KR101705318B1 - 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템 - Google Patents

Abstract

H빔 등으로 된 상, 하부고정부재와 연결부재의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있으며, 기둥의 단주화를 해소하여 전단력의 집중을 막고 기둥의 고유 변위를 보전함으로써 단주화에 의한 전단파괴를 방지할 수 있으면서도, 건축물의 개방감을 확보하고, 제진장치의 성능을 원활히 발휘 할 수 있도록 하는 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템이 개시된다. 상기 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템은 간격을 두고 배치된 한 쌍의 기둥과 상기 한 쌍의 기둥의 상단과 하단을 각각 연결하는 한 쌍의 보를 포함하는 건축물에 설치하기 위한 건축물 제진시스템에 있어서, 한 쌍의 상기 기둥과 평행하게 배치되고, 상단은 위쪽에 배치된 상기 보에 직, 간접적으로 연결된 상태로 고정되고, 하단은 아래쪽에 배치된 상기 보에 직, 간접적으로 연결된 상태로 고정된 한 쌍의 댐퍼기구를 포함하는 구성을 한다.

Description

창호 개방 간주형 건축물 제진시스템{Window and door open type vibration control system between columns for building}

본 발명은 건축물 제진시스템의 개선에 관한 것으로, 특히 지진에 의해 건축물에 발생하는 진동 에너지를 흡수함으로써 건축물이 파손되거나 붕괴되는 것을 방지하기 위한 제진시스템의 개선에 관한 것이다.

일반적인 건축물은 수직부재와 수평부재로 구조체가 형성되는데 지진 및 풍진동 등에 의한 수평하중으로 변위가 발생하며, 한계 변위를 초과하면 구조물 전체의 파괴 및 붕괴가 발생하거나 구조부재의 손상으로 인하여 건축물의 구조적인 안정성이 상실된다.

또한, 일반적인 건축물은 기둥과 기둥사이 보와 보 사이에 창호를 설치하여 경관을 볼 수 있게 하고 채광 기능을 할 수 있도록 하여 실내의 개방감을 확보하는 데, 창의 대각선 방향으로 브레이싱을 설치하는 등의 기존 내진보강공법은 외벽에 시공 시 창호의 면적이 감소하거나 시야가 차단되는 문제점이 있다.

그리고 보와 보 사이 또는 기둥과 기둥 사이에 제진장치를 설치하는 방식이 알려져 있다. 이와 관련된 선행기술로는 등록번호 10-1456414호(발명의 명칭: 멀티 조인트 제진 댐퍼 및 이를 이용한 벽식 제진 장치, 발명자 안태상 등) 및 등록번호 10-1457059호(발명의 명칭: 점탄성체를 이용한 전단벽체의 제진공법, 발명자: 이현남 외 2) 등의 등록특허공보에 개시되어 있다.

제진장치가 설치된 기존 건축물에서, 풍진동 발생 시 건축물 구조체의 수평하중을 제진장치가 흡수하게 되는데, 이때 구조체와 제진장치의 접합부에 수평하중이 집중된다. 또한 노후화가 진행된 기존 건축물의 경우 장기 하중에 대한 처짐 및 강도저하가 발생할 수 있고, 댐퍼로 구조체의 진동에너지가 원활하게 전달되지 않아 댐퍼가 제 기능을 못하게 될 수 있으며, 구조체와 제진장치의 접합부에 수평하중이 집중되어 상ㅇ하부 보의 전단력 증가로 균열이 발생할 수 있고, 이 때문에 건축물이 파괴될 수 있다.

한편, 노후화가 진행된 건축물의 내진보강 시 구조체에 발생되는 진동에너지를 균등하게 전달받아 댐퍼로 집약하여 전달하기 위해 상대적으로 강성이 높은 보강재를 설치 하는데, 이때 구조체의 변위 시 기둥과 맞닿는 보강재 양 끝이 압축력에 의하여 뒤틀리거나 탈락 할 수 있다. 또한 건축물에 수평하중 발생 시 기둥(C) 및 보(B)의 변위가 발생하는데, 보강 프레임(F)으로 인하여 도 1에 나타낸 바와 같이 기둥(C)이 변위할 수 있는 길이가 짧아지는 현상(단주화 현상)이 발생한다.

특히, 기존 건축물의 내진보강 시 일반적으로 건축물 전체 중에 일부 구간을 보강하는데, 지진 발생 시 전체 건축물의 일정 길이의 구조체보다는 보강 프레임으로 인하여 기둥 길이가 짧아진 기둥에 전단력이 집중된다. 이렇게 단주화 된 기둥은 전체 건축물의 수평하중 발생 시 변위 각이 커지면서 휨모멘트보다 전단력이 증가하여 전단파괴가 선행되는 급격한 파괴를 유발한다.

본 발명에 적용하기에 적합한 제진장치로는 저항복점강을 사용하는 강재이력댐퍼와 점탄성체 고감쇠 고무를 사용한 점탄성댐퍼가 있다.

강재이력댐퍼는 일반 강재인 H-형강(H-beam)의 웨브 부분을 일부 제거하고 그 자리에 저항복점강 패널을 설치하는 형태로 구성되며, 점탄성댐퍼는 샌드위치 겹판 형태로 3장의 강판 사이에 점탄성체인 2장의 고감쇠 고무판을 접착하여 구성된다.

저항복점강을 사용한 제진시스템은 수평하중 발생 시 저항복점 강판이 가장 먼저 항복변위를 일으켜 에너지를 흡수하고, 점탄성체 고감쇠 고무를 사용한 제진장치 시스템은 고무가 진동에너지를 열에너지로 변환하여 지진력을 흡수하여 내진에 대한 성능을 향상시킨다.

본 발명의 목적은 신축 건축물에 적용하여 구조체에 발생하는 진동에너지를 효과적으로 전달 받을 수 있도록 설계 및 시공을 할 수 있을 뿐만 아니라 특히, 창호를 가지는 노후화된 구조물에도 적합하게 시공할 수 있는 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 단주화 현상을 방지할 수 있는 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템은 간격을 두고 배치된 한 쌍의 기둥과 한 쌍의 상기 기둥의 상단과 하단을 각각 연결하는 한 쌍의 보를 포함하는 건축물에 설치하기 위한 건축물 제진시스템에 있어서,
한 쌍의 상기 기둥과 평행하게 배치되고, 상단은 위쪽에 배치된 상기 보에 직, 간접적으로 연결된 상태로 고정되고, 하단은 아래쪽에 배치된 상기 보에 직, 간접적으로 연결된 상태로 고정된 한 쌍의 댐퍼기구를 포함하고,
한 쌍의 상기 댐퍼기구는 한 쌍의 상기 기둥과 각각 간격을 두고 평행하게 이격하여 설치되고,
한 쌍의 상기 댐퍼기구의 상단과 상단 및 하단과 하단을 각각 연결하며 한 쌍의 상기 보에 각각 고정된 한 쌍의 연결부재를 포함하고,
상기 댐퍼기구는 아래쪽의 상기 연결부재에 결합되는 하부고정부재, 위쪽의 상기 연결부재에 결합되는 상부고정부재 및 상기 하부고정부재와 상기 상부고정부재 사이에 설치되고 점탄성체 또는 상기 하부고정부재와 상기 상부고정부재보다 항복강도가 작은 저항복점강을 가지는 댐퍼를 구비하여 구성된 것이고,
상기 하부고정부재와 상기 상부고정부재는 H빔을 절단하여 만든 것이고,
상기 댐퍼기구는 한 쌍의 상기 기둥 사이에서 상기 기둥의 내측면과 간격을 두고 설치되고,
한 쌍의 상기 연결부재는 위쪽에 배치된 상기 보의 하면과 아래쪽에 배치된 상기 보의 상면에 각각 설치되고 한 쌍의 상기 기둥과 간격을 두고 설치되고,
상기 기둥의 상단부 및 하단부에는 상기 기둥과 상기 댐퍼기구 사이 또는 상기 기둥과 상기 연결부재 사이를 완충하며 상기 댐퍼기구의 변위 폭을 확보할 수 있게 하는 별개의 고무판이 고무판지지부를 통해 이격하여 각각 설치된 것이 바람직 하다.

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본 발명에 따르면, 노후화가 진행된 기존 건축물 구조체의 수평하중을 제진장치에 원활히 전달함으로써 지진발생 시 건축물에 발생하는 수평하중에 의한 기둥 및 보의 휨과 전단파괴를 방지할 수 있으며, 보에 발생되는 진동에너지를 댐퍼기구에 균등하게 전달하여 간주형 제진장치에 집약하여 전달할 수 있어 제진장치의 기능을 충분히 발휘할 수 있다.

본 발명에 따르면, 댐퍼기구의 양 끝단을 기둥에 일정간격 이격하여 설치하고, 그 사이에 완충재의 역할을 하는 고무판을 삽입하여 기둥과 댐퍼기구의 상, 하부고정부재 간에 지진발생 시 수평하중에 의해 작용하는 압축력을 탄력적으로 받아주어 H-beam 등으로 된 상, 하부고정부재와 연결부재의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있으며, 기둥의 단주화를 해소하여 전단력의 집중을 막고 기둥의 고유 변위를 보전함으로써 단주화에 의한 전단파괴를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 건축물의 개방감을 확보하고, 제진장치의 성능을 원활히 발휘 할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템을 이용하는 경우, 신축 건축물뿐만 아니라 기존 건축물에서도 기둥과 기둥사이 및 보와 보 사이에 일조, 조망 등을 고려하여 설치된 창호의 개방감을 저해하지 않고 제진시스템을 구성할 수 있다.

도 1은 기둥과 댐퍼기구 사이에 보강재를 설치하는 경우의 단주화 현상을 나타낸 선도이고,
도 2는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 일례를 나타낸 정단면도,
도 3은 도 2에 나타낸 댐퍼기구의 설치상태를 나타낸 측단면도,
도 4는 도 2에서 기둥을 제거하고 나타낸 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 부분 분리사시도,
도 5는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 다른 예를 나타낸 정면도,
도 6은 도 5에 나타낸 댐퍼기구의 설치상태를 나타낸 측단면도,
도 7은 도 5 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 부분 분리사시도,
도 8은 도 2 내지 4에 나타낸 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 변형 예를 나타낸 정단면도,
도 9는 도 8 댐퍼기구의 설치상태를 나타낸 측단면도,
도 10은 도 8 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 부분 분리사시도,
도 11은 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 변위 상태를 나타낸 정면도,
도 12는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템이 설치된 건축물에서의 변위를 설명하기 위한 선도,
도 13과 14는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 또 다른 실시 예를 각각 나타낸 정단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 일례를 나타낸 정단면도, 도 3은 도 2에 나타낸 댐퍼기구의 설치상태를 나타낸 측단면도, 도 4는 도 2에서 기둥을 제거하고 나타낸 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 부분 분리사시도이다.

도 2 내지 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)은 간격을 두고 배치된 한 쌍의 기둥(C)과 한 쌍의 기둥(C)의 상단과 하단을 각각 연결하는 한 쌍의 보(B)를 가지는 건축물에 설치하여 건축물에서 발생하는 진동에너지를 흡수하여 건축물이 파손되거나 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 2 내지 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)은 적어도 한 쌍의 댐퍼기구(110)와 이 한 쌍의 댐퍼기구(110)의 상단과 상단, 하단과 하단을 각각 연결하는 한 쌍의 연결부재(130)를 가진다.

한 쌍의 댐퍼기구(110)는 서로 평행하며, 각각의 댐퍼기구(110)는 이웃하는 기둥(C)과는 간격을 두고 설치된다.

그리고 바람직하게, 댐퍼기구(110)는 한 쌍의 기둥(C) 사이에서 기둥(C)의 내측면과 간격을 두고 설치된다. 이러한 댐퍼기구(110)를 가지는 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)과 기둥(C) 사이의 상단부와 하단부에는 고무판지지부(152) 등을 통해 고무판(150)이 설치된다. 고무판(150)은 연결부재(130)와 기둥(C) 사이 또는 댐퍼기구(110)의 하부고정부재(111) 및 상부고정부재(113)와 기둥(C) 사이에 설치될 수 있다.

이 고무판(150)은 기둥(C)과 연결부재(130) 또는 상, 하부고정부재(113, 111) 간에 수평하중 발생 시 작용하는 압축력을 탄성적으로 받아주어 변위를 허용하고 연결부재(130)와 상, 하부고정부재(113, 111)의 뒤틀림 현상을 방지하고, 기둥(C)의 단주화 현상을 해소하여 전단력의 집중을 막고 기둥(C)의 고유 변위를 보전함으로써 단주화에 의한 전단파괴를 방지하는 역할을 한다. 상, 하부고정부재(113, 111)로는 H빔을 절단하여 만든 것이 바람직하다.

댐퍼기구(110) 각각은 아래쪽의 연결부재(130)에 결합되는 하부고정부재(111)와 위쪽의 연결부재(130)에 결합되는 상부고정부재(113)를 가진다. 그리고 하부고정부재(111)와 상부고정부재(113) 사이에 점탄성체를 가지는 댐퍼(115)가 구비된다.

이 댐퍼(115)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 중심판(116)과 그 양측의 양 측판(117) 및 중심판(116)과 양 측판(117) 사이에 접합된 고감쇠 점탄성 고무판(118)을 가진다. 이 실시 예에서, 중심판(116)의 돌출된 한쪽 끝은 상부고정부재(113)에 끝을 서로 맞댄 상태에서 그 양 측면에 겹판(119)을 대고 볼트(BO)와 너트(N)를 통해 상부고정부재(113)에 고정되고, 나머지 한쪽 끝은 하부고정부재(111)의 끝과 간격을 두고 배치된다.

하부고정부재(111)의 상단은 양 측판(117) 사이로 삽입된 상태로 배치되며, 하부고정부재(111) 상단과 양 측판(117) 사이에 삽입판(120)을 개재한 상태로 볼트(BO)와 너트(N)를 통해 양 측판(117)과 결합된다. 이에 따라 양 측판(117)의 하단은 하부고정부재(111)의 상단에 고정된다. 양 측판(117) 등 볼트(BO)가 결합되는 부재에는 볼트(BO)가 삽입되는 부위에 볼트구멍(H)이 형성되어 있어야 함은 물론이다.

댐퍼(115)의 고정에는 볼트(BO)와 너트(N)를 이용하는 대신 용접, 리베팅 등 여타의 고정수단이 이용될 수 있고, 도 3에 나타낸 것이 상하로 뒤집힌 형태로 설치될 수 있다.

연결부재(130)는 위쪽 보(B)의 하면과 아래쪽 보(B)의 상면에 각각 설치된다. 바람직하게, 이 연결부재(130)는 보(B)에 설치된 복수의 앵커볼트(AB) 또는 앵커너트에 복수의 너트(N) 또는 볼트를 통해 전 길이에 걸쳐서 보(B)에 고정된 것이 바람직하다.

신축건물인 경우에는 앵커볼트(AB)를 미리 심어둔 상태로 콘크리트를 타설하고 양생하면 되고, 기존 건축물인 경우에는 보(B)에 구멍을 뚫고 여기에 앵커볼트(AB)를 삽입한 상태에서 무수축 모르타르 등으로 구멍 내부를 메워서 앵커볼트(AB)를 설치할 수 있다. 연결부재(130)의 플랜지에는 앵커볼트(AB)들이 통과될 수 있는 구멍들이 형성되어 있다.

이러한 한 쌍의 연결부재(130)는 댐퍼기구(110)의 상단은 상단끼리 하단은 하단끼리 각각 연결하는 것으로, 보(B)와 댐퍼기구(110)의 접합부에 수평하중이 작용하는데, 연결부위에 앵커를 사용하여 고정시킴으로서 댐퍼기구의 기능을 원활하게 수행할 수 있도록 한다. 이러한 연결부재(130) 역시 H빔 또는 H형강으로 만든 것이 좋다.

위와 같은 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)은 기존 건축물의 내진보강 시 기둥(C)과 기둥(C)사이의 창호(W)를 훼손하지 않기 위하여 보(B) 양단 부근에 간주형으로 설치한다. 간주형으로 설치할 때 댐퍼기구(110)가 수평ㅇ수직으로 원활히 변위할 수 있도록 기둥(C)과의 적절한 이격거리를 확보하여 설치한다.

도 2 내지 4를 참고하여 위에서 설명한 바와 같은 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)은 창호(W)에 악영향을 미치지 않으면서 기둥(C)과 기둥(C) 사이에 배치되는 벽체 내부에 설치하는 매립형으로 구성할 수 있다.

노후화가 진행된 기존 건축물 구조체의 수평하중을 제진장치에 원활히 전달하기 위해서는 상ㅇ하부 보(B)에 H-beam 등으로 된 연결부재(130)를 덧대어 접합하고, 상ㅇ하부 연결부재(130) 사이에 댐퍼기구(110)를 설치하여 지진발생 시 건축물의 수평하중에 의한 기둥(C) 및 보(B)의 휨 및 전단파괴를 방지할 수 있으며, 구조물에 발생되는 진동에너지를 연결부재(130)가 균등하게 전달받아 간주형 제진장치인 댐퍼기구(110)에 집약하여 전달할 수 있어서 제진장치의 기능을 충분히 발휘할 수 있다.

특히, 댐퍼기구(110)의 상, 하 고정부재(113, 111)의 끝단과 연결부재(130)의 양단을 양측 기둥(C)의 상, 하단부와 간격을 두고 배치하고, 기둥(C)과의 사이에 완충재 역할을 하는 고무판(150)을 개재시킴으로써 건축물의 수평하중 발생 시 기둥(C)면의 압축력 작용으로 인한 연결부재(130) 및 상, 하 고정부재(113, 111)의 뒤틀림과 기둥(C)의 단주화 현상을 해소하여 전단력의 집중을 막고 기둥(C)의 고유 변위를 보전함으로써 단주화에 의한 전단파괴를 방지할 수 있다.

위와 같이 점탄성체 고감쇠 고무를 사용한 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)은 점탄성고무로 된 고무판(118)이 변형되면서 진동에너지를 열에너지로 변환하여 지진력을 흡수함으로써 내진에 대한 성능을 향상시킨다.

도 5는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 다른 예를 나타낸 정면도, 도 6은 도 5에 나타낸 댐퍼기구의 설치상태를 나타낸 측단면도, 도 7은 도 5 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 부분 분리사시도이다.

때에 따라, 본 발명에 따른 제진시스템(100)은 도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이 기둥(C)과 보(B)의 전면으로 돌출된 돌출형으로 설치될 수 있다.

즉, 댐퍼기구(110)는 한 쌍을 좌우 기둥(C)의 전면에 기둥(C)과 간격을 두고 각각 설치되고, 양측 댐퍼기구(110)의 상단을 서로 연결하는 상측 연결부재(130)는 위쪽에 있는 보(B)의 전면에 고정되고, 양측 댐퍼기구(110)의 하단을 서로 연결하는 하측 연결부재(130)는 아래쪽에 있는 보(B)의 전면에 고정된다.

위와 같은 한 쌍의 연결부재(130)는 위쪽의 보(B)의 전면과 아래쪽의 보(B)의 전면에 앞쪽으로 돌출되게 각각 형성된 돌출 구조물(160)에 고정된다. 연결부재(130)의 고정은 상ㅇ하부 보(B) 전면에 앵커볼트(AB)를 설치하고, 마주보는 연결부재(130)에 스터드볼트(SB)를 용접하여 접합한 다음, 앵커볼트(AB)와 스터드볼트(SB)가 각각 엇갈리게 설치 및 배치하여 가고정한다. 연결부재(130)와 상ㅇ하부 보(B) 사이에 무수축 모르타르 또는 콘크리트를 타설하기 위해 철판 거푸집(SM)을 설치 후 실링재를 사용하여 틈새를 막고 무수축 모르타를 타설하여 일체화 한다.

도 6과 7을 참고하면, 상기 돌출 구조물(160)은, 보(B)에 설치된 복수의 앵커볼트(AB)와 복수의 앵커볼트(AB)에 결합된 스터드볼트(SB)들과 스터드볼트(SB)들 주변에 설치된 철판 거푸집(SM) 및 철판 거푸집(SM) 내에 타설되어 형성된 모르타르를 구비하는 구성을 가진다. 모르타르로는 무수축 모르타르를 이용하는 것이 좋다. 앵커볼트(AB)의 설치과정은 앞 실시 예에서 설명한 것과 같이 하면 된다.

나머지는 도 2 내지 4를 통해 앞에서 설명한 것과 같다.

도 8은 도 2 내지 4에 나타낸 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 변형 예를 나타낸 정단면도, 도 9는 도 8 댐퍼기구의 설치상태를 나타낸 측단면도, 도 10은 도 8 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 부분 분리사시도이다.

때에 따라, 댐퍼기구(110)로는 고감쇠 점탄성 고무를 이용한 댐퍼(115) 대신 상, 하부고정부재(113, 111)보다 항복강도가 작은 저항복강부재(116)를 이용한 댐퍼(115a)가 사용될 수 있다. 저항복강부재(116)와 그 주변에는 가로방향 또는 세로 방향으로 보강재(116a)가 설치된다.

즉, 이 실시 예의 댐퍼(115a)는 아래쪽의 연결부재(130)에 결합되는 하부고정부재(111), 위쪽 연결부재(130)에 결합되는 상부고정부재(113) 및 하부고정부재(111)와 상부고정부재(113) 사이에 설치되고 하부고정부재(111)와 상부고정부재(113)보다 항복강도가 작은 저항복강부재(116)를 가지는 강재이력 댐퍼(115a)를 가지는 구성을 한다.

강재이력 댐퍼(115a)는 일반 강재인 H-형강(H-beam)의 웨브 부분을 일부 제거하고 그 자리에 저항복점강부재(116)를 설치하는 형태로 구성된다.

저항복점강부재(116)를 사용한 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)은 수평하중 발생 시 저항복점강부재(116)가 가장 먼저 항복변위를 일으키면서 지진력을 흡수하여 내진에 대한 성능을 향상시킨다.

나머지는 도 2 내지 4를 통해 설명한 것과 같다.

도 11은 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 변위 상태를 나타낸 정면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템이 설치된 건축물에서의 변위를 설명하기 위한 선도이다.

본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)이 설치된 건축물에 지진 등에 의해 수평방향으로 수평하중이 작용하면 건축물의 기둥(C)과 보(B)가 힘이 작용하는 방향으로 변위를 일으키며, 위쪽에 있는 보(B)가 아래쪽에 있는 것보다 더 많이 수평 변위를 일으킨다. 이에 따라 위쪽 보(B)에 연결된 위쪽 연결부재(130)도 아래쪽 보(B)에 연결된 아래쪽 연결부재(130)보다 힘이 작용하는 방향으로 더 많이 수평변위를 일으킨다. 도 11과 12의 화살표 방향으로 수평력이 작용하는 경우, 위쪽 연결부재(130)가 아래쪽 연결부재(130)보다 상대적으로 오른쪽으로 더 많은 수평 변위를 일으키면서 건물에 작용하는 힘을 댐퍼기구(110)로 전달하고, 댐퍼기구(110)에 설치된 댐퍼(115)는 변위되면서 건축물의 운동 에너지를 흡수한다.

댐퍼기구(110)는 상, 하 연결부재(130)의 상대적인 수평변위를 충분히 허용하기 때문에 도 12 선도에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같은 단주화 현상이 발생하지 않고, 실선으로 나타낸 바와 같이 변위를 할 수 있다.

점탄성 고무를 이용한 댐퍼기구(110)를 사용하는 경우에는 복원력도 제공한다.

나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.

도 13과 14는 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템의 또 다른 실시 예를 각각 나타낸 정단면도이다.

때에 따라, 도 13에 나타낸 바와 같이, 댐퍼기구(110)를 기둥(C)과 간격을 두고 설치하되, 앞 실시 예에서 설명한 연결부재 없이 댐퍼기구(110)의 상단과 하단을 각각 위쪽과 아래쪽 보(B)에 앵커볼트(AB)와 너트(N) 등을 이용하여 직접 고정하고, 댐퍼기구(110)와 기둥 사이에 고무판(150)을 설치하여 본 발명에 따른 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)을 구성할 수 있다.

나머지는 도 2 내지 4를 통해 설명한 것과 같다.

때에 따라, 도 14에 나타낸 바와 같이 댐퍼기구(110)를 기둥(C)과 간격을 두지 않고 배치하되, 댐퍼기구(110)의 상단과 하단을 보(C)에 고정하여 고무패드 없이 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템(100)을 구성할 수 있다. 하지만, 이때에는 기둥(C)과 댐퍼기구(110)간의 간섭을 최소화할 수 있는 조치를 취하는 것이 바람직하다. 나머지는 도 13을 통해 설명한 것과 같다.

본 발명은 보강재 설치에 따른 단주화 현상 없이 건축물의 내진보강을 하는 데 사용될 수 있고, 신축건물(주택, 열차의 운행에 의한 진동이 발생하는 선하역사 등의 “철도시설”, 기계장치의 진동이 발생하는 “공장” 등) 뿐만 아니라 기존 건축물의 지진, 열차운행, 기계장치 등에 의한 진동에너지 흡수를 위한 내진보강에 이용될 수 있다.

100: 건축물 제진시스템 110: 댐퍼기구
111: 하부고정부재 113: 상부고정부재
115, 115a: 댐퍼 118, 150: 고무판
130: 연결부재 160: 돌출 구조물
B: 보 C: 기둥

Claims (12)

1. 간격을 두고 배치된 한 쌍의 기둥과 한 쌍의 상기 기둥의 상단과 하단을 각각 연결하는 한 쌍의 보를 포함하는 건축물에 설치하기 위한 건축물 제진시스템에 있어서,
   한 쌍의 상기 기둥과 평행하게 배치되고, 상단은 위쪽에 배치된 상기 보에 직, 간접적으로 연결된 상태로 고정되고, 하단은 아래쪽에 배치된 상기 보에 직, 간접적으로 연결된 상태로 고정된 한 쌍의 댐퍼기구를 포함하고,
   한 쌍의 상기 댐퍼기구는 한 쌍의 상기 기둥과 각각 간격을 두고 평행하게 이격하여 설치되고,
   한 쌍의 상기 댐퍼기구의 상단과 상단, 및 하단과 하단을 각각 연결하며 한 쌍의 상기 보에 각각 고정된 한 쌍의 연결부재를 포함하고,
   상기 댐퍼기구는 아래쪽의 상기 연결부재에 결합되는 하부고정부재, 위쪽의 상기 연결부재에 결합되는 상부고정부재 및 상기 하부고정부재와 상기 상부고정부재 사이에 설치되고 점탄성체 또는 상기 하부고정부재와 상기 상부고정부재보다 항복강도가 작은 저항복점강을 가지는 댐퍼를 구비하여 구성된 것이고,
   상기 하부고정부재와 상기 상부고정부재는 H빔을 절단하여 만든 것이고,
   상기 댐퍼기구는 한 쌍의 상기 기둥 사이에서 상기 기둥의 내측면과 간격을 두고 설치되고,
   한 쌍의 상기 연결부재는 위쪽에 배치된 상기 보의 하면과 아래쪽에 배치된 상기 보의 상면에 각각 설치되고 한 쌍의 상기 기둥과 간격을 두고 설치되고,
   상기 기둥의 상단부 및 하단부에는 상기 기둥과 상기 댐퍼기구 사이 또는 상기 기둥과 상기 연결부재 사이를 완충하며 상기 댐퍼기구의 변위 폭을 확보할 수 있게 하는 별개의 고무판이 고무판지지부를 통해 이격하여 각각 설치된 것을 특징으로 하는 창호 개방 간주형 건축물 제진시스템.
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