JP2583391Y2 - 制振装置 - Google Patents

制振装置

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JP2583391Y2
JP2583391Y2 JP7098593U JP7098593U JP2583391Y2 JP 2583391 Y2 JP2583391 Y2 JP 2583391Y2 JP 7098593 U JP7098593 U JP 7098593U JP 7098593 U JP7098593 U JP 7098593U JP 2583391 Y2 JP2583391 Y2 JP 2583391Y2
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昌人 飯利
一郎 白石
貴昭 宮原
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、風力や地震力のような
外力、特に地震力を受けて生じる建物の振動を緩和する
ための制振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、地震による建物の振動の緩和のた
め、建物の骨組であるフレームの一部をなす上下一対の
梁と、両梁間に配置された壁との間に制振装置が適用さ
れている。前記制振装置は、各梁と前記壁とに固定され
た両端部を有する、剛性を異にする複数の鋼材すなわち
弾塑性ダンパからなる(特公平4−33955号)。前
記制振装置によれば、建物に作用する地震力のために前
記フレームと前記壁との間に水平方向への相対変位が生
じるとき、地震の規模の大きさに応じて、剛性の高い弾
塑性ダンパから剛性の低い弾塑性ダンパへ順次に降伏し
て塑性変形し、これにより地震エネルギの一部が吸収さ
れ、建物の振動が緩和される。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】ところで、中規模また
は小規模の地震への対応を想定して設けられた比較的剛
性の高い弾塑性ダンパは、中小規模の地震から大規模な
地震の全てにおいて塑性変形する。しかも、前記高剛性
の弾塑性ダンパは、中小規模の地震が大規模地震より発
生頻度が高いために塑性変形の頻度が高く、また、大規
模な地震の際には過大な塑性変形を強いられる。このた
め、剛性の高い、中小規模地震用の弾塑性ダンパが早期
に疲労し、その頻繁な交換を余儀なくされる。本考案の
目的は、交換頻度が低い中規模または小規模地震用の弾
塑性ダンパを有する制振装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本考案は、建物のフレー
ムの一部をなす上下一対の梁の一方と、前記一対の梁の
一方に対して間隔をおかれかつ前記一対の梁の他方に固
定された壁とに関して適用される制振装置であって、前
記梁の長手方向に互いに間隔をおいて配置されかつ前記
壁および前記一方の梁のいずれか一方に前記壁と平行に
固定された2対の第1の弾塑性ダンパと、各対の第1の
弾塑性ダンパと平行に配置されかつ前記第1の弾塑性ダ
ンパと前記壁および前記一方の梁の他方とに固定され
た、前記第1の弾塑性ダンパの降伏耐力より大きい降伏
耐力を有する一対の第2の弾塑性ダンパと、前記梁の長
手方向に関する各対の第1の弾塑性ダンパの塑性変形の
進行を停止するための一対のストッパとを含む。
【0005】前記一対の第2の弾塑性ダンパと前記壁お
よび前記一方の梁の他方との間に、さらに、前記第2の
弾塑性ダンパの降伏耐力より大きい降伏耐力を有する一
対の第3の弾塑性ダンパと、前記一対の第2の弾塑性ダ
ンパの塑性変形の進行を停止するための一対の第2のス
トッパとを設けることができる。前記一対の第3の弾塑
性ダンパは前記一対の第2の弾塑性ダンパと平行に配置
されかつ前記第2の弾塑性ダンパと前記壁および前記一
方の梁の他方とに固定される。
【0006】
【考案の作用および効果】本考案によれば、建物に作用
する地震力によって前記他方の梁と前記壁との間に水平
方向に繰り返しの相対変位が生じる。このとき、前記第
1および第2の弾塑性ダンパはそれぞれ外力の作用を受
ける。第1および第2の弾塑性ダンパは後者の降伏耐力
が前者の降伏耐力より大きいことから、それぞれ、前記
外力の大きさすなわち地震の規模に応じて塑性変形し、
これにより、比較的規模の小さい地震および規模の大き
い地震の発生に伴う建物の振動を緩和することができ
る。このとき、前記第1の弾塑性ダンパの塑性変形の進
行は前記ストッパによりその進行を阻止されることか
ら、比較的規模の大きい地震の際の前記第1の弾塑性ダ
ンパの過大な塑性変形を回避し、前記第1の弾塑性ダン
パの疲労を小さいものとすることができ、これによりそ
の交換頻度を少なくすることができる。
【0007】また、第3の弾塑性ダンパを有するものに
あっては、第1〜第3の弾塑性ダンパが地震の規模に応
じて塑性変形し、建物の振動緩和について、比較的規模
の小さい地震、中規模の地震および規模の大きい地震に
対応することができる。第1および第2の弾塑性ダンパ
の塑性変形の進行はそれぞれ第1および第2のストッパ
によりその進行を阻止されることから、中規模および大
規模の地震の際の前記第1の弾塑性ダンパの過大な塑性
変形と、大規模な地震の際の前記第2の弾塑性ダンパの
過大な塑性変形を回避することができる。これにより、
第1および第2の各弾塑性ダンパの疲労を小さいものと
し、その交換頻度を少なくすることができる。
【0008】
【実施例】図1を参照すると、本考案に係る互いに間隔
をおかれた一対の制振装置10が上下一対の梁12,1
4を含む建物のフレーム16と、フレーム16に支持さ
れた仕切り壁や耐力壁のような壁18とに関して適用さ
れている。壁18の両側部は、梁12,14とともにフ
レーム16を構成する一対の柱20との間に間隔をおか
れている。
【0009】図示の各梁12,14はH形鋼からなり、
また、壁18は鉄筋コンクリート製の壁体からなる。壁
18は、その上部が一方(上方)の梁12から間隔をお
かれ、その下部で他方(下方)の梁14に固定されてい
る。
【0010】図2〜図5に示すように、各制振装置10
は、梁12の長手方向に互いに間隔をおかれた、壁18
と平行な2対の第1の弾塑性ダンパ22と、第1の弾塑
性ダンパ22と平行な一対の第2の弾塑性ダンパ24
と、第2の弾塑性ダンパ24と平行な第3の弾塑性ダン
パ26とを含む。各弾塑性ダンパは、それぞれ、厚さ寸
法が等しい鋼製の板部材からなり、矩形の平面形状を有
する。
【0011】図示の例では、第1〜第3の各ダンパ22
〜26は、壁18の上部に形成され該壁の頂面に解放す
る切り欠き28の内部に配置されている。
【0012】2対の第1の弾塑性ダンパ22は、それぞ
れ、切り欠き28の相対する一対の垂直壁面からわずか
な間隔をおいて配置されている。各第1の塑性ダンパ2
2は、壁18の厚さ方向に互いに間隔をおいて配置さ
れ、これらの下部が、壁18に部分的に埋め込まれ切り
欠き28内に伸びる2対のプレート30に部分的に重ね
合わされかつボルト・ナット組立体32を用いて締結さ
れている。図示の各第1の弾塑性ダンパ22は、切り欠
き28の高さ寸法にほぼ等しい高さ寸法を有する。各弾
塑性ダンパ22には、梁12の長手方向に配列された上
下方向へ伸びる複数の長穴34が設けられており、これ
により、各弾塑性ダンパ22は想定する比較的小規模の
地震の発生の際に塑性変形可能の降伏耐力に調整されて
いる。
【0013】1対の第2の弾塑性ダンパ24は壁18の
厚さ方向に互いに間隔をおいて配置されている。各第2
の弾塑性ダンパ24は、切り欠き28の梁12の長手方
向長さよりわずかに小さい長さ寸法を有し、各対の第1
の弾塑性ダンパ22間にあって各対の第1の弾塑性ダン
パ22と部分的に重なりあっている。各第2の弾塑性ダ
ンパ24はその上部で、各対の各第1の弾塑性ダンパ2
2の上部に固定されている。両ダンパ22,24の上部
間には細長いプレート36が配置され、これらを複数の
ボルト・ナット組立体38が貫通し、締結している。各
第2の弾塑性ダンパ24には、梁12の長手方向に配列
された上下方向に伸びる複数の大小の長穴39が設けら
れており、これにより、第2の弾塑性ダンパ24が第1
の弾塑性ダンパ22の降伏耐力より大きい、比較的中規
模の地震の発生の際に塑性変形可能の降伏耐力を有する
ように調整されている。
【0014】一対の第3の弾塑性ダンパ26も、また、
壁18の厚さ方向に互いに間隔をおいて配置されてい
る。各第3の弾塑性ダンパ26は、梁12の長手方向に
関して、2対の第1の弾塑性ダンパ22の間にある。各
第3の弾塑性ダンパ26はその下部で、各第2の弾塑性
ダンパ24の下部に固定されている。両ダンパ24,2
6の下部間には細長いプレート40が配置され、また、
両第3の弾塑性ダンパ26間に比較的厚いプレート41
が配置され、これらを複数のボルト・ナット組立体42
が貫通し、締結している。
【0015】一対の第3の弾塑性ダンパ26は、さら
に、その上部で、梁12に固定され下方に伸びる、下方
のプレート41と同じ厚さ寸法を有する接続プレート4
4を間に挟み、これらを貫通する複数のボルト・ナット
組立体46により互いに結合されかつ接続プレート44
に固定されている。
【0016】各第3の弾塑性ダンパ26には、梁12の
長手方向に配列された上下方向に伸びる複数の長穴48
が設けられており、これにより、第3の弾塑性ダンパ2
6が第2の弾塑性ダンパ24の降伏耐力より大きい、比
較的大規模の地震の発生の際に塑性変形可能の降伏耐力
を有するように調整されている。
【0017】制振装置10は、さらに、梁12の長手方
向に関する各対の第1の弾塑性ダンパ22の塑性変形の
進行を停止するための一対の第1のストッパ50と、一
対の第2の弾塑性ダンパ24の塑性変形の進行を停止す
るための一対の第2のストッパ52とを含む。
【0018】各第1のストッパ50は、壁18に埋め込
まれ切り欠き28の一部を規定するように露出するプレ
ートからなり、梁12の長手方向に関して各第1の弾塑
性ダンパ22の上部と対向している。前記ストッパの前
記弾塑性ダンパとの対向面には、衝突時の騒音を小さく
するため、例えばフェノールガラスからなるクッション
材のような緩衝材(図示せず)を貼付しておくことが望
ましい。また、各第2のストッパ52は壁18に固定さ
れ、両第2の弾塑性ダンパ24の下部間に位置するブロ
ックからなり、梁12の長手方向に第2および第3の弾
塑性ダンパ24,26から間隔をおかれ、これらに対向
している。より詳細には両弾塑性ダンパ24,26の相
互接合部に対向している。
【0019】地震のためにフレーム16と壁18との間
に水平方向に関する繰り返しの相対変位が生じるとき、
第1〜第3の弾塑性ダンパ22〜26に剪断力(外力)
が作用する。小規模の地震の場合、降伏耐力の低い第1
の弾塑性ダンパ22のみが塑性変形し、地震力の一部を
吸収する。また、中規模の地震のとき、第1の弾性ダン
パ22のほか、次に降伏耐力の高い第2の弾塑性ダンパ
24が塑性変形し、地震力の一部を吸収する。大規模の
地震のときは、第1および第2の弾性ダンパ22,24
のほか、最も降伏耐力の高い第3の弾塑性ダンパ26が
塑性変形し、地震力の一部を吸収する。
【0020】より詳細には、各弾塑性ダンパ22〜26
の塑性変形は、主として、長穴34相互間の細長い部分
の両端部、長穴39相互間の細長い部分の両端部および
長穴48相互間の細長い部分の両端部に生じる。
【0021】前記中規模地震または大規模地震の際、第
1の弾塑性ダンパ22の塑性変形の進行はこれが第1の
ストッパ50に突き当たることにより停止し、また、第
2の弾塑性ダンパ24の塑性変形の進行はこれが第2の
ストッパ52に突き当たることにより停止する。このこ
とから、前記中規模地震または大規模地震の際の第1ま
たは第2の弾塑性ダンパ22,24の過大な塑性変形と
これに伴う疲労とを防止することができる。第1の弾塑
性ダンパ22がストッパ50に突き当たった後、第2の
弾塑性ダンパ24が梁12の長手方向に塑性変形するこ
とができるように、壁18に第2の弾塑性ダンパ24の
一部を受け入れ可能の切り欠き54が設けられている。
切り欠き54はストッパ52と第2および第3の弾塑性
ダンパ24,26の下部との間の距離より大きい奥行を
有する。
【0022】第1の弾塑性ダンパ22の塑性変形の進行
停止および第2の弾塑性ダンパ24の塑性変形の進行停
止が、それぞれ、第2および第3の弾塑性ダンパ24,
26の塑性変形の開始前および開始後のいずれに生じる
ように設定するかは任意である。
【0023】図示の例に代えて、第3の弾塑性ダンパ2
6と第2のストッパ52とを省略することができる。こ
の場合には、第2の弾塑性ダンパ24の上部を梁12に
固定する。この例では、第1および第2の弾塑性ダンパ
22,24は、それぞれ、比較的小規模または中規模の
地震と大規模な地震とに対応して塑性変形するように設
定される。
【0024】前記したところでは、第1および第3の弾
塑性ダンパ22,26、または、第1および第2の弾塑
性ダンパ22,24を、それぞれ、壁18および上方の
梁12に固定する例について説明したが、これと反対に
することもできる。すなわち、第1および第3の弾塑性
ダンパ22,26、または、第1および第2の弾塑性ダ
ンパ22,24を、それぞれ、上方の梁12および壁1
8に固定することができる。また、制振装置10は、図
示の例に代えて、下方の梁14と壁18とに適用するこ
とができる。制振装置10の設置数量は任意に定めるこ
とができる。さらに、制振装置は、図示の例に代えて、
切り欠き28を設けることなしに壁18と前記梁との間
に配置しかつこれらに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係る制振装置が適用されたフレームお
よび壁の正面図である。
【図2】制振装置の拡大正面図である。
【図3】制振装置の横断面図である。
【図4】図2の線4−4に沿って得た切断部端面図であ
る。
【図5】図2の線5−5に沿って得た切断部端面図であ
る。
【符号の説明】
10 制振装置 12,14 梁 16 フレーム 18 壁 22,24,26 第1,第2および第3の弾塑性ダン
パ 50,52 第1および第2のストッパ

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建物のフレームの一部をなす上下一対の
    梁の一方と、前記一対の梁の一方に対して間隔をおかれ
    かつ前記一対の梁の他方に固定された壁とに関して適用
    される制振装置であって、前記梁の長手方向に互いに間
    隔をおいて配置されかつ前記壁および前記一方の梁のい
    ずれか一方に前記壁と平行に固定された2対の第1の弾
    塑性ダンパと、各対の第1の弾塑性ダンパと平行に配置
    されかつ前記第1の弾塑性ダンパと前記壁および前記一
    方の梁の他方とに固定された、前記第1の弾塑性ダンパ
    の降伏耐力より大きい降伏耐力を有する一対の第2の弾
    塑性ダンパと、前記梁の長手方向に関する各対の第1の
    弾塑性ダンパの塑性変形の進行を停止するための一対の
    ストッパとを含む、制振装置。
  2. 【請求項2】 建物のフレームの一部をなす上下一対の
    梁の一方と、前記一対の梁の一方に対して間隔をおかれ
    かつ前記一対の梁の他方に固定された壁とに関して適用
    される制振装置であって、前記梁の長手方向に互いに間
    隔をおいて配置されかつ前記壁および前記一方の梁のい
    ずれか一方に前記壁と平行に固定された2対の第1の弾
    塑性ダンパと、各対の第1の弾塑性ダンパと平行に配置
    されかつ前記第1の弾塑性ダンパに固定された、前記第
    1の弾塑性ダンパの降伏耐力より大きい降伏耐力を有す
    る一対の第2の弾塑性ダンパと、前記一対の第2の弾塑
    性ダンパと平行に配置されかつ前記第2の弾塑性ダンパ
    と前記壁および前記一方の梁の他方とに固定された、前
    記第2の弾塑性ダンパの降伏耐力より大きい降伏耐力を
    有する一対の第3の弾塑性ダンパと、前記梁の長手方向
    に関する各対の第1の弾塑性ダンパの塑性変形の進行を
    停止するための一対の第1のストッパと、前記一対の第
    2の弾塑性ダンパの塑性変形の進行を停止するための一
    対の第2のストッパとを含む、制振装置。
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