JP2014122484A - リンク機構 - Google Patents
リンク機構 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014122484A JP2014122484A JP2012278455A JP2012278455A JP2014122484A JP 2014122484 A JP2014122484 A JP 2014122484A JP 2012278455 A JP2012278455 A JP 2012278455A JP 2012278455 A JP2012278455 A JP 2012278455A JP 2014122484 A JP2014122484 A JP 2014122484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- link
- column beam
- link mechanism
- pin
- link member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 79
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 31
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 26
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 17
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
【解決手段】リンク機構10は、柱梁架構で上下階が構築された構造体24の、上階の上部梁26の第1柱梁仕口S1に一端がピン接合された第1リンク部材12と、構造体24の下階の下部梁30であり、第1柱梁仕口S1を含む鉛直平面上の対角位置にある第2柱梁仕口S3に一端がピン接合された第2リンク部材14と、鉛直平面上であり、上階の下部梁28の第3柱梁仕口S2に一端がピン接合された第3リンク部材16と、柱梁架構の内側の鉛直平面上で、第1リンク部材12の他端、第2リンク部材14の他端、及び第3リンク部材16の他端がピン接合された連結部40と、を有している。
【選択図】図1
Description
スタジオの下階及び上階において、人間の運動動作が原因の水平振動が生じる場合、その共振振動数は特定の値で定義できるものではなく、どの振動数で共振するか分からないため、一般に対策が困難である。
ここに、構造物の振動低減を目的としたリンク機構が提案されている(特許文献1)。
なお、リンク機構は機械分野において古くから用いられている機構であり、「てこの原理」を利用して、力を効率良く増幅・変換・伝達することができる。また、「リンク機構」という名称以外に「トグル機構」の名称で用いられる場合もある。
この結果、例えば、上階の上部梁に水平荷重を加えた場合に、上階の下部梁(上階の床)の水平方向の振動(加速度伝達率)を低減させることができる。即ち、急激な床面の振動を緩やかな振動に変えることができる。
これにより、第3柱梁仕口に伝達された水平方向の力を、軸力としてより効果的に第3リンク部材に伝えることができ、リンク機構で、上階の梁(上階の床)の水平方向の加速度伝達率をより低減させることができる。
これにより、第1柱梁仕口に加えられた水平方向の力を、第1リンク部材を介して、連結部で第2リンク部材と第3リンク部材に略均等に伝達させることができ、リンク機構で、上階の梁(上階の床)の水平方向の加速度伝達率を、より低減させることができる。
図1〜3に示すように、第1実施形態に係るリンク機構10は、柱梁架構で上下階が構築された構造体24に、下記要領で取り付けられている。
リンク機構10は、図2の正面図に示すように、接合部の間を直線状に結ぶ所定の長さを有し、座屈を生じない十分な剛性を備えた鋼製(例えばH形鋼)の3本の構造部材(リンク部材12、14、16)で構成されている。
これにより、連結部40を中心に自由に回転可能とされ、リンク部材12のピン接合部18aは円C1上を平面的に移動することができ、リンク部材14のピン接合部22aは円C2上を平面的に移動転することができ、リンク部材16のピン接合部20aは円C3上を平面的に移動することができる。
なお、構造体24は立体的な構造物であり、柱梁架構は、紙面と直交する方向に奥行が構築されている。リンク機構10は、構造体24の空間を横切らないように柱梁架構が構築された面と平行に、柱梁架構と近接して配置するのが望ましい。
図3に組み込み手順を示している。即ち、図3(A)に記載した構造体24に、図3(B)に記載したリンク機構10を組込む。ここに、構造体24の上階の柱32、34と下階の柱36、38はほぼ同じ長さとされている。この結果、リンク部材12とリンク部材14は、ほぼ同じ長さとされている。また、リンク部材16は、上階の下部梁28のほぼ半分の長さとされている。
構造体24の3つの柱梁仕口S1、S2、S3のピン接合受け部18U、20U、22Uには、3本のリンク部材12、14、16の3つのピン接合部18a、20a、22aが、それぞれピン接合されている。これにより、図3(C)に示すリンク機構10を組込んだ構造体24となる(図1と同じ)。
構造体24の上階の上部梁26と上階の柱34との柱梁仕口S1には、ピン接合受け部18Uが設けられ(図3(A)参照)、ピン接合受け部18Uには、リンク部材12の上端側のピン接合部18aがピン接合されている。また、構造体24の下階の下部梁30と下階の柱36との柱梁仕口S3には、ピン接合受け部22Uが設けられ(図3(A)参照)、ピン接合受け部22Uには、リンク部材14の下端側のピン接合部22aがピン接合されている。柱梁仕口S1と柱梁仕口S3は同じ鉛直平面上に設けられ、かつ、構造体24の対角位置にある角部に設けられている。
上記構成とすることにより、例えば、構造体24の柱梁仕口S1に水平外力42が作用したとき、3本のリンク部材12、14、16で、構造体24を構成する構造部材の可動範囲が制約され、構造体24の振動特性を強制的に変化させることができる(図3(D)参照)。
先ず、図4、5を用いて、リンク機構10を組込んでいない構造体24に、一般的な補強材(斜め材)を取り付けて補強した場合について説明する。
解析モデルを図4(A)〜(D)に示す。図4(A)は、リンク機構10を取り付けていない構造体24であり、図4(B)は、構造体24の上階の、上部梁26と上階の柱32との柱梁仕口S4、及び上階の下部梁28と上階の柱34との柱梁仕口S2の間、上階の、下部梁28と上階の柱32との柱梁仕口S5、及び下階の下部水平部材30と下階の柱30との柱梁仕口S6の間に、それぞれ斜め材44を取り付けた構成である。図4(C)は、図4(B)の構成における斜め材44より、剛性が高い斜め材46を取付けた構成であり、図4(D)は、図4(C)の構成における斜め材46より、剛性が高い斜め材48を取付けた構成である。
加速度伝達率Gが小さい程、上階からの加速度の伝達が抑制され少ないと判断できる。
図5の4本の特性図において、細い実線で示す特性Aは、図4(A)の補強部材なしの場合の特性であり、太い実線で示す特性Bは、図4(B)に示す最も細い補強部材を使用した場合の特性であり、破線で示す特性Cは、図4(C)に示す中間の太さの補強部材を使用した場合の特性であり、一点鎖線で示す特性Dは、図4(D)に示す最も太い補強部材を使用した場合の特性である。
しかし、解析した補強材の剛性の範囲内では、加速度伝達率Gのピーク値の差は約0.15〜0.6程度(1次ピークと2次のピークいずれも同じ傾向を示した)であり、剛性の違いによる加速度伝達率Gのピーク値の低減効果はほとんど見られない。つまり、単に補強部材の剛性を高めても、加速度伝達率Gのピーク値の低減は期待できないことが確認できた。
図6(A)には、図1で説明したリンク機構10を組込んだ構造体24の解析モデルを示し、図6(B)には、補強部材、及びリンク機構10を組込んでいない構造体24(図4(A)と同じ)を示し、図6(C)には、構造体24に最も太い補強部材48を用いた場合の構成(図4(D)と同じ)を示す。
解析方法は、上述した補強部材の解析の場合と同じであり説明は省略する。
図7(A)、(B)のそれぞれの3本の特性図において、太い実線で示す特性Aは、図6(A)のリンク機構10を組込んだ場合の特性であり、細い実線で示す特性Bは、図6(B)の補強なしの場合の特性であり、一点鎖線で示す特性Cは、図6(C)の最も太い補強部材48を組込んだ場合の特性である。
これに対し、リンク機構10を取付けた構造体24では、柱梁仕口S1に、同じ水平外力42を加えた場合には、図8(C)に示すように、1次モードは柱梁仕口S1の位置の変位が小さく、柱梁仕口S2の位置の変位は大きい。一方、図8(D)に示すように、2次モードは、柱梁仕口S1の位置の変位が大きく、柱梁仕口S2の位置の変位A点が小さい。即ち、構造体24にリンク機構10を取付けることにより、変位量はリンク機構10を取付けない場合とほとんど同じであるが、加速度変位、即ち、急激な柱梁仕口S2の位置の変動(床面の振動)を緩やかな振動に変えることができる。
更に、図9(C)のリンク機構52に示すように、図9(B)の状態で、リンク部材17に代えて、柱梁仕口S2に一端をピン接合させたリンク部材16を用いてもよい。
図10の正面図に示すように、第2実施形態に係るリンク機構60は、連結部68が、上階の下部梁28の下側に設けられている点において、第1実施形態に係るリンク機構10と相違する。相違点を中心に説明する。
図10に示すように、リンク機構60は、一端のピン接合部70aが構造体24の柱梁仕口S1にピン接合されたリンク部材62、一端のピン接合部72aが構造体24の柱梁仕口S1にピン接合されたリンク部材66、一端のピン接合部74aが柱梁仕口S3にピン接合されたリンク部材64を有している。3本のリンク部材62、64、66の他端には、いずれもピン接合部70b、ピン接合部72b、ピン接合部74bが設けられ、それらが連結部68で重ねられてピン接合されている。
これにより、上階の上部梁26の柱梁仕口S1に加えられた水平方向の力42を、リンク部材62を介して、連結部68でリンク部材64とリンク部材66に略均等に伝達させることができ、リンク機構60で、上階の下部梁(上階の床)28の水平方向の加速度伝達率Gを、低減させることができる。
図11(A)、図11(B)に解析結果を示す。ここに、図10(A)は加速度伝達率の解析結果であり、横軸は周波数(Hz)であり、縦軸は加速度伝達率(Gal/N)である。図11(B)は変位伝達率の解析結果であり、横軸は周波数(Hz)であり、縦軸は変位量(cm/N)である。
図11(A)、図11(B)の3本の特性のうち、太い実線で示す特性Aは、図10のリンク機構60を組込んだ場合の特性であり、細い実線で示す特性Bは、図6(B)の補強部材なしの場合の特性であり、一点鎖線で示す特性Cは、図6(C)の補強部材48を組込んだ場合の特性である。
また、図11(B)の解析結果から、変位量のピーク値は、特性Aと特性Bはほぼ同じであるが、ピーク値の発生周波数が相違する。即ち、特性Bのピーク値の発生周波数は約5Hzであるが、特性Aのピーク値は約0.5Hzと低下している。即ち、リンク機構10を取付けることで、緩やかな変位となっているのが分かる。
他の構成は、第6実施形態に係る制振装置50と同一であり説明は省略する。
12 リンク部材(第1リンク部材)
14 リンク部材(第2リンク部材)
16 リンク部材(第3リンク部材)
24 構造体
26 上階上部梁
28 上階下部梁(下階上部梁)
30 下階下部梁
40 連結部
S1 柱梁仕口(第1柱梁仕口)
S2 柱梁仕口(第3柱梁仕口)
S3 柱梁仕口(第2柱梁仕口)
Claims (3)
- 柱梁架構で上下階が構築された構造体の、上階の上部梁の第1柱梁仕口に一端がピン接合された第1リンク部材と、
前記構造体の下階の下部梁であり、前記第1柱梁仕口を含む鉛直平面上の対角位置にある第2柱梁仕口に一端がピン接合された第2リンク部材と、
前記鉛直平面上であり、前記上階の下部梁の第3柱梁仕口に一端がピン接合された第3リンク部材と、
前記柱梁架構の内側の前記鉛直平面上で、前記第1リンク部材の他端、前記第2リンク部材の他端、及び前記第3リンク部材の他端がピン接合された連結部と、
を有するリンク機構。 - 前記第3リンク部材は水平状態で前記連結部にピン接合されている請求項1に記載のリンク機構。
- 前記連結部が前記下階の柱梁架構の内側に設けられている請求項1に記載のリンク機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012278455A JP6126835B2 (ja) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | ダンパーを使用せずに振動を低減するリンク機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012278455A JP6126835B2 (ja) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | ダンパーを使用せずに振動を低減するリンク機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014122484A true JP2014122484A (ja) | 2014-07-03 |
JP6126835B2 JP6126835B2 (ja) | 2017-05-10 |
Family
ID=51403186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012278455A Active JP6126835B2 (ja) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | ダンパーを使用せずに振動を低減するリンク機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6126835B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05231031A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-07 | Ohbayashi Corp | 制振用ダンパ装置 |
JP2007046445A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-22 | Tatsuji Ishimaru | 複層型制震装置 |
JP2012229581A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Takenaka Komuten Co Ltd | 鉄筋コンクリート造建物の耐震補強構造及び耐震補強工法 |
-
2012
- 2012-12-20 JP JP2012278455A patent/JP6126835B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05231031A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-07 | Ohbayashi Corp | 制振用ダンパ装置 |
JP2007046445A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-22 | Tatsuji Ishimaru | 複層型制震装置 |
JP2012229581A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Takenaka Komuten Co Ltd | 鉄筋コンクリート造建物の耐震補強構造及び耐震補強工法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6126835B2 (ja) | 2017-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009249973A (ja) | 制振構造物 | |
JP5338050B2 (ja) | 制振建物、建物の制振方法、鉄筋コンクリート造の建物、鉄筋コンクリート造の建物の長周期化方法 | |
JP7228344B2 (ja) | 鉄筋コンクリート造の躯体とブレースとの接合構造及びプレキャスト部材 | |
JP6265676B2 (ja) | 鋼製耐震壁 | |
JP6126835B2 (ja) | ダンパーを使用せずに振動を低減するリンク機構 | |
JP6412684B2 (ja) | 制振構造 | |
JP2007146579A (ja) | 既設木造建築物の補強構造 | |
JP2011102530A (ja) | 制振建物 | |
JP5503200B2 (ja) | ユニット建物 | |
JP6265422B2 (ja) | 補強構造及び建物 | |
JP2014105545A (ja) | 制振構造 | |
JP2005023596A (ja) | 制震装置を有する建物ユニットを備えたユニット建物 | |
JP5421236B2 (ja) | 建物壁部の制振構造構築方法 | |
JP2007056623A (ja) | ユニット式建物 | |
JP6091565B2 (ja) | 十字形継手固定の鋼管内にpc鋼棒を配置した鋼管製構造材の製造方法およびそれによって製作された鋼管製構造材 | |
JP6364225B2 (ja) | 連結制震構造 | |
JP2006336336A (ja) | 建物の制震構造 | |
JP7359655B2 (ja) | 建物の制振構造 | |
JP2004176399A (ja) | 高層建築物の制振構造 | |
JP5620883B2 (ja) | 制震構造 | |
JP2004176348A (ja) | 高層建築物の免震構造 | |
JP4220938B2 (ja) | 既設建物の補強構造 | |
JP2009185531A (ja) | 制震建物 | |
JP2005282229A (ja) | 建物の制震構造 | |
JP2010242322A (ja) | 既存rcラーメン構造における開口部の耐震補強構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150925 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161006 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170328 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6126835 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |