JP3793426B2 - 建築物の制振構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の制振構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プレハブ住宅等の建築物は、軽量鉄骨からなる構造枠の対角方向にブレースを設けた耐力壁を備え、この耐力壁を主体として構築されている。
【0003】
一般にブレスを備える耐力壁に耐震構造を設けることは、ブレスが妨げになって困難を伴う。そこで、様々な制振構造が従来より提案されており、例えば特開2001−3597号公報に開示されたものがある。
【0004】
これについて説明すると、図6に示すように、耐力壁11は水平方向に延びる上梁18および下梁16と、垂直方向に延びる2本の柱14と、その対角方向に配置され互いに交差する前ブレース26および後ブレース28を備えている。
【0005】
耐力壁11の内側に油圧ダンパ12が組み込まれ、上梁18と下梁16間の振動を減衰するようになっている。
【0006】
耐力壁11の内側に前後ブレース26,28を避けるようにして上梁18に固定される上部伝達部材24と、下梁16に固定される下部伝達部材22が設けられ、油圧ダンパ12は上部伝達部材24と下部伝達部材22の間に介在するように取り付けられる。
【0007】
特開2000−243021号公報に開示されたものは、油圧ダンパが構造枠の柱に取り付けているため、制振時に柱にかかる負荷が増加し、柱の補強が必要となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の建築物の制振構造にあっては、油圧ダンパ12のピストンロッド12aが前ブレース26と交差するように配置されているため、実際にはその厚さが60mm程度の耐力壁11の内側に油圧ダンパ12を前ブレース26等と干渉しないように収めることが難しく、油圧ダンパ12の外径やストローク等が制限されるという問題点があった。
【0009】
また、油圧ダンパが連結される部材はその強度を高めるうえで構造枠から略三角形に延びる構造とすることが望ましいが、特開2001−3597号公報に開示されたものにあっては、前ブレース26および後ブレース28が妨げとなって、略台形の上部伝達部材24と下部伝達部材22に分割されているため、十分な強度を確保しようとすると重量の増大等を招いた。
【0010】
さらに、前ブレース26等と干渉しないように油圧ダンパ12を耐力壁11に対して傾斜させて設けられると、地震時等に油圧ダンパ12の伸縮作動に伴って耐力壁11に曲げ方向の歪みが生じるため、耐力壁11の補強等が必要になる。
【0011】
また、たとえ油圧ダンパ12が耐力壁11に対して傾斜しないように平行に設けられていても、平面図上において油圧ダンパ12を耐力壁11の厚さ方向について中心線上に配置されないと、地震時等に油圧ダンパ12の圧縮作動時に油圧ダンパ12が偏心して耐力壁11の側面を押すことになり、耐力壁11に回転モーメントを与え、耐力壁11に歪みが生じたり、耐力壁11が前後方向に振れて、減衰力を効率よく伝えられない。
【0012】
また、特開2000−243021号公報に開示されたものにあっては、油圧ダンパの一端を左枠材に連結しているため、左枠材の補強が必要になり、重量の増大等を招いた。
【0013】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、耐力壁のブレース等と干渉することなく油圧ダンパの減衰力が効率よく伝えられる建築物の制振構造を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
第1、第2、第3の発明は、上梁と下梁および柱からなる構造枠を備え、この構造枠の内側にその対角方向に互いに交差する前後ブレースを配置して耐力壁を構成し、この耐力壁の内側に設けられこの耐力壁の振動を減衰する油圧ダンパとを備える建築物の制振構造に適用する。
【0015】
そして、後ブレースの前方に配置される前サポートメンバと、前ブレースの後方に配置される後サポートメンバとを備え、耐力壁にこの前後サポートメンバを介して油圧ダンパを取り付けたことを特徴とするものとした。
【0016】
第1の発明は、前サポートメンバを後ブレースを挟む基端側前取付部材と先端側前取付部材に分け、後サポートメンバを前ブレースを挟む基端側後取付部材と先端側後取付部材に分け、この基端側前取付部材と基端側後取付部材を構造枠に固定し、この先端側前取付部材と先端側後取付部材に油圧ダンパを取り付けたことを特徴とするものとした。
【0017】
第2の発明は、前後サポートメンバを略三角形に形成してその先端部を構造枠の近傍に配置し、油圧ダンパを前後サポートメンバの先端部と構造枠の間で伸縮するように取り付け、油圧ダンパを構造枠と略平行に配置したことを特徴とするものとした。
【0018】
第4の発明は、第1から第3のいずれか一つの発明において、前後サポートメンバを中空部を有する枠状に形成したことを特徴とするものとした。
【0019】
第5の発明は、第1から第4のいずれか一つの発明において、前後サポートメンバをその中心線について対称的に形成したことを特徴とするものとした。
【0020】
第6の発明は、第1から第4のいずれか一つの発明において、前後サポートメンバをその中心線について非対称的に形成したことを特徴とするものとした。
【0021】
第3の発明は、油圧ダンパはそのシリンダの胴部が構造枠または前後サポートメンバの一方に固定され、そのピストンロッドが構造枠または前後サポートメンバの他方にピンを介して支持され、このピストンロッドがこのピンの軸方向に変位可能に連結されたことを特徴とするものとした。
【0022】
【発明の作用および効果】
第1、第2、第3の発明によると、建物が地震等によって横揺れした場合、耐力壁が横方向に変形するのに伴って油圧ダンパが伸縮作動することにより減衰力を発生し、建物の揺れを減少させる。
【0023】
前後サポートメンバが前後ブレースによって挟まれているため、地震時等に油圧ダンパの伸縮作動に伴って油圧ダンパが前後方向に振れることが抑えられ、減衰力を効率よく伝えられる。
【0024】
油圧ダンパを前後ブレースから離して配置することが可能となる。この結果、ピストンロッド等が前後ブレースと干渉することが回避され、油圧ダンパの油洩れ等を防止できる。
【0025】
油圧ダンパを平面図上において耐力壁の厚さ方向について中心線上に配置することが可能となる。この結果、油圧ダンパの伸縮作動に伴って耐力壁に曲げ方向の歪みが生じることが抑えられ、耐力壁の補強等が不要になる。
【0026】
第2、第4の発明によると、前後サポートメンバを介して油圧ダンパの減衰力を効率よく構造枠に伝えられ、前後サポートメンバおよび耐力壁の軽量化がはかれる。
【0027】
第5の発明によると、前後サポートメンバは互いに同一形状となり、中心線について反転させても設置できる。
【0028】
第6の発明によると、油圧ダンパのストロークを大きくすることができる。
【0029】
第3の発明によると、シリンダの胴部が固定される構造のため、油圧ダンパのストロークを大きくすることができる。
【0030】
構造枠の変形によって油圧ダンパが例えば上下方向に振れる場合、ピストンロッドがピンに対して回動またはピンの軸方向に変位することにより、油圧ダンパの円滑な作動性が維持される。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0032】
図1の(a)図はプレハブ住宅等の建築物を構成する耐力壁を正面から見た図であるが、以下この図においての紙面に直交して手前側を前方とし、奥側を後方として説明する。
【0033】
耐力壁の構造枠31は、略水平方向に延びる上梁32および下梁33と、垂直方向に延びる2本の柱34と、その対角方向に配置され互いに交差する筋交いとして前ブレース35および後ブレース36を備える。
【0034】
構造枠31の内側に前後ブレース35,36を避けるようにして上梁32に固定される後サポートメンバ50および前サポートメンバ40を備え、この前後サポートメンバ40,50を介して油圧ダンパ1が構造枠31に取り付けられる。油圧ダンパ1はその一端が前後サポートメンバ40,50の下端に連結され、その他端が構造枠31の下梁33に連結される。
【0035】
前後サポートメンバ40,50は、前後ブレース35,36と交差するように設けられ、油圧ダンパ1は前後ブレース35,36の下方のスペースに配置され、下梁33に沿って設けられる。油圧ダンパ1は平面図(図1の(d)図)上において上梁32および下梁33の厚さ方向について中心線上に配置される。
【0036】
こうして、油圧ダンパ1は構造枠31の内側に組み込まれ、上梁32と下梁33間の振動を減衰するようになっている。
【0037】
前後サポートメンバ40,50は略三角形に形成されてその先端部が構造枠31の下梁33の近傍に配置される。油圧ダンパ1は前後サポートメンバ40,50の先端部と下梁33の間で伸縮するように取り付けられ、下梁33と略平行に配置される。これにより、前後サポートメンバ40,50を介して油圧ダンパ1の減衰力を効率よく構造枠31に伝えられ、前後サポートメンバ40,50および耐力壁の軽量化がはかれる。
【0038】
図1の(b)、(c)図に示すように、後ブレース36の前方に配置される前サポートメンバ40は、後ブレース36を挟む基端側前取付部材41と先端側前取付部材42に分けられる。
【0039】
前ブレース35の後方に配置される後サポートメンバ50は、前ブレース35を挟む基端側後取付部材51と先端側後取付部材52に分けられる。
【0040】
基端側前取付部材41と基端側後取付部材51は、例えばH形鋼、C字形鋼、パイプ等を用いて三角形の中空部を有する枠状に形成され、それぞれの基端が上梁32に固定される。これにより、前後サポートメンバ40,50の軽量化がはかれる。
【0041】
先端側前取付部材42と先端側後取付部材52は、例えばH形鋼、C字形鋼、パイプ等を用いて四角形の中空部を有する枠状に形成され、それぞれの基端部が基端側前取付部材41と基端側後取付部材51の先端部に固定され、それぞれの先端部にブラケット5が固定される。これにより、前後サポートメンバ40,50の軽量化がはかれる。
【0042】
なお、基端側前取付部材41と基端側後取付部材51を一体形成してもよい。また、先端側前取付部材42と先端側後取付部材52およびブラケット5を一体形成してもよい。
【0043】
油圧ダンパ1はシリンダ2の一端からピストンロッド3が突出し、シリンダ2の基端部がピン8を介してブラケット9に回動可能に連結され、ピストンロッド3の先端部がピン4を介してブラケット5に回動可能に連結される。
【0044】
前後サポートメンバ40,50は構造枠31の略垂直方向に延びる中心線Oについて対称的に形成される。すなわち、前後サポートメンバ40,50は互いに同一形状とし、中心線Oについて反転させても設置できるようになっている。
【0045】
前後サポートメンバ40,50および油圧ダンパ1等は以下の手順で構造枠31に取り付けられられる。
(1)基端側前取付部材41と基端側後取付部材51の基端が上梁32にそれぞれ溶接またはボルト等を介して取り付けられる。
(2)先端側前取付部材42と先端側後取付部材52の基端部が基端側前取付部材41と基端側後取付部材51の先端部にそれぞれ溶接またはボルト等を介して取り付けられる。
(3)先端側前取付部材42と先端側後取付部材52の先端部に渡ってブラケット5が溶接またはボルト等を介して取り付けられる。
(4)下梁33にブラケット9が溶接またはボルト等を介して取り付けられる。
(5)油圧ダンパ1がブラケット5とブラケット9との間に渡って取り付けられる。
【0046】
以上のように構成され、建物が地震等によって横揺れした場合、上梁32と下梁33の間に略水平方向の相対変位が生じる。上梁32が図1の(a)図に矢印で示す方向に変位するのに伴って油圧ダンパ1が伸張し、この矢印と逆方向に変位するのに伴って油圧ダンパ1が収縮する。油圧ダンパ1はこうして伸縮作動することにより減衰力を発生し、上梁32の変位を抑えて建物の揺れを減少させる。
【0047】
油圧ダンパ1は平面図上において上梁32および下梁33の厚さ方向中心線上に配置されているため、油圧ダンパ1の伸縮作動に伴って回転モーメントが生じないため構造枠31に曲げ方向の歪みが生じることが抑えられ、構造枠31の補強等が不要になる。
【0048】
前後サポートメンバ40,50が前後ブレース35,36によって挟まれているため、地震時等に油圧ダンパ12の伸縮作動に伴って油圧ダンパ12が前後方向に振れることが抑えられ、減衰力を効率よく伝えられる。
【0049】
油圧ダンパ1は前後ブレース35,36の下方に配置されることにより、その介装スペースが十分に確保され、油圧ダンパ1の外径やストローク等に対する制限を減らすことができる。そして、ピストンロッド3等が前後ブレース35,36と干渉することが回避され、油圧ダンパ1の油洩れ等を防止できる。
【0050】
次に図2に示す他の実施の形態は、基端側前取付部材41と基端側後取付部材51が三角形のプレート状に形成され、それぞれの基端が上梁32に固定される。一方、先端側前取付部材42と先端側後取付部材52が四角形のプレート状に形成され、それぞれの基端部が基端側前取付部材41と基端側後取付部材51の先端部に固定され、それぞれの先端部にブラケット5が固定される。
【0051】
次に図3に示す他の実施の形態は、前後サポートメンバ40,50は構造枠31の略垂直方向に延びる中心線Oについて非対称的に形成される。これにより、ブラケット5の取り付け位置が中心線Oから離れるため、油圧ダンパ1のストロークを大きくすることができる。
【0052】
次に図4に示す他の実施の形態は、前後サポートメンバ40,50の取り付け位置が上下方向に逆転している。基端側前取付部材41と基端側後取付部材51の基端が下梁33に固定される一方、先端側前取付部材42と先端側後取付部材52の基端部が基端側前取付部材41と基端側後取付部材51の先端部に固定され、それぞれの先端部にブラケット5が固定される。
【0053】
この場合、油圧ダンパ1は前後ブレース35,36の上方に配置され、その介装スペースが十分に確保される。
【0054】
次に図5に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【0055】
油圧ダンパ1はシリンダ2の両端からピストンロッド3が突出する両ロッド形ダンパであり、シリンダ2の胴部がブラケット61を介して先端側前取付部材42と先端側後取付部材52の先端部に固定される。
【0056】
ピストンロッド3の先端部がピン62を介してブラケット63に回動可能かつ、上下方向に摺動可能に連結される。このブラケット63が上梁32に固定されている。
【0057】
この場合、シリンダ2の胴部が固定される構造のため、油圧ダンパ1のストロークを大きくすることができる。
【0058】
構造枠31の変形によって上梁32に対して油圧ダンパ1が上下に変位する場合、ピストンロッド3の先端部がピン62に対して上下に摺動することにより、油圧ダンパ1の円滑な作動性が維持される。
【0059】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す耐力壁等の正面図および断面図。
【図2】他の実施の形態を示す耐力壁等の正面図。
【図3】さらに他の実施の形態を示す耐力壁等の正面図。
【図4】さらに他の実施の形態を示す耐力壁等の正面図。
【図5】さらに他の実施の形態を示す耐力壁等の正面図。
【図6】従来例を示す耐力壁等の正面図。
【符号の説明】
1 油圧ダンパ
2 シリンダ
3 ピストンロッド
5 ブラケット
9 ブラケット
31 構造枠
35 前ブレース
36 後ブレース
40 前サポートメンバ
41 基端側前取付部材
42 先端側前取付部材
50 後サポートメンバ
51 基端側後取付部材
52 先端側後取付部材
Claims (6)
- 上梁と下梁および柱からなる構造枠を備え、この構造枠の内側にその対角方向に互いに交差する前後ブレースを配置して耐力壁を構成し、この耐力壁の内側に設けられこの耐力壁の振動を減衰する油圧ダンパとを備える建築物の制振構造において、前記後ブレースの前方に配置される前サポートメンバと、前記前ブレースの後方に配置される後サポートメンバとを備え、前記耐力壁にこの前後サポートメンバを介して油圧ダンパを取り付け、前記前サポートメンバを前記後ブレースを挟む基端側前取付部材と先端側前取付部材に分け、前記後サポートメンバを前記前ブレースを挟む基端側後取付部材と先端側後取付部材に分け、この基端側前取付部材と基端側後取付部材を前記構造枠に固定し、この先端側前取付部材と先端側後取付部材に前記油圧ダンパを取り付けたことを特徴とする建築物の制振構造。
- 上梁と下梁および柱からなる構造枠を備え、この構造枠の内側にその対角方向に互いに交差する前後ブレースを配置して耐力壁を構成し、この耐力壁の内側に設けられこの耐力壁の振動を減衰する油圧ダンパとを備える建築物の制振構造において、前記後ブレースの前方に配置される前サポートメンバと、前記前ブレースの後方に配置される後サポートメンバとを備え、前記耐力壁にこの前後サポートメンバを介して油圧ダンパを取り付け、前記前後サポートメンバを略三角形に形成してその先端部を前記構造枠の近傍に配置し、前記油圧ダンパを前後サポートメンバの先端部と構造枠の間で伸縮するように取り付け、油圧ダンパを構造枠と略平行に配置したことを特徴とする建築物の制振構造。
- 上梁と下梁および柱からなる構造枠を備え、この構造枠の内側にその対角方向に互いに交差する前後ブレースを配置して耐力壁を構成し、この耐力壁の内側に設けられこの耐力壁の振動を減衰する油圧ダンパとを備える建築物の制振構造において、前記後ブレースの前方に配置される前サポートメンバと、前記前ブレースの後方に配置される後サポートメンバとを備え、前記耐力壁にこの前後サポートメンバを介して油圧ダンパを取り付け、前記油圧ダンパはそのシリンダの胴部が構造枠または前後サポートメンバの一方に固定され、そのピストンロッドが前記構造枠または前記前後サポートメンバの他方にピンを介して支持され、このピストンロッドがこのピンの軸方向に変位可能に連結されたことを特徴とする建築物の制振構造。
- 前記前後サポートメンバを中空部を有する枠状に形成したことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の建築物の制振構造。
- 前記前後サポートメンバをその中心線について対称的に形成したことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の建築物の制振構造。
- 前記前後サポートメンバをその中心線について非対称的に形成したことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の建築物の制振構造。
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