JP2010222904A - Damping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既設の木造建築物に制震性能を付加するために設けられる制震装置に関する。 The present invention relates to a vibration control device provided to add vibration control performance to an existing wooden building.
木造建築物に発生する水平方向の振動を減衰させるための制震装置は、通常は壁内に組み込まれる等して木造建築物の建築の際に同時に施工されるが、近年、地震対策への関心が高まり、既設の木造建築物に対しても後施工によって採用されることがある。この場合、施工コストや工期、住人への影響等を考慮して、木造建築物の外側から制震装置が設けられることがある。例えば特許文献1には、上下一対となる台形状の伝達部材を、一方を上梁に、他方を下梁に夫々取付金具を介して外壁の外面から釘等で固定し、両伝達部材の間に油圧ダンパを架設して、さらに、伝達部材にブラケットを介してスタッド(縦枠)を取り付け、スタッドを介して三方枠を取り付けて三方枠の内側に化粧枠を嵌め込む制震装置の発明が記載されている。 Vibration control devices for damping horizontal vibrations generated in wooden buildings are usually installed at the same time when building wooden buildings, such as being built into walls. There is a growing interest and it may be adopted by existing works even for existing wooden buildings. In this case, considering the construction cost, construction period, influence on residents, etc., a vibration control device may be provided from the outside of the wooden building. For example, in Patent Document 1, a pair of upper and lower trapezoidal transmission members are fixed with a nail or the like from the outer surface of the outer wall via mounting brackets, one on the upper beam and the other on the lower beam. An invention of a vibration control device in which a hydraulic damper is erected, a stud (vertical frame) is attached to a transmission member via a bracket, a three-way frame is attached via a stud, and a decorative frame is fitted inside the three-way frame Are listed.
上記従来の制震装置は、上下の伝達部材及び油圧ダンパに加えてスタッドや三方枠等によるフレームを設けるものであるから、部品点数が多く、構造が複雑化する。よって、施工作業に手間や時間が掛かる上、コストがかさむことになる。特に、木造建築物は階高が一定でない場合が多いため、事前或いは現場で制震装置の高さ調整を行う必要が生じ、手間やコストは一層かかってしまう。 Since the conventional vibration control device is provided with a frame made up of a stud, a three-way frame, etc. in addition to the upper and lower transmission members and the hydraulic damper, the number of parts is large and the structure is complicated. Therefore, the construction work takes time and effort, and the cost is increased. In particular, since the floor height of a wooden building is often not constant, it is necessary to adjust the height of the vibration control device in advance or at the site, which further increases labor and cost.
そこで、本発明は、部品点数の少ない簡単な構成で、階高に合わせた高さ調整が不要となって容易な施工や低コストが実現可能となる制震装置を提供することを目的としたものである。 Therefore, the present invention has an object to provide a vibration control device that has a simple configuration with a small number of parts and does not require height adjustment according to the floor height, and can be easily constructed and realized at low cost. Is.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、既設の木造建築物の軸組に外壁の外側から取り付けられる制震装置であって、
直線上に配置されて一部同士が互いに重合する一対の入力部材と、その入力部材の重合部分に介在されて入力部材間に接着される粘弾性体とからなるブレース型粘弾性ダンパーと、外壁を貫通して軸組側へ固定され、且つ軸組側への固定状態でブレース型粘弾性ダンパーの両入力部材を外壁の外側で夫々連結する取付金具と、を含み、取付金具により、ブレース型粘弾性ダンパーを、軸組を形成する柱と横架材との仕口部から、正面視で軸組のフレーム面を斜めに横切る傾斜姿勢で架設したことを特徴とするものである。
なお、「入力部材」は、単一の部材は勿論、互いに平行な板部材等の複数の部材からなる場合も含む。これは「取付金具」においても同様で、複数の金具からなる場合も含まれる。また、「軸組側」は、軸組を形成する柱と横架材の他、軸組が立設される基礎も含まれる。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、木造建築物の一階の軸組にあっては、ブレース型粘弾性ダンパーの一方の入力部材を仕口部に、他方の入力部材を、軸組が立設される基礎に夫々固定したことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2の構成において、仕口部に固定される取付金具を、柱と横架材とに跨って固定したことを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかの構成において、ブレース型粘弾性ダンパーを柱を中心にして左右対称に架設したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a vibration control device that is attached to the frame of an existing wooden building from the outside of the outer wall,
A brace-type viscoelastic damper comprising a pair of input members arranged on a straight line and partly overlapping each other, and a viscoelastic body interposed between the overlapping portions of the input members and bonded between the input members, and an outer wall And mounting brackets that are fixed to the shaft assembly side and that are connected to the shaft assembly side and connect both input members of the brace-type viscoelastic damper to the outside of the outer wall, respectively. The viscoelastic damper is constructed in an inclined posture that obliquely crosses the frame surface of the shaft assembly in a front view from a joint portion between the column forming the shaft assembly and the horizontal member.
The “input member” includes not only a single member but also a plurality of members such as plate members parallel to each other. This also applies to the “mounting bracket”, and includes a case of a plurality of brackets. Further, the “shaft assembly side” includes not only columns and horizontal members forming the shaft assembly but also a foundation on which the shaft assembly is erected.
According to a second aspect of the present invention, in the structure of the first aspect, in the first-floor frame of the wooden building, one input member of the brace type viscoelastic damper is used as the joint portion, and the other input member. Are fixed to the foundation on which the shaft assembly is erected, respectively.
The invention according to
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、ブレース型粘弾性ダンパーを取付金具を介して外壁の外側で架設することで、部品点数の少ない簡単な構成となると共に、階高に合わせた高さ調整も不要となる。よって、既設の木造建築物に対して低コストで容易に施工可能となる。
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、入力部材を基礎に固定したことで、既設の木造建築物において基礎に対する土台の固定が弛み、土台が基礎から浮き上がりやすくなっているような場合でも、軸組の変形を確実に制震装置に入力させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2の効果に加えて、取付金具によって柱と横架材との取り付け剛性が向上する。
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかの効果に加えて、ブレース型粘弾性ダンパーが連結されない仕口部において補強金具等による補強が不要となる。
According to the first aspect of the present invention, the brace type viscoelastic damper is installed on the outside of the outer wall via the mounting bracket, so that a simple configuration with a small number of parts is achieved and the height is adjusted to the floor height. Is also unnecessary. Therefore, it becomes possible to construct the existing wooden building easily at a low cost.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, by fixing the input member to the foundation, in the existing wooden building, the fixing of the foundation to the foundation is loosened, and the foundation is likely to rise from the foundation. Even in such a case, the deformation of the shaft group can be reliably input to the vibration control device.
According to invention of
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effect of any one of the first to third aspects, it is not necessary to reinforce with a reinforcing metal fitting or the like at the joint where the brace viscoelastic damper is not connected.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[形態1]
図1に示す制震装置1は、既設の木造建築物において、横架材としての梁31及び土台32と、柱33とで形成される軸組30に対し、外壁34の外側から施工される。ここでは上下一対のブレース型粘弾性ダンパー2,2(但し、上下で区別する場合は2(A)、2(B)と表記する。)を、中央の柱33の上下の仕口部とその左側の柱33の中間部との間で上下軸対称に配設したいわゆるK型配置となっている。35は基礎である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Form 1]
The seismic control device 1 shown in FIG. 1 is constructed from the outside of an
まずブレース型粘弾性ダンパー(以下単に「粘弾性ダンパー」という。)2は、図2にも示すように、直線上に配置され、一方の入力部材となる横断面矩形状の外管3と、その外管3より一回り小さい横断面矩形状で、外管3に一端側から同軸で部分的に遊挿される他方の入力部材としての内管4と、両管3,4の重合部分で両管3,4間の全面に介在されて両管との対向面が接着される例えばスチレン系の粘弾性体(図1(B)及び図2にハッチングで示す部分)5とからなる。外管3及び内管4における軸組30への取付端部には、夫々連結金具6,7が延長状に溶接されている。
First, as shown in FIG. 2, a brace-type viscoelastic damper (hereinafter simply referred to as “viscoelastic damper”) 2 is arranged on a straight line and has an
また、粘弾性ダンパー2は、両端の連結金具6,7が夫々取付金具8,8を介して軸組30に連結される。この連結構造を、粘弾性ダンパー2(A)が連結される梁31と柱33との仕口部において詳細に説明する。
図2にも示すように、取付金具8は、外壁34に穿設された透孔36を介して梁31と柱33との二箇所に取り付けられる一対の円形金具9,9と、その円形金具9,9間に跨って上下方向に架設される板状金具10とからなる。円形金具9は、軸組30側に開口してその周縁にフランジ11を周設したキャップ状を有し、中心位置に開口側からボルト12を貫通させたもので、フランジ11に沿って複数の木ねじ13,13・・をねじ込むことで、ボルト12のネジ部を正面側に突出させた状態で固定される。この固定状態で、円形金具9の端面は外壁34の外面よりも正面側へ突出している。
In addition, the
As shown in FIG. 2, the
次に、板状金具10は、中央部を正面側へ凸状に突出させてその中央部に裏側からボルト14を貫通させたもので、円形金具9,9の端面に当接する両端部にボルト12を夫々貫通させてナット15を締結することで、ボルト14のネジ部を正面側に突出させた状態で固定される。すなわち、板状金具10は、円形金具9,9を介して梁31と柱33とに跨って固定されることになる。このボルト14を、粘弾性ダンパー2(A)の連結金具6に貫通させてナット16を締結することで、粘弾性ダンパー2(A)の一方の端部が連結される。
Next, the plate-
これは、粘弾性ダンパー2(A)の他方の端部が連結される柱33の中間部においても同様で、外壁34の透孔36を介して柱33の上下に一対の円形金具9,9を取り付けて両円形金具9,9間に板状金具10を架設し、板状金具10のボルト14を粘弾性ダンパー2(A)の連結金具7に貫通させてナット16を締結することで、粘弾性ダンパー2(A)の他方の端部が連結されることになる。
The same applies to the middle part of the
また、これらの連結構造は、下側の粘弾性ダンパー2(B)においても同様であるが、、ここでは土台32と柱33との仕口部において、取付金具8の円形金具9,9は、土台32と柱33とに夫々透孔36を介して取り付けられ、その円形金具9,9間に跨って板状金具10が上下方向に架設されて、当該板状金具10のボルト14に粘弾性ダンパー2(B)の一方の連結金具6が固定される。
これらの粘弾性ダンパー2,2の架設状態では、粘弾性ダンパー2,2は外壁34の外面との間に所定の隙間を有し、正面視で軸組30のフレーム面を斜めに横切る傾斜姿勢となっている。
These connection structures are the same in the lower viscoelastic damper 2 (B), but here, the
In the installed state of these
以上の如く構成された制震装置1においては、軸組30において梁31、土台32及び柱33の位置を夫々確認した後、外壁34における取付金具8,8・・の対応位置に透孔36,36・・を穿設する。このとき、柱33の中間部位に形成する透孔36は、粘弾性ダンパー2,2の長さに合わせて柱33に沿った上下位置を決定すればよい。
そして、前述のように透孔36の位置で夫々円形金具9を取り付けて板状金具10を架設させて、板状金具10のボルト14,14間に粘弾性ダンパー2,2を夫々架設すれば、制震装置1の取付は完了する。よって、予め粘弾性ダンパー2をユニットとして作製しておけば、現場では透孔36の穿設と取付金具8の取付けのみで粘弾性ダンパー2が架設可能となる。
In the vibration damping device 1 configured as described above, after confirming the positions of the
Then, as described above, the
こうして制震装置1が取り付けられた軸組30においては、地震等で軸組30に水平方向の外力が反復して加わると、上下の粘弾性ダンパー2,2には軸方向に圧縮力と引張力とが交互に作用して、外管3と内管4とが相反する軸方向へ動作する。この動作によって粘弾性体5を剪断変形させて減衰作用を生じさせることになる。
In the
このように、上記形態1の制震装置1によれば、直線上に配置されて一部同士が互いに重合する一対の外管3及び内管4と、その外管3及び内管4の重合部分に介在されて外管3及び内管4間に接着される粘弾性体5とからなる粘弾性ダンパー2と、外壁34を貫通して軸組30へ固定され、且つ軸組30への固定状態で粘弾性ダンパー2の外管3及び内管4を外壁34の外側で夫々連結する取付金具8と、を含み、取付金具8により、粘弾性ダンパー2を、軸組30を形成する柱33と梁31及び32との仕口部から、正面視で軸組30のフレーム面を斜めに横切る傾斜姿勢で架設したことで、部品点数の少ない簡単な構成となると共に、階高に合わせた高さ調整も不要となる。よって、既設の木造建築物に対して低コストで容易に施工可能となる。
特にここでは、仕口部に固定される取付金具8を、柱33と横架材(梁31及び32)とに跨って固定しているので、取付金具8によって仕口部の取り付け剛性が向上する利点がある。
Thus, according to the vibration damping device 1 of the first aspect, a pair of the
In particular, here, the mounting
なお、上記形態1では、軸組30に対して粘弾性ダンパー2(A),2(B)がK型配置される形態となっているが、これは左右逆のK型配置でもよいし、図3に示すように、中央の柱33を中心にして4つの粘弾性ダンパー2,2・・を左右対称のX型となるように配置してもよい。この場合は、左右の粘弾性ダンパー2(A),2(A)間と、粘弾性ダンパー2(B),2(B)間とにおいて、隣接する連結金具7,7は、柱33の中間部位に設けた板状金具10のボルト14へ同時に締結されることになる。
In the first aspect, the viscoelastic dampers 2 (A) and 2 (B) are arranged in a K shape with respect to the shaft set 30. As shown in FIG. 3, the four
このような左右対称配置とすると、制震性能の向上に加えて以下の利点がある。
図1のK型配置では、軸組30の変形を制震装置1に効率良く入力させるため、粘弾性ダンパー2,2が連結されない左側の柱33と梁31及び土台32との仕口部には補強金具を設ける等して、柱33が上下に抜けないようにする必要があるが、左右対称配置では、四隅の仕口部には全て板状金具10が柱33と梁31及び柱33と土台32とに跨って取り付けられて柱33の抜けも同時に防止されるため、補強金具等による補強が不要となるのである。
Such a symmetrical arrangement has the following advantages in addition to improved seismic performance.
In the K-shaped arrangement of FIG. 1, in order to efficiently input the deformation of the
[形態2]
次に、本発明の他の形態を説明する。但し、形態1と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
図4に示す制震装置1aにおいては、1つの粘弾性ダンパー2が、梁31と柱33との仕口部から斜め下向きの傾斜姿勢で配置されており、当該仕口部では、内管4側の連結金具7が取付金具8によって連結されている。一方、外管3側では、外管3と連結金具6との間に長尺のパイプ17を介在させて、先端の連結金具6は、外壁34の下端に設けた切欠き18を介し取付金具8aによって基礎35に連結されている。
この取付金具8aは、図5にも示すように、中央部に裏側からボルト14を貫通させた横向きの板状金具10と、板状金具10の両端部を基礎35へ固定する一対のケミカルアンカー19,19とからなり、ボルト14の先端を連結金具6に貫通させて前後のナット20,20で締結することで、連結金具6が基礎35に連結可能となっている。
[Form 2]
Next, another embodiment of the present invention will be described. However, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
In the
As shown in FIG. 5, the mounting
以上の如く構成された制震装置1aにおいては、軸組30の上側では、柱33及び梁31の位置を夫々確認して、外壁34の対応位置に透孔36を穿設し、取付金具8を取り付ける。一方、軸組30の下側では、粘弾性ダンパー2の長さ(連結金具6の位置)に合わせて外壁34の切欠き18の位置及び基礎35における取付金具8aの取付位置を決定して、基礎35に板状金具10をケミカルアンカー19,19によって固定する。この場合、階高に合わせて取付金具8aの取付位置を左右方向にスライドさせればよい。
In the
そして、軸組30の上側では取付金具8における板状金具10のボルト14に粘弾性ダンパー2の連結金具7を連結する一方、軸組30の下側では取付金具8aにおける板状金具10のボルト14に連結金具6を連結すれば、制震装置1aの取付は完了する。この状態で、粘弾性ダンパー2は、外壁34の外面との間に所定の隙間を有し、左上の仕口部から斜め下向きに軸組30のフレーム面を横切る傾斜姿勢となる。よって、予め粘弾性ダンパー2とパイプ17とを作製しておけば、現場では透孔36の穿設と取付金具8,8aの取付けのみで粘弾性ダンパー2が架設可能となる。
The connecting
こうして制震装置1aが取り付けられた軸組30においては、地震等で軸組に水平方向の外力が反復して加わると、粘弾性ダンパー2には軸方向に圧縮力と引張力とが交互に作用して、外管3と内管4とが相反する軸方向へ動作する。この動作によって粘弾性体5を剪断変形させて減衰作用を生じさせることになる。
In the
このように、上記形態2の制震装置1aにおいても、弾性ダンパー2を取付金具8,8aを介して外壁34の外側で架設することで、部品点数の少ない簡単な構成となると共に、階高に合わせた高さ調整も不要となる。よって、既設の木造建築物に対して低コストで容易に施工可能となる。
特にここでは、粘弾性ダンパー2の内管4を上側の仕口部に、外管3をパイプ17を介して基礎35に夫々固定しているため、既設の木造建築物において基礎35に対する土台32の固定が弛み、土台32が基礎35から浮き上がりやすくなっているような場合でも、軸組30の変形を確実に制震装置1aに入力させることができる。
As described above, also in the
In particular, here, since the
なお、上記形態2では、粘弾性ダンパー2の外管3にパイプ17を接続して長尺としているが、図6に示すように、内管4を長くして長尺化しても差し支えない。
また、図6では粘弾性ダンパー2,2の左右対称配置も例示している。すなわち、中央の柱33と梁31との仕口部に左右の粘弾性ダンパー2,2の外管3の連結金具6を夫々連結して、各粘弾性ダンパー2,2を互いに離間する方向への傾斜姿勢としてハの字状に配置したものである。但し、柱33と梁31との仕口部において、円形金具9は、図7にも示すように、梁31における柱33の真上とその左右両側との三箇所に取り付けられて、板状金具21は、円形金具9のボルト12が貫通して円形金具9の端面に当接する当接部22と、当接部22の間で正面側へ突出してボルト14が貫通する一対の突出部23,23とを交互に形成した形状となっている。よって、各連結金具6は、左右に分かれたボルト14,14へ夫々別個に連結されることになる。
In the second embodiment, the
FIG. 6 also illustrates a left-right symmetrical arrangement of the
そして、形態1,2に共通して、粘弾性ダンパーは、入力部材として外管と内管とを用いるものに限らず、一方を一又は複数の板状部材、他方を当該板状部材と交互に重合される一又は複数の板状部材として、両板状部材間に粘弾性体を接着する積層タイプを採用することもできる。
また、取付金具は、円形金具と板状金具とを組み合わせて構成しているが、各金具の設計変更が可能であるのは勿論、円形金具と板状金具とを一体にした構造としてもよいし、逆に3以上の金具を組み合わせた構造とすることもできる。
その他、上記形態1,2では、木造建築物の一階の軸組に制震装置が適用されているが、二階以上の軸組であっても同様に本発明の制震装置は適用可能である。
And in common with
In addition, the mounting bracket is configured by combining a circular bracket and a plate-shaped bracket. However, the design of each bracket can be changed, and a structure in which the circular bracket and the plate-shaped bracket are integrated may be adopted. On the contrary, a structure in which three or more metal fittings are combined can also be used.
In addition, in
1,1a・・制震装置、2・・ブレース型粘弾性ダンパー、3・・外管、4・・内管、5・・粘弾性体、6,7・・連結金具、8,8a・・取付金具、9・・円形金具、10,21・・板状金具、12,14・・ボルト、17・・パイプ、19・・ケミカルアンカー、30・・軸組、31・・梁、32・・土台、33・・柱、34・・外壁、35・・基礎、36・・透孔。 1, 1a ... Damping device, 2. Brace type viscoelastic damper, 3. Outer pipe, 4. Inner pipe, 5. Viscoelastic body, 6, 7. Connection bracket, 8, 8a Mounting bracket, 9 ... Round bracket, 10, 21 ... Plate fitting, 12, 14 ... Bolt, 17 ... Pipe, 19 ... Chemical anchor, 30 ... Shaft assembly, 31 ... Beam, 32 ... Base, 33 ... Pillar, 34 ... Exterior wall, 35 ... Foundation, 36 ... Through hole.
Claims (4)
直線上に配置されて一部同士が互いに重合する一対の入力部材と、その入力部材の重合部分に介在されて前記入力部材間に接着される粘弾性体とからなるブレース型粘弾性ダンパーと、
前記外壁を貫通して前記軸組側へ固定され、且つ前記軸組側への固定状態で前記ブレース型粘弾性ダンパーの両入力部材を前記外壁の外側で夫々連結する取付金具と、を含み、
前記取付金具により、前記ブレース型粘弾性ダンパーを、前記軸組を形成する柱と横架材との仕口部から、正面視で前記軸組のフレーム面を斜めに横切る傾斜姿勢で架設したことを特徴とする制震装置。 A seismic control device attached to the frame of an existing wooden building from the outside of the outer wall,
A brace-type viscoelastic damper comprising a pair of input members arranged on a straight line and partially overlapping each other, and a viscoelastic body interposed between the input members and bonded between the input members;
Mounting brackets that pass through the outer wall and are fixed to the shaft assembly side, and that connect both input members of the brace-type viscoelastic damper on the outside of the outer wall in a fixed state to the shaft assembly side,
The brace viscoelastic damper is installed by the mounting bracket in an inclined posture that obliquely crosses the frame surface of the shaft assembly in a front view from a joint portion between a column and a horizontal member forming the shaft assembly. A vibration control device characterized by
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