JP2011256577A - Seismic control structure including viscoelastic damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘弾性ダンパーを備えた制震構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure provided with a viscoelastic damper.
従来、建物に組み込む制震ダンパーの形式としては、壁型、ブレース型、境界梁型、間柱型などがあり、制震デバイスは、鋼材(極軟鋼LY100や軟鋼LY225)や粘弾性体を用いるのが一般的である。その中でも粘弾性体ダンパーは、大容量でエネルギー吸収性に優れている。また、粘弾性体の厚さを最適化することで、風震動に対する居住性向上にも効果がある。
一方で、底降伏点鋼を用いたH鋼型境界梁ダンパーは、平面計画上の自由度および減衰効果が大きい優れた性能を有している(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, there are a wall type, a brace type, a boundary beam type, a stud type, and the like as a type of a damping damper incorporated in a building, and the damping device uses a steel material (very soft steel LY100 or mild steel LY225) or a viscoelastic body. Is common. Among them, the viscoelastic damper has a large capacity and excellent energy absorption. In addition, by optimizing the thickness of the viscoelastic body, it is also effective in improving the comfortability against wind vibration.
On the other hand, the H steel type boundary beam damper using the bottom yield point steel has excellent performance with a large degree of freedom in a plan and a damping effect (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、建物の一対の柱間に形成されており、建物壁における下支持手段及び上支持手段と、上部に開口を有して、下部で下支持手段に下部固定手段を介して固定された箱体と、箱体に対して隙間をもって箱体内に配されており、上部で支持手段に上部固定手段を介して固定された抵抗板と、箱体と当該箱体内に配された抵抗板との間の隙間に充填された粘性体とを具備した構成の制震壁について開示されている。
In
しかしながら、従来の粘弾性体ダンパーでは、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献1では、超高層あるいは高層のRC集合住宅に粘弾性ダンパーを組み込む場合、効果的な減衰力を得るための粘弾性ダンパーが大型であることにより、設置箇所が限定されてしまう。しかも、架構と粘弾性ダンパーとの接合には、大型の鋼材を用いて接合しているので、制震動作を繰り返すうちにボルト等に緩みが生じ、ダンパー性能が低下するおそれがあった。
また、粘弾性ダンパーとRCフレームとの取合い部に大型の鋼材が必要なため、コストが増大するといった問題があった。
However, the conventional viscoelastic damper has the following problems.
That is, in
In addition, since a large steel material is required at the joint between the viscoelastic damper and the RC frame, there is a problem that the cost increases.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、コンパクト化させることにより、コストの低減が図れるうえ、設置位置の制約を少なくすることができる粘弾性ダンパーを備えた制震構造を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、取付部の剛性を高めることでダンパー性能を高めることができる粘弾性ダンパーを備えた制震構造を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a vibration control structure including a viscoelastic damper capable of reducing cost and reducing the restriction on the installation position by making it compact. The purpose is to do.
Another object of the present invention is to provide a vibration control structure including a viscoelastic damper capable of improving the damper performance by increasing the rigidity of the mounting portion.
上記目的を達成するため、本発明に係る粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、平行に配置される複数の鋼板の間に粘弾性体を挟み込ませた粘弾性ダンパーを二部材間に備えた制震構造であって、粘弾性ダンパーは、互いに平行に配列された5枚以上の鋼板と、これら鋼板どうしの間に挟持された粘弾性体とからなり、二部材のそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート製の突出体の双方に対して、鋼板が交互に剛接合により固定されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the vibration control structure including the viscoelastic damper according to the present invention, a viscoelastic damper having a viscoelastic body sandwiched between a plurality of steel plates arranged in parallel is provided between two members. The viscoelastic damper is a seismic control structure, and the viscoelastic damper is composed of five or more steel plates arranged in parallel to each other and a viscoelastic body sandwiched between these steel plates, and is provided in each of the two members. It is characterized in that the steel plates are alternately fixed by rigid joints to both of the protrusions made of metal.
本発明では、5枚以上の鋼板どうしの間に粘弾性体を挟持させることで、粘弾性体が4層以上となり、粘弾性ダンパーを複々層化させることで容量を低下させずに見附面積(正面から見た面積)を小さくすることが可能となる。そして、粘弾性ダンパーの取付部に設けられる鉄筋コンクリート製の突出体の形状も小さくすることができるので、その取付部に用いられていた鋼材数量を削減することができる。しかも突出体をプレキャストコンクリート製とすることで、現場での施工の効率化が図れる利点がある。したがって、階層が高い建物の場合であっても、比較的低コストで粘弾性ダンパーを採用することができる。
また、粘弾性ダンパーの鋼板と突出体との取付部の剛性が高められているので、鋼材同士による接合の場合に比べて、緩みの発生が抑えられ、ダンパー性能の向上を図ることができる。
さらに、複数の粘弾性体の厚みを適宜調整することで、風や小規模の地震による小さな変形から大規模な地震による大きな変形に対して効果的に変形させて、建物に作用する振動エネルギーを吸収して制震することができ、これにより居住性向上に効果的な粘弾性ダンパーを実現することができる。
In the present invention, the viscoelastic body is sandwiched between five or more steel plates, so that the viscoelastic body becomes four or more layers, and the viscoelastic damper is formed in multiple layers, thereby reducing the capacity without reducing the capacity. It is possible to reduce (area seen from the front). And since the shape of the protrusion made from a reinforced concrete provided in the attachment part of a viscoelastic damper can also be made small, the steel material quantity used for the attachment part can be reduced. In addition, by making the projecting body made of precast concrete, there is an advantage that the construction efficiency at the site can be improved. Therefore, the viscoelastic damper can be employed at a relatively low cost even in the case of a building having a high floor.
Moreover, since the rigidity of the attachment part of the steel plate and protrusion body of a viscoelastic damper is improved, compared with the case of joining by steel materials, generation | occurrence | production of a slack is suppressed and a damper performance can be aimed at.
In addition, by adjusting the thickness of the multiple viscoelastic bodies as appropriate, the vibration energy acting on the building can be effectively changed from small deformation caused by wind or small-scale earthquakes to large deformation caused by large-scale earthquakes. It is possible to absorb and control the vibration, thereby realizing a viscoelastic damper effective for improving the comfort.
また、本発明に係る粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、粘弾性体ダンパーは、建物に設けられる耐震壁と柱とを連結する境界梁ダンパーとする方が一層効果的である。
すなわち、複々層化された粘弾性体を有する粘弾性ダンパーにより微小変形から減衰力を生じさせることが可能な境界梁ダンパーを実現することができる。
In the vibration control structure including the viscoelastic damper according to the present invention, it is more effective that the viscoelastic damper is a boundary beam damper that connects a seismic wall provided in a building and a column.
That is, it is possible to realize a boundary beam damper capable of generating a damping force from minute deformation by a viscoelastic damper having a multi-layered viscoelastic body.
また、本発明に係る粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、一対の突出体間において、5枚以上の鋼板と粘弾性体との組合せからなる粘弾性体ダンパーが鋼板と粘弾性体との積層方向に複数組配列されていてもよい。
この場合、二部材における鋼板と粘弾性体との積層方向の長さ寸法が大きい場合に適用することができ、複数組の粘弾性体ダンパーを配列することでしてダンパー性能をさらに高めることが可能である。
Further, in the vibration control structure including the viscoelastic damper according to the present invention, a viscoelastic damper composed of a combination of five or more steel plates and a viscoelastic body is provided between the pair of protrusions and the steel plate and the viscoelastic body. A plurality of sets may be arranged in the stacking direction.
In this case, it can be applied when the length dimension in the stacking direction of the steel plate and the viscoelastic body in the two members is large, and the damper performance can be further improved by arranging a plurality of sets of viscoelastic body dampers. Is possible.
本発明の粘弾性ダンパーを備えた制震構造によれば、粘弾性ダンパーを複々層とすることで、正面視から見た粘弾性ダンパーの面積が小さくなるので、粘弾性ダンパーの取付部に設けられる突出体の形状も小さくすることが可能となり、従来のように取付部に用いられる大型の鋼材が不要となることから、コストの低減が図れるうえ、粘弾性ダンパーのコンパクト化により設置位置の制約を少なくすることができる。
また、粘弾性ダンパーの取付部を鉄筋コンクリート製の突出体とすることで、この取付部の剛性が高められ、これによりダンパー性能を高めることができる。
According to the vibration control structure provided with the viscoelastic damper of the present invention, the area of the viscoelastic damper as viewed from the front is reduced by forming the viscoelastic damper in multiple layers. It is possible to reduce the shape of the projecting body provided, eliminating the need for a large steel material used for the mounting part as in the past, which can reduce costs and reduce the installation position by making the viscoelastic damper compact. Restrictions can be reduced.
Moreover, the rigidity of this attachment part can be improved by making the attachment part of a viscoelastic damper into the protrusion made from reinforced concrete, and this can improve damper performance.
以下、本発明の第1の実施の形態による粘弾性ダンパーを備えた制震構造について、図面に基づいて説明する。
図1および図2に示すように、本第1の実施の形態による制震構造は、建物の柱2、2と梁3(上部梁3A、下部梁3B)とによって囲まれる架構面R内に設置され、建物に作用する地震や風などの振動エネルギーを減少または減衰させる粘弾性ダンパー1を備えたものである。
Hereinafter, a damping structure provided with a viscoelastic damper according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the vibration control structure according to the first embodiment is provided in a frame plane R surrounded by
すなわち、粘弾性ダンパー1は、上部梁3Aおよび下部梁3Bのそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート造スタブ(以下、「RCスタブ4(4A、4B」という)と、一対のRCスタブ4A、4Bのそれぞれに固定された基板5(5A、5B)と、架構面Rに対して直交する方向に平行に配列されるとともに、上下に対向配置される基板5A、5Bに対して交互に固定された複数枚(ここでは5枚)の鋼板6(61〜65)と、これら鋼板6、6どうしの間に挟持された粘弾性体7とを備えて概略構成されている。ここで、RCスタブ4は、本発明のコンクリート製の突出体に相当する。
That is, the
RCスタブ4A、4Bは、それぞれ鋼板6および粘弾性体7の幅寸法(図1の正面視で左右方向に相当)よりも大きい寸法のブロック形状をなし、上下部梁3A、3Bに対して一体的に設けられている。具体的にRCスタブ4は、梁3と同時にコンクリート打設により施工されても良いし、プレキャストコンクリート製として予め製作しておき、適宜な接合手段により現場で梁3に接合させるものであっても良い。
The
基板5A、5Bは、平板をなし、複数枚の鋼板6をRCスタブ4に接合するために介装された部材であり、図示しないボルト、アンカー等によってRCスタブ4に対して固定されている。そして、基板5A、5Bの互いに対向する側の面5aには、上述したように鋼板6が溶接等の接合手段によって固定されている。すなわち、下側の基板5Aには、互いに一定の間隔をもって配置される一対の鋼板6、6の下端6aが固定されている。一方、上側の基板5Bには、互いに一定の間隔をもって配置される3枚の鋼板6の上端6bが固定されている。
The
鋼板6は、所定の厚さ寸法を有し、本実施の形態では5枚のそれぞれが粘弾性体7を挟持させた状態で配列されている。それら5枚のうち両端と中央の鋼板(これを第1鋼板61、62、63とする)のそれぞれの上端6aが上側の基板5Aに接合されている。そして、これら第1鋼板61、62、63のそれぞれの間に配置される鋼板(これを第2鋼板64、65とする)の下端6bが下側の基板5Bに接合されている。つまり、上部梁3A側に固定される第1鋼板6(61、62、63)と、下部梁3B側に固定される第2鋼板64、65とが交互に平行に積層され、それぞれの鋼板同士の間に粘弾性体7が挟持されたた構造となっている。
The
粘弾性体7は、第1鋼板61〜63と第2鋼板64、65とが互いに重なる範囲に設けられており、例えばゴム材、樹脂材などの部材を採用することができ、同種の部材、或いは異種の部材を使用してもかまわない。
The
そして、粘弾性ダンパー1は、厚さ方向に貫通する連通孔(図示省略)が適宜数設けられており、これら連通孔にボルトを挿通させナットを螺合させて締め付けることで、これら複数の鋼板6(61〜65)と粘弾性体7どうしが互いに所定の摩擦力をもって連結されている。
The
次に、このように構成される粘弾性ダンパーを備えた制震構造の作用について、図面に基づいて説明する。
図1および図2に示すように、本制震構造では、鋼板6、6どうしの間に粘弾性体7を挟持させることで、4層の粘弾性体7となることになり、粘弾性ダンパー1を複々層化させることで容量を低下させずに見附面積(正面から見た面積)を小さくすることが可能となる。そして、粘弾性ダンパー1の取付部に設けられるRCスタブ4の形状も小さくすることができるので、その取付部に用いられていた鋼材数量を削減することができる。
しかも、RCスタブ4をプレキャストコンクリート製とすることで、現場での施工の効率化が図れる利点がある。したがって、階層が高い建物の場合であっても、比較的低コストで粘弾性ダンパーを採用することができる。
Next, the effect | action of the damping structure provided with the viscoelastic damper comprised in this way is demonstrated based on drawing.
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present damping structure, a
In addition, by making the
また、粘弾性ダンパー1の鋼板6とRCスタブ4との取付部の剛性が高められているので、鋼材同士による接合の場合に比べて、緩みの発生が抑えられ、ダンパー性能の向上を図ることができる。
さらに、複数の粘弾性体7、7、…の厚みを適宜調整することで、風や小規模の地震による小さな変形から大規模な地震による大きな変形に対して効果的に変形させて、建物に作用する振動エネルギーを吸収して制震することができ、これにより居住性向上に効果的な粘弾性ダンパー1を実現することができる。
Moreover, since the rigidity of the attachment part of the
Furthermore, by appropriately adjusting the thicknesses of the plurality of
上述のように本第1の実施の形態による粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、粘弾性ダンパー1を複々層とすることで、正面視から見た粘弾性ダンパー1の面積が小さくなるので、粘弾性ダンパー1の取付部に設けられるRCスタブ4の形状も小さくすることが可能となり、従来のように取付部に用いられる大型の鋼材が不要となることから、コストの低減が図れるうえ、粘弾性ダンパー1のコンパクト化により設置位置の制約を少なくすることができる。
また、粘弾性ダンパー1の取付部をRCスタブ4とすることで、この取付部の剛性が高められ、これによりダンパー性能を高めることができる。
As described above, in the vibration control structure including the viscoelastic damper according to the first embodiment, the
Moreover, the rigidity of this attachment part is improved by making the attachment part of the
次に、本発明の他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the same or similar members and parts as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. A configuration different from the first embodiment will be described.
図3に示すように、第2の実施の形態による制震構造は、境界梁ダンパーの鋼材を粘弾性ダンパー1Aに置き換えることで、微小変形から減衰力を生じさせることを可能としたものである。
ここで、図3乃至図5の符号2A、2Bはそれぞれ第1柱、第2柱を示し、符号8は両柱2A、2Bの間で一定の間隔をあけて配置される耐震壁を示している。これら第1柱2A、第2柱2B、および耐震壁8は鉄筋コンクリート造からなる。
As shown in FIG. 3, the damping structure according to the second embodiment enables a damping force to be generated from minute deformation by replacing the steel material of the boundary beam damper with a
Here,
本制震構造は、図3および図4に示すように、第1柱2A、第2柱2Bのそれぞれと耐震壁8の間には、互いに連結するようにして材軸方向(減衰方向)を水平方向に向けた粘弾性ダンパー1Aが設けられている。粘弾性ダンパー1Aは、両端部にRC梁9(鉄筋コンクリート製の突出体)が設けられた構成となっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the present vibration control structure has a material axis direction (attenuation direction) between each of the
具体的に粘弾性体ダンパー1Aは、図5に示すように、耐震壁8側に固定される複数(3枚)の第1鋼板6(61、62、63)と、第1柱2A側に固定される複数(2枚)の第2鋼板64、65とが、第1鋼板61、62、63を外側に配置させた状態で交互に平行に積層され、それぞれの鋼板6、6同士の間に粘弾性体7が挟持されたている。そして、これら鋼板6と粘弾性体7とが積層された粘弾性ダンパー1Aは、厚さ方向に貫通する連通孔(図示省略)が適宜数設けられており、これら連通孔にボルトを挿通させナットで締め付けることで、これら鋼板6、粘弾性体7どうしが互いに所定の摩擦力をもって連結されている。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
本第2の実施の形態では、上述した第1の実施の形態と同様の効果を奏し、地震力に比べて微小な変形である風振動に対して効果的な境界梁ダンパーを実現することができる。 In the second embodiment, an effect similar to that of the first embodiment described above can be obtained, and an effective boundary beam damper can be realized with respect to wind vibration that is a minute deformation compared to seismic force. it can.
次に、図6に示すように、第3の実施の形態による制震構造は、上述した第1の実施の形態による5枚の鋼板6と粘弾性体7との組合せからなる粘弾性体ダンパー1が一対のRCスタブ4C、4D(突出体)間において、5枚の鋼板6、6、…と粘弾性体7、7、…との組合せからなる粘弾性体ダンパー1が鋼板6と粘弾性体7との積層方向(矢印X方向)に複数組(ここでは2組)配列された構成となっている。ここで、RCスタブ4C、4Dは、第1の実施の形態によるRCスタブ4A、4B(図2参照)の前記積層方向Xの長さ寸法が略2倍と大きくなっている。
この場合、上部梁3Aおよび下部梁3Bの前記積層方向Xの長さ寸法が大きい場合に適用することができ、2組の粘弾性体ダンパー1、1を配列することでしてダンパー性能をさらに高めることが可能である。
Next, as shown in FIG. 6, the damping structure according to the third embodiment is a viscoelastic damper composed of a combination of the five
In this case, the present invention can be applied when the length dimension of the
次に、図7に示すように、第4の実施の形態による制震構造は、上述した第2の実施の形態による5枚の鋼板6と粘弾性体7との組合せからなる粘弾性体ダンパー1Aが一対のRC梁9A、9A(突出体)間において、5枚の鋼板6、6、…と粘弾性体7、7、…との組合せからなる粘弾性体ダンパー1Aが鋼板6と粘弾性体7との積層方向(矢印X方向)に複数組(ここでは2組)配列された構成となっている。ここで、RC梁9A、9Aは、第2の実施の形態によるRC梁9、9(図5参照)の前記積層方向Xの長さ寸法が略2倍と大きくなっている。
本第4の実施の形態による制震構造の場合、RC梁9A、9Aの前記積層方向Xの長さ寸法が大きい場合に適用することができ、2組の粘弾性体ダンパー1A、1Aを配列することでしてダンパー性能をさらに高めることが可能である。
Next, as shown in FIG. 7, the damping structure according to the fourth embodiment is a viscoelastic damper made of a combination of the five
In the case of the vibration control structure according to the fourth embodiment, it can be applied when the length of the
以上、本発明による粘弾性ダンパーを備えた制震構造の第1乃至第4の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では5枚の鋼板6を設けた複々層化された粘弾性ダンパー1、1Aとしているが、鋼板の設置数量に限定されることはなく、要は5枚以上の鋼板を備えた構造であればよいのである。
その他、粘弾性ダンパー1、1Aにおいて、鋼板6の厚さ寸法、粘弾性体7の材質、鋼板6と粘弾性体7との取り付け構造、RCスタブ4(4A〜4D)やRC梁9、9Aの大きさ、軸方向の長さ寸法については、とくに制限されることはなく、適宜設定することが可能である。
また、粘弾性ダンパー1、1Aと突出体(RCスタブ4やRC梁9、9A)との間に介装される基板5は、省略することも可能である。
As mentioned above, although the 1st thru | or 4th embodiment of the damping structure provided with the viscoelastic damper by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, and does not deviate from the meaning. The range can be changed as appropriate.
For example, in the present embodiment, the multi-layered
In addition, in the
Moreover, the board |
1、1A 粘弾性ダンパー
2 柱
3 梁
4、4A、4B、4C、4D RCスタブ(突出体)
5、5A、5B 基板
6 鋼板
7 粘弾性体
8 耐震壁
9、9A RC梁(突出体)
61、62、63 第1鋼板
64、65 第2鋼板
R 架構面
1,
5, 5A,
61, 62, 63
Claims (3)
前記粘弾性ダンパーは、
互いに平行に配列された5枚以上の鋼板と、これら鋼板どうしの間に挟持された粘弾性体とからなり、
前記二部材のそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート製の突出体の双方に対して、前記鋼板が交互に剛接合により固定されていることを特徴とする粘弾性ダンパーを備えた制震構造。 A vibration control structure comprising a viscoelastic damper between two members sandwiching a viscoelastic body between a plurality of steel plates arranged in parallel,
The viscoelastic damper is
It consists of five or more steel plates arranged in parallel to each other and a viscoelastic body sandwiched between these steel plates,
A damping structure provided with a viscoelastic damper, wherein the steel plates are alternately fixed by rigid joints to both reinforced concrete protrusions provided on each of the two members.
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