JP2008063914A - Seismic response control frame - Google Patents

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Mamoru Sato
守 佐藤
Seiji Tanigawa
清次 谷川
Shigekazu Yokoyama
重和 横山
Hiroomi Tanaka
弘臣 田中
Original Assignee
Sekisui House Ltd
積水ハウス株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seismic response control frame having rigidity to horizontal force of a structure, and easy and inexpensive in construction, by restraining stress displacement of the structure, by efficiently dispersing stress, by efficiently absorbing seismic force. <P>SOLUTION: This seismic response control frame is installed in a substantially rectangular opening part formed in a wooden framework formed of a column 8 being a structural member and a horizontal member 9 such as a beam, and has a lightweight steel frame substantially rectangular frame 2 fixed along the inner periphery of the opening part and two brace dampers 3 and 3 installed in a substantially V shape to be adjusted to the inside of the frame 2. The brace dampers 3 are installed in the fame 2 so that the axis 35 of the brace dampers 3 becomes line symmetry to the virtual axis 23 of vertically equally dividing the frame 2, by crossing an intersection 11 between the axis 8a of the column 8 and the horizontal member 9 such as a sill 7 and the beam. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、構造部材である柱と梁等の横架材とで囲まれた開口部に取り付けられる制震フレームに関する。   The present invention relates to a vibration control frame that is attached to an opening surrounded by a pillar, which is a structural member, and a horizontal member such as a beam.
木造住宅は、日本の住宅生産において大きな役割を担うものである。その中でも、木造軸組工法は、日本に古くから伝わる工法であり、多くの木造住宅は、木造軸組工法によるものである。
木造軸組工法とは、図13に示すように、鉄筋コンクリート等で成る基礎6の上に、土台7となる木材を連結し、土台7の上に垂直に立てた柱8と、柱8と柱8との間をつなぐ水平材である梁等の横架材9とで、略矩形枠を造っていく工法である。木造軸組工法は、構造上の規制が少なく、柱8・梁等の横架材9・土台7等で囲まれた開口部10を大きくとり、広く開放的な住宅を実現することが可能である。
しかし、木造軸組工法からなる住宅は、水平力に対する剛性が弱いという問題があった。特に、地震が発生した場合は、住宅に対して、強い水平力が作用する。その結果、柱8と梁等の横架材9、また、柱8と横架材9の隅角接合部である仕口に水平力が作用し、地震の力に抗しきれなくなった柱8が、土台7から抜け落ち、住宅の倒壊を招くおそれがあることが課題とされていた。
この課題を解決するための発明が、これまでにも提案されている。例えば、特許文献1や特許文献2に記載の技術である。
Wooden houses play a major role in Japanese housing production. Among them, the wooden frame construction method is a method that has been passed down in Japan for a long time, and many wooden houses are based on the wooden frame construction method.
As shown in FIG. 13, the wooden frame construction method is a structure in which a base 8 made of reinforced concrete or the like is connected to a timber 7 and a pillar 8, a pillar 8 and a pillar that are vertically erected on the base 7. 8 is a method of constructing a substantially rectangular frame with a horizontal member 9 such as a beam which is a horizontal member connecting between the two. The wooden frame construction method has few structural restrictions, and it is possible to realize a wide open house by taking a large opening 10 surrounded by pillars 8, horizontal members 9 such as beams, bases 7, etc. is there.
However, a house made of a wooden frame construction method has a problem that rigidity against a horizontal force is weak. In particular, when an earthquake occurs, a strong horizontal force acts on the house. As a result, a horizontal force acts on the column 8 and the horizontal member 9 such as a beam, and a joint that is a corner joint between the column 8 and the horizontal member 9, and the column 8 can no longer resist the earthquake force. However, it has been a problem that it may fall off the base 7 and cause the house to collapse.
Inventions for solving this problem have been proposed so far. For example, there are techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2.
特許文献1が提案する、木造軸組構造体の仕口ダンパーは、2枚以上の三角形状の銅板等の硬質板を使用し、当該隣接する複数の硬質板間に、粘弾性体あるいは粘弾性特性を有するエネルギー吸収材を挟み込んだダンパーを、木造軸組構造体における仕口に取り付けることによって、接合部の補強及び住宅等の構造体の耐震性の向上を図るものである。しかし、この発明では、住宅に水平力が作用し、応力変位が生じたとき、仕口ダンパーが柱や梁等の横架材にめり込み、住宅を傷つけてしまうという問題がある。
また、特許文献2が提案する、制震フレームは、同一の軸組フレームに、制震装置であるオイルダンパーと、耐震要素であるブレースとを組み込んだものである。しかし、この発明では、制震装置と耐震要素とを、別々に組み込むものであるため、制震フレームの施工が複雑となる。また、オイルダンパーを組み込むことによって、価格が高くなるという問題がある。
特開2003−247269号公報 特開2001−90377号公報
The joint damper of the wooden frame structure proposed by Patent Document 1 uses a hard plate such as two or more triangular copper plates, and a viscoelastic body or viscoelasticity between the adjacent hard plates. By attaching a damper sandwiching an energy absorbing material having characteristics to a joint in a wooden frame structure, reinforcement of a joint portion and improvement of earthquake resistance of a structure such as a house are intended. However, in the present invention, when a horizontal force acts on the house and a stress displacement occurs, there is a problem that the joint damper gets stuck in a horizontal member such as a column or a beam and damages the house.
In addition, the vibration control frame proposed by Patent Document 2 is obtained by incorporating an oil damper, which is a vibration control device, and a brace, which is a vibration-resistant element, in the same frame. However, in the present invention, since the seismic control device and the seismic element are separately incorporated, the construction of the seismic control frame becomes complicated. In addition, there is a problem that the price is increased by incorporating the oil damper.
JP 2003-247269 A JP 2001-90377 A
そこで、本発明では、地震の力を効率的に吸収し、応力の分散を効率的に行うことで、構造体の応力変位を抑制し、構造体の水平力に対する剛性を備え、施工が容易かつ安価な、制震フレームの提供を目的としている。   Therefore, in the present invention, by effectively absorbing the seismic force and efficiently distributing the stress, the stress displacement of the structure is suppressed, the structure has rigidity against the horizontal force, and the construction is easy. The purpose is to provide an inexpensive seismic control frame.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、木製の構造部材で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部に取り付けられる制震フレームであって、前記開口部の内周に沿って固設された軽量鉄骨製のフレームと、該フレームに架設された単数又は複数のブレースダンパーとを備えたものである。   In other words, in claim 1, a light-damping frame attached to a substantially rectangular opening formed in a wooden frame made of a wooden structural member, which is a light weight fixed along the inner periphery of the opening. It is provided with a steel frame and one or a plurality of brace dampers built on the frame.
請求項2においては、木製の構造部材で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部に取り付けられる制震フレームであって、前記開口部の内周に沿って固設された軽量鉄骨製のフレームと、該フレーム内に、合わせて略く字状に架設された2本のブレースダンパーとを備えたものである。   In Claim 2, it is the damping frame attached to the substantially rectangular opening part formed in the wooden frame which consists of a wooden structural member, Comprising: The lightweight steel frame fixed along the inner periphery of the said opening part And two brace dampers installed in the frame in a substantially square shape.
請求項3においては、前記ブレースダンパーの中心軸の延長線が、前記構造部材の交点を通るように、前記ブレースダンパーが配置したものである。   According to a third aspect of the present invention, the brace damper is disposed so that an extension line of the central axis of the brace damper passes through the intersection of the structural members.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、木製の構造部材で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部に取り付けられる制震フレームであって、前記開口部の内周に沿って固設された軽量鉄骨製のフレームと、該フレームに架設された単数又は複数のブレースダンパーとを備えたことによって、水平力に対する構造体の剛性が向上し、さらに、安価かつ容易に制震フレームを形成することが可能となる。   In Claim 1, it is the vibration control frame attached to the substantially rectangular opening formed in the wooden frame which consists of a wooden structural member, Comprising: The lightweight steel frame fixedly provided along the inner periphery of the said opening And the brace damper installed on the frame, the rigidity of the structure against the horizontal force is improved, and the vibration control frame can be formed easily and inexpensively. Become.
請求項2においては、木製の構造部材で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部に取り付けられる制震フレームであって、前記開口部の内周に沿って固設された軽量鉄骨製のフレームと、該フレーム内に、合わせて略く字状に架設された2本のブレースダンパーとを備えたことによって、地震の力を効率的に吸収することが可能となる。   In Claim 2, it is the damping frame attached to the substantially rectangular opening part formed in the wooden frame which consists of a wooden structural member, Comprising: The lightweight steel frame fixed along the inner periphery of the said opening part And the two brace dampers installed in the frame together in a substantially square shape can efficiently absorb the force of the earthquake.
請求項3においては、前記ブレースダンパーの中心軸の延長線が、前記構造部材の交点を通るように、前記ブレースダンパーが配置したことによって、効率的に地震の力を吸収することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, the brace damper is arranged so that the extension line of the central axis of the brace damper passes through the intersection of the structural members, so that it is possible to efficiently absorb the earthquake force. .
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は制震フレーム1の構造を説明する図、図2はフレーム2の構造を説明する図、図3はブレースダンパー3の構造を説明する図、図4はフレーム2に対する、ブレースダンパー3の取り付けを説明する図、図5はガセットプレート4と、ブレースダンパー3との、フレーム2に対する取り付けを説明する図、図6はガセットプレート4の構造を説明する図、図7はガセットプレート52と、ブレースダンパー3bとの、フレーム2に対する取り付けを説明する図、図8はガセットプレート52の、フレーム2に対する取り付けを説明する図、図9は制震フレーム1の、別形態の実施例を示す図、図10は制震フレーム1の、開口部10に対する取り付けを説明する図、図11、図12は制震フレーム1の、応力分散の状態を示す図、図13は木造軸組工法を説明する図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
1 is a diagram illustrating the structure of the vibration control frame 1, FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of the frame 2, FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of the brace damper 3, and FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of the brace damper 3 relative to the frame 2. FIG. 5 is a view for explaining the attachment of the gusset plate 4 and the brace damper 3 to the frame 2, FIG. 6 is a view for explaining the structure of the gusset plate 4, FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating the attachment of the brace damper 3b to the frame 2, FIG. 8 is a diagram illustrating the attachment of the gusset plate 52 to the frame 2, and FIG. 9 is a diagram illustrating another embodiment of the vibration control frame 1. FIG. 10 is a view for explaining how the vibration control frame 1 is attached to the opening 10, and FIGS. 11 and 12 are views showing the stress distribution state of the vibration control frame 1. FIG. Is a diagram for explaining a wooden framework construction method.
本発明の実施例に係る制震フレーム1は、木製の構造部材(柱8や、梁等の横架材9)で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部10に取り付けられて、前記木造軸組に制震機能を備えるためのものである。
前記制震フレーム1は、図1に示すように、開口部10の内周に沿って固設された軽量鉄骨製の略矩形のフレーム2と、該フレーム2に架設された単数又は複数のブレースダンパー3・3・・・とを備えたものである。前記ブレースダンパー3は、ガセットプレート4を介してフレーム2に取り付けられる。
The vibration control frame 1 according to the embodiment of the present invention is attached to a substantially rectangular opening 10 formed in a wooden frame made of a wooden structural member (a pillar 8 or a horizontal member 9 such as a beam). This is to provide the wooden frame with a vibration control function.
As shown in FIG. 1, the seismic control frame 1 includes a substantially rectangular frame 2 made of a lightweight steel frame fixed along the inner periphery of the opening 10, and one or a plurality of braces installed on the frame 2. It is provided with dampers 3. The brace damper 3 is attached to the frame 2 via a gusset plate 4.
続いて、フレーム2及びブレースダンパー3の構造、並びに、ブレースダンパー3のフレーム2に対する取り付け構造について、詳細に説明する。   Next, the structure of the frame 2 and the brace damper 3 and the structure for attaching the brace damper 3 to the frame 2 will be described in detail.
まず、フレーム2の構造について、図2により説明する。
フレーム2は、開断面C型の軽量鉄骨(C形鋼)を、C型の開放面を内周側にして略矩形状に組み、四隅の接合部を溶接したものである。このフレーム2は、柱8や梁によって画成される略矩形状の開口部10に配置されるものであって、該開口部10の内周に沿うようにフレーム2を取り付けることから、フレーム2の大きさは、開口部10に接する柱8や、梁等の横架材9や、土台7の長さに合わせるものである。フレーム2は開口部10に取り付けるので、フレーム2を開口部10に取り付けたときに柱8に接するフレーム2の外周面には、取り付け用穴22が略等間隔に設けられている。なお、フレーム2の形状は、開断面C型の軽量鉄骨に限定されるものではなく、開断面L型のものや、開断面溝型のもの等も含まれる。また、軽量鉄骨同士の接合部は、溶接するだけでなく、ボルト接合する場合もある。
First, the structure of the frame 2 will be described with reference to FIG.
The frame 2 is formed by assembling a lightweight steel frame (C-shaped steel) with an open cross-section C shape into a substantially rectangular shape with the C-shaped open surface on the inner peripheral side, and welding the joints at the four corners. The frame 2 is disposed in the substantially rectangular opening 10 defined by the pillars 8 and the beams, and the frame 2 is attached along the inner periphery of the opening 10. Is adjusted to the length of the pillar 8 in contact with the opening 10, the horizontal member 9 such as a beam, and the base 7. Since the frame 2 is attached to the opening 10, attachment holes 22 are provided at substantially equal intervals on the outer peripheral surface of the frame 2 that contacts the pillar 8 when the frame 2 is attached to the opening 10. Note that the shape of the frame 2 is not limited to an open-section C-type lightweight steel frame, and includes an open-section L-type, an open-section groove-type, and the like. Moreover, the joining part of lightweight steel frames may not only be welded but also bolted.
フレーム2の材質は軽量鉄骨であることが望ましいものである。
なお、軽量鉄骨とは、厚さ6mm以下の薄い鋼板を、溝形、C形(リップ溝形)、Z形、又は山形などに、成形して成る鉄骨である。
軽量鉄骨を使用することによって、アルミやステンレスを使用する場合と比べて、住宅の強度を向上させることが可能となり、また、重量鉄骨を使用する場合と比べて、地盤に対する負担が軽くなり、また、加工や施工においても安価にフレームを形成することが可能となる。
The material of the frame 2 is preferably a lightweight steel frame.
The lightweight steel frame is a steel frame formed by forming a thin steel plate having a thickness of 6 mm or less into a groove shape, a C shape (lip groove shape), a Z shape, or a mountain shape.
By using a lightweight steel frame, it becomes possible to improve the strength of the house compared to the case of using aluminum or stainless steel, and the burden on the ground is reduced compared to the case of using a heavy steel frame, and It is possible to form a frame at a low cost in processing and construction.
次に、ブレースダンパー3の構造について、図3により説明する。
本発明において、ブレースダンパー3には、粘弾性ブレースダンパーを採用することが望ましい。粘弾性ブレースダンパーは、一端閉塞筒状体である外鋼板32に、粘弾性体31と内鋼板36との積層体が内挿されて成るものである。外鋼板32の閉塞側端部には、接続用プレート33が固設され、一方、内鋼板36の非挿入側端部には、接続用プレート33が固設される。これらの接続用プレート33には、ボルト接合用孔34・34が穿設される。
上記構成の粘弾性ブレースダンパー3では、軸方向に引張力又は圧縮力が生じたときに、内鋼板36と外鋼板32との間に介在する粘弾性体31が摩擦により変形して、エネルギーを吸収する。
Next, the structure of the brace damper 3 will be described with reference to FIG.
In the present invention, it is desirable to employ a viscoelastic brace damper for the brace damper 3. The viscoelastic brace damper is formed by inserting a laminated body of a viscoelastic body 31 and an inner steel plate 36 into an outer steel plate 32 that is an end-closed cylindrical body. A connection plate 33 is fixed to the closed end of the outer steel plate 32, while a connection plate 33 is fixed to the non-insertion end of the inner steel plate 36. Bolt joint holes 34 are formed in these connection plates 33.
In the viscoelastic brace damper 3 having the above-described configuration, when a tensile force or a compressive force is generated in the axial direction, the viscoelastic body 31 interposed between the inner steel plate 36 and the outer steel plate 32 is deformed by friction, and energy is supplied. Absorb.
ダンパーには、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、オイルダンパー、粘弾性ダンパー等様々な種類のダンパーが存在するが、特に、オイルダンパーや粘弾性ダンパー等は、小規模地震から大規模地震にまで対応し、地震後の住宅内部の機能性維持を効果的に図ることが可能である。
また、同じ速度比例減衰型のオイルダンパーと、粘弾性ダンパーとを比較すると、オイルダンパーが、高価格であるという課題を抱えているのに対し、一方の粘弾性ダンパーは、オイルダンパーと同様の制震性能を備えながらも、比較的安価なダンパーを提供しうるという利点を有するものである。
さらに、ブレース型のダンパーとすることによって、柱8や横架材9により構成される略矩形の開口部10への取り付けが容易となる。
以上より、木造住宅の制震を目的とする本発明においては、性能、価格、施工の点から、粘弾性ブレースダンパーを制振フレーム1に採用することが望ましいものである。
There are various types of dampers such as steel dampers, friction dampers, oil dampers, viscoelastic dampers, etc.In particular, oil dampers and viscoelastic dampers are suitable for small to large earthquakes. It is possible to effectively maintain the functionality inside the house after the earthquake.
Also, comparing the same speed proportional damping oil damper and viscoelastic damper, the oil damper has the problem of high price, whereas one viscoelastic damper is similar to the oil damper It has the advantage that it can provide a relatively inexpensive damper while having damping performance.
Furthermore, by using a brace-type damper, the attachment to the substantially rectangular opening 10 constituted by the column 8 and the horizontal member 9 is facilitated.
From the above, in the present invention for the purpose of damping a wooden house, it is desirable to employ a viscoelastic brace damper for the damping frame 1 in terms of performance, price, and construction.
次に、フレーム2に対する、ブレースダンパー3の取り付け構造について、図4、図5、図6、図7、図8により説明する。
本例では、フレーム2に溶接したガセットプレート4・52に、ブレースダンパー3の両端をボルト接合することによって、フレーム2に対して、ブレースダンパー3を取り付ける例を示している。
Next, a structure for attaching the brace damper 3 to the frame 2 will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6, 7, and 8.
In this example, the brace damper 3 is attached to the frame 2 by bolting both ends of the brace damper 3 to the gusset plates 4 and 52 welded to the frame 2.
図4に示すように、2本のブレースダンパー3・3は、フレーム2を上下に等分する仮想の軸線23に対して線対称となるように配置され、前記2本のブレースダンパー3・3は略く字状を為している。すなわち、この制震フレーム1は、K型ブレースを備えた制震フレームであり、前記ブレースとしてブレースダンパーが備えられているのである。
また、本発明は、制震フレーム1を構造体の開口部10に取り付けたときに、ブレースダンパー3の中心軸3aの延長線が、柱8の中心軸8aと、土台7や梁等の横架材9との交点11を交差するように、ブレースダンパー3をフレーム2に取り付ける構造である。
As shown in FIG. 4, the two brace dampers 3, 3 are arranged so as to be symmetric with respect to a virtual axis 23 that equally divides the frame 2 up and down, and the two brace dampers 3, 3 are arranged. Is in the shape of a letter. That is, the vibration control frame 1 is a vibration control frame having a K-type brace, and a brace damper is provided as the brace.
Further, according to the present invention, when the vibration control frame 1 is attached to the opening 10 of the structure, the extension line of the central axis 3a of the brace damper 3 is connected to the central axis 8a of the column 8 and the side of the base 7 or the beam. In this structure, the brace damper 3 is attached to the frame 2 so as to cross the intersection 11 with the frame 9.
ブレースダンパー3をK型に取り付けるには、ブレースダンパー3・3各々の、いずれか一方の端部を、フレーム2に溶接した略逆く字状のガセットプレート4を介して、フレーム2にボルト接合するものである。
このとき、図4が示すように、ブレースダンパー3は、フレーム2を上下に等分する仮想の軸線23に対して線対称に配置される。このためには、ガセットプレート4は、図5が示すように、仮想の軸線23がガセットプレート4の上下略中心軸4bと重なるように、取り付けなければならない。
なお、ガセットプレート4をフレーム2に対して取り付ける方法としては、ガセットプレート4をフレーム2に溶接する方法や、ガセットプレート4をフレーム2に対してボルト接合する方法等がある。つまり、ガセットプレート4をフレーム2に対して取り付ける方法には何ら制限はないものである。
To attach the brace damper 3 to the K-type, either one end of each of the brace dampers 3 and 3 is bolted to the frame 2 via a substantially inverted gusset plate 4 welded to the frame 2. To do.
At this time, as shown in FIG. 4, the brace damper 3 is arranged line-symmetrically with respect to a virtual axis line 23 that equally divides the frame 2 up and down. For this purpose, the gusset plate 4 must be attached so that the virtual axis 23 overlaps with the substantially vertical center axis 4b of the gusset plate 4 as shown in FIG.
As a method of attaching the gusset plate 4 to the frame 2, there are a method of welding the gusset plate 4 to the frame 2, a method of bolting the gusset plate 4 to the frame 2, and the like. That is, there is no limitation on the method of attaching the gusset plate 4 to the frame 2.
図4、図5に示すとおり、ガセットプレート4の形状は、略逆く字状となっており、ブレースダンパー3・3の両方を接合するものである。しかし、ブレースダンパー3・3の両方を接合することで、ガセットプレート4には、強い負荷が掛かってしまう。そこで、図6に示すように、ガセットプレート4の両面に補強板4aを溶接し、ガセットプレート4を補強板4aで補強することによって、負荷に対する剛性を担保している。
なお、ガセットプレート4の形状は、図5、図6に示す形状に限定されるものではない。ガセットプレート4の形状には、方形状や、台形状等の形状も含まれるものである。
As shown in FIGS. 4 and 5, the shape of the gusset plate 4 is substantially inverted, and joins both the brace dampers 3 and 3. However, a strong load is applied to the gusset plate 4 by joining both the brace dampers 3 and 3. Therefore, as shown in FIG. 6, the reinforcing plate 4a is welded to both surfaces of the gusset plate 4, and the gusset plate 4 is reinforced by the reinforcing plate 4a, thereby ensuring the rigidity against the load.
In addition, the shape of the gusset plate 4 is not limited to the shape shown in FIGS. The shape of the gusset plate 4 includes a square shape and a trapezoidal shape.
制震フレーム1を構造体の開口部10に取り付けたときに、ブレースダンパー3の中心軸35の延長線が、柱8の中心軸8aと、土台7や梁等の横架材9との交点11を交差するには、図7に示すように、ブレースダンパー3bをガセットプレート52にボルト接合したとき、ブレースダンパー3bの中心軸35は、ボルト12の中心を通る状態となるものである。つまり、図8に示すように、ブレースダンパー3bの中心軸35が、ガセットプレート52に形成したボルト接合用穴53の中心点を通ることになるのである。
したがって、ブレースダンパー3の中心軸35が、柱8の中心軸8aと、土台7や梁等の横架材9との交点11を交差するように、ブレースダンパー3をフレームに取り付けるには、図8が示すように、前記ブレースダンパー3bの中心軸35が、前記ボルト接合用穴53の中心を通るように、ボルト接合用穴53を形成し、該ボルト接合用穴53の中心と、前記中心軸35とが重なるように、ガセットプレート51・52をフレーム2に取り付けなければならない。
ガセットプレート51・52をフレーム2に取り付ける方法としては、ガセットプレート51・52をフレーム2に溶接する方法や、ガセットプレート51・52をフレーム2に対してボルト接合する方法等がある。つまり、ガセットプレート51・52をフレーム2に対して取り付ける方法には何ら制限はないものである。
ガセットプレート51・52をフレーム2に対して取り付ける位置であるが、本発明では、ブレースダンパー3をフレームに対して、略く字状に取り付けるので、図4が示すように、ガセットプレート51、ガセットプレート52は、柱8に接する一対のフレーム辺のうち、ガセットプレート4を取り付けていない辺の仕口付近に、各々取り付けるものである。
なお、ガセットプレート51、ガセットプレート52の形状は、図7、図8に示す形状に限定されるものではない。ガセットプレート51、ガセットプレート52の形状には、方形状や、台形状等の形状も含まれるものである。
When the damping frame 1 is attached to the opening 10 of the structure, the extension line of the central axis 35 of the brace damper 3 is the intersection of the central axis 8a of the column 8 and the horizontal member 9 such as the base 7 or the beam. To cross 11, as shown in FIG. 7, when the brace damper 3 b is bolted to the gusset plate 52, the central axis 35 of the brace damper 3 b passes through the center of the bolt 12. That is, as shown in FIG. 8, the central axis 35 of the brace damper 3 b passes through the central point of the bolt joint hole 53 formed in the gusset plate 52.
Therefore, in order to attach the brace damper 3 to the frame so that the central axis 35 of the brace damper 3 intersects the intersection 11 of the central axis 8a of the column 8 and the horizontal member 9 such as the base 7 or the beam, As shown in FIG. 8, a bolt joint hole 53 is formed so that the central axis 35 of the brace damper 3b passes through the center of the bolt joint hole 53, and the center of the bolt joint hole 53 and the center The gusset plates 51 and 52 must be attached to the frame 2 so that the shaft 35 overlaps.
As a method of attaching the gusset plates 51 and 52 to the frame 2, there are a method of welding the gusset plates 51 and 52 to the frame 2, a method of bolting the gusset plates 51 and 52 to the frame 2, and the like. That is, there is no limitation on the method of attaching the gusset plates 51 and 52 to the frame 2.
In this invention, the brace damper 3 is attached to the frame in a substantially square shape, so that the gusset plate 51 and the gusset are shown in FIG. The plate 52 is attached to the vicinity of the joint on the side where the gusset plate 4 is not attached, out of the pair of frame sides in contact with the column 8.
The shapes of the gusset plate 51 and the gusset plate 52 are not limited to the shapes shown in FIGS. The shapes of the gusset plate 51 and the gusset plate 52 include shapes such as a square shape and a trapezoidal shape.
ブレースダンパー3のフレーム2に対する取り付けの詳細であるが、接続用プレート33の何れか一方とガセットプレート4とをボルト接合し、また、前記接続用プレート33の残り一方とガセットプレート51又は、ガセットプレート52とをボルト接合することによって、ブレースダンパー3のフレーム2に対する取り付けが完了する。
また、ボルト接合については、普通ボルト接合でもよいが、高力ボルト接合や、引張ボルト接合は、より強度な接合が可能となり、本発明に適している。
Although it is the detail of attachment to the flame | frame 2 of the brace damper 3, either one of the connection plates 33 and the gusset plate 4 are bolted together, and the remaining one of the connection plates 33 is connected to the gusset plate 51 or the gusset plate. By attaching the bolts 52 to 52, the attachment of the brace damper 3 to the frame 2 is completed.
In addition, the bolt joint may be a normal bolt joint, but a high-strength bolt joint or a tensile bolt joint is suitable for the present invention because a stronger joint is possible.
なお、制震フレーム1の形状は、図4に示す形状に限定されるものではない。
図9に示すように、フレーム1を上下に等分する位置に中帯枠24を取り付け、該中帯枠24を挟んで線対称となるように、フレーム2に対して、ブレースダンパー3・3を略く字状に取り付けることも可能である。
The shape of the vibration control frame 1 is not limited to the shape shown in FIG.
As shown in FIG. 9, a middle belt frame 24 is attached at a position where the frame 1 is equally divided up and down, and the brace dampers 3 and 3 with respect to the frame 2 so as to be symmetrical with respect to the middle belt frame 24. It is also possible to attach to the shape of a letter.
このように形成された制震フレーム1は、図10に示すように、構造体の開口部10に取り付けることによって、構造体に制震構造を備えるためのものである。
柱8に接するフレーム2の外周面には、取り付け用穴22を略等間隔で設けているので、図10に示すように、制震フレーム1を開口部10に嵌め込み、前記取り付け用穴22にボルトを通じて、制震フレーム1を柱8に対してボルト13で接合することで、制震フレーム1の開口部10に対する取り付けが完了する。
この様に、制震フレーム1を柱8に対してボルト接合するだけでよいため、簡単な施工で制震構造が形成されるのである。
As shown in FIG. 10, the seismic control frame 1 formed in this way is for attaching a seismic control structure to the structure by attaching it to the opening 10 of the structure.
Since the mounting holes 22 are provided at substantially equal intervals on the outer peripheral surface of the frame 2 in contact with the pillar 8, the vibration control frame 1 is fitted into the opening 10 as shown in FIG. By attaching the vibration control frame 1 to the column 8 with bolts 13 through bolts, the attachment of the vibration control frame 1 to the opening 10 is completed.
In this way, since it is only necessary to bolt the damping frame 1 to the column 8, the damping structure can be formed by simple construction.
次に、本件発明のように形成した制震フレーム1を開口部10に取り付け、その後、地震が発生した場合の、制震フレーム1の応力分散の状態について、図11、図12により説明する。なお、図に示すX、Y方向の矢印は、いずれも、地震が発生した場合に構造体に作用する、水平力の方向を示している。
まず、図11が示すように、X方向からの水平力が作用した場合、ブレースダンパー3bには引張力が発生し、ブレースダンパー3aには圧縮力が発生する。また、図12が示すように、Y方向からの水平力が作用した場合、ブレースダンパー3aには引張力が発生し、ブレースダンパー3bには圧縮力が発生する。
これらの引張力と圧縮力により、ブレースダンパーを構成する粘弾性体が変形して、振れのエネルギーを吸収する。
本発明では、制震フレーム1を構造体の開口部10に取り付けたときに、ブレースダンパー3の中心軸3aの延長線上に、柱8の中心軸8aと、土台7や梁等の横架材9との交点11が存在する構成である。したがって、水平力の負担が強く掛かる交点11から、水平力を効率的にブレースダンパー3にて吸収することが可能となる。
また、ブレースダンパー3は、フレーム2を上下に等分する仮想の軸線23に対して線対称とし、K型に取り付けるので、上下に配置されたブレースダンパー3・3の各々に発生する、引張力と圧縮力との均衡を保つことが可能となる。つまり、X方向、Y方向のいずれの方向から水平力が作用しても、柱8等に掛かる負担を均等に軽減することが可能になる。
Next, the state of stress distribution of the vibration control frame 1 when the vibration control frame 1 formed as in the present invention is attached to the opening 10 and then an earthquake occurs will be described with reference to FIGS. Note that arrows in the X and Y directions shown in the figure indicate the direction of horizontal force acting on the structure when an earthquake occurs.
First, as shown in FIG. 11, when a horizontal force from the X direction is applied, a tensile force is generated in the brace damper 3b and a compressive force is generated in the brace damper 3a. As shown in FIG. 12, when a horizontal force from the Y direction is applied, a tensile force is generated in the brace damper 3a and a compressive force is generated in the brace damper 3b.
By these tensile force and compressive force, the viscoelastic body constituting the brace damper is deformed and absorbs vibration energy.
In the present invention, when the vibration control frame 1 is attached to the opening 10 of the structure, the center axis 8a of the column 8 and the horizontal member such as the base 7 and the beam are arranged on the extension line of the center axis 3a of the brace damper 3. This is a configuration in which an intersection 11 with 9 exists. Therefore, the horizontal force can be efficiently absorbed by the brace damper 3 from the intersection 11 where the load of the horizontal force is strongly applied.
The brace damper 3 is symmetrical with respect to a virtual axis 23 that equally divides the frame 2 up and down, and is attached to the K-shape, so that the tensile force generated in each of the brace dampers 3 and 3 arranged up and down is provided. And the compression force can be kept in balance. That is, even if a horizontal force is applied from either the X direction or the Y direction, it is possible to evenly reduce the load applied to the column 8 and the like.
さらに、本発明は、ブレースダンパー3を略矩形のフレーム2内に取り付けた制震フレーム1を用いており、地震により制震フレーム1に発生した応力を、該制震フレーム1全体に分散する構造をとっている。
この様に、制震フレーム1全体に応力が分散されることで、従来のように、仕口部分等の一部に負担が掛かることもなく、制震フレーム1全体で、かつ均等に、柱8や梁等の横架材9を支持し、柱8や梁等の横架材9に係る負担を軽減することが可能となり、その結果、水平力に対する、構造体の剛性を向上することが可能となるのである。
Furthermore, the present invention uses a vibration control frame 1 in which a brace damper 3 is mounted in a substantially rectangular frame 2, and a structure in which stress generated in the vibration control frame 1 due to an earthquake is distributed throughout the vibration control frame 1. Have taken.
In this way, the stress is distributed throughout the seismic control frame 1, so that a load is not applied to a part of the joint portion or the like as in the prior art, and the post is made evenly throughout the seismic control frame 1. It is possible to support the horizontal member 9 such as 8 or a beam, and to reduce the burden on the horizontal member 9 such as the column 8 or the beam. As a result, it is possible to improve the rigidity of the structure against a horizontal force. It becomes possible.
この様に、水平力を効率的にブレースダンパー3で吸収し、柱8等に掛かる負担を軽減し、水平力に対して制震フレーム1全体で抗することが可能となるので、水平力に対する構造体の剛性が向上し、構造体の応力変位を抑制することが可能となる。また、応力が制震フレーム1全体に均等に分散されるため、制震フレーム1の一部に負担が掛かることも無く、制震フレーム1の一部が柱8や梁等の横架材9にめり込んだり、柱8や横架材9を傷つけることを防ぐことが可能となる。
その結果、柱8の、土台7からの抜け落ちを防ぐことが可能となり、地震が発生しても住宅を傷つけたり、倒壊したりすることを回避しうるのである。
In this way, the horizontal force is efficiently absorbed by the brace damper 3, the burden on the pillar 8 and the like is reduced, and it is possible to resist the horizontal force against the horizontal force as a whole. The rigidity of the structure is improved, and the stress displacement of the structure can be suppressed. Further, since the stress is evenly distributed throughout the vibration control frame 1, there is no burden on a part of the vibration control frame 1, and a part of the vibration control frame 1 is a horizontal member 9 such as a column 8 or a beam. It is possible to prevent stagnation and damage to the pillar 8 and the horizontal member 9.
As a result, it is possible to prevent the pillar 8 from falling off the base 7, and it is possible to avoid damaging or collapsing the house even if an earthquake occurs.
また、制震フレーム1は、ガセットプレート51、ガセットプレート52の取り付け位置を変更することによって、ブレースダンパー3の取り付け位置や、取り付け角度を簡単に変更することが可能である。したがって、柱8の太さや柱8と柱8との間隔に応じて、ブレースダンパー3の中心軸35が、柱8の中心軸8aと、土台7や梁等の横架材9との交点11を交差するように、ブレースダンパー3の取り付け位置等を変更し、各住宅の間取りに応じて、構造体に作用する水平力を、最も効率良く吸収することが可能となる。
つまり、水平力に対する剛性に優れた、自由な間取りを作り出すことを可能とするのである。
Further, the vibration control frame 1 can easily change the mounting position and the mounting angle of the brace damper 3 by changing the mounting positions of the gusset plate 51 and the gusset plate 52. Therefore, depending on the thickness of the pillar 8 and the distance between the pillars 8 and 8, the central axis 35 of the brace damper 3 is the intersection 11 between the central axis 8a of the pillar 8 and the horizontal member 9 such as the base 7 or the beam. It is possible to change the mounting position of the brace damper 3 so as to cross each other and absorb the horizontal force acting on the structure most efficiently according to the layout of each house.
In other words, it is possible to create a free floor plan with excellent rigidity against horizontal force.
なお、本件発明は、木造軸組工法からなる住宅にのみ適用されるものではない。木造枠組壁工法においても、枠組に本件発明に係る制震フレーム1を取り付けることによって、水平力に対する剛性を向上させることが可能となる。
また、本件発明は、地震による強い揺れに対して有効なだけでなく、風等によって発生する、小さな揺れに対しても有効である。したがって、大地震時の構造安全性を左右する大振幅の揺れだけでなく、住宅に生じる大小様々な揺れまでも効果的に低減することが可能となるのである。
In addition, this invention is not applied only to the house which consists of a wooden frame construction method. Also in the wooden frame wall construction method, it is possible to improve the rigidity against the horizontal force by attaching the vibration control frame 1 according to the present invention to the frame.
The present invention is effective not only for strong shaking caused by an earthquake, but also for small shaking caused by wind or the like. Therefore, it is possible to effectively reduce not only large-amplitude shaking that affects structural safety in the event of a large earthquake, but also large and small shaking that occurs in a house.
制震フレーム1の構造を説明する図。The figure explaining the structure of the damping frame 1. FIG. フレーム2の構造を説明する図。The figure explaining the structure of the flame | frame 2. FIG. ブレースダンパー3の構造を説明する図。The figure explaining the structure of the brace damper 3. FIG. フレーム2に対する、ブレースダンパー3の取り付けを説明する図。The figure explaining attachment of the brace damper 3 with respect to the flame | frame 2. FIG. ガセットプレート4と、ブレースダンパー3との、フレーム2に対する取り付けを説明する図。The figure explaining attachment with respect to the flame | frame 2 with the gusset plate 4 and the brace damper 3. FIG. ガセットプレート4の構造を説明する図。The figure explaining the structure of the gusset plate 4. FIG. ガセットプレート52と、ブレースダンパー3bとの、フレーム2に対する取り付けを説明する図。The figure explaining attachment with respect to the flame | frame 2 with the gusset plate 52 and the brace damper 3b. ガセットプレート52の、フレーム2に対する取り付けを説明する図。The figure explaining attachment with respect to the flame | frame 2 of the gusset plate 52. FIG. 制震フレーム1の、別形態の実施例を示す図。The figure which shows the Example of another form of the damping frame 1. FIG. 制震フレーム1の、開口部10に対する取り付けを説明する図。The figure explaining the attachment with respect to the opening part 10 of the damping frame 1. FIG. 制震フレーム1の、応力分散の状態を示す図。The figure which shows the state of the stress dispersion | distribution of the damping frame. 制震フレーム1の、応力分散の状態を示す図。The figure which shows the state of the stress dispersion | distribution of the damping frame. 木造軸組工法を説明する図。The figure explaining a wooden frame construction method.
符号の説明Explanation of symbols
1 制震フレーム
2 フレーム
3 ブレースダンパー
4、51、52 ガセットプレート
6 基礎
7 土台
8 柱
9 横架材
10 開口部
11 交点
12、13 ボルト
1 Seismic control frame 2 Frame 3 Brace damper 4, 51, 52 Gusset plate 6 Basics
7 foundation 8 pillars
9 Horizontal member 10 Opening
11 Intersection
12, 13 volts

Claims (3)

  1. 木製の構造部材で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部に取り付けられる制震フレームであって、前記開口部の内周に沿って固設された軽量鉄骨製のフレームと、該フレームに架設された単数又は複数のブレースダンパーとを備えることを特徴とする制震フレーム。   A light-damping frame attached to a substantially rectangular opening formed in a wooden frame made of a wooden structural member, the frame made of a lightweight steel frame fixed along the inner periphery of the opening, and the frame A seismic control frame comprising one or more brace dampers erected on the frame.
  2. 木製の構造部材で成る木造軸組に形成される略矩形の開口部に取り付けられる制震フレームであって、前記開口部の内周に沿って固設された軽量鉄骨製のフレームと、該フレーム内に、合わせて略く字状に架設された2本のブレースダンパーとを備えることを特徴とする制震フレーム。   A light-damping frame attached to a substantially rectangular opening formed in a wooden frame made of a wooden structural member, the frame made of a lightweight steel frame fixed along the inner periphery of the opening, and the frame A seismic control frame comprising two brace dampers erected in a substantially square shape.
  3. 前記ブレースダンパーの中心軸の延長線が、前記構造部材の交点を通るように、前記ブレースダンパーが配置されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の制震フレーム。
    The seismic control frame according to claim 1 or 2, wherein the brace damper is arranged so that an extension line of a central axis of the brace damper passes through an intersection of the structural members.
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