KR102433270B1 - Seismic device for structure using rotational friction amplifying damper - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치에 관한 것으로, 그 구성은 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물의 상부에 결합되어 구조물과 함께 흔들리는 변위 프레임;과, 상기 변위 프레임과 연결되어 구조물과 함께 흔들리는 상기 변위 프레임으로부터 흔들림(진동)을 전달받아 회전력을 발생시키는 회전수단;과, 상기 회전수단을 통해 발생된 회전력을 마찰 소실하여 구조물의 흔들림에 의한 힘을 해소하는 하나 이상의 마찰수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 것으로서,
지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물의 상부에 변위 프레임을 설치하고, 지진에 의해 구조물의 상부가 변위 프레임과 함께 흔들리면, 변위 프레임과 연결되는 회전수단을 통해 구조물이 흔들리는 힘을 회전력으로 변환하고, 그 변환된 회전력은 마찰수단을 통해 마찰 소실되는 방식으로 구조물에 발생하는 충격(흔들림)을 해소할 수 있어 매우 안정적으로 구조물의 내진성능을 보강할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변위 프레임과 회전수단 및 마찰수단의 설치 곤란성이 없어 장치의 매우 편리한 설치 적용을 유도할 수 있어 장치의 우수한 사용범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplification damper, the configuration of which is a displacement frame coupled to an upper portion of a structure generating large displacement by an earthquake and swaying with the structure; and a structure connected to the displacement frame Rotating means for generating rotational force by receiving shaking (vibration) from the displacement frame shaking together with; As characterized in that it is composed,
The displacement frame is installed on the upper part of the structure where large displacement occurs due to earthquake, and when the upper part of the structure shakes with the displacement frame due to the earthquake, the force that shakes the structure is converted into rotational force through the rotation means connected to the displacement frame, The converted rotational force is effective in reinforcing the seismic performance of the structure in a very stable manner because the impact (shake) generated in the structure can be resolved in such a way that friction is lost through the friction means.
In addition, there is no difficulty in installing the displacement frame, the rotation means, and the friction means, so it is possible to induce very convenient installation and application of the device, thereby securing excellent usability of the device.

Description

회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치{Seismic device for structure using rotational friction amplifying damper}Seismic device for structure using rotational friction amplifying damper

본 발명은 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물의 상부에 변위 프레임을 설치하고, 지진에 의해 구조물의 상부가 변위 프레임과 함께 흔들리면, 변위 프레임과 연결되는 회전수단을 통해 구조물이 흔들리는 힘을 회전력으로 변환하고, 그 변환된 회전력은 마찰수단을 통해 마찰 소실되는 방식으로 구조물에 발생하는 충격(흔들림)을 해소할 수 있어 매우 안정적으로 구조물의 내진성능을 보강할 수 있는 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치에 관한 것이다.The present invention relates to an earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplification damper, and more particularly, a displacement frame is installed on the upper part of a structure in which a large displacement occurs due to an earthquake, and the upper part of the structure is installed with the displacement frame by an earthquake. When it shakes, the force that shakes the structure is converted into rotational force through the rotation means connected to the displacement frame, and the converted rotational force can resolve the shock (shake) generated in the structure in such a way that friction is lost through the friction means, so it is very stable It relates to an earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplification damper that can reinforce the earthquake-resistant performance of the structure.

일반적으로 지상의 구조물, 일 예로 변압기, 배전반, 가공기계, 수직형 탱크, 사일로 등과 같은 중·소형 구조물로 지진이 발생하는 경우에는 지면으로 전달된 지진력(진동)이 구조물의 하부에 충격을 전달하고, 그 충격은 구조물의 상부로 전달되면서 구조물의 상부가 흔들리게 된다.In general, when an earthquake occurs with small or medium-sized structures such as transformers, switchboards, processing machines, vertical tanks, silos, etc. on the ground, the seismic force (vibration) transmitted to the ground transmits the shock to the lower part of the structure and , the impact is transmitted to the upper part of the structure and the upper part of the structure is shaken.

이때, 구조물은 지진에 의해 발생되는 상부의 흔들림(진동)을 견디지 못하면 결국 손상 또는 파손되게 된다.At this time, if the structure does not withstand the shaking (vibration) of the upper part generated by the earthquake, it is eventually damaged or damaged.

따라서 최근에는 구조물의 내진성능을 보강하는 내진장치를 통해 지진에 의한 구조물의 안전을 확보하는 기술이 개발되고 있다.Therefore, in recent years, a technology for securing the safety of a structure due to an earthquake through a seismic device that reinforces the seismic performance of the structure has been developed.

하지만, 종래의 구조물의 내진장치는 와이어의 텐션(장력)을 통해 지진에 의한 구조물의 흔들림을 해소하는 방식임으로, 장치 설치시 와이어의 초기 긴장력을 유지하면서 설치해야 하는 불편함이 있으며, 초기 와이어의 장력이 적합하게 유지되지 못하면 내진성능이 저하되는 문제점으로 인해 장치의 사용범용성이 다소 낮다는 현실적인 문제점이 있었다.However, the conventional seismic device of the structure is a method of resolving the shaking of the structure due to the earthquake through the tension (tension) of the wire. If the tension is not properly maintained, there is a realistic problem that the usability of the device is rather low due to the problem that the seismic performance is lowered.

또한, 사용기간 및 사용환경에 따라 와이어의 장력 변화가 발생할 수 있고, 이러한 변화는 결국 설계된 내진성능을 보장할 수 없어 구조물의 안정적인 내진성능을 확보할 수 없다는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that the tension of the wire may change depending on the period of use and the environment of use, and this change cannot guarantee the designed seismic performance in the end, so that the stable seismic performance of the structure cannot be secured.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물의 상부에 변위 프레임을 설치하고, 지진에 의해 구조물의 상부가 변위 프레임과 함께 흔들리면, 변위 프레임과 연결되는 회전수단을 통해 구조물이 흔들리는 힘을 회전력으로 변환하고, 그 변환된 회전력은 마찰수단을 통해 마찰 소실되는 방식으로 구조물에 발생하는 충격(흔들림)을 해소할 수 있어 매우 안정적으로 구조물의 내진성능을 보강할 수 있는 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치를 제공함에 있다.The present invention has been proposed in order to solve the various problems as described above, and its purpose is to install a displacement frame on the upper part of a structure in which a large displacement occurs due to an earthquake, and when the upper part of the structure shakes with the displacement frame due to an earthquake , converts the force that shakes the structure into rotational force through the rotation means connected to the displacement frame, and the converted rotational force can resolve the impact (shake) generated in the structure in such a way that friction is lost through the friction means. An object of the present invention is to provide an earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplification damper capable of reinforcing the earthquake-resistant performance of the structure.

또한, 변위 프레임과 회전수단 및 마찰수단의 설치 곤란성이 없어 장치의 매우 편리한 설치 적용을 유도할 수 있어 장치의 우수한 사용범용성을 확보할 수 있는 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치를 제공함에 있다.In addition, there is no installation difficulty of the displacement frame, the rotation means and the friction means, so it is possible to induce a very convenient installation and application of the device, thereby providing an earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplification damper that can secure excellent usability of the device. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치는 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물의 상부에 결합되어 구조물과 함께 흔들리는 변위 프레임;과, 상기 변위 프레임과 연결되어 구조물과 함께 흔들리는 상기 변위 프레임으로부터 흔들림(진동)을 전달받아 회전력을 발생시키는 회전수단;과, 상기 회전수단을 통해 발생된 회전력을 마찰 소실하여 구조물의 흔들림에 의한 힘을 해소하는 하나 이상의 마찰수단;을 포함하여 구성되며,
상기 회전수단은 지면 또는 구조물의 하부에 결합 고정되며, 상기 변위 프레임과 마주보게 위치되어 수직으로 길게 직립되는 평평한 판 형상의 내진 프레임과, 상기 변위 프레임 상에 형성되는 것으로, 상기 내진 프레임 측으로 돌출 형성되는 전달편과, 상기 내진 프레임의 상부에 상기 내진 프레임에 대하여 상대회동 가능하게 연결되되, 상부는 상기 전달편과 연결되어 구조물과 함께 상기 변위 프레임이 흔들리면 상기 전달편을 통해 흔들림을 전달받아 상기 내진 프레임을 기준으로 회동되는 회전편을 포함하여 구성되며,
상기 마찰수단은 상기 회전편의 하부에 형성되는 기어 이와, 상기 내진 프레임 상에 회전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 기어 이와 치합되는 기어 이가 형성되어 상기 회전편이 회동하면 회전력을 전달받아 함께 회전하는 환형의 회전댐퍼와, 상기 내진 프레임 상에 결합 고정되되, 일면이 상기 회전댐퍼와 접촉 마찰되어 마찰패드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A seismic device for a structure using a rotational friction amplifying damper according to the present invention for achieving the above object is a displacement frame coupled to an upper portion of a structure generating a large displacement by an earthquake and swaying together with the structure; and the displacement frame and Rotating means for generating rotational force by receiving shaking (vibration) from the displacement frame that is connected and shakes together with the structure; and one or more frictions for dissipating the rotational force generated through the rotational means to eliminate the force caused by the shaking of the structure It consists of; means;
The rotating means is coupled and fixed to the ground or the lower part of the structure, is positioned to face the displacement frame and is vertically long and is formed in a flat plate-shaped earthquake-proof frame, and is formed on the displacement frame, and protrudes toward the earthquake-proof frame and a transmission piece that is connected to the upper part of the earthquake-proof frame so as to be rotatably connected to the earthquake-resistant frame, and the upper part is connected to the transmission piece and when the displacement frame shakes with the structure, the vibration is transmitted through the transmission piece and the earthquake-resistant frame It consists of a rotating piece that rotates based on the frame,
The friction means is rotatably coupled to the gear teeth formed on the lower part of the rotating piece and the earthquake-resistant frame, and gear teeth meshed with the gear teeth are formed on the outer circumferential surface to receive rotational force and rotate together when the rotating piece rotates. It characterized in that it comprises a rotary damper and a friction pad coupled and fixed on the seismic frame, one surface is in contact with the rotary damper and friction pad.

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이상에서와 같이 본 발명에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치에 의하면, 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물의 상부에 변위 프레임을 설치하고, 지진에 의해 구조물의 상부가 변위 프레임과 함께 흔들리면, 변위 프레임과 연결되는 회전수단을 통해 구조물이 흔들리는 힘을 회전력으로 변환하고, 그 변환된 회전력은 마찰수단을 통해 마찰 소실되는 방식으로 구조물에 발생하는 충격(흔들림)을 해소할 수 있어 매우 안정적으로 구조물의 내진성능을 보강할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the earthquake-resistant device for a structure using the rotational friction amplification damper according to the present invention, a displacement frame is installed on the upper part of the structure in which a large displacement occurs due to an earthquake, and the upper part of the structure is formed by the earthquake together with the displacement frame. When it shakes, the force that shakes the structure is converted into rotational force through the rotation means connected to the displacement frame, and the converted rotational force can resolve the shock (shake) generated in the structure in such a way that friction is lost through the friction means, so it is very stable This has the effect of reinforcing the seismic performance of the structure.

또한, 변위 프레임과 회전수단 및 마찰수단의 설치 곤란성이 없어 장치의 매우 편리한 설치 적용을 유도할 수 있어 장치의 우수한 사용범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is no difficulty in installing the displacement frame, the rotation means, and the friction means, so it is possible to induce a very convenient installation and application of the device, thereby securing excellent usability of the device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 분리 사시도
도 3은 도 1에 도시된 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 A-A 단면도
도 4는 도 1에 도시된 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 사용상태도1 is a perspective view of a seismic device of a structure using a rotational friction amplification damper according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of the seismic device of the structure using the rotational friction amplification damper shown in Figure 1;
3 is an AA cross-sectional view of a seismic device of a structure using the rotational friction amplification damper shown in FIG. 1;
Figure 4 is a state diagram of the use of the seismic device of the structure using the rotational friction amplification damper shown in Figure 1;

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.An earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplification damper according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. Detailed descriptions of well-known functions and configurations determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 사시도를, 도 2는 도 1에 도시된 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 분리 사시도를, 도 3은 도 1에 도시된 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 A-A 단면도를, 도 4는 도 1에 도시된 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치의 사용상태도를 각각 나타낸 것이다.1 to 4 show an earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplifying damper according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view of the earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplifying damper according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is an exploded perspective view of the seismic device of the structure using the rotational friction amplifying damper shown in Figure 1, is a state diagram of the use of the seismic device of the structure using the rotational friction amplification damper shown in FIG. 1, respectively.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)는 변위 프레임(10)과, 회전수단(20)과, 마찰수단(30)을 포함하고 있다.As shown in the figure, the earthquake-resistant device 100 for a structure using a rotational friction amplification damper according to an embodiment of the present invention includes a displacement frame 10 , a rotation means 20 , and a friction means 30 . are doing

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 변위 프레임(10)은 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물(1)의 상부에 결합되어 구조물(1)과 함께 흔들리도록 한다.As shown in FIGS. 1 to 3 , the displacement frame 10 is coupled to the upper portion of the structure 1 in which a large displacement occurs due to an earthquake so as to vibrate together with the structure 1 .

통상적으로 지진이 발생되면 지진력이 구조물(1)의 하부에서 상부로 전달되면서 상부에 흔들림이 발생하게 되는데, 이러한 구조물(1)의 상부 흔들림에 의한 힘을 해소하여 구조물(1)의 구조적인 안전성을 확보하기 위해 상기 변위 프레임(10)은 구조물(1)의 상부에 설치 고정한다.In general, when an earthquake occurs, seismic force is transferred from the lower part to the upper part of the structure (1) and shaking occurs at the upper part. To secure, the displacement frame 10 is installed and fixed on the upper part of the structure 1 .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전수단(20)은 상기 변위 프레임(10)과 연결되어 구조물(1)과 함께 흔들리는 상기 변위 프레임(10)으로부터 흔들림(진동)을 전달받아 회전력을 발생시키는 것으로,1 to 3 , the rotation means 20 is connected to the displacement frame 10 and receives shaking (vibration) from the displacement frame 10 shaking together with the structure 1 to generate rotational force. by causing it,

지면 또는 구조물(1)의 하부에 결합 고정되며, 상기 변위 프레임(10)과 마주보게 위치되어 수직으로 길게 직립되는 평평한 판 형상의 내진 프레임(21)과, 상기 변위 프레임(10) 상에 형성되는 것으로, 상기 내진 프레임(21) 측으로 돌출 형성되는 전달편(22)과, 상기 내진 프레임(21)의 상부에 상기 내진 프레임(21)에 대하여 상대회동 가능하게 연결되되, 상부는 상기 전달편(22)과 연결되어 구조물(1)과 함께 상기 변위 프레임(10)이 흔들리면 상기 전달편(22)을 통해 흔들림을 전달받아 상기 내진 프레임(21)을 기준으로 회동되는 회전편(23)을 포함하여 구성된다.A flat plate-shaped earthquake-resistant frame 21 that is fixed to the ground or the lower part of the structure 1 and is positioned to face the displacement frame 10 and stands vertically long, and is formed on the displacement frame 10 As a result, the transmission piece 22 protruding toward the earthquake-resistant frame 21 and the transmission piece 22 are connected to an upper portion of the earthquake-resistant frame 21 so as to be rotatably connected with respect to the earthquake-resistant frame 21 , the upper portion of which is the transmission piece 22 . ) is connected to the structure 1, and when the displacement frame 10 shakes, it receives the shake through the transmission piece 22 and includes a rotating piece 23 that is rotated based on the earthquake-resistant frame 21. do.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 지진에 의해 구조물(1)의 상부가 흔들리면 구조물(1)의 상부에 결합되는 상기 변위 프레임(10)과 함께 상기 전달편(22)이 흔들림으로 상기 전달편(22)과 연결되는 상기 회전편(23)의 상부가 상기 내진 프레임(21)에 의지하여 좌우 방향으로 회동된다. 이때, 상기 회전편(23)의 하부 역시 좌우 방향으로 회동됨은 물론이다.That is, as shown in Fig. 4a, when the upper part of the structure 1 is shaken by an earthquake, the transfer piece 22 together with the displacement frame 10 coupled to the upper portion of the structure 1 shakes to the transfer piece ( 22) and the upper portion of the rotating piece 23 connected to the left and right direction depending on the earthquake-resistant frame 21 is rotated. At this time, of course, the lower portion of the rotating piece 23 is also rotated in the left and right direction.

따라서 진동에 의한 구조물의 흔들림을 상기 회전수단(20)을 통해 상기 회전편(23)의 회전운동으로 전환하게 되며, 이렇게 전환된 회전운동의 에너지는 후설될 상기 마찰수단(30)의 마찰을 통해 해소하는데, 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.Therefore, the shaking of the structure due to vibration is converted into the rotational movement of the rotating piece 23 through the rotation means 20, and the energy of the rotational movement thus converted is through the friction of the friction means 30 to be installed later. To solve, this will be described in detail below.

또한, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전편(23)이 상기 내진 프레임(21)에 대하여 안정적으로 회동되도록 안내하는 안내수단(40);을 더 포함하여 구성되되,In addition, as shown in FIGS. 2 and 3 , a guide means 40 for guiding the rotating piece 23 to rotate stably with respect to the earthquake-resistant frame 21;

상기 안내수단(40)은 상기 회전편(23)의 하부 중심에서 상기 내진 프레임(21) 측으로 돌출 형성되는 안내편(41)과, 상기 내진 프레임(21) 상에 호(弧) 형상으로 관통 형성되어 내부로 내입되는 상기 안내편(41)과 함께 상기 회전편(23)의 안정적인 회동을 안내하는 안내로(42)를 포함하여 구성된다.The guide means 40 includes a guide piece 41 protruding from the center of the lower portion of the rotation piece 23 toward the earthquake-resistant frame 21 and penetrating through the earthquake-resistant frame 21 in an arc shape. It is configured to include a guide path 42 for guiding the stable rotation of the rotating piece 23 together with the guide piece 41 to be introduced into the interior.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 지진에 의해 상기 회전수단(20)의 회전편(23)이 상기 내진 프레임(21)에 의지하여 좌우 회동되면 상기 회전편(23)과 함께 회동되는 상기 안내편(41)이 상기 안내로(42)를 타고 좌우 이송되면서 상기 회전편(23)의 안정적인 회동을 유도하게 된다.That is, when the rotating piece 23 of the rotating means 20 is rotated left and right depending on the earthquake-resistant frame 21 due to an earthquake as shown in FIG. 4A , the guide piece is rotated together with the rotating piece 23 As the 41 is transported left and right along the guide path 42 , a stable rotation of the rotating piece 23 is induced.

이때, 상기 안내로(42)는 상기 안내편(41)의 이동반경을 제약하여 상기 회전편(23)의 최대 회동각도를 설정하는데, 이러한 최대 회동각도는 구조물의 크기, 주변환경 등을 고려하여 다양하게 설정될 수 있으며, 바람직하게는 4° 내지 16°로 설정함이 좋다.At this time, the guide path 42 limits the movement radius of the guide piece 41 to set the maximum rotation angle of the rotation piece 23. This maximum rotation angle is determined by considering the size of the structure, the surrounding environment, etc. It can be set in various ways, preferably, it is good to set it to 4° to 16°.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 마찰수단(30)은 적어도 하나 이상 형성되어 상기 회전수단(20)을 통해 발생된 회전력을 마찰 소실하여 구조물(1)의 흔들림에 의한 힘을 해소하는 것으로,1 to 3, at least one friction means 30 is formed to frictionally dissipate the rotational force generated through the rotation means 20 to eliminate the force caused by the shaking of the structure 1 as,

상기 회전편(23)의 하부에 형성되는 기어 이(31)와, 상기 내진 프레임(21) 상에 회전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 기어 이(31)와 치합되는 기어 이(32a)가 형성되어 상기 회전편(23)이 회동하면 회전력을 전달받아 함께 회전하는 환형의 회전댐퍼(32)와, 상기 내진 프레임(21) 상에 결합 고정되되, 일면이 상기 회전댐퍼(32)와 접촉 마찰되는 마찰패드(33)를 포함하여 구성된다.Gear teeth 31 formed on the lower portion of the rotary piece 23, and rotatably coupled to the earthquake-resistant frame 21, the outer peripheral surface is formed with gear teeth (32a) meshing with the gear teeth (31) When the rotating piece 23 rotates, the annular rotation damper 32 that receives rotational force and rotates together is coupled and fixed on the earthquake-resistant frame 21, one surface of which is in contact with and friction with the rotation damper 32 It is configured to include a friction pad (33).

즉, 지진에 의해 상기 회전수단(20)의 회전편(23)이 상기 내진 프레임(21)에 의지하여 좌우 회동되면, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 회전편(23)의 기어 이(31)와 치합되는 상기 회전댐퍼(32)가 회전력을 전달받아 좌우 방향으로 회전되는데, 이때 상기 회전댐퍼(32)와 접촉되는 상기 마찰패드(33)에 마찰력이 발생하면서 상기 회전편(23)의 회전력을 상쇄(소멸)시켜 결국, 지진에 의해 구조물(1)이 흔들리면서 발생하는 힘을 상기 회전수단(20)을 통해 회전력으로 전환하고, 그 회전력은 상기 마찰수단(30)을 통해 해소함으로 지진에 의한 구조물이 붕괴, 손상 등의 안전사고를 안정적으로 방지한다.That is, when the rotating piece 23 of the rotating means 20 is rotated left and right depending on the earthquake-resistant frame 21 due to an earthquake, the gear teeth 31 of the rotating piece 23 as shown in FIG. 4B . The rotary damper 32 meshed with the rotary damper 32 is rotated in the left and right directions by receiving the rotational force. By offsetting (disappearing), the force generated when the structure 1 is shaken by the earthquake is converted into a rotational force through the rotation means 20, and the rotational force is resolved through the friction means 30, so that the structure caused by the earthquake It reliably prevents safety accidents such as collapse and damage.

본 발명의 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)는 하나의 마찰수단(30)이 형성되는 것으로 구현하였으나, 구조물(1)의 크기나 주변환경 등을 고려하여 2개의 상기 마찰수단(30)이 수직 또는 수평으로 형성되거나, 더 많은 개수의 상기 마찰수단(30)이 형성될 수 있음은 물론이다.The seismic device 100 of the structure using the rotational friction amplification damper of the present invention is implemented as one friction means 30 is formed, but in consideration of the size or the surrounding environment of the structure 1, two friction means ( Of course, 30) may be formed vertically or horizontally, or a larger number of the friction means 30 may be formed.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)는 구조물에 적어도 둘 이상 설치하고, 그 설치된 상기 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)의 내진 프레임(21)을 서로 연결하는 하나 이상의 보강 프레임(50);과, 상기 내진 프레임(21)의 하부와 상기 내진 프레임(21)과 구조물(1) 사이에 설치되어 지면으로부터 전달되는 지진력을 흡수 해소하는 방진패드(60);를 더 포함하여 구성된다.On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3 , at least two seismic devices 100 of a structure using the rotational friction amplifying damper are installed in the structure, and the seismic device 100 of a structure using the installed rotational friction amplifying damper. ) of one or more reinforcing frames 50 for connecting the earthquake-resistant frame 21 to each other; and a lower portion of the earthquake-resistant frame 21 and installed between the earthquake-resistant frame 21 and the structure 1 to transmit seismic force from the ground It is configured to further include a; anti-vibration pad (60) to absorb and eliminate.

즉, 상기 내진 프레임(21)을 서로 연결하는 상기 보강 프레임(50)과 상기 내진 프레임(21)에 설치되는 상기 방진패드(60)를 통해 지진에 의해 발생되는 지진력(진동, 충격)에 의해 상기 내진 프레임(21)이 손상 및 파손되는 현상을 미연에 방지하여 본 발명의 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)의 구조적인 안전성을 강화함으로, 지진 발생시 본 발명의 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)를 통해 구조물의 내진성능을 효과적으로 확보하도록 한다.That is, by the seismic force (vibration, impact) generated by the earthquake through the reinforcing frame 50 and the anti-vibration pad 60 installed in the earthquake-resistant frame 21 that connect the earthquake-resistant frame 21 to each other. By preventing the damage and breakage of the earthquake-resistant frame 21 in advance and strengthening the structural safety of the earthquake-resistant device 100 of the structure using the rotational friction amplifying damper of the present invention, the rotational friction amplifying damper of the present invention when an earthquake occurs To effectively secure the seismic performance of the structure through the seismic device 100 of the used structure.

상기와 같은 구성요소로 이루어지는 본 발명의 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)는 지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물(1)의 상부에 상기 변위 프레임(10)을 설치하고, 지진에 의해 구조물(1)의 상부가 상기 변위 프레임(10)과 함께 흔들리면, 상기 변위 프레임(10)과 연결되는 상기 회전수단(20)을 통해 구조물(1)이 흔들리는 힘을 회전력으로 변환하고, 그 변환된 회전력은 상기 마찰수단(30)을 통해 마찰 소실되는 방식으로 구조물에 발생하는 충격(흔들림)을 해소할 수 있어 매우 안정적으로 구조물의 내진성능을 보강할 수 있는 효과가 있다.The earthquake-resistant device 100 for a structure using the rotational friction amplification damper of the present invention comprising the above components installs the displacement frame 10 on the upper part of the structure 1 in which a large displacement occurs due to an earthquake, When the upper part of the structure 1 is shaken together with the displacement frame 10 by the The converted rotational force is effective in reinforcing the earthquake-resistant performance of the structure in a very stable manner because it is possible to resolve the impact (shake) generated in the structure in such a way that friction is lost through the friction means 30 .

또한, 상기 변위 프레임(10)과 회전수단(20) 및 마찰수단(30)의 설치 곤란성이 없어 장치의 매우 편리한 설치 적용을 유도할 수 있어 장치의 우수한 사용범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is no difficulty in installing the displacement frame 10 , the rotating means 20 and the friction means 30 , so it is possible to induce a very convenient installation and application of the device, thereby securing excellent usability of the device.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)는 다음과 같이 지진으로부터 구조물(1)을 안정적으로 보호한다.The earthquake-resistant apparatus 100 of a structure using a rotational friction amplification damper according to an embodiment of the present invention having the above configuration stably protects the structure 1 from an earthquake as follows.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 지진에 의해 구조물(1)에 흔들림이 발생하면, 회전수단(20)은 구조물(1)이 흔들리면서 발생하는 힘을 회전력으로 변환하여 상기 회전수단(20)의 회전편(23)이 좌우 방향으로 회동되게 한다.First, when shaking occurs in the structure 1 due to an earthquake as shown in FIG. 4A , the rotation means 20 converts the force generated while the structure 1 shakes into rotational force to rotate the rotation means 20 . The piece 23 is rotated in the left and right direction.

그러면, 도 4b에 도시된 바와 같이 마찰수단(30)의 회전댐퍼(32)는 상기 회전편(23)의 회전력을 전달받아 회전되면서 마찰패드(33)와 마찰되어 자연스럽게 상기 회전댐퍼(32)의 회전력을 소멸시키는 방식으로 지진에 의해 구조물(1)이 흔들리는 힘을 해소하도록 한다.Then, as shown in FIG. 4B , the rotation damper 32 of the friction means 30 is rotated by receiving the rotational force of the rotation piece 23 and is rubbed against the friction pad 33 naturally of the rotation damper 32 . In such a way that the rotational force is dissipated, the force that shakes the structure 1 by the earthquake is eliminated.

따라서 본 발명의 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치(100)는 지진으로부터 구조물(1)을 안전하게 보호하도록 한다.Therefore, the seismic device 100 of the structure using the rotational friction amplification damper of the present invention safely protects the structure 1 from earthquakes.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, which are illustrative and not limited to the above-described embodiments, those of ordinary skill in the art will realize that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. point can be understood. In addition, it goes without saying that modifications by those skilled in the art are possible within the scope of not impairing the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of claiming the right in the present invention will not be defined within the scope of the detailed description, but will be limited by the claims and its technical spirit to be described later.

1. 구조물
10. 변위 프레임 20. 회전수단
21. 내진 프레임 22. 전달편
23. 회전편 30. 마찰수단
31. 기어 이 32. 회전댐퍼
33. 마찰패드 40. 안내수단
41. 안내편 42. 안내로
50. 보강 프레임 60. 방진패드
100. 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치1. structure
10. Displacement frame 20. Rotating means
21. Seismic frame 22. Delivery service
23. Rotating piece 30. Friction means
31. Gear teeth 32. Rotation damper
33. Friction pad 40. Guide means
41. Guideway 42. Guideway
50. Reinforcement frame 60. Anti-vibration pad
100. Seismic device of structure using rotational friction amplification damper

Claims (5)

지진에 의한 구조물(1)의 내진성능을 강화시키는 구조물의 내진장치에 있어서,
지진에 의해 큰 변위가 발생하는 구조물(1)의 상부에 결합되어 구조물(1)과 함께 흔들리는 변위 프레임(10);
상기 변위 프레임(10)과 연결되어 구조물(1)과 함께 흔들리는 상기 변위 프레임(10)으로부터 흔들림(진동)을 전달받아 회전력을 발생시키는 회전수단(20); 및
상기 회전수단(20)을 통해 발생된 회전력을 마찰 소실하여 구조물(1)의 흔들림에 의한 힘을 해소하는 하나 이상의 마찰수단(30);을 포함하여 구성되며,
상기 회전수단(20)은 지면 또는 구조물(1)의 하부에 결합 고정되며, 상기 변위 프레임(10)과 마주보게 위치되어 수직으로 길게 직립되는 평평한 판 형상의 내진 프레임(21)과, 상기 변위 프레임(10) 상에 형성되는 것으로, 상기 내진 프레임(21) 측으로 돌출 형성되는 전달편(22)과, 상기 내진 프레임(21)의 상부에 상기 내진 프레임(21)에 대하여 상대회동 가능하게 연결되되, 상부는 상기 전달편(22)과 연결되어 구조물(1)과 함께 상기 변위 프레임(10)이 흔들리면 상기 전달편(22)을 통해 흔들림을 전달받아 상기 내진 프레임(21)을 기준으로 회동되는 회전편(23)을 포함하여 구성되며,
상기 마찰수단(30)은 상기 회전편(23)의 하부에 형성되는 기어 이(31)와, 상기 내진 프레임(21) 상에 회전 가능하게 결합되며, 외주면에는 상기 기어 이(31)와 치합되는 기어 이(32a)가 형성되어 상기 회전편(23)이 회동하면 회전력을 전달받아 함께 회전하는 환형의 회전댐퍼(32)와, 상기 내진 프레임(21) 상에 결합 고정되되, 일면이 상기 회전댐퍼(32)와 접촉 마찰되는 마찰패드(33)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전마찰 증폭댐퍼를 이용한 구조물의 내진장치.In the seismic device for strengthening the seismic performance of the structure (1) due to an earthquake,
Displacement frame 10 coupled to the upper portion of the structure (1) in which a large displacement occurs due to an earthquake and swaying together with the structure (1);
a rotating means 20 connected to the displacement frame 10 and receiving shaking (vibration) from the displacement frame 10 shaking together with the structure 1 to generate a rotational force; and
One or more friction means 30 for relieving the force caused by shaking of the structure 1 by friction dissipating the rotational force generated through the rotation means 20;
The rotation means 20 is coupled and fixed to the ground or the lower part of the structure 1, and is positioned to face the displacement frame 10 and has a flat plate-shaped earthquake-resistant frame 21 that is vertically upright, and the displacement frame (10) is formed on, the transmission piece 22 that is formed to protrude toward the earthquake-resistant frame 21, and is connected to the upper portion of the earthquake-resistant frame 21 so as to be rotatable relative to the earthquake-resistant frame 21, The upper part is connected to the transmission piece 22, and when the displacement frame 10 shakes together with the structure 1, it receives the shaking through the transmission piece 22 and rotates based on the earthquake-resistant frame 21. (23) comprising;
The friction means 30 is rotatably coupled to the gear teeth 31 formed on the lower portion of the rotating piece 23 and the earthquake-resistant frame 21, and is engaged with the gear teeth 31 on the outer peripheral surface. When the gear teeth 32a are formed and the rotating piece 23 rotates, an annular rotation damper 32 that receives rotational force and rotates together, is coupled and fixed on the earthquake-resistant frame 21, and one surface is the rotation damper An earthquake-resistant device for a structure using a rotational friction amplifying damper, characterized in that it comprises a friction pad (33) in contact with and friction with (32). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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