KR20160028762A

KR20160028762A - 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템

Info

Publication number: KR20160028762A
Application number: KR1020140117701A
Authority: KR
Inventors: 은희창; 이민수; 심은미
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-03-14

Abstract

본 발명은 건축물에 작용되는 횡력에 의한 횡진동을 제어하기 위한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템에 관한 것으로서, 특히 건축물의 천장 저면 좌우측에 각각 설치되는 제1,2고정고리와; 건축물의 바닥면 좌우측에 각각 설치되는 제1,2도르래와; 일단이 상기 제1고정고리에 연결되고, 타단이 상기 제2도르래의 외측면을 둘러싼 후 상기 제1도르래를 향하여 연장되는 제1텐돈(Tendon)과; 일단이 상기 제2고정고리에 연결되고, 타단이 상기 제1도르래의 외측면을 둘러싼 후 상기 제2도르래을 향하여 연장되는 제2텐돈(Tendon)과; 상기 제1텐돈의 타단과 상기 제2텐돈의 타단에 연결되어 좌우측 방향으로 슬라이딩되는 감쇠장치;로 구성되어, 제작과 설치가 간단하고 건축물에 횡방향 진동이 발생되었을 때 이 건축물에 대한 확실한 진동제어 효과를 기대할 수 있는 효과가 있다.

Description

층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템{Vibration Control of Structures by the Constraint of Inter-story Drift}

본 발명은 건축물의 진동제어시스템에 관한 것으로서, 특히 건축물에 횡방향으로 동하중이 작용할 때 횡방향 진동을 제어하도록 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템에 관한 것이다.

건축물은 지진이나 강풍과 같은 횡력의 작용 하에 횡방향으로 진동을 한다. 예상치 않은 크기의 횡력으로 발생한 횡진동은 건축물에 손상을 줄 뿐만 아니라 심지어는 인명피해를 주기도 한다. 따라서, 내진이나 내풍 설계를 통해 횡력에 저항하도록 설계를 하며, 보다 확실하게 횡진동을 제어하기 위하여 진동제어시스템을 설치하게 된다.

이렇게 건축물의 진동제어를 목적으로 종래에 다양한 형태의 진동제어시스템이나 제진장치 등이 제시되었으나, 종래의 진동제어시스템이나 제진장치들은 제작에 투입되는 비용이 과다하거나 설치가 어려워서 쉽게 건축물에 적용되지 못하는 문제점이 있다.

출원번호:10-2011-0042352 (등록번호:10-1221498, 발명의 명칭:지진하중에 의한 횡방향 진동변위저감을 위한 감쇠장치)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제작과 설치가 간단하고 건축물에 횡방향 진동이 발생되었을 때 확실하게 진동제어 효과를 기대할 수 있도록 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에서 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템은 건축물에 작용되는 횡력에 의한 횡진동을 제어하기 위한 것으로서, 건축물의 천장 저면 좌우측에 각각 설치되는 제1,2고정고리와; 건축물의 바닥면 좌우측에 각각 설치되는 제1,2도르래와; 일단이 상기 제1고정고리에 연결되고, 타단이 상기 제2도르래의 외측면을 둘러싼 후 상기 제1도르래를 향하여 연장되는 제1텐돈(Tendon)과; 일단이 상기 제2고정고리에 연결되고, 타단이 상기 제1도르래의 외측면을 둘러싼 후 상기 제2도르래을 향하여 연장되는 제2텐돈(Tendon)과; 상기 제1텐돈의 타단과 상기 제2텐돈의 타단에 연결되어 좌우측 방향으로 슬라이딩되는 감쇠장치;로 구성된다.

여기서, 상기 감쇠장치는 건축물의 바닥면에 좌우측 방향으로 길게 설치되는 레일과; 상기 레일을 따라 슬라이딩되는 이동블록과; 상기 이동블록의 좌우측에 설치되어 상기 제2텐돈의 타단과 상기 제1텐돈의 타단에 각각 연결되는 제1,2연결고리;로 구성된다.

그리고, 상기 제1도르래와 제2도르래의 외측면 중앙에는 상기 제2텐돈과 상기 제1텐돈이 끼움되는 삽입홈이 각각 형성된다.

또한, 상기 제1텐돈의 일단과 상기 제2텐돈의 일단은 턴버클에 의해 상기 제1,2고정고리에 각각 연결된다.

또한, 상기 제1,2고정고리와 상기 제1,2도르래는 건축물 같은 층의 천장과 바닥면에 각각 설치될 수도 있고, 건축물 다른 층의 천장과 바닥면에 각각 설치될 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템은 2개의 고정고리와 2개의 도르래 및 2개의 텐돈과 같이 그 제작과 설치가 간단한 구성으로 되어 있어서 저렴한 제작 설치 비용으로 건축물에 대한 확실한 진동 제어를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 설계자의 의도와 건축물의 상태를 반영하여 다양한 형태로 설치할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템이 설치된 모습을 사시도 형태로 간단히 보인 도.
도 2는 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템을 측면도 형태로 간단히 보인 도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템이 다양한 형태로 설치된 모습을 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템이 설치된 모습을 사시도 형태로 간단히 보인 도이고, 도 2는 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템을 측면도 형태로 간단히 보인 도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템이 다양한 형태로 설치된 모습을 보인 도이다.

본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템은 건축물에 작용되는 횡력에 의한 횡진동을 제어하기 위한 것으로서, 제1,2고정고리(10,20)와, 제1,2도르래(30,40)와, 일단이 상기 제1고정고리(10)에 연결되는 제1텐돈(Tendon,50)과, 일단이 상기 제2고정고리(20)에 연결되는 제2텐돈(Tendon,60)과, 상기 제1텐돈(50)의 타단과 상기 제2텐돈(60)의 타단에 연결되는 감쇠장치(70)로 구성된다.

상기 제1고정고리(10)는 건축물의 천장(C) 저면 좌측에 설치된다.

상기 제2고정고리(20)는 상기 제1고정고리(10)와 일정거리 이격되게 건축물의 천장(C) 저면 우측에 설치된다.

상기 제1도르래(30)는 상기 제1고정고리(10)의 하측, 좀 더 자세히는 건축물의 바닥면(B) 좌측에 설치된다. 이러한 제1도르래(30)는 외측면 중앙에 삽입홈(30a)이 형성된다.

상기 제1도르래(30)의 삽입홈(30a)은 상기 제2텐돈(60)이 삽입되는 부분으로서, 이렇게 제1도르래(30)의 삽입홈(30a)에 제2텐돈(60)이 끼움됨으로써 제2텐돈(60)이 제1도르래(30)로부터 이탈되는 것이 방지된다.

상기 제2도르래(40)는 상기 제2고정고리(20)의 하측, 좀 더 자세히는 상기 제1도르래(30)와 일정거리 이격되게 건축물의 바닥면(B) 우측에 설치된다. 이러한 제2도르래(40)는 외측면 중앙에 삽입홈(40a)이 형성된다.

상기 제2도르래(40)의 삽입홈(40a)은 상기 제1텐돈(50)이 삽입되는 부분으로서, 이렇게 제2도르래(40)의 삽입홈(40a)에 제1텐돈(50)이 끼움됨으로써 제1텐돈(50)이 제2도르래(40)로부터 이탈되는 것이 방지된다.

상기 제1텐돈(50)은 일단이 상기 제1고정고리(10)에 연결되어 고정되고, 타단이 상기 제2도르래(40)의 외측면을 둘러싼 후 상기 제1도르래(30)를 향하여 연장된다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 제1텐돈(50)은 일단에 턴버클(51)이 설치되는데, 이 턴버클(51)이 상기 제1고정고리(10)에 연결된다. 이로써, 본 발명에 의한 시스템이 완성되었을 때 제1텐돈(50)이 팽팽함을 유지할 수 있게 된다. 이러한 제1텐돈(50)은 타단이 대각선 맞은편의 하부에 설치되어 있는 제2도르래(40)를 향하여 일직선상으로 연장된다. 이렇게 연장된 제1텐돈(50)은 상기 제2도르래(40)의 외측면에 형성된 삽입홈(40a)에 끼움되어 제2도르래(40)를 감싸고, 이후 상기 제1도르래(30)를 향해 바닥면(B)과 수평하게 연장된다.

상기 제2텐돈(60)은 일단이 상기 제2고정고리(20)에 연결되어 고정되고, 타단이 상기 제1도르래(30)의 외측면을 둘러싼 후 상기 제2도르래(40)를 향하여 연장된다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 제2텐돈(60)은 일단에 턴버클(61)이 설치되는데, 이 턴버클(61)이 상기 제2고정고리(20)에 연결된다. 이로써, 본 발명에 의한 시스템이 완성되었을 때 제2텐돈(60)이 팽팽함을 유지할 수 있게 된다. 이러한 제2텐돈(60)은 타단이 대각선 맞은편의 하부에 설치되어 있는 제1도르래(30)를 향하여 일직선상으로 연장된다. 따라서, 제1텐돈(50)과 제2텐돈(60)은 'X'자 형태를 이루게 된다. 이렇게 연장된 제2텐돈(60)은 상기 제1도르래(30)의 외측면에 형성된 삽입홈(30a)에 끼움되어 제1도르래(30)를 감싸고, 이후 상기 제2도르래(40)를 향해 바닥면(B)과 수평하게 연장된다.

상기 감쇠장치(70)는 상기 제1텐돈(50)의 타단과 상기 제2텐돈(60)의 타단에 연결되어 좌우측 방향으로 슬라이딩된다. 즉, 상기 감쇠장치(70)는 서로 이격된 제1텐돈(50)의 타단과 제2텐돈(60)의 타단을 연결하여 제1텐돈(50)과 제2텐돈(60)에 작용되는 힘이 서로에게 영향을 미칠 수 있도록 하는 것으로서, 레일(71)과, 상기 레일(71)의 상측에 설치되는 이동블록(72)과, 상기 이동블록(72)의 좌우측면에 설치되는 제1,2연결고리(73,74)로 구성된다.

상기 레일(71)은 건축물의 바닥면(B)에 좌우측 방향으로 길게 설치된다.

상기 이동블록(72)은 상기 레일(71)을 따라 좌우측 방향으로 슬라이딩된다.

상기 제1연결고리(73)는 상기 이동블록(72)의 좌측면에 설치되어 상기 제2텐돈(60)의 타단에 연결된다.

상기 제2연결고리(74)는 상기 이동블록(72)의 우측면에 설치되어 상기 제1텐돈(50)의 타단에 연결된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템은 도 2에 도시된 것처럼 건축물 같은 층의 천장(C)과 바닥면(B)에 설치될 수도 있지만, 도 3에 도시된 것처럼 건축물 다른 층의 천장(C)과 바닥면(B)에 설치될 수도 있다.

즉, 상기 제1,2고정고리(10,20)와 상기 제1,2도르래(30,40)를 건축물 같은 층의 천장(C)과 바닥면(B)에 설치할 수도 있고, 건축물 다른 층의 천장(C)과 바닥면(B)에 각각 설치할 수도 있다. 그리고, 상기와 같은 본 발명의 진동제어시스템은 도 3에 도시된 것처럼 복수의 층으로 이루어진 단위 건축물에 하나만 설치될 수도 있지만, 도 4에 도시된 것처럼 2개 이상 설치되는 것도 가능하다. 이처럼 본 발명에 의한 진동제어시스템은 설계자의 의도와 건축물의 상태를 반영하여 다양한 형태로 설치할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템의 동작을 도 2를 참조로 하여 간단히 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위하여 제1텐돈(50)의 특정지점을 P1으로 지정하고 제2텐돈(60)의 특정지점을 P2로 지정하여 이 P1과 P2의 이동을 중심으로 설명하도록 한다.

건축물의 천장(C)에 좌측으로 횡방향 외력이 작용하면, 천장(C)이 제2텐돈(60)의 상단을 좌측으로 잡아당기게 되어 P2지점은 제2도르래(40) 쪽으로 이동하게 된다.

이때, 감쇠장치(70)에 의하여 제2텐돈(60)과 연결되어 있는 제1텐돈(50)은 우측으로 슬라이딩 이동하는 감쇠장치(70)에 의해 제2도르래(40) 쪽으로 이동하게 되면서 P1지점이 제2도르래(40) 쪽으로 이동하게 된다. 또한, 제1텐돈(50)은 건축물의 천장 우측을 대각선 하측 방향으로 비스듬하게 잡아당기게 된다.

이렇게 제1텐돈(50)과 제2텐돈(60)이 움직이면서 상기 제1텐돈(50)과 제2텐돈(60) 자체에는 제어력(또는 저항력)이 발생되는데, 이 제1텐돈(50)과 제2텐돈(60)의 제어력에 의해 건축물에 대한 소정의 변위 제어가 가능하게 된다.

10: 제1고정고리 20: 제2고정고리
30: 제1도르래 30a: 삽입홈
40: 제2도르래 40a: 삽입홈
50: 제1텐돈 51: 턴버클
60: 제2텐돈 61: 턴버클
70: 감쇠장치 71: 레일
72: 이동블록 73: 제1연결고리
74: 제2연결고리
B: 바닥면 C: 천장

Claims

건축물에 작용되는 횡력에 의한 횡진동을 제어하기 위한 것으로서,
건축물의 천장(C) 저면 좌우측에 각각 설치되는 제1,2고정고리(10,20)와;
건축물의 바닥면(B) 좌우측에 각각 설치되는 제1,2도르래(30,40)와;
일단이 상기 제1고정고리(10)에 연결되고, 타단이 상기 제2도르래(40)의 외측면을 둘러싼 후 상기 제1도르래(30)를 향하여 연장되는 제1텐돈(Tendon,50)과;
일단이 상기 제2고정고리(20)에 연결되고, 타단이 상기 제1도르래(30)의 외측면을 둘러싼 후 상기 제2도르래(40)을 향하여 연장되는 제2텐돈(Tendon,60)과;
상기 제1텐돈(50)의 타단과 상기 제2텐돈(60)의 타단에 연결되어 좌우측 방향으로 슬라이딩되는 감쇠장치(70);로 구성된 것을 특징으로 하는 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 감쇠장치(70)는 건축물의 바닥면(B)에 좌우측 방향으로 길게 설치되는 레일(71)과;
상기 레일(71)을 따라 슬라이딩되는 이동블록(72)과;
상기 이동블록(72)의 좌우측에 설치되어 상기 제2텐돈(60)의 타단과 상기 제1텐돈(50)의 타단에 각각 연결되는 제1,2연결고리(73,74);로 구성된 것을 특징으로 하는 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1도르래(30)와 제2도르래(40)의 외측면 중앙에는 상기 제2텐돈(60)과 상기 제1텐돈(50)이 각각 끼움되는 삽입홈(30a,40a)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1텐돈(50)의 일단과 상기 제2텐돈(60)의 일단은 턴버클(51,61)에 의해 상기 제1,2고정고리(10,20)에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2고정고리(10,20)와 상기 제1,2도르래(30,40)는 건축물 같은 층의 천장(C)과 바닥면(B)에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2고정고리(10,20)와 상기 제1,2도르래(30,40)는 건축물 다른 층의 천장(C)과 바닥면(B)에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 층간변위구속을 통한 건축물의 진동제어시스템.