JP3038571U - 制振ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】風や地震などによる小振動から大振動まで、広
範囲にわたる建築構造物の振動を制振する、簡単な構造
で安価な制振ダンパーを提供する。 【解決手段】取付部材１１ａと接合部材１１ｂに、高減
衰ゴムで形成する吸振ゴム１１ｃをサンドイッチ状に挟
んで重ねた吸振ゴム部材１１と、柱２、梁３、ブレース
５などの建築構造用鋼材より降伏点の低い極軟鋼で形成
する低降伏耐力部材１２で構成し、吸振ゴム部材１１と
低降伏耐力部材１２の接続面には、それぞれ同径の通孔
ａを穿設する。垂下柱４下端部の取付部には、通孔ａよ
り小径の通孔ａ′を穿設し、各通孔ａと通孔ａ′を同軸
上に並べ、これに通孔ａ′と同径のピンｂを抜止めｃを
設けて挿通する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、建築構造物の壁と梁などの間に組み込んで、振動エネルギーを吸収 して制振効果を発揮する弾塑性履歴型の制振ダンパーに関する。

【０００２】

【考案が解決しようとする課題】

今日、一般的に用いる地震や強風時の振動エネルギーを吸収する制振ダンパー には、鋼材ダンパー、鉛材ダンパー、粘性ダンパーなどがあるが、それぞれに長 所、短所がある。

【０００３】 鋼材ダンパーは、弾性域においては力に比例した変形を生じ、降伏点を越えて 塑性域に入ると、力の増加に対する変形の度合が急激に大きくなり、鋼材が破断 に至るまでには、降伏点の数倍を超える変形に達する。 このため、大きな減衰性能を持ち、比較的安価であるが、降伏変形以前では減 衰力を持たず、風や中小地震に対しては制振効果が少ない。 また、大地震後に残留変形が残り、取り替えが必要になることがある。

【０００４】 鉛材ダンパーは、鋼材ダンパーに近い復元力特性を示し、鉛は塑性化後も常温 において粒子結合が回復する性質があるので、大地震後もよほどの損傷を受けな いかぎり、取り替える必要がないといわれているが、非常に高価である。

【０００５】 粘性ダンパーは、オイルなどの流体の摩擦に伴う抵抗力を利用して減衰力を得 るもので、剛性を持たないため、微小振動に対しても減衰力が作用し、風や中小 地震に対しても制振効果が得られるが、流体のメンテナンスが必要で、比較的高 価である。

【０００６】 そこで本考案は、比較的安価な鋼材ダンパーと吸振ゴムを組み合わせることに より、風や地震などによる小振動から大振動まで、広範囲にわたる建築構造物の 振動に対応できる安価な制振ダンパーを提供する、構造を工夫して部品化するこ とにより、量産効果によるコストダウンを図ると共に、施工を簡単にする、部品 点数の増減により簡単に剛性を調整できるようにして適用範囲を拡大する、こと などを目的になされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は以下のように構成した。

【０００８】 すなわち、請求項１の考案は、上下階の梁を接続するブレースなど接続部材の 間隙に柱、梁、ブレースなどの建築構造用鋼材より降伏点の低い低降伏耐力部材 を跨設し、少なくとも一方の跨設面に振動エネルギーを吸収する吸振ゴムを間に 挟んで前記接続部材と前記低降伏耐力部材を一体に接着する吸振接続面を形成し 、さらに、この吸振接続面を貫通する通孔を穿設し、この通孔に前記接続部材の 通孔と同径で、前記低降伏耐力部材の通孔より小径のピンを挿通すると共に、前 記低降伏耐力部材に加わる外力を梁と平行な方向へ導く外力案内手段を備えるこ とを特徴とする制振ダンパーである。 請求項２の考案は、前記接続部材に取付ける取付部材を設け、この取付部材と 前記低降伏耐力部材の間に前記吸振ゴムを挟んで前記吸振接続面を形成する請求 項１記載の制振ダンパーである。 請求項３の考案は、前記取付部材と前記低降伏耐力部材を接合する接合部材を 設け、この接合部材と前記取付部材の間に前記吸振ゴムを挟んで前記吸振接続面 を形成する請求項２記載の制振ダンパーである。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下に、図面を参照して本考案の実施の形態について説明する。

【００１０】 図１に、本考案の制振ダンパーを取付けた建築構造物の全体図を示す。 制振ダンパー１は、柱２と梁３で囲む面内に、垂下柱４とブレース５とベース プレート６を接続して取付ける。

【００１１】 建築構造物は、所定の間隔で柱２を鉛直に立設し、これらの柱２を連結する梁 ３を水平に架設する。 柱２、梁３、垂下柱４、および、ブレース５は、例えばＨ形鋼などの建築構造 用鋼材で形成し、互に溶接あるいはボルトなどで結合する。

【００１２】 垂下柱４の上端部Ａは、上階の梁３に接続し、下端部Ｂはブレース５の一端に 接続する。 ブレース５の他端Ｃは、上階の梁３に接続する。 ベースプレート６は、垂下柱４の延長線と下階の梁３との交点Ｄの近傍に立設 する。

【００１３】 以上のように垂下柱４、ブレース５、および、ベースプレート６を組み立て、 制振ダンパー１をこれらの間隙に跨設する。

【００１４】 図２に、本考案の制振ダンパー１の分解斜視図を示す。 制振ダンパー１は、垂下柱４とベースプレート６の両面を、対称な部材で挟持 する形なので、片面についてのみ説明する。 制振ダンパー１は、取付部材１１ａと接合部材１１ｂに、高減衰ゴムで形成す る吸振ゴム１１ｃをサンドイッチ状に挟んで重ねた吸振ゴム部材１１と、柱２、 梁３、ブレース５などの建築構造用鋼材より降伏点の低い極軟鋼で形成する低降 伏耐力部材１２で構成する。 取付部材１１ａおよび接合部材１１ｂと吸振ゴム１１ｃは、ゴム特有の接着方 法（加硫接着等）を用いて相互に１枚ずつ接着し、全体として一体の吸振ゴム部 材１１を形成する。 吸振ゴム１１ｃは、内側プレート１１ａと外側プレート１１ｂの間に流し込ん で全体として一体の吸振ゴム部材１１を形成してもよい。 また、外側プレート１１ｂを省略して、吸振ゴム１１ｃを内側プレート１１ａ と低降伏耐力部材１２の上部プレート１２ａの間に直接着設してもよい。 あるいは、内側プレート１１ａと外側プレート１１ｂの両方を省略して、吸振 ゴム１１ｃを低降伏耐力部材１２と垂下柱４あるいはベースプレート６の間に直 接着設してもよい。

【００１５】 吸振ゴム部材１１と低降伏耐力部材１２の接続面には、それぞれ同径の通孔ａ を穿設する。 また、垂下柱４下端部の取付部には、通孔ａより小径の通孔ａ′を穿設する。 そして、各通孔ａと通孔ａ′を同軸上に並べ、通孔ａ′と同径のピンｂを抜止 めｃを設けて挿通する。

【００１６】 図３と図４に、垂下柱４とベースプレート６の間隙に取付けた制振ダンパー１ の正面図と側面図を示す。 制振ダンパー１は、まず、吸振ゴム部材１１の接合部材１１ｂと、低降伏耐力 部材１２の上部プレート１２ａを一体にボルト結合し、垂下柱４下端部の取付部 に吸振ゴム部材１１の取付部材１１ａを、ベースプレート６に低降伏耐力部材１ ２の下部プレート１２ｂを、それぞれ高力ボルト結合する。 そして、垂下柱４下端部の取付部の通孔ａ′と、吸振ゴム部材１１、および、 低降伏耐力部材１２の接続面を貫通する通孔ａにピンｂを挿通して抜止めｃを設 ける。 なお、低降伏耐力部材１２とベースプレート６の接合部には位置合せのスペー サ１３を挿入して高力ボルト結合する。

【００１７】 垂下柱４とブレース５の交点が面外に変形したりすると制振ダンパー１にねじ れが生じ、その機能を充分に発揮できない。 このため、垂下柱４下端部のフランジ部に、図５の分解斜視図に示すような、 外力案内手段としての案内部材１４を取付け、案内部材１４の溝１４ａをベース プレート６に嵌合する。この案内部材１４により、建築構造物に加わる外力を梁 ３と平行な方向へ導く。 外力案内手段としては、図６の平面図と図７の側面図に示すように、垂下柱４ とブレース５を面の外側と内側から挟持して建築構造物に加わる外力を梁３と平 行な方向へ導く案内部材１４を設けてもよい。

【００１８】 本考案の制振ダンパー１は以上のような構成で、風や小地震などの外力によっ て発生する小振動に対しては、柱２や梁３は弾性域内で変形して振動エネルギー を消費しないが、制振ダンパー１の吸振ゴム１１ｃが変形するので、建築構造物 に入り込んだ振動を吸収して揺れを抑えることができる。

【００１９】 外力が大きくなると、吸振ゴム１１ｃの変形も大きくなり、ピンｂが低降伏耐 力部材１２に当接して直接外力を伝えるようになる。 これにより、低降伏耐力部材１２は塑性変形を起し、ヒステリシスにより振動 エネルギーを吸収するので、地震による振動を早めに抑えることができる。

【００２０】 さらに、柱２や梁３が塑性変形する程度の大きさの地震に対しては、先に制振 ダンパー１の低降伏耐力部材１２が十分に塑性変形を起して振動エネルギーを吸 収するので、柱２や梁３の著しい塑性化を防ぐことができる。 また、制振ダンパー１は、残留変形が残ったり、亀裂が生じても、垂下柱４と ベースプレート６にボルト結合しているので、交換が可能であり、容易に修復す ることができる。

【００２１】 図６〜図１０に、さまざまな制振ダンパー１の取付け位置の例を示す。 図６は、梁３と垂下柱４とブレース５の交点に、図７は、梁３とブレース５の 交点に、図８は、ブレース５とブレース５の交点に、図９は、ブレース５と板壁 ７の交点に、図１０は、梁３と板壁７の間に、それぞれ取付けた例である。 なお、図に示す制振ダンパー１は、それぞれ上下の位置を逆にして取付けても よい。

【００２２】 また、図１１〜図１５に、さまざまな制振ダンパー１の低降伏耐力部材１２の 変形例を示す。

【００２３】

【考案の効果】

本考案の制振ダンパーは以上のような構成で、吸振ゴム部材と低降伏耐力部材 を接続し、これらの接続面に穿設した通孔に緩くピンを挿通すると共に、接続面 の両側には外力を梁と平行な方向へ導く案内部材を取付ける。 従って、本考案によれば、風や小地震などの外力によって発生する小振動に対 しては吸振ゴムが変形して振動を吸収する。 そして、吸振ゴムの変形が大きくなると、ピンと案内部材の働きにより、梁に 沿って大きな外力が加わり低降伏耐力部材が塑性変形を起し、ヒステリシスによ り振動エネルギーを吸収する。 このため、小振動から大振動までの広範囲にわたる建築構造物の振動を制振す ることができる。 また、この制振ダンパーは、吸振ゴムと低降伏耐力鋼材など比較的安価な部材 を組み合わせて部品化しているので、低コストでコストパフォーマンスが良く、 施工が簡単で、交換も容易にでき、部品の小形化により占有空間を縮小できる。 さらに、吸振ゴムはゴム質、ゴム厚、ゴム面積を変えることによってヒステリ シスループを調整する。 低降伏耐力鋼材は形状、材厚、重ねる枚数によってヒステリシスループを調整 する。 このため、簡単に剛性を調整できるので、同一の部材をさなざまな建物や異な る階に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の制振ダンパーを取付けた建築構造物の
全体図である。

【図２】本考案の制振ダンパーの分解斜視図である。

【図３】本考案の制振ダンパーの正面図である。

【図４】本考案の制振ダンパーの側面図である。

【図５】本考案の制振ダンパーの案内部材の分解斜視図
である。

【図６】本発明の制振ダンパーの案内部材の平面図であ
る。

【図７】本発明の制振ダンパーの案内部材の側面図であ
る。

【図８】〜

【図１２】本考案の制振ダンパーの取付け位置を示す図
である。

【図１３】〜

【図１７】本考案の制振ダンパーの低降伏耐力部材の変
形例を示す図である。

【符号の説明】

１ 制振ダンパー ２ 柱 ３ 梁 ４ 垂下柱 ５ ブレース ６ ベースプレート ７ 板壁 １１ 吸振ゴム部材 １２ 低降伏耐力部材 １３ スペーサ １４ 案内部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｂ 2/56 ６３２ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６３２Ｃ ６３２Ｊ ６４３ ６４３Ａ ６５１ ６５１Ｄ ６５１Ａ ６５１Ｌ ６５１Ｓ ６５２ ６５２Ｊ ６５２Ｔ Ｆ１６Ｆ 7/12 Ｆ１６Ｆ 7/12 15/02 8917−3Ｊ 15/02 Ｋ 15/04 8917−3Ｊ 15/04 Ａ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下階の梁を接続するブレースなど接続
   部材の間隙に柱、梁、ブレースなどの建築構造用鋼材よ
   り降伏点の低い低降伏耐力部材を跨設し、少なくとも一
   方の跨設面に振動エネルギーを吸収する吸振ゴムを間に
   挟んで前記接続部材と前記低降伏耐力部材を一体に接着
   する吸振接続面を形成し、さらに、この吸振接続面を貫
   通する通孔を穿設し、この通孔に前記接続部材の通孔と
   同径で、前記低降伏耐力部材の通孔より小径のピンを挿
   通すると共に、前記低降伏耐力部材に加わる外力を梁と
   平行な方向へ導く外力案内手段を備えることを特徴とす
   る制振ダンパー。
2. 【請求項２】 前記接続部材に取付ける取付部材を設
   け、この取付部材と前記低降伏耐力部材の間に前記吸振
   ゴムを挟んで前記吸振接続面を形成する請求項１記載の
   制振ダンパー。
3. 【請求項３】 前記取付部材と前記低降伏耐力部材を接
   合する接合部材を設け、この接合部材と前記取付部材の
   間に前記吸振ゴムを挟んで前記吸振接続面を形成する請
   求項２記載の制振ダンパー。