KR102221890B1

KR102221890B1 - 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조

Info

Publication number: KR102221890B1
Application number: KR1020190107989A
Authority: KR
Inventors: 노영숙; 조승호; 김찬희
Original assignee: 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2021-03-02

Abstract

본 발명은 건물의 창문 공간이나 출입 공간과 같은 개구공간의 내측면에 설치되는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조에 관한 것으로서, 특히 상기 개구공간의 내측면에 보 방향으로 설치되는 수평 보강대와; 상기 개구공간의 내측면에 기둥 방향으로 설치되는 수직 보강대와; 상기 수평 보강대와 수직 보강대를 연결하면서 상기 개구공간의 내측면에 연결되되, 건물에 외력이 작용할 때 회동축을 중심으로 벌어지거나 오므라들도록 회동하여 외력을 흡수하는 연결부재;로 구성되어, 지진에 의해 조립형 끼움골조가 파손되었을 경우 전체를 교체하지 않고 연결부재를 교체하거나 수리만 하면 되는 효과가 있다.

Description

건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조{Prefabricated fitting framework for seismic reinforcement of buildings}

본 발명은 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조에 관한 것으로서, 특히 건물의 창문 공간이나 출입 공간과 같은 건물의 개구공간 내측면에 용이하게 끼움 형식으로 설치할 수 있는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조에 관한 것이다.

일반적으로 학교, 다주택 건물, 빌딩 등과 같은 기존 건축 구조물 중에서 오래 전에 세워진 건물들은 지진으로부터 건축 구조물을 안전하게 보호하기 위한 내진 설계(耐震設計)가 미흡하여 지진 발생시에 건축 구조물의 붕괴로 인한 막대한 인명 피해 및 재산 피해가 예상되므로, 지진이 일어났을 때 지진동에 저항하기 위한 건축 구조물 보강의 필요성이 제기되고 있다.

따라서 최근에는 기존의 건물 또는 시설물을 보강하기 위한 다양한 내진보강공법이 제시되고 있다.

그러나, 종래에 제시된 내진보강공법들은 기존 건물에 다양한 구조의 보강 구조물을 설치하여 진동을 흡수할 수 있도록 하고 있는데, 지진 발생시에 이러한 보강 구조물들이 파손되어 지진 발생 후 복구시에 보강 구조물 전체를 다시 교체 설치해야만 하는 문제점이 있어서, 교체 비용도 많이 발생되고 교체 작업기간도 많이 소요되는 문제가 있었다.

등록특허:10-1877014 (출원번호:10-2018-0010263, 발명의 명칭: 내진 보강 구조체)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지진발생시 발생되는 외력에 의한 변형이 특정부재에 집중되도록 함으로써 지진 발생 후 전체를 교체하지 않고 변형된 특정부재만을 교체할 수 있도록 하는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조는 건물의 창문 공간이나 출입 공간과 같은 개구공간의 내측면에 설치되는 것으로서; 상기 개구공간의 내측면에 보 방향으로 설치되는 수평 보강대와; 상기 개구공간의 내측면에 기둥 방향으로 설치되는 수직 보강대와; 상기 수평 보강대와 수직 보강대를 연결하면서 상기 개구공간의 내측면에 연결되되, 건물에 외력이 작용할 때 회동축을 중심으로 벌어지거나 오므라들도록 회동하여 외력을 흡수하는 연결부재;로 구성된다.

여기서, 상기 연결부재는 회동축과; 상기 수평 보강대에 연결되는 보강대 연결부와, 상기 보강대 연결부에 일체로 형성되고 상기 회동축에 회전가능하게 관통되는 회동축 관통부와, 상기 회동축 관통부에 일체로 형성되고 상기 개구공간 내측면의 수평면에 연결되는 건물 연결부로 이루어진 제1회동부와; 상기 수직 보강대에 연결되는 보강대 연결부와, 상기 보강대 연결부에 일체로 형성되고 상기 회동축에 회전가능하게 관통되는 회동축 관통부와, 상기 회동축 관통부에 일체로 형성되고 상기 개구공간 내측면의 수직면에 연결되는 건물 연결부로 이루어진 제2회동부;를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제1회동부는 보강대 연결부에 상기 수평 보강대와 볼팅되어 조립되는 보강대 연결플랜지가 일체로 형성되고, 상기 건물 연결부에 상기 개구공간 내측면의 수평면에 볼팅되어 설치되는 건물 연결플랜지가 일체로 형성된다.

또한, 상기 제1회동부의 보강대 연결부는 끝단으로 갈수록 그 폭이 좁아진다.

또한, 상기 제2회동부는 보강대 연결부에 상기 수직 보강대와 볼팅되어 조립되는 보강대 연결플랜지가 일체로 형성되고, 상기 건물 연결부에 상기 개구공간 내측면의 수직면에 볼팅되어 설치되는 건물 연결플랜지가 일체로 형성된다.

또한, 상기 제2회동부의 보강대 연결부는 끝단으로 갈수록 그 폭이 좁아진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조는 지진 발생시 건물에 작용하는 외력을 흡수하는 연결부재에 응력이 집중됨으로써 변형 또한 연결부재에 집중되기 때문에, 지진에 의해 조립형 끼움골조가 파손되었을 경우 전체를 교체하지 않고 연결부재를 교체하거나 수리만 하면 되는 이점이 있다.

또한, 작업 현장에서 볼팅 등에 의한 방법으로 손쉽게 조립하거나 조립해체할 수 있는 이점이 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조의 연결부재를 보인 도.
도 3은 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조가 설치된 모습을 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조에 작용하는 힘과 변형을 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조의 연결부재를 보인 도이고, 도 3은 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조가 설치된 모습을 보인 도이다.

본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조는 건물의 창문 공간이나 출입 공간과 같은 개구공간(S)의 내측면에 설치되는 것으로서, 한쪽이 벌어지면 그 반대쪽이 오므라들고 한쪽이 오므라들면 그 반대쪽이 벌어지는, 일반적으로 사용되는 가위와 유사한 구조를 갖는다.

이러한 본 발명은 수평 보강대(100)와, 수직 보강대(200)와, 상기 수평 보강대(100)와 수직 보강대(200)를 연결하는 연결부재(300)로 구성된다.

상기 수평 보강대(100)는 H빔과 같은 부재로, 건물 개구공간(S)의 내측면에 보 방향으로 볼팅되어 설치된다. 부연하면, 수평 보강대(100)는 건물 개구공간(S)의 내측면에 상하로 이격되게 각각 하나씩 건물의 보와 평행한 방향으로 설치되어 총 2개가 설치된다.

상기 수직 보강대(200)는 H빔과 같은 부재로, 건물 개구공간(S)의 내측면에 기둥 방향으로 볼팅되어 설치된다. 부연하면, 수직 보강대(200)는 건물 개구공간(S)의 내측면에 좌우로 이격되게 각각 하나씩 건물의 기둥과 평행한 방향으로 설치되어 총 2개가 설치된다.

상기 연결부재(300)는 수평 보강대(100)와 수직 보강대(200)를 연결하면서 건물 개구공간(S)의 내측면에 연결된다. 이러한 연결부재(300)는 건물에 외력이 작용할 때 회동축(310)을 중심으로 벌어지거나 오므라들도록 회동하여 외력을 흡수한다. 이렇게 연결부재(300)에 외력이 흡수되기 때문에 응력이 연결부재(300)에 집중하게 되고, 따라서 지진 발생에 의한 외력 작용시 수평 보강대(100)나 수직 보강대(200)는 변형이 최소화되지만 연결부재(300)에는 변형이 집중된다.

위와 같은 기능으르 하는 연결부재(300)에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 연결부재(300)는 회동축(310)과, 상기 회동축(310)을 중심으로 회동하는 제1회동부(320)와, 상기 제1회동부(320)와 접하면서 회동축(310)을 중심으로 회동하는 제2회동부(330)로 구성된다.

상기 회동축(310)은 제1회동부(320)와 제2회동부(330)의 회전 중심 역할을 한다.

상기 제1회동부(320)는 일측이 수평 보강대(100)에 연결되고, 타측이 건물 개구공간(S)의 내측면에 연결된다.

좀 더 자세히 설명하면, 제1회동부(320)는 보강대 연결부(321)와, 상기 보강대 연결부(321)에 일체로 형성되는 회동축 관통부(322)와, 상기 회동축 관통부(322)에 일체로 형성되는 건물 연결부(323)로 구성된다.

상기 보강대 연결부(321)는 수평 보강대(100)에 연결된다. 이러한 보강대 연결부(321)에는 보강대 연결플랜지(321a)가 일체로 형성되고, 이 보강대 연결플랜지(321a)가 수평 보강대(100)에 볼팅되어 조립된다.

그리고, 보강대 연결부(321)는 끝단으로 갈수록, 즉 회동축 관통부(322)의 반대쪽으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성된다. 따라서 보강대 연결부(321)는 끝단으로 갈수록 외력에 대해 좀 더 민감하게 반응하여 변형됨으로써 건물에 작용하는 외력을 더 잘 흡수할 수 있다.

상기 회동축 관통부(322)는 회동축(310)에 회전가능하게 관통되는 부분이다.

상기 건물 연결부(323)는 건물 개구공간(S) 내측면의 수평면(S1)에 연결된다. 이러한 건물 연결부(323)는 수평 보강대(100)의 끝단과 수직 보강대(200)의 끝단 사이에 위치되고, 건물 연결플랜지(323a)가 일체로 형성되며, 이 건물 연결플랜지(323a)가 개구공간(S) 내측면의 수평면(S1)에 볼팅되어 설치된다.

상기 제2회동부(330)는 일측이 수직 보강대(200)에 연결되고, 타측이 건물 개구공간(S)의 내측면에 연결된다.

좀 더 자세히 설명하면, 제2회동부(330)는 보강대 연결부(331)와, 상기 보강대 연결부(331)에 일체로 형성되는 회동축 관통부(332)와, 상기 회동축 관통부(332)에 일체로 형성되는 건물 연결부(333)로 구성된다.

상기 보강대 연결부(331)는 수직 보강대(200)의 측면에 연결된다. 이러한 보강대 연결부(331)에는 보강대 연결플랜지(331a)가 일체로 형성되고, 이 보강대 연결플랜지(331a)가 수직 보강대(200)에 볼팅되어 조립된다.

그리고, 보강대 연결부(331)는 끝단으로 갈수록 즉 회동축 관통부(332)의 반대쪽으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 형성된다. 따라서 보강대 연결부(331)는 끝단으로 갈수록 외력에 대해 좀 더 민감하게 반응하여 변형됨으로써 건물에 작용하는 외력을 더 잘 흡수할 수 있다.

상기 회동축 관통부(332)는 회동축(310)에 회전가능하게 관통되는 부분이다.

상기 건물 연결부(333)는 건물 개구공간(S) 내측면의 수직면(S2)에 연결된다. 이러한 건물 연결부(333)는 수평 보강대(100)의 끝단과 수직 보강대(200)의 끝단 사이에 위치되고, 건물 연결플랜지(333a)가 일체로 형성되며, 이 건물 연결플랜지(333a)가 개구공간(S) 내측면의 수직면(S2)에 볼팅되어 설치된다.

한편, 상기 제1회동부(320)의 보강대 연결플랜지(321a)와 건물 연결플랜지(323a) 및 상기 제2회동부(330)의 보강대 연결플랜지(331a)와 건물 연결플랜지(333a)에는 고무와 같은 탄성부재를 설치하여 지진력에 의해 발생되는 탄성변형을 흡수함으로써 내진 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조에 작용하는 힘을 도 4를 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조에 작용하는 힘과 변형을 보인 도이다.

건물에 좌측에서 우측을 향해 화살표(

)와 같은 힘(예를 들면 지진력)이 작용하면, 건물은 우측으로 기울어지게 변형을 하려고 한다.

이때, 건물의 상부 좌측 모서리 부분(A 부분)에는 벌어져서 넓어지려는 힘(

)이 발생하게 되어, 이에 대한 대응으로 제1회동부(320)의 보강대 연결부(321)와 제2회동부(330)의 보강대 연결부(331)에는 벌어지려는 힘이 작용하게 되고, 동시에 제1회동부(320)의 건물 연결부(323)와 제2회동부(330)의 건물 연결부(333)에는 오므라들려는 힘(↓←)이 작용된다.

그리고, 건물의 상부 우측 모서리 부분(B 부분)에는 오므라져서 좁아지려는 힘(

)이 발생하게 되어, 이에 대한 대응으로 제1회동부(320)의 보강대 연결부(321)와 제2회동부(330)의 보강대 연결부(331)에는 오므라들려는 힘이 작용하게 되고, 동시에 제1회동부(320)의 건물 연결부(323)와 제2회동부(330)의 건물 연결부(333)에는 벌어지려는 힘(↑→)이 작용된다

100: 수평 보강대 200: 수직 보강대
300: 연결부재 310: 회동축
320: 제1회동부 321: 보강대 연결부
321a: 보강대 연결플랜지 322: 회동축 관통부
323: 건물 연결부 323a: 건물 연결플랜지
330: 제2회동부 331: 보강대 연결부
331a: 보강대 연결플랜지 332: 회동축 관통부
333: 건물 연결부 333a: 건물 연결플랜지
S: 개구공간 S1: 수평편
S2: 수직면

Claims

건물의 창문 공간이나 출입 공간과 같은 개구공간(S)의 내측면에 설치되는 것으로서,
상기 개구공간(S)의 내측면에 보 방향으로 설치되는 수평 보강대(100)와; 상기 개구공간(S)의 내측면에 기둥 방향으로 설치되는 수직 보강대(200)와; 상기 수평 보강대(100)와 수직 보강대(200)를 연결하면서 상기 개구공간(S)의 내측면에 연결되되, 건물에 외력이 작용할 때 회동축(310)을 중심으로 벌어지거나 오므라들도록 회동하여 외력을 흡수하는 연결부재(300);로 구성되며,
상기 연결부재(300)는 회동축(310)과; 상기 수평 보강대(100)에 연결되는 보강대 연결부(321)와, 상기 보강대 연결부(321)에 일체로 형성되고 상기 회동축(310)에 회전가능하게 관통되는 회동축 관통부(322)와, 상기 회동축 관통부(322)에 일체로 형성되고 상기 개구공간(S) 내측면의 수평면(S1)에 연결되는 건물 연결부(323)로 이루어진 제1회동부(320)와; 상기 수직 보강대(200)에 연결되는 보강대 연결부(331)와, 상기 보강대 연결부(331)에 일체로 형성되고 상기 회동축(310)에 회전가능하게 관통되는 회동축 관통부(332)와, 상기 회동축 관통부(332)에 일체로 형성되고 상기 개구공간(S) 내측면의 수직면(S2)에 연결되는 건물 연결부(333)로 이루어진 제2회동부(330);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1회동부(320)는 보강대 연결부(321)에 상기 수평 보강대(100)와 볼팅되어 조립되는 보강대 연결플랜지(321a)가 일체로 형성되고, 상기 건물 연결부(323)에 상기 개구공간(S) 내측면의 수평면(S1)에 볼팅되어 설치되는 건물 연결플랜지(323a)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조.
청구항 1에 있어서,
상기 제1회동부(320)의 보강대 연결부(321)는 끝단으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조.
청구항 1에 있어서,
상기 제2회동부(330)는 보강대 연결부(331)에 상기 수직 보강대(200)와 볼팅되어 조립되는 보강대 연결플랜지(331a)가 일체로 형성되고, 상기 건물 연결부(333)에 상기 개구공간(S) 내측면의 수직면(S2)에 볼팅되어 설치되는 건물 연결플랜지(333a)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조.
청구항 1에 있어서,
상기 제2회동부(330)의 보강대 연결부(331)는 끝단으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 건물의 내진보강을 위한 조립형 끼움골조.