KR102092412B1 - 이중 강판으로 구성된 제진 장치를 이용하는 구조물의 내진 보강 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 제진 장치는, 좌우의 기둥 및 그 2개의 기둥 사이의 인방보로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보에 수직 방향으로 설치되는 제진 장치로서, 상기 제진 장치는, 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 포함하고; 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보고서 설치되고; 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성되며 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼가 삽입될 수 있는 구조로 형성된다.
Description
본 발명은 이중 강판을 이용한 구조물의 내진 보강 공법, 구체적으로는, 구조물의 기둥과 기둥 사이에서 댐퍼 역할을 하는 이중 강판으로 구성된 제진 장치를 이용하는 구조물의 내진 보강 공법에 대한 것이다.
내진 공법이란 지진력에 저항할 수 있도록 내구성을 향상시켜 설계하는 내진설계, 건물을 지반에서 분리하여 건물의 진동 주기를 지진의 탁월 주기에서 멀어지게 하는 면진 기술, 지진에 의한 입력에너지를 각종 제진 장치를 이용하여 효율적으로 소산시키는 제진기술 등을 포함하는 기술을 의미한다.
국내의 경우, 소방방재청에 따르면 내진설계 대상 도로시설물 중 내진보강이 필요한 4만 3,437동 공공건축물에 대해 우선순위에 따라 내진보강을 추진키로 결정하였으며, 이를 위해 2011년~2015년 4.5조 원 규모의 예산을 집행하기로 하고, 최근에는 공공시설 조기 내진보강으로 2020년까지 2.8 조원 투자가 논의되는 등 향후 내진보강의 중요성이 강조됨에 따라 관련 시장 규모는 지속적인 성장이 예상된다.
내진 보강 공법 관련 기술 중에서 내진보강체 기술은 내진용 골조 구조, 내진용 댐퍼 장치, 내진용 베어링 장치, 내진용 강재 개선, 내진용 교량 구조, 내진용 조인트 구조 기술 분야로 나눠질 수 있으며, 본 발명은 내진용 골조 구조와 내진용 댐퍼 장치에 대한 것으로 크게 분류될 수 있다.
한편, 최근 국내에서 발생된 규모 5 이상의 경주지진과 포항지진을 계기로 앞으로 우리나라에서 중대형(규모 6.0 이상) 지진이 언제든 발생할 수 있으며, 이 지진이 천부에서 발생하면 지반특성에 따라 광범위하고 심각한 지진재해를 일으킬 수 있다는 의견이 제시되고 있다.
2018년 4월 25일 한국지질자원연구원(KIGAM)은 이 같은 내용을 포함해 지난 2년간의 경주, 포항지진의 연구결과를 담은 책자 ‘일반인을 위한 한반도 동남권 지진’을 발간했다. 포항 지진으로 집이 파손된 주민 2백여 명은 9달 가까이 대피소 생활을 하고 있는 와중에 집 피해가 크지 않다는 판정을 받아 되돌아가야 할 처지에 놓였고, 주민들은 이런 판정을 이해할 수 없다며 불안해하고 있는 실정이다. 무엇보다, 건축물의 구조적 안정성이 담보된 보강공법에 관한 불신이 커지고 있으며, 명확한 성능 규명이 필요한 것이다.
이런 점에서 국내의 열악한 건축물의 내진 보강 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 새로운 공법의 필요성이 크게 대두되고 있다. 특히 최근의 강화된 설계 기준에 따라서 설계되고 시공된 신축건물 이외에, 노후화 또는 부실 시공된 콘크리트 구조물의 내력을 향상시킬 수 있는 내진 공법의 필요성이 크게 증가되고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 중량이 가벼워서 내진 하중을 감소시킬 수 있고 연성 거동 특성이 강화된 제진 장치와 이를 이용한 내진 구조물 및 내진 공법을 제공하고자 한다.
또한, 제진 장치 자체가 구조물 전체의 휨성능을 함께 보강할 수 있는 제진 장치와 이를 이용한 내진 구조물 및 내진 공법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법은, 좌우의 기둥 및 그 2개의 기둥 사이의 인방보로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보에 수직 방향으로 설치되는 제진 장치를 이용하는 내진 보강 공법으로서, 상기 제진 장치에는 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 설치하고, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보도록 설치하고, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성하며 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼를 삽입설치한다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼보다 두께가 두껍고 강성이 크도록 설계하여 재하 시 상기 중간 댐퍼가 먼저 파괴되도록 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 상부 강판벽과 상기 하부 강판벽의 각각의 상기 소정의 간격 사이에서 상기 중간 댐퍼를 볼트 연결하고, 상기 볼트 연결부의 설계 강도는 상기 중간 댐퍼의 설계 강도보다 크도록 설계하고 상기 중간 댐퍼의 변형 또는 항복 또는 파괴 이전에 상기 볼트 연결부가 변형 또는 항복 또는 파괴되지 않도록 설계할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 볼트 연결부의 응력 집중으로 인한 찢어짐을 보강하기 위하여 상기 볼트는 스프링볼트를 이용하고, 상기 스프링볼트는 그 몸통의 탄성력으로 완충역할을 할 수 있도록, 사전에 프리스트레싱 압력으로 고정되고 상기 압력이 해제되면 그 탄성력에 의하여 분리될 수 있도록 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 상기 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고, 상기 완충재는 고무로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 제진 장치의 설치 위치는 상기 구조물의 길이방향의 휨강도를 증가시킬 수 있도록 상기 구조물의 휨응력이 최대가 되는 지점에 설치되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 중간 댐퍼를 상부 강판과 하부 강판으로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판은 소정의 간격으로 이격되어 설치하고, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판 사이의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고, 상기 완충재는 고무로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에 별도의 접합부를 형성하고, 상기 접합부에는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고, 상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강 공법에서는, 상기 상부 강판벽, 하부 강판벽과 상기 중간 댐퍼의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에 별도의 접합부를 형성하고, 상기 접합부에는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고, 상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치는, 좌우의 기둥 및 그 2개의 기둥 사이의 인방보로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보에 수직 방향으로 설치되는 제진 장치로서, 상기 제진 장치는, 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 포함하고; 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보고서 설치되고; 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성되며 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼가 삽입될 수 있는 구조로 형성된다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼보다 두께가 두껍고 강성이 크도록 하여 재하 시 상기 중간 댐퍼가 먼저 파괴되도록 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 상부 강판벽과 상기 하부 강판벽의 각각의 상기 소정의 간격 사이에서 상기 중간 댐퍼가 볼트 연결되고, 상기 볼트 연결부의 설계 강도는 상기 중간 댐퍼의 설계 강도보다 크도록 하여 상기 중간 댐퍼의 변형 또는 항복 또는 파괴 이전에 상기 볼트 연결부가 변형 또는 항복 또는 파괴되지 않도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 볼트 연결부의 응력 집중으로 인한 찢어짐을 보강하기 위하여 상기 볼트는 스프링볼트를 이용하고, 상기 스프링볼트는 그 몸통의 탄성력으로 완충역할을 할 수 있도록, 사전에 프리스트레싱 압력으로 고정되고 상기 압력이 해제되면 그 탄성력에 의하여 분리될 수 있도록 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고, 상기 완충재는 고무로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 제진 장치의 설치 위치는 상기 구조물의 길이방향의 휨강도를 증가시킬 수 있도록 상기 구조물의 휨응력이 최대가 되는 지점에 설치되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 중간 댐퍼가 상부 강판과 하부 강판으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판은 소정의 간격으로 이격되어 설치되고, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판 사이의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고, 상기 완충재는 고무로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에는 별도의 접합부가 형성되고, 상기 접합부는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고, 상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제진 장치에서는, 상기 상부 강판벽, 하부 강판벽과 상기 중간 댐퍼의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에는 별도의 접합부가 형성되고, 상기 접합부는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고, 상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물은, 좌우의 기둥 및 그 2개의 기둥 사이의 인방보와 상기 인방보에 수직 방향으로 내진 보강용 제진 장치가 설치되는 구조물로서, 상기 제진 장치는, 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 포함하고, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보고서 설치되고, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성되며 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼가 삽입될 수 있는 구조로 형성된다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼보다 두께가 두껍고 강성이 크도록 하여 재하 시 상기 중간 댐퍼가 먼저 파괴되도록 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 상부 강판벽과 상기 하부 강판벽의 각각의 상기 소정의 간격 사이에서 상기 중간 댐퍼가 볼트 연결되고, 상기 볼트 연결부의 설계 강도는 상기 중간 댐퍼의 설계 강도보다 크도록 하여 상기 중간 댐퍼의 변형 또는 항복 또는 파괴 이전에 상기 볼트 연결부가 변형 또는 항복 또는 파괴되지 않도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 볼트 연결부의 응력 집중으로 인한 찢어짐을 보강하기 위하여 상기 볼트는 스프링볼트를 이용하고, 상기 스프링볼트는 그 몸통의 탄성력으로 완충역할을 할 수 있도록, 사전에 프리스트레싱 압력으로 고정되고 상기 압력이 해제되면 그 탄성력에 의하여 분리될 수 있도록 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고, 상기 완충재는 고무로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 제진 장치의 설치 위치는 상기 구조물의 길이방향의 휨강도를 증가시킬 수 있도록 상기 구조물의 휨응력이 최대가 되는 지점에 설치되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 중간 댐퍼가 상부 강판과 하부 강판으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판은 소정의 간격으로 이격되어 설치되고, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판 사이의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고, 상기 완충재는 고무로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에는 별도의 접합부가 형성되고, 상기 접합부는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고, 상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물에서는, 상기 상부 강판벽, 하부 강판벽과 상기 중간 댐퍼의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에는 별도의 접합부가 형성되고, 상기 접합부는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고, 상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 이중 강판으로 구성된 강판벽과 중간 댐퍼를 이용하는 제진 장치와 이를 이용한 내진 구조물 및 내진 공법은 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 중간 댐퍼가 상부 강판벽 및 하부 강판벽에 비하여 두께가 얇거나 강성이 작은 재질로 제작되므로, 중간 댐퍼의 선변형/항복/파괴를 유도할 수 있어 제진 장치 및 이를 포함하는 구조물의 연성 거동 특성을 강화할 수 있다.
둘째, 제진 장치의 단면을 일률적으로 균일 단면으로 하지 않고 중간 댐퍼의 단면을 보다 작게함으로써 중간 댐퍼의 선병형 등을 유도하는 위 효과 이외에도 제진 장치 자체의 중량이 감소되어서 제진 장치와 구조물에 인가되는 내진 하중이 감소되는 이중의 내진 보강 효과가 발생된다.
셋째, 제진 장치 자체가 구조물 전체에 대하여 새로운 지점으로서 역할할 수 있기 때문에 구조물, 특히 장스팬 구조물, 특히 중간 기둥이 없는 벽식 구조의 주거 건물이나 학교 건물이나 체육 시설이나 공연 시설 등의 휨성능 보강 효과를 기대할 수 있다.
넷째, 상하의 강판벽과 중간 댐퍼가 이중 강판으로 형성되고 이중 강판 내에 별도의 완충재를 설치함으로써 완충재로 인한 감쇠 효과를 얻을 수 있다.
다섯째, 특히 강판벽과 중간 댐퍼 사이의 연결부가 중간 댐퍼 보다 강도와 강성이 크도록 설계함으로써 중간 댐퍼가 강판벽과 중간 댐퍼 사이의 연결부보다 선변형/항복/파괴되는 것을 방지할 수 있어 궁극의 연성 특성을 달성할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제진 장치가 설치된 건축물(구조물)의 모습을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제진 장치의 일 실시예를 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 제진 장치의 사시도를 보여주는 도면.
위 도 1 내지 3에서 도 1a, 도 2a, 도 3a는 제진 장치(200)가 인방보(20, 21)의 외측면에 설치된 것을 설명하는 도면이고, 도 1b, 도 2b, 도 3b는 인방보(20, 21)의 사이에 끼워지는 방식으로 설치된 것을 설명하는 도면이다.
도 4은 본 발명의 제진 장치의 일 실시예의 이중 강판의 형상을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제진 장치의 일 실시예의 이중 강판의 사이에 완충재가 결합되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 6은 완충재가 상하의 강판벽과 중간 댐퍼의 연결부에서만 설치되는 실시예를 보여주는 도면.
도 7은 완충재가 중간 댐퍼의 실질적으로 길이 방향 전체에 설치되는 실시예를 보여주는 도면.
도 8은 완충재가 상하의 강판벽의 실질적으로 길이 방향 전체에 설치되는 실시예를 보여주는 도면.
도 9은 완충재에 돌출부가 강판의 홈에 결합되는 락킹(잠금)구조를 형성한 것을 보여주는 도면.
도 10은 상기 락킹 구조의 홈과 돌출부 사이에 중간 댐퍼의 이중강판과 완충재를 연결하는 볼트가 체결되는 것을 보여주는 사시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 상기 볼트에 탄성부재가 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 상기 볼트에 너트, 탄성부재 및 너트풀림방지용 너트캡이 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제진 장치의 일 실시예를 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 제진 장치의 사시도를 보여주는 도면.
위 도 1 내지 3에서 도 1a, 도 2a, 도 3a는 제진 장치(200)가 인방보(20, 21)의 외측면에 설치된 것을 설명하는 도면이고, 도 1b, 도 2b, 도 3b는 인방보(20, 21)의 사이에 끼워지는 방식으로 설치된 것을 설명하는 도면이다.
도 4은 본 발명의 제진 장치의 일 실시예의 이중 강판의 형상을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제진 장치의 일 실시예의 이중 강판의 사이에 완충재가 결합되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 6은 완충재가 상하의 강판벽과 중간 댐퍼의 연결부에서만 설치되는 실시예를 보여주는 도면.
도 7은 완충재가 중간 댐퍼의 실질적으로 길이 방향 전체에 설치되는 실시예를 보여주는 도면.
도 8은 완충재가 상하의 강판벽의 실질적으로 길이 방향 전체에 설치되는 실시예를 보여주는 도면.
도 9은 완충재에 돌출부가 강판의 홈에 결합되는 락킹(잠금)구조를 형성한 것을 보여주는 도면.
도 10은 상기 락킹 구조의 홈과 돌출부 사이에 중간 댐퍼의 이중강판과 완충재를 연결하는 볼트가 체결되는 것을 보여주는 사시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 상기 볼트에 탄성부재가 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 상기 볼트에 너트, 탄성부재 및 너트풀림방지용 너트캡이 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에서 "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하의 설명에서 본 발명의 제진 장치, 이를 이용한 내진 공법 또는 이를 이용한 구조물 중 어느 하나에 대한 설명은 특별히 달리 정의되지 않는 한 다른 2개에 대한 설명으로서도 이해되어야 한다. 예를 들어서, 제진 장치의 중간 댐퍼에서 도 6에서와 같이 중간 댐퍼와 상부 및 하부 강판벽 사이의 연결부에만 완충재가 설치된다는 설명은 그러한 제진 장치를 이용하는 내진 공법과 구조물에 대한 설명으로도 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 본 발명의 내진 보강 공법에서 사용되는 제진 장치(200)는, 건축물(100)과 같은 구조물의 기둥(10)과 기둥(11) 및 그 기둥 사이의 인방보(20, 21)로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보(20, 21)에 수직 방향으로 설치된다.
위 도 1a, 도 2a, 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이 제진 장치(200)가 인방보(20, 21)의 외측면에 그 외측면 위에 덧붙이는 방식으로 설치될 수도 있고, 도 1b, 도 2b, 도 3b에서와 같이 인방보(20, 21)의 상기 제진 장치(200)가 삽입되는 방식으로 설치될 수 도 있다.
상기 제진 장치(200)가 인방보(20, 21)의 외측면에 설치되는 경우 볼트(60, 62)는 도 1 내지 3을 바라 보는 방향이 그 볼트의 체결 방향이 되고, 인방보(20, 21) 사이에 삽입되는 경우에는 기둥(10, 11) 방향으로 인방보(20, 21)와 제진 장치(200)를 상하로 관통하여 체결되게 된다.
또한, 상기 제진 장치(200)는, 상부 강판벽(30), 하부 강판벽(40) 및 중간 댐퍼(50)를 포함하여 구성된다.
상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)은 상기 중간 댐퍼(50)를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥(10, 11)과 인방보(20, 21) 사이의 공간에 서로 마주보고서 대응 내지 대칭되게 설치되고, 중간 댐퍼(50)는 상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)의 중간에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)은 횡방향(제진 장치의 길이 방향에 수직한 방향) 지진 하중에 대해서 면의 저항력을 증대시키기 위하여 대각선 방향으로 브레이싱(70)을 설치할 수 있다.
또한, 상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)은 인방보(20, 21)에 볼트 연결(60, 62)될 수 있고, 이 경우 상기 인방보(20, 21) 자체가 철골강재로 형성되거나, 상기 인방보(20, 21)가 콘크리트로 형성되는 경우 콘크리트에 부착된 별도의 연결판을 통해서 상기 강판벽(30, 40)과 상기 인방보(20, 21) 사이에 볼트 연결부(60, 62)가 형성될 수 있다. 물론 상기 인방보(20, 21)가 철골강재로 형성되는 경우 상기 연결부(60, 62)는 용접 연결부일수도 있다.
도 4을 참조하면 상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)과 중간 댐퍼(50)는 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성될 수 있다. 편의상 이하의 설명과 도면은 주로 중간 댐퍼(50)가 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)과 마찬가지로 2개의 강판(500, 501)으로 구성된 것을 기준으로 설명되나, 본 발명의 상기 중간 댐퍼(50)는 하나의 단일 강판으로 형성될 수도 있다.
즉, 본 발명에 있어서는 두 개의 상하 강판벽(30, 40)과 이들 사이에 연결되는 중간 댐퍼(50)의 강성 및 강도를 달리하여, 즉 중간 댐퍼(50)의 강성 및 강도를 작게 하여 상하 강판벽(30, 40) 보다 먼저 중간 댐퍼(50)가 변형, 항복 내지 파괴 거동하는 제진 장치(200)를 구성하는 것을 기본 구성으로 하는 것이므로, 중간 댐퍼(50)가 단일 강판으로 형성되는 것 역시 권리범위에 포함한다.
마찬가지로, 본 발명에서는 상기 중간 댐퍼(50)와 상기 강판벽(30, 40)의 연결부(61)의 강도나 강성을 상기 중간 댐퍼(50) 자체의 강도나 강성보다 크게 설계하여 상기 중간 댐퍼(50)가 상기 연결부(61)보다 먼저 변형, 항복 내지 파괴 거동하도록 하는 것을 또 다른 기본 구성으로 하는 것이므로 반드시 상기 중간 댐퍼(50)가 2개의 강판으로 구성되는 것으로 본 발명의 권리범위가 한정되어서는 안된다.
한편, 상부 강판벽(30)은 상하의 이중 강판(300, 301), 하부 강판벽(40)은 상하의 이중 강판(400, 401), 중간 댐퍼(50)는 상하의 이중 강판(500, 501)으로 구성된다. 상부 강판벽(30)의 이중 강판(300, 301)과 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501)과의 사이와, 그리고 하부 강판벽(40)의 이중 강판(400, 401)과 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501)과의 사이는 볼트 연결부(61)를 이용하여 연결될 수 있다.
도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501)의 양단의 소정 길이가 상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 이중 강판들 사이로 삽입되어서 연결되는 방식으로 형성된다.
즉, 상기 상부 강판벽(30)의 이중 강판(300, 301)과 상기 하부 강판벽(40)의 이중 강판(400, 401)과 상기 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501) 사이의 각각의 연결부에는 볼트(61)를 이용하여 연결할 수 있으며, 상기 강판(500)과 상기 강판(501) 사이에는 도 4에서와 같이 소정의 간격이 형성되고, 그 소정의 간격에는 완충재(80)가 형성될 수 있다. 상기 완충재의 구체적 구성은 도 5를 참조하여 설명한다.
또한, 상기 이중 강판(300, 301) 사이에는 소정의 간격이 형성되고, 상기 이중 강판(400, 401) 사이에도 소정의 간격이 형성되고, 이와 같은 소정의 간격에는 완충재(80)가 형성될 수 있다.
상기 볼트(61)를 이용한 연결 이외에 용접 등의 반영구적 연결방법도 고려할 수 있으나, 본 발명의 중간 댐퍼(50)는 구조물의 사용연한에 따라서, 보수 보강의 필요에 따라서, 지진이나 태풍과 같은 외력 등에 의하여 건축물(100)이나 제진 장치(200)가 손상되는 경우 손쉽게 중간 댐퍼(50)를 교체할 수 있도록 결합과 해체가 상대적으로 용이한 볼트 체결방식을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 앞서 설명한 강판벽(30, 40)과 인방보(20, 21)와의 사이의 연결부(60, 62)에도 동일하게 적용된다.
또한, 본 발명의 제진 장치(200)에서는 구조물의 연성 거동 특성을 최대한으로 구현하기 위하여, 상부 강판벽(30), 하부 강판벽(40) 및 중간 댐퍼(50) 중에서 중간 댐퍼(50)의 설계 강도나 강성을 가장 약하게 설계하여 중간 댐퍼(50)가 가장 먼저 변형/항복/파괴될 수 있도록 한다. 이렇게 함으로서 가장 교체가 용이하고, 상대적으로 구조물의 붕괴를 가장 지연시킬 수 있는 중간 댐퍼(50)가 가장 먼저 변형/항복/파괴될 수 있어서, 중간 댐퍼(50)의 변형/항복/파괴 이후에 필요한 보수보강이나 거주민의 대피할 수 있는 시간을 확보할 수 있게 된다. 즉, 중간 댐퍼(50)가 변형/항복/파괴되는 경우에는 여전히 강판벽(30, 40)을 통한 어느 정도의 지지 효과는 기대할 수 있으므로 즉시 건물 붕괴로 이어지지는 않을 것이므로, 중간 댐퍼(50)의 변형/항복/파괴 이후에 강판벽(30, 40)의 변형/항복/파괴 사이에 거주민의 대피를 신속하게 하거나 긴급 보수 보강을 하는 경우 인명피해나 건축물의 피해를 최소화할 수 있으므로, 이는 궁극적으로 건축물(100)의 연성 특성 증대로 이어진다.
이는 마치 건축물에 허용 전압 이상이 유입되면 얇은 전기막으로 구성된 퓨즈가 선파괴됨으로써 내부 건축물이 감당할 수 있는 이상의 전력이 유입되는 것을 방지하는 것과 유사한 원리라고 할 수 있다.
또한, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 제진 장치(200)는 중간 댐퍼(50)의 폭(도 4에서 보았을 때 완충재를 포함하는 상하 방향의 두께)이 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)에 비하여 좁아서 제진 장치(200)를 일률적인 폭으로 설계하는 종래의 제진 장치에 비하여 건축물(100)의 외벽의 시야 차단 면적을 최소화할 수 있어 건축물(100)의 외관을 손상하는 것을 어느 정도 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 중간 댐퍼(50)의 폭이 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)에 비하여 작은 데다가 그 설계 강도 역시 상대적으로 작아 중간 댐퍼(50)의 철물의 중량 자체가 감소되는 데 이는 결국 건축물(100) 자체의 하중 감소가 가능하게 되고 이를 통하여 지진 하중의 감소를 통해 내진 성능 증대의 효과를 기대할 수 있게 된다.
상기 중간 댐퍼(50)는 도 2와 도 4 등에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)의 이중 강판들 사이의 소정의 간격에 삽입되는 방식으로 연결된다.
한편 도 5를 참조하면, 상부 강판벽(30)의 상부 강판(300)과 하부 강판(301)의 사이에 고감쇠 고무와 같은 완충재(80)를 삽입하고 상기 강판들(300, 301)과 고감쇠 고무와 같은 완충재(80)의 사이에는 가황접착에 의한 접합부(81)를 상부 강판(300)과 하부 강판(301) 측에 각각 형성할 수 있다. 여기서 가황접착은 열과 압력을 가해서 접합부분을 화학적으로 접착하는 방법을 의미하며 이를 통하여 고무와 강판에 호환이 좋은 두 종류의 접착제를 사용해 강한 화학결합을 달성하여 강고한 접착을 실현할 수 있다. 즉, 가황접착에 의한 접합부(81)에서는 강판에 접착되는 부분과 고무에 접착되는 부분에 서로 다른 접착제를 사용한다. 이를 통하여 별도의 고정 기구 없이도 완충재(80)를 접합부(81)를 매개로 강판(300, 301)에 견고하게 고정할 수 있다. 이는 다른 강판(400, 401, 500, 501)에서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제진 장치(200)는 상기 고감쇠 고무와 같은 완충재(80)를 사용함으로써 제진 장치(200)의 내진 댐퍼로서의 높은 초기강성과 감쇠 성능을 달성할 수 있어 미세진동에 매우 효율적일 수 있어 큰 지진 뿐만 아니라, 여진이나 일상적인 진동(바람 등)에 의한 미세진동과 장주기 지진동에서 효과가 있다. 따라서 대지진이 없더라도 중저 규모의 지진이 연약지반에서 발생하는 경우에 큰 장점을 가질 수 있다.
그렇기 때문에 현실적으로 대규모 지진이 발생하지 않는 한국에서 초고층 건물뿐만 아니라 중소규모의 건축물이나 기존 건물의 리모델링에서도 본 발명의 제진 장치(200)와 이를 이용한 내진 공법이 폭넓게 사용될 수 있는 것이다.
또한, 고감쇠 고무와 같은 완충재(80)를 포함하는 이중 강판(300, 301 등)을 이용하게 되면 고강성에 따른 판의 소형화가 가능하게 되고 이를 통하여 단가 절감을 달성할 수 있다. 또한, 소형화에 따라서 앞서 설명한 바와 같이 제진 장치(200) 자체의 중량을 감소시킬 수 있어 지진 하중 자체를 감소시킬 수 있다. 또한, 설계 목표에 맞추어 섬세한 감쇠성능의 조정이 가능하기 때문에 제진 장치(200)에 드는 비용을 줄일 수 있고 반복 내구성과 경년에 의한 성능 안정성이 뛰어 나기 때문에 유지 보수 비용도 절감된다.
즉, 이중 강판 및 그 사이의 완충재(80)로 구성된 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40) 및 중간 댐퍼(50)를 이용한 제진 장치(200)를 사용하는 본 발명의 내진 공법은, 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)은 큰 강성을 가지도록 두꺼운 고강도 강판으로 형성하고, 중간 댐퍼(50)는 얇은 저강도 강판으로 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명에서와 같은 제진 장치(200)를 사용하는 내진 공법은 횡하중에 대한 거동 시 연성을 증대시키는 공법인데, 단면 전체를 모두 두꺼운 강판을 사용할 때에 비하여 내진보강구조의 중량이 감소하므로 내진성능 향상에 도움이 된다. 왜냐하면 지진 하중은 건축물의 중량이 감소하면 함께 감소될 수 있기 때문이다.
하부 강판벽(40)과 중간 댐퍼(50) 역시 도 5와 같은 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 완충재(80)가 고감쇠고무와 같은 고무재질이 아니고 강재인 경우에는, 강판(300)과 강판(301) 사이에 삽입되는 완충재(80)와 이들 강판(300, 301) 사이의 고정 내지 연결은 예를 들어서 볼트 연결이나 용접고정법을 사용할 수도 있다.
위에서는 상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40) 및 중간 댐퍼(50)에 모두 완충재가 설치되는 것을 설명하기는 하였으나, 실시예에 따라서는 도 6 내지 도 8에서와 같이 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)에만 또는 중간 댐퍼(50)에만, 또는 강판벽과 중간 댐퍼의 연결부분에만 설치될 수도 있다.
한편, 상기 이중 강판의 사이에 완충재(80)로서 고감쇠 고무와 같은 고무를 사용하는 대신에, 완충재로서 강판을 사용하고, 이 때, 상하의 이중 강판(300, 301 등)은 상대적으로 두껍고 강성이 크도록 하고, 중간의 강판(80)은 상대적으로 얇고 강성이 작도록 하면, 거동적 측면에서 보았을 때, 상하의 두꺼운 강판(예를 들어서, 300, 301)과 중간의 얇은 강판(80) 사이에서 중간의 얇은 강판(80)이 먼저 변형을 일으키고 파괴됨으로써 구조물 전체의 연성 거동을 유도할 수 있고 최악의 경우 지진 하중으로 인한 구조물의 파괴를 사전에 예측할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에서는 특히 강판벽(30, 40)이 모두 이중 강판으로 구성되고 이들 사이의 간격에 삽입되는 완충재(80)는 어렵지 않게 시각적으로 확인이 가능하기 때문에 전문가가 아니더라도 완충재(80)의 변형이나 파괴를 벽체의 좌우측에서 확인할 수 있다. 따라서, 상기 강판벽(30, 40) 내의 완충재(80)의 변형이나 파괴를 통해서 진단 전문가의 도움 없이도 조기에 제진 장치(200)의 손상 여부를 예측하고 스스로 대피를 하거나 전문가의 도움을 요청할 수 있다. 특히 소규모 주거 건물이나 학교 건물의 경우에는 대규모 정밀 진단을 주기적으로 할 여력이 없거나 어린 학생들이 사용함으로써 전문가나 성인한테 명백한 건물 붕괴 신호를 쉽게 파악하지 못하는 경우가 많은데, 이런 건축물에 본 발명의 제진 장치와 이를 이용한 내진 공법을 도입하는 경우 매우 유익할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 이중 강판의 사이에 완충재로서 중간 강판을 이용하던 고감쇠 고무와 같은 고무를 이용하던지 간에, 상하의 강판벽(30, 40)의 이중 강판(300, 301/400,401)과 중간 댐퍼의 이중 강판(500, 501) 사이에 볼트 연결부(61) 또는 상기 상하의 강판벽(30, 40)과 건축물(100)의 인방보(20, 21) 사이의 볼트 연결부(60, 62)가, 완충재(80)로서 사용되는 강판이나 고무 보다 먼저 파괴되지 않도록 해야한다. 즉, 각각의 연결부(60, 61, 62)가 각각의 상기 강판들(300, 301, 400, 401, 500, 501) 뿐만 아니라 그 내의 완충재(80) 보다 선파괴 되지 않도록 설계 강도를 잡아야 한다. 왜냐하면 연결부가 선파괴되는 경우 제진 장치(200)와 건축물(100)의 연성 거동을 기대할 수 없고 갑작스런 취성 파괴로 이어질 수 있어, 건물 붕괴 위험시 충분한 대피 시간을 확보할 수 없기 때문이다.
뿐만 아니라, 앞서 설명한 바와 같이 상기 강판들 중에서도 상기 중간 댐퍼의 강판들(500, 501)의 설계 강도를, 그 중에서 각 강판들에 삽입되는 완충재(80)의 설계 강도를 가장 낮게 하여야 한다. 전술한 바와 같이 일반적으로 완충재(80)는 이중 강판 보다는 강도가 낮은 고무 재질을 사용하거나 이중 강판보다는 낮은 강도/강성의 얇은 두께의 중간 강판을 사용하므로 일반적으로 완충재의 강도/강성이 이중 강판보다는 낮게 된다.
즉, 상기 이중 강판(300, 301, 400, 401, 500, 501)의 설계 강도가 각각의 완충재(80)의 설계 강도보다 크도록 하여야 한다.
이를 위하여 강판과 완충재의 두께나 재질을 통하여 강판과 완충재의 강도를 결정한다. 즉, 상기 상부 강판벽(30)과 하부 강판벽(40)은 상기 중간 댐퍼(50)보다 두께가 두껍고 강성이 큰 강판을 이용하여 제작하여 내진 하중 재하 시 상기 중간 댐퍼가 먼저 파괴되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 설계 강도 배분을 고려하여, 각 연결부(60, 61, 62)의 강도를 정하게 되며, 예를 들어서 볼트를 사용하는 연결부라면 볼트의 파괴강도, 볼트의 개수, 볼트 연결부의 면적 등을 결정하고 용접 연결부를 사용하는 경우에는 용접부의 목두께, 유효 길이 등의 용접 강도를 결정한다.
정리하면 연결부 > 이중 강판 > 완충재의 순서로 강도를 결정하고, 강판벽 > 중간 댐퍼의 크기로 강도를 결정한다고 정리할 수 있다.
상기 강판들 내지 완충재(300, 301, 400, 401, 500, 501, 80)와 연결부(60, 61, 62)의 강도를 설계하는 것이 건축물(100)의 연성 파괴 거동을 얻도록 하는데 매우 중요하며, 특히 중간 댐퍼(50)와 상하의 강판벽(30, 40)과의 사이의 연결부(61)가 상기 중간 댐퍼(50)나 상기 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501)들 사이의 완충재(80)보다 먼저 파괴되지 않도록 설계하는 것이 중요하다.
또한, 제진 장치(200)에 있어서 이중 강판보다 그 내의 완충재가 선파괴 되지 않도록 하여야 한다.
한편, 두꺼운 상하의 강판과 얇은 강판의 연결은 일반 고력볼트(응력집중으로 인하여 볼트 연결부의 찢어짐 가능성이 높음)를 사용하는 것보다는 스프링볼트가 바람직하며, 스프링볼트 자체가 자신의 탄성력으로 완충역할을 할 수 있게 된다. 상기 스프링볼트(너트)는 가압되어 고정되고 압력이 해제되면 그 탄성력에 의하여 분리될 수 있는 볼트를 의미하는 것으로 그 자체가 완충(댐핑)의 기능을 할 수 있으므로 본 발명에서와 같은 댐퍼를 이용한 제진 장치에 사용하기에 유리하다.
상기 스프링볼트는 그 몸통의 탄성력으로 완충역할을 할 수 있도록, 사전에 프리스트레싱 압력으로 고정되고 상기 압력이 해제되면 그 탄성력에 의하여 분리될 수 있도록 제작하는 것이 바람직하다.
상기 스프링볼트를 이용한 연결에 대해서는 이하에서 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한다.
또한, 도 6에서와 같이, 본 발명에서는 상하의 강판벽(30, 40)의 상하의 두꺼운 강판(300, 301, 400, 401)과 중간 댐퍼(50)의 상대적으로 얇은 강판(500, 501)이 서로 연결되는 부분에만 별도의 고감쇠 고무와 같은 완충재(80)를 삽입할 수도 있다. 이와 같이 하는 경우, 통상적으로 상하의 강판벽(30, 40)은 중간 댐퍼(50) 보다 강판의 두께 자체가 두꺼우므로 제진 강도가 강하기 때문에, 중간 댐퍼(50)가 강판벽(30, 40)과 연결되는 연결부(61)만 감쇠기능을 보완하면 중간 댐퍼(50)가 강판벽(30, 40)보다 설계 강도가 작도록 하면서 중간 댐퍼(50) 자체에서는 연결부(61)가 강판(500, 501) 보다 먼저 파괴되는 것을 방지하고, 동시에 완충재(80)의 사용을 최소화함으로써 제진 장치(200)와 건축물(100) 자체의 하중 저하와 이로 인한 내진 하중 저하의 효과를 동시에 달성할 수 있게 된다.
또는 도 7에서와 같이 중간 댐퍼(50)에서 이중 강판(500, 501)의 전체 스팬에 대해서만 완충재(80)를 사용하거나 도 8에서와 같이 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501)는 서로 밀착시켜 완충재를 삽입하지 않고 상하 강판벽(30, 40)의 이중 강판사이에서만 완충재(80)를 사용하는 방법도 가능하다.
도 7과 같이 하는 경우에는 앞서와 같이 상하의 강판벽(30, 40)에 사용되는 완충재의 두께만큼 하중 감소 효과를 얻을 수 있고, 반면에 도 6와 비교할 때 강판벽의 이중 강판과 중간 댐퍼의 이중 강판의 강도(두께) 차이가 큰 경우 연결부(61)에만 완충재를 사용하기에 구조적으로 불안정할 수 있으므로 이런 경우 도 7의 실시예는 효과적인 방식이 될 수 있다.
도 8과 같이 하는 경우에는 중간 댐퍼(50)의 이중 강판(500, 501)을 아예 밀착시켜 완충재를 사용하지 않는 것이므로, 일반적으로 강판벽의 이중 강판과 중간 댐퍼의 이중 강판의 강도를 앞선 실시예서와 같이 차등을 두지 않고 종래와 같이 균일하게 할 경우, 균일 강판을 사용하는 설계와 시공의 편의성을 유지하면서, 강판벽(30, 40)의 강도만을 보강하여 상대적으로 완충재가 없는 중간 댐퍼(50)의 강도와 강성이 저하되는 효과를 얻을 수 있어, 앞서와 같은 강판벽 > 중간 댐퍼의 강도 배분을 달성하는데 유효 적절할 수 있다.
도 8과 같이 하는 경우에는 강판벽과 중간 댐퍼에 모두 균일한 강판을 사용하므로 제진 장치(200)의 시공이 보다 용이해짐을 알 수 있다.
실질적으로 이와 같은 도 4, 도 6 내지 도 8과 같은 완충재의 배열 방법을 달리하는 제진 장치(200)를 사용한 내진 공법에 있어서는, 중간 댐퍼(50)에서 이중 강판(500, 501)과 대비하여 연결부(61)의 강도를 보강하는 것이 가장 중요한 사항이다. 이를 위하여 도 9에서와 같이 중간 댐퍼(50)와 완충재(80) 사이에 락킹 구조를 형성하는데, 중간 댐퍼(50)의 강판(500, 501)의 표면으로부터 함몰되어 형성된 홈(83)에 완충재(80)의 돌출부(82)가 쌍을 이뤄서 여러 개 형성되어 그러한 홈(83)과 돌출부(82)가 서로 맞물려 락킹 구조를 형성한다. 이러한 락킹 구조는 도 7 등과 같이 완충재(80)가 강판의 스팬에 모두 설치되는 실시예에서도 적용될 수 있다. 또한 상기 락킹 구조를 사용하는 경우에는 완충재(80)는 고무나 고감쇠 고무일 수도 있으나 강재인 것이 바람직하다.
또한, 상기 락킹 구조는 도 9에서와 같이 횡방향(제진 장치의 길이 방향에 수직한 방향) 지진력에 대하여 효율적으로 저항하고 수직 방향으로도 락킹이 풀리는 것을 방지하기 위하여 상기 돌출부(82)와 홈(83)이 상기 중간 댐퍼(50)의 상하 방향에 대하여 단차를 두고서 배열되어 형성되는 것이 바람직하며, 이렇게 하면 중간 댐퍼(50)의 항복이 개시되더라도 락킹 구조가 해제되는 것을 최대한 지연시킬 수 있게 된다.
도 10에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 락킹 구조의 홈(83)과 돌출부(82)는 다수개가 형성될 수 있고, 이들 다수의 홈(83)과 돌출부(82) 사이에서 이들에 저촉되지 않게 중간 댐퍼(500)의 이중강판(500, 501)과 완충재(80)를 연결하는 볼트(61)가 체결될 수 있다. 도 10에서는 강판(501)에는 별도로 홈(83)을 도시하지는 않았다.
본 발명의 제진 장치(200)의 설치 위치는 건축물(100)에 있어서, 건축물(100)의 길이방향의 휨강도를 증가시킬 수 있도록 상기 구조물의 휨응력이 최대가 되어 처짐이 최대한 되는 지점에 설치되도록 하는 것이 바람직할 수 있는 데 그 이유는 상기 제진 장치(200) 자체가 예를 들어서 도 1에서와 같은 건축물(100)의 기둥(10)과 기둥(11) 및 그 기둥 사이의 인방보(20, 21)로 구성된 건축물(100)이 여러 개 연결된 장스팬 구조물인 경우에, 벽체의 상하의 인방보(20, 21) 사이를 수직으로 연결하면서 새로운 지점으로 작용할 수 있기 때문이다. 그렇기 때문에 이러한 제진 장치(200)를 단순히 내진 구조로서만 사용하는 것이 아니라, 건축물(100)의 전체 횡방향 스팬에서 다수의 중간 지점으로 사용할 수 있도록 제진 장치(200)의 위치를 결정하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명의 중간 댐퍼(50)는 기둥(10)과 기둥(11) 사이의 스팬이 큰 경우 일종의 새로운 중간 지점을 만들어 주는 역할을 하므로 단순히 내진 성능 향상 이외에도 프레임 자체의 휨성능 향상 등을 기대할 수 있게 된다.
특히, 제진 장치(200) 자체가 구조물(100) 전체에 대하여 새로운 지점으로서 역할할 수 있기 때문에 구조물, 특히 장스팬 구조물, 특히 중간 기둥이 없는 벽식 구조의 주거 건물이나 학교 건물이나 체육 시설이나 공연 시설 등의 휨성능 보강 효과를 기대할 수 있다. 왜냐하면 휨모멘트가 부재의 일 지점과 타 지점 사이의 스팬의 길이에 반비례하기 때문에, 제진 장치가 어느 일 스팬의 부재나 구조물의 중간 지점으로서 역할하게 되면, 예를 들어서 일 지점과 타 지점의 중간에 위치한다면 스팬이 L에서 2/L로 감소함에 따라 휨모멘트 역시 감소하여 구조물의 처짐이 감소하는 등 휨강도가 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 이중 강판을 이용한 구조물의 내진 보강 공법에서 앞서와 같이 이중 강판 사이에 고감쇠 고무를 사용하는 경우의 유리한 효과를 보다 상세히 설명하면, 상기 고감쇠 고무는 본래 고무가 가지고 있는 우수한 감쇠성능과 낮은 온도 의존성 등의 고유 특성을 고려하여 제작되어 고무 소재의 감쇠 성능을 최대한 발휘하도록 한 것인데, 상기 고감쇠 고무는 일반 고무에 비하여 변형에 의한 운동에너지의 흡수와 발산 형태가 상이하고, 지진력의 진동을 열로 바꿔 진동을 억제할 수 있다. 즉, 고감쇠 고무는 진동에너지를 순간적으로 열에너지로 변환할 수 있으며, 작은 진동에서도 높은 에너지 흡수 성능을 가질 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제진 장치와 내진 공법을 채용하게 되면 이중 강판 사이에 고무 재질을 삽입하여 사용함으로써 반복적으로 발생하는 여진에 대해서도 높은 제진성능을 발휘할 수 있게 된다.
여기서, 제진설계란 구조체의 손상을 통해 지진하중에 저항(기존 내진설계법)하기 보다는 제진 시스템을 적용하여 장치의 소성거동에 의한 일부 지진에너지의 소산으로, 구조물이 부담하는 지진력을 감소시키는 설계법을 의미하며 그러한 제진설계에 사용되는 장치가 제진 장치인 것이다.
이와 같은 내진 보강 공법 중 강도 및 강성 보강 방식은 건물의 강도/강성은 증가하지만, 변형능력은 변화 없고, 자중의 증가로 기초보강 비용 추가되고, 습식공법으로 작업 고려 시, 공기가 증가하며, 철골가새의 경우, 좌굴에 의해 급격한 내력저하 발생이 문제된다.
연성 보강 방식은, 부재단면치수의 변화가 크지 않아 평면계획에 미치는 영향이 적고, 경량 및 고강도의 특징으로 건물중량에 미치는 영향이 적으며, 보강개소가 많아 공기가 증가하고, 이에 따른 비용이 크게 증가한다.
연성 보강 및 감쇠능력 추가 방식은 건물의 동선 및 평면 등 실내 환경에 영향이 없고, 저렴한 비용 및 짧은 공기와 우수한 에너지흡수능력으로 안정성 증대와 응답 저감으로 보강량 감소를 보인다.
한편, 이와 같은 본 발명의 중간 댐퍼를 이용한 제진 장치를 설치하는 방법을 설명하면, 건축물(100)의 인방보(20, 21)에서 제진 장치(200)의 강판벽(30, 40)이 설치될 슬래브를 면처리하고, 상기 슬래브를 천공한 후, 강판벽(30, 40)을 설치하고, 강판벽(30, 40)들 사이에 중간 댐퍼(50)를 설치한 후, 토크값을 측정하고서, 실링 및 에폭시 그라우팅의 순서를 통해서 수행될 수 있다. 상기 중기 중간 댐퍼(50)를 설치하는 과정은 상기 강판벽(30, 40)과 중간 댐퍼(50)에 천공을 하고 볼트를 연결하거나 이들 사이를 용접하는 단계를 포함한다.
물론 상기 강판벽과 중간 댐퍼가 이중 강판으로 형성되는 경우 이를 사전에 조립해서 현장에 반입하는 것이 바람직하고, 완충재 역시 강판 사이에 사전에 삽입하고 가황접착에 의한 접합부 역시 사전 조립형식으로 제작하는 것이 바람직하다.
이와 같은 댐퍼 구조물은 월 댐퍼(wall damper)로 호칭되기도 하는데 그 이유는 이와 같은 강판 구조물이 대부분 건축물의 외벽에 설치되기 때문이다.
본 발명에서와 같은 댐퍼에 대해서 보다 상세히 설명하면, 댐퍼는 점성형 댐퍼를 사용할 수 있고 상기 점성형 댐퍼에는 아주 작은 미소변위에서도 감쇠능력을 발휘하는 오일 댐퍼나 사이에 접합된 점탄성 재료의 전단 변형을 통하여 에너지를 소산하는 점탄성 댐퍼가 사용될 수 있다.
아래는 오일댐퍼와 점탄성 댐퍼의 예시이다.
[그림 1: 오일 댐퍼와 점탄성 댐퍼의 예시]
또한, 이력형 댐퍼가 사용될 수 있으며 이에는 항복변위가 비교적 크기 때문에 소변위시에는 감쇠능력의 발휘가 곤란한 강재 댐퍼, 강재 댐퍼에 비하여 조기에 항복하고, 항복 후의 2차 강성이 매우 작아, 소변위시에도 감쇠능력 발휘되는 납 댐퍼, 운동 시 두 재료 사이의 마찰에 의한 에너지 소산을 이용하는 장치로서 마찰계수를 유지하기 위한 적절한 재료가 필요한 마찰 댐퍼가 있을 수 있으며, 아래 그림 2는 이들의 예이다.
[그림 2: 이력형 댐퍼의 예시]
이하에서는 도 11 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 있어서 스프링볼트를 이용한 연결방법에 대해서 설명하며, 상기 스프링볼트는 하기와 같은 볼트 연결부(60, 61, 62)에, 특히 볼트 연결부(61)에 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 스프링볼트를 이용한 연결부가 앵커에 탄성부재, 즉 스프링이 배열된 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12는 볼트와 너트, 탄성부재 및 너트풀림방지용 너트캡이 포함된 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 이와 같은 스프링볼트를 이용한 볼트 연결부는 앵커(1110), 볼트(1120), 제1너트(1130), 및 제1스프링(1140)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 11에서는 앵커의 일예로서 내부에 암나사산부가 형성되어 있는 앵커를 사용하는 실시예를 나타내었다. 그러므로, 상기 암나사산부에 별도의 볼트, 예를 들어 전산볼트를 체결하여 강판을 고정할 수 있다. 만일, 앵커에 볼트가 사전 체결되어 있거나 일체로 형성되어 있는 종류의 앵커(예를 들어, 앵커볼트)를 사용하는 경우에는, 앵커와 함께 제공되는 볼트를 이용하여, 혹은 제공되는 볼트를 대체할 수 있는 또 다른 볼트를 이용하여 본 발명의 보강 공법을 수행할 수 있다.
따라서, 사용되는 앵커의 종류에 따라서 앵커볼트와 같이 앵커(1110)에 사전에 체결되어 있는 볼트(1120)를 이용할 수도 있고, 앵커(1110)의 규격에 맞는 별도의 볼트(1120), 예를 들어 전산볼트를 이용할 수도 있음은 통상의 기술자에게 이해될 것이다.
이하에서는 명료한 설명을 위해, 앵커(1110)가 앵커 수용부(1101)에 매립되는 방향을 앵커 또는 볼트의 아래방향(하단, 하부)으로 지칭하고, 상기 앵커(1110)와 체결된 볼트(1120)가 강판(1200)과 연결되는 방향을 앵커 또는 볼트의 윗방향(상단, 상부)으로 지칭하여 설명하도록 한다.
여기서 강판(1200)은 강판(300, 301, 400, 401, 500, 501)을 의미할 수 있다. 또한 여기서 볼트(1120)는 볼트 연결부(60, 61, 62)를 나타낼 수 있고, 도 11과 도 12의 실시예에서는 스프링(1140)을 수용하는 스프링수용부(1102)를 구비한 별도의 앵커(1110) 내에 볼트(1120)가 삽입연결되는 것을 설명하고 있다.
제1스프링(1140)은 앵커(1110)의 상부에서 볼트(1120) 외주에 설치된다. 상기 제1스프링(1140)은 앵커(1110)를 매립한 후 또는 앵커(1110)에 볼트(1120)를 체결한 후 설치될 수 있다. 즉, 강판(1200)을 볼트(1120)와 체결하기 전에 제1스프링(1140)을 별도 부재(1100)에 먼저 위치시킨다. 여기서 별도 부재(1100)는 완충재(80)를 의미할 수 있다. 그러고 나서 강판(1200)을 체결하여 상기 제1스프링(1140)이 강판(1200)에 맞닿도록 제1너트(1130)를 조인다.
상기 제1스프링(1140)은 부재(1100)의 내부에 위치하여 부재(1100)에 가해지는 진동과 팽창력 및 수축력을 상기 부재(1100)에 보강재로서 부착되는 강판(1200)에 효과적으로 전달할 수 있다. 이처럼 제1스프링(1140)은 부재 내부에서 보강재에 밀착되어 있어 구조물에 작용하는 힘과 진동을 탄성부재에 흡수함과 동시에 보강재에 전달하게 되고 이로써 보강재에 의한 보강 효과를 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 제1스프링(1140)은 부재(1100) 속에 매립된 앵커(1110)가 받는 힘을 분산시킬 수 있다. 부재(1100)에 매립된 상기 앵커(1110) 및 볼트(1120)는 진동, 충격, 팽창, 수축 등으로 인해 지속적으로 힘을 받게 되는데 이로 인해 앵커(1110) 및 볼트(1120)와 부재(1100) 사이의 결합이 헐거워지는 현상이 발생될 수 있다. 이러한 힘을 탄성부재인 상기 제1스프링(1140)이 흡수하고 분산시키는 효과가 있다. 그러므로 앵커(1110) 및 볼트(1120)가 진동 등 외력에 의해 갑작스럽게 풀리거나 파손되어 강판(1200)이 부재(1100)로부터 떨어져 나가는 것을 방지할 수 있다.
이러한 효과를 가지는 제1스프링(1140)을 설치하기 위해, 부재(1100)의 외표면에 앵커 수용부(1101)를 형성한 후 상기 앵커 수용부(1101) 상에 제1스프링 수용부(1102)를 추가로 형성할 수 있다. 이때, 상기 제1스프링 수용부(1102)의 직경(ds1)은 상기 앵커 수용부(1101)의 직경(da)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 그러므로 본 발명의 일 실시예에서는 상기 앵커 수용부(1101) 형성시, 앵커(1110)의 매입길이(L)와 제1스프링(1140)의 길이(l)를 합한 길이만큼 부재(1100) 외표면에서부터 홈을 파되 이때 직경은 상기 앵커(1110)를 수용할 수 있는 크기로 형성하고(da), 제1스프링 수용부(1102)의 직경(ds1)을 앵커 수용부(1110)의 직경(da)보다 크게 형성하고자 하는 경우 상기 앵커 수용부(1110)를 형성한 위치에서 부재(1100)의 외표면으로부터 제1스프링(1140)의 길이(l)만큼, 상기 제1스프링 수용부(1102)의 직경(ds1)만큼의 홈을 추가로 형성할 수 있다.
상기 제1스프링(1140)의 크기, 즉 직경과 굵기, 길이는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
또한, 제1스프링(1140) 내부에 볼트(1120)를 관통시켜 설치하기 때문에 볼트(1120)는 제1스프링(1140)이 휘거나 구부러지는 것을 방지하는 가이드로서 역할을 하게 된다.
그리고 상기 제1스프링 수용부(1102)에는 제1스프링 보호부(1170)가 추가될 수 있다. 제1스프링 보호부(1170)는 제1스프링(1140)에 이물질이 끼는 것을 방지하기 위한 것으로, 제1스프링 수용부(1102)의 직경에 맞춰 설치되는 원통형의 부재다.
상기 볼트(1120)에 상기 제1스프링(1140)의 내경을 관통시켜 설치하고 이어서 상기 볼트(1120)로 강판(1200)의 관통홀(1210)을 관통시켜 상기 강판(1200)을 상기 부재(1100)에 정착시킨다. 하나의 강판(1200)에 형성된 관통홀이 다수인 경우 상기 다수의 관통홀이 각각에 대응되는 볼트와 체결되도록 강판을 위치시킨다.
상기 부재(1100) 외표면에 위치된 상기 강판(1200)이 단단히 체결될 수 있도록 제1너트(1130)를 상기 볼트(1120)에 체결하고, 상기 제1너트(1130)를 조인다.
상기 제1너트(1130)와 상기 강판(1200) 사이에는 너트가 풀리지 않도록 하기 위한 와셔(washer)(미도시)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 평와셔, 스프링 와셔, 고무 와셔 등과 같은 와셔가 사용될 수 있다.
일반적으로 볼트와 너트를 이용한 체결방식에서는, 재료의 항복현상으로 인해 탄성이 없어져버리거나, 또는 체결 구조물 및 부품의 진동으로 인해 공간이 발생하여 볼트와 너트 간의 마찰력이 감소되어 풀림이 발생할 가능성이 있다. 이러한 풀림 현상으로 인해 사고가 발생하는 것을 방지하기 위하여 종래 기술에서는 접착제를 주입하여 볼트와 너트를 고정시키는 방법이 이용되고 있으나 유지보수를 위해 너트를 해체해야 하는 경우에는 너트를 파괴해야만 한다는 문제점이 있다.
본 발명에서는 상기 제1너트(1130) 상부에 제2스프링(1150)과 제2너트(1160)를 추가로 설치하여 시공이 편리하면서도 풀림 현상을 방지하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 실시예의 구성은 도 12를 참조하여 이하에서 상술한다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 앵커(1110), 볼트(1120), 제1너트(1130), 제1스프링(1140), 제2스프링(1150) 및 제2너트(1160)를 포함하여 연결구조가 구성될 수 있다.
도 12는 도 11에서 상술한 구성에 제2스프링(1150), 제2너트(1160) 및 너트캡(1300) 등이 추가되는 실시예에 관한 것으로, 도 11과 도 12에 동일하게 적용되는 구성 및 방법 등에 관한 설명은 생략하기로 한다.
상기 볼트(1120)에 제1너트(1130)를 체결하고, 상기 제1너트(1130) 상부로 돌출되는 상기 볼트(1120)에 제2스프링(1150) 및 제2너트(1160)를 순서대로 위치시킨다. 이때 상기 제1스프링(1140)에서와 마찬가지로, 상기 제2스프링(1150) 내부에 볼트(1120)를 관통시켜 설치하기 때문에 볼트(1120)는 제2스프링(1150)이 휘거나 구부러지는 것을 방지하는 가이드로서 역할을 하게 된다.
상기 제2스프링(1150)은 제1너트(1130)와 제2너트(1160) 사이에 위치하여 상기 제2스프링(1150)의 일단은 상기 제1너트(1130)와 맞닿고, 상기 제2스프링(1150)의 타단은 상기 제2너트(1160)와 맞닿는 형상으로 위치된다. 상기 제1너트(1130)와 제2너트(1160)에는 제1고정홈(1131)과 제2고정홈(1161)이 각각 형성되어 있어, 상기 고정홈(1131, 1161)에 제2스프링(1150)의 양단부가 각각 안착되는 형상으로 위치된다.
본 발명의 일 예에서는, 제1너트(1130)가 풀리는 방향으로 회전하면 상기 제1너트(1130)의 제1고정홈(1131)에 일단이 위치한 제2스프링(1150)은 벌어지는 방향으로 같이 회전하도록, 즉 제2스프링(1150)이 이완되도록 설치될 수 있다. 따라서 제1너트(1130)가 풀리는 방향으로 작용하는 풀림 에너지에 의해 상기 제1너트(1130)와 맞닿아 있는 일단, 즉 제2스프링(1150)의 하단부가 상기 제2스프링(1150)이 벌어지는 방향으로 회전하려고 하면, 제2너트(1160)의 제2고정홈(1161)과 맞닿아 있는 타단, 즉 상기 제2스프링(1150)의 상단부는 제2너트(1160)와 제2스프링(1150) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 제2너트(1160)의 회전이 방지됨에 따라, 상기 풀림 에너지는 상기 벌어지는 방향으로 회전하려던 또는 일부 회전한 상기 제2스프링(1150)의 복원력에 의해 다시 제2스프링(1150)을 따라 제2스프링(1150)이 오므라지는 방향으로 전달되어 제1너트(1130)의 풀림을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 제2스프링(1150)은 제1너트(1130)의 상부에서 제1너트(1130)를 가압하여 진동 등에 의해 제1너트(1130)가 풀리는 것을 방지한다. 또한 상기 제2스프링(1150)은 강판(1200), 볼트(1120) 및 너트(1130, 1160)를 통해 전달되는 진동을 탄성 부재에 흡수함과 동시에 제1너트(1130) 상부에서 가압하기 때문에 제1너트(1130)를 단독으로 사용할 때 보다 마찰력이 증가되어 제1너트(1130) 회전을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 볼트(1120), 제1 및 제2너트(1130, 1160)가 회전하는 것을 방지하고 물리적으로 고정시키기 위해 너트캡(1300)을 추가로 설치할 수 있다. 상기 너트캡(1300) 내부에는 제1 및 제2너트(1130, 160), 제2스프링(1150) 그리고 볼트(1120)를 수용할 수 있도록 형성된다.
상기 너트캡(1300)은 또한 외부 환경으로부터 습기, 먼지 등을 차단하여 상기 볼트(1120), 제1 및 제2너트(1130, 1160), 그리고 제2스프링(1150)이 녹스는 걸 방지할 수 있다. 이처럼 볼트(1120), 너트(1130, 1160) 및 제2스프링(1150)의 수명연장효과를 극대화 할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하였지만, 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
또한, 첨부한 도면은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여, 스케일에 따라 도시하지 않고, 부분적으로 확대 및 축소하여 도시되었다.
또한 이상 설명한 본 발명의 시스템이나 방법이나 장치의 구성 요소와 단계들을 선택적으로 결합한 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 속한다는 것은 당연하다.
100: 건축물
10, 11: 기둥
20, 21: 인방보
30: 상부 강판벽
40: 하부 강판벽
50: 중간 댐퍼
60, 61, 62: 볼트 연결부
70: 브레이싱
80: 완충재
81: 가황접착에 의한 접합부
82: 돌출부
83: 홈
300, 301: 상부 강판벽의 이중 강판
400, 401: 하부 강판벽의 이중 강판
500, 501: 중간 댐퍼의 이중 강판
1101: 앵커수용부
1102: 스프링 수용부
1110: 앵커
1120: 볼트
1130: 제1너트
1131: 제1고정홈
1140: 제1스프링
1150: 제2스프링
1160: 제2너트
1161: 제2고정홈
1170: 제1스프링 보호부
1200: 강판
1210: 관통홀
1300: 너트캡
10, 11: 기둥
20, 21: 인방보
30: 상부 강판벽
40: 하부 강판벽
50: 중간 댐퍼
60, 61, 62: 볼트 연결부
70: 브레이싱
80: 완충재
81: 가황접착에 의한 접합부
82: 돌출부
83: 홈
300, 301: 상부 강판벽의 이중 강판
400, 401: 하부 강판벽의 이중 강판
500, 501: 중간 댐퍼의 이중 강판
1101: 앵커수용부
1102: 스프링 수용부
1110: 앵커
1120: 볼트
1130: 제1너트
1131: 제1고정홈
1140: 제1스프링
1150: 제2스프링
1160: 제2너트
1161: 제2고정홈
1170: 제1스프링 보호부
1200: 강판
1210: 관통홀
1300: 너트캡
Claims (10)
- 좌우의 기둥과 그 2개의 기둥 사이의 인방보로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보에 수직 방향으로 설치되는 제진 장치를 이용하는 내진 보강 공법으로서,
상기 제진 장치에는 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보도록 설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성하며 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼를 삽입설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼보다 두께가 두껍고 강성이 크도록 설계하여 재하 시 상기 중간 댐퍼가 먼저 파괴되도록 제작하고,
상기 상부 강판벽과 상기 하부 강판벽의 각각의 상기 소정의 간격 사이에서 상기 중간 댐퍼를 볼트 연결하고,
상기 볼트 연결부의 설계 강도는 상기 중간 댐퍼의 설계 강도보다 크도록 설계하고 상기 중간 댐퍼의 변형 또는 항복 또는 파괴 이전에 상기 볼트 연결부가 변형 또는 항복 또는 파괴되지 않도록 설계하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 볼트 연결부의 응력 집중으로 인한 찢어짐을 보강하기 위하여 상기 볼트는 스프링볼트를 이용하고,
상기 스프링볼트는 그 몸통의 탄성력으로 완충역할을 할 수 있도록, 사전에 프리스트레싱 압력으로 고정되고 상기 압력이 해제되면 그 탄성력에 의하여 분리될 수 있도록 제작하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 제1항에 있어서,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 상기 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고,
상기 완충재는 고무로 형성되는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 제1항에 있어서,
상기 제진 장치의 설치 위치는 구조물의 길이방향의 휨강도를 증가시킬 수 있도록 상기 구조물의 휨응력이 최대가 되는 지점에 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 제5항에 있어서,
상기 중간 댐퍼를 상부 강판과 하부 강판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 제7항에 있어서,
상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판은 소정의 간격으로 이격되어 설치하고, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판 사이의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 좌우의 기둥과 그 2개의 기둥 사이의 인방보로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보에 수직 방향으로 설치되는 제진 장치를 이용하는 내진 보강 공법으로서,
상기 제진 장치에는 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보도록 설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성하고 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼를 삽입설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 상기 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고,
상기 완충재는 고무로 형성되고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에 별도의 접합부를 형성하고,
상기 접합부에는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고,
상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법. - 좌우의 기둥과 그 2개의 기둥 사이의 인방보로 구성된 건축물의 벽체에서 상기 인방보에 수직 방향으로 설치되는 제진 장치를 이용하는 내진 보강 공법으로서,
상기 제진 장치에는 상부 강판벽, 하부 강판벽 및 중간 댐퍼를 설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 상기 중간 댐퍼를 사이에 두고서 상기 벽체의 2개의 기둥과 인방보 사이의 공간에 서로 마주보도록 설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽은 각각 소정의 간격으로 이격된 2개의 강판으로 구성된 2중 강판의 구조로 형성하고 상기 2중 강판의 소정의 간격 사이로 상기 중간 댐퍼를 삽입설치하고,
상기 상부 강판벽과 하부 강판벽의 상기 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고,
상기 완충재는 고무로 형성되고,
상기 중간 댐퍼를 상부 강판과 하부 강판으로 형성하고,
상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판은 소정의 간격으로 이격되어 설치하고, 상기 중간 댐퍼의 상부 강판과 하부 강판 사이의 소정의 간격에는 별도의 완충재를 설치할 수 있고,
상기 상부 강판벽, 하부 강판벽과 상기 중간 댐퍼의 각각의 상기 완충재와 상부 강판과 하부 강판의 사이에 별도의 접합부를 형성하고,
상기 접합부에는 상기 완충재와 접합되는 접합면과 상기 상부 강판 및 하부 강판에 접합되는 접합면이 각각 서로 별도로 형성되고,
상기 각각의 접합면에서는 서로 다른 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 내진 보강 공법.
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2018
- 2018-08-30 KR KR1020180102561A patent/KR102092412B1/ko active IP Right Grant
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