KR20080074226A - Load bearing frame - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건축물의 벽면을 형성하기 위해 이용되는 내력 프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a load bearing frame used to form a wall of a building.
일반적인 내력 프레임은 2개의 기둥재의 양단부가 2개의 프레임재로 각각 연결된 대략 직사각 형상이며, 그 2개의 기둥재가 복수의 경사재로 비스듬히 연결된 트러스 구조가 되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 여기서, 종래 내력 프레임에서는, 가장 상방 및 하방에 배치된 경사재와 기둥재의 연결점은 프레임의 코너부와 일치하고 있다. 이 구조의 내력 프레임에서는, 힘이 원활하게 전달되는 반면, 과대한 수평 하중이 작용한 경우에는 경사재 및 연결부에 응력이 집중함으로써, 경사재의 좌굴이나 연결부의 파괴가 조기에 발생하여 프레임 전체의 변형능이 작다는 문제가 있다. 이 문제를 해소하기 위해서는, 경사재의 강도(단면 성능)나 연결부의 강성을 증대시키는 것이 생각된다. 그러나, 이 경우에는 최대 내력은 증가하나 프레임 전체의 변형능(끈기)이 작아지므로, 하중이 최대에 도달한 후에 프레임 전체가 급격히 붕괴되는 일이 있다. 또한, 상기 문제의 그 밖의 해소 방법으로서는, 경사재와 기둥재의 연결부를 상하로 이격시키는 것이 생각된다(예를 들어, 특허문헌 3 참조). 이 구조의 내력 프레임에서는, 수평 하중이 작용한 경우에는 경사재가 축 방향으로 소성 변형되는 동시에, 기둥재도 굽힘 소성 변형되므로 프레임 전체의 변형능이 향상된다.The general strength frame has a substantially rectangular shape in which both ends of two pillars are connected to two frame members, respectively, and has a truss structure in which the two pillars are obliquely connected to a plurality of inclined members (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ). Here, in the conventional load bearing frame, the connection point between the inclined material and the pillar material disposed at the uppermost and lower parts coincides with the corner portion of the frame. In the bearing frame of this structure, the force is smoothly transmitted, but when excessive horizontal load is applied, stress concentrates on the inclined member and the connecting portion, so that the buckling of the inclined member and the breakage of the connecting portion occur early and the deformation capacity of the entire frame is generated. There is a problem that this is small. In order to solve this problem, it is conceivable to increase the strength (cross section performance) of the inclined material and the rigidity of the connecting portion. In this case, however, the maximum strength increases but the deformation ability (stickiness) of the entire frame decreases, so that the entire frame may collapse rapidly after the load reaches the maximum. Moreover, as another solution of the said problem, it is thought that spaced apart the connecting part of a slope material and a pillar material up and down (for example, refer patent document 3). In the bearing frame of this structure, when the horizontal load is applied, the warp member is plastically deformed in the axial direction, and the pillar member is also bent and plastically deformed, so that the overall deformability of the frame is improved.
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 제2002-30745호(도1)Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-30745 (Fig. 1)
특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 제2004-116036호(도1)Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-116036 (Fig. 1)
특허문헌 3 : 일본 특허 제2942481호 명세서(도1)Patent Document 3: Japanese Patent No. 2942481 Specification (Fig. 1)
그러나, 이 구조의 내력 프레임에서는, 과대한 수평 하중이 작용한 경우에는 기둥재가 굽힘에 의해 소성 변형되므로 연직 방향의 하중을 유지하는 내력이 현저하게 저하해 버린다. 그로 인해, 이 내력 프레임은 건축물의 주 구조로서는 사용할 수 없고, 연직 하중을 지탱하는 별도의 기둥재의 근방에 배치할 수밖에 없다.However, in the bearing frame of this structure, when an excessive horizontal load is applied, the pillar member is plastically deformed by bending, so that the bearing force for maintaining the load in the vertical direction is significantly reduced. Therefore, this strength frame cannot be used as a main structure of a building, and can only be arrange | positioned in the vicinity of the other pillar material which supports a vertical load.
따라서, 본 발명의 주 목적은 경사재의 좌굴 및 연결부의 파괴의 발생이 억제되는 동시에 높은 변형능을 갖는 내력 프레임을 제공하는 것이다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a load bearing frame having a high deformation ability while suppressing the occurrence of buckling of the inclined member and breakage of the connecting portion.
본 발명의 내력 프레임은 제1 기둥재와, 제2 기둥재와, 상기 제1 기둥재 및 상기 제2 기둥재의 각각의 일단부를 연결하는 제1 프레임재와, 상기 제1 기둥재 및 상기 제2 기둥재의 각각의 타단부를 연결하는 제2 프레임재를 갖는 내력 프레임에 있어서, 상기 제1 기둥재의 양단부 이외의 연결 위치와, 상기 제2 기둥재의 양단부 이외의 위치이고 또한 상기 연결 위치보다도 상기 제2 기둥재의 일단부측의 위치를 연결하는 제1 경사재, 및 상기 제1 기둥재의 양단부 이외의 연결 위치와, 상기 제2 기둥재의 양단부 이외의 위치이고 또한 상기 연결 위치보다도 상기 제2 기둥재의 타단부측의 위치를 연결하는 제2 경사재가, 1개 또는 복수의 연결 위치에 관해 설치되어 있고, 상기 제2 기둥재의 가장 일단부측에 배치된 상기 제1 경사재와 상기 제2 기둥재의 연결점은 상기 제2 기둥재와 상기 제1 프레임재의 연결점으로부터 이격되고, 또한 상기 제2 기둥재의 가장 타단부측에 배치된 상기 제1 경사재와 상기 제2 기둥재의 연결점은 상기 제2 기둥재와 상기 제2 프레임재의 연결점으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.The bearing frame of the present invention includes a first frame member, a second pillar member, a first frame member connecting one end of each of the first pillar member and the second pillar member, the first pillar member, and the second pillar member. A load bearing frame having a second frame member that connects respective other ends of a pillar material, wherein the connection position is different from both ends of the first pillar material and the position is other than both ends of the second pillar material, and the second position is higher than the connection position. The first inclined member which connects the position of the one end side of a pillar material, and the connection position other than the both ends of the said 1st pillar material, and positions other than the both ends of the said 2nd pillar material, and the other end side of a said 2nd pillar material rather than the said connection position. The second inclined member which connects the position of is provided about one or several connection positions, and the connection point of the said 1st inclined member arrange | positioned at the one end side of the said 2nd pillar material, and the said 2nd pillar material is A connection point between the first inclined member and the second pillar member spaced apart from the connection point of the second pillar member and the first frame member and disposed at the other end side of the second pillar member is the second pillar member and the first pillar member. It is characterized by being separated from the connection point of 2 frame materials.
여기서, 제1 경사재와 제2 기둥재의 연결점이라 함은 제1 경사재의 중심축의 연장선과 제2 기둥재의 중심축의 교점을 나타내고, 제2 기둥재와 제1 프레임재의 연결점이라 함은 제2 기둥재의 중심축과 제1 프레임재의 중심축의 교점을 나타내고, 제2 기둥재와 제2 프레임재의 연결점이라 함은 제2 기둥재의 중심축과 제2 프레임재의 중심축의 교점을 나타낸다.Here, the connection point between the first inclined member and the second pillar member represents the intersection of the extension line of the central axis of the first inclined member and the central axis of the second pillar member, and the connection point between the second pillar member and the first frame member is the second pillar member. The intersection of the central axis and the central axis of the first frame member is shown, and the connection point of the second pillar member and the second frame member is the intersection of the central axis of the second pillar member and the central axis of the second frame member.
이 구성에 따르면, 내력 프레임에 수평 하중(기둥재와 수직인 방향의 하중)이 작용한 경우라도, 수평 하중은 경사재에 직접 전달되지 않고, 프레임의 코너부와 경사재 사이의 기둥재를 통해 간접적으로 전달되므로, 경사재 및 연결부에 과대한 응력이 발생하는 것이 억제된다. 또한, 경사재와 기둥재의 연결점이 프레임의 코너부와 일치하는 종래 프레임과 비교하여 프레임의 강성이 작아져 변형되기 쉬워지므로, 최대 하중에 도달한 후의 급격한 붕괴를 막을 수 있다. 그로 인해, 본 발명에서는, 경사재의 좌굴 및 연결부의 파괴의 조기 발생이 억제되어 프레임 전체적으로 변형능이 우수한 에너지 흡수 성능이 얻어진다.According to this configuration, even when a horizontal load (load in the direction perpendicular to the pillar member) is applied to the load bearing frame, the horizontal load is not directly transmitted to the inclined member, but through the pillar member between the corner portion of the frame and the inclined member. Since it is transmitted indirectly, the occurrence of excessive stress on the inclined material and the connecting portion is suppressed. In addition, the rigidity of the frame becomes smaller and easier to deform than the conventional frame where the connection point between the inclined material and the pillar material coincides with the corner portion of the frame, thereby preventing sudden collapse after reaching the maximum load. Therefore, in this invention, the early generation of buckling of the inclined material and breakage of a connection part is suppressed, and the energy absorption performance which is excellent in the deformation performance in the whole frame is obtained.
또한, 본 발명의 내력 프레임에서는, 상기 제2 기둥재의 가장 일단부측에 배치된 상기 제1 경사재와 상기 제2 기둥재의 연결점과, 상기 제2 기둥재와 상기 제1 프레임재의 연결점 사이의 거리, 및 상기 제2 기둥재의 가장 타단부측에 배치된 상기 제1 경사재와 상기 제2 기둥재의 연결점과, 상기 제2 기둥재와 상기 제2 프레임재의 연결점 사이의 거리는 상기 제2 기둥재의 전체 길이의 5 내지 20 %에 대응한 거리라도 좋다.Further, in the proof frame of the present invention, the distance between the connection point of the first inclined member and the second pillar member disposed on the one end side of the second pillar member, the distance between the connection point of the second pillar member and the first frame member, And a distance between a connection point of the first inclined member and the second pillar member disposed on the other end side of the second pillar member, and a connection point of the second pillar member and the second frame member is equal to the total length of the second pillar member. The distance corresponding to 5 to 20% may be sufficient.
이 구성에 따르면, 경사재의 좌굴 및 연결부의 파괴의 조기 발생을 억제하는 동시에 프레임 전체의 내력이 대폭 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to this configuration, it is possible to suppress the early generation of buckling of the inclined material and breakage of the connecting portion, and to prevent the internal load of the entire frame from being greatly reduced.
또한, 본 발명의 내력 프레임에서는, 상기 제1 프레임재의 양단부 이외의 위치와 상기 제2 프레임재의 양단부 이외의 위치를 연결하고, 또한 상기 제1 경사재 및 제2 경사재에 접합되어 있는 보강재를 더 구비하고 있어도 좋다.Moreover, in the proof frame of this invention, the position other than the both ends of the said 1st frame material, and the position other than the both ends of the said 2nd frame material are connected, and also the reinforcement material joined to the said 1st inclination material and the 2nd inclination material is further connected. You may be provided.
이 구성에 따르면, 경사재의 길이가 프레임 높이(직사각형 프레임 높이)에 비해 긴 경우(프레임의 폭과 높이의 비가 큰 경우)라도 경사재의 좌굴 내력을 향상시킬 수 있다. 그로 인해, 프레임 전체의 내력의 향상을 도모할 수 있다.According to this configuration, even if the length of the inclined material is long compared to the frame height (rectangular frame height) (when the ratio of the frame width and height is large), the buckling strength of the inclined material can be improved. Therefore, the yield strength of the whole frame can be improved.
또한, 본 발명의 내력 프레임에서는, 상기 제1 및 제2 기둥재와 상기 제1 및 제2 경사재 사이에 배치된 연결 부재를 더 구비하고 있고, 상기 연결 부재는 상기 제1 및 제2 기둥재의 기둥 코너부로부터 내측으로 이격된 고정 위치에서 상기 제1 및 제2 기둥재에 고정되어 있어도 좋다.In addition, the bearing frame of the present invention further includes a connecting member disposed between the first and second pillar members and the first and second inclined members, wherein the connecting member is formed of the first and second pillar members. It may be fixed to the said 1st and 2nd pillar material in the fixed position spaced inwardly from a pillar corner part.
이 구성에 따르면, 기둥재로부터 이격되는 방향으로의 힘이 경사재에 작용한 경우라도, 연결 부재의 소성 변형에 의해 에너지가 흡수된다. 그로 인해, 프레임 전체의 내력이 향상된다.According to this configuration, even when the force in the direction away from the pillar material acts on the inclined material, energy is absorbed by the plastic deformation of the connecting member. Therefore, the yield strength of the whole frame is improved.
또한, 본 발명의 내력 프레임에서는, 상기 제1 및 제2 기둥재의 기둥 코너부와 상기 고정 위치 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 기둥재의 측면 폭의 20 내지 30 %에 대응한 거리라도 좋다.In the proof frame of the present invention, the distance between the pillar corner portions of the first and second pillar materials and the fixed position may be a distance corresponding to 20 to 30% of the side widths of the first and second pillar materials.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 내력 프레임의 개략 구성을 도시하는 도면으로, 도1의 (a)는 정면도, 도1의 (b)는 하면도, 도1의 (c)는 측면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a schematic configuration of a bearing frame according to a first embodiment of the present invention. Fig. 1A is a front view, Fig. 1B is a bottom view, and Fig. 1C is Side view.
도2는 기둥재와 연결 부재의 연결부 근방의 확대도이다.2 is an enlarged view of the vicinity of a connecting portion between the pillar and the connecting member.
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선에 있어서의 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
도4는 연결 부재의 변형 상태를 도시하는 도면이다.4 is a view showing a deformed state of the connecting member.
도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 내력 프레임의 개략 구성을 도시하는 도면으로, 도5의 (a)는 정면도, 도5의 (b)는 하면도, 도5의 (c)는 측면도이다.Fig. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a bearing frame according to a second embodiment of the present invention. Fig. 5A is a front view, Fig. 5B is a bottom view, and Fig. 5C is Side view.
도6은 평가 시험에 있어서의 프레임의 고정 조건 및 부하 조건을 도시하는 도면이다.Fig. 6 is a diagram showing fixed conditions and load conditions of the frame in the evaluation test.
도7은 평가 시험의 결과를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a result of an evaluation test.
[부호의 설명][Description of the code]
1, 01 : 내력 프레임1, 01: proof frame
2, 3 : 기둥재2, 3: pillar material
4, 5 : 프레임재4, 5: frame material
6, 7, 8, 9 : 경사재6, 7, 8, 9: inclined material
10 : 연결 부재10: connecting member
102, 103 : 보강재102, 103: reinforcement
이하, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 내력 프레임의 개략 구성을 도시하는 도면으로, 도1의 (a)는 정면도, 도1의 (b)는 하면도, 도1의 (c)는 측면도이다. 도2는 기둥재와 연결 부재의 연결부 근방의 확대도이다. 도2에서는 기둥재(3)와 연결 부재(10)의 연결부 근방이 도시되어 있으나, 기둥재(2)와 연결 부재(10)의 연결부 근방의 구성은 마찬가지이다. 도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선에 있어서의 단면도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described, referring drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a schematic configuration of a bearing frame according to a first embodiment of the present invention. Fig. 1A is a front view, Fig. 1B is a bottom view, and Fig. 1C is Side view. 2 is an enlarged view of the vicinity of a connecting portion between the pillar and the connecting member. In FIG. 2, although the vicinity of the connection part of the
도1에 도시하는 내력 프레임(1)[이하, 프레임(1)이라 칭함]은 스틸 하우스용의 강제 프레임이다. 프레임(1)은 2개의 기둥재(2, 3)와, 2개의 프레임재(4, 5)와, 4개의 경사재(6 내지 9)를 갖고 있다. 기둥재(2, 3) 및 프레임재(4, 5)는 직사각 형상의 단면을 갖는 각관 부재(도2 참조)이며, 경사재(6 내지 9)는 개방 단면 형상의 부재이다.The proof frame 1 (hereinafter referred to as the frame 1) shown in FIG. 1 is a steel frame for steel house. The frame 1 has two
2개의 기둥재(2, 3)는 상하 방향으로 연장하여 소정 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 2개의 프레임재(4, 5)는 수평으로 배치되어 있고, 기둥재(2, 3)의 각각의 상단부 또는 하단부를 연결하고 있다. 따라서, 프레임(1)의 외형은 기둥재(2, 3) 및 프레임재(4, 5)에 의해 대략 직사각 형상으로 구성된다.The two
4개의 경사재(6 내지 9)는 기둥재(2, 3)의 상단부 및 하단부 이외의 위치끼리를 연결 부재(10)를 통해 연결한다. 여기서, 경사재(6 내지 9)와 연결 부재(10)는 스폿 용접에 의해 접합되고, 도1에서는 접합 위치가 동그라미 표시(○표)로 도시되어 있다. 또한, 연결 부재(10)와 기둥재(2, 3)는 후술하는 바와 같이 나사 체 결에 의해 접합된다.The four
경사재(6 내지 9)는 상방으로부터 하방을 향해 차례로 배치되어 있다. 그리고, 경사재(6, 8)는 그 좌측 단부가 우측 단부보다 하방이 되도록 경사지고 또한 서로 평행하게 배치되어 있고, 경사재(7, 9)는 그 우측 단부가 좌측 단부보다 하방이 되도록 경사지고 또한 서로 평행하게 배치되어 있다.The
더 상세하게는, 경사재(6)는 기둥재(3)와 프레임재(4)의 연결점(41)[기둥재(3)의 중심축과 프레임재(4)의 중심축의 교점]으로부터 거리(L1)만큼 하방으로 이격된 기둥재(3)의 연결점(43)과, 기둥재(2)와 프레임재(4)의 연결점(42)[기둥재(2)의 중심축과 프레임재(4)의 중심축의 교점]으로부터 거리(L1 + L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(2)의 연결점(44)을 연결한다. 여기서, 예를 들어 경사재(6)와 기둥재(3)가 연결점(43)에서 연결되는 상태라 함은, 기둥재(3)의 중심축과 경사재(6)의 중심축의 연장선의 교점이 연결점(43)에서 교차하는 상태를 나타내고 있다.More specifically, the
또한, 경사재(7)는 연결점(42)으로부터 거리(L1 + L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(2)의 연결점(44)과, 연결점(41)으로부터 거리(L1 + 2 × L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(3)의 연결점(45)을 연결한다. 마찬가지로, 경사재(8)는 연결점(41)으로부터 거리(L1 + 2 × L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(3)의 연결점(45)과, 연결점(42)으로부터 거리(L1 + 3 × L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(2)의 연결점(46)을 연결한다. 경사재(9)는 연결점(42)으로부터 거리(L1 + 3 × L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(2)의 연결점(46)과, 기둥재(3)와 프레임재(5)의 연결점 (48)[기둥재(3)의 중심축과 프레임재(5)의 중심축의 교점]으로부터 거리(L2)만큼 상방으로 이격된 기둥재(3)의 연결점(47)[연결점(41)으로부터 거리(L1 + 4 × L3)만큼 하방으로 이격된 기둥재(3)의 연결점과 일치함]을 연결한다.In addition, the
본 실시 형태에서는, 기둥재(3)와 프레임재(4)의 연결점(41)과, 가장 상방에 배치된 경사재(6)와 기둥재(3)의 연결점(43) 사이의 거리(L1)는 기둥재(3)의 전체 길이의 8.8 %에 대응한 거리이다. 또한, 기둥재(3)와 프레임재(5)의 연결점(48)과, 가장 하방에 배치된 경사재(9)와 기둥재(3)의 연결점(47) 사이의 거리(L2)는 기둥재 전체 길이의 15.8 %에 대응한 거리이다. 여기서, 거리(L1, L2)가 기둥재(3)의 전체 길이의 5 % 미만의 거리인 경우에는 경사재와 기둥재의 연결부의 응력이 과대해져 경사재의 좌굴 및 연결부의 파괴가 조기에 발생해 버린다. 한편, 거리(L1, L2)가 기둥재(3)의 전체 길이의 20 %를 넘는 거리인 경우에는 경사재에 전달되는 힘이 과소해져 프레임 전체의 내력이 대폭 저하된다. 따라서, 거리(L1, L2)는 기둥재(3)의 전체 길이의 5 내지 20 %에 대응한 거리인 것이 바람직하다.In this embodiment, the distance L1 between the
연결 부재(10)는 도2에 도시한 바와 같이 역ㄷ자 단면을 갖는 부재이며, 그 일측면에는 8개의 나사 구멍(10a)(도3 참조)이 형성되어 있다. 또한, 기둥재(2, 3)의 일측면에 있어서 연결 부재(10)의 장착 위치에는 연결 부재(10)의 8개의 나사 구멍(10a)에 대응한 8개의 나사 구멍(2a, 3a)(도3 참조)이 형성되어 있다. 따라서, 도3에 도시한 바와 같이, 연결 부재(10)는, 그 나사 구멍(10a)과 기둥재(2)의 나사 구멍(2a) 또는 기둥재(3)의 나사 구멍(3a)이 일치한 상태에서 나사(11)에 의해 나사 체결된다.As shown in Fig. 2, the connecting
또한, 연결 부재(10)는, 기둥재(2, 3)의 일측면 및 연결 부재(10)의 일측면의 폭을 D로 하면, 그 양단으로부터 내측으로 거리(C)만큼 이격된 위치에서 나사 체결된다. 즉, 나사 구멍(2a, 3a, 10a)은 기둥 코너부로부터 거리(C)만큼 이격된 위치에 형성되어 있다. 여기서, 기둥 코너부와 나사 체결 위치와의 거리(C)는 기둥재(2, 3)의 내측면의 폭(D)의 20 내지 30 %에 대응한 거리인 것이 바람직하다. 이와 같이, 기둥 코너부로부터 일정한 간격만큼 이격된 위치에서 연결 부재(10)를 나사 체결하는 것은, 도4에 도시한 바와 같이, 기둥재(2, 3)로부터 이격되는 방향(도4의 화살표 방향)으로의 힘이 경사재에 작용한 경우에, 연결 부재(10)가 소성 변형됨으로써 에너지를 흡수하기 위해서이다. 도4에서는 소성 변형 전의 연결 부재(10)는 파선으로 도시되고, 소성 변형 후의 연결 부재(10)는 굵은 선으로 도시되어 있다.In addition, when the width | variety of the one side surface of the
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 내력 프레임에 대해 도5를 참조하여 설명한다. 도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 내력 프레임의 개략 구성을 도시하는 도면으로, 도5의 (a)는 정면도, 도5의 (b)는 하면도, 도5의 (c)는 측면도이다.Next, the proof frame according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Fig. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a bearing frame according to a second embodiment of the present invention. Fig. 5A is a front view, Fig. 5B is a bottom view, and Fig. 5C is Side view.
제2 실시 형태의 내력 프레임(101)[이하, 프레임(101)]이, 제1 실시 형태의 프레임(1)과 다른 점은 2매의 보강재(102, 102)를 더 갖고 있는 점이다. 프레임(101)의 그 밖의 구성은 프레임(1)과 마찬가지이므로, 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.The difference between the load bearing frame 101 (hereinafter referred to as the frame 101) of the second embodiment and the frame 1 of the first embodiment further includes two reinforcing
2매의 보강재(102, 103)는 평판 형상 부재이다. 보강재(102)는 프레임(101) 의 전방측의 면에 배치되어 있고, 프레임재(4)의 중앙부와 프레임재(5)의 중앙부를 연결하고, 또한 경사재(6 내지 9)의 중앙부에 접합되어 있다. 마찬가지로, 보강재(103)는 프레임(101)의 안쪽의 면에 배치되어 있고, 프레임재(4)의 중앙부와 프레임재(5)의 중앙부를 연결하고, 또한 경사재(6 내지 9)의 중앙부에 접합되어 있다.The two reinforcing
다음에, 프레임(1, 101)에 대한 평가 시험 및 그 결과에 대해 도6 및 도7을 참조하여 설명한다. 도6은 평가 시험에 있어서의 프레임의 고정 조건 및 부하 조건을 도시하는 도면이다. 도7은 시험 결과를 나타내고 있고, 전단 변형각과 수평 하중의 관계(전단 변형각-수평 하중 곡선의 포락선)를 나타내는 도면이다. 여기서, 평가 시험은 프레임(1, 101)의 하단부를 고정한 상태에서, 수평 하중을 프레임(1, 101)의 상단부에 반복하여 작용시킴으로써 행했다. 또한, 비교예로서, 프레임(1, 101) 외에 종래 프레임에 관해서도 같은 시험을 행했다.Next, the evaluation test and the results of the
종래 프레임에서는 연결부가 파괴하여 종국에 이르렀다. 한편, 프레임(1)에서는 연결부는 파괴하지 않고, 도6의 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래 프레임과 비교하여 변형능 및 최대 하중이 대폭 높게 되어 있다. 그리고, 프레임(1)은 최종적으로는 경사재가 소성 좌굴하여 종국에 이르렀다. 그러나, 보강재를 추가한 프레임(101)에서는 연결부의 파괴는 물론, 경사재의 좌굴도 발생하지 않고, 프레임(1)보다도 더 높은 에너지 흡수 성능이 얻어졌다.In the conventional frame, the connection part is broken and finally reached. On the other hand, in the frame 1, the connecting portion is not broken, and as can be seen from the test results in FIG. 6, the deformation capacity and the maximum load are significantly higher than in the conventional frame. And finally, the frame 1 plastically buckled, and finally reached the end. However, in the
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 프레임(1, 101)에서는, 수평 하중이 작용한 경우라도, 수평 하중은 경사재(6 내지 9)에 직접 전달되는 일이 없다. 수 평 하중은 프레임의 코너부와 경사재 사이의 기둥재[기둥재(3)의 연결점(41)과 연결점(43) 사이에 대응한 부분, 및 기둥재(3)의 연결점(47)과 연결점(48) 사이에 대응한 부분]을 통해 간접적으로 전달되므로, 경사재(6 내지 9) 및 연결부에 과대한 응력이 발생하는 것이 억제된다. 또한, 경사재와 기둥재의 연결부가 프레임의 코너부와 일치하는 종래 프레임과 비교하여 프레임의 강성이 작아져 변형되기 쉬워지므로, 최대 하중에 도달한 후의 급격한 붕괴를 막을 수 있다. 그로 인해, 본 발명에서는, 경사재(6 내지 9)의 좌굴 및 연결부의 파괴의 조기 발생이 억제되어 프레임 전체적으로 변형능이 우수한 에너지 흡수 성능이 얻어진다.As described above, in the
또한, 본 발명의 프레임(1, 101)은 기둥재의 굽힘 소성 변형에 의해 에너지를 흡수하는 구조가 아닌, 경사재의 좌굴 및 연결부의 파괴의 발생을 지연시킴으로써 프레임 전체적으로 균형잡힌 에너지 흡수 성능을 실현할 수 있다. 또한, 연직 방향의 하중에 대한 내력이 현저하게 저하되는 일은 없으므로 건축물의 주 구조로서도 사용 가능하다.In addition, the
또한, 거리(L1, L2)는 기둥재(3)의 전체 길이의 5 내지 20 %에 대응한 거리가 되고 있으므로, 경사재의 좌굴 및 연결부의 파괴의 조기 발생을 억제하는 동시에 프레임 전체의 내력이 대폭 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the distances L1 and L2 become distances corresponding to 5 to 20% of the total length of the
또한, 프레임(101)에서는, 보강재(102, 103)에 의해 보강되어 있으므로, 경사재(6 내지 9)의 거리가 프레임 높이(직사각형 프레임 높이)에 비해 긴 경우(프레임의 폭과 높이의 비가 큰 경우)라도 경사재의 좌굴 내력을 향상시킬 수 있다. 그로 인해, 프레임 전체의 내력의 향상을 도모할 수 있다.In the
또한, 연결 부재(10)는, 기둥재(2, 3)의 기둥 코너부로부터 내측으로 소정 간격만큼 이격된 나사 체결 위치에서 기둥재(2, 3)에 나사 체결되어 있다. 따라서, 기둥재(2, 3)로부터 이격되는 방향으로의 힘이 경사재(6 내지 9)에 작용한 경우라도, 연결 부재(10)의 소성 변형에 의해 에너지가 흡수된다. 그로 인해, 프레임 전체의 내력이 향상된다.In addition, the connecting
이상, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해 설명했으나, 본 발명은 상술의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 특허 청구 범위에 기재한 한에 있어서 다양한 설계 변경이 가능한 것이다. 예를 들어, 상술의 실시 형태에서는, 프레임(1, 101)은 4개의 경사재(6 내지 9)를 갖고 있으나 경사재의 개수는 변경해도 좋다. 또한, 거리(L1, L2)는 변경 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various design change is possible as long as it described in a claim. For example, in the above-mentioned embodiment, although the
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