JP2024044028A - Vibration damping device and vibration damping device installation structure - Google Patents
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Abstract
【課題】木造建物における柱梁架構のエネルギー吸収性能の向上を図る。【解決手段】木質の柱2と木質の梁3を含んで構成された柱梁架構1内に設けられる制振装置50が、梁の下方に配置される複数の脚部51と、複数の脚部51における上端部間に架け渡されているとともに梁と平行に配置される長尺な横架部52と、横架部52における上面の長さ方向に並べられて固定された複数の弾塑性ダンパー部53と、複数の弾塑性ダンパー部53のそれぞれに連結されているとともに梁3の下面に固定され、横架部52の長さ方向に沿って長尺な梁連結部54と、を備える。【選択図】図1[Problem] To improve the energy absorption performance of a column-beam structure in a wooden building. [Solution] A vibration control device 50 installed in a column-beam structure 1 including a wooden column 2 and a wooden beam 3 includes a plurality of legs 51 arranged below the beam, a long horizontal section 52 that is bridged between the upper ends of the plurality of legs 51 and arranged parallel to the beam, a plurality of elastic-plastic damper sections 53 arranged in the longitudinal direction of the upper surface of the horizontal section 52 and fixed, and a beam connecting section 54 that is connected to each of the plurality of elastic-plastic damper sections 53, is fixed to the underside of the beam 3, and is long along the longitudinal direction of the horizontal section 52. [Selected Figure] Figure 1
Description
新規性喪失の例外適用申請有り There is an application for exception to loss of novelty.
本発明は、制振装置及び制振装置の設置構造に関する。 The present invention relates to a vibration damping device and an installation structure for the vibration damping device.
従来、例えば中層・高層の木造建物や延べ面積の広い木造建物のような、比較的規模の大きな木造建物を構築する技術が知られている。例えば特許文献1においては、四角筒状に形成された木質組立柱と木質組立梁を箱形の接合金物によって強固に接合することで、比較的規模の大きい木造建物を構成し得る柱梁架構を構築している。
Conventionally, there are known techniques for constructing relatively large wooden buildings, such as mid-rise and high-rise wooden buildings and wooden buildings with a large total floor area. For example, in
ところで、近年、二酸化炭素の排出量を実質ゼロにするカーボンニュートラルの推進による脱炭素社会の実現や、SDGs(Sustainable Development Goals)の目標達成が求められており、建築業界においても中層・高層の建物を、二酸化炭素排出量の少ない木造とする取り組みが進められている。そのため、規模の大きい木造建物を建築するにあたっては、例えば地震時や台風時の水平荷重に対して更に十分に抵抗し得るように、木造建物を構成する柱梁架構のエネルギー吸収性能を高める技術の導入が求められている。 Incidentally, in recent years, there has been a demand for the realization of a decarbonized society by promoting carbon neutrality, which reduces carbon dioxide emissions to virtually zero, and for achieving the goals of the SDGs (Sustainable Development Goals). Efforts are underway to make the building wooden, which emits less carbon dioxide. Therefore, when constructing large-scale wooden buildings, it is necessary to develop technologies that improve the energy absorption performance of the pillar-beam structures that make up wooden buildings, so that they can better resist horizontal loads during earthquakes and typhoons. Introduction is required.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、木造建物における柱梁架構のエネルギー吸収性能の向上を図ることである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the energy absorption performance of a column-beam frame in a wooden building.
請求項1に記載の発明は、例えば図1~図12に示すように、木質の柱2と木質の梁3を含んで構成された柱梁架構1内に設けられる制振装置50であって、
前記梁の下方に配置される複数の脚部51と、
前記複数の脚部51における上端部間に架け渡されているとともに前記梁と平行に配置される長尺な横架部52と、
前記横架部52における上面の長さ方向に並べられて固定された複数の弾塑性ダンパー部53と、
前記複数の弾塑性ダンパー部53のそれぞれに連結されているとともに前記梁3の下面に固定され、前記横架部52の長さ方向に沿って長尺な梁連結部54と、を備えることを特徴とする。
The invention described in
A plurality of
A long
A plurality of elastic-
It is characterized by having a long
請求項1に記載の発明によれば、梁3と平行に配置される横架部52の長さ方向に沿って長尺な梁連結部54を介して、複数の弾塑性ダンパー部53を梁3の下面に固定できるので、複数の弾塑性ダンパー部53によって、制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができる。例えば地震時や台風時には柱梁架構1に対して水平荷重がかかることになるが、このように複数の弾塑性ダンパー部53によって、柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができるので、地震時や台風時の水平荷重に対して十分に抵抗できるようになり、比較的規模の大きい木造建物を構築する上で有利となる。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明は、例えば図1,図10~図12に示すように、請求項1に記載の制振装置50において、
各々の前記弾塑性ダンパー部53は、前記横架部52の上面に固定されて前記梁連結部54に向かって突出する立ち上がり板部531と、一端部が前記立ち上がり板部531の側面に接合されたダンパー本体532と、を有しており、
前記梁連結部54は、前記梁3の下面に固定される固定板部541と、前記固定板部541から前記横架部52に向かって垂下する垂下板部542と、を有しており、
前記各々の弾塑性ダンパー部53における前記立ち上がり板部531と、前記梁連結部における前記垂下板部542は平行かつ対向して配置されており、
前記ダンパー本体532の他端部は、前記垂下板部542の側面に接合されていることを特徴とする。
The invention described in
Each of the elastic-
The
The rising
The other end of the
請求項2に記載の発明によれば、各々の弾塑性ダンパー部53における立ち上がり板部531と、梁連結部54における垂下板部542は平行かつ対向して配置されているので、立ち上がり板部531と垂下板部542は、横方向に向かい合った状態となる。そして、ダンパー本体532の一端部が立ち上がり板部531の側面に接合され、他端部が垂下板部542の側面に接合されているので、制振装置50と梁3との間において、ダンパー本体532を、横方向に向かい合った状態の立ち上がり板部531と垂下板部542との間に設けることができる。これにより、制振装置50と梁3との間の限られたスペース内で、ダンパー本体532の設置スペースを確保することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明は、例えば図1,図10~図12に示すように、請求項2に記載の制振装置50において、
前記各々の弾塑性ダンパー部53は、一対の前記立ち上がり板部531と、一対の前記ダンパー本体532と、を有しており、
前記一対の立ち上がり板部531のうち一方は、前記横架部52の長さ方向に沿う一側縁側に配置され、他方は、前記横架部52の長さ方向に沿う他側縁側に配置され、
前記梁連結部54における前記垂下板部542は、前記一対の立ち上がり板部531間に配置され、
前記一対のダンパー本体532のうち一方は、一方の前記立ち上がり板部531と前記垂下板部542との間に設けられ、他方は、他方の前記立ち上がり板部531と前記垂下板部542との間に設けられていることを特徴とする。
The invention described in
Each of the elastic-
One of the pair of rising
The
One of the pair of
請求項3に記載の発明によれば、一対のダンパー本体532のうち一方は、一方の立ち上がり板部531と垂下板部542との間に設けられ、他方は、他方の立ち上がり板部531と垂下板部542との間に設けられているので、垂下板部542の一方側と他方側の双方にダンパー本体532を設けることができ、例えば地震時や台風時の制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができる。
According to the invention set forth in
請求項4に記載の発明は、例えば図1~図12に示すように、請求項1から3のいずれか一項に記載の制振装置50が、柱2と梁3から構成された木造の柱梁架構1内に設けられており、
前記梁3は、少なくとも下面に、中実材からなる横方向に長尺なフレーム材30を備えており、
前記制振装置50における前記梁連結部54は、前記梁3における前記フレーム材30にビス固定されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, as shown in, for example, FIGS. 1 to 12, a
The
The
請求項4に記載の発明によれば、制振装置50における梁連結部54は、梁3における下面側の、中実材からなる横方向に長尺なフレーム材30にビス固定されているので、梁連結部54ひいては制振装置50を、梁3の下面に容易かつ確実に固定することができる。
According to the invention set forth in
請求項5に記載の発明は、例えば図1~図12に示すように、請求項4に記載の制振装置50の設置構造において、
前記梁3は、少なくとも下面に、互いに間隔を空けて配置された一対の前記フレーム材30と、前記一対のフレーム材30間に架け渡されるとともに固定された中間部材31と、を備えた木質組立梁であり、
一対の前記制振装置50が、前記柱梁架構1内に設けられており、
前記一対の制振装置50のうち一方における前記梁連結部54は、前記梁3における前記一対のフレーム材30の一方にビス固定され、
前記一対の制振装置50のうち他方における前記梁連結部54は、前記梁3における前記一対のフレーム材30の他方にビス固定されていることを特徴とする。
The invention described in
The
A pair of the
The
The
請求項5に記載の発明によれば、中間部材31を挟み込む位置に設けられた一対のフレーム材30それぞれの下面に、制振装置50を固定することができるので、木質組立梁3である梁3のように幅のある梁を含んで構成された柱梁架構1であっても十分に制振できることとなる。これにより、制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができるので、地震時や台風時の水平荷重に対して十分に抵抗できるようになり、比較的規模の大きい木造建物を構築する上で有利となる。
According to the invention described in
本発明によれば、木造建物における柱梁架構のエネルギー吸収性能の向上を図ることができる。これにより、地震時や台風時の水平荷重に対して十分に抵抗できるようになり、比較的規模の大きい木造建物を構築する上で有利となるので、カーボンニュートラルの推進による脱炭素社会の実現や、SDGsの目標達成に貢献できる。 According to the present invention, it is possible to improve the energy absorption performance of the column-beam structure in a wooden building. This makes it possible to sufficiently resist horizontal loads during earthquakes and typhoons, which is advantageous for constructing relatively large wooden buildings, and can contribute to the realization of a decarbonized society through the promotion of carbon neutrality and the achievement of the SDGs.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。なお、以下の実施形態及び図示例における方向は、あくまでも説明の便宜上設定したものである。 The following describes the embodiments of the present invention with reference to the drawings. However, the embodiments described below are subject to various limitations that are technically preferable for implementing the present invention, but the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples. Note that the directions in the following embodiments and illustrated examples are set solely for the convenience of explanation.
図1において符号1は、柱梁架構を示す。この柱梁架構1は、水平方向及び高さ方向に連続して設けられることで、木造建物の躯体を構成している。このような柱梁架構1は、木質組立柱2と、木質組立梁3と、上下に並ぶ木質組立柱2同士、横方向に並ぶ木質組立梁3同士、あるいは木質組立柱2と木質組立梁3とを連結する柱梁連結金物4と、を含んで構成されている。
より詳細に説明すると、木造建物の躯体は、木質組立柱2の上端部に柱梁連結金物4が接合されて、柱梁連結金物4の上端面に上階の木質組立柱2が更に接合されたり、柱梁連結金物4の側面に木質組立梁3の長さ方向側端部が更に接合されたりすることで構成されている。なお、1階の木質組立柱2は、基礎5に立設されている。
In FIG. 1,
To explain in more detail, in the frame of a wooden building, the column-
図1に示す柱梁架構1は、一対の木質組立柱2が基礎5に立設され、これら一対の木質組立柱2における上端部のそれぞれに柱梁連結金物4が接合され、一対の木質組立柱2の上端部に接合された一対の柱梁連結金物4同士の間に木質組立梁3が架け渡されるとともに、一対の柱梁連結金物4のそれぞれに木質組立梁3の長さ方向側端部が接合された状態となっている。
このような柱梁架構1は、一対の木質組立柱2と木質組立梁3とによって囲まれた内側の空間内に制振装置50が設けられており、窓や出入口等の開口部を形成する場所以外の場所に配置される。
The column-
In such a column-
〔木質組立柱について〕
木質組立柱2は、内部(中心側)が空洞とされた四角筒状のものであり、図2~図7に示すように、4本のフレーム材20と、中間部材21と、柱脚接合金物22と、柱頭接合金物23と、を備えている。
[About wooden assembly columns]
The
(フレーム材)
4本のフレーム材20は、木質組立柱2の四隅に配置されている。これら各フレーム材20は、長さ方向(上下方向)と直交する断面視において正方形となる長尺材である。本実施形態のフレーム材20は、構造用集成材が採用されているが、無垢の角材(柱材)やLVL(Laminated Veneer Lumber)、CLT(Cross Laminated Timber)等が採用されてもよい。すなわち、このフレーム材20は、中実材である。
(Frame material)
The four
各フレーム材20の下端面には、4本の連結ボルト20aが、その下端部をフレーム材20の下端面から突出させた状態となるように埋め込まれて固定されている。また、各フレーム材20の上端面には、4本の連結ボルト20aが、その上端部をフレーム材20の上端面から突出させた状態となるように埋め込まれて固定されている。
また、連結ボルト20aとフレーム材20との接合には、グルードインロッド(GIR:Glued in Rod)と呼ばれる方法が採用される。この方法は、各フレーム材20の上下端面に形成された連結ボルト20a用の差込穴と連結ボルト20aとの空隙に接着剤を充填し、その接着剤の硬化により、応力を接着剤の付着力と連結ボルト20aを介して伝達し、接合耐力を発生させる方法である。
Four connecting
A method called glued in rod (GIR) is used to join the connecting
さらに、各フレーム材20の長さ方向両端部(上下端部)には、金属製の補強キャップ20bが被され、ビス等により固定されている。補強キャップ20bには、連結ボルト20a用の孔が形成されている。
Furthermore, both ends (upper and lower ends) of each
(中間部材)
中間部材21は、左右前後に隣り合う四隅のフレーム材20間にそれぞれ設けられている。すなわち、隣り合う一方のフレーム材20と他方のフレーム材20との間(中間)に架け渡されるとともに固定されている。中間部材21は、各フレーム材20と共に、木質組立柱2における四側面を構成している。
また、中間部材21は、隣り合うフレーム材20間において2枚重ねで配置され、表側に位置する中間部材21の表面と、隣り合うフレーム材20の表面は面一となっている。中間部材21の二枚分の厚み寸法と、フレーム材20における側面の幅寸法は等しく設定されている。
(intermediate member)
The
Further, the
本実施形態の中間部材21は、いわゆる建築用木質パネルによって構成されている。
建築用木質パネルは、縦横の框材Fが矩形状に組み立てられるとともに、矩形枠の内部に補助桟材Cが縦横に組み付けられて枠体が構成され、この枠体の両面もしくは片面に、面材Bが貼設されたものであり、内部中空な構造となっている。本実施形態において面材Bは両面に貼設されている。また、内部中空部には、通常、グラスウールやロックウール等の断熱材(図示省略)が装填される。
The
An architectural wood panel is made by assembling vertical and horizontal frame materials F into a rectangular shape, and by assembling auxiliary crosspiece materials C vertically and horizontally inside the rectangular frame to form a frame body, and then attaching a face material B to one or both sides of this frame body, resulting in a hollow structure. In this embodiment, the face material B is attached to both sides. The hollow space is usually filled with a heat insulating material (not shown) such as glass wool or rock wool.
また、この中間部材21は、上下寸法の異なるものが、隣り合うフレーム材20間において上下に並んで配置されている。本実施形態においては、上下寸法の長い中間部材21が下方に位置し、上下寸法の短い中間部材21が上方に位置している。このように、上下寸法の異なるものが用いられるため、框材F、補助桟材C、面材Bの長さ寸法は、上下寸法の異なる中間部材21同士で異なる。
The
(柱脚接合金物)
柱脚接合金物22は、木質組立柱2のうち、フレーム材20及び中間部材21からなる木質部分の下端部に設けられるものであり、前後左右に離間して配置された4つの接合用箱形金物22aと、これら接合用箱形金物22a同士を連結する4つの連結部22bとによって四角形枠状に形成されている。
(column base joint hardware)
The column base
接合用箱形金物22aは、四角筒状に形成された筒部材220と、この筒部材220の上下端面を塞ぐようにして当該筒部材220の上下端にそれぞれ溶接等によって固定された矩形状の板部材221とによって構成されている。筒部材220の1つの側面には矩形状の開口部222が形成されている。
The joining box-shaped
また、下の板部材221の略中央部には貫通孔221aが1つ形成されている。この貫通孔221aには、基礎5から突出するアンカーボルト(図示省略)が通されたり、柱梁連結金物4への接合時に用いられる接合用ボルトが通されたりする。
なお、基礎5から突出するアンカーボルトが貫通孔221aに通された場合は、開口部222から筒部材220内部にナットや座金が入れられ、ナット締め付けにより柱脚接合金物22を基礎5に固定することができる。
柱梁連結金物4への接合時に用いられる接合用ボルトも開口部222から筒部材220内部に入れられ、接合用ボルトは、柱梁連結金物4に向かってねじ込まれる。
Furthermore, one through
Note that when the anchor bolt protruding from the
A joining bolt used for joining to the column-
さらに、上の板部材221の四隅部にはそれぞれ貫通孔221bが形成されている。これら四隅の貫通孔221bには、上記のフレーム材20から突出する連結ボルト20aが通される。
四隅の貫通孔221bに通された連結ボルト20aには、開口部222から筒部材220内部に入れられたナット(座金)の締め付けにより、フレーム材20を柱脚接合金物22に固定することができる。
Furthermore, through
The
このような接合用箱形金物22aは、それぞれの開口部222を外側(前側、後側)に向けた状態で前後左右に離間して配置され、隣り合う接合用箱形金物22aが連結部22bによって連結されている。
Such joining box-shaped
連結部22bは、ウェブWbと上下のフランジFgからなる2つの溝形鋼を、ウェブWb同士を接合した状態に連結させたものであり、上のフランジFgは、下のフランジFgよりも奥行方向(木質組立柱2の表面側から中心側に沿う方向)の寸法が長く設定されている。上のフランジFgは、中間部材21の下面に接する。そして、厚さ調整用木質パネル21cの下端面(框材F)、第三中間部材21dの下端面(框材F)に向かってビス留めされる。
なお、ウェブWbには、軽量化のための貫通孔が複数形成されている。
The connecting
Note that a plurality of through holes are formed in the web Wb for weight reduction.
以上のように構成された柱脚接合金物22の表面(接合用箱形金物22aの外側面、連結部22bにおける上フランジFgの外側端部)と、各フレーム材20の表面は略面一となっている。
また、柱脚接合金物22における接合用箱形金物22aは、各フレーム材20の下端部に設けられた補強キャップ20bと接触する。
The surface of the column base
Further, the joining box-shaped
(柱頭接合金物)
柱頭接合金物23は、上記の柱脚接合金物22を上下反転させた状態に形成されたものであり、柱脚接合金物22と同様に、接合用箱形金物23aと、連結部23bと、を備えている。
接合用箱形金物23aは、筒部材230と、上下の板部材231と、によって構成されており、筒部材230には開口部232が形成されている。
さらに、上の板部材231の略中央部には、柱梁連結金物4の下端面にねじ込まれる接合用ボルトが通される貫通孔231aが1つ形成され、下の板部材231の四隅部には、フレーム材20の上端面から突出する連結ボルト20aがそれぞれ通される貫通孔(図示省略)が形成されている。
連結部23bは、下のフランジFgが、上のフランジFgよりも奥行方向(木質組立柱2の表面側から中心側に沿う方向)の寸法が長く設定されている。また、ウェブWbには、軽量化のための貫通孔が複数形成されている。
そして、このような柱頭接合金物23の表面(接合用箱形金物23aの外側面、連結部23bにおける下フランジFgの外側端部)と、各フレーム材20の表面は略面一となっている。
また、柱頭接合金物23における接合用箱形金物23aは、各フレーム材20の下端部に設けられた補強キャップ20bと接触する。
(column joint hardware)
The column head
The joining box-shaped
Furthermore, one through
In the connecting
The surface of such column head joining hardware 23 (the outer surface of the joining box-shaped
Further, the joining box-shaped
〔木質組立梁について〕
木質組立梁3は、木質組立柱2と同様に、内部(中心側)が空洞とされた四角筒状のものであって、図1,図8,図9に示すように、4本のフレーム材30と、中間部材31と、梁端部接合金物32と、を備えている。
[About wooden assembled beams]
The
(フレーム材)
4本のフレーム材30は、木質組立梁3の四隅に配置されている。これら各フレーム材30は、長さ方向(上下方向)と直交する断面視において正方形となる長尺材である。本実施形態のフレーム材30は、構造用集成材が採用されているが、無垢の角材(柱材)やLVL、CLT等が採用されてもよい。すなわち、このフレーム材30は、中実材である。
各フレーム材30の長さ方向両端面には、4本の連結ボルト30aが、その突端部をフレーム材30の両端面から突出させた状態となるように埋め込まれて固定されている。
また、連結ボルト30aとフレーム材30との接合には、グルードインロッドの方法が採用される。
さらに、各フレーム材30の長さ方向両端部(上下端部)には、金属製の補強キャップ30bが被され、ビス等により固定されている。補強キャップ30bには、連結ボルト30a用の孔が形成されている。
(Frame material)
The four
Four connecting
In addition, a glue-in rod method is adopted for joining the connecting
Further, both lengthwise ends (upper and lower ends) of each
(中間部材)
中間部材31は、上下前後に隣り合う四隅のフレーム材30間にそれぞれ設けられている。すなわち、隣り合う一方のフレーム材30と他方のフレーム材30との間(中間)に架け渡されるとともに固定されている。中間部材31は、各フレーム材20と共に、木質組立柱2における四側面を構成している。
本実施形態の中間部材31は、木質組立柱2における中間部材21と同様に、建築用木質パネルによって構成されている。
本実施形態においては、左右方向の長さの等しいものが、隣り合うフレーム材30間において左右に並んで配置されている。
また、中間部材31は、隣り合うフレーム材30間において2枚重ねで配置され、表側に位置する中間部材31の表面と、隣り合うフレーム材30の表面は面一となっている。中間部材31の二枚分の厚み寸法と、フレーム材30における側面の幅寸法は等しく設定されている。
(Intermediate part)
The
The
In this embodiment, the
Further, two
(梁端部接合金物)
梁端部接合金物32は、木質組立梁3のうち、フレーム材30及び中間部材31からなる木質部分の長さ方向両端部に設けられるものであり、前後上下に離間して配置された4つの接合用箱形金物32aと、これら接合用箱形金物32a同士を連結する4つの連結部32bとによって四角形枠状に形成されている。その詳細構成は、上記の柱脚接合金物22と略同様であるため説明を省略する。
梁端部接合金物32の表面(接合用箱形金物32aの外側面、連結部32bにおける上フランジFgの外側端部)と、各フレーム材30の表面は略面一となっている。
また、梁端部接合金物32における接合用箱形金物32aは、各フレーム材30の長さ方向両端部に設けられた補強キャップ30bと接触する。
(Beam end joint hardware)
The beam end
The surfaces of the beam end joint hardware 32 (the outer surface of the joint box-shaped
In addition, the connecting box-shaped
〔柱梁連結金物について〕
柱梁連結金物4は、仕口とも称呼され、図1に示すように、木質組立柱2と木質組立梁3の延長上の交差部に配置される略直方体状の金物であり、木質組立柱2と同様に、内部は空洞となっている。つまり、柱梁連結金物4は四角筒状に形成されている。
[About column-beam connecting hardware]
The column-
柱梁連結金物4は、その8つの角部にそれぞれ直方体状の受ブロック40を有し、上下に離間する受ブロック40が四角筒状の縦部材41によって連結されており、前後左右にそれぞれ離間する受ブロック40が四角筒状の横部材42によってそれぞれ連結されている。また、隣り合う縦部材41間には略矩形状の板材43が設けられており、この板材43の縦縁部は縦部材41に接合され、横縁部は横部材42に接合されている。
The column-
上側の4つの受ブロック40における上面部と、外側を向く2つの側面部のそれぞれにはネジ穴40aが形成され、下側の4つの受ブロック40における下面部と、外側を向く2つの側面部のそれぞれにもネジ穴40aが形成されている。
そして、8つの角部にそれぞれに設けられた受ブロック40は、柱梁連結金物4の下面に設けられる木質組立柱2の柱頭接合金物23、上面に設けられる木質組立柱2の柱脚接合金物22、側面に設けられる木質組立梁3の梁端部接合金物32が接する。そして、各接合金物側から上記の接合用ボルトがねじ込まれて固定される。
The support blocks 40 provided at each of the eight corners are in contact with the column
〔制振装置について〕
続いて、制振装置50について説明する。
柱梁架構1のうち、一対の木質組立柱2と木質組立梁3とによって囲まれた内側の空間に設けられた制振装置50は、図1,図10~図12に示すように、複数の脚部51と、横架部52と、複数の弾塑性ダンパー部53と、梁連結部54と、を備えている。
なお、本実施形態の制振装置50は、後述する制振部材532aを除き、全体として金属製(例えば鋼製)である。
[About vibration damping device]
Next, the
As shown in FIGS. 1 and 10 to 12, a plurality of
Note that the damping
また、本実施形態においては2つの制振装置50が、前後方向に間隔を空けて配置された状態となっている。つまり、柱梁架構1の制振を行うために、複数の制振装置50が用いられていることとなる。これら2つの制振装置50は、木質組立梁3の下面における一対のフレーム材30の直下にそれぞれ配置されている。
In addition, in this embodiment, two
(複数の脚部)
まず、複数の脚部51は、本実施形態においては2本であり、木質組立梁3の下方において、正面視においてハの字型を成すように下方に向かって徐々に間隔が広がるように配置されている。
各脚部51は、脚本体511と、ベースプレート512と、上端プレート513と、を備えている。
(multiple legs)
First, the plurality of
Each
脚本体511は、ウェブと2つのフランジからなるH型鋼によって構成されており、下端部及び上端部が斜めにカットされた状態となっている。そのため、複数の脚部51を、正面視においてハの字に配置できるようになっている。
The
ベースプレート512は、矩形板材であり、脚本体511の下端面に溶接等により接合されている。ベースプレート512と、脚本体511の下端部におけるフランジ部との間には、ガセットプレート512aが接合されて接合強度が補強されている。
このベースプレート512には、脚本体511の下端部を避けた位置に複数のボルト貫通孔が形成されている。そして、基礎5や上階の床に対してボルト固定できるようになっている。
The
This
上端プレート513は、矩形板材であり、脚本体511の上端面に溶接等により接合されている。
この上端プレート513には、脚本体511の上端部を避けた位置に複数のボルト貫通孔が形成されている。そして、この上端プレート513の上面には横架部52が載せられて、横架部52は、この上端プレート513にボルト固定されている。
The
A plurality of bolt through holes are formed in the
(横架部)
横架部52は、ウェブと上下2つのフランジからなる長尺なH型鋼によって構成され、木質組立梁3と平行に配置されている。そして、下フランジが、複数の脚部51における上端プレート513にボルト固定されている。つまり、横架部52は、複数の脚部51における上端部間に架け渡されている。
なお、横架部52の長さは、木質組立梁3の下面の長さよりも短い。
(Side section)
The
The length of the
横架部52には、ウェブと上下のフランジとによって囲まれた凹部に、横架部52の長さ方向に間隔を空けて複数のスチフナ521が接合されている。これにより、横架部52は剛性が向上されている。
このような複数のスチフナ521は、複数の弾塑性ダンパー部53同士の隙間の位置に対応して配置されている。すなわち、複数の弾塑性ダンパー部53同士の隙間の下方にスチフナ521が配置された状態となっている。換言すれば、横架部52は、これら複数のスチフナ521によって、複数の弾塑性ダンパー部53の取付位置ごとに補強された状態となっている。
A plurality of
Such a plurality of
(複数の弾塑性ダンパー部)
複数の弾塑性ダンパー部53は、横架部52における上面(上フランジの上面)の長さ方向に並べられて固定されている。また、これら複数の弾塑性ダンパー部53は、横架部52における上面の長さ方向に間隔を空けて配置されている。
このような複数の弾塑性ダンパー部53の各々は、立ち上がり板部531と、ダンパー本体532と、を有している。
(Multiple elastic-plastic damper parts)
The plurality of elastic-
Each of the plurality of elastic-
立ち上がり板部531は、横架部52の上面に固定されて梁連結部54に向かって突出する板状部材である。すなわち、この立ち上がり板部531は、横架部52の上面に固定される固定板部と、当該固定板部から上方に向かって突出する突出板部と、からなり、本実施形態においては断面視L字型に形成されている。断面形状はこれに限られるものではなく、例えば断面視逆T字型でもよいし、その他の形状でもよい。
固定板部には、複数のボルト貫通孔が形成されている。そして、横架部52の上面(上フランジ)に対してボルト固定できるようになっている。
なお、突出板部の両端部にも、ダンパー本体532固定用の複数のボルト貫通孔が形成されている。
The rising
A plurality of bolt through holes are formed in the fixing plate portion. Then, it can be bolted to the upper surface (upper flange) of the
Note that a plurality of bolt through holes for fixing the damper
本実施形態において立ち上がり板部531は、一対で設けられている。すなわち、本実施形態において各弾塑性ダンパー部53は、一対の立ち上がり板部531を有している。そして、これら一対の立ち上がり板部531のうち一方は、横架部52における上面の長さ方向に沿う一側縁側に配置され、他方は、横架部52における上面の長さ方向に沿う他側縁側に配置されている。
なお、本実施形態においては立ち上がり板部531が一対で設けられるものとしたが、片側のみでもよく、その場合は、横架部52における上面の長さ方向に沿う一側縁側と他側縁側のどちらに配置されてもよいし、横架部52における上面の中央に配置されてもよい。
In this embodiment, a pair of rising
In this embodiment, the rising
ダンパー本体532は、振動減衰手段として機能する制振部材532aと、当該制振部材532aの一方及び他方の端部がそれぞれ固着された一対の支持プレート532bと、を備えている。
The damper
制振部材532aとしては、例えば高減衰ゴムによって形成された粘弾性体を使用しており、振動減衰手段として機能する。そして、このような制振部材532aの両端部は、一対の支持プレート532bに対して接着剤等によって固着されている。粘弾性体は、図12(c)に示すように、矩形状に形成されている。
なお、本実施形態における制振部材532aは、一対の支持プレート532bと平行に配置される中間プレート532cを有しているが、この中間プレート532cは必ずしも用いられなくてもよい。
As the
Note that although the damping
一対の支持プレート532bは、矩形板状に形成されて互いに向かい合った状態となるように用いられる。各支持プレート532bの長さ方向両端部には、複数のボルト貫通孔が形成されており、一方の支持プレート532bにおける複数のボルト貫通孔は、立ち上がり板部531における突出板部の両端部に形成された複数のボルト貫通孔に対応している。他方の支持プレート532bにおける複数のボルト貫通孔は、後述する垂下板部542に形成された複数のボルト貫通孔に対応している。
したがって、一対の支持プレート532bのうち一方は、立ち上がり板部531における突出板部にボルト固定され、他方は、梁連結部54における垂下板部542にボルト固定される。
The pair of
Therefore, one of the pair of
制振部材532aが中間プレート532cを有する場合において、中間プレート532cは、一対の支持プレート532b間の中央に配置されている。すなわち、中間プレート532cの一側面と他側面の双方に、粘弾性体が固着された状態となっている。つまり、粘弾性体が2つ用いられることになる。そして、一方の支持プレート532bに対して一方の粘弾性体の端部が固着され、他方の支持プレート532bに対して他方の粘弾性体の端部が固着される。このように中間プレート532cを設けることで、粘弾性体が、中間プレート532cが設けられない場合とは異なる挙動(伸縮)をすることになるので、例えば木造建物の規模等に応じて、中間プレート532cの有無を選択することができる。
一方、制振部材532aが中間プレート532cを有しない場合は、制振部材532aである粘弾性体が一対の支持プレート532b間に配置されて、一端部が一方の支持プレート532bに固着され、他端部が他方の支持プレート532bに固着される。
In the case where the damping
On the other hand, when the
本実施形態においてダンパー本体532は、一対で設けられている。すなわち、本実施形態において各弾塑性ダンパー部53は、一対のダンパー本体532を有している。そして、一対のダンパー本体532のうち一方は、一対の立ち上がり板部531における一方の立ち上がり板部531と後述する垂下板部542との間に設けられている。一対のダンパー本体532のうち他方は、一対の立ち上がり板部531における他方の立ち上がり板部531と後述する垂下板部542との間に設けられている。
なお、本実施形態においてはダンパー本体532が一対で設けられるものとしたが、立ち上がり板部531が片側のみで設けられる場合には、このダンパー本体532も片側のみでよい。つまり、片側の立ち上がり板部531と後述する垂下板部542との間に、一つのダンパー本体532が設けられるものとしてもよい。
In this embodiment, a pair of
In this embodiment, the damper
(梁連結部)
梁連結部54は、横架部52の長さ方向(すなわち、木質組立梁3の長さ方向)に沿って長尺されており、複数の弾塑性ダンパー部53のそれぞれに連結されているとともに木質組立梁3の下面に固定されている。
このような梁連結部54は、木質組立梁3の下面に固定される固定板部541と、当該固定板部541から横架部52に向かって垂下する垂下板部542と、を有しており、本実施形態においては断面視T字型に形成されている。断面形状はこれに限られるものではなく、例えば断面視L字型でもよいし、その他の形状でもよい。
(Beam connection part)
The
Such a
固定板部541には、複数のビス孔が形成されており、木質組立梁3の下面に対してビス固定されている。
この固定板部541が固定される位置は、木質組立梁3のうち隅部に配置されたフレーム材30の下面である。すなわち、中空状に形成された中間部材31ではなく、中実材であるフレーム材30に対して梁連結部54がビス固定されている。
A plurality of screw holes are formed in the fixing
The position to which the fixing
垂下板部542は、固定板部541の幅方向(前後方向)中央部から横架部52のある下方に向かって垂下している。この垂下板部542の垂下長さは、下端部が横架部52の上面に到達せず、かつ、各弾塑性ダンパー部53の立ち上がり板部531とは対向する程度に設定されている。すなわち、各弾塑性ダンパー部53における立ち上がり板部531と垂下板部542は平行かつ対向して配置されている。
この垂下板部542には、ダンパー本体532における支持プレート532bに形成された複数のボルト貫通孔に対応するボルト貫通孔が複数形成されており、ダンパー本体532をボルト固定できるようになっている。
The hanging
The hanging
なお、本実施形態においては、各弾塑性ダンパー部53が、一対の支持プレート532bと一対のダンパー本体532とを有していて、一対のダンパー本体532は、双方とも一枚の垂下板部542にボルト固定される。そのため、一対のダンパー本体532における垂下板部542側の支持プレート532bは、垂下板部542を挟んだ状態に配置されて、かつ、共通のボルト・ナットによって垂下板部542に固定されることとなる。ただし、立ち上がり板部531が片側のみで設けられる場合には、ダンパー本体532も片側のみに設けられるため、この限りではない。
In this embodiment, each elastic-
(制振装置の動作)
木質組立柱2及び木質組立梁3を含んで構成された柱梁架構1(柱梁架構1を備えた木造建物の躯体)に、地震等の横揺れ振動によって変形が生じると、木質組立梁3及び柱梁連結金物4は水平方向に変位する。これに伴って、木質組立柱2は斜めに傾くように変位し、柱梁架構1は、基礎5も含めると略平行四辺形状に変形することとなる。
このとき、木質組立梁3は、左右方向に変位することになるため、梁連結部54も同時に左右方向に変位する。一方、制振装置50のうち梁連結部54以外は、基礎5と同一の方向に変位しようとする。つまり、制振装置50のうち梁連結部54とそれ以外の部位は、逆方向に変位することになる。
そして、梁連結部54とそれ以外の部位が逆方向に変位すると、弾塑性ダンパー部53における立ち上がり板部531と、梁連結部54における垂下板部542との間に設けられた粘弾性体である制振部材532aが変形して減衰力を発揮する。制振装置50は、このような制振機能を有する弾塑性ダンパー部53を複数備えているため、これら複数の弾塑性ダンパー部53によって、制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができる。
(Operation of vibration damping device)
When deformation occurs in a column-beam structure 1 (the framework of a wooden building equipped with the column-beam structure 1) including a prefabricated
At this time, the wooden
When the
本実施形態によれば、以下のような優れた効果を奏する。
すなわち、梁3と平行に配置される横架部52の長さ方向に沿って長尺な梁連結部54を介して、複数の弾塑性ダンパー部53を梁3の下面に固定できるので、複数の弾塑性ダンパー部53によって、制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができる。例えば地震時や台風時には柱梁架構1に対して水平荷重がかかることになるが、このように複数の弾塑性ダンパー部53によって、柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができるので、地震時や台風時の水平荷重に対して十分に抵抗できるようになり、比較的規模の大きい木造建物を構築する上で有利となる。
According to this embodiment, the following excellent effects are achieved.
That is, since a plurality of elastic-
また、各々の弾塑性ダンパー部53における立ち上がり板部531と、梁連結部54における垂下板部542は平行かつ対向して配置されているので、立ち上がり板部531と垂下板部542は、横方向に向かい合った状態となる。そして、ダンパー本体532の一端部が立ち上がり板部531の側面に接合され、他端部が垂下板部542の側面に接合されているので、制振装置50と梁3との間において、ダンパー本体532を、横方向に向かい合った状態の立ち上がり板部531と垂下板部542との間に設けることができる。これにより、制振装置50と梁3との間の限られたスペース内で、ダンパー本体532の設置スペースを確保することができる。
Further, since the rising
また、一対のダンパー本体532のうち一方は、一方の立ち上がり板部531と垂下板部542との間に設けられ、他方は、他方の立ち上がり板部531と垂下板部542との間に設けられているので、垂下板部542の一方側と他方側の双方にダンパー本体532を設けることができ、例えば地震時や台風時の制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができる。
Further, one of the pair of
また、制振装置50における梁連結部54は、梁3における下面側の、中実材からなる横方向に長尺なフレーム材30にビス固定されているので、梁連結部54ひいては制振装置50を、梁3の下面に容易かつ確実に固定することができる。
Furthermore, since the
また、中間部材31を挟み込む位置に設けられた一対のフレーム材30それぞれの下面に、制振装置50を固定することができるので、木質組立梁3である梁3のように幅のある梁を含んで構成された柱梁架構1であっても十分に制振できることとなる。これにより、制振装置50による柱梁架構1のエネルギー吸収性能の向上を図ることができるので、地震時や台風時の水平荷重に対して十分に抵抗できるようになり、比較的規模の大きい木造建物を構築する上で有利となる。
In addition, since the
〔変形例〕
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。以下に挙げる変形例は可能な限り組み合わせてもよい。また、以下の各変形例において、上述の実施形態と共通する要素については、共通の符号を付し、説明を省略又は簡略する。
[Modifications]
The embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Modifications are described below. The following modifications may be combined as far as possible. In each of the following modifications, elements common to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted or simplified.
〔変形例1〕
上記の実施形態における木質の柱2及び梁3は、四隅のフレーム材20,30と、隣り合うフレーム材20,30間に設けられた中間部材21,31とを備えた四角筒状に形成されたものであるが、これに限られるものではない。
木質の柱2は、左右一対のフレーム材20と、これら一対のフレーム材20間に設けられた中間部材21とを備えた、厚みに対して幅広に形成された壁状の柱であってもよいし、全体が中実となっている部材(無垢の角材、LVL、CLT等)によって構成されてもよい。
木質の梁3も、上下一対のフレーム材30と、これら一対のフレーム材30間に設けられた中間部材31とを備えた梁成の大きい梁であってもよいし、全体が中実となっている部材(無垢の角材、LVL、CLT等)によって構成されてもよい。制振装置50は、木質の梁3のうち少なくとも下面(中実材)に固定される。
[Modification 1]
The
The
The
〔変形例2〕
上記の実施形態においては2つの制振装置50が、前後方向に間隔を空けて配置された状態となっているが、制振装置50の使用個数は特に限定されるものではなく、1つでもよいし、2つ以上でもよい。
また、制振装置50は、同一の柱梁架構1における木質の梁3の直下において平行に配置されるだけでなく、平行に配置される複数の柱梁架構1それぞれの直下に配置されてもよいし、直交して配置される複数の柱梁架構1それぞれの直下に配置されてもよい。つまり、一棟の木造建物における複数の柱梁架構1のうち、いくつかの柱梁架構1における木質の梁3の直下に制振装置50を配置する場合に、制振装置50は、一つの柱梁架構1における木質の梁3の直下に一つ配置されてもよいし、一つの柱梁架構1における木質の梁3の直下に複数平行に配置されてもよいし、複数の平行する柱梁架構1における木質の梁3の直下に一つずつ(もしくは複数)配置されてもよいし、複数の直交する柱梁架構1における木質の梁3の直下に一つずつ(もしくは複数)配置されてもよい。
[Modification 2]
In the above embodiment, the two
Furthermore, the damping
1 柱梁架構
2 木質組立柱
3 木質組立梁
4 柱梁連結金物
5 基礎
20 フレーム材
21 中間部材
22 柱脚接合金物
23 柱頭接合金物
30 フレーム材
31 中間部材
32 梁端部接合金物
50 制振装置
51 脚部
52 横架部
53 弾塑性ダンパー部
531 立ち上がり板部
532 ダンパー本体
532a 制振部材
532b 支持プレート
54 梁連結部
541 固定板部
542 垂下板部
1 Column-
Claims (5)
前記梁の下方に配置される複数の脚部と、
前記複数の脚部における上端部間に架け渡されているとともに前記梁と平行に配置される長尺な横架部と、
前記横架部における上面の長さ方向に並べられて固定された複数の弾塑性ダンパー部と、
前記複数の弾塑性ダンパー部のそれぞれに連結されているとともに前記梁の下面に固定され、前記横架部の長さ方向に沿って長尺な梁連結部と、を備えることを特徴とする制振装置。 A vibration control device provided in a column-beam frame including wooden columns and wooden beams,
A plurality of legs disposed below the beam;
A long horizontal portion that is bridged between the upper ends of the plurality of legs and arranged parallel to the beam;
A plurality of elastic-plastic damper portions arranged and fixed in a longitudinal direction of an upper surface of the horizontal portion;
A vibration control device characterized in that it comprises a beam connection portion that is connected to each of the multiple elastic-plastic damper portions and fixed to the underside of the beam, and is long along the longitudinal direction of the cross section.
各々の前記弾塑性ダンパー部は、前記横架部の上面に固定されて前記梁連結部に向かって突出する立ち上がり板部と、一端部が前記立ち上がり板部の側面に接合されたダンパー本体と、を有しており、
前記梁連結部は、前記梁の下面に固定される固定板部と、前記固定板部から前記横架部に向かって垂下する垂下板部と、を有しており、
前記各々の弾塑性ダンパー部における前記立ち上がり板部と、前記梁連結部における前記垂下板部は平行かつ対向して配置されており、
前記ダンパー本体の他端部は、前記垂下板部の側面に接合されていることを特徴とする制振装置。 2. The vibration damping device according to claim 1,
Each of the elastic-plastic damper sections has a rising plate section fixed to an upper surface of the cross section and protruding toward the beam connection section, and a damper body having one end joined to a side surface of the rising plate section,
The beam connection portion has a fixed plate portion fixed to a lower surface of the beam and a hanging plate portion hanging down from the fixed plate portion toward the cross section,
The rising plate portion of each of the elastic-plastic damper portions and the hanging plate portion of the beam connection portion are arranged parallel to and opposite to each other,
A vibration damping device, characterized in that the other end of the damper body is joined to a side surface of the hanging plate portion.
前記各々の弾塑性ダンパー部は、一対の前記立ち上がり板部と、一対の前記ダンパー本体と、を有しており、
前記一対の立ち上がり板部のうち一方は、前記横架部の長さ方向に沿う一側縁側に配置され、他方は、前記横架部の長さ方向に沿う他側縁側に配置され、
前記梁連結部における前記垂下板部は、前記一対の立ち上がり板部間に配置され、
前記一対のダンパー本体のうち一方は、一方の前記立ち上がり板部と前記垂下板部との間に設けられ、他方は、他方の前記立ち上がり板部と前記垂下板部との間に設けられていることを特徴とする制振装置。 3. The vibration damping device according to claim 2,
Each of the elastic-plastic damper portions has a pair of the rising plate portions and a pair of the damper bodies,
One of the pair of rising plate portions is arranged on one side edge side along the length direction of the horizontal portion, and the other is arranged on the other side edge side along the length direction of the horizontal portion,
The hanging plate portion of the beam connection portion is disposed between the pair of rising plate portions,
A vibration control device characterized in that one of the pair of damper bodies is provided between one of the rising plate portions and the hanging plate portion, and the other is provided between the other of the rising plate portions and the hanging plate portion.
前記梁は、少なくとも下面に、中実材からなる横方向に長尺なフレーム材を備えており、
前記制振装置における前記梁連結部は、前記梁における前記フレーム材にビス固定されていることを特徴とする制振装置の設置構造。 The vibration damping device according to any one of claims 1 to 3 is provided in a wooden column-beam frame structure composed of columns and beams,
The beam has a frame material made of a solid material and elongated in the horizontal direction at least on the lower surface,
13. An installation structure for a vibration damping device, wherein the beam connecting portion of the vibration damping device is fixed to the frame material of the beam with a screw.
前記梁は、少なくとも下面に、互いに間隔を空けて配置された一対の前記フレーム材と、前記一対のフレーム材間に架け渡されるとともに固定された中間部材と、を備えた木質組立梁であり、
一対の前記制振装置が、前記柱梁架構内に設けられており、
前記一対の制振装置のうち一方における前記梁連結部は、前記梁における前記一対のフレーム材の一方にビス固定され、
前記一対の制振装置のうち他方における前記梁連結部は、前記梁における前記一対のフレーム材の他方にビス固定されていることを特徴とする制振装置の設置構造。 In the vibration damping device installation structure according to claim 4,
The beam is a wooden assembly beam that includes, at least on the lower surface, a pair of the frame members spaced apart from each other, and an intermediate member that spans and is fixed between the pair of frame members,
a pair of the vibration damping devices are provided within the column-beam frame;
The beam connecting portion in one of the pair of vibration damping devices is fixed to one of the pair of frame members in the beam with screws,
An installation structure for a vibration damping device, wherein the beam connecting portion of the other of the pair of vibration damping devices is fixed to the other of the pair of frame members of the beam with screws.
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2022
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