JP3297413B2 - 摩擦減衰機構を備える制振架構 - Google Patents
摩擦減衰機構を備える制振架構Info
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Description
り、摩擦減衰機構を備える制振架構に関する。
て、例えば、柱や梁の接合部の耐力は構造物全体の耐力
に大きく影響するため、設計に際して、接合されるコン
クリート部材の耐力を考慮した上で、十分な安全率を確
保する必要がある。しかし、コンクリート部材および接
合構造が現実にどの程度の荷重で破断するかを正確に把
握することは困難である。従って、特に、予期せぬ大規
模な地震等が発生する場合等も想定して、余剰な安全率
を確保して設計されているのが現状である。しかし、そ
のような設計は、同時に無駄も多くなり経済性が悪いと
いう弊害がある。また、設計時に予想した以上の荷重
が、現実に作用した場合には、その構造物の崩壊を免れ
ることはできない。
や梁は、剛接合方式により接合されており、接合部には
地震などの振動を吸収する機能は設けられておらず、振
動エネルギー吸収式の構造物では制振ダンパーを設置し
て振動を減衰しているが、これらの装置は高価である。
設計を必要としないため無駄が省けて、かつ、大きな外
力が作用した場合にも振動を減衰することができて、さ
らに、比較的低コストで形成可能な制振架構を提供する
ことにある。
とを備える構造体において、柱と梁との接合部に相互に
嵌合可能な凸部と凹部とが設けられ、該凸部と該凹部と
の対向面にはそれぞれ滑り部材が定着され、該滑り部材
どうしが当接するように該凸部と該凹部とを嵌合して、
該凸部と該凹部と該滑り部材とを貫通するように設けた
緊張材を緊張することにより、前記接合部が圧着されて
なる制振架構が提供される。
下端に設けるか、又は、梁の両端に設けるか、又は柱の
上下端と梁の両端との両方に設けるが、全ての柱、梁に
設ける必要も無い。
衰機構を備えるため、例えば、地震などの外力が構造体
に伝達されて、凸部と凹部とが嵌合されてなる柱と梁の
接合部に所定以上の応力、すなわち、滑り部材どうしの
当接面における摩擦係数と、緊張材により接合部に導入
された圧着力との積から求められる抵抗力を越える応力
が作用すると、前記滑り部材どうしの当接面が摺動し、
過剰な外力のエネルギーは、滑り部材が摺動する摩擦エ
ネルギーに変換されて減衰し、これにより、柱や梁にお
ける過剰な応力の発生は防止される。したがって、余剰
な安全率を確保する必要が無く、無駄の無い設計が可能
になり、所定以上の応力が生じないので、地震などの外
力に対する耐久性の向上が図れる。なお、前記滑り部材
が相互に摺動する距離は、数十ミリ程度を意図するもの
である。
に加えて、さらに、柱と柱又は梁と梁との間に壁部材を
わたして接合し、この接合部にも摩擦減衰機構を設けた
制振架構を提供する。すなわち、前記柱と柱又は前記梁
と梁との間に壁部材をわたして、前記壁部材と前記柱と
の対向面および前記壁部材と前記梁との対向面にはそれ
ぞれ滑り部材を定着し、該滑り部材どうしが当接するよ
うに前記壁部材と前記柱および前記壁部材と前記梁とを
重ね合わせて、前記柱又は前記梁から延設されて前記滑
り部材と前記壁部材とを貫通するように設けた緊張材を
緊張することにより、前記柱又は前記梁と前記壁部材と
を圧着し、これにより、壁部材の接合部にも摩擦減衰機
構を形成した制振架構が提供される。なお、壁部材と柱
又は梁との圧着部分は、上記と同様の作用や効果を奏す
るものである。
粘性の極めて小さな材料、例えば、少くとも一つの面が
研磨されたコンクリート板、自然石材等の板体を使用す
ることができる。この研磨された面の粗さは、相互に重
ね合わされて所定の荷重で摺動が生じるように調整す
る。
クリート構造物を構築するためコンクリート部材にプレ
ストレスを導入するPC鋼材を用いることができて、例
えば、高張力鋼からなるPC鋼より線あるいはPC鋼棒
等があり、緊張材に導入する緊張力は、接合されるコン
クリート部材の耐力や、滑り部材の摩擦力などに応じて
適宜定められる。また前記緊張材を前記柱、前記梁およ
び前記壁部材に貫通させるため、これらの部材には予め
シース孔などの貫通孔を設ける。そして、この貫通孔と
緊張材との間には、セメントグラウトなどの充填材を加
えず、空洞のままとすることが好ましい。
を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る制
振架構を示す図であり、ここでは、地中梁14に連結さ
れた基礎フーチング13から柱部材12を立設し、柱部
材12と梁部材11とをそれぞれの接合部20,23に
おいて柱梁交差部15に接合し、コンクリート構造の制
振架構10を構築する。なお、図1においては、接合部
20,23を、全ての柱部材12と梁部材11とに設け
たが、設置箇所や設置数は適宜定めることができる。
部分を水平方向に切断した断面図である。図2において
詳細に示すように、梁部材11の両端には凹溝11bを
備える凹部11aを形成し、この凹部11aにはシース
管を埋設することにより貫通孔11bを形成し、孔が形
成された石板28aを前記貫通孔11bに連通させるよ
うに、凹部11aの内面に接着剤やモルタルにより貼り
つける。
定部21を突設し、ここに前記凹溝11bに嵌合可能な
凸部21aを突設し、この凸部21aにもシース管を埋
設して、凹部11aの貫通孔11bに連通する貫通孔2
1bを形成し、有孔の石板28bを前記貫通孔21bに
連通するように、凸部21aの両側面に接着剤やモルタ
ルにより貼りつける。
21aとを勘合させて、石板28a,28bどうしを当
接させて、貫通孔11b,21bにPC鋼棒25を挿通
し、PC鋼棒25の両端に支圧板27を嵌めて緊張力を
導入しながら止め具26により固定する。このように梁
接合部20に緊張力を導入すると、石板28a,28b
どうしの当接面には剪断応力に対する抵抗力が生じ、こ
の抵抗力は、緊張力と石板28a,28bどうしの当接
面の摩擦係数との積により求めることができる。ここ
で、例えば、PC鋼棒の直径が32mm程度の場合、P
C鋼棒には600KN程度の緊張力が導入可能である
が、この緊張力の強度は梁や柱の寸法などにより定めら
れる。
は、適宜、上下に梁固定部21と同様な凸部を備える柱
固定部(図示せず)が突設され、柱12の上下端部にも
梁部材11と同様な凹部が形成される。
の作用について説明する。なお、柱接合部23について
は、梁接合部20と同様なため説明を省略する。
場合、この力による荷重で梁接合部20には上下方向の
剪断荷重が加わる。このとき、梁接合部20は自身が破
断しない限りにおいて変形し、剪断荷重が所定の力、す
なわち、石板28a,28bの当接面における剪断応力
に対する抵抗力を越えたときに、石板28a,28bが
当接面で摺動し、その運動エネルギーと摩擦熱に変換さ
れる。したがって、梁接合部20は破断せずに保護され
る。
は異なる制振架構30について説明する。図3は図1と
は異なる制振架構を示す図であり、図4は図3における
柱接合部のIV―IV断面図である。ここで、制振架構30
は、前述の制振架構10の構成に加えて、柱部材12と
柱部材12、又は梁部材11と梁部材(基礎梁14)と
の間に壁部材17をわたして接合し、この壁接合部40
にも滑り部材としての石板48a,48bを設けたもの
である。なお、図4では柱部材12と壁部材17との壁
接合部40のみについて図示し、以下、この壁接合部4
0について説明するが、この壁接合部40は梁部材11
と壁部材17との壁接合部においても同様に構成される
ものである。
ー部材41が埋設され、このアンカー部材41からは表
面に向けてシース管が埋設されて孔12aが形成され、
柱部材12の表面には孔12aに連通するように有孔の
石板48aが接着剤などで固定され、さらに孔12aに
はPC鋼棒45が挿通されて先端がアンカー部材41で
固定されている。一方、壁部材17にはシース管が埋設
されて貫通孔16aが形成され、この貫通孔16aに連
通するように有孔の石板48bが接着剤などで固定され
ている。これら壁部材17と柱部材12とを、石板48
a,48bどうしが当接して貫通孔16aと孔12aと
が連通するように重ね合わせて、それぞれの貫通孔16
aと孔12aにPC鋼棒45が挿通され、柱部材12の
表面に突出したPC鋼棒45には支圧板47が嵌められ
て、緊張力が導入されて止め具46で固定される。
宜定めることができる。また、制振架構40において
も、壁部材16と柱部材12や梁部材16との接合部分
は、図1および図2を参照して説明した制振架構10と
同様な作用や効果を奏するものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 柱と梁とを備える構造体において、柱と
梁との接合部に相互に嵌合可能な凸部と凹部とが設けら
れ、該凸部と該凹部との対向面にはそれぞれ滑り部材が
定着され、該滑り部材どうしが当接するように該凸部と
該凹部とを嵌合して、該凸部と該凹部と該滑り部材とを
貫通するように設けた緊張材を緊張することにより、前
記接合部が圧着されてなる制振架構。 - 【請求項2】 前記柱と柱又は前記梁と梁との間に壁部
材がわたされて、前記壁部材と前記柱との対向面および
前記壁部材と前記梁との対向面にはそれぞれ滑り部材が
定着され、該滑り部材どうしが当接するように前記壁部
材と前記柱および前記壁部材と前記梁とを重ね合わせ
て、前記柱又は前記梁から延設されて前記滑り部材と前
記壁部材とを貫通するように設けた緊張材を緊張するこ
とにより、前記柱又は前記梁と前記壁部材とを圧着して
なる請求項1記載の制振架構。
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JP31260299A JP3297413B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 摩擦減衰機構を備える制振架構 |
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