WO2020141792A1 - 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼 - Google Patents

내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼 Download PDF

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WO2020141792A1
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damper
earthquake
seismic
plastic neck
steel
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최승호
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최승호
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Definitions

  • the present invention relates to a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement, and more specifically, a coupler for screwing a steel damper to a seismic beam formed in a building and connecting a damper unit with a pair of damper units. And it is composed of fixing nuts that fix the tamper unit, so that they are installed by assembly, so it is easy to install and separate, and can be partially replaced in case of damage to parts due to earthquakes. It relates to a steel damper having.
  • Seismic design is a comprehensive construction method to protect various buildings from the impact of an earthquake, and can be roughly divided into seismic, seismic, and vibration-proof designs.
  • seismic design includes seismic and vibration damping design in a broad sense. However, by narrowing the meaning, it can be explained only by design techniques that overcome the impact of an earthquake through the history of the building itself. This seismic design maintains structural stability from earthquakes by increasing the strength and toughness of the various members that make up the building, thereby increasing the robustness of the building itself.
  • the seismic isolation design is a technique that blocks or reduces the impact of an earthquake from the ground to a building, and is also called an earthquake evasion or seismic isolation structure that avoids earthquakes.
  • an earthquake evasion or seismic isolation structure that avoids earthquakes.
  • a building is inevitably built on the ground, so it is not possible to completely block the earthquake propagating through the ground, but using the above-described seismic isolation design can significantly mitigate the impact of the earthquake.
  • the seismic isolation design is effective for very strong earthquakes and is very expensive.
  • the vibration suppression design is a structure to extinguish the impact of an earthquake on a building, artificially adjusting the frequency of the building according to the vibration characteristics of the earthquake wave to prevent the resonance of the building, and further offset the vibration of the building and the vibration of the earthquake wave It is a design method to reduce earthquake shock by making
  • vibration damping method for applying the above-described vibration damping design to a steel structure or a concrete structure, there are a method using a hydraulic damper or a steel damper.
  • the vibration damping structure using the hydraulic damper is a technique mainly used in Japan, where heavy and heavy earthquakes occur frequently throughout the country.
  • the design is excellent so that the external environment is not rough, and the seismic reinforcement performance is very excellent. However, it takes a lot of construction cost, and it is an excessively reinforced method that is unnecessary when considering the frequency or magnitude of earthquakes in Korea.
  • the seismic reinforcing method using the steel damper is a technology developed and used domestically and abroad, and has a lower construction cost than the seismic reinforcing method using a hydraulic damper, and is mainly used for reinforcing steel structures.
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and the object of the present invention is to securely fasten a steel damper to an earthquake-resistant beam formed in a building and connect a pair of damper units and damper units to a steel damper. It is composed of a fixing nut that fixes the coupler and the tamper unit, and is installed by assembly, so it is easy to install and separate, and can be partially replaced when a component is damaged due to an earthquake, thereby reducing maintenance costs. It is to provide a steel damper having a neck.
  • a steel damper having a plastic wood for seismic reinforcement is a steel damper installed by interconnecting a pair of seismic beams installed in a building, the fastening part being disposed to penetrate a through hole of the seismic beam and the A damper unit consisting of a plastic neck formed at an end of a fastening part and a connection part formed at an end of the plastic neck, and a pair of fasteners fastened to the fastening part arranged to penetrate the through-hole, thereby fixing the damper unit to the seismic beam
  • a fastening nut and a coupler coupled to the connection portion of the damper unit fastened to the load-bearing beam may be provided to couple the damper units to each other.
  • connection shaft is further formed on the fastening portion
  • coupling portion is further formed on the connection shaft
  • a coupling nut may be further provided on the inner panel of the seismic beam so that the coupling portion is fastened.
  • an elastic washer is further disposed between the fixing nut screwed to the fastening part and the outer panel of the seismic beam, so that the fastened fastening nut can be prevented from being loosened.
  • the outer diameter of the plastic neck formed in the damper unit may be formed smaller than the outer diameter of the fastening portion and the connecting portion.
  • an elastic coil spring may be further fitted to the plastic neck to prevent it from being cut while supporting the plastic neck during plastic deformation due to an earthquake.
  • the steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement is a steel damper screw-fastened to an earthquake-resistant beam formed in a building, and a coupler and a tamper unit for connecting a damper unit and a pair of damper units are fixed. Since it is composed of fixed nuts and installed by assembly, it is easy to install and separate, and it is possible to replace parts partially when an earthquake breaks parts, thereby reducing maintenance costs.
  • FIG. 1 is a view showing a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a first embodiment of the present invention installed in a building.
  • FIG. 2 is a view showing a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an exploded view showing a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to the first embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a first embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a second embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 7 is an exploded view showing a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a third embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a fourth embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 10 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a fifth embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 11 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a sixth embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 12 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a seventh embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to the first embodiment of the present invention is installed in a building
  • FIG. 2 has a plastic neck for seismic reinforcement according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a view showing a steel damper
  • Figure 3 is an exploded view showing a steel damper having a seismic reinforced plastic neck according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a seismic reinforced plastic neck according to the first embodiment of the present invention It is a view showing a state in which a steel damper having a seismic beam is installed
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to the first embodiment of the present invention is installed in an seismic beam.
  • the present invention is a steel damper 10 having a plastic neck for seismic reinforcement (hereinafter referred to as a steel damper for convenience of description) is a pair of seismic beams 200 installed in the building 100 ) Are interconnected with each other and are disposed inside the building and are plastically deformed to prevent the building from being destroyed by plastic deformation when an external force occurs due to an earthquake.
  • the steel damper 10 is fixed to the damper unit 20 It consists of a nut 30 and a coupler 40.
  • the seismic beam 200 is formed at the end of the bearing portion 300 installed in the interior of the building 100 in order to improve the supporting force of the building 100, the steel damper 10 is shown in Figure 1 Likewise, it is installed by connecting the bearing unit 300.
  • the damper unit 20 includes a fastening portion 21 disposed to penetrate the through hole 230 of the seismic beam 200 and a plastic neck portion 22 and the plastic wooden portion formed at the ends of the fastening portion 21. It consists of a connecting portion 23 formed at the end of (22).
  • the through hole 230 is formed in the outer panel 210 of the seismic beam 200.
  • the seismic beam 200 may be a “H” beam made of steel.
  • a fastening screw portion 211 is formed on an outer surface of the fastening portion 21, a connecting screw portion 231 is formed on an outer surface of the connection portion 23, and the fixing nut 30 is fastened on the fastening screw portion 211.
  • the connection screw portion 231 is fastened to the coupler 40.
  • the outer diameter of the plastic neck portion 22 formed on the damper unit 20 is formed smaller than the outer diameter of the fastening portion 21 and the connecting portion 23.
  • the plastic neck portion 22 is formed smaller than the outer diameters of the fastening portion 21 and the connecting portion 23, when an earthquake occurs, it is not cut but bends, bending and causing plastic deformation to support the deformed building 100. This is to prevent the building 100 from being destroyed.
  • the plastic neck 22 is preferably formed of a metal material having a physical property that is bent at a certain angle when an external force is applied.
  • the fixing nut 30 is fastened to the fastening portion 21 which is disposed to penetrate the through hole 230, thereby fixing the damper unit 20 to the seismic beam 200.
  • the fixing nuts 30 are screwed to one end of the fastening portion 21 that has penetrated the through hole 230 and the other end of the fastening portion 21 that has not penetrated, so that the fastening portion 21 is seismic. It is fixed to the beam 200.
  • the steel damper 10 having a plastic neck for seismic reinforcement may be modified and implemented.
  • FIG. 6 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a second embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • an elastic washer 212 is further disposed between the fixing nut 30 screwed to the fastening portion 21 and the outer panel 210 of the seismic beam 200, so that the elasticity
  • the pressing nut 212 may be configured to prevent the fixing nut 30 fastened to the fastening portion 21 from being loosened by the elasticity of the elastic washer 212 while pressing the washer 212.
  • connection screw portion 231 formed on the connection portion 23 of the damper unit 20 fastened to the load beam 200 is screwed to the inner periphery, and the damper units 20 are mutually connected. Will be connected.
  • connection portion 23 formed on the pair of the damper unit 20 is fastened to the coupler 40, by pulling or loosening the connection portion 23 fastened to both ends by rotation of the coupler 40, It is possible to adjust the tensile force and compression force received by the steel damper 10.
  • Steel damper 10 having a plastic neck 22 for seismic reinforcement constructed as described above is a structure in which a pair of damper units 20 are screwed and fastened to a coupler 40 and an earthquake-resistant beam 200 with a nut. Consisting of, it can be easily separated from the coupler 40 and the seismic beam 200 of the damper unit 20 plastically deformed after an earthquake occurs, and can be easily replaced with another damper unit 20 The time and cost associated with maintenance can be greatly reduced.
  • the length of the entire steel damper can be increased or decreased by the fastening of the fixing nut 30 and the fastening of the coupler 40, so that the steel damper 10 is separately fitted to the fastening distance with the seismic beam 200. There will be no uncomfortable problems that need to be produced.
  • FIG. 7 is an exploded view showing a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to the third embodiment of the present invention, It is an exploded view showing the state installed in.
  • connection shaft 24 is further formed on the fastening portion 21, and a connection portion 25 on which the coupling screw portion 251 is formed on the outer surface of the connection shaft 24 is further formed.
  • a coupling nut 50 is further provided on the inner panel 220 of the seismic beam 200 so that the coupling portion 25 is fastened to the coupling nut 50 welded to the inner panel 220.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a fourth embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • an inside of the coupler 40 is further provided with a pressurized coil spring 41 to compress the pressurized coil spring 41 while compressing the fastening part 21 fastened to the coupler 40.
  • a pressurized coil spring 41 to compress the pressurized coil spring 41 while compressing the fastening part 21 fastened to the coupler 40.
  • the central portion of the pressurized coil spring 41 is fixed to the inner center of the coupler 40 by welding or screwing.
  • FIG. 10 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a fifth embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • the plastic neck 22 is further fitted with a reinforced coil spring 221 to support the plastic neck 22 and prevent it from being cut during plastic deformation due to an earthquake.
  • the reinforcing coil spring 221 is preferably fastened to the inner surface so as to be in close contact with the plastic neck 22, and the restoration coil spring supports the plastic neck 22 bent by an earthquake to reduce deformation. At this time, the reinforcing coil spring 221 may be fixed to the plastic neck 22 by welding after being fitted to the plastic neck 22.
  • the inside of the reinforcing coil spring 221 is further fixed by welding an elastic bar along the longitudinal direction, so that the elasticity of the reinforcing coil spring 221 and the elastic bar can reduce deformation of the plastic neck due to external force. .
  • FIG. 11 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a sixth embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • connection screw portion 231 of the damper unit 20 is fastened to the nut block N rather than the fixing nut 30 and the coupling nut 50 formed in a hollow structure, and the It is also possible to fix the connection screw portion 231 disposed through the earthquake-proof beam 200.
  • FIG. 12 is a view showing a state in which a steel damper having a plastic neck for seismic reinforcement according to a seventh embodiment of the present invention is installed on an earthquake-proof beam.
  • one damper unit 20 is formed with a fastening portion 21 having a fastening screw portion 211, and the other is formed with a nut block so that the fastening screw portion 211 is fastened to each other to fasten the screws. It is also possible.

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Abstract

본 발명은 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축물에 설치되는 한쌍의 내진빔을 상호 연결하며 설치되는 강재댐퍼로서, 상기 내진빔의 관통공에 관통되게 배치되는 체결부와 상기 체결부의 단부에 형성되는 소성목부와 상기 소성목부의 단부에 형성되는 연결부로 이루어진 댐퍼유닛과, 상기 관통공에 관통되게 배치되는 체결부에 체결되어, 상기 댐퍼유닛을 상기 내진빔에 고정시키는 한쌍의 고정너트와, 상기 내짐빔에 체결된 상기 댐퍼유닛의 연결부에 체결되어, 상기 댐퍼유닛들을 상호 연결시키는 커플러로 이루어져, 건축물에 형성되는 내진빔에 강재댐퍼를 나사식으로 체결하고, 강재댐퍼를 한쌍의 댐퍼유닛과 댐퍼유닛들을 연결하는 커플러 및 탬퍼유닛을 고정시키는 고정너트로 구성시켜 각각 조립에 의해 설치되도록 함으로써, 설치 및 분리가 용이하며 지진에 따른 부품의 파손시 부분적으로 교체가 가능하여 유지보수비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼
본 발명은 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축물에 형성되는 내진빔에 강재댐퍼를 나사식으로 체결하고, 강재댐퍼를 한쌍의 댐퍼유닛과 댐퍼유닛들을 연결하는 커플러 및 탬퍼유닛을 고정시키는 고정너트로 구성시켜 각각 조립에 의해 설치되도록 함으로써, 설치 및 분리가 용이하며 지진에 따른 부품의 파손시 부분적으로 교체가 가능하여 유지보수비용이 절감되는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼에 관한 것이다.
최근 들어 지진 피해에 대한 우려가 확산되면서 건물이나 교량 등의 구조물에 대한 내진 설계가 관심을 끌고 있다. 내진 설계란 지진의 충격으로부터 각종 건축물을 보호하고자 하는 포괄적 의미의 시공방식이며, 이를 상세히 구분하면 내진(耐震), 면진(免震), 제진(制震) 설계로 크게 나눌 수 있다.
우선, 내진설계는 넓은 의미에서 면진설계와 제진설계를 포함한다. 하지만 그 의미를 좁혀 보면 지진에 의한 충격을 건축물 자체의 내력을 통해 이겨내는 설계기법으로 국한하여 설명할 수 있다. 이러한 내진설계는 건축물을 구성하는 각종 부재의 강도와 인성 등을 증대시켜 건축물 자체의 견고성을 높임으로써 지진으로부터 구조적 안정성을 유지한다.
또한, 면진설계는 지진의 충격이 지면으로부터 건축물에 전달되는 것을 차단하거나 감소시키는 기법으로, 지진을 면하는 지진회피 또는 지진격리구조라고도 한다. 통상 건축물은 필연적으로 지반 위에 구축되므로 지반을 통해 전파되는 지진을 완전하게 차단할 수는 없지만 상술한 면진설계를 이용할 경우 지진의 충격을 상당 부분완화할 수 있다. 다만, 면진설계는 매우 강한 지진에 효과적이며, 비용이 매우 고가이다.
반면, 제진설계는 건축물에 가해지는 지진의 충격을 소멸시키기 위한 구조로, 지진파의 진동 특성에 따라 인위적으로 건축물의 진동수를 조정하여 건축물의 공진을 막고, 더 나아가 건축물의 진동과 지진파의 진동을 상쇄시켜 지진 충격을 경감하는 설계방식이다.
상술한 제진설계를 철골 구조물 또는 콘크리트 구조물에 적용하기 위한 제진공법으로는 크게 유압댐퍼나 강재댐퍼를 이용한 방법 등이 있다.
상기 유압댐퍼를 이용한 제진구조는 중, 강진이 전국적으로 빈번하게 발생하고 있는 일본에서 주로 사용되고 있는 기술로, 외관적 환경이 거칠지 않도록 디자인이 우수하며 내진 보강성능이 매우 뛰어나다. 하지만 시공비가 많이 소요되고, 국내의 지진 빈도 또는 진도를 고려할 경우 불필요할 정도로 과다 보강된 공법이다.
또한, 상기 강재댐퍼를 이용한 내진보강공법은 국내외에서 개발되어 근래 사용되고 있는 기술로, 유압댐퍼를 이용한 내진보강공법에 비하여 시공비가 저렴하며, 철골 구조물 보강용으로 주로 사용된다.
그런데 상술한 강재댐퍼를 이용한 제진구조는 대부분 구조물 보강용으로 널리 사용되고 있다. 형상의 타입으로 공간적 장애요인이 발생, 가변형구조 및 시야확보를 요하는 구조에 적합하지 않고, 대부분 지진발생 후 교체가 번거로운 측면이 있다. 따라서 가변형 구조가 요하는 철근콘크리트구조물의 제진구조로 적용하기 곤란하며, 지진발생 후 제진장치를 교체, 재설치하기에는 비효율적이다.
따라서, 합리적인 비용으로 최적의 지진 제어 효과를 거둘 수 있으며, 지진발생 후 교체가 용이한 새로운 강재댐퍼의 필요성이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 건축물에 형성되는 내진빔에 강재댐퍼를 나사식으로 체결하고, 강재댐퍼를 한쌍의 댐퍼유닛과 댐퍼유닛들을 연결하는 커플러 및 탬퍼유닛을 고정시키는 고정너트로 구성시켜 각각 조립에 의해 설치되도록 함으로써, 설치 및 분리가 용이하며 지진에 따른 부품의 파손시 부분적으로 교체가 가능하여 유지보수비용이 절감되는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼는 건축물에 설치되는 한쌍의 내진빔을 상호 연결하며 설치되는 강재댐퍼로서, 상기 내진빔의 관통공에 관통되게 배치되는 체결부와 상기 체결부의 단부에 형성되는 소성목부와 상기 소성목부의 단부에 형성되는 연결부로 이루어진 댐퍼유닛과, 상기 관통공에 관통되게 배치되는 체결부에 체결되어, 상기 댐퍼유닛을 상기 내진빔에 고정시키는 한쌍의 고정너트와, 상기 내짐빔에 체결된 상기 댐퍼유닛의 연결부에 체결되어, 상기 댐퍼유닛들을 상호 연결시키는 커플러를 구비할 수 있다.
또한, 상기 체결부에는 연결샤프트가 더 형성되고, 상기 연결샤프트에는 결합부가 더 형성되며, 상기 내진빔의 내측패널에는 상기 결합부가 체결되도록 결합너트가 더 마련될 수 있다.
또한, 상기 체결부에 나사체결되는 상기 고정너트와 상기 내진빔의 외측패널 사이에는 탄성와셔가 더 배치되어, 체결된 고정너트가 풀리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼유닛에 형성되는 소성목부의 외경은 상기 체결부와 상기 연결부의 외경보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 소성목부에는 지진에 따른 소성변형시 소성목부를 지지함과 아울러 절단되는 것을 방지하도록 탄성코일스프링이 더 끼워질 수 있다.
본 발명에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼는 건축물에 형성되는 내진빔에 강재댐퍼를 나사식으로 체결하고, 강재댐퍼를 한쌍의 댐퍼유닛과 댐퍼유닛들을 연결하는 커플러 및 탬퍼유닛을 고정시키는 고정너트로 구성시켜 각각 조립에 의해 설치되도록 함으로써, 설치 및 분리가 용이하며 지진에 따른 부품의 파손시 부분적으로 교체가 가능하여 유지보수비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 건축물에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 나타낸 분해도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 나타낸 분해도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 분해도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 건축물에 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 나타낸 분해도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명인 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼(10)(이하에서는 설명의 편의상 강재댐퍼라 명명함)는 건축물(100)에 설치되는 한쌍의 내진빔(200)을 상호 연결하며 상기 건축물의 내부에 배치되고, 지진에 의한 외력이 발생시 소성변형하여 건축물이 파괴되는 방지하는 강재댐퍼(10)로서, 이와 같은 강재댐퍼(10)는 댐퍼유닛(20)과 고정너트(30)와 커플러(40)로 이루어진다.
상기 내진빔(200)은 상기 건축물(100)의 지지력을 향상시키기 위해 상기 건축물(100)의 내부에 설치되는 내력부(300)의 단부에 형성되며, 상기 강재댐퍼(10)는 도 1에서와 같이 상기 내력부(300)를 연결하며 설치된다.
상기 댐퍼유닛(20)은 상기 내진빔(200)의 관통공(230)에 관통되게 배치되는 체결부(21)와 상기 체결부(21)의 단부에 형성되는 소성목부(22)와 상기 소성목부(22)의 단부에 형성되는 연결부(23)로 이루어진다. 상기 관통공(230)은 상기 내진빔(200)의 외측패널(210)에 형성된다. 상기 내진빔(200)은 강재로 된 " H "빔이 사용될 수 있다.
상기 체결부(21)의 외면에는 체결나사부(211)가 형성되고, 상기 연결부(23)의 외면에는 연결나사부(231)가 형성되며, 상기 체결나사부(211)에는 상기 고정너트(30)가 체결되고, 상기 연결나사부(231)는 상기 커플러(40)에 체결된다.
상기 댐퍼유닛(20)에 형성되는 소성목부(22)의 외경은 상기 체결부(21)와 상기 연결부(23)의 외경보다 작게 형성된다.
즉, 상기 소성목부(22)의 외경이 상기 체결부(21)와 상기 연결부(23)의 외경보다 작게 형성됨으로서, 지진이 발생시 절단되지 않고 절곡되면서 소성변형을 일으켜 변형된 건축물(100)를 지지하게 되므로, 건축물(100)가 파괴되는 것을 방지하게 된다. 상기 소성목부(22)는 외력이 작용시 일정각도로 절곡되는 물성을 갖는 금속재로 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 고정너트(30)는 상기 관통공(230)에 관통되게 배치되는 체결부(21)에 체결되어, 상기 댐퍼유닛(20)을 상기 내진빔(200)에 고정시키게 된다.
상기 고정너트(30)들은 상기 관통공(230)을 관통한 체결부(21)의 일단부와 관통하지 않은 체결부(21)의 타단부에 나사체결되어, 상기 체결부(21)를 상기 내진빔(200)에 고정시키게 된다.
한편, 상술한 실시 예에 다른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼(10)는 변형되어 실시될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 체결부(21)에 나사체결되는 상기 고정너트(30)와 상기 내진빔(200)의 외측패널(210) 사이에 탄성와셔(212)가 더 배치되어, 상기 탄성와셔(212)를 가압하며 상기 체결부(21)에 체결된 고정너트(30)가 상기 탄성와셔(212)의 탄성에 의해 풀리는 것을 방지하도록 구성할 수 있다.
상기 커플러(40)는 내주연에 상기 내짐빔(200)에 체결된 상기 댐퍼유닛(20)의 연결부(23)에 형성되는 연결나사부(231)가 나사 체결되어, 상기 댐퍼유닛(20)들을 상호 연결시키게 된다.
이때, 한쌍의 상기 댐퍼유닛(20)에 형성된 연결부(23)가 상기 커플러(40)에 체결되어, 상기 커플러(40)의 회전에 의해 양단부에 체결된 연결부(23)를 당기거나 느슨하게 풀게 됨으로써, 강재댐퍼(10)가 받는 인장력 및 압축력을 조절할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 내진 보강용 소성목부(22)를 갖는 강재댐퍼(10)는 한쌍의 댐퍼유닛(20)이 커플러(40) 및 내진빔(200)에 너트와 나사식으로 체결되어 고정되는 구조로 이루어져 있어, 지진이 발생 후 소성변형된 상기 댐퍼유닛(20)의 상기 커플러(40) 및 상기 내진빔(200)에서 용이하게 분리시킬 수 있게 되고, 다른 댐퍼유닛(20)으로 교체도 용이하게 유지보수에 따른 시간과 비용을 대폭 절감시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 고정너트(30)의 체결과 상기 커플러(40)의 체결에 의해 강재댐터 전체의 길이를 늘리거나 줄일 수 있어, 내진빔(200)과의 체결거리에 맞게 강재댐퍼(10)의 별도로 제작해야하는 불편한 문제점이 발생하지 않게 된다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼를 나타낸 분해도이고, 도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 분해도이다.
도 7 및 도8을 참조하면, 상기 체결부(21)에는 연결샤프트(24)가 더 형성되고, 상기 연결샤프트(24)에는 외면에 결합나사부(251)가 형성된 결합부(25)가 더 형성되며, 상기 내진빔(200)의 내측패널(220)에는 상기 결합부(25)가 체결되도록 결합너트(50)가 더 마련되어, 상기 내측패널(220)에 용접된 상기 결합너트(50)에 상기 결합부(25)가 나사체결되도록 함으로서, 강재댐퍼(10)의 지지력을 향상시키게 되며 상기 댐퍼유닛(20)이 상기 내진빔(200)에서 분리되는 것을 방지하게 된다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 커플러(40)의 내부에는 가압코일스프링(41)이 더 배치되어, 상기 가압코일스프링(41)을 압축하면서 상기 커플러(40)에 체결되는 상기 체결부(21)를 상기 가압코일스프링(41)의 탄성에 의해 가압함으로써, 상기 커플러(40)에 체결된 상기 체결부(21)가 풀리거나 분리되는 것을 방지하게 된다.
상기 가압코일스프링(41)의 중앙 부분은 상기 커플러(40)의 내측 중앙에 용접 또는 나사체결하여 고정시키는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 소성목부(22)에는 지진에 따른 소성변형시 소성목부(22)를 지지함과 아울러 절단되는 것을 방지하도록 보강코일스프링(221)이 더 끼워지게 된다.
상기 보강코일스프링(221)은 내측면에 상기 소성목부(22)와 밀착되도록 체결하는 것이 바람직하며, 지진에 의해 절곡되는 소성목부(22)를 상기 복원코일스프링이 지지하여 변형을 줄이게 된다. 이때, 상기 보강코일스프링(221)은 상기 소성목부(22)에 끼운 후 용접하여 상기 소성목부(22)에 고정시키는 것도 가능하다.
상기 보강코일스프링(221)의 내부에는 길이방향을 따라 탄성바가 더 용접되어 고정되도록 함으로써, 상기 보강코일스프링(221)과 상기 탄성바의 탄성에 의해 외력에 의한 소성목부의 변형을 줄일 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 상기 댐퍼유닛(20)의 연결나사부(231)를 중공된 구조로 형성되는 상기 고정너트(30) 및 상기 결합너트(50)가 아닌 너트블럭(N)에 체결하여, 상기 내진빔(200)을 관통하여 배치되는 상기 연결나사부(231)를 고정시키는 것도 가능하다.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼가 내진빔에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 하나의 댐퍼유닛(20)에는 체결나사부(211)를 갖는 체결부(21)를 형성하고, 다른 하나에는 상기 체결나사부(211)가 체결되도록 너트블럭을 형성하여 상호 나사체결되도록 하는 것도 가능하다.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (5)

  1. 건축물에 설치되는 한쌍의 내진빔을 상호 연결하며 설치되는 강재댐퍼로서,
    상기 내진빔의 관통공에 관통되게 배치되는 체결부와 상기 체결부의 단부에 형성되는 소성목부와 상기 소성목부의 단부에 형성되는 연결부로 이루어진 댐퍼유닛;
    상기 관통공에 관통되게 배치되는 체결부에 체결되어, 상기 댐퍼유닛을 상기 내진빔에 고정시키는 한쌍의 고정너트; 및
    상기 내짐빔에 체결된 상기 댐퍼유닛의 연결부에 체결되어, 상기 댐퍼유닛들을 상호 연결시키는 커플러로 이루어진 것을 특징으로 하는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부에는 연결샤프트가 더 형성되고, 상기 연결샤프트에는 결합부가 더 형성되며,
    상기 내진빔의 내측패널에는 상기 결합부가 체결되도록 결합너트가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부에 나사체결되는 상기 고정너트와 상기 내진빔의 외측패널 사이에는 탄성와셔가 더 배치되어, 체결된 고정너트가 풀리는 것을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼유닛에 형성되는 소성목부의 외경은 상기 체결부와 상기 연결부의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소성목부에는 지진에 따른 소성변형시 소성목부를 지지함과 아울러 절단되는 것을 방지하도록 탄성코일스프링이 더 끼워지는 것을 특징으로 하는 내진 보강용 소성목부를 갖는 강재댐퍼.
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