JP2008297727A - Seismic reinforcing structure of existing building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存建物を耐震補強する既存建物の耐震補強構造に関する。 The present invention relates to a seismic strengthening structure for an existing building that seismically reinforces an existing building.
既存建物を耐震補強する方法には、補強材としての鉄骨ブレースを既存の柱と柱との間に斜めに配置する方法、補強材としての耐力壁を既存の柱と梁との開口部に設置する方法、既存の耐力壁の厚さを増す方法、既存の柱や梁の断面を増す方法等が一般に用いられている。 The method of seismic reinforcement of existing buildings is to place steel braces as reinforcements diagonally between existing columns and load bearing walls as reinforcements at the openings of existing columns and beams. In general, a method of increasing the thickness of an existing bearing wall, a method of increasing the cross section of an existing column or beam, and the like are generally used.
しかし、既存の耐力壁の厚さを増す方法、既存の柱や梁の断面を増す方法は、建物の大幅な改修工事となり、費用や工事期間の問題がある。鉄骨ブレースを配置する方法、耐力壁を設置する方法は、比較的容易ではあるが、鉄骨ブレースが開口部を斜めに走るため窓からの景観が損なわれる問題や、耐力壁で開口部が塞がれてしまい、視界が遮られ、居住性が低下するという問題がある。 However, the method of increasing the thickness of the existing bearing wall and the method of increasing the cross-section of the existing columns and beams are significant renovation work of the building, and there are problems of cost and construction period. The method of placing steel braces and the method of installing bearing walls are relatively easy, but steel braces run diagonally through the openings and the view from the window is damaged, and the openings are blocked by the bearing walls. As a result, the field of view is obstructed and the comfort level is reduced.
そこで、特許文献1は、鉄骨ブレースや耐力壁を用いずに、柱と梁が接合する接合部位置に補強金具を介装し、補強金具を柱及び梁にアンカー材で接合する方法を提案している。 Therefore, Patent Document 1 proposes a method in which a reinforcing bracket is interposed at a joint position where a column and a beam are joined without using a steel brace or a bearing wall, and the reinforcing bracket is joined to the column and the beam with an anchor material. ing.
この特許文献1では、鉄骨ブレースや耐力壁を用いていないため、開口部からの景観が損なわれたり、開口部そのものが塞がれてしまい、居住性が低下するという問題は解消する。
しかし、特許文献1に記載の方法では、柱梁の接合部は地震時の変形が小さく、この位置を補強しても建物の制振効果は小さい。更に、補強金具は剛性を付与するだけで、エネルギーの吸収効果はない、という課題がある。
However, in the method described in Patent Document 1, the joint of the column beam is less deformed at the time of the earthquake, and even if this position is reinforced, the vibration damping effect of the building is small. Furthermore, there exists a subject that a reinforcement metal fitting only gives rigidity, and there is no energy absorption effect.
本発明は上記事実に鑑み、開口部を塞いだり、開口部からの景観を損なったりせずに、地震により既存建物に生じるせん断変形をダンパーに集中させ、効率よく制振することを課題とする。 In view of the above-described facts, the present invention has an object to concentrate a shear deformation generated in an existing building due to an earthquake on a damper without blocking an opening or damaging a landscape from the opening, and to efficiently suppress vibration. .
請求項1に記載の発明は、上部構造体と下部構造体との間に配置され、既存建物を耐震補強する耐震補強構造において、前記上部構造体と前記下部構造体との間に設けられた柱を囲んで配置されたダンパーと、前記ダンパーを前記上部構造体と前記下部構造体とに固定する固定手段と、を有することを特徴としている。 The invention according to claim 1 is disposed between the upper structure and the lower structure, and is provided between the upper structure and the lower structure in a seismic reinforcement structure that seismically reinforces an existing building. It is characterized by having a damper arranged around a column, and fixing means for fixing the damper to the upper structure and the lower structure.
請求項1に記載の発明では、ダンパーを上部構造体と下部構造体との間に配置し、固定手段で上部構造体と下部構造体に固定して、地震による上部構造体と下部構造体との相対変位でダンパーを変形させ、既存建物を制振する。
また、ダンパーは、柱を囲むように配置されているため、開口部を塞がず、開口部からの景観を損なわずに既存建物を耐震補強できる。
In the first aspect of the present invention, the damper is disposed between the upper structure and the lower structure, and is fixed to the upper structure and the lower structure by the fixing means. The damper is deformed with the relative displacement of to suppress the existing building.
Moreover, since the damper is disposed so as to surround the pillar, the existing building can be seismically reinforced without blocking the opening and without damaging the scenery from the opening.
請求項2に記載の発明は、前記固定手段は、上端が前記上部構造体に固定され、所定の隙間をあけて前記柱を囲む閉断面の上部支持部材と、下端が前記下部構造体に固定され、所定の隙間をあけて前記柱を囲む閉断面の下部支持部材と、で構成され、前記上部支持部材の下端と前記ダンパーの上端とを接合し、前記下部支持部材の上端と前記ダンパーの下端とを接合したことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the fixing means has an upper end fixed to the upper structure, a closed section upper support member surrounding the column with a predetermined gap, and a lower end fixed to the lower structure. A lower support member having a closed cross section surrounding the column with a predetermined gap, and joining a lower end of the upper support member and an upper end of the damper, and an upper end of the lower support member and the damper. It is characterized by joining the lower end.
請求項2に記載の発明は、既存の柱を、所定の隙間をあけてダンパー、上部支持部材及び下部支持部材で囲む構成である。このとき、上部支持部材と下部支持部材を閉断面形状とすることで、水平2方向に高い剛性を得る事ができる。 The invention described in claim 2 is configured to surround an existing column with a damper, an upper support member, and a lower support member with a predetermined gap. At this time, high rigidity can be obtained in two horizontal directions by making the upper support member and the lower support member have a closed cross-sectional shape.
このため、上部支持部材と下部支持部材とが、柱の変形とは独立して剛体挙動ができ、ダンパーに変形を集中させることができる。
更に、大きな地震で柱が傾いたとき、上部支持部材を下部支持部材が受けて、建物の倒壊を防ぐことができる。
For this reason, the upper support member and the lower support member can behave rigidly independently of the deformation of the column, and the deformation can be concentrated on the damper.
Further, when the column is tilted by a large earthquake, the upper support member is received by the lower support member, and the building can be prevented from collapsing.
請求項3に記載の発明は、前記上部支持部材及び前記下部支持部材を鋼板で構成し、端部を接合して閉断面としたことを特徴としている。
請求項3に記載の発明では、上部支持部材及び下部支持部材を鋼板で構成し、端部を接合して閉断面としてあるため、水平2方向の剛性が増す。
The invention described in
In the invention according to
請求項4に記載の発明は、前記ダンパーを、前記柱の側面と所定の隙間をあけて対向する複数の鋼板で構成したことを特徴としている。
請求項4に記載の発明では、複数の鋼板を柱の周囲に、柱の側面と所定の隙間をあけて配置した構成であり、地震により生じるせん断エネルギーを、鋼板が塑性変形しながら吸収し減衰させる。このため、柱に加わるせん断エネルギーが低減される。また、簡単な構成であり施工が容易である。
The invention described in claim 4 is characterized in that the damper is composed of a plurality of steel plates facing the side surface of the column with a predetermined gap.
The invention according to claim 4 is a configuration in which a plurality of steel plates are arranged around the column with a predetermined gap from the side of the column, and the shear energy generated by the earthquake is absorbed and attenuated while the steel plate is plastically deformed. Let For this reason, the shear energy applied to the column is reduced. In addition, the construction is simple and the construction is easy.
請求項5に記載の発明は、前記ダンパーを、前記柱の側面と所定の隙間をあけて対向する複数の粘弾性部材で構成したことを特徴としている。
請求項5に記載の発明では、複数の粘弾性部材を柱の周囲に、柱の側面と所定の隙間をあけて対向させた構成であり、地震により生じるせん断エネルギーを、粘性と弾性の特性を合わせ持つ粘弾性部材が変形しながら吸収し減衰させる。このため、柱に加わるせん断エネルギーが低減される。また、簡単な構成であり施工が容易である。
The invention described in claim 5 is characterized in that the damper is composed of a plurality of viscoelastic members facing the side surface of the column with a predetermined gap.
The invention according to claim 5 is a configuration in which a plurality of viscoelastic members are opposed to each other around a column with a predetermined gap from the side surface of the column. It absorbs and attenuates while the viscoelastic member it has is deformed. For this reason, the shear energy applied to the column is reduced. In addition, the construction is simple and the construction is easy.
本発明は上記構成としたので、開口部を塞いだり、開口部からの景観を損なったりせずに、地震により既存建物に生じるせん断変形をダンパーに集中させ、効率よく制振することができる。 Since this invention set it as the said structure, the shear deformation which arises in the existing building by an earthquake can be concentrated on a damper, and can be efficiently damped, without blocking an opening part or impairing the scenery from an opening part.
(第1の実施の形態)
図1乃至図3を用いて、本発明の既存建物の耐震補強構造(以下耐震補強構造という)について説明する。
図1、2に示すように、耐震補強構造90は、天井スラブまたは梁で構成される上部構造体10と、床スラブまたは梁で構成される下部構造体20との間にある既存の柱30を、取り囲んで補強する構成である。
(First embodiment)
The earthquake-proof reinforcement structure (hereinafter referred to as the earthquake-proof reinforcement structure) of the existing building according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
下部構造体20の床面には、アングル61の下端部61Fが、アンカーボルト65で固定されている。
アングル61は、柱30の側面形状に対応させた形状とされ、2つ以上(図1では4つ)のアングル61が組合わされて下部支持部材60を形成している。
A
The
また、アングル61は、鋼板で形成され、柱30と隙間Sをあけて、周囲から柱30を囲むように配置されている。
アングル61の側端部61Eは、隣接するアングル61の側端部61Gと連結され、下部支持部材60を閉断面としている。
上部構造体10の天井面には、アングル51の上端部51Fが、アンカーボルト55で固定されている。
In addition, the
The
An
アングル51は、柱30の側面形状に対応させた形状とされ、2つ以上(図1では4つ)のアングル51が組合わされて上部支持部材50を形成している。
また、アングル51は、鋼板で形成され、柱30と隙間Sをあけて、周囲から柱30を囲むように配置されている。
アングル51の側端部51Eは、隣接するアングル51の側端部51Gと連結され(図示せず)、上部支持部材50を閉断面としている。
The
In addition, the
The side end 51E of the
下部支持部材60の上端部と、上部支持部材50の下端部との間には、地震エネルギーを、変形しながら吸収し減衰させるダンパー40が配置されている。
ダンパー40は、図3(A)(B)に示すように、鋼板4枚で構成され、柱30の側面と所定の隙間Sをあけて配置されている。
Between the upper end portion of the
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
ダンパー40の下端は下部支持部材60の上端と接合されており、上端は上部支持部材50の下端と接合されている。
ダンパー40の材質は、水平2方向の地震エネルギーをダンパー40の塑性変形により吸収し、建物の揺れを抑えることが必要であることから、例えばLYP225のような低降伏点鋼が望ましい。
The lower end of the
The material of the
また、ダンパー40の取り付け位置は、地震で建物が揺れたときに、上部支持部材50及び下部支持部材60の端部に生じる曲げモーメントを、偏りなく、それぞれに均等に負担させるため、柱30のほぼ中央に配置させるのが望ましい。
また、ダンパー40の鉛直方向の長さは、階高の1/10〜1/30程度が望ましい。
Also, the mounting position of the
The vertical length of the
しかし、求められる制振特性は、建物の構造や想定する地震の規模等により異なるため、ダンパー40の材質は低降伏点鋼に限定されることはなく、また、ダンパー40の取付位置及び長さも上記に限定されることはなく、耐震補強の対象である既存建物に応じて、最適な材質、寸法、位置等を選択すればよい。
However, since the required damping characteristics vary depending on the structure of the building and the magnitude of the assumed earthquake, the material of the
また、図1では、矩形の柱に対応させて4枚のダンパー40を配置する構成について説明したが、柱30の断面形状が円形の場合には、ダンパー40の形状も円筒とし、柱30を所定の隙間Sをあけて取り囲めばよく、柱30が他の断面形状であっても、断面形状に応じて、ダンパー40の形状を決定し、柱30を所定の隙間Sをあけて取り囲めばよい。
In addition, in FIG. 1, the configuration in which the four
このとき、下部支持部材60及び上部支持部材50の分割は、柱30の断面(側面)形状若しくは製造、施工条件等に対応させて、2つ以上とすればよい。
即ち、図1では、下部支持部材60及び上部支持部材50を平板構成として4分割としたが、平板をアングル状に構成した2分割としてもよい。
At this time, the
That is, in FIG. 1, the
更に、下部支持部材60及び上部支持部材50は、地震時の水平2方向の変形に対し高い剛性を持たせ、柱の変形とは独立して剛体挙動させるため、肉厚の厚い例えばSS400のような一般鋼材を使用し、柱30と所定の隙間Sをあけて閉断面としている。
これにより、上部支持部材50と下部支持部材60とが、柱30の変形とは独立して剛体挙動でき、ダンパー40にせん断変形を集中させることができる。
Furthermore, the
Thereby, the
次に、耐震補強構造90の作用について図4を用いて説明する。
図4(A)(B)(C)は、地震時の柱30の挙動を示しており、図4(D)(E)(F)は、耐震補強構造90を配置した場合の、地震時の柱30及びダンパー40の挙動を示したものである。以下、対比しながら説明する。
Next, the effect | action of the earthquake-
4 (A), 4 (B), and 4 (C) show the behavior of the
地震前は、図4(A)の柱30及び図4(D)の柱30、ダンパー40、上部支持部材50及び下部支持部材60は、上部構造体10と下部構造体20との間で左右に変形することなく静止状態にある。
Before the earthquake, the
次に、上部構造体10と下部構造体20との間に相対変位が生じた場合について、便宜上、上部構造体10が静止していると仮定して説明する。
図4(B)に示すように、下部構造体20は、地震時に柱30を変形させながらX方向に移動(変位量ΔB)する。変位量ΔBは、柱30に作用するX方向の地震力Fと、柱30の水平剛性によって決まる。また、このとき、柱30の内部に生じる抵抗力R0は地震力Fと釣り合う。
Next, the case where a relative displacement occurs between the
As shown in FIG. 4B, the
一方、図4(E)に示すように、耐震補強構造90を柱30の周囲に配置した場合、下部構造体20は地震時に、柱30とダンパー40を変形させながらX方向に移動(変位量ΔE)する。変位量ΔEは、柱30及びダンパー40に作用するX方向の地震力Fからダンパー40の抵抗力Qを引いた力(F−Q)と、柱30の水平剛性によって決まる。このとき、柱30の内部に生じる抵抗力R1は(F−Q)と釣り合う。ダンパー40の抵抗力Qが作用する分、柱30に加わる力(F−Q)は小さくなり、下部構造体20の変位量ΔEは、変位量ΔBより小さい値となる。
On the other hand, as shown in FIG. 4E, when the
即ち、ダンパー40のエネルギー吸収により、既存建物を制振することができる。
このとき、下部支持部材60および上部支持部材50に高い剛性を持たせることで、これらの支持部材はほとんど変形することなく、ダンパー40にせん断変形を集中させ、効率よく地震エネルギーを吸収させることができる。
That is, the existing building can be damped by absorbing the energy of the
At this time, by providing the
ダンパー40は、柱30の側面を囲んで周囲に配置されているため、X方向のみでなく、水平2方向の地震力に対して、既存建物を制振することができる。
なお、柱30とダンパー40との間には隙間Sが設けてあるため、図4(E)に示すように、ダンパー40に変形を集中させることができる。
Since the
Since a gap S is provided between the
次に、柱30のせん断変形の許容限度を超えるような地震が、既存建物に作用した場合について説明する。
Next, a case where an earthquake that exceeds the allowable limit of shear deformation of the
図4(C)に示すように、地震力FによるX方向の変位量ΔCが柱30のせん断変形の許容限度を超え場合、柱30の一部には亀裂13が生じ、柱30の損壊が始まる。
一方、図4(F)に示すように、上述の理由で、同一の地震力Fでは、柱30の変位量ΔFは、変位量ΔCより小さく、未だせん断変形の許容限度には至っていない。即ち、より規模の大きな地震に対しても、柱30の損壊を防ぎ、既存建物に制振効果を持たせることができる。
As shown in FIG. 4C, when the displacement amount ΔC in the X direction due to the seismic force F exceeds the allowable limit of shear deformation of the
On the other hand, as shown in FIG. 4 (F), for the above-mentioned reason, with the same seismic force F, the displacement amount ΔF of the
更に大きな地震が発生し、万一、柱30が損壊した場合においても、耐震補強構造90が柱30を囲んでおり、上部支持部材50を下部支持部材60が受けて、倒壊を防ぐことができる。
Even in the event that a greater earthquake occurs and the
次に、耐震補強構造90の検証結果の一例を図5乃至図9を用いて説明する。
制振効果の検証に用いたモデル建物100は、図5の長辺方向の軸組図及び図6の短辺方向の軸組図に示すように、店舗用の地下1階、地上5階、及び塔屋からなるRC造の建物である。
Next, an example of the verification result of the
The
モデル建物100の層間の高さは、地下1階と地上1階は他より高く4m、2階から5階までは各3.85mである。柱は、外壁に位置する柱も含め、長辺方向では間隔9.3m、8m、8m、9mで5列に、短辺方向では間隔7.7m、7.7m、4.3m、3.4mで5列(一部4列)に配置されている。
The height between the layers of the
検証方法は、モデル建物100に耐震補強構造90を配置していない状態と、耐震補強構造90を配置した状態において、それぞれ地震応答解析を行った。入力地震動は、建築構造設計で標準的に用いられる地震3波(EL CENTRO NS、FAFT EW、HACHINOHE NS)とした。
In the verification method, the seismic response analysis was performed in the state where the
応答解析結果の評価方法は、地震3波によるモデル建物100の各層の水平2方向の移動量を算出し、算出した移動量を層間距離(階高さ)で除して層間変形角(rad)を求め、この層間変形角の値で評価した。
即ち、耐震補強構造90を配置したことで層間変形角が小さくなれば、地震による層の水平2方向の移動を抑制できたと評価され、制振効果が客観的に裏付けできたといえる。
The response analysis result is evaluated by calculating the horizontal two-direction movement amount of each layer of the
In other words, it is evaluated that if the interlaminar deformation angle is reduced by arranging the
応答解析結果は、縦軸をモデル建物100の階層数、横軸を層間変形角とし、地震3波それぞれの計算結果を図示した。
先ず、モデル建物100の特性を把握するため、耐震補強構造90を配置していない状態で応答解析を行った。
As for the response analysis results, the vertical axis represents the number of layers of the
First, in order to grasp the characteristics of the
結果は、図9(A)に示すように、1階、2階の順に層間変形角が他に比べ大きく、この部分の層の移動量が大きいことが分かる。この傾向は、いずれの地震波でも同じ傾向を示した。なお、図9(A)は層の移動量がより大きく算出された短辺方向(図6参照)の解析結果である。 As a result, as shown in FIG. 9A, it can be seen that the interlayer deformation angle is larger in the order of the first floor and the second floor, and the movement amount of the layer in this portion is large. This tendency was the same for all seismic waves. FIG. 9A shows the analysis result in the short side direction (see FIG. 6) in which the amount of movement of the layer is calculated to be larger.
また、地震3波の中では、いずれの階においても、層間変形角の最大値はEL CENTRO NSで生じていた。EL CENTRO NSにおける最大層間変形角は、1階の層間変形角で0.0097(rad)となっている。 In addition, among the three earthquake waves, the maximum value of the interlayer deformation angle was caused by EL CENTRO NS on any floor. The maximum interlayer deformation angle in EL CENTRO NS is 0.0097 (rad) as the first-layer interlayer deformation angle.
これは、建物の下層階の柱ほど、大きな建物重量を負担しており、地震時には、その重量に比例して水平せん断力を受ける。加えて店舗となっているため、1階部分の外壁に開口部が多い。このため、1階の層間変形角が最も大きくなっているものと思われる。 This is because the pillars on the lower floors of the building bear a larger building weight, and in the event of an earthquake, they receive a horizontal shearing force in proportion to their weight. In addition, since it is a store, there are many openings on the outer wall of the first floor. For this reason, it is considered that the interlayer deformation angle on the first floor is the largest.
次に、1階の層間変形角が1番大きく、次いで2階の層間変形角が大きいことが把握できたので、モデル建物100の補強方法として、1階の柱と2階の柱とに耐震補強構造90を配置した。この1階の柱と2階の柱とに耐震補強構造90を配置した条件で、同じ地震3波を入力して応答解析を行った。
Next, since it was understood that the first floor interlayer deformation angle was the largest and then the second floor interlayer deformation angle was the largest, as a reinforcement method for the
耐震補強構造90の配置場所は、1階においては、図7の1階の伏図に示すように、長辺方向に配置された5列の柱のうち、外壁を構成する柱を除いた建物内部の3列の柱と、短辺方向に配置された5列の柱のうち、外壁を構成する柱を除いた建物内部の2列の柱とで構成される合計6本の柱とした。
The location of the
また、2階においても、柱の配置は基本的には1階と同じであり、1階の柱位置と対応する位置の6本の柱とした。
なお、応答解析に使用した耐震補強構造90は、図8に示すように、ダンパー40の材質は低降伏点鋼(LYP225、板厚9mm)で、寸法は200×1000mmとした。上部支持部材50及び下部支持部材60の材質は一般鋼板(SS400、板厚18mm)で、一辺の寸法はいずれも1000mmとした。なお、柱30の一辺の寸法は450mmで、高さは約3000mmである。
Also on the second floor, the arrangement of the pillars is basically the same as that on the first floor, and there are six pillars at positions corresponding to the pillar positions on the first floor.
In addition, as shown in FIG. 8, the
結果は、図9(B)に示すように、1階と2階を中心に、地震3波のいずれにおいても、層間変形角が大きく低減しており、既存建物に制振効果を持たせることができた。 As a result, as shown in Fig. 9 (B), the inter-layer deformation angle is greatly reduced in all three earthquakes centering on the 1st and 2nd floors, and the existing building has a damping effect. I was able to.
具体的には、耐震補強構造90の配置前には最大で0.0097(rad)であった1階の層間変形角が、耐震補強構造90の配置後は最大で0.003(rad)となり、約1/3に低減された。更に、他の階における層間変形角も低減されている。
Specifically, the inter-layer deformation angle on the first floor, which was 0.0097 (rad) at the maximum before the placement of the
以上説明したように、耐震補強構造90におけるダンパー40の材質及び寸法を最適値に選択することで層間変形角を減少させることができる。即ち、既存建物の耐震補強にあたり、層間変形角の許容限度を定めておき、ダンパー40の材質、長さ、厚さ、配置位置等の条件を、許容限度の範囲内に収まるよう選択することで所要の制振効果を持たせることができる。
As described above, the interlayer deformation angle can be reduced by selecting the material and dimensions of the
なお、本実施の形態では、ダンパー40の材質を低降伏点鋼としたが、地震エネルギーを吸収するための部材であれば低降伏点鋼に限定する必要はなく、例えば粘弾性部材を板状に成形し、断面が矩形状の柱30の周囲に所定の隙間Sをあけて対向して配置し、ダンパー40としてもよい。
In this embodiment, the material of the
(第2の実施の形態)
図10は、第2の実施形態を示したものである。
第2の実施形態は、耐震補強構造90における地震力を吸収するダンパー40を、4個のオイルダンパー70A、70B、70C、70Dとし、下部ブラケット75F、75G及び上部ブラケット76H、76Iに、それぞれ一端を取り付けた構成である。他の構成要素は、すべて第1の実施の形態と同一であり、同一な部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 10 shows the second embodiment.
In the second embodiment, the
下部ブラケット75F、75Gは強度を持たせるため、肉厚の厚い鋼板でL字状に形成され、下部支持部材60の上端の角部の対向する2ヶ所に、下部支持部材60の角部とL字状の角部とを一致させ、下部支持部材60の上端と下部ブラケット75の下端とを固定して、配置されている。
In order to give strength to the
上部ブラケット76H、76Iも同じく強度を持たせるため、肉厚の厚い鋼板でL字状に形成され、上部支持部材50の下端の角部の対向する2ヶ所に、上部支持部材50の角部にL字状の角部を一致させ、上部支持部材50の下端と上部ブラケット76の上端とを固定して、配置されている。
The
なお、上部ブラケット76H、76Iを固定する上部支持部材50の2ヶ所の角部は、上部支持部材50の角部と対向する下部支持部材60の角部の上端に下部ブラケット75F、75Gが配置されていない角部とされている。
Note that the
下部ブラケット75Fの片側の側面上部にはオイルダンパー70Aのシリンダー部が取り付けられており、他の側面上部にはオイルダンパー70Cのシリンダー部が取り付けられている。
また、下部ブラケット75Gの片側の側面上部にはオイルダンパー70Bのシリンダー部が取り付けられており、他の側面上部にはオイルダンパー70Dのシリンダー部が取り付けられている。
The cylinder part of the
Further, the cylinder portion of the
一方、上部ブラケット76Hの片側の側面下部にはオイルダンパー70Aのロッド部が取り付けられており、他の側面上部にはオイルダンパー70Bのロッド部が取り付けられている。
また、上部ブラケット76Iの片側の側面下部にはオイルダンパー70Cのロッド部が取り付けられており、他の側面上部にはオイルダンパー70Dのロッド部が取り付けられている。
On the other hand, the rod part of the
Further, the rod portion of the oil damper 70C is attached to the lower portion of the side surface on one side of the upper bracket 76I, and the rod portion of the oil damper 70D is attached to the upper portion of the other side surface.
ここに、オイルダンパー70A、70B、70C、70Dは市販されている製品でよく、オイルダンパー70A、70B、70C、70Dのロッド部と上部ブラケット76H、76Iとの取り付けは、ロッド部に設けられているピン孔を利用して取付部材92で取り付けられている。また、オイルダンパー70A、70B、70C、70Dのシリンダー部と下部ブラケット75F、75Gとの取り付けはシリンダー部に設けられているピン孔を利用して取付部材94を用いて取り付けられている。
Here, the
次に、上述の構成による作用について説明する。
地震発生前には、図10(A)(B)の状態でオイルダンパー70A、70B、70C、70Dは伸縮されることはなく、静止している。
Next, the effect | action by the above-mentioned structure is demonstrated.
Prior to the occurrence of the earthquake, the
地震時には、上述の理由で、地震によるせん断変形が、上部支持部材50と下部支持部材60の間に配置されたオイルダンパー70A、70B、70C、70Dに集中される。このとき、せん断変形による引張力若しくは圧縮力を直接受ける場所に配置されたオイルダンパー70A、70B、70C、70Dは、それぞれ引張力若しくは圧縮力で伸縮されながら地震によるせん断力を吸収し、建物の振動を抑制する。
During an earthquake, the shear deformation due to the earthquake is concentrated on the
便宜上、下部構造体20が、地震によりX方向に変位し、上部構造体10は静止したままで、上部構造体10と下部構造体20との間に相対変位が生じた場合を例にとり説明する。
For convenience, the case where the
下部支持部材60は高い剛性を持つため、下部構造体20とほぼ同じ量だけX方向に変位し、上部支持部材50は高い剛性を持つため、上部構造体10と共にほぼ静止している。従って、上部構造体10と下部構造体20との間に生じた相対変位は、効率よく、オイルダンパー70A、70Dに伝わる。
Since the
このとき、オイルダンパー70Aは、上部ブラケット76Hを介して上部支持部材50に、下部ブラケット75Fを介して下部支持部材60に、取り付けられているため、相対変位を引張力で受ける形となる。
At this time, since the
一方、オイルダンパー70Dは、上部ブラケット76Iを介して上部支持部材50に、下部ブラケット75Gを介して下部支持部材60に、取り付けられているため、相対変位を圧縮力で受ける形となる。
On the other hand, since the oil damper 70D is attached to the
このため、オイルダンパー70Aには、オイルダンパー70Aのロッド部のピン孔位置とシリンダー部のピン孔位置との距離を広げようとする力が作用し、オイルダンパー70Dには、オイルダンパー70Dのロッド部のピン孔位置とシリンダー部のピン孔位置との距離を縮めようとする力が作用する。
Therefore, a force is applied to the
このとき、オイルダンパー70Aの内部に配置されたピストンは、引張力を受けて広がる方向に移動しようとする、一方、内部に充填されているオイルは、ピストンの移動を妨げる方向に作用する。このため、オイルの抵抗力で地震エネルギーが吸収され、上部構造体10と下部構造体20との間の相対変位の増大が抑制される。
At this time, the piston disposed inside the
これに対し、オイルダンパー70Dの内部に配置されたピストンは、圧縮力を受けて縮められる方向に移動しようとする。一方、内部に充填されているオイルは、ピストンの動きを妨げる方向に作用する。このため、オイルの抵抗力で地震エネルギーが吸収され、上部構造体10と下部構造体20との間の相対変位の増大が抑制される。
On the other hand, the piston arranged inside the oil damper 70D tends to move in a direction in which it is contracted by receiving a compressive force. On the other hand, the oil filled inside acts in a direction that hinders the movement of the piston. For this reason, seismic energy is absorbed by the resistance of oil, and an increase in relative displacement between the
下部構造体10が逆方向に動く場合、オイルダンパー70A、70Dが相対変位で受ける力は、上述とは逆方向となり、引張力と圧縮力を入れ替えた形で作用し、上部構造体10と下部構造体20との間の相対変位の増大が抑制される。
この結果、既存建物を制振することができる。
When the
As a result, the existing building can be controlled.
また、オイルダンパー70A、70B、70C、70Dは、柱30の周囲に、柱30の側面と所定の隙間S3をあけて配置してあるため、X方向のみでなく、水平2方向の地震力を吸収でき、既存建物を制振することができる。
In addition, since the
また、耐震補強構造90において、地震エネルギーを吸収させるダンパー40をオイルダンパー70A、70B、70C、70Dとしたことで、繰り返し使用が可能となる、市販品が使用でき性能が安定する、上部ブラケット76H、76I及び下部ブラケット75F、75Gへの取り付け、取り外しが簡単にできるためメンテナンスが容易である等の効果も期待できる。
Further, in the
10 上部構造体
20 下部構造体
30 柱
40 ダンパー
50 上部支持部材
60 下部支持部材
90 耐震補強構造
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記上部構造体と前記下部構造体との間に設けられた柱を囲んで配置されたダンパーと、
前記ダンパーを前記上部構造体と前記下部構造体とに固定する固定手段と、
を有することを特徴とする既存建物の耐震補強構造。 In the seismic reinforcement structure that is arranged between the upper structure and the lower structure and seismically strengthens existing buildings,
A damper disposed around a column provided between the upper structure and the lower structure;
Fixing means for fixing the damper to the upper structure and the lower structure;
A seismic reinforcement structure for an existing building, characterized by comprising:
下端が前記下部構造体に固定され、所定の隙間をあけて前記柱を囲む閉断面の下部支持部材と、で構成され、
前記上部支持部材の下端と前記ダンパーの上端とを接合し、前記下部支持部材の上端と前記ダンパーの下端とを接合したことを特徴とする請求項1に記載の既存建物の耐震補強構造。 The fixing means has an upper support member with a closed cross section that is fixed at the upper end to the upper structure and surrounds the pillar with a predetermined gap therebetween.
The lower end is fixed to the lower structure, and is composed of a lower support member having a closed cross section surrounding the column with a predetermined gap,
The seismic reinforcement structure for an existing building according to claim 1, wherein the lower end of the upper support member and the upper end of the damper are joined, and the upper end of the lower support member and the lower end of the damper are joined.
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---|---|---|---|
JP2007142407A JP2008297727A (en) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | Seismic reinforcing structure of existing building |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2007
- 2007-05-29 JP JP2007142407A patent/JP2008297727A/en active Pending
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