JP2022124158A - Damping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体用貯蔵タンク内に配設される減衰装置に関する。 The present invention relates to a damping device arranged in a storage tank for liquids.
地震動によって、貯水槽等の液体用貯蔵タンクが破壊される現象として、スロッシング現象が知られている。スロッシング現象とは、地震動と、タンク内の液体の固有振動数とが一致して、共振により液体が大きく揺れることによって、タンクの天井や上部側面のパネルが主に破損する現象である。 A sloshing phenomenon is known as a phenomenon in which liquid storage tanks such as water tanks are destroyed by seismic motion. The sloshing phenomenon is a phenomenon in which the seismic motion and the natural frequency of the liquid in the tank match, causing the liquid to sway greatly due to resonance, which damages mainly the ceiling and upper side panels of the tank.
さらに、近年の地震によるタンクの破壊状態を分析すると、上述のスロッシング現象だけでなく、バルジングという現象によってもタンクが破壊されることが明らかになりつつある。バルジング現象とは、地震動によって、タンク内の液体が一つの塊(質量体)として、タンクの側面のパネルと連成振動する現象である。タンク内の液体の静水圧は、その深さに比例するため、タンクの底側ほど高くなる。従って、バルジング現象が発生すると、タンクの下部に応力が集中し易く、タンクの下部における側面のパネルや隅角部が破損する虞が高くなる。 Furthermore, an analysis of tank destruction caused by recent earthquakes reveals that tanks are destroyed not only by the above-mentioned sloshing phenomenon, but also by a phenomenon called bulging. The bulging phenomenon is a phenomenon in which the liquid in the tank vibrates as a mass (mass body) coupled with the panel on the side of the tank due to seismic motion. The hydrostatic pressure of a liquid in a tank is proportional to its depth, so it increases towards the bottom of the tank. Therefore, when the bulging phenomenon occurs, stress is likely to concentrate on the lower portion of the tank, increasing the risk of damage to the side panels and corners of the lower portion of the tank.
このバルジング現象に対する対策案としては、例えば、以下の特許文献1に記載されるような減衰装置を液体用貯蔵タンク内に配設する方法が考えられている。
As a countermeasure against this bulging phenomenon, for example, a method of disposing a damping device as described in
上記特許文献1に記載される減衰装置によれば、バルジング現象によって液体用貯蔵タンクのパネルが外側に膨張しようとする挙動に対しては、その運動エネルギーを効率良く吸収して、タンクの破損を防ぐことができるが、液体用貯蔵タンクのパネルが内側にへこむような挙動に対しては、運動エネルギーの減衰効果は必ずしも十分なものではなく、改善する余地が残されている。
According to the damping device described in
本発明は、バルジング現象に対する液体用貯蔵タンクの耐震性と安全性とを向上させる減衰装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a damping device that improves the seismic resistance and safety of liquid storage tanks against bulging phenomena.
本発明の減衰装置は、矩形の横断面形状を有する液体用貯蔵タンク内に配設される減衰装置において、
前記液体用貯蔵タンクの内壁の第1側面に固定される第1固定部、前記液体用貯蔵タンク内の第2側面に固定される第2固定部、及び前記第1固定部と前記第2固定部とを連結する連結部材を備え、
前記第1側面及び前記第2側面は互いに隣接しており、
前記第1固定部及び前記第2固定部は、中空弾性部材と、該中空弾性部材を支持する支持部材とを備え、
前記連結部材が、前記第1固定部の中空弾性部材と前記第2固定部の中空弾性部材とを連結することを特徴とする。
The damping device of the present invention is a damping device disposed in a liquid storage tank having a rectangular cross-sectional shape,
a first fixing part fixed to a first side surface of an inner wall of the liquid storage tank; a second fixing part fixed to a second side surface inside the liquid storage tank; and the first fixing part and the second fixing part. Equipped with a connecting member that connects the part,
the first side and the second side are adjacent to each other;
The first fixing portion and the second fixing portion each include a hollow elastic member and a support member that supports the hollow elastic member,
The connecting member connects the hollow elastic member of the first fixing portion and the hollow elastic member of the second fixing portion.
本構成によれば、地震動等による運動エネルギーが、例えば液体用貯蔵タンクの内壁の第1側面に加えられることによって、第1側面が外側に膨らんだり、あるいは内側に凹んだりしようとすると、主に第1固定部が当該運動エネルギーを受けて、第1固定部の中空弾性部材が弾性変形する。中空弾性部材が弾性変形すると、抵抗が生じて運動エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、地震動等による振動を減衰させることができる。 According to this configuration, when kinetic energy due to seismic motion or the like is applied to the first side surface of the inner wall of the liquid storage tank, for example, when the first side surface swells outward or dents inward, the The first fixing part receives the kinetic energy, and the hollow elastic member of the first fixing part is elastically deformed. When the hollow elastic member is elastically deformed, resistance is generated and kinetic energy is converted into thermal energy, so vibration due to seismic motion or the like can be damped.
また、地震動等による運動エネルギーが、液体用貯蔵タンク内の、今度は第2側面に加えられた場合には、上記第1固定部の場合と同様に、主に第2固定部が当該運動エネルギーを受けて、第2固定部の中空弾性部材が弾性変形して地震動等による振動を減衰させる。 In addition, when kinetic energy due to seismic motion or the like is applied to the second side surface of the liquid storage tank, the kinetic energy is mainly applied to the second fixing portion as in the case of the first fixing portion. As a result, the hollow elastic member of the second fixing portion is elastically deformed to attenuate the vibration caused by seismic motion or the like.
即ち、液体用貯蔵タンクの内壁の第1側面及び第2側面の両面に対して地震動等による運動エネルギーが加えられた場合は、第1固定部の中空弾性部材と第2固定部の中空弾性部材の両方が弾性変形して、地震動等による振動を減衰させることになる。 That is, when kinetic energy due to seismic motion or the like is applied to both the first side surface and the second side surface of the inner wall of the liquid storage tank, the hollow elastic member of the first fixing portion and the hollow elastic member of the second fixing portion are elastically deformed to attenuate vibrations caused by seismic motion and the like.
従って、地震動等による運動エネルギーが、減衰装置の一つの中空弾性部材に集中することがなく、2つの中空弾性部材に分散されるため、地震動等による振動を効率良く減衰させることができる。その結果、バルジング現象が弱められるため、液体用貯蔵タンクの側面が外側に膨らんだりする場合だけでなく、液体用貯蔵タンクの側面が内側にへこもうとする場合においても、液体用貯蔵タンクが破損し難くなる。 Therefore, the kinetic energy due to seismic motion or the like is not concentrated in one hollow elastic member of the damping device, but is dispersed to two hollow elastic members, so that the vibration due to seismic motion or the like can be efficiently damped. As a result, the bulging phenomenon is weakened, so not only when the sides of the liquid storage tank bulge outward, but also when the sides of the liquid storage tank tend to collapse inward, the liquid storage tank is less likely to break.
本発明においては、前記第1側面と前記第2側面が、前記液体用貯蔵タンクの内壁の4つの隅角部を構成すると好適である。 In the present invention, it is preferable that the first side surface and the second side surface form four corners of the inner wall of the liquid storage tank.
本構成によれば、減衰装置が、液体用貯蔵タンクの内壁の隅角部に設置されることになるため、設置方法が容易であり、尚且つ、バルジング現象による応力が集中し易い隅角部において、その破損をより効果的に防止することができる。 According to this configuration, since the damping device is installed at the corner of the inner wall of the liquid storage tank, the installation method is easy, and the stress due to the bulging phenomenon is likely to concentrate at the corner. WHEREIN: The damage|damage can be prevented more effectively.
本発明においては、前記液体用貯蔵タンク内に上下方向に複数段で配設されると好適である。 In the present invention, it is preferable that a plurality of stages are arranged vertically in the liquid storage tank.
本構成によれば、液体用貯蔵タンクの上下方向におけるより広い範囲において、地震動等による振動をより効率良く減衰させてバルジング現象を弱めることができる。 According to this configuration, it is possible to more efficiently attenuate vibrations due to seismic motion and the like in a wider range in the vertical direction of the liquid storage tank, thereby weakening the bulging phenomenon.
本発明においては、前記液体用貯蔵タンクが複数のパネルを接合してなるパネル式タンクであって、前記第1固定部が前記第1側面における前記パネル間の接合部分に固定され、前記第2固定部が前記第2側面における前記パネル間の接合部分に固定されると好適である。 In the present invention, the liquid storage tank is a panel type tank formed by joining a plurality of panels, the first fixing portion is fixed to the joint portion between the panels on the first side surface, and the second It is preferable if a fixing part is fixed to the joint between the panels on the second side.
パネル式タンクにおいてバルジング現象が発生すると、パネル間の接合部分に損傷を受けることがある。しかしながら、本構成によれば、第1固定部及び第2固定部が、パネル間の接合部分に固定されて当該接合部分が補強されるため破損し難くなる。 When a bulging phenomenon occurs in a panel type tank, joints between panels may be damaged. However, according to this configuration, since the first fixing portion and the second fixing portion are fixed to the joint portion between the panels and the joint portion is reinforced, the joint portion is hardly damaged.
本発明においては、前記中空弾性部材が、熱硬化性エラストマー又は熱可塑性エラストマーからなるものであると好適である。 In the present invention, it is preferable that the hollow elastic member is made of a thermosetting elastomer or a thermoplastic elastomer.
本構成のごとく、中空弾性部材が、熱硬化性エラストマー又は熱可塑性エラストマーからなることによって、中空弾性部材がより柔軟に弾性変形し易くなり、地震動等による振動をより効率良く減衰させてバルジング現象を弱めることができる。 As in this configuration, the hollow elastic member is made of a thermosetting elastomer or a thermoplastic elastomer, so that the hollow elastic member becomes more flexible and elastically deformable, and vibrations caused by seismic vibrations are more efficiently attenuated to prevent the bulging phenomenon. can weaken.
〔実施形態〕
本発明に係る減衰装置の実施形態について図面に基づいて説明する。
(液体用貯蔵タンク)
本発明における液体用貯蔵タンクTとは、水、燃料、化学薬液等の貯蔵液体Lを収容・貯蔵することが可能なタンク全般を意味するものであって、また耐震性の有無も特に関係するものではない。
[Embodiment]
An embodiment of a damping device according to the present invention will be described based on the drawings.
(liquid storage tank)
The liquid storage tank T in the present invention means a general tank capable of accommodating and storing a storage liquid L such as water, fuel, chemical solution, etc. In addition, presence or absence of earthquake resistance is particularly related. not a thing
本発明に係る減衰装置1を適用可能な液体用貯蔵タンクTとしては、例えば、矩形(正方形又は長方形)の横断面形状を有する一般的な箱型タンクが挙げられる。
As a liquid storage tank T to which the
タンクの形態としては、特に限定されるものではないが、例えば図1に示すように、複数のパネルPによって構成されるパネル式タンクが挙げられる。そのようなパネル式タンクとしては、例えば、複数のステンレス製パネルを備える公知のステンレスパネルタンクや、複数の繊維強化プラスチック(FRP)製パネルを備える公知のFRPパネルタンクなどが挙げられる。 Although the form of the tank is not particularly limited, for example, a panel type tank composed of a plurality of panels P as shown in FIG. Examples of such panel-type tanks include known stainless panel tanks having a plurality of stainless steel panels and known FRP panel tanks having a plurality of fiber reinforced plastic (FRP) panels.
タンクの大きさについては特に限定されるものではなく、例えば高さ3m×幅3m×奥行3mといった一般的な受水槽に相当するものから、あるいは例えば有効水深が7mを超えるような大型のタンクに至るまで幅広く適用することができる。 The size of the tank is not particularly limited, for example, from a tank equivalent to a general water receiving tank such as 3m in height x 3m in width x 3m in depth, or a large tank with an effective water depth exceeding 7m, for example. It can be applied to a wide range of applications.
(減衰装置)
図1及び図2に示されるように、本実施形態に係る減衰装置1は、液体用貯蔵タンクTの内壁の第1側面S1に固定される第1固定部2、液体用貯蔵タンクTの内壁の第2側面S2に固定される第2固定部3、及び第1固定部2と第2固定部3とを連結する連結部材6を備える。
(Attenuation device)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
液体用貯蔵タンクTの内壁の第1側面S1及び第2側面S2は、互いに隣接している状態にあるものを意味する。例えば、本実施形態における矩形の横断面形状を有する液体用貯蔵タンクTの場合、その内壁の第1側面S1と第2側面S2とは、平面視において互いに略直交する側面を意味する。 The first side S1 and the second side S2 of the inner wall of the liquid storage tank T are meant to be adjacent to each other. For example, in the case of the liquid storage tank T having a rectangular cross-sectional shape in this embodiment, the first side surface S1 and the second side surface S2 of the inner wall mean the side surfaces that are substantially perpendicular to each other in plan view.
一方、液体用貯蔵用タンクTの横断面形状が矩形ではない場合は、その内壁の第1側面S1と第2側面S2は、平面視において必ずしも互いに直交するものとはならない。つまり、矩形断面を有する液体用貯蔵タンク以外のタンクに対して本発明の減衰装置1を適用することができないということを意味するものではない。
On the other hand, if the cross-sectional shape of the liquid storage tank T is not rectangular, the first side surface S1 and the second side surface S2 of the inner wall are not necessarily perpendicular to each other in plan view. That is, it does not mean that the
また、第1側面S1と第2側面S2は、液体用貯蔵タンクTの内壁の隅角部Cを構成する部分であることが望ましい。 Moreover, it is desirable that the first side surface S1 and the second side surface S2 form a corner portion C of the inner wall of the storage tank T for liquid.
尚、本発明において、液体用貯蔵用タンクTの内壁とは、側壁だけでなく、天井部、及び底部をも含む。また、第1側面S1は内壁に限られるが、第2側面S2は内壁だけに限らず、液体用貯蔵用タンク内に設けられている他の部材、例えば、複数の鉛直フレームと複数の水平フレームとをジャングルジム状に組み合わせてなる補強部材などの側面をも含む。 In the present invention, the inner wall of the liquid storage tank T includes not only the side wall but also the ceiling and bottom. In addition, although the first side S1 is limited to the inner wall, the second side S2 is not limited to the inner wall, and other members provided in the liquid storage tank, for example, a plurality of vertical frames and a plurality of horizontal frames. It also includes a side surface such as a reinforcing member formed by combining with a jungle gym.
本実施形態における第1固定部2及び第2固定部3は、同じ構成を有するものであり、中空弾性部材4と、中空弾性部材4を支持する支持部材5とを備える。
The
本実施形態における中空弾性部材4は、半円形部分と矩形部分とを合わせた断面形状(図3参照)を有する筒状の弾性部材であるが、当該構成に限定されるものではなく、他にも例えば、断面形状が単なる円形や矩形を有する筒状形状のものなどを使用しても良い。
The hollow
中空弾性部材4の構成素材としては、例えば、ゴム等の熱硬化性エラストマーや、あるいは、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル樹脂系エラストマー等の熱可塑性エラストマーが挙げられるが、これに限定されるものではない。しかしながら、例えば、水道水を貯留する受水槽に本発明の減衰装置1を適用するような場合は、水道水の水質に悪影響を与えない材料で構成する必要がある。
Examples of the constituent material of the hollow
中空弾性部材4については、上述の構成素材を材料として、例えば、公知の押出成形方法によって細長い板状に成形した後、所定の大きさと形状に切断することにより製造することができる。
The hollow
本実施形態における支持部材5は、矩形断面を有する中空の角管50と、L字断面を有する2つのアングル部材51とを備え、2つのアングル部材51のそれぞれが、角管50の断面の短辺側の2つの側面のそれぞれにボルトとナットによって固定されている。尚、アングル部材51には、ボルトやビス等を挿通するための貫通孔が複数形成されている。
The
中空弾性部材4の半円形断面部分を構成する湾曲面が、支持部材5の角管50の断面の長辺側の一側面に対してボルトとナットによって固定されている。
A curved surface forming a semi-circular cross-sectional portion of the hollow
本実施形態における連結部材6は、2つの板状部材60と、平面視においてL字状の2本のフレーム部材61とを備え、2本のフレーム部材61の両端部が、板状部材60に対して溶接により固定されている。
The connecting
連結部材6の2つの板状部材60のそれぞれが、第1固定部2及び第2固定部3のそれぞれにおける中空弾性部材4の平坦な外側面(湾曲面とは反対側の面)に対して、ボルトとナットによって固定されている。これにより、第1固定部2の中空弾性部材4と第2固定部3の中空弾性部材4とが、連結部材6を介して連結される。
Each of the two plate-
上述の支持部材5における角管50とアングル部材51、並びに、連結部材6の板状部材60とフレーム部材61は、例えば、比較的軽量なアルミニウムなどで構成されることが望ましいが、これに限定されるものではない。
The
(減衰装置の使用方法)
次に、本実施形態に係る減衰装置1の使用方法について説明する。ここでは、矩形の横断面形状を有する一般的な箱状躯体として構成される液体用貯蔵タンクTを使用し、当該液体用貯蔵タンクTに上述の本実施形態の減衰装置1を適用した例を説明する。
(How to use the attenuation device)
Next, a method of using the damping
図1に示すように、液体用貯蔵タンクTは、複数の鉛直フレームと複数の水平フレームとを組み合わせてジャングルジムのような籠状に組み上げられた構造体の側面に、例えば、繊維強化プラスチック(FRP)等で構成されたパネルP(内壁)が取付けられて構成されている。 As shown in FIG. 1, the liquid storage tank T is constructed by combining a plurality of vertical frames and a plurality of horizontal frames to form a basket-like structure like a jungle gym. A panel P (inner wall) made of FRP or the like is attached.
本実施形態における液体用貯蔵タンクTの内壁の第1側面S1と第2側面S2とは、平面視において互いに略直交する側面を意味する。 The first side surface S1 and the second side surface S2 of the inner wall of the liquid storage tank T in this embodiment mean the side surfaces that are substantially orthogonal to each other in plan view.
図1及び図2に示すように、液体用貯蔵タンクTの平面視における4つの隅角部Cにおいて、中空弾性部材4の軸心が略水平となるような姿勢で、減衰装置1の第1固定部2と第2固定部3のそれぞれを、隅角部Cを構成するパネルPに対して、略同じ高さ位置に配置させる。
As shown in FIGS. 1 and 2, at four corners C in plan view of the liquid storage tank T, the first damping
このとき、図2及び図3に示すように、減衰装置1の第1固定部2及び第2固定部3を、上下方向に配置されるパネルP間の接合部分Jに配置させることが望ましい。
At this time, as shown in FIGS. 2 and 3, it is desirable to arrange the
そして、第1固定部2及び第2固定部3のそれぞれのアングル部材51の貫通孔にビス等を打ち込むことによって、減衰装置1が、液体用貯蔵タンクTの隅角部Cを構成するパネルPに固定される。
Then, by driving screws or the like into the through-holes of the
減衰装置1は、液体用貯蔵タンクTの平面視における4つの隅角部Cに設けることが望ましいが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
The damping
また減衰装置1は、バルジング現象によるパネルPの振幅が大きいと見込まれる高さの位置に取り付けることが望ましい。例えば、液体用貯蔵タンクTの上下方向の中間よりも下側に取り付けるのが良く、また、一段のみならず、図2に示すように上下方向に複数段で取り付けても良い。
The damping
上記構成によれば、地震が発生した際、減衰装置1の中空弾性部材4が変形することによって、液体用貯蔵タンクTにおける地震動等による振動を減衰させてバルジング現象を弱めることができる。その結果、液体用貯蔵タンクTにおけるパネルやフレーム等の変形・破損を防止することができる。
According to the above configuration, when an earthquake occurs, the hollow
〔その他の実施形態〕
1.液体用貯蔵タンクTのパネルに対する減衰装置1の設置方法については、上述の実施形態に限定されるものでなく、他にも例えば図4に示すように、減衰装置1の第1固定部2及び第2固定部3がアングル部材51を一つだけ備えており、当該アングル部材51のみを介してパネルに固定するような構成としても良い(図4では便宜上第1固定部2のみを記載)。また、図5に示すように、減衰装置1の第1固定部2及び第2固定部3のそれぞれと、パネルとの間に平板52を介在させた状態で設置しても良い(図5では便宜上第1固定部2のみを記載)。尚、平板52については、パネル間の接合部分Jを渡るように固定されていることが望ましい。
[Other embodiments]
1. The method of installing the damping
2.本発明に係る減衰装置1の設置方法は、液体用貯蔵タンクTの内壁の隅角部Cに限るものではない。他にも例えば、図6に示すように、減衰装置1の第1固定部2を液体用貯蔵タンクTの側壁のパネルPに固定し、第2固定部3を液体用貯蔵タンクTの底部のパネルPに固定するようにしても良い。この場合、側壁のパネルPが第1側面S1となり、底部のパネルPが第2側面S2となる。また、例えば図7に示すように、減衰装置1の第1固定部2を液体用貯蔵タンクTの側壁のパネルPに固定し、液体用貯蔵タンクT内に設けられている補強部材Rの側面に第2固定部3を固定するようにしても良い。この場合、側壁のパネルPが第1側面S1となり、補強部材Rの側面が第2側面S2となる。
2. The installation method of the damping
3.図示しないが、上述の連結部材の構成については、上述の実施形態に限定されるものではなく、他にも例えば、フレーム部材として、平面視において等脚台形形状を有するような部材を使用しても良い。 3. Although not shown, the configuration of the connecting member described above is not limited to the above-described embodiment. Alternatively, for example, a member having an isosceles trapezoidal shape in plan view may be used as the frame member. Also good.
4.液体用貯蔵タンクに対して、本発明に係る減衰装置と、スロッシング現象を抑制する公知のスロッシングダンパー(制振装置)とを組み合わせて使用しても良い。 4. A damping device according to the present invention may be used in combination with a known sloshing damper (vibration damping device) for suppressing the sloshing phenomenon for liquid storage tanks.
〔実証実験について〕
本発明の減衰装置の効果を確認する実証実験を実施した。
減衰装置の効果を検証するために、3000mm×3000mm×3000mmのFRP製貯水槽を用いて加振実験を実施した。
[About the demonstration experiment]
A demonstration experiment was conducted to confirm the effect of the damping device of the present invention.
In order to verify the effect of the damping device, a vibration experiment was conducted using an FRP water tank of 3000 mm x 3000 mm x 3000 mm.
このタンクに水位を通常設定水位と同じである内容量90%の水位2700mmまで注水した。ここで使用するバルジングの減衰装置は、貯水槽隅角部の4隅,貯水槽底から1000mmと2000mm位置の8ヶ所にゴムを主体とする弾性変形ダンパーを取り付けた。これにより減衰装置の有無による貯水槽側壁応答加速度の低減効果に関して地震波を用いて、比較を行った。 Water was poured into this tank to a water level of 2700 mm at an internal capacity of 90%, which is the same as the normal set water level. As the bulging damping device used here, elastic deformation dampers mainly made of rubber were attached to the four corners of the water tank and eight positions at 1000 mm and 2000 mm from the bottom of the water tank. A comparison was made using seismic waves regarding the reduction effect of the side wall response acceleration of the water tank with and without the damping device.
本実験で用いる地震波は2種類とし、兵庫県南部地震における神戸海洋気象台で観測されたJMA神戸SN方向観測波の30%変位相当と熊本地震宇土NS方向観測波変位50%相当とし、加振方向は計測面に直交に加振した。加振実験には愛知工業大学が所有する大型振動装置を用いた。本実験において貯水槽の膨らむ方向を正(+)凹む方向を負(-)とした。 Two types of seismic waves were used in this experiment, equivalent to 30% displacement of the JMA Kobe SN direction observation wave observed by the Kobe Marine Observatory during the Hyogoken Nanbu Earthquake and equivalent to 50% displacement of the Kumamoto Earthquake Uto NS direction observation wave. was excited orthogonally to the measurement plane. A large vibration device owned by Aichi Institute of Technology was used for the vibration experiment. In this experiment, the swelling direction of the water tank was positive (+), and the recessing direction was negative (-).
実験結果
(壁面応答変位)
図8及び図9に1500mmの位置における壁面応答変位を示す。
図8は神戸SN30%で加振時の壁面応答変位である。非制振の場合、最大変位は+側で82.64mmであるのに対し,減衰装置付加した場合は53.12mmと36%程度低減されている。-側では、非制振時-75.76mmであるのに対し、減衰装置付加時は、-60.72mmと20%程度低減できていた。
Experimental results (wall response displacement)
8 and 9 show the wall surface response displacement at the position of 1500 mm.
FIG. 8 shows the wall surface response displacement during excitation with Kobe SN of 30%. In the case of non-damping, the maximum displacement is 82.64 mm on the + side, whereas it is 53.12 mm when the damping device is added, which is reduced by about 36%. On the - side, the vibration was -75.76 mm when the vibration was not damped, while it was -60.72 mm when the damping device was added, a reduction of about 20%.
また、図9は熊本宇土NS50%で加振時の壁面変位である。非制振の場合の最大変位は59.44mmであるのに対し、減衰装置を付加した場合は30.88mmであり、48%程度低減することができた。-側では、非制振時は-69.36mmであり、減衰装置付加時は-43.20mmと38%程度低減できている。 Further, FIG. 9 shows the wall surface displacement during excitation at 50% Kumamoto Uto NS. While the maximum displacement was 59.44 mm without damping, it was 30.88 mm with the damping device, which was reduced by about 48%. On the minus side, it is -69.36 mm when the vibration is not damped, and -43.20 mm when the damping device is added, which is about 38% less.
(壁面応答加速度)
図10及び図11に2000mmの位置における壁面応答加速度を示す。
図10は神戸SN30%で加振時の壁面応答加速度であり、非制振の場合の最大加速度は+側では,7.56m/s2であり、-側では-7.60m/s2である。また減衰装置を付加した場合+側では,7.14m/s2であり、-側では、-6.67m/s2となっており、最大加速度での比較では顕著な変化は見られない。しかしながら、非制振時に対し、減衰装置を付加することで、繰り返しの加速度が抑制できており、5s以降減衰が促されていることがわかる。
(Wall response acceleration)
10 and 11 show wall response acceleration at a position of 2000 mm.
Fig. 10 shows the wall response acceleration at
図11は熊本地震宇土NS50%で加振時の壁面応答加速度である。+側の最大加速度は非制振の場合、6.46m/s2であり、減衰装置を付加した場合は、4.45m/s2となった。減衰装置の有無で比較すると1.92m/s2の29%程度低減されている。また-側では、非制振の場合-7.25m/s2であり、減衰装置を付加した場合は、-6.91m/s2であり、0.35m/s2の5%程度の低減に留まっている。しかしながら、非制振時に対し、減衰装置を付加することで、繰り返しの加速度が抑制できており、5s以降減衰が促されていることがわかる。
FIG. 11 shows the wall response acceleration at the Kumamoto
(レインフロー解析)
減衰装置を付加することによる壁面応答変位と壁面応答加速度の減衰効果をより明確なものとするために、レインフロー解析を実施した。レインフロー解析は通常、不規則な繰り返し変動荷重を受ける機械や構造物などにおいて、疲労寿命を予測する手法として用いられ、雨だれの経路から、疲労寿命に寄与する振幅とその発生回数を決定するものである。本実験においてこの手法を壁面変位および加速度に当てはめ、減衰装置付加に伴う低減効果を分析した。
(Rainflow analysis)
A rainflow analysis was conducted to clarify the damping effect of the wall response displacement and the wall response acceleration by adding the damping device. Rainflow analysis is usually used as a method to predict the fatigue life of machines and structures that receive irregular and repetitive fluctuating loads, and determines the amplitude that contributes to the fatigue life and the number of occurrences from the path of the raindrops. is. In this experiment, this method was applied to the wall displacement and acceleration, and the reduction effect accompanying the addition of the damping device was analyzed.
図12及び図13は壁面変位のレインフロー解析の結果であり、図12が神戸SN30%加振時、図13が熊本宇土NS50%加振時である。図12において非制振の場合、全振幅100mm~130mmの発生回数が4.5回であるが、減衰装置付加時は、0.5回と大幅に低減されている。図13においても、非制振時は,全振幅80mm~120mmの発生回数が5.5回であるが、減衰装置付加時は、0回と大幅な低減ができている。このことから、大振幅に減衰装置の効果が発揮したと考えられる。 12 and 13 show the results of the rainflow analysis of the wall surface displacement. FIG. 12 is for Kobe SN with 30% excitation, and FIG. 13 is for Kumamoto Uto NS with 50% excitation. In FIG. 12, the number of occurrences of the total amplitude of 100 mm to 130 mm is 4.5 in the case of non-damping, but it is greatly reduced to 0.5 when the damping device is added. In FIG. 13 as well, the number of occurrences of the total amplitude of 80 mm to 120 mm is 5.5 when the vibration is not damped, but when the damping device is added, it is greatly reduced to 0 times. From this, it is considered that the effect of the damping device was exerted on the large amplitude.
一方、図14及び図15は壁面応答加速度のレインフロー解析結果であり、図14は神戸SN30%加振時、図15は熊本宇土NS50%加振時である。図14において、非制振の場合11~16m/s2の発生回数が6.5回であるの対し、減衰装置ありの場合は2回である。また図15において、6.0~13.0m/s2の発生回数は、非制振の場合が、6.5回であるのに対し、減衰装置ありの場合は4.5回である。この解析結果より、減衰装置を付加させたことで、水槽壁面の大きな応答の繰り返しを抑制し、減衰を促す効果があると考えられた。
On the other hand, FIGS. 14 and 15 show the results of rainflow analysis of wall response acceleration. FIG. 14 is for
本発明に係る減衰装置を貯水槽に設置することで、壁面応答を低減させることができた.さらにレインフロー解析を実施することで、減衰装置により、大きな変位ならびに大きな加速度の繰り返し発生回数を抑制することができ、減衰効果を明確にすることができた。 By installing the damping device according to the present invention in the water tank, the wall response could be reduced. Furthermore, by conducting a rainflow analysis, it was possible to suppress the number of repeated occurrences of large displacements and large accelerations, and clarify the damping effect.
本発明の減衰装置は、例えば上水を貯蔵する受水槽等の小型のタンクから、例えば汚染水貯蔵用タンク等の大型のタンクに至るまで、幅広いサイズの液体用貯蔵タンクに使用することができる。 The damping device of the present invention can be used in a wide range of sizes of liquid storage tanks, from small tanks, such as water receiving tanks, to large tanks, such as contaminated water storage tanks. .
1 減衰装置
2 第1固定部
3 第2固定部
4 中空弾性部材
5 支持部材
50 角管
51 アングル部材
52 平板
6 連結部材
60 板状部材
61 フレーム部材
T 液体用貯蔵タンク
P パネル(内壁)
S1 第1側面
S2 第2側面
J 接合部分
C 隅角部
L 貯蔵液体
R 補強部材
1 Damping
S1 First side S2 Second side J Joined portion C Corner portion L Storage liquid R Reinforcing member
Claims (5)
前記液体用貯蔵タンクの内壁の第1側面に固定される第1固定部、前記液体用貯蔵タンク内の第2側面に固定される第2固定部、及び前記第1固定部と前記第2固定部とを連結する連結部材を備え、
前記第1側面及び前記第2側面は互いに隣接しており、
前記第1固定部及び前記第2固定部は、中空弾性部材と、該中空弾性部材を支持する支持部材とを備え、
前記連結部材が、前記第1固定部の中空弾性部材と前記第2固定部の中空弾性部材とを連結することを特徴とする減衰装置。 In a damping device arranged in a liquid storage tank having a rectangular cross-sectional shape,
a first fixing part fixed to a first side surface of an inner wall of the liquid storage tank; a second fixing part fixed to a second side surface inside the liquid storage tank; and the first fixing part and the second fixing part. Equipped with a connecting member that connects the part,
the first side and the second side are adjacent to each other;
The first fixing portion and the second fixing portion each include a hollow elastic member and a support member that supports the hollow elastic member,
The damping device, wherein the connecting member connects the hollow elastic member of the first fixing portion and the hollow elastic member of the second fixing portion.
The damping device according to any one of claims 1 to 4, wherein the hollow elastic member is made of a thermosetting elastomer or a thermoplastic elastomer.
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