JP7242624B2 - 弾塑性エレメント及びそれを備えたサイスミックタイ、ならびにボイラの支持構造体 - Google Patents

Description

本発明は、弾塑性エレメント及びそれを備えたサイスミックタイ、ならびにボイラの支持構造体に関する。

節炭器、蒸発器、及び過熱器等の熱交換器が内部に搭載されたボイラ本体を、複数の支持鉄骨で形成された支持構造体の上部から吊り下げて支持するボイラの支持構造体が知られている。このようなボイラの支持構造体では、例えば地震等の振動発生時にボイラ本体が振り子運動をするように繰り返し揺れてしまうため、ボイラ本体と支持鉄骨との間における相対変位を限度内に制限するための振れ止め装置としてサイスミックタイが用いられている。

このようなサイスミックタイは、等応力梁となる変断面を有する複数個の弾塑性エレメントを、ボイラ本体側及び支持鉄骨側それぞれに肉盛溶接することによって使用される。そして、特許文献１には、肉盛溶接部の疲労破壊を防止することを目的として、弾塑性エレメントの矩形の本体の表面から、ボイラ本体側及び支持鉄骨側それぞれに向かうにつれて外方に張り出す肩部を設けたサイスミックタイが開示されている。

特開２０１９－２５９５号公報

しかしながら、地震などの振動は、肉盛溶接部だけでなく、弾塑性エレメントの直角の角部にも作用し、この角部周辺に細かいクラックを生じさせる。そして、度重なる地震で荷重が繰り返し加えられると、クラックが断面を貫通して弾塑性エレメントが破断する。そのため、弾塑性エレメントが本来有している寿命まで使用することが難しいという課題がある。

そこで、本発明は、繰り返しの振動に耐え得る疲労強度を確保して、耐久性を向上させることが可能な弾塑性エレメントを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、鉛直方向に沿って設置されるボイラ本体と、前記ボイラ本体を支持するための支持柱との振動による相対変位を制限するための挟み込み式のサイスミックタイに用いられ、本体の中央部厚み方向に貫通する菱形状の貫通孔が設けられると共に、前記厚み方向に直交する長さ方向の一端面が前記ボイラ本体側に溶接され、前記長さ方向の他端面が前記支持柱側に溶接される板状の弾塑性エレメントであって、前記厚み方向において対向する一対の主表面または前記厚み方向及び前記長さ方向に直交する幅方向において対向する一対の外側面に設けられて、前記一端面に向かうにつれて外方に拡大するように前記本体から張り出した一対の第１肩部と、前記一対の主表面または前記一対の外側面に設けられて、前記他端面に向かうにつれて外方に拡大するように前記本体から張り出した一対の第２肩部とを有し、前記外側面と前記貫通孔の内周面とを含み且つ前記長さ方向に交差する断面は、前記厚み方向において対向し且つ互いに平行な一対の第１辺と、前記一対の第１辺に直交し且つ互いに平行な一対の第２辺と、隣接する前記第１辺及び前記第２辺それぞれと異なる方向を向き、隣接する前記第１辺及び前記第２辺を接続する４つの接続辺とで構成されることを特徴とする。

本発明によれば、繰り返しの振動に耐え得る疲労強度を確保して、耐久性を向上させることが可能な弾塑性エレメントを得ることができる。なお、上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明が適用されるボイラ装置の構造の一例を示す概略図である。 第１実施形態に係るサイスミックタイの一構成例を示す斜視図である。 第１実施形態に係る弾塑性エレメントの一構成例を示す平面図である。 第１実施形態に係る弾塑性エレメントがバックステー及びバインダ部材のそれぞれに接合された状態を示し、上図が平面図であり、下図が側面図である。 図４のＡ－Ａ断面の形状を示す図である。 図４のＣ－Ｃ断面の形状を示す図である。 Ｃ／ｔの比率と、弾塑性エレメント３の延命比率との関係を示す図である。 第２実施形態に係る弾塑性エレメントがバックステー及びバインダ部材のそれぞれに接合された状態を示し、上図が平面図であり、下図が側面図である。 第３実施形態に係るサイスミックタイの一構成例を示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について、図１～４を参照して説明する。

（ボイラ装置１の構成）
まず、本発明が適用されるボイラ装置１の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本発明が適用されるボイラ装置１の構造の一例を示す概略図である。なお、以下の説明において、ボイラ装置１が設置された地面に対して平行な方向を「水平方向」とし、この水平方向に直交する方向を「鉛直方向」とする。

ボイラ装置１は、例えば火力発電プラント内に設置される大型のボイラ装置である。このボイラ装置１は、鉛直方向に沿って設置されるボイラ本体１０と、このボイラ本体１０を支持するための支持構造体１１と、を備えている。

ボイラ本体１０は、化石燃料等の燃料を燃焼させる火炉や、節炭器、蒸発器、及び過熱器等の熱交換器が内部に搭載され、その周囲を水壁１０１（図２参照）で囲んだ筐体構造を有している。

支持構造体１１は、ボイラ本体１０を支持する複数の支持柱としての支持鉄骨１１１と、複数の支持鉄骨１１１のうちボイラ本体１０の上部に配置された支持鉄骨１１１に懸架され、ボイラ本体１０を吊り下げ支持する複数の吊り下げ部材１１２と、ボイラ本体１０と支持鉄骨１１１との振動による相対変位を制限するための複数の挟み込み式のサイスミックタイ１１０と、を備えている。

複数のサイスミックタイ１１０それぞれは、例えば地震等の振動によりボイラ本体１０と支持鉄骨１１１との間に水平方向の相対変位が生じたとき、その変位量に応じた振動エネルギーを吸収して、ボイラ本体１０に接続される配管やダクト等を保護するための振れ止め装置である。

（サイスミックタイ１１０の構成）
次に、サイスミックタイ１１０の具体的な構成について、図２～図４を参照して説明する。

図２は、第１実施形態に係るサイスミックタイ１１０の一構成例を示す斜視図である。図３は、弾塑性エレメント３の一構成例を示す平面図である。図４は、弾塑性エレメント３がバックステー１０２及びバインダ部材２のそれぞれに接合された状態を示し、上図が平面図であり、下図が側面図である。

図２に示すように、ボイラ本体１０の水壁１０１には、水壁１０１に対して平行な方向であって、水平方向（図２ではボイラ本体１０の前後方向）に延設された補強部材としてのバックステー１０２が固定されている。ボイラ本体１０の水壁１０１の中央部付近において、バックステー１０２と支持鉄骨１１１とを接続するようにサイスミックタイ１１０が設けられている。

なお、図２に示すサイスミックタイ１１０は、図１に示す複数の支持鉄骨１１１のうち鉛直方向に延設された支持鉄骨１１１（例えば支持鉄骨１１１Ｖ）と、ボイラ本体１０の前後方向に延設されたバックステー１０２との間に設けられている。

サイスミックタイ１１０は、支持鉄骨１１１をバックステー１０２の延設方向（前後方向）から所定の隙間を空けて挟み込む一対のバインダ部材２と、バックステー１０２と一対のバインダ部材２との間においてバックステー１０２の延設方向に沿って所定の間隔を空けて複数（第１実施形態では８つ）並べられた弾塑性エレメント３と、一対のバインダ部材２を連結するためのタイプレート４と、を備えている。

第１実施形態では、一対のバインダ部材２がそれぞれ支持鉄骨１１１をバックステー１０２の延設方向から所定の隙間を空けて挟み込んでいるが、必ずしもその必要はなく、他の構成からなるバインダ部材を用いたサイスミックタイの構成について、後述する第３実施形態にて説明する。

図２に示すように、第１実施形態では、８つの弾塑性エレメント３のうち４つの弾塑性エレメント３が一方のバインダ部材２に接合されてひと纏めにされ、残り４つの弾塑性エレメント３が他方のバインダ部材２に接合されてひと纏めにされている。

一対のバインダ部材２はそれぞれ、地震等の振動により弾塑性エレメント３が変形した場合であっても、バックステー１０２に対して対向面が平行に保てる程度の剛性を有している。

前述したように、第１実施形態に係る一対のバインダ部材２は、支持鉄骨１１１を水平方向（前後方向）から挟み込んでおり、かつタイプレート４で互いに連結されている。そのため、ボイラ本体１０が水平方向に振動して支持鉄骨１１１との間に相対変位を生じた場合であっても、一対のバインダ部材２と支持鉄骨１１１との間には予め形成された所定の隙間以上の相対変位は生じ得ない。そのため、一対のバインダ部材２と支持鉄骨１１１とは一体としてみなすことができ、ボイラ本体１０と支持鉄骨１１１との相対変位のほとんどは弾塑性エレメント３の変形量となる。なお、当該変形量は、複数の弾塑性エレメント３全てにおいて同一となっている。

弾塑性エレメント３は、地震等の振動によってボイラ本体１０と支持鉄骨１１１（支持構造体１１）との間に相対変位が生じた場合に、せん断型に弾塑性変形して振動エネルギーを吸収する板状の部材である。弾塑性エレメント３は、例えば、鋼材等の弾塑性体部材で形成されている。そして、図３及び図４に示すように、弾塑性エレメント３は、本体３０と、一対の第１肩部３１と、一対の第２肩部３２とを主に備える。

本体３０は、弾塑性エレメント３の矩形の部分である。本体３０は、一端面３ＡＥ及び他端面３ＢＥと、一対の主表面３Ｃ、３Ｄと、一対の外側面３Ｅ、３Ｆとを有する。一端面３ＡＥ及び他端面３ＢＥは、弾塑性エレメント３の長さ方向において対向し、且つ互いに平行な平面である。一対の主表面３Ｃ、３Ｄは、弾塑性エレメント３の厚み方向において対向し、且つ互いに平行な平面である。一対の外側面３Ｅ、３Ｆは、弾塑性エレメント３の幅方向において対向し、且つ互いに平行な平面である。

ここで、弾塑性エレメント３の「長さ方向」、「厚み方向」、及び「幅方向」は、互いに直交する方向である。すなわち、一端面３ＡＥ及び他端面３ＢＥと、一対の主表面３Ｃ、３Ｄと、一対の外側面３Ｅ、３Ｆとは、互いに直交する面である。

そして、図４に示すように、弾塑性エレメント３は、本体３０の一端面３ＡＥ（一端部３Ａ）がバックステー１０２（ボイラ本体１０側）に肉盛溶接により接合され、本体３０の他端面３ＢＥ（他端部３Ｂ）が一対のバインダ部材２（支持鉄骨１１１側）に肉盛溶接により接合されている。

また、本体３０には、厚み方向に貫通する貫通孔３０Ａが形成されている。貫通孔３０Ａは、４つの頂部３０１、３０２、３０３、３０４を有する菱形状である。貫通孔３０Ａは、一対の主表面３Ｃ、３Ｄそれぞれに開口している。そして、貫通孔３０Ａを画定する内周面３００は、一対の主表面３Ｃ、３Ｄと直交している。

第１実施形態では、貫通孔３０Ａの４つの頂部３０１～３０４はいずれも、弧状に湾曲している。４つの頂部３０１～３０４は、第１頂部３０１と第２頂部３０２とが本体３０の幅方向の中央部において長さ方向に相対し、第３頂部３０３と第４頂部３０４とが本体３０の長さ方向の中央部において幅方向に相対して配置されている。なお、第１頂部３０１が一端面３ＡＥ側に配置され、第２頂部３０２が他端面３ＢＥ側に配置されている。

一対の第１肩部３１は、一対の外側面３Ｅ、３Ｆに設けられている。そして、一対の第１肩部３１は、一端面３ＡＥに向かうにつれて外方に拡大するように、本体３０から張り出ている。また、一対の第１肩部３１の外側面３Ｅ、３Ｆに連なる面は、拡大の始点位置３１１から終点位置３１２まで、円弧を描く湾曲面となっている。さらに、一対の第１肩部３１の主表面３Ｃ、３Ｄに連なる面は、平面となっている。

一対の第２肩部３２は、一対の外側面３Ｅ、３Ｆに設けられている。そして、一対の第２肩部３２は、他端面３ＢＥに向かうにつれて外方に拡大するように、本体３０から張り出ている。また、一対の第２肩部３２の外側面３Ｅ、３Ｆに連なる面は、拡大の始点位置３２１から終点位置３２２まで、円弧を描く湾曲面となっている。さらに、一対の第２肩部３２の主表面３Ｃ、３Ｄに連なる面は、平面となっている。

そして、貫通孔３０Ａの第１頂部３０１は、一対の第１肩部３１のそれぞれにおける拡大の終点位置３１２よりも一端面３ＡＥ側に位置している。また、貫通孔３０Ａの第２頂部３０２は、一対の第２肩部３２のそれぞれにおける拡大の終点位置３２２よりも他端面３ＢＥ側に位置している。なお、一対の第１肩部３１及び一対の第２肩部３２はそれぞれ、必ずしも本体３０の長さ方向に沿った両側面から外方に張り出して形成されている必要はない。他の例については、後述する第２実施形態において説明する。

すなわち、図３に示すように、第１肩部３１における拡大の終点位置３１２から一端面３ＡＥに至る離間長さＤ１２は、第１頂部３０１から一端面３ＡＥに至る離間長さＤ１１よりも大きく設定されている（Ｄ１２＞Ｄ１１）。同様に、第２肩部３２における拡大の終点位置３２２から他端面３ＢＥに至る離間長さＤ２２は、第２頂部３０２から他端面３ＢＥに至る離間長さＤ２１よりも大きく設定されている（Ｄ２２＞Ｄ２１）。

したがって、図３に示す斜線部分（長さ方向に距離Ｄ１１，Ｄ２１を有する領域）は、平等強さ梁とするための応力が生じる「弾塑性体の領域」に対して「剛体の領域」としてみなすことが可能となる。この「剛体の領域」に生じる応力は、「弾塑性体の領域」に生じる応力よりも十分に小さい。なお、弾塑性エレメント３における「弾塑性体の領域」は、図３に示す白抜き部分に相当する。

そして、図４に示すように、一端部３Ａとバックステー１０２との肉盛溶接部４１の止端部分４１Ｅは、長さ方向において一端面３ＡＥと第１頂部３０１との間に位置している。また、他端部３Ｂとバインダ部材２との肉盛溶接部４２の止端部分４２Ｅは、長さ方向において他端面３ＢＥと第２頂部３０２との間に位置している。すなわち、肉盛溶接部４１，４２は、図３に示す斜線部分に相当する「剛体の領域」内に形成されている。

さらに、弾塑性エレメント３は、複数の接続面３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊ、３Ｋ、３Ｌを有する。接続面３Ｇ～３Ｌは、互いに直交する２つの面（主表面３Ｃ、３Ｄの１つと、外側面３Ｅ、３Ｆ及び内周面３００の１つ）を接続する面である。接続面３Ｇ～３Ｌは、接続する２つの面と異なる方向を向いている。接続面３Ｇ～３Ｌは、平面であってもよいし、凸曲面であってもよい。

より詳細には、接続面３Ｇは、主表面３Ｃと外側面３Ｅとを接続する面である。接続面３Ｈ（図５参照）は、主表面３Ｄと外側面３Ｅとを接続する面である。接続面３Ｉは、主表面３Ｃと外側面３Ｆとを接続する面である。接続面３Ｊは、主表面３Ｄと外側面３Ｆとを接続する面である。

接続面３Ｇ～３Ｊは、弾塑性エレメント３の幅方向の端部に向かって下り傾斜となっている。また、接続面３Ｇ～３Ｊは、弾塑性エレメント３の長さ方向の全域に亘って形成されている。さらに、接続面３Ｇ～３Ｊは、本体３０のみならず、第１肩部３１及び第２肩部３２の互いに直交する２つの面の境界にまで延設されている。

接続面３Ｋは、主表面３Ｃと内周面３００とを接続する面である。接続面３Ｌ（図５参照）は、主表面３Ｄと内周面３００とを接続する面である。接続面３Ｋ、３Ｌは、貫通孔３０Ａに向かって下り傾斜となっている。また、接続面３Ｋ、３Ｌは、貫通孔３０Ａの外周に沿ってリング状に形成されている。

接続面３Ｇは、例えば、直交する主表面３Ｃ及び外側面３Ｅの境界を型削り盤で削ることによって形成することができる。接続面３Ｈ～３Ｌについても同様である。

その結果、図４のＡ－Ａ断面は、図５に示す形状となる。図５は、図４のＡ－Ａ断面の形状を示す図である。図６は、図４のＣ－Ｃ断面の形状を示す図である。なお、図５に示す断面の形状は、図４のＡ－Ａの位置に限定されず、外側面３Ｅ、３Ｆの一方と内周面３００とを含み、且つ弾塑性エレメント３の長さ方向に交差する任意の断面にも適用可能である。例えば、図４のＣ－Ｃ断面は、図６に示す形状となる。

図５Ａは、接続面３Ｇ～３Ｌが平面の場合のＡ－Ａ断面の形状である。図５Ａに示すように、Ａ－Ａ断面は、一対の第１辺３３Ａ、３３Ｂと、一対の第２辺３４Ａ、３４Ｂと、４つの接続辺３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄとで構成される。この例では、第１辺３３Ａが主表面３Ｃに対応し、第１辺３３Ｂが主表面３Ｄに対応し、第２辺３４Ａが外側面３Ｅに対応し、第２辺３４Ｂが内周面３００に対応し、接続辺３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄが接続面３Ｇ、３Ｈ、３Ｋ、３Ｌに対応する。

すなわち、一対の第１辺３３Ａ、３３Ｂは、弾塑性エレメント３の厚み方向において対向し、且つ互いに平行な直線状の辺である。また、一対の第２辺３４Ａ、３４Ｂは、弾塑性エレメント３の幅方向において対向し、且つ互いに平行な直線状の辺である。そして、第１辺３３Ａ、３３Ｂと第２辺３４Ａ、３４Ｂは、互いに直交している。また、接続辺３５Ａ～３５Ｄは、第１辺３３Ａ、３３Ｂの１つと、第２辺３４Ａ、３４Ｂの１つとを接続する直線状の辺である。さらに、接続辺３５Ａ～３５Ｄは、隣接する第１辺３３Ａ、３３Ｂ及び第２辺３４Ａ、３４Ｂと異なる方向を向いている。

接続辺３５Ａは、第１辺３３Ａと第２辺３４Ａとを接続すると共に、第１辺３３Ａ及び第２辺３４Ａと異なる方向を向いている。第１実施形態に係る接続辺３５Ａは、第１辺３３Ａ及び第２辺３４Ａそれぞれとのなす角が４５°に設定されている。但し、接続辺３５Ａと隣接する２つの辺それぞれとのなす角は、これに限定されない。接続辺３５Ａは、第１辺３３Ａ及び第２辺３４Ａそれぞれとのなす角が３０°～６０°が望ましい。

また、弾塑性エレメント３の厚み方向において、弾塑性エレメント３の板厚（すなわち、一対の第１辺３３Ａ、３３ｂの距離）ｔに対する接続辺３５Ａの長さＣの比率は、０．２５≦Ｃ／ｔ＜０．５に設定される。すなわち、接続辺３５Ａの大きさは、一般的な面取りと比較して十分に大きい。そして、断面二次モーメントを維持するために、Ｃ／ｔが高くなるほど、弾塑性エレメント３の幅方向の寸法を大きくするのが望ましい。

図７は、Ｃ／ｔの比率と、弾塑性エレメント３の延命比率との関係を示す図である。延命比率とは、Ｃ／ｔ＝０（Ｃ＝０）のときの弾塑性エレメント３の寿命を基準（＝１）として、Ｃ／ｔを変化させたときの寿命の割合を指す。図７を参照すると、０≦Ｃ／ｔ＜０．２５の範囲では、Ｃ／ｔの増加に伴って延命比率も上昇する。そして、０．２５≦Ｃ／ｔ＜０．５の範囲では、Ｃ／ｔの値に拘わらず延命比率が１．１程度で安定（収束）する。

さらに、接続辺３５Ｂ～３５Ｄは、隣接する２つの辺の組み合わせが異なるものの、その構成は接続辺３５Ａと共通する。すなわち、図５Ａに示すＡ－Ａ断面の形状は、断面の中心を通り且つ厚み方向に延びる仮想線Ｌ１に対して対称であり、断面の中心Ｏを通り且つ幅方向に延びる仮想線Ｌ２に対して対称である。但し、接続辺３５Ａ～３５Ｄの形状を異ならせることによって、Ａ－Ａ断面の形状を仮想線Ｌ１、Ｌ２に対して非対称としてもよい。

図５Ｂは、接続面３Ｇ～３Ｌが凸曲面の場合のＡ－Ａ断面の形状である。図５Ｂに示すＡ－Ａ断面は、接続辺３５Ａ～３５Ｄが円弧であることを除いて、図５Ａと共通するので、再度の説明は省略する。

第１実施形態によれば、Ａ－Ａ断面を図５に示す形状にする（すなわち、接続面３Ｇ～３Ｌを設ける）ことによって、弾塑性エレメント３から直角の角部を除去することができる。その結果、弾塑性エレメント３の疲労強度が向上し、ボイラ装置１の構造健全性が長期間に亘って維持される。

また、第１実施形態によれば、０．２５≦Ｃ／ｔ＜０．５の範囲に設定することによって、図７に示すように、延命比率を高い水準で安定させることができる。

さらに、第１実施形態によれば、型削り盤による切削で接続面３Ｇ～３Ｌを形成することができるので、低コストで弾塑性エレメント３の寿命を延伸することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る弾塑性エレメント５の構成について、図８を参照して説明する。なお、第２実施形態及び後述する第３実施形態では、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図８は、第２実施形態に係る弾塑性エレメント５がバックステー１０２及びバインダ部材２のそれぞれに接合された状態を示し、上図が平面図であり、下図が側面図である。

第２実施形態に係る弾塑性エレメント５は、第１実施形態に係る弾塑性エレメント３の構成と異なり、一対の第１肩部５１及び一対の第２肩部５２が本体５０の一対の主表面５Ｃ、５Ｄに設けられている。そして、一対の第１肩部５１は、一端面５ＡＥに向かうにつれて外方へ拡大するように張り出している。また、一対の第２肩部５２は、他端面５ＢＥに向かうにつれて外方へ拡大するように張り出している。

なお、第２実施形態に係る弾塑性エレメント５においても、第１肩部５１における拡大の始点位置５１１から終点位置５１２まで、及び第２肩部５２における拡大の始点位置５２１から終点位置５２２まではそれぞれ、円弧を描くように湾曲面でつながっている。

また、第２実施形態に係る弾塑性エレメント５においても、貫通孔５０Ａの第１頂部５０１は、一対の第１肩部５１のそれぞれにおける拡大の終点位置５１２よりも一端面５ＡＥ側に位置しており、第２頂部５０２は、一対の第２肩部５２のそれぞれにおける拡大の終点位置５２２よりも他端面５ＢＥ側に位置している。

これにより、弾塑性エレメント５の一端部５Ａ及び他端部５Ｂのそれぞれにおいて「剛体の領域」が形成され、肉盛溶接部４１，４２は「剛体の領域」内に形成される。

そして、第２実施形態に係る弾塑性エレメント５は、第１実施形態と同様に、長さ方向において対向する一端面５ＡＥ及び他端面５ＢＥと、厚み方向において対向する一対の主表面５Ｃ、５Ｄと、幅方向において対向する一対の外側面５Ｅ、５Ｆと、貫通孔５０Ａを画定する内周面５００と、互いに直交する２つの面を接続する接続面５Ｇ～５Ｌとを有する。これにより、図８のＢ－Ｂ断面の形状は、図５に示す形状となる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るサイスミックタイ１１０Ａの構成について、図９を参照して説明する。

図９は、第３実施形態に係るサイスミックタイ１１０Ａの一構成例を示す図である。

第３実施形態に係るサイスミックタイ１１０Ａは、図１に示す複数の支持鉄骨１１１のうちボイラ本体１０の左右方向に延設された支持鉄骨１１１（例えば支持鉄骨１１１Ｈ）と、当該支持鉄骨１１１に沿って左右方向に延設されたバックステー１０２とが、ボイラ本体１０の前後方向に対向して配置されている。複数の弾塑性エレメント３は、バックステー１０２と支持鉄骨１１１との間において左右方向に所定の間隔を空けて配置されている。なお、サイスミックタイ１１０Ａは、弾塑性エレメント３に代えて、弾塑性エレメント５を備えてもよい。

複数の弾塑性エレメント３はそれぞれ、バックステー１０２との対向面に第１バインダ部材２０１が接合され、支持鉄骨１１１との対向面に第２バインダ部材２０２が接合されている。本実施形態では、複数の弾塑性エレメント３と第１バインダ部材２０１及び第２バインダ部材２０２とは、溶接により接合されている。

したがって、本実施形態に係るサイスミックタイ１１０Ａでは、バックステー１０２と支持鉄骨１１１との間において、複数の弾塑性エレメント３を前後方向から挟み込むように一対のバインダ部材（第１バインダ部材２０１及び第２バインダ部材２０２）が設けられている。

バックステー１０２の側に配置された第１バインダ部材２０１は、バックステー１０２に接合された一対のストッパ６の間に配置されている。これら一対のストッパ６は、左右方向から第１バインダ部材２０１を挟み込むように対向して並んでいる。

第１バインダ部材２０１と一対のストッパ６とは、溶接等によって接合されていないため、鉛直方向において互いに非拘束の関係にある。一方、第２バインダ部材２０２は支持鉄骨１１１に接合されている。したがって、本実施形態では、複数の弾塑性エレメント３は、支持鉄骨１１１の側に固定されており、第１実施形態のように、バックステー１０２の側に必ずしも固定されている必要はない。

また、第１バインダ部材２０１と第２バインダ部材２０２との間には、前後方向に沿って延設されたリンク７が、左右方向に一対並んで設けられている。一対のリンク７はそれぞれ、延設方向の一端部が第１バインダ部材２０１に、延設方向の他端部が第２バインダ部材２０２に、ピン８を介してそれぞれ取り付けられている。

これら一対のリンク７は、水平方向（左右方向）における平行作動リンク機構の役割を果たしており、地震等の振動によってボイラ本体１０と支持鉄骨１１１との間に水平方向の相対変位が生じた場合に複数の弾塑性エレメント３の一部に過剰な変形が生じてしまうといった事態を抑制することができる。

このように、バインダ部材は、少なくともバックステー１０２と支持鉄骨１１１との間に設けられる梁状の部材であればよく、第１実施形態や本実施形態の構成以外にも、例えば、バックステー１０２に沿って延設された１つのバインダ部材を支持鉄骨１１１の側に設けた構成であってもよく、その数や配置関係について特に制限はない。

第１実施形態では、弾塑性エレメント３の一端面３ＡＥがバックステー１０２に、弾塑性エレメント３の他端面３ＢＥが一対のバインダ部材２に、それぞれ肉盛溶接により接合されていたが、第３実施形態では、弾塑性エレメント３の一端面３ＡＥ（バックステー１０２側の端面）が第１バインダ部材２０１に、弾塑性エレメント３の他端面３ＢＥ（支持鉄骨１１１側の端面）が第２バインダ部材２０２に、それぞれ肉盛溶接により接合されている。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

２，２０１，２０２ バインダ部材
３，５ 弾塑性エレメント
３ＡＥ，５ＡＥ 一端面
３ＢＥ，５ＢＥ 他端面
３Ｃ，３Ｄ，５Ｃ，５Ｄ 主表面
３Ｅ，３Ｆ，５Ｅ，５Ｆ 外側面
３Ｇ～３Ｌ，５Ｇ～５Ｌ 接続面
６ ストッパ
７ リンク
８ ピン
１０ ボイラ本体
１１ ボイラの支持構造体
３０，５０ 本体
３０Ａ，５０Ａ 貫通孔
３１，５１ 第１肩部
３２，５２ 第２肩部
３３Ａ，３３Ｂ 第１辺
３４Ａ，３４Ｂ 第２辺
３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ 接続辺
１０１ 水壁
１０２ バックステー（補強部材）
１１０ サイスミックタイ
１１１ 支持鉄骨（支持柱）
１１２ 吊り下げ部材

Claims (8)

1. 鉛直方向に沿って設置されるボイラ本体と、前記ボイラ本体を支持するための支持柱との振動による相対変位を制限するための挟み込み式のサイスミックタイに用いられ、本体の中央部厚み方向に貫通する菱形状の貫通孔が設けられると共に、前記厚み方向に直交する長さ方向の一端面が前記ボイラ本体側に溶接され、前記長さ方向の他端面が前記支持柱側に溶接される板状の弾塑性エレメントであって、
   前記厚み方向において対向する一対の主表面または前記厚み方向及び前記長さ方向に直交する幅方向において対向する一対の外側面に設けられて、前記一端面に向かうにつれて外方に拡大するように前記本体から張り出した一対の第１肩部と、
   前記一対の主表面または前記一対の外側面に設けられて、前記他端面に向かうにつれて外方に拡大するように前記本体から張り出した一対の第２肩部とを有し、
   前記外側面と前記貫通孔の内周面とを含み且つ前記長さ方向に交差する断面は、
   前記厚み方向において対向し且つ互いに平行な一対の第１辺と、
   前記一対の第１辺に直交し且つ互いに平行な一対の第２辺と、
   隣接する前記第１辺及び前記第２辺それぞれと異なる方向を向き、隣接する前記第１辺及び前記第２辺を接続する４つの接続辺とで構成されることを特徴とする弾塑性エレメント。
2. 請求項１に記載の弾塑性エレメントであって、
   前記接続辺は、隣接する前記第１辺及び前記第２辺それぞれに対して傾斜する直線であることを特徴とする弾塑性エレメント。
3. 請求項２に記載の弾塑性エレメントであって、
   前記接続辺は、隣接する前記第１辺及び前記第２辺それぞれとのなす角が３０°～６０°であることを特徴とする弾塑性エレメント。
4. 請求項１に記載の弾塑性エレメントであって、
   前記接続辺は、円弧であることを特徴とする弾塑性エレメント。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の弾塑性エレメントであって、
   前記厚み方向において、前記一対の第１辺の距離ｔに対する前記接続辺の長さＣの比率は、０．２５≦Ｃ／ｔ＜０．５であることを特徴とする弾塑性エレメント。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の弾塑性エレメントであって、
   前記断面の形状は、前記断面の中心を通り且つ前記厚み方向または前記幅方向に延びる仮想線に対して対称であることを特徴とする弾塑性エレメント。
7. 請求項１～６のいずれかに記載の複数の弾塑性エレメントと、
   前記厚み方向に離間して配置された前記複数の弾塑性エレメントをひと纏めにするバインダ部材とを備えることを特徴とするサイスミックタイ。
8. 鉛直方向に沿って設置されるボイラ本体を支持する複数の支持柱と、
   前記複数の支持柱のうち前記ボイラ本体の上部に配置された支持柱に懸架され、前記ボイラ本体を吊り下げ支持する複数の吊り下げ部材と、
   請求項７に記載のサイスミックタイとを備えることを特徴とするボイラの支持構造体。

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