KR101372087B1 - Strengthen method for steel frame structure using seismic control device - Google Patents

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KR101372087B1
KR101372087B1 KR1020130002259A KR20130002259A KR101372087B1 KR 101372087 B1 KR101372087 B1 KR 101372087B1 KR 1020130002259 A KR1020130002259 A KR 1020130002259A KR 20130002259 A KR20130002259 A KR 20130002259A KR 101372087 B1 KR101372087 B1 KR 101372087B1
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이승재
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

A method for reinforcing a steel frame structure, using an unit modular earthquake load absorbing device, according to the present invention comprises: (a) a step of demolishing a partition wall in a steel frame structure composed of steel frame columns and beams; (b) a step of arranging unit modular earthquake load absorbing devices in a row to form an impact-cushioning space unit by coming in contact with an impact damping unit, and of fixating each unit modular earthquake load absorbing device on upper and lower beams, wherein the unit modular earthquake load absorbing device is composed of: a corrugated web on which the impact damping unit, which has a form in which the center part of both ends of a corrugated steel sheet is inserted into a space composed of the steel frame columns and beams, and supporting members formed on the upper and lower ends of the corrugated web respectively by including an H-shaped steel beam and end plates formed on both ends thereof; and (c) a step of installing multiple finish panels on the front side of the space composed of the steel frame columns and beams, of fixating an angle on the center part of the finish panel, and of combining and installing the angle with and on the flange of the upper and lower beams. The method for reinforcing a steel frame structure is provided to simplify construction by being composed of a dry construction in which the earthquake load absorbing devices, which are unit-modularized, are arranged in a row and fixed, and which has the finish panel formed on the front side, and to efficiently improve the resistance ability of a building against earthquake load by displaying accordion effect according to plastic deformation which is generated by the corrugated web of the unit modular earthquake load absorbing device.

Description

단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법{Strengthen method for Steel frame structure using seismic control device}Structural method for steel frame structure using seismic control device

본 발명은 철골구조물에 있어 기둥과 보 사이의 공간에, 단위 모듈러화 된 지진하중 흡수장치를 간단하게 병렬배치하여 순수 건식공법의 칸막이 벽체를 시공하여, 지진하중을 흡수, 저감시키는 기능을 갖도록 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법에 관한 것이다.The present invention in the space between the columns and beams in the steel structure, by simply paralleling the unit modularized seismic load absorber to construct a partition wall of the pure dry method, so as to have a function to absorb and reduce the seismic load The present invention relates to a steel structure reinforcement method using a unit modular seismic load absorber.

최근 국내외에서 발생한 일련의 큰 지진으로 인하여 지진의 피해에 대한 경각심과 내진설계의 필요성에 대한 인식이 확산되고 있다. 특히 박물관, 원자력발전소와 같은 중요한 구조물이나 고층빌딩, 경기장 및 교량과 같은 대형 구조물의 지진피해는 막대한 인명 및 재산 피해를 동반하므로 충분한 내진성능을 확보할 필요가 있다. 또한 주거용 건물의 리모델링이 광범위하게 추진됨에 따라 내진설계기준이 적용되기 이전에 시공된 건물의 내진보강방법에 대한 관심이 점차 증가하고 있다.Recently, due to a series of large earthquakes occurred at home and abroad, awareness about the damage of earthquake and necessity of seismic design is spreading. Especially, important earthquake damage such as museums, nuclear power plants, and large structures such as high-rise buildings, stadiums and bridges are accompanied by huge damage to life and property. In addition, since the remodeling of residential buildings is widely promoted, there is a growing interest in seismic strengthening methods of buildings constructed before the earthquake - resistant design standards are applied.

일반적으로 기간시설물이나 플랜트 등에서는 철골구조물이 많이 사용되어 왔으며, 기존 구조물 들을 당시 국가 설계(지진) 기준에서 요구하는 조건들에 맞도록 구조 설계가 이루어졌으나, 지속적 지진 연구를 통해 보다 강화되고 개선된 내진 설계기준은 기존 시설물에 대한 보강설계를 통한 보강구조를 설치하는 것으로 판정된다. 대부분 가새는 인장력을 받도록 설계되어 세장비가 크고, 압축력을 받을 때에는 탄성좌굴을 일으켜 가새의 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다.In general, steel structures have been widely used in infrastructure facilities and plants, and existing structures have been designed to meet the requirements of national design (earthquake) standards at the time. However, The seismic design criteria is judged to be the installation of reinforcement structures through the reinforcement design of existing facilities. Most of the braces are designed to receive tensile force and have a large slenderness ratio. When they receive compressive force, they cause elastic buckling, failing to function as a brace.

전통적으로 건물을 지진력에 저항할 수 있도록 튼튼하게 설계하는 내진설계와 더불어 최근에는 건물을 지반에서 분리하여 건물의 진동 주기를 지진의 주요 주기(Predominant period)에서 멀어지게 함으로써 건물이 지진을 피해가도록 하는 면진(Seismic Isolation) 및 지진에 의한 입력에너지를 각종 제진장치를 이용하여 효율적으로 소산함으로써 건물의 피해를 최소화하는 제진(Seismic Control) 등 다양한 설계를 동원하여 지진에 의한 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있도록 강구하고 있다. In addition to the seismic design, which is designed to resist the building's seismic resistance, the building is separated from the ground and the building's vibration cycle is moved away from the main period of the earthquake, Seismic Isolation and Seismic Control to Minimize the Damage of Buildings by Reducing Input Energy by Using Various Dampers to Minimize Life and Property Damage by Earthquake .

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1026106호 "제진댐퍼 설치프레임의 접합구조 및 접합방법"(특허문헌 1)이 있다. As a background of the present invention, there is a patent registration No. 1026106 entitled " Lamination structure of damper damper frame and method of joining "(patent document 1).

상기 배경기술에서는 도 7에서와 같이 기존 건축물에 제진댐퍼를 설치하기 위한 설치프레임에 있어서, 기존콘크리트를 치핑한 면(710) 상에서 천공된 다수의 개구에 삽입 구비된 앵커볼트(720), 상기 치핑면에 지지되며 상기 앵커볼트가 몸체 중앙에 어레이된 다수의 개구에 관통 고정되고 굴곡이 형성된 베이스플레이트(730), 상기 치핑면과 베이스플레이트의 양 끝단 사이에 구비되어, 상기 양 부재 사이에 소정 공간을 형성하는 간격재, 상기 베이스플레이트와 이격 구비되고, 상기 베이스플레이트의 개구와 대응되도록 몸체에 형성된 다수의 개구에 상기 앵커볼트가 관통되며, 상기 제진댐퍼(800) 및 제진댐퍼와 연결된 브레이스(900)가 연결되는 댐퍼프레임(740), 상기 치핑면과 베이스플레이트 사이에 인입되어 일체화시키는 고정제 및, 상기 베이스플레이트와 댐퍼프레임 사이의 공간에 인입되어 일체화시키는 충진재를 포함하는 제진댐퍼 설치프레임의 접합구조를 제안하고 있다. In the background art, in the installation frame for installing the damping damper in the existing building, as shown in Figure 7, the anchor bolt 720 is inserted into a plurality of openings perforated on the surface 710 chipping the existing concrete, the chipping A base plate 730, which is supported on a surface and is fixed through a plurality of openings arranged in the center of the body, is formed between the chipping surface and both ends of the base plate, and has a predetermined space therebetween. Spacer to form a spaced apart from the base plate, the anchor bolt is passed through a plurality of openings formed in the body to correspond to the opening of the base plate, the vibration damper 800 and the brace connected to the vibration damper 900 Damper frame 740 is connected to the fixing agent to be integrated between the chipping surface and the base plate, and the base play A joint structure of a vibration damper installation frame including a filler that is integrated into a space between a damper and a damper frame is proposed.

그러나 상기 배경기술은 기존 콘크리트 벽체를 치핑하여 제진댐퍼를 설치하였기 때문에 시공과정이 복잡할 뿐만 아니라, 실과 실을 나누는 칸막이 벽 시공이나 신축공사시에는 이용하기 어려운 문제점이 있었다.However, in the background art, the construction process is complicated because the damping damper is installed by chipping the existing concrete wall, and there is a problem that it is difficult to use when constructing or constructing a partition wall that divides the thread from the thread.

특허등록 제1026106호 "제진댐퍼 설치프레임의 접합구조 및 접합방법"Patent Registration No. 1026106 "Joining structure of joining damper mounting frame and joining method"

본 발명은 철골구조물에 있어서 기둥과 보 사이의 공간에 설치되어 단순히 실과 실을 분리하는 칸막이 벽체를, 단위 모듈러화 된 지진하중 흡수장치를 병렬배치하여 고정하여 구성함으로써 순수건식공법으로 보강할 수 있어 시공을 간소화할 수 있으면서도, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치의 파형 웨브가 소성변형을 일으켜 아코디언 효과를 발현할 수 있도록 하여 지진하중에 대한 건물의 저항능력을 효율적으로 향상시킬 수 있는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention can be reinforced by a pure dry method by constructing a partition wall to be installed in the space between the pillar and the beam in the steel structure simply separating the seal and the seal by arranging the unit modularized seismic load absorber in parallel. Unit modular seismic load absorber that can simplify the construction and improve the building's resistance to earthquake loads by enabling the waveform web of the unit modular seismic load absorber to generate plastic deformation and express the accordion effect. Its purpose is to provide a steel structure reinforcement method using.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면 (a) 철골 기둥과 보로 이루어지는 철골구조물에서 칸막이 벽체를 철거하는 단계; (b) 철골 기둥과 보로 이루어지는 공간에 파형 강판으로 형성되는 양단부의 중앙부가 내측으로 인입된 형상으로 구성되는 충격감쇠부가 형성된 파형 웨브와, H형강으로 구성되고 양쪽 끝단에 엔드플레이트가 구성되어 상기 파형 웨브의 상단과 하단에 각각 구성되는 지지부재로 구성되는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 충격감쇠부가 접하여 완충공간부가 형성되도록 병렬로 배치하고, 상하부 보에 각 단위 모듈러 지진하중 흡수장치의 지지부재를 고정하는 단계; (c) 철골 기둥과 보로 이루어지는 공간의 전면부에 마감 패널을 다수개 설치하되, 마감 패널의 중앙부에 앵글을 고정하고 상기 앵글을 상하부 보의 플랜지에 결합하여 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 제공하고자 한다.According to a preferred embodiment of the present invention (a) the step of removing the partition wall in the steel structure consisting of steel pillars and beams; (b) a corrugated web having an impact damping portion having a shape in which a central portion of both ends formed of a corrugated steel plate and a corrugated steel sheet is drawn inwardly, and an H-shaped steel and end plates formed at both ends of the corrugated steel sheet; Unit modular earthquake load absorbing devices composed of support members respectively formed on the upper and lower ends of the web are arranged in parallel so that a shock absorbing portion is in contact with the buffer damping portion, and the supporting members of the respective unitary earthquake load absorbing devices are fixed to upper and lower beams. Making; (c) installing a plurality of finishing panels on the front of the space consisting of steel pillars and beams, fixing the angle to the center of the finishing panel and coupling the angles to the flanges of the upper and lower beams; The present invention is to provide a steel structure reinforcement method using a unit modular seismic load absorber.

또한, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 병렬로 배치시 단위 모듈러 지진하중 흡수장치와 단위 모듈러 지진하중 흡수장치의 사이에 고감쇠고무로 형성된 충격감쇠재가 구성되는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 제공하고자 한다.In addition, when the unit modular seismic load absorbing device is arranged in parallel, the unit modular seismic load absorbing device is characterized in that the impact damping material formed of high damping rubber is formed between the unit modular seismic load absorbing device and the unit modular seismic load absorbing device. To provide a method of reinforcing steel structures using.

또한, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 병렬로 배치시 양쪽의 기둥이 마주보는 기둥 면의 전체 높이에 걸쳐 완충판을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 제공하고자 한다.In addition, when the unit modular seismic load absorber is arranged in parallel to provide a method for reinforcing steel structure using a unit modular seismic load absorber, characterized in that the buffer plate is installed over the entire height of the column surface facing both pillars. I will.

또한, 상기 완충판은 고감쇠고무로 구성되는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 제공하고자 한다.In addition, the buffer plate is to provide a steel structure reinforcement method using a unit modular seismic load absorbing device, characterized in that composed of high damping rubber.

본 발명은 철골구조물에 있어서 기둥과 보 사이의 공간에 설치되어 단순히 실과 실을 분리하는 칸막이 벽체를, 단위 모듈러화 된 지진하중 흡수장치를 병렬배치하여 고정하여 구성함으로써 순수건식공법으로 보강할 수 있어 시공을 간소화할 수 있으면서도, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치의 파형 웨브가 소성변형을 일으켜 아코디언 효과를 발현할 수 있도록 하여 지진하중에 대한 건물의 저항능력을 효율적으로 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.The present invention can be reinforced by a pure dry method by constructing a partition wall to be installed in the space between the pillar and the beam in the steel structure simply separating the seal and the seal by arranging the unit modularized seismic load absorber in parallel. While the construction can be simplified, the waveform web of the unit modular seismic load absorber can cause plastic deformation to produce an accordion effect, which can effectively improve the building's resistance to earthquake loads.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 발명에 따른 철골구조물에 설치되는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파형 웨브의 다른 실시 형상을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 지진하중 흡수장치의 결합상태를 도시한 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 순서대로 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 단위 모듈러 지진하중 흡수장치가 설치된 철골구조물의 측단면도이다.
도 7은 종래의 제진댐퍼 설치프레임의 접합구조를 나타낸 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.
1 is a perspective view showing a unit modular seismic load absorbing device installed in a steel structure according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view.
3 is a perspective view showing another embodiment of the corrugated web according to the present invention.
Figure 4 is a view showing a coupled state of the seismic load absorber of the present invention.
5 is a front view sequentially showing a method for reinforcing steel structures using a unit modular seismic load absorbing apparatus according to the present invention.
Figure 6 is a side cross-sectional view of the steel structure is installed unit modular seismic load absorber of the present invention.
7 is a perspective view showing a bonding structure of a conventional vibration damper installation frame.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 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.

본 발명에 따른 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 설명하기에 앞서 먼저 철골구조물에 설치되어 지진하중 흡수 기능을 부여하는 지진하중 흡수장치에 대해 설명한다.Prior to explaining the method for reinforcing steel structure using the unit modular seismic load absorbing device according to the present invention, a seismic load absorbing device installed on the steel structure and giving a seismic load absorbing function will be described.

도 1은 본 발명에 따른 철골구조물에 설치되는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a unit modular earthquake load absorbing device installed in a steel structure according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)는 파형 강판으로 형성되는 파형 웨브(100)와 상기 파형 웨브(100)의 상단과 하단에 각각 구성되는 지지부재(200)로 구성된다. 칸막이 벽체가 시공될 위치의 보의 하면과 슬래브의 상면의 전체높이에 맞도록 파형 웨브(100)의 높이를 다양하게구성할 수 있다.As shown in FIG. 1, the unit modular seismic load absorbing apparatus 10 according to the present invention includes a corrugated web 100 formed of corrugated steel sheet and support members respectively formed at upper and lower ends of the corrugated web 100. 200). The height of the corrugated web 100 may be variously configured to match the overall height of the lower surface of the beam and the upper surface of the slab where the partition wall is to be constructed.

도 2는 본 발명에 따른 철골구조물에 설치되는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치의 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view of a unit modular seismic load absorbing device installed in a steel frame structure according to the present invention.

파형 웨브(100)는 파형강판(골형강판)으로 구성하여 콘크리트와의 기계적인 맞물림 작용으로 파형 웨브(100)와 벽체 콘크리트 사이의 경계면에서의 상대변위(slip)를 방지하여 이들이 일체로 합성되도록 하였으며, 좌굴 및 비틀림에 대한 저항력을 향상시킨다. Corrugated web 100 is composed of corrugated steel sheet (corrugated steel) to prevent relative displacement (slip) at the interface between the corrugated web 100 and wall concrete by mechanical engagement with concrete, so that they are synthesized integrally. Improves resistance to buckling and torsion.

충격감쇠부(110)는 상기 파형 웨브(100)의 양단부의 중앙부가 내측으로 인입된 형상으로 구성된다. 이는 지진하중 작용시 파형 웨브(100)가 아코디언과 같이 소성변형하면서 지진하중을 흡수하게 된다.The impact damping unit 110 is configured in a shape in which the central portions of both ends of the corrugated web 100 are drawn inward. This is to absorb the seismic load while the corrugated web 100 plastic deformation as the accordion during the seismic load action.

지지부재(200)는 일반적인 H형강의 형상으로 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(13) 및 상하부 플랜지를 폭방향 중심에서 연결하는 웨브(12)로 구성되어 있으며, 추가적으로 상하부 플랜지(11)(13)의 양측 단부를 연결하는 엔드플레이트(14)가 구성된다. The support member 200 is composed of a web 12 connecting the upper flange 11, the lower flange 13, and the upper and lower flanges in the widthwise center in the shape of a general H-shaped steel, and additionally the upper and lower flanges 11 and 13. An end plate 14 is connected to connect both ends of the side wall.

엔드플레이트(14)는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 칸막이 벽체가 시공될 위치에 병렬로 다수 개 배치할 때, 인접한 각 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)의 측면을 결합하기 위하여 구성된다.The end plate 14 is configured to couple the side of each adjacent unit modular seismic load absorber 10 when a plurality of unit modular seismic load absorbers 10 are arranged in parallel in a position where the partition wall is to be constructed. .

상기 엔드플레이트(14)를 서로 용접하는 등의 공지의 여러 방법으로 결합하여도 되고, 체결공(141)을 통공하고 체결공(141)을 통하여 볼트 결합을 하여도 된다.The end plates 14 may be joined by various known methods, such as welding with each other, or may be through the fastening hole 141 and bolted through the fastening hole 141.

지지부재(200)는 일정한 두께와 폭을 갖도록 하며, 다양한 재료로 구성될 수 있으나 바람직하게는 타부재와의 결합방법이 다양한 강재로 구성하는 것이 유리하다. 상부 플랜지(11)에는 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 상부 플랜지(11)를 고정시키기 위한 다수 개의 앵커볼트 삽입공이 천공되어 형성될 수 있다. 상부 플랜지(11)는 지진하중 작용시 보와 일체로 거동할 수 있도록 이 기술분야에서 주지된 다양한 방법으로 보에 고정될 수 있다. The support member 200 has a predetermined thickness and width, and may be made of various materials, but it is advantageous to combine the other members with various steel materials. The upper flange 11 may be formed by drilling a plurality of anchor bolt insertion holes for fixing the upper flange 11 at regular intervals along the longitudinal direction. The upper flange 11 may be fixed to the beam in a variety of ways well known in the art to be able to behave integrally with the beam during seismic loading.

지지부재(200)는 보(30)에 고정구속되어 있어 외력의 작용시에 파형 웨브(100)로 변위가 집중되도록 하는 것이다. The support member 200 is fixed to the beam 30 so that the displacement is concentrated on the corrugated web 100 when the external force is applied.

도 3에 도시된 바와 같이, 파형 웨브(100)는 예컨데 냉간압연(cold-rolling)으로 만들어질 수 있으며 골의 형상은 둥근형(a), 굴곡된 각형(b) 등 형상에 한정되지 않고 다양한 형상으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the corrugated web 100 may be made of, for example, cold-rolling, and the shape of the valley is not limited to a rounded shape (a), a curved square (b), and various shapes. It may be configured as.

도 4는 본 발명의 지진하중 흡수장치의 결합상태를 도시한 도로써, 도 4a는 사시도이고, 도 4b는 정면도이다.Figure 4 is a view showing a coupled state of the seismic load absorber of the present invention, Figure 4a is a perspective view, Figure 4b is a front view.

본 발명에서는 파형 웨브(100)가 거의 보와 슬래브 사이의 공간 높이만큼의 길이로 형성되기 때문에, 다수 개의 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)가 병렬로 설치된 구조에서는 파형 웨브(100)의 변위량이 측면으로 갈수록 낮아지게 된다.In the present invention, since the waveform web 100 is formed almost as long as the height of the space between the beam and the slab, the displacement amount of the waveform web 100 in the structure in which a plurality of unit modular seismic load absorbers 10 are installed in parallel. The lower it goes to the side.

도 4a에 도시된 바와 같이, 파형 웨브(100)의 양측면에 충격감쇠부(110)를 형성하고, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 병렬 배치하게 되면, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)(10)의 인접한 충격감쇠부(110)(110) 끼리 만나 완충공간부(120)를 형성하게 된다.As shown in FIG. 4A, when the shock attenuation portions 110 are formed on both sides of the corrugated web 100, and the unit modular seismic load absorber 10 is disposed in parallel, the unit modular seismic load absorber 10 is provided. Adjacent impact attenuation portions 110 and 110 of the (10) meet to form a buffer space portion 120.

단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)의 파형 웨브(100)가 지진 횡력에 의하여 소성변형되고, 완충공간부(120)는 어느 정도 저항하다가 변위량을 크게 하여 지지하중 작용시 충격량을 감쇠할 수 있도록 하는 것이다.The corrugated web 100 of the unit modular seismic load absorbing device 10 is plastically deformed by the seismic lateral force, and the shock absorbing space 120 resists to some extent and increases the displacement so that the impact amount can be attenuated when the supporting load is applied. will be.

도 4b에 도시되는 바와 같이, 상기의 완충공간부(120)에는 후술하는 고감쇠고무로 형성된 충격감쇠재(300)를 구성하여, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)들 사이에서 점탄성 저항 및 변형을 하면서 에너지를 흡수하도록 할 수 있다.As shown in FIG. 4B, the shock absorbing material 300 is formed in the buffer space part 120 to be described later with high damping rubber, and the viscoelastic resistance and deformation between the unit modular earthquake load absorbing devices 10. To absorb energy while doing so.

아래에서는 이상과 같이 구성된 지진하중 흡수장치를 이용하여 칸막이 벽체를 시공하는 방법을 설명한다. In the following, a method of constructing the partition wall using the seismic load absorbing device constructed as described above will be described.

도 5는 본 발명에 따른 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법을 순서대로 나타낸 정면도이다.5 is a front view sequentially showing a method for reinforcing steel structures using a unit modular seismic load absorbing apparatus according to the present invention.

도 5a에 도시된 바와 같이, 철골 골조 시공이 완료된 후 또는 기존 건물에 칸막이 벽체에 의해 지진하중 저항시스템을 부가하는 경우 기존의 조적, 경량 콘크리트조 칸막이 벽체를 제거한다(a).As shown in Figure 5a, after the construction of the steel frame is completed or when adding the seismic load resistance system by the partition wall to the existing building to remove the existing masonry, lightweight concrete partition wall (a).

이후, 이웃하는 2개의 기둥(20)(20)과 상하부 보(30)(30)의 사이에 상기 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 상하부 보(30)(30)에 각각 지지부재(200)를 결합하여 설치한다. Thereafter, the unit modular earthquake load absorbing device 10 is sandwiched between the upper and lower beams 30 and 30 and between the adjacent two columns 20 and 20 and the upper and lower beams 30 and 30, ).

먼저, 도 5b에서와 같이 시공될 위치에, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 설치하는 데, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 병렬로 배치하고, 상하부 보(30)(30)에 각각 지지부재(200)를 결합하여 설치한다. 이는 외력의 작용시에 파형 웨브(100)로 변위가 집중되도록 하기 위해서 지지부재(200)를 보(30)에 고정하여 구속하는 것이다.First, the unit modular seismic load absorber 10 is installed in a position to be constructed as shown in FIG. 5B, and the unit modular seismic load absorber 10 is disposed in parallel, and the upper and lower beams 30 and 30 are disposed. Each of the support members 200 are installed in combination. This is to fix and restrain the support member 200 to the beam 30 in order to concentrate the displacement on the corrugated web 100 when the external force is applied.

상부 보(30)의 하면과 하부 보의 상면에 설치하는 방법은 지지부재(200)를 각각 고정하도록 하는 방법으로 서로 동일하므로 아래에서는 주로 상부 보(30)의 하면에 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 설치하는 방법을 예로 들어 설명한다. The method of installing the upper beam 30 on the lower surface and the upper surface of the lower beam is identical to the method of fixing the support member 200, 10 is installed as an example.

먼저 지지부재(200)를 보(30)에 고정하기 위하여, 보(30)의 하면에 지지부재(200)의 상부 플랜지(11)를 고정한다. 상부 플랜지(11)는 지진하중이 작용할 때 보(30)와 일체로 거동할 수 있도록 보(30)에 견고하게 고정시킬 수 있는 이 분야에서 주지된 다양한 방법으로 고정될 수 있다. First, in order to fix the support member 200 to the beam 30, the upper flange 11 of the support member 200 is fixed to the lower surface of the beam 30. The upper flange 11 can be fixed in a variety of ways known in the art that can be firmly fixed to the beam 30 so that it can be integrally behaved with the beam 30 when an earthquake load is applied.

하나의 예로서 보의 하면에 앵커홀을 천공하고 앵커볼트(112)를 삽입한 다음 무수축 모르타르를 앵커홀에 충전하여 앵커볼트(112)를 고정하고 상부 플랜지(11)에 앵커볼트 삽입공을 천공한 다음 앵커볼트(112)를 앵커볼트 삽입공로 관통시키고 너트를 체결하는 방법으로 고정될 수 있다. 이후, 지지부재(200)의 하부 플랜지(13)의 전체 길이에 걸쳐 파형 강판으로 구성되는 파형 웨브(100)를 결합하는데, 파형 웨브(100)의 상단면이 하부 플랜지(13)의 길이방향의 중앙부에 위치하도록 한다. 파형 웨브(100)의 하단면에도 지지부재(200)가 동일한 방법으로 결합된다.As an example, the anchor hole is drilled on the lower surface of the beam and the anchor bolt 112 is inserted, and then the anchor bolt 112 is fixed by filling the non-shrink mortar with the anchor hole and fixing the anchor bolt insertion hole to the upper flange 11. After drilling, the anchor bolt 112 may be fixed by penetrating the anchor bolt insertion hole and fastening the nut. Thereafter, the corrugated web 100, which is made of corrugated steel sheet, is joined over the entire length of the lower flange 13 of the supporting member 200, and the upper surface of the corrugated web 100 is in the longitudinal direction of the lower flange 13. Position it in the center. The support member 200 is also coupled to the bottom surface of the corrugated web 100 in the same manner.

파형 웨브(100) 및 파형 웨브(100)의 상단과 하단에 각각 구성되는 지지부재(200)로 이루어진 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)는 현장에서 용접하여 조립할 수 있으나, 보에 설치하기 전에 미리 조립하여 현장에서 시공될 위치에 배치시켜 고정시켜서 시공과정을 단축시킬 수 있다.Unit modular seismic load absorbing device 10 composed of the corrugated web 100 and the support members 200 respectively configured on the upper and lower ends of the corrugated web 100 may be welded and assembled in the field, but before installation in the beam, It is possible to shorten the construction process by assembling and fixing it at the site to be constructed at the site.

도 4b를 참고하면 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 병렬 배치시에, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)와 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)사이에 고감쇠고무로 이루어진 충격감쇠재(300)를 구성할 수 있다.Referring to FIG. 4B, when the unit modular seismic load absorber 10 is disposed in parallel, an impact damping material including high damping rubber between the unit modular seismic load absorber 10 and the unit modular seismic load absorber 10 ( 300) can be configured.

충격감쇠재(300)는 지진하중 작용시 파형 웨브(100)가 아코디언과 같이 소성변형하면서 지진하중을 받을 경우 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)들 사이에서 점탄성 저항 및 변형을 하면서 에너지를 흡수한다. 충격감쇠재(300)는 이 분야에서 공지된 임의의 고감쇠 고무가 사용될 수 있으며, 일반적으로 천연고무 또는/및 카본블랙에 충전제, 가황제, 노화방지제 및 가소제 등과 같은 첨가제를 첨가한 후 일정한 온도와 압력을 가하는 가황과정을 거쳐 제작된다. 고감쇠 고무의 탄성은 첨가제의 비율에 따라 조절될 수 있고 탄성에 의해 에너지 소산 능력이 좌우된다. 충격감쇠재(300)는 설치 위치에서의 고정력을 확보하기 위해 접착제가 사용되거나 충격감쇠부(110)와의 접촉면에 추가적으로 요철이나 돌기 형상이 더 구성되어 고정력을 확보할 수 있다.The impact damping material 300 absorbs energy while making viscoelastic resistance and deformation between the unit modular earthquake load absorbing devices 10 when the corrugated web 100 undergoes plastic deformation while accommodating the earthquake while acting as an earthquake. . The impact damping material 300 may be any high damping rubber known in the art, and generally, after adding additives such as fillers, vulcanizing agents, antioxidants and plasticizers to natural rubber or / and carbon black, It is manufactured through vulcanization process under pressure and pressure. The elasticity of the high-damping rubber can be adjusted according to the proportion of the additive, and the energy-dissipating ability depends on the elasticity. The impact damping material 300 may be secured by using an adhesive or protrusions or protrusions in addition to the contact surface with the impact damping part 110 to secure the fixing force at the installation position.

단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 칸막이 벽체가 시공될 위치에 병렬로 다수 개 배치할 때, 인접한 각 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)의 측면을 결합은 엔드플레이트(14)를 서로 용접하는 등의 공지의 여러 방법으로 결합하여도 되고, 엔드플레이트(14)에 체결공(141)을 통공하고 체결공(141)을 통하여 볼트 결합을 하여도 된다.When arranging a plurality of unit modular seismic load absorbers 10 in parallel in a position where a partition wall is to be constructed, the side plates of adjacent unit modular seismic load absorbers 10 are welded to each other. The coupling may be performed by various known methods, such as, or may be through the fastening hole 141 to the end plate 14 and bolted through the fastening hole 141.

지진하중 작용시 파형 웨브(100)가 아코디언과 같이 소성변형하면서 지진하중을 흡수하게 되는데, 본 발명에서와 같이 다수 개의 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)가 병렬로 설치된 구조에서는 파형 웨브(100)의 변위량이 측면으로 갈수록 낮아지기 때문에, 충격감쇠재(300) 또는 충격감쇠부(110)라는 공간부를 구성하여 지진하중이 작용할 경우 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)의 파형 웨브(100) 끼리 직접 부딪히는 것을 방지하는 완충기능과 함께 지진하중 흡수장치(10)의 수평변위를 흡수할 수 있는 재료가 사용된다.During the seismic load action, the waveform web 100 absorbs the seismic load while plastically deforming like an accordion. In the structure in which a plurality of unit modular seismic load absorbers 10 are installed in parallel as in the present invention, the waveform web 100 Since the displacement amount of the lower toward the side, the impact damping material 300 or the shock attenuating portion 110 constitutes a space portion, the earthquake web 100 of the unit modular seismic load absorbing device 10 when the earthquake load acts directly hit each other A material capable of absorbing the horizontal displacement of the earthquake load absorbing device 10 is used with a shock absorbing function to prevent it.

또한, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 병렬로 배치시, 양측의 기둥(20)이 마주보는 기둥 면의 전체 높이에 걸쳐 완충판(70)을 설치하도록 할 수 있다.When the unit modular seismic load absorbing devices 10 are arranged in parallel, the buffer plates 70 can be installed over the entire height of the column surfaces facing the pillars 20 on both sides.

양쪽의 기둥(20)이 마주보는 기둥 면에 전체 높이에 걸쳐 완충판(70)을 설치한다. 따라서 양쪽의 기둥(20)과 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)의 양쪽 끝단 사이에는 각각 완충판(70)이 게재된다. 완충판(70)은 지진하중이 작용할 경우 기둥(20)과 지진하중 흡수장치(10)가 직접 부딪히는 것을 방지하는 완충기능과 함께 지진하중 흡수장치(10)의 수평변위를 흡수할 수 있는 재료가 사용된다. 이러한 기능을 수행하는 이 분야에서 공지된 다양한 재료가 사용될 수 있으며 예를 들어 고무 또는 고무 발포체가 사용될 수 있고, 완충판(70)은 상기의 충격감쇠재(300)와 동일한 고감쇠고무로 형성될 수 있다. A buffer plate (70) is installed over the entire height on the column surface facing the pillars (20) on both sides. Accordingly, the buffer plate 70 is disposed between both ends of the pillars 20 and both ends of the unit modular seismic load absorber 10. The buffer plate 70 is made of a material capable of absorbing the horizontal displacement of the seismic load absorbing device 10, as well as a buffer function for preventing the column 20 from directly colliding with the seismic load absorbing device 10 when an earthquake load is applied do. Various materials known in the art which perform this function may be used, for example, rubber or rubber foam may be used, and the buffer plate 70 may be formed of the same high damping rubber as the impact damping material 300. have.

마지막으로 도 5c에 도시된 바와 같이, 철골 기둥(20)(20)과 보(30)(30)로 이루어지는 공간의 전면부에 마감 패널(50)을 다수개 설치한다.Finally, as shown in Figure 5c, a plurality of finishing panels 50 are installed in the front portion of the space consisting of steel pillars 20, 20 and beams 30, 30.

도 6은 본 발명의 단위 모듈러 지진하중 흡수장치가 설치된 철골구조물의 측단면도이다.Figure 6 is a side cross-sectional view of the steel structure is installed unit modular seismic load absorber of the present invention.

이때,도 6에 도시된 바와 같이, 마감 패널(50)의 상단과 하단의 중앙부에 앵글(51)을 고정하고 상기 앵글(51)을 상하부 보(30)(30)의 플랜지에 결합하여 설치하도록 한다. 앵글(51)은 L형 클립 앵글 등 다양한 형상의 앵글을 사용할 수 있다. At this time, as shown in Figure 6, to fix the angle 51 to the center of the upper and lower ends of the finishing panel 50 and to install the angle 51 coupled to the flange of the upper and lower beams 30, 30 do. The angle 51 may be an angle of various shapes such as an L-shaped clip angle.

이와 같이, 마감 패널(50)의 상단과 하단을 각각 볼트로 핀접합하여, 지진변위 발생시 마감 패널(50)이 한장마다 회전하여 1/100rad까지의 층간 변형각에 추종하도록 하여 변위추종성능을 향상시켜 제진성능을 향상시키도록 하는 것이다.As such, the upper and lower ends of the finishing panel 50 are pin-bonded with bolts, respectively, so that when the earthquake displacement occurs, the finishing panel 50 is rotated for each sheet to follow the interlayer deformation angle up to 1 / 100rad, thereby improving displacement tracking performance. It is to improve the vibration damping performance.

이상에서 상세하게 설명한 것처럼 본 발명에 따르면 칸막이 벽체의 상단과 하단에 각각 지진하중 흡수장치가 설치되고 이 지진하중 흡수장치(10)는 충전재(15)의 강도가 기둥(20)과 보(30)의 강도보다 낮으므로 지진하중은 지진하중 흡수장치(10)로 집중된다. 따라서 파형 웨브(100)가 소성변형을 일으키게 된다. 즉, 본 발명에 따른 지진하중 흡수장치는 금속의 소성변형에 의한 에너지 소산 특성을 이용하는 변위 의존형 에너지 소산장치와 유사하게 파형 웨브(100)가 아코디언과 같이 변형되면서 지진하중을 흡수함으로써 주 구조부재에 전달되는 지진하중을 저감시키게 된다. 따라서 지진하중에 의한 주 구조부재의 손상을 방지할 수 있으며 지진발생 후에는 지진하중 흡수장치만을 교체하면 되므로 유지관리가 용이하다. As described in detail above, according to the present invention, an earthquake load absorbing device is installed at the top and the bottom of the partition wall, respectively, and the earthquake load absorbing device 10 has the strength of the filler material 15 of the pillars 20 and the beams 30. Since the seismic load is lower than the seismic load is concentrated in the seismic load absorber (10). Therefore, the waveform web 100 causes plastic deformation. That is, the seismic load absorbing device according to the present invention is similar to the displacement dependent energy dissipating device using energy dissipation characteristics due to plastic deformation of metal, so that the waveform web 100 is deformed like an accordion and absorbs seismic loads to the main structural member. This reduces the transmitted seismic loads. Therefore, it is possible to prevent damage to the main structural members due to the earthquake load, and after the earthquake, only the earthquake load absorbing device needs to be replaced, so maintenance is easy.

위에서 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 will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

10: 단위 모듈러 지진하중 흡수장치
11: 상부 플랜지 12: 웨브
13: 하부 플랜지 14 : 엔드플레이트
15 : 충전재 20: 기둥
30: 보 50 : 마감 패널
51 : 앵글 70: 완충판
100 : 파형 웨브 110 : 충격감쇠부
112 : 앵커볼트 120 : 완충공간부
141 : 체결공 200 : 지지부재
300 : 충격감쇠재 710 : 치핑면
720 : 앵커볼트 730 : 베이스플레이트
740 : 댐퍼프레임 770 : 너트부재
800 : 제진댐퍼 900 : 브레이스10: Unit modular earthquake load absorber
11: upper flange 12: web
13: bottom flange 14: end plate
15: filler 20: pillar
30: Bo 50: Finishing Panel
51: Angle 70:
100: Waveform web 110: Shock attenuator
112: anchor bolt 120: buffer space portion
141: fastening hole 200: support member
300: impact damping material 710: chipping surface
720: Anchor bolt 730: Base plate
740: damper frame 770: nut member
800: vibration damper 900: brace

Claims (4)

(a) 철골 기둥(20)과 보(30)로 이루어지는 철골구조물에서 칸막이 벽체를 철거하는 단계;
(b) 철골 기둥(20)(20)과 보(30)(30)로 이루어지는 공간에 파형 강판으로 형성되는 양단부의 중앙부가 내측으로 인입된 형상으로 구성되는 충격감쇠부(110)가 형성된 파형 웨브(100)와, H형강으로 구성되고 양쪽 끝단에 엔드플레이트(14)가 구성되어 상기 파형 웨브(100)의 상단과 하단에 각각 구성되는 지지부재(200)로 구성되는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 충격감쇠부(110)가 접하여 완충공간부(120)가 형성되도록 병렬로 배치하고, 상하부 보(30)(30)에 각 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)의 지지부재(200)(200)를 고정하는 단계;
(c) 철골 기둥(20)(20)과 보(30)(30)로 이루어지는 공간의 전면부에 마감 패널(50)을 다수개 설치하되, 마감 패널(50)의 중앙부에 앵글(51)을 고정하고 상기 앵글(51)을 상하부 보(30)(30)의 플랜지에 결합하여 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법.(a) removing the partition wall from the steel structure including the steel pillars 20 and the beams 30;
(b) a corrugated web having an impact damping part 110 formed of a shape in which a central portion of both ends formed of corrugated steel sheets is inserted inwardly in a space formed of steel pillars 20, 20, and beams 30, 30. Unit modular seismic load absorbing device (100) and an end plate (14) formed at both ends and composed of support members (200) formed at upper and lower ends of the corrugated web (100). 10 is arranged in parallel so that the shock attenuation portion 110 is in contact with the buffer space portion 120 is formed, and the support member 200 of each unit modular seismic load absorbing device 10 in the upper and lower beams 30, 30 Fixing 200;
(c) Installing a plurality of finishing panels 50 on the front of the space consisting of steel pillars 20, 20 and beams 30, 30, the angle 51 in the center of the finishing panel 50 Fixing and installing the angle (51) coupled to the flange of the upper and lower beams (30) (30); unit modular earthquake load reinforcement method comprising a. 청구항 1에 있어서,
(b)단계에서, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 병렬로 배치시 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)와 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10) 사이 완충공간부(120)에 고감쇠고무로 형성된 충격감쇠재(300)가 구성되는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법.The method according to claim 1,
In step (b), when the unit modular seismic load absorber 10 is disposed in parallel, a high damping rubber is provided in the buffer space 120 between the unit modular seismic load absorber 10 and the unit modular seismic load absorber 10. Steel structure reinforcement method using a unit modular seismic load absorber, characterized in that the shock attenuator 300 is formed. 청구항 1에 있어서,
(b)단계에서, 단위 모듈러 지진하중 흡수장치(10)를 병렬로 배치시 양쪽의 기둥(20)이 마주보는 기둥 면의 전체 높이에 걸쳐 완충판(70)을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법.The method according to claim 1,
In the step (b), when the unit modular earthquake load absorbing device 10 is arranged in parallel unit characterized in that the unit is configured by installing the buffer plate 70 over the entire height of the column surface facing both pillars 20 Reinforcement method of steel structure using modular seismic load absorber. 청구항 3에 있어서,
완충판(70)은 고감쇠고무로 구성되는 것을 특징으로 하는 단위 모듈러 지진하중 흡수장치를 이용한 철골구조물 보강방법.The method of claim 3,
Shock absorbing plate 70 is a steel structure reinforcement method using a unit modular seismic load absorber, characterized in that composed of high damping rubber.
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