KR101975572B1 - Seismic control apparatus for reducing the lateral responses of apartment houses - Google Patents

Seismic control apparatus for reducing the lateral responses of apartment houses Download PDF

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KR101975572B1
KR101975572B1 KR1020180067426A KR20180067426A KR101975572B1 KR 101975572 B1 KR101975572 B1 KR 101975572B1 KR 1020180067426 A KR1020180067426 A KR 1020180067426A KR 20180067426 A KR20180067426 A KR 20180067426A KR 101975572 B1 KR101975572 B1 KR 101975572B1
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김진봉
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김진봉
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은솔기
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Abstract

The present invention provides a seismic reinforcement control apparatus, which comprises: a pair of vertical members spaced apart from each other; an upper horizontal member whose both ends are respectively connected to upper ends of each of the vertical members; and a lower horizontal member whose both ends are respectively connected to lower ends of each of the vertical members. The present invention includes: a first vertical beam fixed to each of the vertical members; a second vertical beam provided to be spaced apart from the first vertical beam and hinge-connected with one point of the first vertical beam; a support roller unit installed on a floor of a lower side of the second vertical beam and supporting the lower side of the second vertical beam rotating about the one point; and a plurality of elastic members having both ends respectively connected to the first vertical beam and the second vertical beam.

Description

공동 주택의 횡진동을 저감하기 위한 내진 보강 제어 장치{SEISMIC CONTROL APPARATUS FOR REDUCING THE LATERAL RESPONSES OF APARTMENT HOUSES}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a seismic reinforcement control apparatus for reducing lateral vibration of a multi-

본 발명은 풍 하중이나 지진 하중 등 외부에서 작용하는 횡 하중에 의해 기존 아파트, 빌딩 등의 구조물에 발생하는 진동을 저감하기 위한 구조물의 내진 보강 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for controlling seismic reinforcement of a structure for reducing vibration generated in structures such as existing apartments and buildings due to external loads such as wind loads and seismic loads.

일반적으로 태풍 등의 바람에 의해 발생하는 풍 하중(wind load)이나 지진에 의해 발생하는 지진 하중(seismic load)은 횡 방향에서 구조물에 작용하여, 구조물을 진동하게 하고, 구조물의 국부적인 손상 및 파괴를 일으키며, 구조물에 거주하는 생명에 피해를 입히기도 한다.Generally, seismic load caused by wind load caused by wind of typhoon or the like or seismic load acting on the structure in the lateral direction causes the structure to vibrate, and local damage and destruction of the structure And damage the life that resides in the structure.

그런데 횡 방향에서 작용하는 하중에 의해 구조물에 발생하는 피해를 방지하기 위해, 기존 구조물에 추가적으로 설치되는 구조부재인 가새나 전단벽은, 구조물의 외관을 훼손시키거나 정밀시공을 요하는 등의 제한이 따른다.However, in order to prevent damage to the structure due to the load acting in the lateral direction, the bracing or shear wall, which is a structural member additionally provided to the existing structure, is subject to restrictions such as damaging the appearance of the structure or requiring precise construction .

따라서 최근에는 기존 구조물의 구조적인 성능을 향상시키기 위한 목적으로 내진 보강 제어 장치가 기존 구조물에 설치되기도 한다.Recently, an anti-seismic reinforcement control system is installed in existing structures to improve the structural performance of existing structures.

이렇게, 구조물 자체의 내진 설계나 내풍 설계 이외에 구조물의 진동을 저감시킬 목적으로 추가적인 내진 보강 제어 장치가 구조물에 설치된다면 구조물의 내진 성능은 향상될 것이다.Thus, if an additional seismic reinforcement control device is installed on the structure for the purpose of reducing the vibration of the structure in addition to the seismic design of the structure itself or the wind resistance design, the seismic performance of the structure will be improved.

그리고 최근에는 내진 설계가 미흡한 기존 주택이나, 추가적으로 내진 보강이 필요한 구조물 등에서 내진 보강 제어 장치에 대한 필요성이 증가하고 있다.In recent years, there is an increasing need for seismic retrofitting control devices in existing houses with insufficient seismic design and additional seismic reinforcement structures.

한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한 민국 등록특허 제10-1008199호에 개시된다.On the other hand, the technology as a background of the present invention is disclosed in Korean Patent No. 10-1008199.

본 발명은, 상술한 필요성을 충족 시키기 위해 창출된 것으로, 수동적으로 구조물의 진동을 저감시키면서도 성능이 우수한 구조물의 내진 보강 제어 장치를 제공한다.The present invention has been made to meet the above-mentioned need, and provides an apparatus for controlling seismic reinforcement of a structure having passive performance while reducing vibration of the structure.

본 발명의 내진 보강 제어 장치는, 서로 이격된 한 쌍의 수직부재와, 상기 각 수직부재의 상단에 양단이 각각 결합되는 상측 수평부재와, 상기 각 수직부재의 하단에 양단이 각각 결합된 하측 수평부재를 구비한 구조물의 내진 보강 제어 장치에 있어서, 상기 각 수직부재에 고정되는 제1수직 빔; 상기 제1수직 빔과 이격되게 배치되고, 상기 제1수직 빔의 일 지점과 힌지 연결되는 제2수직 빔; 상기 제2수직 빔의 하부 측 바닥에 설치되어, 상기 일 지점을 기준으로 회전하는 상기 제2수직 빔을 하측을 지지하는 지지롤러부; 및, 양단이 각각 상기 제1수직 빔 및 상기 제2수직 빔과 연결된 복수의 탄성 부재를 포함하고, 상기 지지롤러부는, 상기 하측 수평부재에 고정되고 상면에는 곡면이 형성되며, 상기 곡면의 곡률 반경은 상기 제2수직 빔의 하단의 이동 경로와 동일한 곡률 반경으로 형성된 지지부재와, 상기 제2수직 빔의 하단면에 고정되고, 상기 곡면과 접촉되는 회전롤러를 포함하고, 상기 제2수직 빔이 상기 일 지점을 기준으로 회전할 때, 상기 회전롤러는 상기 곡면에서 회전되며, 상기 제2수직 빔의 하단은 상기 곡면을 따라 이동하고, 상기 복수의 탄성 부재는 상기 일 지점에서 멀어질수록 복원력이 증가하고, 하기의 수학식 1에 따라 거동하는 것을 특징으로 하고,

Figure 112018121242083-pat00024
---수학식 1
여기서,
Figure 112018121242083-pat00025
는 상기 일 지점에서 상측 수평부재로의 거리를 나타내며,
Figure 112018121242083-pat00026
는 상기 일 지점에서 하측 수평부재로의 거리를 나타내며,
Figure 112018121242083-pat00027
는 상기 일 지점에서 상기 상측 수평부재로의 거리에서의 횡변위를 나타내고,
Figure 112018121242083-pat00028
는 상기 일 지점에서 상기 하측 수평부재로의 거리에서의 횡변위를 나타냄.
상기 제1수직 빔은 조립 형강이고, 상기 조립 형강의 플랜지 중 어느 하나는 상기 각 수직부재와 접촉될 수 있다.An object of the present invention is to provide an anti-seismic reinforcement control apparatus which includes a pair of vertical members spaced apart from each other, an upper horizontal member to which both ends of the vertical members are coupled, 1. An apparatus for controlling an anti-seismic reinforcement of a structure comprising: a first vertical beam fixed to each of the vertical members; A second vertical beam spaced apart from the first vertical beam and hingedly connected to a point of the first vertical beam; A supporting roller unit installed at a bottom side of the second vertical beam and supporting the second vertical beam rotating on the basis of the first point, And a plurality of elastic members whose both ends are connected to the first vertical beam and the second vertical beam, respectively, wherein the supporting roller portion is fixed to the lower horizontal member and has a curved surface formed on an upper surface thereof, A supporting member formed at the same radius of curvature as the moving path of the lower end of the second vertical beam and a rotating roller fixed to the lower end surface of the second vertical beam and contacting the curved surface, Wherein the rotation roller is rotated on the curved surface, the lower end of the second vertical beam moves along the curved surface, and the plurality of elastic members are moved away from the one point, , And behaves according to the following expression (1)
Figure 112018121242083-pat00024
(1)
here,
Figure 112018121242083-pat00025
Represents the distance from the one point to the upper horizontal member,
Figure 112018121242083-pat00026
Represents the distance from the one point to the lower horizontal member,
Figure 112018121242083-pat00027
Represents a lateral displacement at a distance from the one point to the upper horizontal member,
Figure 112018121242083-pat00028
Represents a lateral displacement at a distance from the one point to the lower horizontal member.
The first vertical beam is an assembled section steel, and one of the flanges of the assembled section steel may be in contact with the respective vertical sections.

삭제delete

상기 조립 형강의 플랜지 중 어느 하나는 상기 각 수직부재에 앵커 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.And one of the flanges of the assembled section steel is fixed to each of the vertical members through the anchor bolts.

상기 조립 형강의 상단과 하단에 각각 고정되는 한 쌍의 수평 플레이트를 더 포함하고, 상기 각 수평 플레이트는 상기 상측 수평부재 및 상기 하측 수평부재에 각각 고정될 수 있다.And a pair of horizontal plates fixed to upper and lower ends of the assembled section steel, respectively, and each of the horizontal plates may be fixed to the upper horizontal member and the lower horizontal member, respectively.

삭제delete

상기 복수의 탄성체는 각각 스프링인 것을 특징으로 할 수 있다.And the plurality of elastic bodies are each a spring.

본 발명에 따른 내진 보강 제어 장치에 의하면, 횡 하중에 의한 구조물의 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다.According to the seismic strengthening control apparatus of the present invention, the vibration of the structure due to the lateral load can be effectively reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 보강 제어 장치를 설명하기 위한 단면도이고,
도 2는 도 1의 내진 보강 제어 장치의 제1수직 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 내진 보강 제어 장치의 거동을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 구조물에 작용하는 지진동을 도시한 그래프이고,
도 5는 도 1의 내진 보강 제어 장치가 설치된 구조물의 하측 수평부재에 작용하는 횡변위를 나타낸 그래프이고,
도 6은 도 1의 내진 보강 제어 장치가 설치된 구조물의 상측 수평부재에 작용하는 횡변위를 나타낸 그래프이다.1 is a sectional view for explaining an anti-seismic reinforcement apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a view for explaining a first vertical beam of the anti-seizure control apparatus of FIG.
3 is a view for explaining the behavior of the anti-seizure control apparatus of Fig. 1,
4 is a graph showing the earthquake-induced vibration acting on the structure,
FIG. 5 is a graph showing a lateral displacement acting on a lower horizontal member of a structure provided with the anti-seizure control apparatus of FIG. 1,
6 is a graph showing a lateral displacement acting on an upper horizontal member of a structure provided with the anti-seizure control apparatus of FIG.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings.

그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the understanding why the present invention is not intended to be a complete disclosure.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 보강 제어 장치를 설명한다.Hereinafter, an anti-seismic reinforcement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 보강 제어 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 내진 보강 제어 장치의 제1수직 빔을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a sectional view for explaining an anti-seismic reinforcement device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a first vertical beam of the anti-seizure control device of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 보강 제어 장치(100)는 구조물(10)에 설치되어 구조물(10)의 횡 저항 능력을 개선할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the seismic retroflexion control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be installed in the structure 10 to improve the lateral resistance of the structure 10. FIG.

상기 내진 보강 제어 장치(100)는 기둥, 벽 등과 같은 수직부재(11)와, 보, 슬래브와 같은 수평부재(12a, 12b)로 이루어진 구조물(10)에 설치되어, 상기 구조물(10)의 횡 진동을 저감시킬 수 있다.The seismic strengthening control apparatus 100 is installed in a structure 10 composed of a vertical member 11 such as a column or a wall and a horizontal member 12a or 12b such as a beam or a slab, Vibration can be reduced.

이하에서는 상기 구조물(10)은 서로 이격된 한 쌍의 수직부재(11)와, 상기 각 수직부재(11)의 상단 및 하단에 양단이 각각 결합되는 한 쌍의 수평부재(12a, 12b)로 이루어진 것을 예를 들어 설명한다.Hereinafter, the structure 10 includes a pair of vertical members 11 spaced from each other, and a pair of horizontal members 12a and 12b to which both ends of the vertical members 11 are coupled at the upper and lower ends, respectively For example,

상기 내진 보강 제어 장치(100)는 제1수직 빔(110), 제2수직 빔(120), 지지롤러부(130) 및 탄성 부재(140)를 포함한다.The seismic retroflexion control apparatus 100 includes a first vertical beam 110, a second vertical beam 120, a supporting roller unit 130, and an elastic member 140.

상기 제1수직 빔(110)의 측면은 상기 각 수직부재(11)에 고정될 수 있다. 그리고 상기 제1수직 빔(110)의 상단 및 하단은 상기 각 수평부재(12a, 12b)에 고정될 수 있다.The side surface of the first vertical beam 110 may be fixed to the respective vertical members 11. The upper and lower ends of the first vertical beam 110 may be fixed to the respective horizontal members 12a and 12b.

그리고 상기 제1수직 빔(110)은 조립 형강일 수 있다.And the first vertical beam 110 may be an assembled section steel.

더 구체적으로 설명하면 상기 제1수직 빔(110)은 서로 평행하게 배치되는 한 쌍의 플렌지(111, flange)와, 상기 한 쌍의 플렌지(111)에 양단에 고정되는 웨브(112, web)를 포함하는 조립 형강일 수 있다.More specifically, the first vertical beam 110 includes a pair of flanges 111 arranged parallel to each other, and a web 112 fixed at both ends of the pair of flanges 111 And the like.

그리고 상기 한 쌍의 플렌지(111)는 설계의 목적에 따른 질량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.And the pair of flanges 111 can increase or decrease the mass according to the purpose of the design.

상기 한 쌍의 플렌지(111) 중 어느 하나는 상기 각 수직부재(11)와 접촉되게 배치된다.One of the pair of flanges 111 is arranged to be in contact with each of the vertical members 11.

그리고 제1앵커 볼트(110a)에 의해 상기 한 쌍의 플렌지(111) 중 어느 하나는 상기 각 수직부재(11)에 고정될 수 있다.Any one of the pair of flanges 111 can be fixed to the vertical members 11 by the first anchor bolts 110a.

상기 제1수직 빔(110)은 한 쌍의 수평 플레이트(113)를 더 포함할 수 있다.The first vertical beam 110 may further include a pair of horizontal plates 113.

상기 각 수평 플레이트(113)는 판형으로 형성된다.Each of the horizontal plates 113 is formed in a plate shape.

상기 각 수평 플레이트(113)는 상기 조립 형강의 상단 및 하단에 고정될 수 있다. Each of the horizontal plates 113 may be fixed to the upper and lower ends of the assembled section steel.

상기 각 수평 플레이트(113)는 상기 각 수평부재(12a, 12b)에 고정될 수 있다. 더 구체적으로 설명하면, 상기 각 수평 플레이트(113)는 상기 각 수평부재(12a, 12b)에 제2 앵커 볼트(110b)를 통해 고정될 수 있다.The horizontal plates 113 may be fixed to the respective horizontal members 12a and 12b. More specifically, each of the horizontal plates 113 may be fixed to the horizontal members 12a and 12b through a second anchor bolt 110b.

상기 제2수직 빔(120)은 상기 제1수직 빔(110)과 이격되게 배치되고, 상기 제1수직 빔(110)의 일 지점(이하, “힌지점(P)”이라고 함.)과 힌지 연결된다.The second vertical beam 120 is spaced apart from the first vertical beam 110 and is spaced apart from the first vertical beam 110 by a point (hereinafter referred to as a "hinge point P") and a hinge .

따라서, 상기 제2수직 빔(120)은 상기 힌지점(P)을 기준으로 회전할 수 있다.Accordingly, the second vertical beam 120 may rotate about the hinge point P.

상기 지지롤러부(130)는 상기 제2수직 빔(120)의 하측 부분인 하측 수평부재(12a)에 설치되어 상기 제2수직 빔(120)을 지지한다.The support roller unit 130 is installed on a lower horizontal member 12a which is a lower portion of the second vertical beam 120 to support the second vertical beam 120. [

상기 지지롤러부(130)는 상기 제2수직 빔(120)이 상기 힌지점(P)을 기준으로 회전할 때, 상기 제2수직 빔(120)을 하측을 지지할 수 있다.The support roller unit 130 may support the second vertical beam 120 downward when the second vertical beam 120 rotates about the hinge point P. [

이러한 지지롤러부(130)는 회전롤러(131)와 지지부재(132)를 포함할 수 있다.The support roller unit 130 may include a rotation roller 131 and a support member 132.

상기 지지부재(132)는 상기 하측 수평부재(12a)에 고정되고, 상면에는 곡면(132c)이 형성될 수 있다. 상기 곡면(132c)의 곡률 반경은 상기 제2수직 빔(120)의 하단의 이동 경로와 동일한 곡률 반경으로 형성된다.The support member 132 may be fixed to the lower horizontal member 12a and a curved surface 132c may be formed on the upper surface thereof. The radius of curvature of the curved surface 132c is formed to have the same radius of curvature as that of the lower end of the second vertical beam 120. [

그리고 상기 회전롤러(131)는 상기 제2수직 빔(120)의 하단면에 고정되고, 상기 곡면(132c)과 접촉될 수 있다.The rotating roller 131 is fixed to the lower end surface of the second vertical beam 120 and may be in contact with the curved surface 132c.

따라서, 상기 제2수직 빔(120)이 상기 힌지점(P)을 기준으로 회전할 때, 상기 회전롤러(131)는 상기 곡면(132c)에서 회전되며, 상기 제2수직 빔(120)의 하단은 상기 곡면(132c)을 따라 이동할 수 있다.Therefore, when the second vertical beam 120 rotates about the hinge point P, the rotary roller 131 rotates at the curved surface 132c and the lower end of the second vertical beam 120 May move along the curved surface 132c.

상기 복수의 탄성 부재(140)는 상기 제1수직 빔(110) 및 상기 제2수직 빔(120)을 연결할 수 있다.The plurality of elastic members 140 may connect the first vertical beam 110 and the second vertical beam 120.

더 상세히 설명하면, 상기 각 탄성 부재(140)의 양단은 각각 상기 제1수직 빔(110) 및 상기 제2수직 빔(120)과 연결될 수 있다.More specifically, both ends of each of the elastic members 140 may be connected to the first vertical beam 110 and the second vertical beam 120, respectively.

상기 각 탄성 부재(140)에 의해 풍하중, 지진하중 등의 수평력이 상기 구조물(10)에 작용하였을 때, 상기 제1수직 빔(110)으로부터 전달되는 하중은 상기 각 탄성 부재(140)를 통해 상기 제2수직 빔(120)으로 흡수되어, 상기 제1수직 빔(110)에 연결된 상기 각 수직부재(11)가 과도하게 진동하는 것을 방지할 수 있다.When a horizontal force such as a wind load or an earthquake load acts on the structure 10 by the elastic members 140, a load transmitted from the first vertical beam 110 is transmitted to the elastic members 140 through the elastic members 140 It is possible to prevent excessive vibration of each of the vertical members 11 connected to the first vertical beam 110 by being absorbed by the second vertical beam 120.

한편, 상기 각 탄성 부재(140)는 신장되거나 수축되었을 때 원래의 상태로 탄성 복원될 수 있다.On the other hand, when the elastic members 140 are elongated or contracted, they can be elastically restored to the original state.

예컨대, 상기 각 탄성 부재(140)는 압축력이 작용하였을 때는 줄어들고, 인장력이 작용하였을 때는 늘어나는 스프링일 수 있다.For example, each of the elastic members 140 may be reduced when a compressive force is applied, and may be extended when a tensile force is applied.

따라서 본 발명에서는 상기 각 탄성 부재(140)의 복원력의 의한 상기 제1수직 빔(110)과 상기 제2수직 빔(120)의 상호작용에 의하여 상기 구조물(10)의 진동변위를 제어할 수 있다.Therefore, in the present invention, the vibration displacement of the structure 10 can be controlled by the interaction between the first vertical beam 110 and the second vertical beam 120 due to the restoring force of the elastic members 140 .

그리고, 상기 각 탄성 부재(140)는 상기 힌지점(P)에서 멀어질수록 복원력이 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.The resilience of each of the elastic members 140 increases as the distance from the hinge point P increases.

더 상세하게 설명하면, 본 발명은 풍하중, 지진하중 등의 수평력이 상기 구조물(10)에 작용하였을 때, 상기 각 탄성 부재(140)의 복원력의 의한 상기 제1수직 빔(110)과 상기 제2수직 빔(120)의 상호작용에 의하여, 상기 제1수직 빔(110)으로부터 전달되는 하중은 상기 제2수직 빔(120)으로부터 원거리에 있는 제1지점(P1)에 집중되지 않고, 상기 제2수직 빔(120) 전체로 하중이 전달되고, 상기 제2수직 빔(120) 전체에 전달된 하중이 상기 제1수직 빔(110)으로 다시 전달되어 진동변위를 제어하게 된다.More specifically, the present invention is characterized in that when a horizontal force such as a wind load or an earthquake load acts on the structure 10, the first vertical beam 110 and the second vertical beam 110, which are caused by the restoring forces of the elastic members 140, Due to the interaction of the vertical beam 120, the load delivered from the first vertical beam 110 is not concentrated at the first point P1 at a distance from the second vertical beam 120, A load is transmitted to the entire vertical beam 120 and a load transmitted to the entirety of the second vertical beam 120 is transmitted to the first vertical beam 110 to control the vibration displacement.

도 3은 도 1의 내진 보강 제어 장치의 거동을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the behavior of the seismic strengthening control apparatus of Fig.

도 3를 더 참조하면, 상기 내진 보강 제어 장치(100)의 하기의 수학식 1에 따라 거동할 수 있다.Referring to FIG. 3, the seismic retroflexion control apparatus 100 can be operated according to the following equation (1).

Figure 112018057555572-pat00001
Figure 112018057555572-pat00001

여기서,

Figure 112018057555572-pat00002
과
Figure 112018057555572-pat00003
는 각각 상기 힌지점(P)에서 수직부재(11)의 하부와 상부까지의 거리를 나타내며,
Figure 112018057555572-pat00004
는 상기 힌지점(P)에서 수직부재(11)의 하부까지의 거리(
Figure 112018057555572-pat00005
)에서의 횡변위를 나타내고,
Figure 112018057555572-pat00006
는 상기 힌지점(P)에서 수직부재(11)의 상부까지의 거리(
Figure 112018057555572-pat00007
)에서의 횡변위를 나타낸다.here,
Figure 112018057555572-pat00002
and
Figure 112018057555572-pat00003
Respectively denote the distance from the hinge point P to the lower portion and the upper portion of the vertical member 11,
Figure 112018057555572-pat00004
The distance from the hinge point P to the lower portion of the vertical member 11
Figure 112018057555572-pat00005
), ≪ / RTI >
Figure 112018057555572-pat00006
The distance from the hinge point P to the upper portion of the vertical member 11
Figure 112018057555572-pat00007
). ≪ / RTI >

따라서, 본 발명은 상기 힌지점(P)의 높이를 조절하여, 상기 하측 수평부재(12a)와 상기 상측 수평부재(12b)의 변위량을 조절할 수 있기 때문에, 각 구조물에 특성에 따른 진동 제어가 가능하다.Therefore, since the height of the hinge point P can be adjusted to adjust the amount of displacement of the lower horizontal member 12a and the upper horizontal member 12b, vibration control according to characteristics of each structure can be performed Do.

도 4는 구조물에 작용하는 지진동을 도시한 그래프이고, 도 5는 도 1의 내진 보강 제어 장치가 설치된 구조물의 하측 수평부재에 작용하는 횡변위를 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 1의 내진 보강 제어 장치가 설치된 구조물의 상측 수평부재에 작용하는 횡변위를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the earthquake-induced vibration acting on the structure, FIG. 5 is a graph showing the lateral displacement acting on the lower horizontal member of the structure provided with the anti-seizure control apparatus of FIG. 1, In which the upper horizontal member of the structure is installed.

실험례 1_수평 거동 실험Experimental Example 1_ Horizontal Behavior Experiment

도 4의 도시된 하중을 본 발명의 진동 제어 장치가 설치된 구조물(10)에 작용시켰을 때와, 본 발명의 진동 제어 장치가 설치되지 않은 구조물(10)에 작용시켰을 때, 상기 상측 수평부재(12b)와 상기 하측 수평부재(12b)의 변위를 측정하였다.When the load shown in Fig. 4 is applied to the structure 10 provided with the vibration control device of the present invention and the structure 10 without the vibration control device of the present invention, the upper horizontal member 12b And the displacement of the lower horizontal member 12b were measured.

그리고 구조물의 물리량은 하기와 같다.The physical quantities of the structures are as follows.

m1=3, m2=4, m1'=0.01, m2'=0.01,m 1 = 3, m 2 = 4, m 1 ' = 0.01, m 2' = 0.01,

k1=1,000 k2=1,200, k1'=0.1*k1, k2'=0.1*k2, k 1 = 1,000 k 2 = 1,200, k 1 ' = 0.1 * k 1 , k 2' = 0.1 * k 2,

C1=0.21, C2=0.1, C1'=0.05*C1, C2'= 0.05*C2 C 1 = 0.21, C 2 = 0.1, C 1 ' = 0.05 * C 1, C 2' = 0.05 * C 2

h1/h2=1h 1 / h 2 = 1

여기서, m1은 12a의 질량이고, m2는 12b의 질량이고, m1'는 120의 힌지 상부 질량이고, m2'는 120의 힌지 하부 질량이고, k1은 12a의 강성이고, k2는 12b의 강성이고, k1'는 120의 힌지 상부 강성이고, k2'는 120의 힌지 하부 강성이고, C1은 12a의 감쇠이고, C2는 12b의 감쇠이고, C1'는 120의 힌지 상부 감쇠이고, C2'는 120의 힌지 하부 감쇠이다.Where m 1 is the mass of 12a, m 2 is the mass of 12b, m 1 ' is the upper hinge mass of 120, m 2' is the lower hinge mass of 120, k 1 is the stiffness of 12a, k 2 Is the stiffness of 12b, k 1 ' is the hinge upper stiffness of 120, k 2' is the hinge bottom stiffness of 120, C 1 is the damping of 12a, C 2 is the damping of 12b, C 1 ' Hinge top attenuation, and C 2 ' is the 120 hinge bottom attenuation.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 내진 보강 제어 장치(100)가 설치된 구조물(10)에서, 하측 수평부재(12a, 12b)와 상측 수평부재(12a, 12b)의 변위(R2, R4)는, 각각 본 발명의 내진 보강 제어 장치(100)가 설치되지 않은 구조물(10)에서, 하측 수평부재(12a, 12b)와 상측 수평부재(12a, 12b)의 변위(R1, R3)보다 약 1/2배 감소된 것을 확인하였다.5 and 6, displacement (R2, R4) of the lower horizontal members 12a, 12b and the upper horizontal members 12a, 12b in the structure 10 in which the seismic retroflexion control apparatus 100 of the present invention is installed Is less than the displacements R1 and R3 of the lower horizontal members 12a and 12b and the upper horizontal members 12a and 12b in the structure 10 in which the anti-seizure control apparatus 100 of the present invention is not provided, It was confirmed that it was reduced by 1/2 times.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 수평부재호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of the present invention should be construed in accordance with the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 내진 보강 제어 장치
110: 제1수직 빔
120: 제2수직 빔
130: 지지롤러부
140: 탄성 부재100: Seismic strengthening control device
110: first vertical beam
120: second vertical beam
130:
140: elastic member

Claims (6)

서로 이격된 한 쌍의 수직부재와, 상기 각 수직부재의 상단에 양단이 각각 결합되는 상측 수평부재와, 상기 각 수직부재의 하단에 양단이 각각 결합된 하측 수평부재를 구비한 구조물의 내진 보강 제어 장치에 있어서,
상기 각 수직부재에 고정되는 제1수직 빔;
상기 제1수직 빔과 이격되게 배치되고, 상기 제1수직 빔의 일 지점과 힌지 연결되는 제2수직 빔;
상기 제2수직 빔의 하부 측 바닥에 설치되어, 상기 일 지점을 기준으로 회전하는 상기 제2수직 빔을 하측을 지지하는 지지롤러부; 및,
양단이 각각 상기 제1수직 빔 및 상기 제2수직 빔과 연결된 복수의 탄성 부재를 포함하고,
상기 지지롤러부는,
상기 하측 수평부재에 고정되고 상면에는 곡면이 형성되며, 상기 곡면의 곡률 반경은 상기 제2수직 빔의 하단의 이동 경로와 동일한 곡률 반경으로 형성된 지지부재와,
상기 제2수직 빔의 하단면에 고정되고, 상기 곡면과 접촉되는 회전롤러를 포함하고,
상기 제2수직 빔이 상기 일 지점을 기준으로 회전할 때, 상기 회전롤러는 상기 곡면에서 회전되며, 상기 제2수직 빔의 하단은 상기 곡면을 따라 이동하고,
상기 복수의 탄성 부재는 상기 일 지점에서 멀어질수록 복원력이 증가하고,
하기의 수학식 1에 따라 거동하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 제어 장치.
Figure 112018121242083-pat00019
---수학식 1
여기서,
Figure 112018121242083-pat00020
는 상기 일 지점에서 상측 수평부재로의 거리를 나타내며,
Figure 112018121242083-pat00021
는 상기 일 지점에서 하측 수평부재로의 거리를 나타내며,
Figure 112018121242083-pat00022
는 상기 일 지점에서 상기 상측 수평부재로의 거리에서의 횡변위를 나타내고,
Figure 112018121242083-pat00023
는 상기 일 지점에서 상기 하측 수평부재로의 거리에서의 횡변위를 나타냄.
An upper horizontal member to which both ends are respectively coupled to upper ends of the respective vertical members and a lower horizontal member to which both ends of the respective vertical members are coupled at both ends, In the apparatus,
A first vertical beam fixed to each of the vertical members;
A second vertical beam spaced apart from the first vertical beam and hingedly connected to a point of the first vertical beam;
A supporting roller unit installed at a bottom side of the second vertical beam and supporting the second vertical beam rotating on the basis of the first point, And
A plurality of elastic members having opposite ends connected to the first vertical beam and the second vertical beam, respectively,
The supporting roller portion
A support member fixed to the lower horizontal member and having a curved surface formed on an upper surface thereof and a radius of curvature of the curved surface formed to have the same radius of curvature as the movement path of the lower end of the second vertical beam,
And a rotating roller fixed to a lower end surface of the second vertical beam and contacting the curved surface,
Wherein when the second vertical beam rotates about the one point, the rotating roller rotates on the curved surface, the lower end of the second vertical beam moves along the curved surface,
The restoring force of the plurality of elastic members increases as the distance from the one point is increased,
(1). ≪ RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
Figure 112018121242083-pat00019
(1)
here,
Figure 112018121242083-pat00020
Represents the distance from the one point to the upper horizontal member,
Figure 112018121242083-pat00021
Represents the distance from the one point to the lower horizontal member,
Figure 112018121242083-pat00022
Represents a lateral displacement at a distance from the one point to the upper horizontal member,
Figure 112018121242083-pat00023
Represents a lateral displacement at a distance from the one point to the lower horizontal member.
청구항 1에 있어서,
상기 제1수직 빔은 조립 형강이고, 상기 조립 형강의 플랜지 중 어느 하나는 상기 각 수직부재와 접촉되는 내진 보강 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first vertical beam is an assembled section steel, and one of the flanges of the assembled section steel is in contact with the respective vertical members.
청구항 2에 있어서,
상기 조립 형강의 플랜지 중 어느 하나는 상기 각 수직부재에 앵커 볼트를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 내진 보강 제어 장치.
The method of claim 2,
Wherein one of the flanges of the assembled section steel is fixed to each of the vertical members through an anchor bolt.
청구항 3 에 있어서,
상기 조립 형강의 상단과 하단에 각각 고정되는 한 쌍의 수평 플레이트를 더 포함하고, 상기 각 수평 플레이트는 상기 상측 수평부재 및 상기 하측 수평부재에 각각 고정되는 내진 보강 제어 장치.
The method of claim 3,
Further comprising a pair of horizontal plates fixed to upper and lower ends of the assembled steel, respectively, and each of the horizontal plates being fixed to the upper horizontal member and the lower horizontal member, respectively.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 탄성체는 각각 스프링인 것을 특징으로 하는 내진 보강 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of elastic members are springs.
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