JP2018040120A - Damper system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物に取り付けるダンパーの取付部の衝撃力緩和構造を備えたダンパーシステムに関する。 The present invention relates to a damper system including an impact force mitigating structure for a mounting portion of a damper attached to a structure.
橋梁、水門などの土木構造物や、ビル、倉庫、塔などの建築構造物(土木構造物及び建築構造物をまとめて構造物と呼ぶ)の耐震性向上のために地震エネルギーを吸収する制震ダンパーが用いられている。制震ダンパーを備えることにより、地震時に構造物に発生する応力や変形を低減させている。これにより、構造物を構成する部材の断面を縮小させつつ、より大きな地震力に耐えうる安全性を確保し、さらに構造物のコスト及び工期を低減している。また、制震ダンパーは既存の構造物の耐震補強にも用いられており、既存の構造物の補強に要する費用や工期を低減するために活用されている。このような制震ダンパーは、構造物を構成する2つの異なる部材間に取り付けられる。制震ダンパーは、地震により生じる2つの異なる部材間の相対変位によって変形し、構造物に加わる地震エネルギーを吸収する。 Seismic control that absorbs seismic energy to improve the earthquake resistance of civil engineering structures such as bridges and sluices and building structures such as buildings, warehouses, and towers (the civil engineering structures and building structures are collectively referred to as structures) A damper is used. By providing a damping damper, the stress and deformation generated in the structure during an earthquake are reduced. Thereby, the safety | security which can endure a bigger earthquake force is ensured, reducing the cross section of the member which comprises a structure, and also the cost and construction period of a structure are reduced. The damping damper is also used for seismic reinforcement of existing structures, and is used to reduce the cost and construction time required to reinforce existing structures. Such a vibration damping damper is attached between two different members constituting the structure. The damping damper is deformed by the relative displacement between two different members caused by the earthquake, and absorbs the seismic energy applied to the structure.
特許文献1に開示されているところでは、制震ダンパーが橋梁の上部構造と下部構造との間に設けられている。小規模地震による橋梁の上部構造と下部構造との相対移動により制震ダンパーが作動しないように制震ダンパーの端部と橋梁への取付部材との間に間隙を設けている。これにより、通常の温度伸縮や桁の撓みに対して制震ダンパーにより反力が生じたり、制震ダンパーが変形を生じることがないため、長期間の使用においてもダンパーが疲労破壊したり、橋梁を構成する部材に荷重を作用させたりすることがないため、取付部材との間に間隙を有さない制震ダンパーよりも安全性が向上している。 As disclosed in Patent Document 1, a damping damper is provided between the upper structure and the lower structure of the bridge. A gap is provided between the end of the damping damper and the mounting member to the bridge so that the damping damper does not operate due to the relative movement between the upper structure and the lower structure of the bridge due to a small-scale earthquake. As a result, there is no reaction force by the damping damper against normal temperature expansion and contraction or bending of the girder, and the damping damper does not deform. Since no load is applied to the members constituting the, the safety is improved as compared with the vibration control damper that does not have a gap between the mounting members.
特許文献1に開示された制震ダンパーは、ダンパー端部と取付部材との間に設けた間隙を有している。しかし、大規模な地震が発生したときに制震ダンパーが取り付けられている上部構造と下部構造との間との変位により、ダンパー端部と取付部材との間に相対速度が生じる。上部構造と下部構造との間の変位が大きい場合、ダンパー端部と取付部材との間に設けた間隙が詰まる(0になる)が、そのときダンパー端部と取付部材とは、相対速度を持ったまま衝突することになる。この衝突により、ダンパー端部と取付部材とに大きな衝撃力が加わり、制震ダンパーの破断、大きな変形、制震ダンパーを取付部材に取り付けるアンカーの抜け出し、制震ダンパーを取り付けた橋梁本体の損傷が発生するなどの問題があった。 The seismic damper disclosed in Patent Document 1 has a gap provided between the end of the damper and the mounting member. However, when a large-scale earthquake occurs, a relative speed is generated between the end portion of the damper and the mounting member due to the displacement between the upper structure to which the damping damper is attached and the lower structure. When the displacement between the upper structure and the lower structure is large, the gap provided between the damper end and the mounting member is clogged (becomes 0). At that time, the damper end and the mounting member have a relative speed. It will collide with it. Due to this collision, a large impact force is applied to the damper end and the mounting member, breaking of the damping damper, large deformation, pulling out of the anchor that attaches the damping damper to the mounting member, and damage to the bridge body to which the damping damper is attached. There was a problem that occurred.
本発明は上記問題を解決するものであって、ダンパー端部と構造物への取付部材との間に大きな衝撃力が発生しない衝撃力緩和構造を備えたダンパーシステムを提供することを目的とする。 This invention solves the said problem, Comprising: It aims at providing the damper system provided with the impact-force mitigation structure which a big impact force does not generate | occur | produce between a damper edge part and the attachment member to a structure. .
本発明に係るダンパーシステムは、構造物を構成する2つの相対的に変位する異なる構造部材の間に設けられるダンパーシステムであって、2つの前記構造部材の相対変位によるエネルギーを吸収するダンパーと、2つの前記構造部材にそれぞれ取り付けられ、前記ダンパーの端部を支持する取付部と、前記ダンパーと前記取付部との相対的な変位に対して反力を生ずる弾性部材と、前記端部又は前記取付部のうち一方に設けられたスリットと、前記端部又は前記取付部のうち他方に設けられ、該スリットと嵌合する軸と、を備え、前記スリットは、前記軸が前記スリットに沿って変位をすることにより当接する当接部を備え、前記弾性部材は、前記軸と前記当接部との間に配置されている。 The damper system according to the present invention is a damper system provided between two relatively displaceable different structural members constituting a structure, the damper absorbing energy due to the relative displacement of the two structural members, An attachment portion that is attached to each of the two structural members and supports an end portion of the damper; an elastic member that generates a reaction force with respect to a relative displacement between the damper and the attachment portion; A slit provided in one of the mounting portions, and a shaft that is provided in the other of the end portion or the mounting portion and that fits into the slit, and the slit has the shaft along the slit. An abutting portion that abuts by being displaced is provided, and the elastic member is disposed between the shaft and the abutting portion.
本発明に係るダンパーシステムによれば、大規模地震等により橋梁等の構造物に振動が加わった場合、弾性部材が緩衝部材として作用し、ダンパーシステムに衝撃的な力が加わるのを抑制することができる。また、軸と当接部との間には隙間ができる構成になっているため、通常時においては、構造物の設置されている環境の温度による寸法変化や、構造物の設計範囲内の中小規模の地震などにより加わる振動によりダンパーシステムに力が加わることがなく、ダンパーが作動しないようになっている。そのため、ダンパーシステムは、長期にわたる使用によって、ダンパーが疲労破壊したり、構造物に対し余分な荷重をかけて変形を生じさせることもないため、信頼性が高い。 According to the damper system according to the present invention, when vibration is applied to a structure such as a bridge due to a large-scale earthquake or the like, the elastic member acts as a buffer member and suppresses shock force from being applied to the damper system. Can do. In addition, since a gap is formed between the shaft and the abutment portion, the dimensional change due to the temperature of the environment in which the structure is installed and the small and medium sizes within the design range of the structure are normal. The vibration is not applied to the damper system due to vibrations caused by earthquakes of scale, etc., so that the damper does not operate. Therefore, the damper system is highly reliable because the damper does not break down due to fatigue for a long period of time, or an excessive load is applied to the structure to cause deformation.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るダンパーシステム100の一例を示す説明図である。なお、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態(形状や相対的な大きさ)に限定されるものではない。また、添字で区別等している複数の同種の構成部品等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。各実施の形態において、橋梁に取り付けられたダンパーシステム100について説明するが、ダンパーシステム100は、構造物を構成する異なる構造部材の間に設置されていればよい。例えば、橋梁だけに限られず、水門、ビル、倉庫、塔などの土木構造物及び建築構造物(以下、土木構造物及び建築構造物をまとめて「構造物」と称する)にダンパーシステム100を適用しても良い。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a damper system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, each part is shown typically, and the present invention is not limited to the illustrated form (shape and relative size). In addition, when there is no need to particularly distinguish or specify a plurality of the same type of components that are distinguished by subscripts, the subscripts may be omitted and described. In each embodiment, the damper system 100 attached to the bridge will be described. However, the damper system 100 may be installed between different structural members constituting the structure. For example, the damper system 100 is applied not only to bridges but also to civil engineering structures and building structures such as sluices, buildings, warehouses, and towers (hereinafter, the civil engineering structures and building structures are collectively referred to as “structures”). You may do it.
図1において、ダンパーシステム100は、例えば橋梁の上部構造11と下部構造12aとの間に取り付けられるものである。上部構造11は、例えば橋台などの下部構造12a、12bの上に載せられており、可動支承13又は固定支承14を介して載せられている。可動支承13は、上部構造11による下方向の荷重のみを受け、水平方向の荷重は受けない構造になっている。固定支承14は、上部構造11による下方向及び水平方向の荷重を受ける構造になっている。可動支承13は、例えばローラーなどが採用され、上部構造11の水平方向の変位に対してはローラーが回転して拘束されず、下方向のみの荷重を受ける。固定支承14は、例えばヒンジ構造になっており、ヒンジの軸周りの回転はできるが、水平方向及び上下方向の変位はできないようになっている。実施の形態1においては、下方向の荷重は、例えば上部構造11の自重や、橋梁上を走行する車両などの荷重である。
In FIG. 1, a damper system 100 is mounted between, for example, a bridge
ダンパーシステム100は、例えば上部構造11の下部に突出して設けられた取付部材16と下部構造12aと間に設置されている。取付部材16側のダンパーシステム100が取り付けられる上部構造側取付面17と、下部構造12a側のダンパーシステム100が取り付けられる下部構造側取付面18とは、向かい合って設けられている。上部構造11は、可動支承13を介して下部構造12aの上に載置されている。よって、上部構造11が水平方向に変位しても可動支承13は水平方向の荷重を受けることがない。しかし、上部構造11が水平方向に変位すると取付部材16も水平方向に変位する。よって、下部構造12aの下部構造側取付面18と取付部材16の上部構造側取付面17との対向する面の間の距離をLとすると、上部構造11が図1の左方向にdだけ移動すると、距離Lはaだけ縮む。また、上部構造11が図1の右方向にaだけ移動すると、距離Lはaだけ延びる。例えば、橋梁の上部構造11に地震による振動が加わった場合、上部構造11は水平方向の変位し、距離Lは伸び縮みする。
The damper system 100 is installed, for example, between an
図2は、図1のダンパーシステム100の拡大図である。図3は、図2のダンパーシステム100のうちダンパー20のみを示した図である。ダンパーシステム100は、ダンパー20とダンパー20の両端を支持する取付部30a、30bとから構成されている。取付部30aは、下部構造12a側の下部構造側取付面18に取り付けられている。取付部30bは、上部構造11側の上部構造側取付面17に取り付けられている。
FIG. 2 is an enlarged view of the damper system 100 of FIG. FIG. 3 is a view showing only the
取付部30bは、ダンパー20の上部構造11側の端部21bを支持している。実施の形態1においては、取付部30bの取付板31ba及び取付板31bbのそれぞれには軸支持穴38が開口されている。ダンパー20の上部構造11側の端部21bには貫通穴22bが設けられている。そして、軸支持穴38及び貫通穴22bに軸23bが通され、ダンパー20の端部21bは、取付部30bに回転自在に支持される。
The
また、取付部30aは、ダンパー20の下部構造12a側の端部21aを支持している。実施の形態1においては、例えば、取付部30aの取付板31ba及び取付板31bbのそれぞれにスリット32aが設けられている。ダンパー20の下部構造12a側の端部21aには、他方の端部21bと同じく貫通穴22aが設けられている。そして、スリット32a及び貫通穴22aに軸23aが通され、ダンパー20の端部21aは、取付部30aに回転自在に、かつダンパー20の端部21aが取付部30aに対し水平方向に相対変位できる所定の隙間を持って支持されている。
Further, the
(取付部30)
取付部30aは、下部構造12aの下部構造側取付面18に固定される基板37aを備える。基板37aから取付板31aa及び取付板31abが立設されている。取付板31aa及び取付板31abとは同じ形状になるように形成されている。取付板31aa及び取付板31abは、互いに平行に並んで立設されている。取付板31aaと取付板31abとが向かい合っている内側の面である内側面34aaと内側面34abとの間は、ダンパー20の端部21aが挿入可能なように所定の隙間を有する。
(Mounting part 30)
The mounting
取付板31aa及び取付板31abには、平板形状の取付板31aa及び取付板31abのそれぞれを貫通するようにスリット32が開口されている。取付板31aaに開口されているスリット32をスリット32aと呼び、取付板31abに開口されているスリット32をスリット32bと呼ぶ。スリット32は、軸23aがスリット32a、32bの内部に嵌合し、長穴形状の長手方向に沿って軸23aが移動できる程度の幅に設定されている。また、軸23aは、ダンパー20の端部21aに設けられている貫通穴22aとも嵌合している。この構造により、ダンパー20の端部21aは、取付部30aにスリット32に沿った方向に移動でき、かつ回転可能に支持されている。実施の形態1において、スリット32の長手方向は、望ましくはダンパー20の長手方向と平行に形成されている。なお、スリット32の長手方向は、必ずしもダンパー20の長手方向と平行にされる必要はない。上部構造11と下部構造12aとが相対的に変位したときに端部21aが移動するだけの余裕を持っており、上部構造11と下部構造12aとの相対的な変位が所定の量に達したときにダンパー20に荷重がかかるようになっていれば良い。
In the mounting plate 31aa and the mounting plate 31ab, a slit 32 is opened so as to penetrate each of the flat mounting plate 31aa and the mounting plate 31ab. The slit 32 opened in the mounting plate 31aa is called a
スリット32の長手方向の両端には、当接部36が形成されている。取付板31aaに設けられているスリット32aにおいて、当接部36aaは、下部構造12a側に位置し、当接部36abは、上部構造11側、すなわちダンパー20が位置する側に位置する。同様に取付板31abに設けられているスリット32bにおいて、当接部36baは、下部構造12a側に位置し、当接部36bbは、上部構造11側、すなわちダンパー20が位置する側に位置する。
Abutting portions 36 are formed at both ends in the longitudinal direction of the slit 32. In the
当接部36は、スリット32a、32bの幅(短手方向の寸法)を直径とする円弧形状に形成されているが、この形状だけに限定されるものではない。例えば、当接部36は平面であっても良く、軸23aが当接したときに軸23aからの荷重が受けられるようになっていればよい。また、軸23aから当接部36に荷重が加わったときに破損が生じにくい形状であることが望ましい。
The contact portion 36 is formed in an arc shape whose diameter is the width (dimension in the short direction) of the
取付部30bは、上部構造11の上部構造側取付面17に取り付けられる基板37bを備える。基板37bから取付板31ba及び取付板31bbが立設されている。取付板31ba及び取付板31bbとは同じ形状になるように形成されている。取付板31ba及び取付板31bbは、互いに平行に並んで立設されている。取付板31baと取付板31bbとが向かい合っている内側の面である内側面34baと内側面34bbとは、ダンパー20の端部21bが挿入可能なように所定の隙間を有する。
The
取付板31ba及び取付板31bbには、平板形状の取付板31ba及び取付板31bbのそれぞれを貫通するように軸支持穴38が開口されている。取付板31baに開口されている軸支持穴38を軸支持穴38aと呼び、取付板31bbに開口されている軸支持穴38を軸支持穴38bと呼ぶ。軸支持穴38は、軸23bが軸支持穴38の内部に嵌合し、さらに軸23bがダンパー20の端部21bの貫通穴22bにも嵌合している。この構造により、ダンパー20の端部21bは回転可能に支持される。
A shaft support hole 38 is opened in the mounting plate 31ba and the mounting plate 31bb so as to penetrate each of the flat mounting plate 31ba and the mounting plate 31bb. The shaft support hole 38 opened in the mounting plate 31ba is called a
(弾性部材40)
取付板31aaの外側にある外側面35aaには、弾性部材40aa及び弾性部材40abが取り付けられている。弾性部材40aaは、スリット32aの当接部36aaと軸23aとの間に位置する。弾性部材40abは、スリット32aの当接部36abと軸23aとの間に位置する。取付板31abの外側にある外側面35abには、弾性部材40ba及び弾性部材40bbが取り付けられている。弾性部材40baは、スリット32bの当接部36baと軸23aとの間に位置する。弾性部材40bbは、スリット32bの当接部36bbと軸23aとの間に位置する。例えば、軸23aが下部構造12a側に移動したときに、軸23aは、当接部36aa及び当接部36baに当接する前に弾性部材40aa及び弾性部材40baに当たる。また、軸23aが上部構造11側へ移動したときに、軸23aは、当接部36ab及び当接部36bbに当接する前に弾性部材40ab及び弾性部材40bbに当たる。なお、上記に説明したように、取付板31aa側の構造と取付板31ab側の構造とは、ダンパーの中心軸に対し対称的な配置で、同じ構造になっている。
(Elastic member 40)
An elastic member 40aa and an elastic member 40ab are attached to the outer surface 35aa outside the attachment plate 31aa. The elastic member 40aa is located between the contact portion 36aa of the
更に詳しく述べると、実施の形態1においては、軸23aは、スリット32a及びスリット32bから外側に突出している。軸23aの突出している部分である突出部24aは、取付板31aaの外側面35aaに沿って弾性部材40aa及び弾性部材40abと並んで位置し、軸23aがスリット32aに沿って移動すると突出部24aと弾性部材40aa又は弾性部材40abとが当接する。軸23aの突出している部分である突出部24aは、取付板31aaの外側面35aaに沿って弾性部材40aa及び弾性部材40abと並んで位置し、軸23aがスリット32aに沿って移動すると突出部24aと弾性部材40aa又は弾性部材40abとが当接する。軸23aが弾性部材40aaに当接したときに、軸23aのスリット32aの内部に位置する貫通部26aは、当接部36aaに当接していない。すなわち、弾性部材40は、ダンパー20の端部21aが移動できる方向、つまりスリット32の長手方向において、軸23aと当接部36との間に配置されている。実施の形態1においては、弾性部材40は、軸23の突出部24と取付板31の外側面35に沿って並んで配置されているが、これに限られるものではない。軸23aが移動可能な方向において、弾性部材40が軸23aと当接部36との間に位置していればよい。実施の形態1においては、弾性部材は取付板31の外側面35に配置されているが、このように構成すると、弾性部材40の破損、劣化などの発見も容易で、交換も容易であるという利点がある。
More specifically, in the first embodiment, the
弾性部材40は、例えば板バネにより構成されている。板バネとなる鋼材の端部を取付板31に固定し、軸23aがスリット32に沿って動く方向(つまり、スリット32の長手方向)にたわむように固定される。弾性部材40は、軸23の動きに対し反力を与えるように構成されている。なお、弾性部材40は、板バネにより構成されているが、弾性力により軸23aに対し反力を生ずる他の弾性体であっても良い。弾性部材40を取付板31に固定する手段は、特に限定されないが、着脱が可能であれば、弾性部材40の交換が容易である。例えば、弾性部材40の固定を取付板31に締結するネジにより行っても良い。
The elastic member 40 is configured by, for example, a leaf spring. An end portion of a steel material to be a leaf spring is fixed to the mounting plate 31 and fixed so that the
(ダンパー20)
実施の形態1においては、ダンパー20は、座屈拘束型ダンパーである。座屈拘束型ダンパーは、両端に端部21a及び端部21bを備え、端部21a及び端部21bと連結された軸力材29と、軸力材29の外周面を包囲し軸力材29の座屈の発生を抑える補剛管25により構成される。ただし、ダンパー20は、座屈拘束型ダンパーだけに限定されず、例えば鋼材等の金属の塑性変形により上部構造11と下部構造12aとの相対変位を減衰させ、相対変位によるエネルギーを吸収するものであれば他の形式のダンパーを使用しても良い。
(Damper 20)
In the first embodiment, the
ダンパー20の一方の端部21aには、軸23aが通される貫通穴22aが設けられている。ダンパー20の他方の端部21bには、軸23bが通される貫通穴22bが設けられている。貫通穴22a及び貫通穴22bに軸23が通されることにより、ダンパー20は、取付部30に支持される。軸23は、貫通穴22に例えば隙間嵌めされるが、締まり嵌めにより固定されても良い。また、その他の手段により固定されても良い。
One
(ダンパーシステム100の動作について)
図4は、ダンパーシステム100の動作を説明する図であり、図2のダンパー20の端部21aの周辺を拡大した図である。図4に基づいてダンパーシステム100の動作について説明する。なお、ダンパーシステム100の動作の説明は、取付板31aa側の構造についてのみ説明をするが、取付板31ab側においても同様に動作する。
(About operation of damper system 100)
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the damper system 100, and is an enlarged view of the periphery of the
図4(a)に示されるように、ダンパーシステム100は、通常時は軸23aがスリット32aの長手方向の中央部周辺にあるように設置される。例えば橋梁は、通常時においても、上部構造11の上を走行する車両等の振動が加わったり、設置される環境の温度変化、比較的頻度の多い小規模地震などにより上部構造11と下部構造12aとの距離Lが変化する。そのため、軸23aは、スリット32aの中央部周辺に配置するように設置され、軸23aと当接部36aa、36abとが離れた状態にされている。これにより、橋梁上を走る車両の走行による振動や、温度変化による距離Lの変化によりダンパー20に荷重が加わらないようにされている。スリット32aの長手方向の寸法は、通常時の距離Lの変化量を見込んで決定される。また、通常時の軸23aから弾性部材40aa及び弾性部材40abまでの距離は、距離dとなっている。弾性部材40aaは、スリット32aの当接部36aaから距離bだけ軸23aに近い側に配置されている。弾性部材40abは、スリット32aの当接部36abから距離bだけ軸23aに近い側に配置されている。なお、図4において、距離b及び距離dは、弾性部材40aa側と弾性部材40ab側とで等しく設定されているが、弾性部材40aa及び弾性部材40abの各々の位置を変えて異なる距離b及び距離dに設定しても良い。
As shown in FIG. 4A, the damper system 100 is normally installed so that the
図4(b)は、大規模地震等により橋梁に振動が加わったときの状態を示す図であり、特に上部構造11が下部構造12aに近づき、図1における距離Lが短くなった状態を示す。この時、距離Lは、移動距離aだけ短くなっている。移動距離aは、距離dよりも長く、軸23aは弾性部材40aaに当接し、さらに弾性部材40abを弾性変形させている。かつ、軸23aは、スリット32aの当接部36aaに当接している。
FIG. 4B is a diagram showing a state when vibration is applied to the bridge due to a large-scale earthquake or the like, and particularly shows a state where the
図4(c)は、大規模地震等により橋梁に振動が加わったときの状態を示す図であり、特に上部構造11が下部構造12aから遠ざかり、図1における距離Lが長くなった状態を示す。この時、距離Lは、移動距離aだけ長くなっている。移動距離aは、距離dよりも長く、軸23aは弾性部材40abに当接し、さらに弾性部材40abを弾性変形させている。かつ、軸23aは、スリット32aの当接部36abに当接している。
FIG. 4C is a diagram illustrating a state when vibration is applied to the bridge due to a large-scale earthquake or the like. In particular, the
図5は、比較例として弾性部材40が設けられていないダンパーシステム100aの一例を示す図である。なお、ダンパーシステム100aの動作の説明は、取付板31aa側の構造についてのみ説明をするが、取付板31ab側においても同様に動作する。ダンパーシステム100aは、弾性部材40が設けられていないため、図1における距離Lが移動距離aだけ長くなったり短くなったりすると、軸23aが直接当接部36aa又は当接部36bbに当たる。上部構造11と下部構造12とに加わった振動により、上部構造11と下部構造12aとが速度を持って近づいたり離れたりしたときに、軸23aと当接部36aa又は当接部36bbとが瞬間的に当接する。すると、軸23a及び当接部36aa又は当接部36bbには衝撃力が加わる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a damper system 100a in which the elastic member 40 is not provided as a comparative example. In addition, although description of operation | movement of the damper system 100a demonstrates only the structure by the side of the attachment plate 31aa, it operate | moves similarly also at the attachment plate 31ab side. Since the damper system 100a is not provided with the elastic member 40, when the distance L in FIG. 1 is increased or decreased by the moving distance a, the
図6は、図5のダンパーシステム100aにおいて軸23aに加わる力の変化を示した模式図である。以下の説明においても、取付板31aa側の構造において軸23aが当接部36aaに当接する場合について説明をするが、軸23aが当接部36ab、36ba、36bbに当接する場合においても同様である。図6の横軸は、軸23aの初期の位置からの変位量を表しており、図6の縦軸は軸23aにかかる荷重を表している。実線は、軸23aと当接部36aaとが静的に当接したときに軸23aに加わる力の変化を表している。点線は、軸23aと当接部36aaとが相対的な速度を持って当接したときに軸23aに加わる力を模式的に表している。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a change in force applied to the
ダンパーシステム100aにおいて、軸23aが移動距離aだけ移動するとダンパー20aが作用し始める。つまり、軸23aと当接部36aaとが当接し、上部構造11及び下部構造12aからダンパー20aに荷重がかかる。軸23aと当接部36とが静的に当接したとき、例えば長い時間をかけて軸23aから当接部36aaに荷重を加えた場合には、軸23aが移動距離aだけ移動するとダンパーシステム100aに荷重がかかり、荷重を受けるダンパーシステム100aの各部は弾性変形する。具体的には、取付部30a、取付部30b、軸23a、端部21a、端部21b、軸力材29等が弾性変形する。この時、軸23aに加わる力Fは、ダンパーシステム100aの変形量δに比例して増加する。そして、ダンパーシステム100aの変形量δが増加し、ダンパー20の弾性限界に達すると、軸23aに加わる力Fは、ほぼ一定の力Fyになる。この時、例えば、座屈拘束型ダンパーであるダンパー20を構成する軸力材29が降伏し塑性変形する。この時のダンパーシステム100aの変形量を変形量δyとする。軸力材29が塑性変形し始めると、変形量δが大きくなっても荷重はほぼ一定になり、ダンパーシステム100aは、橋梁などに加わる振動によるエネルギーを吸収し、振動を抑える。
In the damper system 100a, when the
一方、ダンパーシステム100aに衝撃的な力が加わった場合の当接部36aaに加わる力の変化について説明する。上部構造11及び下部構造12aに地震などにより振動が加わった場合、軸23aは、当接部36aaに対し相対的な速度を持って移動する。上部構造11及び下部構造12aの振動による相対的な移動距離が移動距離aを超えると、軸23aは、当接部36aaにある速度vで衝突することになる。この時、移動している物体である上部構造11、ダンパーシステム100a、下部構造12a等の質量をmとすると、軸23aと当接部36aaとは運動量mvを持って衝突することになる。軸23aは、瞬間的に当接部36aaに衝突するため、ある瞬間的な時間Δtの間に軸23aに力が加わる。この時、軸23aに加わる力faは、運動量mvを時間Δtで除した値となり、上述した静的に加えた力Fyよりも大きくなる。このときにダンパーシステム100aに加わる力は、短い時間Δtの間だけ作用するため、構成部品である軸力材29が塑性変形しエネルギーを吸収する間もなく、ダンパーシステム100aの各構成部品に作用することになる。これにより、例えば、軸23aが破断したり、取付板31aa、31abが破損するなどの不具合が発生する可能性がある。
On the other hand, a change in the force applied to the contact portion 36aa when an impact force is applied to the damper system 100a will be described. When vibration is applied to the
図7は、図4のダンパーシステム100において軸23aに加わる力の変化を示した模式図である。以下の説明においても、取付板31aa側の構造において軸23aが当接部36aaに当接する場合について説明をするが、軸23aが当接部36ab、36ba、36bbに当接する場合においても同様である。図7の横軸は、上部構造11の下部構造12aに対する相対変位量を表しており、図7の縦軸は軸23aにかかる荷重を表している。実線は、軸23aと当接部36aaとが静的に当接したときに軸23aに加わる力の変化を表している。点線は、軸23aと当接部36aaとが相対的な速度を持って当接したときに軸23aに加わる力を模式的に表している。
FIG. 7 is a schematic diagram showing changes in the force applied to the
ダンパーシステム100において、軸23aが距離dだけ移動すると、軸23aは、弾性部材40aaに当接し、弾性部材40aaを変形させる。図7中の一点鎖線は、弾性部材40aaの変形量と荷重の関係である。また、図7中の細い実線は、ダンパー20の弾性変形による変形量と荷重の関係であり、図6中において実線で示されているものに相当する。軸23aが弾性部材40aaに当接したとき、軸23aに加わる力の変化は、図7中の太い実線の部分Pで表される。部分Pは、例えばダンパーシステム100相当の弾性係数を有するばねと弾性部材40aaの弾性係数を有するばねとを直列に接続したときに、その合成されたばね定数を傾きとする直線になっている。つまり、部分Pの傾きは、ダンパー20のみ又は弾性部材40aaのみに力が加わった場合よりも緩やかな傾きとなる。
In the damper system 100, when the
軸23aが弾性部材40aaに接触してから距離bだけ変形すると、軸23aは、当接部36aaに当接する。軸23aが当接部36aaに当接すると、軸23aに直接荷重がかかるため、図7中の太い実線の部分Qで表された部分の直線の傾きは、ダンパー20の弾性変形による変形量と荷重の関係を表す直線の傾きと同じになる。つまり部分Qの傾きは、図7中の細い実線の傾きと同じになっている。
When the
ダンパーシステム100に静的な荷重がかかった場合は、図7の太い実線で示されるように軸23aにかかる荷重が変化する。しかし、上部構造11及び下部構造12aに地震などにより振動が加わった場合、軸23aは、当接部36に対し相対的な速度を持って移動する。比較例のダンパーシステム100aにおいては、軸23aに衝撃力が入るが、実施の形態1のダンパーシステム100においては、上部構造11及び下部構造12aの振動による相対的な移動距離が移動距離aを超えても、軸23aが当接部36aaに当接するときの衝撃力を抑えることができる。これは、軸23aが当接部36aaに当接する前に弾性部材40aaに当接して弾性部材40aaを変形させ、弾性部材40aaの弾性力により軸23aの当接部36aaに対する相対速度vを抑えることができるためである。これにより、軸23aが持つ運動量mvが抑えられる。さらには、軸23aと当接部36aaとが当接して軸23aに力が加わる時間Δtも長くなる。よって、ダンパーシステム100においては、軸23aに加わる力fは、運動量mvを時間Δtで除した値となり、上述したダンパーシステム100aに加わる力faよりも小さくなる。すなわち、これにより、例えば、軸23aが破断したり、取付板31aa、31abが破損するなどの不具合が発生するのを抑えることができる。
When a static load is applied to the damper system 100, the load applied to the
例えば、実施の形態1において、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbは、以下の様に設定することができる。図7において、距離dを50mmとし、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbの弾性係数を4.5kN/mm、距離bを11mmに設定すると、ダンパー20の軸方向の荷重が50kNで軸23aと当接部36aa、36ba又は当接部36ab、36bbとが当接する。また、図7において、距離dを50mmとし、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbの弾性係数を4.5kN/mm、距離bを7.5mmに設定すると、ダンパー20の軸方向の荷重が80kNで軸23aと当接部36aa、36ba又は当接部36ab、36bbとが当接する。ダンパー20の降伏軸力は、207kNに設定されており、図7のFyは207kNとなり、ダンパー20にかかる軸方向荷重が207kNになると、上部構造11の下部構造12aに対する相対変位量が大きくなってもダンパー20にかかる荷重は変わらない。ダンパー20が降伏することにより、上部構造11と下部構造12aとの間の相対変位のエネルギーを吸収することができる。
For example, in the first embodiment, the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, and 40bb can be set as follows. In FIG. 7, when the distance d is 50 mm, the elastic coefficients of the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, 40bb are set to 4.5 kN / mm and the distance b is set to 11 mm, the axial load of the
(実施の形態1の効果)
実施の形態1に係るダンパーシステム100は、橋梁(本願発明においては「構造物」に相当する)を構成する上部構造11と下部構造12aと(本願発明においては「2つの相対的に変位する異なる構造部材」に相当する)の間に設けられるダンパーシステム100であって、上部構造11と下部構造12aとの相対変位によるエネルギーを吸収するダンパー20と、上部構造11と下部構造12aとにそれぞれ取り付けられ、ダンパー20の端部を支持する取付部30a、30bと、ダンパー20と取付部30aとの相対的な変位に対して反力を生ずる弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbと、端部21a又は取付部30aのうち一方に設けられたスリット32a、32bと、スリット32a、32bに嵌合する端部21a又は取付部30bのうち他方に設けられた軸23aと、を備える。そして、スリット32は、軸23aがスリット32a、32bに沿って変位をすることにより当接する当接部36aa、36ab、36ba、36bbを備える。弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbは、軸23aと当接部36aa、36ab、36ba、36bbとの間に配置されている。
このように構成されることにより、大規模地震等により橋梁等の構造物に振動が加わった場合、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbが緩衝部材として作用し、ダンパーシステム100に衝撃的な力が加わるのを抑制することができる。また、軸23aと当接部36aa、36ab、36ba、36bbとの間には隙間ができる構成になっているため、通常時においては、構造物の設置されている環境の温度による寸法変化や、構造物の設計範囲内の中小規模の地震などにより加わる振動によりダンパーシステム100に力が加わることがなく、ダンパー20が作動しないようになっている。よって、ダンパーシステム100は、長期にわたる使用によって、ダンパー20が疲労破壊したり、構造物に対し余分な荷重をかけて変形を生じさせることもない。
(Effect of Embodiment 1)
The damper system 100 according to the first embodiment includes an
With this configuration, when vibration is applied to a structure such as a bridge due to a large-scale earthquake or the like, the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, and 40bb act as a buffer member, and shock force is applied to the damper system 100. Can be suppressed. In addition, since there is a gap between the
また、実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、軸23aは、端部21aが取付部30aに対し相対的に変位することにより弾性部材40aa、40ba又は弾性部材40ab、40bbに当接して弾性部材40aa、40ba又は弾性部材40ab、40bbを変形させ、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbが弾性変形できる変形量の範囲内で軸23aと当接部36aa、36ba、36ab、36bbとが当接する。
このように構成されることにより、大規模地震等により橋梁等の構造物に振動が加わった場合であっても、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbが破損することなく緩衝部材として作用し続けることができる。例えば、大規模地震等の振動により上部構造11と下部構造12aとの間の距離Lが近づいたり離れたりを繰り返したときには、弾性部材40に軸23aが繰り返し当接することになるが、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbが弾性変形できる変形量の範囲内で軸23aはスリット32a、32bの当接部36aa、36ba、36ab、36bbと当接する。これにより、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbは、塑性変形や破損することが無く、緩衝部材として作用し続けることが可能となる。
Further, according to the damper system 100 according to the first embodiment, the
By being configured in this way, even when a vibration is applied to a structure such as a bridge due to a large-scale earthquake or the like, the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, and 40bb continue to act as buffer members without being damaged. be able to. For example, when the distance L between the
また、実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbは、取付板31aa、31abの外側面35aa、35abに設けられる。本願発明においては、取付板31aa、31abの外側面35aa、35abは、スリット32a、32bが開口している面に相当する。
このように構成されることにより、弾性部材40は、構造物に長期間設置された場合に、破損や劣化が生じても発見しやすく、また、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbの交換作業も容易になる。
Further, according to the damper system 100 according to the first embodiment, the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, 40bb are provided on the outer surfaces 35aa, 35ab of the mounting plates 31aa, 31ab. In the present invention, the outer surfaces 35aa and 35ab of the mounting plates 31aa and 31ab correspond to the surfaces where the
By being configured in this manner, the elastic member 40 is easy to detect even if it is damaged or deteriorated when it is installed in a structure for a long time, and the replacement work of the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, 40bb Will also be easier.
また、実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、取付部30aは、例えば上部構造11の取付部30bを取り付ける面から下部構造12aの取付部30aを取り付ける面に向かって立設される互いに平行な一対の取付板31aa、31abを備える。端部21aは、一対の取付板31aa、31abの間に挿入される。なお、本願発明においては、上部構造11及び下部構造12aが、一方の構造部材及び他方の構造部材に相当する。
また、実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、スリット32a、32bは、取付板31aa、31abに形成される。軸23aは、ダンパー20の端部21aに形成されている。
さらに、実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、軸23aは、スリット32a、32bの内部に位置する貫通部26a、26bと、取付板31aa、31abから外側に突出している突出部24a、24bとを備える。弾性部材40aa、40abは、取付板31aaの外側面35aaに取り付けられ、弾性部材40ba、40bbは、取付板31abの外側面35abに取り付けられ端部21aが取付部30aに対し相対的に変位することにより突出部24a、24bと当接する。なお、本願発明において、「外側面35」は、「取付板の外側の面」に相当する。
このように構成されることにより、ダンパーシステム100は、簡易な構造であり、製造、設置も容易でコストを低減することができる。
In addition, according to the damper system 100 according to the first embodiment, the
Further, according to the damper system 100 according to the first embodiment, the
Furthermore, according to the damper system 100 according to the first embodiment, the
With this configuration, the damper system 100 has a simple structure, can be easily manufactured and installed, and can reduce costs.
また、実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、弾性部材40は、スリット32の長手方向に反力を生ずるように配置されている。
このように構成されることにより、スリット32の内側を軸23aが移動し、軸23aが弾性部材40に当接したときに、弾性部材40から軸23aに大きい反力を与えることができる。これにより、大規模地震等の振動が構造物に加わっても、軸23aの移動する速度vを緩和させることができるため、ダンパーシステム100の信頼性を向上させることができる。
Further, according to the damper system 100 according to the first embodiment, the elastic member 40 is arranged so as to generate a reaction force in the longitudinal direction of the slit 32.
With this configuration, when the
実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、弾性部材40aa、40ab、40ba、40bbは、板バネにより構成される。
このように構成されることにより、大規模地震等の振動が構造物に加わっても、簡易な構造で軸23aと当接部36との衝突を緩和させることができる。
According to the damper system 100 according to the first embodiment, the elastic members 40aa, 40ab, 40ba, and 40bb are configured by leaf springs.
With this configuration, even when vibration such as a large-scale earthquake is applied to the structure, the collision between the
実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、ダンパー20は、座屈拘束型ダンパーである。
このように構成されることにより、大規模地震等の振動が構造物に加わったときに、振動によるエネルギーを吸収することができ、構造物の耐震性を向上させることができる。
According to the damper system 100 according to the first embodiment, the
With this configuration, when vibration such as a large-scale earthquake is applied to the structure, energy due to the vibration can be absorbed, and the earthquake resistance of the structure can be improved.
実施の形態1に係るダンパーシステム100によれば、軸23aから当接部36aa、36ba、36ab、36bbまでの距離は、構造物の環境温度による伸縮量よりも大きく設定されている。
このように構成されることにより、軸23と当接部36aa、36ba、36ab、36bbとの間には適正な隙間ができる構成になっているため、通常時においては、構造物の設置されている環境の温度による寸法変化や、構造物の設計範囲内の中小規模の地震などにより加わる振動によりダンパーシステム100に力が加わることがなく、ダンパー20が作動しないようになっている。よって、ダンパーシステム100は、長期にわたる使用によって、ダンパー20が疲労破壊したり、構造物に対し余分な荷重をかけて変形を生じさせることもない。
According to the damper system 100 according to the first embodiment, the distance from the
With this configuration, an appropriate gap is formed between the shaft 23 and the abutting portions 36aa, 36ba, 36ab, and 36bb. The
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係るダンパーシステム200は、実施の形態1に係るダンパーシステム100に対し、ダンパー20の端部21aの周辺の構造を変更したものである。実施の形態2に係るダンパーシステム200においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態2に係るダンパーシステム200の各部については、各図面において同一の機能及び構造を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
[Embodiment 2]
The damper system 200 according to the second embodiment of the present invention is obtained by changing the structure around the
図8は、実施の形態2に係るダンパーシステム200の拡大図である。図8は、図1における取付部30aの周辺の拡大図である。実施の形態1に係るダンパーシステム100と異なり、ダンパーシステム200は、弾性部材240a、240b及びスリット232a、232bがダンパー220に設けられ、軸223aが取付部230aに固定されている。
FIG. 8 is an enlarged view of the damper system 200 according to the second embodiment. FIG. 8 is an enlarged view of the periphery of the
ダンパー220の下部構造12a側の端部221aは、2枚の板状の平板部225aa、225abを平行に対向させて端部基板226aに立設されている。平板部225aa、225abは同じ形状になっている。平板部225aaにはスリット232aが、平板部225abにはスリット232bが開口されている。スリット232a及びスリット232bの長手方向は、望ましくはダンパー220の長手方向と平行に形成されている。なお、スリット232a、232bの長手方向は、必ずしもダンパー220の長手方向と平行にされる必要はない。上部構造11と下部構造12aとが相対的に変位したときに端部221aが移動するだけの余裕を持っており、上部構造11と下部構造12aとの相対的な変位が所定の量に達したときにダンパー220に荷重がかかるようになっていれば良い。
The
スリット232aの長手方向の両端には、当接部236aa、236abが形成されている。スリット232bの長手方向の両端には、当接部236ba、236bbが形成されている。平板部225aaに設けられているスリット232aにおいて、当接部236aaは、下部構造12a側に位置し、当接部236abは、上部構造11側、すなわちダンパー220が位置する側に位置する。同様に平板部225abに設けられているスリット232bにおいて、当接部236baは、下部構造12a側に位置し、当接部236bbは、上部構造11側、すなわちダンパー220が位置する側に位置する。
At both ends in the longitudinal direction of the
平板部225aa、225abの間は、所定の間隔が開けられており、その間に弾性部材240a、240bが配置されている。実施の形態2においては、弾性部材240a、240bは、彎曲した板バネを複数枚重ねたものであり、軸223aに近い方の端部が当接部236aa、236ab、236ba、236bbよりも軸223aに近い位置に来るように配置されている。弾性部材240a、240bは、軸223aの動きに対し反力を与えるように構成されている。弾性部材240a、240bは、図8に示されている複数枚の板バネを重ねたものに限られない。例えば実施の形態1の弾性部材40のような一枚の板バネにより構成されていても良い。
A predetermined interval is provided between the flat plate portions 225aa and 225ab, and the
弾性部材240a、240bの軸223aと反対側の端部は、弾性部材支持部227a、227bが設置されている。実施の形態2においては、弾性部材支持部227a、227bは、平板部225aaと平板部225abの間を繋ぐように設けられた平板であるが、軸223aが弾性部材240a、240bに当接することにより発生する力を支持できれば他の形状であっても良い。
Elastic
なお、実施の形態2においては、ダンパー220の端部221aに2枚の平板部225aa、225abを設け、その間に弾性部材240a、240bを配置する構成となっているが、他の構成をとっても良い。例えば、端部221aを1枚の平板部225により構成し、平板部225にスリット232を設け、スリット232に軸223aを通し、スリット232が開口している面に弾性部材240を取り付けてもよい。つまり、ダンパー220の端部221aにスリット232と弾性部材240とを設けて、取付部230側に固定されている軸223aがスリット232内を移動するような構成で、軸223aと弾性部材240とが当接したときに反力を生ずるように構成されていれば、他の構造をとっても良い。
In the second embodiment, two flat plate portions 225aa and 225ab are provided on the
(実施の形態2の効果)
実施の形態2に係るダンパーシステム200によれば、スリット232a、232bは、ダンパー220の端部221aに形成される。軸223aは、一対の取付板231aa、231abの対向している内側面の間に設けられ、ダンパー220の端部221aに形成されたスリット232a、232bを貫通している。
また、実施の形態2に係るダンパーシステム200によれば、ダンパー220の端部221aは、取付板231に略平行に配置される平板部225aa、225abを備える。平板部225aaのスリット232a、232bがそれぞれ開口している面に弾性部材240が取り付けられている。
さらに、実施の形態2に係るダンパーシステム200によれば、ダンパー220の端部221は、一対の平行に配置された平板部225を備える。一対の平板部225は、それぞれスリット232を有する。弾性部材240は、一対の平板部225の間に配置されている。
このように構成されることにより、取付部230が簡易な構成であり、既に構造物に取り付けられているダンパーシステムのダンパーのみを交換することにより、実施の形態2に係るダンパーシステム200を構造物に導入できる。また、長期間にわたってダンパーシステム200を設置した場合に、ダンパー220のみを交換することにより、弾性部材240も交換できる。さらには、上部構造11及び下部構造12aにアンカーなどにより固定されている取付部230aを取り外しすることなくダンパー220を新規なものに交換することができるため、交換作業が容易で、構造物に損傷を与えることもない。
(Effect of Embodiment 2)
According to the damper system 200 according to the second embodiment, the
Further, according to the damper system 200 according to the second embodiment, the
Furthermore, according to the damper system 200 according to Embodiment 2, the end portion 221 of the
By being configured in this way, the mounting portion 230 has a simple configuration, and the damper system 200 according to the second embodiment is replaced with a structure by replacing only the damper of the damper system that is already attached to the structure. Can be introduced. In addition, when the damper system 200 is installed over a long period of time, the elastic member 240 can also be replaced by replacing only the
[実施の形態3]
本発明の実施の形態3に係るダンパーシステム300は、実施の形態1に係るダンパーシステム100に対し、ダンパー20の端部21aの周辺の構造を変更したものである。実施の形態3に係るダンパーシステム300においては、実施の形態1に対する変更点を中心に説明する。実施の形態3に係るダンパーシステム300の各部については、各図面において同一の機能及び構造を有するものは実施の形態1の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。
[Embodiment 3]
The damper system 300 according to the third embodiment of the present invention is obtained by changing the structure around the
図9は、実施の形態3に係るダンパーシステム300の拡大図である。図9は、図1における取付部30aの周辺の拡大図である。実施の形態1に係るダンパーシステム100と同じく、ダンパーシステム300は、弾性部材340a、340b及びスリット332a、332bが取付部330aに設けられ、軸323aがダンパー320の端部321aに固定されている。
FIG. 9 is an enlarged view of the damper system 300 according to the third embodiment. FIG. 9 is an enlarged view of the periphery of the
ダンパー320の下部構造12a側の端部321aは、2枚の板状の平板部325aa、325abを平行に対向させて端部基板326aに立設されている。平板部325aa、325abは同じ形状に形成されている。平板部325aaと平板部325abとの間には、軸323aが固定されている。
The
取付部330aは、下部構造12aの下部構造側取付面18に固定される基板337aを備える。基板337aから取付板331aa及び取付板331abが立設されている。取付板331aaと取付板331abは、ダンパー320の端部321aに設けられた平板部325aaと平板部325abとの間に位置するように組み立てられる。取付板331aa及び取付板331abとは同じ形状になるように形成されている。
The
取付板331aaにはスリット332aが、取付板331abにはスリット332bが開口されている。スリット332a及びスリット332bの長手方向は、望ましくはダンパー320の長手方向と平行に形成されている。なお、スリット332a、332bの長手方向は、必ずしもダンパー320の長手方向と平行にされる必要はない。上部構造11と下部構造12aとが相対的に変位したときに端部321aが移動するだけの余裕を持っており、上部構造11と下部構造12aとの相対的な変位が所定の量に達したときにダンパー320に荷重がかかるようになっていれば良い。
The mounting plate 331aa has a
スリット332aの長手方向の両端には、当接部336aa、336abが形成されている。スリット332bの長手方向の両端には、当接部336ba、336bbが形成されている。取付板331aaに設けられているスリット332aにおいて、当接部336aaは、下部構造12a側に位置し、当接部336abは、上部構造11側、すなわちダンパー320が位置する側に位置する。同様に取付板331abに設けられているスリット332bにおいて、当接部336baは、下部構造12a側に位置し、当接部336bbは、上部構造11側、すなわちダンパー320が位置する側に位置する。
At both ends in the longitudinal direction of the
取付板331aa、331abの間は、所定の間隔が開けられており、その間に弾性部材340a、340bが配置されている。実施の形態2においては、弾性部材340a、340bは、平板形状の板バネを複数枚重ねたものであり、軸323aに近い方の端部が当接部336aa、336ab、336ba、336bbよりも軸323aに近い位置に来るように配置されている。弾性部材340a、340bは、軸323aの動きに対し反力を与えるように構成されている。弾性部材340a、340bは、図8に示されている複数枚の板バネを重ねたものに限られない。例えば実施の形態1の弾性部材340のような一枚の板バネにより構成されていても良い。
A predetermined gap is provided between the mounting plates 331aa and 331ab, and
(実施の形態3の効果)
実施の形態3に係るダンパーシステム300によれば、ダンパー320の端部321aは、一対の平行に配置された平板部325aa、325abを備え、取付部330aは、 下部構造12aの取付部330aを取り付ける面から上部構造11の取付部330bを取り付ける面に向かって立設される互いに平行な一対の取付板331aa、331abを備える。そして、一対の取付板331aa、331abは、一対の平板部325aa、325abの間に挿入される。
また、実施の形態3に係るダンパーシステム300によれば、スリット332aは、取付板331abに形成され、軸323aは、一対の平板部325aa、325abの間に固定される。
このように構成されることにより、実施の形態1のダンパーシステム100と同様な効果を得つつ、構造物に取付容易なダンパーシステム300を得ることができる。
(Effect of Embodiment 3)
According to the damper system 300 according to the third embodiment, the
Further, according to the damper system 300 according to the third embodiment, the
With this configuration, it is possible to obtain the damper system 300 that can be easily attached to the structure while obtaining the same effects as those of the damper system 100 of the first embodiment.
本発明によれば、構造物に加わる振動によるエネルギーを吸収すると共に、通常時、構造物の設計範囲内の振動においては作動せず、大規模地震等の大きな振動が加わったときに作動し、かつ衝撃力を緩和できる。そのため、橋梁下部等に限定されることなく、土木構造物や建築構造物の制振耐震部材として、広く利用することができる。 According to the present invention, while absorbing energy due to vibration applied to the structure, it does not operate normally in vibration within the design range of the structure, and operates when large vibration such as a large-scale earthquake is applied, And the impact force can be reduced. Therefore, it can be widely used as a vibration-damping and earthquake-resistant member for civil engineering structures and building structures without being limited to the lower part of the bridge.
11 上部構造、12 下部構造、12a 下部構造、13 可動支承、14 固定支承、16 取付部材、17 上部構造側取付面、18 下部構造側取付面、20 ダンパー、20a ダンパー、21 端部、21a 端部、21b 端部、22 貫通穴、22a 貫通穴、22b 貫通穴、23 軸、23a 軸、23b 軸、24 突出部、24a 突出部、25 補剛管、26a 貫通部、26b 貫通部、29 軸力材、30 取付部、30a 取付部、30b 取付部、31 取付板、31aa 取付板、31ab 取付板、31ba 取付板、31bb 取付板、32 スリット、32a スリット、32b スリット、34aa 内側面、34ab 内側面、34ba 内側面、34bb 内側面、35 外側面、35aa 外側面、35ab 外側面、36 当接部、36a 当接部、36aa 当接部、36ab 当接部、36ba 当接部、36bb 当接部、37a 基板、37b 基板、38 軸支持穴、38a 軸支持穴、38b 軸支持穴、40 弾性部材、40a 弾性部材、40aa 弾性部材、40ab 弾性部材、40b 弾性部材、100 ダンパーシステム、100a ダンパーシステム、200 ダンパーシステム、220 ダンパー、221 端部、221a 端部、223 軸、223a 軸、225 平板部、225aa 平板部、225ab 平板部、226a 端部基板、227 弾性部材支持部、227a 弾性部材支持部、227b 弾性部材支持部、230 取付部、230a 取付部、231 取付板、231aa 取付板、231ab 取付板、232 スリット、232a スリット、232b スリット、236 当接部、236aa 当接部、236ab 当接部、236ba 当接部、236bb 当接部、240 弾性部材、240a 弾性部材、240b 弾性部材、F 力、Fy 力、L 距離、P (図7中の太い実線で表された)部分、Q (図7中の太い実線で表された)部分、a 移動距離、b 距離、d 距離、f 力、fa 力、mv 運動量、v 速度、δ 変形量、δy 変形量。 11 Upper structure, 12 Lower structure, 12a Lower structure, 13 Movable support, 14 Fixed support, 16 Mounting member, 17 Upper structure side mounting surface, 18 Lower structure side mounting surface, 20 Damper, 20a Damper, 21 End, 21a End Part, 21b end part, 22 through hole, 22a through hole, 22b through hole, 23 axis, 23a axis, 23b axis, 24 protruding part, 24a protruding part, 25 stiffening tube, 26a through part, 26b through part, 29 axis Force material, 30 mounting portion, 30a mounting portion, 30b mounting portion, 31 mounting plate, 31aa mounting plate, 31ab mounting plate, 31ba mounting plate, 31bb mounting plate, 32 slit, 32a slit, 32b slit, 34aa inside surface, 34ab inside Side, 34ba inner side, 34bb inner side, 35 outer side, 35aa outer side, 35ab outer side 36 contact part, 36a contact part, 36aa contact part, 36ab contact part, 36ba contact part, 36bb contact part, 37a substrate, 37b substrate, 38 shaft support hole, 38a shaft support hole, 38b shaft support hole 40 elastic member, 40a elastic member, 40aa elastic member, 40ab elastic member, 40b elastic member, 100 damper system, 100a damper system, 200 damper system, 220 damper, 221 end, 221a end, 223 axis, 223a axis, 225 flat plate portion, 225aa flat plate portion, 225ab flat plate portion, 226a end substrate, 227 elastic member support portion, 227a elastic member support portion, 227b elastic member support portion, 230 attachment portion, 230a attachment portion, 231 attachment plate, 231aa attachment plate 231ab mounting plate, 232 slit, 2 2a slit, 232b slit, 236 contact part, 236aa contact part, 236ab contact part, 236ba contact part, 236bb contact part, 240 elastic member, 240a elastic member, 240b elastic member, F force, Fy force, L Distance, P (represented by thick solid line in FIG. 7), Q (represented by thick solid line in FIG. 7), a moving distance, b distance, d distance, f force, fa force, mv momentum , V speed, δ deformation amount, δy deformation amount.
Claims (15)
2つの前記構造部材の相対変位によるエネルギーを吸収するダンパーと、
2つの前記構造部材にそれぞれ取り付けられ、前記ダンパーの端部を支持する取付部と、
前記ダンパーと前記取付部との相対的な変位に対して反力を生ずる弾性部材と、
前記端部又は前記取付部のうち一方に設けられたスリットと、
前記端部又は前記取付部のうち他方に設けられ、該スリットと嵌合する軸と、を備え、
前記スリットは、
前記軸が前記スリットに沿って変位をすることにより当接する当接部を備え、
前記弾性部材は、
前記軸と前記当接部との間に配置されている、ダンパーシステム。 A damper system provided between two relatively displaceable different structural members constituting a structure,
A damper that absorbs energy due to the relative displacement of the two structural members;
An attachment portion attached to each of the two structural members, and supporting an end portion of the damper;
An elastic member that generates a reaction force against relative displacement between the damper and the mounting portion;
A slit provided on one of the end part or the attachment part;
A shaft that is provided on the other of the end portion or the attachment portion and fits with the slit;
The slit is
A contact portion that contacts when the shaft is displaced along the slit;
The elastic member is
A damper system disposed between the shaft and the contact portion.
前記端部が前記取付部に対し相対的に変位することにより前記弾性部材に当接して前記弾性部材を変形させ、前記弾性部材が弾性変形できる変形量の範囲内で当該軸と前記当接部とが当接する、請求項1に記載のダンパーシステム。 The axis is
When the end portion is displaced relative to the mounting portion, the elastic member is deformed by contacting the elastic member, and the shaft and the abutting portion are within a deformation amount range in which the elastic member can be elastically deformed. The damper system according to claim 1, wherein
前記スリットが開口している面に設けられる、請求項1又は2に記載のダンパーシステム。 The elastic member is
The damper system of Claim 1 or 2 provided in the surface where the said slit is opening.
一方の前記構造部材の前記取付部を取り付ける面から他方の前記構造部材の前記取付部を取り付ける面に向かって立設される互いに平行な一対の取付板を備え、
前記端部は、
一対の前記取付板の間に挿入される、請求項1〜3の何れか1項に記載のダンパーシステム。 The mounting portion is
A pair of mounting plates parallel to each other provided upright from a surface to which the mounting portion of one of the structural members is mounted toward a surface to which the mounting portion of the other structural member is mounted;
The end is
The damper system according to any one of claims 1 to 3, wherein the damper system is inserted between the pair of mounting plates.
前記取付板に形成され、
前記軸は、
前記ダンパーの前記端部に形成されている、請求項4に記載のダンパーシステム。 The slit is
Formed on the mounting plate,
The axis is
The damper system according to claim 4, wherein the damper system is formed at the end of the damper.
前記スリットの内部に位置する貫通部と、
前記取付板から外側に突出している突出部とを備え、
前記弾性部材は、
前記取付板の外側の面に取り付けられ、前記端部が前記取付部に対し相対的に変位することにより前記突出部と当接する、請求項5に記載のダンパーシステム。 The axis is
A penetrating part located inside the slit;
A projecting portion projecting outward from the mounting plate,
The elastic member is
The damper system according to claim 5, wherein the damper system is attached to an outer surface of the attachment plate, and the end portion comes into contact with the protruding portion by being displaced relative to the attachment portion.
前記ダンパーの前記端部に形成され、
前記軸は、
一対の前記取付板の対向している内側面の間に設けられ、前記ダンパーの前記端部に形成された前記スリットを貫通している、請求項4に記載のダンパーシステム。 The slit is
Formed at the end of the damper,
The axis is
The damper system according to claim 4, wherein the damper system is provided between inner surfaces facing each other of the pair of mounting plates and penetrates the slit formed in the end portion of the damper.
前記取付板に略平行に配置される平板部を備え、
前記平板部の前記スリットが開口している面に前記弾性部材が取り付けられている、請求項7に記載のダンパーシステム。 The end of the damper is
A flat plate portion disposed substantially parallel to the mounting plate;
The damper system according to claim 7, wherein the elastic member is attached to a surface of the flat plate portion where the slit is open.
一対の略平行に配置された平板部を備え、
前記取付部の一対の前記取付板は、
それぞれ前記スリットを有し、
前記弾性部材は、
一対の前記平板部の間に配置されている、請求項7に記載のダンパーシステム。 The end of the damper is
Comprising a pair of substantially parallel flat plate portions,
A pair of the mounting plates of the mounting part,
Each having the slit,
The elastic member is
The damper system of Claim 7 arrange | positioned between a pair of said flat plate part.
一対の平行に配置された平板部を備え、
前記取付部は、
一方の前記構造部材の前記取付部を取り付ける面から他方の前記構造部材の前記取付部を取り付ける面に向かって立設される互いに平行な一対の取付板を備え、
一対の前記取付板は、
一対の前記平板部の間に挿入される、請求項1〜3の何れか1項に記載のダンパーシステム。 The end of the damper is
Comprising a pair of parallel plate portions,
The mounting portion is
A pair of mounting plates parallel to each other provided upright from a surface to which the mounting portion of one of the structural members is mounted toward a surface to which the mounting portion of the other structural member is mounted;
The pair of mounting plates is
The damper system according to any one of claims 1 to 3, wherein the damper system is inserted between the pair of flat plate portions.
前記取付板に形成され、
前記軸は、
一対の前記平板部の間に固定される、請求項10に記載のダンパーシステム。 The slit is
Formed on the mounting plate,
The axis is
The damper system according to claim 10, wherein the damper system is fixed between the pair of flat plate portions.
前記スリットの長手方向に反力を生ずるように配置されている、請求項1〜11の何れか1項に記載のダンパーシステム。 The elastic member is
The damper system according to any one of claims 1 to 11, wherein the damper system is arranged so as to generate a reaction force in a longitudinal direction of the slit.
板バネにより構成される、請求項1〜12の何れか1項に記載のダンパーシステム。 The elastic member is
The damper system according to any one of claims 1 to 12, comprising a leaf spring.
座屈拘束型ダンパーである、請求項1〜13の何れか1項に記載のダンパーシステム。 The damper is
The damper system according to any one of claims 1 to 13, which is a buckling-restrained damper.
前記構造物の環境温度による2つの相対的に変位する異なる前記構造部材の変位及び小規模地震による2つの相対的に変位する異なる前記構造部材の変位よりも大きく設定されている、請求項1〜14の何れか1項に記載のダンパーシステム。 The distance from the shaft to the contact portion is
The displacement is set larger than the displacement of two relatively displaced different structural members due to the environmental temperature of the structure and the displacement of two relatively displaced different structural members due to a small-scale earthquake. The damper system according to any one of 14.
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