KR20240060402A - Hybrid vibration control system - Google Patents
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Abstract
개시된 본 발명의 복합 진동 제어 시스템은 구조물에 장착되고, 진동수를 상기 구조물의 고유주기에 동조시키고 상기 구조물의 상하층의 횡방향진동 변위를 구속하는 제어력으로 하중에 의한 상기 구조물의 진동을 감소시키는 진동응답저감부 및 상기 구조물의 일측부에 도포되고, 상기 구조물의 상기 일측부의 강도와 연성을 개선시키는 보강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The complex vibration control system of the disclosed invention is mounted on a structure, and reduces the vibration of the structure due to load with a control force that synchronizes the frequency to the natural period of the structure and restrains the lateral vibration displacement of the upper and lower layers of the structure. It is applied to a response reduction part and one side of the structure, and includes a reinforcement part that improves the strength and ductility of the one side of the structure.
Description
본 발명은 복합 진동 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a complex vibration control system.
건축구조물 또는 교량구조물을 포함하여 모든 구조물은 풍하중 혹은 지진하중, 차량하중 및 보행하중 등의 외부하중에 의해 상하방향 또는 수평방향으로 진동이 발생하게 되며, 이 상하진동 및 수평진동이 크게 발생할 경우, 구조적 안정성 및 사용성에 영향을 미치게 된다.All structures, including building structures or bridge structures, are subject to vibration in the vertical or horizontal direction due to external loads such as wind load, earthquake load, vehicle load, and pedestrian load. When this vertical and horizontal vibration occurs significantly, It affects structural stability and usability.
이러한 상하 및 수평 진동을 감소시키는 방법의 하나로서 진동제어장치를 진동하는 구조물의 상부 혹은 하부, 또는 내부에 설치하여 진동을 감소시키는 방법이 사용될 수 있다.As a method of reducing such vertical and horizontal vibration, a method of reducing vibration by installing a vibration control device on the top, bottom, or inside of the vibrating structure can be used.
이러한 진동제어장치의 일종인 질량동조감쇠기(Tuned Mass Damper)의 기본구성은, 진동하는 구조물의 진동주기와 거의 동일한 진동주기로 진동제어장치를 조정할 수 있는 강성체(스프링), 그리고 진동주기와 동조토록 구조물의 중량에 적절한 비율로 정해지는 질량체, 그리고 진동에너지를 흡수할 수 있는 감쇠체로 구성되며, 구동방식에 따라서 수동식(Passive Type)으로 구분된다.The basic composition of a tuned mass damper, a type of vibration control device, is a rigid body (spring) that can adjust the vibration control device to a vibration period that is almost the same as the vibration period of the vibrating structure, and a rigid body (spring) that can be tuned to the vibration period. It consists of a mass body determined in an appropriate ratio to the weight of the structure, and an attenuator that can absorb vibration energy, and is classified into a passive type depending on the driving method.
이러한 진동제어장치를 구조물에 설치하게 되면, 30%~70%정도의 진동감소효과를 얻을 수 있는데, 작게는 수 ton에서 크게는 수백 ton의 진동제어장치가 필요하다. 이 경우 장치의 크기는 수 입방미터에서 수백 입방미터 정도 필요하며 제작비용도 수 억원에서 수십 억원의 비용이 필요하였다.When such a vibration control device is installed in a structure, a vibration reduction effect of about 30% to 70% can be obtained, but a vibration control device weighing from several tons to hundreds of tons is required. In this case, the size of the device ranged from several cubic meters to hundreds of cubic meters, and the production cost ranged from hundreds of millions to billions of won.
안전한 구조물을 사용용도에 따라서 효율적으로 설계/시공하는 건설공사에 있어서 소요비용과 공간활용은 건설공사의 성패를 가늠하는 매우 중요한 요인이다.In construction work that efficiently designs and constructs safe structures according to their intended use, cost and space utilization are very important factors that determine the success or failure of construction work.
따라서 구조물에 진동제어장치를 설치할 경우, 진동제어 성능을 확보함과 동시에 경제적이고 콤팩트한 장치를 설계/제작하는 것은 진동제어 성능에 못지 않게 매우 중요한 일이다. 그러나 일반적인 진동제어장치의 경우, 구조물의 총 건설비의 수퍼센트의 제작비용과 적지 않은 공간이 제공되어야 하므로 문제점으로 지적되고 있었다.Therefore, when installing a vibration control device in a structure, securing vibration control performance and designing/manufacturing an economical and compact device are as important as vibration control performance. However, in the case of general vibration control devices, the manufacturing cost is several percent of the total construction cost of the structure and a considerable amount of space must be provided, which has been pointed out as a problem.
일반적으로 구조물에 있어서는 상하진동이나 수평진동이 문제가 되는 경우가 다수이다. 이 경우, 상하진동에 대해서는 상하진동용 제진장치를, 수평진동에 대해서는 수평진동용 제진장치를 각각 설치하였다. 제진장치는 구조물 전체의 진동을 제어하게 되며, 국부적인 진동을 제어하는데에는 추가적인 보강 조처가 필요하였다. In general, vertical or horizontal vibration is often a problem in structures. In this case, a vibration isolation device for vertical vibration was installed for vertical vibration, and a vibration isolation device for horizontal vibration was installed for horizontal vibration. The vibration isolation device controls vibration of the entire structure, and additional reinforcement measures were needed to control local vibration.
따라서, 구조물 전체에 의한 보강과 국부적인 보강을 요하는 복합적인 진동제어장치의 개발이 필요하였다.Therefore, it was necessary to develop a complex vibration control device that requires reinforcement of the entire structure and local reinforcement.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 진동응답저감부로 구조물의 1차진동수와 동조하고, 추가로 상하진동응답 사이에 관계를 구속하여 발생하는 제어력에 의해 구조물 전체에 진동을 저감하면서 내진보강을 요하는 부분에 보강재를 도포함에 따라 전체 구조물의 내진성능을 개선시킬 수 있는 복합 진동 제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the problems described above, and the vibration response reduction unit synchronizes with the primary frequency of the structure and further reduces vibration throughout the structure by controlling the relationship between the upper and lower vibration responses. The purpose is to provide a complex vibration control system that can improve the seismic performance of the entire structure by applying reinforcement to areas requiring seismic reinforcement.
개시된 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 복합 진동 제어 시스템은 구조물에 장착되고, 진동수를 상기 구조물의 고유주기에 동조시키고 상기 구조물의 상하층의 횡방향진동 변위를 구속하는 제어력으로 하중에 의한 상기 구조물의 진동을 감소시키는 진동응답저감부 및 상기 구조물의 일측부에 도포되고, 상기 구조물의 상기 일측부의 강도와 연성을 개선시키는 보강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The complex vibration control system according to a preferred embodiment of the disclosed present invention is mounted on a structure, synchronizes the frequency to the natural period of the structure, and controls the lateral vibration displacement of the upper and lower layers of the structure to control the structure by load. It is characterized by comprising a vibration response reduction part that reduces vibration and a reinforcement part that is applied to one side of the structure and improves the strength and ductility of the one side of the structure.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 구조물 전체의 내진성능을 증가시키고, 진동 에너지 분산 및 상하층의 진동응답을 구속하여 구조물의 층간변위를 제어하면서, 보강재의 탄성도포로 인해 구조물의 내력과 연성을 개선할 수 있고, 보강재를 통해 국부적인 부재의 부재력을 향상시키는 효과가 있다.As a result, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention increases the seismic performance of the entire structure, controls the inter-story displacement of the structure by restraining the vibration energy dispersion and vibration response of the upper and lower layers, and elastic application of the reinforcement. It can improve the internal strength and ductility of a structure, and has the effect of improving the strength of local members through reinforcement.
상기 진동응답저감부는 수동형의 동조질량감쇠기일 수 있다.The vibration response reduction unit may be a passive tuned mass attenuator.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 구조물 전체의 내진성능을 증가시키는 효과가 있다.As a result, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention has the effect of increasing the seismic performance of the entire structure.
상기 진동응답저감부는 상기 구조물의 상하 진동응답 사이의 관계를 구속하여 발생하는 제어력에 의해 상기 구조물의 전체 진동을 저감할 수 있다.The vibration response reduction unit may reduce the overall vibration of the structure by controlling the relationship between the upper and lower vibration responses of the structure.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 진동 에너지 분산 및 상하층의 진동응답을 구속하여 구조물의 층간변위를 제어하는 효과가 있다.As a result, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention has the effect of controlling the inter-floor displacement of the structure by dispersing vibration energy and constraining the vibration response of the upper and lower layers.
상기 진동응답저감부는 상기 구조물의 상부에 상단부를 고정하고 상기 구조물의 하부에 하단부를 고정하는 제1 몸체부와 상기 제1 몸체부의 종방향 중앙부에 결합되는 힌지부와 상기 힌지부에 종방향 중앙부를 힌지 결합하는 제2 몸체부와, 상기 제2 몸체부의 상단부와 상기 제1 몸체부의 사이에 형성된 제1 탄성부재와, 상기 구조물의 상부에 형성되고, 상기 제2 몸체부의 상단부에 탄성 결합하는 상단 결합부와, 상기 제2 몸체부의 하단부와 상기 제1 몸체부의 사이에 형성된 제2 탄성부재와, 상기 제2 몸체부의 하단부에 형성되고, 상기 구조물의 하부를 이동 가능하게 지지되는 하부 지지부를 포함할 수 있다.The vibration response reduction unit includes a first body part that fixes the upper end to the upper part of the structure and the lower end to the lower part of the structure, a hinge part coupled to the longitudinal central part of the first body part, and a longitudinal central part to the hinge part. A second body part that is hinge-coupled, a first elastic member formed between the upper end of the second body part and the first body part, and an upper part formed on the upper part of the structure and elastically coupled to the upper end of the second body part. It may include a portion, a second elastic member formed between the lower end of the second body portion and the first body portion, and a lower support portion formed at the lower end of the second body portion and movably supporting the lower portion of the structure. there is.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 구조물 전체의 내진성능을 증가시키고, 진동 에너지 분산 및 상하층의 진동응답을 구속한 제어력에 의해 구조물의 층간변위를 제어할 수 있다.As a result, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention can increase the seismic performance of the entire structure and control the inter-story displacement of the structure by dispersing vibration energy and controlling the vibration response of the upper and lower layers.
상기 보강부는 분말형 섬유(glass fiber)와 폴리우레아(polyurea)를 혼합한 복합탄성중합체일 수 있다.The reinforcing part may be a composite elastomer mixed with powdered fiber (glass fiber) and polyurea.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 구조물의 내력과 연성을 개선할 수 있고, 구조물의 국부적인 부재의 부재력을 향상시키는 효과가 있다.As a result, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention can improve the internal strength and ductility of the structure and has the effect of improving the member strength of local members of the structure.
상기 보강부는 상기 구조물에 분사되어 도포될 수 있다.The reinforcement portion may be sprayed and applied to the structure.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 보강부를 구조물의 국부에 쉽고 간편하게 도포할 수 있는 효과가 있다.As a result, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention has the effect of allowing the reinforcement to be easily and conveniently applied to local parts of the structure.
본 발명에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 구조물 전체 및 국부적으로 내진성능을 증가시키는 효과가 있다.According to the present invention, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention has the effect of increasing the seismic performance of the entire structure and locally.
본 발명에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 진동 에너지 분산 및 상하층의 진동응답을 구속하여 구조물의 층간변위 제어의 효과가 있다.According to the present invention, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention is effective in controlling the inter-floor displacement of the structure by dispersing vibration energy and restraining the vibration response of the upper and lower layers.
본 발명에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 보강재의 탄성도포로 인해 구조물의 내력과 연성을 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention has the effect of improving the strength and ductility of the structure due to the elastic application of the reinforcing material.
본 발명에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 보강재를 통해 국부적인 부재의 부재력을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention has the effect of improving the member force of a local member through a reinforcing material.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템을 적용한 구조물을 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1을 A-A' 절단선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템에 의해 층간변위가 저감된 것을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a conceptual diagram showing a structure to which a complex vibration control system according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1 cut along the line AA'.
Figure 3 is a graph showing that inter-floor displacement is reduced by the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention can be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete, and so that the spirit of the invention can be fully conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Additionally, in the drawings, the thickness of components may be exaggerated for effective explanation of technical content.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. In this specification, when terms such as first, second, etc. are used to describe components, these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
또한, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a first element (or component) is referred to as being operated or executed on (ON) a second element (or component), the first element (or component) means that the second element (or component) is ON. It should be understood that it is operated or executed in an environment in which it is operated or executed, or that the second element (or component) is operated or executed through direct or indirect interaction.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도 그 엘리먼트, 구성요소, 장치 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면, 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.If any element, component, device or system is said to contain a component consisting of a program or software, even if explicitly stated, that element, component, device or system refers to the hardware necessary for the execution or operation of that program or software. It should be understood to include (e.g., memory, CPU, etc.) or other programs or software (e.g., drivers necessary to run an operating system or hardware, etc.).
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.Additionally, when an element (or component) is implemented, unless otherwise specified, it should be understood that the element (or component) may be implemented in any form of software, hardware, or software and hardware.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Additionally, the terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템을 적용한 구조물을 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1을 A-A' 절단선을 따라 절단하여 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템에 의해 층간변위가 저감된 것을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a conceptual diagram showing a structure to which a complex vibration control system according to an embodiment of the present invention is applied, Figure 2 is a cross-sectional view showing Figure 1 cut along the line A-A', and Figure 3 is an example of the present invention. This is a graph showing that inter-floor displacement is reduced by the complex vibration control system according to the embodiment.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 구조물 전체의 진동응답을 저감시키고 보강을 요하는 구조부재에 강도 및 연성을 개선시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 진동 제어 시스템은 진동응답저감부(100)와 보강부(200)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 3, the complex vibration control system according to an embodiment of the present invention can reduce the vibration response of the entire structure and improve the strength and ductility of structural members requiring reinforcement. The complex vibration control system according to an embodiment of the present invention includes a vibration response reduction unit 100 and a
진동응답저감부(100)는 구조물(S)에 장착되고, 진동수를 구조물(S)의 고유주기에 동조시키고 구조물(S)의 상하층의 횡방향진동 변위를 구속하는 제어력으로 하중에 의한 구조물(S)의 진동을 감소시킬 수 있다. 진동응답저감부(100)는 LTMD(lever-type tuned mass damper) 시스템일 수 있다. 진동응답저감부(100)는 내진보강기법으로 구조물(S)의 1차진동수와 동조하고자 수동형의 동조질량감쇠기(tuned mass damoer)의 개념을 도입하고 추가로 상하 진동응답 사이에 관계를 구속하고, 이때 발생하는 제어력에 의해 구조물(S) 전체에 진동을 저감시킬 수 있다. 진동응답저감부(100)는 제1 몸체부(121), 힌지부(110), 제2 몸체부(123), 제1 탄성부재(130), 상단 결합부(150), 제2 탄성부재(140), 하부 지지부(160)를 형성할 수 있다.The vibration response reduction unit 100 is mounted on the structure (S), synchronizes the frequency to the natural period of the structure (S), and serves as a control force to restrain the lateral vibration displacement of the upper and lower layers of the structure (S). S) vibration can be reduced. The vibration response reduction unit 100 may be a lever-type tuned mass damper (LTMD) system. The vibration response reduction unit 100 introduces the concept of a passive tuned mass damper to synchronize with the primary frequency of the structure (S) using a seismic reinforcement technique and further constrains the relationship between the upper and lower vibration responses, Vibration throughout the structure (S) can be reduced by the control force generated at this time. The vibration response reduction unit 100 includes a
제1 몸체부(121)는 상단부를 구조물(S)의 상부인 천장에 고정하고, 하단부를 구조물(S)의 하부인 바닥에 고정할 수 있다. 힌지부(110)는 일단부를 제1 몸체부(121)의 종방향 중앙부에 결합할 수 있다. 그리고 힌지부(110)는 일단부와 힌지 결합된 타단부를 제2 몸체부(123)의 종방향 중앙부에 결합할 수 있다. 따라서 제2 몸체부(123)는 힌지부(110)에 의해 제1 몸체부(121)에 힌지 결합할 수 있다. 제1 탄성부재(130)는 제2 몸체부(123)의 상단부와 제1 몸체부(121)의 사이에 형성될 수 있다. 제1 탄성부재(130)는 스프링(spring) 등과 같은 탄성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 그리고 제1 탄성부재(130)는 제2 몸체부(123)의 상단부와 제1 몸체부(121)의 사이를 탄성지지할 수 있다. 상단 결합부(150)는 구조물(S)의 상부인 천장에 형성되고, 제2 몸체부(123)의 상단부와 탄성 결합할 수 있다. 제2 탄성부재(140)는 제2 몸체부(123)의 하단부와 제1 몸체부(121)의 사이에 형성될 수 있다. 제2 탄성부재(140)는 스프링 등과 같은 탄성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 그리고 제2 탄성부재(140)는 제2 몸체부(123)의 하단부와 제1 몸체부(121)의 사이를 탄성 지지할 수 있다. 하부 지지부(160)는 제2 몸체부(123)의 하단부에 형성되고, 구조물(S)의 하부인 바닥을 이동 가능하게 지지할 수 있다. 하부 지지부(160)는 저면에 복수 개의 바퀴 또는 원통형의 바(bar)가 회전 가능하게 형성될 수 있다. 따라서 진동응답저감부(100)는 제2 몸체부(123)의 종방향 중앙부가 구조물(S)의 천장과 바닥에 고정된 제1 몸체부(121)의 종방향 중앙부에 힌지 결합하여 구조물(S)에 지진이나 외부의 하중 등이 작용하면 제1 및 제2 몸체부(121, 123)에 진동이 전달되게 할 수 있다. 그러면 제1 몸체부(121)는 구조물(S)의 1차진동수와 동조하고, 제2 몸체부(123)는 힌지부(110)를 중심으로 힌지 이동면서 제1 몸체부(121)와 제2 몸체부(123)를 탄성 연결하는 제1 탄성부재(130)와 제2 탄성부재(140)에 의해 제1 몸체부(121)와 제2 몸체부(123) 사이에 복원력과 댐퍼(damper)에 의한 감쇠력이 발생할 수 있다. 또한 제2 몸체부(123)와 구조물(S)의 사이는 상단 결합부(150)에 의해 복원력과 댐퍼(damper)에 의한 감쇠력이 발생할 수 있다. 그리고 제1 몸체부(121)와 제2 몸체부(123)는 힌지부(110)에 의해 시소(seesaw) 현상의 관성력이 작용되기 때문에 제2 몸체부(123)는 평행 상태인 원래의 위치로 복원하려는 힘이 발생될 수 있다. 이러한 힘들에 의해 진동응답저감부(100)는 구조물(S)의 진동을 제어할 수 있다. 이때, 구조물(S)의 진동을 제어하는 제어력은 제1 몸체부(121)와 제2 몸체부(123) 각각의 종방향 중앙부에 결합된 힌지부(110)를 중심으로 제1 몸체부(121) 및 제2 몸체부(123) 상하의 응답변위 사이에 변위조건을 만족시키기 위해 필요한 힘일 수 있다. 또한 구조물(S)에 추가적으로 질량동조감쇠기(tuned mass damper)를 장착하면 구조물(S)의 진동 감쇠 효과를 증대시킬 수 있다.The
도 3을 참고하여, 구조물(S)에 진동이 발생하였을 때 구조물(S)은 하부를 지반에 고정하고, 상부가 진동함에 따라 층간변위가 발생할 수 있다. 그리고 도 3의 그래프는 구조물(S)에 발생하는 층간변위를 표시하였고, 진동응답저감부(100)에 의해 진동이 크게 감소되는 것을 나타내었다. 즉 도 3의 그래프에서 실선은 진동응답저감부(100)를 구조물에 설치하였을 때 시간에 따른 층간변위 수치이고, 점선은 진동응답저감부(100)가 설치되지 않은 구조물의 시간에 따른 층간변위 수치일 수 있다.Referring to FIG. 3, when vibration occurs in the structure (S), the lower part of the structure (S) is fixed to the ground, and as the upper part vibrates, inter-floor displacement may occur. And the graph of FIG. 3 displays the inter-floor displacement occurring in the structure (S), and shows that vibration is greatly reduced by the vibration response reduction unit 100. That is, in the graph of FIG. 3, the solid line is the inter-story displacement value over time when the vibration response reduction unit 100 is installed in the structure, and the dotted line is the inter-story displacement value over time for the structure in which the vibration response reduction unit 100 is not installed. It can be.
도 1 및 도 2를 참고하여, 보강부(200)는 구조물(S)의 일측부에 도포될 수 있다. 그리고 보강부(200)는 구조물(S)의 일측부의 강도와 연성을 개선시킬 수 있다. 즉 보강부(200)는 구조물(S)에서 내진보강을 요하는 국부적인 부분들에 도포될 수 있다. 그리고 보강부(200)는 구조물(S)의 국부적인 부재력을 향상시키고 연성을 크게 개선하여 전체 구조물(S)의 내진성능을 개선시킬 수 있다. 보강부(200)는 분말형 섬유(glass fiber)와 폴리우레아(polyurea)를 혼합한 GFRPU(glass fiber-reinforced polyurea)인 복합탄성중합체일 수 있다. 보강부(200)는 높은 인장강도와 신장률의 폴리우레아(polyurea)에 인강강도를 보다 개선시킬 목적으로 분말형의 유리섬유를 혼입하고, 구조물(S)에 분사하여 도포할 수 있다. 그리고 보강부(200)는 구조물(S)의 국부적인 강도를 개선하고 높은 신장률에 의한 연성을 개선할 수 있다. With reference to FIGS. 1 and 2 , the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete or add components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the patent claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of rights of the present invention.
100: 진동응답저감부
110: 힌지부
121: 제1 몸체부
123: 제2 몸체부
130: 제1 탄성부재
140: 제2 탄성부재
150: 상단 결합부
160: 하부 지지부
200: 보강부
S: 구조물
100: Vibration response reduction unit
110: Hinge part
121: first body portion
123: second body portion
130: First elastic member
140: Second elastic member
150: top coupling part
160: lower support
200: reinforcement part
S: structure
Claims (6)
상기 구조물의 일측부에 도포되고, 상기 구조물의 상기 일측부의 강도와 연성을 개선시키는 보강부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 진동 제어 시스템.A vibration response reduction unit mounted on the structure and reducing the vibration of the structure due to load with a control force that synchronizes the frequency to the natural period of the structure and restrains the lateral vibration displacement of the upper and lower layers of the structure; and
A reinforcement portion applied to one side of the structure and improving the strength and ductility of the one side of the structure; A complex vibration control system comprising:
상기 진동응답저감부는 수동형의 동조질량감쇠기인 것을 특징으로 하는 복합 진동 제어 시스템.In claim 1,
A complex vibration control system, wherein the vibration response reduction unit is a passive tuned mass attenuator.
상기 진동응답저감부는 상기 구조물의 상하 진동응답 사이의 관계를 구속하여 발생하는 제어력에 의해 상기 구조물의 전체 진동을 저감하는 것을 특징으로 하는 복합 진동 제어 시스템.In claim 1,
A complex vibration control system characterized in that the vibration response reduction unit reduces the overall vibration of the structure by a control force generated by constraining the relationship between the upper and lower vibration responses of the structure.
상기 진동응답저감부는,
상기 구조물의 상부에 상단부를 고정하고 상기 구조물의 하부에 하단부를 고정하는 제1 몸체부와,
상기 제1 몸체부의 종방향 중앙부에 결합되는 힌지부와,
상기 힌지부에 종방향 중앙부를 힌지 결합하는 제2 몸체부와,
상기 제2 몸체부의 상단부와 상기 제1 몸체부의 사이에 형성된 제1 탄성부재와,
상기 구조물의 상부에 형성되고, 상기 제2 몸체부의 상단부에 탄성 결합하는 상단 결합부와,
상기 제2 몸체부의 하단부와 상기 제1 몸체부의 사이에 형성된 제2 탄성부재와,
상기 제2 몸체부의 하단부에 형성되고, 상기 구조물의 하부를 이동 가능하게 지지되는 하부 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 진동 제어 시스템.In claim 1,
The vibration response reduction unit,
a first body portion fixing an upper end to the upper part of the structure and a lower end to the lower part of the structure;
A hinge portion coupled to the longitudinal center portion of the first body portion,
a second body portion hinge-coupled with a longitudinal central portion to the hinge portion;
A first elastic member formed between the upper end of the second body portion and the first body portion,
an upper coupling portion formed at the upper portion of the structure and elastically coupled to the upper portion of the second body portion;
A second elastic member formed between the lower end of the second body portion and the first body portion,
A complex vibration control system comprising a lower support portion formed at the lower end of the second body portion and movably supporting the lower portion of the structure.
상기 보강부는 분말형 섬유(glass fiber)와 폴리우레아(polyurea)를 혼합한 복합탄성중합체인 것을 특징으로 하는 복합 진동 제어 시스템.In claim 1,
A composite vibration control system, wherein the reinforcing part is a composite elastomer mixed with powdered fiber (glass fiber) and polyurea.
상기 보강부는 상기 구조물에 분사되어 도포되는 것을 특징으로 하는 복합 진동 제어 시스템.
In claim 5,
A complex vibration control system, characterized in that the reinforcement part is sprayed and applied to the structure.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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ID=91074267
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390542B1 (en) | 2001-05-23 | 2003-07-07 | 김윤석 | Vibration control system of construction |
-
2023
- 2023-02-06 KR KR1020230015356A patent/KR20240060402A/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390542B1 (en) | 2001-05-23 | 2003-07-07 | 김윤석 | Vibration control system of construction |
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