KR102454380B1 - Damping device - Google Patents

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KR102454380B1
KR102454380B1 KR1020210034252A KR20210034252A KR102454380B1 KR 102454380 B1 KR102454380 B1 KR 102454380B1 KR 1020210034252 A KR1020210034252 A KR 1020210034252A KR 20210034252 A KR20210034252 A KR 20210034252A KR 102454380 B1 KR102454380 B1 KR 102454380B1
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김기현
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에스케이에코플랜트(주)
(주)한국방재기술
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Abstract

본 발명은 상하부 고정플레이트 사이에 위치하는 댐핑 스트립의 중간부 폭을 상하 지점부의 폭보다 좁게 형성한 복합 거동 감쇠 장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 강재량 대비 감쇠 효율이 우수하고 강재 단일 재료만으로 복합 거동 메커니즘을 구현할 수 있는 복합 거동 감쇠 장치에 대한 것이다.
본 발명 복합 거동 감쇠 장치는 상하부에 서로 이격되게 배치되는 상부 고정플레이트와 하부 고정플레이트 및 상기 상부 고정플레이트와 하부 고정플레이트의 사이에 구비되는 적어도 하나 이상의 변단면 댐핑 스트립으로 구성되는 것으로, 상기 변단면 댐핑 스트립의 중앙에는 상하부 고정플레이트와 만나는 지점부보다 폭이 좁게 형성되는 중간부가 형성되고, 상부 및 하부의 중앙에는 각각 중간부 측으로 폭이 좁아지는 삼각형의 삼각슬릿이 형성되어 지점부가 좌우로 분할됨으로써 고정플레이트와 삼각형을 이루는 한 쌍의 분할 스트립이 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a composite behavior damping device in which the width of the middle part of the damping strip positioned between the upper and lower fixing plates is narrower than the width of the upper and lower point parts, and more specifically, it has excellent damping efficiency compared to the amount of steel and is a composite using only a single steel material. It is about a composite behavior damping device that can implement a behavior mechanism.
The composite behavior damping device of the present invention is composed of an upper and lower fixed plate spaced apart from each other in the upper and lower portions, and at least one side damping strip provided between the upper and lower fixed plates, the side surface In the center of the damping strip, a middle portion having a narrower width than the point where the upper and lower fixing plates meet is formed, and a triangular triangular slit that narrows in width toward the middle portion is formed in the center of the upper and lower portions, respectively, so that the point portion is divided into left and right. It is characterized in that a pair of split strips forming a triangle with the fixing plate are formed.

Description

복합 거동 감쇠 장치{Damping device}Composite behavior damping device {Damping device}

본 발명은 상하부 고정플레이트 사이에 위치하는 댐핑 스트립의 중간부 폭을 상하 지점부의 폭보다 좁게 형성한 복합 거동 감쇠 장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 강재량 대비 감쇠 효율이 우수하고 강재 단일 재료만으로 복합 거동 메커니즘을 구현할 수 있는 복합 거동 감쇠 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a composite behavior damping device in which the width of the middle part of the damping strip positioned between the upper and lower fixing plates is narrower than the width of the upper and lower point parts, and more specifically, it has excellent damping efficiency compared to the amount of steel and is a composite using only a single steel material. It is about a composite behavior damping device that can implement a behavior mechanism.

최근 국내에서 크고 작은 지진들이 빈발하면서 건축물의 내진 보강에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, as large and small earthquakes occur frequently in Korea, the demand for seismic reinforcement of buildings is increasing.

이에 지진 발생시 지진에너지를 소산하기 위한 제진 장치로 각종 감쇠 장치(damping device)가 사용된다.Accordingly, various damping devices are used as vibration damping devices for dissipating seismic energy when an earthquake occurs.

감쇠 장치는 크게 속도 의존형 감쇠 장치(velocity-dependent damping device)와 변위 의존형 감쇠 장치(displacement-dependent damping device)가 있다.The damping device is largely divided into a velocity-dependent damping device and a displacement-dependent damping device.

상기 속도 의존형 감쇠 장치는 기존 구조물의 강성을 높이지는 않지만 큰 감쇠비를 나타내는 것으로 강진에 적합하며, 유압 댐퍼, 점탄성 댐퍼 등이 있다.The speed-dependent damping device does not increase the rigidity of the existing structure, but exhibits a large damping ratio and is suitable for strong earthquakes, and there are hydraulic dampers, viscoelastic dampers, and the like.

유압 댐퍼는 고감도 점성 오일을 사용하는 속도 의존형 감쇠 장치이다. 특히, 감쇠력이 크고 안정적이어서 내진 보강 성능이 뛰어나지만 장치가 복잡하고 공사비가 많이 소요되는 한계가 있다. 주로 강진이 자주 발생하는 일본에서 사용되고 있으나, 지진 발생 빈도와 강도가 상대적으로 낮은 우리나라에 적용시 과다 보강의 우려가 있다.Hydraulic dampers are speed-dependent damping devices that use highly sensitive viscous oil. In particular, since the damping force is large and stable, the earthquake-resistant reinforcement performance is excellent, but there is a limitation in that the device is complicated and the construction cost is high. It is mainly used in Japan, where earthquakes occur frequently, but there is a risk of overreinforcement when applied to Korea, where the frequency and intensity of earthquakes are relatively low.

점탄성 댐퍼는 우레탄이나 고무 계열 점탄성 물질의 변형에 의해 열을 발생하며 지진에너지를 소산하는 속도 의존형 감쇠 장치이다.A viscoelastic damper is a speed-dependent damping device that generates heat by deformation of urethane or rubber-based viscoelastic materials and dissipates seismic energy.

상기 변위 의존형 감쇠 장치는 낮은 정도의 지진하중에 대해서는 감쇠 장치 자체의 초기 강성에 의해 저항하고, 큰 지진하중에 대해서는 감쇠 장치의 항복 또는 마찰 패드의 슬립에 의해 에너지를 소산하는 것으로, 강재 이력 댐퍼, 마찰 댐퍼 등이 있다.The displacement-dependent damping device resists a low degree of seismic load by the initial stiffness of the damping device itself, and dissipates energy by yielding of the damping device or slip of the friction pad for a large seismic load, a steel hysteresis damper, friction dampers, etc.

마찰 댐퍼는 금속 또는 경화체의 마찰에 의해 지진에너지를 소산한다.Friction dampers dissipate seismic energy by friction between metals or hardened bodies.

강재 이력 댐퍼는 강재의 항복 이력을 이용하여 강재 변형에 의해 지진에너지를 소산한다.The steel hysteresis damper uses the yield history of steel to dissipate seismic energy by deformation of the steel.

이중 강재 이력 댐퍼는 주로 강판에 슬릿홀을 절취하여 스트럿과 슬릿홀이 번갈아 구비되도록 구성한 강재 슬릿 댐퍼가 많이 사용된다. 강재 슬릿 댐퍼는 지진하중 작용시 스트럿의 변형에 의해 지진에너지를 소산한다.The double steel hysteresis damper is mainly used for the steel slit damper in which a slit hole is cut in a steel plate so that the strut and the slit hole are alternately provided. Steel slit dampers dissipate seismic energy by deformation of struts during seismic loads.

이러한 강재 슬릿 댐퍼는 제작이 간단하고, 기존 건물에 설치가 용이하며, 강재 슬릿 댐퍼의 항복 전까지는 구조물의 강성 및 내력을 증가시킨다.Such a steel slit damper is simple to manufacture, easy to install in an existing building, and increases the rigidity and strength of the structure until the steel slit damper yields.

도 1에는 종래 많이 사용되는 강재 슬릿 댐퍼 중 댐핑 스트립의 단면이 일자형으로 형성된 등단면 댐핑 스트립(400)을 포함하는 감쇠 장치(1)가 도시된다. 1 shows a damping device 1 including an equal-section damping strip 400 in which a cross-section of the damping strip is formed in a straight line among steel slit dampers commonly used in the prior art.

상기 감쇠 장치(1)는 변형 초기에 상하 지점부에 응력이 집중되며(도 2의 (a)), 변형이 커지면 응력 분포가 고르지 않게 나타난다(도 2의 (b)). 즉, 등단면 댐핑 스트립(400)은 변형 과정 중 댐핑 스트립 각 부분의 감쇠 기여도 편차가 커 동일 강재량 대비 에너지 소산에 불리하다.In the damping device 1, stress is concentrated at upper and lower points at the initial stage of deformation (FIG. 2(a)), and when the deformation increases, the stress distribution appears uneven (Fig. 2(b)). That is, the equal-section damping strip 400 has a large deviation in damping contribution of each part of the damping strip during the deformation process, which is disadvantageous in energy dissipation compared to the same amount of steel.

한편, 상기와 같은 종래의 감쇠 장치는 하나의 재료와 형태로 개발된 것으로, 항복 강도와 초기 강성이 같이 변하여 감쇠 장치의 설계 자유도가 떨어지는 단점이 있다.On the other hand, the conventional damping device as described above has been developed with a single material and form, and has a disadvantage in that the degree of freedom in designing the damping device is lowered because the yield strength and initial rigidity are changed together.

이에 등록특허 제10-1970392호 등은 변위 의존형 감쇠 장치인 강재 슬릿 댐퍼와 속도 의존형 감쇠 장치인 패드 형태의 점탄성 댐퍼를 합성하여 다양한 크기의 지진에 대응하도록 하고 있다.Accordingly, Patent Registration No. 10-1970392 and the like synthesize a steel slit damper, which is a displacement-dependent damping device, and a pad-type viscoelastic damper, which is a speed-dependent damping device, to respond to earthquakes of various sizes.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 강재량 대비 감쇠 효율이 우수하고, 강재 단일 재료만으로 복합 거동 메커니즘을 구현할 수 있는 복합 거동 감쇠 장치를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a composite behavior damping device that has excellent damping efficiency compared to the amount of steel and can implement a complex behavior mechanism with only a single steel material.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상하부에 서로 이격되게 배치되는 상부 고정플레이트와 하부 고정플레이트 및 상기 상부 고정플레이트와 하부 고정플레이트의 사이에 구비되는 적어도 하나 이상의 변단면 댐핑 스트립으로 구성되는 것으로, 상기 변단면 댐핑 스트립의 중앙에는 상하부 고정플레이트와 만나는 지점부보다 폭이 좁게 형성되는 중간부가 형성되고, 상부 및 하부의 중앙에는 각각 중간부 측으로 폭이 좁아지는 삼각형의 삼각슬릿이 형성되어 지점부가 좌우로 분할됨으로써 고정플레이트와 삼각형을 이루는 한 쌍의 분할 스트립이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치를 제공한다.The present invention according to a preferred embodiment is composed of an upper fixed plate and a lower fixed plate spaced apart from each other in the upper and lower portions, and at least one side damping strip provided between the upper fixed plate and the lower fixed plate. At the center of the single-sided damping strip, a middle portion having a width narrower than the point where the upper and lower fixing plates meet is formed, and a triangular triangular slit that narrows in width toward the middle portion is formed in the center of the upper and lower portions, respectively, and the branch portion is divided into left and right It provides a composite behavior damping device, characterized in that the fixed plate and a pair of divided strips forming a triangle are formed.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 변단면 댐핑 스트립의 지점부가 상하부 고정플레이트와 접합되는 양측 모서리는 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치를 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a composite behavior damping device, characterized in that both corners where the point portions of the side damping strip are joined to the upper and lower fixing plates are rounded.

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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 변단면 댐핑 스트립의 좌우 측면은 C 형상으로 만곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치를 제공한다.The present invention according to another preferred embodiment provides a composite behavior damping device, characterized in that the left and right side surfaces of the damping strip are formed to be curved in a C shape.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 변단면 댐핑 스트립은 중간부의 폭이 서로 상이한 복수 개가 구비되되, 상기 복수의 변단면 댐핑 스트립 중 적어도 하나 이상은 상기 삼각슬릿이 없는 제1변단면 댐핑 스트립이고, 나머지는 삼각슬릿이 구비된 제2변단면 댐핑 스트립인 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치를 제공한다.In the present invention according to another preferred embodiment, a plurality of side damping strips having different intermediate widths are provided, and at least one of the plurality of side damping strips is a first side damping strip without the triangular slit. , and the rest provide a composite behavior damping device, characterized in that the second side damping strip is provided with a triangular slit.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 상부 고정플레이트의 양단 하측과 하부 고정플레이트의 양단 상측에는 각각 가이드고정부가 형성되고, 상기 가이드고정부의 양측면에는 변단면 댐핑 스트립의 상부 양측면과 하부 양측면을 각각 지지하는 한 쌍의 상부 가이드플레이트와 한 쌍의 하부 가이드플레이트가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치를 제공한다.In the present invention according to another preferred embodiment, guide fixing parts are respectively formed on the lower sides of both ends of the upper fixing plate and on both ends of the lower fixing plate, and on both sides of the guide fixing part, the upper and lower both sides of the damping strip are formed on both sides, respectively. It provides a composite behavior damping device, characterized in that a pair of upper guide plates and a pair of lower guide plates for supporting are coupled to each other.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention, there are the following effects.

첫째, 상하부 고정플레이트 사이에 위치하는 댐핑 스트립의 중간부 폭을 상하 지점부의 폭보다 좁게 형성한 복합 거동 감쇠 장치를 제공할 수 있다. 이에 따라 댐핑 스트립이 길이 방향 전체에 걸쳐 고르게 감쇠에 기여할 수 있으므로, 강재량 대비 에너지 소산 효율이 우수하다.First, it is possible to provide a composite behavior damping device in which the width of the middle portion of the damping strip positioned between the upper and lower fixing plates is narrower than the width of the upper and lower point portions. Accordingly, since the damping strip can contribute to damping evenly throughout the longitudinal direction, the energy dissipation efficiency is excellent compared to the amount of steel.

둘째, 수평 하중의 크기가 증가함에 따라 단면 폭이 좁은 중간부가 먼저 변형되어 에너지 소산 후 힌지와 같이 거동하고, 이후 지점부가 추가로 에너지를 소산한다. 이에 따라 강재 단일 재료만으로도 복합 거동 메커니즘을 구현할 수 있는 복합 거동 감쇠 장치를 제공할 수 있다. Second, as the size of the horizontal load increases, the middle part with a narrow cross-sectional width is deformed first and acts like a hinge after dissipating energy, and then the branch part further dissipates energy. Accordingly, it is possible to provide a composite behavior damping device that can implement a composite behavior mechanism with only a single material of steel.

셋째, 지점부가 고정플레이트와 접합되는 부분의 모서리 곡률을 조절하거나 변단면 댐핑 스트립의 상하부 중앙에 삼각슬릿을 형성하는 경우, 또는 강성과 감쇠 능력이 상이한 변단면 댐핑 스트립을 조합하는 경우에는 다단 복합 거동에 의해 다양한 크기의 수평 하중에 대해 변형량이나 항복 시점 등을 조절하여 최적의 감쇠 효과를 얻을 수 있다. Third, multi-stage complex behavior when adjusting the corner curvature of the part where the fulcrum is joined to the fixed plate, forming triangular slits in the upper and lower centers of the damping strip, or combining damping strips with different rigidity and damping ability By this, the optimal damping effect can be obtained by adjusting the amount of deformation or yielding time for horizontal loads of various sizes.

도 1은 종래 등단면 댐핑 스트립이 구비된 감쇠 장치를 도시하는 사시도.
도 2는 등단면 댐핑 스트립의 응력 해석 결과를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명 복합 거동 감쇠 장치의 실시예를 도시하는 사시도.
도 4는 변단면 댐핑 스트립의 응력 해석 결과를 나타내는 도면.
도 5는 변단면 댐핑 스트립의 형상 변수를 나타내는 도면.
도 6은 삼각슬릿과 분할 스트립이 구비된 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 지점부와 중간부 항복시 거동 개념을 도시하는 도면.
도 8은 삼각슬릿과 분할 스트립이 구비된 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 9는 C형 분할 스트립이 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 제1, 2변단면 댐핑 스트립이 조합된 실시예를 도시하는 도면.
도 11은 변단면 댐핑 스트립의 항복에 따른 변위-힘 관계를 도시하는 그래프.
도 12는 제1, 2변단면 댐핑 스트립 및 등단면 댐핑 스트립이 조합된 실시예를 도시하는 도면.
도 13은 가이드플레이트의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 14는 가이드플레이트의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 15는 가이드플레이트의 결합 상태를 도시하는 정면도.1 is a perspective view showing a damping device provided with a conventional isosectional damping strip.
2 is a view showing a stress analysis result of an iso-sectional damping strip.
Figure 3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention composite behavior damping device.
4 is a view showing a stress analysis result of a damping strip on a side surface.
Fig. 5 is a view showing shape parameters of a side damping strip;
6 is a view showing an embodiment provided with a triangular slit and a dividing strip;
7 is a view showing the concept of behavior at the time of yielding of a branch portion and an intermediate portion.
8 is a perspective view showing another embodiment provided with a triangular slit and a dividing strip;
Fig. 9 is a perspective view showing an embodiment provided with a C-shaped dividing strip;
Fig. 10 is a view showing an embodiment in which first and second side damping strips are combined;
Fig. 11 is a graph showing a displacement-force relationship according to yield of a side-face damping strip;
Fig. 12 is a view showing an embodiment in which first and double-sided damping strips and an iso-sectional damping strip are combined;
13 is a perspective view showing a coupling relationship between guide plates;
Figure 14 is a perspective view showing a coupled state of the guide plate.
Fig. 15 is a front view showing the coupling state of the guide plate;

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 3은 본 발명 복합 거동 감쇠 장치의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 4는 변단면 댐핑 스트립의 응력 해석 결과를 나타내는 도면이다.3 is a perspective view illustrating an embodiment of a composite behavior damping device of the present invention, and FIG. 4 is a view showing a stress analysis result of a damping strip on a side surface.

도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 복합 거동 감쇠 장치는 상하부에 서로 이격되게 배치되는 상부 고정플레이트(2)와 하부 고정플레이트(3) 및 상기 상부 고정플레이트(2)와 하부 고정플레이트(3)의 사이에 구비되는 적어도 하나 이상의 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)으로 구성되는 것으로, 상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 중앙에는 상하부 고정플레이트(2, 3)와 만나는 지점부(41)보다 폭이 좁게 형성되는 중간부(42)가 형성되는 것을 특징으로 한다. As shown in Figure 3, the present invention composite behavior damping device is an upper and lower fixed plate (2) and a lower fixed plate (3) and the upper fixed plate (2) and the lower fixed plate (3) disposed to be spaced apart from each other in the upper and lower portions It is composed of at least one side damping strip (4a, 4b) provided between It is characterized in that the intermediate portion 42 is formed to be narrower in width.

본 발명은 강재량 대비 감쇠 효율이 우수하고, 강재 단일 재료만으로 복합 거동 메커니즘을 구현할 수 있는 복합 거동 감쇠 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a composite behavior damping device that has excellent damping efficiency compared to the amount of steel and can implement a complex behavior mechanism using only a single steel material.

상기 복합 거동 감쇠 장치(1)는 상부와 하부에 각각 상부 고정플레이트(2)와 하부 고정플레이트(3)가 서로 평행하게 일정 간격 이격되어 구비된다.The composite behavior damping device (1) is provided with an upper fixed plate (2) and a lower fixed plate (3) spaced apart from each other at regular intervals in the upper and lower portions, respectively.

상기 상하부 고정플레이트(2, 3)는 복합 거동 감쇠 장치(1)를 다른 부재에 고정하기 위한 부분이다.The upper and lower fixing plates 2 and 3 are parts for fixing the composite behavior damping device 1 to another member.

상기 상하부 고정플레이트(2, 3)의 사이에는 하나 이상의 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)이 구비된다.One or more side-side damping strips 4a and 4b are provided between the upper and lower fixing plates 2 and 3 .

상기 상하부 고정플레이트(2, 3)와 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)은 상호 연속되게 일체로 구성할 수 있다. The upper and lower fixing plates 2 and 3 and the side damping strips 4a and 4b may be integrally formed to be continuous with each other.

상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)은 상하부 고정플레이트(2, 3)와 만나는 지점부(41)와 상하 지점부(41) 사이에 위치하는 중간부(42)로 구성된다. The side damping strips 4a and 4b include a point portion 41 meeting the upper and lower fixing plates 2 and 3 and an intermediate portion 42 positioned between the upper and lower point portions 41 .

상기 중간부(42)는 지점부(41)보다 폭이 좁게 형성된다. The middle portion 42 is formed to be narrower than the point portion 41 .

이에 따라 작은 규모의 지진에 의한 수평 하중에 대해서는 단면 폭이 좁은 중간부(42)가 먼저 변형하여 에너지를 소산한다. 이후, 수평 하중이 증가함에 따라 중간부(42)는 힌지와 같이 거동하고, 지점부(41)가 2차로 변형을 일으키면서 추가로 에너지를 소산함으로써 다중의 복합 거동을 한다.Accordingly, with respect to a horizontal load caused by a small-scale earthquake, the intermediate portion 42 having a narrow cross-sectional width is first deformed to dissipate energy. Thereafter, as the horizontal load increases, the intermediate part 42 behaves like a hinge, and the fulcrum part 41 undergoes a multi-complex behavior by dissipating additional energy while causing secondary deformation.

도 4의 (a) 및 (b)는 각각 변형 초기 및 변형 증가시 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 응력 해석 결과를 나타낸다.4(a) and 4(b) show the stress analysis results of the side damping strips 4a and 4b at the initial deformation and when the deformation increases, respectively.

상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)과 같이 중간부(42)의 폭을 지점부(41)보다 좁게 형성할 경우, 변형 초기와 변형 증가시 모두 댐핑 스트립의 중앙부나 외측면 측에 응력이 상대적으로 집중되는 한편, 댐핑 스트립의 길이 방향 전체에 걸쳐 응력이 고르게 응력이 분포되는 것을 확인할 수 있다.When the width of the middle part 42 is narrower than the point part 41 like the side damping strips 4a and 4b, the stress is relative to the central part or the outer surface of the damping strip both at the initial stage of deformation and when the deformation increases. On the other hand, it can be seen that the stress is evenly distributed throughout the lengthwise direction of the damping strip.

즉, 본 발명은 댐핑 스트립의 각 부분이 고르게 감쇠에 기여하여 강재량 대비 에너지 소산 효율이 우수하다.That is, in the present invention, each part of the damping strip evenly contributes to damping, and thus the energy dissipation efficiency is excellent compared to the amount of steel.

도 5는 변단면 댐핑 스트립의 형상 변수를 나타내는 도면이다.5 is a view showing the shape parameters of the side damping strip.

도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 지점부(41)는 상하부 고정플레이트(2, 3)와 접합되는 양측 모서리가 라운드지게 형성될 수 있다. As shown in FIG. 5 , the side edge portions 41 of the side damping strips 4a and 4b may be formed so that both edges joined to the upper and lower fixing plates 2 and 3 are rounded.

상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 지점부(41)가 상하부 고정플레이트(2, 3)와 접합되는 부분에서 지점부(41)의 양측 모서리를 라운드지게 형성하여 단면 폭이 점진적으로 감소하도록 구성함으로써, 접합부 모서리에 응력 집중을 방지하여 안정적인 거동을 유도할 수 있다.The cross-sectional width is gradually reduced by rounding both edges of the supporting point portion 41 at the portion where the supporting point portions 41 of the side damping strips 4a and 4b are joined to the upper and lower fixing plates 2 and 3 By configuring it, it is possible to induce a stable behavior by preventing stress concentration at the edge of the joint.

뿐만 아니라 지점부(41) 모서리의 라운드 곡률(R1) 크기를 조절하는 경우 지점부(41)의 변형량과 항복 시점 등을 조절할 수 있다. 이로써 강재량이나 형상을 크게 변경하지 않고도 다양한 감쇠 효과를 구현 가능하다. In addition, when adjusting the size of the round curvature (R 1 ) of the corner portion of the point portion 41 , the amount of deformation and the yield point of the point portion 41 may be adjusted. Accordingly, various damping effects can be realized without significantly changing the amount of steel or shape.

즉, 상기 지점부(41)의 폭(B1), 중간부(42)의 폭(A1), 댐핑 스트립(4a, 4b)의 길이(H1) 및 접합부 모서리의 곡률 반지름(R1)을 다양하게 조합함으로써, 감쇠 장치(1)의 감쇠력을 다양하게 조절할 수 있다.That is, the width B 1 of the point portion 41, the width A 1 of the intermediate portion 42, the length H 1 of the damping strips 4a, 4b, and the radius of curvature of the edge of the joint portion (R 1 ) By various combinations of , the damping force of the damping device 1 can be variously adjusted.

도 6은 삼각슬릿과 분할 스트립이 구비된 실시예를 도시하는 도면이고, 도 7은 지점부와 중간부 항복시 거동 개념을 도시하는 도면이며, 도 8은 삼각슬릿과 분할 스트립이 구비된 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.6 is a view showing an embodiment provided with a triangular slit and a dividing strip, FIG. 7 is a view showing the concept of behavior at the time of yielding of the fulcrum part and the middle part, and FIG. 8 is another embodiment provided with a triangular slit and a dividing strip It is a perspective view which shows an example.

도 6, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 상부 및 하부 중앙에는 각각 중간부(42) 측으로 폭이 좁아지는 삼각형의 삼각슬릿(43)이 형성되어 지점부(41)가 좌우로 분할됨으로써 고정플레이트(2, 3)와 삼각형을 이루는 한 쌍의 분할 스트립(40)이 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 6 and 8 , a triangular triangular slit 43 narrowing in width toward the middle portion 42 is formed in the upper and lower centers of the side damping strips 4a and 4b, respectively, to form a fulcrum portion A pair of dividing strips 40 forming a triangle with the fixing plates 2 and 3 may be formed by dividing the 41 from left to right.

도 4에서 상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)은 지점부(41) 중앙에서 상대적으로 응력이 작게 나오는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 4 , it can be seen that the side damping strips 4a and 4b have relatively small stresses from the center of the fulcrum 41 .

따라서 삼각형으로 형성되는 이 부분을 제거하여 삼각슬릿(43)을 형성하면, 에너지 소산에 참여하는 강재 비율을 증가시킬 수 있다.Therefore, if the triangular slit 43 is formed by removing this portion formed in a triangle, it is possible to increase the ratio of steel materials participating in energy dissipation.

즉, 지점부(41) 양측으로 분할되게 한 쌍의 분할 스트립(40)을 형성하면, 각 분할 스트립(40)의 지점부(41)에서는 전체 폭에 걸쳐 응력 분포가 고르게 나타나 안정적인 거동이 가능하다.That is, if a pair of split strips 40 are formed to be divided into both sides of the branch portion 41, the stress distribution is uniformly displayed over the entire width at the branch portions 41 of each split strip 40, enabling stable behavior. .

또한, 작은 크기의 하중에 대해서는 좌우 분할된 지점부(41)가 각각 강성을 유지하다가 수평 하중이 증가하여 중간부(42)와 좌우 지점부(41)가 모두 힌지 상태가 되면 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 상부와 하부가 각각 각 꼭짓점이 힌지인 삼각형의 트러스 구조를 이루게 된다(도 7). 즉, 상부 고정플레이트(2) 또는 하부 고정플레이트(3)와 한 쌍의 분할 스트립(40)이 삼각형을 형성한다. In addition, with respect to a small load, the left and right divided branch parts 41 maintain rigidity, respectively, but when the horizontal load increases and both the middle part 42 and the left and right branch parts 41 are in a hinged state, the damping strip ( The upper and lower portions of 4a and 4b) form a triangular truss structure in which each vertex is a hinge (FIG. 7). That is, the upper fixing plate 2 or the lower fixing plate 3 and the pair of dividing strips 40 form a triangle.

이에 따라 삼각형의 트러스 거동에 의해 감쇠 장치(1)의 강성을 어느 정도 유지하면서도 추가 하중에 대해서는 한 쌍의 분할 스트립(40)의 길이 방향 변형에 의해 추가로 에너지 소산이 가능하다.Accordingly, while maintaining the rigidity of the damping device 1 to a certain extent due to the triangular truss behavior, additional energy is dissipated by the longitudinal deformation of the pair of split strips 40 for an additional load.

이 경우 지점부(41)의 폭(B1), 중간부(42)의 폭(A1), 댐핑 스트립(4a, 4b)의 길이(H1) 및 접합부 모서리의 곡률 반지름(R1)뿐 아니라 삼각슬릿(43)의 밑변 길이(B2), 삼각슬릿(43)의 높이(H2)의 다양한 조합에 의해 감쇠력 조절이 가능하다.In this case, only the width B 1 of the fulcrum 41 , the width A 1 of the intermediate part 42 , the length H 1 of the damping strips 4a , 4b and the radius of curvature of the corners of the joint R 1 . Rather, it is possible to adjust the damping force by various combinations of the length (B 2 ) of the base of the triangular slit 43 and the height (H 2 ) of the triangular slit 43 .

경우에 따라 삼각슬릿(43)의 모서리 곡률 반지름(R2)을 변경하여 감쇠력을 조절할 수도 있다.In some cases, the damping force may be adjusted by changing the radius of curvature of the corners of the triangular slit 43 (R 2 ).

도 6에는 폭 두께가 동일한 분할 스트립(40)이 도시된다. 이를 P형 분할 스트립(40)이라 하기로 한다.6 shows a divided strip 40 of equal width and thickness. This will be referred to as a P-type split strip 40 .

상기 삼각슬릿(43)이 형성되면, 일단 등단면 댐핑 스트립에 비해 댐핑 스트립(4a, 4b) 외측에 응력이 많이 집중된다. 따라서 도 6과 같이 분할 스트립(40)의 전체 길이에 걸쳐 폭을 넓게 형성할 수 있다.Once the triangular slit 43 is formed, a greater amount of stress is concentrated on the outside of the damping strips 4a and 4b as compared to the damping strip with an equal cross-section. Therefore, it is possible to form a wide width over the entire length of the dividing strip 40, as shown in FIG.

도 8에는 지점부(41)로 갈수록 점진적으로 폭이 두껍게 형성되는 분할 스트립(40)이 도시된다. 이를 T형 분할 스트립(40)이라 하기로 한다. In FIG. 8 , the dividing strip 40 gradually increases in width toward the point portion 41 is illustrated. This will be referred to as a T-shaped dividing strip 40 .

이 경우 중간부(42)의 폭에 비해 분할 스트립(40)의 폭을 크게 하여 소규모와 대규모 수평 하중에 대해 다중 거동할 수 있다. In this case, by increasing the width of the split strip 40 compared to the width of the middle part 42 , multiple behaviors can be performed for small-scale and large-scale horizontal loads.

도 9는 C형 분할 스트립이 구비된 실시예를 도시하는 사시도이다.Fig. 9 is a perspective view showing an embodiment in which a C-shaped dividing strip is provided.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 좌우 측면은 C 형상으로 만곡되도록 형성될 수 있다. As shown in FIG. 9 , left and right side surfaces of the side damping strips 4a and 4b may be formed to be curved in a C shape.

이에 따라 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b) 전체에 걸쳐 응력이 균등하게 분포하도록 함으로써 점진적인 감쇠력을 발휘할 수 있다. Accordingly, a gradual damping force can be exerted by evenly distributing the stress over the entire side damping strips 4a and 4b.

특히, 지점부(41)와 중간부(42)가 모두 항복하여 힌지 거동할 때 분할 스트립(40)에 길이 변형 발생시, 길이 방향을 따라 분할 스트립(40)이 고르게 변형되므로 전단면이 고르게 감쇠에 기여할 수 있다.In particular, when length deformation occurs in the split strip 40 when both the branch portion 41 and the intermediate portion 42 yield and act as a hinge, the split strip 40 is deformed evenly along the longitudinal direction so that the shear surface is evenly damped can contribute

도 10은 제1, 2변단면 댐핑 스트립이 조합된 실시예를 도시하는 도면이고, 도 11은 변단면 댐핑 스트립의 항복에 따른 변위-힘 관계를 도시하는 그래프이며, 도 12는 제1, 2변단면 댐핑 스트립 및 등단면 댐핑 스트립이 조합된 실시예를 도시하는 도면이다.10 is a view showing an embodiment in which the first and second side damping strips are combined, FIG. 11 is a graph showing the displacement-force relationship according to yield of the side damping strip, and FIG. 12 is the first and second side damping strips. It is a view showing an embodiment in which a side-side damping strip and an equal-side damping strip are combined.

도 10, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)은 중간부(42)의 폭이 서로 상이한 복수 개가 구비되되, 상기 복수의 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b) 중 적어도 하나 이상은 상기 삼각슬릿(43)이 없는 제1변단면 댐핑 스트립(4a)이고, 나머지는 삼각슬릿(43)이 구비된 제2변단면 댐핑 스트립(4b)으로 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 10 and 12 , a plurality of side damping strips 4a and 4b having different widths of the intermediate portion 42 are provided, among the plurality of side damping strips 4a and 4b. At least one of the first side damping strips 4a without the triangular slit 43 may be configured, and the rest may be composed of the second side side damping strip 4b with the triangular slit 43 .

상기 상하부 고정플레이트(2, 3) 사이에 복수의 댐핑 스트립을 구비하여 초기 강성을 증가시키면서 감쇠 능력을 증가시킬 수 있다.A plurality of damping strips may be provided between the upper and lower fixing plates 2 and 3 to increase initial rigidity and increase damping ability.

이때, 상기 중간부(42)의 폭이 다른 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)을 사용하면, 도 11에 도시된 바와 같이 변형 능력이 낮은 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)이 먼저 항복되어 소성 거동을 한다. 수평 하중이 증가하면 다음 변형 능력을 갖는 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)이 항복한다. 이후 지점부(41) 역시 변형 능력에 따라 순차 항복이 발생하여 에너지를 소산한다.At this time, if the side damping strips 4a and 4b having different widths of the intermediate portion 42 are used, the side damping strips 4a and 4b having low deformability are first yielded and then plasticized as shown in FIG. 11 . move When the horizontal load increases, the cross-section damping strips 4a and 4b with the following deformation capacity yield. Thereafter, the point part 41 also dissipates energy by sequential yielding according to the deformability.

이와 같이 강성과 감쇠 능력이 다른 다수의 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)을 조합함으로써, 다단 복합 거동에 의해 점진적으로 규모가 커지는 수평 하중에 대해 하중 크기에 근사한 감쇠력을 발휘할 수 있다.By combining a plurality of side-end damping strips 4a and 4b having different rigidity and damping ability as described above, it is possible to exert a damping force close to the load magnitude for a horizontal load that gradually increases in scale due to a multi-stage composite behavior.

또한, 도 11에서 빗금친 부분과 같이 잉여 성능 확보를 통해 여진에 대한 대응이 가능하다. In addition, as shown in the shaded portion in FIG. 11 , it is possible to respond to aftershocks by securing surplus performance.

아울러 상기 삼각슬릿(43)이 없는 제1변단면 댐핑 스트립(4a)과 삼각슬릿(43)이 형성된 제2변단면 댐핑 스트립(4b)을 조합하면, 중규모 이상 수평 하중에 대해서도 어느 정도 강성을 유지하면서 다양한 감쇠력을 발휘할 수 있다.In addition, when the first side damping strip 4a without the triangular slit 43 and the second side damping strip 4b with the triangular slit 43 are combined, some degree of rigidity is maintained even against a medium-scale or larger horizontal load. While doing so, various damping forces can be exerted.

도 12에 도시된 바와 같이, 경우에 따라 상부 고정플레이트(2)와 하부 고정플레이트(3)의 사이에는 단면이 동일한 등단면 댐핑 스트립(400)이 포함될 수도 있다.As shown in FIG. 12 , an equal-section damping strip 400 having the same cross section may be included between the upper fixing plate 2 and the lower fixing plate 3 in some cases.

도 13은 가이드플레이트의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 14는 가이드플레이트의 결합 상태를 도시하는 사시도이며, 도 15는 가이드플레이트의 결합 상태를 도시하는 정면도이다.Figure 13 is a perspective view showing the coupling relationship of the guide plate, Figure 14 is a perspective view showing the coupling state of the guide plate, Figure 15 is a front view showing the coupling state of the guide plate.

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 상부 고정플레이트(2)의 양단 하측과 하부 고정플레이트(3)의 양단 상측에는 각각 가이드고정부(20, 30)가 형성되고, 상기 가이드고정부(20, 30)의 양측면에는 변단면 댐핑 스트립(4b)의 상부 양측면과 하부 양측면을 각각 지지하는 한 쌍의 상부 가이드플레이트(5a)와 한 쌍의 하부 가이드플레이트(5b)가 각각 결합될 수 있다. 13 to 15, guide fixing parts 20 and 30 are formed on both ends of the lower side of both ends of the upper fixing plate 2 and the upper side of both ends of the lower fixing plate 3, respectively, and the guide fixing part ( A pair of upper guide plates 5a and a pair of lower guide plates 5b each supporting the upper and lower both sides of the side damping strip 4b may be coupled to both sides of the 20 and 30 , respectively.

상기 변단면 댐핑 스트립(4b)의 상하부 중앙에 삼각슬릿(43)이 형성된 경우, 변단면 댐핑 스트립(4b)의 삼각슬릿(43) 부위는 단면 감소로 인해 좌굴 우려가 있다.When the triangular slit 43 is formed in the upper and lower centers of the side damping strip 4b, the triangular slit 43 of the side damping strip 4b may buckle due to the reduction in cross section.

따라서 삼각슬릿(43) 부위에서 변단면 댐핑 스트립(4b)의 좌굴을 방지하기 위해 삼각슬릿(43)이 형성된 부분인 변단면 댐핑 스트립(4b)의 상부 및 하부를 각각 상부 가이드플레이트(5a)와 하부 가이드플레이트(5b)로 지지할 수 있다.Therefore, in order to prevent the buckling of the side damping strip 4b at the triangular slit 43, the upper and lower portions of the side damping strip 4b, which is the portion where the triangular slit 43 is formed, are respectively separated from the upper guide plate 5a and It can be supported by the lower guide plate (5b).

이때, 상기 상부 가이드플레이트(5a)와 하부 가이드플레이트(5b)의 위치를 고정하기 위해 상부 고정플레이트(2)의 양단 하측과 하부 고정플레이트(3)의 양단 상측에는 각각 가이드고정부(20, 30)를 수직 방향으로 돌출 형성할 수 있다. 그리고 상기 변단면 댐핑 스트립(4b)의 양측에 위치한 가이드고정부(20, 30)의 양면에 각각 가이드플레이트(5a, 5b)를 결합할 수 있다. At this time, in order to fix the positions of the upper guide plate 5a and the lower guide plate 5b, there are guide fixing parts 20 and 30 on the lower sides of both ends of the upper fixing plate 2 and the upper sides of both ends of the lower fixing plate 3, respectively. ) can be formed to protrude in the vertical direction. In addition, the guide plates 5a and 5b may be coupled to both sides of the guide fixing parts 20 and 30 located on both sides of the side damping strip 4b, respectively.

상기 가이드플레이트(5a, 5b)는 체결볼트(B)에 의해 가이드고정부(20, 30)에 고정 가능하다.The guide plate (5a, 5b) can be fixed to the guide fixing portion (20, 30) by the fastening bolt (B).

전단 강성 증가로 감쇠 능력이 저하되는 것을 방직하기 위해 상기 상부 가이드플레이트(5a)와 하부 가이드플레이트(5b)는 서로 분리 구성할 수 있다.The upper guide plate 5a and the lower guide plate 5b may be configured separately from each other in order to prevent deterioration of the damping ability due to the increase in shear stiffness.

즉, 상기 가이드플레이트(5a, 5b)는 변단면 댐핑 스트립(4b)의 면외 방향 좌굴만을 방지할 뿐 감쇠 장치 자체의 강성은 증가하지 않도록 구성할 수 있다.That is, the guide plates 5a and 5b may be configured to prevent only the out-of-plane buckling of the side-end damping strip 4b, but not increase the rigidity of the damping device itself.

상기 가이드고정부(20, 30) 역시 상부의 가이드고정부(20)와 하부의 가이드고정부(30)는 서로 분리하여 구성함이 바람직하다. The guide fixing parts 20 and 30 are also preferably configured such that the upper guide fixing part 20 and the lower guide fixing part 30 are separated from each other.

1: 복합 거동 감쇠 장치
2: 상부 고정플레이트
20: 가이드고정부
3: 하부 고정플레이트
30: 가이드고정부
4a, 4b: 변단면 댐핑 스트립
40: 분할 스트립
400: 등단면 댐핑 스트립
41: 지점부
42: 중간부
43: 삼각슬릿
5a: 상부 가이드플레이트
5b: 하부 가이드플레이트
B: 체결볼트1: Composite behavior damping device
2: Upper fixed plate
20: guide fixing part
3: Lower fixing plate
30: guide fixing part
4a, 4b: side damping strips
40: split strip
400: isosurface damping strip
41: branch
42: middle
43: triangle slit
5a: upper guide plate
5b: lower guide plate
B: fastening bolt

Claims (6)

상하부에 서로 이격되게 배치되는 상부 고정플레이트(2)와 하부 고정플레이트(3) 및 상기 상부 고정플레이트(2)와 하부 고정플레이트(3)의 사이에 구비되는 적어도 하나 이상의 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)으로 구성되는 것으로,
상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 중앙에는 상하부 고정플레이트(2, 3)와 만나는 지점부(41)보다 폭이 좁게 형성되는 중간부(42)가 형성되고, 상부 및 하부의 중앙에는 각각 중간부(42) 측으로 폭이 좁아지는 삼각형의 삼각슬릿(43)이 형성되어 지점부(41)가 좌우로 분할됨으로써 고정플레이트(2, 3)와 삼각형을 이루는 한 쌍의 분할 스트립(40)이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치.
An upper and lower fixed plate (2) and a lower fixed plate (3) disposed to be spaced apart from each other in the upper and lower portions, and at least one side damping strip (4a) provided between the upper and lower fixed plates (2) and lower fixed plate (3); 4b) consisting of,
At the center of the side damping strips 4a and 4b, an intermediate portion 42 having a width narrower than that of the point portion 41 meeting the upper and lower fixing plates 2 and 3 is formed, and at the center of the upper and lower portions, respectively. A triangular slit 43 of a triangle whose width is narrowed toward the middle portion 42 is formed so that the fulcrum portion 41 is divided left and right, thereby forming a pair of divided strips 40 forming a triangle with the fixing plates 2 and 3 Composite behavior damping device, characterized in that formed.
 제1항에서,
상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 지점부(41)가 상하부 고정플레이트(2, 3)와 접합되는 양측 모서리는 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치.
In claim 1,
Composite behavior damping device, characterized in that both corners of the side damping strips (4a, 4b) at which the supporting points (41) are joined to the upper and lower fixing plates (2, 3) are rounded.
 삭제delete 제1항에서,
상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)의 좌우 측면은 C 형상으로 만곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치.
In claim 1,
The composite behavior damping device, characterized in that the left and right side surfaces of the side damping strips (4a, 4b) are formed to be curved in a C shape.
 제1항에서,
상기 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b)은 중간부(42)의 폭이 서로 상이한 복수 개가 구비되되, 상기 복수의 변단면 댐핑 스트립(4a, 4b) 중 적어도 하나 이상은 상기 삼각슬릿(43)이 없는 제1변단면 댐핑 스트립(4a)이고, 나머지는 삼각슬릿(43)이 구비된 제2변단면 댐핑 스트립(4b)인 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치.
In claim 1,
A plurality of side damping strips 4a and 4b are provided with different widths of the intermediate portion 42, and at least one of the plurality of side damping strips 4a and 4b has the triangular slit 43. A composite behavior damping device, characterized in that the first side damping strip (4a) without, and the remainder being the second side side damping strip (4b) provided with the triangular slit (43).
 제1항에서,
상기 상부 고정플레이트(2)의 양단 하측과 하부 고정플레이트(3)의 양단 상측에는 각각 가이드고정부(20, 30)가 형성되고, 상기 가이드고정부(20, 30)의 양측면에는 변단면 댐핑 스트립(4b)의 상부 양측면과 하부 양측면을 각각 지지하는 한 쌍의 상부 가이드플레이트(5a)와 한 쌍의 하부 가이드플레이트(5b)가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 복합 거동 감쇠 장치.In claim 1,
Guide fixing parts 20 and 30 are respectively formed on the lower sides of both ends of the upper fixing plate 2 and on both ends of the lower fixing plate 3, and damping strips on both sides of the guide fixing parts 20 and 30 are provided on both sides. Composite behavior damping device, characterized in that a pair of upper guide plates (5a) and a pair of lower guide plates (5b) respectively supporting the upper and lower both sides of (4b) are coupled, respectively.
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