JP4282199B2 - Damping damper device - Google Patents

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JP4282199B2
JP4282199B2 JP2000037266A JP2000037266A JP4282199B2 JP 4282199 B2 JP4282199 B2 JP 4282199B2 JP 2000037266 A JP2000037266 A JP 2000037266A JP 2000037266 A JP2000037266 A JP 2000037266A JP 4282199 B2 JP4282199 B2 JP 4282199B2
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rubber
cylindrical body
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laminated rubber
deformation
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充 杉沢
一記 小倉
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川口金属工業株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制振ダンパ装置に関し、さらに詳細には、土木、建築及び機械構造物等の分野において、地震、台風、機械及び交通振動等の動的荷重を受けて振動する構造物の振動抑制を行うためのダンパ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の制振ダンパ装置として、油圧ダンパ、粘弾性ダンパ、鋼材ダンパ及び鉛ダンパなどが知られている。また、積層ゴムを利用したものとして、鉛入り積層ゴムや高減衰積層ゴムによる免震装置が知られている。
【0003】
この鉛入り積層ゴムや高減衰積層ゴムによる免震装置は、建物の基礎部に設置され、上部構造物の重量を支えるとともに、地震時には水平方向にせん断変形することにより、建物の振動を抑制する。すなわち、積層ゴムに内蔵された鉛プラグや高減衰ゴムが、せん断変形することにより、振動エネルギーを吸収し、熱として発散する。このような免震装置は振動エネルギー吸収効果が大きく、有効な装置として施工実績も多い。
【0004】
しかしながら、これらの免震装置をそのまま建造物の制振ダンパとして使用する場合、以下のような問題がある。
(1)免震装置の場合、上部からの大きな鉛直荷重が装置自体を拘束しているため、装置の高さ方向の形状の安定性が高く、繰り返しせん断変形に対しても、性能の安定性が高い。
しかしながら、この免震装置を制振装置として、建造物の壁面などに使用する場合は、上記のような大きな拘束力は得られにくい。したがって、装置の高さ方向に変形が進行する。特に、鉛プラグを使用する場合には、鉛への拘束力も弱まるため、鉛が変形していまい、所期の減衰効果を得ることができない。
【0005】
(2)構造物が予想外の変形を生じた場合、安全装置が付いていないと、装置自体も変形に追随して破断する。その結果、構造物の安全性が低下し、変形発生時の装置のチェックの重要性も高まってしまう。
(3)通常、建造物の制振装置は、建造物の梁幅(200〜300mm)内に納まるようにすると、建造物の有効床面積が減少することなく、経済性で有利であり、意匠上も好まれる。したがって、複雑な付属装置を取り付けて、装置の形状を大きくすることは問題が生ずる場合が多い。
【0006】
(4)建造物の上部壁面は、地震時などには面内の変形に加えて、壁面に直交方向の変形を受ける。したがって、装置には、面内・面外のせん断変形及び曲げ変形を同時に受けるため、これらの変形に対する追随性が必要となる。
(8)積層ゴムの場合、ゴム層の直交方向では、許容圧縮力は高いが許容引張力は小さく、確実性に欠ける。したがって、積層ゴムに加わる引張力は最小限にとどめておくのが望ましい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、従来の免震装置を制振用として使用する場合の種々の問題点を解決することができる制振ダンパー装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、一方の構造体に固定される筒状体と、
他方の構造体に固定され、かつ前記筒状体の内部に延びて、前記筒状体との間でその軸線方向に相対変位可能な接合プレートと、
この接合プレートの面と前記筒状体の内面との間に固定された振動エネルギーを吸収するための柱状ゴムであって、その軸線と前記接合プレート及び前記筒状体の各面とが略直交するように配置された柱状ゴムとを備え
前記柱状ゴムは、その軸線方向の中央部に中央硬質プレートを有し、該中央硬質プレート部分において前記接合プレートに設けた穴に嵌合されていることを特徴とする制振ダンパ装置にある。
【0009】
前記柱状ゴムは、ゴム層と硬質プレートとを交互に積層してなる積層ゴムからなり、内部に軸線方向に沿って鉛プラグが封入されている。前記柱状ゴムは高減衰ゴムで構成することもできる。前記柱状ゴムは、その軸線方向の中央部に中央硬質プレートを有し、該中央硬質プレート部分において前記接合プレートに設けた穴に嵌合されている。この発明の制振ダンパ装置は、座屈防止用のブレース材として知られるアンボンドブレース材に組み込むこともでき、この場合、前記筒状体及び前記接合プレートは、それぞれアンボンドブレース材の鋼管及びブレース芯鋼板によって構成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1は、この発明の実施の形態を示す鉛直方向断面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は図2のB−B線拡大断面図である。この発明による制振ダンパ1装置は、下部構造体2に固定される筒状体3と、上部構造体4に固定される接合プレート5と、筒状体3に内蔵される鉛プラグ入り積層ゴム6とを備えている。
【0011】
筒状体3は、この実施の形態では矩形断面の鋼管からなっている。下部構造体2のベースプレート7には接合ボルト8により取付プレート9が固定され、この取付プレート9の上面に筒状体3が溶接により固定されている。上部構造体4のベースプレート10にも接合ボルト11により取付プレート12が固定され、この取付プレート12に接合プレート5の上端が溶接により固定されている。
【0012】
接合プレート5の下端は筒状体3の内部に延び、この接合プレート5の両側端と筒状体3の内側面との間及び下端と取付プレート9との間には、所定大きさの間隙C1 ,C2 (図2参照)が形成されている。
【0013】
積層ゴム6は円柱状のものであって、それぞれ厚肉の両側鋼板13,13、中央鋼板14及び薄肉の中間鋼板15からなる硬質プレートとゴム層16とを交互に積層してなり、内部には軸線方向に沿って鉛プラグ17が封入されている。積層ゴム6は接合プレート5に形成された穴18に、中央鋼板14部分において嵌合され、さらに両側鋼板13,13が筒状体3の内面に接合ボルト19により固定されている。すなわち、積層ゴム6は、その軸線と接合プレート5及び筒状体3の各面とが直交するように配置されている。なお、接合プレート5と中央鋼板14とは緩み止めボルト20により固定されている。
【0014】
上記制振ダンパ装置は次のように作用する。構造物が地震等により振動すると、下部構造体2と上部構造体4との間で変位が生じ、これによって接合プレート5が筒状体3との間で軸線方向に変位を生じると、積層ゴム6が同一面内で上下方向及び左右方向にせん断変形する。このせん断変形に伴って鉛プラグ17が塑性変形して振動エネルギーを吸収し、振動を速やかに減衰させる。
【0015】
積層ゴム6の内部に封入された鉛プラグ17は、上記のように振動エネルギーを吸収し、振動を減衰させるためのものである。積層ゴム6のゴム材料として高減衰ゴムを使用することもでき、この場合ゴム自体が減衰効果を発揮するので、鉛プラグは必ずしも封入しなくともよい。この場合、鉛プラグの拘束機能を持つ中間鋼板15も省略することができる。
【0016】
上記制振ダンパ装置によれば次のような効果が得られる。
(1)積層ゴム6を筒状体3に内蔵しているため、筒状体3が積層ゴム6の軸線方向(免震装置に使用される場合の高さ方向)に引っ張られる変形を拘束する。したがって、鉛プラグ入り積層ゴム及び高減衰ゴムの場合ともに安定した性能を確保できる。
【0017】
(2)筒状体3と接合プレート5との間隙C1 ,C2 が、装置の稼働範囲となる。したがって、構造物が予想外の大変形を生じた場合、接合プレート5が筒状体3に接触して変位を規制され、積層ゴム6の変形は停止する。これ以上の外力は、上部構造体4から下部構造体2にそのまま伝達され、構造物の安全性が確保される。
【0018】
(3)積層ゴム6をその軸線が水平方向となるように配置することにより、装置幅のコンパクト化が可能である。レベル2地震時には、構造物は階高の1/150 〜1/200 程度の変形を生ずる可能性があり、例えば、階高350cm の場合で、層間変位は1.75〜2.3cm となる。したがって、積層ゴムのレベル2における変形を100〜150%にすれば、接合プレート5の片側に必要なゴムの総厚は2.3cm(=2.3/1) 前後となり、鋼板13,14,15などの厚さを加えても十分10cm以内に納めることができる。また、積層ゴムの中央部に厚肉の中央鋼板14を設け、接合プレート5に嵌合させることにより、装置の厚みをより薄くすることができる。
【0019】
(4)構造物の面内変形については、積層ゴム6の変形により上下左右に追随することができる。そのため、装置の面内の曲げを受けても、積層ゴム6には引張力は発生しない。装置が面外の変形を受けた場合、筒状体3が外力を負担する。その結果、面外変形は接合プレート5及び上下部構造体2,4の変形により吸収され、積層ゴム部分には大きな変形を発生しない。したがって、積層ゴム部分は、損傷を免れることができる。
(5)簡単な機構により、積層ゴムの軸線方向(高さ方向)の変形を拘束し、装置の安定性を高めることができ、また経済性にも優れている。
【0020】
図4及び図5は、上記制振ダンパ装置の適用例を示す正面図であり、いずれも制振ダンパ装置1は構造物の柱21及び梁22a,22bにより構成される壁面に適用されている。図5に示す例では、制振ダンパ装置1は上下梁22a,22bの中間部に設けた間柱23,23(上部構造体及び下部構造体)間に設置されている。また、図5に示す例では、制振ダンパ装置1は上梁22aと下梁22bからのブレース25との間に設置されている。
【0021】
上記各適用例において、上下の梁22a,22bが水平に層間変位を生ずると、積層ゴム6がせん断変形を生じ、鉛プラグ17が降伏して減衰効果を発揮する。この積層ゴムのせん断変形は、梁間の上下の変形や面外変形にも対応する。さらに変形が進んだ場合、装置の接合プレート5が筒状体3に拘束されて変形が止まり、上下の間柱23あるいはブレース25の耐力が発揮される。すなわち中小変形時には鉛プラグ17による制振効果、大変形時には間柱23あるいはブレース25による耐震効果が期待できる。
【0022】
この発明による制振ダンパ装置は、地震力や風力等の水平力に抵抗させる構造要素として知られている座屈拘束アンボンドブレース材に組み込むことも可能である。図6以下は、その実施の形態を示し、図6は軸線方向断面図、図7は図6のC−C線断面図、図8は図7のD−D線拡大断面図、図9は図7のE−E線拡大断面図である。
【0023】
アンボンドブレース材30においては、断面矩形の鋼管31内にブレース芯鋼板32が配置され、ブレース芯鋼板32と鋼管31との間には充填モルタル33が充填されている。鋼管31内のブレース芯鋼板32にはアンボンド材(付着防止材)34が被覆され、ブレース芯鋼板32は座屈防止部材である鋼管31及び充填モルタル33の影響を受けずに自由に軸線方向に変形し、これによってアンボンドブレース材30は耐震部材として機能する。
【0024】
この実施の形態は、鋼管31及びブレース芯鋼板32のそれぞれを、この発明でいう筒状体及び接合プレートとして利用し、鋼管31に鉛プラグ入り積層ゴム6を内蔵させて制振ダンパ装置1としたものである。積層ゴム6は、この実施の形態では、四角柱状のものからなり、鋼管31の一方の端部側に配置されている。そして、積層ゴム6の厚肉の上下鋼板35,35が、接合ボルト36により鋼管31及びブレース芯鋼板32にそれぞれ固定されている。
【0025】
鋼管31の他方の端部側においては、ブレース芯鋼板32はスタッド37を介して充填モルタル33と一体化されている。積層ゴム6におけるブレース芯鋼板32の軸線方向両側には、充填モルタル33に代えて発泡材38が充填されている(単に間隙としてもよい)。これにより、ブレース芯鋼板32が軸線方向に変形すると、それに伴って積層ゴム6がせん断変形可能となる。
【0026】
図10は、制振ダンパ装置1を組み込んだ上記アンボンドブレース材30を構造物の柱21及び梁22a,22bにより構成される壁面に適用した例である。構造物が地震力や風力を受けて層間変形を生ずる場合、ブレース芯鋼板32が軸方向力を受けて伸縮する。すなわち、ブレース芯鋼板32は、鋼材の弾性範囲にある間は、エネルギー吸収効果はない。したがって、降伏強度をレベル2地震時に構造物が受ける外力以上に設定した場合、それ以下の地震や風の外力においては、ブレース芯鋼板32のエネルギー吸収効果を期待できない。
【0027】
これに対し、上記実施の形態のものによれば、積層ゴム6がブレース芯鋼材32の伸縮に伴って、その伸縮量に応じたせん断変形を生じ、積層ゴム6に内蔵された鉛プラグ17が塑性変形して、エネルギーを吸収する。鉛プラグ17は、比較的微少なせん断変形においてもエネルギー吸収効果があり、また、せん断変形を受けても、純度の高い鉛の場合は再結晶することにより、その品質、耐久性を確保できる。
【0028】
したがって、ブレース芯鋼材32と鉛プラグ17とを組み合わせることにより、台風や小地震に対しては積層ゴム6に内蔵された鉛プラグ17により振動エネルギーの吸収を行い、構造物の振動を抑制することができる。一方、大地震時には、許容耐力の大きなブレース芯鋼材32が降伏することにより、振動エネルギーの吸収を行う。このように、信頼性の高い鋼材と減衰性能の良い鉛プラグを用いた複合的な制振ダンパが得られる。
【0029】
なお、この実施の形態においても、鉛プラグ入り積層ゴムに代えて高減衰ゴムあるいは高減衰積層ゴムを用いることも可能である。また、上記2つの実施の形態とも、この出願人が特開平10−176308号で提案したような、コイルスプリングで拘束される鉛プラグを用いると耐久性が向上し、好適である。
【0030】
上記実施の形態は例示にすぎす、この発明は種々の改変が可能である。例えば上記実施の形態では接合プレート5に設けた穴18に1つの積層ゴム6を嵌合させる構造としたが、嵌合させることなく接合プレート5の両側にそれぞれ1つずつの積層ゴムを配置する構造としてもよい。しかしながら、装置をコンパクトにするという観点からは上述したように、上記実施の形態で示した構造を採用することが好ましい。また、積層ゴムの形状は、円柱状や四角柱状に限らず、これ以外の多角柱状にすることもできる。
【0031】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、振動エネルギーを吸収するための柱状ゴムを筒状体に内蔵し、そのせん断変形を許容しつつも、筒状体によって拘束する構造としたので、安定した減衰効果が得られ、また安全性も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の実施の形態を示す鉛直方向断面図である。
【図2】図2は図1のA−A線断面図である。
【図3】図3は図2のB−B線拡大断面図である。
【図4】図4は、この発明による制振ダンパ装置の適用例を示す正面図である。
【図5】図5は、別の適用例を示す正面図である。
【図6】図6は、この発明による制振ダンパ装置を座屈拘束アンボンドブレース材に組み込んだ実施の形態を示す断面図である。
【図7】図7は図6のC−C線断面図である。
【図8】図8は図7のD−D線拡大断面図である。
【図9】図9は図7のE−E線拡大断面図である。
【図10】図10は、制振ダンパ装置を組み込んだアンボンドブレース材の適用例を示す正面図である。
【符号の説明】
1:制振ダンパ装置
2:下部構造体
3:筒状体
4:上部構造体
5:接合プレート
6:積層ゴム
13:両側鋼板
14:中央鋼板
15:中間鋼板
16:ゴム層
17:鉛プラグ
18:穴
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damper device, and more particularly, in the field of civil engineering, architecture, and mechanical structures, vibration suppression of structures that vibrate under dynamic loads such as earthquakes, typhoons, machines, and traffic vibrations. The present invention relates to a damper device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of damping damper device, a hydraulic damper, a viscoelastic damper, a steel damper, a lead damper, and the like are known. Moreover, as a thing using laminated rubber, the seismic isolation apparatus by leaded laminated rubber and high damping laminated rubber is known.
[0003]
This seismic isolation device using lead-containing laminated rubber and high-damping laminated rubber is installed at the foundation of the building, supports the weight of the superstructure, and suppresses the vibration of the building by shearing horizontally in the event of an earthquake. . That is, the lead plug or the high damping rubber incorporated in the laminated rubber absorbs vibration energy and dissipates as heat due to shear deformation. Such a seismic isolation device has a large vibration energy absorption effect and has a lot of construction results as an effective device.
[0004]
However, when these seismic isolation devices are used as they are as damping dampers for buildings, there are the following problems.
(1) In the case of a seismic isolation device, since a large vertical load from the upper part constrains the device itself, the stability of the shape in the height direction of the device is high, and stability of performance against repeated shear deformation Is expensive.
However, when this seismic isolation device is used as a vibration control device on a wall surface of a building, it is difficult to obtain a large restraining force as described above. Therefore, the deformation proceeds in the height direction of the device. In particular, when a lead plug is used, since the binding force to lead is weakened, lead is not deformed, and the desired attenuation effect cannot be obtained.
[0005]
(2) If the structure is deformed unexpectedly and the safety device is not attached, the device itself will follow the deformation and break. As a result, the safety of the structure is lowered, and the importance of checking the device when deformation occurs is also increased.
(3) Normally, if the vibration control device of a building is placed within the beam width (200 to 300 mm) of the building, the effective floor area of the building is not reduced, and it is advantageous in terms of economy. The top is also preferred. Therefore, it is often a problem to increase the shape of the device by attaching a complicated accessory device.
[0006]
(4) The upper wall surface of the building undergoes deformation in the orthogonal direction to the wall surface in addition to in-plane deformation during an earthquake or the like. Therefore, since the apparatus is simultaneously subjected to in-plane and out-of-plane shear deformation and bending deformation, it is necessary to follow these deformations.
(8) In the case of laminated rubber, in the direction perpendicular to the rubber layer, the allowable compressive force is high, but the allowable tensile force is small and the reliability is lacking. Therefore, it is desirable to keep the tensile force applied to the laminated rubber to a minimum.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following object.
An object of the present invention is to provide a vibration damper device that can solve various problems when a conventional seismic isolation device is used for vibration control.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
That is, the present invention includes a cylindrical body fixed to one structure,
A bonding plate that is fixed to the other structure and extends into the cylindrical body, and is relatively displaceable in the axial direction between the cylindrical body;
Columnar rubber for absorbing vibration energy fixed between the surface of the joining plate and the inner surface of the cylindrical body, the axis of which is substantially orthogonal to each surface of the joining plate and the cylindrical body and a disposed columnar rubber to,
The columnar rubber has a central hard plate at a central portion in the axial direction thereof, and is fitted in a hole provided in the joining plate in the central hard plate portion .
[0009]
The columnar rubber is made of laminated rubber obtained by alternately laminating rubber layers and hard plates, and a lead plug is enclosed inside along the axial direction. The columnar rubber may be composed of a high damping rubber. The columnar rubber has a central hard plate at the center in the axial direction, and is fitted into a hole provided in the joining plate in the central hard plate portion. The vibration damper device of the present invention can also be incorporated into an unbonded brace material known as a buckling material for buckling prevention. In this case, the tubular body and the joining plate are respectively a steel pipe and a brace core of the unbonded brace material. Consists of steel plates.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line BB in FIG. The vibration damper 1 device according to the present invention includes a cylindrical body 3 fixed to the lower structure 2, a joining plate 5 fixed to the upper structure 4, and a laminated rubber containing lead plugs incorporated in the cylindrical body 3. 6 is provided.
[0011]
The cylindrical body 3 is made of a steel pipe having a rectangular cross section in this embodiment. A mounting plate 9 is fixed to the base plate 7 of the lower structure 2 by a joining bolt 8, and the cylindrical body 3 is fixed to the upper surface of the mounting plate 9 by welding. A mounting plate 12 is also fixed to the base plate 10 of the upper structure 4 by a bonding bolt 11, and the upper end of the bonding plate 5 is fixed to the mounting plate 12 by welding.
[0012]
The lower end of the joining plate 5 extends into the cylindrical body 3, and a gap of a predetermined size is formed between both side ends of the joining plate 5 and the inner side surface of the tubular body 3 and between the lower end and the mounting plate 9. C 1 and C 2 (see FIG. 2) are formed.
[0013]
The laminated rubber 6 has a cylindrical shape, and is formed by alternately laminating hard plates and rubber layers 16 each consisting of thick both-side steel plates 13 and 13, a central steel plate 14 and a thin intermediate steel plate 15. The lead plug 17 is enclosed along the axial direction. The laminated rubber 6 is fitted in a hole 18 formed in the joining plate 5 at the central steel plate 14 portion, and both side steel plates 13 and 13 are fixed to the inner surface of the cylindrical body 3 by a joining bolt 19. That is, the laminated rubber 6 is disposed so that the axis thereof is orthogonal to each surface of the joining plate 5 and the cylindrical body 3. The joining plate 5 and the central steel plate 14 are fixed with a locking bolt 20.
[0014]
The vibration damper device operates as follows. When the structure vibrates due to an earthquake or the like, displacement occurs between the lower structure 2 and the upper structure 4, and when the joining plate 5 is displaced in the axial direction between the tubular body 3, the laminated rubber 6 undergoes shear deformation in the vertical and horizontal directions within the same plane. Along with the shear deformation, the lead plug 17 is plastically deformed to absorb vibration energy and quickly attenuate the vibration.
[0015]
The lead plug 17 enclosed in the laminated rubber 6 is for absorbing vibration energy and damping vibration as described above. High damping rubber can also be used as the rubber material of the laminated rubber 6. In this case, since the rubber itself exhibits a damping effect, the lead plug does not necessarily have to be sealed. In this case, the intermediate steel plate 15 having a lead plug restraining function can also be omitted.
[0016]
According to the vibration damper device, the following effects can be obtained.
(1) Since the laminated rubber 6 is built into the cylindrical body 3, the cylindrical body 3 is restrained from being deformed by being pulled in the axial direction of the laminated rubber 6 (the height direction when used in a seismic isolation device). . Therefore, stable performance can be ensured for both the laminated rubber with lead plugs and the high damping rubber.
[0017]
(2) The gaps C 1 and C 2 between the cylindrical body 3 and the joining plate 5 are the operating range of the apparatus. Therefore, when the structure undergoes unexpected large deformation, the joining plate 5 comes into contact with the cylindrical body 3 and displacement is restricted, and the deformation of the laminated rubber 6 stops. The external force beyond this is transmitted as it is from the upper structure 4 to the lower structure 2, and the safety of the structure is ensured.
[0018]
(3) By arranging the laminated rubber 6 so that its axis is in the horizontal direction, the apparatus width can be reduced. During a Level 2 earthquake, the structure may be deformed by about 1/150 to 1/200 of the floor height. For example, when the floor height is 350 cm, the interlayer displacement is 1.75 to 2.3 cm. Therefore, if the deformation at level 2 of the laminated rubber is set to 100 to 150%, the total thickness of the rubber required for one side of the joining plate 5 is about 2.3 cm (= 2.3 / 1), and the steel plates 13, 14, 15 and the like Even if the thickness is added, it can be kept within 10cm. Further, by providing a thick central steel plate 14 at the central portion of the laminated rubber and fitting it to the joining plate 5, the thickness of the device can be further reduced.
[0019]
(4) The in-plane deformation of the structure can be followed up, down, left and right by deformation of the laminated rubber 6. Therefore, no tensile force is generated on the laminated rubber 6 even when it is subjected to in-plane bending. When the device is subjected to out-of-plane deformation, the cylindrical body 3 bears an external force. As a result, the out-of-plane deformation is absorbed by the deformation of the joining plate 5 and the upper and lower structures 2, 4, and no large deformation occurs in the laminated rubber portion. Therefore, the laminated rubber portion can be prevented from being damaged.
(5) With a simple mechanism, deformation of the laminated rubber in the axial direction (height direction) can be constrained, and the stability of the apparatus can be enhanced, and the cost is excellent.
[0020]
4 and 5 are front views showing application examples of the above-described vibration damper device, and the vibration damper device 1 is applied to a wall surface constituted by a structural column 21 and beams 22a and 22b. . In the example shown in FIG. 5, the damping damper device 1 is installed between the studs 23 and 23 (upper structure and lower structure) provided in the middle part of the upper and lower beams 22a and 22b. In the example shown in FIG. 5, the vibration damper device 1 is installed between the upper beam 22a and the brace 25 from the lower beam 22b.
[0021]
In each of the above application examples, when the upper and lower beams 22a and 22b are horizontally displaced, the laminated rubber 6 undergoes shear deformation, and the lead plug 17 yields and exhibits a damping effect. This shear deformation of the laminated rubber also corresponds to the vertical deformation and out-of-plane deformation between the beams. When the deformation further progresses, the joining plate 5 of the apparatus is restrained by the cylindrical body 3 and the deformation stops, and the proof strength of the upper and lower studs 23 or the braces 25 is exhibited. That is, the vibration control effect by the lead plug 17 can be expected at the time of medium and small deformation, and the earthquake resistance effect by the studs 23 or the braces 25 at the time of large deformation.
[0022]
The vibration damper device according to the present invention can be incorporated into a buckling-restrained unbonded brace material known as a structural element that resists horizontal force such as seismic force or wind force. 6 and below show the embodiment, FIG. 6 is an axial sectional view, FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 6, FIG. 8 is an enlarged sectional view taken along the line DD in FIG. It is the EE line expanded sectional view of FIG.
[0023]
In the unbonded brace material 30, a brace core steel plate 32 is disposed in a steel pipe 31 having a rectangular cross section, and a filling mortar 33 is filled between the brace core steel plate 32 and the steel pipe 31. An unbonded material (adhesion prevention material) 34 is coated on the brace core steel plate 32 in the steel pipe 31, and the brace core steel plate 32 is freely affected by the steel pipe 31 and the filling mortar 33 that are buckling preventing members in the axial direction. As a result, the unbonded brace material 30 functions as an earthquake-resistant member.
[0024]
In this embodiment, each of the steel pipe 31 and the brace core steel plate 32 is used as a cylindrical body and a joining plate as referred to in the present invention. It is a thing. In this embodiment, the laminated rubber 6 is a quadrangular prism and is disposed on one end side of the steel pipe 31. The thick upper and lower steel plates 35, 35 of the laminated rubber 6 are respectively fixed to the steel pipe 31 and the brace core steel plate 32 by the joining bolts 36.
[0025]
On the other end side of the steel pipe 31, the brace core steel plate 32 is integrated with the filling mortar 33 via the stud 37. Instead of the filling mortar 33, foam material 38 is filled on both sides in the axial direction of the brace core steel plate 32 in the laminated rubber 6 (may be simply a gap). Thereby, when the brace core steel plate 32 is deformed in the axial direction, the laminated rubber 6 can be shear-deformed accordingly.
[0026]
FIG. 10 is an example in which the unbonded brace material 30 incorporating the vibration damper device 1 is applied to a wall surface constituted by a structural column 21 and beams 22a and 22b. When the structure receives seismic force or wind force and causes interlayer deformation, the brace core steel plate 32 expands and contracts by receiving axial force. That is, the brace core steel plate 32 has no energy absorption effect while in the elastic range of the steel material. Therefore, when the yield strength is set to be greater than or equal to the external force received by the structure at the time of the level 2 earthquake, the energy absorption effect of the brace core steel plate 32 cannot be expected at an earthquake or wind external force below that level.
[0027]
On the other hand, according to the above embodiment, the laminated rubber 6 undergoes shear deformation according to the amount of expansion / contraction as the brace core steel material 32 expands / contracts, and the lead plug 17 built in the laminated rubber 6 is provided. Plastically deforms and absorbs energy. The lead plug 17 has an energy absorption effect even in a relatively small shear deformation, and even when subjected to the shear deformation, the lead plug 17 can ensure its quality and durability by recrystallization in the case of high purity lead.
[0028]
Therefore, by combining the brace core steel material 32 and the lead plug 17, vibration energy is absorbed by the lead plug 17 built in the laminated rubber 6 to suppress the vibration of the structure against typhoons and small earthquakes. Can do. On the other hand, at the time of a large earthquake, the brace core steel material 32 having a large allowable proof stress yields to absorb vibration energy. In this way, a composite damping damper using a highly reliable steel material and a lead plug with good damping performance can be obtained.
[0029]
Also in this embodiment, it is possible to use a high-attenuation rubber or a high-attenuation laminated rubber instead of the laminated rubber containing lead plugs. In both the above-described embodiments, it is preferable to use a lead plug restrained by a coil spring as proposed by the applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-176308 because the durability is improved.
[0030]
The above embodiment is merely an example, and various modifications can be made to the present invention. For example, in the above-described embodiment, the structure is such that one laminated rubber 6 is fitted into the hole 18 provided in the joining plate 5, but one laminated rubber is disposed on each side of the joining plate 5 without fitting. It is good also as a structure. However, from the viewpoint of making the apparatus compact, it is preferable to employ the structure shown in the above embodiment as described above. Further, the shape of the laminated rubber is not limited to the columnar shape or the quadrangular prism shape, but may be other polygonal column shapes.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the columnar rubber for absorbing vibration energy is built in the cylindrical body, and the structure is constrained by the cylindrical body while allowing the shear deformation, and thus stable. A damping effect can be obtained, and safety can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line BB in FIG. 2;
FIG. 4 is a front view showing an application example of the vibration damper device according to the present invention.
FIG. 5 is a front view showing another application example.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the vibration damper device according to the present invention is incorporated in a buckling-restrained unbonded brace material.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
8 is an enlarged sectional view taken along line DD of FIG.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view taken along line EE of FIG.
FIG. 10 is a front view showing an application example of an unbonded brace material incorporating a vibration damper device.
[Explanation of symbols]
1: Damping damper device 2: Lower structure 3: Cylindrical body 4: Upper structure 5: Joining plate 6: Laminated rubber 13: Both side steel plates 14: Central steel plate 15: Intermediate steel plate 16: Rubber layer 17: Lead plug 18 :hole

Claims (3)

一方の構造体に固定される筒状体と、
他方の構造体に固定され、かつ前記筒状体の内部に延びて、前記筒状体との間でその軸線方向に相対変位可能な接合プレートと、
この接合プレートの面と前記筒状体の内面との間に固定された振動エネルギーを吸収するための柱状ゴムであって、その軸線と前記接合プレート及び前記筒状体の各面とが略直交するように配置された柱状ゴムとを備え
前記柱状ゴムは、その軸線方向の中央部に中央硬質プレートを有し、該中央硬質プレート部分において前記接合プレートに設けた穴に嵌合されていることを特徴とする制振ダンパ装置。
A cylindrical body fixed to one structure;
A bonding plate that is fixed to the other structure and extends into the cylindrical body, and is relatively displaceable in the axial direction between the cylindrical body;
Columnar rubber for absorbing vibration energy fixed between the surface of the joining plate and the inner surface of the cylindrical body, the axis of which is substantially orthogonal to each surface of the joining plate and the cylindrical body and a disposed columnar rubber to,
The said columnar rubber has a center hard plate in the center part of the axial direction, and is fitted in the hole provided in the said joint plate in this center hard plate part, The damping damper apparatus characterized by the above-mentioned .
前記柱状ゴムは、ゴム層と硬質プレートとを交互に積層してなる積層ゴムからなり、内部に軸線方向に沿って鉛プラグが封入されていることを特徴とする請求項1記載の制振ダンパ装置。2. The damping damper according to claim 1, wherein the columnar rubber is made of laminated rubber obtained by alternately laminating rubber layers and hard plates, and a lead plug is enclosed inside along the axial direction. apparatus. 前記柱状ゴムは高減衰ゴムからなることを特徴とする請求項1記載の制振ダンパ装置。2. The vibration damper device according to claim 1, wherein the columnar rubber is made of high damping rubber.
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