JP4124777B2 - Vibration control structure - Google Patents
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Description
本発明は、複数の連層耐震壁を連設してなる制振構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure in which a plurality of multi-layer earthquake resistant walls are connected in series.
従来、構造物の制震構造として、図6に示すように、エレベータや階段室回り等の連層耐震壁104(以下「コア壁」という)を、RC造壁に比して大きな変形性能を有する鉄骨内蔵コンクリート壁として構成し、また、短スパン梁となり、かつ並立する連層耐震壁104の剛体回転により大きなせん断力、せん断変形を受ける境界梁106に大きなエネルギー吸収能力を持たせて耐震性能を発揮させる制震コア壁101が提案されている(特許文献1参照)。
Conventionally, as a seismic control structure of a structure, as shown in FIG. 6, a multi-layer earthquake-resistant wall 104 (hereinafter referred to as “core wall”) around an elevator or a staircase has a larger deformation performance than an RC wall. It is constructed as a concrete wall with a built-in steel frame, and is a short span beam, and the
当該制震コア壁101は、地震による水平力が大きくなると、図7に示すように、連層耐震壁104が剛体回転し、極低降伏点鋼からなる境界梁106がせん断変形することにより、エネルギー吸収能力を発揮する。また、連層耐震壁104内に配設された上下方向の曲げ補強鋼107の脚部に設置された極低降伏点鋼110が早期に塑性変形し、地震エネルギーを吸収する。
しかしながら、このような従来の制震コア壁101は、図7の左右方向に繰り返し作用する地震力に対してエネルギーの吸収が可能なように、連層耐震壁104の両端部に配置された曲げ補強鋼107の両方の脚部に極低降伏点鋼110を設置する必要がある。
However, the conventional seismic
かかる連層耐震壁104は、建物の重量を支持しているので、大きな水平力が働くまでは図7のような浮き上がりが生じず、また、地震時にそのような大きな水平力が働く時間はほんのわずかである。そのため、前記のような制震コア壁101の構造によって建物のエネルギー吸収性能を向上させることは難しい。
Such multi-story earthquake-
また、曲げ補強鋼107の両方の脚部に極低降伏点鋼110が設置される場合、浮き上がり方向の振動エネルギーを吸収することはできるが、水平方向のせん断力に対する強度が低下してしまうという問題がある。逆に、水平方向のせん断力に対する強度が十分となるように、極低降伏点鋼110の断面剛性を大きくすると、極低降伏点鋼110の変形性能(変形量)が低下し、連層耐震壁104の下端部付近の変形量が減少する。そのため、連層耐震壁104の下端部付近に設けられた境界梁106の変形量も小さくなり、エネルギー吸収能力を十分に発揮できなくなるという問題がある。
Further, when the ultra-low
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、水平方向のせん断力に対して十分な強度と、連層耐震壁の下端部における変形能力とを有し、かつ、空間の自由度を制限することがない制振構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems, has sufficient strength against horizontal shearing force, has the ability to deform at the lower end of the multistory shear wall, and is a space. An object of the present invention is to provide a vibration control structure that does not limit the degree of freedom.
請求項1に記載の発明は、上部構造物の外周面における同一面内に離間して立設された複数の連層耐震壁と、前記複数の連層耐震壁の向かい合う端部同士を接合する複数の境界梁とからなる制振構造であって、前記連層耐震壁の下端部は、下部構造物にピン支承されていることを特徴としている。 The invention according to claim 1 joins a plurality of multi-layer earthquake-resistant walls standing upright apart in the same plane on the outer peripheral surface of the superstructure, and opposite ends of the plurality of multi-layer earthquake-resistant walls. In the vibration damping structure including a plurality of boundary beams, the lower end portion of the multi-layer earthquake resistant wall is pin-supported by a lower structure.
かかる構成によれば、連層耐震壁は、その下端部において下部構造物にピン支承されていることから、回転変形を拘束されることがなくなり、連層耐震壁の下端部付近の変形能力を向上させることができる。また、連層耐震壁に作用する水平力は、ピン支承によって確実に下部構造物に伝達することが可能である。そのため、下部構造物との境界部分に作用する水平方向のせん断力に対する強度を十分に確保しつつ、連層耐震壁の変形能力と連層耐震壁同士の連結する境界梁とによりエネルギーの吸収能力を十分に発揮させることが可能となる。 According to such a configuration, the multi-layer earthquake resistant wall is pin-supported by the lower structure at the lower end thereof, so that rotational deformation is not constrained, and the deformation capacity near the lower end of the multi-layer earthquake resistant wall is reduced. Can be improved. Further, the horizontal force acting on the multistory shear wall can be reliably transmitted to the substructure by the pin support. Therefore, while ensuring sufficient strength against the horizontal shearing force acting on the boundary with the substructure, the ability to absorb the energy by the deformation capacity of the multi-layer shear walls and the boundary beam connecting the multi-layer shear walls Can be fully exhibited.
また、本発明の制震構造によれば、上部構造物の外面に、構造体である連層耐震壁を使用することにより、構造物の鉛直重量をこの連層耐震壁に支持させれば、柱等の他の鉛直方向部材を省略することが可能となる。 Further, according to the seismic control structure of the present invention, by using a multi-layer earthquake resistant wall that is a structure on the outer surface of the upper structure, if the vertical weight of the structure is supported by this multi-layer earthquake resistant wall, Other vertical members such as columns can be omitted.
ここで、連層耐震壁をピン支承するための構造は、球座のように曲げモーメントを全く負担しない構造に限られるものではなく、曲げ剛性が充分に小さく、かつ、せん断力に対する強度を十分に有するものであればよい。 Here, the structure for pin-supporting multi-story shear walls is not limited to a structure that does not bear a bending moment at all, such as a ball seat, and the bending rigidity is sufficiently small and the strength against shearing force is sufficient. What is necessary is just to have.
また、前記連層耐震壁を支持(ピン支承)する「下部構造物」は、上部構造物を支持する基礎としての機能を果たし得るものであればとくに限定されるものではなく、基礎底版や杭基礎のようないわゆる基礎構造物であってもよいし、他の構造物(例えば、他の連層耐震壁や地下構造物)であってもよい。 Further, the “lower structure” for supporting the multistory shear wall (pin support) is not particularly limited as long as it can function as a foundation for supporting the upper structure. It may be a so-called foundation structure such as a foundation, or may be another structure (for example, another multistory earthquake-resistant wall or underground structure).
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の制震構造であって、前記上部構造物の外周面における角部の異なる面内に立設された前記連層耐震壁同士は、互いに間隔を有していることを特徴としている。 The invention according to claim 2 is the vibration-damping structure according to claim 1, wherein the multi-layer earthquake-resistant walls erected in different planes at the corners of the outer peripheral surface of the superstructure are mutually connected. It is characterized by having an interval.
かかる構成によれば、連層耐震壁は、上部構造物の外周面の角部における異なる面に立設された連層耐震壁同士が間隔を有しているため、地震などによる水平力が作用した際に、接触することがない。そのため、互いの回転変形が拘束されることがなく、エネルギーの吸収能力を十分に発揮させることが可能となる。 According to such a configuration, the multi-layer seismic wall has a space between the multi-layer seismic walls standing on different surfaces in the corners of the outer peripheral surface of the superstructure, so horizontal forces due to earthquakes and the like act. When touched, there is no contact. Therefore, the mutual rotational deformation is not constrained, and the energy absorption capability can be sufficiently exhibited.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の制振構造であって、前記連層耐震壁の下端部には、切り欠き部が形成されていることを特徴としている。 Invention of Claim 3 is the vibration damping structure of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The notch part is formed in the lower end part of the said multi-layer earthquake-resistant wall, It is characterized by the above-mentioned. .
かかる構造によれば、連層耐震壁は、その下端部に切り欠き部が形成されていることから、連層耐震壁がピン支承を中心として回転変形した場合であっても、連層耐震壁の下端部と下部構造物とが衝突することや、連層耐震壁に過度の圧縮応力が発生することがない。そのため、連層耐震壁の破損や圧壊を防止しつつ、連層耐震壁の下端部付近の変形性能を向上させることができる。また、当該切り欠き部をエネルギー吸収部材の設置スペースとして利用できることから、制振構造の省スペース化、メンテナンスの容易化を図ることができる。また、この切り欠き部により建物の出入口としての開口の確保が可能となる。 According to such a structure, the multi-story earthquake-resistant wall has a notch formed at the lower end thereof, so even if the multi-story earthquake-resistant wall is rotationally deformed around the pin support, the multi-story earthquake-resistant wall is provided. The lower end of the steel and the lower structure do not collide with each other, and excessive compressive stress is not generated in the multistory earthquake-resistant wall. Therefore, the deformation performance in the vicinity of the lower end portion of the multi-layer earthquake-resistant wall can be improved while preventing the multi-layer earthquake-resistant wall from being damaged or collapsed. Moreover, since the said notch part can be utilized as installation space of an energy absorption member, the space-saving of a damping structure and the ease of a maintenance can be achieved. In addition, it is possible to secure an opening as an entrance of the building by this notch.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の制震構造であって、前記連層耐震壁の下面には、該下面の中央部から外方向に向かって高くなる傾斜部が形成されていることを特徴としている。 A fourth aspect of the present invention is the vibration control structure according to any one of the first to third aspects, wherein the lower surface of the multi-layer earthquake resistant wall is formed outwardly from the center portion of the lower surface. It is characterized in that an inclined part that becomes higher is formed.
かかる制震構造によれば、連層耐震壁の下端に傾斜部(テーパー部)を形成することで、下部構造物との設置面積を小さくして、特別な構造を要することなく、簡易にピン支承構造を構成することを可能とする。 According to such a seismic control structure, an inclined portion (tapered portion) is formed at the lower end of the multistory earthquake-resistant wall, so that the installation area with the lower structure can be reduced, and a simple structure can be used without requiring a special structure. It is possible to configure a support structure.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の制振構造であって、前記複数の境界梁は、エネルギー吸収部材を備えることを特徴としている。 A fifth aspect of the present invention is the vibration damping structure according to any one of the first to fourth aspects, wherein the plurality of boundary beams include energy absorbing members.
一般に、境界梁は、連層耐震壁に比して剛性が低いため、先行して変形が生じる。かかる境界梁にエネルギー吸収部材を備えることにより、早期にエネルギーを吸収、消費させ、構造物の揺れを抑制することが可能となる。 In general, the boundary beam has a lower rigidity than the multi-layer earthquake resistant wall, and therefore, deformation occurs in advance. By providing an energy absorbing member on such a boundary beam, it is possible to absorb and consume energy at an early stage and to suppress shaking of the structure.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の制震構造であって、前記連層耐震壁の下端部と下部構造物との間に、エネルギー吸収部材が介設されていることを特徴としている。 A sixth aspect of the present invention is the vibration control structure according to any one of the first to fifth aspects, wherein energy is absorbed between a lower end portion of the multi-layer earthquake-resistant wall and a lower structure. It is characterized in that a member is interposed.
かかる構成によれば、上部構造物に作用する水平力に対して、ピン支承による回転変形とともに、連層耐震壁の下端部と下部構造物との間に介設されたエネルギー吸収部材によりエネルギーを吸収するため、制震性に優れた構造物が構築される。 According to such a configuration, energy is absorbed by the energy absorbing member interposed between the lower end of the multi-layer earthquake-resistant wall and the lower structure along with the rotational deformation caused by the pin support against the horizontal force acting on the upper structure. Because it absorbs, a structure with excellent vibration control is constructed.
なお、地震や強風が発生していない通常時においては、連層耐震壁の鉛直方向の荷重は、すべてピン支承で受け持つことから、エネルギー吸収部材には長期荷重は作用しない構造となっている。このため、エネルギー吸収部材は、圧縮と引張との両方向に作用するエネルギーに対しても、十分な吸収能力を発揮させることができ、ピン支障による回転変形に対して優れた減衰性能を発揮する。また、長期荷重を負担しないことから、交換などのメンテナンスが容易である。 In normal times when no earthquakes or strong winds occur, all the loads in the vertical direction of the multistory shear walls are handled by the pin bearings, so that the energy absorbing member is not subjected to a long-term load. For this reason, the energy absorbing member can exhibit sufficient absorbing ability even for energy acting in both directions of compression and tension, and exhibits excellent damping performance against rotational deformation due to pin trouble. In addition, since a long-term load is not borne, maintenance such as replacement is easy.
ここで、連層耐震壁の下端部と下部構造物との間に設置するエネルギー吸収部材は、ピン支承を中心として回転変形する連層耐震壁の回転エネルギーを吸収可能な構造であればどのようなものでもよく、例えば、オイルダンパーや、粘弾性体ダンパー等の粘性減衰型ダンパーや、鋼材ダンパー、鉛ダンパー等の履歴減衰型ダンパーを用いることができる。 Here, if the energy absorbing member installed between the lower end of the multi-story shear wall and the lower structure is a structure that can absorb the rotational energy of multi-story shear walls that rotate and deform around the pin support For example, a viscous damping damper such as an oil damper or a viscoelastic damper, or a hysteresis damping damper such as a steel damper or a lead damper can be used.
なお、前記連層耐震壁は、互いに離間して配設された2本の垂直部材と、これらの垂直部材の間に架設される複数の水平部材と、前記垂直部材と前記水平部材のせん断変形を拘束するせん断補強部材と、からなるフレーム構造で構成してもよい。かかる構造によっても、連層耐震壁の下端部のせん断強度(せん断剛性)を落とすことなく、連層耐震壁の下端部の変形性能を向上させることができる。 The multi-layer earthquake-resistant wall includes two vertical members spaced apart from each other, a plurality of horizontal members laid between the vertical members, and shear deformation of the vertical members and the horizontal members. The frame structure may include a shear reinforcement member that restrains the frame. Even with such a structure, it is possible to improve the deformation performance of the lower end portion of the multi-layer earthquake resistant wall without reducing the shear strength (shear rigidity) of the lower end portion of the multi-layer earthquake resistant wall.
ここで、かかるフレーム構造を構成する垂直部材および水平部材は、H形鋼等を組み合わせた鉄骨構造であってもよいし、鉄筋コンクリート造(RC造)の梁柱からなる構造であってもよい。また、せん断補強部材は、一対の垂直部材と一対の水平部材とで形成される枠の対角線上に配置されたブレース材であってもよいし、当該枠内に面的に設けられたコンクリート壁(耐震壁)であってもよい。 Here, the vertical member and the horizontal member constituting the frame structure may be a steel frame structure in which H-shaped steel or the like is combined, or may be a structure composed of reinforced concrete (RC) beam columns. Further, the shear reinforcement member may be a brace material arranged on a diagonal line of a frame formed by a pair of vertical members and a pair of horizontal members, or a concrete wall provided in a plane in the frame (Seismic wall) may be used.
また、前記エネルギー吸収部材のうちの少なくとも一つが、アクティブダンパーまたはセミアクティブダンパーからなり、制振構造の応答量を計測するセンサと、前記センサの計測値に基づいて、前記アクティブダンパーまたはセミアクティブダンパーを制御する制御部とを備えていれば、より効果的に構造物の振動を減衰することが可能となり、好適である。つまり、地震や強風によって構造物に起振力が作用した場合に、センサによって、当該構造物の応答量が計測され、計測値が制御部に送信される。そして、制御部によって、センサの計測値に基づいて最適な制御力あるいはダンパーの粘性等が計算され、これに基づいてアクティブダンパーあるいはセミアクティブダンパーが制御される構成により、好適な制震構造が提供される。 Further, at least one of the energy absorbing members is an active damper or a semi-active damper, and a sensor for measuring a response amount of the vibration damping structure, and the active damper or the semi-active damper based on a measured value of the sensor. It is possible to more effectively damp the vibrations of the structure if it is provided with a control unit for controlling. That is, when a vibration force acts on the structure due to an earthquake or strong wind, the response amount of the structure is measured by the sensor, and the measured value is transmitted to the control unit. The control unit calculates the optimal control force or damper viscosity based on the measured value of the sensor. Based on this, the active damper or semi-active damper is controlled to provide a suitable damping structure. Is done.
ここで、アクティブダンパーとは、構造物に対して制御力を加えることができるタイプのダンパーであり、例えば、電気油圧方式のダンパーや、電磁力方式のダンパーを用いることができる。また、セミアクティブダンパーとは、構造物に対して制御力を加えることはできないが、ダンパーの粘性(あるいは粘弾性)を変化させることにより、構造物の応答量を制御することができるタイプのダンパーである。 Here, the active damper is a type of damper that can apply a control force to the structure. For example, an electrohydraulic damper or an electromagnetic force damper can be used. A semi-active damper is a type of damper that cannot control the structure, but can control the response of the structure by changing the viscosity (or viscoelasticity) of the damper. It is.
また、「応答量」とは、例えば構造物の加速度、速度、変位などであり、それぞれ加速度計、速度計、変位計などにより計測してもよいし、速度及び変位については加速度計により計測した加速度を時間で積分することにより測定してもよい。
また、構造物に入力される起振力を構造物以外の場所(例えば構造物周辺の地盤など)で計測するようにしてもよい。ここで、「起振力」とは、構造物に振動を生じさせる外力の総称であり、たとえば地震力や風力などが該当する。また、センサは、これら地震力や風力の特定方向の成分(例えば水平方向の力)を計測するようにしてもよい。
The “response amount” is, for example, the acceleration, speed, displacement, etc. of the structure, and may be measured by an accelerometer, a speedometer, a displacement meter, etc., and the speed and displacement were measured by an accelerometer. The acceleration may be measured by integrating with time.
Moreover, you may make it measure the vibration force input into a structure in places other than a structure (for example, the ground around a structure, etc.). Here, “vibration force” is a general term for external forces that cause vibrations in a structure, and includes, for example, seismic force and wind force. The sensor may measure the seismic force or the component of the wind force in a specific direction (for example, horizontal force).
本発明によれば、水平方向のせん断力に対して十分な強度と、連層耐震壁の下端部付近における変形性能とを有し、かつ、空間の自由度を制限することがない制振構造を提供することができる。そのため、連層耐震壁の下端部付近に設置されたエネルギー吸収部材のエネルギー吸収能力を十分に発揮させることが可能となり、構造物の制振性能の向上、居住性の向上等を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has sufficient intensity | strength with respect to the shearing force of a horizontal direction, and the deformation performance in the lower end part vicinity of a multistory shear wall, and does not restrict | limit the freedom degree of space. Can be provided. Therefore, it is possible to fully exhibit the energy absorbing ability of the energy absorbing member installed in the vicinity of the lower end of the multistory earthquake-resistant wall, and it is possible to improve the vibration control performance of the structure, improve the comfortability, etc. .
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
ここで、図1は、本実施形態に係る制振構造を備えた構造物の概略正面図であり、図2は、同制振構造を備えた構造物の概略平断面図である。また、図3は、本実施形態に係る制振構造の細部を示す図であり、(a)はピン支承の構成を示す部分拡大図、(b)は連層耐震壁と梁部材との接合部を示す断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
Here, FIG. 1 is a schematic front view of a structure including the vibration damping structure according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic plan sectional view of the structure including the vibration damping structure. 3 is a diagram showing details of the vibration damping structure according to the present embodiment, (a) is a partially enlarged view showing the structure of the pin support, and (b) is a joint between the multistory earthquake-resistant wall and the beam member. It is sectional drawing which shows a part.
本実施形態に係る制震構造1は、図1および図2に示すように、構造物Kの上部構造物Fの外周面を囲うように離間して立設された複数の連層耐震壁10,10,…と、これらの複数の連層耐震壁10,10,…同士の向かい合う端部同士を接合する複数の境界梁20とからなる。なお、各連層耐震壁10の下端部は、下部構造物Bにピン支承されている(図3(a)参照)。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the seismic control structure 1 according to this embodiment includes a plurality of multi-layer earthquake-
制振構造1は、図1および図2に示すように、構造物Kの外周を囲う外殻壁を制振構造に構築したものであり、地震や強風による振動エネルギーを消費・吸収して構造物Kの揺れを押える役割を果たす。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the damping structure 1 is constructed by constructing an outer shell wall that surrounds the outer periphery of the structure K as a damping structure, and consumes and absorbs vibration energy due to earthquakes and strong winds. It plays a role of suppressing the shaking of the object K.
制振構造1の各面は、図1に示すように、同一面内に離間して立設された複数の連層耐震壁10,10,…と、この間に水平に、上下方向で所定の間隔を有して、架設された複数の境界梁20,20,…とから構成されている。
As shown in FIG. 1, each surface of the vibration damping structure 1 has a plurality of multi-layer earthquake-
図2に示すように、構造物Kは、平面形状が矩形状に形成されており、その外周面を制震構造1により囲われている。
なお、構造物Kの各隅角部に対応する連層耐震壁10b,10bは、それぞれ互いに間隔を有して配置されている。つまり、隅角部における連層耐震壁10bは、外力が作用して連層耐震壁10bが回転変形した際に互いに接することが無いように、隅切り部15cが形成されている。本実施形態では、一般部の連層耐震壁10aの境界梁20に対応する位置に形成された後記する増厚部15aは一定の厚みに形成されているのに対し、隅角部における連層耐震壁10b,10bは、その増厚部15b,15bに隅切り部15cを形成するものとする。
この構成により、連層耐震壁10bは、地震などによる水平力が作用した際に、隅角部において連層耐震壁10b同士が接触することがないため、互いの回転変形が拘束されることがなく、エネルギーの吸収能力を十分に発揮させることが可能となるとともに、破損を防止することが可能となる。なお、隅角部における連層耐震壁10b,10bの形状は、互いの回転変形を妨げないように形成されていれば、前記のものに限定されるものではない。
As shown in FIG. 2, the structure K is formed in a rectangular planar shape, and its outer peripheral surface is surrounded by the vibration control structure 1.
In addition, the multistory earthquake-
With this configuration, the multi-layer
連層耐震壁10は、本実施形態では、所定の強度を有したコンクリート製の版材からなり、上部構造物Fの高さと同じ高さに形成されている。また、連層耐震壁10の幅と厚みは、想定される地震や強風による外力、構造物Kの構造体として必要とされる耐力および景観性等を考慮して適宜設定するものとする。
In the present embodiment, the multistory earthquake-
図1に示すように、各連層耐震壁10の下端部には、下方(先端)に行くに従い連層耐震壁10の幅が狭まるように、切り欠き部14が形成されている。連層耐震壁10は、切り欠き部14により下端部の幅が狭められているため、連層耐震壁10の回転変形時に連層耐震壁10の下端部と下部構造物Bとが衝突することや、連層耐震壁10に過度の圧縮応力が発生することがない。そのため、連層耐震壁10の破損や圧壊を防止しつつ、連層耐震壁10の下端部付近の変形性能を向上させることができる。なお、切り欠き部14に対応する位置に境界梁20aが配置される場合は、境界梁20aが長めに形成される(図4(a)参照)。
As shown in FIG. 1, a
本実施形態に係るピン支承は、図3(a)に示すように、連層耐震壁10の下端部に一体化された支承部材11と、下部構造物Bの支承部材11に対応する位置に予め下部構造物Bから突出するように構築された支持部材12と、この支持部材12に埋設されたアンカーボルト13とから構成されている。なお、支持部材12は、本実施形態では下部構造物Bと一体に構築された鉄筋コンクリート造の部材とするが、上部構造物Fの自重等の上載される荷重に対して十分な耐力を発現する部材であれば、鉄筋コンクリート造に限定されるものではない。
As shown in FIG. 3A, the pin support according to the present embodiment is provided at a position corresponding to the
支承部材11は、鋼製部材であって、その下面が、支持部材12と当接して連層耐震壁10の下端部の幅より狭く形成された水平部11aと、水平部11aの両側部から上方向に傾斜するテーパー部11b,11bとから形成されている。なお、支承部材11は、鋼製部材に限定されるものではなく、例えばプレキャストコンクリート部材や連層耐震壁10から連続する鉄筋コンクリート造部材から構成するなど、上部構造物Fの自重等による応力や、連層耐震壁10の回転変形時に作用する応力に対して十分な耐力を有した部材であればよい。
The
地震や強風による水平力が作用すると、支承部材11は、水平部11aの一部が浮き上がり一方のテーパー部11bと支持部材12との隙間が狭まるように変形し、連層耐震壁10の回転を許容する。一方、水平方向のせん断力に対しては、アンカーボルト13のせん断耐力で抵抗する。すなわち、連層耐震壁10と下部構造物Bとの接合構造は、アンカーボルト13の断面積を増加させることにより、曲げ剛性に対してせん断剛性を十分に大きくすることが可能であり、ピン支承構造として機能する。
When a horizontal force due to an earthquake or a strong wind is applied, the
連層耐震壁10の背面(内側面)からは、図2に示すように、階層に対応して、梁部材30がそれぞれ2本ずつ突出しており、各階層の図示しない床スラブは、これらの梁部材30を利用して構築されている。ここで、本実施形態では、上部構造物Fの長辺(図2における上下の辺)に配置された連層耐震壁10,10,…から突出された梁部材31,31,…および梁部材32,32は、それぞれ対向する位置に配置された連層耐震壁10,10,…の背面に接続するように構成されている。そして、上部構造物Fの短辺(図2における左右の辺)に配置された連層耐震壁10,10,…から突出された梁部材33,33,…は、前記長辺に配置された連層耐震壁10,10から突出する梁部材30のうち、両端の梁部材32,32に接続するように構成されている。また、構造物Kがエレベータホール等のコア部Cを有する場合には、コア部Cに対応する梁部材34は、コア部Cを構成する構造体であるコア部材Caに接続するものとする。なお、梁部材30の構成や配置は、応力の伝達や床スラブの構築が可能であれば、前記のものに限定されるものではない。
As shown in FIG. 2, two
境界梁20は、構造物Kの外周面の同一面内において隣り合う連層耐震壁10の境界に設置される梁部材であり、本実施形態では、降伏点の低い極低降伏点鋼で構成されている。境界梁20の両端は、図3(b)に示すように、連層耐震壁10の内部に埋設されており、境界梁20と連層耐震壁10とは、互いに剛接合されている。なお、連層耐震壁10の境界梁20に対応する位置には、境界梁20の埋設が可能となるように、増厚部15が形成されている。ここで、本実施形態では、境界梁20を、それぞれ梁部材30と同等の高さに配置する構成としたが、境界梁20の位置や設置数は限定されるものではない。
The
境界梁20は、極低降伏点鋼により構成されているため、構造物Kに外力が作用し、連層耐震壁10が回転変形した際に、境界梁20が変形することでエネルギーを吸収する。つまり、境界梁20は、連層耐震壁10同士を接続する構造体であるとともに、エネルギー吸収部材としての機能を有している。なお、境界梁20は、極低降伏点鋼に限定されるものではなく、例えば通常の鋼材とダンパー(エネルギー吸収部材)とを組み合せた部材から構成してもよい。
Since the
下部構造物Bは、図1に示すように、上部構造物Fを支持する鉄筋コンクリート部材からなる基礎梁B1と地中に埋設されてこの基礎梁B1を支持する杭B2とから構成されている。前記した連層耐震壁10の支承部材11は、図3(a)に示すように、基礎梁B1に埋め込まれたアンカーボルト13などを介して下部構造物Bに設置される。なお、アンカーボルト13は、支承部材11のズレ止めを目的として配置されるものであって、支承部材11の回転を妨げることがないように構成されている。ここで、本実施形態では、下部構造物Bとして、基礎梁B1と杭B2を有した杭基礎構造としたが、直接基礎やケーソン等を用いた基礎構造や地下階構造物等でもよく、地下構造物Bの構成は限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the lower structure B includes a foundation beam B1 made of a reinforced concrete member that supports the upper structure F and a pile B2 that is buried in the ground and supports the foundation beam B1. As shown in FIG. 3A, the
図4は、本実施形態に係る制振構造の下端部を拡大して示した図であり、(a)は水平力作用前、(b)は水平力作用時の状態を表している。
構造物K(図1参照)に水平力が作用していない状態では、連層耐震壁10は、図4(a)に示すように、下部構造物Bに対して垂直な状態を保っている。
4A and 4B are enlarged views of the lower end portion of the vibration damping structure according to the present embodiment. FIG. 4A shows a state before the horizontal force action, and FIG. 4B shows a state at the time of the horizontal force action.
In the state where the horizontal force is not acting on the structure K (see FIG. 1), the multistory earthquake-
構造物Kの左方向から水平力Hが作用すると(図4(b)の矢印参照)、連層耐震壁10は、図4(b)に示すように、支承部材11の水平部11aを中心として剛体回転する。このとき、境界梁20の左側端部は、左側の連層耐震壁10とともに下方向に変位し、境界梁20の右側端部は、右側の連層耐震壁10とともに上方向に変位する。これにより、境界梁20はせん断力を受けてせん断変形し、エネルギーを吸収する。
When a horizontal force H is applied from the left direction of the structure K (see the arrow in FIG. 4B), the multi-layer earthquake
ここで、連層耐震壁10は、ピン支承されているため、下端部付近の変形能力が高く、下端部付近に設置された境界梁20を大きく変形させることが可能である。そのため、連層耐震壁10の下端部付近に設置された境界梁20のエネルギー吸収能力を十分に発揮させることができる。
Here, since the multistory earthquake-resisting
本実施形態によれば、構造体である制震構造1により構造物Kの外周面を囲うため、構造物Kの内部に柱などの鉛直部材を省略して構造物Kを構築することが可能なため、これらの躯体費用を削減することにより経済性に優れているとともに、各フロアの利用の自由度(居住空間の設計の自由度)が広がる。また、連層耐震壁10を利用することにより構造物Kの外壁デザインを行うことができる。
According to this embodiment, since the outer peripheral surface of the structure K is surrounded by the damping structure 1 that is a structure, it is possible to construct the structure K by omitting vertical members such as columns in the structure K. Therefore, by reducing these housing costs, the cost is excellent and the degree of freedom of use of each floor (the degree of freedom of design of the living space) is expanded. Moreover, the outer wall design of the structure K can be performed by using the multistory earthquake-
また、構造物Kの外周面に制震構造1を配置したことにより、複数の連層耐震壁10,10,…と複数の境界梁20,20,…とからなる一連のユニットの延長(両端のピン支承からピン支承までの距離)が長くなるため、水平力に対して、安定した架構構造を構築することが可能となる。
また、前記一連のユニットにおいて、境界梁20,20,…の設置台数を多くすることが可能なため、より効率的に地震エネルギーの吸収を行うことが可能となる。
Further, by arranging the damping structure 1 on the outer peripheral surface of the structure K, an extension of a series of units composed of a plurality of multi-layer earthquake-
Moreover, in the series of units, the number of installed boundary beams 20, 20,... Can be increased, so that it is possible to absorb earthquake energy more efficiently.
連層耐震壁10は、水平部11aとテーパー部11b,11bとを有した支承部材を介してピン支承されているため、通常時は水平部11aにより下部構造物Bに応力を伝達して支持されて、水平力の作用時はテーパー部11bにより拘束されることなく回転変形することで連層耐震壁10,10,…の破損が防止される。
Since the multistory earthquake-
<他の実施形態>
図5は、他の実施形態に係る制振構造を示した正面図である。
他の実施形態に係る制振構造部1’は、連層耐震壁10の切り欠き部14にダンパー(オイルダンパー)21を備えている点が、前記した制振構造部1と異なっている。
<Other embodiments>
FIG. 5 is a front view showing a vibration damping structure according to another embodiment.
The vibration damping structure portion 1 ′ according to another embodiment is different from the vibration damping structure portion 1 described above in that a damper (oil damper) 21 is provided in the
連層耐震壁10の下端部には、その幅が狭まるように斜めに切り欠かれて、切り欠き部14が形成されている。この切り欠き部14にはオイルダンパー21が設置されており、連層耐震壁10の回転変形にともなって、エネルギーを吸収するように構成されている。
A
境界梁20は、前記した実施形態と同様に、極低降伏点鋼からなるH形鋼であり、その両端部は、連層耐震壁10の中に埋め込まれる形で剛接合されている。境界梁20は、連層耐震壁10、10の回転に伴ってせん断変形し、エネルギーを吸収するようになっている。
The
連層耐震壁10は、下端部の支承部材11によって、回転力を拘束しないピン支承に支持されているため、下端部付近の変形性能が高い。したがって、連層耐震壁10の下端部付近に設置された境界梁20およびオイルダンパー21のエネルギー吸収能力を十分に発揮させることが可能となる。
また、連層耐震壁10の下端には、切り欠き部14が形成されていることから、地震の水平力が作用して、連層耐震壁10が回転変形した場合であっても、連層耐震壁10の下端と下部構造物Bの上面とが当接することがない。したがって、連層耐震壁10の下端に過度の圧縮応力が発生して破損してしまうようなことがない。
Since the multistory earthquake-
Moreover, since the
前記オイルダンパーに替えてアクティブダンパーを採用すれば、上部構造物Fの所定の位置に設置されたセンサと連動させることにより、連層耐震壁10の回転変形を制御して、構造物Kの振動を効果的に減少させることができる。
If an active damper is used instead of the oil damper, the rotational deformation of the multi-layer
以上、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、構造物Kの全外周面に対して制震構造1を配置する構成としたが、例えば平面形状が矩形状の構造物において対向する2辺(2面)についてのみ制震構造1を配置する構成としてもよい。つまり、対象となる構造物の形状に応じて、地震時や強風時の外力に対して十分な制震機能を発現することが可能であれば、構造物の外周面における制震構造1の配置箇所は限定されるものではない。
また、構造物Kの平面形状は矩形に限定されるものではないことはいうまでもない。
The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and appropriate design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Is possible.
For example, in the present embodiment, the vibration control structure 1 is arranged with respect to the entire outer peripheral surface of the structure K. However, for example, only two sides (two surfaces) facing each other in a structure having a rectangular planar shape. It is good also as a structure which arrange | positions the damping structure 1. FIG. In other words, the arrangement of the damping structure 1 on the outer peripheral surface of the structure is possible if a sufficient damping function can be exerted against the external force during an earthquake or strong wind according to the shape of the target structure. The location is not limited.
Needless to say, the planar shape of the structure K is not limited to a rectangle.
また、複数の境界梁20を極低降伏点鋼で構成したが、これに限られるものではなく、境界梁20を通常の鋼材で構成し、連層耐震壁10の下端部と下部構造物Bとの間に介設したエネルギー吸収部材のみで地震のエネルギーを吸収するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、全ての境界梁20,20,…をエネルギー吸収部材(極低降伏点鋼)で構成するものとしたが、想定される水平力に応じて、境界梁20,20,…の一部のみをエネルギー吸収部材とし、残りは通常の構造体(通常の鋼材や鉄筋コンクリート部材等からなる梁部材)としてもよい。
Moreover, although the some
Moreover, in the said embodiment, although all the boundary beams 20, 20, ... shall be comprised with an energy absorption member (very low yield point steel), according to the assumed horizontal force, the boundary beams 20, 20,. Only a part of the energy absorbing member may be used, and the rest may be a normal structure (a beam member made of a normal steel material, a reinforced concrete member, or the like).
また、本実施形態のピン支承は、図3(a)に示すように水平部11aとテーパー部11b,11bとを有した支承部材11を配置する構成したが、これに限られるものではなく、適宜変更することが可能である。
Further, the pin support of the present embodiment is configured to arrange the
また、前記各実施形態においては、連層耐震壁の下端部に切り欠き部を形成したが、下部構造物の方に切り欠き部(凹部)を設けることにより、連層耐震壁と下部構造物との衝突を防止してもよい。 Moreover, in each said embodiment, although the notch part was formed in the lower end part of a multistory earthquake-resistant wall, a multistory earthquake-proof wall and a substructure are provided by providing a notch part (concave part) toward the lower structure. You may prevent a collision.
また、本実施形態では、連層耐震壁として、鉄筋コンクリート造の版材を使用したが、例えばH形鋼などの鋼材を組み合せたフレーム構造で構成してもよく、連層耐震壁の構成は限定されるものではない。 In this embodiment, a reinforced concrete plate is used as the multi-layer earthquake-resistant wall. However, the multi-layer earthquake-resistant wall may be configured with a frame structure in which steel materials such as H-shaped steel are combined. Is not to be done.
1 制振構造
10 連層耐震壁
11 支承部材
11a テーパー
14 切り欠き部
20 境界梁
21 ダンパー
B 下部構造物
F 上部構造物
K 構造物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Damping
Claims (6)
前記複数の連層耐震壁の向かい合う端部同士を接合する複数の境界梁と、からなる制振構造であって、
前記連層耐震壁の下端部は、下部構造物にピン支承されていることを特徴とする、制震構造。 A plurality of multi-layer seismic walls standing upright in the same plane on the outer peripheral surface of the superstructure;
A plurality of boundary beams that join opposite ends of the plurality of multi-layer earthquake-resistant walls, and a vibration control structure,
A seismic damping structure characterized in that a lower end portion of the multi-layer earthquake resistant wall is pin-supported by a lower structure.
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