JP2012001985A - Building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物に係り、特に上階から下階への振動伝達を低減可能な建物に関する。 The present invention relates to a building, and more particularly to a building capable of reducing vibration transmission from an upper floor to a lower floor.
従来、床や天井といったパネル部材を支持する梁部材、所謂根太等の小梁にダンパを設置し、パネル部材の振動を抑制する制振構造(例えば、特許文献1参照)が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a damping structure (see, for example, Patent Document 1) that suppresses vibration of a panel member by installing a damper on a beam member that supports the panel member such as a floor or a ceiling, that is, a so-called joist or other small beam is known.
特許文献1に開示されている制振構造では、床小梁にダンパを設置しているため、床小梁の上で発生する衝撃音の低減には一定の効果は得られるが、大梁の振動低減を目的としていないため、大梁付近で発生する衝撃音(振動)に対しては十分な効果が得られない。 In the damping structure disclosed in Patent Document 1, since a damper is installed on the floor beam, a certain effect can be obtained in reducing the impact sound generated on the floor beam. Since it is not aimed at reduction, a sufficient effect cannot be obtained for impact sound (vibration) generated in the vicinity of a large beam.
本発明は上記事実を考慮し、大梁の振動を十分に低減可能な建物を提供することが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a building that can sufficiently reduce vibration of a large beam.
請求項1に記載の建物は、柱に連結される大梁と、互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁との間に掛け渡される複数の小梁と、を備えた建物であって、前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁を備え、前記大梁には、振動を抑制するダンパが、前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁とは反対側に設置されている。 The building according to claim 1 is a building comprising a large beam connected to a pillar, and a plurality of small beams spanned between one of the large beams facing each other and the other of the large beams, The small beam is connected to a position where the vibration of the large beam becomes antinode, and a damper for suppressing vibration is opposite to the small beam connected to the position where the antinode of vibration of the large beam is connected It is installed on the side.
次に、請求項1に記載の建物の作用を説明する。
請求項1に記載の建物では、大梁の小梁が連結されている側とは反対側に設置されたダイナミックダンパによって大梁の振動が低減される。
例えば、2階の床の大梁が振動すると、大梁の振動は大梁から柱や、柱に接続される壁等に伝播したり、空気を介して大梁と対向して配置された部材に伝播することになるが、大梁の振動を抑えることにより、柱、柱に接続される壁、大梁と対向して配置された部材が振動することが抑えられる。
Next, the operation of the building according to claim 1 will be described.
In the building according to the first aspect, the vibration of the large beam is reduced by the dynamic damper installed on the side opposite to the side to which the small beam of the large beam is connected.
For example, when a large beam on the floor on the second floor vibrates, the vibration of the large beam propagates from the beam to a column, a wall connected to the column, etc., or propagates to a member placed opposite the beam via air. However, by suppressing the vibration of the large beam, it is possible to suppress the vibration of the column, the wall connected to the column, and the member disposed facing the large beam.
ダンパは、大梁の振動の振幅が最大となる部分(ピーク位置)に設置することが最も好ましい。
請求項1に記載の建物では、大梁の振動の腹となる位置に小梁が連結されているが、ダンパは小梁と反対側に設置するので、ダンパは振動の振幅が最大となる部分に設置することができ、大梁の振動を効果的に低減することができる。
The damper is most preferably installed at a portion (peak position) where the vibration amplitude of the large beam is maximized.
In the building according to claim 1, the small beam is connected to the position where the vibration of the large beam becomes an antinode, but the damper is installed on the side opposite to the small beam, so the damper has a portion where the vibration amplitude becomes maximum. It can be installed, and the vibration of the large beam can be effectively reduced.
請求項2に記載の建物は、柱に連結される大梁と、互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁との間に掛け渡される複数の小梁と、を備えた建物であって、前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁を備え、前記大梁には、振動を抑制するダンパが、前記小梁が連結される側で、かつ前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁に近接して設置されている。 The building according to claim 2 is a building comprising a large beam connected to a pillar, and a plurality of small beams spanned between one of the large beams facing each other and the other of the large beams, The small beam is connected to a position where the vibration of the large beam becomes antinode, and a damper for suppressing vibration is provided on the large beam, on the side where the small beam is connected, and becomes an antinode of vibration of the large beam. It is installed close to the beam connected to the position.
次に、請求項2に記載の建物の作用を説明する。
請求項2に記載の建物では、大梁の小梁が連結されている側に設置されたダンパによって大梁の振動が低減される。
請求項2に記載の建物では、大梁の振動の腹となる位置に小梁が連結されており、ダンパは小梁が連結される側に設置されるが、ダンパは大梁の振動の腹となる位置に連結される小梁に近接して設置されるので、振動の振幅が最大となる部分に設置した場合に匹敵する振動低減効果が得られる。
Next, the operation of the building according to claim 2 will be described.
In the building according to claim 2, the vibration of the large beam is reduced by the damper installed on the side where the small beam of the large beam is connected.
In the building according to claim 2, the small beam is connected to the position where the vibration of the large beam becomes antinode, and the damper is installed on the side where the small beam is connected, but the damper becomes the antinode of vibration of the large beam. Since it is installed close to the beam connected to the position, it is possible to obtain a vibration reduction effect comparable to that when installed in a portion where the amplitude of vibration is maximized.
請求項3に記載の建物は、第1の次数のモードの振動を抑制する第1のダンパと、前記第1の次数のモードとは振動周波数が異なる第2の次数のモードの振動を抑制する第2のダンパと、を備え、前記第1の次数のモードの振動の腹と、前記第2の次数のモードの振動の腹とが重複する部分では、前記第1のダンパ及び前記第2のダンパの何れか一方が前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁とは反対側に設置され、前記第1のダンパ及び前記第2のダンパの何れか他方が前記小梁が連結される側で、かつ前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁に近接して設置されている。 The building according to claim 3 suppresses vibration of a first order mode that suppresses vibration of a first order mode, and a second order mode that has a vibration frequency different from that of the first order mode. A second damper, wherein the first order mode vibration antinode and the second order mode vibration antinode overlap the first order mode vibration antinode. One of the dampers is installed on the opposite side of the small beam connected to the position where the vibration of the large beam is antinode, and the other of the first damper and the second damper is the small beam It is installed on the side to be connected and in the vicinity of the small beam connected to the position where the vibration of the large beam becomes antinode.
次に、請求項3に記載の建物の作用を説明する。
請求項3に記載の建物では、第1の次数のモードの振動を抑制する第1のダンパと、第1の次数のモードとは振動周波数が異なる第2の次数のモードの振動を抑制する第2のダンパとを備えているので、次数の異なる2種類のモードの振動、一例として、1次振動及び2次振動を低減することができる。
なお、第1のダンパ及び第2のダンパの何れか一方は、小梁と反対側に設置するので、ダンパは振動の振幅が最大となる部分に設置することができ、大梁の振動を効果的に低減することができる。
また、第1のダンパ及び第2のダンパの何れか他方は、小梁が連結される側に設置されるが、該ダンパは大梁の振動の腹となる位置に連結される小梁に近接して設置されるので、振動の振幅が最大となる部分に設置した場合に匹敵する振動低減効果が得られる。
Next, the operation of the building according to claim 3 will be described.
In the building according to claim 3, the first damper that suppresses the vibration of the first order mode and the second order mode that suppresses the vibration of the second order mode having a vibration frequency different from that of the first order mode. Since the two dampers are provided, vibrations in two types of modes having different orders, for example, primary vibration and secondary vibration can be reduced.
In addition, since either one of the first damper and the second damper is installed on the side opposite to the small beam, the damper can be installed in a portion where the amplitude of the vibration is maximized, so that the vibration of the large beam is effective. Can be reduced.
The other of the first damper and the second damper is installed on the side to which the small beam is connected, and the damper is adjacent to the small beam connected to the position where the vibration of the large beam becomes antinode. Therefore, it is possible to obtain a vibration reduction effect that is comparable to the case where the vibration is installed in a portion where the vibration amplitude is maximum.
請求項4に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の建物において、前記大梁の長手方向中央部とは異なる位置に現れる前記振動の腹となる部分に連結される前記小梁を有し、前記大梁の前記小梁が連結されている側で、かつ、前記小梁の大梁長手方向中央部側に近接して設置される前記ダンパを備えている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the building according to the second or third aspect of the present invention, the small beam connected to the vibration antinode that appears at a position different from the longitudinal central portion of the large beam. The damper is installed on the side of the large beam to which the small beam is connected and close to the central portion of the small beam in the longitudinal direction of the large beam.
次に、請求項4に記載の建物の作用を説明する。
小梁の位置が大梁の長手方向中央部とは異なる位置に連結され、かつ該小梁の連結された位置が振動の腹となる場合、該振動は2次以上のモードの振動である(1次のモードの振動の腹は、大梁の長手方向中央部分)。したがって、大梁の長手方向中央部とは異なる位置に現れる振動の腹となる部分に連結される小梁に近接して設置されるダンパは、2次以上のモードの振動を低減することができる。
Next, the operation of the building according to
When the position of the small beam is connected to a position different from the longitudinal central portion of the large beam and the connected position of the small beam becomes an antinode of vibration, the vibration is vibration of a second or higher mode (1 The antinode of the vibration of the next mode is the central part of the long beam in the longitudinal direction). Therefore, the damper installed in the vicinity of the small beam connected to the anti-vibration portion that appears at a position different from the longitudinal center of the large beam can reduce the vibration of the second and higher modes.
ところで、大梁の両端は柱が連結されているため剛性が高く変形し難く、例えば、1次のモードに関して言えば、大梁の振幅は、長手方向中央側が大きい。
また、該ダンパは質量を有しているので、該ダンパを大梁の振動する部位に取り付けることで、大梁の低い次数の振動抑制に効果がある。このため、小梁に近接して設置するダンパは、大梁の振幅が大きい側、即ち、長手方向中央側に取り付けた方が良い。
By the way, since both ends of the large beam are connected to columns, the rigidity is high and hardly deformed. For example, regarding the first-order mode, the amplitude of the large beam is large at the center in the longitudinal direction.
Further, since the damper has a mass, attaching the damper to a portion where the large beam vibrates is effective in suppressing vibration of the low order of the large beam. For this reason, it is better to install the damper installed close to the small beam on the side where the amplitude of the large beam is large, that is, on the center side in the longitudinal direction.
請求項5に記載の発明は、請求項2または請求項3に記載の建物において、前記大梁の長手方向中央部に連結される前記小梁を有し、前記大梁の前記小梁が連結されている側で、かつ、前記小梁の大梁長手方向一方側または他方側に設置される前記ダンパを有する。
Invention of
次に、請求項5に記載の建物の作用を説明する。
大梁の長手方向中央部は1次振動の振幅が最も大きくなる位置となるため、大梁の長手方向中央部に小梁が連結されている場合、ダンパは該小梁と干渉しない位置に設置する必要がある。
小梁は、大梁の長手方向中央部に連結されているので、ダンパを大梁の小梁が連結されている側に設置する場合、ダンパは、小梁の大梁長手方向一方側に設置しても、小梁の大梁長手方向他方側に設置しても振動低減効果は変わらないので、請求項5の様に、ダンパは小梁の大梁長手方向一方側または他方側の何れか一方に設置されていれば良い。
Next, the operation of the building according to
The central part of the long beam in the longitudinal direction is the position where the amplitude of the primary vibration is the largest. Therefore, if the small beam is connected to the central part of the long beam in the longitudinal direction, the damper must be installed at a position that does not interfere with the small beam. There is.
The small beam is connected to the longitudinal center of the large beam, so when installing the damper on the side where the small beam of the large beam is connected, the damper may be installed on one side of the large beam in the longitudinal direction of the large beam. Since the vibration reduction effect does not change even if installed on the other side in the longitudinal direction of the small beam, the damper is installed on either one side or the other side in the longitudinal direction of the small beam as in
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の建物において、前記ダンパの設置される前記大梁が2階以上の床大梁である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the building according to any one of the first to fifth aspects, the girder on which the damper is installed is a floor girder having two or more floors.
次に、請求項6に記載の建物の作用を説明する。
請求項6に記載の建物では、2階以上の床大梁にダンパが設置されている。したがって、上階の床大梁の振動がダンパによって抑制され、上階の床大梁の振動が下階の柱や壁、天井等に伝播することが抑えられ、下階で気になる上階の振動音が抑えられる。
Next, the operation of the building according to claim 6 will be described.
In the building according to claim 6, a damper is installed on a floor beam on the second floor or higher. Therefore, the vibration of the upper floor beam is suppressed by the damper, and the vibration of the upper floor beam is prevented from propagating to the lower floor pillars, walls, ceiling, etc. The sound is suppressed.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の建物において、桁側の前記大梁に前記ダンパが設置されている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the building according to any one of the first to sixth aspects, the damper is installed on the girder side beam.
次に、請求項7に記載の建物の作用を説明する。
桁側の大梁は、妻側の大梁に比較して長くて振動し易いため、桁側の大梁にダンパを設置する方が、妻側の大梁にダンパを設置するよりも大きな振動抑制効果が得られる。
Next, the operation of the building according to claim 7 will be described.
The girder-side girder is longer and easier to vibrate than the gable-side girder, so installing a damper on the girder-side girder has a greater vibration suppression effect than installing a damper on the gable-side girder. It is done.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の建物において、桁側の互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁の各々に前記ダンパが設置されている。 According to an eighth aspect of the present invention, in the building according to the seventh aspect, the damper is installed on each of the one large beam and the other large beam on the beam side facing each other.
次に、請求項8に記載の建物の作用を説明する。
桁側の互いに対向する一方の大梁と他方の大梁の各々にダンパを設置することで、各々の大梁の振動を抑制でき、何れか一方の大梁のみにダンパを設置するよりも、大きな振動抑制効果が得られる。
Next, the operation of the building according to
By installing a damper on each of the one girder facing each other and the other girder, vibration of each girder can be suppressed, and a greater vibration suppression effect than installing a damper on only one of the girder Is obtained.
請求項9に記載の発明は、請求項1及び請求項3〜請求項8の何れか1項に記載の建物において、複数の建物ユニットを連結して構成され、互いに隣接する一方の前記建物ユニットの前記大梁と他方の建物ユニットの前記大梁との隙間に設置される前記ダンパを備えている。 The invention according to claim 9 is the building according to any one of claims 1 and 3 to 8, wherein the building units are configured by connecting a plurality of building units and adjacent to each other. The damper is installed in a gap between the large beam and the large beam of the other building unit.
次に、請求項9に記載の建物の作用を説明する。
一方の建物ユニットの大梁と他方の建物ユニットの大梁との隙間にダンパを設置することで、大梁間のデッドスペースを有効活用でき、他部材に干渉することなくダンパを設置することができる。
Next, the operation of the building according to claim 9 will be described.
By installing the damper in the gap between the large beam of one building unit and the large beam of the other building unit, the dead space between the large beams can be used effectively, and the damper can be installed without interfering with other members.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の建物において、前記ダンパは、前記大梁との接続に用いられる第1の部材と、前記第1の部材に接続される弾性体と、前記弾性体の前記第1の部材とは異なる位置に接続される第2の部材と、前記第2の部材に接続される重錘と、を備えたダイナミックダンパである。 A tenth aspect of the present invention is the building according to any one of the first to ninth aspects, wherein the damper includes a first member used for connection to the girder and the first member. A dynamic damper comprising: an elastic body connected to the second member; a second member connected to a position different from the first member of the elastic body; and a weight connected to the second member. is there.
次に、請求項10に記載の建物の作用を説明する。
請求項10に記載のダンパは、ダイナミックダンパであり、大梁が振動することで、重錘が大梁の振動を打ち消す方向に振動し、その結果、大梁の振動が低減される。なお、低減したい振動の周波数に応じて、重錘の質量、弾性体のばね定数が設定される。また、ダイナミックダンパは、構成部材が少なく、簡単な構造で大きな振動抑制効果が得られる。
Next, the operation of the building according to
The damper according to
[第1の実施形態]
以下、図面を用いて、本発明の建物の第1の実施形態について説明する。
図1には、複数個の建物ユニット12からなる2階建てのユニット建物10が示されている。
図2には1階と2階の境界部分が示されており、図3には2階の床フレーム26の概略構成が平面図にて示されている。また、図4には、床フレーム26の断面図が示されており、図5には床大梁20と床小梁29との連結部分が斜視図にて示されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a building of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, a two-
2 shows a boundary portion between the first floor and the second floor, and FIG. 3 shows a schematic configuration of the
なお、説明の便宜上、建物ユニット12の各部材に名称付けをしておく。建物ユニット12は、4本の柱14と、互いに平行に配置された長短二組の天井大梁16、18と、これらの天井大梁16、18に対して上下に平行に配置された長短二組の床大梁20、22とを備えており、梁の端部を天井と床の仕口に溶接することによりラーメン構造として構成されている。但し、ユニット構成は上記に限られることなく、他の箱形の架構構造としてもよい。
For convenience of explanation, names are given to the members of the
本実施形態では、天井大梁16、18、及び床大梁20、22に、断面コ字形状のチャンネル鋼(溝形鋼)が用いられている。 In the present embodiment, channel steel (grooved steel) having a U-shaped cross section is used for the ceiling beams 16 and 18 and the floor beams 20 and 22.
建物ユニット12は、矩形枠状に組まれた天井フレーム24と床フレーム26とを備えており、これらの間に4本の柱14が立設される構成となっている。天井フレーム24は四隅に天井仕口部(柱)28を備えており、この天井仕口部28に長さが異なる天井大梁16、18の長手方向の端部が溶接されている。
The
同様に、床フレーム26は四隅に床仕口部(柱)30を備えており、この床仕口部30に長さが異なる床大梁20、22の長手方向の端部が溶接されている。
Similarly, the
図2及び図3に示すように、床フレーム26は、桁側の一方の床大梁20と他方の床大梁20とを掛け渡す一定間隔で配置された複数本の床小梁29を備えている。
図4及び図5に示すように、床小梁29は、床大梁20の内部に溶接された板金製のブラケット21に溶接されている。
図4に示すように、床大梁20の上面には根太23が取り付けられており、床小梁29及び根太23の上に配置された床材27がビス25で床小梁29及び根太23で固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
As shown in FIG. 4, a
図2に示すように、天井フレーム24の下面側には、天井材31が取り付けられ、桁側の一方の天井大梁16と他方の天井大梁16とを連結するように、一定の間隔で複数の天井小梁33が取り付けられている。
そして、上下に対向して配置された天井仕口部28と床仕口部30との間に、柱14の上下端部が溶接により剛接合されて及びボルトにより仮固定されて建物ユニット12が構成される。
As shown in FIG. 2, a
Then, the upper and lower ends of the
本実施形態の建物ユニット12は、「3Pユニット」と呼ばれるサイズのものであり、長手方向の一方側の床大梁22と他方側の床大梁22のピッチ寸法Lが3mのものである。なお、「3Pユニット」の「3」は、上記ピッチ寸法が3mであることを意味している。
また、本実施形態の床フレーム26においては、床大梁22と床小梁29のピッチ寸法、及び床小梁29と床小梁29のピッチ寸法が各々50cmであり、床小梁29は等間隔に配置されている。
The
Further, in the
(ダイナミックダンパ)
次に、本実施形態の振動低減構造の要部について詳細に説明する。
図3、及び図6(A)、(B)に示すように、本実施形態の建物ユニット12では、2階の桁側の床大梁20の上下フランジ間にあるウエブの内側面に複数のダイナミックダンパ32が、L型のブラケット34を介して取り付けられている。ブラケット34は、ボルト35等で床大梁20のウエブに取り付けられている。
(Dynamic damper)
Next, the main part of the vibration reduction structure of this embodiment will be described in detail.
As shown in FIG. 3 and FIGS. 6A and 6B, in the
ダイナミックダンパ32は、第1プレート36、弾性体38、第2プレート40、及び鋳鉄、鋼板等の比重の高い材料からなる重錘42を含んで構成されている。
弾性体38は第1プレート36と第2プレート40の間に固着されており、第1プレート36は、図示しないネジ等でブラケット34に取り付けられている。また、第2プレート40の上面に、図示しないネジ等で重錘42が固着されている。
本実施形態の弾性体38は円柱状のゴムであるが、バネ性を有していれば材質、形状は特に問わず、金属バネ(コイルバネ、板バネ)等であっても良い。
The
The
The
弾性体38を構成するゴムの種類としては、特に限定されないが、例えばブチルゴムを採用することができ、他のゴムでも、適宜その制振性に応じて選択することができる。
ダイナミックダンパ32は、振動の腹となる位置(振幅の大となる位置)に設置されるが、振動の腹の最も振幅が大となる位置(ピーク位置)、若しくは振動の腹の最も振幅が大となる位置に近接して設置することが好ましい。
The type of rubber constituting the
The
図3(A)には、図1に示すユニット建物10の、矢印A方向に3個連結されている建物ユニット12の内の、中央の建物ユニット12の床フレーム26が平面図にて示されており、 図3(B)には、図1に示すユニット建物10の、3個連結されている建物ユニット12の内の外側の建物ユニット12の床フレーム26が平面図にて示されている。
FIG. 3A is a plan view showing the
図3(A)に示す建物ユニット12の床フレーム26は、1次モードの振動、及び2次モードの振動を低減するために、1次モードの振動の腹のピーク位置P1(床大梁20の長手方向中央部分)と、2次モードの振動の腹のピーク位置P2(床大梁20の長手方向中央部分と床大梁22との中間部分)にダイナミックダンパ32が設置されている。
なお、図3において、黒丸は1次モードの振動を低減するためのダイナミックダンパ32を示し、白丸は2次モードの振動を低減するためのダイナミックダンパ32を示している。
The
In FIG. 3, black circles indicate
ところで、この床フレーム26では、1次モードの振動の腹のピーク位置P1に床小梁29が取り付けられているため、1次モードの振動を低減するためのダイナミックダンパ32は、床小梁29と干渉しないように、図3(A)、図6(B)に示すように、床大梁20の外面側(床小梁29が取り付けられている側とは反対側)に取り付けられている。
また、この床フレーム26では、2次モードの振動の腹のピーク位置P2には床小梁29が取り付けられていないため、2次モードの振動を低減するためのダイナミックダンパ32は、床小梁29と干渉しないので、図3(A)、図6(A)に示すように、床大梁20の内面側に取り付けられている。
By the way, in the
In addition, since the
また、図3(B)に示す建物ユニット12では、建物外周側の床大梁20(図3(B)の図面下側の床大梁20)の外側面に外壁パネル(図示せず)が取り付けられるので、ダイナミックダンパ32は外壁パネルと干渉するため建物外周側の床大梁20の外側面には取り付けられない。このため、図3(B)に示す建物ユニット12では、建物外周側の床大梁20において、1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32を床大梁20の内側に取り付けているが(図6(A)参照)、1次モードの振動の腹のピーク位置P1には、床小梁29が取り付けられているため、該ダイナミックダンパ32は、床小梁29に干渉しないように、床小梁29に対して可能な限り近接して取り付けられている。
Further, in the
なお、このように、1次モードの振動の腹のピーク位置P1には、床小梁29が取り付けられている場合、ダイナミックダンパ32は、図3(B)に実線(黒丸)で示すように、床小梁29の図面右側に取り付けても良く、図3(B)に2点鎖線で示すように、床小梁29の図面左側に取り付けても良い。
As described above, when the
以上説明したダイナミックダンパ32は、低減したい振動の周波数に合わせて固有振動数が決められているのは勿論である。ちなみに、低い周波数の振動は、高い周波数の振動に比較して、振幅が大きく、振動を低減するに必要な重錘42の質量は大となる。
本実施形態の1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32は、一例として、重錘42の重量が5.6kgであり、固有振動数が120Hzとなるように弾性体38のバネ定数等が設定されている。
Of course, in the
As an example, the
(作用)
次に、本実施形態のユニット建物10の作用を説明する。
本実施形態では、2階の床材27に衝撃等が入力(矢印F)されると、衝撃により床大梁20が振動するが、床大梁20には1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32と、2次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32が床大梁20に設置されており、各々のダイナミックダンパ32は、振動の腹のピーク位置に設置されているので、床大梁20の1次モードの振動及び2次モードの振動が効果的に低減される。
(Function)
Next, the effect | action of the
In this embodiment, when an impact or the like is input to the
なお、図3(A)に示すように、全てのダイナミックダンパ32を振動の腹のピーク位置に設置することが、最も効果的であるが、図3(B)に示すように、ダイナミックダンパ32の取り付け位置を振動の腹のピーク位置と完全に一致させなくても、床小梁29に干渉しないように可能な限り近接して配置すれば、振動の腹のピーク位置に設置した場合に匹敵する振動低減効果が得られる。
As shown in FIG. 3 (A), it is most effective to install all the
このため、2階の床大梁20から1階の天井大梁16、柱14、及び1階の天井材31を介して伝播する振動(振動伝播音)、及び2階の床材27と1階の天井材31との間の空気を伝わって1階の天井材31に伝わる振動(太鼓音)の両方を効果的に抑えることができる。
For this reason, vibration (vibration propagation sound) propagated from the second
図1に示すように、3個の建物ユニット12を連結して、中央に柱14の無い部屋を構築した場合、部屋の中央側に配置された床大梁20は、外壁側の床大梁20に比較して振動し易いが、本実施形態の様に部屋の中央側に配置された床大梁20にダイナミックダンパ32を設けているので、1階への振動伝播を効果的に抑えることができる。
As shown in FIG. 1, when three building
なお、振動低減の効果の点では、ダイナミックダンパ32は、振動の腹のピーク位置に取り付けることが最も好ましいしいため、振動の腹のピーク位置に取り付けることを優先して取り付ける。やむを得ない場合には、振動の腹のピーク位置に可能な限り近接して取り付ける。
In view of the effect of vibration reduction, it is most preferable to attach the
中央の建物ユニット12と外側の建物ユニット12との間では、図6(C)に示すように、中央の建物ユニット12の床大梁20と外側の建物ユニット12の床大梁20とが隙間を開けて平行に配置されており、2本の床大梁20の間はデッドスペースとなっているので、他部材に干渉することなく床大梁20の外側面にダイナミックダンパ32を設置することができる。
Between the
本実施形態では、一例として、1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32の固有振動数を120Hzに設定したが、固有振動数120Hzは一例であり、ダイナミックダンパ32の固有振動数はこの値に限定されるものではない。固有振動数は、重錘42の重量、弾性体38のバネ定数及びtanδ等によって変更できることは言うまでもない。
In this embodiment, as an example, the natural frequency of the
[その他の実施形態]
上記実施形態の建物ユニット12では、床フレーム26の長手方向の一方側の床大梁22と他方側の床大梁のピッチ寸法Lが3mのものであったが、建物ユニット12は、例えば、図7〜図12に示すように、「3.5Pユニット」、「4Pユニット」、「4.5Pユニット」、「5Pユニット」、「5.5Pユニット」、「6Pユニット」等、種々の長さの床フレーム26を有するものが考えられる。なお、何れのユニットの床フレーム26においても、床大梁22と床小梁29のピッチ寸法、及び床小梁29と床小梁29のピッチ寸法が各々50cmであり、床小梁29は等間隔に配置されている。
[Other Embodiments]
In the
例えば、図7に示す「3.5Pユニット」の床フレーム26では、1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ(黒丸)32と、2次モードの振動を低減するダイナミックダンパ(白丸)32と、3次モードの振動を低減するダイナミックダンパ(三角)32の3種類が床大梁20に設置されている。
For example, in the
図7に示す「3.5Pユニット」の床フレーム26では、1次モードの振動の腹のピーク位置P1と、2次モードの振動の腹のピーク位置P2が、各々床小梁29の連結位置となっていないので、1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ(黒丸)32と、2次モードの振動を低減するダイナミックダンパ(白丸)32は、床小梁29に干渉することなく床大梁20の内側の振動の腹のピーク位置に設置されている。
In the
一方、3次モードの振動を低減するダイナミックダンパ(三角)32は、3次モードの振動の腹のピーク位置P3と床小梁29の連結位置が近接しているため、ダイナミックダンパ(三角)32が床小梁29と干渉しない様に、床大梁20の外側で3次モードの振動の腹のピーク位置P3に一致させて設置されている。
なお、3次モードの振動の腹は3箇所あるので、3箇所の各々にダイナミックダンパ(三角)32を設置することが最も好ましいが、本実施形態のように2箇所に設置してあれば、十分な効果は得られる。
On the other hand, the dynamic damper (triangle) 32 for reducing the vibration of the third-order mode is close to the connection position of the peak position P3 of the vibration of the third-order mode and the
In addition, since there are three antinodes of the vibration in the tertiary mode, it is most preferable to install dynamic dampers (triangles) 32 at each of the three locations. However, if there are two locations as in this embodiment, A sufficient effect can be obtained.
なお、図8〜図10に示す「4Pユニット」、「4.5Pユニット」、「5Pユニット」においても、床大梁20の各々の振動モードの腹のピーク位置にダイナミックダンパ32が設置されているので、床大梁20の1次モード、2次モード、及び3次モードの各振動を効果的に低減することができる。
In addition, also in the “4P unit”, “4.5P unit”, and “5P unit” shown in FIGS. 8 to 10, the
また、図11及び図12に示す「5.5Pユニット」、及び「6Pユニット」では、更に、4次モードの振動を低減するためのダイナミックダンパ(×印)32が床大梁20に設置されている。4次モードの振動の腹のピーク位置P4には、床小梁29は連結されないので、この4次モードの振動を低減するためのダイナミックダンパ(×印)32は、床大梁20の内側の腹のピーク位置P4に設置されている。なお、1〜3次モードの振動を低減する他のダイナミックダンパ32は、床大梁20の外側の振動の腹のピーク位置に設置されている。
したがって、図11及び図12に示す「5.5Pユニット」、及び「6Pユニット」においては、床大梁20の1次モード、2次モード、3次モード及び4次モードの各振動を効果的に低減することができる。
In addition, in the “5.5P unit” and “6P unit” shown in FIGS. 11 and 12, a dynamic damper (× mark) 32 for reducing the vibration of the fourth-order mode is further installed on the
Therefore, in the “5.5P unit” and the “6P unit” shown in FIGS. 11 and 12, each vibration of the primary beam, the second mode, the third mode, and the fourth mode of the
このように、何れのユニットにおいても、振動の腹のピーク位置となる部分、及び振動の腹のピーク位置に近接してダイナミックダンパ32を設置しているので、各次数のモードの振動を効果的に低減することができる。
なお、図3(B)に示す例では、1次モードの振動のピーク位置P1が、床大梁20の長手方向中央部分であったが、2次、4次等の偶数のモードではピーク位置が床大梁20の長手方向中央部分とは異なる位置に現れる。
In this way, in any unit, the
In the example shown in FIG. 3B, the peak position P1 of the vibration in the primary mode is the central portion in the longitudinal direction of the
なお、振動のピーク位置が、床大梁20の長手方向中央部分以外の部位に連結されている床小梁29と重複した場合で、ダイナミックダンパ32を床大梁20の内側に取り付ける場合には、例えば、図12に2点鎖線で示すように、剛性が高くて変形し難い床小梁29の床大梁長手方向端部側よりも、変形し易い床大梁長手方向中央側に近接させてダイナミックダンパ32(2次のモードの振動を抑制する丸印のダイナミックダンパ32、及び3次のモードの振動を抑制する三角印のダイナミックダンパ32)を取り付けることが好ましい。
When the
また、図12に示す建物ユニット12では、3次のモードの振動のピーク位置P3が床大梁20の長手方向中央部に位置し、1次のモードの振動のピーク位置P1と重複するが、図12の2点鎖線に示すように、3次のモードの振動を低減するダイナミックダンパ(三角)32を、床大梁20の内側かつ、床小梁29に近接して配置しても良い(請求項3の実施態様)。
In addition, in the
なお、図7で示す建物ユニット(3.5Pユニット)12では、床大梁20の長手方向中央には、1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32のみを設置し、3次のモードの振動を低減するダイナミックダンパ32を省略したが、図6(C)に示すように、床大梁20のウエブの外側面に3次のモードの振動を低減するダイナミックダンパ32を設置することもできる。この場合、1次モードの振動を低減するダイナミックダンパ32を取り付けるボルト35、及びボルト35を通すウエブに形成する穴を利用して3次のモードの振動を低減するダイナミックダンパ32を取り付けることができ、3次のモードの振動を低減するダイナミックダンパ32を取り付けるためのボルト35、及び穴を別途必要とせず、部品点数、及び加工数の低減となる。
In the building unit (3.5P unit) 12 shown in FIG. 7, only the
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ32をブラケット34を介して床大梁20に取り付けたが、図13に示すように、ダイナミックダンパ32を床大梁20の下フランジにネジ等で取り付けても良い。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ダイナミックダンパ32を桁側の床大梁20に取り付けたが、妻側の床大梁20の振動を抑えるために、ダイナミックダンパ32を妻側の床大梁20に取り付けても良い。
In the present embodiment, the
なお、ダイナミックダンパ32は、弾性体38の特性であるtanδの値、すなわち弾性体38の動バネ定数と損失ばね定数との間におけるベクトル位相差(角度)の値を適切に設定することにより、広い範囲の周波数帯域において制振作用を発揮させることができるようになる。
その結果、JIS A 1418−2に規定される重量衝撃音、JIS A 1418−1に規定される軽量衝撃音、歩行者の歩行によって発生する音等を効果的に抑制することができるようになる。
The
As a result, it is possible to effectively suppress the heavy impact sound defined in JIS A 1418-2, the lightweight impact sound defined in JIS A 1418-1, the sound generated by pedestrian walking, and the like. .
本実施形態では、2階の部屋の中央側に配置される2本の床大梁20の各々にダイナミックダンパ32を設けたが、この2本の床大梁20の長手方向中間部分が図示しない連結部材で互いに連結されて1本の梁として機能している場合には、何れか一方の床大梁20にのみダイナミックダンパ32を設置しても本発明の効果は得られる。
In the present embodiment, the
なお、床大梁20の両端部は柱14が連結されて剛性が最も高い部位であるため、両端部に最も近い床小梁29よりも床大梁長手方向外側にダイナミックダンパ32を設置してもダイナミックダンパ32の振動低減効果は得られ難い。
Since both ends of the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係るダイナミックダンパ32を図14、及び図15にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, the
図14、及び図15に示すように、本実施形態のダイナミックダンパ32には、第1プレート36の下面に、振動抑制手段としての2個の突起部44が設けられている。
この突起部44は、第1プレート36の梁長手方向における両端側に設けられており、第1プレート36に弾性体38が固定された部位に相当する範囲内に形成されている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
The
突起部44の形状や大きさは、本発明の作用効果を奏しうる範囲内で適宜設定することができる。すなわち、第1プレート36をボルト46とナット48によりブラケット34に固定した状態で、突起部44がブラケット34に押圧されるように、突起部44の形状や大きさが設定されている。
The shape and size of the
本実施形態では、第1プレート36をボルト46とナット48によりブラケット34に固定することにより、第1プレート36のボルト側とは反対側であって、弾性体38の固定された第1プレート36の弾性体38の固定部位に相当する範囲内に設けられた突起部44がブラケット34に押圧されるため、第1プレート36のボルト側とは反対側部分をブラケット34に対して確実に接地、密着させることができ、第1プレート36は、ボルト側とは反対側部分がブラケット34に対して近接及び離隔する方向に振動することを抑制されている。
In the present embodiment, the
このため、本実施形態では、前記固定状態において、ブラケット側の第1プレート36がブラケット34から独立して単独で金属弾性体として機能することを抑えることが可能となり、弾性体38による粘弾性特性を十分に発揮させて、弾性体本来の減衰性能を得ることができる。それにより、広い周波数帯域において所望の減衰特性を発揮させることができる。
For this reason, in the present embodiment, in the fixed state, the bracket-side
[その他の実施形態]
上記実施形態のユニット建物10は、複数の建物ユニット12からなるユニット建物であったが、本発明はユニット構造の建物だけではなく、鉄骨軸組構造、木造軸組構造等の他の構造の建物にも適用可能であり、例えば、軸組構造の壁内伝播の振動抑制にも効果がある。
本発明の適用される建物は、一般住宅に限らず、商業用施設であっても良い。
[Other Embodiments]
The
The building to which the present invention is applied is not limited to a general house but may be a commercial facility.
上記実施形態では、ダンパを床大梁に設置した例を示したが、ダンパは床大梁に限らず、天井大梁に設置しても良い。
上記実施形態のダンパは、弾性体と重錘(質量体)とを含んで構成されたダイナミックダンパであったが、振動を抑制できるものであればダイナミックダンパ以外の公知のダンパを用いることができ、ダンパは電気的に制御を行うアクティブ式ダンパであっても良い。
In the above embodiment, an example in which the damper is installed on the floor beam is shown, but the damper is not limited to the floor beam, and may be installed on the ceiling beam.
The damper of the above embodiment is a dynamic damper configured to include an elastic body and a weight (mass body). However, a known damper other than the dynamic damper can be used as long as vibration can be suppressed. The damper may be an active damper that is electrically controlled.
10 ユニット建物(建物)
12 建物ユニット
14 柱
20 床大梁(大梁)
29 床小梁(小梁)
32 ダイナミックダンパ(ダンパ、第1のダンパ、第2のダンパ)
36 第1プレート(第1の部材)
38 弾性体
40 第2プレート(第2の部材)
42 重錘
10 unit building (building)
12
29 Floor beam (beam)
32 Dynamic damper (Damper, 1st damper, 2nd damper)
36 First plate (first member)
38
42 weight
Claims (10)
互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁との間に掛け渡される複数の小梁と、
を備えた建物であって、
前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁を備え、
前記大梁には、振動を抑制するダンパが、前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁とは反対側に設置されている建物。 A girder connected to the pillar,
A plurality of small beams spanned between the one large beam facing the other and the other large beam;
A building with
The small beam connected to a position that becomes an antinode of vibration of the large beam,
A building in which a damper for suppressing vibration is installed on the opposite side to the small beam, which is connected to a position that becomes an antinode of vibration of the large beam.
互いに対向する一方の前記大梁と他方の前記大梁との間に掛け渡される複数の小梁と、
を備えた建物であって、
前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁を備え、
前記大梁には、振動を抑制するダンパが、前記小梁が連結される側で、かつ前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁に近接して設置されている建物。 A girder connected to the pillar,
A plurality of small beams spanned between the one large beam facing the other and the other large beam;
A building with
The small beam connected to a position that becomes an antinode of vibration of the large beam,
A building in which a damper for suppressing vibration is installed on the large beam in the vicinity of the small beam connected to the position where the small beam is connected and to a position where the vibration of the large beam becomes antinode.
前記第1の次数のモードとは振動周波数が異なる第2の次数のモードの振動を抑制する第2のダンパと、
を備え、
前記第1の次数のモードの振動の腹と、前記第2の次数のモードの振動の腹とが重複する部分では、前記第1のダンパ及び前記第2のダンパの何れか一方が前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁とは反対側に設置され、前記第1のダンパ及び前記第2のダンパの何れか他方が前記小梁が連結される側で、かつ前記大梁の振動の腹となる位置に連結される前記小梁に近接して設置されている建物。 A first damper that suppresses vibrations of the first order mode;
A second damper for suppressing vibration of a second order mode having a vibration frequency different from that of the first order mode;
With
In the portion where the vibration antinode of the first order mode overlaps with the antinode vibration of the second order mode, either the first damper or the second damper is the large beam. It is installed on the opposite side of the small beam connected to the position where vibration is caused, and one of the first damper and the second damper is on the side where the small beam is connected, and the large beam A building that is installed in the vicinity of the beam connected to a position that becomes an antinode of vibration.
前記大梁の前記小梁が連結されている側で、かつ、前記小梁の大梁長手方向中央部側に近接して設置される前記ダンパを備えている、請求項2または請求項3に記載の建物。 The small beam connected to the portion that becomes the antinode of the vibration that appears at a position different from the longitudinal central portion of the large beam,
4. The damper according to claim 2, further comprising: the damper that is installed on a side of the large beam to which the small beam is connected and close to a longitudinal central portion side of the small beam. building.
前記大梁の前記小梁が連結されている側で、かつ、前記小梁の大梁長手方向一方側または他方側に設置される前記ダンパを有する、請求項2または請求項3に記載の建物。 Having the small beam connected to the longitudinal center of the large beam;
4. The building according to claim 2, wherein the damper is installed on a side of the large beam to which the small beam is connected and on one side or the other side in the longitudinal direction of the large beam.
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