deformed when the damper member 111 is deformed, And a buried portion 122 to be embedded in the slab S is formed.

여기서 상기 제어부재(120)의 제어부(121)는 상기 장착부(123) 및 매립부(122)에 비해 좁은 단면으로 이루어져 하중을 받게 되면 변형이 집중될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 제어부(121)는 도 5와 같이 그 전후폭을 잘록한 형태로 형성시켜주는 한 쌍의 반원형 요입홈(121a)을 구비한다. 또한, 도시되지는 않았으나 제어부(121)의 전후폭을 잘록하게 형성하는 대신 좌우폭(두께)을 잘록하게 형성시키는 방법도 가능하다. 이처럼 상기 제어부재(120)의 제어부(121)가 잘록한 형태로 형성되면 지진으로 인해 상기 댐퍼부재(111)가 횡하중 에너지를 흡수하면서 변형될 때 그로 인한 영향력을 슬래브(S)에 그대로 인가하는 대신 상기 제어부재(120)의 제어부(121)가 중간에서 변형되어 흡수하면서 슬래브(S)에 미칠 수 있는 영향력을 극소화한다. 도 7 및 8에는 횡하중 에너지를 받고 댐퍼부재(111)가 소성 변형되는 상황에서도 상기 제어부재(120)의 제어부(121)가 슬래브(S)에 전달되는 응력을 중간에서 흡수하여 분산시키면서 슬래브(S)에 응력 집중현상이 일어나지 않도록 차단한 상태가 잘 나타나 있으며, 이는 종래에 슬래브(S)에 응력이 집중되었던 도 2 및 도 3의 상태와 현저히 대조되는 것이다. Here, the control unit 121 of the control member 120 has a narrow cross-section as compared with the mounting unit 123 and the buried unit 122, so that deformation can be concentrated when a load is received. For this, the controller 121 has a pair of semicircular grooves 121a formed in a narrow shape as shown in FIG. Also, although not shown, it is also possible to form the control portion 121 so as to have a narrow width (thickness) instead of a narrow width. When the controller 121 of the control member 120 is formed in a constricted shape, when the damper member 111 deforms while absorbing the lateral load energy due to the earthquake, the influence of the damper member 111 is not directly applied to the slab S, The influence of the control unit 121 of the control member 120 on the slab S while minimally deforming and absorbing is minimized. 7 and 8 show a state in which the control unit 121 of the control member 120 absorbs and disperses the stress transmitted to the slab S in a state where the damper member 111 undergoes plastic deformation under the influence of the lateral load energy, In which the stress is concentrated in the slab S, which is remarkably contrasted with the state of FIG. 2 and FIG. 3 in which the stress is concentrated on the slab S in the past.

또한, 상기와 같이 제어부재(120)의 제어부(121)가 슬래브(S)에 전달되는 응력을 중간에서 효과적으로 흡수하여 분산시키기 위해서는 상기 제어부재(120)의 장착부(123)로부터 매립부(122)까지 형성된 제어부(121)의 노출된 길이(도면에 따르면 제어부(121)의 상하방향 길이)를 얼마로 하느냐가 중요하다. 이는 도 9 및 도 10에서 볼 수 있는 것처럼 강성이 다른 강재로 이루어진 유강혼합구조에서 단자유도계의 지진응답 특성을 고려하여 결정될 수 있을 것이다. 연강(Ks)과 고강도강(Kf)을 각각 제어부재(120)의 제어부(121)와 댐퍼부재(111)로 대입하여 항복변형비에 따른 손상율의 변화를 종합해보면 상기 제어부(121)의 길이(L)는 상기 댐퍼부재(111)가 항복변형되었을 때의 상하방향 변형량(E) 대비 4배 이상의 길이를 갖는 것이 바람직하다. In order to efficiently absorb and disperse the stress transmitted to the slab S by the control unit 121 of the control member 120 from the mounting portion 123 of the control member 120 to the buried portion 122, (The length in the up-and-down direction of the control unit 121 according to the drawing) of the control unit 121 formed up to the control unit 121 is important. This can be determined in consideration of the earthquake response characteristics of the terminal guiding system in the steel-mixed structure made of steel having different rigidity as shown in Figs. The control section 121 and the damper member 111 of the control member 120 substitute the mild steel K s and the high strength steel K f for the damage ratio according to the yield strain ratio, It is preferable that the length L of the damper member 111 is 4 times or more the length of the vertical deformation amount E when the damper member 111 is yield deformed.

(단, 유강혼합구조의 지진응답 특성을 검토하기 위한 실험에서, 입력지진파는 El-Centeo NS, Hachinohe EW, Kobe NS, 인공지진파가 사용되었고, 해석종료(종국상태)는 층간변형1/50rad, VE = 120cm/sec이었으며, 해석변수는 Ks/Kf = 1.0 - 0.0, Mf/Ms = 0.7 - 1.4 이었음)(In the experiment, the input seismic waves were El-Centeo NS, Hachinohe EW, Kobe NS and artificial seismic waves. VE = 120 cm / sec, and the analytical variables were K s / K f = 1.0 - 0.0 and M f / M s = 0.7 - 1.4)

한편, 상기 제어부재(120)의 매립부(122)는 상기 슬래브(S)의 상면까지 연장되는 것이 바람직하다. 이는 도 8과 같이 한 쌍으로 구비된 매립부(122)와 매립부(122) 사이에 슬래브(S)의 단절구간이 형성되며, 이로써 슬래브(S)를 따라 전달되는 일부 에너지를 도중에서 차단할 수 있게 된다.
Meanwhile, it is preferable that the buried portion 122 of the control member 120 extends to the upper surface of the slab S. As shown in FIG. 8, the slit S of the slab S is formed between the pair of the buried portions 122 and the buried portions 122, so that some energy transmitted along the slab S can be blocked .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.

111 : 댐퍼부재 112 : 연결부재
120 : 제어부재 121 : 제어부
121a : 요입홈 122 : 매립부
123 : 장착부111: damper member 112: connecting member
120: control member 121:
121a: concave groove 122:
123:

Claims (6)

건물의 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 커플링 댐퍼에 있어서,
상기 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하여 소성 변형되도록 상기 전단벽 사이에 마련되는 댐퍼부재와; 상기 댐퍼부재와 상기 전단벽과의 연결을 위해 상기 댐퍼부재의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부재를 포함하며,
상기 연결부재와 상기 전단벽 사이에 설치되는 한 쌍의 제어부재를 더 포함하되,
상기 제어부재는, 상기 연결부재와 상기 전단벽 사이에서 상기 연결부재에 고정된 장착부와, 상기 장착부의 상단에서 시작하여 상부에 위치한 건물의 슬래브 직전까지 연장된 형태로 형성되고 상기 댐퍼부재가 변형될 때 변형되면서 상기 슬래브로 전달되는 응력을 중간에 흡수하여 차단할 수 있도록 한 제어부와, 상기 제어부의 상단에서 연장되어 상기 슬래브에 매립되는 매립부로 이루어지되,
상기 제어부재의 제어부는 상기 장착부 및 상기 매립부에 비해 좁은 단면으로 이루어져 하중을 받게 되면 변형이 집중될 수 있도록 하고, 상기 제어부재의 매립부는 상기 슬래브의 하면에서 상면까지 연장되어 상기 매립부와 매립부 사이에 슬래브의 단절구간을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 커플링 댐퍼.Claims [1] A coupling damper for absorbing lateral energy applied to a front end wall of a building,
A damper member provided between the front end walls to absorb the lateral load energy applied to the front end wall and to be plastic deformed; And a pair of connecting members provided on both sides of the damper member for connecting the damper member and the front end wall,
And a pair of control members provided between the connecting member and the front end wall,
Wherein the control member includes a mounting portion fixed to the connecting member between the connecting member and the front end wall and extending from a top end of the mounting portion to a position just before a slab of an upper building, A control part for absorbing and blocking a stress transmitted to the slab while being deformed and a buried part extending from an upper end of the control part and being buried in the slab,
Wherein the control part of the control member has a narrow cross-section as compared with the mounting part and the buried part so that deformation can be concentrated when a load is received, and the buried part of the control member extends from the lower surface to the upper surface of the slab, And a slip section of the slab is formed between the slabs. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부재의 제어부는 그 전후폭을 잘록한 형태로 형성시켜주는 한 쌍의 반원형 요입홈을 구비한 것을 특징으로 하는 커플링 댐퍼.The method according to claim 1,
Wherein the control member of the control member is provided with a pair of semicircular grooves for forming a front and rear width of the control member in a constricted shape. 제1항에 있어서,
상기 제어부재에서 장착부로부터 매립부까지 형성된 제어부의 길이는 상기 댐퍼부재가 항복변형되었을 때의 상하방향 변형량 대비 4배 이상의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 커플링 댐퍼.The method according to claim 1,
Wherein the length of the control portion formed from the mounting portion to the buried portion of the control member is four times or more the length of the vertical deformation amount when the damper member is yield deformed. 삭제delete 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐퍼부재는 슬릿형, 2단 슬릿형, 허니컴형, 강봉형 중 어느 한 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 커플링 댐퍼.The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
Wherein the damper member is formed in any one of a slit shape, a two-step slit shape, a honeycomb shape, and a steel bar shape.
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