KR20160086664A - Energy dissipation damper of original form restoration - Google Patents

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허종완
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is an energy dissipation damper of an original form restoration type. The energy dissipation damper of an original form restoration type of the present invention comprises: a first friction plate having a first plane surface; a second friction plate formed to be able to make a sliding relative movement in the direction of an X-axis to the first friction plate, which has a second plane surface which rubs itself against the first plane surface during the sliding relative movement; and a shape memory steel rod to connect the first friction plate and the second friction plate and to form restoration force in the opposite direction to the direction of the sliding relative movement. According to the present invention, the energy dissipation damper of an original form restoration type is made to automatically restore the original form after deformation has occurred due to a horizontal load applied to a structure, to be able to easily control the restoration force during installation, and to prevent remaining deformation even without replacement due to damage to the structure, thereby preventing occurrence of maintenance costs for restoration of the structure.

Description

원형복원형 에너지 소산 댐퍼{ENERGY DISSIPATION DAMPER OF ORIGINAL FORM RESTORATION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an energy dissipative damper,

본 발명은 원형복원형 에너지 소산 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조물 및 시설물에 설치되어 진동 저감 및 충격에 의한 구조물의 손상을 방지하면서도, 원형으로 자동복원이 가능하도록 이루어지는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a circular restoration type energy dissipating damper, and more particularly, to a circular restoration type energy dissipating damper which is installed in a structure and a facility to prevent damage to a structure due to vibration reduction and impact, To a damper.

전 세계적으로 자연재해에 대한 위험의 증가로 인하여 구조물은 일정 이상의 안전성이 요구되고 있다. 우리나라는 다양한 자연현상 가운데 지진으로부터 안전한 국가라는 인식과 더불어 구조물 최적화설계 및 붕괴방지에 대한 지식이 상당히 미흡한 실정이다. Due to the increased risk of natural disasters around the world, structures are required to have safety above a certain level. Korea is aware of various natural phenomena as a safe country from earthquakes, and knowledge about design optimization and prevention of collapse is insufficient.

따라서 국내의 구조물과 각종 시설물들은 지진재해에 대하여 더욱 취약할 수밖에 없는 상황에 놓여있다. 지진하중에 대응하기 위하여 구조물은 일정 하중 하에서 하중저항능력과 기능성의 요구를 충족시키고 경제적인 요인도 충족할 수 있어야 한다. 이에 따라 관련기술의 점차적인 발전으로 인하여 현재에는 내진설계의 일반화가 이루어지고 있다.Therefore, domestic structures and facilities are in a situation where they are more vulnerable to earthquake disasters. In order to cope with seismic loads, the structure must meet the requirements of load-resisting capacity and functionality under a constant load and satisfy economic factors. Therefore, due to the gradual development of related technologies, the generalization of seismic design is now being made.

이러한 일반화에 따라서 국내에서는 지진하중에 대하여 구조물의 무게를 지탱하면서 수평방향으로 부드럽게 변형할 수 있는 진동 격리용 받침 장치를 하부에 설치하는 면진장치와, 구조물 내부에서 지진하중에 직접적으로 대응하여 구조물의 감쇠 또는 강성 등을 국부적으로 변화시켜 능동적으로 제어하는 제진 장치가 개발되고 있으며, 비용과 안정도 측면에서 우수한 성능을 보유하고 있지만 변위제어와 유지보수 측면에서 문제점이 있다.In accordance with this generalization, in Korea, an earthquake-proof device is installed at the lower part of a vibration isolating support device capable of smoothly deforming in a horizontal direction while supporting the weight of the structure against earthquake load. A vibration damping device which actively controls damping or stiffness by locally changing the vibration damping device has been developed and has excellent performance in terms of cost and stability but has disadvantages in terms of displacement control and maintenance.

본 발명의 목적은, 본 발명의 목적은, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 설치시 복원력을 쉽게 조정할 수 있으며, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for automatically restoring a circular shape after deformation due to a horizontal load applied to a structure and capable of easily adjusting a restoring force at the time of installation, And to provide a circular restoration type energy dissipating damper that prevents deformation and prevents maintenance costs due to restoration of a structure.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1 평탄면을 갖는 제1 마찰플레이트; 상기 제1 마찰플레이트와 X축 방향으로 슬라이드 상대이동 가능하게 형성되고, 상기 슬라이드 상대이동시 상기 제1 평탄면과 마찰하는 제2 평탄면을 갖는 제2 마찰플레이트; 및 상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트를 연결하고, 상기 슬라이드 상대이동시 이동방향과 반대방향의 회복력을 형성하는 형상기억강봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼에 의하여 달성된다.The object is achieved according to the present invention by providing a friction plate comprising: a first friction plate having a first flat face; A second frictional plate having a second flat surface which is slidably movable relative to the first frictional plate in the X-axis direction and which frictionally contacts the first flat surface when the slide is moved relative to the first frictional plate; And a shape memory storage bar connecting the first friction plate and the second friction plate and forming a restoring force in a direction opposite to the moving direction of the slide relative.

상기 제1 평탄면은 상기 제1 마찰플레이트의 양단부에 각각 형성되고, 상기 제2 평탄면은 상기 제2 마찰플레이트의 양단부에 각각 형성되며, 상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트는, 상기 제1 평탄면 또는 제2 평탄면 사이에서 Y축 방향으로 서로 이격되며, 상기 형상기억강봉은, 상기 슬라이드 상대이동시 이동방향과 반대방향의 압축력을 형성하도록, 상기 제1 평탄면 또는 제2 평탄면 사이에서 상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트를 상기 Y축 방향으로 연결하도록 이루어질 수 있다.Wherein the first flat surface is formed at both ends of the first friction plate and the second flat surface is formed at both ends of the second friction plate, The first and second flat surfaces are spaced apart from each other in the Y-axis direction between the first flat surface and the second flat surface, and the shape memory steel bar is provided between the first flat surface and the second flat surface The first friction plate and the second friction plate may be connected to each other in the Y axis direction.

상기 제1 평탄면과 제2 평탄면에는 각각 상기 X축 방향으로 슬롯홀이 형성되고, 상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트는, 상기 제1 평탄면과 제2 평탄면 간 마찰력이 조정되도록 상기 슬롯홀을 통해 볼트와 너트로 결합되도록 이루어질 수 있다.The first flat surface and the second flat surface are respectively formed with slot holes in the X-axis direction, and the first friction plate and the second friction plate are formed such that the frictional force between the first flat surface and the second flat surface is adjusted And may be coupled with the bolt and nut through the slot hole.

상기 형상기억강봉은 제1 형상기억강봉 및 제2 형상기억강봉을 포함하고, 상기 제1 마찰플레이트 또는 제2 마찰플레이트에는 상기 X축 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이더가 결합되며, 상기 제1 형상기억강봉의 일단부는 상기 슬라이더에 결합되도록 이루어질 수 있다.Wherein the shape memory rigid bar includes a first shape memory rigid bar and a second shape memory rigid bar, a slider slidable in the X-axis direction is coupled to the first friction plate or the second friction plate, One end of the slider may be coupled to the slider.

상기 제1 마찰플레이트 또는 제2 마찰플레이트에는 상기 슬라이더가 상기 X축 방향으로 슬라이드 이동하는 레일홈이 형성되고, 상기 슬라이더의 슬라이드 이동거리를 제한하도록, 상기 레일홈에 삽입되는 이동제한수단을 포함하여 이루어질 수 있다.The first frictional plate or the second frictional plate is provided with a rail groove in which the slider slides in the X-axis direction, and a movement limiting means inserted in the rail groove so as to limit a sliding distance of the slider Lt; / RTI >

상기 이동제한수단은, 상기 슬라이더의 슬라이드이동시 탄성적으로 압축되는 압축스프링으로 이루어질 수 있다.The movement restricting means may comprise a compression spring elastically compressed when the slider slides.

본 발명에 의하면, X축 방향으로 서로 마찰하는 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트를 형상기억강봉이 Y축 방향으로 연결함으로써, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 설치시 복원력을 쉽게 조정할 수 있으며, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, by connecting the first friction plate and the second friction plate, which are in friction with each other in the X-axis direction, in the Y-axis direction by the shape memory steel bar, the strain is automatically restored to the circular shape after the deformation due to the horizontal load applied to the structure The present invention can provide a circular restoration type energy dissipating damper which can easily adjust the restoring force at the time of installation and prevent the maintenance deformation due to restoration of the structure by preventing the residual deformation without replacement operation due to the damage of the structure.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 적용상태를 나타내는 사시도.
도 3은 도 1의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 작동상태를 나타내는 도면.
도 4는 도 1의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 응력-변형률 선도를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 슬라이더 및 이동제한수단을 나타내는 도면.1 is a perspective view showing a circular restoration type energy dissipating damper according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a perspective view showing an application state of the circular restoration type energy dissipating damper of Fig. 1; Fig.
3 is a view showing an operating state of the circular restoration type energy dissipating damper of FIG.
4 is a diagram showing a stress-strain diagram of the circular restoration type energy dissipating damper of FIG. 1;
5 is a perspective view illustrating a circular restoration type energy dissipating damper according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing a slider and movement restricting means of the circular restoration type energy dissipating damper of FIG. 5;

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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

본 발명의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼는, 구조물에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 설치시 복원력을 쉽게 조정할 수 있으며, 구조물의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어진다.The circular restoration type energy dissipative damper of the present invention is automatically restored to a circular shape after deformation due to a horizontal load applied to the structure, and can easily adjust the restoring force at the time of installation, So that the maintenance cost due to restoration of the structure does not occur.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼를 나타내는 사시도, 도 2는 도 1의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 적용상태를 나타내는 사시도, 도 3은 도 1의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 작동상태를 나타내는 도면, 도 4는 도 1의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 응력-변형률 선도를 나타내는 도면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼를 나타내는 사시도, 도 6은 도 5의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼의 슬라이더 및 이동제한수단을 나타내는 도면.FIG. 1 is a perspective view showing a circular restoration type energy dissipating damper according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an application state of the circular restoring type energy dissipating damper of FIG. 1, Fig. 5 is a perspective view showing a circular restoration type energy dissipating damper according to another embodiment of the present invention. Fig. 4 is a view showing a stress-strain curve of the circular restoration type energy dissipating damper of Fig. And Fig. 6 is a view showing a slider and movement restricting means of the circular restored energy dissipating damper of Fig.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(1)는, 구조물(100) 및 시설물에 설치되어 진동 저감 및 충격에 의한 구조물(100)의 손상을 방지하면서도 원형으로 자동복원이 가능하도록 이루어지며, 제1 마찰플레이트(10), 제2 마찰플레이트(20) 및 형상기억강봉(30)을 포함하여 구성된다. 1 and 2, a circular restoration type energy dissipative damper 1 according to an embodiment of the present invention includes a structure 100 and a structure 100 installed on the facility to reduce the vibration of the structure 100 The first friction plate 10, the second friction plate 20, and the shape memory steel bar 30 are constructed so as to be automatically restored to a circular shape while preventing damage.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20)는 X축 방향(X)으로 서로 슬라이드 상대이동 가능하게 결합되는 구성으로서, 각각 X축 방향(X)으로 길게 형성된다. As shown in Fig. 1, the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are configured such that they are slidably and movably coupled to each other in the X-axis direction X, .

X축 방향(X)은 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20)의 길이방향을 의미하며, 본 발명의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(1)는 가새 대신 구조물(100)에 결합되어 X축 방향(X)으로 인장되거나 수축되며, 신축과정에서 구조물(100)에 가해지는 수평방향의 외력을 소산시키게 된다. The X-axis direction X means the longitudinal direction of the first friction plate 10 and the second friction plate 20, and the circular restoration type energy dissipating damper 1 of the present invention is coupled to the structure 100 instead of the brace. And is stretched or contracted in the X-axis direction X to dissipate the horizontal external force applied to the structure 100 in the stretching process.

도시되지는 않았으나, 에너지 소산 댐퍼(1)는 X축 방향(X)으로 설치된 가새의 단부나 중간에 결합될 수도 있다. 물론, 구조물과 면진받침 사이에 횡방향으로 설치되어 면진장치의 횡방향 변위에 의한 파괴를 방지하고 구조물에 작용하는 지진에너지의 전달을 감소 시키는데에 사용될 수도 있다.Although not shown, the energy dissipating damper 1 may be coupled to the end or middle of the brace provided in the X-axis direction X. [ Of course, it may be installed laterally between the structure and the seismic bearing to prevent breakage due to transverse displacement of the seismic isolation device and to reduce the transmission of seismic energy acting on the structure.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10)에는 제1 평탄면(10A)이 형성되고, 제2 마찰플레이트(20)에는 제2 평탄면(20A)이 형성된다. As shown in FIG. 1, a first flat surface 10A is formed on the first friction plate 10, and a second flat surface 20A is formed on the second friction plate 20. As shown in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20)는 외력 인가서 서로 가까워지거나 멀어지는 방향 즉, X축 방향(X)으로 슬라이드 이동하게 되며, 이때 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A)은 X축 방향(X)으로 서로 마찰하여 외력을 흡수한다. As shown in FIG. 3, the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are slid in the X-axis direction X in the direction of approaching or moving away from each other with an external force, The first flat surface 10A and the second flat surface 20A rub against each other in the X-axis direction X to absorb an external force.

바람직하게는, 제1 평탄면(10A)은 제1 마찰플레이트(10)의 양단부에 각각 형성되고, 제2 평탄면(20A)은 제2 마찰플레이트(20)의 양단부에 각각 형성되어 외력 인가시 각각 마찰력을 형성하게 된다.Preferably, the first flat surface 10A is formed at both end portions of the first friction plate 10, and the second flat surface 20A is formed at both end portions of the second friction plate 20, Respectively.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20)의 단부에는 각각 가새플레이트(G)에 볼트(미도시)로 결합되는 결합부(11, 21)가 형성된다. 결합부(11, 21)에는 볼트가 삽입되는 결합홀(11a, 21a)이 형성된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the ends of the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are provided with engaging portions 11 and 21 (not shown) which are bolted to the brace plate G Is formed. The coupling portions 11 and 21 are formed with coupling holes 11a and 21a into which bolts are inserted.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20)에는 각각 설치홀(H)이 형성된다. 설치홀(H)은 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A)을 볼트(B)와 너트(N)로 결합하기 위한 공간으로서, 서로 마찰하는 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A) 중 어느 하나에 형성된다. As shown in FIG. 1, mounting holes H are formed in the first friction plate 10 and the second friction plate 20, respectively. The mounting hole H is a space for coupling the first flat surface 10A and the second flat surface 20A with the bolts B and N and includes a first flat surface 10A and a second flat surface 10B, 2 flat surface 20A.

제1 평탄면(10A) 및 제2 평탄면(20A)에는 X방향(X)으로 긴 슬롯홀(SH)이 형성된다. 슬롯홀(SH)은 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A)이 서로 대향하는 위치에 형성되며, 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)는 슬롯홀(SH)을 통해 볼트(B) 및 너트(N)로 결합된다. A slot hole SH extending in the X direction X is formed on the first flat surface 10A and the second flat surface 20A. The first frictional plate 10 and the second frictional plate 20 are formed at positions where the first flat surface 10A and the second flat surface 20A face each other and the slotted holes SH (B) and a nut (N).

제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)가 볼트(B)와 너트(N)로 결합되면, 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)의 X방향(X) 상대이동거리는 볼트(B)의 직경을 무시하는 경우 슬롯홀(SH) 길이의 2배에 대응된다. When the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are coupled by the bolts B and the nuts N in the X direction X of the first friction plate 10 and the second friction plate 20, The relative movement distance corresponds to twice the length of the slot hole SH when the diameter of the bolt B is neglected.

도시되지는 않았으나, 제1 마찰플레이트(10)에 형성되는 슬롯홀(SH)과 제2 마찰플레이트(20)에 형성되는 슬롯홀(SH)은 서로 다른 길이로 형성될 수 있으며, 이때 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)의 X방향(X) 상대이동거리는 볼트(B)의 직경을 무시하는 경우 슬롯홀(SH) 길이의 합에 대응된다. Although not shown, the slot hole SH formed in the first friction plate 10 and the slot hole SH formed in the second friction plate 20 may be formed to have different lengths, The relative movement distance of the plate 10 and the second friction plate 20 in the X direction X corresponds to the sum of the lengths of the slot holes SH when the diameter of the bolt B is neglected.

제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A) 간의 마찰력은 볼트(B)와 너트(N)의 결합력에 의해 조정된다. 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A) 간 마찰력은 볼트(B)와 너트(N)의 결합력에 비례하여 커지거나 작아진다. The frictional force between the first flat surface 10A and the second flat surface 20A is adjusted by the coupling force between the bolt B and the nut N. [ The frictional force between the first flat surface 10A and the second flat surface 20A becomes larger or smaller in proportion to the coupling force between the bolt B and the nut N. [

도 1에 도시된 바와 같이, 슬롯홀(SH)은 복수 개로 형성될 수 있으며, 슬롯홀(SH)의 개수는 볼트(B)와 너트(N)의 결합력과 비례하므로 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A) 간 마찰력은 슬롯홀(SH)의 개수에 의해 조정될 수 있다. The number of the slot holes SH is proportional to the coupling force between the bolts B and the nuts N so that the number of the slot holes SH is not limited to the number of the first flat surfaces 10A, And the second flat surface 20A can be adjusted by the number of the slot holes SH.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 형상기억강봉(30)은 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)의 슬라이드 상대이동시 이동방향과 반대방향의 회복력을 형성하는 구성으로서, Y축 방향(Y)으로 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)를 연결하는 형태로 이루어진다. As shown in Figs. 1 and 3, the shape memory steel bar 30 has a structure for forming a restoring force in a direction opposite to the moving direction of the first friction plate 10 and the second friction plate 20 when the slide member is moved relative to the first friction plate 10, And the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are connected to each other in the Y-axis direction (Y).

보다 자세하게는, 형상기억강봉(30)은 제1 평탄면(10A)(또는 제2 평탄면(20A)) 사이에서 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)를 Y축 방향(Y)으로 연결한다. Y축 방향(Y)은 X축 방향(X)과 직각방향을 의미하며, 또한 이는 형상기억강봉(30)이 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)를 최단거리로 연결하는 것을 의미한다. More specifically, the shape memory rigid bar 30 rotates the first friction plate 10 and the second friction plate 20 in the Y-axis direction (in the Y-axis direction) between the first flat surface 10A (or the second flat surface 20A) Y). The Y-axis direction Y indicates a direction perpendicular to the X-axis direction X. This means that the shape memory rigid bar 30 connects the first friction plate 10 and the second friction plate 20 at the shortest distance .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)는, 제1 평탄면(10A) 또는 제2 평탄면(20A) 사이에서 Y축 방향(Y)으로 서로 이격되는 형태로 형성되며, 형상기억강봉(30)은 양단부가 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)를 최단거리로 연결하게 된다. 1 to 3, the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are arranged between the first flat surface 10A and the second flat surface 20A in the Y-axis direction Y And both end portions of the shape memory rigid bar 30 are connected to each other by the shortest distance between the first friction plate 10 and the second friction plate 20. [

도 3에 도시된 바와 같이, 형상기억강봉(30)의 양단부는 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)에 회전 및 이동이 구속되는 형태로 결합된다. As shown in Fig. 3, both ends of the shape memory steel bar 30 are coupled to the first friction plate 10 and the second friction plate 20 so that their rotation and movement are constrained.

형상기억강봉(30)의 양단부가 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20)에 각각 회전이 구속되는 형태로 결합되면, 도 3(b) 및 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)의 X축 방향(X)의 양방향 상대이동시 각각 인장되는 동시에 휨변형되며, 휨변형에 의해 외력에 대한 에너지 소산량이 증가하는 동시에 원형으로 회복하는 형상기억합금의 회복력이 증가하는 이점이 있다.When the both ends of the shape memory rigid bar 30 are coupled to the first friction plate 10 and the second friction plate 20 in such a manner that their rotations are constrained respectively, as shown in Figs. 3 (b) and 3 Likewise, when the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are bi-directionally moved relative to each other in the X-axis direction X relative to each other, the first friction plate 10 and the second friction plate 20 are flexibly deformed. There is an advantage that the resilience of the shape memory alloy restored to the shape memory alloy increases.

형상기억강봉(30)은 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 형상기억강봉(30)은 외력에 의해 인장변형된 후 열이 가해지지 않더라도 자체적으로 원래 상태로 복귀된다.The shape memory rigid bar 30 is formed of a super-elastic shape memory alloy. A superelastic shape memory alloy (superelasticity shape memory alloy) is a metal that has the property of restoring to its original shape at room temperature even after the plastic deformation is applied, even though heat is not applied. Therefore, the shape memory rigid bar 30 is returned to its original state even if heat is not applied after tensile deformation due to external force.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(1)의 한 일(③)은 형상기억강봉(30)의 변형-복원 응력(F1)과 상대이동거리(δ)에 의한 일(①) 및 제1 평탄면(10A)과 제2 평탄면(20A) 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.4, one (③) of the circular restoration type energy dissipative damper 1 of the present invention is formed by the deformation-restoring stress F1 of the shape memory rigid bar 30 and the relative movement distance delta Can be numerically expressed by the sum of the work (1) and the work (2) by the frictional force F2 between the first flat surface 10A and the second flat surface 20A and the relative movement distance delta, And can be illustrated by a displacement history curve.

본 발명의 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(1)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 형상기억강봉(30)의 형태회복에 의해 원상으로 회복되고, 이에 따라 마찰댐퍼의 소형화 및 경량화를 꾀할 수 있게 된다. The circular restoration type energy dissipative damper 1 of the present invention can absorb energy as a displacement by a large force (F3 = F1 + F2) as compared with a conventional friction damper that exhibits vibration damping performance only depending on the frictional force F2 After the deformation, the shape recovery is recovered to the original shape by the recovery of the shape of the shape-memory rigid bar 30, thereby making it possible to reduce the size and weight of the friction damper.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(2)는, 외력 인가시 복수의 형상기억강봉(30) 중 일부 형상기억강봉(30)의 외력 흡수 시점을 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20) 간 상대이동 거리에 따라 다르게 형성할 수 있다. 5, the circular restoration type energy dissipating damper 2 according to another embodiment of the present invention is configured such that, when an external force is applied, Can be formed differently depending on the relative movement distance between the first friction plate (10) and the second friction plate (20).

형상기억강봉(30)은 제1 형상기억강봉(31) 및 제2 형상기억강봉(32)을 포함하여 구성된다. The shape memory rigid bar 30 includes a first shape memory rigid bar 31 and a second shape memory rigid bar 32.

제1 형상기억강봉(31)은 일단부가 슬라이더(SL)에 결합되고 타단부는 제1 마찰플레이트(10) 또는 제2 마찰플레이트(20)에 결합되며, 제2 형상기억강봉(32)은 양단부가 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)에 결합된다. One end of the first shape memory rigid bar 31 is coupled to the slider SL and the other end is coupled to the first friction plate 10 or the second friction plate 20, Is coupled to the first friction plate (10) and the second friction plate (20).

슬라이더(SL)는 제1 마찰플레이트(10) 또는 제2 마찰플레이트(20)에서 X축 방향(X)으로 슬라이드이동가능하게 형성되는 구성으로서, 제1 마찰플레이트(10) 또는 제2 마찰플레이트(20)에는 슬라이더(SL)가 X축 방향(X)으로 슬라이드 이동하는 레일홈(RH)이 형성된다. The slider SL is configured to be slidable in the X-axis direction X on the first friction plate 10 or the second friction plate 20 so that the first friction plate 10 or the second friction plate 20 20, a rail groove RH in which the slider SL slides in the X-axis direction X is formed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(2)는, 외력 인가시 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20) 간 상대이동과 함께 제2 형상기억강봉(32)이 인장 및 휨변형되어 외력을 흡수하게 되고, 제1 형상기억강봉(31)은 슬라이더(SL)가 레일을 따라 X축 방향(X)으로 이동할 수 있는 제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20) 간 상대이동거리까지는 변형되지 않는다. The circular restoration type energy dissipating damper 2 according to another embodiment of the present invention is configured such that when the external force is applied, the second shape memory steel bar 32 is moved together with the relative movement between the first friction plate 10 and the second friction plate 20, The first shape memory rigid bar 31 has a first friction plate 10 on which the slider SL can move along the rail in the X axis direction X and a second friction plate 10 on which the second friction plate 10 can move along the rail in the X- The relative movement distance between the plates 20 is not deformed.

제1 마찰플레이트(10) 및 제2 마찰플레이트(20) 간 상대이동거리가 슬라이더(SL)가 레일을 따라 X축 방향(X)으로 이동할 수 있는 거리보다 커지면 제1 형상기억강봉(31)의 일단부는 레일홈(RH)이 형성된 제1 마찰플레이트(10) 또는 제2 마찰플레이트(20)와 함께 이동하게 되며, 제1 형상기억강봉(31)의 인장 및 휨변형이 개시된다. When the relative movement distance between the first friction plate 10 and the second friction plate 20 is greater than the distance that the slider SL can move in the X axis direction X along the rail, The one end portion is moved together with the first friction plate 10 or the second friction plate 20 on which the rail groove RH is formed and the tensile and flexural deformation of the first shape memory steel bar 31 is started.

본 발명의 다른 실시예에 따른 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(2)는, 구조물이나 설치물의 제진설계에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 즉, 초기 제진성능보다 중기나 후기 제진성능이 더 요구되는 구조물이나, 외력 인가시 일정량의 초기 변형이 허용되는 구조물이나 시설물에 사용되는 경우 특히 효과적으로 사용할 수 있다. The circular restoration type energy dissipating damper 2 according to another embodiment of the present invention can be utilized variously according to the vibration suppression design of the structure or the installation. That is, it can be effectively used when it is used in a structure requiring medium or late damping performance rather than initial damping performance, or when it is used in a structure or facility where a certain amount of initial deformation is allowed when an external force is applied.

도 6에 도시된 바와 같이, 레일홈(RH)에는 슬라이더(SL)의 슬라이드 이동거리를 제한하는 이동제한수단(MS)이 선택적으로 삽입되어 결합될 수 있다. As shown in FIG. 6, a movement limiting means MS for limiting the sliding distance of the slider SL may be selectively inserted into the rail groove RH.

이동제한수단(MS)이 레일홈(RH)에 선택적으로 삽입되거나 분리되면, 제1 형상기억합금의 인장 및 휨변형이 요구되는 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20) 간 상대이동거리에 따라 다양한 X축 방향(X) 길이를 갖는 이동제한수단(MS)을 선택적으로 삽입하거나 분리함으로써, 제1 형상기억강봉(31)의 인장 및 휨변형이 요구되는 시점을 용이하게 형성할 수 있는 이점이 있다. When the movement limiting means MS is selectively inserted into or separated from the rail groove RH, the relative movement between the first friction plate 10 and the second friction plate 20, which require tensile and flexural deformation of the first shape memory alloy, By selectively inserting or separating the movement restricting means MS having various lengths in the X-axis direction (X) according to the movement distance, it is possible to easily form a time point required for tensile and flexural deformation of the first shape memory rigid bar 31 There is an advantage to be able to.

이동제한수단(MS)은, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 경한 재질의 블록형태로 이루어질 수도 있고, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 압축스프링으로 이루어질 수도 있다. The movement restricting means MS may be formed in a block shape of a light material as shown in Fig. 6 (a) or may be made of a compression spring as shown in Fig. 6 (b).

이동제한수단(MS)이 압축스프링으로 이루어지면 슬라이더(SL)의 슬라이드이동시, 이동제한수단(MS)이 외력을 탄성적으로 흡수함으로써 에너지 소산능이 향상되며, 또한 제1 형상기억강봉(31)에 의한 에너지 소산형태를 다양하고 보다 세밀하게 설계할 수 있는 이점이 있다.When the movement restricting means MS is made of a compression spring, the movement restricting means MS elastically absorbs the external force when sliding the slider SL, thereby improving the energy dissipating ability. Further, The energy dissipation pattern can be variously and finely designed.

본 발명에 의하면, X축 방향(X)으로 서로 마찰하는 제1 마찰플레이트(10)와 제2 마찰플레이트(20)를 형상기억강봉(30)이 Y축 방향(Y)으로 연결함으로써, 구조물(100)에 가해지는 수평하중에 의해 변형이 발생한 후 원형으로 자동복원되도록 이루어지고, 설치시 복원력을 쉽게 조정할 수 있으며, 구조물(100)의 손상으로 인한 교체작업 없이도 잔류변형이 방지되어 구조물(100) 복원으로 인한 유지보수 비용이 발생하지 않도록 이루어지는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼(1,2)를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, by connecting the first friction plate 10 and the second friction plate 20, which friction with each other in the X-axis direction X, to the shape memory rigid bar 30 in the Y-axis direction Y, The structure 100 is automatically restored to its original shape after the deformation due to the horizontal load applied to the structure 100. The restoring force can be easily adjusted during installation and the residual deformation is prevented without replacement operation due to damage of the structure 100, It is possible to provide a circular restoration type energy dissipation damper (1, 2) which does not cause maintenance cost due to restoration.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

1 : 에너지 소산 댐퍼 100 : 구조물
10 : 제1 마찰플레이트 100A : 기둥
20 : 제2 마찰플레이트 100B : 보
30 : 형상기억강봉 G : 가새플레이트
10A : 제1 평탄면 20A : 제2 평탄면
SH : 슬롯홀 21 : 결합부
B : 볼트 21a : 결합홀
N : 너트 31 : 제1 형상기억강봉
RH : 레일홈 32 : 제2 형상기억강봉
MS : 이동제한수단 SL : 슬라이더
H : 설치홀
11 : 결합부
11a : 결합홀1: Energy dissipation damper 100: Structure
10: First friction plate 100A: Column
20: second friction plate 100B: beam
30: Shape memory steel rod G: Brace plate
10A: first flat surface 20A: second flat surface
SH: slot hole 21: engaging portion
B: Bolt 21a: Coupling hole
N: Nut 31: First shape memory steel bar
RH: rail groove 32: second shape memory steel bar
MS: movement restricting means SL: slider
H: Installation hole
11:
11a: Coupling hole

Claims (6)

제1 평탄면을 갖는 제1 마찰플레이트;
상기 제1 마찰플레이트와 X축 방향으로 슬라이드 상대이동 가능하게 형성되고, 상기 슬라이드 상대이동시 상기 제1 평탄면과 마찰하는 제2 평탄면을 갖는 제2 마찰플레이트; 및
상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트를 연결하고, 상기 슬라이드 상대이동시 이동방향과 반대방향의 회복력을 형성하는 형상기억강봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼.
A first friction plate having a first flat face;
A second frictional plate having a second flat surface which is slidably movable relative to the first frictional plate in the X-axis direction and which frictionally contacts the first flat surface when the slide is moved relative to the first frictional plate; And
And a shape memory storage bar connecting the first friction plate and the second friction plate and forming a restoring force in a direction opposite to a moving direction of the slide relative movement.
제1항에 있어서,
상기 제1 평탄면은 상기 제1 마찰플레이트의 양단부에 각각 형성되고,
상기 제2 평탄면은 상기 제2 마찰플레이트의 양단부에 각각 형성되며,
상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트는, 상기 제1 평탄면 또는 제2 평탄면 사이에서 Y축 방향으로 서로 이격되며,
상기 형상기억강봉은, 상기 슬라이드 상대이동시 이동방향과 반대방향의 압축력을 형성하도록, 상기 제1 평탄면 또는 제2 평탄면 사이에서 상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트를 상기 Y축 방향으로 연결하는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼.
The method according to claim 1,
Wherein the first flat surface is formed at both ends of the first friction plate,
The second flat surface is formed at both ends of the second friction plate,
Wherein the first friction plate and the second friction plate are spaced apart from each other in the Y-axis direction between the first flat surface or the second flat surface,
Wherein the shape memory rigid bar connects the first friction plate and the second friction plate in the Y axis direction between the first flat surface or the second flat surface so as to form a compressive force in a direction opposite to the moving direction of the slide relative Wherein the energy dissipative damper is a circular restoration type energy dissipating damper.
제1항에 있어서,
상기 제1 평탄면과 제2 평탄면에는 각각 상기 X축 방향으로 슬롯홀이 형성되고,
상기 제1 마찰플레이트와 제2 마찰플레이트는, 상기 제1 평탄면과 제2 평탄면 간 마찰력이 조정되도록 상기 슬롯홀을 통해 볼트와 너트로 결합되는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼.
The method according to claim 1,
A slot hole is formed in the X-axis direction on each of the first flat surface and the second flat surface,
Wherein the first frictional plate and the second frictional plate are coupled by a bolt and a nut through the slot hole so that frictional force between the first flat surface and the second flat surface is adjusted.
제1항에 있어서,
상기 형상기억강봉은 제1 형상기억강봉 및 제2 형상기억강봉을 포함하고,
상기 제1 마찰플레이트 또는 제2 마찰플레이트에는 상기 X축 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이더가 결합되며,
상기 제1 형상기억강봉의 일단부는 상기 슬라이더에 결합되는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼.
The method according to claim 1,
Wherein the shape memory rigid bar includes a first shape memory rigid bar and a second shape memory rigid bar,
A slider slidable in the X-axis direction is coupled to the first friction plate or the second friction plate,
And one end of the first shape memory storage bar is coupled to the slider.
제4항에 있어서,
상기 제1 마찰플레이트 또는 제2 마찰플레이트에는 상기 슬라이더가 상기 X축 방향으로 슬라이드 이동하는 레일홈이 형성되고,
상기 슬라이더의 슬라이드 이동거리를 제한하도록, 상기 레일홈에 삽입되는 이동제한수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼.
5. The method of claim 4,
A rail groove is formed in the first friction plate or the second friction plate so that the slider slides in the X-axis direction,
And a movement restricting means inserted in the rail groove to limit a sliding distance of the slider.
제5항에 있어서,
상기 이동제한수단은, 상기 슬라이더의 슬라이드이동시 탄성적으로 압축되는 압축스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원형복원형 에너지 소산 댐퍼.
6. The method of claim 5,
Wherein the movement restricting means comprises a compression spring elastically compressed when sliding the slider.
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