JP2003106005A - 構造物の制振装置 - Google Patents
構造物の制振装置Info
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Abstract
この柱が取り付けられる支持構造体との間に大きな空間
部を確保することのできる構造物の制振装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 上部構造体11と下部構造体16との間
に、柱10より長く、中間部の少なくとも一箇所におい
て屈曲した連結部材17を対向して設け、これら一対の
連結部材の挟角を狭めるように、前記連結部材の屈曲部
を付勢する付勢手段21を設け、前記一対の連結部材の
それぞれの屈曲部と、前記柱や上部構造体あるいは下部
構造体との間に、緩衝部材20を介装してなることを特
徴とする
Description
係わり、特に、木造建築物や鉄骨建築物等の構造物に用
いて好適な制振装置に関するものである。
造物にあっては、地震等の振動による被害を抑えるため
に種々の対策が施されており、その一つとして、図7に
示すように、柱1と、この柱1の上下に取り付けられる
支持構造体(例えば、梁や天井、床や基礎等)2との間
に、筋交い状に緩衝部材(たとえば、オイルダンパ)3
を設置し、構造体に加わる振動を、前記緩衝部材3の緩
衝作用によって早期に減衰させるようにした技術が提案
されている。
従来の技術においては、つぎのような改善すべき問題点
が残されている。
柱1と支持構造体2との間に筋交い状に設置すると、前
記柱1と支持構造体2との間の空間部が、前記緩衝部材
3によって占められてしまうといった問題点である。
構造体の埋め殺しの壁部分に設置される場合には、その
影響が少ないが、前記壁に窓を設ける必要がある場合、
あるいは、前記柱1が床の中心部に設けられて、前記柱
1のまわりがフロアとなされている場合等には、前記緩
衝部材3によって窓の設置スペースが制限され、あるい
は、前記緩衝部材3が前記フロアーの上部に位置させら
れて、フロアーの有効利用が図れないといった不具合の
原因となる。また、木造建築等の場合には、梁柱の接合
部分も弱く、ダンパの取り付けが困難であり、特に、伝
統的な木造建築物の修復には、大口径の柱の入手が難し
く、傾斜復元力を期待することも困難であった。
てなされたもので、構造物に対する制振機能を確保しつ
つ、柱とこの柱が取り付けられる支持構造体との間に大
きな空間部を確保することのできる構造物の制振装置を
提供することを目的とする。
の構造物の制振装置は、前述した目的を達成するため
に、構造物の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体
と下部構造体との間に形成される空間部に設けられる制
振装置であって、前記上部構造体と下部構造体との間
に、前記柱より長く、中間部の少なくとも一箇所におい
て屈曲した連結部材を対向して設け、これら一対の連結
部材の挟角を狭めるように、前記連結部材の屈曲部を付
勢する付勢手段を設け、前記一対の連結部材のそれぞれ
の屈曲部と、前記柱や上部構造体あるいは下部構造体と
の間に、緩衝部材を介装してなることを特徴とする構造
物の制振装置。本発明の請求項2に記載の構造物の制振
装置は、請求項1に記載の前記連結部材をロープによっ
て構成したことを特徴とする。本発明の請求項3に記載
の構造物の制振装置は、請求項1に記載の前記連結部材
を、相互に回動自在に連結された一対の鋼棒によって構
成したことを特徴とする。本発明の請求項4に記載の構
造物の制振装置は、請求項1ないし請求項3の何れかに
記載の前記付勢手段を、前記一対の連結部材の屈曲部間
を連結し、中間部で屈曲可能なアームと、このアームの
屈曲角を代えるように付勢する付勢部材とによって構成
したことを特徴とする。本発明の請求項5に記載の構造
物の制振装置は、請求項1ないし請求項4の何れかに記
載の前記緩衝部材が、オイルダンパであることを特徴と
する。本発明の請求項6に記載の構造物の制振装置は、
請求項1ないし請求項4の何れかに記載の前記緩衝部材
が、粘弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とす
る。本発明の請求項7に記載の構造物の制振装置は、請
求項1ないし請求項6の何れかに記載の前記付勢部材
が、弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする。
て、図1を参照して説明する。本実施形態に係わる構造
物の制振装置12は、構造体の柱10と、この柱10が
取り付けられる上部構造体(梁)11と下部構造体(下
階の梁若しくは基礎)16との間に設けられる制振装置
であって、前記上部構造体11と下部構造体16との間
に、前記柱10より長く、中間部の少なくとも一箇所に
おいて屈曲した連結部材(本実施形態においてはロープ
を示した)17を対向して設け、これら一対の連結部材
17の挟角を狭めるように、前記連結部材17の屈曲部
19を付勢する付勢手段21を設け、前記一対の連結部
材17のそれぞれの屈曲部19と前記下部構造体16と
の間に、緩衝部材20を介装基本構成となっている。
ば、前記付勢手段21は、前記一対の連結部材17の屈
曲部19間を連結し、中間部で屈曲可能なアーム18
と、このアーム18の屈曲角を代えるように付勢する付
勢部材22とによって構成されている。そして、前記両
アーム18の屈曲部は、前記両アーム18を回転可能に
連結する連結ピン23と、この連結ピン23を支持する
支持プレート24とによって構成されている。
衝部材20の一端部とは、ピン25によって回転可能に
連結されており、このピン25に、前記連結部材17の
途中が固定されている。
てはオイルダンパが用いられ、その一端部が、前記ピン
25に回転可能に連結され、他端部が、前記下部構造体
16に設けられたブラケット26に、ピン27を介して
回転可能に連結されている。そして、この緩衝部材20
は、前記オイルダンパに代えて、コイルバネ等の弾塑性
部材によって構成することも可能であり、あるいは、高
減衰ゴム等の粘弾性体によって構成することも可能であ
る。
造体11の両端部近傍に装着された固定部材28と、前
記下部構成体16の略中央部に間隔をおいて装着された
一対の固定部材29との間に固定されている。
り、前記支持プレート24を上方へ付勢することによっ
て、前記両アーム18を、これらのアーム18によって
形成される挟角を広げる方向に付勢することにより、前
記両アーム18によって前記両連結部材17を、これら
の間隔を広げるように押圧することによって、これらの
連結部材17を緩みなく緊張状態に保持するようになっ
ている。
制振装置12にあっては、構造物に振動が加わり、たと
えば、前記柱10が、図1に矢印(イ)で示す方向に傾
動させられると、図1において右側に配置されている連
結部材17に作用する張力が増加し、図1に鎖線で示す
ように、その両端部が離間させられ、これによって、前
記連結部材17が固定されている前記ピン25が左側に
移動する。
20に伸び方向の外力が加わり、この緩衝部材20にお
いて緩衝機能が生じ、この緩衝機能によって、構造物に
作用する振動エネルギが吸収される。
の両端部が近付くように屈曲させられて、その緊張がゆ
るむ傾向となるが、この連結部材17と前記アーム18
との連結部であるピン25が、前記付勢部材22の作用
によって左側に押圧されていることにより、前記連結部
材17は緊張状態に保持されて、前述したように発生し
ようとする緩みが吸収される。これに伴い、左側に配設
された緩衝部材20に縮み方向の外力が加わり、この緩
衝部材20において緩衝機能が生じ、前述した振動エネ
ルギが吸収される。
振動が発生した際においては、左側の連結部材17の変
形と右側の連結部材17の変形が、前述したのと逆にな
り、両緩衝部材20における緩衝機能が生じ、同様に制
振機能が得られる。
ム18や緩衝部材20が、前記柱10の下部と、前記下
部構造体16との間に形成される角部に納められ、か
つ、前記連結部材17が、前記柱10や下部構造体16
に沿って配置されることから、前記柱10と上部構造体
11や下部構造体16との間に形成される空間部Aが大
きく開放される。したがって、前記柱10がフロアの途
中に配置されている場合にあっても、そのまわりの空間
を大きく開放することができ、フロアの有効利用を図る
ことができる。
っているので、柱10には、それに伴う圧縮力が付加さ
れる。これは、構造物の重量が増加することと同様の効
果があり、伝統的木造建築物に本システムを適用した場
合、傾斜復元力も増大させることとなるとともに、振動
エネルギ吸収効果も与えることが可能となる。
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。
ブラケット26や固定部材28等の連結部材17を、前
記上部構造体11や下部構造体16に取り付けた例につ
いて示したが、これらに限られることなく、柱10の上
部や下部に取り付けることにより、間接的に、前記上部
構造体11と下部構造体16に取り付けるようにするこ
とも可能であり、要は、前記上部構造体11や下部構造
体16の変位が、前記連結部材17に伝わるような位置
に、前記連結部材等を取り付けることができる。また、
前記緩衝部材20の取付位置も、強度上、前記上部構造
体11や下部構造体16に取り付けることが望ましい
が、柱10の中間部に取り付けるようにしてもよい。さ
らに、前記連結部座17として、ロープに代えて、一端
部が回動自在に連結された鋼棒によって構成することも
可能である。
部構造体11側に設けることも可能であり、また、前記
付勢部材30を引張りスプリングとして、両アーム18
の連結部(ピン23)を上方に付勢することにより、こ
れらのアーム18によって、前記連結部材17を接近さ
せる方向に牽引して、これらの連結部材17を緊張状態
に保持するようにすることも可能である。
17の屈曲部19に、他方の連結部材17へ向かう一対
のアーム18の一端部を固定するとともに、これらのア
ーム18の他端部をピン23によって回動自在に連結し
て略菱形に連結し、前記各アーム18と前記連結部材1
7の屈曲部19と、前記柱10や下部構造体16との間
に緩衝部材20を介装し、かつ、前記アーム18の上下
方向において対向するピン23間に、これらのピン23
を接近する方向に付勢することにより、前記各連結部材
17に張力を与える、引張りスプリング等の付勢部材3
1を介装した構成とすることも可能である。ここで、前
記各連結部材17の上端部の固定位置の間隔よりも、下
端部の固定間隔を狭くした場合、前記付勢部材31を圧
縮スプリングとして、前記両ピン23を離間させる方向
に付勢するようにする。これによって、前記各連結部材
17に張力を与えることができる。
と下部構造体16との間に、柱10の長さよりも長い一
対の連結部材17を間隔をおいて取り付け、これらの連
結部材17の途中を連結するように設けられ、これらの
連結部材17に張力を与える引張りスプリング等の付勢
部材32を設けるとともに、この付勢部材32と前記連
結部材17との連結部33と、前記柱10あるいは上部
構造体11との間に緩衝部材34を介装した構成とする
こともできる。さらに、図5に示すように、前記付勢部
材32を圧縮スプリングとするとともに、前記各連結部
材17に対応して設け、その一端部を、前記各柱10に
固定するようにしてもよい。
や付勢手段21等を、上部構造体11および下部構造体
16の両側に設けるようにしてもよい。ここで、図6
は、図1に示す実施形態に対応した変形例であるが、図
2ないし図5に示す実施形態においても同様に適用可能
である。
構造体11にその長さ方向に間隔をおいて一対の鋼棒か
らなる第1の連結アーム40をピン41を介して回動自
在に取り付け、前記下部構造体16に、その長さ方向に
間隔をおいて一対の第2の連結アーム42をピン43を
介して回動自在に取り付け、前記各第1の連結アーム4
0と第2の連結アーム42の長さの和が、前記柱10の
長さ以上に設定されているとともに、前記各第1の連結
アーム40と前記第2の連結アーム42の揺動端部同士
を、ピン44によって回動自在に連結し、前記第1の連
結アーム40と第2の連結アーム42との連結部(4
4)間に、これらの各第1の連結アーム40と前記第2
の連結アーム42に張力を与える付勢手段45を設け、
前記各第1の連結アームと40前記第2の連結アーム4
2との連結部(44)と、前記柱10や下部構造体16
との間に緩衝部材46を介装した構成とすることもでき
る。
(a)に示すように、略V字状に屈曲成形された一対の
弾性変形部材47を、その開き部同士が対向するように
向き合わせて、その両端部を、前記ピン44に固定する
ことによって構成されており、これらの両ピン44間に
取り付けた状態において、鎖線で示すように、前記両弾
性変形部材47の中間部が相互に離間する方向に弾性変
形させておくことにより、その弾性復元力を利用して、
前記両ピン44を離間させる方向に付勢して、前記第1
の連結アーム40および第2の連結アーム42に張力を
与えるようになっている。
連結アーム42とが、その挟角が外側に位置するように
設置させられている場合、前記弾性変形部材47間に、
圧縮スプリング48を介装しておき、この圧縮スプリン
グ48によって、前記両弾性変形部材47の中心部を相
互に離間する方向に付勢することによって、前記両ピン
44を接近させる方向に付勢し、これによって、前記第
1の連結アーム40および第2の連結アーム42に張力
を与えるようにすることも可能である。
施形態と同様の作用効果を得ることができる。
造物の制振装置によれば、制振装置の主要構成部材を、
柱と、この柱の各端部が取り付けられる支持構造体とで
形成される角部に収納することができ、あるいは、柱や
支持構造体に沿って配置することができ、これによっ
て、柱まわりに大きな空間部を確保することができる。
したがって、前記柱がフロアの途中に配置されている場
合にあっても、そのまわりの空間を大きく開放すること
ができ、フロアの有効利用を図ることができる。しか
も、構造体へ振動が発生した場合において、制振装置の
緩衝部材を確実に作動させて、前記振動に伴うエネルギ
を確実に吸収し、構造体に対する制振機能を確保するこ
とができる。
ある。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 構造物の柱と、この柱が取り付けられる
上部構造体と下部構造体との間に形成される空間部に設
けられる制振装置であって、前記上部構造体と下部構造
体との間に、前記柱より長く、中間部の少なくとも一箇
所において屈曲した連結部材を対向して設け、これら一
対の連結部材の挟角を狭めるように、前記連結部材の屈
曲部を付勢する付勢手段を設け、前記一対の連結部材の
それぞれの屈曲部と、前記柱や上部構造体あるいは下部
構造体との間に、緩衝部材を介装してなることを特徴と
する構造物の制振装置。 - 【請求項2】 前記連結部材をロープによって構成した
ことを特徴とする請求項1に記載の構造物の制振装置。 - 【請求項3】 前記連結部材を、相互に回動自在に連結
された一対の鋼棒によって構成したことを特徴とする請
求項1に記載の構造物の制振装置。 - 【請求項4】前記付勢手段を、前記一対の連結部材の屈
曲部間を連結し、中間部で屈曲可能なアームと、このア
ームの屈曲角を代えるように付勢する付勢部材とによっ
て構成したことを特徴とする請求項1ないし請求項3の
何れかに記載の構造物の制振装置。 - 【請求項5】 前記緩衝部材が、オイルダンパであるこ
とを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載
の構造物の制振装置。 - 【請求項6】 前記緩衝部材が、粘弾性体あるいは弾塑
性体であることを特徴とする請求項1ないし請求項4の
何れかに記載の構造物の制振装置。 - 【請求項7】 前記付勢部材が、弾性体あるいは弾塑性
体であることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何
れかに記載の構造物の制振装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106285139A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-01-04 | 西安建筑科技大学 | 一种穿斗式木结构古建筑柱架耗能加固装置及搭设方法 |
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-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001303449A patent/JP4784801B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN106285139B (zh) * | 2016-09-18 | 2018-08-24 | 西安建筑科技大学 | 一种穿斗式木结构古建筑柱架耗能加固装置及搭设方法 |
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