JP3907582B2 - 制振装置および制振方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、柱と梁で構成され、柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間にダンパを配設したラーメンの振動および変形を抑制する制振方法および制振装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種制振装置としては、例えば、特許出願人が先に提案した制振装置（たとえば、特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
すなわち、この制振装置は、構造物中の柱と梁でつくられるラーメン内の柱と梁の交差部間の対角線上に斜材としてのダンパを配設してなり、この制振装置に使用されるダンパとしては、ピストン速度に依存した減衰力を発生するものが使用されている。
【０００４】
そして、この制振装置を適用した構造物が地震等により振動が負荷され、構造物のラーメンに水平力が作用した場合、柱が撓んだり、ラーメンが変形したりするが、上記交差部間に配設のダンパがその撓みや変形に対し減衰力を発揮して抵抗し、かつ、振動エネルギを吸収し、結果としてラーメンの振動および変形を抑制するものである。
【０００５】
また、この制振装置では振動の周波数に応じたエネルギ吸収を可能にするため、上記したようにピストン速度に依存した減衰力を発生するダンパが使用されており、地震等によりラーメンに作用する比較的高い周波数の振動およびその変形を効果的に抑制している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−５４６７７号公報（第３頁右欄第２５行目から第３頁右欄第４５行目、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した制振装置は、地震等により構造物中のラーメンに作用する比較的高い周波数の振動を効果的に抑制してはいるものの、ラーメンが風等によりゆっくり振動する場合、すなわち、周波数の比較的低い振動が作用した場合には、上記の制振装置では、ダンパは充分な減衰力を発揮できないので、柱の撓みやラーメンの変形に対し抵抗することができず、結果的に構造物の振動を抑制できないと指摘される可能性がある。
【０００８】
したがって、ダンパが振動を抑制し得ない領域の振動をカバーするためには、ラーメンの柱の太さを想定される振動の入力に充分対抗できるように太くするか、筋交い追加するなどの対応が必要となる。
【０００９】
しかし、筋交いを追加して風などの入力によるラーメンに作用する比較的低い周波数の振動を抑制する場合では、地震等による振動エネルギを吸収することができず、筋交いに使用される鋼材は塑性変形すると繰り返しの使用に耐えられない。
【００１０】
また、柱を太くする対応では、構造物の重量が増すので、柱の太さを単に振動を抑制するのに必要な太さとしただけでは収まらないので、ラーメンを採用する構造物建設のコストアップは甚だしくなる。強風が吹くような立地条件に構造物を建設する場合には、特に顕著である。
【００１１】
そこで、本発明は上記弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、特に柱を太くしなくても、風などによりラーメンに作用する周波数の比較的低い振動およびラーメンの変形を抑制可能な制振方法および制振装置を提供し、ラーメンを採用する構造物の建設コストを向上することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、第１の課題解決手段における制振方法は、柱と梁とで構成され、柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間にダンパを配設したラーメンにおいて、任意の１つ以上のラーメン毎に、１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパと、１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパを配設して、上記リリーフ弁のクラッキング圧に達するまでの外力に対してはリリーフ弁のみを備えたダンパでラーメンの振動および変形を抑制し、このクラッキング圧を超える外力に対しては上記リリーフ弁のみを備えたダンパとピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパの双方のダンパでラーメンの振動および変形を抑制することを特徴とする。
【００１３】
また、第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段における制振方法において、各ダンパをラーメンに互い違いとなるように配設してラーメンの振動および変形を抑制することを特徴とする。
【００１４】
さらに、第３の課題解決手段は、第１の課題解決手段における制振方法において、柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記各ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合させることによりラーメンの振動および変形を抑制する。
【００１５】
また、第４の課題解決手段における制振方法は、柱と梁とで構成され、柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間にダンパを配設したラーメンにおいて、任意のラーメンに、１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパを配設するとともに、他の任意のラーメンに１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパを配設して、上記リリーフ弁のクラッキング圧に達するまでの外力に対してはリリーフ弁のみを備えたダンパでラーメンの振動および変形を抑制し、このクラッキング圧を超える外力に対しては上記リリーフ弁のみを備えたダンパとピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパの双方のダンパでラーメンの振動および変形を抑制することを特徴とする。
【００１６】
さらに、第５の課題解決手段は、第４の課題解決手段における制振方法において、柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合させることによりラーメンの振動および変形を抑制する。
【００１７】
また、第６の課題解決手段は、第１から第５のいずれかの課題解決手段における制振方法において、所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とをリリーフ弁を介して連通させたことを特徴とする。
【００１８】
そして、第７の課題解決手段は、第１から第６のいずれかの課題解決手段における制振方法において、ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とを並列に設けたピストン速度により比例する比例弁およびリリーフ弁を介して連通さたことを特徴とする。
【００１９】
また、第８の課題解決手段における制振装置は、柱と梁でラーメンを構成し、ラーメン内の柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間に配設したダンパでラーメンの振動および変形を抑制する制振装置において、任意の１つ以上のラーメン毎に１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパと、１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパとを配設したことを特徴とする。
【００２０】
さらに、第９の課題解決手段は、第８の課題解決手段における制振装置において、各ダンパをラーメンに互い違いとなるように配設したことを特徴とする。
【００２１】
そして、第１０の課題解決手段は、第８の課題解決手段における制振装置において、柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記各ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合したことを特徴とする。
【００２２】
また、第１１の課題解決手段における制振装置は、柱と梁でラーメンを構成し、ラーメン内の柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間に配設したダンパでラーメンの振動および変形を抑制する制振装置において、任意のラーメンに、１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパを配設するとともに、他の任意のラーメンに１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパを配設したことを特徴とする。
【００２３】
さらに、第１２の課題解決手段は、第１１の課題解決手段における制振装置において、柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合したことを特徴とする。
【００２４】
また、第１３の課題解決手段は、第８から第１２の課題解決手段における制振装置において、所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とをリリーフ弁を介して連通させたことを特徴とする。
【００２５】
そして、第１４の課題解決手段は、第８から第１３の課題解決手段における制振装置において、ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とを並列に設けたピストン速度により比例する比例弁およびリリーフ弁を介して連通さたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図にもと基づいて説明する。図１は、本発明の第1の実施の形態における制振装置を構造物に利用した簡略化したモデル図である。
【００２７】
構造物は、縦方向に起立する柱１、１を多数前後左右に配置し、その隣接する柱１、１間に梁２、２を多数架設したものであり、1つ以上のラーメンＬを構成している。そして、制振装置はそのラーメンＬ内の柱１，１間、梁２，２間、柱梁１，２間、柱１と梁２の交差部間、柱１と梁２の交差部と柱１との間もしくは柱１と梁２の交差部と梁２との間に配設されたダンパＤ１，Ｄ２で構成され、構造物の振動を抑制するために使用されるものである。そして、制振方法はこの制振装置を使用して構造物の振動を抑制するものである。
【００２８】
以下、詳細に説明すると、第１の実施の形態における制振装置の基本形態は、任意のラーメンＬの対角線上の柱１と梁２の交差部に結合した上下のブラケット１１，１１と、このブラケット１１，１１間に配設されたダンパＤ１と、他の任意のラーメンＬの対角線上の柱１と梁２の交差部に結合した上下のブラケット１１，１１と、このブラケット１１，１１間に配設されたダンパＤ２とにより構成され、これらの部材はすべて柱１，１と梁２，２との間の空間に収められている。
【００２９】
ブラケット１１，１１は柱１と梁２の交差部であって、柱１と梁２に結合されているので、せん断力のみが負荷される場合のある柱のみもしくは梁のみに結合されるものより、強度上優れている。
【００３０】
そして、ダンパＤ１，Ｄ２は、図示するように、各ラーメンＬのブラケット１１，１１との間に配設されるが、ダンパＤ１、Ｄ２のシリンダをブレース１２を介してブラケット１１に接合し、他方ピストンロッド側をブラケット１１に接合している。本実施の形態においては、各ブラケット１１，１１にピン（付示せず）で接合され、各ブラケット１１，１１に対し揺動可能である。また、ダンパと各ブラケットの接合は、ピン接合の他に球面軸受を介してもよい。この場合にも、ダンパＤ１，Ｄ２はブラケット１１，１１に対し揺動可能となる。
【００３１】
なお、ブレース１２は、後述する各ダンパＤ１，Ｄ２が両ロッド型に設定されているので、その伸縮を妨げないように、少なくともピストンロッドのシリンダからの出没範囲部分は中空となっている。
【００３２】
また、各ダンパＤ１，Ｄ２は、各ダンパＤ１，Ｄ２の軸線の延長線上に、柱１と梁２の軸芯の交点が位置するように取付けられており、このように各ダンパＤ１，Ｄ２を柱１および梁２に取付けることにより、柱１および梁２に不必要な曲げモーメントが負荷されることを防止している。
【００３３】
ダンパＤ１は、図２に示すように、たとえば、シリンダ５０と、ピストン５２と、シリンダ５０内にピストン５２を介して移動自在に挿入されたピストンロッド５１とを備えてなり、シリンダ５０内をピストン５２が区画する伸側室Ｒ２と圧側室Ｒ１とに作動油等を封入し、いわゆる両ロッド型に設定され、伸側室Ｒ２と圧側室Ｒ１とをリリーフ弁５３，５３を介して連通させており、このリリーフ弁５３，５３が開放されることによって、シリンダ５０に対しピストンロッド５１が出没する際に減衰力を発生可能なものである。
【００３４】
そして、リリーフ弁５３は、ピストン５２内に設けた通路５６の途中に設けられており、附勢バネ５４によって上記通路５６を閉じる方向に附勢され常閉型に設定されるとともに、通路５６の上流側の圧力が高まるとこの圧力が通路５５を介して上記附勢バネ５４のバネ力に抗して通路５６を連通することが可能となる。
このリリーフ弁５３，５３は、伸側室Ｒ２から圧側室Ｒ１への作動油の流れを許容するものと圧側室Ｒ１から伸側室Ｒ２への作動油の流れを許容するものと２つ設けられているので、ダンパＤ１は、このダンパＤ１が伸縮するとどちらかのリリーフ弁５３，５３が通路５６，５６を連通し、作動油が通路５６，５６を通過するときに所定の減衰力を発生する。
【００３５】
なお、上記通路５６，５６およびリリーフ弁５３，５３は、所定の減衰力を発生可能であればピストン５２内以外に設けても良い。
【００３６】
すなわち、このダンパＤ１は、図４に示すような減衰特性を有しており、たとえば、ダンパＤ１が伸長する場合には、所定のピストン速度になると、圧側室Ｒ１内の圧力が高まり、リリーフ弁５３はクラッキング圧Ｆ１に達すると通路５６を開放し、図４中線Ａのごとくのなだらかな減衰特性を示す。
【００３７】
また、ダンパＤ２は、図３に示すように、シリンダ７０と、ピストン７２と、シリンダ７０内にピストン７２を介して移動自在に挿入したピストンロッド７１と、シリンダ７０内にピストン７２により区画される伸側室Ｒ４および圧側室Ｒ３とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ３とを並列に設けたピストン速度により比例する比例弁６１，６１およびリリーフ弁６３，６３を介して連通させており、この比例弁６１，６１およびリリーフ弁６３，６３によって、シリンダ７０に対しピストンロッド７１が出没する際に減衰力を発生可能なものである。
【００３８】
そして、比例弁６１は、ピストン７２内に設けた通路６６の途中に設けられており、附勢バネ６２によって上記通路６６を閉じる方向に附勢されており、通路６６の上流側の圧力に比例して通路６６を徐々に開放するものであり、この比例弁６１，６１は、伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ３への作動油の流れを許容するものと圧側室Ｒ３から伸側室Ｒ４への作動油の流れを許容するものと２つ設けられているので、ダンパＤ２は、このダンパＤ２が伸縮するとどちらかの比例弁６１，６１が通路６６，６６を連通し、作動油が比例弁６１，６１を通過するときに所定の減衰力を発生する。
【００３９】
また、リリーフ弁６３は、ピストン７２内に設けた通路６７の途中に設けられており、附勢バネ６４によって上記通路６７を閉じる方向に附勢され常閉型に設定されるとともに、通路６７の上流側の圧力が高まるとこの圧力が通路６５を介して上記附勢バネ６４のバネ力に抗して通路６７を連通することが可能となる。
【００４０】
このリリーフ弁６３，６３は、伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ３への作動油の流れを許容するものと圧側室Ｒ３から伸側室Ｒ４への作動油の流れを許容するものと２つ設けられている。
【００４１】
すなわち、このダンパＤ２にあっては、上記した比例弁６１，６１により減衰力を発生するだけでなく、このダンパＤ２が伸縮し、圧側室Ｒ３または伸側室Ｒ４内の圧力が高まり、どちらかのリリーフ弁６３，６３はクラッキング圧Ｆ２に達すると通路６７，６７を連通し、作動油が上述の比例弁６１，６１と通路６７，６７を通過し、所定の減衰力を発生することとなる。
【００４２】
なお、上記各通路６６，６６，６７，６７および比例弁６１，６１およびリリーフ弁６３，６３は、所定の減衰力を発生可能であればピストン７２内以外に設けても良い。
【００４３】
したがって、このダンパＤ２は、図５に示すような減衰特性を有しており、たとえば、ダンパＤ２が伸長する場合、ピストン速度が低速時にあっては、先ず比例弁６１を作動油が通過して減衰力を発生するので、図５中直線Ｂのごとくのピストン速度に依存した減衰特性を示し、所定のピストン速度に達すると、圧側室Ｒ３内の圧力が高まり、リリーフ弁６３はクラッキング圧Ｆ２に達すると通路６７を開放するので、図５中直線Ｃのごとくのなだらかな減衰特性を示す。
【００４４】
そして、この制振装置が適用された構造物のラーメンLに風等の比較的低い周波数の振動が作用した場合、すなわち、ダンパＤ１のリリーフ弁５３が通路５６を連通するクラッキング圧Ｆ１に達しない場合には、ダンパＤ２は、振動の周波数に依存して、すなわちピストン速度に依存した減衰力を発揮し、振動によりラーメンＬに作用する力に抵抗するが、このとき、振動の周波数が低いと低い減衰力しか発揮できないので、ラーメンＬの振動および変形を充分抑制し得ないこととなるが、他方、ダンパＤ１は、振動の周波数が低い場合には、リリーフ弁５３のクラッキング圧Ｆ１に達するまでは、伸縮しないので、剛体状態となり、ラーメンＬの変形や柱１の撓みを抑制する事ができるので、ラーメンＬの振動を効果的に抑制する事が可能となる。
【００４５】
さらに、ダンパＤ１は、ダンパＤ２のリリーフ弁６３がクラッキング圧Ｆ２に達して通路６７を連通するまでは、図４ないし図５に示すようにダンパＤ２に比較して高い減衰力を発生するので、振動の周波数がこの領域にあるときにも、充分ラーメンＬの振動および変形を抑制する事が可能である。
【００４６】
逆に、ラーメンに地震等の比較的高い周波数の振動が作用した場合には、ダンパＤ１のリリーフ弁５３がクラッキング圧Ｆ１に達して連通する場合には、ダンパＤ１およびダンパＤ２の双方が減衰力を発生してラーメンＬに作用する力に抵抗して、振動エネルギを吸収してラーメンの振動を抑制することとなる。
【００４７】
そして、さらに、振動の周波数が高くなり、ダンパＤ２のリリーフ弁６３が通路６６を連通するクラッキング圧Ｆ２に達すると、上述したようにダンパＤ２の減衰特性は図５中の直線Ｃのごとくとなり、ダンパＤ２の発生する減衰力は頭打ちとなる。したがって、ダンパＤ２が連結されている柱１や梁２やブラケット１１に過剰な力が負荷されることが防止され、結果的に柱等の損傷が防止されることとなる。
【００４８】
したがって、この制振装置および制振方法では、異なる減衰特性のダンパＤ１，Ｄ２の組合せにより、地震等による構造物中のラーメンＬに作用する比較的周波数の高い振動だけでなく、従来のように単一の減衰特性のダンパを使用する制振装置では充分振動を抑制できなかった風などの入力によるラーメンＬに作用する比較的低い周波数の振動およびラーメンＬの変形をも、効果的に抑制する事が可能となる。すなわち、ラーメンＬを採用する構造物に作用する低い周波数の振動をも抑制する事が可能である。
【００４９】
すると、ラーメンの柱を太くせずに、広範な周波数の振動を抑制できるから、ラーメンを採用する構造物の建設コストを低く抑えることができ、特に強風が吹くような立地条件に構造物を建設する場合には、特にコストダウン効果が高い。
【００５０】
さらに、ラーメンに筋交い等を追加して風などの入力によるラーメンの比較的低い周波数の振動およびその時のラーメンの変形を抑制する場合では、地震等による振動エネルギを吸収することができず、筋交いに使用される鋼材は塑性変形すると繰り返しの使用に耐えられないが、本発明では、これらの振動を効果的に抑制でき、また、ダンパは伸縮するので、鋼材のように塑性変形しないので、繰り返しの使用に耐えるので、維持管理費の点でも有利である。
【００５１】
また、本実施の形態では、各ダンパをラーメンの対角線上に取付けているので、各ダンパは水平方向の振動以外にも垂直方向の振動にも作用することが可能である。
【００５２】
なお、各ダンパＤ２については、上述したところでは、比例弁およびリリーフ弁を備えているが、柱等の損傷が防止効果は失われるが、比例弁やオリフィスやリーフバルブのみを備えたピストン速度に依存する減衰特性を発揮するものを使用しても良い。
【００５３】
つぎに、図６に示す第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、任意のラーメンＬの柱１と梁２の交差部に結合した上下のブラケット１１，１１と、柱１に結合したブラケット１５と、各ブラケット１１，１１間に配設した２つのダンパＤ１、Ｄ２と、他の任意のラーメンＬの柱１と梁２の交差部に結合した上下のブラケット１１，１１と、柱１に結合したブラケット１５と、このブラケット１１，１１間に配設されたダンパＤ２とにより構成され、これらの部材はすべて柱１、１と梁２、２との間の空間に収められている。
【００５４】
そして、ダンパＤ１、Ｄ２は、図示するように、上下のダンパＤ１、Ｄ２が互い違いとなるようにブラケット１１とブラケット１５との間に配設されるが、ダンパＤ１、Ｄ２のシリンダをブレース１２を介してブラケット１１に接合し、他方ピストンロッド側をブラケット１５に接合している。
【００５５】
また、第１の実施の形態と同様に、各ブラケット１１，１５にピン（付示せず）で接合され、各ブラケット１１，１５に対し揺動可能である。また、ダンパと各ブラケットの接合は、ピン接合の他に球面軸受を介してもよい。この場合にも、ダンパＤ１、Ｄ２はブラケット１１，１５に対し揺動可能となる。また、各ダンパＤ１、Ｄ２は、各ダンパＤ１、Ｄ２の軸線の延長線上に、柱と梁の軸芯の交点が位置するように取付けられており、このように各ダンパＤ１、Ｄ２を柱１および梁２に取付けることにより、柱１および梁２に不必要な曲げモーメントが負荷されることを防止していることも同様である。
【００５６】
ダンパＤ１およびダンパＤ２は、第１の実施の形態と同様のものを使用している。したがって、風等による周波数の低い振動に対してはダンパＤ１がラーメンＬの振動および変形を抑制し、地震等の周波数の高い振動に対しては双方のダンパＤ１，Ｄ２が作用しラーメンの振動および変形を抑制するので、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５７】
さらに、単一のダンパをラーメンＬの対角線上に配設した場合には柱間が狭くなると、柱に対するダンパの取付角度が小さくなるので、充分な水平抵抗力を得られなくなってしまい、また、この場合には充分な水平抵抗力を得ようとすると鉛直方向に大きな力が作用してしまい、仕口やブラケットに負担がかかってしまうが、この実施の形態においては、柱間が狭い場合にも、複数のダンパを互い違いに柱および梁に取付けているので、ダンパの柱に対する取り付け角度が大きくなり、充分な水平力を得ることが可能であるとともに、仕口やブラケットに負荷される負担を軽減できるので、仕口やブラケットの損傷を防止できる。
【００５８】
また、この実施の形態では、１つのラーメンＬ内に異なる減衰特性を有するダンパＤ１，Ｄ２を配在しているが、複数のラーメンＬ内にダンパを配設する場合には、任意のラーメンＬ内に複数のダンパＤ１のみを配設し、別の任意のラーメンＬ内に複数のダンパＤ２のみを配設しても良い。
【００５９】
すなわち、図６に示した制振装置を例にすれば、図中左側のラーメンＬ内のダンパを全てダンパＤ１とし、図中右側のラーメンＬ内のダンパを全てダンパＤ２とすることによっても、上記した作用効果を果たすことができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、隣り合ったラーメンＬ，Ｌに各ダンパＤ１，Ｄ２を配設しているが、図７に示すように、隣接していないラーメンＬ，Ｌに
各ダンパＤ１，Ｄ２を配設しても良い。
【００６１】
さらに、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、任意のラーメンＬの下側の梁２に二股側を結合したＶ型ブレース２０と、Ｖ型ブレース２０の凸状の先端に設けたブラケット２１と、上側の梁２に結合したブラケット２２と、各ブラケット２１，２２間に配設したダンパＤ１と、他の任意のラーメンＬの下側の梁２に二股側を結合したＶ型ブレース２０と、Ｖ型ブレース２０の凸状の先端に設けたブラケット２１と、上側の梁２に結合したブラケット２２と、各ブラケット２１，２２間に配設したダンパＤ２とにより構成され、これらの部材はすべて柱１，１と梁２，２との間の空間に収められている。また、第１の実施の形態と同様に、各ブラケット２１，２２にピン（付示せず）で接合され、各ブラケット２１，２２に対し揺動可能である。また、ダンパと各ブラケットの接合は、ピン接合の他に球面軸受を介してもよい。この場合にも、ダンパＤ１，Ｄ２はブラケット２１，２２に対し揺動可能となる。そして、ダンパＤ１，Ｄ２は、第１の実施の形態と同様のものである。
【００６２】
この場合には、ラーメンに振動が入力され、ラーメンＬに水平力が作用すると、上側の梁２と下側の梁２とが相対運動するが、梁２，２間にダンパＤ１，Ｄ２が配設されているので、第１の実施の形態と同様に、風等による周波数の低い振動に対してはダンパＤ１が振動を抑制し、地震等の周波数の高い振動に対しては双方のダンパＤ１，Ｄ２が作用し振動を抑制するので、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６３】
また、この実施の形態では異なるラーメンＬ毎にいずれかのダンパＤ１，Ｄ２を配設しているが、図９に示すように、Ｖ型ブレース２０の凸上の先端のブラケット２１の両側にダンパＤ１とダンパＤ２の一端を連結し、各ダンパＤ１，Ｄ２の他端側を上側の梁２に設けたブラケット２２，２２に連結してもよい。
【００６４】
このように制振装置を構成しても、ラーメンの振動および変形を抑制する事が可能であるので、ラーメンを採用する構造物に作用する低い周波数の振動をも抑制する事が可能である。
【００６５】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、異なる減衰特性のダンパの組合せにより、地震等によりラーメンに作用する比較的周波数の高い振動だけでなく、従来のように単一の減衰特性のダンパを使用する制振装置では充分振動を抑制できなかった風などの入力によりラーメンに作用する比較的低い周波数の振動およびラーメンの変形をも、効果的に抑制する事が可能となる。すなわち、ラーメンを採用する構造物に作用する比較的低い周波数の振動をも抑制する事が可能である。
【００６６】
すると、ラーメンの柱を太くせずに、広範な周波数の振動を抑制できるから、ラーメンを採用する構造物の建設コストを低く抑えることができ、特に強風が吹くような立地条件に構造物を建設する場合には、特にコストダウン効果が高い。
【００６７】
さらに、ラーメンに筋交い等を追加して風などの入力による構造物の比較的低い周波数の振動を抑制する場合では、地震等による振動エネルギを吸収することができず、筋交いに使用される鋼材は塑性変形すると繰り返しの使用に耐えられないが、本発明では、これらの振動を効果的に抑制でき、また、ダンパは伸縮するので、鋼材のように塑性変形しないので、繰り返しの使用に耐えるので、維持管理費の点でも有利である。
【００６８】
また、各ダンパをラーメンの対角線上に取付ければ、各ダンパは水平方向の振動以外にも垂直方向の振動にも作用することが可能であり、効果的に振動を抑制しうる。
【００６９】
請求項２および９の発明によれば、柱間が狭い場合にも、複数のダンパを互い違いに柱および梁に取付けているので、ダンパの柱に対する取り付け角度が大きくなり、充分な水平力を得ることが可能であるとともに、仕口やブラケットに負荷される負担を軽減できるので、仕口やブラケットの損傷を防止できる。
【００７０】
請求項４および１１の発明によれば、各ダンパを各ダンパの軸線の延長線上に、柱と梁の軸芯の交点が位置するように取付ければ、柱および梁に不必要な曲げモーメントが負荷されることを防止できる。
【００７１】
請求項６および１３の発明によれば、所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパのリリーフ弁が開放されるクラッキング圧に達しない場合には、伸縮しないので、剛体状態となり、ラーメンの変形や柱の撓みを抑制する事ができるので、ラーメンを採用する構造物の振動を効果的に抑制する事が可能となる。
【００７２】
さらに、所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパは、ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパに比較して、高い減衰力を発生するので、クラッキング圧に達する周波数の振動の入力があるときにも、充分振動を抑制する事が可能である。
【００７３】
請求項７および１４の発明によれば、比例弁の他にリリーフ弁を備えているので、ラーメンに作用する振動の周波数が高くなり、ダンパのリリーフ弁が開放されるクラッキング圧に達すると、ダンパの発生する減衰力は頭打ちとなる。したがって、ダンパが連結されている柱や梁やブラケットに過剰な力が負荷されることが防止され、結果的に柱等の損傷が防止されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における制振装置を構造物のラーメンに適用した状態を示すモデル図である。
【図２】所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパの略示縦断面図である。
【図３】ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパの略示縦断面図である。
【図４】所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパの減衰特性を示す図である。
【図５】ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパの減衰特性を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における制振装置を構造物のラーメンに適用した状態を示すモデル図である。
【図７】第２の実施の形態における制振装置を構造物のラーメンに適用した状態を示すモデル図である。
【図８】第３の実施の形態における制振装置を構造物のラーメンに適用した状態を示すモデル図である。
【図９】第３の実施の形態における制振装置を構造物のラーメンに適用した状態を示すモデル図である。
【符号の説明】
１ 柱
２ 梁
１１、１５、２１、２２ ブラケット
１２ ブレース
２０ Ｖ型ブレース
５０、７０ シリンダ
５１、７１ ピストンロッド
５２、７２ ピストン
５３、６３ リリーフ弁
６１ 比例弁
Ｄ１、Ｄ２ ダンパ
Ｌ ラーメン
Ｒ１、Ｒ３ 圧側室
Ｒ２、Ｒ４ 伸側室

Claims (14)

1. 柱と梁とで構成され、柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間にダンパを配設したラーメンにおいて、任意の１つ以上のラーメン毎に、１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパと、１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパを配設して、上記リリーフ弁のクラッキング圧に達するまでの外力に対してはリリーフ弁のみを備えたダンパでラーメンの振動および変形を抑制し、このクラッキング圧を超える外力に対しては上記リリーフ弁のみを備えたダンパとピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパの双方のダンパでラーメンの振動および変形を抑制することを特徴とする制振方法。
2. 各ダンパをラーメンに互い違いとなるように配設してラーメンの振動および変形を抑制することを特徴とする請求項１に記載の制振方法。
3. 柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記各ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合させることによりラーメンの振動および変形を抑制する請求項１の制振方法。
4. 柱と梁とで構成され、柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間にダンパを配設したラーメンにおいて、任意のラーメンに、１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパを配設するとともに、他の任意のラーメンに１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパを配設して、上記リリーフ弁のクラッキング圧に達するまでの外力に対してはリリーフ弁のみを備えたダンパでラーメンの振動および変形を抑制し、このクラッキング圧を超える外力に対しては上記リリーフ弁のみを備えたダンパとピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパの双方のダンパでラーメンの振動および変形を抑制することを特徴とする制振方法。
5. 柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合させることによりラーメンの振動および変形を抑制する請求項４の制振方法。
6. 所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とをリリーフ弁を介して連通させたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の制振方法。
7. ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とを並列に設けたピストン速度により比例する比例弁およびリリーフ弁を介して連通さたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の制振方法。
8. 柱と梁でラーメンを構成し、ラーメン内の柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間に配設したダンパでラーメンの振動および変形を抑制する制振装置において、任意の１つ以上のラーメン毎に１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパと、１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパとを配設したことを特徴とする制振装置。
9. 各ダンパをラーメンに互い違いとなるように配設したことを特徴とする請求項８に記載の制振装置。
10. 柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記各ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合したことを特徴とする請求項８の制振装置。
11. 柱と梁でラーメンを構成し、ラーメン内の柱間、梁間、柱梁間、柱と梁の交差部間、柱と梁の交差部と柱との間もしくは柱と梁の交差部と梁との間に配設したダンパでラーメンの振動および変形を抑制する制振装置において、任意のラーメンに、１つ以上の所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパを配設するとともに、他の任意のラーメンに１つ以上のピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパを配設したことを特徴とする制振装置。
12. 柱もしくは梁に結合したＶ型ブレースの凸状部分の先端に上記ダンパの一端を接合し、他端を柱もしくは梁に接合したことを特徴とする請求項１１の制振装置。
13. 所定のクラッキング圧で開放動作するリリーフ弁のみを備えたダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とをリリーフ弁を介して連通させたことを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の制振装置。
14. ピストン速度に依存する減衰力を発生するダンパが、シリンダと、ピストンと、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンにより区画される伸側室および圧側室とを備えた両ロッド型のダンパであって、伸側室と圧側室とを並列に設けたピストン速度により比例する比例弁およびリリーフ弁を介して連通さたことを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の制振装置。

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