KR20120074386A - Coupling beam - Google Patents

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KR20120074386A
KR20120074386A KR1020100136201A KR20100136201A KR20120074386A KR 20120074386 A KR20120074386 A KR 20120074386A KR 1020100136201 A KR1020100136201 A KR 1020100136201A KR 20100136201 A KR20100136201 A KR 20100136201A KR 20120074386 A KR20120074386 A KR 20120074386A
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Abstract

PURPOSE: A coupling beam is provided to improve the ductility of a shear core by absorbing horizontal load energy applied to a shear wall using a damper unit. CONSTITUTION: A coupling beam(100) comprises a damper unit(200), a pair of connection units(300), joint units(400), and reinforcing boards(500). The damper unit is formed on the center of the coupling beam and is plastically deformed by absorbing horizontal load energy applied to a shear wall. The connection units connect the damping unit to the shear wall and concentrate the horizontal load energy applied to the shear wall to the damper unit. The joint units fix the connection units to the shear wall. The reinforcing boards are coupled to one and the other surfaces of the connection units and reinforce connecting force of the connection units.

Description

커플링 보{COUPLING BEAM}Coupling Beam {COUPLING BEAM}

본 발명은 커플링 보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 커플링 보에 관한 것이다.The present invention relates to a coupling beam, and more particularly, to a coupling beam that absorbs the lateral load energy applied to the shear wall.

오늘날 인구의 증가에도 불구하고 주거용 가옥이나 사무용 건물은 한정되어 있으므로, 인구의 과밀지역인 도시 지역에서 주거 및 사무용 건물을 고층으로 건설하여 인구의 과밀에 따른 주거 및 사무용 공간의 부족분을 해소하고 있음은 잘 알려진 사실이다.Today, despite the increase in population, residential houses and office buildings are limited. Therefore, residential and office buildings are built on high floors in urban areas, which are overcrowded in population, to solve the shortage of residential and office space due to overcrowding. This is a well known fact.

이러한 고층 건물의 구조 계획에서 벽체의 장점은 오래전부터 인식되어 왔다. 즉, 고층 구조물에서 적절한 위치에 배치된 벽체는 고층 구조물에 작용하는 풍 하중이나 지진 하중 같은 횡하중에 매우 효과적으로 저항할 수 있다.The advantages of walls in the structural planning of such high-rise buildings have long been recognized. That is, a wall disposed at a proper position in a high rise structure can very effectively resist lateral loads such as wind load or earthquake load acting on the high rise structure.

구조물이 고층화될수록 횡하중이 커지기 때문에 이러한 횡하중에 의한 수평 전단력 또한 커지게 되는데, 고층 구조물에서 횡하중에 의하여 발생하는 수평 전단력에 저항하는 구조로서 가장 선호하는 구조 시스템은 철근콘크리트 전단벽 시스템이다.Since the lateral load increases as the structure becomes higher, the horizontal shear force caused by the lateral load also increases. The most preferred structural system is the reinforced concrete shear wall system as a structure that resists the horizontal shear force caused by the lateral load in the high-rise structure.

이러한 전단벽은 지진 지역에서 적절한 구조적 안정성을 제공할 뿐 아니라, 비구조체의 피해 예방에도 기여하는 것으로 나타났는데, 상기 전단벽은 기본적으로 철근콘크리트 캔틸레버(cantilever)와 같이 거동하고, 매우 큰 캔틸레버 형태로서의 전단벽은 휨모멘트와 횡하중에 의해 발생하는 전단력, 그리고 중력에 의한 축력의 영향을 받을 것이다.These shear walls not only provide adequate structural stability in seismic areas, but also contribute to non-structural damage prevention. The shear walls basically behave like reinforced concrete cantilevers, and shear walls as very large cantilevered forms It will be influenced by shear forces caused by bending moments and lateral loads and by axial forces caused by gravity.

한편, 도 1은 일반적인 고층 구조물의 구조를 나타낸 평면도로서, 이와 같은 전단벽 시스템은 외부의 모든 횡방향 하중을 코어벽(W1, W2), 세대 구분벽(W3) 및 기타 내부벽(W4, W5) 등과 같은 전단벽만으로 저항한다.On the other hand, Figure 1 is a plan view showing the structure of a general high-rise structure, such a shear wall system is such that all external lateral loads to the core wall (W1, W2), generation division wall (W3) and other inner walls (W4, W5), etc. Resist only with the same shear wall.

잘 알려진 바와 같이, 고층 구조물을 시공함에 있어서 건물에 필수적으로 수반되는 엘리베이터 설치공간(11), 계단 설치공간(12) 등을 확보하기 위한 전단 코어(shear core)(10)를 시공하게 되는데, 상기 전단 코어(10)는 단계별로 타설되는 각 층의 슬래브와 일체로 연결되도록 코어벽(W1, W2)을 설치함으로써 최하층에서 최상층까지 슬래브들의 중앙을 관통한다.As is well known, in the construction of a high-rise structure, a shear core 10 for securing an elevator installation space 11, a stairs installation space 12, and the like, which is essential for a building, is constructed. The shear core 10 penetrates the center of the slabs from the lowermost layer to the uppermost layer by installing the core walls W1 and W2 so as to be integrally connected with the slabs of each layer to be poured in stages.

즉, 상기와 같은 고층 구조물에서 변위에 대한 기여도가 가장 큰 구조 요소는 코어벽(W1, W2)이 된다.That is, the structural elements having the largest contribution to the displacement in the high-rise structure as described above are the core walls W1 and W2.

그러나, 전단 코어(10)의 특성상 건물의 입구로부터 각 층으로 사람의 진입 및 모든 설비 요소의 진입이 이루어지며, 이때 가장 안정적인 폐쇄형의 코어벽(W1, W2)의 형태가 개방형으로 분해되고 벽체 하나가 아닌 여러 개의 병렬 벽체로 횡하중에 저항하게 됨으로써 그 효율은 상당히 떨어진다.However, due to the nature of the shear core 10, the entrance of the building from the entrance of the building and the entry of all the equipment elements are made, where the most stable closed core walls (W1, W2) are decomposed into an open type and the wall By resisting lateral loads with several parallel walls instead of one, their efficiency is considerably lowered.

구체적으로, 코어벽(W1, W2)에는 엘리베이터 설치공간(11), 계단 설치공간(12) 등으로 사람들이 드나들기 위한 문 등의 개구부가 마련되어야 하는데, 이러한 개구부로 인하여 각각의 코어벽(W1, W2)은 상호 연결된 하나의 벽체가 아닌 여러 개의 벽체로 구성됨으로써, 상기 코어벽(W1, W2)에 횡하중이 작용하는 경우 서로 독립적인 각각의 벽체는 횡하중에 효율적으로 저항할 수 없게 된다.Specifically, the core walls W1 and W2 should be provided with openings such as doors for people to enter the elevator installation space 11, the stairs installation space 12, and the like. , W2) is composed of several walls, not one interconnected wall, so that when the lateral loads act on the core walls W1 and W2, the independent walls cannot effectively resist the lateral loads.

이러한 병렬 벽체를 진입 통로 즉, 개구부가 생기기 전의 상태로 보완하여 하나의 벽체로 거동 가능하게 하는 것이 바로 커플링 보(13)이며, 이러한 커플링 보에서는 거동의 특성상 휨 모멘트보다는 전단력이 크게 발생하게 된다.It is the coupling beam 13 that complements the parallel wall to the state before the entry passage, that is, the opening, is formed as a single wall, and in this coupling beam, a shear force is generated rather than a bending moment due to the characteristics of the behavior. do.

도 1을 참조하면, 커플링 보(13)는 코어벽(W1, W2)에 형성되는 진입 통로 등의 개구부(상기 코어벽(W1, W2)에서 사선으로 칠해진 부분)에 마련되는데, 구체적으로 A 부분의 확대도를 참조하면 상기 코어벽(W1, W2)에 형성되는 개구부에는 사람 등이 드나들 수 있는 문이 설치되고, 이러한 문의 상부에 커플링 보(13)가 각각 독립적인 코어벽(W1)을 연결하도록 마련된다. 그리고, 상기 커플링 보(13)의 상부에 슬래브(slab) 층이 마련된다.Referring to FIG. 1, the coupling beam 13 is provided in an opening (parts drawn with diagonal lines in the core walls W1 and W2), such as an entry passage formed in the core walls W1 and W2. Referring to the enlarged view of the portion, the openings formed in the core walls W1 and W2 are provided with doors through which a person or the like can enter, and the coupling beams 13 are independent on the upper walls of the doors. ) Is provided to connect. In addition, a slab layer is provided on the coupling beam 13.

한편, 도 2는 종래 기술에 따른 철근콘크리트로 구성된 커플링 보(13)를 나타낸 측단면도로서, 문 위치에 해당하는 개구부의 상측으로 좌우 두 전단벽(W1)을 구조적으로 일체화시키기 위하여 순수 철근콘크리트로 구성되는 커플링 보(13)를 적용하였다.On the other hand, Figure 2 is a side cross-sectional view showing a coupling beam 13 composed of a reinforced concrete according to the prior art, in order to structurally integrate the left and right two shear walls (W1) to the upper side of the opening corresponding to the door position with pure reinforced concrete The constructed coupling beam 13 was applied.

그러나, 상기 커플링 보(13)를 구성하는 보 주근(15)만으로는 전단 내력이 부족하여, 건물의 고층화 및 그에 따른 내부 구조의 변경으로 인하여 전단벽(W1)이 받는 횡하중에 대하여 충분히 저항할 수 없다는 문제점이 있었다.However, the beam roots 15 constituting the coupling beam 13 alone are insufficient in shear strength, and due to the high rise of the building and the change in the internal structure thereof, it is not sufficiently resistant to the lateral load received by the shear wall W1. There was a problem.

즉, 상기 커플링 보(13)가 큰 전단력에 저항할 수 있도록 하기 위해서는 단면을 크게 하고 많은 양의 철근을 사용해야 하므로 고층 구조물에서는 건축 여건상 적합하지 않았다.That is, in order to be able to withstand the large shear force of the coupling beam 13, the cross section is large and a large amount of rebar should be used, so it is not suitable for the construction conditions in high-rise structures.

나아가, 상기 보 주근(15)의 전단 내력을 보완하기 위하여 대각 철근(14)을 추가로 설치함으로써 상기 보 주근(15) 및 상기 대각 철근(14)이 서로 간섭되는 등 복잡한 배근 상세에 따른 시공성 저하 및 공기(工期)의 지연이 발생하였다.Further, by additionally installing a diagonal reinforcing bar 14 to supplement the shear strength of the beam main bar 15, the workability decreases due to complex reinforcement details such as the beam main bar 15 and the diagonal bar 14 interfere with each other. And delay of air occurred.

따라서, 철근만으로는 고층 구조물의 전단력 저항에 한계가 있으므로 H형강의 철골 부재를 사용한 철골철근 콘크리트로 구성된 커플링 보가 제시되었다.Therefore, a coupling beam composed of steel reinforced concrete using steel frame members of H-beams has been proposed because of the limitation of shear force resistance of high-rise structures.

즉, 도 3a 내지 도 3b는 종래 기술에 따른 철골철근콘크리트로 구성된 커플링 보(13)를 나타낸 측단면도로서, 고층 구조물에 가해지는 전단력에 저항할 수 있도록 전단벽(W1) 사이를 연결하는 커플링 보(13)는 H형강(16)을 포함하여 구성되며, 상기 H형강(16)의 단부 즉, 전단벽(W1)의 내부에 삽입되는 부분에는 스터드 볼트가 마련됨으로써 상기 H형강(16)과 콘크리트의 접합력을 향상시켰다.That is, FIGS. 3A to 3B are side cross-sectional views showing a coupling beam 13 made of steel reinforced concrete according to the prior art, and coupling between shear walls W1 so as to resist shear force applied to a high-rise structure. The beam 13 includes an H-shaped steel 16, and a stud bolt is provided at an end portion of the H-shaped steel 16, that is, a portion inserted into the shear wall W1, thereby providing concrete with the H-shaped steel 16 and concrete. The adhesion of the was improved.

그러나, H형강(16)을 사용한 커플링 보(13)에 의하면 전단 내력 및 강성 발휘에 유리하나, 상기 커플링 보(13)를 전단벽(W1)보다 강하게 설계함으로써 그 연성이 저하되어, 전단벽(W1)에 횡하중 작용시 전단벽(W1)과 커플링 보(13)의 연결부에 균열이 발생하여 특정층에 손상이 집중된다는 문제점이 발생하였다.However, although the coupling beam 13 using the H-shaped steel 16 is advantageous in exhibiting shear strength and rigidity, the ductility is reduced by designing the coupling beam 13 stronger than the shear wall W1. When the lateral load acts on W1), a crack occurs in the connection portion between the shear wall W1 and the coupling beam 13, causing damage to the specific layer.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 전단벽(W1)에 횡하중이 작용하는 경우 커플링 보(13) 자체뿐만이 아니라, 전단벽(W1)과 커플링 보(13)의 연결부에도 많은 균열이 발생하였다.That is, as shown in FIG. 4, when the lateral load acts on the shear wall W1, not only the coupling beam 13 itself but also many cracks are generated at the connection portion between the shear wall W1 and the coupling beam 13.

그리고, H형강(16)에서 역학적 거동 특성상 좌우 전단벽(W1)의 내부에 삽입되는 정착부 즉, H형강(16)의 양단부의 길이가 길어져야 되고, 결국 이로 인하여 H형강(16)의 전체 길이가 길어져야 하는 것은 물론 H형강(16)의 양단부의 길이가 길어짐에 따라 정착부가 삽입될 수 있는 좌우 전단벽(W1) 공간의 확보가 필요한 만큼 사용상에 많은 제약이 생긴다.In addition, due to the mechanical behavior of the H-shaped steel 16, the lengths of the fixing portions inserted into the left and right shear walls W1, that is, both ends of the H-shaped steel 16, have to be lengthened, and as a result, the overall length of the H-shaped steel 16 is increased. Of course, as the length of both ends of the H-shaped steel 16 is lengthened, there are many constraints on the use as it is necessary to secure the space of the left and right shear walls W1 into which the fixing unit can be inserted.

한편, H형강(16)의 정착 길이를 확보하기 위하여 도 3b에 도시된 바와 같이 H형강(16)의 양단부를 기둥형으로 시공하는 경우에는 정착부의 구조가 복잡해지며, 시공 단가가 높아진다는 문제점이 발생한다.On the other hand, in order to secure the fixing length of the H-shaped steel 16, as shown in Figure 3b when the both ends of the H-shaped steel 16 in the form of a column, the structure of the fixing unit is complicated, the construction cost increases Occurs.

또한, H형강(16)을 커플링 보(13)의 철골 부재로 사용하는 경우, 상기 H형강(16)에는 수평의 플랜지(flange)가 존재하므로 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이 전단벽(W1) 내부에 설치되는 철근들이 H형강(16)의 플랜지에 의하여 간섭될 수 있으며 이로 인하여 콘크리트 타설이 용이하지 않고, H형강(16)을 설치하기 위해서는 동바리(support)가 필요하므로 시공성이 저하된다는 문제점이 발생한다.In addition, when the H-shaped steel 16 is used as a steel member of the coupling beam 13, since the horizontal flange is present in the H-shaped steel 16, the shear wall W1 as shown in Figs. 3a and 3b. Reinforcing bars installed inside may be interfered by the flange of the H-shaped steel 16, which is not easy to cast concrete, and the construction is deteriorated because support is required to install the H-shaped steel 16. This happens.

그리고, 전단 코어(10, 도 1 참조)의 특성상 배관이나 배선을 각 층으로 분산시키기 위한 통로(H형강(16)을 측방으로 관통하는 통로)를 설치하여야 하나, 이러한 통로의 설치가 용이하지 않다는 문제점이 발생한다.And, due to the characteristics of the shear core 10 (see Fig. 1), a passage (path through which the H-shaped steel 16 penetrates laterally) for distributing piping or wiring to each layer should be provided, but such a passage is not easy to install. A problem occurs.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고층 건물에 적용되는 병렬 전단벽 시스템이 최적의 성능을 나타낼 수 있도록 충분한 강성 및 강도를 가질 뿐만 아니라, 소성 변형이 발생함으로써 전단벽에 작용하는 횡하중 에너지가 소산되도록 충분한 연성도를 가지는 커플링 보를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the parallel shear wall system applied to a high-rise building not only has sufficient rigidity and strength so as to exhibit optimum performance, but also the lateral load energy acting on the shear wall by plastic deformation occurs. It is to provide a coupling beam with sufficient ductility as possible.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical object of the present invention is not limited to the above-mentioned technical objects and other technical objects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 커플링 보는 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 커플링 보로서, 상기 횡하중 에너지를 흡수하여 소성 변형되도록 상기 전단벽 사이에 마련되는 댐퍼부; 상기 댐퍼부를 상기 전단벽에 연결시키도록 상기 댐퍼부의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부; 및 일측은 상기 연결부에 관통 결합되고, 타측은 상기 전단벽의 내부에 고정되는 접합부; 를 포함한다.A coupling beam for absorbing the lateral load energy applied to the shear wall, the damper portion provided between the shear wall so as to absorb the lateral load energy plastic deformation. A pair of connecting portions provided at both sides of the damper portion to connect the damper portion to the front wall; And one side is coupled to the connection through the connecting portion, the other side is fixed to the inside of the shear wall; It includes.

본 발명인 커플링 보에 따르면, 전단벽 사이에 댐퍼부가 상기 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수함으로써 고층 구조물의 전단 코어의 연성 능력을 확보하여 특정층에 응력이 집중되는 현상을 해소할 수 있으며, 전단벽과 커플링 보의 연결 부분에서 발생하는 균열 현상을 저하시킬 수 있는 장점이 있다.According to the coupling beam of the present invention, the damper part absorbs the lateral load energy applied to the shear wall between the shear walls to secure the ductility of the shear core of the high-rise structure, thereby eliminating the phenomenon of stress concentration in a specific layer. There is an advantage that can reduce the crack phenomenon occurring at the connecting portion of the coupling beam.

그리고, 봉 형상으로 형성되는 복수개의 접합부를 마련함으로써 커플링 보의 정착 길이를 짧게 하여 시공성 향상 및 공기(工期)의 단축을 기대할 수 있다.In addition, by providing a plurality of joints formed in a rod shape, the fixing length of the coupling beam can be shortened to improve the workability and shorten the air.

도 1은 일반적인 고층 구조물의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 철근콘크리트로 구성된 커플링 보를 나타낸 측단면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 종래 기술에 따른 철골철근콘크리트로 구성된 커플링 보를 나타낸 측단면도이다.
도 4는 전단벽에 횡하중 작용시 종래 기술에 따른 커플링 보를 나타낸 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보가 전단벽 사이에 결합된 상태를 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보가 전단벽에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 9는 전단벽에 횡하중 작용시 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보를 나타낸 상태도이다.1 is a plan view showing the structure of a general high-rise structure.
Figure 2 is a side cross-sectional view showing a coupling beam composed of reinforced concrete according to the prior art.
3a to 3b is a side cross-sectional view showing a coupling beam composed of steel reinforced concrete according to the prior art.
Figure 4 is a state diagram showing a coupling beam according to the prior art when the lateral load action on the shear wall.
5 is a perspective view showing a coupling beam according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing a coupling beam according to an embodiment of the present invention.
7 is a front view showing a state in which the coupling beam is coupled between the shear wall according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram schematically showing a state in which the coupling beam is coupled to the shear wall according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a state diagram showing a coupling beam according to an embodiment of the present invention when the lateral load action on the shear wall.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

그리고, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.In addition, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can easily implement other embodiments within the scope of the same idea, but this also falls within the scope of the present invention. Of course.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보(100)를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보(100)를 나타낸 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명인 커플링 보(100)의 구체적인 구조 및 기능에 대하여 상세히 설명한다.5 is a perspective view showing a coupling beam 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a plan view showing a coupling beam 100 according to an embodiment of the present invention. A detailed structure and function of the coupling beam 100 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명인 커플링 보(100)는 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 댐퍼부(200), 상기 댐퍼부(200)를 상기 전단벽에 연결시키는 연결부(300), 상기 연결부(300)를 상기 전단벽에 고정시키는 접합부(400) 및 양단부가 상기 한 쌍의 연결부(300)의 일측면 및 타측면에 각각 결합되는 보강 판재(500)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the coupling beam 100 according to the present invention includes a damper part 200 for absorbing lateral load energy applied to a shear wall, a connection part 300 connecting the damper part 200 to the shear wall, and the Bonding portion 400 for fixing the connection portion 300 to the shear wall and both ends are configured to include a reinforcing plate 500 is coupled to one side and the other side of the pair of connection portion 300, respectively.

상기 댐퍼부(200)는 상기 커플링 보(100)의 중앙에 마련되며, 상기 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수함으로써 소성 변형이 발생한다.The damper part 200 is provided at the center of the coupling beam 100, and plastic deformation occurs by absorbing lateral load energy applied to the shear wall.

이러한 댐퍼부(200)는 상기 댐퍼부(200)의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부(300) 사이에 그 길이 방향으로 직렬 배치되는 2개의 댐퍼 몸체(210), 상기 댐퍼 몸체(210) 사이에 마련되는 수직플레이트 및 상기 수직 플레이트(220)의 상하 단부에 접합되어 상기 한 쌍의 연결부(300) 사이를 연결하도록 상기 댐퍼 몸체(210)의 상측 및 하측에 마련되는 수평 플레이트(230)를 포함하여 구성된다.The damper part 200 is disposed between the two damper bodies 210 and the damper body 210 which are disposed in series in the longitudinal direction between a pair of connection parts 300 provided at both sides of the damper part 200. Including a vertical plate and a horizontal plate 230 is attached to the upper and lower ends of the vertical plate 220 is provided on the upper and lower sides of the damper body 210 to connect between the pair of connection portion 300 It is composed.

상기 댐퍼 몸체(210)는 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 직접 받는 부분으로서, 그 중심부가 일정한 너비를 가지고 상기 중심부에서 양단부로 갈수록 너비가 일정하게 커지는 형상의 판재로 형성된다.The damper body 210 is a portion directly receiving the lateral load energy applied to the shear wall, the center portion of which is formed of a plate shape of which the width is constantly increased from the center to both ends.

도 5를 참조하면, 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부만을 보면 대략 정방형의 판재 형상으로 이루어지는데, 이는 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부의 단면적을 상대적으로 작게 함으로써 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부와 양단부에서 동일한 크기의 응력이 발생하게 하기 위함이다.Referring to FIG. 5, only a central portion of the damper body 210 is formed in a substantially square plate shape, which is relatively small in cross-section of the central portion of the damper body 210, and thus the central portion of the damper body 210 is relatively small. This is to cause stress of the same size at both ends.

즉, 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부가 양단부보다 상대적으로 길게 형성된다면, 고층 구조물의 전단벽에 가해지는 횡하중에 의하여 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부보다는 그 양단부에서의 응력이 크게 나타나므로 상기 댐퍼 몸체(210)의 변형 능력에는 한계가 발생하기 때문이다.That is, if the center of the damper body 210 is formed relatively longer than both ends, the damper body because the stress is greater at both ends than the center of the damper body 210 by the lateral load applied to the shear wall of the high-rise structure This is because there is a limit in the deformation capacity of 210.

그리고, 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부 및 양단부의 외주는 직선화되었는바, 이는 곡선을 배제하여 설계 및 제작성을 향상시키기 위함이다.In addition, the outer periphery of the center portion and both ends of the damper body 210 is straightened, which is to improve design and manufacturability by excluding a curve.

한편, 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부의 너비가 그 양단부의 너비보다 작게 형성됨으로써 상기 수평 플레이트(230)와 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부 사이에는 소정의 공간이 생기게 되는데, 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부 하부에 환기 설비 등의 배관이나 배선을 배치함으로써 층고를 감소시킬 수 있게 된다.On the other hand, the width of the central portion of the damper body 210 is formed smaller than the width of the both ends, a predetermined space is created between the horizontal plate 230 and the central portion of the damper body 210, the damper body 210 The height of the floor can be reduced by arranging piping or wiring such as a ventilation system under the center of the core.

상술한 바와 같이, 본 발명인 커플링 보(100)에 따르면 2개의 댐퍼 몸체(210)가 상기 한 쌍의 연결부(300) 사이에 그 길이 방향으로 직렬 배치된다. 이는 상기 커플링 보(100)의 전단 내력 및 소성 변형 능력 모두를 확보하기 위한 것이다.As described above, according to the coupling beam 100 of the present invention, two damper bodies 210 are disposed in series in the longitudinal direction between the pair of connection parts 300. This is to ensure both the shear strength and the plastic deformation capacity of the coupling beam (100).

구체적으로, 상기 댐퍼 몸체(210)는 크게 전단 항복형과 휨 항복형으로 나누어지는데, 상기 전단 항복형은 중심부가 양단부에 비하여 상대적으로 짧게 형성되는 댐퍼 몸체(210)에 관한 것이며, 상기 휨 항복형은 중심부가 양단부에 비하여 상대적으로 길게 형성되는 댐퍼 몸체(210)에 관한 것이다.Specifically, the damper body 210 is largely divided into a shear yielding type and a bending yielding type, the shear yielding type relates to a damper body 210 having a central portion relatively shorter than both ends, the bending yielding type The center is related to the damper body 210 is formed relatively long relative to both ends.

즉, 전단벽에 횡하중이 작용하게 되면 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부가 전단력을 받게 되는데, 상기 전단 항복형에 따른 댐퍼 몸체(210)에 의하면 충분한 전단 내력이 확보되는 대신 소성 변형 능력이 저하되는 반면, 상기 휨 항복형에 따른 댐퍼 몸체(210)에 의하면 충분한 소성 변형 능력이 확보되는 대신 전단 내력이 저하된다.That is, when a lateral load is applied to the shear wall, the center of the damper body 210 receives a shear force. According to the damper body 210 according to the shear yielding type, sufficient shear strength is secured, but plastic deformation capacity is deteriorated. According to the damper body 210 according to the bending yield type, the shear strength is lowered instead of ensuring sufficient plastic deformation capacity.

따라서, 본 발명인 커플링 보(100)에서는 상술한 바와 같이 상기 댐퍼 몸체(210)의 중심부를 양단부에 비하여 상대적으로 짧게 형성시킴으로써 충분한 전단 내력을 확보할 수 있게 하였고, 나아가 상기 댐퍼 몸체(210)를 2개 마련하여 그 길이 방향으로 직렬 배치시킴으로써 충분한 소성 변형 능력 역시 확보하였다.Therefore, in the coupling beam 100 of the present invention, as described above, the center of the damper body 210 is formed to be relatively shorter than both ends thereof, thereby ensuring sufficient shear strength, and further, the damper body 210. Sufficient plastic deformation capability was also secured by arranging two and placing them in series in the longitudinal direction.

한편, 상기 한 쌍의 연결부(300) 사이에 배치되는 수직 플레이트(220) 및 상기 수직 플레이트(220)의 양단부에 접합되어 상기 한 쌍의 연결부(300) 사이를 연결하는 수평 플레이트(230)는 소정의 공간을 형성하는데, 상기 댐퍼 몸체(210)는 그 공간의 내부에 설치된다.Meanwhile, a vertical plate 220 disposed between the pair of connecting portions 300 and a horizontal plate 230 joined to both ends of the vertical plate 220 to connect the pair of connecting portions 300 are predetermined. To form a space, the damper body 210 is installed inside the space.

따라서, 상기 수직 플레이트(220) 및 상기 수평 플레이트(230)는 직렬 배치되는 2개의 댐퍼 몸체(210)에 전단벽에 작용하는 횡하중 에너지를 균일하게 분산시킬 수 있다.Accordingly, the vertical plate 220 and the horizontal plate 230 may uniformly distribute the lateral load energy acting on the shear wall to the two damper body 210 arranged in series.

상술한 바와 같이, 상기 연결부(300)는 상기 댐퍼부(200)를 전단벽에 연결시킴과 동시에 전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 상기 댐퍼부(200)에 집중시키도록 상기 댐퍼부(200)의 양측에 마련된다.As described above, the connection part 300 connects the damper part 200 to the shear wall and at the same time both sides of the damper part 200 to concentrate the lateral load energy applied to the shear wall to the damper part 200. Prepared.

이러한 연결부(300)는 상부면 및 하부면이 개구된 중공의 직육면체 형상으로 형성되고, 상기 전단벽에 접하는 면에는 상기 접합부(400)가 관통하여 그 내부에 결합되도록 관통구(310)가 형성된다.The connection part 300 is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape in which an upper surface and a lower surface are opened, and a through hole 310 is formed at a surface in contact with the shear wall so that the junction part 400 penetrates and is coupled therein.

그리고, 상기 연결부(300)의 상부면 또는 하부면을 통하여 그 내부에 콘크리트를 타설함으로써 상기 연결부(300)와 상기 접합부(400)의 부착력을 향상시킬 수 있다.In addition, by placing concrete therein through an upper surface or a lower surface of the connection part 300, the adhesion between the connection part 300 and the junction part 400 may be improved.

상기 접합부(400)는 소정 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되며, 그 일측이 상기 연결부(300)를 관통하여 상기 연결부(300)의 내부면에 결합되고 그 타측이 상기 전단벽의 내부에 고정된다.The junction part 400 is formed in a rod shape having a predetermined length, one side of which is coupled to the inner surface of the connection part 300 through the connection part 300 and the other side is fixed to the inside of the shear wall.

도 6을 참조하면, 상기 접합부(400)의 일단에는 플랜지(430)가 마련됨으로써 상기 연결부(300)의 내부면에 결합된다. 구체적으로 상기 플랜지(430)가 상기 연결부(300)의 내부면과 용접에 의하여 접합되거나, 상기 플랜지(430) 및 상기 연결부(300)를 볼트 등의 체결 부재로 결합할 수 있다.Referring to FIG. 6, one end of the junction 400 is provided with a flange 430 to be coupled to an inner surface of the connection part 300. In detail, the flange 430 may be joined to the inner surface of the connection part 300 by welding, or the flange 430 and the connection part 300 may be coupled to each other by a fastening member such as a bolt.

그리고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 접합부(400)의 양단부에는 부착 플레이트(410)가 관통 결합되는데, 상기 부착 플레이트(410)는 콘크리트와의 부착력을 강화시킨다. 한편, 상기 접합부(400)의 양단에는 상기 부착 플레이트(410)의 위치를 고정시키도록 너트(420)가 마련된다.And, as shown in Figures 5 and 6, both ends of the junction 400, the attachment plate 410 is coupled through, the attachment plate 410 strengthens the adhesion with the concrete. Meanwhile, nuts 420 are provided at both ends of the junction part 400 to fix the position of the attachment plate 410.

상기 접합부(400)가 전단벽 내부에 매립되는 과정 및 상태에 대하여는 아래에서 상세히 설명한다.A process and a state in which the junction 400 is embedded in the shear wall will be described in detail below.

한편, 상기 댐퍼부(200)를 구성하는 상기 댐퍼 몸체(210), 상기 수직 플레이트(220) 및 상기 수평 플레이트(230) 그리고, 상기 연결부(300) 및 상기 접합부(400)는 전단 코어의 연성 능력을 확보함과 동시에 충분한 강성 및 강도를 가질 수 있도록 강판 또는 강봉으로 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the damper body 210, the vertical plate 220 and the horizontal plate 230 constituting the damper portion 200, and the connection portion 300 and the junction 400 is a flexible ability of the shear core It is desirable to form a steel sheet or steel bar so as to ensure sufficient rigidity and strength at the same time.

상기 보강 판재(500)는 장방형의 판재로서 그 양단부는 상기 한 쌍의 연결부(300)의 일측면 및 타측면에 각각 결합된다. 즉, 상기 보강 판재(500)의 양단부, 상기 한 쌍의 연결부(300)의 일측면 및 타측면에는 볼트 구멍이 형성되며 상기 볼트 구멍에 볼트 등의 체결 부재가 체결된다. 이러한 보강 판재(500)는 상기 한 쌍의 연결부(300) 상호 간의 연결력을 강화시키기 위하여 마련된다.The reinforcing plate 500 is a rectangular plate and both ends thereof are coupled to one side and the other side of the pair of connection portions 300, respectively. That is, bolt holes are formed at both ends of the reinforcing plate member 500, one side surface and the other side surface of the pair of connection units 300, and fastening members such as bolts are fastened to the bolt holes. The reinforcing plate 500 is provided to reinforce the connection between the pair of connection portion 300.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보(100)가 전단벽(W1) 사이에 결합된 상태를 나타낸 정면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보(100)가 전단벽(W1)에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명인 커플링 보(100)와 전단벽(W1)의 연결 부분에 대하여 상세히 설명한다.7 is a front view showing a state in which the coupling beam 100 is coupled between the shear wall W1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a coupling beam 100 according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing a state coupled to the shear wall (W1). Referring to Figures 7 and 8 will be described in detail the connecting portion of the present invention the coupling beam 100 and the shear wall (W1).

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명인 커플링 보(100)는 그 접합부(400)가 전단벽(W1)의 내부에 고정됨으로써 상기 전단벽(W1)에 가해지는 횡하중을 흡수하게 된다.7 and 8, the coupling beam 100 of the present invention absorbs the lateral load applied to the shear wall W1 by fixing the joint 400 to the inside of the shear wall W1.

즉, 상기 전단벽(W1)을 구성하는 철근콘크리트 구조에 상기 접합부(400)를 부착 플레이트(410)와 체결하여 정착시킴으로써, 커플링 보(100)의 매립 길이를 축소하여 상기 커플링 보(100)에 사용되는 강재량을 감소시킴과 동시에 좌우 전단벽(W1)의 공간 확보를 용이하게 할 수 있다.That is, by coupling the fixing part 400 with the attachment plate 410 to the reinforced concrete structure constituting the shear wall W1, the embedding length of the coupling beam 100 is reduced to reduce the coupling beam 100. It is possible to reduce the amount of steel used in the and at the same time easy to secure the space of the left and right shear walls (W1).

또한, 철근 또는 H형강을 상기 전단벽(W1) 내부에 고정시킬 필요가 없게 되어 상기 커플링 보(100)가 상기 전단벽(W1)에 정착되는 부분의 구조가 단순해지므로 즉, 상기 커플링 보(100)와 다른 구조물과의 간섭이 없으므로 복잡한 배근 상세에 따른 시공성 저하 및 공기(工期)의 지연을 방지할 수 있다. In addition, since there is no need to fix reinforcing bars or H-beams inside the shear wall W1, the structure of the portion where the coupling beam 100 is fixed to the shear wall W1 is simplified, that is, the coupling beam ( 100) and there is no interference with other structures, it is possible to prevent the deterioration of the workability and the delay of air due to the complex reinforcement details.

나아가, 철골 부재인 H형강 등을 설치하기 위해서 동바리 등이 장비가 필요하지 않으므로 역시 시공성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the installation of the copper bar, etc. in order to install the H-shaped steel, etc., which is a steel member, can also improve the workability.

한편, 상술한 바와 같이 상기 연결부(300)의 내부에 그 상부면 또는 하부면을 통하여 콘크리트를 타설함으로써 상기 연결부(300)와 상기 접합부(400)의 부착력을 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 상기 연결부(300)는 상기 전단벽(W1)에 더욱 견고하게 고정된다.On the other hand, as described above by placing concrete through the upper surface or the lower surface of the inside of the connection portion 300 can improve the adhesion between the connection portion 300 and the junction 400, thereby the connection portion ( 300 is more firmly fixed to the shear wall (W1).

도 9는 전단벽(W1)에 횡하중 작용시 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 보(100)를 나타낸 상태도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 전단벽(W1)에 횡하중이 작용할 경우 본 발명 커플링 보(100)의 댐퍼부(200)는 상기 전단벽(W1) 등의 다른 구조물보다 먼저 항복함으로써 소성 변형되고 이에 의하여 횡하중 에너지를 흡수할 수 있다.Figure 9 is a state diagram showing a coupling beam 100 according to an embodiment of the present invention when the lateral load action on the shear wall (W1). As shown in FIG. 9, when the lateral load acts on the shear wall W1, the damper part 200 of the coupling beam 100 of the present invention is plastically deformed by yielding earlier than other structures such as the shear wall W1 and thereby the lateral load. It can absorb energy.

상술한 바와 같이 상기 댐퍼부(200)에 있어서 댐퍼 몸체(210)는 2개 마련하여 그 길이 방향으로 직렬 배치시킴으로써 충분한 소성 변형 능력을 확보하였며, 이로 인하여 상기 댐퍼부(200)는 상기 전단벽(W1)보다 먼저 항복하여 횡하중 에너지를 흡수함으로써 상기 전단벽(W1)의 연성 능력이 향상된다.As described above, in the damper part 200, two damper bodies 210 are provided and arranged in series in the longitudinal direction, thereby ensuring sufficient plastic deformation capacity. As a result, the damper part 200 has the shear wall ( By yielding earlier than W1) and absorbing lateral load energy, the ductility of the shear wall W1 is improved.

즉, 상기 댐퍼부(200)의 소성 변형을 통해 각 층의 응력이 재분배되어 특정층과 전단벽(W1)의 손상을 방지할 뿐만 아니라 전단벽 구조 시스템의 연성 능력을 증가시켜 내진 성능을 크게 향상시킬 수 있다.That is, the stress of each layer is redistributed through the plastic deformation of the damper part 200 to prevent damage to a specific layer and the shear wall W1, and to increase the ductility of the shear wall structure system, thereby greatly improving seismic performance. have.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이 전 전단벽(W1)에 횡하중이 작용하는 경우 상기 댐퍼부(200)만이 횡하중 에너지를 안정적으로 흡수함으로써 항복하여 소성 변형을 일으킬 뿐, 상기 전단벽(W1)과 커플링 보(100)의 연결부(300)에는 횡하중 에너지가 작용하지 않아 균열이 거의 발생하지 않는다.That is, as shown in FIG. 9, when the lateral load acts on the front shear wall W1, only the damper part 200 stably absorbs the lateral load energy to yield plastic deformation, and couples with the shear wall W1. Since the lateral load energy does not act on the connection part 300 of the beam 100, cracking hardly occurs.

그리고, 소성 변형이 발생한 댐퍼부(200)는 새로운 원형의 댐퍼부(200)로 대체할 수 있으므로 그 복구가 용이하게 이루어진다.In addition, since the damper part 200 in which plastic deformation has occurred may be replaced with a new circular damper part 200, the recovery is easily performed.

구체적으로, 상기 접합부(400)의 일단에 마련된 플랜지(430)가 상기 연결부(300)의 내부면과 볼트 등의 체결 부재로 결합되는 경우, 상기 볼트 등을 분리함으로써 상기 접합부(400)와 상기 연결부(300)의 결합을 해제하여 상기 연결부(300)와 소성 변형된 상기 댐퍼부(200) 모두를 원형의 것으로 대체할 수 있다.Specifically, when the flange 430 provided at one end of the joining part 400 is coupled to the inner surface of the connecting part 300 by a fastening member such as a bolt, the joining part 400 and the connecting part by separating the bolt and the like. By releasing the coupling of the 300, all of the connection part 300 and the damper part 200 that are plastically deformed may be replaced with a circular one.

또한, 상기 연결부(300)와 소성 변형된 상기 댐퍼부(200)의 접합을 용접 등에 의한 방법으로 해제시키고, 새로운 원형의 댐퍼부(200)를 상기 연결부(300) 사이에 마련되도록 용접 등에 의한 방법으로 접합함으로써 상기 댐퍼부(200)를 원형의 것으로 대체할 수도 있다.In addition, the method of welding or the like is released to release the connection between the connection part 300 and the damper part 200 which is plastically deformed by welding or the like, and a new circular damper part 200 is provided between the connection part 300. The damper part 200 may be replaced by a circular one by joining with a.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100: 커플링 보 200: 댐퍼부
300: 연결부 400: 접합부
500: 보강 판재100: coupling beam 200: damper part
300: connection 400: connection
500: reinforcing plate

Claims (7)

전단벽에 가해지는 횡하중 에너지를 흡수하는 커플링 보에 있어서,
상기 횡하중 에너지를 흡수하여 소성 변형되도록 상기 전단벽 사이에 마련되는 댐퍼부;
상기 댐퍼부를 상기 전단벽에 연결시키도록 상기 댐퍼부의 양측에 마련되는 한 쌍의 연결부; 및
일측은 상기 연결부에 관통 결합되고, 타측은 상기 전단벽의 내부에 고정되는 접합부; 를 포함하는 커플링 보.In a coupling beam that absorbs lateral load energy applied to a shear wall,
A damper portion provided between the shear walls to absorb the lateral load energy and plastically deform it;
A pair of connecting portions provided at both sides of the damper portion to connect the damper portion to the front wall; And
One side is coupled through the connecting portion, the other side is fixed to the interior of the shear wall; Coupling beam comprising a. 제1항에 있어서,
상기 댐퍼부는,
상기 한 쌍의 연결부 사이에 그 길이 방향으로 직렬 배치되는 2개의 댐퍼 몸체와,
상기 댐퍼 몸체 사이에 마련되는 수직 플레이트와,
상기 수직 플레이트의 양단부에 접합되어 상기 한 쌍의 연결부 사이를 연결하도록 상기 댐퍼 몸체의 상측 및 하측에 마련되는 수평 플레이트를 포함하는 커플링 보.The method of claim 1,
The damper unit,
Two damper bodies disposed in series in the longitudinal direction between the pair of connecting portions;
A vertical plate provided between the damper body;
And a horizontal plate joined to both ends of the vertical plate and provided at upper and lower sides of the damper body to connect between the pair of connecting portions. 제2항에 있어서,
상기 댐퍼 몸체는, 중심부가 일정한 너비를 가지고, 상기 중심부에서 양단부로 갈수록 너비가 일정하게 커지는 형상의 판재로 형성되는 것을 특징으로 하는 커플링 보.The method of claim 2,
The damper body is a coupling beam, characterized in that the central portion has a constant width, the width is formed of a plate shape of a constant width toward the both ends from the central portion. 제1항에 있어서,
상기 연결부는 상부면 및 하부면이 개구된 중공의 직육면체 형상으로 형성되고, 상기 전단벽에 접하는 면에는 상기 접합부가 관통하여 그 내부에 결합되도록 관통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 커플링 보.The method of claim 1,
The connecting part is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape with the upper and lower surfaces open, the coupling beam is characterized in that the through-hole is formed in the surface contacting the shear wall so that the joining portion is penetrated and coupled therein. 제1항에 있어서,
상기 접합부는 소정 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되며, 일단부는 상기 연결부의 내부면에 결합되는 것을 특징으로 하는 커플링 보.The method of claim 1,
The joint portion is formed in a rod shape having a predetermined length, one end is coupled to the coupling beam, characterized in that coupled to the inner surface of the connecting portion. 제1항에 있어서,
상기 접합부의 양단부에는 콘크리트와의 부착력을 강화시키는 부착 플레이트가 마련되는 것을 특징으로 하는 커플링 보.The method of claim 1,
Coupling beams, characterized in that the mounting plate is provided on both ends of the joint portion to strengthen the adhesion with the concrete. 제4항에 있어서,
장방형으로 형성되고, 양단부가 상기 한 쌍의 연결부의 일측면 및 타측면에 각각 결합되는 보강 판재; 를 더 포함하는 커플링 보.The method of claim 4, wherein
A reinforcing plate formed in a rectangular shape and having both ends coupled to one side and the other side of the pair of connection portions, respectively; Coupling beam further comprising.
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