KR101724535B1 - 에너지 소산형 가새댐퍼 - Google Patents

에너지 소산형 가새댐퍼 Download PDF

Info

Publication number
KR101724535B1
KR101724535B1 KR1020150167422A KR20150167422A KR101724535B1 KR 101724535 B1 KR101724535 B1 KR 101724535B1 KR 1020150167422 A KR1020150167422 A KR 1020150167422A KR 20150167422 A KR20150167422 A KR 20150167422A KR 101724535 B1 KR101724535 B1 KR 101724535B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
friction member
shape memory
friction
curved surface
extension
Prior art date
Application number
KR1020150167422A
Other languages
English (en)
Inventor
허종완
안준혁
차영욱
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020150167422A priority Critical patent/KR101724535B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101724535B1 publication Critical patent/KR101724535B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E04B1/985—
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/022—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using dampers and springs in combination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

에너지 소산형 가새댐퍼가 개시된다. 본 발명의 에너지 소산형 가새댐퍼는, 제1 평탄면이 형성된 제1 마찰부재; 제1 평탄면과 밀착되는 제2 평탄면이 형성된 제2 마찰부재; 및 제1 마찰부재와 제2 마찰부재를 연결하는 형상기억부재를 포함하고, 형상기억부재는, 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 서로 멀어지면 인장되고 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 좌굴되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 에너지 소산형 가새댐퍼를 제공할 수 있게 된다.

Description

에너지 소산형 가새댐퍼{BRACE DAMPER FOR ENERGY DISSIPATION}
본 발명은 에너지 소산형 가새댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 에너지 소산형 가새댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 건축구조물은 지진으로부터 안전하게 보호하기 위하여 내진 설계(耐震設計)를 반드시 실시하고 있다. 특히 지진 발생시 구조물의 붕괴로 인한 피해는 막대하므로 지진하중에 저항하기 위해 기둥 및 보와 같은 골조에 제진장치를 설치하여 구조물의 강도 및 내진성을 보강하는 것은 필수적이다.
따라서 건축구조물에는 내진보강을 위하여 제진장치를 포함하는 제진 시스템을 설치하게 되며, 제진 시스템에 구비되는 제진장치는 주로 댐퍼(damper)와 가새(brace)로 이루어진다. 댐퍼는 마찰면의 상대이동에 의해 가새에 인가되는 외력을 흡수하는 마찰 댐퍼가 주로 사용되고 있다.
마찰 댐퍼는 하중-변위 이력 곡선의 면적에 비례하는 제진 성능을 발휘하며, 보통 제진장치에서 가장 변위가 크게 발생되는 영역에 설치된다. 즉, 마찰 댐퍼는 마찰면의 마찰력 및 상대이동거리가 클수록 에너지의 흡수능력이 커지므로, 마찰 댐퍼의 제작시에 마찰면에 발생하는 마찰력 및 상대이동거리를 결정하는 것은 매우 중요하다.
한편, 종래의 마찰 댐퍼는 마찰면에 발생하는 마찰력 및 상대이동거리가 고정된 값을 가지도록 제작된다. 그러나, 건축구조물에 결합되는 가새는 그 결합되는 부위 및 결합형태에 따라 서로 다른 크기를 가지는 압축력 또는 인장력이 인가될 수 있으며, 이에 따른 변위량도 서로 다르게 요구될 수 있다.
따라서 종래의 마찰 댐퍼는, 외력에 의해 마찰면에 발생하는 마찰력 및 상대이동거리가 마찰 댐퍼마다 고정적으로 설정됨에 따라 실제 마찰 댐퍼에 요구되는 에너지 흡수량 또는 변위량과 비교하여 차이가 나는 경우에도 이를 조정할 수 없어서 그대로 설치되는 문제가 있었다.
또한, 마찰 댐퍼는 가새에 인가되는 외력을 일단 흡수하면, 마찰면에 상대이동이 발생된 상태를 그대로 유지하게 되므로, 마찰 댐퍼를 교환하거나 보수하는 과정에서 막대한 비용이 지출되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 에너지 소산형 가새댐퍼를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1 평탄면이 형성된 제1 마찰부재; 상기 제1 평탄면과 밀착되는 제2 평탄면이 형성된 제2 마찰부재; 및 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재를 연결하는 형상기억부재를 포함하고, 상기 형상기억부재는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 멀어지면 인장되고 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 좌굴되는 것을 특징으로 하는 에너지 소산형 가새댐퍼에 의하여 달성된다.
상기 형상기억부재는, 일단부가 상기 제1 마찰부재에 결합되고, 타단부는 상기 제2 마찰부재에 결합된 제1 형상기억부재; 및 양단부가 상기 제1 마찰부재에 결합되고, 중간이 상기 제2 마찰부재에 걸리는 제2 형상기억부재를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 형상기억부재는, 상기 제1 마찰부재에 결합되어 상기 제2 마찰부재 쪽으로 연장되는 제1 연장부; 상기 제1 마찰부재에 결합되어 상기 제1 연장부와 나란하게 연장되는 제2 연장부; 및 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부를 연속된 곡률로 연결하는 밴딩부를 포함하고, 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 서로 멀어지는 방향으로 좌굴되도록 이루어질 수 있다.
상기 제2 마찰부재에는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재 간 상대이동시 상기 밴딩부가 양방향으로 걸리는 걸림부가 형성되고, 상기 걸림부에는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 가까워질 때 상기 밴딩부의 바깥쪽 곡면이 밀착되는 제1 곡면과, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 멀어질 때 상기 밴딩부의 안쪽 곡면이 밀착되는 제2 곡면이 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부가 서로 멀어지는 방향으로 좌굴되도록, 상기 제1 곡면은 상기 밴딩부의 바깥쪽 곡면보다 큰 곡률반경으로 형성되도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 형상기억부재가 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 서로 멀어지면 인장되고 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 좌굴되면서 에너지를 소산시킴으로써, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 에너지 소산형 가새댐퍼를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 소산형 가새댐퍼의 사시도.
도 2는 도 1의 에너지 소산형 가새댐퍼의 사용상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 에너지 소산형 가새댐퍼가 구조물에 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 에너지 소산형 가새댐퍼의 응력-변형률 선도를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 소산형 가새댐퍼의 사시도.
도 6은 도 4의 에너지 소산형 가새댐퍼의 사용상태를 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 에너지 소산형 가새댐퍼는, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 소산형 가새댐퍼의 사시도, 도 2는 도 1의 에너지 소산형 가새댐퍼의 사용상태를 나타내는 도면, 도 3은 도 1의 에너지 소산형 가새댐퍼가 구조물에 설치된 상태를 나타내는 도면, 도 4는 도 1의 에너지 소산형 가새댐퍼의 응력-변형률 선도를 나타내는 도면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 소산형 가새댐퍼의 사시도, 도 6은 도 4의 에너지 소산형 가새댐퍼의 사용상태를 나타내는 도면.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 소산형 가새댐퍼(10)는, 구조물(1)에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지며, 제1 마찰부재(100), 제2 마찰부재(200) 및 형상기억부재(300)를 포함하여 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에너지 소산형 가새댐퍼(10)는, 보(2)와 기둥(3)이 결합된 프레임 구조물(1)에 설치되어 진동 저감 및 충격에 의한 구조물(1)의 손상을 방지한다.
에너지 소산형 가새댐퍼(10)는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 가새(4)에 고정된 형태로 설치될 수도 있고, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 가새(4)와 보(2)의 연결부분에 회전가능한 형태로 설치될 수도 있다. 미설명된 부호 N은 가새(4) 또는 가새댐퍼(10)를 구조물에 회전가능하게 연결하기 위한 플랜지를 의미하고, 부호 L은 한 쌍의 가새댐퍼(10)와 가새(4)를 각각 회전가능하게 연결하는 링크부재를 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)는 서로 마찰하여 구조물(1)에 인가되는 외력을 마찰력의 형태로 소산하는 구성으로서, 제1 마찰부재(100)에는 제1 평탄면(A1)이 형성되고 제2 마찰부재(200)에는 제1 평탄면(A1)과 평행한 제2 평탄면(A2)이 형성된다.
제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)는 제1 평탄면(A1)과 제2 평탄면(A2)이 서로 밀착된 상태로 조립된다. 가새댐퍼(10)는, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동시 제1 평탄면(A1)과 제2 평탄면(A2) 사이에서 생성되는 마찰력에 의해 외력의 일부를 소산하게 된다.
제1 평탄면(A1) 및 제2 평탄면(A2)에는 각각 복수의 슬롯홀(H1)이 형성된다. 슬롯홀(H1)은 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동방향(양쪽 결합단부(120,220)를 연결하는 방향)으로 길게 형성된다.
제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)는 슬롯홀(H1)을 통해 나사결합되는 볼트(B)와 너트(N)에 의해 결합력을 형성하며, 제1 평탄면(A1)과 제2 평탄면(A2) 사이에 생성되는 마찰력은 볼트(B)와 너트(N)의 결합력에 의해 조절된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 마찰부재(100)는 제1 측벽(110) 및 제1 결합단부(120)를 포함하여 구성된다.
제1 결합단부(120)는 가새(4) 또는 구조물(1)에 결합되는 부분으로, 볼트(B)가 삽입되는 결합홀(H2)이 형성된다. 제1 측벽(110)은 제1 평탄면(A1)이 형성되는 부분으로, 한 쌍으로 구비된다. 제1 측벽(110)은 제1 결합단부(120)로부터 서로 나란하게 연장된다.
제2 마찰부재(200)는 제2 측벽(210) 및 제2 결합단부(220)를 포함하여 구성된다.
제2 결합단부(220)는 가새(4) 또는 구조물(1)에 결합되는 부분으로, 볼트(B)가 삽입되는 결합홀(H2)이 형성된다. 제2 측벽(210)은 제2 평탄면(A2)이 형성되는 부분으로, 한 쌍으로 구비된다. 제2 측벽(210)은 제2 결합단부(220)로부터 서로 나란하게 연장된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 형상기억부재(300)는 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동시 인장되거나 좌굴되면서 외력을 소산하는 구성으로서, 플레이트 형태의 제1 형상기억부재(310)로 구비된다.
제1 형상기억부재(310)는 초탄성 형상기억합금으로 형성된다. 초탄성 형상기억합금은(superelasticity shape memory alloy, 超彈性 形狀記憶合金) 소성변형이 가해지고 난 후에 열이 가해지지 않더라도 실온에서 본래의 형상으로 복원하는 성질을 가지는 금속이다. 따라서 제1 형상기억부재(310)는 외력에 의해 인장변형된 후 열이 가해지지 않더라도 자체적으로 원래 상태로 복귀된다.
제1 형상기억부재(310)는 한 쌍으로 구비되어 제1 측벽(110)과 제2 측벽(210)을 각각 연결한다. 제1 형상기억부재(310)는 일단부가 제1 측벽(110)에 결합되고, 타단부는 제2 측벽(210)에 결합된다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 제1 형상기억부재(310)의 양단부에는 볼트(B)가 삽입되는 홀이 형성되고, 제1 측벽(110) 및 제2 측벽(210)에는 볼트(B)가 나사결합되는 나사홀이 형성된다.
볼트(B)의 헤드와 제1 형상기억부재(310) 사이에는 커버플레이트(C)가 구비될 수 있다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 커버플레이트(C)에는 볼트(B)가 삽입되는 홀이 형성된다.
볼트(B) 헤드의 가압력은 커버플레이트(C)를 통해 분산되어 제1 형상기억부재(310)로 전달되며, 이에 따라 볼트(B) 헤드의 가압력이 제1 형상기억부재(310)의 홀 가장자리로 집중되는 것이 방지된다.
먼저, 제1 평탄면(A1)과 제2 평탄면(A2)의 마찰력에 의한 에너지 소산에 대해 살펴보면 아래와 같다.
도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 구조물(1)에 인가되는 외력에 의해 가새댐퍼(10)에 인장력 또는 압축력이 작용하면, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)는 인장력 또는 압축력이 작용하는 방향으로 서로 멀어지거나 가까워지게 되며, 이 과정에서 제1 평탄면(A1)과 제2 평탄면(A2) 사이에서 생성되는 마찰력에 의해 외력이 소산된다.
제1 형상기억부재(310)의 변형에너지에 의한 에너지 소산에 대해 살펴보면 아래와 같다.
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 구조물(1)에 인가되는 외력에 의해 가새댐퍼(10)에 인장력이 작용하는 경우, 제1 형상기억부재(310)는 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동에 의해 인장되면서 외력을 소산하게 된다.
도 2(c)에 도시된 바와 같이, 구조물(1)에 인가되는 외력에 의해 가새댐퍼(10)에 압축력이 작용하는 경우, 제1 형상기억부재(310)는 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동에 의해 좌굴되면서 외력을 소산하게 된다.
좌굴은 압축부재에서 압축력의 크기가 증가되면서 갑자기 평형상태가 변하여 축방향으로 변위가 크게 일어나는 현상으로, 제1 형상기억부재(310)는 좌굴에 의한 휨 변형 에너지에 의해 외력을 소산하게 된다. 제1 형상기억부재(310)는 좌굴에 의해 중간이 바깥쪽으로 볼록한 형태로 변형된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에너지 소산형 가새댐퍼(10)의 한 일(③)은 형상기억부재(300)의 변형-복원 응력(F1)과 상대이동거리(δ)에 의한 일(①) 및 제1 평탄면(A1)과 제2 평탄면(A2) 간 마찰력(F2)과 상대이동거리(δ)에 의한 일(②)의 합으로 수치화되어 질 수 있으며, 이는 하중-변위 이력 곡선에 의해 도시화될 수 있다.
본 발명의 에너지 소산형 가새댐퍼(10)는 마찰력(F2)에만 의존하여 제진 성능을 나타내는 종래의 마찰댐퍼와 비교하여 큰 힘(F3=F1+F2)에 의한 변위로서 에너지를 흡수할 수 있으면서도 변형 후에는 형상기억부재(300)의 형태회복에 의해 원상으로 회복되고, 이에 따라 가새댐퍼(10)의 소형화 및 경량화를 꾀할 수 있게 된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 소산형 가새댐퍼(20)는, 형상기억부재(300)가 제1 형상기억부재(310) 및 제2 형상기억부재(320)를 포함하여 구성된다. 아래에서는 용이한 이해를 위해 일 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 형상기억부재(320)는 초탄성 형상기억합금으로 형성된다. 따라서 제2 형상기억부재(320)는 외력에 의해 인장변형된 후 열이 가해지지 않더라도 자체적으로 원래 상태로 복귀된다.
제2 형상기억부재(320)는, 양단부가 제1 마찰부재(100)에 결합되고 중간이 제2 마찰부재(200)에 걸리는 형태로 설치된다.
제2 형상기억부재(320)는 제1 연장부(321), 제2 연장부(322) 및 밴딩부(323)를 포함하여 구성된다.
제1 연장부(321)와 제2 연장부(322)는 각각 제1 마찰부재(100)에 결합되어 제1 측벽(110) 사이에서 서로 나란하게 제2 마찰부재(200) 쪽으로 연장되고, 밴딩부(323)는 제1 연장부(321)와 제2 연장부(322)의 단부를 연속된 곡률로 연결하는 형태로 형성된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 마찰부재(200)에는, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200) 간 상대이동시 밴딩부(323)가 양방향으로 걸리는 걸림부(230)가 형성된다. 걸림부(230)는 제2 측벽(210)의 단부를 서로 연결하는 형태로 형성된다.
걸림부(230)에는 홈이 형성되어 밴딩부(323)가 삽입된다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 홈은 밴딩부(323)의 이탈이 방지되도록 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동방향과 직각방향으로 형성된다.
밴딩부(323)는, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동시 걸림부(230)의 홈에 삽입된 상태에서 후술할 제1 곡면(231)과 제2 곡면(232)에 밀착된다. 제1 곡면(231)과 제2 곡면(232)은 홈 내부의 양쪽 면을 의미한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 걸림부(230)에는, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)가 서로 가까워질 때 밴딩부(323)의 바깥쪽 곡면이 밀착되는 제1 곡면(231)과, 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)가 서로 멀어질 때 밴딩부(323)의 안쪽 곡면이 밀착되는 제2 곡면(232)이 형성된다. 제1 곡면(231)은 밴딩부(323)의 바깥쪽 곡면보다 큰 곡률반경으로 형성된다.
제2 형상기억부재(320)의 변형에너지에 의한 에너지 소산에 대해 살펴보면 아래와 같다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이, 구조물(1)에 인가되는 외력에 의해 가새댐퍼(20)에 인장력이 작용하는 경우, 제2 형상기억부재(320)는 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동에 의해 인장되면서 외력을 소산하게 된다.
도 6(c)에 도시된 바와 같이, 구조물(1)에 인가되는 외력에 의해 가새댐퍼(20)에 압축력이 작용하는 경우, 제2 형상기억부재(320)는 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)의 상대이동에 의해 좌굴되며 외력을 소산하게 된다.
제1 곡면(231)이 밴딩부(323)의 바깥쪽 곡면보다 큰 곡률반경으로 형성됨에 따라, 가새댐퍼(20)에 압축력이 인가되면 제1 연장부(321)와 제2 연장부(322)는 서로 멀어지는 방향으로 좌굴된다.
즉, 가새댐퍼(20)에 인가된 압축력에 의해 제1 마찰부재(100)와 제2 마찰부재(200)가 서로 가까워지면, 밴딩부(323)는 제1 곡면(231)에 밀착되면서 제1 곡면(231)과 동일한 곡률반경으로 변형되며, 동시에 밴딩부(323)와 연결된 제1 연장부(321)와 제2 연장부(322)가 서로 멀어지는 방향으로 휨 변형됨으로써, 제1 연장부(321)와 제2 연장부(322)는 서로 멀어지는 방향으로 좌굴된다.
제1 연장부(321)와 제2 연장부(322)가 서로 멀어지는 방향으로 좌굴되면, 한 쌍의 제1 측벽(110)은 제1 연장부(321) 및 제2 연장부(322)가 좌굴되는 경계를 형성한다. 제1 연장부(321) 및 제2 연장부(322)가 한 쌍의 제1 측벽(110)에 밀착되면 제1 연장부(321) 및 제2 연장부(322)를 좌굴시키는데 소모되는 에너지의 총량이 증가하게 되며, 이에 따라 구조물(1)의 과도한 변형을 억제하게 된다.
본 발명에 의하면, 형상기억부재가 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 서로 멀어지면 인장되고 제1 마찰부재와 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 좌굴되면서 에너지를 소산시킴으로써, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 에너지 소산형 가새댐퍼를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 가새댐퍼 100 : 제1 마찰부재
200 : 제2 마찰부재 300 : 형상기억부재
A2 : 제2 평탄면 A1 : 제1 평탄면
210 : 제2 측벽 110 : 제1 측벽
220 : 제2 결합단부 120 : 제1 결합단부
230 : 걸림부 H1 : 슬롯홀
231 : 제1 곡면 H2 : 결합홀
232 : 제2 곡면 310 : 제1 형상기억부재
B : 볼트 320 : 제2 형상기억부재
N : 너트 321 : 제1 연장부
1 : 구조물 322 : 제2 연장부
2 : 보 323 : 밴딩부
3 : 기둥 C : 커버플레이트
4 : 가새
N : 플랜지
L : 링크부재

Claims (5)

  1. 제1 평탄면이 형성된 제1 마찰부재;
    상기 제1 평탄면과 밀착되는 제2 평탄면이 형성된 제2 마찰부재; 및
    상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재를 연결하는 형상기억부재를 포함하고,
    상기 형상기억부재는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 멀어지면 인장되고 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 좌굴되며,
    상기 형상기억부재는,
    일단부가 상기 제1 마찰부재에 결합되고, 타단부는 상기 제2 마찰부재에 결합된 제1 형상기억부재; 및
    양단부가 상기 제1 마찰부재에 결합되고, 중간이 상기 제2 마찰부재에 걸리는 제2 형상기억부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 소산형 가새댐퍼.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 형상기억부재는,
    상기 제1 마찰부재에 결합되어 상기 제2 마찰부재 쪽으로 연장되는 제1 연장부;
    상기 제1 마찰부재에 결합되어 상기 제1 연장부와 나란하게 연장되는 제2 연장부; 및
    상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부를 연속된 곡률로 연결하는 밴딩부를 포함하고,
    상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 가까워지면 서로 멀어지는 방향으로 좌굴되는 것을 특징으로 하는 에너지 소산형 가새댐퍼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 마찰부재에는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재 간 상대이동시 상기 밴딩부가 양방향으로 걸리는 걸림부가 형성되고,
    상기 걸림부에는, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 가까워질 때 상기 밴딩부의 바깥쪽 곡면이 밀착되는 제1 곡면과, 상기 제1 마찰부재와 상기 제2 마찰부재가 서로 멀어질 때 상기 밴딩부의 안쪽 곡면이 밀착되는 제2 곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 소산형 가새댐퍼.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부가 서로 멀어지는 방향으로 좌굴되도록, 상기 제1 곡면은 상기 밴딩부의 바깥쪽 곡면보다 큰 곡률반경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 소산형 가새댐퍼.
KR1020150167422A 2015-11-27 2015-11-27 에너지 소산형 가새댐퍼 KR101724535B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150167422A KR101724535B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 에너지 소산형 가새댐퍼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150167422A KR101724535B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 에너지 소산형 가새댐퍼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101724535B1 true KR101724535B1 (ko) 2017-04-07

Family

ID=58583536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150167422A KR101724535B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 에너지 소산형 가새댐퍼

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101724535B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101880496B1 (ko) 2017-06-26 2018-07-20 (주)한국방재기술 점소성 하이브리드 댐퍼를 가진 가새부재
CN108457515A (zh) * 2018-05-21 2018-08-28 黄淮学院 一种三滑块全复位型sma摩擦阻尼器
WO2019031669A1 (ko) * 2017-08-07 2019-02-14 인천대학교 산학협력단 자동복원이 가능한 가새 댐퍼장치 및 자동복원 및 자기치유가 가능한 스마트 소재 활용 댐퍼장치
KR20190015853A (ko) 2017-08-07 2019-02-15 인천대학교 산학협력단 자동복원이 가능한 가새 댐퍼장치
KR20190091131A (ko) 2018-01-26 2019-08-05 인천대학교 산학협력단 자동복원 및 자기치유가 가능한 스마트 소재 활용 댐퍼장치
KR20200038751A (ko) 2018-10-04 2020-04-14 문철호 내진 보강용 이력 댐퍼
CN112144683A (zh) * 2020-09-21 2020-12-29 重庆大学 一种基于可变摩擦力和多阶段耗能的阻尼器及其组装方法
KR102311233B1 (ko) * 2020-11-27 2021-10-13 광운대학교 산학협력단 목구조 건축물 지진 발생 시 2차 변형 제어를 위한 긴급 보강 강재이력댐퍼
CN113719177A (zh) * 2021-08-11 2021-11-30 重庆大学 一种兼具多阶屈服与变形可恢复的新型阻尼板组
KR20230096711A (ko) 2021-12-23 2023-06-30 인천대학교 산학협력단 자동복원 마찰 댐퍼

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110121312A (ko) * 2010-04-30 2011-11-07 주식회사 에이브이티 내진 보강용 이력 댐퍼
KR101368653B1 (ko) * 2013-03-05 2014-03-11 인천대학교 산학협력단 자동복원형 마찰 댐퍼

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110121312A (ko) * 2010-04-30 2011-11-07 주식회사 에이브이티 내진 보강용 이력 댐퍼
KR101368653B1 (ko) * 2013-03-05 2014-03-11 인천대학교 산학협력단 자동복원형 마찰 댐퍼

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101880496B1 (ko) 2017-06-26 2018-07-20 (주)한국방재기술 점소성 하이브리드 댐퍼를 가진 가새부재
WO2019031669A1 (ko) * 2017-08-07 2019-02-14 인천대학교 산학협력단 자동복원이 가능한 가새 댐퍼장치 및 자동복원 및 자기치유가 가능한 스마트 소재 활용 댐퍼장치
KR20190015853A (ko) 2017-08-07 2019-02-15 인천대학교 산학협력단 자동복원이 가능한 가새 댐퍼장치
KR20190091131A (ko) 2018-01-26 2019-08-05 인천대학교 산학협력단 자동복원 및 자기치유가 가능한 스마트 소재 활용 댐퍼장치
KR102019718B1 (ko) 2018-01-26 2019-09-09 인천대학교 산학협력단 자동복원 및 자기치유가 가능한 스마트 소재 활용 댐퍼장치
CN108457515B (zh) * 2018-05-21 2023-12-26 黄淮学院 一种三滑块全复位型sma摩擦阻尼器
CN108457515A (zh) * 2018-05-21 2018-08-28 黄淮学院 一种三滑块全复位型sma摩擦阻尼器
KR20200038751A (ko) 2018-10-04 2020-04-14 문철호 내진 보강용 이력 댐퍼
CN112144683A (zh) * 2020-09-21 2020-12-29 重庆大学 一种基于可变摩擦力和多阶段耗能的阻尼器及其组装方法
KR102311233B1 (ko) * 2020-11-27 2021-10-13 광운대학교 산학협력단 목구조 건축물 지진 발생 시 2차 변형 제어를 위한 긴급 보강 강재이력댐퍼
CN113719177A (zh) * 2021-08-11 2021-11-30 重庆大学 一种兼具多阶屈服与变形可恢复的新型阻尼板组
CN113719177B (zh) * 2021-08-11 2022-08-12 重庆大学 一种兼具多阶屈服与变形可恢复的阻尼板组
KR20230096711A (ko) 2021-12-23 2023-06-30 인천대학교 산학협력단 자동복원 마찰 댐퍼

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101724535B1 (ko) 에너지 소산형 가새댐퍼
KR101389994B1 (ko) 에너지 소산형 마찰 댐퍼
KR101661758B1 (ko) 원형복원형 에너지 소산 댐퍼
JP5948457B1 (ja) 免震構造物
KR101541845B1 (ko) 에너지 소산형 가새댐퍼
JP2021085182A (ja) バネ式制震ダンパー
WO2017181406A1 (zh) 用于吊顶系统的减震结构
TWI428494B (zh) Hysteresis damping construct
JP2006241934A (ja) ダンパー装置
KR20180046558A (ko) 건축구조물의 내진보강을 위한 댐퍼
KR101578198B1 (ko) 좌굴구속형 강재댐퍼
KR101368653B1 (ko) 자동복원형 마찰 댐퍼
JP2020153106A (ja) バネ式制震ダンパー
CN108999455B (zh) 一种易复位高耗能屈曲约束支撑
KR102125691B1 (ko) 감쇠성능이 향상된 좌굴방지 브레이스
KR101525930B1 (ko) 자동복원형 수동댐퍼
KR102019718B1 (ko) 자동복원 및 자기치유가 가능한 스마트 소재 활용 댐퍼장치
KR101665073B1 (ko) 다중 거동 복합감쇠장치
JP2020506310A (ja) 耐震補強用ダンパー
KR101994893B1 (ko) 자동복원이 가능한 가새 댐퍼장치
KR101402479B1 (ko) 제진 댐퍼
JP4838898B1 (ja) 制震ダンパ
KR101604745B1 (ko) 변위제어판을 이용한 지진에너지 소산장치 및 이를 이용한 구조물 내진보강방법
KR102303102B1 (ko) 건축 구조물의 내진성능 보강용 댐퍼
KR102124584B1 (ko) 구조물용 진동 저감장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant