JP3939100B2 - Earthquake resistant joints and earthquake resistant pipelines - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐震継手ならびに耐震管路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、屈曲管路やT字状に交叉する管路では、内部流体の水圧によって管路内面に側圧が発生し、このため管路を側方向へ移動させようとするいわゆる不平均力が働く。従って、これら異形管部では継手部が動かないよう、例えば、一定の許容曲げ角度で配管した状態あるいは限界曲げモーメントを負荷した状態で、管径によって水圧1.5MPa(15kgf/cm2)〜2.15MPa(22kgf/cm2)を負荷しても漏水せず、また継手も抜け出さない、あるいは、最終的には2.9DKN(0.3D(tf):Dは呼び径(mm))の力が作用した場合にも離脱しない性能を有する管継手で相互の管を固定することが行なわれている。
【0003】
このような性能を満たす管継手として、図9に示したような管継手が開発されている。
すなわち、一方の管10の管端に形成した受口1に、他方の管11の挿口2をシール用ゴム輪3を介挿して挿入し、該シール用ゴム輪3を押し輪14で圧縮するようにした継手であって、前記シール用ゴム輪3より前記受口1奥方側にロックリング4が配設され、該受口1に挿入した前記挿口2の外面における前記ロックリング4より許容脱け出し距離隔てた受口奥方位置に、前記ロックリング4に係り合う周方向突部2aが形成されてなる耐震継手において、前記受口1の開口面1bに取り付けられる押し輪14内面に、図10に断面を拡大して示すように係合爪7…7を内面に有する抜け出し防止部材8を、前記挿口2外面から径方向へねじ込まれるセットボルト(図示されていない)などで圧接することによって、通常の水圧負荷ないしは小規模地震等による日常的な地盤変動では、抜け出し防止部材8の爪7の係止力で上記した抜け出し防止性能を発揮するようにし、大地震時では挿口と受口との相対的動きを許容し、前記ロックリングに周方向突部が係り合って抜け出しが防止されるようにしたものである。
【0004】
しかし、この耐震継手は、小径管の場合は問題がないが、大径管となるほど挿口2の管外面に対する爪7の応力集中が著しくなり挿口外面に傷がつき易くなるといった問題があった。
【0005】
さらに、大径管の場合、押し輪は二つ割りとされるが、継手部に曲げ力が作用したとき、押し輪の接合部分に生じる曲げ応力が大きくなり、通常の接合片、すなわち単に重ね合わせてボルトで締結するだけの接合片では、強度が不足するおそれがある
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題点を解消し大地震時に挿口と受口との間に相対的移動を許容した場合の抜け出し防止部材による挿口管外周の傷つきを防止すると共に、大きな外力が作用した場合でも押し輪の二つ割り接合部分の強度を十分にすることを課題としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1の耐震継手は、一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口をシール用ゴム輪を介挿して挿入し、該シール用ゴム輪を前記受口開口側から押し輪で圧縮するようにした継手であって、前記シール用ゴム輪より前記受口奥方側にロックリングが配設され、該受口に挿入した前記挿口の外面における前記ロックリングより許容脱け出し距離隔てた受口奥方位置に、前記ロックリングに係り合う周方向突部が形成されてなる耐震継手において、
前記押し輪内面には、内面に断面三角形状の複数条の周方向突条を複数条有する抜け出し防止部材が前記挿口外面に圧接可能に配設され、通常の水圧負荷ないしは小規模地震等による日常的な地盤変動ではこの抜け出し防止部材で抜け出し防止が図られ、大地震時では前記抜け出し防止部材によっては、挿口外面に傷を付けることなく挿口と受口との相対的動きが許容され、前記ロックリングに周方向突部が係り合って抜け出しが防止されるようにされ、
また、前記押し輪が二つ割りとされ、かつ該押し輪の周方向接合片の一方が板状片、他方が前記板状片の軸方向面と周方向面とを同時に覆う箱状片とされ、管軸を曲げる方向に外力が加わったとき、接合された一方の板状片が他方の箱状片の周方向面によって曲げ力に対抗できるように支えられる構造とされてなるものである。
【0008】
即ち請求項1の発明は、受口開口側に抜け出し防止部材を設け、断面形状が三角形とされた複数の周方向突条で応力分散を図りながら挿口外面に係合させるので、大地震時などの外力が作用して、受口と挿口とが相対移動した場合に抜け出し防止部材による挿口管外周の傷つきが防止される。
【0009】
また、この抜け出し防止部材の設けられる二つ割りの押し輪は、その接合部が一方は板状片、他方は箱状片とされているので、接合した際の両者のずれ許容度が小さく、接合強度も強くなる。
【0010】
請求項2の耐震管路は、請求項1に記載の耐震継手で構成された管路であって、不平均力の作用する異形管部において、該異形管部を接続する異形管継手が、上記請求項1に記載の耐震継手とされてなるものである。
【0011】
従って、屈曲管やT字状の異形管部における不平均力によっては継手部が移動することはなく、一方、大地震などの大きな外力が作用した場合、継手部が動いて管路の応力緩和が図られると共に、このときの挿口外面の傷つきが防止される。
【0012】
請求項3の耐震管路は、不平均力の作用する異形管部と他の複数の管体とが接続されて構成される管路の継手が、請求項1に記載の耐震継手とされてなるものである。
【0013】
従って、屈曲管やT字状の異形管部のみならずその周辺の管の継手部も同様に通常時の外力では移動することはなく、大地震などの大きな外力が作用した場合は、継手部が動いて管路の応力緩和が図られると共に、このときの挿口外面の傷つきが防止される。
【0014】
請求項4の耐震管路は、上記請求項3の耐震管路において、複数の管体に接続される管体の継手が、抜け出し防止リングのない耐震継手であって、受口内面にロックリングが配設され、挿口の周方向突部が前記ロックリングに係合するまで抜け出、あるいは挿口の先端が受口奥方に当接するまで挿入可能とされた耐震継手とされてなるものである。
【0015】
従って、このような構造としても地盤の変動に応じて耐震継手部が動いて管路の応力緩和が図られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態1
図1は、この発明の実施の形態1の耐震継手の断面図、図2は図1の要部拡大図、図3は押し輪の正面図、図4は図3のB−B線矢視で示す、抜け出し防止部材の断面図、図5は図3のA−A線矢視拡大図、図6は押し輪接合部の要部斜視図である。
【0017】
図1において、1は一方の管10の端部に形成された受口を示し、内面の開口側にシール用ゴム輪3を収納する収納溝3aと、これより受口1の奥方側にロックリング4を収納するロックリング収納溝5が形成され、 これら収納溝3aにシール用ゴム輪3を、また収納溝5に芯出しゴム6を収納した上でロックリング4が収納されている。
【0018】
この受口1の内部に他方の管11の、周方向突部2aを有する挿口2が前記シール用ゴム輪3およびロックリング4部分を超えて挿入され接続されている。 そして、上記耐震継手の受口1の開口側に二つ割りとされた押し輪14が受口1の開口部のフランジ1bにボルト15で締結され、ナット15aを緊締することによりシール用ゴム輪3を受口1内面と挿口2外面との間に圧入しシールされている。
【0019】
上記押し輪14の内面には、図2、図3に示ように周方向に嵌合溝16が形成され、この嵌合溝16の底面部には外周面から貫通するねじ孔12が周方向に適宜間隔ごとに複数個所穿設され、嵌合溝16には抜け出し防止部材17が収納されている。この抜け出し防止部材17は、図4に示すように、断面三角形状の周方向突条17a、例えば、高さhが1.7mm、底辺の長さbが1.3〜1.8mm程度とされた周方向突条17aが内面に7〜10条程度の複数条設けられ、図3に示すように押し輪14外面からねじ込まれるセットボルト13で押圧されて挿口2外面に圧接され、この圧接により前記突条17a…17aが挿口外面に食い込み、管径によって水圧1.5MPa(15kgf/cm2)〜2.15MPa(22kgf/cm2)を負荷しても継手が抜け出すのを防止するようにされている。
【0020】
なお、この抜け出し防止部材17は、押し輪14内面の嵌合溝16に嵌め込んだ後は落下しないよう、抜け出し防止部材17間にゴムブロック17bなどを圧縮介挿される。
【0021】
上記二つ割りの押し輪14は、図示のように互いに嵌合する接合片19、20で接合されるようにされている。
この接合片は図5、図6に示すように、一方の接合片19は押し輪14から径方向外側へ延出する舌片状の板状片とされ、他方の接合片20は、前記接合片19に対面する板状片20aの外周に、前記接合片19の外周を覆う縁部20bが立設された箱状をなす接合片とされ、互いの対応する位置、例えば中心部分に設けられたねじ孔19a、20cに挿通したボルト(図示省略)にナット(同)を緊締することにより両者を固定するようにされている。
【0022】
なお、上記実施の形態は、受口1に挿口11挿入した継手について説明したが、図7に示すような継ぎ輪であっても同様に実施できる。
すなわち、図7は継ぎ輪の断面図を示し、短管10aの両端に図1、図2に示した継手部を設けてなるものである。この継手部を有する継ぎ輪を用いることにより不平均力に対する管路の一体化部分で継ぎ輪の使用が可能となる。
【0023】
なお、図7において図1、図2に示した部材と同一ないしは相当する部材については図1、図2と同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
次に、上記耐震継手の作用を説明する。
【0024】
図1に示すように、受口1に挿入された挿口2は、押し輪14によって押圧されるシール用ゴム3でシールされる。そして、押し輪14内面の収納溝12に収納された抜け出し防止部材17がセットボルト13で径方向へ締め付けられ、この締め付け力によって挿口2は受口1内に保持されている。従って、通常時では、この締め付け力により管内水圧等に起因する不平均力により管路が継手部で抜け出したり曲がったりすることがない。
【0025】
次に、地震など地盤の変動があり、管に伸縮方向や曲げ方向に抜け出し防止部材17の抜け出し防止力を超える外力が加わると、抜け出し防止部材17は受口1と挿口2との滑り相対移動を許容する。
【0026】
このとき、挿口2は、突条17aが外面に圧接された状態で軸方向へ移動するがこの突条17aは複数条とされ応力分散が図られているため挿口外面に圧接する突条17aの応力集中が軽減されるので挿口外面の傷付きが防止される。
【0027】
そして、挿口突部2aがロックリング4に係合するまで挿口2が抜け出、あるいは挿口2の先端が受口1の奥方に当接するまで挿入していくことで、地盤の変動による管路に生じる応力が解消される。また、この間、挿口2外面と受口1内面との間はシール用ゴム輪3でシールされたままであるので内部流体が外部へ流出してしまうことはない。
【0028】
また、一旦継手が動いた後も、挿口2外面と受口1内面との間はシール用ゴム輪3でシールされたままであるのと、抜け出し防止部材17の残存係止力によって挿口2が受口1から抜け出さない。
【0029】
以上より明らかなように、不平均力に対する継手として下記のような必要性能を具備する耐震継手が得られる。
(1)下記状態で表1左欄に示すように各径の管路について、右欄に示すような抜け出し防止効果が得られる。
【0030】
▲1▼ 真っ直ぐの状態。
▲2▼ 許容曲げ角度で配管した場合
▲3▼ 限界曲げモーメントを負荷した場合
【0031】
【表1】
(2) 限界曲げモーメント負荷時に押輪、ボルトナット、爪が破損しない。
(3) 抜け出し時に押輪、ボルトナット、爪などの付属品が破損せず、管体に深く傷が付かない。
(4) 地震により一度継手が動いた後も、水圧0.74MPa(7.5kgf/cm2)で動かず、漏水しない。
(5) 最終的には2.9DkN(0.3D(tf):Dは呼び径(mm))の力が作用した場合でも抜け出さない。
実施の形態2
図8は、上記の耐震継手を用いた耐震管路の構造図を示す。
【0032】
図8において、耐震管路21は、T字管継手22を中心として、T字管継手22のみあるいはこれらと周辺2〜3個所の継手23…23が上記実施の形態1又は2で示した耐震継手とされている。
【0033】
なお、符号24で示す継手は通常の耐震継手、即ち、抜け出し防止部材17のない通常の耐震継手である。
即ち、符号24で示す管継手は、図1、図2あるいは図7に示した管継手において、抜け出し防止部材17がなく、このため挿口2の周方向突部2aがロックリング4に係合するまで挿口2が抜け、あるいは挿口2の先端が受口1の奥方に当接するまで挿入していくことで、地盤の変動による管路に生じる応力が解消される通常の耐震継手とされている。
【0034】
なお、これら符号24で示す耐震継手も実施の形態1、2で示した抜け出し防止部材17を有する耐震継手としても良い。
この実施の形態2の耐震管路では、T字管継手22あるいはこれを中心として周辺2〜3個所の継手23…23の不平均力の作用する管路部分では、抜け出し防止部材17による係止力で抜け出し防止力が得られ、大地震時には地盤の変動に応じて継手部が移動し管路に作用する応力を開放する。
【0035】
従って、これら管路は通常の使用時では完全に鎖構造の管路となり、一方大地震時では継手部が移動しすぐれた耐震性を発揮するのである。
なお、上記実施の形態2の管路として、T字継手を使用した分岐管路について説明したが、ベンド管を用いた曲管路であって、曲管付近で不平均力が作用する管路であっても同様に実施できる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の耐震継手によれば不平均力の働く管路であっても、抜け出し防止部材によって不平均力に対抗する継手固定作用を発揮させながら、管路に大地震などにより過大な外力が作用した場合、挿し口外面に大きな傷をつけることなく、継手部が伸縮移動し応力の緩和を行なうので、耐震管路とすることが可能となる。
【0037】
また、請求項2の耐震管路によれば、不平均力の作用する管路でありながら耐震構造とされるので、管路の寿命が長く信頼性が高くなる利点を有する。
請求項3、請求項4の耐震管路は、不平均力の作用する異形管のみならずその周辺の管も鎖構造管路とされているものの耐震構造とされるので、管路の寿命が長く信頼性が高くなる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の耐震継手の要部断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】押し輪の正面図である。
【図4】図3のB−B線断面図である。
【図5】図3のA−A線断面図である。
【図6】押し輪の接合部分の部分拡大斜視図である。
【図7】実施の形態1の他の構成例を示す断面図である。
【図8】実施の形態2の耐震管路の構成説明図である。
【図9】従来例の要部断面図である。
【図10】従来の抜け出し防止部材の断面図である。
【符号の説明】
1 受口
2 挿口
3 シール用ゴム輪
4 収納溝
5 ロックリング収納溝
6 芯出しゴム
10 一方の管
11 他方の管
13 セットボルト
14 押し輪
17 抜け出し防止部材
17a 突条[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an earthquake resistant joint and an earthquake resistant conduit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a bent pipe or a pipe that intersects in a T-shape, a side pressure is generated on the inner surface of the pipe due to the water pressure of the internal fluid, so that a so-called non-average force that moves the pipe in the lateral direction acts. Accordingly, in order to prevent the joint portion from moving in these deformed pipe portions, for example, in a state where piping is performed at a constant allowable bending angle or a limit bending moment is applied, a water pressure of 1.5 MPa (15 kgf / cm 2 ) to 2 depending on the pipe diameter. Even when a load of .15 MPa (22 kgf / cm 2 ) is applied, water does not leak and the joint does not come out, or finally a force of 2.9 DKN (0.3 D (tf): D is the nominal diameter (mm)) It has been practiced to fix the pipes with pipe joints that have the performance of not detaching even when acted upon.
[0003]
As a pipe joint satisfying such performance, a pipe joint as shown in FIG. 9 has been developed.
In other words, the
[0004]
However, this seismic joint has no problem in the case of a small-diameter pipe, but there is a problem that the larger the diameter of the pipe, the more concentrated the stress of the
[0005]
Furthermore, in the case of a large-diameter pipe, the push ring is divided into two parts. However, when bending force is applied to the joint, the bending stress generated at the joint of the push ring is increased, and a normal joining piece, that is, simply overlapping There is a risk that the strength of the joint piece simply tightened with bolts may be insufficient. [0006]
[Problems to be solved by the invention]
This invention solves the above problems and prevents damage to the outer periphery of the insertion tube due to the slip-out prevention member when relative movement is allowed between the insertion port and the receiving port during a large earthquake, and a large external force is applied. Even in this case, the problem is to make the strength of the split joint portion of the push ring sufficient.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the seismic joint according to
On the inner surface of the push ring, a slip-out preventing member having a plurality of circumferential protrusions having a triangular cross-section on the inner surface is disposed so as to be able to be pressed against the outer surface of the insertion port, and is caused by a normal water pressure load or a small scale earthquake. In everyday ground fluctuations, this slip-out prevention member prevents slip-out, and in case of a large earthquake, the slip-out prevention member allows relative movement between the insertion port and the receiving port without damaging the outer surface of the insertion port. , The protrusion in the circumferential direction is engaged with the lock ring to prevent the lock ring from coming out,
Further, the push ring is divided into two, and one of the circumferentially joined pieces of the push ring is a plate-like piece, and the other is a box-like piece that simultaneously covers the axial and circumferential surfaces of the plate-like piece, When an external force is applied in the direction of bending the tube axis, one of the joined plate-like pieces is supported by the circumferential surface of the other box-like piece so that it can resist the bending force.
[0008]
That is, the invention according to
[0009]
In addition, the split press ring provided with this pull-out prevention member has a joining portion that is a plate-like piece and the other is a box-like piece. Also become stronger.
[0010]
The seismic duct of
[0011]
Therefore, the joint part does not move depending on the non-average force in the bent pipe or the T-shaped deformed pipe part. On the other hand, when a large external force such as a large earthquake is applied, the joint part moves to relieve the stress in the pipe line. At the same time, and damage to the outer surface of the insertion opening is prevented.
[0012]
The seismic duct of
[0013]
Therefore, not only bent pipes and T-shaped deformed pipe parts, but also the joint parts of the surrounding pipes are not moved by normal external force in the same way. If a large external force such as a large earthquake is applied, the joint parts Is moved to relieve the stress on the pipe and prevent the outer surface of the insertion port from being damaged.
[0014]
The seismic conduit of
[0015]
Therefore, even in such a structure, the earthquake-resistant joint portion moves according to the ground change, and stress relaxation of the pipe line is achieved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
1 is a cross-sectional view of a seismic joint according to
[0017]
In FIG. 1,
[0018]
An
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 3, a
[0020]
A
[0021]
The
As shown in FIGS. 5 and 6, one joining
[0022]
In addition, although the said embodiment demonstrated the coupling inserted in the
That is, FIG. 7 shows a cross-sectional view of the joint ring, and the joint portions shown in FIGS. 1 and 2 are provided at both ends of the
[0023]
In FIG. 7, the same or corresponding members as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof is omitted.
Next, the operation of the earthquake resistant joint will be described.
[0024]
As shown in FIG. 1, the
[0025]
Next, when there is a ground change such as an earthquake and an external force exceeding the pull-out prevention force of the pull-
[0026]
At this time, the
[0027]
By inserting until the
[0028]
Further, even after the joint has moved once, the gap between the outer surface of the
[0029]
As is clear from the above, an earthquake-resistant joint having the following required performance can be obtained as a joint for non-average forces.
(1) With the following conditions, as shown in the left column of Table 1, the pull-out prevention effect as shown in the right column can be obtained for the pipes of each diameter.
[0030]
(1) Straight state.
(2) When piping at an allowable bending angle (3) When a critical bending moment is applied [0031]
[Table 1]
(2) The push ring, bolts, nuts and claws will not be damaged when a critical bending moment is applied.
(3) Accessories such as push wheels, bolts, nuts and claws will not be damaged when pulled out, and the tube will not be deeply damaged.
(4) Even after the joint has moved once due to an earthquake, it does not move at a water pressure of 0.74 MPa (7.5 kgf / cm 2 ) and does not leak.
(5) Eventually, even when a force of 2.9 DkN (0.3 D (tf): D is a nominal diameter (mm)) is applied, it does not come out.
FIG. 8 shows a structural diagram of a seismic duct using the seismic joint.
[0032]
In FIG. 8, the
[0033]
Note that the joint denoted by
That is, the pipe joint denoted by
[0034]
The earthquake-resistant joint indicated by
In the seismic duct of the second embodiment, the T-shaped pipe joint 22 or the pipe part where the average force of the
[0035]
Therefore, these pipes are completely chain-structured pipes during normal use, and on the other hand, in the event of a large earthquake, the joints move and exhibit excellent earthquake resistance.
In addition, although the branched pipe line using the T-shaped joint has been described as the pipe line of the second embodiment, it is a curved pipe line using a bend pipe, and a pipe line on which a non-average force acts near the curved pipe. However, it can be similarly implemented.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the earthquake-resistant joint of
[0037]
Moreover, according to the earthquake resistant pipe of
The earthquake resistant pipes of
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a main part of a seismic joint according to
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 3 is a front view of a push ring.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 6 is a partially enlarged perspective view of a joint portion of a push ring.
7 is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the first embodiment. FIG.
FIG. 8 is a configuration explanatory diagram of a seismic duct according to a second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a conventional example.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional pull-out prevention member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記押し輪内面には、内面に断面三角形状の複数条の周方向突条を複数条有する抜け出し防止部材が前記挿口外面に圧接可能に配設され、通常の水圧負荷ないしは小規模地震等による日常的な地盤変動ではこの抜け出し防止部材で抜け出し防止が図られ、大地震時では前記抜け出し防止部材によっては、挿口外面に傷を付けることなく挿口と受口との相対的動きが許容され、前記ロックリングに周方向突部が係り合って抜け出しが防止されるようにされ、
また、前記押し輪が二つ割りとされ、かつ該押し輪の周方向接合片の一方が板状片、他方が前記板状片の軸方向面と周方向面とを同時に覆う箱状片とされ、管軸を曲げる方向に外力が加わったとき、接合された一方の板状片が他方の箱状片の周方向面によって曲げ力に対抗できるように支えられる構造とされてなる耐震継手。An insertion port formed at the end of the other tube is inserted into a receiving port formed at the end of one tube through a rubber ring for sealing, and the rubber ring for sealing is inserted into the receiving port side. A joint that is compressed by a push ring, and a lock ring is provided on the back side of the receiving port from the rubber ring for sealing, and is more allowable than the lock ring on the outer surface of the insertion port that is inserted into the receiving port. In the seismic joint formed by forming a circumferential protrusion engaged with the lock ring at a position at the back of the receiving opening that is separated from the escape distance,
On the inner surface of the press ring, a slip-out prevention member having a plurality of circumferential protrusions having a triangular cross section on the inner surface is disposed so as to be able to press contact with the outer surface of the insertion opening, and is caused by a normal water pressure load or a small scale earthquake. In everyday ground fluctuations, this slip-out prevention member prevents slip-out, and in case of a large earthquake, the slip-out prevention member allows relative movement between the insertion port and the receiving port without damaging the outer surface of the insertion port. , The protrusion in the circumferential direction is engaged with the lock ring to prevent the lock ring from coming out,
Further, the push ring is divided into two, and one of the circumferentially joined pieces of the push ring is a plate-like piece, and the other is a box-like piece that simultaneously covers the axial and circumferential surfaces of the plate-like piece, An anti-seismic joint having a structure in which, when an external force is applied in the direction of bending the tube axis, the joined plate-like piece is supported by the circumferential surface of the other box-like piece so that it can resist the bending force.
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