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외부 케이싱의 국부적 면외변형 방지가 가능한 비좌굴 가새

요약
최근 지진의 빈도와 강도가 증가하면서 기존 건축물의 내진 성능이 중요한 이슈로 부각되고 있습니다. 고층 건물의 경우, 가새 구조 시스템을 통해 안전성을 확보하지만, 좌굴 문제로 인해 구조적 성능이 저하될 수 있습니다. 이를 위해 개발된 비좌굴 가새(BRB)는 외부 케이싱의 변형 문제를 해결하여 내진 성능을 극대화할 수 있습니다. 본 기술은 코어 부재와 비부착 밴드를 사용하여 외부 케이싱의 변형을 방지하고, 강재량을 절감하여 경제성을 높임으로써 다양한 건설 현장에서 내진 보강 기술로 활용될 수 있습니다. 이를 통해 구조적 성능과 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기본 정보

특허명: 외부 케이신의 국부적 면외변형 방지가 가능한 비좌굴 가새
발명자: 박지훈 교수
출원번호: 10-2022-0094022
등록번호: 10-2592245

상세 정보

발명의 배경과 필요성

기술의 배경과 문제점

최근 지진의 발생 규모 및 빈도가 증가하면서 구조물에 내진 성능 목표를 미리 설정하고 설계하는 성능기반설계법이 도입됨.
고층 건물은 중력하중과 지진하중 등의 횡력에 대응하기 위해 가새 구조 시스템을 사용함.
가새는 압축력에 의해 횡좌굴이나 국부좌굴이 발생할 수 있으며, 이에 따라 구조적 성능이 저하됨.
이를 방지하기 위해 비좌굴 가새(BRB)가 개발되었으나, 종래 기술의 경우 외부 케이싱의 변형 문제가 있음.

기술의 필요성

비좌굴 가새의 외부 케이싱 변형 문제를 해결하여 가새의 구조적 성능을 극대화하고, 경제성을 향상시키기 위한 기술이 필요함.
외부 케이싱의 두께를 증가시키지 않고도 변형을 효과적으로 방지할 수 있는 방법이 요구됨.

구현방법

기술의 원리

본 발명은 구조물을 보강하기 위한 비좌굴 가새를 제공하는데, 이는 외부 케이싱, 코어 부재, 비부착 밴드, 충전재로 구성됨.
코어 부재는 직사각형 단면을 가지며, 외부 케이싱 내부 중앙에 위치함. 코어 부재 중앙에 비부착 밴드를 배치함으로써 외부 케이싱의 변형을 방지함.
비부착 밴드는 코어 부재와 충전재 사이의 응력 전달을 차단하여 외부 케이싱의 면외 방향 변형을 방지함.

구체적인 구현 방법

외부 케이싱은 단면이 얇은 관 형상으로 형성되며, 코어 부재는 직사각형 단면의 플레이트 형상임.
코어 부재와 외부 케이싱 사이에는 충전재가 채워져 좌굴을 방지하며, 비부착 밴드는 코어 부재의 중앙 부위에 위치하여 응력 전달을 차단함.
비부착 밴드의 재질은 고무나 스티로폼 등으로 강도와 강성이 낮은 재료로 구성됨.

기술의 장점

외부 케이싱의 두께를 증가시키지 않고도 외부 케이싱의 변형을 효과적으로 방지할 수 있음.
가새의 구조적 성능을 극대화할 수 있으며, 강재량을 절감하여 경제성을 높일 수 있음.
강판튜브나 강판커버를 통해 충전재를 보호할 수 있음.

발명의 활용 방안

구체적인 활용 방안

본 발명의 비좌굴 가새는 신축 건물 및 기존 건물의 보강에 모두 사용 가능함.
고층 건물, 지진 다발 지역의 건축물, 내진 성능이 중요한 구조물 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있음.
기존 비좌굴 가새에서 발생하는 문제를 해결하여 내진 보강 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음.

기대효과

기술의 기대효과

외부 케이싱의 변형을 효과적으로 방지함으로써 구조물의 내진 성능을 극대화할 수 있음.
강재량을 절감함으로써 경제성이 높아지고, 건설 비용을 절감할 수 있음.
비부착 밴드와 충전재 등을 통해 구조적 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있음.
다양한 건설 현장에서 적용 가능하여 내진 보강 기술의 발전에 기여할 것임.

시장 동향

내진 보강 시스템 시장 동향

대표도면

기술이전 담당자 연락처

담당자명: 이미정 계장
부서: 기술사업화팀
전화번호: 032-835-9766
이메일: mijung@inu.ac.kr
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코어 부재와 비부착 밴드를 통한 내진 성능 강화 비좌굴 가새 시스템