마찰댐퍼 최적설계를 위한 디스크 스프링의 강성 및 시간 의존적 체결 특성 평가

Evaluation of the Stiffness and Time-dependent Clamping Characteristics of Disk Springs for Optimal Design of Friction Dampers

마찰댐퍼는 구조물의 내진성능을 개선하는 내진보강장치중 하나로 고장력 볼트와 와셔로 구성된 여러 개의 마찰 유닛이 결합된 장치이다. 고장력 볼트의 체결력은 마찰댐퍼의 성능 및 품질에 매우 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 마찰댐퍼의 체결력과 품질향상을 위해 디스크 스프링의 성능을 검증하였다. 디스크 스프링의 성능 시험은 기계적인 특성과 시간 경과에 따른 볼트 체결력 감소를 평가하였다. 시험결과 외부직경이 커질수록 하중저항력이 증가하였으며, 디스크 스프링의 강성은 0.75h0 이후에는 저항력을 상실하는 것으로 나타났다. 시간 경과에 따른 볼트 릴렉세이션은 744시간 경과 후 모든 시편에서 4%보다 적은 축력 감소량을 보이는 것으로 나타났다.

Friction damper is a seismic device that improves the seismic performance of a structure by incorporating multiple friction units with high-tension bolts and disc springs. The clamping force of high-tension bolts significantly influences the performance and quality of friction dampers. The purpose of this study is to validate the performance of disc springs applied to improve the clamping force and quality of friction dampers. The mechanical properties and time-dependent reduction in the clamping forces of the high-strength bolt with disc springs were evaluated in the performance tests of the disc springs. The loading test results show that the load resistance increases with an increase in the outer diameter and the loss of stiffness beyond a specific dimension (0.75h0). The bolt relaxation test results suggest that the reduction rate of the bolt clamping force after 31 days (744 h) was less than 4% for all specimens.