JP2015045216A - Earthquake control structure of building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘弾性ダンパーを用いた建物の制震構造に関する。 The present invention relates to a building vibration control structure using a viscoelastic damper.
建物の制震構造は、軸組内に、軸組のフレーム面と平行な一対のプレートをブレース等を介して配置し、そのプレートの間に粘弾性体を接着してなるものが知られている。すなわち、軸組の変形に伴うプレートの相対変位により、粘弾性体をせん断変形させて振動減衰を図るものであるが、このような粘弾性ダンパーにおいては、特許文献1,2に開示のように、プレート同士をボルト及びナットで連結してプレートの間隔が開くのを防止すると共に、プレート間でボルトにスペーサを外装して、プレートの間隔が狭まるのを防止するようにしている。
As for the vibration control structure of a building, it is known that a pair of plates parallel to the frame surface of the frame are arranged in the frame via a brace and a viscoelastic body is bonded between the plates. Yes. That is, the viscoelastic body is shear-deformed by the relative displacement of the plate accompanying the deformation of the shaft assembly, and vibration damping is attempted. Such viscoelastic dampers are disclosed in
上記のようにボルトナット及びスペーサを用いた従来の粘弾性ダンパーにおいては、ナットを締め過ぎるとスペーサによってプレートの動きが拘束され、スムーズな変位ができないおそれがある。 In the conventional viscoelastic damper using the bolt nut and the spacer as described above, if the nut is tightened too much, the movement of the plate is restricted by the spacer, and there is a possibility that the smooth displacement cannot be performed.
そこで、本発明は、スペーサを用いてもプレートを拘束することがなく、せん断方向へスムーズに相対変位させることができる建物の制震構造を提供することを目的としたものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vibration control structure for a building that can be smoothly displaced relatively in the shearing direction without restraining the plate even if a spacer is used.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、軸組内に、当該軸組のフレーム面と平行な一対のプレートと、そのプレート間に接着される粘弾性体とからなる粘弾性ダンパーを設けて、加振時の軸組の変形に伴い、一対のプレートを相反方向へ相対移動させ、粘弾性体をせん断変形させて減衰作用を生じさせる建物の制震構造であって、一対のプレートにボルトを直交状に貫通させ、ボルトの先端にナットを螺合させて、一対のプレートの少なくとも一方におけるボルトの貫通部分を、粘弾性体のせん断変形方向に沿った長孔とする一方、ボルトに、一対のプレート間に位置するスペーサを外装して、スペーサと一対のプレートの少なくとも一方との間に、粘弾性体の未変形状態でスペーサと当該プレートとを非接触とする隙間を設定したことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、隙間は、スペーサにプレートの厚みよりも大きい長さで突設される凸部を、プレートを貫通してボルト及びナットの少なくとも一方側に当接させることで設定されることを特徴とするものである。
なお、「ボルト及びナットの少なくとも一方側に当接」とは、ボルト及びナットに直接当接させる場合は勿論、ワッシャーを介して間接的に当接させる場合も含む趣旨である。
請求項3に記載の発明は、請求項1の構成において、ボルト頭部とプレートとの間及びナットとプレートとの間の少なくとも一方にワッシャーを介装し、隙間は、ワッシャーにプレートの厚みよりも大きい長さで突設される凸部を、プレートを貫通してスペーサに当接させることで設定される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2の構成において、ボルト頭部とプレートとの間及びナットとプレートとの間の少なくとも一方にワッシャーを介装し、凸部を、プレートとワッシャーとを合わせた厚みよりも大きい長さで突設してプレート及びワッシャーを貫通させることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the gap has at least one side of the bolt and the nut that penetrates the plate and has a protrusion projecting from the spacer with a length larger than the thickness of the plate. It is set by making it contact | abut to.
Note that “contacting at least one side of a bolt and nut” includes not only direct contact with a bolt and nut but also indirect contact via a washer.
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, a washer is interposed between at least one of the bolt head and the plate and between the nut and the plate. Further, the convex portion protruding in a large length is set by penetrating the plate and contacting the spacer.
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, a washer is interposed between at least one of the bolt head and the plate and between the nut and the plate, and the convex portion is disposed between the plate and the washer. The plate and the washer are penetrated by projecting with a length larger than the combined thickness.
請求項1に記載の発明によれば、隙間の設定により、粘弾性ダンパーがせん断方向にスムーズに相対変位でき、好適な制震機能を発揮できる。
請求項2及び4に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、スペーサを利用した簡単な形状変更で隙間が容易に設定可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、ワッシャーを利用した簡単な形状変更で隙間が容易に設定可能となる。
According to the first aspect of the present invention, by setting the gap, the viscoelastic damper can be smoothly displaced relatively in the shear direction, and a suitable vibration control function can be exhibited.
According to the second and fourth aspects of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the gap can be easily set by a simple shape change using a spacer.
According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the gap can be easily set by a simple shape change using a washer.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、建物の一例であるラック倉庫における水平構面の一部を示す説明図で、ラック倉庫1は、四方に位置する柱2,2・・間の短手方向を水平な梁材3,3・・で繋ぎ、長手方向をブラケット5.5・・を介して水平な桁材4,4・・で繋いだ軸組構造となっている。以後、このラック倉庫1においては、図1の左右を前後方向、上下を左右方向として説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing a part of a horizontal plane in a rack warehouse which is an example of a building. The
また、ラック倉庫1の中央には、梁材3,3と桁材4,4とで形成される左右のフレーム面に跨がって粘弾性ダンパー6が設けられている。この粘弾性ダンパー6は、図2にも示すように、中央の梁材3の上面にボルト止めされるフレーム面と平行な第1プレート7と、その第1プレート7の上方で所定間隔をおいて平行に配置される第2プレート8と、第1プレート7と第2プレート8との間に接着される粘弾性体9とを含んでなる。ここでの第1プレート7は、左右の幅が梁材3の幅よりも大きくなって梁材3の左右に張り出し、前後方向に伸びる細長板形状を有し、第2プレート8は、第1プレート7の左右幅よりも大きい辺を有する正方形状を有する。第1プレート7から左右に張り出す第2プレート8の両端には、連結板10,10がそれぞれボルト止めされて、その連結板10と、梁材3と桁材4との仕口部に位置するブラケット5,5との間には、一対のブレース11,11がV字状に架設されている。
A
さらに、粘弾性体9の左右両側には、上方から第2プレート8及び第1プレート7を直交状に貫通するボルト12が樹脂製のワッシャー13を介して設けられ、第1プレート7を貫通したボルト12の先端には、樹脂製のワッシャー14を介してナット15が螺合されている。また、第1プレート7と第2プレート8との間には、ボルト12が貫通する樹脂製(例えばポリアセタール製)のスペーサ16が設けられている。このスペーサ16は、図3にも示すように、ボルト12と同軸の平面視円形で、下面には、第1プレート7を貫通し第1プレート7の厚みよりも軸方向に長いリング状の凸部17が同軸で突設されている。この凸部17に下側のワッシャー14が当接している。これにより、凸部17を除くスペーサ16の下面と第1プレート7との間と、第1プレート7とワッシャー14との間には、隙間Sがそれぞれ生じるようになっている。そして、第1プレート7における凸部17の貫通部分は、前後方向に伸びる長孔18となっている。
Further,
以上の如く構成されたラック倉庫1においては、粘弾性体9を接着した第1プレート7と第2プレート8とをボルト12及びナット15で連結する際、第2プレート8を貫通させたボルト12を両プレート7,8の間に配置したスペーサ16に貫通させた後、第1プレート7に貫通させ、その先端にワッシャー14を介してナット15を螺合することになるが、このナット15の締め付けの際、前述のようにワッシャー14がスペーサ16の凸部17に当接することで、それ以上の締め付けが規制され、隙間Sが生じる状態となる。
そして、地震等による加振時に前後方向へ変形すると、粘弾性ダンパー6では、スペーサ16の凸部17への長孔18の案内によって、回転変形が抑えられた第1プレート7と第2プレート8とが前後方向へ交互に移動し、粘弾性体9を前後方向にせん断変形させる。この粘弾性体9の変形によって振動エネルギーを吸収して減衰作用を生じさせる。
In the
When the
このとき、第1プレート7と第2プレート8とは、ボルト12及びナット15で連結されているため、両プレート7,8の間隔が広がることなく保持され、面外座屈は生じない。また、両プレート7,8の間には、スペーサ16が設けられているため、両プレート7,8の間隔が狭まることなく保持される。特に、凸部17によってナット15の締め過ぎが抑えられてスペーサ16と第1プレート7との間に隙間Sが設けられているため、スペーサ16があっても両プレート7,8の変位が拘束されることがなく、粘弾性体9が厚み方向に変形することもない。
At this time, since the
このように、上記形態の制震構造によれば、一対の第1、第2プレート7,8にボルト12を直交状に貫通させ、ボルト12の先端にワッシャー14を介してナット15を螺合させて、第1プレート7におけるボルト12の貫通部分を、粘弾性体9のせん断変形方向に沿った長孔18とする一方、ボルト12に、両プレート7,8間に位置するスペーサ16を外装して、スペーサ16と第1プレート7との間に、粘弾性体9の未変形状態でスペーサ16と当該プレート7とを非接触とする隙間Sを設定したことで、粘弾性ダンパー6がせん断方向にスムーズに相対変位でき、好適な制震機能を発揮できる。
As described above, according to the vibration control structure of the above embodiment, the
特にここでは、隙間Sを、スペーサ16に第1プレート7の厚みよりも大きい長さで突設される凸部17を、第1プレート7を貫通してワッシャー14に当接させることで設定しているので、スペーサ16を利用した簡単な形状変更で隙間Sが容易に設定可能となる。
In particular, here, the gap S is set by causing the
なお、上記形態では、粘弾性体9の左右にボルト12及びナット15、スペーサ16等を一組ずつ設けているが、図4に示すように、粘弾性体9の左右に設けるボルト12及びナット15、ワッシャー13,14、スペーサ16の組を二組として合計四組とすることもできる。これより多く配置することも可能である。このようにすれば両プレート7,8の間隔がより確実に保持されて回転変形も一層効果的に抑えられる。
また、上記形態では、スペーサ16の下面にのみ凸部17を設けているが、図5,6に示すように、スペーサ16の上面にも、第2プレート8の厚みよりも大きい長さでリング状に突出する凸部17を同軸で設けて、第2プレート8に設けた長孔19を貫通させるようにしてもよい。この場合も図7のように粘弾性体9の左右にボルト12及びナット15、ワッシャー13,14、スペーサ16の組を二組以上設けることができる。
In the above embodiment, one set of
Further, in the above embodiment, the
一方、粘弾性ダンパーの構造も、図1のように2つのフレーム面に跨がって1つの粘弾性ダンパーを設ける形態に限らず、図8に示すように、1つのフレーム面にそれぞれ1つの粘弾性ダンパー6A,6Aを設けるようにしてもよい。以下、この構造を説明するが、先の形態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。
この粘弾性ダンパー6Aは、図9にも示すように、同じ大きさで矩形状の第1プレート20と第2プレート21とを用い、第1プレート20をフレーム面の中央側に、第2プレート21を梁材3側にそれぞれずらした状態で粘弾性体9を挟んで重合し、第2プレート21の端部を梁材3の上面にボルト止めする一方、第1プレート20の端部を一対のブレース11,11によって梁材3と桁材4との仕口部のブラケット5,5にそれぞれ接合したもので、粘弾性体9の左右両側には、先の形態と同様に、ワッシャー13,14を介して第1プレート20と第2プレート21とを連結するボルト12及びナット15が設けられて、両プレート20,21間にボルト12が貫通するスペーサ16がそれぞれ設けられている。
On the other hand, the structure of the viscoelastic damper is not limited to a mode in which one viscoelastic damper is provided across two frame surfaces as shown in FIG. 1, but one viscoelastic damper is provided for each frame surface as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the
そして、各スペーサ16には、凸部17がそれぞれ形成されているが、ここでは梁材3側のスペーサ16では下面側に、フレーム面中央側のスペーサ16では上面側にそれぞれ形成されている。よって、第1プレート20のボルト12の貫通部分は、梁材3側が前後方向に伸びる長孔22となっており、第2プレート21のボルト12の貫通部分は、フレーム面中央側が前後方向に伸びる長孔23となっている。
これにより、梁材3側のスペーサ16においては、第1プレート20とスペーサ16との間と、第1プレート20とワッシャー14との間に隙間Sがそれぞれ生じ(図10)、フレーム面中央側のスペーサ16においては、第2プレート21とスペーサ16との間と、第2プレート21とワッシャー13との間に隙間Sがそれぞれ生じるようになっている。
Each
As a result, in the
よって、この形態の制震構造においても、ボルト12及びナット15の締め付けの際、ワッシャー13,14がスペーサ16の凸部17に当接することで、それ以上の締め付けが規制される。
そして、地震等による加振時にラック倉庫1が変形すると、粘弾性ダンパー6Aでは、スペーサ16の凸部17への長孔22,23の案内によって、回転変形が抑えられた第1プレート20と第2プレート21とが前後方向へ交互に移動し、粘弾性体9を前後方向にせん断変形させる。この粘弾性体9の変形によって振動エネルギーを吸収して減衰作用を生じさせる。
Therefore, also in this type of vibration control structure, when the
Then, when the
このとき、第1プレート20と第2プレート21とは、ボルト12及びナット15で連結されているため、両プレート20,21との間隔が広がることなく保持される。また、両プレート20,21の間には、スペーサ16が設けられているため、両プレート20,21の間隔が狭まることなく保持される。特に、凸部17によってボルト12及びナット15の締め過ぎが抑えられて隙間Sが設けられているため、スペーサ16があっても両プレート20,21の変位が拘束されることがなく、粘弾性体9が厚み方向に変形することもない。
従って、上記形態の制震構造においても、粘弾性ダンパー6Aがせん断方向にスムーズに相対変位でき、好適な制震機能を発揮できる。
At this time, since the
Therefore, also in the damping structure of the said form, the
なお、この形態の制震構造においても、図11に示すように、粘弾性体9の左右にボルト12及びナット15、スペーサ16等の組を二組以上設けることができる。
また、図12,13に示すように、スペーサ16の上下両面に凸部17をそれぞれ設けることもできるし、上下両面に凸部17を設けたスペーサ16を採用した組を図14に示すように粘弾性体9の左右に二組以上設けることもできる。
Also in this type of vibration control structure, as shown in FIG. 11, two or more sets of
Moreover, as shown in FIGS. 12 and 13,
そして、各形態に共通して、隙間Sの設定は、スペーサに凸部を設ける構造に限らず、例えば図15(A)に示すように、ワッシャー14側に、プレート7(20)の厚みよりも大きい長さでリング状の凸部14aを一体に形成して、この凸部14aを長孔18(22)を貫通させてスペーサ16に当接させることで実現することもできる。この場合、同図(B)に示すように、ワッシャー13にも同じくリング状の凸部13aを設けることが可能である。この場合もワッシャー13,14を利用した簡単な形状変更で隙間が容易に設定可能となる。
また、図16(A)に示すように、スペーサを、長孔18(22)を貫通してワッシャー14に当接する中心筒部16Aと、その外側に外装されるリング部16Bとに分割することも考えられる。この場合、同図(B)に示すように中心筒部16Aを上側にも長くしてワッシャー13にも当接させ、上下両面で隙間を設定することもできる。この中心筒部とワッシャーとを一体形成することも可能である。
And in common with each form, the setting of the clearance S is not limited to the structure in which the spacer is provided with a convex portion. For example, as shown in FIG. 15A, the thickness of the plate 7 (20) is set on the
Further, as shown in FIG. 16A, the spacer is divided into a central
さらに、スペーサの凸部や中心筒部は、ワッシャーに当接させる構造に限らず、ワッシャーを貫通させてボルト頭部やナットに当接させる構造としてもよい。例えば図17(A)は、図3に相当する形態において、ワッシャー14に透孔24を設けて長く延ばした凸部17aを貫通させ、ナット15に当接させた変更例で、この凸部17aを、プレート7とワッシャー14とを合わせた厚みよりも長く形成することで、スペーサ16とプレート7との間に隙間Sを設定可能としている。
同様に、図17(B)は、図6に相当する形態において、ワッシャー13にも透孔25を設けて上方にも長く延ばした凸部17aを貫通させ、ボルト12の頭部に当接させた変更例である。これらの変更例では、ワッシャー13,14を樹脂で形成することができる。
Furthermore, the convex part and the center tube part of the spacer are not limited to a structure that abuts against the washer, and may be a structure that penetrates the washer and abuts against the bolt head or the nut. For example, FIG. 17A shows a modified example in which the
Similarly, in FIG. 17B, in the form corresponding to FIG. 6, the
また、スペーサ分割タイプにおいても、図16(A)に相当する形態では、図18(A)に示すように、ワッシャー14に設けた透孔24に下方へ長く延ばした中心筒部16Aを貫通させてナット15に当接させる変更例が考えられる。一方、図16(B)に相当する形態では、図18(B)に示すように、ワッシャー13に設けた透孔25に上方へも長く延ばした中心筒部16Aを貫通させてボルト12の頭部に当接させる変更例が考えられる。この場合もワッシャー13,14を樹脂で形成することができる。但し、図16及び図18のスペーサ分割タイプでは、中心筒部を金属としてもよい。
このように、図17,18の変更例においても、スペーサを利用した簡単な形状変更で隙間が容易に設定可能となる。
Further, in the spacer division type, in the form corresponding to FIG. 16A, as shown in FIG. 18A, the central
Thus, also in the modified examples of FIGS. 17 and 18, the gap can be easily set by a simple shape change using the spacer.
但し、これらの凸部は、リング状に連続する構造に限らず、同心円上で断続的に突設される構造であっても差し支えない。
その他、スペーサは、外周縁をR形状或いは面取形状とすることで、プレートに対する滑り抵抗を小さくすることも考えられる。
However, these convex portions are not limited to a structure that is continuous in a ring shape, and may be a structure that protrudes intermittently on a concentric circle.
In addition, it is also conceivable that the spacer has an R-shaped or chamfered outer peripheral edge to reduce the sliding resistance against the plate.
一方、上記形態では、粘弾性ダンパーの粘弾性体の両側にボルトナット及びスペーサの組を配置しているが、片側のみでもよいし、粘弾性体を貫通する位置に配置してもよい。
また、ラック倉庫の水平構面に対して粘弾性ダンパーを設けた構造となっているが、ラック倉庫以外の建物の水平構面であってもよいし、水平構面でなく垂直構面に本発明を適用することは勿論可能である。
On the other hand, in the said form, although the group of a bolt nut and a spacer is arrange | positioned at the both sides of the viscoelastic body of a viscoelastic damper, you may arrange | position only at one side or the position which penetrates a viscoelastic body.
In addition, the structure has viscoelastic dampers on the horizontal surface of the rack warehouse, but it may be a horizontal surface of a building other than the rack warehouse, or it may be a vertical surface instead of a horizontal surface. It is of course possible to apply the invention.
そして、上記各構造では、粘弾性ダンパーの第1、第2プレートを連結するボルト及びナットとの間にワッシャーを介装させているが、凸部をスペーサに設ける場合はワッシャーを省略して、スペーサに設けた凸部をボルト及びナットの少なくとも一方に直接当接させることもできる。また、ワッシャーを設ける場合はワッシャーを金属で形成してもよい。
但し、凸部はスペーサのみ或いはワッシャーのみに設ける場合に限らず、スペーサとワッシャーとの双方にそれぞれ設けることもできる。
And in each said structure, although the washer is interposed between the volt | bolt and nut which connect the 1st, 2nd plate of a viscoelastic damper, when providing a convex part in a spacer, a washer is abbreviate | omitted, The convex portion provided on the spacer can be brought into direct contact with at least one of the bolt and the nut. Moreover, when providing a washer, you may form a washer with a metal.
However, the convex portion is not limited to being provided only on the spacer or on the washer, but can be provided on both the spacer and the washer.
1・・ラック倉庫、2・・柱、3・・梁材、4・・桁材、5・・ブラケット、6,6A・・粘弾性ダンパー、7,20・・第1プレート、8,21・・第2プレート、9・・粘弾性体、10・・連結板、11・・ブレース、12・・ボルト、13,14・・ワッシャー、15・・ナット、16・・スペーサ、16A・・中心筒部、16B・・リング部、17,17a,13a,14a・・凸部、18,19,22,23・・長孔、24,25・・透孔、S・・隙間。
1 ・ ・
Claims (4)
前記一対のプレートにボルトを直交状に貫通させ、前記ボルトの先端にナットを螺合させて、前記一対のプレートの少なくとも一方における前記ボルトの貫通部分を、前記粘弾性体のせん断変形方向に沿った長孔とする一方、
前記ボルトに、前記一対のプレート間に位置するスペーサを外装して、前記スペーサと前記一対のプレートの少なくとも一方との間に、前記粘弾性体の未変形状態で前記スペーサと当該プレートとを非接触とする隙間を設定したことを特徴とする建物の制震構造。 In the shaft assembly, a viscoelastic damper comprising a pair of plates parallel to the frame surface of the shaft assembly and a viscoelastic body bonded between the plates is provided, and along with the deformation of the shaft assembly during vibration , A vibration control structure of a building in which the pair of plates are moved relative to each other in the opposite direction, and the viscoelastic body is subjected to shear deformation to cause a damping action,
Bolts are passed through the pair of plates orthogonally, and nuts are screwed into the ends of the bolts, so that the bolt penetration portions in at least one of the pair of plates are aligned along the shear deformation direction of the viscoelastic body. While making it a long hole,
The bolt is provided with a spacer positioned between the pair of plates, and the spacer and the plate are not deformed between the spacer and at least one of the pair of plates in an undeformed state of the viscoelastic body. Seismic control structure of a building, characterized by setting a gap for contact.
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JP6297356B2 (en) | 2018-03-20 |
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