JP2005299171A - Aseismatic structure of building - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、構造物の制震構造の技術分野に属し、更に云えば、構造物の柱梁架構面内に制震ダンパーとブレース材とを組み合わせて設置して成る制震構造に関する。 The present invention belongs to the technical field of a structure damping structure, and more particularly, relates to a damping structure in which a damping damper and a brace material are combined and installed in a column beam frame of a structure.
構造物の制震構造に係る技術としては、構造物の柱梁架構面内に、粘性体ダンパー、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、或いは普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパーなどの地震エネルギー吸収用ダンパーを設置することにより、当該ダンパーが柱梁架構の変形に追従動作して地震エネルギーを吸収して建物の応答を低減する技術がよく知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
Technologies related to the seismic control structure of structures include speed-dependent dampers such as viscous dampers and oil dampers, or hysteretic dampers such as ordinary steel and low yield point steel, etc. A technique is well known in which, by installing a damper for absorbing seismic energy, the damper follows the deformation of the column beam frame and absorbs seismic energy to reduce the response of the building (for example,
一方、構造物の耐震構造に係る技術としては、柱梁架構面内に、K形ブレース、或いは偏心K形ブレースなどのブレース材を設置することにより、当該ブレース材が柱梁架構の変形を抑制して柱及び梁の座屈や破壊を防ぐ技術がよく知られている(例えば、特許文献3参照)。 On the other hand, as a technology related to the seismic structure of structures, by installing bracing materials such as K-type braces or eccentric K-type braces in the column beam frame, the brace material suppresses deformation of the column beam frame. Thus, a technique for preventing buckling and destruction of columns and beams is well known (for example, see Patent Document 3).
上述したとおり、前記ダンパーとブレース材は、それぞれの目的・作用が異なるので、従来はそれぞれの目的・作用を達成するように別異の柱梁架構面内に設置していた。そのため、構造物の柱梁架構面が前記ダンパーとブレース材の設置により多く塞がれてしまい、開口部の計画や設計の自由度が制限されていた。 As described above, since the damper and the brace material have different purposes and functions, the damper and the brace material have conventionally been installed in different column beam frame surfaces so as to achieve the respective purposes and functions. For this reason, the column beam frame of the structure is largely blocked by the installation of the damper and the brace material, and the degree of freedom in planning and designing the opening is limited.
本発明の目的は、構造物の柱梁架構面内に、制震ダンパーとブレース材とを組み合わせて各々の機能を十分に発揮できる構成で設置することにより、制震ダンパーとブレース材を設置する柱梁架構面の総数を低減し、開口部の計画や設計の自由度を高められる構造物の制震構造を提供することにある。 The object of the present invention is to install the damping damper and the brace material in the structure of the column beam frame of the structure by combining the damping damper and the brace material so that each function can be fully exhibited. The purpose of the present invention is to provide a seismic control structure for a structure that can reduce the total number of column beam frames and increase the degree of freedom in planning and designing the opening.
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係
る構造物の制震構造は、図1に示したように、
構造物の柱梁架構面内3に制震ダンパー4とブレース材5とを組み合わせて設置して成る構造物の制震構造であって、
制震ダンパー4は、梁2のスパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材5は、上下の梁2、2の間に配置され、前記制震ダンパー4の曲げ変形を拘束するように組み合わされていることを特徴とする。
As a means for solving the problems of the prior art described above, as shown in FIG.
It is a seismic control structure of a structure in which a seismic damper 4 and a
The damping damper 4 is installed in the substantially central part of the span of the
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構造物の制震構造において、制震ダンパー4は、粘性体ダンパー、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、又は普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパーであることを特徴とする。
The invention described in
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した構造物の制震構造において、ブレース材5は、普通鋼、低降伏点鋼などの座屈補剛ブレースであることを特徴とする。
The invention described in
請求項4に記載した発明は、請求項1〜3のいずれか一に記載した構造物の制震構造において、ブレース材5は、柱梁架構面内3に、山形状、倒立山形状、又はX形状に配置されていることを特徴とする。
The invention described in claim 4 is the structure damping structure according to any one of
本発明に係る構造物の制震構造によれば、構造物の柱梁架構面内3に、制震ダンパー4とブレース材5とを組み合わせて各々の機能を十分に発揮できる構成で設置するので、制震ダンパー4とブレース材5とを別異の柱梁架構面内3に設置していた従来技術と比して、設置する柱梁架構面の総数を低減することができる。その分、逆に、制震ダンパー4やブレース材5を設置しない柱梁架構面の数が増えるので、開口部の計画や設計の自由度を高めることができる。
According to the structure damping structure according to the present invention, the structure is installed in the column
本発明に係る構造物の制震構造は、構造物の柱梁架構面内の開口部の計画や設計の自由を高めるべく、以下のように実施される。 The structure damping structure according to the present invention is implemented as follows in order to increase the freedom of planning and designing the opening in the column beam frame of the structure.
図1は、請求項1に記載した発明に係る構造物の制震構造の実施例を示している。 FIG. 1 shows an embodiment of a structure damping structure according to the first aspect of the present invention.
この構造物の制震構造は、構造物の柱1と梁2の架構面内3に制震ダンパー4とブレース材5とを組み合わせて設置して成り、前記制震ダンパー4は、梁2のスパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材5は、上下の梁2、2の間に配置され、前記制震ダンパー4の曲げ変形を拘束するように組み合わされていることを特徴とする(請求項1記載の発明)。
The damping structure of this structure is configured by installing a damping damper 4 and a
前記柱梁架構面内3に設置するブレース材5は、普通鋼を用いた山形状のブレース材5が使用されており、同面内空間における上下の梁2、2の間に左右対称配置に設置されている。具体的に、前記山形状のブレース材5の頂部5aは、上側の梁2の中央部に接合されており、その二つの脚部4b、4bはそれぞれ、下側の梁2と左右一対の柱1、1とで形成する各コーナー部に接合されている。
As the
前記柱梁架構面内3に設置する制震ダンパー4は、いわゆる粘性体壁ダンパー4が一基使用されており、同面内空間における前記山形状のブレース材5の頂部5aに形成した平面底部5cと下側の梁2との間に立つように設置されている。具体的に、この粘性体壁ダンパー4は、柱梁架構面内3の成に対しほぼ2/3程度の成とされ、同粘性体壁ダンパー4の粘性体容器を形成する外側の抵抗板4aは、下側の梁2の上端面に溶接等の固定手段で固定して立ち上げられ、内側の抵抗板4bは、前記ブレース材4の平面底部4cに溶接等の固定手段で固定されている。
A so-called viscous wall damper 4 is used as the damping damper 4 to be installed in the
なお、図示は省略するが、前記制震ダンパー4と前記ブレース材5との設置位置を上下逆にして実施することも勿論できる。すなわち、前記柱梁架構面内3に倒立山形状のブレース材を設置し、当該ブレース材の上面と上側の梁2との間に制震ダンパー4を設置して実施することもできる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, of course, it can also carry out by making the installation position of the said damping damper 4 and the said
このように、前記山形状のブレース材5は、前記粘性体壁ダンパー(制震ダンパー)4の曲げ変形を拘束するように組み合わせて設けられ、同山形状のブレース材5の変形に追従(連動)して前記粘性体壁ダンパー4も変形することにより、構造物の揺れや変形等の地震応答を低減して、地震エネルギーを吸収する構成で実施されている。
Thus, the mountain-
したがって、上記構成の構造物の制震構造によれば、地震時に発生する地震エネルギーにより、構造物(柱梁架構)に、揺れや層間変形等の変形が発生すると、柱梁架構面内3に設置した前記ブレース材5が、その揺れや層間変形等の変形を抑制するように働くと同時に、前記粘性体壁ダンパー(制震ダンパー)4も変形することにより、構造物の揺れや変形等の地震応答を低減して、地震エネルギーを吸収するのである。
Therefore, according to the damping structure of the structure having the above-described structure, if the structure (column beam frame) undergoes deformation such as shaking or interlayer deformation due to the seismic energy generated during the earthquake, The installed
このように、請求項1記載の発明に係る構造物の制震構造によれば、構造物の柱梁架構面内3に、粘性体壁ダンパー4とブレース材5とを、当該ブレース材5が粘性体壁ダンパー4の曲げ変形を拘束するように組み合わせて設置する結果、前記ダンパー4とブレース材5の各々の機能を損なうことなく同時に発揮することができ、上述したような制震効果を効果的に発揮できるのである。
Thus, according to the structure damping structure according to the first aspect of the present invention, the viscous wall damper 4 and the
よって、粘性体壁ダンパー4とブレース材5とを一つの柱梁架構面内3に集約して設置できるので、制震ダンパーとブレース材とを別異の柱梁架構面内に設置していた従来技術と比して、設置する柱梁架構面3の総数を大幅に低減することができ、その分、逆に、前記ダンパー4等を設置しない柱梁架構面3の数が増えるので、開口部の計画や設計の自由度を高めることができる。また、前記粘性体壁ダンパー4とブレース材5は、各々の構成の相違から層間変形の最大応力発生時が異なるので、梁2に働く荷重が集中して大きくなることはなく、構造設計上、当該梁2に対する補強も特に必要としないか、或いは少なくて済む。さらに、副次的な効果として、前記粘性体壁ダンパー4は、従前の粘性体壁ダンパーの成に対しほぼ2/3程度の成で実施できるので、運搬が容易である。
Therefore, since the viscous wall damper 4 and the
なお、前記制震ダンパー4は、粘性体壁ダンパー4に勿論限定されず、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、或いは、図2に示したように、普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパー14で実施することもできる(請求項2記載の発明)。この履歴型ダンパー14は、地震エネルギーをその塑性変形によって吸収できる部材であり、様々なバリエーションに富む形態で実施可能である。具体的に、図示例の履歴型ダンパー14は、間柱の一部(図2では中央部)を低降伏点鋼(極低降伏点鋼を含む)14aで形成して実施されている。
Of course, the damping damper 4 is not limited to the viscous wall damper 4, but is a speed-dependent damper such as an oil damper, or a hysteretic type such as plain steel or low yield point steel as shown in FIG. It can also be implemented by the damper 14 (the invention according to claim 2). This
前記ブレース材5の材質は、普通鋼に限定されず、発生する地震エネルギーの大きさを考慮した構造物の構造設計に応じて、低降伏点鋼の座屈補剛ブレースでも実施可能である(請求項3記載の発明)。また、前記ブレース材5の形態は、山形状配置に限定されず、図2に示したように、履歴型ダンパー14を中心とする左右対称配置に倒立山形状のブレース材15を設置して実施することもできる。前記ブレース材15は、前記履歴型ダンパー14の曲げ変形を拘束するように組み合わせて設けることは勿論である。その他、図3と図4に示したように、履歴型ダンパー14を中心とする左右対称配置にX形状配置のブレース材25、35を設置して実施することもできる(以上、請求項4記載の発明)。
The material of the
ちなみに、図2に示したような構成の構造物の制震構造に地震エネルギーが入力した場合は、構造物(柱梁架構)に対して揺れや層間変形等の変形が発生しようとするが、柱梁架構面内3に設置した前記倒立山形状配置のブレース材15が、その揺れや層間変形等の変形を抑制するように働くと同時に、前記履歴型ダンパー(制震ダンパー)14が塑性変形することにより、構造物の揺れや変形等の地震応答を低減して、地震エネルギーを吸収するのである。
By the way, when the seismic energy is input to the damping structure of the structure as shown in Fig. 2, the structure (column beam frame) tends to be deformed, such as shaking and interlayer deformation. The inverted
以上に実施例を図示例に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。 Although the embodiments have been described above based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and design modifications and application variations that are usually performed by those skilled in the art without departing from the technical idea thereof. Note that it includes the scope of
例えば、図5に示したように、粘性体壁ダンパーの成は柱梁架構面内3の成と同等で実施することもできる。即ち、図示例の粘性体壁ダンパー24は、その粘性体容器を形成する外側の抵抗板24aを、下側の梁2の上端面に溶接等の固定手段で固定して立ち上げ、内側の抵抗板24bを、鋼板24cを介して、上側の梁2の下端面に溶接等の固定手段で固定して実施している。この場合、柱梁架構面内3に設置するブレース材5は、山形状配置のブレース材45、45が使用され、同面内空間に当該粘性体壁ダンパー24を中心として左右対称配置に設置されている。具体的に、前記山形状配置のブレース材45、45の頂部45a、45aはそれぞれ、上側の梁2スパンの中央部に固定された粘性体壁ダンパー24の鋼板24cの両端部に接合されており、その脚部45b、45bはそれぞれ、下側の梁2と柱1とで形成する各コーナー部に接合されている。
For example, as shown in FIG. 5, the formation of the viscous body wall damper can be performed in the same manner as the formation of the
この図5に示した実施例は、図1に示した実施例と比して、成の高い大容量の粘性体壁ダンパー(制震ダンパー)24で実施することができるので、更に優れた制震効果を発揮できる利点がある。なお、この図5に示した実施例は、上記図1〜図4に示した実施例と相違して、前記ブレース材45、45と柱1と梁2との軸心が1点で交差しない、いわゆる偏心ブレース45で実施している。そのため、2次応力が発生するので、前記上側の梁2を補強する鋼板24cを設けて実施しているのである。
Compared with the embodiment shown in FIG. 1, the embodiment shown in FIG. 5 can be implemented by a high-capacity viscous wall damper (seismic damper) 24 having a higher capacity, and therefore, an even better damping. There is an advantage that the seismic effect can be demonstrated. The embodiment shown in FIG. 5 is different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 above, and the axes of the
1 柱
2 梁
3 柱梁架構面(内)
4、14、24 制震ダンパー
5、15、25、35、45 ブレース材
1
4, 14, 24 Damping
Claims (4)
制震ダンパーは、梁スパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材は、上下の梁の間に配置され、前記制震ダンパーの曲げ変形を拘束するように組み合わされていることを特徴とする、構造物の制震構造。 A structure damping structure in which a damping damper and a brace material are installed in combination in the column beam frame of the structure,
The damping damper is installed at a substantially central portion of the beam span, and the brace material is disposed between the upper and lower beams, and is combined to restrain bending deformation of the damping damper, Seismic control structure of the structure.
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