JP2006152738A - Seismic isolation damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば免震アイソレータと併用して地震発生時に建築物等に伝わる振動エネルギーを減少させる免震ダンパに関する。 The present invention relates to a seismic isolation damper that reduces vibration energy transmitted to a building or the like when an earthquake occurs in combination with, for example, a seismic isolation isolator.
従来、地震発生時に建築物を保護するために、建築物等の上部構造体と基礎側の下部構造体との間に、免震アイソレータと免震ダンパとからなる免震装置を介在させて建築物に伝播される振動エネルギーを減少させることは知られている。 Conventionally, in order to protect buildings in the event of an earthquake, the building is constructed by interposing an isolation device consisting of an isolation isolator and an isolation damper between the upper structure of the building and the lower structure on the foundation side. It is known to reduce the vibrational energy transmitted to an object.
上記の免震アイソレータとしては、一般にゴム等の弾性板と、鋼板等の剛性板とを上下方向に交互に順次積層したものが用いられている。また免震用ダンパとしては、一般に鉛等の金属で形成したものが多く用いられ、例えば下記特許文献1、2のようにダンパ本体を鉛などの金属により断面U字状に形成した免震ダンパが提案されている。 As the seismic isolation isolator, generally, an elastic plate made of rubber or the like and a rigid plate such as a steel plate are alternately laminated in the vertical direction. In addition, as the seismic isolation damper, those generally made of a metal such as lead are often used. Has been proposed.
上記のようにダンパ本体を鉛などの金属により概略U字状に屈曲形成したものは、地震発生時に屈曲部が上下方向に大きく振れることなく、良好にエネルギー吸収性能を発揮することのできる。しかしならが、重力の影響により、地震発生時に生ずる水平方向の揺れが繰り返されると、屈曲部が徐々に垂れ下がって振動エネルギー吸収性能が低下する等のおそれがあった。 As described above, when the damper main body is bent in a substantially U shape with a metal such as lead, the bent portion does not greatly swing in the vertical direction when an earthquake occurs, and the energy absorbing performance can be satisfactorily exhibited. However, due to the influence of gravity, when the horizontal shaking that occurs at the time of the earthquake is repeated, there is a risk that the bending energy will gradually sag and the vibration energy absorption performance will deteriorate.
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、前記U字状ダンパ本体の屈曲部の垂れ下がりを防止して振動エネルギー吸収性能を長期間安定に維持することのできる免震ダンパを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above problems, and provides a seismic isolation damper capable of preventing the bent portion of the U-shaped damper body from drooping and maintaining stable vibration energy absorption performance for a long period of time. The purpose is to do.
上記の目的を達成するために本発明による免震ダンパは以下の構成としたものである。即ち、免震アイソレータと併用して地震発生時に建築構造物に伝わる振動エネルギーを減少させる免震ダンパであって、該免震ダンパは鉛などの金属によって概略U字状に屈曲形成してなるダンパ本体を備え、そのダンパ本体の下部に該ダンパ本体屈曲部の垂れ下がり防止用の支持部材を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the seismic isolation damper according to the present invention has the following configuration. That is, a seismic isolation damper used in combination with a seismic isolation isolator to reduce vibration energy transmitted to a building structure when an earthquake occurs, and the seismic isolation damper is formed by bending a metal such as lead into a generally U shape. The main body is provided, and a support member for preventing the drooping of the bent portion of the damper main body is provided at a lower portion of the damper main body.
上記のように本発明によれば、ダンパ本体の下部に、該ダンパ本体屈曲部の垂れ下がりを防止するための支持部材を設けるだけの極めて簡単な構成によって上記屈曲部の垂れ下がりを防止することが可能となる。なお、ダンパ本体の下部に上記のような支持部材を設けると、ダンパ本体の動きが規制されて振動エネルギー吸収性能が低下すると考えられることから、このような構成はこれまで不適当と思われて実施されてこなかった。その理由は、地震発生時にダンパ本体は、その屈曲部が上下動するが、その屈曲部の下に何らかの部材を設置すると、それに上記屈曲部が接触して上下動が妨げられることになり、エネルギー吸収性能が低下したり、構造体が破損したりすると考えられていた。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the bent portion from drooping with a very simple configuration in which a support member for preventing the damper main body bent portion from hanging down is provided at the lower portion of the damper main body. It becomes. In addition, it is thought that such a configuration has been inappropriate so far because it is considered that if the support member as described above is provided in the lower part of the damper main body, the movement of the damper main body is restricted and the vibration energy absorption performance is reduced. It has not been implemented. The reason for this is that when an earthquake occurs, the bent part of the damper body moves up and down, but if any member is installed under the bent part, the bent part comes into contact with it and the vertical movement is hindered. It was thought that absorption performance fell and a structure was damaged.
しかしながら、本発明者らは、数値解析によるシミュレーションと実機試験結果により必ずしも上記のような不具合が生じないことが分かった。特に、屈曲部の下方が、平坦でかつ滑らかな上表面を有する支持部材と接触しておれば、たとえ地震発生時に下方の支持部材により上下動が妨げられても、エネルギー吸収性能が低下することはなく、かつ構造体が破損することもないことを見出した. However, the present inventors have found that the above-described problems do not necessarily occur from simulations by numerical analysis and actual machine test results. In particular, if the lower part of the bent part is in contact with a support member having a flat and smooth upper surface, the energy absorption performance will be lowered even if the lower support member is prevented from moving up and down by the lower support member when an earthquake occurs. And the structure was not damaged.
すなわち本発明は、これまで不適当と考えられていたダンパ本体の屈曲部の下に、これと接するか、または、殆ど接するように支持部材を設置することを特徴とするものであり、その支持部材としては、平坦で滑らかな上表面を有することが、屈曲部の動きを極力妨げないようにするために有効である。またその支持部材の表面が、ダンパ本体との接触によって大きく変形しないような充分な硬度を有することが好ましく、例えば鋼材または鋼材と略同等の硬度を有する金属等の材料が望ましい。 In other words, the present invention is characterized in that a support member is installed under the bent portion of the damper main body, which has been considered inappropriate until now, so as to be in contact with or almost in contact therewith. As a member, having a flat and smooth upper surface is effective in order to prevent the movement of the bent portion as much as possible. Moreover, it is preferable that the surface of the supporting member has a sufficient hardness so as not to be greatly deformed by contact with the damper main body. For example, a material such as a steel material or a metal having substantially the same hardness as the steel material is desirable.
以下、本発明による免震ダンパを図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図1は本発明による免震ダンパの一実施形態を示す斜視図、図2(a)はその免震ダンパの平面図、同図(b)は側面図である。 Hereinafter, a seismic isolation damper according to the present invention will be specifically described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a seismic isolation damper according to the present invention, FIG. 2A is a plan view of the seismic isolation damper, and FIG.
本実施形態は、ダンパ本体1を鉛等の金属により図1および図2(b)に示すように側面略U字状に形成し、その両端部11・11はそれぞれU字形屈曲部12よりも厚さおよび幅がやや大きくなるように形成すると共に、その両端部11・11に取付板2を一体的に設けた構成である。
In this embodiment, the damper main body 1 is formed of a metal such as lead into a substantially U-shaped side surface as shown in FIG. 1 and FIG. The thickness and width are formed so as to be slightly larger, and the
そして本実施形態は上記ダンパ本体1の下部に、これと接するか又は殆ど接するように支持部材3を設置したもので、図の場合は上面側が広く且つ平滑で滑らかな上表面を有する鋼板製の支持部材3を、ダンパ本体1の下面側の略全面を覆うようにして設けた構成である。なお上記支持部材3は、図の場合は一端部(自由端部)3aを肉薄に形成した段付きのものを用いたが、全体ほぼ同一厚に形成したものでもよい。また上記支持部材3は、ダンパ本体1の屈曲部12の下側にのみ設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the
上記ダンパ本体1の上側の端部11は、例えば図2(b)に示すように上記取付板2を介して建築物等の上部構造体F1にボルト4等で取付け、下側の端部11は例えば図のように取付板2および上記支持部材3を介して建築物の基礎等の下部構造体F2にボルト4等で取付けるもので、上記取付板2および支持部材3には、図1に示すようにそれぞれボルト4を挿通する取付穴2a、3aが設けられている。
The
上記のようにして上下の構造体F1,F2にダンパ本体1を取付けた状態で、地震等により例えば図2(b)で左右方向に振動したとき、上下の構造体F1,F2およびダンパ本体1の両端部11・11には、互いに反対方向にずれるような力が作用し、ダンパ本体1の屈曲部12は上下に振れるように湾曲するが、屈曲部12に下向きの力が作用したときには、その屈曲部12が上記支持部材3に当接してそれ以上の下降移動が阻止される。それによって上記の振動を繰り返しても、屈曲部12がそれ以上下降移動することはなく、前記のように屈曲部12が徐々に垂れ下がるのを良好に防止することができるものである。
When the damper main body 1 is attached to the upper and lower structures F1 and F2 as described above, for example, when the left and right structures F1 and F2 and the damper main body 1 are vibrated in the horizontal direction in FIG. The
また上記の振動時に、上記支持部材3が、ダンパのエネルギー吸収特性に対して殆ど悪影響を及ぼすことはないもので、その理由は以下のように説明することができる。即ち、地震発生時に生ずる水平方向の揺れにより、ダンパ本体1の上側の端部11が、例えば図2(b)において右方向に変位すると、屈曲部12が下方に変位しようとする。しかし、その屈曲部12が下方の支持部材3と接触することで、下方変位が妨げられ、むしろ屈曲部12が持ち上げられるように変形する。次に上側に端部11が図2(b)で左方向に戻るときは、屈曲部12が上方に変位するため、下方の支持部材3とは離れる。
Further, during the vibration, the
その後、再び屈曲部12が下方の支持部材3と接触するのは上側の端部11が右方向に最大振幅まで変位したときであるが、既に初期の4分の1周期の間に屈曲部は持ち上げられるような変形がなされているので、2度目に支持部材2と接するのは僅かの間であり、重力より垂れ下がろうするのが妨げられる程度である。結局、地震発生時の揺れにより、屈曲部12が支持部材3と接触して大きな力を受けるのはごく初期の間だけであり、あとは重力による垂れ下がりが妨げられる程度の僅かの影響しか受けない。従って、ダンパのエネルギー吸収特性には、支持部材3は殆ど影響を及ぼさないことになる。
After that, the
なお、上記実施形態はダンパ本体1の下部に、これと接するように支持部材3を設置したが、必ずしも接しなくてもよく、例えば中規模の地震でダンパ本体が上下動したときに接する程度であれば多少離れていても支障はない。具体的には例えばダンパ本体1と支持部材3との離間距離が20mm程度以下であれば、作用効果上も殆ど支障がなく、また見かけ上の垂れも気にならない。
In the above embodiment, the
また前記実施形態は、ダンパ本体1の両端部11,11と屈曲部12との間の中間部13,13の平面形状を、図2(a)に示すように略S字状に屈曲形成したものを用いたが、これに限らず、ほぼ直線状のものでもよく、またダンパ本体1の端部11や取付板2および支持部材3の形状も適宜変更可能である。
Further, in the above-described embodiment, the planar shape of the
本発明の実施例として前記図1および図2に示した免震ダンパについて、まず大変形応力解析にて、面内水平方向に上部建物50mm振幅のゆれに対応した往復変位の解析を行った。すなわち、ダンパ本体1の下側の端部11を固定し、上側の端部11を図2で水平右方向に50mm変位させ、次に上側の端部11を左方向に元の位置を通過して更に50mm左にずれるまで合わせて100mm変位させ、次にまた右方向に100mm変位させるという変形を繰り返した。
As an example of the present invention, the seismic isolation damper shown in FIG. 1 and FIG. 2 was analyzed for reciprocal displacement corresponding to the amplitude fluctuation of the upper building in the horizontal direction in the in-plane horizontal direction. That is, the
上記の比較例として、ダンパ本体1の下方に支持部材3を設けない以外は上記実施例と同様の構成で、上記と同様の要領で往復変位の解析を行った。その結果を図3に示す。同図は上記実施例および比較例における変位と水平反力の履歴曲線を示すもので、実線Aは実施例、破線Bは比較例である。同図からも明らかなように、ダンパの特性が支持部材により影響を受けるのはごく初期の間だけであることが分かる。さらに実際に鉛でダンパ本体を作成し、実機の試験を実施した。その結果、振幅50mmで20往復の加振試験で支持部材3が存在することによる特性や寿命への影響は見出せなかった。
As the above comparative example, reciprocal displacement was analyzed in the same manner as described above with the same configuration as in the above example except that the
本発明による免震ダンパは、ダンパ本体1の下部に垂れ下がりを防止用の支持部材3を設けるだけの極めて簡単な構成によってダンパ本体1の屈曲部12の垂れ下がりを良好に防止することができると共に、上記のような支持部材3を設けことによって振動エネルギーの吸収性能が低下することもないもので、耐久性および信頼性のよい免震ダンパを安価に提供することが可能となる。その結果、免震ダンパの設計および選択の自由度が増大して産業上の利用可能性を高めることができるものである。
The seismic isolation damper according to the present invention can satisfactorily prevent the
1 ダンパ本体1
11 端部
12 屈曲部
2 取付板
3 支持部材
1 Damper body 1
DESCRIPTION OF
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CN103216568A (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | U-shaped buffer device for laser device |
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CN108385850A (en) * | 2017-12-27 | 2018-08-10 | 陈云 | A kind of large deformation shock-damping energy-dissipating device design and preparation method thereof |
WO2019041699A1 (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | Vibration reduction fixing frame, power assembly, and water purifier |
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2004
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