JP2619453B2 - Seismic isolation element test equipment - Google Patents

Seismic isolation element test equipment

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JP2619453B2
JP2619453B2 JP63002601A JP260188A JP2619453B2 JP 2619453 B2 JP2619453 B2 JP 2619453B2 JP 63002601 A JP63002601 A JP 63002601A JP 260188 A JP260188 A JP 260188A JP 2619453 B2 JP2619453 B2 JP 2619453B2
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seismic isolation
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isolation element
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剛二 藤原
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉格納容器や建築構造物を地震から守
るための免震要素の信頼性(破断特性)を試験評価する
ための免震要素試験装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to seismic isolation for testing and evaluating the reliability (breaking characteristics) of seismic isolation elements for protecting reactor containment vessels and building structures from earthquakes. The present invention relates to an element test device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、第4図に示すようなリンク機構式の免震要素試
験装置が知られている。この装置は、中央部の試験体を
はさんで、リンク装置が上下のスライドベアリングで支
持され、上下荷重(圧縮のみ)を受けながら水平動でき
るように構成されている。しかしながら、この装置は上
下方向には圧縮荷重のみを負荷できるものであり、破断
させるものではない。この種の装置として関連するもの
に、例えば特公昭54−44461号公報に記載のものが挙げ
られる。
Conventionally, a link mechanism type seismic isolation element testing apparatus as shown in FIG. 4 is known. This device is configured such that a link device is supported by upper and lower slide bearings with a test piece in a central portion interposed therebetween, and is capable of moving horizontally while receiving a vertical load (only compression). However, this device can only apply a compressive load in the vertical direction, and does not break it. Related devices of this type include, for example, those described in JP-B-54-44461.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

第4図に示したリンク機構方式では、リンクのジョイ
ント部にガタがあること、リンクの剛性が低いこと、試
験体への縦方向の力は圧縮力しか加力できない事等で、
水平−上下の連成加力時に回転成分を発生し、精度が低
下する。又、破断時に試験体からの反動で、リンクのジ
ョイント部が破損したり、リンクが変形する等の問題が
あった。
In the link mechanism system shown in FIG. 4, there is play at the joint portion of the link, the rigidity of the link is low, and only a compressive force can be applied to the test body in the vertical direction.
A rotation component is generated at the time of a horizontal-up / down combined force, and accuracy is reduced. In addition, there were problems such as the joint part of the link being damaged and the link being deformed due to the recoil from the test piece at the time of breaking.

本発明の目的は、ガタがなくて高い剛性を有し、試験
体に回転動(ヨーイング,ピッチング,ローリング)を
与えない免震要素試験装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a seismic isolation element testing apparatus which has high rigidity without play and does not give a rotating motion (yawing, pitching, rolling) to a test body.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、ガタを解決する手段として、静圧軸受と
スライドベアリングおよびテーブルから構成し、静圧軸
受は短形とし、回転動は軸受と軸とのギャップ20〜50ミ
クロンの油膜を介して接合し、機械的ガタを皆無とする
ことにより、達成される。
The above objective is to solve the backlash, consists of a hydrostatic bearing, slide bearing and table, the hydrostatic bearing is short, and the rotation is joined through a 20-50 micron oil film between the bearing and the shaft. This is achieved by eliminating mechanical play.

又剛性を上げる手段としては、上記のように軸受部の
油膜を50ミクロンとし、その場合の力を600,000kgとす
れば、剛性は となり、非常に高い剛性が得られるため、その目的が達
成される。
As a means to increase the rigidity, if the oil film of the bearing part is 50 microns as described above and the force in that case is 600,000 kg, the rigidity is increased. Thus, very high rigidity is obtained, and the object is achieved.

〔作用〕[Action]

免震要素(被試験体)は一方が治具によって固定され
ており、他方はテーブルに固定されている。テーブルが
X−Y方向に相互に直角に動き、テーブルからのX−Y
連成動の力を受けて、免震要素は伸縮する。
One of the seismic isolation elements (test object) is fixed by a jig, and the other is fixed to a table. The table moves at right angles to each other in the XY direction, and the XY
The seismic isolation element expands and contracts under the force of the coupling action.

テーブルは、微小な摩擦力で、Y方向に動く静圧継手
に固定されている。X軸,Y軸の加振機には両端にスイー
ベルジョイントが付けられており、一方な静圧継手に他
方は基礎に固定され、X方向およびY方向の力を静圧継
手に伝達する。テーブルは静圧継手に固定されているの
で、加振機の力は静圧継手,テーブルを介して免震要素
に伝達される。
The table is fixed to a hydrostatic joint that moves in the Y direction with a small frictional force. The X-axis and Y-axis vibrators are provided with swivel joints at both ends. One of the static pressure joints is fixed to the foundation, and the force in the X and Y directions is transmitted to the static pressure joints. Since the table is fixed to the hydrostatic joint, the force of the vibrator is transmitted to the seismic isolation element via the hydrostatic joint and the table.

基礎に固定されている取付治具は免震要素の反力を受
けとめる。
The mounting jig fixed to the foundation receives the reaction force of the seismic isolation element.

静圧継手はY軸動を許容し、Y軸動をテーブルへ伝達
する。
The hydrostatic joint allows Y-axis motion and transmits the Y-axis motion to the table.

スライドベアリングはX軸動を許容し、Y軸動によっ
て生じる回転動を拘束しながらX軸動を許容する。
The slide bearing allows the X-axis movement and allows the X-axis movement while restricting the rotational movement caused by the Y-axis movement.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に実施例を示す。免震要素2の反力を取付治具
1が受けとめる。テーブル3は免震要素2にY軸−X軸
の加振力を与える。静圧継手4はテーブル3を固定して
いる。静圧継手4は、Y軸方向の力を許容しX軸方向の
力を伝達し、免震要素2からの回転力を拘束する。スラ
イドバー5と静圧軸受4a,4b,4c,4dとは嵌合されてい
る。スライドバー5はX方向の力を許容し、Y方向の力
によって生ずる回転力を拘束するスライドベアリング7
に固定されている。
FIG. 1 shows an embodiment. The mounting jig 1 receives the reaction force of the seismic isolation element 2. The table 3 gives the seismic isolation element 2 a vibration force in the Y-axis and the X-axis. The hydrostatic joint 4 fixes the table 3. The hydrostatic joint 4 allows a force in the Y-axis direction, transmits a force in the X-axis direction, and restrains the rotational force from the seismic isolation element 2. The slide bar 5 and the hydrostatic bearings 4a, 4b, 4c, 4d are fitted. The slide bar 5 allows a force in the X direction and a slide bearing 7 for restraining the rotational force generated by the force in the Y direction.
It is fixed to.

静圧継手4はY軸方向にはスイーベルジョイント8に
よってY軸加振機が接続され、X軸方向にはスイーベル
ジョイント8によってX軸加振機が接続されている。X
軸とY軸のそれぞれの加振機は加振力を計測するロード
セル9を介し、もう一端がスイーベルジョイント8′に
よって基礎と接続されている。
The hydrostatic joint 4 is connected to a Y-axis vibrator by a swivel joint 8 in the Y-axis direction, and is connected to an X-axis vibrator by a swivel joint 8 in the X-axis direction. X
Each of the shaft and Y-axis vibrators is connected to a foundation via a swivel joint 8 'via a load cell 9 for measuring a vibrating force.

スライドベアリング7に軸7c,軸受7a,7bが嵌合されて
おり、軸7cは軸支持装置6に、軸支持装置6は基礎にそ
れぞれ固定されている。
The shaft 7c and the bearings 7a and 7b are fitted to the slide bearing 7, and the shaft 7c is fixed to the shaft support device 6, and the shaft support device 6 is fixed to the foundation.

第2図は静圧継手4とスライドベアリング7の部分の
詳細を示した断面平面図である。第3図は静圧継手4と
スライドバー5,5′の詳細縦断面図である。
FIG. 2 is a sectional plan view showing details of the hydrostatic joint 4 and the slide bearing 7. FIG. 3 is a detailed vertical sectional view of the hydrostatic joint 4 and the slide bars 5, 5 '.

スライドバー5,5′は静圧軸受4a1,4a2,4b1,4b2,4c1,4
c2,4d1,4d2,4e1,4e2,4f1,4f2によって微小な油膜によっ
て浮上支持されている。それぞれの静圧軸受には圧力Ps
の油が供給される構造になっている。
The slide bar 5, 5 'hydrostatic bearing 4a 1, 4a 2, 4b 1 , 4b 2, 4c 1, 4
It is levitated and supported by a minute oil film by c 2 , 4d 1 , 4d 2 , 4e 1 , 4e 2 , 4f 1 , 4f 2 . Pressure Ps for each hydrostatic bearing
Oil is supplied.

第3図に示すように、静圧継手4は微小な油膜によっ
て浮上されているスライドバー5,5′を嵌合し、スライ
ドバー5,5′はそれぞれ上下左右に静圧軸受4a1〜4f1
よって浮上支持されている。
Third, as shown in FIG, electrostatic圧継hands 4 'fitted, slide bars 5,5' slide bar 5, 5 are levitated by small oil film hydrostatic bearing 4a 1 ~4f is vertically and horizontally respectively Floating supported by one .

動作原理を以下に説明する。 The operation principle will be described below.

(1)第1図にもとづく動作説明 X軸加振機10が引張力を、ロードセル9,スイーベンジ
ヨイント8を介して静圧継手4に伝達されると免震要素
3はX軸方向に伸びる。この時、スライドベアリング7
とスライドバー5および静圧継手4のY方向に接続され
ているY軸加振機10′は軸7cとスライドベアリング7に
案内されてX方向に移動する。次にY軸加振機10′が押
し出す方向に加振力を静圧継手4に加えると静圧継手4
はスライドバー5に案内され、静圧継手4に固定されて
いるテーブル3と免震要素2はY軸上方向へ移動する。
このとき静圧継手にスイーベルジヨイント8で接続され
ているX軸加振機10も同様にY軸上方向へ移動する。
(1) Description of Operation Based on FIG. 1 When the X-axis exciter 10 transmits a tensile force to the hydrostatic joint 4 via the load cell 9 and the sweeping joint 8, the seismic isolation element 3 moves in the X-axis direction. extend. At this time, slide bearing 7
The Y-axis vibrator 10 ′ connected to the slide bar 5 and the static pressure joint 4 in the Y direction is guided by the shaft 7 c and the slide bearing 7 and moves in the X direction. Next, when a vibrating force is applied to the hydrostatic joint 4 in the direction in which the Y-axis vibrator 10 'pushes out, the hydrostatic joint 4
Is guided by the slide bar 5, and the table 3 and the seismic isolation element 2 fixed to the hydrostatic joint 4 move upward in the Y-axis.
At this time, the X-axis vibrator 10 connected to the hydrostatic joint by the swivel joint 8 also moves upward in the Y-axis.

以上のように、X軸方向とY軸方向に免震要素2を移
動させると免震要素2の一端は取付治具1によつて基礎
11に固定されているために回転反力が静圧継手4に作用
する。
As described above, when the seismic isolation element 2 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction, one end of the seismic isolation element 2 is grounded by the mounting jig 1.
The rotation reaction force acts on the hydrostatic joint 4 because it is fixed to 11.

(2)第2図にもとづく回転拘束の作動説明 上記(1)でX軸−Y軸連成加振によつて発生した回
転力は静圧継手4に作用し、静圧継手4に嵌合されてい
る静圧軸受4a,4b,4c,4dに伝達され、油膜を介してスラ
イドバー5に伝達され、スライドベアリング7,軸7c、に
伝達されて軸支持装置6,6′で拘束支持される。
(2) Description of Operation of Rotational Constraint Based on FIG. 2 The rotational force generated by the X-axis / Y-axis coupled vibration in (1) above acts on the hydrostatic joint 4 and fits into the hydrostatic joint 4. And transmitted to the slide bar 5 via an oil film, transmitted to the slide bearing 7 and the shaft 7c, and constrained and supported by the shaft support devices 6, 6 '. You.

(3)X軸とY軸のクロストーク補正 上記のようにX−Y連成加振を行うとX軸とY軸間
に、スイベルジヨイント8′を中心とする回転によつ
て、X軸はY軸の変位によるクロストークを、Y軸はX
軸の変位によるクロストークが発生する。
(3) Correction of crosstalk between X axis and Y axis When the XY coupled vibration is performed as described above, the X axis is rotated between the X axis and the Y axis around the swivel joint 8 '. Is the crosstalk due to the displacement of the Y axis, and the Y axis is the X
Crosstalk occurs due to shaft displacement.

このクロストークを補正するために、X軸はY軸の変
位による三角関数補正を、Y軸はX軸の変位による三角
関数補正を行うことによつて、相互に補正することがで
きる。
In order to correct this crosstalk, the X-axis can be mutually corrected by performing a trigonometric function correction based on the displacement of the Y-axis, and the Y-axis can be corrected by performing a trigonometric function correction based on the displacement of the X-axis.

(4)実施例の回転拘束力 実施例の回転モーメントはZ軸加振力600ton,Y軸変位
60cmとすれば、回転モーメントは 600ton×60cm=36,000ton−cm となり、これを静圧軸受4a,4b,4c,4dおよびスライドベ
アリング7と軸受7a,7bで受ける。
(4) Rotational constraint force of the embodiment The rotation moment of the embodiment is a Z-axis excitation force of 600 ton, Y-axis displacement
If it is 60 cm, the rotational moment is 600 ton × 60 cm = 36,000 ton-cm, which is received by the hydrostatic bearings 4a, 4b, 4c, 4d and the slide bearing 7 and the bearings 7a, 7b.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、ガタが全くなくなり、精度のよい2
次元加力ができる。又、2次元加力で変位が±600mmに
対する制御精度は0.1%以上となる。更に、回転動は油
膜剛性が1.2×108kg/cm2と高いので、回転抑止制御が不
要のため、回転モーメントが600,000kg−mのような大
きなモーメントに対しても、制御精度を0.1%以上保つ
ことができる。
According to the present invention, there is no backlash and an accurate 2
Dimensional force can be applied. The control accuracy for a displacement of ± 600 mm with two-dimensional force is 0.1% or more. Furthermore, since the rotational motion has a high oil film stiffness of 1.2 × 10 8 kg / cm 2 , there is no need for rotation suppression control, so the control accuracy is 0.1% even for large moments such as 600,000 kg-m. Can be kept more.

そして、試験体が破断した時に発生する衝撃反力を静
圧軸受とスライドベアリングで受け止めることができ
る。この衝撃反力が加振機の加力を越えた時は力は加振
機に伝わり、加振機内に内蔵されたシヨツクアブソーブ
機構によつて吸収される。
Then, the impact reaction force generated when the test piece breaks can be received by the hydrostatic bearing and the slide bearing. When the impact reaction exceeds the force of the vibrator, the force is transmitted to the vibrator and is absorbed by a shock absorber mechanism built in the vibrator.

試験体の破断に至るまでの試験において、回転動が混
在することは特性解折上好ましくないため、回転動を抑
止することは大変重要であり、本発明によりこの目的を
達成する事ができる。
In the test up to the breakage of the test piece, it is not preferable from the viewpoint of the characteristic analysis that the rotational movement is mixed, so it is very important to suppress the rotational movement, and the present invention can achieve this object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は免震要素試験装置の平面図、第2図は回転運動
を抑制し、2次元加力のできる静圧継手部の横断面図、
第3図は、静圧継手部の縦断面図、第4図は従来のリン
ク式免震要素試験装置の立面および側面図である。 1……試験体取付治具、2……試験体(免震要素)、3
……テーブル、4……静圧継手、5……スライドバー、
6……軸支持装置、7……スライドベアリング、7c……
軸、8……スイーベルジヨイント、9……ロードセル、
10……加振機、4a1,4a2,………4f1,4f2……静圧軸受、7
a,7b……軸受(静圧軸受、あるいはスライドベアリン
グ)、10……基礎。
FIG. 1 is a plan view of a seismic isolation element test apparatus, FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a hydrostatic joint, and FIG. 4 is an elevation view and a side view of a conventional link-type seismic isolation element testing apparatus. 1. Specimen mounting jig, 2. Specimen (seismic isolation element), 3
…… Table, 4 …… Static pressure fitting, 5 …… Slide bar,
6 ... Shaft support device, 7 ... Slide bearing, 7c ...
Axis 8 Swivel joint 9 Load cell
10: Exciter, 4a 1 , 4a 2 , 4f 1 , 4f 2 … Static bearing, 7
a, 7b: Bearing (hydrostatic bearing or slide bearing), 10: Basic.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】たて、よこ動が相互に直角をなし、単独も
しくは連動加力を行う免震要素試験装置において、 両端にスイーベルジョイントが取り付けられたたて動用
の加振機構と、両端にスイーベルジョイントが取り付け
られたよこ動用の加振機構と、このたて動用の加振機構
とよこ動用の加振機構のそれぞれの一端が取り付けられ
た静圧継手と、この静圧継手と嵌合するスライドバー
と、このスライドバーの端部が取り付けられよこ動を案
内するスライドベアリングと、前記静圧継手に固定され
た被試験体を保持するテーブルとを備え、前記たて動用
の加振機構およびよこ動用の加振機構のそれぞれの他端
側のスイーベルジョイントを固定するとともに、これら
たて動用およびよこ動用の加振機構をほぼ直角に配設
し、被試験体にたて動単独、よこ動単独、もしくはたて
−よこ同時連成加振力を付加可能にしたことを特徴とす
る免震要素試験装置。
1. A seismic isolation element test apparatus in which vertical movements are at right angles to each other and perform independent or interlocking force. A vertical vibration mechanism having a swivel joint attached to both ends, and a vertical vibration mechanism A horizontal vibrating mechanism to which a swivel joint is attached, a vertical pressure vibrating mechanism to which one end of each of the vertical vibrating mechanism and a horizontal vibrating mechanism is mounted, and a slide to be fitted to the static pressure coupling A bar, a slide bearing to which an end of the slide bar is attached, for guiding the horizontal movement, and a table for holding a test object fixed to the hydrostatic joint, wherein the vibration mechanism for vertical movement and the horizontal The swivel joints at the other end of each of the moving vibration mechanisms are fixed, and the vertical and horizontal vibration mechanisms are arranged at substantially right angles. A seismic isolation element testing apparatus characterized in that it is possible to add a horizontal or horizontal simultaneous excitation force.
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