KR102665365B1 - Rigidity control typed tuned mass damper and the construction method for the same - Google Patents
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Abstract
강성조절장치의 설치에 따른 스프링의 각도 조절을 통해 스프링의 강성을 조절하고 공진점 동조화를 수행함으로써 기존의 TMD와 달리 TMD 해체 및 재설치가 불필요하며, 또한, 모듈러 건축물 등의 바닥 진동 특성 범위 내에서 TMD 구성요소를 규격화하여 주문 조립(ATO) 방식으로 설계함으로써 TMD 설치시간을 대폭 감소시킬 수 있고, 또한, 현장에서 대상 주파수비를 1에 가깝게 조절스프링의 각도가 조절되도록 TMD 강성을 조절함으로써 충격에 의한 바닥 진동을 저감시킬 수 있는, 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법이 제공된다.By adjusting the stiffness of the spring and tuning the resonance point by adjusting the angle of the spring according to the installation of the stiffness adjustment device, there is no need to dismantle and reinstall the TMD, unlike existing TMDs. In addition, the TMD is within the range of floor vibration characteristics of modular buildings, etc. By standardizing the components and designing them using the assembly-to-order (ATO) method, the TMD installation time can be significantly reduced. Additionally, by adjusting the TMD rigidity in the field so that the angle of the adjustment spring is adjusted so that the target frequency ratio is close to 1, it can prevent shock damage. A stiffness-adjustable tuned mass damper capable of reducing floor vibration and its construction method are provided.
Description
본 발명은 강성조절형 동조질량댐퍼에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 모듈러 건축물, 교량 등의 바닥진동 저감을 위한 동조질량댐퍼(Tuned Mass Damper; 이하 TMD)에서 스프링 각도를 미세조절할 수 있는 강성조절장치를 구비하는, 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rigidity-adjustable tuned mass damper, and more specifically, a rigidity adjustment device that can finely adjust the spring angle in a tuned mass damper (TMD) for reducing floor vibration of modular buildings, bridges, etc. It relates to a rigidity-adjustable tunable mass damper and its construction method, which includes a.
일반적으로, 동조질량댐퍼(이하 TMD라고도 함)는 제진장치로서, 주로 고층건물이나 선박의 흔들림 거동을 감소시키기 위해 적용되었으며, 이후 건축 및 토목 구조물의 풍응답 제어를 위해서도 적용되고 있다.In general, a tuned mass damper (hereinafter also referred to as TMD) is a vibration control device, mainly applied to reduce the shaking behavior of high-rise buildings or ships, and has since been applied to control wind response of buildings and civil engineering structures.
이러한 TMD는 구조물에 가해지는 가진주파수와 감쇠기(댐퍼)의 고유진동수의 관계를 이용하여 구조물에 발생하는 진동을 흡수하는 제진장치를 말한다.This TMD refers to a vibration isolation device that absorbs vibration occurring in a structure by using the relationship between the excitation frequency applied to the structure and the natural frequency of the damper.
즉, 대상 구조물이 특정 주파수에서 공진 또는 그에 준하는 진동이 발생하는 경우, 대상 주파수를 고유진동수로 갖는 시스템에서, 주파수비가 1인 질량댐퍼를 부착하여 해당 진동 에너지를 흡수 및 소산시킬 수 있다.That is, if the target structure resonates or vibrates equivalently at a specific frequency, in a system with the target frequency as the natural frequency, a mass damper with a frequency ratio of 1 can be attached to absorb and dissipate the corresponding vibration energy.
이러한 TMD는 마이크로회로와 같은 소규모 진동부터 고층건물과 같은 대규모 진동을 감쇠시키는데 이용되며, 불필요하거나 유해한 기계적 하모닉 진동(Mechanical Harmonic Vibrations)의 진폭을 용이하게 감소시킬 수 있다. These TMDs are used to attenuate small-scale vibrations such as microcircuits to large-scale vibrations such as high-rise buildings, and can easily reduce the amplitude of unnecessary or harmful mechanical harmonic vibrations.
또한, 이러한 TMD는 스프링 및 댐퍼로 이루어지는 서스펜션 요소를 통해서 진동 구조체에 부가질량 부재(또는 보조 질량부재)가 부착되어 진동 구조체의 진동 특성을 변경시킬 수 있다.In addition, this TMD can change the vibration characteristics of the vibrating structure by attaching an additional mass member (or auxiliary mass member) to the vibrating structure through a suspension element consisting of a spring and a damper.
예를 들면, 진동 중인 구조물의 고유진동수와 동일한 진동수를 갖는 진동이 외부에서 가해질 경우, 구조물에 작용하는 힘이나 진동이 최대로 커지므로 이러한 힘이나 진동을 감쇠시키기 위하여 TMD를 구조물의 고유진동수와 같게 만들어 사용하게 된다.For example, when vibration with the same frequency as the natural frequency of the vibrating structure is applied from the outside, the force or vibration acting on the structure increases to a maximum, so in order to attenuate this force or vibration, the TMD must be set to be equal to the natural frequency of the structure. It is created and used.
한편, 도 1은 종래 동조질량댐퍼(TMD)의 설치 전후의 개념을 설명하기 위한 모식도로서, TMD 설치 전의 특성과 TMD 설치 이후의 특성을 나타낸다.Meanwhile, Figure 1 is a schematic diagram to explain the concept before and after installation of a conventional tuned mass damper (TMD), showing characteristics before and after installing the TMD.
도 2는 종래 동조질량댐퍼의 설치 전후의 진동 응답을 나타내는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the vibration response before and after installation of a conventional tuned mass damper.
도 1에 도시된 바와 같이, TMD는, 질량비(m), 댐퍼비(c) 및 스프링계수(k)로 이루어진 1-자유도 시스템의 기본 구성요소를 충족하며, 이러한 TMD의 설계방법은 현장 측정을 통해 구조물의 진동 특성을 파악하고 설계값을 산정한다. As shown in Figure 1, the TMD satisfies the basic components of a 1-degree-of-freedom system consisting of mass ratio (m), damper ratio (c), and spring coefficient (k), and the design method of this TMD is based on field measurements. Through this, the vibration characteristics of the structure are identified and the design value is calculated.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 구조물의 고유진동수에서 진동이 극대화되되므로, TMD를 설치할 경우, TMD 미설치한 경우에 비해 구조물의 고유진동수에 대응하여 진폭 증폭을 크게 감쇠시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, since vibration is maximized at the natural frequency of the structure, when installing a TMD, the amplitude amplification can be greatly attenuated in response to the natural frequency of the structure compared to the case where the TMD is not installed.
구체적으로, TMD의 경우, 질량비(m) 및 스프링계수(k)의 설계값은 대상 구조물의 고유진동수()가 동일하고, 해당 주파수에서의 진동 크기를 원하는 진동 크기 이하로 줄일 수 있는 댐퍼비(c)가 충족되어야 한다. Specifically, in the case of TMD, the design values of mass ratio (m) and spring coefficient (k) are the natural frequency of the target structure ( ) are the same, and the damper ratio (c) that can reduce the vibration magnitude at the corresponding frequency to below the desired vibration magnitude must be met.
이러한 이유로 TMD는 현장마다 상이한 값의 질량(m), 댐퍼비(c) 및 스프링계수(k)를 요구하기 때문에 일반적으로 맞춤 설계를 수행하고 있다.For this reason, TMD is generally custom designed because each site requires different values of mass (m), damper ratio (c), and spring coefficient (k).
여기서, 질량비(m)의 경우, 대상 구조물의 하중 대비 0.1~10% 비율로 설계하며, 대상 구조물 대비 TMD 질량비가 클수록 저감 효과는 상승하지만 고하중일수록 경제성과 구조물의 안정성이 떨어진다. Here, the mass ratio (m) is designed at a ratio of 0.1 to 10% of the load of the target structure. The larger the TMD mass ratio compared to the target structure, the greater the reduction effect, but the higher the load, the lower the economic efficiency and stability of the structure.
또한, 규격화된 강판이나 큰크리트 블록을 추가하여 설계하중을 조절하기 때문에 TMD 제작 이후 미세조절이 어렵다는 문제점이 있다.In addition, because the design load is adjusted by adding standardized steel plates or large concrete blocks, there is a problem that fine adjustment is difficult after manufacturing the TMD.
또한, 스프링계수(k)의 경우, 질량비(m)에 따른 중량을 선정한 후 스프링의 강성을 산정하는데, 대상 구조물의 고유진동수(f)는 설계 스프링 강성과 대상 구조물의 강성의 비가 동일할수록 저감 효과가 증가하게 되며, 규격화된 설계주파수의 오차를 최소화할 수 있는 제품을 선정해야 하는 한계가 있다.In addition, in the case of the spring coefficient (k), the stiffness of the spring is calculated after selecting the weight according to the mass ratio (m). The natural frequency (f) of the target structure is reduced as the ratio of the design spring stiffness and the stiffness of the target structure is the same. increases, and there is a limit to selecting a product that can minimize the error in the standardized design frequency.
한편, 도 3은 종래 교량 하부에 설치되는 동조질량댐퍼를 예시하는 사진으로서, Meanwhile, Figure 3 is a photograph illustrating a tuned mass damper installed at the bottom of a conventional bridge.
도 3의 a)는 동조질량댐퍼가 설치되는 구조물인 교량을 나타내며, 도 3의 b)는 구조물 하부에 설치된 동조질량댐퍼를 나타낸다.Figure 3a) shows a bridge, which is a structure on which a tuned mass damper is installed, and Figure 3b) shows a tuned mass damper installed at the lower part of the structure.
도 3의 a) 및 b)를 참조하면, 통상적인 TMD(2)는 지진이나 바람에 의해 발생하는 구조물(1)의 진동을 제어하는 감쇠장치로서, 질량체, 스프링 및 댐퍼(Damper)의 세 부분으로 구성되며, 질량비(m), 스프링계수(k) 및 댐퍼비(c)로 표현된다. Referring to a) and b) of FIG. 3, a typical TMD (2) is a damping device that controls vibration of the structure (1) caused by earthquakes or wind, and consists of three parts: a mass, a spring, and a damper. It is expressed as mass ratio (m), spring coefficient (k), and damper ratio (c).
예를 들면, 이러한 TMD(2)는 가운데 부분에 무거운 질량체를 매달고 그 주변을 스프링으로 둘러싸도록 형성함으로써, For example, this TMD (2) is formed by hanging a heavy mass in the center and surrounding it with springs,
구조물(1)이 지진이나 바람에 의해 흔들렸을 때, 구조물(1)의 특정 진동수에 대응하여 동조시킴에 따라 감쇠기의 관성력에 의해 구조물(1)의 에너지를 소산시킬 수 있다.When the structure 1 is shaken by an earthquake or wind, the energy of the structure 1 can be dissipated by the inertial force of the attenuator by tuning in response to the specific frequency of the structure 1.
구체적으로, 구조물(1)이 특정 방향으로 흔들리게 되면, 구조물(1) 내의 좌표계에서 관성력이 작용하기 때문에 구조물(1)의 가속도의 역방향으로 구조물(1) 내에서 힘이 작용하게 된다. Specifically, when the structure 1 is shaken in a specific direction, an inertial force acts in the coordinate system within the structure 1, so a force acts within the structure 1 in the opposite direction of the acceleration of the structure 1.
이것은 TMD(2) 가운데에 형성된 질량체 부분에 매우 큰 힘을 작용시키며, 그 관성력은 TMD(2)의 스프링들이 구조물 가속도에 의존하는 방향으로 수축하거나 팽창하게 된다.This applies a very large force to the mass formed in the center of the TMD (2), and the inertial force causes the springs of the TMD (2) to contract or expand in a direction dependent on the acceleration of the structure.
이것은 구조물(1)의 진동에 의하여 구조물(1)에게 가해지는 힘과 에너지를 스프링을 통하여 일부 흡수하는 과정을 거치게 되고, 이를 통해 진동에 의하여 구조물(1)에 가해지는 힘과 에너지가 감소하게 된다. This goes through the process of absorbing some of the force and energy applied to the structure (1) due to the vibration of the structure (1) through the spring, and through this, the force and energy applied to the structure (1) due to the vibration is reduced. .
이처럼 TMD(2)는 관성의 성질을 이용하여 고층건물이나 교량과 같은 구조물(1)에서 바람에 의한 흔들림을 감소시킬 수 있다.In this way, TMD (2) can reduce shaking caused by wind in structures (1) such as high-rise buildings or bridges by using the properties of inertia.
이러한 TMD(2)의 질량이 클수록 작용하는 관성력 역시 커지기 때문에 진동의 감쇠 효과가 크지만, 질량이 너무 커질 경우에는 매우 큰 관성력을 감당할 수 있는 스프링을 제작하기 어렵거나, TMD(2)의 제조비용이 너무 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. As the mass of the TMD (2) increases, the inertial force acting on it also increases, so the effect of damping vibration is greater. However, if the mass is too large, it is difficult to manufacture a spring that can handle a very large inertial force, or the manufacturing cost of the TMD (2) is high. Problems may arise if this increases too much.
이로 인해, TMD(2)의 질량은 보통 구조물 질량의 1/100로 설계된다.For this reason, the mass of TMD (2) is usually designed to be 1/100 of the mass of the structure.
현재까지의 TMD(2)는 대부분 바람에 의한 떨림을 감쇠시키기 위하여 제작 및 사용되며, 이러한 바람에 의한 진동이 극대화되는 지점이 구조물(1)의 고유진동수이기 때문에, 그에 대한 진동을 감쇠시키기 위하여 대부분의 구조물(1)에는 구조물의 고유진동수와 TMD의 고유진동수가 동일하도록 설계되어 있다. Most of the TMDs (2) to date are manufactured and used to attenuate vibration caused by wind. Since the point where vibration caused by the wind is maximized is the natural frequency of the structure (1), most of them are used to attenuate the vibration. The structure (1) of is designed so that the natural frequency of the structure and the natural frequency of the TMD are the same.
또한, 최근에는 TMD를 바람에 의한 진동이 아닌 지진에 의한 진동을 감쇠시키도록 적용하는 연구가 수행되고 있다.Additionally, research has recently been conducted to apply TMD to attenuate vibrations caused by earthquakes rather than vibrations caused by wind.
한편, TMD와 관련된 선행기술로서, 일본 공개특허번호 평7-233855호에는 "동흡진기"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 여기서, 동흡진기는 실질적으로 TMD일 수 있다. Meanwhile, as a prior art related to TMD, Japanese Patent Publication No. Hei 7-233855 discloses an invention titled “dynamic absorber,” where the dynamic absorber may actually be a TMD.
이때, 동흡진기는 진동제어 분야에서 가정 범용적으로 사용되는 고전적인 방법으로서, 구조물의 고유진동수에 동흡진기의 고유진동수를 동조시켜 해당 구조물의 진동을 억제할 수 있도록 구성된다.At this time, the dynamic absorber is a classic method widely used in the field of vibration control, and is configured to suppress the vibration of the structure by tuning the natural frequency of the dynamic absorber to the natural frequency of the structure.
종래의 기술에 따른 동흡진기는, 제진해야 할 진동방향으로 연장된 스프링과 가동질량의 이동에 수반해 감쇠력을 발생하는 댐퍼를 구비하는 동흡진기로서, 조정스프링이 진동방향에 대해 교차하는 각도를 조정하는 조정수단을 마련하고, A dynamic absorber according to the prior art is a dynamic absorber equipped with a spring extending in the direction of vibration to be damped and a damper that generates a damping force in accordance with the movement of the moving mass, and the adjustment spring adjusts the angle at which it intersects the direction of vibration. establish means of coordination,
측판 사이에 구성된 브래킷을 이동시키는 수나사 부재를 통해서 수나사부재를 움직이면 브래킷 및 볼트가 원호 형상의 긴 구멍을 따라 이동함으로써 각도를 조정할 수 있다.By moving the external screw member through the external screw member that moves the bracket configured between the side plates, the angle of the bracket and bolt can be adjusted by moving along the arc-shaped long hole.
하지만, 종래의 기술에 따른 동흡진기의 경우, 주파수 조정에 있어서, 질량체 자체의 중량이나 질량체의 위치 변화에 따른 고유진동수의 변화가 크기 때문에 현장에서의 조정작업이 용이하지 않고, However, in the case of a dynamic absorber according to the prior art, when adjusting the frequency, the change in natural frequency due to the weight of the mass itself or the change in the position of the mass is large, so it is not easy to adjust in the field.
이에 따라 구조물의 효율적인 진동제어가 어렵다는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem that efficient vibration control of the structure is difficult.
한편, TMD와 관련된 다른 선행기술로서, 일본 공개특허번호 평7-180774호에는 "고유진동수 가변형 제진장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 여기서, 제진장치는 실질적으로 TMD일 수 있다.Meanwhile, as another prior art related to TMD, Japanese Patent Publication No. Hei 7-180774 discloses an invention titled “variable natural frequency vibration isolation device,” where the vibration isolation device may actually be a TMD.
종래의 기술에 따른 고유진동수 가변형 제진장치는 베이스, 안내축, 부가질량체, 좌우 대칭 스프링 및 고유진동 가변수단으로 구성되며, The natural frequency variable vibration isolation device according to conventional technology consists of a base, a guide shaft, an additional mass, left and right symmetrical springs, and a natural vibration variable means.
이때, 고유진동 가변수단의 작동에 의해 나사축이 회전 구동되고, 나사축의 회전에 대응하여 좌우 너트가 서로 접리하는 방향으로 이동함에 따라, 질량체를 지지하는 스프링의 탄성계수를 변화시킬 수 있다.At this time, the screw shaft is driven to rotate by the operation of the natural vibration variable means, and as the left and right nuts move in a direction in contact with each other in response to the rotation of the screw shaft, the elastic coefficient of the spring supporting the mass body can be changed.
한편, TMD와 관련된 또 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1522862호에는 "강성 가변형 동흡진기"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.Meanwhile, as another prior art related to TMD, Republic of Korea Patent No. 10-1522862 discloses an invention titled “Variable Rigidity Dynamic Absorber,” which will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 종래의 기술에 다른 강성 가변형 동흡진기의 구성을 나타내는 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing the configuration of a rigidity variable dynamic absorber different from the prior art.
도 4를 참조하면, 종래의 기술에 다른 강성 가변형 동흡진기는, 가이드홈이 형성된 반원 형태로 이루어진 하우징(10); 일정 하중을 갖는 직육면체 형상의 상하 유동 가능한 중량체(20); 하우징(10)의 가이드홈을 따라 이동간으로 하는 상판 상면에 설치되는 슬라이딩 후크(30); 및 슬라이딩 후크(30)의 하면 및 중량체(20)의 상면에 고정되어, 후크(30)의 이동에 맞춰 강성이 조절되는 인장 스프링(40)을 포함하여 구성된다.Referring to Figure 4, a rigidity variable dynamic absorber different from the prior art includes a housing 10 having a semicircular shape with a guide groove formed thereon; A weight body 20 capable of moving up and down in the shape of a rectangular parallelepiped having a constant load; A sliding hook (30) installed on the upper surface of the upper plate that moves along the guide groove of the housing (10); and a tension spring 40 that is fixed to the lower surface of the sliding hook 30 and the upper surface of the weight body 20 and whose rigidity is adjusted according to the movement of the hook 30.
여기서, 하우징(10)은 대략 직사각판 형태로 이루어진 바닥판(11); 바닥판(11)의 상면 양단에 각각 수직으로 고정 결합되는 한 쌍의 측판(12); 그 외주면 길이방향을 따라 가이드홈(14)이 형성된 반원 형태로 이루어져 한 쌍의 측판(12) 상단에 그 양단이 위치하는 상판(13) 등을 포함하여 구성된다.Here, the housing 10 includes a bottom plate 11 in a substantially rectangular plate shape; A pair of side plates (12) each vertically fixedly coupled to both ends of the upper surface of the bottom plate (11); It is made in the shape of a semicircle with a guide groove 14 formed along the longitudinal direction of the outer circumferential surface and includes an upper plate 13, the two ends of which are located on top of a pair of side plates 12.
하우징(10) 내에는 일정 하중을 갖는 대략 직육면체 형상의 중량물인 중량체(20)가 설치되고, 중량체(20)는 인장 스프링(40) 및 메인 스프링을 매개로 상하 유동 가능한 상태로 설치되며, 그 상면 중앙에는 인장 스프링(40)의 고정 결합을 위한 결합고리(22)가 형성되어 구성된다.A weight body 20, which is an approximately rectangular parallelepiped-shaped weight having a constant load, is installed in the housing 10, and the weight body 20 is installed in a state capable of moving up and down via the tension spring 40 and the main spring, A coupling ring 22 for fixing the tension spring 40 is formed at the center of the upper surface.
또한, 하우징(10) 내에 설치되는 중량체(20)의 원활한 상하 이동이 가능하도록 하우징(10)의 바닥판(11) 상면에는 포스트 형태를 갖는 4개의 가이드 로드(15)가 돌출된 형태로 배열 형성되며, 각각의 가이드 로드(15)와 대응되도록 중량체(20)의 하면에는 로드홈이 요입 형성된다.In addition, four post-shaped guide rods 15 are arranged in a protruding form on the upper surface of the bottom plate 11 of the housing 10 to enable smooth vertical movement of the weight 20 installed in the housing 10. A rod groove is formed on the lower surface of the weight body 20 to correspond to each guide rod 15.
이러한 하우징(10)의 가이드홈(14)을 따라 이동 가능한 상태로 하우징(10)의 상판(16) 상면에는 한 쌍의 슬라이딩 후크(30)가 설치되는데, 슬라이딩 후크(30)는 대략 반원통 형상을 갖는 부재가 눕혀진 형태로 이루어지되, A pair of sliding hooks 30 are installed on the upper surface of the upper plate 16 of the housing 10 in a movable state along the guide groove 14 of the housing 10. The sliding hooks 30 have an approximately semi-cylindrical shape. The member having is formed in a lying form,
하우징(10)의 상판(13) 외주면을 따라 원활한 슬라이딩 이동이 가능하도록 하우징(10)의 상판(13)과 맞닿는 그 하면이 상판(13)의 외주면 곡률에 대응되게 라운드 형태로 이루어짐과 아울러, 슬라이딩 후크(30)의 하면 중앙에는 인장 스프링(40)의 고정 결합을 위한 결합돌기(31)가 가이드홈(14)을 관통한 상태로 일체로 연장 형성되어 구성된다.To enable smooth sliding movement along the outer peripheral surface of the upper plate 13 of the housing 10, the lower surface in contact with the upper plate 13 of the housing 10 is rounded to correspond to the curvature of the outer peripheral surface of the upper plate 13, and the sliding At the center of the lower surface of the hook 30, a coupling protrusion 31 for fixing the tension spring 40 is formed to extend integrally through the guide groove 14.
다시 말하면, 종래의 기술에 따른 강성 가변형 동흡진기의 경우, 상판이 반원 형태로 중앙에 가이드홈이 구비되어 부가질량 상부에 위치한 스프링 한 쌍이 가이드를 따라 각도를 변경할 수 있다.In other words, in the case of a rigidity variable dynamic absorber according to the prior art, the upper plate is in the shape of a semicircle and is provided with a guide groove in the center, so that a pair of springs located at the top of the additional mass can change the angle along the guide.
종래의 기술에 따른 강성 가변형 동흡진기에 따르면, 동흡진기의 인장 스프링 위치가 가변되도록 설계하여 질량체에 작용하는 강성이 변화됨으로써, 동흡진기의 작동 주파수 가변에 의해 구조물에 작용하는 진동을 효율적으로 억제할 수 있다.According to the rigidity variable dynamic absorber according to the prior art, the tension spring position of the dynamic absorber is designed to be variable so that the stiffness acting on the mass changes, thereby effectively suppressing the vibration acting on the structure by varying the operating frequency of the dynamic absorber. You can.
하지만, 종래의 기술에 다른 강성 가변형 동흡진기의 경우, 가이드홈이 형성된 반원 형태로 이루어진 하우징에 후크 및 인장 스프링을 설치하는 형태이기 때문에 엘리베이터 등에 적용할 수 있지만, 교량 등의 구조물에는 적용하기 어렵다는 한계가 있다.However, in the case of a rigidity variable dynamic absorber that is different from the conventional technology, a hook and tension spring are installed in a semicircular housing with a guide groove, so it can be applied to elevators, etc., but it is difficult to apply to structures such as bridges. There is.
한편, 내진과 관련된 또 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-2145710호에는 "면진장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 5를 참조하여 설명한다.Meanwhile, as another prior art related to earthquake resistance, Republic of Korea Patent No. 10-2145710 discloses an invention titled “seismic isolation device,” which will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 종래의 기술에 따른 탄성조절부가 구비된 면진장치를 나타내는 도면이다.Figure 5 is a diagram showing a seismic isolator equipped with an elasticity adjusting unit according to the prior art.
도 5를 참조하면, 종래의 기술에 따른 면진장치는, 지면 또는 건물의 바닥면에 설치되는 엠보플레이트(50); 엠보플레이트(50)의 상부에 설치되는 상부플레이트(60); 및 엠보플레이트(50)와 상부 플레이트(60)를 탄성으로 서로 연결하는 탄성부재(70)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 5, the seismic isolation device according to the prior art includes an emboss plate 50 installed on the ground or the floor of a building; An upper plate (60) installed on the upper part of the embossing plate (50); And it is configured to include an elastic member 70 that elastically connects the embossed plate 50 and the upper plate 60 to each other.
이때, 엠보플레이트(50)는 평면부가 중앙부에 형성되고, 평면부의 전후에는 상부방향으로 돌출되는 마찰돌기(51a)가 형성된 마찰부(51)를 포함하여 이루어지고, At this time, the embossed plate 50 includes a friction portion 51 in which a flat portion is formed in the central portion and friction protrusions 51a protruding upward are formed before and after the flat portion,
또한, 상부플레이트(60)는 엠보플레이트(50)의 마찰부(51)에 의해 지지되는 지지부(61a, 61b) 및 이러한 지지부의 내측 중앙이 천공되어 형성된 공간부(62)를 포함한 바닥부를 포함할 수 있다.In addition, the upper plate 60 may include a bottom portion including supports (61a, 61b) supported by the friction portion 51 of the emboss plate 50 and a space portion 62 formed by drilling the inner center of these supports. You can.
지지부(61a, 61b)에는 탄성부재(70)의 일측 단부가 결합되는 결합홀이 공간부(62) 측의 양측에 형성되고, 평면부에는 탄성부재(70)의 타측 단부가 결합되는 고정부재를 포함할 수 있다.In the support portions 61a and 61b, coupling holes to which one end of the elastic member 70 is coupled are formed on both sides of the space portion 62, and a fixing member to which the other end of the elastic member 70 is coupled to the flat portion is formed. It can be included.
또한, 탄성부재(70)의 탄성력을 조절하는 탄성조절부(80)가 공간부(62)에 구비된 고정부재의 하부에 설치되며, 이때, 탄성부재(80)는 슬리이딩홈(81a)을 갖는 가이드부재(81)을 포함하고, 일정 간격 이격되어 한쌍으로 설치되는 지지부재(82)를 포함할 수 있다.In addition, an elastic adjustment unit 80 that adjusts the elastic force of the elastic member 70 is installed at the lower part of the fixing member provided in the space 62, and at this time, the elastic member 80 has a sliding groove 81a. It may include a guide member 81 and may include support members 82 installed in pairs at regular intervals.
종래의 기술에 따른 면진장치에 따르면, 기존의 면진장치 복원을 위해 구비되는 탄성부재 설치를 위한 LM가이드 등의 구성을 구비하지 않고도 탄성부재를 설치함으로써 면진장치의 구조를 보다 단순화하여 설치가 용이하고, 제조비용을 절감시킬 수 있다. According to the seismic isolator according to the conventional technology, the structure of the seismic isolator is simplified by installing an elastic member without having to have a configuration such as an LM guide for installing the elastic member that is provided to restore the existing seismic isolator, making it easier to install. , manufacturing costs can be reduced.
또한, 면진장치에 구비되는 탄성부재의 탄성력을 조절함으로써, 구조물의 중량 및 설치위치에 따라 적절한 탄성력이 제공되어 지진 등의 진동에 효율적으로 대처할 수 있다.In addition, by adjusting the elastic force of the elastic member provided in the seismic isolation device, appropriate elastic force is provided depending on the weight and installation location of the structure, enabling efficient response to vibrations such as earthquakes.
종래의 기술에 따른 면진장치의 경우, 기반에서 전달되는 지진력 자체를 줄이는데 중점을 둔 설계 방식인 내진 방식이지만, 전술한 지진의 지진력을 버티는데 중점을 둔 설계 방식인 TMD의 제진 방식과는 상이하다. In the case of seismic isolation devices according to conventional technology, it is an earthquake-resistant design method that focuses on reducing the seismic force itself transmitted from the foundation, but it is different from the seismic isolation method of TMD, which is a design method that focuses on withstanding the seismic force of the above-mentioned earthquake. .
한편, 도 6a 내지 도 6d는 종래의 기술에 따른 동조질량댐퍼의 동조 과정을 나타내는 도면들이다.Meanwhile, Figures 6A to 6D are diagrams showing the tuning process of a tuned mass damper according to the prior art.
종래의 기술에 따른 동조질량댐퍼(90)의 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상판(91), 하판(92), 부가질량 부재(93) 및 기본스프링(94)을 포함하도록 설치된 후 공진점 동조화(튜닝) 작업을 수행하게 된다.In the case of the tuned mass damper 90 according to the prior art, as shown in Figure 6a, after being installed to include the upper plate 91, the lower plate 92, the additional mass member 93, and the basic spring 94, the resonance point Synchronization (tuning) work is performed.
이후, 수직진동 TMD의 튜닝을 위해서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 분해하고, 교체 스프링(95) 및 가감용 부가질량 부재(96)를 준비한다.Thereafter, in order to tune the vertical vibration TMD, as shown in FIG. 6B, it is disassembled and a replacement spring 95 and an additional mass member 96 for addition and subtraction are prepared.
이후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 분해된 기본스프링(94)을 교체 스프링(95)으로 교체하거나 가감용 부가질량 부재(96)로 부가질량을 가감한다,Thereafter, as shown in FIG. 6C, the disassembled basic spring 94 is replaced with a replacement spring 95 or the additional mass is added or subtracted using the additional mass member 96.
이후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상판(91), 하판(92), 가감용 부가질량 부재(96) 및 교체 스프링(95)을 재조립함으로써 TMD를 재설치한다.Thereafter, as shown in FIG. 6D, the TMD is reinstalled by reassembling the upper plate 91, the lower plate 92, the additional mass member 96 for addition and subtraction, and the replacement spring 95.
다시 말하면, 종래의 기술에 따른 동조질량댐퍼에 대한 수직진동 TMD 튜닝 방법으로서, 현장에서 바닥 고유진동수를 측정한 후, 동조화(튜닝)하기 위해 부가질량 부재(96)과 교체 스프링(95)을 반복해서 TMD를 해체 및 설치한다. In other words, as a vertical vibration TMD tuning method for a tuned mass damper according to the prior art, after measuring the natural frequency of the floor in the field, the additional mass member 96 and the replacement spring 95 are repeated for tuning (tuning). Then dismantle and install the TMD.
이로 인해, 종래의 기술에 따른 동조질량댐퍼의 튜닝을 위해서 인력과 소요시간이 증가하게 되는 문제점이 있다.Because of this, there is a problem in that manpower and time required are increased for tuning the tuned mass damper according to the conventional technology.
한편, 일반적으로, 제조 및 공급망 전략에서 사용되는 생산 및 재고 관리 방식으로서, MTO(Make to Order), ATO(Assemble to Order), MTS(Make to stuck), ETO(Engineer to order) 등이 있다.Meanwhile, production and inventory management methods generally used in manufacturing and supply chain strategies include MTO (Make to Order), ATO (Assemble to Order), MTS (Make to stuck), and ETO (Engineer to order).
도 7은 종래 생산 및 재고 관리를 위한 주문 설계 과정과 주문 조립 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7의 a)는 주문 설계 과정을 나타내며, 도 7의 b)는 주문 조립 과정을 나타낸다.FIG. 7 is a diagram for explaining a custom design process and a custom assembly process for conventional production and inventory management. FIG. 7 a) shows the custom design process, and FIG. 7 b) shows the custom assembly process.
도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 주문 설계(Engineer to Order: ETO) 방식은 고객이 주문이 들어오면, 설계로부터 시작해서 자재의 구입 및 생산, 조립을 하는 생산방식이다. As shown in a) of FIG. 7, the Engineer to Order (ETO) method is a production method that begins with design, purchase of materials, production, and assembly when a customer places an order.
이러한 ETO 방식은 고객의 요구를 다양하고 유연한 방식으로 충족시킬 수 있는 장점이 있으며, 예를 들면, 항공기, 선박, 금형 등의 생산이 주문 설계 방식을 따르고 있다.This ETO method has the advantage of being able to meet customer needs in a variety of flexible ways. For example, the production of aircraft, ships, and molds follows the custom design method.
또한, 도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 주문 조립(Assemble to Order: ATO) 방식은 제품의 구성요소를 미리 제조한 후, 고객 주문에 따라 조립하여 제품을 완성하는 방식을 의미한다. In addition, as shown in b) of FIG. 7, the Assemble to Order (ATO) method refers to a method of manufacturing product components in advance and then assembling them according to customer orders to complete the product.
이러한 ATO 방식은 일부 구성요소를 미리 생산함으로써 고객 주문이 들어온 후에도 비교적 빠른 납기 시간을 제공할 수 있고, 제품의 맞춤화와 생산 효율성을 균형 있게 고려한 방법으로서, 예를 들면, 자동차와 같이 옵션의 종류가 많고 고가인 제품들이 주로 생산 채택된다.This ATO method can provide a relatively fast delivery time even after a customer order is placed by producing some components in advance, and is a method that considers product customization and production efficiency in balance. For example, for automobiles, the type of options is Many and expensive products are mainly produced and adopted.
전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 TMD의 경우, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같은 과정으로 시공되는데, 전술한 주문 설계(ETO) 방식으로 관리되므로 효율성이 떨어진다는 한계가 있다. 따라서, 전술한 주문 조립(ATO) 방식으로 TMD를 관리할 필요성이 있고, 이에 대응하는 구조로 TMD를 설계할 필요성이 있다.As described above, in the case of a TMD according to the prior art, it is constructed through the process shown in FIGS. 6A to 6D, but is managed using the design-to-order (ETO) method described above, which has the limitation of low efficiency. Therefore, there is a need to manage the TMD using the above-described assembly-to-order (ATO) method, and there is a need to design the TMD with a corresponding structure.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강성조절장치를 이용하여 각도조절 스프링의 강성을 조절하고 공진점 동조화를 수행하되 기존의 동조질량댐퍼와 달리 해체 및 재설치가 불필요한 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention to solve the above-mentioned problems is to adjust the stiffness of the angle adjustment spring using a stiffness adjustment device and perform resonance point tuning, but unlike the existing tuned mass damper, a stiffness adjustment type that does not require disassembly and reinstallation It is intended to provide a tuned mass damper and its construction method.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 모듈러 건축물 등의 바닥 진동 특성 범위 내에서 동조질량댐퍼 구성요소를 규격화하여 주문 조립(ATO) 방식으로 설계함으로써 TMD 설치시간을 대폭 감소시킬 수 있는 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical task to be achieved by the present invention is to standardize the tuned mass damper components within the range of floor vibration characteristics of modular buildings, etc. and design them using an assembly-to-order (ATO) method to provide rigidity-adjustable tuning that can significantly reduce TMD installation time. It is intended to provide a mass damper and its construction method.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 현장에서 대상 주파수비를 1에 가깝게 조절스프링의 각도가 조절되도록 동조질량댐퍼 강성을 조절함으로써 충격에 의한 바닥 진동을 저감시킬 수 있는 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a stiffness-adjustable tuned mass damper that can reduce floor vibration caused by impact by adjusting the stiffness of the tuned mass damper so that the angle of the control spring is adjusted so that the target frequency ratio is close to 1 in the field. and to provide a construction method thereof.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼는, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이의 각도조절 스프링의 강성을 조절할 수 있는 제1 강성조절장치를 이용한 강성조절형 동조질량댐퍼에 있어서, 상기 제1 강성조절장치는, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 설치되어 설치각도가 조절되는 각도조절 스프링; 각도조절 스프링의 설치각도를 조절하도록 각도조절 스프링에 연결되어, 제1 플레이트에 형성된 가이드홈을 따라 수평운동하는 슬라이딩바; 및 제1 플레이트를 관통하도록 설치되어 상기 슬라이딩바에 연결된 가이드바를 상하운동을 통해 회전시키는 지지베이스;를 포함하는 4절링크형 강성조절장치이도록 하게 된다.As a means to achieve the above-described technical problem, the stiffness-adjustable tuned mass damper according to the present invention provides stiffness adjustment using a first stiffness adjustment device capable of adjusting the stiffness of the angle adjustment spring between the first plate and the second plate. In the type tuning mass damper, the first rigidity adjustment device includes an angle adjustment spring installed between the first plate and the second plate to adjust the installation angle; A sliding bar connected to the angle adjustment spring to adjust the installation angle of the angle adjustment spring and moving horizontally along the guide groove formed in the first plate; And a support base installed to penetrate the first plate and rotate the guide bar connected to the sliding bar through an up and down movement. It is intended to be a four-bar link type stiffness adjustment device including a.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼는, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이의 각도조절 스프링의 강성을 조절할 수 있는 제2 강성조절장치를 이용한 강성조절형 동조질량댐퍼에 있어서, 상기 제2 강성조절장치는, 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 설치되어 설치각도가 조절되는 각도조절 스프링; 각도조절 스프링의 설치각도롤 조절할 수 있도록 각도조절 스프링에 연결시켜 설치된 원판형 기어를 포함하며, 제1 플레이트에 형성된 가이드홈의 내측면에 형성된 내측가이드홈을 따라 수평운동하는 힌지조인트; 및 제1 플레이트과 제2 플레이트 사이에 형성된 가이드홈에 수직으로 설치되는 회전렌치(168)의 하단에 형성된 수평 베벨기어를 포함하는 수직 베벨기어; 회전렌치에 형성된 수직 베벨기어와 각각 맞물려 설치됨과 더불어 힌지조인트와 맞물려 설치되는 제1 및 제2 웜 기어;를 포함하여, 상기 수직 베벨기어에 의해 제1 및 제2 웜기어가 각각 회전하면, 제1 및 제2 웜기어 각각에는 각도 조절스프링 상부에 구비된 힌지조인트가 맞물리면서, 제1 및 제2 웜기어의 회전에 따라 각도조절 스프링의 설치각도를 조절할 수 있도록 하는 치합기어형 강성조절장치이도록 하게 된다.As a means to achieve the above-mentioned technical problem, the stiffness-adjustable tuned mass damper according to the present invention uses a second stiffness adjustment device capable of adjusting the stiffness of the angle adjustment spring between the first plate and the second plate. In the type tuning mass damper, the second rigidity adjustment device includes an angle adjustment spring installed between the first plate and the second plate to adjust the installation angle; A hinge joint that includes a disk-shaped gear connected to the angle adjustment spring to adjust the installation angle of the angle adjustment spring and moves horizontally along the inner guide groove formed on the inner surface of the guide groove formed in the first plate; and a vertical bevel gear including a horizontal bevel gear formed at the bottom of the rotary wrench 168, which is installed perpendicularly to the guide groove formed between the first plate and the second plate. First and second worm gears installed in mesh with the vertical bevel gears formed on the rotary wrench, respectively, and installed in mesh with the hinge joint; When the first and second worm gears rotate respectively by the vertical bevel gears, the first And each of the second worm gears is engaged with a hinge joint provided on the upper part of the angle adjustment spring, and is a gear-type rigidity adjustment device that allows the installation angle of the angle adjustment spring to be adjusted according to the rotation of the first and second worm gears.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼의 시공 방법은, a) 제1 강성조절장치 또는 제2 강성조절장치가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼를 설계하는 단계; b) 상기 제1 강성조절장치 또는 제2 강성조절장치가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼의 구성요소가 규격화되도록 제작하는 단계; c) 구조물의 제진을 위해 상기 제1 강성조절장치 또는 제2 강성조절장치가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼를 구조물 상에 설치하는 단계; d) 상기 제1 강성조절장치 또는 제2 강성조절장치의 각도조절 스프링 각도를 조절하는 제1 강성조절장치 또는 제2 강성조절장치가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼의 공진점 동조화 작업을 실시하는 단계; 및 e) 상기 제1 강성조절장치 또는 제2 강성조절장치가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼의 시공을 완료하는 단계;를 포함하도록 하게 된다.Meanwhile, as another means of achieving the above-described technical problem, the construction method of the stiffness-adjustable tuned mass damper according to the present invention includes a) a stiffness-adjustable tuned mass damper equipped with a first stiffness adjusting device or a second stiffness adjusting device. Designing a damper; b) manufacturing the components of the stiffness-adjustable tunable mass damper equipped with the first or second stiffness adjustment device to be standardized; c) installing a stiffness-adjustable tunable mass damper equipped with the first stiffness control device or the second stiffness control device on the structure for vibration control of the structure; d) A step of performing a resonance point synchronization operation of a rigidity-adjustable tuned mass damper equipped with a first rigidity adjustment device or a second rigidity adjustment device for controlling the angle adjustment spring angle of the first rigidity adjustment device or the second rigidity adjustment device. ; and e) completing construction of the stiffness-adjustable tunable mass damper equipped with the first stiffness adjustment device or the second stiffness adjustment device.
본 발명에 따르면, 강성조절장치의 설치에 따른 각도조절 스프링의 각도 조절을 통해 강성을 조절하고 공진점 동조화를 수행함으로써 기존의 동조질량댐퍼와 달리 동조질량댐퍼 해체 및 재설치가 불필요한 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법 제공이 가능하게 된다.According to the present invention, the rigidity is adjusted by adjusting the angle of the angle adjustment spring according to the installation of the rigidity adjustment device and the resonance point is synchronized, so that unlike the existing tuned mass damper, disassembly and reinstallation of the tuned mass damper are unnecessary. and its construction method can be provided.
본 발명에 따르면, 모듈러 건축물 등의 바닥 진동 특성 범위 내에서 동조질량댐퍼 구성요소를 규격화하여 주문 조립(ATO) 방식으로 설계함으로써 TMD 설치시간을 대폭 감소시킬 수 있는 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법 제공이 가능하게 된다.According to the present invention, a stiffness-adjustable adjustable mass damper and its construction can significantly reduce the TMD installation time by standardizing the tuned mass damper components within the range of floor vibration characteristics of modular buildings, etc. and designing them using an assembly-to-order (ATO) method. It is possible to provide a method.
본 발명에 따르면, 현장에서 대상 주파수비를 1에 가깝게 조절스프링의 각도가 조절되도록 동조질량댐퍼 강성을 조절함으로써 충격에 의한 바닥 진동을 저감시킬 수 있는 강성조절형 동조질량댐퍼 및 그 시공 방법 제공이 가능하게 된다.According to the present invention, a stiffness-adjustable mass damper capable of reducing floor vibration due to impact by adjusting the stiffness of the modulation mass damper so that the angle of the control spring is adjusted so that the target frequency ratio is close to 1 in the field and a construction method thereof are provided. It becomes possible.
도 1은 종래 동조질량댐퍼의 설치 전후의 개념을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 종래 동조질량댐퍼의 설치 전후의 진동 응답을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 교량 하부에 설치되는 동조질량댐퍼를 예시하는 사진이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 강성 가변형 동흡진기의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 탄성조절부가 구비된 면진장치를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 종래의 기술에 따른 동조질량댐퍼의 동조 과정을 나타내는 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 종래 생산 및 재고 관리를 위한 주문 설계 과정과 주문 조립 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼를 나타내는 사시도이다.
도 9a 내지 도 9e는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼의 기술적 구성의 작용을 구체적으로 나타내는 도면들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼의 평면도 및 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 강성조절장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 제1 플레이트, 제2 플레이트 및 부가질량 부재를 나타내는 도면이다.
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 조절스프링 상단캡 및 조절스프링 하단캡을 나타내는 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 4절링크의 베이스를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 4절링크의 슬라이딩바를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼가 구현된 것을 예시하는 실제 사진이다.
도 17a 내지 도 17d는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼를 구체적으로 나타내는 도면들이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 제1 및 제2 웜기어의 동작을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제1,2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼의 시공 방법을 나타내는 동작흐름도이다.Figure 1 is a schematic diagram to explain the concept before and after installation of a conventional tuned mass damper.
Figure 2 is a diagram showing the vibration response before and after installation of a conventional tuned mass damper.
Figure 3 is a photograph illustrating a tuned mass damper installed at the bottom of a conventional bridge.
Figure 4 is a perspective view showing the configuration of a rigidity variable dynamic absorber according to the prior art.
Figure 5 is a diagram showing a seismic isolator equipped with an elasticity adjusting unit according to the prior art.
Figures 6a to 6d are diagrams showing the tuning process of a tuned mass damper according to the prior art.
Figures 7a and 7b are diagrams for explaining the custom design process and custom assembly process for conventional production and inventory management.
Figure 8 is a perspective view showing a rigidity-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
9A to 9E are diagrams specifically showing the operation of the technical configuration of the stiffness-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figures 10a and 10b are a top view and a side view of a rigidity-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram for explaining the operation of the stiffness adjustment device in the stiffness-adjustable tuned mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figures 12a, 12b, and 12c are diagrams showing the first plate, the second plate, and the additional mass member in the stiffness-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figures 13a, 13b, and 13c are views showing the upper cap of the adjustment spring and the lower cap of the adjustment spring in the rigidity-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figures 14a and 14b are diagrams specifically showing the base of the four-bar link in the stiffness-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figures 15a and 15b are diagrams specifically showing the sliding bar of the four-bar link in the stiffness-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
Figure 16 is an actual photograph illustrating the implementation of the stiffness-adjustable tunable mass damper according to the first embodiment of the present invention.
17A to 17D are diagrams specifically showing a stiffness-adjustable tunable mass damper according to a second embodiment of the present invention.
Figures 18a and 18b are diagrams specifically showing the operation of the first and second worm gears in the rigidity-adjustable tuned mass damper according to the second embodiment of the present invention.
Figure 19 is an operation flow chart showing the construction method of the stiffness-adjustable tunable mass damper according to the first and second embodiments of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
이하, 도 8 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 설명하고, Hereinafter, with reference to FIGS. 8 to 16, the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention will be described,
또한, 도 17 및 도 18을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 설명하며, In addition, with reference to FIGS. 17 and 18, the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the second embodiment of the present invention will be described,
도 19를 참조하여 본 발명의 제1,2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 시공 방법을 설명한다.Referring to FIG. 19, the construction method of the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first and second embodiments of the present invention will be described.
[제1 실시예: 강성조절형 동조질량댐퍼(100)][First Example: Stiffness-adjustable tunable mass damper (100)]
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 나타내는 사시도이다.Figure 8 is a perspective view showing the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)는, 구조물의 바닥진동 저감을 위한 제진장치로서, 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130), 기본스프링(140) 및 제1 강성조절장치(150)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 8, the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention is a vibration isolation device for reducing floor vibration of a structure, and includes a first plate 110 and a second plate 120. , an additional mass member 130, a basic spring 140, and a first rigidity adjustment device 150.
제1 플레이트(110)는, 도 8을 참조하면, 중앙부에 횡방향으로 슬릿형태의 가이드홈(111)이 서로 이격되어 형성된 수평편 형태로 형성된다. Referring to FIG. 8, the first plate 110 is formed in the form of a horizontal piece with slit-shaped guide grooves 111 spaced apart from each other in the central portion in the transverse direction.
또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(110)의 양 가이드홈(111) 사이에 관통공이 형성되고, 관통공에 제1 강성조절장치(150)의 회전수직부재(157)가 삽입 배치되고, 회전렌치(158)를 회전수직부재(157)의 상단에 체결하여, 회전수직부재(157)를 회전시킴으로써 제1 강성조절장치(150)를 구성하는 각도조절 스프링(151)의 각도를 미세조절할 수 있도록 하게 된다.In addition, as shown in FIG. 9B, a through hole is formed between both guide grooves 111 of the first plate 110, and the rotating vertical member 157 of the first rigidity adjustment device 150 is inserted into the through hole. It is arranged, and the rotary wrench 158 is fastened to the upper end of the rotary vertical member 157 to rotate the rotary vertical member 157 to adjust the angle of the angle adjustment spring 151 constituting the first rigidity adjustment device 150. This allows for fine adjustment.
이때 상기 가이드홈(111)은 제1 플레이트(110)의 중앙부에 슬릿 형태로 일직선상으로 형성되도록 하되, 연속 또는 서로 이격되어 형성되도록 해도 되고, 슬라이딩바(156)가 삽입되어 수평운도록 하는 역할을 가지면 되며, 회전수직부재(157)가 가이드홈(111)의 개략 중앙을 관통하도록 설치하는 것이 바람직하다.At this time, the guide groove 111 is formed in a straight line in the form of a slit in the center of the first plate 110, but may be formed continuously or spaced apart from each other, and serves to allow the sliding bar 156 to be inserted and move horizontally. It is sufficient to have, and it is desirable to install the rotating vertical member 157 so that it penetrates approximately the center of the guide groove 111.
제2 플레이트(120)는, 도 8을 참조하면, 상기 제1 플레이트(110)에 대응하여 이격되도록 설치되는 수평한 형태로 형성된다.Referring to FIG. 8, the second plate 120 is formed in a horizontal form and is installed to be spaced apart from the first plate 110.
이러한 제2 플레이트(120)는 제1 강성조절장치(150)의 각도조절 스프링(151)의 하단이 힌지 연결되도록 하는 회전소켓부(121)가 설치되도록 역할을 하면서, 기본스프링(140)의 상단과 하단이 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120)의 모서리 상,하 사이에 설치되도록 하는 역할도 하게 된다.This second plate 120 serves to install the rotation socket portion 121 so that the lower end of the angle adjustment spring 151 of the first rigidity adjusting device 150 is hinged, and is installed at the upper end of the basic spring 140. It also serves to ensure that the and lower ends are installed between the upper and lower corners of the first plate 110 and the second plate 120.
부가질량 부재(130)는, 도 8을 참조하면, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)에 형성시킨 삽입홈(131)에 장착되도록 하는 방식으로 일체로 형성시키게 되며, 질량비(m) 조절을 위해 강판등을 적층시켜 일체로 된 것을 이용할 수 있으며 달리 제한은 없다.Referring to FIG. 8, the additional mass member 130 is formed integrally in such a way that it is mounted in the insertion groove 131 formed in the first plate 110 and the second plate 120, and the mass ratio (m ) For adjustment, steel plates, etc. can be laminated and integrated into one piece, and there are no other restrictions.
기본스프링(140)은, 도 8을 참조하면, 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120) 사이의 모서리등에 설치되어 기본 강성을 제공한다. 즉, 상기 기본스프링(140)은 동조질량댐퍼의 기본 강성을 유지하도록 설치된다.Referring to FIG. 8, the basic spring 140 is installed at a corner between the first plate 110 and the second plate 120 to provide basic rigidity. That is, the basic spring 140 is installed to maintain the basic rigidity of the tuned mass damper.
제1 강성조절장치(150)는, 도 8을 참조하면, 동조질량댐퍼의 강성을 조절하는 각도조절 스프링(151)을 포함하는 4절링크형 강성조절장치로서, Referring to FIG. 8, the first rigidity adjustment device 150 is a four-bar link type rigidity adjustment device including an angle adjustment spring 151 that adjusts the rigidity of the tuned mass damper,
각도조절 스프링(151)의 각도를 미세조절하도록 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120) 사이의 중앙부에 횡방향으로 가이드홈(111)을 따라 배치시키게 된다.To finely adjust the angle of the angle adjustment spring 151, it is disposed along the guide groove 111 in the transverse direction at the center between the first plate 110 and the second plate 120.
이때, 제1 강성조절장치(150)의 각도조절 스프링(151)은 현장에서 대상 주파수비가 1에 가깝도록 각도가 미세조절되어 TMD의 강성이 조절될 수 있다.At this time, the angle of the angle adjustment spring 151 of the first stiffness adjustment device 150 is finely adjusted in the field so that the target frequency ratio is close to 1, so that the stiffness of the TMD can be adjusted.
또한 동조질량댐퍼의 강성 조절 시, 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130) 및 기본스프링(140)의 해체 및 재조립 없이도, 제1 강성조절장치(150)는 각도조절 스프링(151)의 각도를 미세조절하여 공진점 동조화 작업을 수행할 수 있다는 장점이 있게 된다.In addition, when adjusting the rigidity of the tuned mass damper, the first rigidity adjustment device 150 is used without disassembling and reassembling the first plate 110, the second plate 120, the additional mass member 130, and the basic spring 140. has the advantage of being able to perform resonance point tuning by finely adjusting the angle of the angle adjustment spring 151.
이를 위해 도 9b를 참조하면, 지지베이스(154), 가이드바(155), 슬라이딩바(156)를 포함하는 4절링크와 제1 플레이트(110)의 관통부를 통해 설치된 회전수직부재(157)를 이용하게 된다.For this purpose, referring to FIG. 9b, a four-bar link including a support base 154, a guide bar 155, and a sliding bar 156 and a rotating vertical member 157 installed through a through portion of the first plate 110 are used. It will be used.
이때 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)는, 주요 설계요소인 질량비(m), 댐퍼비(c) 및 스프링계수(k)를 각각 규격화하여 설계 소요시간을 최소화할 수 있다.At this time, the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention minimizes the design time by standardizing the main design elements, mass ratio (m), damper ratio (c), and spring coefficient (k), respectively. can do.
여기서, m은 경량하중 규격으로 제작되며, 예를 들면, 대상 구조물의 하중이 고하중인 경우, 다수의 부가질량 부재(130)를 적층 조립하여 설계하중을 충족시킬 수 있다. Here, m is manufactured according to a lightweight load standard. For example, when the load of the target structure is high, the design load can be met by stacking and assembling a plurality of additional mass members 130.
또한, 대상 주파수비를 1에 가깝도록 미세조절함으로써 기존 TMD 대비 약 50%의 추가적인 저감 성능을 확보할 수 있다.In addition, by fine-tuning the target frequency ratio to be close to 1, an additional reduction performance of about 50% compared to the existing TMD can be secured.
이때, 현장에서도 스프링 강성을 조절함으로써 성능을 최적화할 수 있다. 이때, k는 현장에서 스프링 강성을 조절하도록 미세각도를 조절함으로써 성능을 최적화 시킬 수 있게 된다.At this time, performance can be optimized in the field by adjusting spring stiffness. At this time, k can optimize performance by adjusting the fine angle to adjust spring stiffness in the field.
이하 제1 강성조절장치(150)를 구체적으로 도 9a 내지 도 9e를 기준으로 살펴본다.Hereinafter, the first rigidity adjustment device 150 will be examined in detail with reference to FIGS. 9A to 9E.
도 9a 내지 도 9e는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 기술적 구성의 작용을 구체적으로 나타내는 도면들이다.9A to 9E are diagrams specifically showing the operation of the technical configuration of the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention.
도 9a는 제1 강성조절장치(150)가 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 중앙부에 설치된 가이드홈(111)에 설치되는 것을 예시하는 투시도로서, 제1 강성조절장치(150)는 4절링크형 강성조절장치로서, 상기 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120) 사이의 중앙부에 일체로 설치된다.Figure 9a is a perspective view illustrating that the first rigidity adjustment device 150 is installed in the guide groove 111 installed in the center of the first plate 110 and the second plate 120, and the first rigidity adjustment device 150 ) is a four-bar link type rigidity adjustment device, which is integrally installed in the central portion between the first plate 110 and the second plate 120.
도 9b는 회전렌치(158)의 회전에 의해 각도조절 스프링(151) 각도를 미세조절하여 조절스프링의 강성이 조절되는 것을 나타내는 사시도이다.Figure 9b is a perspective view showing that the stiffness of the adjustment spring is adjusted by finely adjusting the angle of the angle adjustment spring 151 by rotating the rotary wrench 158.
이러한 제1 강성조절장치(150)는, 도 9b를 참조하면, 각도조절 스프링(151), 조절스프링 상단캡(152), 조절스프링 하단캡(153), 지지베이스(154), 가이드바(155), 슬라이딩바(156)를 포함하는 4절링크 및 회전수직부재(157)를 포함하여 구성되며, Referring to Figure 9b, this first rigidity adjustment device 150 includes an angle adjustment spring 151, an adjustment spring upper cap 152, an adjustment spring lower cap 153, a support base 154, and a guide bar 155. ), a four-bar link including a sliding bar 156, and a rotating vertical member 157,
회전수직부재(157) 하단에 형성된 나사부에 체결된 4절링크의 지지베이스(154)의 상하운동을 통해, 수평운동하는 4절링크의 가이드바(155)를 통해 각도조절 스프링(151)의 각도를 조절 가능하도록 하게 된다.Through the vertical movement of the support base 154 of the four-bar link fastened to the screw portion formed at the bottom of the rotating vertical member 157, the angle of the angle adjustment spring 151 is adjusted through the guide bar 155 of the horizontally moving four-bar link. is made adjustable.
구체적으로, 상기 각도조절 스프링(151)은, 도 9b를 참조하면, 동조질량댐퍼(TMD)의 강성을 조절할 수 있도록 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120) 사이의 중앙부 양측에 횡방향으로 서로 이격되도록 각각 설치될 수 있으며, 양 가이드홈(111)을 따라 횡방향으로 경사지도록 하여 각도(θ)를 미세조절할 수 있도록 설치되는 탄성스프링을 포함한다.Specifically, referring to FIG. 9b, the angle adjustment spring 151 is located laterally on both sides of the central portion between the first plate 110 and the second plate 120 so as to adjust the rigidity of the tuned mass damper (TMD). They can be installed to be spaced apart from each other, and include elastic springs installed so as to be inclined in the transverse direction along both guide grooves 111 to finely adjust the angle θ.
상기 조절스프링 상단캡(152)은, 도 9b를 참조하면, 가이드바(155)의 일측과 각도조절 스프링(151)의 상단 사이에 결합되어 가이드바(155)와 각도조절 스프링(151)을 서로 연결시키는 역할을 하는 캡부재이다.Referring to FIG. 9b, the adjustment spring top cap 152 is coupled between one side of the guide bar 155 and the top of the angle adjustment spring 151 to connect the guide bar 155 and the angle adjustment spring 151 to each other. It is a cap member that plays a connecting role.
상기 조절스프링 하단캡(153)은, 도 9b를 참조하면, 제2 플레이트(120) 상에 고정 설치되어 각도조절 스프링(151)의 하단과 제2 플레이트(120)를 서로 연결시키는 역할을 하는 캡부재로서, 제2 플레이트(120) 상에 설치된 회전소켓부(121)에 연결되어 회전이 구속되지 않도록 설치된다.Referring to FIG. 9b, the adjustment spring lower cap 153 is a cap that is fixedly installed on the second plate 120 and serves to connect the lower end of the angle adjustment spring 151 and the second plate 120. As a member, it is connected to the rotation socket portion 121 installed on the second plate 120 so that rotation is not restricted.
다음으로 4절링크를 구성하는 지지베이스(154), 가이드바(155), 슬라이딩바(156)를 살펴보면,Next, looking at the support base 154, guide bar 155, and sliding bar 156 that make up the four-bar link,
상기 지지베이스(154)는, 도 9b를 참조하면, 중앙부에 나사산이 가공된 관통공이 형성되고, 회전수직부재(157)의 하단이 관통 체결되며, 양 가이드바(155)의 일측(하단)이 힌지 연결되도록 하는 부재로서, 회전수직부재(157)의 회전을 통해 상,하로 이동(상하운동)하면서, 연결된 양 가이드바(155)를 통해 슬라이딩바(156)를 수평이동(수평운동) 시키는 역할을 하게 된다.Referring to FIG. 9B, the support base 154 has a threaded through hole formed in the center, the lower end of the rotating vertical member 157 is fastened through, and one side (lower end) of both guide bars 155 is formed. It is a hinge-connected member that moves up and down (up and down) through the rotation of the rotating vertical member (157) and moves the sliding bar (156) horizontally (horizontal movement) through both connected guide bars (155). will do.
상기 가이드바(155)는, 도 9b를 참조하면, 일측(하단)이 지지베이스(154)의 양측부에 각각 힌지 결합되고, 타측(상단)이 양 슬라이딩바(156)의 일측에 힌지 결합된다. 즉, 일측(하단)에 연결된 지지베이스(154)의 수직운동을 통해 슬라이딩바(156)를 수평운동 시키는 중간부재 역할을 하게 된다.Referring to FIG. 9B, one side (bottom) of the guide bar 155 is hinged to both sides of the support base 154, and the other side (top) is hinged to one side of both sliding bars 156. . That is, it serves as an intermediate member that moves the sliding bar 156 horizontally through the vertical movement of the support base 154 connected to one side (bottom).
상기 슬라이딩바(156)는, 도 9b를 참조하면, 타측이 조절스프링 상단캡(152)에 결합되고, 일측이 가이드바(155)의 타측(상단)에 힌지 결합되며, 제1 플레이트(110)의 제한된 연장길이를 가진 가이드홈(111)을 따라 수평으로 이동하면서, 각도조절 스프링(151)의 각도를 조절하는 역할을 하게 된다.Referring to FIG. 9B, the sliding bar 156 has one side coupled to the control spring top cap 152, one side hinged to the other side (top) of the guide bar 155, and a first plate 110. It moves horizontally along the guide groove 111 with a limited extension length, and serves to adjust the angle of the angle adjustment spring 151.
상기 회전수직부재(157)는, 도 9b를 참조하면, 외주면에 나사산이 형성되며, 지지베이스(154)의 중앙부에 위치하는 나사산에 하단이 나사 체결되며, 상단이 회전렌치(158)에 의해 수직방향으로 이동(수직운동)하는 봉부재를 포함하게 되며, 가이드홈(111)을 상,하 관통하는 부위는 회전렌치(158)가 삽입 회전할 수 있도록 렌치결합구가 더 설치되도록 할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 9b, the rotating vertical member 157 has threads formed on the outer peripheral surface, the lower end is screwed to the thread located in the center of the support base 154, and the upper end is vertically adjusted by the rotating wrench 158. It includes a rod member that moves in the direction (vertical movement), and a wrench coupler can be further installed in the area penetrating the guide groove 111 up and down so that the rotary wrench 158 can be inserted and rotated. Able to know.
즉, 수직 봉부재 형태로 세팅되는 회전수직부재(157)가 회전렌치(158)에 의해 회전하게 되면, 회전수직부재(157)에 나사 체결된 지지베이스(154)가 수직 운동하고, That is, when the rotating vertical member 157, which is set in the form of a vertical rod member, is rotated by the rotating wrench 158, the support base 154 screwed to the rotating vertical member 157 moves vertically,
지지베이스(154)에 힌지 연결된 양 가이드바(155)가 횡방향으로 회전하면서 가이드홈(111)을 따라 수평운동하는 양 슬라이딩바(156)를 통해 각도조절 스프링(151)의 각도가 미세조절 될 수 있게 된다.The angle of the angle adjustment spring 151 can be finely adjusted through the sliding bar 156, where both guide bars 155, which are hinged to the support base 154, rotate in the transverse direction and move horizontally along the guide groove 111. It becomes possible.
도 9c는 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)을 따라 제1 강성조절장치(150)의 4절링크가 횡방향으로 수평 이동하는 것을 나타내는 측면도이고, 도 9d는 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)을 따라 강성조절장치의 4절링크가 수평 이동하는 것을 나타내는 사시도이다.Figure 9c is a side view showing the four-bar link of the first stiffness adjustment device 150 moving horizontally in the lateral direction along the guide groove 111 formed in the first plate 110, and Figure 9d is a side view showing the first plate 110 ) is a perspective view showing that the four-bar link of the rigidity adjustment device moves horizontally along the guide groove 111 formed in ).
즉, 회전수직부재(157)의 상단에 체결된 회전렌치(158)에 의해 회전수직부재(157)를 회전시키면, 회전수직부재(157)의 하단에 나사 체결된 지지베이스(154)가 수직방향으로 상승 또는 하강하게 되고, That is, when the rotating vertical member 157 is rotated by the rotating wrench 158 fastened to the upper end of the rotating vertical member 157, the support base 154 screwed to the lower end of the rotating vertical member 157 moves in the vertical direction. rises or falls,
이에 대응하여 양 가이드바(155)가 좌우로 회전하면서 양 가이드바(155)에 연결된 제1 플레이트(110)의 횡방향으로 가이드홈(111)을 따라 슬라이딩바(156)를 수평 운동시키는 과정에서 각도조절 스프링(151)의 각도를 미세조절하면서 강성을 조절할 수 있게 됨을 알 수 있다.In response to this, in the process of moving the sliding bar 156 horizontally along the guide groove 111 in the lateral direction of the first plate 110 connected to both guide bars 155 while rotating left and right, the two guide bars 155 rotate left and right. It can be seen that the rigidity can be adjusted by finely adjusting the angle of the angle adjustment spring 151.
즉, 각도조절 스프링(151)은 슬라이딩바(156)가 가이드홈(111)을 따라 수평이동 하게 되면 세팅 각도가 변경되면서 강성이 조절되도록 한 것임을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the angle adjustment spring 151 is designed to adjust the rigidity by changing the setting angle when the sliding bar 156 moves horizontally along the guide groove 111.
도 9e는 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)이 다양하게 형성될 수 있음을 나타내는 측면도로서, 상기 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)과 가이드홈(111)의 형상에 대응하도록 슬라이딩바(156: 156a, 156b)를 다양하게 형성할 수 있는데, 이때, 조절스프링 상단캡(152: 152a, 152b)의 형상도 달라질 수 있음을 알 수 있다.Figure 9e is a side view showing that the guide groove 111 formed on the first plate 110 can be formed in various ways, showing the guide groove 111 formed on the first plate 110 and the shape of the guide groove 111. The sliding bars (156: 156a, 156b) can be formed in various ways to correspond to, and at this time, it can be seen that the shape of the adjustment spring top cap (152: 152a, 152b) can also vary.
이때 도 9e의 T자형 가이드홈(111)의 경우, 도 9e의 I자 형태의 가이드홈(111)에 비해 가공 난이도가 높지만 가이드 안정성이 향상되도록 가공할 수 있도록 함이 바람직하다.At this time, in the case of the T-shaped guide groove 111 of FIG. 9E, processing difficulty is higher than that of the I-shaped guide groove 111 of FIG. 9E, but it is desirable to allow processing to improve guide stability.
한편, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 평면도 및 측면도로서, 도 10의 a)는 평면도이고, 도 10의 b)는 측면도이다. Meanwhile, Figure 10 is a top and side view of the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention, where Figure 10 (a) is a top view and Figure 10 (b) is a side view.
도 10의 a) 및 b)를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)는, Referring to Figures 10 a) and b), the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention is,
양 부가질량 부재(130)의 제1 플레이트(110)의 중앙부에 제1 강성조절장치(150)가 설치되며, 이때, 상기 제1 강성조절장치(150)는, 각도조절 스프링(151), 조절스프링 상단캡(152), 조절스프링 하단캡(153), 지지베이스(154), 가이드바(155), 슬라이딩바(156)를 포함하는 4절링크 및 회전수직부재(157)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.A first rigidity adjustment device 150 is installed in the center of the first plate 110 of both additional mass members 130. At this time, the first rigidity adjustment device 150 includes an angle adjustment spring 151, It is composed of a spring upper cap (152), an adjustment spring lower cap (153), a support base (154), a guide bar (155), a four-section link including a sliding bar (156), and a rotating vertical member (157). Able to know.
한편, 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에서 제1 강성조절장치(150)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, Figure 11 is a diagram for explaining the operation of the first stiffness adjustment device 150 in the stiffness-adjustable tuned mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서 제1 강성조절장치(150)는, Referring to FIG. 11, the first stiffness adjustment device 150 in the stiffness-adjustable tuned mass damper according to the first embodiment of the present invention is,
예를 들면, 상기 회전수직부재(157)의 회전에 대응하여 4절링크의 지지베이스(154)가 하부로 이동하면 슬라이딩바(156)의 상단이 가이드홈(111)의 중앙으로 이동하면서 슬라이딩바(156)에 여결된 가이드바(155)를 역시 가이드홈(111)의 중앙으로 이동시키고, For example, when the support base 154 of the four-bar link moves downward in response to the rotation of the rotating vertical member 157, the upper end of the sliding bar 156 moves to the center of the guide groove 111 and the sliding bar The guide bar 155 attached to (156) is also moved to the center of the guide groove 111,
상기 가이드바(155)의 타측에 연결된 각도조절 스프링(151)이 소정 경사를 갖고 역시 가이드홈(111)의 중앙부로 이동하면서 신장됨으로써 각도를 조절할 수 있고, 이에 대응하여 상기 각도조절 스프링(151)의 강성을 증가시킬수 있다. The angle adjustment spring 151 connected to the other side of the guide bar 155 has a predetermined inclination and expands while moving toward the center of the guide groove 111 to adjust the angle, and correspondingly, the angle adjustment spring 151 The rigidity can be increased.
또한, 회전수직부재(157)의 회전에 대응하여 4절링크의 지지베이스(154)가 상부로 이동하면 슬라이딩바(156)의 상단이 가이드홈(111)의 양 측방으로 이동하면서 가이드바(155)를 역시 가이드홈(111)의 양 측방으로 이동시키고,In addition, when the support base 154 of the four-bar link moves upward in response to the rotation of the rotating vertical member 157, the upper end of the sliding bar 156 moves to both sides of the guide groove 111 and the guide bar 155 ) is also moved to both sides of the guide groove 111,
가이드바(155)의 일측에 연결된 각도조절 스프링(151)이 가이드홈(111)의 양 측방으로 이동하면서 수축됨으로써 각도를 조절할 수 있고, 이에 대응하여 상기 각도조절 스프링(151)의 강성을 감소시킬 수 있다.The angle adjustment spring 151 connected to one side of the guide bar 155 can be adjusted by contracting while moving to both sides of the guide groove 111, and correspondingly, the rigidity of the angle adjustment spring 151 can be reduced. You can.
한편, 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에서 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120) 및 부가질량 부재(130)를 나타내는 도면으로서, 도 12의 a)는 제1 플레이트(110)을 나타내고, 도 12의 b)는 제2 플레이트(120)를 나타내며, 도 12의 c)는 부가질량 부재(130)를 각각 나타낸다.Meanwhile, Figure 12 is a diagram showing the first plate 110, the second plate 120, and the additional mass member 130 in the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention. 12a) represents the first plate 110, FIG. 12b) represents the second plate 120, and FIG. 12c) represents the additional mass member 130, respectively.
도 12의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 플레이트(110)의 상면에 제1 강성조절장치(150)가 가이드홈(111) 내에서 이동하는 것을 육안으로 확인하기 위한 레이저 마킹이 표시되도록 할 수 있으며, 가이드홈(111)은 제1 플레이트(110)를 관통하면서 중앙부의 양 측단 이전가지 직선상으로 형성시키는 것이 바람직하다.As shown in a) of FIG. 12, a laser marking is displayed on the upper surface of the first plate 110 to visually confirm that the first rigidity adjustment device 150 is moving within the guide groove 111. It is possible, and it is preferable that the guide groove 111 is formed in a straight line passing through the first plate 110 and at both ends of the central part.
도 12의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 플레이트(120)의 중앙부 양측 단부에 제1 강성조절장치(150)의 각도조절 스프링(151)을 고정하기 위한 회전소켓부(121) 설치를 위한 고정홈이 형성될 수 있다.As shown in b) of FIG. 12, a rotation socket portion 121 is installed at both ends of the central portion of the second plate 120 to secure the angle adjustment spring 151 of the first rigidity adjustment device 150. A fixing groove may be formed for.
도 12의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 부가질량 부재(130)는 상기 제1 플레이트(110)의 좌우 양측에 각각 배치되도록 2개로 분리되어 설치되고, 상기 2개로 분리된 부가질량 부재(130) 사이의 강성조절장치 설치 영역에 제1 강성조절장치(150)가 설치될 수 있다.As shown in FIG. 12C, the additional mass member 130 is installed and separated into two pieces to be disposed on both left and right sides of the first plate 110, respectively, and the additional mass member 130 separated into two pieces ) The first rigidity adjusting device 150 may be installed in the rigidity adjusting device installation area between.
한편, 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에서 조절스프링 상단캡(152) 및 조절스프링 하단캡(153)을 나타내는 도면으로서, Meanwhile, Figure 13 is a diagram showing the adjustment spring upper cap 152 and the adjustment spring lower cap 153 in the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention,
도 13의 a)는 조절스프링 상단캡(152)을 나타내며, 도 13의 b)는 조절스프링 하단캡(153)을 나타내고, 도 13의 c)는 조절스프링이 조절스프링 상단캡(152)과 조절스프링 하단캡(153) 사이에 체결되는 것을 나타내는 도면이다.Figure 13a) shows the adjustment spring upper cap 152, Figure 13b) shows the adjustment spring lower cap 153, and Figure 13c) shows the adjustment spring being adjusted with the adjustment spring upper cap 152. This is a diagram showing fastening between the spring lower caps 153.
조절스프링 상단캡(152)은, 도 13의 a)에 도시된 바와 같이, 하부가 돌출된 형태로 형성되어 각도조절 스프링(151)의 상단에 삽입되어 연결되도록 형성될 수 있고, As shown in a) of FIG. 13, the adjustment spring top cap 152 has a protruding lower portion and may be formed to be inserted and connected to the upper end of the angle adjustment spring 151,
또한, 도 13의 b)에 도시된 바와 같이, 조절스프링 하단캡(153)은 상부에 조절스프링의 하단이 삽입되어 연결되도록 형성될 수 있다.In addition, as shown in b) of FIG. 13, the adjustment spring lower cap 153 may be formed so that the lower end of the adjustment spring is inserted and connected to the upper part.
또한, 도 13의 c)에 도시된 바와 같이, 각도조절 스프링(151)이 조절스프링 상단캡(152)과 조절스프링 하단캡(153) 사이에 체결될 수 있도록 하게 된다.In addition, as shown in Figure 13 (c), the angle adjustment spring 151 can be fastened between the adjustment spring upper cap 152 and the adjustment spring lower cap 153.
이때, 상기 조절스프링 하단캡(153)은 상기 제2 플레이트(120)에 회전소켓부(121)를 이용하여 고정되며, 상기 조절스프링 상단캡(152)은 4절링크의 가이드바(155)에 연결되어 이동하게 된다.At this time, the adjustment spring lower cap 153 is fixed to the second plate 120 using a rotating socket portion 121, and the adjustment spring upper cap 152 is attached to the guide bar 155 of the four-bar link. Connected and moving.
한편, 도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에서 4절링크의 지지베이스(154)를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 14의 a)는 평면도이고, 도 14의 b)는 측면도이다.Meanwhile, Figure 14 is a diagram specifically showing the support base 154 of the four-bar link in the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention. Figure 14 a) is a plan view, and Figure 14 is a plan view. 14 b) is a side view.
도 14의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 4절링크의 지지베이스(154)는 중앙에 나사산이 가공된 관통공이 형성되어 회전수직부재(157)가 삽입되어 나사체결되고, 또한, 양측에는 슬라이딩바(156)가 각각 체결될 수 있도록 하게 됨을 알 수 있다.As shown in a) and b) of FIG. 14, the support base 154 of the four-bar link has a threaded through hole formed in the center into which the rotating vertical member 157 is inserted and screwed, and also has two sides on both sides. It can be seen that the sliding bars 156 are each fastened.
한편, 도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에서 슬라이딩바(156)를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 15의 a)는 평면도이고, 도 15의 b)는 측면도이다.Meanwhile, Figure 15 is a diagram specifically showing the sliding bar 156 in the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention, where Figure 15 a) is a plan view and Figure 15 b) is a side view.
도 15의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 슬라이딩바(156)는 양측에 관통공이 형성되고, 일측은 상기 지지베이스(154)와 힌지 결합되고, 또한, 타측은 가이드바(155)와 힌지 결합되도록 할 수 있음을 알 수 있다.As shown in a) and b) of Figure 15, the sliding bar 156 has through holes formed on both sides, one side is hinged with the support base 154, and the other side is coupled with the guide bar 155. It can be seen that it can be hinged.
한편, 도 16은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)가 구현된 것을 예시하는 실제 사진이다.Meanwhile, Figure 16 is an actual photograph illustrating the implementation of the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 경우, 제1 플레이트 및 제2플레이트가 4각형 형태로 제작될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 도 16에 도시된 바와 같이 제1 플레이트 및 제2플레이트이 8각형 형태로 제작될 수도 있다.In the case of the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention, the first plate and the second plate may be manufactured in a square shape, but are not limited to this, as shown in FIG. 16 Likewise, the first plate and the second plate may be manufactured in an octagonal shape.
결국, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에 따르면, Ultimately, according to the stiffness-adjustable tunable mass damper 100 according to the first embodiment of the present invention,
대상 고유주파수를 갖는 진동수에 맞도록 구성된 동조질량댐퍼를 구성하는 장치로서, 진동을 제진시키는 각도조절 스프링(151)을 구비하되, 4절링크의 지지베이스(154), 가이드바(155), 슬라이딩바(156), 회전수직부재(157) 및 회전렌치(158) 통해서 각도조절 스프링(151)의 각도를 미세조절할 수 있고, 이에 따라 동조질량댐퍼의 강성을 용이하게 조절할 수 있게 됨을 알 수 있다.It is a device that constitutes a tuned mass damper configured to match the frequency with the target natural frequency, and is equipped with an angle adjustment spring (151) to dampen vibration, a support base (154) of a four-bar link, a guide bar (155), and a sliding damper. It can be seen that the angle of the angle adjustment spring 151 can be finely adjusted through the bar 156, the rotating vertical member 157, and the rotating wrench 158, and thus the rigidity of the tuned mass damper can be easily adjusted.
[제2 실시예: 강성조절형 동조질량댐퍼][Second Embodiment: Stiffness-adjustable tunable mass damper]
도 17a 내지 도 17d는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 구체적으로 나타내는 도면들이며, 17A to 17D are diagrams specifically showing the stiffness-adjustable tunable mass damper 100 according to the second embodiment of the present invention, respectively;
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)에서 제1 및 제2 웜기어(165,166)의 동작을 구체적으로 나타내는 도면이다.Figure 18 is a diagram specifically showing the operation of the first and second worm gears 165 and 166 in the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the second embodiment of the present invention.
도 17a 내지 도 17d를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼에서, 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120) 사이에 제2 강성조절장치(160)가 설치될 수 있으며, 17A to 17D, in the stiffness-adjustable tuned mass damper according to the second embodiment of the present invention, a second stiffness adjustment device 160 is provided between the first plate 110 and the second plate 120. can be installed,
제 1실시예에서, 제2 강성조절장치(160)에 대응하여 설치되는 제1 강성조절장치(150)가 4절링크형이라면, 제 2실시예에서는 제1 강성조절장치(150) 대신 치합기어형인 제2 강성조절장치(160)를 이용하는 것에 차이가 있을 뿐이다.In the first embodiment, if the first stiffness adjusting device 150 installed in response to the second stiffness adjusting device 160 is a four-bar link type, in the second embodiment, a meshing gear is used instead of the first stiffness adjusting device 150. The only difference is that the older brother, the second stiffness adjustment device 160, is used.
이에 상기 제2 강성조절장치(160)는, 도 17b에 도시된 바와 같이, 각도조절 스프링(161); 조절스프링 상단캡(162); 조절스프링 하단캡(163); 힌지조인트(164); 제1 웜기어(165); 제2 웜기어(166); 및 수직 베벨기어(167)를 포함하여 구성된다.Accordingly, the second rigidity adjustment device 160 includes an angle adjustment spring 161, as shown in FIG. 17B; Adjustment spring top cap (162); Adjustment spring lower cap (163); Hinge joint (164); first worm gear (165); second worm gear (166); and a vertical bevel gear 167.
각도조절 스프링(161)은, 도 17a 내지 도 17d를 참조하면, 동조질량댐퍼(TMD)의 강성을 조절할 수 있도록 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120) 사이의 중앙부 양측에 횡방향으로 서로 이격되도록 각각 설치되며, 가이드홈(111)을 따라 횡방향으로 경사지도록 하여 각도(θ)를 미세조절할 수 있도록 설치되는 탄성스프링을 포함하는 것은 제1 실시예와 동일하다.Referring to FIGS. 17A to 17D, the angle adjustment spring 161 is installed laterally on both sides of the central portion between the first plate 110 and the second plate 120 to adjust the rigidity of the tuned mass damper (TMD). They are installed to be spaced apart from each other, and include elastic springs that are installed to be inclined in the transverse direction along the guide groove 111 to finely adjust the angle θ, which is the same as the first embodiment.
조절스프링 상단캡(162)은, 도 17a 내지 도 17d를 참조하면, 제2 플레이트(120) 상에 고정 설치되어 각도조절 스프링(151)의 하단과 제2 플레이트(120)를 서로 연결시키는 역할을 하는 캡부재로서, 이러한 조절스프링 하단캡(153)은 제2 플레이트(120) 상에 설치된 회전소켓부(121)에 연결되어 회전이 구속되지 않도록 설치되는 것이다. Referring to FIGS. 17A to 17D, the adjustment spring upper cap 162 is fixedly installed on the second plate 120 and serves to connect the lower end of the angle adjustment spring 151 and the second plate 120. As a cap member, the adjustment spring lower cap 153 is connected to the rotation socket portion 121 installed on the second plate 120 and is installed so that rotation is not restricted.
즉, 힌지조인트(164)에 형성된 절곡연결구(169)와 각도조절 스프링(151)의 상단 사이에 결합되어 힌지조인트(164)와 각도조절 스프링(151)을 서로 연결시키는 캡부재로서 제1 실시예와 동일하다.That is, the first embodiment is a cap member that is coupled between the bending connector 169 formed in the hinge joint 164 and the upper end of the angle adjustment spring 151 to connect the hinge joint 164 and the angle adjustment spring 151 to each other. Same as
이에 상기 조절스프링 하단캡(163)는 제2 플레이트(120) 상에 고정 설치되어 각도조절 스프링(151)의 하단과 제2 플레이트(120)를 서로 연결시키는 역할을 하는 캡부재로서, 제2 플레이트(120) 상에 설치된 회전소켓부(121)에 연결되어 회전이 구속되지 않도록 설치되도록 하게 됨은 역시 제1 실시예와 동일하다.Accordingly, the adjustment spring lower cap 163 is a cap member that is fixedly installed on the second plate 120 and serves to connect the lower end of the angle adjustment spring 151 and the second plate 120 to each other. It is also the same as the first embodiment in that it is connected to the rotation socket portion 121 installed on (120) and installed so that rotation is not restricted.
이러한 제2 실시예는 4절링크를 채택하고 있는 제1 실시예와 달리 치합기어를 구겅하는 힌지조인트(164); 제1 웜기어(165); 제2 웜기어(166)를 채택하는 것에 차이가 있으며, 기본적인 작용은 동일하다,This second embodiment, unlike the first embodiment that adopts a four-bar link, includes a hinge joint 164 that connects the meshing gears; first worm gear (165); There is a difference in adopting the second worm gear 166, but the basic operation is the same.
즉, 힌지조인트(164)는, 도 17c 및 도 17d에 도시된 바와 같이, 일측이 각도조절 스프링(161)의 조절스프링 상단캡(162)과 절곡연결구(169)에 연결되어 세팅되는 원판형 기어로서, 제1 및 제2 웜기어(165, 166)의 외주면 각각에 형성된 나사산의 회전에 대응하여 수형운동하게 된다. That is, the hinge joint 164 is a disk-shaped gear set on one side connected to the bending connector 169 and the adjustment spring upper cap 162 of the angle adjustment spring 161, as shown in FIGS. 17C and 17D. As a result, vertical movement occurs in response to the rotation of the threads formed on the outer peripheral surfaces of the first and second worm gears 165 and 166, respectively.
이때, 도 18의 a)에 도시된 바와 같이, 힌지조인트(164)의 중앙에 조절스프링 상단캡(162)이 삽입되도록 결합되고, 힌지조인트(164)에 형성된 기어가 상기 제1 및 제2 웜기어(165, 166)의 외주면에 형성된 나사산에 대응하여 제1 및 제2 웜기어(165, 166)를 따라 이동하게 되며, At this time, as shown in a) of FIG. 18, the adjustment spring upper cap 162 is inserted into the center of the hinge joint 164, and the gear formed on the hinge joint 164 is the first and second worm gears. It moves along the first and second worm gears (165, 166) in response to the threads formed on the outer peripheral surface of (165, 166),
도 17c 및 도 17d를 참조하면, 제1 플레이트(110)의 가이드홈(111) 내측면에 힌지조인트(164)가 수평으로 안정적으로 이동할 수 있는 내측가이드홈(112)이 형성된 것을 이용할 수 있다.Referring to FIGS. 17C and 17D, the inner guide groove 112, which allows the hinge joint 164 to move horizontally and stably, may be formed on the inner surface of the guide groove 111 of the first plate 110.
즉, 수직 베벨기어(167)는 회전렌치(168)의 회전에 대응하여 회전하며, 수직 베벨기어(167)의 회전에 대응하여 제1 및 제2 웜기어(165, 166)에 의하여 힌지조인트(164)가 수평 이동하면서 각도조절 스프링(161)의 각도가 미세조절될 수 있도록 하게 된다.That is, the vertical bevel gear 167 rotates in response to the rotation of the rotary wrench 168, and the hinge joint 164 is connected by the first and second worm gears 165 and 166 in response to the rotation of the vertical bevel gear 167. ) moves horizontally so that the angle of the angle adjustment spring 161 can be finely adjusted.
또한 상기 절곡연결구(169)는 원판형 기어인 힌지조인트(164)를 횡방향으로 경사지게 설치되는 각도조절 스프링(161)과의 용이한 연결을 위하여 더 형성시키게 된다.In addition, the bending connector 169 is further formed to easily connect the hinge joint 164, which is a disk-shaped gear, with the angle adjustment spring 161 installed inclined in the transverse direction.
제1 웜기어(165)는, 도 17a 내지 도 17d를 참조하면, 수직 베벨기어(167)에 치합하여 예컨대 반시계방향으로 회전하도록 일측에 수직웜기어가 형성되고, 타측 외주면에 나사산이 형성된 수평 기어봉을 포함하게 된다.Referring to FIGS. 17A to 17D, the first worm gear 165 has a vertical worm gear formed on one side to engage with the vertical bevel gear 167 to rotate, for example, counterclockwise, and a horizontal gear rod with a thread formed on the outer peripheral surface of the other side. It will be included.
제2 웜기어(166)는, 도 17a 내지 도 17d를 참조하면, 수직 베벨기어(167)에 치합하여 제1 웜기어(165) 회전방향과 반대방향인 시계방향으로 회전하도록 일측에 역시 수직웜기어가 형성되고, 타측 외주면에 나사산이 형성된 수평 기어봉을 포함하게 된다.Referring to FIGS. 17A to 17D, the second worm gear 166 is engaged with the vertical bevel gear 167, and a vertical worm gear is formed on one side to rotate clockwise, which is opposite to the rotation direction of the first worm gear 165. It includes a horizontal gear rod with a thread formed on the other outer peripheral surface.
이때, 상기 제1 웜기어(165) 및 제2 웜기어(166)는, 도 18의 b)에 도시된 바와 같이, 일측 단부가 상기 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)의 양 측단부홀(h)에 삽입 고정되도록 할 수 있다.At this time, as shown in b) of FIG. 18, the first worm gear 165 and the second worm gear 166 have one end at both ends of the guide groove 111 formed in the first plate 110. It can be inserted and fixed into the hole (h).
수직 베벨기어(167)는, 도 17a 내지 도 17d를 참조하면, 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120) 사이의 중앙부에 횡방향으로 연장된 가이드홈(111)에 수직으로 설치되는 회전렌치(168)의 하단에 형성된 수평 베벨기어이다.Referring to FIGS. 17A to 17D, the vertical bevel gear 167 rotates and is installed vertically in the guide groove 111 extending laterally in the central portion between the first plate 110 and the second plate 120. It is a horizontal bevel gear formed at the bottom of the wrench 168.
이로서 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)는 회전렌치(168)에 형성된 수직 베벨기어(167)와 제1 및 제2 웜 기어(165, 166)가 각각 맞물리도록 하고,As a result, the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the second embodiment of the present invention is configured so that the vertical bevel gear 167 formed on the rotary wrench 168 and the first and second worm gears 165 and 166 are engaged, respectively. do,
수직 베벨기어(167)를 회전시키면, When the vertical bevel gear (167) is rotated,
수직 베벨기어(167)에 의해 제1 및 제2 웜기어(165,166)가 시계방향 및 반시계방향으로 각각 회전하되, 제1 및 제2 웜기어(165, 166) 각각에는 조절스프링 상부에 구비된 힌지조인트(164)가 맞물리면서, The first and second worm gears 165 and 166 rotate clockwise and counterclockwise, respectively, by the vertical bevel gear 167, and each of the first and second worm gears 165 and 166 has a hinge joint provided on the upper part of the adjustment spring. As (164) interlocks,
제1 및 제2 웜기어(165, 166)의 회전에 따라 각도조절 스프링(161)의 좌우 이동 즉 설치각도를 조절할 수 있다.The left and right movement of the angle adjustment spring 161, that is, the installation angle, can be adjusted according to the rotation of the first and second worm gears 165 and 166.
이로서 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)는, 대상 고유주파수를 갖는 진동수에 맞도록 구성된 동조질량댐퍼를 구성하는 장치로서, 진동을 제진시키는 조절스프링을 구비하되, As a result, the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the second embodiment of the present invention is a device that constitutes a tuned mass damper configured to match the frequency having the target natural frequency, and is provided with an adjustment spring for damping vibration,
수직 베벨기어(167)와 제1 및 제2 웜기어(165,166)의 맞물림에 의한 회전력에 의해, 제1 및 제2 웜기어(165,166)가 각도조절 스프링(161)에 연결된 힌지조인트(164)와 다시 맞물려, 힌지조인트(164)가 좌우 이동 가능함에 따라 각도조절 스프링(161)의 각도를 미세조절할 수 있도록 한 것임을 알 수 있다.By the rotational force caused by the engagement of the vertical bevel gear 167 and the first and second worm gears 165 and 166, the first and second worm gears 165 and 166 are again engaged with the hinge joint 164 connected to the angle adjustment spring 161. , it can be seen that the angle of the angle adjustment spring 161 can be finely adjusted as the hinge joint 164 can move left and right.
결국, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따르면, 제1 및 제2 강성조절장치(150,160)의 설치에 따른 각도조절 스프링(151,161)의 각도 조절을 통해 각도조절 스프링(151,161)의 강성을 조절하고 공진점 동조화를 수행함으로써 기존의 TMD와 달리 TMD 해체 및 재설치가 불필요하게 된다.Ultimately, according to the first and second embodiments of the present invention, the rigidity of the angle adjustment springs 151 and 161 is increased by adjusting the angles of the angle adjustment springs 151 and 161 according to the installation of the first and second rigidity adjustment devices 150 and 160. Unlike existing TMDs, TMD disassembly and reinstallation are unnecessary by adjusting and resonating point tuning.
또한, 모듈러 건축물 등의 바닥 진동 특성 범위 내에서 TMD 구성요소를 규격화하여 주문 조립(ATO) 방식으로 설계함으로써 TMD 설치시간을 대폭 감소시킬 수 있고, 또한, 현장에서 대상 주파수비를 1에 가깝게 조절스프링의 각도가 조절되도록 TMD 강성을 조절함으로써 충격에 의한 바닥 진동을 약 50% 이상 저감시킬 수 있도록 하게 된다.In addition, TMD installation time can be significantly reduced by standardizing TMD components within the range of floor vibration characteristics of modular buildings, etc. and designing them using an assembly-to-order (ATO) method. Additionally, in the field, the target frequency ratio can be adjusted to close to 1 by adjusting the spring. By adjusting the TMD rigidity so that the angle of is adjusted, floor vibration due to impact can be reduced by more than about 50%.
[강성조절형 동조질량댐퍼의 시공 방법][Construction method of rigidity-adjustable tunable mass damper]
도 19는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 시공 방법을 나타내는 동작흐름도이다.Figure 19 is an operation flowchart showing the construction method of the stiffness-adjustable tunable mass damper 100 according to the first and second embodiments of the present invention.
도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 시공 방법은, Referring to FIG. 19, the construction method of the stiffness-adjustable tunable mass damper 100 according to an embodiment of the present invention is,
구조물의 바닥진동 저감을 위해 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130) 및 기본스프링(140)으로 이루어진 동조질량댐퍼(TMD)의 시공 방법으로서, A method of constructing a tuned mass damper (TMD) consisting of a first plate 110, a second plate 120, an additional mass member 130, and a basic spring 140 to reduce floor vibration of a structure, comprising:
먼저, 스프링 각도의 미세조절이 가능한 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)가 구비된 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 설계하며, 이때 질량비(m), 댐퍼비(c) 및 스프링계수(k)가 각각 규격화되도록 설계한다(S110).First, a rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first and second embodiments equipped with first and second rigidity adjustment devices 150 and 160 capable of fine adjustment of the spring angle is designed, and the mass ratio ( m), damper ratio (c), and spring coefficient (k) are designed to be standardized (S110).
이에 따라, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)는, 주요 설계요소인 질량비(m), 댐퍼비(c) 및 스프링계수(k)를 각각 규격화하여 설계 소요시간을 최소화할 수 있다. Accordingly, the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first and second embodiments of the present invention standardizes the main design elements, mass ratio (m), damper ratio (c), and spring coefficient (k), respectively. Design time can be minimized.
여기서, m은 경량하중 규격으로 제작되며, 예를 들면, 대상 구조물의 하중이 고하중인 경우, 다수의 제품을 적층 조립하여 설계하중을 충족시킬 수 있다. Here, m is manufactured to a lightweight load standard. For example, when the load of the target structure is high, multiple products can be stacked and assembled to meet the design load.
또한, 대상 주파수비를 1에 가깝도록 미세조절함으로써 기존 TMD 대비 약 50%의 추가적인 저감 성능을 확보할 수 있다. 이때, 현장에서도 각도 조절스프링 강성을 조절함으로써 성능을 최적화할 수 있다. 이때, k는 현장에서 각도 조절스프링 강성을 조절하도록 미세각도를 조절함으로써 성능을 최적화할 수 있다.In addition, by fine-tuning the target frequency ratio to be close to 1, an additional reduction performance of about 50% compared to the existing TMD can be secured. At this time, performance can be optimized in the field by adjusting the stiffness of the angle adjustment spring. At this time, k can optimize performance by finely adjusting the angle to adjust the stiffness of the angle adjustment spring in the field.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)는, 4절링크형 또는 기어치합형 강성조절장치임은 살펴본 바와 같다.In addition, as described above, the first and second rigidity adjustment devices 150 and 160 are four-bar link type or gear mesh type rigidity adjustment devices.
또한, 상기 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)는 동조질량댐퍼의 강성을 조절하는 각도 조절스프링을 구비하며, 상기 각도 조절스프링의 각도를 미세조절하도록 상기 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120) 사이의 중앙부에 횡방향으로 설치할 수 있다.In addition, the first and second rigidity adjusting devices 150 and 160 are provided with an angle adjusting spring for adjusting the rigidity of the tuned mass damper, and the first plate 110 and the second stiffness adjusting device are provided to finely adjust the angle of the angle adjusting spring. It can be installed horizontally in the central part between the second plates 120.
다음으로, 주문조립(ATO) 방식으로 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 구성요소가 규격화되도록 제작한다(S120).Next, the components of the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first and second embodiments are manufactured to be standardized using an assembly-to-order (ATO) method (S120).
즉, 주문조립(ATO) 방식으로 상기 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 구성요소를 대량 제작하게 되며, 제 1실시예와 제 2실시예에 의한 차이는 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)에 따른 차이만 있음을 살펴본 바와 같다.In other words, the components of the stiffness-adjustable tuned mass damper 100 are mass-produced using an assembly-to-order (ATO) method, and the difference between the first and second embodiments is the first and second stiffness adjustment devices ( As we have seen, there is only a difference depending on 150, 160).
다음으로, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 구조물 상에 설치한다(S130).Next, the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first and second embodiments is installed on the structure (S130).
이때 구조물은 교량의 바닥판등이 될 수 있으며, 회전렌치(158,168)를 하부 작업공간에서 회전시킬 수 있도록 제2 플레이트(120)가 하방으로 위치하도록 하여 설치하게 된다.At this time, the structure can be a bridge deck, etc., and is installed so that the second plate 120 is positioned downward so that the rotary wrenches 158 and 168 can rotate in the lower work space.
다음으로, 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)의 각도 조절스프링의 각도를 미세조절하는 공진점 동조화 작업을 실시한다(S140). Next, a resonance point tuning operation is performed to finely adjust the angles of the angle adjustment springs of the first and second rigidity adjustment devices 150 and 160 of the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first and second embodiments. Do it (S140).
이때, 상기 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)의 각도조절 스프링(151)은 현장에서 대상 주파수비가 1에 가깝도록 각도가 미세조절되어 동조질량댐퍼(TMD)의 강성이 조절될 수 있다.At this time, the angle of the angle adjustment spring 151 of the first and second rigidity adjustment devices 150 and 160 is finely adjusted in the field so that the target frequency ratio is close to 1, so that the rigidity of the tuned mass damper (TMD) can be adjusted. there is.
다음으로, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 시공을 완료한다(S150).Next, construction of the rigidity-adjustable tunable mass damper 100 according to the first and second embodiments is completed (S150).
이때 상기 구조물의 공진점 동조화 추가작업 필요 시, 구조물의 공진점 동조화 추가작업 즉, 상기 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130) 및 기본스프링(140)의 해체 및 재조립 없이 각도조절 스프링(151,161)의 각도만을 미세조절할 수 있다(S160).At this time, when additional work to tune the resonance point of the structure is necessary, additional work to tune the resonance point of the structure is required, that is, dismantling and reassembling the first plate 110, the second plate 120, the additional mass member 130, and the basic spring 140. Only the angles of the angle adjustment springs 151 and 161 can be finely adjusted without assembly (S160).
이에 따라, 주파수 분해능을 ±0.1Hz로 제작함에 따라 제1 및 제2 실시예에 따른 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 정밀 조절과 시공시간을 단축시킬 수 있으며, 또한, 기존의 주문 설계(ETO 에서 주문 조립(ATO) 방식으로 전환시킴으로써 주파수 동조화 시간을 약 50% 정도 단축시킬 수 있다.Accordingly, by manufacturing the frequency resolution to ±0.1 Hz, it is possible to reduce the precision control and construction time of the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 according to the first and second embodiments, and also to reduce the construction time of the existing custom design ( By switching from ETO to assembly-to-order (ATO) method, the frequency tuning time can be shortened by about 50%.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 강성조절형 TMD에 있어서, 스프링 각도 미세조절로 바닥진동 저감 성능을 기존 바닥성능 대비 50% 이상 향상시킬 수 있고, 또한, 건축구조기준에 부합하도록 구조안전성을 확보할 수 있다. Ultimately, according to an embodiment of the present invention, in a rigidity-adjustable TMD, the floor vibration reduction performance can be improved by more than 50% compared to the existing floor performance by finely adjusting the spring angle, and in addition, structural safety can be improved to meet building structure standards. It can be secured.
또한, TMD 시공 방식을 기존의 ETO 방식에서 ATO 방식으로 변경함으로써 시공성 및 경제성을 확보할 수 있고, 또한, 강성조절형 TMD를 다양한 구조의 건축물에 적용함으로써 바닥 진동을 용이하게 저감시킬 수 있다.In addition, by changing the TMD construction method from the existing ETO method to the ATO method, constructability and economic efficiency can be secured, and floor vibration can be easily reduced by applying the rigidity-adjustable TMD to buildings of various structures.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
100: 강성조절형 동조질량댐퍼
110: 제1 플레이트
111: 가이드홈 112: 내측가이드홈
120: 제2 플레이트 121: 회전소켓부
130: 부가질량 부재 131: 삽입홈
140: 기본스프링 150: 제1 강성조절장치(4절링크형)
151: 각도조절 스프링 152; 조절스프링 상단캡
153: 조절스프링 하단캡 154: 지지베이스
155: 가이드바 156: 슬라이딩바
157: 회전수직부재 158: 회전렌치
160: 제2 강성조절장치(치합 기어형)
161: 각도조절 스프링 162; 조절스프링 상단캡
163: 조절스프링 하단캡 164: 힌지조인트
165: 제1 웜기어 166: 제2 웜기어
167: 수직 베벨기어 168: 회전렌치100: Stiffness-adjustable tuned mass damper
110: first plate
111: Guide groove 112: Inner guide groove
120: Second plate 121: Rotating socket part
130: Additional mass member 131: Insertion groove
140: Basic spring 150: First rigidity adjustment device (four-bar link type)
151: Angle adjustment spring 152; Adjustment spring top cap
153: Adjustment spring bottom cap 154: Support base
155: Guide bar 156: Sliding bar
157: Rotating vertical member 158: Rotating wrench
160: Second rigidity adjustment device (meshing gear type)
161: Angle adjustment spring 162; Adjustment spring top cap
163: Adjustment spring bottom cap 164: Hinge joint
165: first worm gear 166: second worm gear
167: Vertical bevel gear 168: Rotating wrench
Claims (15)
제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되어 설치각도가 조절되는 각도조절 스프링(151); 각도조절 스프링(151)의 설치각도를 조절하도록 각도조절 스프링(151)에 연결되어, 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)을 따라 수평운동하는 슬라이딩바(156); 및 제1 플레이트(110)를 관통하도록 설치되어 상기 슬라이딩바(156)에 연결된 가이드바(155)를 상하운동을 통해 회전시키는 지지베이스(154);를 포함하는 4절링크형 강성조절장치인 강성조절형 동조질량댐퍼.In the rigidity-adjustable tunable mass damper (100) using a first rigidity adjustment device (150) capable of adjusting the rigidity of the angle adjustment spring (151) between the first plate (110) and the second plate (120), The first rigidity adjustment device 150 is,
An angle adjustment spring 151 installed between the first plate 110 and the second plate 120 to adjust the installation angle; A sliding bar 156 connected to the angle adjustment spring 151 to adjust the installation angle of the angle adjustment spring 151 and moving horizontally along the guide groove 111 formed in the first plate 110; And a support base 154 installed to penetrate the first plate 110 and rotate the guide bar 155 connected to the sliding bar 156 through an up and down movement. Adjustable tunable mass damper.
수직 봉부재 형태로 세팅되어 회전렌치(158)에 의해 회전하면, 하단에 나사 체결된 지지베이스(154)가 수직 운동하고, 상기 지지베이스(154)에 힌지 연결된 가이드바(155)가 횡방향으로 회전하면서 가이드홈(111)을 따라 수평운동하는 양 슬라이딩바(156)를 통해 각도조절 스프링(151)의 각도가 조절되도록 하는 회전수직부재(157)를 더 포함하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to paragraph 1,
When it is set in the form of a vertical bar member and rotated by the rotary wrench 158, the support base 154 screwed at the bottom moves vertically, and the guide bar 155 hinged to the support base 154 moves horizontally. A rigidity-adjustable tunable mass damper further comprising a rotating vertical member 157 that allows the angle of the angle-adjusting spring 151 to be adjusted through a positive sliding bar 156 that rotates and moves horizontally along the guide groove 111.
상기 제1 강성조절장치(150)의 각도조절 스프링(151)은,
제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되는 기본스프링(140)과 별도로 설치되는 탄성스프링을 포함하며,
강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 구성하는 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130) 및 기본스프링(140)의 해체 및 재조립 없이도, 제1 강성조절장치(150)를 이용하여 각도조절 스프링의 설치각도를 조절할 수 있도록 하되,
상기 부가질량 부재(130)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)에 형성시킨 삽입홈(131)에 장착되도록 하되 질량비(m) 조절을 위해 강판등을 적층시켜 일체로 된 것을 이용하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to paragraph 1,
The angle adjustment spring 151 of the first rigidity adjustment device 150 is,
It includes a basic spring 140 installed between the first plate 110 and the second plate 120 and an elastic spring installed separately,
A first rigidity adjustment device without disassembling and reassembling the first plate 110, second plate 120, additional mass member 130, and basic spring 140 that constitute the rigidity-adjustable tuned mass damper 100. (150) can be used to adjust the installation angle of the angle adjustment spring.
The additional mass member 130 is installed in the insertion groove 131 formed in the first plate 110 and the second plate 120, and is made by stacking steel plates, etc. to adjust the mass ratio (m). Stiffness-adjustable tunable mass damper.
상기 각도조절 스프링(151)은,
가이드바(155)의 일측과 각도조절 스프링(151)의 상단 사이에 결합되어 가이드바(155)와 각도조절 스프링(151)을 서로 연결시키는 캡부재인 조절스프링 상단캡(152); 및 제2 플레이트(120) 상에 고정 설치되어 각도조절 스프링(151)의 하단과 제2 플레이트(120)를 서로 연결시키는 역할을 하는 캡부재로서, 제2 플레이트(120) 상에 설치된 회전소켓부(121)에 연결되어 회전이 구속되지 않도록 설치되는 조절스프링 하단캡(153);을 이용하여, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되도록 하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to clause 3,
The angle adjustment spring 151 is,
An adjustment spring top cap 152, which is a cap member that is coupled between one side of the guide bar 155 and the top of the angle adjustment spring 151 and connects the guide bar 155 and the angle adjustment spring 151 to each other; And a cap member that is fixedly installed on the second plate 120 and serves to connect the lower end of the angle adjustment spring 151 and the second plate 120 to each other, and a rotating socket portion installed on the second plate 120. A rigidity-adjustable tuned mass damper that is installed between the first plate 110 and the second plate 120 using an adjustment spring lower cap 153 that is connected to (121) and installed so as not to restrict rotation.
상기 가이드홈(111)은,
수평판 형태의 제1 플레이트(110)의 중앙부에 슬릿 형태로 일직선상으로 형성되도록 하되, 연속 또는 서로 이격되어 형성되도록 하여 슬라이딩바(156)가 삽입되어 수평운동하도록 하며,
제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)의 형상에 대응하여 슬라이딩바(156a, 156b)과 조절스프링 상단캡(152a, 152b)의 형상이 정해지도록 하되, 상기 가이드홈(111)은 T자형 가이드홈 또는 I자 형태의 가이드홈을 포함하도록 하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to paragraph 1,
The guide groove 111 is,
The center of the first plate 110 in the form of a horizontal plate is formed in a straight line in the form of a slit, but is formed continuously or spaced apart from each other so that the sliding bar 156 is inserted and moves horizontally,
The shapes of the sliding bars (156a, 156b) and the adjustment spring top caps (152a, 152b) are determined to correspond to the shape of the guide groove 111 formed in the first plate 110, and the guide groove 111 is T A stiffness-adjustable tunable mass damper that includes a shaped guide groove or an I-shaped guide groove.
제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되어 설치각도가 조절되는 각도조절 스프링(161); 각도조절 스프링(161)의 설치각도롤 조절할 수 있도록 각도조절 스프링(161)에 연결시켜 설치된 원판형 기어를 포함하며, 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)의 내측면에 형성된 내측가이드홈(112)을 따라 수평운동하는 힌지조인트(164); 및 제1 플레이트(110)과 제2 플레이트(120) 사이에 형성된 가이드홈(111)에 수직으로 설치되는 회전렌치(168)의 하단에 형성된 수평 베벨기어를 포함하는 수직 베벨기어(167); 회전렌치(168)에 형성된 수직 베벨기어(167)와 각각 맞물려 설치됨과 더불어 힌지조인트(164)와 맞물려 설치되는 제1 및 제2 웜 기어(165, 166);를 포함하여, 상기 수직 베벨기어(167)에 의해 제1 및 제2 웜기어(165,166)가 각각 회전하면, 제1 및 제2 웜기어(165, 166) 각각에는 각도 조절스프링 상부에 구비된 힌지조인트(164)가 맞물리면서, 제1 및 제2 웜기어(165, 166)의 회전에 따라 각도조절 스프링(161)의 설치각도를 조절할 수 있도록 하는 치합기어형 강성조절장치인 강성조절형 동조질량댐퍼.In the rigidity-adjustable tunable mass damper (100) using a second rigidity adjustment device (160) capable of adjusting the rigidity of the angle adjustment spring (161) between the first plate (110) and the second plate (120), The second stiffness adjustment device 160 is,
An angle adjustment spring 161 installed between the first plate 110 and the second plate 120 to adjust the installation angle; An inner guide formed on the inner surface of the guide groove 111 formed on the first plate 110 includes a disk-shaped gear connected to the angle adjustment spring 161 so that the installation angle of the angle adjustment spring 161 can be adjusted. Hinge joint 164 moving horizontally along the groove 112; And a vertical bevel gear 167 including a horizontal bevel gear formed at the bottom of the rotary wrench 168 installed perpendicular to the guide groove 111 formed between the first plate 110 and the second plate 120; The vertical bevel gear ( When the first and second worm gears 165 and 166 rotate respectively by 167), the hinge joint 164 provided on the upper part of the angle adjustment spring engages with each of the first and second worm gears 165 and 166, and the first and second worm gears 165 and 166 engage with each other. 2 A rigidity-adjustable tuned mass damper, which is a meshing gear-type rigidity adjustment device that allows the installation angle of the angle adjustment spring (161) to be adjusted according to the rotation of the worm gears (165, 166).
상기 힌지조인트(164)는 일측이 각도조절 스프링(161)과 절곡연결구(169)에 연결되어 세팅되는 원판형 기어로서, 제1 및 제2 웜기어(165, 166)의 외주면 각각에 형성된 나사산의 회전에 대응하여 수평운동하여, 상기 연결된 각도조절 스프링(161)의 각도가 조절되도록 하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to clause 6,
The hinge joint 164 is a disc-shaped gear with one side connected to the angle adjustment spring 161 and the bending connector 169, and rotates the threads formed on the outer peripheral surfaces of the first and second worm gears 165 and 166, respectively. A rigidity-adjustable tuned mass damper that moves horizontally in response to so that the angle of the connected angle-adjustable spring (161) is adjusted.
상기 제2 강성조절장치(160)의 각도조절 스프링(161)은,
제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되는 기본스프링(140)과 별도로 설치되는 탄성스프링을 포함하며,
강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 구성하는 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130) 및 기본스프링(140)의 해체 및 재조립 없이도, 제2 강성조절장치(160)를 이용하여 각도조절 스프링의 설치각도를 조절할 수 있도록 하되,
상기 부가질량 부재(130)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)에 형성시킨 삽입홈(131)에 장착되도록 하되 질량비(m) 조절을 위해 강판등을 적층시켜 일체로 된 것을 이용하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to clause 6,
The angle adjustment spring 161 of the second rigidity adjustment device 160 is,
It includes a basic spring 140 installed between the first plate 110 and the second plate 120 and an elastic spring installed separately,
A second rigidity adjustment device without disassembling and reassembling the first plate 110, second plate 120, additional mass member 130, and basic spring 140 that constitute the rigidity-adjustable tuned mass damper 100. The installation angle of the angle adjustment spring can be adjusted using (160),
The additional mass member 130 is installed in the insertion groove 131 formed in the first plate 110 and the second plate 120, and is made by stacking steel plates, etc. to adjust the mass ratio (m). Stiffness-adjustable tunable mass damper.
상기 각도조절 스프링(161)은,
힌지조인트(164)에 형성된 절곡연결구(169)와 각도조절 스프링(161)의 상단 사이에 결합되어 힌지조인트(164)와 각도조절 스프링(161)을 서로 연결시키는 캡부재인 조절스프링 상단캡(162); 및 제2 플레이트(120) 상에 고정 설치되어 각도조절 스프링(161)의 하단과 제2 플레이트(120)를 서로 연결시키는 역할을 하는 캡부재로서, 제2 플레이트(120) 상에 설치된 회전소켓부(121)에 연결되어 회전이 구속되지 않도록 설치되는 조절스프링 하단캡(163);을 이용하여, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되도록 하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to clause 6,
The angle adjustment spring 161 is,
The adjustment spring top cap 162 is a cap member that is coupled between the bending connector 169 formed in the hinge joint 164 and the upper end of the angle adjustment spring 161 and connects the hinge joint 164 and the angle adjustment spring 161 to each other. ); And a cap member that is fixedly installed on the second plate 120 and serves to connect the lower end of the angle adjustment spring 161 and the second plate 120 to each other, and a rotating socket portion installed on the second plate 120. A rigidity-adjustable tuned mass damper that is installed between the first plate 110 and the second plate 120 using an adjustment spring lower cap 163 that is connected to (121) and installed so as not to restrict rotation.
상기 가이드홈(111)은,
수평판 형태의 제1 플레이트(110)의 중앙부에 슬릿 형태로 일직선상으로 형성되도록 하되, 연속 또는 서로 이격되어 형성되도록 하여 슬라이딩바(156)가 삽입되어 수평운동하도록 하며, 제1 플레이트(110)에 형성된 가이드홈(111)의 형상에 대응하여 슬라이딩바(156a, 156b)과 조절스프링 상단캡(152a, 152b)의 형상이 정해지도록 하되, 상기 가이드홈(111)은 T자형 가이드홈 또는 I자 형태의 가이드홈을 포함하도록 하는 강성조절형 동조질량댐퍼.According to clause 6,
The guide groove 111 is,
The central portion of the first plate 110 in the form of a horizontal plate is formed in a straight line in the form of a slit, but is formed continuously or spaced apart from each other so that the sliding bar 156 is inserted and moves horizontally, and the first plate 110 The shapes of the sliding bars (156a, 156b) and the adjustment spring top caps (152a, 152b) are determined in accordance with the shape of the guide groove (111) formed in, and the guide groove (111) is a T-shaped guide groove or an I-shape. A stiffness-adjustable tunable mass damper that includes a shaped guide groove.
b) 상기 제1 강성조절장치(150)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 구성요소가 규격화되도록 제작하는 단계;
c) 구조물의 제진을 위해 상기 제1 강성조절장치(150)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 구조물 상에 설치하는 단계;
d) 상기 제1 강성조절장치(150)의 각도조절 스프링 각도를 조절하는 제1 강성조절장치(150)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 공진점 동조화 작업을 실시하는 단계; 및
e) 상기 제1 강성조절장치(150)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 시공을 완료하는 단계;를 포함하는 강성조절형 동조질량댐퍼 시공 방법.a) designing a stiffness-adjustable tunable mass damper (100) equipped with the first stiffness adjustment device (150) of claim 1;
b) manufacturing the components of the stiffness-adjustable tuned mass damper (100) equipped with the first stiffness adjustment device (150) to be standardized;
c) installing a stiffness-adjustable tuned mass damper (100) equipped with the first stiffness adjustment device (150) on the structure to suppress vibration of the structure;
d) performing a resonance point synchronization operation of the rigidity-adjustable tuned mass damper 100 equipped with the first rigidity adjustment device 150 for adjusting the angle adjustment spring angle of the first rigidity adjustment device 150; and
e) completing construction of the stiffness-adjustable tunable mass damper (100) equipped with the first stiffness adjustment device (150). A method of constructing a stiffness-adjustable tunable mass damper including.
b) 상기 제2 강성조절장치(160)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 구성요소가 규격화되도록 제작하는 단계;
c) 구조물의 제진을 위해 상기 제2 강성조절장치(160)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)를 구조물 상에 설치하는 단계;
d) 상기 제2 강성조절장치(160)의 각도조절 스프링 각도를 조절하는 제2 강성조절장치(160)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 공진점 동조화 작업을 실시하는 단계; 및
e) 상기 제2 강성조절장치(160)가 구비된 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 시공을 완료하는 단계;를 포함하는 강성조절형 동조질량댐퍼 시공 방법.a) designing a stiffness-adjustable tunable mass damper (100) equipped with the second stiffness adjustment device (160) of paragraph 6;
b) manufacturing the components of the stiffness-adjustable tuned mass damper (100) equipped with the second stiffness adjustment device (160) to be standardized;
c) installing a stiffness-adjustable tuned mass damper (100) equipped with the second stiffness control device (160) on the structure to suppress vibration of the structure;
d) performing a resonance point synchronization operation of the stiffness-adjustable mass damper 100 equipped with a second stiffness adjustment device 160 that adjusts the angle adjustment spring angle of the second stiffness adjustment device 160; and
e) Completing construction of the stiffness-adjustable tunable mass damper 100 equipped with the second stiffness adjustment device 160. A method of constructing a stiffness-adjustable tunable mass damper including.
f) 상기 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 부가질량 부재(130) 및 기본스프링(140)의 해체 및 재조립 없이 각도조절 스프링의 각도를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 강성조절형 동조질량댐퍼 시공 방법.According to claim 11 or 12,
f) Rigidity further comprising adjusting the angle of the angle adjustment spring without disassembling and reassembling the first plate 110, the second plate 120, the additional mass member 130, and the basic spring 140. How to construct an adjustable mass damper.
상기 d) 단계에서 제1 및 제2 강성조절장치(150, 160)의 조절스프링은 현장에서 대상 주파수비가 1에 가깝도록 각도가 조절되어 강성이 조절되는 강성조절형 동조질량댐퍼 시공방법.According to clause 13,
In step d), the angle of the adjustment springs of the first and second stiffness adjustment devices 150 and 160 is adjusted in the field so that the target frequency ratio is close to 1, so that the stiffness is adjusted. A method of constructing a stiffness adjustable mass damper.
상기 a) 단계에서 동조질량댐퍼의 질량비(m), 댐퍼비(c) 및 스프링계수(k)가 각각 규격화되도록 설계하고, 상기 b) 단계에서 주문조립(ATO) 방식으로 상기 강성조절형 동조질량댐퍼(100)의 구성요소를 제작하는 강성조절형 동조질량댐퍼 시공방법.According to clause 11,
In step a), the mass ratio (m), damper ratio (c), and spring coefficient (k) of the tuned mass damper are designed to be standardized, and in step b), the stiffness-adjustable tuned mass is manufactured by assembly-to-order (ATO) method. Rigidity-adjustable tuned mass damper construction method for manufacturing the components of the damper (100).
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