KR102071044B1 - 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치 - Google Patents

지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 커튼월 장치는 외부프레임(100); 상기 외부프레임(100)의 내부에 구비되어 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 흡수하여 분산시키는 제1내부프레임(110); 상기 외부프레임(100)과 상기 제1내부프레임(110) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제1내부프레임(110)에 전달하는 제1충격파 감쇄부(120);를 포함하며, 상기 제1충격파 감쇄부(120)는 실린더부(121), 피스톤 헤드(122) 및 피스톤 로드(123)와 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되는 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)을 갖는다. 본 발명에 따른 커튼월 장치는 지진파 등 충격파를 매우 효율적으로 흡수 및 감쇄시킬 수 있는 장점을 갖는다.

Description

지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치 {CURTAIN WALL APPARATUS HAVING IMPROVED EARTHQUAKE IMPACT WAVE RESISTANCE}
본 발명은 커튼월 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 지진파 등 다양한 충격파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치에 관한 것이다.
커튼월이란 철근콘크리트조, 철골조 등으로 이루어지는 구조물에서 건물에 작용하는 하중은 기둥, 보 및 슬래브 등으로 이루어진 골조만으로 지지하도록 하고 외부 벽체는 하중을 부담하지 않는 비내력벽을 의미한다.
이와 같은 커튼월은 기계화 시공이 가능하고, 공장 제작이 가능하므로 품질관리가 용이하며, 외부벽의 경량화가 가능하다는 장점 외에도 사용 재료에 따라 수려한 외관을 연출할 수 있어 최근 들어 그 시공 예가 점점 늘어가는 추세이며, 특히 현재 고층 건축물의 대부분은 이 방식에 의해 시공되고 있다.
그러나, 이와 같이 커튼월이 현대의 다양한 고층건물에 사용되는 상황에서 고층건물의 지진에 대한 안전성 문제가 크게 부각되고 있다.
한편, 하기 특허문헌 1에서는 강도보강 및 단열 구조를 갖는 커튼월 프레임을 개시하고 있으나, 이와 같은 커튼월 프레임 구조만으로는 다양한 지진파에 대한 저항성을 향상시키기에 부족한 한계가 있었다.
이에 따라, 건물의 비내력외벽인 커튼월이 다양한 강도의 지진에도 충분히 견고하게 유지될 수 있는 기술의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국 특허등록 제10-1692286호 (2017.01.03)
이에 본 발명에서는 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치를 제공하고자 다수의 충격파 흡수부재 및 충격파 감쇄부를 이용하여 효율적으로 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치를 제공할 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 하나의 관점은 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 커튼월 장치는 일 측이 개방되어 개방 말단(101, 102)을 갖는 빔 형상의 외부프레임(100); 상기 외부프레임(100)의 내부에 구비되고 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제1내부프레임(110); 상기 외부프레임(100)과 상기 제1내부프레임(110) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제1내부프레임(110)에 전달하는 제1충격파 감쇄부(120); 상기 외부프레임(100)의 각각의 개방 말단(101, 102)에 대응되는 형상으로 끼움결합되도록 구비되며 고강도 탄소섬유로 제작된 탄소섬유프레임(200); 상기 탄소섬유프레임(200)의 중앙에 상기 탄소섬유프레임(200)과 접촉되도록 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제1충격파 흡수부재(310); 상기 제1충격파 흡수부재(310)에 일단이 체결되는 제1연결부재(400); 일단이 상기 제1연결부재(400)의 타단에 끼움 결합되고 좌우로 확장부(510)가 타단에 구비된 제2연결부재(500); 두 개의 유리가 평행하게 이격되어 배열되며 일 말단이 상기 확장부(510)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 끼워지도록 구비된 복층유리(600); 상기 복층유리(600)와 상기 확장부(510) 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제2충격파 흡수부재(320); 상기 복층유리(600)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제3충격파 흡수부재(330); 상기 복층유리(600)를 구성하는 두 개의 유리 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제4충격파 흡수부재(340); 및 상기 제4충격파 흡수부재(340)와 상기 제1연결부재(400)의 타단 사이에 구비되고 양 말단이 각각 상기 제2충격파 흡수부재(320) 및 제3충격파 흡수부재(330)와 접촉되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제5충격파 흡수부재(350);를 포함하며, 상기 제1충격파 감쇄부(120)는 상기 외부프레임(100)에 일측이 결합되고 벽체로 구성되며 내부에 유체가 채워지고 상기 벽체 내에는 상기 유체가 이동할 수 있는 유체통로(1211)가 구비된 실린더부(121); 상기 실린더부(121)의 내부에서 실린더부(121)의 내벽을 따라 왕복운동하도록 구비된 피스톤 헤드(122); 상기 실린더부(121)의 내부에서 일측이 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되고 타측은 상기 실린더부(121)의 외부에서 제1내부프레임(110)에 결합되는 피스톤 로드(123); 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되며 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 일측에 결합되고 타단이 상기 실린더부(121)의 내부 일측에 결합되는 제1스프링(124); 및 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되며 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 타측에 결합되고 타단이 상기 실린더부(121)의 내부 타측에 결합되는 제2스프링(125);을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치는 상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(125)이 상기 유체와 접촉되지 않도록 상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(125)을 감싸며 일측은 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되며 타측은 상기 실린더부(121) 내부의 일측 또는 타측에 결합된 스프링 보호포켓부(C)를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 제1스프링(124)이 인장스프링이면 상기 제2스프링(125)도 인장스프링이며, 상기 제1스프링(124)이 압축스프링이면 상기 제2스프링(125)도 압축스프링으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 실린더부(121)와 상기 외부프레임(100) 사이 또는 상기 피스톤 로드(123)와 상기 제1내부프레임(110) 사이에는 전달되는 충격파를 여러 방향으로 분산시키는 충격파 분산부(126)가 구비되며, 상기 충격파 분산부(126)는 케이스부(1261); 상기 케이스(1261)의 내벽을 가로질러 연결되도록 구비되어 전달된 충격파를 분산시키는 다수의 충격파분산 격벽(1262); 및 상기 다수의 충격파분산 격벽(1262) 사이에 구비되어 전달된 충격파를 진동에너지로 전환하여 발산시키는 충격파 감쇄유닛(1263);을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 충격파 감쇄유닛(1263)은 유닛케이스(12631); 상기 유닛케이스(12631) 내부에 구비된 두 개의 충격파 감쇄 스프링 부재(12632); 상기 두 개의 충격파 감쇄 스프링 부재(12632) 사이에 연결 구비되어 충격파의 파동 에너지를 추의 진동에너지로 전환하여 감쇄시키는 진동추(12633); 및 상기 유닛케이스(12631)의 양측에 구비되며 상기 케이스부(1261)의 내벽과 접촉하는 충격파 흡수패드(12634);를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 제1내부프레임(110) 내부에는 상기 제1내부프레임(110)으로부터 전달된 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제2내부프레임(112); 및 상기 제1내부프레임(110)과 제2내부프레임(112) 사이에 연결 구비되어 상기 제1내부프레임(110)에 전달된 충격파를 감쇄시켜 상기 제2내부프레임(112)에 전달하는 제2충격파 감쇄부(130);가 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 외부프레임(100)의 내부에는 상기 외부프레임(100) 및 제1내부프레임(110)으로부터 전달된 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제3내부프레임(113); 상기 외부프레임(100)과 제3내부프레임(113) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제3내부프레임(113)에 전달하는 제3충격파 감쇄부(140);및 상기 제1내부프레임(110)과 제3내부프레임(113) 사이에 연결 구비되어 전달된 충격파를 감쇄시키는 제4충격파 감쇄부(150);가 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 제2충격파 흡수부재(320), 제3충격파 흡수부재(330), 제4충격파 흡수부재(340) 및 제5충격파 흡수부재(350)가 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 커튼월 장치는 다양한 지진파에 대하여 우수한 저항성을 갖는 장점이 있으며, 이에 따라 커튼월 장치의 내구성을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼월의 수직단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼월에 구비된 제1충격파 감쇄부(120)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 충격파 분산부(126)가 구비된 제1충격파 감쇄부(120)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 충격파 분산부(126)의 내부 구성을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 충격파 감쇄유닛(1263)의 세부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제2내부프레임(112), 제3내부프레임(113), 제2충격파 감쇄부(130), 제3충격파 감쇄부(140), 및 제4충격파 감쇄부(150) 등이 구비된 커튼월의 수직단면도이다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼월의 수직단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼월에 구비된 제1충격파 감쇄부(120)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 커튼월 장치는 일 측이 개방되어 개방 말단(101, 102)을 갖는 빔 형상의 외부프레임(100); 상기 외부프레임(100)의 내부에 구비되고 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제1내부프레임(110); 상기 외부프레임(100)과 상기 제1내부프레임(110) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제1내부프레임(110)에 전달하는 제1충격파 감쇄부(120); 상기 외부프레임(100)의 각각의 개방 말단(101, 102)에 대응되는 형상으로 끼움결합되도록 구비되며 고강도 탄소섬유로 제작된 탄소섬유프레임(200); 상기 탄소섬유프레임(200)의 중앙에 상기 탄소섬유프레임(200)과 접촉되도록 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제1충격파 흡수부재(310); 상기 제1충격파 흡수부재(310)에 일단이 체결되는 제1연결부재(400); 일단이 상기 제1연결부재(400)의 타단에 끼움 결합되고 좌우로 확장부(510)가 타단에 구비된 제2연결부재(500); 두 개의 유리가 평행하게 이격되어 배열되며 일 말단이 상기 확장부(510)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 끼워지도록 구비된 복층유리(600); 상기 복층유리(600)와 상기 확장부(510) 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제2충격파 흡수부재(320); 상기 복층유리(600)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제3충격파 흡수부재(330); 상기 복층유리(600)를 구성하는 두 개의 유리 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제4충격파 흡수부재(340); 및 상기 제4충격파 흡수부재(340)와 상기 제1연결부재(400)의 타단 사이에 구비되고 양 말단이 각각 상기 제2충격파 흡수부재(320) 및 제3충격파 흡수부재(330)와 접촉되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제5충격파 흡수부재(350);를 포함하며, 상기 제1충격파 감쇄부(120)는 상기 외부프레임(100)에 일측이 결합되고 벽체로 구성되며 내부에 유체가 채워지고 상기 벽체 내에는 상기 유체가 이동할 수 있는 유체통로(1211)가 구비된 실린더부(121); 상기 실린더부(121)의 내부에서 실린더부(121)의 내벽을 따라 왕복운동하도록 구비된 피스톤 헤드(122); 상기 실린더부(121)의 내부에서 일측이 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되고 타측은 상기 실린더부(121)의 외부에서 제1내부프레임(110)에 결합되는 피스톤 로드(123); 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되며 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 일측에 결합되고 타단이 상기 실린더부(121)의 내부 일측에 결합되는 제1스프링(124); 및 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되며 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 타측에 결합되고 타단이 상기 실린더부(121)의 내부 타측에 결합되는 제2스프링(125);으로 구성된다.
도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 커튼월 장치를 구성하는 빔 형상의 외부프레임(100)은 철재, 고강도 알루미늄재, 또는 스테인레스스틸재 등의 금속재질로 이루어질 수 있으며, 내부가 비어 있고 일 측이 개방된 수직 기둥 형상을 형성될 수 있다.
이와 같은 외부프레임(100)은 커튼월 장치를 구성하는 뼈대 역할을 수행하며, 건물의 하중을 지탱하는 내력벽과 직접적으로 연결되며, 건물의 내력벽에 가해지는 지진파와 같은 다양한 충격이 커튼월에 직접적이고 일차적으로 전달되는 부분에 해당한다.
상기 외부프레임(100)의 각각의 개방 말단(101, 102)에는 이들 말단의 형상과 대응되는 형상으로 서로 끼움결합되도록 구비되며 고강도 탄소섬유로 제작된 탄소섬유프레임(200)이 결합된다.
상기 탄소섬유프레임(200)은 후술하는 복층유리(600)에 내력벽의 충격파가 외부프레임(100)을 거쳐 직접적으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 수행하며, 고강도 탄소섬유로 제작되므로 외부 기온 변화에 따른 수축 또는 팽창에 따른 치수변형이 발생하는 것을 매우 효율적으로 차단할 수 있으며, 특히 고강도 탄소섬유 소재를 채택함으로써 커튼월의 전체 무게를 획기적으로 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 상기 탄소섬유프레임(200)을 적용하는 경우 지진파 등의 충격파가 내력벽에 발생하고 이어 외부프레임(100)을 통하여 탄소섬유프레임(200)에 전달되는 경우, 다양한 방향으로 발생하는 충격 및 진동파를 매우 효율적으로 흡수하고 파장의 전달을 획기적으로 차단할 수 있는 장점을 갖는다.
상기 탄소섬유프레임(200)의 중앙에는 상기 탄소섬유프레임(200)과 접촉되도록 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제1충격파 흡수부재(310)가 구비된다.
상기 제1충격파 흡수부재(310)는 고강도 탄소섬유와 우레탄고무를 용융 혼합하여 사출시켜 제작하는 것이 가능하다.
상기 제1충격파 흡수부재(310)는 상기 탄소섬유프레임(200)으로부터 전달된 충격파의 일부를 흡수하여 감쇄시키는 기능을 발휘한다.
상기 제1충격파 흡수부재(310)의 일단에는 상기 탄소섬유프레임(200)까지 관통하는 나사결합 등에 의하여 제1연결부재(400)가 체결된다.
상기 제1연결부재(400)는 후술하는 제2연결부재(500)와 일체로 형성될 수도 있으나, 설치되는 복층유리의 두께 등에 따라 상기 제2연결부재(500)와 탄소섬유프레임(200) 간의 간격을 조절할 수 있도록 제1연결부재(400)와 제2연결부재(500)는 상호 끼움결합될 수 있도록 별도로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1연결부재(400)의 타단에는 제1연결부재(400)의 타단에 일단이 끼움 결합되는 제2연결부재(500)가 구비되며, 상기 제2연결부재(500)의 타단에는 좌우로 확장부(510)가 구비된다.
상기 확장부(510)는 후술하는 복층유리(600)를 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 끼워 설치하기 위하여 구비된다.
상기 확장부(510)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에는 두 개의 유리가 평행하게 이격되어 배열된 복층유리(600)가 끼워져 설치된다.
상기 복층유리(600)는 건물의 비내력외벽의 전망을 확보하고, 단열효과를 높이기 위하여 설치된다.
한편, 상기 외부프레임(100)의 내부는 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 흡수하여 분산시키기 위하여 내부가 비어 있는 빔 형상인 제1내부프레임(110)이 구비된다.
상기 제1내부프레임(110)은 외부프레임(100)과 마찬가지로 철재, 고강도 알루미늄재, 또는 스테인레스스틸재 등의 금속재질로 이루어질 수 있다.
상기 제1내부프레임(110)은 내부가 비어 있는 빔 형상으로 구성되며, 상기 외부프레임(100)과 달리 상단 및 하단을 제외하고 측면에는 개방부를 갖지 않는 것이 바람직하다.
한편, 상기 외부프레임(100)과 상기 제1내부프레임(110) 사이에는 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제1내부프레임(110)에 전달하기 위하여 제1충격파 감쇄부(120)가 연결 구비된다.
도 2는 상기 제1충격파 감쇄부(120)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
상기 제1충격파 감쇄부(120)는 유압실린더와 그 내부에 스프링부재가 결합된 구성으로 이루어진다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 제1충격파 감쇄부(120)는 구체적으로 실린더부(121), 피스톤 헤드(122), 피스톤 로드(123), 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)을 포함하여 구성된다.
상기 실린더부(121)는 내부가 비어 있는 통 형상으로 구성되며, 일측에는 피스톤 로드(123)가 왕복 슬라이딩할 수 있도록 통공이 형성되며, 상기 통공의 둘레에는 내부의 유체가 외부로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 제2패킹부재(P2)가 구비된다.
한편, 상기 실린더부(121)를 구성하는 벽체 내부에는 실린더부(121)에 채워진 유체가 이동할 수 있도록 유체통로(1211)가 구비되고, 상기 유체통로(1211)의 양 말단에는 유체가 유입되거나 배출될 수 있도록 유체 유입/배출공(E1,E2)이 형성된다.
상기 실린더부(121)의 내부에는 실린더부(121)의 내벽을 따라 왕복운동하도록 피스톤 헤드(122)가 구비되며, 상기 피스톤 헤드(122)는 상기 유입/배출공(E1,E2) 사이 구간에서 왕복한다.
한편, 상기 피스톤 헤드(122)의 둘레면에는 유체가 피스톤 헤드(122)의 둘레면과 상기 실린더부(121)의 내벽 사이에서 새어나가지 않도록 방지하는 제1패킹부재(P1)가 구비된다.
상기 피스톤 헤드(122)에는 피스톤 로드(123)가 결합되며, 피스톤 로드(123)의 일측은 상기 실린더부(121)의 내부에서 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되고 피스톤 로드(123)의 타측은 상기 실린더부(121)의 외부에서 제1내부프레임(110)에 결합된다.
다만, 실린더부(121)와 피스톤 로드(123)가 각각 결합되는 곳이 서로 바뀌는 구성 또한 본 발명의 기술적 사상 범위 내에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
예를 들어, 실린더부(121)와 외부프레임(100)이 결합하고 피스톤 로드(123)와 제1내부프레임(110)이 결합하는 구성뿐만 아니라, 실린더부(121)와 제1내부프레임(110)이 결합하고 피스톤 로드(123)와 외부프레임(100)이 결합하는 구성 또한 본 발명의 기술적 사상 범위 내에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
이와 같이 실린더부(121)와 피스톤 로드(123)가 각각 결합되는 곳이 바뀔 수 있다는 것은 후술하는 제2충격파 감쇄부(130), 제3충격파 감쇄부(140), 및 제4충격파 감쇄부(150)에서도 동일하게 적용되는 것이다.
한편, 상기 실린더부(121)의 내부에는 인장스프링 또는 압축스프링으로 구성되는 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)이 구비된다.
특히, 상기 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)은 상기 제1스프링(124)이 인장스프링이면 상기 제2스프링(125)도 인장스프링이며, 상기 제1스프링(124)이 압축스프링이면 상기 제2스프링(125)도 압축스프링으로 구성되는 점에 특징이 있다.
이와 같이 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)을 서로 인장스프링 또는 압축스프링으로 동일하게 구성함으로써, 지진파 등에 의한 커튼홀의 진동시 지진파가 매우 효율적으로 감쇄될 수 있는 효과가 발휘된다.
상기 제1스프링(124)은 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 일측에 결합되고 타단은 상기 실린더부(121)의 내부 일측에 결합된다.
상기 제2스프링(125)은 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 타측에 결합되고 타단은 상기 실린더부(121)의 내부 타측에 결합된다.
도 2에서 예를 들어, 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)이 압축스프링인 경우, 피스톤 헤드(122)가 지진파의 진동에 의하여 좌측으로 이동하게 될 경우 피스톤 헤드(122)를 좌측으로 이동시키는 원인이 된 에너지는 유체가 유체통로(1211)를 통하여 서서히 이동하면서 발생시키는 유압형성에 소모됨과 동시에 제1스프링(124)의 압축에 의한 탄성에너지 축적에 소모되며, 이와 같이 축적된 탄성에너지에 의하여 상기 피스톤 헤드(122)는 다시 우측으로 이동하기 위한 힘을 받게 된다.
한편, 이와 같이 상기 피스톤 헤드(122)는 다시 우측으로 이동하기 위한 힘이 형성되는 시간과 이때, 피스톤 헤드(122)를 좌측으로 이동시키는 원인이 된 에너지의 파형 방향이 반대 방향으로 바뀌는 시간은 서로 상이하므로 지진파 등의 에너지가 스프링의 축적된 탄성에너지의 발산에 의하여 추가적으로 감쇄된다.
이러한 원리는 실린더의 우측에 위치한 제2스프링(125)에서도 동일하게 작용하게 되며, 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)이 모두 인장스프링으로 구성되는 경우에도 이러한 지진파 등의 충격파 감쇄원리가 동일하게 적용된다.
즉, 상기 제1충격파 감쇄부(120)에 전달된 지진파 등의 충격파는 유체에 의한 유압형성과 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)의 압축 또는 팽창에 소모되어 매우 효율적으로 감쇄된다.
특히, 제1스프링(124) 및 제2스프링(125)이 압축스프링일 경우는 인장스프링일 경우보다 감쇄의 효율이 더욱 증가한다.
한편, 본 발명의 커튼월 장치는 상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(125)이 상기 유체와 접촉되지 않도록 하기 위하여 상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(125)을 감싸는 스프링 보호포켓부(C)가 추가로 구비될 수 있다.
상기 스프링 보호포켓부(C)의 일측은 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되며 타측은 상기 실린더부(121) 내부의 일측 또는 타측에 결합된다.
상기 스프링 보호포켓부(C)는 유연한 재질로 구성될 수 있다.
한편, 상기 복층유리(600)와 상기 확장부(510) 사이에는 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제2충격파 흡수부재(320)가 구비되며, 상기 복층유리(600)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에는 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제3충격파 흡수부재(330)가 구비되고, 상기 복층유리(600)를 구성하는 두 개의 유리 사이에는 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제4충격파 흡수부재(340)가 구비되고, 상기 제4충격파 흡수부재(340)와 상기 제1연결부재(400)의 타단 사이에는 양 말단이 각각 상기 제2충격파 흡수부재(320) 및 제3충격파 흡수부재(330)와 접촉되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제5충격파 흡수부재(350)가 구비된다.
상기 제2충격파 흡수부재(320), 제3충격파 흡수부재(330), 제4충격파 흡수부재(340) 및 제5충격파 흡수부재(350)는 각각 별도로 구성되거나 또는 이들이 모두 일체로 구성될 수도 있다.
상기 제2충격파 흡수부재(320), 제3충격파 흡수부재(330), 제4충격파 흡수부재(340) 및 제5충격파 흡수부재(350)는 고강도 탄소섬유와 우레탄고무를 용융 혼합하여 사출시켜 제작하는 것이 가능하다.
본 발명의 커튼월 장치는 추가적으로 상기 제2연결부재(500)의 확장부(510)에 끼움 결합되어 복층유리(600)를 제외한 나머지 커튼월 장치의 구성이 건물 외부로부터 보호될 수 있도록 하는 기능을 발휘하는 커버부재(800)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 커튼월 장치는 실란트(700)를 도포하여 외기 또는 수분이 커튼월 장치의 이음 틈새로 새는 것을 차단하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 충격파 분산부(126)가 구비된 제1충격파 감쇄부(120)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 충격파 분산부(126)의 내부 구성을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치에 있어서, 상기 실린더부(121)와 상기 외부프레임(100) 사이 또는 상기 피스톤 로드(123)와 상기 제1내부프레임(110) 사이에는 전달되는 충격파를 여러 방향으로 분산시키는 충격파 분산부(126)가 구비된다.
이와 같이 충격파 분산부(126)를 구비함으로써 지진파 중 횡파를 특히 효율적으로 감쇄시키는 것이 가능하다.
상기 충격파 분산부(126)는 케이스부(1261); 상기 케이스(1261)의 내벽을 가로질러 연결되도록 구비되어 전달된 충격파를 분산시키는 다수의 충격파분산 격벽(1262); 및 상기 다수의 충격파분산 격벽(1262) 사이에 구비되어 전달된 충격파를 진동에너지로 전환하여 발산시키는 충격파 감쇄유닛(1263);으로 구성된다.
상기 케이스부(1261)는 알루미늄 재질 또는 고강도 탄소섬유 재질로 구성될 수 있다.
상기 충격파분산 격벽(1262)은 상기 케이스(1261)의 내벽을 가로질러 연결되도록 구비되며, 전달된 충격파를 흡수하거나 분산시키는 기능을 발휘한다.
도 5는 충격파 감쇄유닛(1263)의 세부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5를 참고하면, 상기 충격파 감쇄유닛(1263)은 유닛케이스(12631); 상기 유닛케이스(12631) 내부에 구비된 두 개의 충격파 감쇄 스프링 부재(12632); 상기 두 개의 충격파 감쇄 스프링 부재(12632) 사이에 연결 구비되어 충격파의 파동 에너지를 추의 진동에너지로 전환하여 감쇄시키는 진동추(12633); 및 상기 유닛케이스(12631)의 양측에 구비되며 상기 케이스부(1261)의 내벽과 접촉하는 충격파 흡수패드(12634);를 포함한다.
특히, 도 5에 도시된 진동추(12633)는 외부에서 에너지를 전달받을 경우 양측에 구비된 충격파 감쇄 스프링 부재(12632)에 의하여 지속적인 진동 운동을 하게 되며, 이와 같은 진동 운동을 통하여 전달받은 에너지를 매우 빠르게 소모시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제2내부프레임(112), 제3내부프레임(113), 제2충격파 감쇄부(130), 제3충격파 감쇄부(140), 및 제4충격파 감쇄부(150) 등이 구비된 커튼월의 수직단면도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 구현예에 따른 커튼월 장치는 상기 제1내부프레임(110) 내부에 상기 제1내부프레임(110)으로부터 전달된 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제2내부프레임(112); 및 상기 제1내부프레임(110)과 제2내부프레임(112) 사이에 연결 구비되어 상기 제1내부프레임(110)에 전달된 충격파를 감쇄시켜 상기 제2내부프레임(112)에 전달하는 제2충격파 감쇄부(130);를 구비한다.
또한, 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 커튼월 장치는 상기 외부프레임(100)의 내부에 상기 외부프레임(100) 및 제1내부프레임(110)으로부터 전달된 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제3내부프레임(113); 상기 외부프레임(100)과 제3내부프레임(113) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제3내부프레임(113)에 전달하는 제3충격파 감쇄부(140);및 상기 제1내부프레임(110)과 제3내부프레임(113) 사이에 연결 구비되어 전달된 충격파를 감쇄시키는 제4충격파 감쇄부(150);를 구비한다.
이와 같이, 제2내부프레임(112) 및 제2충격파 감쇄부(130) 또는 제3내부프레임(113) 및 제3충격파 감쇄부(140)와 제4충격파 감쇄부(150)를 추가적으로 구비함으로써 지진파 등의 외부 충격파에 의하여 커튼월이 파손되는 것을 더욱 효율적으로 방지하는 것이 가능하다.
100: 외부프레임 101, 102: 개방 말단
110: 제1내부프레임 112: 제2내부프레임
113: 제3내부프레임 120: 제1충격파 감쇄부
130: 제2충격파 감쇄부 140: 제3충격파 감쇄부
150: 제4충격파 감쇄부 121: 실린더부
1211: 유체통로 122: 피스톤 헤드
123: 피스톤 로드 124: 제1스프링
125: 제2스프링 C: 스프링 보호포켓부
E1: 유체 유입/배출공 E2: 유체 유입/배출공
P1: 제1패킹부재 P2: 제2패킹부재
126: 충격파 분산부 1261: 케이스부
1262: 충격파분산 격벽 1263: 충격파 감쇄유닛
12631: 유닛케이스 12632: 충격파 감쇄 스프링 부재
12633: 진동추 12634: 충격파 흡수패드
200: 탄소섬유프레임 310: 제1충격파 흡수부재
320: 제2충격파 흡수부재 330: 제3충격파 흡수부재
340: 제4충격파 흡수부재 350: 제5충격파 흡수부재
400: 제1연결부재 500: 제2연결부재
510: 확장부 600: 복층유리
700: 실란트 800: 커버부재

Claims (8)

  1. 일 측이 개방되어 개방 말단(101, 102)을 갖는 빔 형상의 외부프레임(100);
    상기 외부프레임(100)의 내부에 구비되고 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제1내부프레임(110);
    상기 외부프레임(100)과 상기 제1내부프레임(110) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제1내부프레임(110)에 전달하는 제1충격파 감쇄부(120);
    상기 외부프레임(100)의 각각의 개방 말단(101, 102)에 대응되는 형상으로 끼움결합되도록 구비되며 고강도 탄소섬유로 제작된 탄소섬유프레임(200);
    상기 탄소섬유프레임(200)의 중앙에 상기 탄소섬유프레임(200)과 접촉되도록 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제1충격파 흡수부재(310);
    상기 제1충격파 흡수부재(310)에 일단이 체결되는 제1연결부재(400);
    일단이 상기 제1연결부재(400)의 타단에 끼움 결합되고 좌우로 확장부(510)가 타단에 구비된 제2연결부재(500);
    두 개의 유리가 평행하게 이격되어 배열되며 일 말단이 상기 확장부(510)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 끼워지도록 구비된 복층유리(600);
    상기 복층유리(600)와 상기 확장부(510) 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제2충격파 흡수부재(320);
    상기 복층유리(600)와 상기 탄소섬유프레임(200) 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제3충격파 흡수부재(330);
    상기 복층유리(600)를 구성하는 두 개의 유리 사이에 구비되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제4충격파 흡수부재(340); 및
    상기 제4충격파 흡수부재(340)와 상기 제1연결부재(400)의 타단 사이에 구비되고 양 말단이 각각 상기 제2충격파 흡수부재(320) 및 제3충격파 흡수부재(330)와 접촉되며 전달된 충격파를 흡수 감쇄시키는 제5충격파 흡수부재(350);를 포함하며,
    상기 제1충격파 감쇄부(120)는
    상기 외부프레임(100)에 일측이 결합되고 벽체로 구성되며 내부에 유체가 채워지고 상기 벽체 내에는 상기 유체가 이동할 수 있는 유체통로(1211)가 구비된 실린더부(121); 상기 실린더부(121)의 내부에서 실린더부(121)의 내벽을 따라 왕복운동하도록 구비된 피스톤 헤드(122); 상기 실린더부(121)의 내부에서 일측이 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되고 타측은 상기 실린더부(121)의 외부에서 제1내부프레임(110)에 결합되는 피스톤 로드(123); 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되며 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 일측에 결합되고 타단이 상기 실린더부(121)의 내부 일측에 결합되는 제1스프링(124); 및 상기 실린더부(121)의 내부에 구비되며 일단이 상기 피스톤 헤드(122)의 타측에 결합되고 타단이 상기 실린더부(121)의 내부 타측에 결합되는 제2스프링(125);을 갖는 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(125)이 상기 유체와 접촉되지 않도록 상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(125)을 감싸며 일측은 상기 피스톤 헤드(122)에 결합되며 타측은 상기 실린더부(121) 내부의 일측 또는 타측에 결합된 스프링 보호포켓부(C)가 구비된 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스프링(124)이 인장스프링이면 상기 제2스프링(125)도 인장스프링이며,
    상기 제1스프링(124)이 압축스프링이면 상기 제2스프링(125)도 압축스프링인 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 실린더부(121)와 상기 외부프레임(100) 사이 또는 상기 피스톤 로드(123)와 상기 제1내부프레임(110) 사이에는 전달되는 충격파를 여러 방향으로 분산시키는 충격파 분산부(126)가 구비되며,
    상기 충격파 분산부(126)는
    케이스부(1261);
    상기 케이스부(1261)의 내벽을 가로질러 연결되도록 구비되어 전달된 충격파를 분산시키는 다수의 충격파분산 격벽(1262); 및
    상기 다수의 충격파분산 격벽(1262) 사이에 구비되어 전달된 충격파를 진동에너지로 전환하여 발산시키는 충격파 감쇄유닛(1263);을 포함하는 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 충격파 감쇄유닛(1263)은
    유닛케이스(12631);
    상기 유닛케이스(12631) 내부에 구비된 두 개의 충격파 감쇄 스프링 부재(12632);
    상기 두 개의 충격파 감쇄 스프링 부재(12632) 사이에 연결 구비되어 충격파의 파동 에너지를 추의 진동에너지로 전환하여 감쇄시키는 진동추(12633); 및
    상기 유닛케이스(12631)의 양측에 구비되며 상기 케이스부(1261)의 내벽과 접촉하는 충격파 흡수패드(12634);를 포함하는 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1내부프레임(110) 내부에는
    상기 제1내부프레임(110)으로부터 전달된 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제2내부프레임(112); 및
    상기 제1내부프레임(110)과 제2내부프레임(112) 사이에 연결 구비되어 상기 제1내부프레임(110)에 전달된 충격파를 감쇄시켜 상기 제2내부프레임(112)에 전달하는 제2충격파 감쇄부(130);가 구비된 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부프레임(100)의 내부에는
    상기 외부프레임(100) 및 제1내부프레임(110)으로부터 전달된 충격파를 흡수하여 분산시키며 내부가 비어 있는 빔 형상인 제3내부프레임(113);
    상기 외부프레임(100)과 제3내부프레임(113) 사이에 연결 구비되어 상기 외부프레임(100)에 가해진 충격파를 감쇄시켜 상기 제3내부프레임(113)에 전달하는 제3충격파 감쇄부(140);및
    상기 제1내부프레임(110)과 제3내부프레임(113) 사이에 연결 구비되어 전달된 충격파를 감쇄시키는 제4충격파 감쇄부(150);가 구비된 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2충격파 흡수부재(320), 제3충격파 흡수부재(330), 제4충격파 흡수부재(340) 및 제5충격파 흡수부재(350)가 일체로 형성된 지진파에 대한 저항성이 개선된 커튼월 장치.

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