KR20140102080A - Column Type Vibration Control Device - Google Patents

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KR20140102080A
KR20140102080A KR1020130015519A KR20130015519A KR20140102080A KR 20140102080 A KR20140102080 A KR 20140102080A KR 1020130015519 A KR1020130015519 A KR 1020130015519A KR 20130015519 A KR20130015519 A KR 20130015519A KR 20140102080 A KR20140102080 A KR 20140102080A
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Abstract

Disclosed is a column-type vibration control apparatus which is installed between the upper layer beam and the lower layer beam of a rahmen frame structure having columns and the beams rigidly joined therein and which is capable of absorbing and damping a horizontal load using interlayer deformation when the horizontal load is applied. According to a proper embodiment of the present invention, the column-type vibration control apparatus installed between the upper layer beam and the lower layer beam of the rahmen frame structure having the columns and the beams rigidly joined therein comprises a vibration control unit including a first and a second vertical member and a vibration control member joined to be arranged between the first and the second vertical member; a pair of upper fixing members of which one end is joined to the upper layer beam and the other end is joined to the top of the respective exposed surface of the vertical members by pins so that one end of the vibration control unit can be fixed to the upper layer beam by pins; and a pair of lower fixing members of which one end is joined to the lower layer beam and the other end is joined to the bottom of the respective exposed surface of the vertical members so that the other end of the vibration control unit can be fixed to the lower layer beam by pins, wherein the vertical members have lengths shorter than the lengths of the columns, are separated from each other at certain intervals, and arranged in parallel with each other.

Description

기둥형 제진장치{Column Type Vibration Control Device}Column Type Vibration Control Device [0002]

본 발명은 풍하중과 지진하중을 포함하는 수평하중 발생시 라멘 골조의 층간 변형을 이용한 제진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기둥과 보가 강접된 라멘 골조 구조물의 상하층 보 사이에 설치되어 수평하중이 작용할 때 층간 변형을 이용하여 수평하중을 흡수,감쇠시킬 수 있는 기둥형 제진장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration damper using interlaminar deformation of a raymen frame in the case of a horizontal load including a wind load and an earthquake load. More particularly, the present invention relates to a vibration damper installed between upper and lower beams of a ramean frame structure, The present invention relates to a columnar vibration damper capable of absorbing and attenuating a horizontal load using interlayer deformation.

제진(制振, Vibration Control)이란 건물의 경우 바람이나 지진 등에 의해 발생하는 진동을 제어하는 것을 말하고, 진동 제어를 위해 특별한 장치나 기구 즉, 제진장치를 설치한 구조를 제진구조라 한다. 제진의 목적은 바람이나 지진 등에 의해 구조물에 입력되는 진동에너지를 제진장치를 설치하여 소산시킴으로써 구조물의 안전성과 거주성을 향상시키는 데 있다.Vibration control refers to the control of vibration caused by wind or earthquake in a building, and the structure with a special device or mechanism, that is, a vibration suppression device, is called a vibration suppression structure for vibration control. The purpose of vibration damping is to improve the safety and habitability of the structure by dissipating vibration energy input to the structure by wind or earthquake by installing a vibration isolation device.

제진의 방법으로는 외부에서 오는 진동과 이에 따른 구조물의 진동을 감지하는 기능을 구조물 자체에서 갖추고 구조물의 내부나 외부에서 구조물의 진동에 대응한 제어력을 가하여 구조물의 진동을 저감시키는 능동제어와 건물에 부가적인 에너지 소산 장치를 설치하여 구조물의 감쇠 성능을 향상함으로써 건물의 동적인 응답을 제어하는 수동제어가 있다.As a vibration suppression method, there is an active control that reduces the vibration of the structure by applying the control force corresponding to the vibration of the structure from inside or outside of the structure and having the function of sensing the vibration of the structure and the vibration of the structure accordingly. There is a passive control that controls the dynamic response of the building by installing an additional energy dissipation device to improve the damping performance of the structure.

수동형 제진장치는 크게 질량 동조형과 에너지 소산형으로 나눌 수 있다. 전자는 주로 건물의 최상부에 설치되어 주로 바람에 대한 거주성을 높이는 목적으로 설치되며, 후자는 주로 각 층에 설치되어 지진에 대한 안전성 및 바람에 대한 거주성을 높이기 위하여 사용된다.Passive type vibration suppression devices can be classified into mass vibration type and energy dissipation type. The former is mainly installed at the top of the building, mainly for the purpose of increasing the residence of the wind. The latter is mainly installed in each floor to increase the safety of the earthquake and the residence of the wind.

에너지 소산형 제진장치는 다시 변위 의존형과 속도 의존형으로 나눌 수 있는데, 변위 의존형 장치는 재료 사이의 마찰력이나 금속의 소성변형에 의한 에너지 소산 특성을 이용한 것이고, 속도 의존형은 점성, 점탄성 물질이 변형할 때 열이 발생하며 진동에너지를 소산하는 특성을 이용하는 것으로 소산되는 에너지는 속도에 비례하여 커지는 특성이 있다.The energy dissipative type vibration damper can be divided into a displacement dependent type and a speed dependent type. The displacement dependent type device utilizes the energy dissipation characteristic due to the frictional force between the materials or the plastic deformation of the metal. The speed dependent type is a case where the viscous material, The energy dissipated by generating heat and dissipating the vibration energy has a characteristic that the energy dissipated increases in proportion to the speed.

속도 의존형의 제진장치의 일종인 유압댐퍼는 강재댐퍼에 비하여 내진성능이 우수하여, 중, 강진이 전국적으로 빈번하게 발생하는 일본에서 주로 사용되고 있다. 그런데, 이러한 유압댐퍼는 고가이므로, 지진의 발생빈도가 낮고 지진의 강도가 높지 않은 우리나라에는 불필요할 정도로 과다한 공법이다. 반면, 강재댐퍼는 유압댐퍼에 비하여 내진성능은 다소 떨어지지만 시공비가 저렴하므로, 철골 구조물 보강용으로 사용되고 있다.Hydraulic dampers, which are a kind of speed dependent vibration damping devices, have excellent seismic performance compared with steel dampers and are mainly used in Japan where heavy earthquakes occur nationwide. However, since such a hydraulic damper is expensive, it is unnecessarily excessive in the country where the occurrence frequency of the earthquake is low and the strength of the earthquake is not high. On the other hand, the steel damper has a somewhat lower seismic performance than the hydraulic damper, but the steel damper is used for reinforcement of the steel structure because the construction cost is low.

그런데 상술한 강재댐퍼를 이용한 제진구조는 대부분 가새 형상의 타입으로 공간적 장애요인이 발생하여 가변형 구조에 적합하지 않으며, 지진발생 후 교체가 번거로운 단점이 있다. 따라서 가변형 구조를 요하는 RC구조물의 제진구조에 적용이 곤란하며, 지진발생 후 제진장치를 다시 설치하는데 비효율적이다.However, the vibration damping structure using the above-described steel damper is mostly a brace type, which is not suitable for a variable structure due to a spatial obstacle, and it is disadvantageous in that it is troublesome to replace it after occurrence of an earthquake. Therefore, it is difficult to apply it to the vibration damping structure of the RC structure requiring the variable structure, and it is inefficient to reinstall the vibration damping device after the earthquake.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 10-1070043 ‘건물의 내진성능 향상을 위한 기둥 형태의 댐퍼’(특허문헌1)가 있다. 이 특허는 공간적 장애요인을 유발하지 않도록 기둥 형태의 댐퍼를 고안하는데 특히 건물의 내진성능을 향상시킬 수 있도록 시멘트 페이스트 또는 시멘트 모르타르에 마이크로 및 매크로 섬유를 첨가한 기둥 형태의 댐퍼를 제안한다. 이 특허가 제안하는 기둥 형태의 댐퍼는 기존 시멘트 복합체에 비해서 설계 하중 및 추가 하중 하에서 균열을 억제하거나 지연할 수 있는 능력이 뛰어나 내투수성 및 내구성이 우수하고 에너지 소산 및 손상제어 능력이 향상되는 장점이 있으나 타재료와의 비교시 시멘트 복합체의 연성의 한계와 지진하중 후 기둥 형태의 댐퍼를 교체가 필요할 경우 친환경적이지 않은 폐기물이 발생하는 등의 문제점을 가진다.As a background of the present invention, there is a patent document 10-1070043 'Column-shaped damper for improving seismic performance of a building' (Patent Document 1). This patent devises columnar dampers not to cause spatial obstacles. In particular, we propose columnar dampers with micro and macro fibers added to cement paste or cement mortar to improve the seismic performance of buildings. The column-type damper proposed by this patent has superior capability of suppressing or delaying cracks under design load and additional load as compared with existing cement composite, and is excellent in permeability and durability and improved energy dissipation and damage control ability However, when compared with other materials, there are problems such as the limit of ductility of cement composites and the occurrence of non-environmentally friendly waste when the column type damper needs to be replaced after earthquake load.

특허등록 제10-0718294호 ‘건물의 내진성능 향상을 위한 기둥 형태의 댐퍼'Patent No. 10-0718294 'Column-type damper for improving seismic performance of buildings'

본 발명은 상술한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 가변형 구조물에 있어서 공간적 장애요인이 발생하지 않는 기둥형 제진장치를 제공하며 또한 경제적이며 친환경 재료인 강재를 사용하는 제진장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a columnar vibration damper in which a spatial obstacle does not occur in a variable structure and to provide a vibration damper using an economical and environmentally friendly steel material .

본 발명의 적절한 실시형태에 따른 기둥형 제진장치는, 기둥과 보가 강접된 라멘 골조의 상하층 보 사이에 설치되는 제진장치로, 기둥의 길이보다 짧고 서로 일정거리 이격되어 병렬배치되는 제1,2 수직부재와, 제1,2 수직부재 사이에 배치되어 접합되는 제진부재로 구성되는 제진장치; 일단이 상층 보에 접합되고 타단이 수직부재의 각 노출면 상단에 핀접합되어 제진장치의 일단을 상층 보에 핀고정시키는 한 쌍의 상부고정부재; 및 일단이 하층 보에 접합되고 타단이 수직부재의 각 노출면 하단에 핀접합되어 제진장치의 타단을 하층 보에 핀고정시키는 한 쌍의 하부고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.A column vibration damping device according to a preferred embodiment of the present invention is a vibration damping device installed between upper and lower stratum beams of a rafter frame in which columns and beams are in contact with each other. A vibration suppression device composed of a vertical member and a vibration suppressing member disposed and joined between the first and second vertical members; A pair of upper fixing members, one end of which is joined to the upper beam and the other end of which is pin-joined to the upper end of each of the exposed surfaces of the vertical member so that one end of the vibration- And a pair of lower fixing members, one end of which is joined to the lower beam and the other end of which is pin-joined to the lower end of each of the exposed surfaces of the vertical member, thereby pinning the other end of the vibration damper to the lower beam.

이때, 제진장치의 제1,2 수직부재는 H형 단면형상을 갖는 압연형강으로 구성될 수 있다.At this time, the first and second vertical members of the vibration damping device may be constituted of a rolled steel having an H-shaped cross-sectional shape.

또한 제진부재는 고감쇠고무로 구성되어 수평하중 발생 시 고감쇠고무의 전단변형에 의하여 수평하중을 흡수 감쇠할 수 있다.The vibration damping member is composed of high-damping rubber, so that the horizontal load can be damped by the shear deformation of the high-damping rubber when the horizontal load is generated.

한편 제진부재는 다수개의 소성링크가 형성되어 있는 강판으로 구성되어 지진하중 발생 시 소성링크의 탄소성 변형에 의하여 수평하중을 흡수 감쇠할 수 있다.On the other hand, the vibration damping member is composed of a steel plate having a plurality of sintered links formed therein, so that the horizontal load can be absorbed and attenuated by the elastic deformation of the sintered link when a seismic load occurs.

또한 제진부재는 제1,2 수직부재 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 제1,2 수직부재의 길이방향에 대해 수직되게 접합되는 다수개의 강판으로 구성되어 수평하중 발생 시 강판의 탄소성 변형에 의하여 수평하중을 흡수 감쇠할 수 있다.The vibration damping member is composed of a plurality of steel plates vertically bonded to the first and second vertical members at regular intervals in the longitudinal direction and perpendicular to the longitudinal direction of the first and second vertical members, It can absorb and damp the horizontal load.

여기서, 한 쌍의 상부고정부재와 한 쌍의 하부고장부재는 T형 단면형상을 갖는 압연형강으로 구성되어 플랜지가 보에 고정되고 웨브가 제진장치의 노출면에 핀접합될 수 있다.Here, the pair of upper fixing members and the pair of lower fault members are composed of rolled steel having a T-shaped cross-sectional shape so that the flange is fixed to the beam and the web can be pin-bonded to the exposed surface of the vibration damper.

본 발명에 따른 기둥형 제진장치는 풍하중이나 지진하중 발생 시 라멘 골조 구조물에 층간변형이 발생하면, 상단이 상층 보에 핀고정되고 하단이 하층보에 핀고정된 제진장치는 상,하단에서 서로 반대 방향으로 변위가 발생하게 되며, 이때 제진장치의 제진부재가 탄소성적으로 전단변형하여 수평하중을 흡수 및 감쇠시켜 골조 구조물의 구조적 안정성 및 사용성을 확보하는 효과가 있다. The columnar vibration suppression device according to the present invention is characterized in that when an interlaminar deformation occurs in a frame structure during a wind load or an earthquake load, the upper and lower ends of the vibration damper are pinned to the upper beam and the lower beam, The vibration damper of the vibration damper is elastically deformed by shearing to absorb and attenuate the horizontal load to secure the structural stability and usability of the frame structure.

또한 본 발명에 따른 기둥형 제진장치는 구조가 간단하고 제작 및 설치가 용이하며 비용이 저렴하여 생산성 향상에 크게 기여할 수 있고 지진하중 발생 후 제진장치에 영구변형이 일어난 경우 교체가 간단한 장점이 있다.Also, the column type vibration damping device according to the present invention has a simple structure, is easy to manufacture and install, and can contribute to productivity improvement due to low cost, and can be easily replaced when the vibration damper is permanently deformed after the occurrence of the earthquake load.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥형 제진장치가 설치된 라멘 골조의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 조립사시도이다.
도 4는 본 발명의 메커니즘을 설명하기 위한 것으로 도 4a는 라멘 골조에 수평변위가 발생하기 전의 모습을 나타낸 것이고, 도 4b는 라멘 골조에 수평변위가 발생할 때의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 형상을 나타낸 것으로 5a는 사시도, 5b는 제진부재의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view of a railing frame with a columnar vibration damper according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is an exploded perspective view of a columnar vibration damper according to an embodiment of the present invention.
3 is an assembled perspective view of a columnar vibration damper according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a view for explaining the mechanism of the present invention. Fig. 4a shows a state before a horizontal displacement occurs in a rament frame, and Fig. 4b is a front view when a horizontal displacement occurs in a rament frame.
5 is a perspective view of a columnar vibration damper according to another embodiment of the present invention, in which 5a is a perspective view and 5b is a front view of the vibration damper.
6 is a perspective view of a columnar vibration damper according to another embodiment of the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥형 제진장치가 설치된 라멘 골조의 정면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view of a railing frame with a columnar vibration damper according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 실시예에 따른 기둥형 제진장치는 기둥(1)과 보(2)가 강접된 라멘 골조에 설치되는 제진장치로서 기둥의 길이보다 짧고 서로 일정거리 이격되어 병렬배치되는 제1,2 수직부재(11,12)와, 제1,2 수직부재(11,12) 사이에 배치되어 접합되는 제진부재(13)로 구성되는 제진장치(10), 일단이 상층 보에 접합되고 타단이 수직부재(11,12)의 각 노출면에 핀접합되어 제진장치(10)의 일단을 상층 보(2a)에 핀고정시키는 한 쌍의 상부고정부재(20), 일단이 하층 보(2b)에 접합되고 타단이 수직부재(11,12)의 각 노출면에 핀접합되어 제진장치(10)의 타단을 하층 보(2b)에 핀고정시키는 한 쌍의 하부고정부재(30)를 포함하여 구성된다. The columnar vibration isolation device according to the present embodiment is a vibration isolation device installed in a rament frame in which the column 1 and the beam 2 are in contact with each other. The vibration isolation device includes first and second vertical members (11), and a vibration damping member (13) disposed and joined between the first and second vertical members (11, 12) A pair of upper fixing members 20 for fin-fixing one end of the vibration suppression device 10 to the upper layer beam 2a by pin bonding to the exposed surfaces of the lower layer beam 2b and the lower layer beam 2b, And a pair of lower fixing members 30 which are pin-joined to the exposed surfaces of the vertical members 11 and 12 to pin the other end of the vibration suppression device 10 to the lower layer beam 2b.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 분해사시도이고 도 3은 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of a columnar vibration damper according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view.

도 2를 참조하면, 제진장치(10)의 제1,2 수직부재(11,12)는 강재로 구성된 길이재로 그 형상은 도시된 것에 제한되지 않으나 바람직하게는 수급이 용이하고 재료의 역학적 특성이 널리 알려져 있으며 균일한 품질을 확보할 수 있는 H형의 단면형상을 갖는 압연형강이 사용될 수 있다. 본 발명은 이러한 기성의 H형강을 적용하는 것에 한정되지 않고 상하부 플랜지와 웨브 플레이트를 별도로 준비하고 이들을 용접하여 제조되는 빌트-업 제품이 될 수도 있다. 빌트-업으로 제작할 경우, 상하부 플랜지 상호간 또는 상하부 플랜지와 웨브 상호간에 서로 다른 강종 또는 두께의 플레이트를 적용하여 보다 효율적으로 단면을 구성하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 2, the first and second vertical members 11 and 12 of the vibration damping device 10 are made of a steel material. The shape of the first and the second vertical members 11 and 12 is not limited to the illustrated ones, Rolled steel having an H-shaped cross-sectional shape which is widely known and can ensure a uniform quality can be used. The present invention is not limited to the application of such preformed H-shaped steel, but may be a built-up product prepared by separately preparing upper and lower flanges and web plates and welding them. In the case of built-up, it is possible to construct a cross section more efficiently by applying plates of different kinds or thickness to each other between upper and lower flanges or between upper and lower flanges and webs.

제1,2 수직부재(11,12) 사이에 제1,2 수직부재(11,12)의 전체 길이에 걸쳐 또는 일정 구간에 배치되어 제1,2 수직부재(11,12)에 접합되는 제진부재(13)는 수평하중이 작용할 경우 층간변형이 발생하면서 제진부재(13)가 작동 즉, 탄소성 변형하면서 수평하중을 흡수하도록 유도한다. The first vertical member 11 and the second vertical member 12 are disposed between the first and second vertical members 11 and 12 over the entire length of the first and second vertical members 11 and 12, When the horizontal load is applied, the member 13 induces the vibration damper 13 to operate, that is, elastically deforming while absorbing the horizontal load, while interstory deformation occurs.

제진부재(13)로는 고감쇠고무(High Damping Rubber)가 사용될 수 있다. 고감쇠고무는 천연고무 또는/및 카본블랙에 충전제, 가황제, 노화방지제 및 가소제 등과 같은 첨가제를 첨가한 후 일정한 온도의 압력과 열을 가하는 가황(Vulcanization)과정을 거쳐 제작된다. 이때, 천연고무 또는/및 카본블랙에 첨가되는 첨가제의 비율을 조절할 경우 고감쇠고무의 점성 및 탄성이 조절된다. 제진부재로 고감쇠고무가 사용될 경우, 제1,2 수직부재(11,12) 사이 공간에 고감쇠고무를 설치하여 가황접합 등의 이 분야에서 공지된 임의의 방법을 적용하여 접합한다.The damping member 13 may be a high damping rubber. The high-damping rubber is prepared by adding additives such as fillers, vulcanizing agents, antioxidants and plasticizers to natural rubber and / or carbon black, and then vulcanizing the mixture at a predetermined temperature and a heat. At this time, the viscosity and elasticity of the highly damped rubber are controlled by adjusting the ratio of the additive added to the natural rubber or / and the carbon black. When a high-damping rubber is used as the vibration-damping member, a high-damping rubber is provided in the space between the first and second vertical members 11 and 12 and joined by applying any method known in the art such as vulcanization bonding.

수평하중이 작용할 경우 고감쇠고무로 구성된 제진부재(13a) 즉, 고감쇠고무 제진부재(13a)가 유연하게 변형 저항하면서 수평하중을 흡수, 감쇠시킨다. 고감쇠고무 제진부재(13a)는 수평강성, 수직강성 및 한계성능 등 제진부재로서의 성능을 안정적으로 수행하기 위해 고감쇠고무 재료의 물성이 적절히 선택될 수 있으며 수평하중의 크기에 따라 두께와 면적을 조절할 수 있다. When the horizontal load is applied, the vibration damping member 13a composed of the high damping rubber, that is, the damping rubber vibration damping member 13a flexibly deforms and absorbs the horizontal load while damping. In order to stably perform the performance as a vibration damping member such as a horizontal stiffness, a vertical stiffness and a marginal performance, the high damping rubber damping member 13a can appropriately select physical properties of the high damping rubber material and calculate the thickness and area Can be adjusted.

이와 같이 구성된 제진장치(10)는 상부고정장치(20) 및 하부고정장치(30)를 이용하여 상하층 보(2a,2b) 사이에 설치된다. 제진장치(10)는 도 1에 도시된 것과 같이 상하층 보(2a,2b)의 중앙부를 서로 연결하도록 설치하는 것이 상층 보(2a)의 내하력 증진 및 내진 보강의 효율 측면에서 유리하다. 그러나, 제진장치(10)의 설치 위치는 보의 중앙부로 제한되지 않고 보강대상 라멘 골조 구조물의 보유 내진 성능에 따라 적절히 변경될 수 있다. The vibration damper 10 constructed as described above is installed between the upper and lower stratum cores 2a and 2b by using the upper fixing device 20 and the lower fixing device 30. [ The vibration isolation device 10 is advantageously installed in such a manner that the central portions of the upper and lower storey beams 2a and 2b are connected to each other as shown in FIG. 1 in terms of efficiency of the load bearing capacity enhancement and seismic strengthening of the upper story beam 2a. However, the installation position of the vibration suppression device 10 is not limited to the central portion of the beam but can be appropriately changed according to the earthquake-proof performance of the frame structure of the raft frame to be reinforced.

상부고정장치(20) 및 하부고정장치(30)는 제진장치(10)를 상층 보(2a)와 하층 보(2b)로부터 이격하여 핀고정시키는 역할을 하는 것으로, 수평하중이 작용할 경우 변형 및 파괴되지 않는 강도와 강성을 가지는 이 분야에서 공지된 임의의 소재로 제작될 수 있다. H형강, L형강 및 플레이트가 선택적으로 사용될 수 있지만 보와 제진장치 사이의 접합부에 작용하는 압축과 인장에 저항하여 그 자체는 변형이나 파괴되지 않고 수평하중을 제진장치(10)로 전달할 수 있으며 제진장치(10)와의 접합이 용이한 T형강을 사용하는 것이 바람직하다. The upper fixing device 20 and the lower fixing device 30 serve to pin the vibration damper 10 away from the upper beam 2a and the lower beam 2b and, Can be made of any material known in the art having a strength and stiffness that is not exceeded. The H-shaped beam, the L-shaped beam and the plate can be used selectively, but they can transmit the horizontal load to the vibration suppression device 10 without being deformed or broken by resisting the compression and tensile acting on the joint between the beam and the vibration suppression device. It is preferable to use a T-shaped steel which is easy to be joined to the apparatus 10.

도 4는 본 발명의 메커니즘을 설명하기 위한 것으로 도 4a는 본 발명에 따른 기둥형 제진장치가 설최딘 라멘 골조에 수평변위가 발생하기 전의 모습을 도시한 정면도이고, 도 4b는 라멘 골조에 수평변위가 발생할 때의 정면도이다.FIG. 4A is a front view showing a state before a horizontal displacement occurs in a columnar vibration damper according to the present invention, and FIG. 4B is a front view showing a horizontal displacement Is a front view of the apparatus.

위에서 설명한 것과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 작용은 다음과 같다. 수평하중이 라멘 골조 구조물에 전달되면 층간 변형이 발생한다. 이러한 층간변형에 의해 상층 보(2a)와 하층 보(2b)가 서로 반대 방향으로 변위가 발생되고, 상층 보(2a)에 핀고정된 제진장치(10)의 상단과 하층 보(2b)에 핀고정된 제진장치(10)의 하단도 예로서 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이 서로 반대방향(V1, V2)으로 이동한다. 이때 제진장치(1)의 고감쇠고무 제진부재(13a)가 탄성적으로 전단변형하여 지진하중을 흡수 및 감쇠시켜 골조 구조물의 구조적 안정성 및 사용성을 확보하게 된다. 또한 기둥형 제진장치는 구조가 간단하고 제작 및 설치가 용이하며 비용이 저렴하여 생산성 향상에 크게 기여할 수 있고 지진하중 발생 후 제진장치에 영구변형이 일어난 경우 교체가 간단한 장점이 있다.The operation of the columnar vibration damper according to one embodiment of the present invention constructed as described above is as follows. When the horizontal load is transferred to the frame structure, interlaminar deformation occurs. The upper layer beam 2a and the lower layer beam 2b are displaced in opposite directions due to such interlaminar transformation and the upper end of the vibration damper 10 pinned to the upper layer beam 2a and the lower layer beam 2b The lower ends of the fixed vibration damping apparatus 10 also move in opposite directions V1 and V2 as indicated by the arrows in Fig. At this time, the highly damped rubber damping member 13a of the vibration damping device 1 is resiliently sheared to absorb and damp the earthquake load, thereby securing the structural stability and usability of the frame structure. In addition, the column type vibration damping device has a simple structure, easy to manufacture and install, and can contribute to productivity improvement due to low cost, and has a merit of simple replacement when the vibration damper is permanently deformed after the occurrence of the earthquake load.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 형상을 나타낸 것으로 5a는 사시도, 5b는 제진부재의 정면도이다.5 is a perspective view of a columnar vibration damper according to another embodiment of the present invention, in which 5a is a perspective view and 5b is a front view of the vibration damper.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치(10)의 제진부재(13)로는 소성링크가 형성되어 있는 제진 강판이 사용될 수 있다. 도시된 것처럼 소성링크 제진부재(13b)에는 높이에 비해 폭이 큰 소성홈(14)이 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 다수 개가 천공된다. 소성링크 제진부재(13b)는 제1,2 수직부재(11,12)의 웨브와 나란하게 제1,2 수직부재(11,12)에 용접 등의 이 분야에서 공지된 임의의 접합방법이 사용될 수 있다. 소성홈(14)은 소성링크 제진부재(13b)의 종단면을 불연속시켜서 소성링크(15)를 제공하기 위한 수단이다. 단면의 연속성이 단절된 부위, 즉 소성홈들 사이에 소성링크(15)가 형성되고 설계지진하중 이상의 하중이 재하되었을 때 소성링크(15) 부위에서 소성힌지가 발생하여 영구변형하거나 절단된다. 이처럼 취약부인 소성링크(15)에서 소성변형을 허용하게 되면 영구변형이나 절단과 같은 소성 힌지가 발생하고 이후 응력이 재분배되어 소정의 추가 외력에 저항할 수 있으므로 제1,2 수직부재(11,12) 및 기둥(1)과 보(2)에는 영향을 주지 않게 된다. A vibration-damping steel plate having a firing link may be used as the vibration damping member 13 of the columnar vibration damping device 10 according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, a plurality of firing grooves 14 having a width larger than the height are formed in the firing link vibration damping member 13b at regular intervals in the longitudinal direction. The firing link vibration damping member 13b may be any of the joining methods known in the art such as welding to the first and second vertical members 11 and 12 in parallel with the webs of the first and second vertical members 11 and 12 . The firing groove 14 is a means for providing the firing link 15 by discontinuing the longitudinal section of the firing link vibration damping member 13b. When plastic link 15 is formed between the sections where the continuity of sections is cut off, that is, between plastic grooves, and a load greater than the designed seismic load is applied, a plastic hinge occurs at the plastic link 15 and is permanently deformed or cut. If plastic deformation is permitted in the firing link 15, the plastic hinge such as permanent deformation or cutting is generated, and then the stress is redistributed to resist a predetermined additional external force, so that the first and second vertical members 11 and 12 And the column 1 and the beam 2 are not influenced.

한편, 소성홈(14)의 형상은 도시된 것에 국한되지 않으며 소성링크(15)를 적절하게 형성할 수 있으면 타원형이나 원형으로 천공하여도 무방하다. 소성링크 제진부재(13)의 감쇠성능은 소성홈(14)의 개수, 폭넓이비, 개구율 등에 의해 결정될 수 있고 자체의 탄소성 변형에 의해 수평하중을 흡수, 감쇠시킨다.On the other hand, the shape of the firing groove 14 is not limited to that shown in the drawing, and the firing groove 14 may be perforated in an elliptical shape or a circular shape if the firing link 15 can be suitably formed. The damping performance of the firing link vibration damping member 13 can be determined by the number of the firing grooves 14, the width ratio, the opening ratio, and the like, and absorbs and attenuates the horizontal load by its own elasto-plastic deformation.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 작용은 다음과 같다. 지진하중이 라멘 골조 구조물에 전달되면 층간 변형이 발생한다. 이러한 층간변형에 의해 상층 보(2a)와 하층 보(2b)에 서로 반대 방향으로 변위가 발생되고, 상층 보(2a)에 핀고정된 제진장치(10)의 상단과 하층 보(2b)에 핀고정된 제진장치(10)의 하단도 예로서 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이 서로 반대방향(V1, V2)으로 이동한다. 이때 제진장치(10)의 소성링크 제진부재(13b)가 탄소성적으로 전단변형하여 지진하중을 흡수 및 감쇠시켜 골조구조물의 구조적 안정성 및 사용성을 확보하게 된다. 또한 기둥형 제진장치는 구조가 간단하고 제작 및 설치가 용이하며 비용이 저렴하여 생산성 향상에 크게 기여할 수 있고 지진하중 발생 후 제진장치에 영구변형이 일어난 경우 교체가 간단한 장점이 있다.The operation of the columnar vibration damper according to another embodiment of the present invention is as follows. When the earthquake load is transferred to the frame structure, interlayer deformation occurs. As a result of such interlaminar deformation, displacements occur in mutually opposite directions in the upper layer beam 2a and the lower layer beam 2b and the upper end of the vibration damper 10 pinned to the upper layer beam 2a and the pin The lower ends of the fixed vibration damping apparatus 10 also move in opposite directions V1 and V2 as indicated by the arrows in Fig. At this time, the plastic link damping member 13b of the vibration damping apparatus 10 is elastically deformed by shearing to absorb and attenuate the earthquake load, thereby securing the structural stability and usability of the frame structure. In addition, the column type vibration damping device has a simple structure, easy to manufacture and install, and can contribute to productivity improvement due to low cost, and has a merit of simple replacement when the vibration damper is permanently deformed after the occurrence of the earthquake load.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 사시도이다.6 is a perspective view of a columnar vibration damper according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치(10)의 제진부재(13)로 다수개의 강판이 사용될 수 있다. 도시된 것처럼 강판 제진부재(13c)는 제1,2 수직부재(11,12) 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 제1,2 수직부재(11,12) 길이방향에 대해 수직하게 배치되어 용접 등의 이 분야에서 공지된 임의의 방법으로 접합된다. 지진하중이 작용할 경우 제1,2 수직부재(11,12)보다 강도 및 강성이 낮은 강판 제진부재(13c)가 탄소성 변형 저항하면서 수평하중을 흡수, 감쇠시킨다. 강판 제진부재(13)의 개수와 강판의 두께 및 면적을 수평하중의 크기에 따라 조절할 수 있다. A plurality of steel plates may be used as the vibration damping member 13 of the columnar vibration damping device 10 according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, the steel plate vibration damping member 13c is disposed between the first and second vertical members 11 and 12 at regular intervals in the longitudinal direction and perpendicular to the longitudinal direction of the first and second vertical members 11 and 12, ≪ / RTI > and the like. When the earthquake load is applied, the steel plate damping member 13c having lower strength and stiffness than the first and second vertical members 11 and 12 absorbs and attenuates the horizontal load while elastically deforming. The number of the steel plate vibration damping members 13 and the thickness and area of the steel plate can be adjusted according to the magnitude of the horizontal load.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥형 제진장치의 작용은 다음과 같다. 지진하중이 라멘 골조 구조물에 전달되면 층간 변형이 발생한다. 이러한 층간변형에 의해 상층 보(2a)와 하층 보(2b)에 서로 반대 방향으로 변위가 발생되고, 상층 보(2a)에 핀고정된 제진장치(10)의 상단과 하층 보(2b)에 핀고정된 제진장치(10)의 하단도 예로서 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이 서로 반대방향(V1, V2)으로 이동한다. 이때 제진장치(10)의 강판 제진부재(13c)가 탄소성적으로 전단변형하여 지진하중을 흡수 및 감쇠시켜 골조구조물의 구조적 안정성 및 사용성을 확보하게 된다. 또한 기둥형 제진장치는 구조가 간단하고 제작 및 설치가 용이하며 비용이 저렴하여 생산성 향상에 크게 기여할 수 있고 지진하중 발생 후 제진장치에 영구변형이 일어난 경우 교체가 간단한 장점이 있다.The operation of the columnar vibration damper according to another embodiment of the present invention is as follows. When the earthquake load is transferred to the frame structure, interlayer deformation occurs. As a result of such interlaminar deformation, displacements occur in mutually opposite directions in the upper layer beam 2a and the lower layer beam 2b and the upper end of the vibration damper 10 pinned to the upper layer beam 2a and the pin The lower ends of the fixed vibration damping apparatus 10 also move in opposite directions V1 and V2 as indicated by the arrows in Fig. At this time, the steel plate vibration damping member 13c of the vibration damper 10 is elastically deformed by shearing to absorb and damp the earthquake load, thereby securing the structural stability and usability of the frame structure. In addition, the column type vibration damping device has a simple structure, easy to manufacture and install, and can contribute to productivity improvement due to low cost, and has a merit of simple replacement when the vibration damper is permanently deformed after the occurrence of the earthquake load.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

10: 제진장치
11,12: 제1,2 수직부재
13: 제진부재
13a: 고감쇠고무 제진부재
13b: 소성링크 제진부재
13c: 강판 제진부재
14: 소성홈
15: 소성링크
20: 상부고정부재
30: 하부고정부재
1: 기둥
2: 보10: Damping device
11, 12: first and second vertical members
13:
13a: a highly damped rubber vibration damping member
13b: firing link vibration suppressing member
13c: Steel plate vibration suppression member
14: firing groove
15: Plastic link
20: upper fixing member
30: Lower fixing member
1: Column
2:

Claims (6)

기둥과 보가 강접된 라멘 골조의 상하층 보 사이에 설치되는 제진장치에 있어서,
기둥의 길이보다 짧고 서로 일정거리 이격되어 병렬배치되는 제1,2 수직부재(11,12)와, 제1,2 수직부재(11,12) 사이에 배치되어 접합되는 제진부재(13)로 구성되는 제진장치(10);
일단이 상층 보에 접합되고 타단이 수직부재(11,12)의 각 노출면 상단에 핀접합되어 제진장치(10)의 일단을 상층 보에 핀고정시키는 한 쌍의 상부고정부재(20); 및
일단이 하층 보에 접합되고 타단이 수직부재(11,12)의 각 노출면 하단에 핀접합되어 제진장치(10)의 타단을 하층 보에 핀고정시키는 한 쌍의 하부고정부재(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥형 제진장치A vibration damping device installed between upper and lower stratum beams of a rainstorm frame in which a column and a beam are in contact,
The first and second vertical members 11 and 12 which are shorter than the length of the column and spaced apart from each other by a predetermined distance and the vibration deadening member 13 which is disposed and joined between the first and second vertical members 11 and 12 (10);
A pair of upper fixing members 20, one end of which is joined to the upper beam and the other end of which is pin-joined to the upper end of each of the exposed surfaces of the vertical members 11 and 12 to fix one end of the vibration- And
A pair of lower fixing members 30, one end of which is joined to the lower beam and the other end of which is pin-joined to the lower end of each exposed surface of the vertical members 11 and 12 to pin the other end of the vibration- And a columnar vibration damper 청구항 1에 있어서,
제진장치(10)의 제1,2 수직부재(11,12)는 H형 단면형상을 갖는 압연형강으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기둥형 제진장치The method according to claim 1,
Characterized in that the first and second vertical members (11, 12) of the vibration damping device (10) are constituted by rolled steel having an H- 청구항 1에 있어서,
제진부재(13)는 고감쇠고무로 구성되어 수평하중 발생 시 고감쇠고무의 전단변형에 의하여 수평하중이 흡수 감쇠되는 것을 특징으로 하는 기둥형 제진장치The method according to claim 1,
The vibration damping member (13) is made of high-damping rubber, and the horizontal load is absorbed and attenuated by the shear deformation of the high-damping rubber when the horizontal load is generated. 청구항 1에 있어서,
제진부재(13)는 다수개의 소성링크(15)가 형성되어 있는 강판으로 구성되어 지진하중 발생 시 소성링크(15)의 탄소성 변형에 의하여 수평하중이 흡수 감쇠되는 것을 특징으로 하는 기둥형 제진장치The method according to claim 1,
The damping member (13) is constituted by a steel plate having a plurality of firing links (15), and the horizontal load is absorbed and attenuated by elastically deforming the firing link (15) 청구항 1에 있어서,
제진부재(13)는 제1,2 수직부재(11,12) 사이에 길이방향으로 일정한 간격을 두고 제1,2 수직부재(11,12)의 길이방향에 대해 수직되게 접합되는 다수개의 강판으로 구성되어 수평하중 발생 시 강판의 탄소성 변형에 의하여 수평하중이 흡수 감쇠되는 것을 특징으로 하는 기둥형 제진장치The method according to claim 1,
The vibration damping member 13 is composed of a plurality of steel plates vertically bonded to the first and second vertical members 11 and 12 at regular intervals in the longitudinal direction between the first and second vertical members 11 and 12 And the lateral load is absorbed and attenuated by the elastic deformation of the steel sheet when the horizontal load is generated. 청구항 1에 있어서,
한 쌍의 상부고정부재(20)와 한 쌍의 하부고장부재(30)는, T형 단면형상을 갖는 압연형강으로 구성되어 플랜지가 보(2)에 고정되고 웨브가 제진장치(10)의 노출면에 핀접합되는 것을 특징으로 하는 기둥형 제진장치The method according to claim 1,
The pair of upper fixing members 20 and the pair of lower fault members 30 are made of rolled steel having a T-shaped cross-section so that the flange is fixed to the beam 2 and the web is exposed to the exposure Wherein the columnar vibration damper
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