JP3931289B2

JP3931289B2 - Vibration control device

Info

Publication number: JP3931289B2
Application number: JP23792099A
Authority: JP
Inventors: 保男露木; 治高橋
Original assignee: Kozo Keikaku Engineering Inc; KYB Corp
Current assignee: Kozo Keikaku Engineering Inc; KYB Corp
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JP2001059359A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築構造物などの耐震強度を高めるための制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、建築構造物の耐震強度を高める対策として、図６に示すように、柱梁架構である柱材１と梁材２の交点を接合部として、互いに対角線上にある二組の接合部間にターンバックル３Ａ，３Ｂにより連結された各二本ずつのロッド４Ａ，４Ｂからなる筋交いを取り付けることが行われている。
【０００３】
なお、これらのロッド４Ａ，４Ｂの各端部にブラケット５が一体に設けられ、これが上記の各接合部に設けられた、例えば、三角形のガセットである支持プレート６に支持ピン７を介して回動自在に枢支されている。
【０００４】
一方、上記のターンバックル３Ａ，３Ｂは、剛性の高い四角枠部材からなり、それぞれ二本ずつに分離されたロッド４Ａ，４Ｂの各分離端に互いに逆方向に切られたねじｊ，ｋに対し、四角枠部材の一対の対向位置で図７に示すようにねじ込まれている。
【０００５】
また、他対の対向位置には、トルク掛け孔ｌが形成され、これに鋼棒などを挿通し、この鋼棒を手動で回転操作することにより、ねじｊ，ｋを締め上げることができ、これにより各ロッド４Ａ，４Ｂに所定の張力を付与可能にしている。
【０００６】
従って、ターンバックル３Ａ，３Ｂをそれぞれロッド４Ａ，４Ｂとともに用いた場合には、柱梁架構が、例えば、図８に示すように、右方向へ傾いた場合には、ロッド４Ａ側の筋交いに強い張力が作用してその傾きを抑えるように機能し、一方、図９に示すように、柱梁架構が左方向へ傾いた場合には、ロッド４Ｂ側の筋交いに強い張力が作用してその左方向への傾きを抑えるように機能する。
【０００７】
また、建築構造物の耐震強度をさらに高めた図１０に示すような制振装置が提供されるに及んでいる。
【０００８】
これは、構造物の柱材１と梁材２の交点を接合部として互いに対角線上にある二組の接合部に設けられた支持プレート６，６間に、ダンパとしての伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂとブレース９Ａ，９Ｂとを直列接続した筋交いを取り付けたものからなる。
【０００９】
なお、ここでも伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂ端およびブレース９Ａ，９Ｂ端にはブラケット５が一体に設けられ、このブラケット５が各支持プレート６に支持ピン７を介して回動自在に枢支されている。
【００１０】
このような制振装置では、各ブレース９Ａ，９Ｂに伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂがそれぞれ直列接続されているため、構造物の上記のような傾きに応じて、例えば、一方の伸び効きダンパ８Ａが減衰力を発生しながら伸長し、一方、他方の伸び効きダンパ８Ｂが無負荷状態にて収縮し、従って、上記減衰力を利用した構造物の制振が実施される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の制振装置のうち、図６乃至図１０に示すものにあっては、ロッド４Ａ，４Ｂを引っ張り強度部材としてのみ利用する構造となっているため、地震の揺れ（往復動）エネルギを吸収できないばかりか、縮み方向に力を受けた場合には、つまりロッド４Ａ，４Ｂに圧縮方向の力が作用した場合には、そのロッド４Ａ，４Ｂ自体が座屈変形し、特に、構造物の層間変形が大きい場合に、即ち大地震時にはそのロッド４Ａ，４Ｂが破損してしまい制振効果が全く得られなくなるという課題があった。
【００１２】
一方、図１０に示す伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂを用いた制振装置にあっては、伸び時の制振効果が期待できるものの、縮み時には、上記構造物からの外力を受けて伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂが縮むときに、伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂがシリンダに対するピストンの摺動抵抗や面外方向から受ける偏荷重により発生するこじれ力による圧縮力に耐える必要があり、このため、ブレース９Ａ，９Ｂの剛性を上げるためのブレース９Ａ，９Ｂ自体の大径化，大型化を余儀なくされるという課題があった。
【００１３】
この発明は、上記のような各課題を解決するものであり、筋交いの伸び時に減衰力を発生させて所期の制振効果を得るとともに、圧縮時にはロッドなどの座屈変形や破損を防止しながら地震の揺れエネルギを効果的に吸収できるとともに、ダンパを構成するシリンダに対するピストンの摺動抵抗などや面外方向からの偏荷重によるこじれを、筋交いを大径化することなく未然に回避できる制振装置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】
上記目的達成のために、本発明にかかる一つの手段は、縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にロッドとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して摺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を介して隔成されたロッド側油室および反ロッド側油室と、ピストン又はピストンロッドに設けられて圧縮時に反ロッド側油室からロッド側油室への油の流れを許容するチェック弁と、ピストン又はピストンロッドに設けられてロッド側油室と反ロッド側油室とを連通する通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁、リリーフ弁、又はオリフィスからなる減衰力発生機構とで構成され、更に、ロッド側油室内にピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
この場合、上記ロッドとダンパとの間にターンバックルを介在して筋交いの初期張力を設定させるようにしても良い。
【００１６】
同じく、他の手段は、縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にワイヤとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパは、シリンダと、シリンダ内にピストンを介して摺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を介して隔成されたロッド側油室および反ロッド側油室と、ピストン又はピストンロッドに設けられて圧縮時に反ロッド側油室からロッド側油室への油の流れを許容するチェック弁と、ピストン又はピストンロッドに設けられてロッド側油室と反ロッド側油室とを連通する通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁、リリーフ弁、又はオリフィスからなる減衰力発生機構とで構成され、更に、ロッド側油室内にはピストンロッドを常時圧縮方向に附勢するスプリングを設けたことを特徴とする。
【００１７】
この場合、上記ワイヤとダンパとの間にターンバックルを介在して筋交いの初期張力を設定させるようにしても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図について説明するが、図1は、この発明の制振装置を示す構成図であり、構造物の柱梁架構を構成する柱材１と梁材２の交点を接合部として、各交点に三角形の支持プレート６を設け、これらの互いに対角関係にある二組の各支持プレート６，６間に、ダンパとしてのスプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂとロッド１１Ａ，１１Ｂとを直列接続した筋交いが取り付けられている。
そして、上記ダンパ１０Ａ，１０Ｂは、シリンダ１２と、シリンダ１２内にピストン１２を介して摺動自在に挿入したピストンロッド１４と、シリンダ１２内にピストン１３を介して隔成されたロッド側油室１９および反ロッド側油室１８と、ピストン１３にも受けられて圧縮時に反ロッド側油室１８からロッド側油室１９への油の流れを許容するチェック弁２５と、ピストンロッド１４にも受けられてロッド側油室１９と反ロッド側油室１８とを連通する油道２７と弁室２６と通油孔３１とからなる通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁２８とで構成されている。
更に、ロッド側油室１９内にはピストンロッド１４を常時圧縮方向に附勢するスプリング３３を設けている。
以下更に詳しく説明する。
【００１９】
各スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂ端およびロッド１１Ａ，１１Ｂ端にはブラケット５が一体に設けられて、これらのブラケット５が各支持プレート６に支持ピン７を介して回動自在に枢支されている。
【００２０】
図２は、上記の各スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂの基本構造を示す断面図であり、これがシリンダ１２と、このシリンダ１２内を摺動して圧力を発生するピストン１３と、このピストン１３を先端に有し、かつシリンダ１２の一端をシール１５を介して貫通して負荷荷重を受けるピストンロッド１４とを有する。
【００２１】
また、そのシリンダ１２の他端およびピストンロッド１４端には、それぞれ上記ロッド１１Ａ，１１Ｂや支持プレート６に連結される取付部１６，１７が設けられている。
【００２２】
なお、必要に応じ、上記シリンダ１２およびピストンロッド１４には取付部１６，１７を設けずに、直接ロッド１１Ａ，１１Ｂに連結するようにしてもよい。また、ピストンロッド１４を筋交いの一部とすることも任意である。
【００２３】
上記のシリンダ１２内は、ピストン１３によって二つの油室１８，１９に隔成され、さらに、そのシリンダ１２内にスプリング２０に支持されたフリーピストン２１が設けられ、このフリーピストン２１によって上記の油室１８およびスプリング２０側の空気室２２が隔成されている。
【００２４】
なお、このフリーピストン２１は、ピストンロッド１４のストロークによる体積補償を行うもので、このフリーピストン２１の外周面にはシール２３が設けられている。
【００２５】
また、上記ピストン１３にはピストンロッド１４の圧縮行程時にオリフィス２４を開放して圧力を逃がす単一または複数のチェック弁２５が設けられている。
【００２６】
なお、このチェック弁２５は、スプリング３２によってオリフィス２４側に付勢されている。
【００２７】
また、ピストンロッド１４には、これの端部に開口する弁室２６およびこの弁室２６に一端が連通し、他端が油室１９側へ開口する油路２７が設けられている。
【００２８】
弁室２６内には、この弁室２６に臨む油路２７の一開口端を開閉する減衰弁２８が設けられ、この減衰弁２８は、弁室２６の開口部を塞ぐ通油孔３１付きのスプリング押え２９に支持されたスプリング３０により、一定の圧力で油路２７の上記開口端を塞ぐ方向に付勢されている。
【００２９】
また、油室１９内には、ピストン１３をピストンロッド１４とともに圧縮方向に、すなわち、図上ではフリーピストン２１がある方向に常時付勢して、上記ロッド１１Ａ，１１Ｂに一定の張力を付与するスプリングである張力用スプリング３３が設けられている。
【００３０】
かかる構成になる制振装置にあっては、地震が発生しない構造物の静止時においては、スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂに内蔵された張力用スプリング３３によって、ロッド１１Ａ，１１Ｂには一定の張力が付与されている。
【００３１】
ここで、構造物が図８に示した場合と同様に右側に傾いた場合には、スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａが伸長する。
【００３２】
すなわち、この伸長動作によって、ピストン１３はシリンダ１２内を張力用スプリング３３を圧縮しながら摺動し、油室１９内の作動油は、ピストンロッド１４に設けられた油路２７を通って減衰弁２８を押し開く。
【００３３】
さらに、その作動油は弁室２６およびスプリング押え２９の通油孔３１を通過して油室１８内に至り、スプリング付伸び効きダンパ１０Ａは張力用スプリング３３とともに減衰力を発生し、ロッド１１Ａによる構造物の伸び方向への制振機能を果す。
【００３４】
一方、このとき他方のスプリング付き伸び効きダンパ１０Ｂは圧縮方向の力を構造物から受けるが、この圧縮方向の力を受けるときの油室１８内の圧力発生により、チェック弁２５が速やかにオリフィス２４を開き、油室１８内の圧力上昇を防ぎ、無負荷状態になるとともに、速やかにピストン１３がシリンダ１２内を圧縮方向、すなわち、フリーピストン２１がある方向へ移動して収縮作動する。
【００３５】
このため、ピストン１３およびピストンロッド１４は、外部構造物のロッド１１Ｂなどからの圧縮力を受けることがなく、また、これらの摩擦摺動抵抗や面外方向からの偏荷重によるこじれ力の発生や座屈の発生を未然に回避できる。
【００３６】
この結果、ロッド１１Ｂの剛性を上げる必要がなくなり、引っ張り力に耐えることが可能な小径のものが使用できることになる。
【００３７】
なお、構造物が上記とは逆に、例えば、図９に示すように傾いた場合にも、同様の動作となり、所期の制振効果に加えて、圧縮時の対座屈機能やピストンのシリンダに対するこじれ防止機能が得られるものである。
【００３８】
なお、上記ピストンロッド１４の圧縮作動時には、このピストンロッド１４のストロークの体積分を補償するように、フリーピストン２１がスプリング２０に抗して移動することとなる。
【００３９】
また、上記減衰弁２８としては周知のいずれのリリーフ弁構成としてもよく、また、減衰弁２８に代えて加工が容易なオリフィスを用いることにより、減衰弁と同様の減衰力を発生させることもできる。
【００４０】
リリーフ弁とオリフィスの併用とすることも任意である。
【００４１】
また、減衰弁２８は、ピストンロッド１４内に設けないで、ピストン内に組み込むことは任意であり、さらにチェック弁２５はピストン１３に図示のように接する形で設けるほか、ピストン１３内やピストンロッド１４内に設けることも任意である。
【００４２】
さらに、上記ではシリンダ１２内にフリーピストン２１を設けた例について説明したが、スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂを図１に示すように斜めに取り付ける場合には、すなわち、ピストンロッド１４を斜め下にして取り付けた場合には、図３に示すように低圧室である油室１８側は空気室と兼用可能になり、フリーピストン２１の使用を省くことができる。
【００４３】
図４は、上記のロッド１１Ａ，１１Ｂの途中に、図７に示したものと同様のターンバックル３Ａ，４Ａを直列に介装したものを示す。
【００４４】
これによれば、ターンバックル３Ａ，４Ａの回転操作により、各スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂに対する初期張力の設定，付与を容易化できる。
【００４５】
また、図５は、この発明による実施の他の形態を示すが、これは、図１乃至図4に示すようなスプリング付き伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂを用いて、これをターンバックル３Ａ，３Ｂとともにワイヤ３４Ａ，３４Ｂに直列接続して、対角関係の位置にある各支持プレート６，６間に連結したものである。
【００４６】
この実施の形態ではダンパ本体の伸長動作については、上記同様に地震エネルギーの吸収を行うが、圧縮動作時にはワイヤ３４Ａ，３４Ｂ自身が直ちにスプリング力で張力を受けるため、伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂやターンバックル３Ａ，３Ｂの変形，座屈などを防止することができ、組立作業の容易化並び材料費および組立作業のローコスト化を実現できる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果がある。
【００４８】
請求項１，２の発明によれば、縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にロッドとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパはピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングと伸長作動時に減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えているので、構造物に対する地震が発生してダンパが伸長方向の力を受けた時、スプリングを圧縮し、このスプリングとともに減衰力発生機構が減衰力を発生して制振機能を発揮し、構造物の揺れエネルギーを効率的に吸収できる。
逆に、地震でダンパが圧縮方向の力を受けたとき、チェック弁が開いて反ロッド側油室を無負荷状態にするとともにスプリングがピストンを圧縮方向に附勢して収縮作動させるので、ロッドに対する圧縮力の発生を防止でき、ロッドやダンパ本体などの外力による変形，座屈を確実に防止できるという効果が得られる。
この結果、ロッドの剛性を上げる必要が無く、引っ張り力に耐えられるだけの小径のものが使用できる。
【００４９】
請求項３，４の発明によれば、縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にワイヤとダンパとを直列に接続した筋交いを架設するように構成したので、シリンダの内部構造を複雑にすることなく、構造物の変形によりダンパが変形または座屈、あるいは破損したりするのを確実に防止できるという効果が得られる。
上記ダンパは、ピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングと伸長作動時に減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えているので、構造物に対する地震が発生してダンパが伸長方向の力を受けた時、スプリングを圧縮し、このスプリングとともに減衰力発生機構が減衰力を発生して制振機能を発揮し、構造物の揺れエネルギーを効率的に吸収できる。
逆に、地震でダンパが圧縮方向の力を受けたとき、チェック弁が開いて反ロッド側油室を無負荷状態にするとともにスプリングがピストンを圧縮方向に附勢して収縮作動させるので、ワイヤが直ちにスプリング力で張力を受け、ダンパ、又はダンパとターンバックルの変形、座屈の発生を防止できる。
【００５０】
▲３▼請求項２又は３の発明によれば、ロッドやワイヤにターンバックルを直列接続しておくことで、これらのロッドやワイヤに対する初期張力の設定などを容易化できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態による制振装置を示す構成図である。
【図２】図１におけるスプリング付き伸び効きダンパの内部構造を示す断面図である。
【図３】この発明におけるスプリング付き伸び効きダンパの他の形態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の他の形態による制振装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の他の形態による制振装置を示す構成図である。
【図６】従来の制振装置を示す構成図である。
【図７】図６におけるターンバックルを示す正面図である。
【図８】地震による従来の制振装置の変形状態を示す説明図である。
【図９】地震による従来の制振装置の変形状態を示す説明図である。
【図１０】従来の他の制振装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１柱材
２梁材
３Ａ，３Ｂターンバックル
８Ａ，８Ｂダンパ（伸び効きダンパ）
１０Ａ，１０Ｂダンパ（スプリング付き伸び効きダンパ）
１１Ａ，１１Ｂロッド
１２シリンダ
１３ピストン
１４ピストンロッド
３３張力用スプリング
３４Ａ，３４Ｂワイヤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damping device for increasing seismic strength of a building structure or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a measure to increase the seismic strength of a building structure, as shown in FIG. 6, two pairs of joints that are diagonal to each other, with the intersection of the column 1 and the beam 2 as a joint as shown in FIG. A brace composed of two rods 4A and 4B each connected by turnbuckles 3A and 3B is attached.
[0003]
A bracket 5 is integrally provided at each end of the rods 4A and 4B, and the bracket 5 is provided at each joint, for example, by a support plate 6 which is a triangular gusset via a support pin 7. It is pivotally supported.
[0004]
On the other hand, the turnbuckles 3A and 3B are made of a highly rigid square frame member, and are connected to screws j and k cut in opposite directions at the separated ends of the rods 4A and 4B separated into two pieces, respectively. 7 and are screwed at a pair of opposing positions of the square frame member as shown in FIG.
[0005]
In addition, a torque hooking hole l is formed at the opposite position of the other pair, and a screw such as a steel rod is inserted into this, and the screws j and k can be tightened by manually rotating the steel rod. As a result, a predetermined tension can be applied to each rod 4A, 4B.
[0006]
Therefore, when the turnbuckles 3A and 3B are used together with the rods 4A and 4B, respectively, when the column beam frame is inclined to the right as shown in FIG. 8, for example, it is strong against bracing on the rod 4A side. On the other hand, when the column beam frame is tilted to the left as shown in FIG. 9, a strong tension acts on the bracing on the rod 4B side and the left side of the column 4B side acts. It functions to suppress the tilt in the direction.
[0007]
In addition, a vibration damping device as shown in FIG. 10 in which the seismic strength of the building structure is further increased is provided.
[0008]
This is because the extension effect dampers 8A and 8B as dampers are provided between the support plates 6 and 6 provided in the two pairs of joints on the diagonal line with the intersection of the column 1 and the beam 2 of the structure as a joint. And braces 9A and 9B are attached in series.
[0009]
Here, brackets 5 are integrally provided at the ends of the dampers 8A and 8B and the braces 9A and 9B, and the brackets 5 are pivotally supported by the support plates 6 via the support pins 7. Yes.
[0010]
In such a vibration damping device, the extension dampers 8A and 8B are connected in series to the braces 9A and 9B, respectively. Therefore, for example, one extension damper 8A is provided according to the inclination of the structure as described above. While the damping force is generated, the other stretchable damper 8B contracts in an unloaded state, and thus the structure is damped using the damping force.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, among such conventional vibration damping devices, those shown in FIGS. 6 to 10 have a structure in which the rods 4A and 4B are used only as tensile strength members. In addition to not being able to absorb energy, when a force is applied in the contraction direction, that is, when a force in the compression direction is applied to the rods 4A and 4B, the rods 4A and 4B themselves are buckled and deformed. When the inter-layer deformation of the object is large, that is, at the time of a large earthquake, the rods 4A and 4B are damaged, and there is a problem that the vibration control effect cannot be obtained at all.
[0012]
On the other hand, in the vibration damping device using the elongation effective dampers 8A and 8B shown in FIG. 10, the vibration damping effect at the time of expansion can be expected, but at the time of contraction, the elongation effective damper 8A receives the external force from the structure. , 8B must be able to withstand the compressive force caused by the twisting force generated by the sliding resistance of the piston against the cylinder and the offset load received from the out-of-plane direction when the dampers 8B, 8B are contracted. There is a problem that the braces 9A and 9B themselves for increasing the rigidity of the brace 9 must be increased in diameter and size.
[0013]
The present invention solves the above-described problems, and generates a damping force by generating a damping force when the brace extends, and prevents buckling deformation and breakage of the rod during compression. However, it is possible to effectively absorb the vibration energy of earthquakes, and to avoid the sliding resistance of the piston with respect to the cylinder that constitutes the damper and the twisting due to the eccentric load from the out-of-plane direction without increasing the brace diameter. An object is to provide a vibration device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, one means according to the present invention is to form a column beam frame by at least two column members standing in the vertical direction and at least two beam members arranged between the column members. and, Oite vibration damping device which is bridged bracing which connects the rod and the damper in series between two sets of joints in the diagonal to each other among the joints and the pillar and beam members intersect, the The damper includes a cylinder, a piston rod slidably inserted into the cylinder via a piston, a rod-side oil chamber and an anti-rod-side oil chamber separated via a piston in the cylinder, and a piston or piston rod. A check valve that allows oil flow from the non-rod side oil chamber to the rod side oil chamber during compression, and a passage that is provided on the piston or piston rod and communicates the rod side oil chamber and the anti-rod side oil chamber And this passage A damping valve, a relief valve, or a damping force generating mechanism that generates a damping force when extended, and a spring that constantly urges the piston rod in the compression direction in the rod-side oil chamber Is provided.
[0015]
In this case, a turn buckle may be interposed between the rod and the damper to set the initial tension for bracing.
[0016]
Similarly, the other means comprises a column beam frame composed of at least two column members standing in the vertical direction and at least two upper and lower beam members erected between the column members. In the vibration damping device in which a brace is constructed by connecting a wire and a damper in series between two pairs of diagonally joined joints , the damper includes a cylinder and a piston in the cylinder. A piston rod slidably inserted through the rod, a rod-side oil chamber and an anti-rod-side oil chamber separated via a piston in the cylinder, and an anti-rod-side oil chamber provided in the piston or piston rod when compressed A check valve that allows the flow of oil from the rod side oil chamber to the rod side, a passage that is provided in the piston or piston rod and connects the rod side oil chamber and the anti-rod side oil chamber, and is provided in the middle of this passage. Decrease when expanding It is composed of a damping valve, a relief valve, or a damping force generating mechanism consisting of an orifice that generates force, and a spring that constantly biases the piston rod in the compression direction is provided in the rod side oil chamber. .
[0017]
In this case, a turn buckle may be interposed between the wire and the damper to set the initial tension for bracing.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a vibration damping device according to the present invention, in which a column member 1 and a beam member 2 constituting a column beam frame of a structure Triangular support plates 6 are provided at the intersections at the intersections, and between the two support plates 6 and 6 that are in a diagonal relationship with each other, extension dampers 10A and 10B with springs as a damper and rods The brace which connected 11A and 11B in series is attached.
The dampers 10 </ b> A and 10 </ b> B include a cylinder 12, a piston rod 14 slidably inserted into the cylinder 12 via the piston 12, and a rod-side oil chamber separated within the cylinder 12 via the piston 13. 19 and the anti-rod side oil chamber 18, and the check valve 25 that is also received by the piston 13 and allows oil to flow from the anti-rod side oil chamber 18 to the rod side oil chamber 19 during compression, and also received by the piston rod 14. And a passage composed of an oil passage 27, a valve chamber 26, and an oil passage hole 31 communicating with the rod side oil chamber 19 and the anti-rod side oil chamber 18, and provided in the middle of the passage to generate a damping force when extended. And a damping valve 28 to be operated.
Further, a spring 33 is provided in the rod-side oil chamber 19 to constantly urge the piston rod 14 in the compression direction.
This will be described in more detail below.
[0019]
Brackets 5 are integrally provided at the ends of the extension dampers 10A, 10B with springs and the rods 11A, 11B, and these brackets 5 are pivotally supported by the support plates 6 via support pins 7. ing.
[0020]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the basic structure of each of the above-described extension dampers 10A, 10B with a spring. This is a cylinder 12, a piston 13 that slides in the cylinder 12 to generate pressure, and the piston 13 And a piston rod 14 that passes through one end of the cylinder 12 through a seal 15 and receives a load.
[0021]
Further, the other end of the cylinder 12 and the end of the piston rod 14 are provided with mounting portions 16 and 17 connected to the rods 11A and 11B and the support plate 6, respectively.
[0022]
If necessary, the cylinder 12 and the piston rod 14 may be directly connected to the rods 11A and 11B without providing the mounting portions 16 and 17. It is also optional to make the piston rod 14 part of the bracing.
[0023]
The cylinder 12 is divided into two oil chambers 18 and 19 by a piston 13, and a free piston 21 supported by a spring 20 is provided in the cylinder 12. A chamber 18 and an air chamber 22 on the spring 20 side are separated.
[0024]
The free piston 21 performs volume compensation by the stroke of the piston rod 14, and a seal 23 is provided on the outer peripheral surface of the free piston 21.
[0025]
The piston 13 is provided with a single or a plurality of check valves 25 for releasing the pressure by opening the orifice 24 during the compression stroke of the piston rod 14.
[0026]
The check valve 25 is urged toward the orifice 24 by a spring 32.
[0027]
Further, the piston rod 14 is provided with a valve chamber 26 opened at an end thereof, and an oil passage 27 having one end communicating with the valve chamber 26 and the other end opened toward the oil chamber 19.
[0028]
A damping valve 28 for opening and closing one opening end of an oil passage 27 facing the valve chamber 26 is provided in the valve chamber 26, and the damping valve 28 has an oil passage hole 31 for closing the opening of the valve chamber 26. The spring 30 supported by the spring retainer 29 is urged in a direction to close the opening end of the oil passage 27 with a constant pressure.
[0029]
In the oil chamber 19, the piston 13 is always urged together with the piston rod 14 in the compression direction, that is, in the drawing, the direction in which the free piston 21 is present to apply a constant tension to the rods 11 </ b> A and 11 </ b> B. A tension spring 33 which is a spring is provided.
[0030]
In the vibration damping device having such a configuration, when the structure where no earthquake occurs is stationary, the rods 11A and 11B are fixed to the rods 11A and 11B by the tension springs 33 incorporated in the spring-loaded extension dampers 10A and 10B. Tension is applied.
[0031]
Here, when the structure is inclined to the right as in the case shown in FIG. 8, the stretchable damper 10A with a spring extends.
[0032]
That is, by this extension operation, the piston 13 slides in the cylinder 12 while compressing the tension spring 33, and the hydraulic oil in the oil chamber 19 passes through an oil passage 27 provided in the piston rod 14 and is a damping valve. 28 is pushed open.
[0033]
Further, the hydraulic oil passes through the valve chamber 26 and the oil passage hole 31 of the spring retainer 29 and reaches the oil chamber 18, and the spring-loaded extension damper 10A generates a damping force together with the tension spring 33, and is generated by the rod 11A. Performs vibration control in the direction of structure extension.
[0034]
On the other hand, at this time, the other stretchable damper 10B with a spring receives a force in the compression direction from the structure, and the check valve 25 promptly causes the orifice 24 due to generation of pressure in the oil chamber 18 when receiving the force in the compression direction. And the pressure inside the oil chamber 18 is prevented from increasing, and a no-load state is established. The piston 13 quickly moves through the cylinder 12 in the compression direction, that is, in the direction in which the free piston 21 is located and contracts.
[0035]
For this reason, the piston 13 and the piston rod 14 do not receive the compressive force from the rod 11B of the external structure, and the generation of the twisting force due to the frictional sliding resistance and the offset load from the out-of-plane direction. The occurrence of buckling can be avoided in advance.
[0036]
As a result, it is not necessary to increase the rigidity of the rod 11B, and a rod having a small diameter that can withstand the pulling force can be used.
[0037]
In contrast to the above, for example, when the structure is tilted as shown in FIG. 9, the same operation is performed. In addition to the desired vibration damping effect, the anti-buckling function during compression and the piston cylinder A function to prevent twisting is obtained.
[0038]
During the compression operation of the piston rod 14, the free piston 21 moves against the spring 20 so as to compensate for the stroke volume of the piston rod 14.
[0039]
The damping valve 28 may have any well-known relief valve configuration, and by using an orifice that can be easily processed instead of the damping valve 28, a damping force similar to that of the damping valve can be generated. .
[0040]
A relief valve and an orifice may be used in combination.
[0041]
In addition, the damping valve 28 is not provided in the piston rod 14 but can be incorporated in the piston, and the check valve 25 is provided in contact with the piston 13 as shown in the figure. 14 is also optional.
[0042]
Furthermore, the example in which the free piston 21 is provided in the cylinder 12 has been described above. However, when the extension dampers 10A and 10B with springs are attached obliquely as shown in FIG. 1, that is, the piston rod 14 is inclined downward. In this case, as shown in FIG. 3, the oil chamber 18 side which is a low pressure chamber can be used also as an air chamber, and the use of the free piston 21 can be omitted.
[0043]
FIG. 4 shows a structure in which turnbuckles 3A and 4A similar to those shown in FIG. 7 are interposed in series in the middle of the rods 11A and 11B.
[0044]
According to this, by setting the turnbuckles 3A and 4A, the initial tension can be easily set and applied to the extension dampers 10A and 10B with springs.
[0045]
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, which uses spring-loaded extension dampers 8A and 8B as shown in FIGS. 1 to 4, and this is used together with turnbuckles 3A and 3B. The wires 34A and 34B are connected in series, and are connected between the support plates 6 and 6 at diagonal positions.
[0046]
In this embodiment, the extension operation of the damper body absorbs seismic energy in the same manner as described above. However, during the compression operation, the wires 34A and 34B themselves are immediately subjected to tension by the spring force, so the extension dampers 8A and 8B and the turn The buckles 3A and 3B can be prevented from being deformed, buckled , and the like, facilitating the assembling work, and reducing the material cost and the assembling work.
[0047]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0048]
According to the inventions of claims 1 and 2, a column beam frame is constituted by at least two column members standing in the vertical direction and at least two upper and lower beam members erected between the column members, In the vibration control device in which the brace is constructed by connecting the rod and the damper in series between the two joints diagonal to each other in the joint where the beam intersects , the damper always compresses the piston rod in the compression direction. And a damping force generation mechanism that generates a damping force during extension operation.When an earthquake occurs on the structure and the damper receives a force in the extension direction, the spring is compressed. A damping force generation mechanism with a spring generates a damping force to exert a damping function, and can efficiently absorb the shaking energy of the structure.
Conversely, when the damper receives a force in the compression direction due to an earthquake, the check valve opens and puts the oil chamber on the non-rod side into a no-load state and the spring urges the piston in the compression direction to cause the rod to contract. It is possible to prevent the generation of compressive force against the rod, and to reliably prevent deformation and buckling due to external forces such as the rod and damper body.
As a result, there is no need to increase the rigidity of the rod, and a rod having a small diameter that can withstand the pulling force can be used.
[0049]
According to the third and fourth aspects of the present invention, a column beam frame is constituted by at least two column members standing upright in the vertical direction and at least two upper and lower beam members erected between the column members, and the column member Since the brace that connects the wire and the damper in series is installed between two pairs of joints that are diagonal to each other in the joint where the beam and the beam intersect, the internal structure of the cylinder is complicated. In addition, it is possible to reliably prevent the damper from being deformed, buckled, or damaged due to the deformation of the structure.
Since the damper includes a spring that constantly urges the piston rod in the compression direction and a damping force generation mechanism that generates a damping force during the extension operation, an earthquake occurs on the structure and the damper generates a force in the extension direction. When received, the spring is compressed, and the damping force generation mechanism generates a damping force together with this spring to exhibit a damping function, and can efficiently absorb the shaking energy of the structure.
On the other hand, when the damper receives a force in the compression direction due to an earthquake, the check valve opens and puts the oil chamber on the non-rod side into a no-load state, and the spring urges the piston in the compression direction to cause a contraction operation. Immediately receives tension by the spring force, and can prevent the damper or the damper and turnbuckle from being deformed or buckled.
[0050]
(3) According to the invention of claim 2 or 3, the effect of facilitating the setting of the initial tension for these rods and wires can be obtained by connecting the turnbuckles to the rods and wires in series.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a vibration damping device according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing the internal structure of an extension damper with a spring in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of an extension damper with a spring according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a vibration damping device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a vibration damping device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional vibration damping device.
7 is a front view showing the turnbuckle in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is an explanatory view showing a deformation state of a conventional vibration damping device due to an earthquake.
FIG. 9 is an explanatory view showing a deformation state of a conventional vibration damping device due to an earthquake.
FIG. 10 is a configuration diagram showing another conventional vibration damping device.
[Explanation of symbols]
1 Column 2 Beam 3A, 3B Turnbuckle 8A, 8B Damper (Elongation Damper)
10A, 10B damper (elongation damper with spring)
11A, 11B Rod 12 Cylinder 13 Piston 14 Piston rod 33 Tension springs 34A, 34B Wire

Claims

At least two column members standing in the vertical direction and at least two upper and lower beam members erected between the column members constitute a column beam frame, and each of the joint portions where the column members and the beam members intersect each other. In the vibration damping device in which the brace is constructed by connecting the rod and the damper in series between the two joints on the diagonal line, the damper is slidably inserted into the cylinder via the piston. Piston rod, rod-side oil chamber and anti-rod-side oil chamber separated by a piston in the cylinder, and oil provided from the anti-rod-side oil chamber to the rod-side oil chamber at the time of compression provided in the piston or piston rod A check valve that allows the flow of air, a passage that is provided in the piston or piston rod and communicates with the rod-side oil chamber and the anti-rod-side oil chamber, and is provided in the middle of this passage to generate a damping force when extended valve Relief valve, or is composed of a damping force generating mechanism comprising an orifice, further, the vibration damping device, characterized in that a spring for biasing the piston rod constantly compressing direction to the rod side oil chamber.

The vibration damping device according to claim 1, wherein an initial tension for bracing is set by interposing a turnbuckle between the rod and the damper.

At least two column members standing in the vertical direction and at least two upper and lower beam members erected between the column members constitute a column beam frame, and each of the joint portions where the column members and the beam members intersect each other. In the vibration damping device in which a brace is constructed by connecting a wire and a damper in series between two joints on a diagonal line, the damper is slidably inserted into the cylinder via a piston. Piston rod, rod-side oil chamber and anti-rod-side oil chamber separated by a piston in the cylinder, and oil provided from the anti-rod-side oil chamber to the rod-side oil chamber at the time of compression provided in the piston or piston rod A check valve that allows the flow of air, a passage that is provided in the piston or piston rod and communicates with the rod-side oil chamber and the anti-rod-side oil chamber, and is provided in the middle of this passage to generate a damping force when extended valve Relief valve, or is composed of a damping force generating mechanism comprising an orifice, further, the vibration damping device, characterized in that a spring for biasing the piston rod always compression direction in the rod side oil chamber.

4. The vibration damping device according to claim 3, wherein an initial tension for bracing is set by interposing a turnbuckle between the wire and the damper.