긴장감-저항성마찰 진자 베어링(tFPB)

(면진 및 에너지 소산 장치에 관한 국제 표준 준수)

I. 요약

인장력-저항성마찰 진자 베어링(TFPB)는 고급면진 장치수평적 유연성과 수직적 융기 저항을 모두 요구하는 현대적인 인프라를 위해 설계되었습니다. 기존과는 다르게마찰 진자 베어링(FPB)압축 하중 전달로 제한되는 TFPB는 융기 방지 앵커링 시스템을 통합하여 지진 및 바람 작용이 복합적으로 작용할 때 구조적 무결성을 보장합니다.

이 매뉴얼은 TFPB의 작동 원리, 설계 매개변수, 테스트 요구 사항 및 국제 규정 준수를 소개합니다. 또한 EN 15129:2018(유럽), AASHTO에 따른 설치, 검사 및 장기 유지 관리에 대한 실질적인 지침을 제공합니다.-면진 가이드(미국) 및 ISO 22762(국제).

II. 배경 및 업계 요구 사항

2.1 현대 구조물의 면진
1970년대 이후,마찰 진자 시스템교량, 원자력 발전소, 고층 건물의 지진 격리를 위해 전 세계적으로 적용되었습니다.- 기존 절연체(탄성 베어링, HDRB, LRB) 제공하다에너지 소산그러나 전복 순간으로 인해 발생하는 양력을 항상 해결할 수는 없습니다.

2.2 향상 과제
융기는 지진 지반 운동, 바람 흡입 또는 불균형 구조 하중의 수직 구성 요소가 지지 수준에서 인장력을 생성할 때 발생합니다. 교량에서는 비대칭 데크 하중으로 인해 융기가 발생할 수 있습니다. 고층 건물에서는 지진 진동에 따른 비틀림 전복으로 인해 발생할 수 있습니다. 저항이 없으면 기존의FPB하부 구조에서 분리되어 치명적인 고장이 발생할 수 있습니다.

2.3 왜 TFPB인가?
TFPB는 확장된-세대 지진 장비입니다.FPB압축과 인장에 모두 저항하는 기능을 갖추고 있어 중요한 시설, 장거리 교량,{0}}해양 플랫폼에 이상적입니다.
- 이중 압축 + 장력 용량.
- 긴 설계 수명(50~70년).
- 대규모 변위 및 장기간에 적합합니다.
- 높은 지진 안전 마진.
- 국제 인증 및 CE 마킹과 호환 가능

III. 기능 및 성능

3.1 에너지 소실 및 재-센터링
구형 표면을 따라 미끄러지면 다음이 보장됩니다.
- 제어된 주기 연장(지진 스펙트럼 피크에서 구조적 자연 주기를 이동).
- 에너지 소산표면 마찰을 통해(재료 선택에 따라 μ 조정 가능)
- 중력 효과로 인해 안정적인 재중심화 힘-.

3.2 인장저항
기계적 고정 시스템을 통해 달성되는 사항은 다음과 같습니다.
- 베어링에 내장된 프리스트레스 인장 로드.
- 하부 구조에 직접 연결된 안티-리프트 볼트.
- 이탈을 방지하기 위한 밀폐 하우징.

3.3 다중-위험 적응성
지진 하중, 바람 가진, 교통 진동 및 열 운동 하에서 작동합니다. 저온-환경(특수 재료 사용 시 영하 30도까지)에서도 안정적으로 작동합니다.

IV. 표준 및 규범적 참고자료

TFPB는 가장 널리 인정받는 국제 표준에 따라 설계 및 테스트되었습니다.
- EN 15129:2018 –지진 방지 장치-
- EN 1337 시리즈 –구조용 베어링
- AASHTO 가이드 사양면진 설계 (2014, 2022)
- ASCE/SEI 7-22 – 최소 설계 부하
- ISO 22762-3 –지진-보호 격리 장치– 탄성 베어링
- ASTM D4894 / D4895 – PTFE 재료
- ASTM E595 – 마찰 및 마모 테스트

국가 요구 사항이 적용되는 경우 Eurocode 8, ACI 318, DIN 4149 및 일본 JIS C-Edition 지진 코드가 참조됩니다.

V. 구조적 구성요소

1. 상부 베어링 플레이트 – 스테인레스-강 슬라이딩 표면이 있는 탄소강 플레이트.
2. 오목한 슬라이딩 접시 – 진자 형상을 제공하는 가공된 구형 시트입니다.
3. 슬라이딩 인터페이스 - 안정적인 마찰을 보장하기 위해 PTFE 또는 복합 재료를 접착합니다.
4. 인장 저항 시스템 – 고강도-강도 타이 로드, 프리스트레스 앵커 또는 구속 볼트.
5. 하우징 및 더스트 씰 - 물, 먼지 또는 화학 물질의 유입을 방지합니다.
6. 보호 코팅 - 내식성(에폭시, 용융 아연 도금 또는 스테인리스강).

6. 작동 원리

기존의 방식을 기반으로마찰 진자 베어링, 수직 장력-저항 기능이 추가되었습니다. 이는 기존 마찰 진자 베어링의 지진 감소 기능뿐만 아니라 인장 조건에서도 슬라이딩 및 회전을 달성할 수 있습니다.

6.1 압축 모드
상부구조 하중은 구형 슬라이딩을 통해 전달됩니다. 변위는 안정성을 유지하면서 지진 에너지를 흡수합니다.

6.2 인장 모드
들어올리는 동안 고정 시스템이 작동하여 장력을 하부 구조에 안전하게 전달합니다. 틈이 생기거나 분리되는 것을 방지합니다.

6.3 결합하중
실제 지진 상황에서는 압축, 인장, 전단 작용이 동시에 발생합니다. TFPB는 지속적인 힘-변위 반응을 제공하여 성능 저하가 없음을 보장합니다.

6.4, 비교 분석

특징	전통적인FPB	TFPB
압축하중	✔	✔
상승 저항	✘	✔
지진 에너지 소산	✔	✔
서비스 수명	50년	50~70세
고층 건물에 적합	제한된	훌륭한
해양 성능	적합하지 않음	적합한

Ⅶ. 연구개발

7.1 설계 매개변수 및 계산

1) 지배방정식
격리 시스템의 유효 기간:

여기서 R=곡률 반경, g=중력 가속도.

2) 재료 규격
- 강철: EN 10025 S355 / ASTM A709 Gr.50
- 스테인리스강: ASTM A240 유형 316L
- PTFE 복합재: 유리 또는 청동 필러로 강화된 ASTM D4894
7.2, 기술 데이터 시트

매개변수	사양	시험방법
수직 장력-지지력	50kN ~ 6,000kN 범위(프로젝트 요구 사항에 따라 맞춤 설정 가능)	AASHTO LRFD 교량 설계 사양, 섹션 14.4; EN 1337-3
수직 압축-지지력	수직 장력의 1.2~2.0배-지지력(모델에 따라 다름)	AASHTO LRFD 교량 설계 사양, 섹션 14.3; EN 1337-2
면진효율	설계 지진 강도(예: PGA=0.4 g)에서 상부 구조물 가속도를 50% 이상 감소시킵니다.	FEMA 461(내진 개조 대안 평가), EN 1337-6
최대 슬라이딩 변위	<400 mm (depending on spherical surface radius and design requirements)	AASHTO LRFD 교량 설계 사양, 섹션 14.5; EN 1337-4
마찰계수	0.02–0.05 (23도, 설계 수직 하중 하에서)	ASTM D1894(플라스틱 필름 및 시트의 정적 및 운동학적 마찰계수에 대한 표준 테스트 방법)
서비스 수명	50년 이상 (정상적인 작동 조건에서 정기적인 유지 관리가 필요함)	EN 1337-1(구조용 베어링에 대한 일반 요구 사항)

7.3 특허

7.5, 사양

Ⅷ. 품질 보증 및 제조

- ISO 9001 인증 생산 시설.
- 용접부(UT, MT, RT)에 대한 비파괴 검사(NDT)-.
- 가공 공차: 슬라이딩 반경의 경우 ±0.05mm.
- 표면 거칠기: Ra 슬라이딩 표면의 경우 0.8μm 이하입니다.
- 보호 시스템: 부식 등급 C5에 대해 EN ISO 12944에 따라 테스트되었습니다.

Ⅸ. 테스트 및 인증

9.1 공장 승인 테스트(지방)
- 자재 확인 및 치수 확인.
- 정적 압축 및 인장 하중 테스트.
- 주변 온도에서 슬라이딩 마찰 측정.

9.2 유형 테스트(EN 15129 요구사항)
- 부과된 변위를 사용한 순환 전단 테스트.
- 압축 및 상승 상태에서 수직 부하 테스트.
- 장기간- 크리프 및 이완 테스트.
- 내구성 평가(온도 순환 -30도 ~ +50도).

9.3 내진 자격
- 양방향 변위 + 융기 저항에 대한 전체-진동대 테스트-
- AASHTO 동적 프로토콜을 준수합니다.
9.4, 제3자에 의한 테스트 보고서

9.5, 사내 테스트 장비

X. 설치 지침

1. 평탄도 공차 ±2mm의 기초를 준비합니다.
2. 승인된 도면에 따라 앵커와 텐션 로드를 설치합니다.
3. 오목한 슬라이딩 표면을 설계 반경에 맞춥니다.
4. 보호용 그리스 필름을 바르십시오(지정된 경우).
5. 보정된 토크로 장력 예압을 확인합니다.
6. 구조적 하중 전달 전에 시험 미끄럼을 실시하십시오.

XI. 유지 관리 프로토콜

- 5년마다 정기 검사(EN 15129 §10).
- 확인 사항:
- 슬라이딩 인터페이스 마모(두께 감소 < 0.5mm).
- 앵커 예하중 확인.
- 보호 코팅 상태.
- 시정 조치:
- Re-tension bolts if preload loss >10%.
- 마모 한계를 초과한 후 PTFE 라이너를 교체하십시오.
- 성능 저하가 관찰되면 부식 방지 페인트를 바르세요.-

XII. 응용 프로그램 및 사례 연구

장력-저항 마찰 진자 베어링은 다음을 포함하되 이에 국한되지 않고 위쪽으로 당김 위험이 있는 구조에{1}}이상적으로 적합합니다.
바람이나 지진으로 인한 동적 하중이 지지 베어링에 위쪽으로 인장력을 생성할 수 있는 장경간 교량(예:-사장교, 현수교).
고층 건물 및 높은 구조물지진 지역(예: FEMA 356, ASCE 7 또는 Eurocode 8 표준을 준수하는 지역)에 위치합니다.지진-으로 인한 구조진동으로 인해 베어링 인터페이스에 장력이 발생할 수 있습니다.
동적 부하가 큰 산업 시설(예: 중장비 기초, 발전소 구조물) 작동 안전을 보장하기 위해 수직 하중-지탱 및 장력 저항- 기능이 모두 필요한 곳입니다.
해양 및 연안 구조물(예: 교각, 부두) 바람, 파도 및 지진 활동의 복합적인 효과로 인해 베어링 시스템에 인장력이 가해질 수 있습니다.

결론

인장-내마찰 진자 베어링(TFPB)은-최신-최신 혁신을 대표합니다-지진 보호 기술. 결합하여마찰 에너지 소산, 진자주기 이동 및 상승 저항을 갖춘 TFPB는 가장 까다로운 조건에서도 구조적 안전성을 보장합니다.

EN 15129, AASHTO, ASCE, ASTM 및 ISO 표준을 준수하는 것이 입증되어 교량, 고층 건물, 원자력 시설 및 해양 구조물에 국제적으로 적용하기에 적합합니다. 적절한 설치 및 유지 관리를 통해 TFPB는 전 세계 중요 인프라에 대한 장기 내구성, 고성능 및 향상된 복원력을 보장합니다.-