JP3576265B2 - Buffer damper - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼製煙突における筒身と支持鉄塔、あるいは蒸気発生装置におけるボイラーとその支持架構等、二つの構造物の間に介装する緩衝ダンパーに関し、特に、構造物において、互いに相対変位を生ずる部位の間に介装する緩衝ダンパーに関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は二つの構造物間に従来の緩衝ダンパーを配置した際の水平断面図、図7はその詳細図を示す。
【0003】
図6において、11が従来の緩衝ダンパーであり、一の構造物である円筒構造物Aの外面に巻回したリングフレーム3と、他の一の構造物である支持架構Bとの間に対称的に配置されている。
上記緩衝ダンパー11は、図7に示すように、構造物A側には構造物Aのリングフレーム3及び受台3aで支持されている。
そして、その下端16は、拘束板15でその回転が拘束され、上端が構造物Aに突設された1対の軸受18によって軸支された鋼管部材17と連結された金属管14と、基端が鋼管部材17に固定され、先端が支持架構B側へ伸びるレバーフアーム12とを備えている。
また、一方の支持架構B側には、支持架構B上に設置され、上記レバーアーム12に先端から垂設された棒体20を挟接する1対のストッパー13を備えており、構造物Aと支持架構B間に水平方向の相対変位が発生すると、レバーアーム12を介してねじりモーメントが金属管14へ伝達されて金属管14断面にはねじり変形が発生し、このねじり変形によって上記相対変位が吸収されるようになっている。
【0004】
この際、金属管14のねじり耐力は他部材のいかなる耐力よりも小さく設定されており、大地震時、このねじり耐力より大きいねじりモーメントを受けると金属管14断面が降伏し、その時発生する塑性変形によって構造物全体の振動エネルギーが吸収され、構造物の地震応答が低減される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来のこの種の緩衝ダンパーは、他部材より最も弱く設定された金属管14断面にねじりモーメントを作用させて塑性変形を生ぜしめ、この塑性変形によって構造物に作用する振動エネルギーを吸収して、構造物本体の損傷と破壊を抑止するもので、金属管14断面のねじり変形能(降伏点を越えて破壊するまでの塑性変形領域)が大きい程吸収される塑性変形エネルギーも大きくなる。
【0006】
従って、金属管14断面寸法は出来るだけ大きく設定したいが、他部材との強度上のバランスを考慮した設計が必要であるため、従来の緩衝ダンパーではねじり変形能を大きくする上で一定の限度があった。
【0007】
本発明は上記問題に鑑み、従来に比べて塑性変形エネルギー吸収能が増加する緩衝ダンパーを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明に係る緩衝ダンパーの構成は、相対する二つの構造物間に介装する緩衝ダンパーにおいて、各構造物側にその一端が該構造物に回動自在に支持された管体に連結され、他端が該構造物によって回動を拘束された金属管部と、その基端が上記管体に固定され、先端が対向する構造物側へ伸びるレバー部とで構成されたダンパー機構をそれぞれ設け、上記各金属管部のねじり耐力を他部材の何れの降伏耐力よりも小さく設定すると共に、上記各ダンパー機構のレバー部の先端同士を係合させてなることを特徴とする。
【0009】
【作用】
相対する二つの構造物間に水平方向相対変位が生ずると、各構造物側に設置されたダンパー機構のレバー部を介してそれぞれの金属管部に同じ大きさのねじりモーメントが作用してその各断面にねじり変形が発生し、この二つの断面のねじり変形(塑性変形)によって構造物間の相対変位が吸収されるようになり、従来に比べて塑性変形エネルギー吸収能力が倍増する。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面を参照して説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
【0011】
図1は本発明の緩衝ダンパーを二つの構造物間に配置した場合の平面図、図2は緩衝ダンパーの構成を示す図1のII−部分図、図3はレバーアーム構造の第1実施例を示す図2のIII−III 矢視図、図4は同じく第2実施例を示す図2のIII−III 矢視図、図5は金属管の拘束状態を示す図2のV−V 矢視図である。
【0012】
図1及び図2に示すように、本実施例にかかる緩衝ダンパー21は、相対する二つの構造物A,B間に介装するものであり、その一端が該構造物A,Bに軸受5a,5bを介して回動自在に支持された管体としての鋼管部材2a,2bに連結されており、他端が該構造物A,Bによって回動を拘束された金属管1a,1bと、その基端が上記鋼管部材2a,2bに固定され、先端が対向する構造物側へ伸びるレバー部としてのレバーアーム10a,10bとで構成されたダンパー機構21a,21bをそれぞれ設けてなり、上記各金属管1a,1bのねじり耐力を他部材の何れの降伏耐力よりも小さく設定すると共に、上記各ダンパー機構21a、21bのレバーアーム10a,10bの先端同士を係合させて成り、上記二つの構造物A,B間の相対変位に基づく各金属管部の回転を制止するようにしてなるものである。
【0013】
すなわち、一方の構造物A側のダンパー機構21aは、図2に示すように、構造物Aに設けた受台9aで支持され、その下端が剛板3aを介して拘束板4aによって回転が拘束され、上端が構造物Aに突設された1対の軸受5aによって軸支された鋼管部材2aとフランジ6a,6bを介して連結された金属管1aと、その基端が鋼管部材2aに固定され、先端が構造物B側へ水平方向に伸びるレバーアーム10aより成っている。
【0014】
一方、構造物B側のダンパー機構21bは、上記同様、構造物Bに設けた受台9bで支持され、その下端が剛板3bを介して拘束板4bによって回転が拘束され、上端が構造物Bに突設された1対の軸受5bによって軸支された鋼管部材2bとフランジ7a,7bを介して連結された金属管1bと、その基端が鋼管部材2bに固定され、先端が構造物A側へ水平方向に伸びるレバーフレーム10bより成っている。
【0015】
そして、両構造物A,Bに設けた上記図中の左,右ダンパー機構21a,21bの各レバーフレーム10aと10bとは、図2に示すように、それぞれの先端部同士が係合している。
【0016】
図3はその係合状態に係る第1の実施例を示す。
同図に示すように、本実施例においては、上記一方の構造物B側のレバーフレーム10bはその断面が箱状に形成されており、その内部の開口部には他の一方の構造物A側であるレバーフレーム10aの先端部をゆるく嵌挿した構成としている。
これによって、両構造物A,B間に生ずる対向方向の相対水平変位は許容され、前後方向(図2の紙面垂直方向)の相対変位は阻止されるようになっている。
【0017】
また、図4は同じく係合状態に係る第2の実施例を示し、前述した上記一方の構造物B側の箱状レバーアーム10aの先端部の上・下壁を切除してレバーアーム10bを形成しており、その中央空間に構造物A側のレバーアーム10aをゆるく嵌挿した構成としている。
【0018】
図3及び図4に示す構成とすることによって、両構造物A,B間に生ずる対向方向の相対水平変位及び上下方向相対変位は許容され、前後方向(図2の紙面垂直方向)の相対変位のみ阻止されるようになっている。
【0019】
図5は、金属管の拘束状態を示す図2のIV−IV 矢視図である。
同図に示すように、ダンパー機構21の金属管1bの剛板3bと、これを支持する受台9b上の拘束板4bとの拘束状態の一例を示している。
4角状の剛板3bの各コーナ部に、該コーナ部と対応する形状の拘束板4bを配設したもので、これによって上記金属板1bの回転が拘束されるようになっている。
尚、一方の構造物側であるダンパー機構21の金属管1aも同様にしており、その説明は省略する。
【0020】
なお、上記両ダンパー機構の金属管1a,1bの強度は、ダンパー機構を構成するすべての他部材即ち、レバーアーム10a,10b、鋼管部材2a,2b、フランジ6a,6b及び7a,7b、拘束板4a,4b、剛板3a,3b等の強度より弱く設定されている。
【0021】
以下、本発明の緩衝ダンパーの作用を説明する。
【0022】
相対する二つの構造物A,B間に、前後方向(図2の紙面垂直方向)の相対水平変位が生ずると、互いに係合するレバーアーム10aと10bを介して構造物A側の鋼管部材2a及び構造物B側の鋼管部材2bにはそれぞれ同じ大きさのねじりモーメントが作用する。
このねじりモーメントは連結された金属管1a,1bに伝達されて金属管1a,1bに回転作用を与えるが、この回転は剛板3a,3bを介して拘束板4a,4bによって阻止され、これによって金属管1a,1b断面にはねじり変形が発生する。
【0023】
また、上記において、構造物A,B間の相対変位が更に増加しこれに伴って作用するねじりモーメントが増大すると、遂に金属管1a,1b断面が全断面せん断降伏として塑性変形するが、この時構造物A側の金属管1aと構造物B側の金属管1bそれぞれの断面に塑性変形が生じて、エネルギー吸収能力が倍増するようになり、大規模地震時等の構造物全体の振動応答が低減され、構造物の主要部材に対する損傷や破壊が阻止される。
【0024】
なお、大地震時等により金属管1a,1b断面の塑性変形が大きく進行した場合には鋼管部材2a,2bとを連続するフランジ6a,6bまたは7a,7bを解放することにより、新しい金属管と交換することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の緩衝ダンパーによると、各構造物間に設けた各ダンパー機構のレバー部の先端同士を係合させて成り、上記二つの構造物間の相対変位に基づく各金属管部の回転を制止するようにしたことにより、相対する二つの構造物間に相対水平変位が生ずると、各構造物側に設けたダンパー機構のレバー部を介してそれぞれの金属管に同じ大きさのねじりモーメントが作用してその各断面に同じ大きさのねじり変形が発生し、この二つの断面に発生する倍増されたねじり変形(塑性変形)によって大地震時等の構造物の振動エネルギーが吸収され、構造物の主要部材の損傷や破壊が阻止されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る緩衝ダンパーの配置図である。
【図2】緩衝ダンパーの構成を示す図1のII−部分図である。
【図3】レバーアーム構造の第1実施例を示す図2のIII−III 矢視図である。
【図4】同じく第2実施例を示す図2のIII−III 矢視図である。
【図5】金属管の拘束状態を示す図2のV−V 矢視図である。
【図6】従来の緩衝ダンパー構造とその配置を示す図。
【図7】従来の緩衝ダンパー構造とその配置を示す図。
【符号の説明】
1a,1b 金属管
2a,2b 鋼管部材
3a,3b 剛板
4a,4b 拘束板
5a,5b 軸受
6a,6b,7a,7b フランジ
8a,8b リング
9a,9b 受台
10a,10b レバーアーム
21 緩衝ダンパー
A,B 構造物[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a buffer damper interposed between two structures, such as a tubular body and a supporting tower in a steel chimney, or a boiler and its supporting frame in a steam generator, and particularly, in a structure, relative displacement between the two structures. The present invention relates to a shock absorbing damper interposed between generated portions.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a horizontal sectional view when a conventional buffer damper is arranged between two structures, and FIG. 7 is a detailed view thereof.
[0003]
In FIG. 6, reference numeral 11 denotes a conventional buffer damper, which is symmetrical between a
As shown in FIG. 7, the buffer damper 11 is supported on the structure A side by the
The
In addition, on one support frame B side, a pair of
[0004]
At this time, the torsional strength of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, this type of conventional shock damper generates a plastic deformation by applying a torsional moment to the cross section of the
[0006]
Therefore, it is desirable to set the cross-sectional dimension of the
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a shock absorbing damper having an increased plastic deformation energy absorbing capacity as compared with the related art.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a buffer damper according to the present invention has a structure in which, in a buffer damper interposed between two opposing structures, one end of each of the structures is rotatably supported by the structure. A metal tube portion connected to the body and the other end of which is restrained from rotating by the structure, and a lever portion whose base end is fixed to the tube body and whose distal end extends toward the opposing structure. A damper mechanism is provided, the torsional strength of each of the metal pipes is set to be smaller than the yield strength of any of the other members, and the ends of the levers of each of the damper mechanisms are engaged with each other. .
[0009]
[Action]
When a horizontal relative displacement occurs between two opposing structures, the same magnitude of torsional moment acts on each of the metal pipes via the lever portion of the damper mechanism installed on each structure side, and each of the metal tubes has a corresponding torsion moment. A torsional deformation occurs in the cross section, and the relative displacement between the structures is absorbed by the torsional deformation (plastic deformation) of the two cross sections, so that the plastic deformation energy absorbing capacity is doubled as compared with the related art.
[0010]
【Example】
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0011]
FIG. 1 is a plan view of a case where the shock absorbing damper of the present invention is disposed between two structures, FIG. 2 is a II-part view of FIG. 1 showing the structure of the shock absorbing damper, and FIG. 3 is a first embodiment of the lever arm structure. FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2, FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2 showing the second embodiment, and FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow VV in FIG. FIG.
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0013]
That is, as shown in FIG. 2, the damper mechanism 21a on one side of the structure A is supported by a receiving table 9a provided on the structure A, and its lower end is restrained from rotating by a
[0014]
On the other hand, the
[0015]
Then, as shown in FIG. 2, the respective leading ends of the
[0016]
FIG. 3 shows a first embodiment according to the engaged state.
As shown in the drawing, in the present embodiment, the cross section of the
Thereby, relative horizontal displacement in the facing direction generated between the two structures A and B is allowed, and relative displacement in the front-back direction (vertical direction on the paper surface of FIG. 2) is prevented.
[0017]
FIG. 4 shows a second embodiment according to the engagement state, in which the upper and lower walls of the distal end of the box-shaped lever arm 10a on the above-mentioned one structure B side are cut off to remove the
[0018]
With the configuration shown in FIGS. 3 and 4, the relative horizontal displacement in the facing direction and the relative displacement in the vertical direction that occur between the structures A and B are allowed, and the relative displacement in the front-rear direction (perpendicular to the plane of FIG. 2). Only to be blocked.
[0019]
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows IV-IV in FIG. 2 showing the restrained state of the metal tube.
As shown in the figure, an example of a restrained state of a
At each corner of the rectangular
The same applies to the
[0020]
The strength of the
[0021]
Hereinafter, the operation of the buffer damper of the present invention will be described.
[0022]
When a relative horizontal displacement occurs between the two opposing structures A and B in the front-rear direction (perpendicular to the plane of FIG. 2), the
This torsional moment is transmitted to the connected
[0023]
In the above, when the relative displacement between the structures A and B further increases and the torsional moment acting accordingly increases, the cross section of the
[0024]
When the plastic deformation of the cross section of the
[0025]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the shock absorbing damper of the present invention, the tip of the lever portion of each damper mechanism provided between the structures is engaged with each other, and the relative displacement between the two structures is When the relative horizontal displacement occurs between two opposing structures by suppressing the rotation of each metal tube based on the respective metal tubes, each metal tube is connected via a lever portion of a damper mechanism provided on each structure side. The same magnitude of torsional moment acts on each section, resulting in the same magnitude of torsional deformation on each section. The doubled torsional deformation (plastic deformation) occurring on these two sections causes the structural Vibration energy is absorbed, and the effect is obtained that damage or destruction of the main members of the structure is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a layout view of a buffer damper according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a II-partial view of FIG. 1 showing a configuration of a buffer damper.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2 showing the first embodiment of the lever arm structure.
FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 2 showing the second embodiment.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows VV in FIG. 2 showing a restrained state of the metal tube.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional buffer damper structure and its arrangement.
FIG. 7 is a diagram showing a conventional buffer damper structure and its arrangement.
[Explanation of symbols]
1a,
Claims (1)
各構造物側にその一端が該構造物に回動自在に支持された管体に連結され、他端が該構造物によって回動を拘束された金属管部と、
その基端が上記管体に固定され、先端が対向する構造物側へ伸びるレバー部とで構成されたダンパー機構をそれぞれ設け、
上記各金属管部のねじり耐力を他部材の何れの降伏耐力よりも小さく設定すると共に、
上記各ダンパー機構のレバー部の先端同士を係合させてなることを特徴とする緩衝ダンパー。In a buffer damper interposed between two opposing structures,
A metal pipe portion having one end connected to a tube rotatably supported by the structure, and the other end restrained from rotating by the structure, on each structure side;
The base end is fixed to the above-mentioned pipe body, and the tip end is provided with a damper mechanism composed of a lever portion extending toward the facing structure side, respectively.
While setting the torsional proof strength of each of the metal pipe parts smaller than the yield strength of any other member,
A damper characterized by engaging the tips of the lever portions of the respective damper mechanisms.
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JP10560095A JP3576265B2 (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Buffer damper |
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JP10560095A JP3576265B2 (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Buffer damper |
Publications (2)
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JPH08303055A JPH08303055A (en) | 1996-11-19 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP10560095A Expired - Lifetime JP3576265B2 (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Buffer damper |
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1995
- 1995-04-28 JP JP10560095A patent/JP3576265B2/en not_active Expired - Lifetime
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