KR20230037785A - 건축물 내진성능 보강 시스템 - Google Patents

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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

본 발명은 육면체 건축물의 내진성능 향상을 위한 내진 보강 시스템으로서, 지진거동의 취약부인 건축물 내벽의 8개의 코너에 설치되는 인테리어 내진 구조체; 및 내진성능 향상을 위하여 상기 건축물 측면 외벽의 꼭지점을 대각선방향으로 서로 연결하도록 형성되는 익스테리어 내진 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는,건축물 내진성능 보강 시스템에 관한 것이다.

Description

건축물 내진성능 보강 시스템{BUILDING SEISMIC PERFORMANCE REINFORCEMENT SYSTEM}
본 발명은 건축물의 내진성능을 보강하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 기존건축물의 내진보강은 강성을 보강하거나 댐퍼를 설치하는 방식으로 이루어진다. 강성 보강의 경우 기존건축물의 구조를 변경해야 하는 시공 작업이 필요하고, 댐퍼의 경우 기존건축물의 취약지점마다 댐퍼를 설치해야 하므로 설치 개수가 많아지게 된다. 또한 서로 다른 층간변위량에 대응할 수 있는 보강구조나 댐퍼 시스템이 필요할 뿐만 아니라 지진 발생 후 댐퍼의 교체가 필요하여 지속적인 유지관리가 요구된다.
한편, 도 1은 지진발생시 건축물의 거동을 확인하기 위하여 건축물에 실험적으로 지진 발생시의 진동을 가하고 이에 따른 건축물의 붕괴상태를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지진이 발생하게 되면 육면체 건축물의 벽면은 주로 대각선 방향으로 절개된다.
따라서 이렇게 대각선 방향으로 절개되는 건축물의 벽면을 보강하기 위하여 본 발명의 발명자는 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 지진에 대비하기 위하여 건축물의 내진성능을 보강할 수 있는 내진성능 보강 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 지진발생시 취약부인 육면체 건축물의 대각선 붕괴를 방지할 수 있는 내진성능 보강 시스템을 제공한다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 육면체 건축물의 내진성능 향상을 위한 내진 보강 시스템으로서,
지진거동의 취약부인 건축물 내벽의 8개의 코너에 설치되는 인테리어 내진 구조체; 및
내진성능 향상을 위하여 상기 건축물 측면 외벽의 꼭지점을 대각선방향으로 서로 연결하도록 형성되는 익스테리어 내진 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는,
건축물 내진성능 보강 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 인테리어 내진 구조체는,
X, Y, Z 방향 앵글 구조체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 익스테리어 내진 구조체는 X, Y 방향 앵글의 길이는 동일하고, 상기 Z 방향 앵글의 길이는 상기 X, Y 방향 앵글의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 익스테리어 내진 구조체는,
상기 꼭지점에 설치되는 고정 앵커; 및
상기 고정 앵커 사이를 대각선방향으로 서로 연결하는 연결로프를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 연결로프는 중앙에 탄성체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 고정 앵커는 힌지구조로 회전이 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 지진에 대비하기 위하여 건축물의 내진성능을 보강할 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면 지진발생시 취약부인 육면체 건축물의 대각선 붕괴를 방지할 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 지진발생시 건축물의 거동을 확인하기 위하여 건축물에 실험적으로 지진 발생시의 진동을 가하고 이에 따른 건축물의 붕괴상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체를 나타낸 도면이다.
도 3은 X, Y, Z 방향 앵글 구조체가 건축물 내벽 하측 코너에 설치되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체가 건축물 내벽 하측 코너에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체가 건축물 내벽 하측 코너에 설치되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 X, Y, Z 방향 앵글 구조체가 건축물 내벽 하측 코너에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 건축물 측면 외벽에 익스테리어 내진 구조체가 설치되는 것을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 건축물 내진성능 보강 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 건축물 내진성능 보강 시스템은 인테리어 내진구조체 및 익스테리어 내진 구조체를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이 지진이 발생하면 육면체 구조물의 대각선 방향으로 지진에 의한 붕괴나 절개가 발생하게 되는데 본 발명은 이러한 지진거동시 취약부를 보강함으로써, 육면체 건축물의 내진성능을 향상시키고자 하는 것이다.
인테리어 내진 구조체는 건축물 내벽의 8개 코너에 각각 설치되고, 익스테리어 내진 구조체는 내진 성능 향상을 위해 건축물 측면 외벽의 꼭지점을 대각선 방향으로 서로 연결하도록 형성된다.
이하에서 자세히 살펴본다.
도 2는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 건축물 내진성능 보강 시스템은 도 2에 도시된 바와 같은 인테리어 내진 구조체를 포함한다. 인테리어 내진 구조체는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)로 형성된다. 즉, 인테리어 내진 구조체는 X 방향 앵글(110), Y 방향 앵글(120), Z 방향 앵글(130)을 포함하고, 각 앵글은 하나의 접점을 이루도록 형성된다.
이러한 X 방향 앵글(110), Y 방향 앵글(120), Z 방향 앵글(130)은 모서리에 이웃하는 각 면에 결합될 수 있도록 “ㄴ”자 형으로 형성된다. 즉 “ㄴ”자를 이루는 각 면이 이웃하는 각 면에 각각 결합되는 것으로서, 건축물 바닥(10)인 경우, 각각의 앵글은 건축물 바닥(10)과 일벽면, 건축물 바닥(10)과 다른 일벽면 및 이웃하는 벽면을 각각 고정결합되는 것이다.
이렇게 X 방향 앵글(110), Y 방향 앵글(120), Z 방향 앵글(130)이 건축물 바닥(10)의 꼭지점에 위치하면서 벽면과 벽면, 벽면과 바닥면을 추가적으로 보강함에 따라서 지진 거동시 발생되는 대각선 붕괴를 방지하게 되는 것이다.
이때, Z 방향 앵글(130)은 X 방향 앵글(110), Y 방향 앵글(120)의 길이보다 길게 형성되고, X 방향 앵글(110) 및 Y 방향 앵글(120)은 길이가 동일하게 형성될 수 있다. 도 1을 보면, 대각선 방향 붕괴가 꼭지점에서 조금 떨어져 발생하게 되는데, 이를 고려하여 Z 방향 앵글(130)을 X 방향 앵글(110), Y 방향 앵글(120)의 길이보다 길게 형성되도록 하는 것이다. 즉, Z 방향 쪽이 보다 더 취약하므로 상대적으로 X 방향 앵글(110), Y 방향 앵글(120)의 길이보다 길게 형성하는 것이다.
도 3은 X, Y, Z 방향 앵글(130) 구조체(100)가 건축물 내벽 하측 코너에 설치되는 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 건축물 내벽 하측 코너에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 건축물 바닥(10)의 4 코너에 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 각각 설치된다. 건축물 바닥(10)의 4 코너는 지진거동에 취약한데, 이를 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 보강함으로써 지진으로 발생되는 피해를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 도 5는 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 건축물 내벽 하측 코너에 설치되는 것을 나타낸 도면이고, 도 6은 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 건축물 내벽 하측 코너에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 건축물 천장(20)의 4 코너에 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 각각 설치된다. 건축물 천장(20)의 4 코너는 지진거동에 취약한데, 이를 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 보강함으로써 지진으로 발생되는 피해를 최소화할 수 있게 된다.
이와 같이 건축물 바닥(10) 및 건축물 천장(20)의 각각의 4 코너에 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)가 설치되어 지진 취약부를 보강하게 되어 지진이 발생하게 되더라도 도 1과 같은 대각선 방향 절개나 붕괴가 발생하지 않게 된다.
X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)는 소규모 간이 앵글 구조체로서, 지진 거동의 X, Y, Z 거동 취약부를 잡아주게 된다. 이러한 X, Y, Z 방향 앵글 구조체(100)를 통하여 소규모 저비용으로 효율적으로 내진 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 7은 건축물 측면 외벽에 익스테리어 내진 구조체가 설치되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건축물 내진성능 보강 시스템은, 익스테리어 내진 구조체를 더 포함한다.
익스테리어 내진 구조체는 고정 앵커(400) 및 연결로프(300)를 포함한다.
고정 앵커(400)는 건축물 측면 외벽의 각 꼭지점에 고정되게 설치되어 연결로프(300)를 고정시킬 수 있다. 이때 고정 앵커(400)는 힌지구조로 형성되어 회전이 가능할 수 있다.
연결로프(300)는 고정 앵커(400) 사이를 대각선방향으로 서로 연결하게 된다. 또한 연결로프(300)의 중앙에는 탄성체(200)를 포함함으로써 지진으로 인한 힘이 어느 한 곳에 집중되지 않고 분산되도록 유도할 수 있다.
즉, 지진 거동으로 인한 힘이 어느 한 꼭지점에 집중되면 건축물 벽면의 붕괴나 절개 등의 파손이 유도될 수 있는데, 꼭지점에 연결된 연결로프(300)에 의하여 힘이 다른 꼭지점으로 전달될 수 있고, 나아가 중앙에 위치하는 탄성체(200)에 의하여 4개의 꼭지점으로 각각 분산되어 힘이 전달될 수 있다. 이때 탄성체(200)는 스프링일 수 있다.
이러한 익스테리어 내진 구조체를 통하여 건축물 측면 외벽의 각 꼭지점을 서로 묶어 연결함으로써, 묶음 효과에 의하여 지진에 더욱 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
인테리어 내진 구조체 및 익스테리어 내진 구조체가 벽을 사이에 두고 서로 분리되어 있지만, 지진 거동시 취약부인 내측 꼭지점과 외측 꼭지점을 서로 함께 보강함으로써 지진 발생시에도 건축물의 대각선 붕괴를 효율적으로 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
10: 건축물 바닥
20: 건축물 천장
100: X, Y, Z 방향 앵글 구조체
110: X 방향 앵글
120: Y 방향 앵글
130: Z 방향 앵글
200: 탄성체
300: 연결로프
400: 고정 앵커

Claims (6)

  1. 육면체 건축물의 내진성능 향상을 위한 내진 보강 시스템으로서,
    지진거동의 취약부인 건축물 내벽의 8개의 코너에 설치되는 인테리어(interior) 내진 구조체; 및
    내진성능 향상을 위하여 상기 건축물 측면 외벽의 꼭지점을 대각선방향으로 서로 연결하도록 형성되는 익스테리어(exterior) 내진 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    건축물 내진성능 보강 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인테리어 내진 구조체는,
    X, Y, Z 방향 앵글 구조체인 것을 특징으로 하는,
    건축물 내진성능 보강 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 익스테리어 내진 구조체는 X, Y 방향 앵글의 길이는 동일하고, 상기 Z 방향 앵글의 길이는 상기 X, Y 방향 앵글의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    건축물 내진성능 보강 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 익스테리어 내진 구조체는,
    상기 꼭지점에 설치되는 고정 앵커; 및
    상기 고정 앵커 사이를 대각선방향으로 서로 연결하는 연결로프를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    건축물 내진성능 보강 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결로프는 중앙에 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    건축물 내진성능 보강 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고정 앵커는 힌지구조로 회전이 가능한 것을 특징으로 하는,
    건축물 내진성능 보강 시스템.
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KR102254521B1 (ko) * 2020-11-06 2021-05-21 하서현 블록형 구조물을 포함하는 와이어 내진 보강시스템

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