JP2006257674A - Vibration control structure for building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住宅等の建物に、地震や風等の外力による震動を減衰させるために設けられる制震構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure provided in a building such as a house for attenuating vibration caused by an external force such as an earthquake or wind.
建物の制震構造として、柱と横架材とからなる軸組フレーム内に、板体や筒体等の複数の制震部材と、その制震部材間に接着される粘弾性体とからなる粘弾性ダンパーを例えばブレースとして組み込む構造が知られている。これにより、加振時には、制震部材の相反方向への動作に伴う粘弾性体の剪断変形で振動減衰作用を得ることができる。
しかし、この場合、粘弾性ダンパーで吸収できるエネルギーを超えた負荷が加わると、粘弾性ダンパーが破壊されるおそれがある。
そこで、特許文献1〜3に開示の如く、複数の滑動部材をボルト等のクランプ手段によって互いの対向方向へ押圧し、滑動部材の相反方向への動作により摩擦減衰作用を生じさせる摩擦ダンパーを採用して粘弾性ダンパーと接続する構造が考えられる。このような複合ダンパーによれば、躯体の設計最大耐力内での所定の負荷が加わった場合には、摩擦ダンパーを動作させて粘弾性ダンパーを保護することができる。
As a vibration control structure of a building, it is composed of a plurality of vibration control members such as plates and cylinders and a viscoelastic body bonded between the vibration control members in a frame frame composed of columns and horizontal members. A structure in which a viscoelastic damper is incorporated as, for example, a brace is known. Thereby, at the time of vibration, a vibration damping action can be obtained by shear deformation of the viscoelastic body accompanying the operation of the damping member in the opposite direction.
However, in this case, if a load exceeding energy that can be absorbed by the viscoelastic damper is applied, the viscoelastic damper may be destroyed.
Therefore, as disclosed in
ところで、建物には、地震等による動的荷重の他、風による静的荷重が加わることがある。このような静的荷重には、応力緩和が大きい粘弾性ダンパーには対抗する応力を発生させることができず、変位の増大を許してしまう。この現象は複合ダンパーであっても同様で、ある一方向の静的な荷重に対しては、粘弾性ダンパーのみがどんどんクリープ変形してしまうために、摩擦ダンパーは静的荷重に対しては何ら機能せず、結局静的荷重に対する耐力は得られない。 By the way, in addition to a dynamic load due to an earthquake or the like, a static load due to wind may be applied to the building. Such a static load cannot generate an opposing stress in a viscoelastic damper having a large stress relaxation, and allows an increase in displacement. This phenomenon is the same even in the case of a composite damper. For a static load in one direction, only the viscoelastic damper undergoes creep deformation. It does not function and eventually cannot withstand a static load.
そこで、本発明は、地震等による動的荷重に対しては、躯体の破壊を効果的に防止でき、風等による静的荷重に対しては、粘弾性ダンパーでの変位の増大を防止して好適な耐力を発生できる建物の制震構造を提供することを目的としたものである。 Therefore, the present invention can effectively prevent the destruction of the housing against a dynamic load due to an earthquake or the like, and can prevent an increase in displacement with a viscoelastic damper against a static load due to a wind or the like. An object of the present invention is to provide a building seismic control structure capable of generating a suitable proof stress.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、粘弾性ダンパーの制震部材間に、粘弾性体の剪断変形を、摩擦ダンパーが動作する所定の負荷よりも小さい負荷に対応した所定の変位で規制するストッパ機構を設けたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の目的に加えて、ストッパ機構を簡単に構成するために、ストッパ機構を、何れか一方の動作側の制震部材に設けられるピン部材と、他方の動作側の制震部材に粘弾性体の変位方向に沿って設けられ、ピン部材が遊挿する長孔とからなる構成としたものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2の目的に加えて、粘弾性ダンパーを複数備えた複合ダンパーを合理的に構成するために、複合ダンパーを、軸組フレーム内を上下に二等分した各フレーム面内で対角線状に、且つ上下軸対称となるように配置された一対の粘弾性ダンパーと、両粘弾性ダンパーの交点側の柱の中間部位に配置され、一方の動作側の滑動部材に上下の粘弾性ダンパーを、他方の動作側の滑動部材に柱を夫々接続した1つの摩擦ダンパーとから形成したものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1または2の目的に加えて、粘弾性ダンパーを複数備えた複合ダンパーを合理的に構成するために、複合ダンパーを、軸組フレームの中央から軸組フレームの四隅へ向けて放射状に配置された4つの粘弾性ダンパーと、軸組フレームの中央に配置され、一方の動作側の滑動部材に、左右何れか一方側での上下の粘弾性ダンパーを、他方の動作側の滑動部材に、左右他方側での上下の粘弾性ダンパーを夫々接続した1つの摩擦ダンパーとから形成したものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
In addition to the object of the first aspect, the invention according to
In addition to the object of the first or second aspect, the invention described in
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the object of the first or second aspect, in order to rationally configure a composite damper having a plurality of viscoelastic dampers, the composite damper is attached to the shaft assembly from the center of the shaft assembly frame. Four viscoelastic dampers arranged radially toward the four corners of the frame and the center of the frame frame, and the upper and lower viscoelastic dampers on either the left or right side of the sliding member on one operation side, The sliding member on the other operation side is formed from one friction damper in which upper and lower viscoelastic dampers on the other side are connected.
請求項1に記載の発明によれば、地震による加振時には、設計最大耐力内での過大な負荷に対して確実に摩擦ダンパーを動作させることができる。よって、躯体(軸組フレーム)の破壊を防止して好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、粘弾性ダンパーにおいてストッパ機構によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、ピン部材と長孔とによってストッパ機構を簡単に構成することができる。
請求項3及び4に記載の発明によれば、請求項1または2の効果に加えて、複数の粘弾性ダンパーで1つの摩擦ダンパーを共用できるため、構造が簡略化してコスト面で有利となる。また、摩擦ダンパーを安定して動作させることもできる。
According to the first aspect of the present invention, the friction damper can be reliably operated with respect to an excessive load within the design maximum proof stress during vibration due to an earthquake. Therefore, destruction of a frame (shaft frame) can be prevented and a suitable vibration control function can be maintained, and the reliability and durability are excellent. On the other hand, with respect to a static load caused by wind or the like, the viscoelastic damper can surely generate a proof stress by a stopper mechanism to counter the static load.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the stopper mechanism can be easily configured by the pin member and the long hole.
According to the third and fourth aspects of the present invention, in addition to the effect of the first or second aspect, a plurality of viscoelastic dampers can share a single friction damper, which simplifies the structure and is advantageous in terms of cost. . Also, the friction damper can be operated stably.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各形態において、前出の形態と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
《形態1》
図1は、軽量鉄骨構造の住宅に用いられる軸組フレームの正面図で、軸組フレーム1は、左右一対の柱2,2と、柱2,2の上端間及び下端間に架設される一対の横架材3,3と、柱2と横架材3との仕口部間で対角線状に架設されるブレース4とからなる。このブレース4は、図2(A)(B)に示すように、仕口部に接合されたガセットプレート5,5に同一面上で固定される長短2つの固定プレート6,7と、その固定プレート6,7の夫々の自由端側を厚み方向で両側から挟むように配置される一対の可動プレート8,8とを備え、一方の固定プレート6側には粘弾性ダンパー9が、他方の固定プレート7側には摩擦ダンパー10が夫々設けられて、複合ダンパーを構成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<<
FIG. 1 is a front view of a frame frame used in a lightweight steel frame house. The
まず、粘弾性ダンパー9は、制震部材としての固定プレート6と可動プレート8,8と、両プレート6,8の間にあって、互いの対向面が接着された薄板状の一対の粘弾性体11,11とで形成される。また、固定プレート6における粘弾性体11の長手方向の中央部位には、ストッパ機構のピン部材となるストッパピン12が直交状に固着されて、両端を可動プレート8,8に長手方向へ穿設した一対の長孔13,13に遊挿させている。常態で、可動プレート8の長手方向でストッパピン12と長孔13との間には、前後にクリアランスC1が生じる設定となっている。よって、固定プレート6と可動プレート8,8とは、粘弾性体11,11が長手方向に剪断変形する際、ストッパピン12が長孔13,13の端部に当接するまで長手方向の前後に相対移動可能となる。
First, the
摩擦ダンパー10は、滑動部材としての固定プレート7と可動プレート8,8と、各可動プレート8における固定プレート7との対向面に固定される鋳鉄製の摩擦板14と、両プレート7,8及び摩擦板14を貫通して可動プレート8,8の夫々の外側からナットにより所定のクランプ力で緊締されるクランプ手段としての締付ボルト15とから形成される。また、固定プレート7における締付ボルト15の貫通部も、長手方向に沿った長孔16となって、常態では、可動プレート8の長手方向で締付ボルト15と長孔16との間に、前後にクリアランスC2が生じる設定となっている。このクリアランスC2は、粘弾性ダンパー9におけるストッパピン12と長孔13とのクリアランスC1よりも大きくなっている。
よって、固定プレート7と可動プレート8,8とは、軸組フレーム1の設計最大耐力内での所定の負荷(締付ボルト15のクランプ力で設定される滑り荷重)が加わった際に、締付ボルト15が長孔16の端部に当接するまで長手方向の前後に夫々相対移動可能となる。なお、粘弾性ダンパー9においてストッパピン12が長孔13に当接して変位規制がされる負荷は、摩擦ダンパー10の滑り荷重よりも小さくなっている。
The
Therefore, the
以上の如く構成された軸組フレーム1においては、地震による加振時に、フレーム面方向に沿って水平方向の外力が断続的に作用すると、ブレース4には、軸方向への引張力と圧縮力とが交互に加わる。すると図2(C)に示すように、固定プレート6と可動プレート8,8との長手方向への相反移動によって粘弾性体11,11が剪断変形することで、エネルギーを吸収して減衰作用を生じさせる。このとき、ストッパピン12は長孔13の端部には当接しない。
In the
そして、動的な大規模地震において過大な負荷が加わった場合、同図(D)に示すように、粘弾性体11,11の剪断変形によってクリアランスC1を相対移動したストッパピン12が長孔13の端部に当接し、それ以上の粘弾性体11,11の剪断変形を規制する。さらに同方向への負荷が増大して滑り荷重を超えると、同図(E)に示すように、摩擦ダンパー10において、固定プレート7と可動プレート8,8とが長手方向へ相反移動する。この摩擦ダンパー10の動作によって摩擦減衰作用が発揮され、軸組フレーム1の破壊が防止される。
なお、ここでは、過大な負荷に対して粘弾性ダンパー9のストッパ機構が動作してから摩擦ダンパー10が動作する作用を説明しているが、負荷の周波数によっては、粘弾性ダンパー9のストッパ機構が動作する前(ストッパピン12が長孔13の端部に当接する前)に摩擦ダンパー10が動作する場合もある。これは後述する他の形態においても同様である。
When an excessive load is applied in a dynamic large-scale earthquake, the
Here, the action of the
一方、軸組フレーム1に、風等によって水平方向の外力が静的荷重として加わった際には、粘弾性ダンパー9は、静的荷重の増大に連れて粘弾性体11,11が剪断変形の変位量を徐々に増大させることになる。しかし、図2(D)のようにストッパピン12が長孔13の端部に当接すると、それ以上の変位が規制されるため、以後の負荷に対して耐力を発生させることができる。このとき、摩擦ダンパー10は、滑り荷重を超えない限り動作しない。
On the other hand, when a horizontal external force is applied as a static load to the
このように、上記形態1の軸組フレーム1によれば、粘弾性ダンパー9の固定プレート6と可動プレート8との間に、粘弾性体11の剪断変形を、摩擦ダンパー10が動作する所定の負荷よりも小さい負荷に対応した所定の変位で規制するストッパ機構を設けたことで、地震による加振時には、軸組フレーム1の設計最大耐力内での過大な負荷に対して摩擦ダンパー10を確実に動作させることができる。よって、軸組フレーム1の破壊を防止して好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、粘弾性ダンパー9においてストッパ機構によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
また、ストッパピン12と長孔13との採用により、ストッパ機構を簡単に構成可能となっている。
As described above, according to the
In addition, the stopper mechanism can be easily configured by employing the
《形態2》
図3に示す軸組フレーム20において、上下の横架材3,3の中央部位でフレーム面側には、ガセットプレート21,21が平行に固着され、このガセットプレート21,21に、左右方向に幅広な長短2つの固定プレート22,23が、上下方向で同一面上に夫々固定されている。また、可動プレート24,24も、固定プレート22,23と同じ左右幅で、フレーム面の略中央で両固定プレート22,23の自由端側を前後から挟むように配置されて、上側に粘弾性ダンパー25が、下側に摩擦ダンパー26が夫々設けられて、軸組フレーム20内で上下に架設される複合ダンパーを構成している。
<<
In the
粘弾性ダンパー25は、図4に示す如く、上記形態1と同様に制震部材となる固定プレート22及び可動プレート24,24と、両プレート22,24の間で互いの対向面に接着された粘弾性体27,27とを有すると共に、固定プレート22に直交状に固着されるストッパピン28と、ストッパピン28が遊挿する可動プレート24,24の長孔29.29とからなるストッパ機構を備えている。ここでの長孔29は左右方向に形成されて、ストッパピン28の左右に、クリアランスC1を夫々形成するようになっている。このクリアランスC1も、形態1と同様に、軸組フレーム20の設計最大耐力以下で設定される摩擦ダンパー26の滑り荷重よりも小さい負荷に対応する変位である。
また、摩擦ダンパー26も同様に、滑動部材となる可動プレート24及び固定プレート23と、可動プレート24,24における固定プレート23との対向面に固定される鋳鉄製の摩擦板30,30と、両プレート23,24及び摩擦板30,30を貫通して可動プレート24,24の夫々の外側からナットにより所定のクランプ力で緊締されるクランプ手段としての締付ボルト31とから形成される。そして、締付ボルト31が貫通する固定プレート23の長孔32も、左右方向に形成されて、締付ボルト31の左右に、粘弾性ダンパー25のクリアランスC1よりも大きいクリアランスC2を夫々形成している。
As shown in FIG. 4, the
Similarly, the
以上の如く構成された軸組フレーム20においては、地震による加振時にフレーム面方向に沿って水平方向の外力が断続的に作用すると、上下の横架材3が相反する水平方向へずれる変形が交互に生じる。すると図5(A)に示すように、固定プレート22と、摩擦ダンパー26を介して下方の固定プレート23と一体となる可動プレート24,24との相反する水平方向への移動により、粘弾性体27,27が剪断変形してエネルギーを吸収し、減衰作用を生じさせる。このとき、ストッパピン28は長孔29の端部には当接しない。
そして、動的な大規模地震において過大な負荷が加わった場合は、同図(B)に示すように、粘弾性体27,27の剪断変形によってクリアランスC1を水平方向へ相対移動したストッパピン28が長孔29の端部に当接し、それ以上の粘弾性体27,27の剪断変形を規制する。さらに同方向への負荷が増大して滑り荷重を超えると、同図(C)に示すように、摩擦ダンパー26において、固定プレート23と可動プレート24,24とが水平方向へ相反移動し、摩擦減衰作用を生じさせる。この摩擦ダンパー26の動作により、軸組フレーム20の破壊が防止される。
In the
When an excessive load is applied in a dynamic large-scale earthquake, as shown in FIG. 5B, the
一方、軸組フレーム20に、風等によって水平方向の外力が静的荷重として加わった際には、粘弾性ダンパー25は、静的荷重の増大に連れて粘弾性体25,25が剪断変形してその変位量を徐々に増大させることになる。しかし、図5(B)のようにストッパピン28が長孔29の端部に当接すると、それ以上の変位が規制されるため、以後の負荷に対して耐力を発生させることができる。このとき、摩擦ダンパー26は、滑り荷重を超えない限り動作しない。
On the other hand, when a horizontal external force is applied as a static load to the
このように、上記形態2の軸組フレーム20においても、形態1と同様の効果を得ることができる。すなわち、地震による加振時には、軸組フレーム20の設計最大耐力内での過大な負荷に対して摩擦ダンパー26を確実に動作させることができる。よって、軸組フレーム20の破壊を防止して好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、粘弾性ダンパー25においてストッパ機構によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
Thus, also in the
《形態3》
図6に示す軸組フレーム40は、水平な中桟41によってフレーム面を上下に二等分し、各分割フレーム内に、一対のブレース42,42を、夫々の対角線状に上下軸対称となるように配置したいわゆるKブレースと称される構造となっている。B,Bは、軸組フレーム40の上下端が夫々固定される梁である。各ブレース42は、柱2と横架材3との仕口部にガセットプレート43を介して接合される長尺板状の固定プレート44と、その固定プレート44に重なる格好で平行に配置される可動プレート45と、制震部材となる両プレート44,45間で互いの対向面に接着される粘弾性体46とからなる粘弾性ダンパーを形成しており、固定プレート44へ直交状に連結させたストッパピン47を、可動プレート45へその長手方向に設けた長孔48に貫通させてストッパ機構を形成し、クリアランスC1内で上記形態1,2と同様の変位規制を可能としている。
<<
The
そして、ここでの摩擦ダンパー49は、両ブレース42,42の交点側となる柱2の中間部位に1つ設けられて複合ダンパーを構成している。すなわち、図7にも示す如く、中桟41及び両ブレース42,42の可動プレート45,45の端部が固着される平板状の連結バー50と、その連結バー50を前後から挟む格好でボルト52,52・・によって互いに平行に連結される一方の滑動部材としての一対の連結板51,51と、その連結板51,51の間に位置し、左側の柱2の中間部位にフレーム面と平行に固着される他方の滑動部材としての芯プレート53と、各連結板51における芯プレート53との対向面側に固着される摩擦板54,54と、各連結板51の外側から連結板51,51、摩擦板54,54、芯プレート53を貫通して緊締されるクランプ手段としての締付ボルト55とから形成される。56,56は、連結板51,51の外側で締付ボルト55の頭部とナットとの間に介在された面圧スペーサである。
また、芯プレート53における締付ボルト55の貫通部分は、上下方向に長い長孔57となっている。この締付ボルト55と長孔57の端部とのクリアランスC2も、ブレース42におけるストッパピン47と長孔48とのクリアランスC1よりも大きい設定で、粘弾性ダンパーのストッパ機構が動作する負荷と摩擦ダンパー49の滑り荷重との大小関係も上記形態と同様である。
One
In addition, a penetration portion of the
以上の如く構成された軸組フレーム40においても、地震による加振時には、上下のブレース42,42に、長手方向への引張力と圧縮力とが交互に加わり、粘弾性体46が長手方向に剪断変形することで、エネルギーを吸収して減衰作用を生じさせる。
そして、動的な大規模地震において過大な負荷が加わった場合、粘弾性体46の剪断変形によってクリアランスC1を相対移動したストッパピン47が長孔48の端部に当接し、それ以上の粘弾性体46の剪断変形を規制する。さらに同方向への負荷が増大して滑り荷重を超えると、摩擦ダンパー49において、可動プレート45,45に固定される連結板51,51が、締付ボルト55への長孔57の案内によって上下方向へ移動(軸組フレーム40が図6の右方向へ変形する場合は上方向へ、左方向へ変形する場合は下方向へ移動)し、摩擦減衰作用を生じさせる。この摩擦ダンパー49の動作により、軸組フレーム40の破壊が防止される。
Even in the
When an excessive load is applied in a dynamic large-scale earthquake, the
一方、軸組フレーム40に、風等によって水平方向の外力が静的荷重として加わった際には、ブレース42の粘弾性ダンパーは、静的荷重の増大に連れて粘弾性体46が剪断変形の変位量を徐々に増大させることになる。しかし、ストッパピン47が長孔48の端部に当接すると、それ以上の変位が抑えられるため、以後の負荷に対して耐力を発生させることができる。このとき、摩擦ダンパー49は、滑り荷重を超えない限り動作しない。
On the other hand, when a horizontal external force is applied as a static load to the
このように、上記形態3の軸組フレーム40においても、地震による加振時には、軸組フレーム40の設計最大耐力内での過大な負荷に対して摩擦ダンパー49を確実に動作させることができる。よって、軸組フレーム40の破壊を防止して好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、粘弾性ダンパーにおいてストッパ機構によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
特にこの形態では、複合ダンパーを、軸組フレーム40内を上下に二等分した各フレーム面内で対角線状に、且つ上下軸対称となるように配置された一対の粘弾性ダンパー(ブレース42)と、両粘弾性ダンパーの交点側の柱2の中間部位に配置され、連結板51に上下のブレース42を、芯プレート53に柱2を夫々接続した1つの摩擦ダンパー49とから形成したことで、2つの粘弾性ダンパーで1つの摩擦ダンパー49を共用できるため、構造が簡略化してコスト面で有利となる。また、摩擦ダンパー49を安定して動作させることもできる。
Thus, also in the
In particular, in this embodiment, the composite damper is a pair of viscoelastic dampers (braces 42) arranged diagonally in each frame plane that bisects the inside of the
《形態4》
図8に示す軸組フレーム60は、形態3と同じ粘弾性ダンパーを備えた4つのブレース42,42・・を、軸組フレーム60の中央から四隅に向けて放射状に配置したものであるが、ここでも図6,7と同様の摩擦ダンパー49が共用されて複合ダンパーが構成されている。すなわち、図9にも示すように、フレーム内の右側に位置する上下のブレース42,42及び中桟41に、連結バー50及び一方の滑動部材となる連結板51,51、摩擦板54,54、クランプ手段としての締付ボルト55等が設けられるものであるが、他方の滑動部材となる芯プレート61は、フレーム内の左側に位置する上下のブレース42,42の各固定プレート45及び中桟62に固定されている。クリアランスC1,C2の関係や、粘弾性ダンパーのストッパ機構が動作する負荷と摩擦ダンパーの滑り荷重との大小関係は他の形態と同じである。
よって、この軸組フレーム60においても、地震による加振時には、対角線上に位置する一対のブレース42,42ごとに、引張力と圧縮力とが交互に加わり、粘弾性体46が長手方向に剪断変形することで、エネルギーを吸収して減衰作用を生じさせる。
<<
The
Therefore, also in this
そして、動的な大規模地震において過大な負荷が加わった場合、粘弾性体46の剪断変形によってクリアランスC1を相対移動したストッパピン47が長孔48の端部に当接し、それ以上の粘弾性体46の剪断変形を抑制する。さらに同方向への負荷が増大して滑り荷重を超えると、摩擦ダンパー49において、可動プレート45,45に固定される連結板51,51が、締付ボルト55への長孔57の案内によって上下方向へ移動(軸組フレーム60が図8の右方向へ変形する場合は上方向へ、左方向へ変形する場合は下方向へ移動)し、摩擦減衰作用を生じさせる。この摩擦ダンパー49の動作により、軸組フレーム60の破壊が防止される。
When an excessive load is applied in a dynamic large-scale earthquake, the
一方、軸組フレーム60に、風等によって水平方向の外力が静的荷重として加わった際には、ブレース42の粘弾性ダンパーは、静的荷重の増大に連れて粘弾性体46が剪断変形の変位量を徐々に増大させることになる。しかし、ストッパピン47が長孔48の端部に当接すると、それ以上の変位が抑えられるため、以後の負荷に対して耐力を発生させることができる。このとき、摩擦ダンパー49は、滑り荷重を超えない限り動作しない。
On the other hand, when a horizontal external force is applied as a static load to the
このように、上記形態4の軸組フレーム60においても、地震による加振時には、軸組フレーム60の設計最大耐力内での過大な負荷に対して確実に摩擦ダンパー49を動作させることができる。よって、軸組フレーム60の破壊を防止して好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、粘弾性ダンパーにおいてストッパ機構によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
そしてこの形態でも、複合ダンパーを、軸組フレーム60の中央から軸組フレーム60の四隅へ向けて放射状に配置された4つの粘弾性ダンパー(ブレース42)と、軸組フレーム60の中央に配置され、連結板51に、右側の上下のブレース42,42を、芯プレート61に、左側の上下のブレース42,42を夫々接続した1つの摩擦ダンパー49とから形成したことで、4つの粘弾性ダンパーで1つの摩擦ダンパー49を共用できるため、構造が簡略化してコスト面で有利となると共に、摩擦ダンパー49を安定動作させることができる。
Thus, also in the
In this embodiment as well, the composite damper is arranged at the center of the
以下、変更例について説明する。
上記形態1〜4に共通して、ピン部材はストッパピンに限らず、制震部材に突設した突起や、制震部材に螺合させたボルト等を利用することもできる。また、ピン部材と長孔とは複数組を平行に設けても差し支えない。これは摩擦ダンパーにおいても同様で、締付ボルトと長孔とを複数組平行に設けることができる。さらに、長孔に代えて、制震部材の端縁に形成した切欠部として、ピン部材の規制を図ることも可能である。一方、摩擦ダンパーでのクランプ手段は、締付ボルトを貫通させて押圧する構造に限らず、滑動部材の外側から一対のアームで挟持して、一方のアームをネジ送り等で押圧させる構造等、適宜変更可能である。
Hereinafter, a modified example will be described.
In common with the first to fourth embodiments, the pin member is not limited to the stopper pin, and a protrusion protruding from the vibration control member, a bolt screwed to the vibration control member, or the like can be used. Further, a plurality of pairs of the pin member and the long hole may be provided in parallel. The same applies to the friction damper, and a plurality of sets of tightening bolts and long holes can be provided in parallel. Furthermore, it is also possible to restrict the pin member as a notch formed on the edge of the vibration control member instead of the long hole. On the other hand, the clamping means in the friction damper is not limited to the structure that penetrates the clamping bolt and presses it, but is sandwiched by a pair of arms from the outside of the sliding member, and the structure that presses one arm by screw feeding, etc. It can be changed as appropriate.
また、粘弾性ダンパーは、形態1,2では、1枚の固定プレートと2枚の可動プレートとの間に一対の粘弾性体を介在させる構造としているが、形態3,4のように、一方の1の制震部材(固定プレート等)と他方の1の制震部材(可動プレート等)との間に1の粘弾性体を介在させる構造としても良い。この場合、1の制震部材の端部に、摩擦ダンパーの滑動部材を形態3,4のように連結すれば良い。逆に、形態3,4では、形態1等のように、一方の1の制震部材と他方の2の制震部材との間に一対の粘弾性体を介在させる構造とすることも可能である。勿論制震部材は動作方向毎に複数ずつ設けても差し支えないし、上記形態のようにプレート形状に限らず、同軸で遊挿される大小異径の複数の筒体として、その筒体の間に粘弾性体を接着する構造も採用できる。この構造では、一方の動作側の筒体にストッパを、他方の動作側の筒体に長孔を設けてストッパ機構を設ければ良い。 In the first and second embodiments, the viscoelastic damper has a structure in which a pair of viscoelastic bodies are interposed between one fixed plate and two movable plates. It is also possible to adopt a structure in which one viscoelastic body is interposed between one damping member (such as a fixed plate) and the other one damping member (such as a movable plate). In this case, the sliding member of the friction damper may be connected to the end of the one damping member as in the third and fourth embodiments. On the contrary, in the third and fourth modes, as in the first mode, it is possible to adopt a structure in which a pair of viscoelastic bodies are interposed between one seismic control member and the other two seismic control members. is there. Of course, a plurality of vibration control members may be provided for each direction of operation, and not limited to the plate shape as in the above-described form, a plurality of large and small diameter cylinders that are loosely inserted coaxially are bonded between the cylinders. A structure in which an elastic body is bonded can also be adopted. In this structure, a stopper mechanism may be provided by providing a stopper in one cylinder on the operation side and providing a long hole in the cylinder on the other operation side.
一方、摩擦ダンパーにおいても、摩擦板は芯プレート側に固着しても良いし、摩擦板の材質も、ステンレス等の他の金属や、固着側と摩擦側とを別金属とした複合材等、所定の滑り荷重が得られるものであれば、適宜選択可能である。また、上記形態のように摩擦板を固着した滑動部材に代えて、滑動部材となるプレートの対向面同士に摩擦面(ローレット加工等)を直接加工して滑り荷重を得るようにしても良い。
さらに、形態3,4では、複数の粘弾性ダンパーに1つの摩擦ダンパーを共用する形態としているが、各粘弾性ダンパー毎に形態1のように個別の摩擦ダンパーを設けることは可能である。また、形態2,4の構造は、形態3のように上下に二分割したフレーム内に夫々形成することもできる。
On the other hand, in the friction damper, the friction plate may be fixed to the core plate side, the material of the friction plate is also another metal such as stainless steel, a composite material in which the fixing side and the friction side are separate metals, etc. As long as a predetermined sliding load can be obtained, it can be appropriately selected. Further, instead of the sliding member to which the friction plate is fixed as in the above embodiment, a sliding load may be obtained by directly processing a friction surface (knurling or the like) between the opposing surfaces of the plate to be the sliding member.
Furthermore, in
1,20,40,60・・軸組フレーム、2・・柱、3・・横架材、4,42・・ブレース、6,7,22,23,44・・固定プレート、8,24,45・・可動プレート、9,25・・粘弾性ダンパー、10,26,49・・摩擦ダンパー、12,28,47・・ストッパピン、13,16,29,32,48,57・・長孔、14,30,54・・摩擦板、15,31,55・・締付ボルト。
1, 20, 40, 60 ··· Frame frame, 2 · · · pillar, 3 · · horizontal member, 4, 42 · · brace, 6, 7, 22, 23, 44 · · fixed plate, 8, 24, 45 ·· movable plate, 9, 25 ·· viscoelastic damper, 10, 26, 49 ·· friction damper, 12, 28, 47 · · stopper pin, 13, 16, 29, 32, 48, 57 · ·
Claims (4)
対向する複数の制震部材及びその制震部材間に固着される粘弾性体を備え、前記制震部材の相反方向への動作に伴う前記粘弾性体の剪断変形により減衰作用を生じさせる粘弾性ダンパーと、対向する複数の滑動部材及びその滑動部材同士を互いの対向方向へ押圧するクランプ手段を備え、前記クランプ手段のクランプ力に抗した前記滑動部材の相反方向への動作により摩擦減衰作用を生じさせる摩擦ダンパーと、を接続してなる複合ダンパーを架設して、
前記軸組フレームへの加振時には、前記粘弾性ダンパーの動作によって振動減衰作用を得る一方、前記軸組フレームの設計最大耐力内での所定の負荷で前記摩擦ダンパーを動作させるようにした建物の制震構造であって、
前記粘弾性ダンパーの制震部材間に、前記粘弾性体の剪断変形を、前記摩擦ダンパーが動作する所定の負荷よりも小さい負荷に対応した所定の変位で規制するストッパ機構を設けたことを特徴とする建物の制震構造。 In the frame frame formed by columns and horizontal members,
A viscoelasticity comprising a plurality of opposing damping members and a viscoelastic body fixed between the damping members, and causing a damping action by shear deformation of the viscoelastic body accompanying the operation of the damping member in the opposite direction A damper, a plurality of sliding members facing each other, and clamping means for pressing the sliding members in the opposing direction to each other, and a friction damping action by the movement of the sliding members in the opposite direction against the clamping force of the clamping means. Construct a composite damper that connects the friction damper to be generated,
The vibration damper is operated by the viscoelastic damper at the time of vibration to the frame frame, while the friction damper is operated with a predetermined load within the design maximum proof stress of the frame frame. A damping structure,
A stopper mechanism is provided between the vibration control members of the viscoelastic damper to restrict shear deformation of the viscoelastic body with a predetermined displacement corresponding to a load smaller than a predetermined load on which the friction damper operates. Seismic control structure of the building.
Four viscoelastic dampers are arranged radially from the center of the shaft frame toward the four corners of the shaft frame, and the composite damper is disposed at the center of the shaft frame. 3. The upper and lower viscoelastic dampers on one of the left and right sides are formed from one friction damper in which the upper and lower viscoelastic dampers on the left and right other sides are respectively connected to the sliding member on the other operation side. Seismic control structure of building described in 2.
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