KR101936186B1 - 건축구조물 진동 감쇠용 결합부재 - Google Patents

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Abstract

지면에서 연장되는 다수의 수직요소들을 포함하고 최소한 제1 수직요소가 결합부재에 의해 제2 수직요소에 연결되고, 결합부재는 건축구조물에 인가되는 측방 하중으로 인하여 유발되는 제1 및 제2 수직요소들 간 상대운동으로 발생되는 건축구조물 진동을 감쇠시키는 감쇠요소를 포함하는 건축구조물. 감쇠요소는 수직요소들 간 상대운동에 의해 변형되어 전단에서 감쇠재료의 작동을 유발시킨다. 제1 및 제2 정착부재 중 최소한 하나는 감쇠요소의 제1 및 제2 단부 중 최소한 하나에 각각 연결된다. 정착부재는 소정 하중 한계 이하 하중에 의해 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때에는 감쇠요소가 예정 변형 한계 이상에서 변형을 최소화하도록 따라서 구조물에 감쇠를 제공하는 성능을 감소시킬 수 있는 임의의 손상 유발을 회피하도록 정착부재 및 감쇠요소에서 실질적으로 하중을 증가시키지 않고 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택된다. 또한 제1 및 제2 연결수단이 제공되어 제1 및 제2 정착부재를 각각 제1 및 제2 수직요소들에 견고하게 연결시킨다.

Description

건축구조물 진동 감쇠용 결합부재 {COUPLING MEMBER FOR DAMPING VIBRATIONS IN BUILDING STRUCTURES}
본 출원은 본원에 참고로 전체가 포함되는2011.1.14자 출원된 미국임시출원번호 제 61/432,631호의 이익을 주장한다. 본 발명은 포괄적으로는 건축구조물에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 건축구조물에 사용되는 진동감쇠기구에 관한 것이다.
보강 콘크리트 전단벽, 구조 강 지지 프레임, 구조 강 또는 보강 콘크리트 모멘트 프레임 또는 이들의 조합과 같은 전형적인 건축 요소를 사용하는 현대의 건축물은 건물 높이에 따라 감소되는 고유의 감쇠 특성이 낮다. 이렇게 고유의 감쇠율이 낮기 때문에, 특히 고층 건축물은 동적 하중에 의해 야기되는 과도한 진동에 민감한 경향이 있다. 과도한 가속도와 비틀림 속도는 건물내의 사람들을 불안하게 만들고, 과도한 변위는 비구조적 또는 구조적 요소에 손상을 줄 수 있다. 이러한 이유로 이런 과도한 진동을 제어하고 동적 하중에 대한 전체 건물의 반응을 줄이기 위해서는 추가적인 감쇠원을 제공하는 것이 유리하다. 이러한 동적 하중에는 바람 하중 및 지진 하중에서 유래한 것들이 포함된다.
이러한 구조물에서 변위, 속도 및 가속도를 제어하기 위해 현재 이용 가능한 시스템은 능동형 시스템은 물론 보충 감쇠기와 진동 흡수기와 같은 수동형 시스템으로 이루어져 있다.
히스테리시스 감쇠기, 점성 감쇠기 및 점탄성 감쇠기와 같은 수동형 보충 감쇠기가 현재 전형적인 지지 구조에 사용되고 축방향 변형 하에 작동된다. 이는 전형적인 지지 구조하에서 지지 요소가 상당한 축방향 변형을 받게 되는 일부 구조물에 감쇠를 추가하는데 효과적이지만, 측방 변형 기본 모드가 전형적인 지지요소에서 그러한 감쇠기를 효과적으로 작동시키는데 충분한 축방향 변형을 야기하지 못하는 고층 건물과 같은 다른 구조물 시스템에는 덜 효과적이다. 감쇠기를 작동시키는데 충분한 정도로 변형을 증가시키기 위해 변위 증폭을 위한 토글 지지기 또는 가위형 지지기를 사용하는 특수한 구성이 사용된다.
이러한 구조물의 휨, 속도 및 가속도를 줄이기 위해 진자형 감쇠기(TMD: Tuned Mass Damper) 및 동조 액체 감쇠기(TLD: Tuned Liquid Damper) 와 같은 진동 흡수기도 사용된다. 전형적으로 이들은 그 효과를 최대로 발휘하기 위해 빌딩의 옥상 층에 설치되는 기계적 진동 시스템으로 이루어져 있다. 이는 설계와 건축에 비용이 많이 든다는 것 외에도 건물 내의 가장 중요한 물적 재산의 일부를 사용한다는 단점이 있다. 또한, 이들은 단일 모드의 진동에 맞추어져야 하므로 한정된 진동수 범위에서 작용하게 된다.
능동형 시스템은 외부 전력원, 작동력 및 광범한 하드웨어와 소프트웨어 제어 시스템을 필요로 한다. 그 결과, 능동형 시스템은 설계와 구현에 있어서 고비용이며 제어시스템의 전력 공급 파동 또는 중단에 민감하다.
현존 시스템의 상기 문제점들에 대한 해결책의 하나가 2006.6.16자 출원된 "포크형 감쇠기 및 이의 사용방법"이라는 명칭으로PCT 출원번호 PCT/CA2006/000985에 제안되었다. 상기 출원에서의 시스템은 서로에 대하여 상대 운동하는 구조물 두 요소들을 상호 연결하기 위한 건축물의 감쇠시스템 구성을 제시한다. '985 출원의 감쇠시스템은 측방 하중에 저항하도록 제공되는 제1의 대략 수직 연장 구조 요소에 고정된 제1 세트의 판들 및 측방 하중에 저항하도록 제공되는 제2의 대략 수직 연장 구조 요소에 고정된 제2 세트의 판을 개시한다. 수직 연장 구조요소들은, 예를들면, 건물 벽들, 기둥들, 프레임들 또는 기타 수직요소들일 수 있다. 제1 및 제2 세트의 판들은 각각 제1 세트의 판 요소들이 제2 세트의 판 요소들과 상호 맞물리도록 배열되는 다수의 실질적으로 평행하고, 이격되는 판 요소들로 구성된다. 제1 세트의 판들이 제2 세트의 판들에 결합되도록 감쇠재료가 제공된다. 이러한 방식으로, 건물에 대한 측방 하중이 인가되어 수직 연장 구조요소들이 서로 상대 운동할 때, 제1 및 제2 세트의 판들은 수직 전단운동으로 변위되고 서로에 대한 판들 변위에 저항하는 에너지 분산 재료를 통하여 구조물의 진동을 감쇠시키도록 작용한다.
이러한 시스템은 종래 감쇠시스템을 상당히 개선시키지만, 극단적인 바람 하중 및/또는 지진 하중이 있는 경우, 감쇠시스템에 부가되는 변형은 시스템 과부하를 일으켜, 의도하지 않는 파손으로 이어지고 감쇠기는 이후 하중 주기에 효과적이지 못하게 된다. 따라서, 감쇠시스템의 의도된 변형을 초과하는 이러한 극단적인 하중 조건들에서는, 더욱 연성이고 견고한 반응이 바람직할 것이다. 극단적인 사건 이후 감쇠시스템을 수리하거나 교체하는 것이 어렵다.
본 발명의 일 실시양태에 의하면, 지면에서 연장되는 다수의 수직요소들을 포함하고 최소한 제1 수직요소가 결합부재에 의해 제2 수직요소에 연결되고, 결합부재는 건축구조물에 인가되는 측방 하중으로 인하여 유발되는 제1 및 제2 수직요소들 간 상대운동으로 발생되는 건축구조물 진동을 감쇠시키는 감쇠요소를 포함하는, 건축구조물이 제공된다. 바람직하게는, 감쇠요소에서 제1 및 제2 세트의 판들은 수직 전단운동으로 변위되고 서로에 대한 판들 변위에 저항하는 에너지 분산 재료를 통하여 구조물의 진동을 감쇠시키도록 작용한다. 제1 및 제2 정착부재 (fuse member) 중 최소한 하나는 감쇠요소의 제1 및 제2 단부 중 최소한 하나에 각각 연결된다. 정착부재는 소정 하중 한계 이하 하중에 의해 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때에는 감쇠요소가 예정 변형 한계 이상에서 변형을 최소화하도록 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택된다. 또한 제1 및 제2 연결수단이 제공되어 제1 및 제2 정착부재를 각각 제1 및 제2 수직요소들에 견고하게 연결시킨다. 이들 측방 하중은 감쇠시스템에서 전단 하중을 일으킨다. 따라서, 정착부재는, 감쇠요소에서 예정 전단 하중에 도달될 때 작동되도록 설계된다.
본 실시양태의 일 태양에 의하면, 감쇠요소는 각각 둘 이상의 판들의 제1 및 제2 세트 및 세트들의 각각의 판들 사이에 개재된 감쇠재료를 포함하고, 제1 세트의 판들은 제2 세트의 판들과 상호 맞물리고, 지면에 실질적으로 평행한 방향에서 서로 이격된다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 감쇠재료는 점탄성재료를 포함하고; 세트들의 각각의 판이 감쇠재료 저항으로 수직 방향으로 변위되므로 감쇠요소가 전단 변형을 일으킬 때 감쇠요소는 진동을 감쇠시킨다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 소정 하중 한계는 손상 사고 (damage incident)가 발생할 수 있는 이하의 하중 한계에서 선택되고; 손상 사고는 감쇠재료 파열, 세트들의 판에서 감쇠재료 탈착, 세트들의 판 파손, 세트들 연결수단 파손, 용접 파손, 연결수단 파손 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 기타 고장 모드도 감안될 수 있으며, 감쇠시스템이 연결된 요소들 또는 감쇠요소가 연결된 수직 구조요소들의 파손을 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 최소한 하나 또는 양 정착부재들은 빔 부(beam portion)를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 최소한 하나 또는 양 정착부재들은 빔부 및 빔부에 기능적으로 연결되는 보강재 부 (stiffener portion)를 포함하고, 보강재부는 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때 빔부를 안정화시키도록 구성된다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 빔부는 빔 절취부를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 보강재부는 빔부와 연결되고 지면에 평행하게 배치되어 빔부 휨력 (flexural force)에 대하여 빔부를 안정화시키는 강화부재를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 보강재부는 빔부와 연결되고 수직요소들과 평행하게 배치되어 빔부 전단력에 대하여 빔부를 안정화시키는 최소한 하나의 강화부재를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 제1 및 제2 연결수단 중 최소한 하나는 수직요소들에 부착된 판과 연결되도록 구성되는 끝판을 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 끝판은 제거 가능하고 교체 가능한 파스너에 의해 판에 연결된다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 제1 및 제2 수직요소들 각각에 부착되고, 결합부재로부터 수직방향으로 이격되는 슬래브 부재가 제공된다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 감쇠요소 최상 표면에 부착되는 하나 이상의 정적강성 증강 구조부재가 제공된다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 정적강성 증강 구조부재는 강판을 포함한다.
본 발명의 다른 실시양태에 의하면, 건축구조물에 인가되는 측방하중으로 인한 진동을 감쇠시키는 방법이 제공되며, 건축구조물에 인가되는 측방하중으로 인한 제1 및 제2 수직요소들 사이 상대운동으로 초래되는 건축구조물 진동을 제2 세트의 강판들에 대하여 변형되는 제1 세트의 강판들의 변형으로 인한 에너지 분산 재료에 의해 유발시켜 감쇠하는 감쇠요소를 제공하는 단계; 감쇠요소의 각각의 제1 및 제2 단부 중 최소한 하나에 연결되는 최소한 하나의 정착부재를 제공하는 단계; 이때 정착부재는 소정 하중 한계 이하 하중에 의해 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때에는 감쇠요소가 예정 변형 한계 이상에서 변형을 최소화하도록 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택되고; 및 제1 및 제2 정착부재를 제1 및 제2 수직요소들로 견고하게 연결하는 단계로 구성된다. 이러한 측방 하중은 감쇠시스템에서 전단 하중을 형성시킨다. 따라서, 정착부재는 감쇠요소에서 소정 전단 하중에 도달될 때 작동되도록 설계된다.
본 실시양태의 일 태양에 의하면, 감쇠요소는 지면에 실질적으로 평행한 방향으로 상호 이격되는 둘 이상의 판들의 세트, 및 세트의 판들 사이에 배치되는 감쇠재료를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 감쇠재료는 점탄성재료를 포함하고; 감쇠요소는 세트의 판들이 감쇠재료 저항으로 수직방향으로 변위될 때 감쇠요소가 전단변형을 일으키며 진동을 감쇠한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 최소한 하나 또는 양 정착부재들은 빔부를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 최소한 하나 또는 양 정착부재들은 빔부 및 이에 기능적으로 연결되는 보강재부를 포함하고, 정착부재는 감쇠요소가 소정 하중 한계에 도달할 때 작동되도록 구성되고, 빔부는 감쇠요소가 소정 하중 한계에 도달할 때 변형되도록 구성된다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 빔부는 빔 절취부를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 보강재부는 빔부에 연결되고 지면에 평행하게 배치되는 강화부재를 포함한다.
본 실시양태의 다른 태양에 의하면, 보강재부는 빔부에 연결되고 수직요소들에 평행하게 배열되는 최소한 하나의 강화부재를 포함한다.
지면에서 연장되는 다수의 수직요소들을 포함하고 최소한 제1 수직요소가 결합부재에 의해 제2 수직요소에 연결되고, 결합부재는 건축구조물에 인가되는 측방 하중으로 인하여 유발되는 제1 및 제2 수직 요소들간 상대운동으로 발생되는 건축 구조물 진동을 감쇠시키는 감쇠요소를 포함하는 건축구조물을 제공한다.
이하 실시태양들을 예시로만 첨부 도면들을 참조하여 설명한다:
도 1은 건축구조물에 사용되는 선행 감쇠요소 사시도이다.
도 2A 및 2B는 각각 본 발명의 일 실시양태에 의한 결합부재를 보이는 정면도 및 저면도이다.
도 2C는 도 2A 및 2B의 결합요소 사시도이다.
도 2D는 선택적 정적강성 증강부재를 포함한 도 2A 및 2B의 결합부재 정면도이다.
도 3A 및 3B는 각각 본 발명의 다른 실시양태에 의한 결합부재를 보이는 정면도 및 저면도이다.
도 4A 및 4B는 각각 본 발명의 다른 실시양태에 의한 결합부재를 보이는 정면도 및 저면도이다.
도 5A 및 5B는 각각 본 발명의 다른 실시양태에 의한 결합부재를 보이는 정면도 및 저면도이다.
도 6은 본 발명의 실시양태들이 적용되는 아웃리거 건물구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시양태들이 적용되는 건축구조물을 도시한 것이다.
도 8A는 도 2A 실시태양의 개략적 작동도 및 관련 시스템 응답 그래프이다.
도 9는 도 2 내지 7의 여러 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 교체 가능하게 연결하기 위한 수단의 정면도이다.
도 10은 도 2 내지 7의 여러 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들로 교체 가능하게 연결하기 위한 수단의 정면도이다.
도 11은 도 2 내지 7의 여러 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 연결하기 위한 대안 수단을 도시한 것이다.
도 12는 도 2 내지 7의 여러 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 연결하기 위한 대안 수단을 도시한 것이다.
도 13은 도 2 내지 7의 여러 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 연결하기 위한 대안 수단을 도시한 것이다.
도 14는 도 2 내지 7의 다양한 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 연결하기 위한 대안 수단을 도시한 것이다.
도 15는 도 2 내지 7의 다양한 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 연결하기 위한 대안 수단을 도시한 것이다.
도 16 은 도 2 내지 7의 여러 실시태양들을 건축구조물의 수직요소들에 연결하기 위한 대안 수단을 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 결합부재와 조합하여 사용되는 전통적인 슬래브의 정면도이다.
도 18A 및 18B는 각각 본 발명의 결합부재와 조합되는 슬래브 및 유연성 막의 정면도 및 저면도이다.
도 19A 및 19B는 각각 본 발명의 결합부재와 조합되는 지판 (drop panel) 슬래브의 정면도 및 저면도이다.
도 20A 및 20B 내지 23A 및 23B는 바람직한 실시태양들 기재 이후 제시되는 실시예에 의한 여러 실험 결과들을 도시한 것이다.
본원에 참고문헌으로 전체가 포함되는 2006.6.16자 출원된 본 출원인의 "포크형 감쇠기 및 이의 사용방법"이라는 명칭의PCT 출원번호 PCT/CA2006/000985에서, 도 1에 도시된 감쇠요소를 포함한 건축구조물에 사용되는 감쇠시스템이 개시되었다. 도시된 바와 같이, 감쇠요소 (10)는 둘 이상의 판들 (20)의 2종의 세트들 (14, 16) 및 세트들의 각각의 판 (20) 사이에 개재된 감쇠재료 (30)를 포함하고, 판들은 지면에 실질적으로 평행한 방향에서 상호 이격된다. 실제로, 세트의 판들은 서로 맞물려 있고, 건축구조물의 수직요소들 (50)에 견고하게 연결되는 단부들 (40)을 가진다. 수직요소들 (50)은 건축구조물에 인가되는 측방 하중에 저항하고, 상당한 하중이 인가될 때 상대 운동한다. 수직요소들 (50)이 상대 운동할 때 판 (20), 및 이들 사이에 기재된 감쇠재료 (30)는 전단 변형되고, 따라서, 감쇠재료에 의해, 강판 (20)이 상대 운동할 때 건축구조물에 감쇠를 제공한다. 감쇠재료는 바람직하게는 점탄성재료이다. 본원에 기재된 개선점들은 바람직하게는 상기 PCT 국제출원에 기재된 시스템에 적용되지만, 건축구조물, 특히 인가되는 측방 하중에 의해 야기되는 진동이 염려되는 고층 건축구조물에 사용되는 기타 감쇠시스템들에도 적용될 수 있다.
본 발명의 실시양태들은 특히 건축구조물의 진동을 감쇠시키도록 작동하는 시스템, 특히 건축구조물에 인가되고 수직요소들에 의해 저항되는 측방 하중에 의해 야기되는 진동을 감쇠시키는 시스템에 대한 개선에 관한 것이다. 또한, 본원에 기재된 실시양태들은 특히 하기 언급되는 요소들이 부재할 때 감쇠시스템에 상당한 손상을 유발할 수 있는 예를들면 지진 하중과 같은 극단 부하조건을 위한 고장안전기구 (failsafe mechanism)를 포함하는 감쇠시스템에 적용될 수 있다. 하기 상세하게 기재되는 바와 같이 본 발명의 다양한 실시태양들은 건축구조물의 감쇠시스템을 더욱 견고하게 하면서, 더욱 용이하게 수리 및 교체할 수 있고, 감쇠요소에 손상이 발생하지 않도록 따라서 심한 진동 또는 재난적 부하 예를들면 지진과 같은 경우 영구 손상되지 않도록 제한할 수 있는 해결책을 제공한다. 본원에 기재된 본 발명의 다양한 기타 이점 및 장점이 하기될 것이고 당업자에게 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명의 감쇠요소에 연결되는 하나 이상의 정착부재들을 제공한다. 하기 상세하게 설명되는 정착부재는 소정 하중 한계 이하 측방하중에 의해 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 측방하중이 소정 하중 한계를 초과할 때에는 상기 감쇠요소가 예정 변형 한계 이상에서 변형을 최소화하도록 정착부재 및 감쇠요소에 의해 전달되는 하중이 실질적으로 증가되지 않고 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택된다. 본 명세서에서는, 이와 관련하여 측방 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때 작동되는 정착부재에 대하여 언급된다.
소정 하중 한계는 손상 사고가 발생할 수 있는 이하의 하중 한계에서 선택된다. 실제로, 건축구조물에 인가되는 측방하중은 수직요소들에 의해 저항을 받는다. 이러한 측방 하중은 수직요소들 사이 결합부재로 작용하는 감쇠시스템에서 변형, 특히 전단 변형을 야기한다. 감쇠시스템에 인가된 하중으로, 감쇠시스템에서의 전단, 또는 기타, 변형은 손상 사고를 유발시킬 수 있다. 본원의 목적상, 손상 사고란 현장 수리가 불가능하게 감쇠요소에 영구적, 거의 영구적, 또는 유사한 손상을 초래하거나 구조물 감쇠에 있어 감쇠시스템을 비효율적으로 만드는 사고로 정의된다. 바람직하게는, 손상 사고는 감쇠재료 파열, 감쇠재료가 연결된 판으로부터의 탈착, 감쇠요소의 일부를 이루는 판의 파손, 감쇠요소 연결수단 파손, 감쇠요소 또는 기둥 요소 연결 용접 파손, 결합부재 연결수단 파손 및 이들의 조합의 하나 이상이다. 기타 손상 사고 또는 고장모드 역시 감안될 수 있고, 제한적이지 않지만 감쇠기가 부착된 수직요소들의 파손을 포함한다. 따라서, 본원에 기재된 정착부재는, 소정 작동 하중에 도달된 후, 정착부재 및/또는 감쇠요소에 의해 전달되는 하중이 실질적으로 임의로 증가되지 않고, 변형되어 결합부재를 모든 예측 손상 사고로부터 보호한다.
본원에 기재된 정착부재를 구현하기 위하여, 본 출원인들은 소정 하중 한계 이하로 부하될 때 조합적으로 반강접 거동을 보이는 평행하게 연결되는 하나 이상의 빔 부재들을 제공한다. 선택적으로, 빔 부재들은 상승 부하조건에서 빔 부재들을 안정화시키기 위한 보강재를 추가로 포함한다. 따라서 본 발명의 작동원리, 다양한 본 발명을 구현하기 위한 실시양태들이 포괄적으로 하기된다.
도 2A, 2B 및 2C를 참조하면, 지면 (미도시)에서 수직 연장되는 다수의 수직요소들 중 두 요소들인 제1 수직요소 (205) 및 제2 수직요소 (210)의 단면이 도시된다. 본원의 목적상, 수직한 그리고 수직하게 라는 용어들은 건축구조물과 관련하여 일반적인 의미, 즉 지면과 대략 직교하는 방향으로 사용된다. 또한, 수평으로 라는 용어가 사용된다면, 이는 지면과 대략 평행한 방향을 지칭하는 것이다. 결합부재 (215)는 제1 수직요소 (205)를 제2 수직요소 (210)와 연결한다. 본원에 개시된 결합부재 (215)는 건축구조물에 통상 사용되는 강건 결합부재를 대체하거나 대신 사용되어 작동될 수 있다.
결합부재 (215)는 바람직하게는 건축구조물에 인가되는 측방하중으로 인한 제1 수직요소 (205) 및 제2 수직요소 (210) 간 상대운동이 유발시키는 건축구조물의 진동을 감쇠하기 위한 감쇠요소 (225)를 포함한다. 본 발명에 의한 예시적 감쇠요소 (225)가 더욱 하기된다. 특정 감쇠요소 형태와 무관하게, 감쇠요소는 설계구속조건 및 수직요소들 (205, 210) 간 상대운동으로 인한 감쇠요소 변형을 일으키는 동작에서 예상되는 전형적인 하중에 따라 결정되는 손상사고한계를 가진다. 건축구조물에 인가되는 상승 하중으로 인하여 감쇠요소의 하중 수준이 소정 한계에 도달되면, 감쇠요소는, 본 발명에 의한 하기 정착부재가 부재한 상태에서는, 영구 변형, 손상, 또는 기타 사용 부적합하게 된다. 이에 따라 감쇠요소는 이후 하중 주기에 효과적이지 못하게 된다.
이러한 문제에 대처하기 위하여, 본 출원인들은 감쇠요소 (225)의 제1 단부 (240) 및 제2 단부 (250)에 각각 연결되는 제1 정착부재 (220) 및 제2 정착부재 (230)를 제공한다. 정착부재들 (220, 230)은, 소정 하중 한계 이하 하중에 의해 감쇠요소 (225)가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때에는 감쇠요소 (225)가 소정 변형 한계 이상에서 변형을 최소화하도록 정착부재 및 감쇠요소 (225)에 의해 전달되는 하중이 실질적으로 증가되지 않고 작동되어 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택된다. 상기된 바와 같이, 소정 하중 한계는 임의의 요인들로 인하여 더 이상의 계속적인 감쇠요소 (225) 이용이 부적합한 손상사고를 유발시키는 하중이다.
제1 정착부재 (220)를 제1 수직요소 (205)에 연결시키는 제1 연결부재 (260)가 제공되고, 유사하게, 제2 정착부재 (230)를 제2 수직요소 (210)에 연결시키는 제2 연결부재 (270)가 제공된다. 연결부재들 (260, 270)은 바람직하게는 수직요소들 (205, 210)과 반강접 접합을 제공하여, 정착부재 작동 전에는, 연결부재들 (260, 270)에서 임의의 휨 모멘트에 의한 잠재적 운동이 완전히 제한된다.
정착부재들 (220, 230)은 바람직하게는 빔부 (280) 및 선택적으로, 보강재부 (290)를 포함한다. 보강재부 (290)는 기능적으로 빔부 (280)와 연결되고, 수직요소들에 인가되는 하중이 소정 하중에 도달될 때 빔부 (280)에 안정화 지지력을 제공하도록 설계되고, 크기 및 치수로 제공된다. 따라서, 정착부재들 (220, 230)이 작동되면, 보강재부 (290)는 추가적인 변형능력을 정착부재들 (220, 230) 자체에 제공한다. 이러한 현상은 정착부재 및 감쇠요소에 의해 전달되는 하중을 실질적으로 임의로 증가시키지 않고 달성된다.
도시된 실시양태에서, 보강재부 (290)는 빔부 (280)에 연결되고, 지면에 평행하게 배치되는 강화부재 (290)일 수 있고 이에 따라 보강재부 (290)는 인가된 측방 하중이 소정 하중에 도달 및/또는 초과할 때 휨 변형되면서 빔부 (280) 좌굴에 대한 안정성을 제공한다. 명확성을 위하여, 본 명세서 및 청구범위에서 소정 하중에 도달하는 인가 하중이 언급될 때, 소정 하중이란 이하의 하중에서는 감쇠요소 사용을 부적합하게 할 수 있는 감쇠요소 또는 이와 연결되는 요소들에 대한 손상 사고가 유발되지 않는 하중이다. 감안될 수 있는 손상 유형들은 상기되었지만, 이에 한정되지는 않는다.
감쇠요소 (225)는 바람직하게는 수평방향으로 이격되는 최소한 둘 이상, 바람직하게는, 다수의 판들을 가지는 두 세트들 (212, 213)을 포함한다. 세트들 (212, 213)은 서로 맞물려서, 세트의 판들 절반 부분이 중첩되는 중첩영역 (214)을 가진다. 이러한 중첩영역 (214)에서, 도시된 바와 같이 판들의 일측에 부착되는 감쇠재료 (216), 바람직하게는 점탄성재료가 제공된다. 중첩영역 (214) 일측에는, 판들의 세트를 고정시키고 중첩영역 (214)에서 감쇠재료 (216)를 압축시키는 연결수단 (218)이 제공된다. 도시된 바와 같이, 연결수단 (218)은 바람직하게는 볼트들이다.
도 2D에 도시된 바와 같이, 임의의 정적강성 증강부재 (232)가 판들의 세트들 (212, 213) 최상면 (234)에 부착된다. 바람직한 실시태양에서, 강성 증강부재 (232)는 판, 바람직하게는 강판이다. 다른 정적강성 증강부재 (232)도 고려될 수 있고, 제한적이지 않지만, 앵글 형강, "u" 형강 및 기타 본원에 기재된 바람직한 기능을 구현할 수 있는 부재들을 포함한다. 작동에 있어서, 판 부재 (232)는 감쇠요소 (215)의 정적강성을 증가시키는 기능을 수행한다. 바람직한 실시양태에서, 판 (232)은 감쇠기 정적강성을 추가하여 동적 측방 하중과 조합되어 인가되는 건축물에 대한 풍압에 의해 유발되는 정적 측방 하중 하에서 구조물은 더욱 견고하고 변형이 덜 초래된다.
본원에 기재된 임의의 구조 형태의 정적강성 증강부재 (232)는 결합부재 최상부 및/또는 바닥에 연결될 수 있다. 부재 (232) 일측은 바람직하게는 연결요소 중 하나에, 구조요소의 타측은 다른 연결요소에 연결된다. 명확하게는, 부재 (232)는 점탄성재료로 연결되는 판들의 세트들 (212, 213)에 연결되지 않는다. 다른 실시양태에서, 부재 (232)는 감쇠기 요소에 연결되지 않고 각각 상부 및 하부 짧은 거리에서 수직요소들 또는 벽들 내부에 직접 매설될 수 있다. 작동에 있어서, 이것 역시 정적 하중 하에서 결합 효과 (coupling effect)를 증가시킨다. 또한, 정적강성 증강부재 (232) 설치로 인한 구조물의 전체적인 강성 증가로 구조물의 전체적인 진동 주기가 줄어들고, 이는 다시 구조물에 대한 풍하중의 동적 영향을 감소시킨다.
도 8을 참조하면, 감쇠요소 (225)가 변위될 때 본 발명에 의한 결합부재 (215) 거동이 과장되게 도시된다. 보이는 바와 같이, 감쇠요소 (225) 는 손상 사고 한계에 도달되고, 따라서 정착부재가 항복된다. 감쇠요소 (225)가 더 이상 변형되는 것을 방지하기 위하여 정착부재들 (280, 290)이 변형된다. 과장된 도면에서, 감쇠재료 일측에 있는 세트 (212) 판들은 수직 방향으로 최대 변위된다.
다양한 기타 정착부재 구현 예들을 기술한다. 도 2에 대하여 설명되고 도시된 것에 직접 상응되는 요소들은 각 도면번호에 대하여 백 단위 번호로 부여되고, 상세히 설명되지 않지만 특정 태양, 변경 또는 실시양태를 설명하기 위하여 필요한 경우는 그러하지 않다.
도 3을 참조하면, 빔부 (380) 및 보강재부 (390)로 이루어진 정착부재들 (320, 330)이 도시된다. 본 실시양태에서, 보강재부 (390)는 인가된 측방 하중이 소정 하중을 초과할 때 정착요소에서의 좌굴에 대한 안정성을 제공하도록 웨브에 및 정착부재의 플랜지들 사이에 연결되고 수직요소들 (305, 310)과 평행하게 배치되는 최소한 하나의, 바람직하게는 다수의 강화부재들 (390)이다.
도 4를 참조하면, 정착부재들 (420, 430)이 도시된다. 정착부재들 (420, 430)은 반강접 판들 (480)로 구성되고, 연결수단 (490)에 의해 감쇠기의 판 세트들에서 연장되는 판들에 결합 (또는 달리 부착)된다. 도시된 바와 같이, 연결수단 (490)은 반강접 판들 (480)에 대한 판들 미끄러짐을 방지하는 볼트들이다. 소정 마찰력 한계에 이르면, 판들이 미끄러지고, 반강접 판들은 서로에 대하여 운동한다.
따라서, 본 실시양태에서 정착부재는 볼트 연결부 미끄러짐에 의해 작동하고, 따라서 본 실시양태에서 볼트 연결부 자체는 정착기구를 형성한다. 볼트의 수평 또는 수직운동은 경사 연결부의 연결을 통하여 달성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시양태가 도시되고, 여기에서 정착부재들 (520, 530)는 수직요소들 (505, 510)에 매설되고, 끝-판 커넥터 (560)에 부착되는 덕트 (590)를 관통 활주하는 축력 제한부재 (595)로 구성된다. 작동에서, 축력 제한부재 (595)는 예정 하중 한계에 도달되면 감쇠기로 전달되는 축력을 제한한다. 부재 (595)의 축방향 항복으로 감쇠시스템에 전달되는 하중에 대한 제한이 가능하다.
다양한 상기 정착부재들을 수직요소들에 연결하기 위한 다양한 수단들이 본 발명에서 고려된다. 유리하게는, 하기에서 명백해질 일부 실시양태들에서, 소정 힘 한계에 이르러 힘 제한부재가 작동되는 상승 하중 사고 이후 바람직하게는 결합부재들을 부분 또는 전체로 제거, 수리 및/또는 교체할 수 있도록 연결수단이 제공된다.
교체성 결합부재의 일 실시태양이 도 9에 도시된다. 결합부재 (915)는 도 2A 및 2B에 도시된 결합부재 (215)에 상응하게 도시되지만, 상기 다양한 실시양태들에서 기재된 임의의 결합부재일 수 있다. 본 실시양태에서, 끝판 (960)이 정착부재 (920, 930)에 부착되도록 제공된다. 대응 판 (962)이 수직요소들 (905, 910) 내부에 배치되고 고착된다. 판 (962)은, 예를들면 콘크리트 수직요소들 내부에 주조될 수 있다. 바람직하게는 강재 스터브 (964)가 판 (962) 주물을 수직요소들 내부에 유지시킨다. 연결부재들, 예를들면 볼트 (966)는, 끝판 (960)을 판 (962)에 견고하게 연결시킨다. 작동에 있어서, 결합부재 (915)의 임의 부분에 영구적 손상을 일으키는 상승 또는 재난적 하중이 있는 경우 결합부재 (915)는 쉽게 제거되거나 교체될 수 있다.
도 10을 참조하면, 또 다른 실시양태의 교체성 결합부재 (1015)가 도시되고, 수직요소들 (1005, 1010) 외면을 통해 긴장되는 포스트-텐셔닝 부재 (1062)를 정착하기 위한 관통 홀을 가지는 끝판 (1060)이 제공된다. 도 11은 나사식 리바 (rebar, 1162)가 수직요소들 내부에 매설되고 결합부재 (1115)에 견고하게 연결된 끝판 (1160)에 용접되는 끝판 연결체 (coupler, 1165)에 나사식 결합되는 실시양태를 도시한다.
도 12는 조립 (built-up) I-빔 (1260)이 수직요소들 (1205, 1210) 내부에 설치된 실시태양을 도시한다. 도 13은 콘크리트 브래킷 부 (1360)가 수직요소들 (1305, 1310)과 일체로 형성되어, 예를들면 볼드 (1362)로 결합부재 (1315)와 직접 연결되는 실시양태를 도시한다. 본 도면에서 용이한 설명 및 명확성 유지를 위하여 결합부재 (1315) 상세구성들은 도시되지 않는다. 도 14의 실시양태는 리바 (1462)와 부착되고, 일부가 수직요소들 (1405, 1410) 내벽 (1407)을 넘어 연장되어 결합부재 (1415)가 용접될 수 있는 주조판 (cast-in plate, 1460)을 도시한다. 도 15는 결합부재 (1515)와 수직요소들 (1505, 1510) 내부로 조립되거나 달리 부착되는 끝판 (1562)을 연결하기 위하여 접합판 (1560)이 사용되는 실시양태를 도시한다. 도 16은 도 15와 유사하지만, 접합판을 사용하는 것이 아니고, 현장 (cast-in place) 판 (1660)이 수직요소들 (1605, 1610)에 부착되고 볼트로 체결되는 끝판 (1662)에 부착된다.
본원에 기재된 결합부재의 구체적 실시의 하나는 건축물 구조요소로 일반적인 콘크리트 슬래브와의 상호작용이다. 콘크리트 슬래브는 전형적으로 마루 및 천장 건축에 적용된다. 콘크리트 슬래브는 일반적으로 당업자에게 알려져 있으므로, 본원에서 더욱 상세히 설명하지 않는다. 그러나, 본 발명에 의한 결합부재 사용과 관련하여 콘크리트 슬래브 배열을 고려하는 것은 중요하다. 도 17은 당업자에게 공지된 바와 같이 수직요소들 (1705, 1710)과 견고하게 연결되는 전통적인 슬래브 (1720)를 도시한다. 슬래브 (1720)는 바람직하게는 결합부재 (1715)와 수직방향으로 이격되므로 결합부재 (1715)가 상승 부하조건에 노출될 때에도 슬래브 (1720) 및 결합부재 (1715) 사이에 간섭이 존재하지 않는다. 도 18A 및 18B는 유연성 막 (1802)이 당업자에게 알려진 바와 같이 전통적인 슬래브 (1820)와 함께 적용되는 실시양태를 도시한다. 유연성 막 (1802)은 슬래브 강성을 감소시켜 감쇠기 효율을 높인다. 도 19A 및 19B는 도 17의 전통적인 주조 슬래브가 아닌 지판 슬래브 (1920)를 도시한다. 지판 (1920)은 결합부재 (1915) 검사를 위하여 제거할 수 있다.
상기된 바와 같이 본 발명은 건축구조물의 두 수직요소들을 연결하는 결합부재에 관한 것이지만, 본원에 기재된 결합부재는 측방 하중으로 인한 진동 감쇠가 요구되는 다양한 구현에 적용될 수 있다. 이러한 의미에서, 본 명세서에 사용되는 수직요소라는 용어는 건축구조물에 인가되는 측방하중으로 인한 지지력을 제공하는 임의의 구조요소들을 포함하는 것으로 포괄적으로 해석되어야 한다. 다양한 유형의 건축구조물이 본원에 개시된 바와 같은 수직요소의 이점을 누릴 수 있다. 예를들면, 도 6을 참조하면, 아웃리거 건물구조가 도시되고, 중앙 건축물 수직요소 (610)는 이와 이격되는 다수의 외부 수직요소들 (605)을 가지고, 결합부재 (615)는 외부 수직요소들 (605) 각각을 중앙 건축물 수직요소 (610)와 결합한다. 건축구조물에서 다양한 마루들 (620)도 도시된다. 결합부재 (615)가 개략적으로 도시되지만, 도 2 내지 5에 대하여 설명된 임의의 결합부재일 수 있다는 것은 명백하다. 또한, 수직요소들 (605, 610)을 결합하기 위한 연결수단은 본원에서 기재된 바와 같다. 도 7은 결합부재 (725)가 건축구조물의 두 수직요소들(705, 710)을 연결하기 위하여 사용된 본 발명의 일반적인 구현을 보인다.
또한 본 발명은 지금까지 기술된 건축구조물의 수직요소들을 연결하는 방법을 제공하며, 이는 본 발명의 다양한 실시태양들 중 하나에 의한 결합부재를 제공하는 단계, 및 결합부재로 건축구조물의 두 수직요소들을 견고하게 연결하는 단계에 의해 달성된다.
본 발명은 다양한 감쇠부재를 적용하여 구현되지만, 상승 전단력 또는 모멘트에 의한 영구 변형 위험이 더욱 중요한 곳에서 바람직한 실시양태들로 기재된 감쇠부재와의 조합으로 놀라운 결과를 확인하였다. 즉, 손상 사고에 이를 수 있는 과도한 전단 또는 모멘트, 또는 기타 힘을 받을 때 도 2A, 2B 및 2C의 다수의 판들이 이들 사이 감쇠재료로 연결되는 감쇠부재에서 그러하다. 일반적으로, 손상 사고는 재난일 수 있는 결합요소 자체가 고장하는 것을 포함할 수 있다. 전기된 바와 같이, 손상은 감쇠요소를 비효율적으로 만드는 영구적, 거의 영구적, 또는 유사한 손상을 초래하는 손상이다. 이러한 손상은 제한적이지는 않지만 감쇠요소에서 감쇠재료 파열, 감쇠재료가 연결된 판으로부터의 탈착, 감쇠요소의 일부를 이루는 판의 파손, 감쇠요소 연결수단 파손, 감쇠요소 또는 기둥 요소 연결 용접 파손, 수직요소 파손, 및 결합부재 연결수단 파손, 및 감쇠요소가 연결되는 수직요소 파손 및 이들의 조합의 하나 이상이다.
정착요소가 감쇠요소에 인가되는 힘을 제한하지만 강재의 변형경화로 인하여 항복요소들이 변형되므로 약간의 힘의 증가가 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 이는 매우 작으므로 본 발명의 목적상 무시할 수 있는 것으로 고려된다.
실시예
이하 실시예에서, 본 발명에 따른 정착부재 존재 및 부재 상태로 상기된 바람직한 감쇠요소를 가지는 결합부재들에 대하여 실험하였다. 이하 더욱 상세하게 설명한다. 실시예들에서, FCDs 또는 포크형 감쇠기에 대하여 언급하고, 이는 다수의 판들이 서로 맞물리는 두 종의 세트들 및 맞물린 판들의 각각의 쌍 사이에 배치되는 감쇠재료가 포함된 바람직한 실시양태에서 기술된 유형의 감쇠기를 의미한다.
두 종의 포크형 감쇠기 (FCD)에 대한 실험을 몬트리올에 있는 Ecole Polytechnique 실험실에서 수행하였다. 상이한 두 종들에 대하여 실험하였다; 85-층 건축물에 포함되는 제1 (FCD-A)를 설계하고 본 발명에 의한 정착부를 포함하지 않았다. 50-층 건축물에 포함되는 제2 (FCD-B)를 설계하고 본 발명에 따른 예를들면 도 2A, 2B 및2C에 도시된 정착부를 포함하였다. 두 건축물 모두는 단일 보강 콘크리트 결합 빔을 대체하는 두 종의 FCD에 대하여 설계되었다.
본 실시예에 대하여, 감쇠기 FCD-B는 감쇠기 FCD-A보다 더욱 큰 변위 성능을 가지도록 (더욱 연성을 가지도록) 설계하였다. FCD-B는 강재 끝판 앞에2-휨력 제한 정착부재들 (빔 절취부 (reduced beam section))을 가진다. 전략적으로 빔 절취부의 크기는 여기가 가장 취약한 링크이고 여기에 손상이 집중되도록 선택하였다. 이렇게 함으로서 원하지 않는 고장 기구, 예를들면 콘크리트 벽 파손, 용접 파손 또는 감쇠재료 파열이 발생하지 않도록 확신할 수 있다.
정착부는 낮은 수준의 변위 및 풍하중 하에서 탄성을 유지하도록 (작동하지 않음) 설계한다. FCD-B에 대하여 일련의 풍동실험을 진행하였고, 도 20A은 풍동실험 하에서의 FCD 전단력 대 전단 변위를 보이고 도 20B는 주파수 f = 0.1Hz의 조화부하 하에서의 FCD 전단력 대 전단 변위를 보인다. 정착부는 이러한 부하에서는 작동하지 않는다.
FCD-B에 대하여 정착부재들 작동이 개시되도록 설계된 일련의 대규모 변위 지진실험을 진행하였다. 분석적으로 모의된 Northridge 지진 (1994)에 노출될 때, 도 21A는 FCD 전단력 대 전단변위를 보이고 도 21B는 감쇠부재 전단력 대 전단변위를 보인다. 본 도면은 FCD 전단력 및 감쇠부재 변형 제한을 개시하는 정착부재 작동 발생을 보인다.
FCD "정착"이 주파수 f0 = 0.2Hz에서 작동하여 점탄성-소성 FCD 반응을 보이는 일련의 변위 증가 조화실험을 진행하였다. 이러한 "정착" 작동은 FCD 전단력 및 VE 재료 전단 변형 모두를 제한한다. 도 22A는 FCD 전단력 대 전단변위를 보이고 도 22B는 감쇠재료 전단력 대 전단 변위를 보인다.
FCD-A 및 FCD-B에 대한 전단력 대 전단변위 실험 프로필들이 각각 도 23A 및 23B에 도시된다. 이들 실험 프로필은 진행된 실험의 포락선을 보인다. 도시된 바와 같이, 감쇠기 응답이 점탄성으로 구분되는 점탄성 응답 포락선이 존재한다. 전단력이 강재 항복력에 이르면 (FCD-A에 대하여는 Fy = 675kN 및 FCD-B에 대하여는 Fy = 667kN), 감쇠기의 강재 부분이 집중 손상되기 시작한다. FCD-A에 대하여는 강재 항복이 끝판 연결부 용접 교선에서 시작되고 FCD-B에 대하여는 강재항복이 FCD-B의 빔 절취부에서 변형되어, "연성" 정착기구를 형성한다. 이러한 빔 절취부의 소성 거동은 바람직한 연성력 제한 기구 발생을 보장한다. 감쇠기의 총 변위 응답은 VE 재료의 전단 변위 및 FCD-B에서의 연성 휨 소성 정착 변형 및 FCD-A에서의 낮은 강재 연성 파손의 조합으로 구성된다. 도면에서 보이는 바와 같이, FCD-B의 연성 "정착"으로 FCD-A에 대한 ~44mm 과 비교하여FCD-B에 대하여는 ~120mm 의 더욱 큰 전단 변형 성능으로 이어지고, 종국력 (ultimate force)은 FCD-B에 대하여는 거의 Fu = 1,331 kN 및 FCD-A에 대하여는 Fu = 1,366kN 이다. 이러한 종국 응답 포락선들은 실규모 시험 결과에서 얻어진 것이며 보이는 바와 같이 원하지 않은 고장기구는 발생하지 않도록 보장함으로써 최대력이 제한된다.
청구범위는 바람직한 실시양태들에 제공된 바람직한 실시양태들 또는 실시예들로 제한되어서는 안되고 명세서 전체와 일관되게 최대로 해석되어야 한다.

Claims (36)

  1. 지면에서 연장되는 다수의 수직요소들을 포함하고 최소한 제1 수직요소가 결합부재에 의해 제2 수직요소에 연결되는 건축구조물에 있어서, 상기 결합부재는:
    건축구조물에 인가되는 측방 하중으로 인하여 유발되는 상기 제1 및 제2 수직요소들 간 상대운동으로 발생되는 상기 건축구조물의 진동을 감쇠시키고 상기 상대운동으로 인한 변형을 일으키는 감쇠요소;
    상기 감쇠요소의 제1 및 제2 단부 중 최소한 하나에 각각 연결되고; 소정 하중 한계 이하의 하중에 의해 상기 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 상기 소정 하중 한계에 도달할 때에는 상기 감쇠요소가 상기 예정 변형 한계 이상의 하중으로 인한 변형을 최소화하도록 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택되는 최소한 하나의 제1 및 제2 정착부재(fuse member);
    상기 제1 및 제2 정착부재를 각각 상기 제1 및 제2 수직요소들에 견고하게 연결시키는 제1 및 제2 연결수단; 및
    상기 감쇠요소 최상 표면에 부착되는 정적강성 증강 구조부재로 구성되고,
    상기 감쇠요소는 각각 둘 이상의 판들의 제1 및 제2 세트 및 상기 세트들의 각각의 판들 사이에 개재된 감쇠재료를 포함하고, 상기 제1 세트의 판들은 상기 제2 세트의 판들과 상호 맞물리고, 지면에 실질적으로 평행한 방향에서 서로 이격되는, 건축구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 감쇠재료는 점탄성재료를 포함하고; 상기 세트들의 각각의 판이 상기 감쇠재료 저항으로 수직 방향으로 변위되고 상기 감쇠요소가 전단 변형을 일으킬 때 상기 감쇠요소는 진동을 감쇠시키는, 건축구조물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 소정 하중 한계는 손상 사고가 발생할 수 있는 하중 한계에서 선택되고; 손상사고는 감쇠재료 파열, 상기 세트들의 판에서 감쇠재료 탈착, 상기 세트들의 판 파손, 상기 세트들 연결수단 파손, 용접 파손, 상기 연결수단 파손, 감쇠시스템이 연결된 수직요소들의 파손 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 건축구조물.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 최소한 하나 또는 양자의 상기 정착부재들은 빔 부를 포함하는, 건축구조물.
  6. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 최소한 하나 또는 양자의 상기 정착부재들은 빔부 및 상기 빔부에 기능적으로 연결되는 보강재부를 포함하고, 상기 보강재부는 상기 측방하중이 상기 소정 하중 한계에 도달될 때 상기 빔부를 안정화시키도록 구성되는, 건축구조물.
  7. 제5항에 있어서, 상기 빔부는 빔 절취부를 포함하는, 건축구조물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 보강재부는 상기 빔부와 연결되고 상기 지면에 평행하게 배치되어 상기 빔부의 휨 항복 과정의 좌굴에 대하여 상기 빔부를 안정화시키는 강화부재를 포함하는, 건축구조물.
  9. 제6항에 있어서, 상기 보강재부는 상기 빔부와 연결되고 상기 수직요소들과 평행하게 배치되어 상기 빔부 전단 항복 과정의 좌굴에 대하여 상기 빔부를 안정화시키는 최소한 하나의 강화부재를 포함하는, 건축구조물.
  10. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연결수단 중 최소한 하나는 상기 수직요소들에 부착된 판과 연결되도록 구성되는 끝판을 포함하는, 건축구조물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 끝판은 제거 가능하고 교체 가능한 파스너에 의해 상기 수직 요소들에 부착된 판에 연결되는, 건축구조물.
  12. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수직요소들 각각에 부착되고, 상기 결합부재로부터 수직방향으로 이격되는 슬래브 부재를 더욱 포함하는, 건축구조물.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 정적강성 증강 구조부재는 강판을 포함하는, 건축구조물.
  15. 건축구조물에 사용되는 결합부재에 있어서,
    건축구조물에 인가되는 측방 하중으로 인하여 유발되는 상기 제1 및 제2 수직요소들 간 상대운동으로 발생되는 상기 건축구조물의 진동을 감쇠시키고 상기 상대운동으로 인한 변형을 일으키는 감쇠요소;
    상기 감쇠요소의 제1 및 제2 단부 중 최소한 하나에 각각 연결되고; 소정 하중 한계 이하의 하중에 의해 상기 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 상기 소정 하중 한계에 도달할 때에는 상기 감쇠요소가 상기 예정 변형 한계 이상의 하중으로 인한 변형을 최소화하도록 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택되는 최소한 하나의 제1 및 제2 정착부재;
    상기 제1 및 제2 정착부재를 각각 상기 제1 및 제2 수직요소들에 견고하게 연결시키는 제1 및 제2 연결수단; 및
    둘 이상의 판들의 상기 세트의 최상 표면에 부착되는 정적강성 증강 구조부재로 구성되는, 결합부재.
  16. 제15항에 있어서, 상기 감쇠요소는 지면에 실질적으로 평행한 방향으로 상호 이격되는 둘 이상의 판들의 세트 및 상기 세트의 각각의 판들 사이에 개재된 감쇠재료를 포함하는, 결합부재.
  17. 제16항에 있어서, 상기 감쇠재료는 점탄성재료를 포함하고; 상기 세트의 각각의 판이 상기 감쇠재료 저항으로 수직 방향으로 변위되고 상기 감쇠요소가 전단 변형을 일으킬 때 상기 감쇠요소는 진동을 감쇠시키는, 결합부재.
  18. 제17항에 있어서, 상기 소정 하중 한계는 손상사고가 발생할 수 있는 하중 한계에서 선택되고; 손상사고는 감쇠재료 파열, 상기 세트의 판들에서 감쇠재료 탈착, 상기 세트의 판 파손, 상기 세트 연결수단 파손, 용접 파손, 상기 연결수단 파손, 감쇠시스템이 연결된 수직요소들의 파손 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 결합부재.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정착부재는 빔부를 포함하는, 결합부재.
  20. 제15항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 최소한 하나 또는 양자의 상기 정착부재들은 빔부 및 상기 빔부에 기능적으로 연결되는 보강재부를 포함하고, 상기 보강재부는 상기 측방하중이 상기 소정 하중 한계를 초과할 때 상기 빔부를 안정화시키도록 구성되는, 결합부재.
  21. 제19항에 있어서, 상기 빔부는 빔 절취부를 포함하는, 결합부재.
  22. 제20항에 있어서, 상기 보강재부는 상기 빔부와 연결되고 상기 지면에 평행하게 배치되어 상기 빔부의 휨 항복에서 좌굴에 대하여 빔 웨브를 안정화시키는 강화부재를 포함하는, 결합부재.
  23. 제20항에 있어서, 상기 보강재부는 상기 빔부와 연결되고 상기 수직요소들과 평행하게 배치되어 상기 빔부 전단 항복 과정의 좌굴에 대하여 상기 빔부를 안정화시키는 최소한 하나의 강화부재를 포함하는, 결합부재.
  24. 제15항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연결수단 중 최소한 하나는 상기 수직요소들에 부착된 판과 연결되도록 구성되는 끝판을 포함하는, 결합부재.
  25. 제24항에 있어서, 상기 끝판은 제거 가능하고 교체 가능한 파스너에 의해 상기 판에 연결되는, 결합부재.
  26. 제15항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수직요소들 각각에 부착되고, 상기 결합부재로부터 수직방향으로 이격되는 슬래브 부재를 더욱 포함하는, 결합부재.
  27. 삭제
  28. 제15항에 있어서, 상기 정적강성 증강 구조부재는 강판을 포함하는, 결합부재.
  29. 건축구조물에 인가되는 측방하중으로 유발되는 진동을 감쇠시키는 방법에 있어서, 건축구조물에 인가되는 측방하중으로 인한 상기 제1 및 제2 수직요소들 사이 상대운동으로 초래되는 상기 건축구조물의 진동을 감쇠시키고 상기 상대운동으로 인한 변형으로 감쇠하는 감쇠요소를 제공하는 단계;
    상기 감쇠요소의 각각의 제1 및 제2 단부 중 최소한 하나에 연결되는 최소한 하나의 정착부재를 제공하는 단계; 이때 상기 정착부재는 소정 하중 한계 이하 하중에 의해 상기 감쇠요소가 변형될 때에는 반강접 거동을 보이고 하중이 소정 하중 한계를 초과할 때에는 상기 감쇠요소가 상기 예정 변형 한계 이상의 하중으로 인한 변형을 최소화하도록 변형될 수 있는 재료, 및 크기 및 치수에서 선택되고;
    상기 제1 및 제2 정착부재를 상기 제1 및 제2 수직요소들에 견고하게 연결하는 단계; 및
    상기 감쇠요소 최상 표면에 부착되는 정적강성 증강 구조부재를 제공하는 단계로 구성되고,
    상기 감쇠요소는 지면에 실질적으로 평행한 방향으로 상호 이격되는 둘 이상의 판들의 세트, 및 상기 세트의 각각의 판 사이에 배치되는 감쇠재료를 포함하는, 진동을 감쇠시키는 방법.
  30. 삭제
  31. 제29항에 있어서, 상기 감쇠재료는 점탄성재료를 포함하고; 상기 감쇠요소는 세트의 판들이 상기 감쇠재료 저항으로 수직방향으로 변위될 때 상기 감쇠요소가 전단변형을 일으킬 때 진동을 감쇠하는, 진동을 감쇠시키는 방법.
  32. 제29항에 있어서, 최소한 하나 또는 양자의 상기 정착부재들은 빔부를 포함하는, 진동을 감쇠시키는 방법.
  33. 제29항에 있어서, 최소한 하나 또는 양자의 상기 정착부재들은 빔부 및 상기 빔부에 기능적으로 연결되는 보강재부를 포함하고, 상기 정착부재는 상기 감쇠요소가 소정 하중 한계에 도달할 때 작동되도록 구성되고, 상기 빔부는 상기 감쇠요소가 소정 하중 한계에 도달할 때 변형되도록 구성되는, 진동을 감쇠시키는 방법.
  34. 제32항 또는 제33항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 빔부는 빔 절취부를 포함하는, 진동을 감쇠시키는 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 보강재부는 상기 빔부에 연결되고 상기 지면에 평행하게 배치되는 강화부재를 포함하는, 진동을 감쇠시키는 방법.
  36. 제33항에 있어서, 상기 보강재부는 상기 빔부에 연결되고 상기 수직요소들에 평행하게 배열되는 최소한 하나의 강화부재를 포함하는, 진동을 감쇠시키는 방법.
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