JP2002047829A - 柱梁架構における制振装置 - Google Patents

柱梁架構における制振装置

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JP2002047829A
JP2002047829A JP2000236387A JP2000236387A JP2002047829A JP 2002047829 A JP2002047829 A JP 2002047829A JP 2000236387 A JP2000236387 A JP 2000236387A JP 2000236387 A JP2000236387 A JP 2000236387A JP 2002047829 A JP2002047829 A JP 2002047829A
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pipe
column
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brace
connecting member
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JP2000236387A
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English (en)
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Osamu Takahashi
治 高橋
Yasuo Tsuyuki
保男 露木
Yutaka Ishida
豊 石田
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Kozo Keikaku Engineering Inc
KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
Kozo Keikaku Engineering Inc
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレースを剛性のある構造にあることにより
このブレースの弾性変形を防止して十分な減衰器の減衰
作用が得られ、且つ細いブレースに成形できて取付スペ
ースの制約も受けない柱梁架構における制振装置を提供
すること。 【解決手段】 縦方向に起立する柱材1を前後,左右に
多数配置し、隣接する二つの柱材間に多数の梁材2,3
を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に連続
する柱梁架構4を構成し、上記柱梁架構内に減衰器21
とブレース20,20aとを直列に接続した減衰装置2
2を配設している柱梁架構における制振装置において、
ブレースを弾性材からなる有底筒状のパイプ23と、パ
イプ内に充填した圧縮剛性の高い剛体24とで構成し、
更に上記パイプ内に連結部材25を挿入し、当該連結部
材と上記パイプとを互いに引張り合いながら強固に締結
することによりパイプに引張り方向の初期張力を付与す
ると共に剛体に圧縮力を付与し、上記連結部材を減衰器
側又は柱梁架構側に結合させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、制振装置に関し、
更に詳しくは縦方向に起立する柱材と前後,左右に多数
配置し、隣接する二つの柱材間に上下方向に沿って多数
の梁材を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下
に連続する矩形の柱梁架構を構成している建築物におい
て、地震等の外力に対して減衰機能を発揮して当該構造
物に対する制振を行なう制振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】縦方向に起立する多数の柱材と、隣接す
る二つの柱材間に上下方向に沿う梁材を多数架設して上
下方向に沿う多数の矩形柱梁架構を構成する構造物とし
て高層ビルディング,高層タワーが知られており、これ
らの構造物に地震等の振動外力が作用したり、強風が作
用すると、この構造物全体が振れたり、柱材に曲げモー
メントが発生して構造物の上方がたわむ等の不具合が生
じる。この為、従来上記矩形柱梁架構にブレースとオイ
ルダンパー等からなる減衰器とを組合せた制振装置が組
付けられて地震等の外力を減衰して構造物の振れ等を防
止するようにしている。この制振装置として、例えば、
特開2000−54667号公報,特開平5−3119
20号公報に開示されたものが開発されている。
【0003】これらの制振装置は、例えば図6に示すよ
うに、縦方向に起立する柱材1,1を前後,左右に多数
配置し、隣接する二つの柱材1,1間に上下方向に沿っ
て多数の梁材2,3を架設し、二本の柱材1,1と上下
二本の梁材2,3とで上下に連続する矩形のラーメン構
造の柱梁架構4を構成し、上記単一の柱梁架構4内に対
角線上にそれぞれブレース10と減衰器11とを直列に
接続した減衰装置12を配設したものである。減衰装置
12の両端をそれぞれ柱材1,1と梁材2,3との各交
叉部A,Bに球面軸受13,13とガセットプレート1
7,17とを介して結合させている。減衰器11は、例
えばシリンダとシリンダ内にピストンを介して移動自在
に挿入したピストンロッドとからなりピストンロッドの
外端が球面軸受13を介して交叉部Bのガセットプレー
ト17に結合され、ブレース10の一端はシリンダに直
列に結合され他端が交叉部Aのガセットプレート17に
球面軸受13を介して結合されている。
【0004】他方、図7に示すような制振装置も開発さ
れており、これはK字状のブレース10aと減衰器11
aとを直列に結合し、ブレース10aの両端を交叉部
B,Bに結合し、ブレース10aの中央頂部を球面軸受
13を介して減衰器11aの一端に結合し、この減衰器
11aの他端を交叉部Aのガセットプレート17に球面
軸受13を介して結合したものである。
【0005】図6は、斜めブレース方式の制振装置であ
り、図7はK型ブレース方式の制振装置であり、柱梁架
構4の層間変形を減衰器11,11aに伝え、減衰器1
1,11aの減衰力はブレース10,10aを介してそ
れぞれ柱梁架構4に伝えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記、図6,図7の減
衰装置12は図8の原理図で示すように、減衰器11,
11aがダンパーDでブレース10,10aがスプリン
グSとして置き換えられる。この為、柱梁架構4に振れ
が発生すると減衰器11,11aの減衰力で制振を行う
ものであるが、この減衰力がブレース10,10aを介
して柱梁架構4に伝えられる時、ブレース10,10a
がスプリングSとして作用し、このブレース10,10
aが弾性変形し、十分な減衰器11,11aによる減衰
効果が得られなくなる不具合がある。このため、ブレー
ス10,10aを大径よって剛性アップを図れば、この
不具合を解決できるが、この場合には逆に取付スペース
の制約を受け、例えば、柱1と梁2とに壁を取付けた場
合のような狭いスペースでは太くなった分壁が邪魔して
取付けられなくなるおそれがある。
【0007】そこで、本発明の目的は、ブレースを剛性
のある構造にすることにより、このブレースの弾性変形
を防止して十分な減衰器の減衰作用が得られ、且つ細い
ブレースに成形できて取付スペースの制約も受けない柱
梁架構における制振装置が提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の一つの手段は、縦方向に起立する柱材を前
後,左右に多数配置し、隣接する二つの柱材間に多数の
梁材を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に
連続する柱梁架構を構成し、上記柱梁架構内に減衰器と
ブレースとを直列に接続した減衰装置を配設している柱
梁架構における制振装置において、ブレースを弾性材か
らなる有底筒状のパイプと、パイプ内に充填した圧縮剛
性の高い剛体とで構成し、更に、上記パイプ内に連結部
材を挿入し、当該連結部材と上記パイプとを互いに引張
り合いながら強固に締結することによりパイプに引張り
方向の初期張力を付与すると共に剛体に圧縮力を付与
し、上記連結部材を減衰器側又は柱梁架構側に結合させ
たことを特徴とするものである。
【0009】この場合、パイプの端部と連結部材の端部
とにそれぞれフランジを一体に設け、フランジ同士をボ
ルトとナットで締結することによりボルトとナットとが
パイプに引張力を付与し、連結部材の端部が剛体に圧接
して圧縮力を付与させるのが好ましい。
【0010】同じく、連結部材が端部のフランジを介し
てパイプ内に挿入され、更にパイプの入口端部内にスペ
ーサを上記フランジに対向させながら螺合させ、スペー
サの締め付け力によりパイプに引張力を付与し、且つフ
ランジを押圧して剛体に圧縮力を付与しても良い。
【0011】同じく、剛体がコンクリートからなり、連
結部材がオイルダンパーのピストンロッドからなってい
るのが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図にも
とづいて説明する。
【0013】図1,図2は、本発明の一実施の形態を示
し、この制振装置の基本構造は図6の従来例と同じく、
縦方向に起立する柱材1を前後,左右に多数配置し、隣
接する二つの柱材1間に多数の梁材2,3を架設し、二
本の柱材1と上下二本の梁材2,3とで上下に連続する
柱梁架構4を構成し、この柱梁架構4内にオイルダンパ
ー等からなる減衰器21とブレース20とを直列に接続
した減衰装置22を斜め対角線方向に配設しているもの
である。
【0014】本発明では、更に図1,図2に示すよう
に、ブレース20を金属等の弾性材からなる有底筒状の
パイプ23と、パイプ23内に充填した圧縮剛性の高い
コンクリート等からなる剛体24とで構成している。更
に上記パイプ23内に例えば、減衰器21側のピストン
ロッドから連結部材25を挿入し、当該連結部材25と
上記パイプ23とを互いに引張り合いながら強固に締結
部材28を介して締結することによりパイプ23に引張
り方向の初期張力を付与すると共に剛体24に圧縮力を
付与している。
【0015】この場合、締結部材28として図1,図2
に示すようにフランジ26,27とボルト29とナット
30とで構成している。即ち、パイプ23の端部と連結
部材25の端部とにそれぞれフランジ26,27を一体
に設け、フランジ26,27同士をボルト29とナット
30とで締結することによりボルト29とナット30と
がパイプ23に引張力を付与して延び変形を与え、連続
部材25の端部が剛体24に圧接して圧縮力を付与して
圧縮変形を与えている。
【0016】これによりパイプ23とフランジ27の橈
みが引張りばねとなり、剛体24が圧縮ばね要素とな
る。この為、図4に示すようにX軸を変位、Y軸を伸び
側と圧縮側の荷重としたとき、矢印で示す範囲が初期張
力となってパイプ23のばね特性はグラフaで示され、
剛体24のばね特性はグラフbで示される。
【0017】柱梁架構4の交叉部A,Bには、ガセット
プレート31,32が設けられており、減衰器21の一
端がブラケット33を介して一方のガセット31に球面
軸受,ピン等からなる取付部材34を介して結合され、
ブレース20の一端は同じくブラケット34と取付部材
34を介して他方のガセットプレート32に結合されて
いる。
【0018】連結部材25が、例えば、オイルダンパー
のピストンロッドである場合には、このピストンロッド
が図1に示すようにブレース20に結合されているが、
この連結部材25はブレース20の他側にブラケットと
して設け、これをガセットプレート32に結合させても
よい。
【0019】上記の減衰装置22を柱梁架構4に設けた
ことにより、柱梁架構4が外力で揺れた時、この外力が
減衰装置に作用し、これを減衰器21の減衰作用で吸収
し、柱梁架構4の揺れを抑制する。
【0020】この際、圧縮方向に外力が作用した時、剛
体24は高い圧縮荷重が付与されていてそれ以上圧縮変
形せず、高い剛性が得られているので、圧縮方向の外力
は全て減衰器21の減衰作用で吸収される。同様に伸び
方向に外力が作用した時、パイプ20とフランジ27に
は初期張力が付与されているため、初期張力まで引張ら
れてもパイプは伸び変形せず、結果として高い剛性が得
られており、伸び方向の外力は減衰器21で減衰され
る。
【0021】図3は、本発明の他の実施の形態に係り、
これは、図1の減衰装置のブレースの構造を若干変形し
たものである。即ち、ブレース20aは連結部材25が
端部のフランジ26を介してパイプ23内に挿入され、
パイプ23の入口端部内にスペーサ25をフランジ26
に対向させて挿入すると共にその外周をパイプ23の内
周にねじ36を介して螺合させて構成させている。
【0022】この際、スペーサ25が螺合して締結され
ることによりフランジ26を介してコンクリート等から
なる剛体24に圧縮力が付与され、逆にパイプ23には
引張力を付与して初期張力がかけられている。この為、
圧縮方向の外力に対して剛体24は圧縮変形せず高い剛
性が得られ、伸び方向の外力に対してはパイプ23は初
期張力までは伸び変形せず高い剛性が得られ、減衰器2
1による減衰機能を向上できる。その他の構造,効果
は、図1の場合と同じである。
【0023】図5は、本発明の他の実施の形態に係り、
これは図7の従来例と同じように、ブレース40をK字
状に形成し、このK字状のブレース20に水平方向の減
衰器21を直列に接続し、ブレース20の上方両端を柱
梁架構4の上方交叉部A,Aに結合し、減衰器21を交
叉部B側のガセットプレート32aにブラケット33と
取付部材34を介して結合したものである。
【0024】K字状の全体のブレース40は図1,図2
に示すものをと同じ単一のブレース20,20を斜め方
向に向けて設け、これらのブレース20,20が二又状
の連結部材41に結合されている。連結部材41は上端
に斜め方向の二つのフランジ42,42を設け、このフ
ランジ42,42をそれぞれパイプ23内に挿入して締
結部材28を介して締結している。
【0025】連結部材41の側部にはブラケット43と
取付部材34を介して減衰器21側のロッド44、例え
ばオイルダンパーのピストンロッドが結合されている。
【0026】二つの単一のブレース20,20のうち、
一方が伸長する時は他方が圧縮し、一方が圧縮する時他
方が伸長し、その時の外力はそれぞれ減衰器21で減衰
される。
【0027】単一のブレース20は、図3に示すブレー
ス20aを使用してもよい。その他の構造,作用,効果
は、図1の場合と同じである。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、パイプと連結部材とが
締結される際にパイプが引張られて初期荷重が付与され
ており、同じくパイプ内の剛体が圧縮荷重を付与されて
いるので、ブレースの伸長時にパイプは初期荷重まで伸
び変形せず高い剛性を有し、同じく剛体も圧縮時に圧縮
変形しないからやはり高い剛性を有する。この為、ブレ
ースと減衰器とからなる減衰装置は常に外力を減衰器で
減衰し、高い減衰効果を発揮し、柱梁架構の振れを防止
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る柱梁架構における
制振装置の正面図である。
【図2】ブレースの一実施の形態に係る断面図である。
【図3】他の実施の形態に係るブレースの断面図であ
る。
【図4】ブレースのばね特性を示すグラフである。
【図5】他の実施の形態に係る柱梁架構における制振装
置の正面図である。
【図6】従来の制振装置の正面図である。
【図7】従来の他の制振装置の正面図である。
【図8】従来の制振装置の原理図である。
【符号の説明】
1 柱材 2,3 梁材 4 柱梁架構 20,20a ブレース 22 減衰装置 23 パイプ 24 剛体 25 連結部材 26,27,42 フランジ 29 ボルト 30 ナット 35 スペーサ
フロントページの続き (72)発明者 露木 保男 東京都港区浜松町二丁目4番1号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 石田 豊 東京都港区浜松町二丁目4番1号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 Fターム(参考) 2E002 EA02 FA02 FB02 FB08 FB15 FB17 HB03 HB14 JB02 JB14 LA03 LB02 LB13 LC05 MA12 3J048 AA02 BC01 BE03 DA02 EA38

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦方向に起立する柱材を前後,左右に多
    数配置し、隣接する二つの柱材間に多数の梁材を架設
    し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に連続する柱
    梁架構を構成し、上記柱梁架構内に減衰器とブレースと
    を直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構にお
    ける制振装置において、ブレースを弾性材からなる有底
    筒状のパイプと、パイプ内に充填した圧縮剛性の高い剛
    体とで構成し、更に上記パイプ内に連結部材を挿入し、
    当該連結部材と上記パイプとを互いに引張り合いながら
    強固に締結することによりパイプに引張り方向の初期張
    力を付与すると共に剛体に圧縮力を付与し、上記連結部
    材を減衰器側又は柱梁架構側に結合させたことを特徴と
    する柱梁架構における制振装置。
  2. 【請求項2】 パイプの端部と連結部材の端部とにそれ
    ぞれフランジを一体に設け、フランジ同士をボルトとナ
    ットで締結することによりボルトとナットとがパイプに
    引張力を付与し、連結部材の端部が剛体に圧接して圧縮
    力を付与させていることを特徴とする請求項1の柱梁架
    構における制振装置。
  3. 【請求項3】 連結部材が端部のフランジを介してパイ
    プ内に挿入され、更にパイプの入口端部内にスペーサを
    上記フランジに対向させながら螺合させ、スペーサの締
    め付け力によりパイプに引張力を付与し、且つフランジ
    を押圧して剛体に圧縮力を付与している請求項1の柱梁
    架構における制振装置。
  4. 【請求項4】 剛体がコンクリートからなり、連結部材
    がオイルダンパーのピストンロッドからなっている請求
    項1,2又は3の柱梁架構における制振装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100449096C (zh) * 2004-09-06 2009-01-07 隔而固振动控制有限公司 用于稳定支承结构的装置
JP2018104952A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 大和ハウス工業株式会社 制振構造
CN108894360A (zh) * 2018-07-24 2018-11-27 青岛理工大学 装配式内嵌阻尼夹层双钢板混凝土组合剪力墙及其安装方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100449096C (zh) * 2004-09-06 2009-01-07 隔而固振动控制有限公司 用于稳定支承结构的装置
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CN108894360B (zh) * 2018-07-24 2019-12-27 青岛理工大学 装配式内嵌阻尼夹层双钢板混凝土组合剪力墙及其安装方法

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