KR101987231B1 - 마찰 진자 받침 - Google Patents

마찰 진자 받침 Download PDF

Info

Publication number
KR101987231B1
KR101987231B1 KR1020180127645A KR20180127645A KR101987231B1 KR 101987231 B1 KR101987231 B1 KR 101987231B1 KR 1020180127645 A KR1020180127645 A KR 1020180127645A KR 20180127645 A KR20180127645 A KR 20180127645A KR 101987231 B1 KR101987231 B1 KR 101987231B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
friction
plate
board
contact
friction plate
Prior art date
Application number
KR1020180127645A
Other languages
English (en)
Inventor
김성원
김유청
Original Assignee
김성원
김유청
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 김성원, 김유청 filed Critical 김성원
Priority to KR1020180127645A priority Critical patent/KR101987231B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101987231B1 publication Critical patent/KR101987231B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E04H9/023—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings and comprising rolling elements, e.g. balls, pins
    • 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
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04—Bearings; Hinges
    • E01D19/042—Mechanical bearings
    • E01D19/046—Spherical bearings
    • 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
    • F16F15/021—Decoupling of vibrations by means of point-of-contact supports, e.g. ball bearings

Landscapes

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

Abstract

교량, 건축 구조물의 연진 하중을 지지하고, 구조물들의 처짐 등에 의한 회전을 수용하는 마찰 진자 받침에 관한 것으로, 마찰판의 과도한 변형을 방지하고 마찰판의 크기를 작게 하면서도 목표로 하는 마찰계수를 얻을 수 있는 마찰 진자 받침에 관한 기술이다.
본 발명은 상부구조물과 체결되며 하면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판이 형성된 상판과, 하부구조물과 체결되며 상면이 오목한 반구형상으로 이루어진 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상면은 마찰판을 매개로 상기 상판의 오목한 면에 접촉하고 하면은 회전 마찰판을 매개로 상기 하판과 오목한 면에 접촉되며 하면이 볼록한 반구 형상으로 이루어진 중간판을 구비한 마찰 진자 받침에 있어서, 상기 중간판에는, 상기 미끄럼판과 상기 마찰판이 서로 상대운동이 가능하면서 접촉하는 제 1접촉면에서 받는 압력의 크기를 조절하기 위하여, 상기 마찰판과 중간판 사이의 제 2접촉면의 면적을 줄여 상기 제1 접촉면에서 받는 압력을 증대시키도록 적어도 하나 이상의 비접촉 홈부가 형성되며, 상기 중간판은 상면에 상기 마찰판을 수용하는 수용 홈부가 형성되고, 상기 수용 홈부는 측면을 따라 역구배되는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

마찰 진자 받침{Friction pendulum bearing}
본 발명은 상시 교량 혹은 건축 구조물의 연직하중을 지지하면서, 지진시 수평방향으로 상대운동을 할 때 마찰력에 의해 운동에너지를 소산시키며, 구조물의 처짐에 따른 회전을 수용하는 그리고, 지진 완료 후에 원래의 위치로 복원하는 마찰 진자 받침에 관한 것으로, 마찰판이 손상되는 과도한 변형이 일어나지 않도록 하면서 마찰판이 받는 압력의 크기를 조절하여 목표로 하는 마찰계수를 얻을 수 있는 마찰 진자 받침에 관한 기술이다.
마찰 진자 받침은 수직하중을 받고 있는 상태에서 지진시에 구면을 따라 변위가 발생하면, 수직하중의 크기 비례하여 발생하는 마찰판과 미끄럼판 사이의 마찰력에 의하여 에너지가 소산되어 지진운동을 제어하는 그리고 지진 완료 후에는 원래의 위치로 복원하는 면진장치이다.
도 1은 종래의 마찰 진자 받침을 도시한 도이다.
도 1에서, 상부구조물(1)과 체결되며 하면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판(12)이 형성된 상판(10)과, 하부구조물(2)과 체결되며 상면이 오목한 반구형상으로 이루어진 하판(20)과, 상기 상판(10)과 하판(20) 사이에 배치되어 상면은 마찰판(30)을 매개로 상기 상판(10)의 오목한 면에 접촉하고 하면은 회전 마찰판(40)을 매개로 상기 하판(20)과 오목한 면에 접촉되며 하면이 볼록한 반구 형상으로 이루어진 중간판(50)으로 구성되어 상판(10) 혹은 중간판(50)과 하판(20)이 진자운동 하게 된다.
도 2는 종래의 다른 마찰 진자 받침을 도시한 도이다.
도 2에서, 상부구조물(1)과 체결되며 하면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판(12)이 형성된 상판(10)과, 하부구조물(2)과 체결되며 상면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판(22)이 형성된 하판(20)과, 상기 상판(10)과 하판(20) 사이에 배치되어 한쪽 면은 제1 마찰판(31)으로 상기 상판(10)의 오목한 면에 접촉하고 다른 한 면은 회전 마찰판(40)을 매개로 볼록한 반구형상으로 이루어진 제1 중간판(51)과 오목한 반구 형상으로 이루어져 제2 마찰판(32)으로 하판(20)의 오목한 면에 접촉하는 제 2중간판(52)으로 구성되어 상판(10), 하판(20) 혹은 제 1,2중간판(51, 52)이 진자운동 하게 된다.
도 3은 면진장치인 마찰 진자 받침의 성능곡선을 도시한 도이다.
도 3은, 마찰 진자 받침이 수직하중을 지지하는 상태에서 수평방향으로 이동할 때 수평변위에 따른 수평하중을 도시한 것으로, 초기 변형시 수평하중은 마찰력과 동일한 크기의 항복강도(
Figure 112018105236178-pat00001
)의 저항력을 보이며, 변형이 점차 진행됨에 따라 구면의 곡률반경에 의해 결정되는 2차 강성(
Figure 112018105236178-pat00002
)의 크기에 비례하여 수평하중이 증가한다. 수평변위의 방향이 바뀌면, 도 3에 도시한 모양으로 수평하중이 변화한다. 면진장치에서 지진시의 진동을 감쇠시키는 에너지 소산은 수평하중-수평변위에 의해 생기는 면적만큼 이루어지며, 따라서 마찰 진자 받침의 성능에서 곡률반경과 마찰계수는 매우 중요하다.
참고로, 도 3에서 알 수 있는 것처럼, 마찰계수가 커지면 에너지를 소산시키는 면적은 증가하는 반면에, 지진 완료 후에 원래의 위치로 되돌아오는 복원성능은 떨어진다. 따라서 면진장치는 이런 서로 상반된 성능을 모두 만족하는 마찰계수를 발휘할 수 있어야 하며, 또한 마찰계수의 크기를 인위적으로 조정하는 것이 가능해야 한다. 마찰력으로 성능을 발휘하는 마찰 진자 받침에서 마찰계수의 크기를 조정할 수 있는 능력은 가장 핵심적인 기술이다.
도 4는 종래의 마찰 진자 받침의 마찰판(30)이 지지하는 수직하중에 의한 압력과, 수직하중을 지지하는 상태에서 수평방향으로 이동을 할 때 발생하는 마찰력을 도시한 도이다. 도면번호 10은 상판, 12는 미끄럼판, 30은 마찰판, 50은 중간판이다.
도 4와 아래 수학식 1 ~ 3을 참조하면, 수직하중(
Figure 112018105236178-pat00003
)에 의해 마찰판(30)에 압력(
Figure 112018105236178-pat00004
)을 받게 되며, 이 압력의 크기는 수직하중을 마찰판에 전달하는 접촉면적(
Figure 112018105236178-pat00005
)에 반비례한다. 마찰력(
Figure 112018105236178-pat00006
)은, 수직하중(
Figure 112018105236178-pat00007
)과 마찰계수(
Figure 112018105236178-pat00008
)의 크기에 따라 결정된다. 여기서 마찰계수는 기존에 수행했던 많은 실험 결과들로부터 마찰판의 재질, 압력(
Figure 112018105236178-pat00009
)과 수평방향의 이동속도(
Figure 112018105236178-pat00010
)에 의존하는 것으로 판명되었다.
Figure 112018105236178-pat00011
Figure 112018105236178-pat00012
Figure 112018105236178-pat00013
앞서 설명한 것처럼, 수직하중을 지지하는 상태에서 수평방향으로 이동 시에 발생하는 마찰력을 산정하는 것은 마찰 진자 받침 성능에서 매우 중요하며, 이것은 마찰계수에 의존한다. 마찰계수는, 수학식 3을 참조하면, 마찰판의 재질, 압력 그리고 이동속도이지만, 사용재질이 결정되고 그리고 지진시의 이동속도가 알려져 있다면 마찰계수의 크기는 압력의 크기에 의존함을 알 수 있다. 따라서 마찰판이 지지하는 압력을 조정할 수 있는 것이 필요하다.
현재 마찰 진자 받침에 사용되는 재료의 마찰특성은 압력이 커짐에 따라 마찰계수가 작아지는 특성이 있다. 통상 마찰 진자 받침에서 사용되는 마찰계수는 0.03 ~ 0.06 사이이나, 이때의 압력은 최소 45MPa 이상이다. 통상 마찰판 재질에서 허용하는 압력은 45MPa이하이며 따라서 마찰판의 전체 면적이 이 이상의 압력을 받으면 재질은 변형이 심하여 사용이 어려운 문제점이 있어왔다.
도 5는 종래의 마찰판 변형을 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 마찰판(30)은 내부에는 빈 공간이 없기 때문에 압력에 의해 상부 틈새가 있는 단부로 어쩔 수 없이 돌출하여 변형된다. 여기에서 마찰판이 돌출변형하면 돌출하기전의 접촉면과 돌출 후의 접촉면의 면적이 바뀌게 되어 돌출량을 알기 전에는 마찰판이 받는 압력을 알 수 없다. 또한 접촉면과 비접촉면의 경계면이 하중을 받는 방향으로 급격한 단차가 있으면 마찰판이 손상되기 쉽다. 또 한 가지는 통상 측면 틈새의 크기는 마찰판의 두께보다 작기 때문에 수직방향으로 마찰판의 작은 변형에도 체적일정조건으로부터 측면으로 늘어나는 양은 매우 크다. 도면번호 10은 상판이며, 12는 미끄럼판이며, 50은 중간판이다.
따라서 마찰판의 압력을 높이기 위한 기존방법으로 첫 번째는 상기 마찰판 자체에 홈을 구비하는 방법이다. 그러나 이 방법들은 마찰판이 받는 압력이 높아지면, 마찰판도 또한 수평방향으로 변형하여 접촉면이 늘어나게 되는 문제점이 있다. 통상 마찰판은 강재에 비하여 강도와 강성이 작기 때문에 압력이 높아지면 변형도 커지기 때문이다(특허문헌 1, 10-1440878)
마찰판의 압력을 높이기 위한 두 번째로는 마찰판의 재질을 강도가 큰 재질을 사용하는 것이다. 일반적으로 강도가 높은 재질의 경우 허용압력이 증대하고 수평방향으로의 변형은 개선되나 이동중에 에너지 집적과 풀림이 반복되는 스틱슬립현상이 발생하는 경향이 있어 구조물에 악영향을 미쳐 사용을 금지하고 있다.
또 다른 방법으로는 하나의 마찰판을 여러 개의 작은 단위로 나누어서 강재인 중간판에 홈을 두고 끼워 넣는 방법이나 이 방법들도 마찰판이 받는 압력은 변함이 없기 때문에 마찰판의 수명 동안 내구성을 유지하기가 쉽지 않다. (특허문헌2, 10-170886)
KR 10-1440878 B1 KR 10-1708886 B1
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 상시 교량 혹은 건축 구조물의 연직하중을 지지하면서, 지진시 수평방향으로 상대운동을 할 때 마찰력에 의해 운동에너지를 소산시키며, 구조물의 처짐에 따른 회전을 수용하는 그리고 지진 완료 후에 원래의 위치로 복원하는 마찰 진자 받침에 관한 것으로, 마찰판이 손상되는 과도한 변형이 일어나지 않도록 하면서 마찰판이 받는 압력의 크기를 조절하여 목표로 하는 마찰계수를 얻을 수 있는 마찰 진자 받침을 제공하고자 한다.
따라서, 본 발명에서는 높은 수직하중을 받더라도 압력을 일정하게 하기 위해서는 마찰판이 압력을 받아 변형하더라도 바깥 수평방향으로의 변형을 구속하여 유동이 일어나기 어렵게 하고 압력에 따라 발생하는 마찰판의 변형을 수용할 수 있는 공간을 확보함으로써 마찰판의 접촉면적을 일정하게 유지하는 것이 마찰 진자 받침을 제공하고자 한다.
특히 내부에 변형을 허용할 수 있는 공간을 확보하면 마찰판이 수직하중을 받을 때 바깥 틈새는 매우 얇고, 재료의 변형에 대한 슬래브 법에 따르면 두께의 제곱에 반비례하여 구속하기 때문에 접촉면적을 일정하게 유지하는 마찰 진자 받침을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상부구조물과 체결되며 하면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판이 형성된 상판과, 하부구조물과 체결되며 상면이 오목한 반구형상으로 이루어진 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상면은 마찰판을 매개로 상기 상판의 오목한 면에 접촉하고 하면은 회전 마찰판을 매개로 상기 하판과 오목한 면에 접촉되며 하면이 볼록한 반구 형상으로 이루어진 중간판을 구비한 마찰 진자 받침에 있어서, 상기 중간판에는, 상기 미끄럼판과 상기 마찰판이 서로 상대운동이 가능하면서 접촉하는 제 1접촉면에서 받는 압력의 크기를 조절하기 위하여, 상기 마찰판과 중간판 사이의 제 2접촉면의 면적을 줄여 상기 제1 접촉면에서 받는 압력을 증대시키도록 적어도 하나 이상의 비접촉 홈부가 형성되며, 상기 중간판은 상면에 상기 마찰판을 수용하는 수용 홈부가 형성되고, 상기 수용 홈부는 측면을 따라 역구배되는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비접촉 홈부는, 상기 제2접촉면에서 멀어질수록 면적이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 수용 홈부에는 밑면 가장자리에 상기 마찰판에 하중 작용시 하측으로 팽창을 유도하여 수용되게 하는 팽창수용 홈부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 과제의 해결 수단에 제공된 구성에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 마찰 진자 받침의 성능에 크게 영향을 미치는 마찰계수의 크기를 일정하게 유지하는 것이 가능하여 복원성능이 우수하다. 기존에는 목표로 하는 마찰계수를 얻기 위해서는 마찰판의 크기를 매우 작게 해야 하고, 마찰판은 높은 압력을 받게 되고, 이것에 기인하여 마찰판의 과도한 변형 때문에 다시 접촉면적이 커지게 되어 마찰계수가 커져 복원성능이 나빠지는 단점이 있다. 그러나 본 발명에서는 마찰판과 중간판이 접촉하는 부분에 마찰판의 변형을 수용할 수 있는 공간을 두어 접촉면적을 일정하게 유지함으로써 복원성능이 우수하다.
또한, 마찰판이 높은 압력을 받더라도, 변형을 수용할 수 있는 비접촉 홈부를 구비하고 있기 때문에, 마찰판의 과도한 변형을 방지할 수 있어 받침의 안전성이 증대된다. 또한 수용홈부가 측면을 따라 역구배되는 경사면으로 형성되었기 때문에 마찰판이 측면으로의 변형을 어렵게 하여 안전성이 증대된다.
또한, 마찰판을 수용하는 수용홈부 밑면 가장자리에 팽창수용홈부를 더 형성함으로써 마찰판이 측면으로의 변형을 어렵게 하여 안전성이 증대된다.
또한, 동일 크기의 마찰판에서 비접촉 홈부의 크기에 따라 마찰계수가 달라지므로 용량은 단순화되며 성능은 다양하게 하는 것이 가능하여 품질관리가 매우 용이하다. 수직용량에 따라 제2접촉면의 면적을 가감함으로써 몇 가지 수평성능을 하나의 수직용량으로 표현하는 것이 가능하다.
도 1은 종래의 마찰 진자 받침의 내부 구성도이다.
도 2는 종래의 다른 마찰 진자 받침의 내부 구성도이다.
도 3은 마찰 진자 받침의 성능곡선을 도시한 도이다.
도 4는 종래의 마찰판의 수직하중, 압력 그리고 마찰력의 관계를 도시한 도이다.(a) 수평이동전, (b) 수평이동중
도 5는 종래의 마찰판 변형을 나타낸 예시도이다.(a) 수직하중 재하 전, (b) 수직하중 재하 후
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰 진자 받침의 내부 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰판의 압력변화를 도시한 도이다. (a) 기존 마찰판의 압력크기, (b) 본 발명의 마찰판의 압력크기
도 8은 본 발명의 따른 중간판의 실시 예이다.
도 9는 본 발명의 따른 중간판의 다른 실시 예이다.
도 10은 마찰판의 하중에 따라 처짐량을 나타낸 그래프이다.
도 11은 마찰판의 재료, 속도와 면압에 따른 마찰계수를 나타낸 그래프이다.
도 12는 마찰판 다른 재료의 속도와 면압에 따른 마찰계수를 나타낸 그래프이다.
도 13은 이동속도 100mm/sec에서 마찰판의 재료, 면압에 따른 마찰계수를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰 진자 받침의 내부 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명인 마찰 진자 받침은 기본적으로 상부구조물과 체결되며 하면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판(12)이 형성된 상판(10)과, 하부구조물과 체결되며 상면이 오목한 반구형상으로 이루어진 하판(20)과, 상기 상판(10)과 하판(20) 사이에 배치되어 상면은 마찰판(30)을 매개로 상기 상판(10)의 오목한 면에 접촉하고 하면은 회전 마찰판(40)을 매개로 상기 하판(20)과 오목한 면에 접촉되며 하면이 볼록한 반구 형상으로 이루어진 중간판(50)으로 이루어진다.
여기서, 상기 상판(10)의 하부에 형성된 미끄럼판(12)은 별도의 재질을 끼워 형성하거나, 상기 상판(10)의 하부에 직접 별도의 도금공정을 이용하여 직접 녹슬지 않는 재질(예를 들면 스테인리스 강재)을 전기적, 화학적인 방법으로 상판(10)에 직접 부착할 수도 있다.
본 발명에서는 상기 중간판(50)에는 상기 미끄럼판(12)과 상기 마찰판(30)이 서로 상대운동이 가능하면서 접촉하는 제 1접촉면(A0)에서 받는 압력의 크기를 조절하기 위하여, 상기 마찰판(30)과 중간판(50) 사이의 제 2접촉면(A1)의 면적을 줄여 상기 제1 접촉면(A0)에서 받는 압력을 증대시키는 비접촉 홈부(53)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
비접촉 홈부(53)는 적어도 하나 이상이 형성되도록 하여 제1 접촉면(A0)이 받는 압력을 조절할 수 있다.
비접촉 홈부(53)는 어떠한 형상이라도 가능하며, 그 깊이는 가능하면 마찰판(30)의 압축량을 수용할 수 있어야 한다. 통상 중앙에는 원형으로 하고, 반경방향으로 커질수록 도넛형상으로 형성하여 개수를 늘릴 수 있다. 이때, 비접촉 홈부(53)는, 마찰판의 변형을 원활하게 수용하기 위해서는, 비접촉 홈부(53)의 측면과 바닥면 사이의 각도가 90도 이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 비접촉 홈부(53)는 접촉면에서 멀어질수록 면적이 작아지도록 형성되어야 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰판의 압력변화를 도시한 도이다. 여기서 (a)는 기존 마찰판의 압력크기를 보이며, (b)는 본 발명의 마찰판의 압력크기를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 중간판(50)의 하부에는 비접촉 홈부(53)가 형성되어 마찰판(30)의 접촉면적이 종래(비접촉 홈부가 없는 (a)의 경우)보다 작게 되어, 다음 수학식 4와 같이 계산되어 종래의 마찰판의 압력(pa)보다 본 발명의 마찰판(30)의 압력(pb)이 높아지게 되고 결국 마찰계수가 감소하는 효과를 얻을 수 있다.
Figure 112018105236178-pat00014
따라서, 마찰판(30)이 손상되지 않도록 크기를 크게 하면서도 마찰판이 받는 압력을 크게 함으로써 목표로 하는 마찰계수를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 8은 본 발명에 따른 중간판의 실시 예이다.
도 8에서, 상기 중간판(50)은 한쪽 면에 상기 마찰판을 수용하는 수용홈부(54)가 형성되며, 상기 수용홈부(54)는 측면을 따라 역구배되는 경사면(55)으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 중간판(50)의 수용홈부(54)의 경사면(55)에 의해 측면공간이 하측으로 갈수록 확장 형성되어 상기 마찰판(30)의 팽창시 경사면(55)을 따라 점진적으로 구속을 유도함으로써 마찰판(30)의 안정성을 보장한다. 이는 종래의 중간판(50)의 상부 단턱에 의해 마찰판(30)이 구속되더라도 내부에 수용 홈부(54)가 없기 때문에, 상부 측면으로 팽창할 수밖에 없으며, 마찰판(30)의 상부 측면 팽창은 접촉면적이 늘어나 마찰계수가 커지는 문제점이 있으나, 측면을 따라 역구배되는 경사면으로 형성하여 구속을 유도함으로써 이를 방지할 수 있다. 여기서 역구배되는 경사면의 크기는 마찰판을 수용홈부에 끼워넣는 것이 가능한 범위이어야 하며, 따라서 역구배의 각도는 작업온도와 재료의 수축량에 의존하는 것이 가장 바람직하다.
도 9는 본 발명의 따른 중간판의 다른 실시 예이다.
도 9에서, 상기 중간판(50)의 수용홈부(54)에는 밑면 가장자리에 상기 마찰판(30)에 하중 작용시 하측으로 팽창을 유도하여 수용되게 하는 팽창 수용홈부(56)가 더 형성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 팽창 수용홈부(56)는 가장자리로 갈수록 깊이가 더 길어지도록 경사지게 홈을 형성하여 중간판(50)의 하부 가장자리 면이 점진적으로 팽창을 유도하는 것이 바람직하다.
상기 마찰판(30)에 압력이 작용하면 측면의 팽창이 심하게 일어날 수 있으며 따라서 이를 충분히 수용할 수 있는 공간을 마련하는 것이 바람직하고, 또한 팽창 수용홈부(56)는 비접촉을 유도하므로 마찰판(30)의 압력을 높여 마찰계수를 상승 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 10은 마찰판의 하중에 따라 처짐량을 나타낸 그래프이다.
도 10에서, 수직방향은 하중(Load)이며, 수평방향은 처짐량 Displacement로 표시하며, 압력이 높을수록 처짐량이 많아지게 된다. 이것으로부터 도 8과 같이 내부에 수용홈부(54)가 없으면, 체적 일정조건으로부터 마찰판의 측면의 팽창이 심하게 일어날 수 있다.
도 11은 마찰판의 속도와 압력에 따른 마찰계수를 나타낸 그래프이다.
도 11을 참조하면, 수직방향은 마찰계수(Coefficient of friction)이며, 수평방향은 속도(Velocity)를 나타내었다. 동일 속도에서 압력이 높아질수록 마찰계수가 작아지는 것을 알 수 있다.
도 12는, 다른 재료의 마찰판의 속도에 따른 마찰계수를 나타낸 그래프이다. 동일한 성질을 보이는 것을 알 수 있다
도 13은, 마찰판의 재질과 압력에 따른 마찰계수를 나타낸 그래프이다.
도 13을 참조하면, 수직방향은 마찰계수를 나타내고, 수평방향은 압력을 나타낸다. 압력이 높아질수록 마찰계수가 작아지는 것을 알 수 있다.
또한 본 발명은 종래의 도 2에 도시된 것처럼 더블 타입(Double type) 마찰 진자 받침의 제1중간판에 미끄럼판과 상기 마찰판이 서로 상대운동이 가능하면서 접촉하는 제 1접촉면에서 받는 압력의 크기를 조절하기 위하여, 상기 마찰판과 중간판 사이의 제 2접촉면의 면적을 줄여 상기 제1 접촉면에서 받는 압력을 증대시키도록 적어도 하나 이상의 비접촉 홈부를 형성할 수 있다. 여기서 비접촉 홈부는 앞서 실시한 예와 같이 적용한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 특허 청구범위의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10 : 상판
12 : 미끄럼판
20 : 하판
30 : 마찰판
40 : 회전 마찰판
50 : 중간판
52 : 비접촉 홈부
54 : 수용 홈부
56 : 팽창수용 홈부

Claims (5)

  1. 상부구조물과 체결되며 하면이 오목한 반구형상으로 이루어지고 미끄럼판이 형성된 상판과, 하부구조물과 체결되며 상면이 오목한 반구형상으로 이루어진 하판과, 상기 상판과 하판 사이에 배치되어 상면은 마찰판을 매개로 상기 상판의 오목한 면에 접촉하고 하면은 회전 마찰판을 매개로 상기 하판과 오목한 면에 접촉되며 하면이 볼록한 반구 형상으로 이루어진 중간판을 구비한 마찰 진자 받침에 있어서,
    상기 중간판에는,
    상기 미끄럼판과 상기 마찰판이 서로 상대운동이 가능하면서 접촉하는 제 1접촉면에서 받는 압력의 크기를 조절하기 위하여, 상기 마찰판과 중간판 사이의 제 2접촉면의 면적을 줄여 상기 제1 접촉면에서 받는 압력을 증대시키도록 적어도 하나 이상의 비접촉 홈부가 형성되며,
    상기 중간판은 상면에 상기 마찰판을 수용하는 수용 홈부가 형성되고, 상기 수용 홈부는 측면을 따라 역구배되는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰 진자 받침.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비접촉 홈부는,
    상기 제2접촉면에서 멀어질수록 면적이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰 진자 받침.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수용 홈부에는,
    밑면 가장자리에 상기 마찰판에 하중 작용시 하측으로 팽창을 유도하여 수용되게 하는 팽창수용 홈부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰 진자 받침.
  5. 삭제
KR1020180127645A 2018-10-24 2018-10-24 마찰 진자 받침 KR101987231B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180127645A KR101987231B1 (ko) 2018-10-24 2018-10-24 마찰 진자 받침

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180127645A KR101987231B1 (ko) 2018-10-24 2018-10-24 마찰 진자 받침

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101987231B1 true KR101987231B1 (ko) 2019-06-10

Family

ID=66848077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180127645A KR101987231B1 (ko) 2018-10-24 2018-10-24 마찰 진자 받침

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101987231B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110424252A (zh) * 2019-09-04 2019-11-08 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 一种装配式摩擦摆支座
CN111472267A (zh) * 2020-04-18 2020-07-31 北京国道通公路设计研究院股份有限公司 桥梁弹性球型支座
KR20210039851A (ko) * 2019-10-02 2021-04-12 한국전력공사 내진을 위한 슬라이딩 진자 받침
CN112696079A (zh) * 2020-12-28 2021-04-23 金晓芳 一种建筑用具有水平转动功能的摩擦摆支座
KR102353909B1 (ko) 2021-05-18 2022-01-21 대창이엔지 주식회사 팬들럼 베어링 및 그 시공방법
CN114319601A (zh) * 2021-12-21 2022-04-12 东南大学 一种水平双向力学参数可调的分离式摩擦支座
WO2022083054A1 (zh) * 2020-10-23 2022-04-28 成都济通路桥科技有限公司 基于准确测定摩擦系数的服役期桥梁测力支座标定方法
CN117488967A (zh) * 2023-09-27 2024-02-02 中国建筑第八工程局有限公司 一种建筑抗震基座结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200473182Y1 (ko) * 2011-08-24 2014-06-16 삼영엠텍(주) 구조물의 마찰 진자받침
KR101440878B1 (ko) 2012-10-31 2014-09-18 삼영엠텍(주) 덮개판과 지지대가 구비된 구조물의 마찰 진자받침
KR101708886B1 (ko) 2016-08-16 2017-02-22 주식회사 케이이테크 엔지니어링 플라스틱 마찰부재와 면진장치 및 그 제조방법
KR101844041B1 (ko) * 2017-09-12 2018-03-30 주식회사 케이이테크 가변 저항력 마찰기구와 이를 이용한 면진장치 및 마찰 댐퍼

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200473182Y1 (ko) * 2011-08-24 2014-06-16 삼영엠텍(주) 구조물의 마찰 진자받침
KR101440878B1 (ko) 2012-10-31 2014-09-18 삼영엠텍(주) 덮개판과 지지대가 구비된 구조물의 마찰 진자받침
KR101708886B1 (ko) 2016-08-16 2017-02-22 주식회사 케이이테크 엔지니어링 플라스틱 마찰부재와 면진장치 및 그 제조방법
KR101844041B1 (ko) * 2017-09-12 2018-03-30 주식회사 케이이테크 가변 저항력 마찰기구와 이를 이용한 면진장치 및 마찰 댐퍼

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110424252A (zh) * 2019-09-04 2019-11-08 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 一种装配式摩擦摆支座
CN110424252B (zh) * 2019-09-04 2024-05-28 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 一种装配式摩擦摆支座
KR20210039851A (ko) * 2019-10-02 2021-04-12 한국전력공사 내진을 위한 슬라이딩 진자 받침
KR102239024B1 (ko) * 2019-10-02 2021-04-13 한국전력공사 내진을 위한 슬라이딩 진자 받침
CN111472267A (zh) * 2020-04-18 2020-07-31 北京国道通公路设计研究院股份有限公司 桥梁弹性球型支座
WO2022083054A1 (zh) * 2020-10-23 2022-04-28 成都济通路桥科技有限公司 基于准确测定摩擦系数的服役期桥梁测力支座标定方法
CN112696079A (zh) * 2020-12-28 2021-04-23 金晓芳 一种建筑用具有水平转动功能的摩擦摆支座
KR102353909B1 (ko) 2021-05-18 2022-01-21 대창이엔지 주식회사 팬들럼 베어링 및 그 시공방법
CN114319601A (zh) * 2021-12-21 2022-04-12 东南大学 一种水平双向力学参数可调的分离式摩擦支座
CN114319601B (zh) * 2021-12-21 2023-03-10 东南大学 一种水平双向力学参数可调的分离式摩擦支座
CN117488967A (zh) * 2023-09-27 2024-02-02 中国建筑第八工程局有限公司 一种建筑抗震基座结构
CN117488967B (zh) * 2023-09-27 2024-04-30 中国建筑第八工程局有限公司 一种建筑抗震基座结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101987231B1 (ko) 마찰 진자 받침
KR101844041B1 (ko) 가변 저항력 마찰기구와 이를 이용한 면진장치 및 마찰 댐퍼
KR200473182Y1 (ko) 구조물의 마찰 진자받침
JP2016138592A (ja) 免震構造
KR101708886B1 (ko) 엔지니어링 플라스틱 마찰부재와 면진장치 및 그 제조방법
KR101184114B1 (ko) 수직방향 면진장치
JP2006241815A (ja) 幾何剛性付加滑り型支承とその配置構造
KR101383506B1 (ko) 미복원 영역을 제거한 면진장치
KR100635478B1 (ko) 저 마찰 구름운동 진자받침
KR102138940B1 (ko) 쐐기를 이용한 탄성 마찰댐퍼 및 이를 이용한 댐핑구조물
KR101392504B1 (ko) 고회전 및 고수평저항 스페리컬 베어링
KR101293331B1 (ko) 탄성기구 및 이를 이용한 탄성체의 분력을 이용한 수평변위 조절기구와 교좌장치
JP6497642B2 (ja) 滑り免震機構
KR101536756B1 (ko) 교량 구조물의 수직 단차를 고려한 마찰 진자형 지진 격리받침 배치 구조
JP6709609B2 (ja) 免震機構
US5438807A (en) Consumable shock evader
JP4974254B1 (ja) 橋梁用薄型支承装置
JP7573485B2 (ja) 免震機構および免震構造物
JPH09242818A (ja) 構造物の免震構造
TWI802579B (zh) 抗震滑動支撐裝置
KR102104664B1 (ko) 구조물 지지장치 및 이를 위한 탄성체
JP2020186638A (ja) 構造物用支承
KR102162490B1 (ko) 슬라이딩 면진장치
JP2010189997A (ja) 免震構造、及び免震構造を有する建物
KR102214819B1 (ko) 이방성 진자형 면진장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant