JP4423051B2 - Half-tension toggle mechanism and building structure - Google Patents

Half-tension toggle mechanism and building structure Download PDF

Info

Publication number
JP4423051B2
JP4423051B2 JP2004017133A JP2004017133A JP4423051B2 JP 4423051 B2 JP4423051 B2 JP 4423051B2 JP 2004017133 A JP2004017133 A JP 2004017133A JP 2004017133 A JP2004017133 A JP 2004017133A JP 4423051 B2 JP4423051 B2 JP 4423051B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toggle mechanism
tension
frame
points
bracing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004017133A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005207179A (en
Inventor
辰治 石丸
剛 古橋
勇治 光阪
健司 齊木
英範 木田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd filed Critical Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority to JP2004017133A priority Critical patent/JP4423051B2/en
Publication of JP2005207179A publication Critical patent/JP2005207179A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4423051B2 publication Critical patent/JP4423051B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

本発明は、構成部材に張力を導入して、常時構成部材を引張状態として圧縮力を発生させないハーフテンショントグル機構並びに建築構造物に関するものである。   The present invention relates to a half-tension toggle mechanism and a building structure in which tension is introduced into a component member so that the component member is always in a tensile state and no compression force is generated.

従来のトグル機構の作動原理について図6(a)に示す。図6に示すように、実線で示される4点OADCを結ぶフレームは、それぞれ縦方向に配置されるフレームOAと、横方向に配置されるフレームADと、縦方向に配置されるフレームDCと、横方向に配置されるフレームCOから構成され、このフレーム内にA点とB点を結ぶ鋼棒ABと、B点で回動自在にピン結合する鋼棒BCと、同じくB点で回動自在にピン結合する鋼棒BOとからなるトグル機構を有するフレームOADCから構成される。   The operation principle of the conventional toggle mechanism is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the frames connecting the four points OADC shown by the solid lines are each a frame OA arranged in the vertical direction, a frame AD arranged in the horizontal direction, and a frame DC arranged in the vertical direction, Consists of a frame CO arranged in the horizontal direction, a steel bar AB connecting point A and point B in this frame, a steel bar BC that is pin-coupled freely at point B, and also rotatable at point B It is comprised from the flame | frame OADC which has a toggle mechanism which consists of the steel rod BO pin-coupled to.

このトグル機構に対して移動距離AA’=DD’=xとなるようにフレームADを移動させる層間変形が、地震又は風を原因として生じ、フレームOADCがフレームOA’D’Cに変形したものとする。A点がA’点に移動する層間変形が生じることによりB点はB’点に移動するため、AA’とBB’との比からβ倍の増幅率が存在することとなる。このAA’に生じる速度をv(≒ωx)と表現すると、BB’の速度はβvである。OB間に単位速度に対する抵抗係数cの粘性ダンパが挿入されると、BB’の速度による抵抗力はcβvである。   Interlayer deformation that moves the frame AD so that the moving distance AA ′ = DD ′ = x with respect to this toggle mechanism is caused by an earthquake or wind, and the frame OADC is transformed into the frame OA′D′C. To do. Due to the interlayer deformation in which the A point moves to the A ′ point, the B point moves to the B ′ point, and therefore a β-fold amplification factor exists from the ratio of AA ′ to BB ′. If the speed generated in AA ′ is expressed as v (≈ωx), the speed of BB ′ is βv. When a viscous damper having a resistance coefficient c with respect to the unit speed is inserted between the OBs, the resistance force due to the speed of BB ′ is cβv.

従って、梃子の原理よりAA’に作用する抵抗力はそのβ倍のcvβと算出される。ここで、ダンパを装着する際に、OB間よりもBD間にダンパを設けると、ダンパ装置のストロークを大きくすることとなり、必要なストローク長が長い場合は、BD間にダンパを挿入する場合がある。 Therefore, the resistance acting on AA ′ is calculated as β times cvβ 2 by the principle of the lever. Here, when installing the damper, if the damper is provided between the BDs rather than between the OBs, the stroke of the damper device will be increased. If the required stroke length is long, the damper may be inserted between the BDs. is there.

以上のように、トグル機構は、梃子の原理を応用し、風などによる建物の小さな揺れを増幅して、ダンパで制御可能とし、大地震に対しても必要なダンパ容量を小さくするものである。   As described above, the toggle mechanism applies the lever principle to amplify small shaking of the building due to wind, etc., and can be controlled with a damper, reducing the required damper capacity even for large earthquakes. .

ところが、図6に示されるトグル機構には、フレームOADCに対してその法線方向圧縮力を受けるなど面外変形を考慮すると、大きな圧縮力に耐性を有するためには、鋼棒AB等の断面積を大きくする必要があった。   However, in the toggle mechanism shown in FIG. 6, considering out-of-plane deformation such as receiving a normal direction compressive force on the frame OADC, in order to have resistance against a large compressive force, the steel bar AB or the like is disconnected. It was necessary to increase the area.

そこで、この部材断面の縮小化を実現する機構がテンショントグル機構である。テンショントグル機構は、トグル機構の構成部材に張力を有する部材を導入し、常時構成部材を引張状態として圧縮力を発生させぬことによって部材面の縮小化を行なうものである。図2に示すように、構成部材OB間にバネを設置し、張力を導入することで、トグル構成部材に張力が発生し、フレームの変形時における圧縮力を抑制でき、構成部材全体の断面を小さくすることができる(例えば特許文献1並びに特許文献2)。
特開平10−169244号公報 特開平11−81735号公報
Therefore, a mechanism that realizes a reduction in the cross section of the member is a tension toggle mechanism. In the tension toggle mechanism, a member having tension is introduced into the constituent members of the toggle mechanism, and the member surface is constantly reduced by keeping the constituent members in a tension state and generating no compression force. As shown in FIG. 2, by installing a spring between the component members OB and introducing tension, tension is generated in the toggle component member, and the compressive force at the time of deformation of the frame can be suppressed. It can be made smaller (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP-A-10-169244 Japanese Patent Laid-Open No. 11-81735

以上の様にテンショントルク機構が張力を導入することにより構成部材の断面を小さくすることができるが。しかし、一方で、OB間のバネの張力により、支持されるフレームに導入される長期軸力が大きくなるという課題を有している。この長期軸力により、フレームに対して特定の強度を必要とする。   As described above, the tension torque mechanism can reduce the cross-section of the structural member by introducing the tension. However, on the other hand, there is a problem that the long-term axial force introduced into the supported frame increases due to the tension of the spring between the OBs. This long-term axial force requires a specific strength for the frame.

そこで、本発明の目的は、トグル機構の構成部材に弾性部を導入して、常時構成部材を引張状態として圧縮力の発生を防ぎ、部材断面を縮小化することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to introduce an elastic portion into the constituent member of the toggle mechanism to keep the constituent member in a tensile state to prevent the generation of compressive force and reduce the member cross section.

本発明に係るハーフテンショントグル機構は、前記の目的を達成するために構造物の相対変位可能な任意の3点に設けられた第1の支承部に回動可能に連結された第1筋交い部と、
残る2点の一方に設けた第2の支承部に回動可能に連結された第2筋交い部と、
前記第1筋交い部他端側に設けた第1筋交い部他端側回動部と、第2筋交い部の他端側に設けた第2筋交い部他端側回動部とが回動可能に連結された第1ピン部と、
第3の点に設けた第3の支承部に回動可能に連結され、かつ他端側は第1ピン部と連結される該第2連結部の揺動を減衰するエネルギ吸収手段とを有し、少なくとも前記各支承部、回動部及び連結部は鍛造品で形成したハーフテンショントグル機構であって、
エネルギ吸収手段は、収縮時にのみ作用する片効きダンパと、中立状態で自由長となる第一の弾性部と、張力を発生させる第2の弾性部とからなることを最も主要な特徴とする。
The half tension toggle mechanism according to the present invention includes a first bracing portion rotatably connected to first support portions provided at arbitrary three points where relative displacement of the structure is possible in order to achieve the above object. When,
A second bracing portion rotatably connected to a second support provided on one of the remaining two points;
The first bracing part other end side rotating part provided on the other end side of the first bracing part and the second bracing part other end side turning part provided on the other end side of the second bracing part are rotatable. A connected first pin portion;
The third support portion provided at the third point is rotatably connected, and the other end side has energy absorbing means for attenuating the swing of the second connection portion connected to the first pin portion. And at least each of the support part, the rotating part and the connecting part is a half tension toggle mechanism formed of a forged product,
The energy absorbing means is mainly characterized by being composed of a single-effect damper that acts only during contraction, a first elastic portion that is free in a neutral state, and a second elastic portion that generates tension.

また、エネルギ吸収手段は、中央に第一弾性部を配置して第1弾性部を挿んで対設される片効きダンパと、同じく第1弾性部を挿んで対設される第2弾性部から構成されてもよい。圧縮力の発生を削減することができる。   In addition, the energy absorbing means includes a single-effect damper that is disposed in the center with the first elastic portion and is inserted into the first elastic portion, and a second elastic portion that is provided in the same manner by inserting the first elastic portion. It may be configured. Generation of compressive force can be reduced.

さらに、エネルギ吸収手段は、片効きダンパの外周に第2弾性部が装着されることを特徴としてもよい。必要な張力を自由に変更することができる。   Further, the energy absorbing means may be characterized in that the second elastic portion is mounted on the outer periphery of the one-effect damper. The necessary tension can be changed freely.

その上、相対変位可能な任意の3点は、その一点が塔型構造物の一部であり、他の二点は塔型構造物が立設される地上面であることを特徴とすることができる。塔型構造物の制震装置とすることが可能となる。   In addition, any three points that can be relatively displaced are characterized in that one point is a part of the tower structure and the other two points are the ground surface on which the tower structure is erected. Can do. It becomes possible to make a vibration control device for a tower-type structure.

そして、相対変位可能な任意の3点は、その一点が対となる縦フレームと横フレームとから構成される枠体に配置され、一点が上方の前記横フレームと縦フレームとの一方側突き合わせ部に設けられ、二点が前記上方の前記横フレームと縦フレームとの一方側突き合わせ部に対向する下方の横フレームと縦フレームとの突き合わせ部であり、三点が下方の前記横フレームと縦フレームとの一方側の突き合わせ部に設けられたことを特徴とする。   And any three points that can be relatively displaced are arranged in a frame body composed of a vertical frame and a horizontal frame, one point of which is a pair, and one point abutment portion between the upper horizontal frame and the vertical frame. The two points are the butted portions of the lower horizontal frame and the vertical frame facing the one-side butted portion of the upper horizontal frame and the vertical frame, and the three points are the lower horizontal frame and the vertical frame. It is provided in the butt | matching part of one side.

また、本発明に係る建築構造物は、前記ハーフテンショントグル機構を適用する。   Moreover, the said half tension toggle mechanism is applied to the building structure which concerns on this invention.

本発明に係る構造物の相対変位可能な任意の3点に設けられた第1の支承部に回動可能に連結された第1筋交い部と、残る2点の一方に設けた第2の支承部に回動可能に連結された第2筋交い部と、前記第1筋交い部他端側に設けた第1筋交い部他端側回動部と、第2筋交い部の他端側に設けた第2筋交い部他端側回動部とが回動可能に連結された第1ピン部と、第3の点に設けた第3の支承部に回動可能に連結され、かつ他端側は第1ピン部と連結される該第2連結部の揺動を減衰するエネルギ吸収手段とを有し、少なくとも前記各支承部、回動部及び連結部は鍛造品で形成したハーフテンショントグル機構において、エネルギ吸収手段は、収縮時にのみ作用する片効きダンパと、中立状態で自由長となる第一の弾性部と、張力を発生させる第2の弾性部とすることで支持フレームに導入される長期軸力を低減することができるという利点がある。   The 1st bracing part connected rotatably to the 1st support part provided in arbitrary 3 points which can be displaced relatively of the structure concerning the present invention, and the 2nd support provided in one of the remaining 2 points A second bracing portion that is pivotally connected to the first portion, a first bracing portion other end side turning portion provided on the other end side of the first bracing portion, and a second bracing portion provided on the other end side of the second bracing portion. Two bracing portions, the other end side turning portion is rotatably connected to the first pin portion and the third support portion provided at the third point, and the other end side is the first pin portion. An energy absorbing means for attenuating swinging of the second connecting portion connected to the 1 pin portion, and at least each of the support portion, the rotating portion and the connecting portion in a half tension toggle mechanism formed of a forged product, The energy absorbing means generates a single-effect damper that acts only during contraction, a first elastic portion that is free in a neutral state, and generates tension. There is an advantage that it is possible to reduce the long-term axial force introduced to the support frame by the second elastic portion.

また、中立状態で自由長となる第一の弾性部と、張力を発生させる第2の弾性部を設けることで、第一の弾性部を中立状態から圧縮方向へ向かう場合にのみ、張力(復元力)を有することで、長軸力は、第2の弾性部の張力のみであって非常に小さく、短期軸力は殆ど増加することがない。このため、トグル機構の構成部材に張力を導入し、常時構成部材を引張状態として圧縮力を発生させないことで、部材断面の縮小化を実現する。   In addition, by providing a first elastic portion that has a free length in the neutral state and a second elastic portion that generates tension, the tension (restoration) is performed only when the first elastic portion is moved from the neutral state to the compression direction. The long axial force is only the tension of the second elastic portion and is very small, and the short-term axial force hardly increases. For this reason, a reduction in the cross section of the member is realized by introducing a tension to the constituent member of the toggle mechanism and keeping the constituent member in a tension state so as not to generate a compressive force.

図1に、本発明に係るハーフテンショントグル機構2について詳細に説明する。まず、示すのはフレーム構造にハーフテンショントグル機構2を適用した例である。   FIG. 1 explains in detail a half tension toggle mechanism 2 according to the present invention. First, an example in which the half tension toggle mechanism 2 is applied to the frame structure is shown.

フレーム構造は、下部フレーム4と、下部フレーム4上に立設される垂直フレーム6と、垂直フレーム6上に上部フレーム8が配置され、この下部フレーム4と、上部フレーム8とは、建築物の鉄骨に相当し、垂直フレーム6は鉄骨に相当する。   The frame structure includes a lower frame 4, a vertical frame 6 standing on the lower frame 4, and an upper frame 8 disposed on the vertical frame 6. The lower frame 4 and the upper frame 8 are constructed of a building. The vertical frame 6 corresponds to a steel frame.

この上部フレーム8にハーフテンショントグル機構2の第1支承部10が配設されている。この第1支承部10には、上部第1クレビス12がピン結合される。上部第1クレビス12は、鋼管14を介して上部第2クレビス16と接合される。上部第1クレビス12と鋼管14及び、上部第2クレビス16と鋼管14はいずれもフレア溶接される。上部第2クレビス16は、下部第1クレビス18と弾性部側クレビス20それぞれと一点22でピン結合される。   The first support portion 10 of the half tension toggle mechanism 2 is disposed on the upper frame 8. An upper first clevis 12 is pin-coupled to the first support portion 10. The upper first clevis 12 is joined to the upper second clevis 16 via the steel pipe 14. The upper first clevis 12 and the steel pipe 14, and the upper second clevis 16 and the steel pipe 14 are all flared. The upper second clevis 16 is pin-coupled to the lower first clevis 18 and the elastic portion side clevis 20 at one point 22.

一方の下部第1クレビス18は、鋼管24を介して下部第2クレビス26と接続され、下部第2クレビス26が下部フレーム4に設けられる第2支承部28とピン結合する。この第2支承部28は、下部フレーム4に配設される。   One lower first clevis 18 is connected to a lower second clevis 26 via a steel pipe 24, and the lower second clevis 26 is pin-coupled to a second support portion 28 provided in the lower frame 4. The second support portion 28 is disposed on the lower frame 4.

他方の、弾性部側クレビス20は、フレア溶接された鋼管30がターンバックル32を介して弾性部34と結合される。弾性部34は、支軸36と接合され、支軸36が第3支承部38とピン結合し、第3支承部38が下部フレーム4に配設される。   The other elastic part side clevis 20 has a flare-welded steel pipe 30 coupled to an elastic part 34 via a turnbuckle 32. The elastic portion 34 is joined to the support shaft 36, the support shaft 36 is pin-coupled to the third support portion 38, and the third support portion 38 is disposed on the lower frame 4.

以上のトグル機構の構成に対して、ハーフテンショントグル機構2を示す詳細である弾性部34について、更に詳細に示す。   The elastic part 34 which is the detail which shows the half tension toggle mechanism 2 with respect to the structure of the above toggle mechanism is shown still in detail.

弾性部34は、上部プレート40が上部ロッド42を介してターンバックル32と結合し、下部プレート44が支軸36と結合される。上部プレート40と下部プレート44の間には、ダンパ46を内蔵した張力を発生させる第2の弾性部である小バネ48と、空隙部50を有して中立状態で自由長となる第一の弾性部である大バネ52とが設けられる。   In the elastic portion 34, the upper plate 40 is coupled to the turnbuckle 32 via the upper rod 42, and the lower plate 44 is coupled to the support shaft 36. Between the upper plate 40 and the lower plate 44, there is a small spring 48, which is a second elastic portion for generating a tension with a built-in damper 46, and a gap portion 50, and a first free length in a neutral state. A large spring 52 that is an elastic portion is provided.

ダンパ46は、小バネ48に内蔵され、引張方向にのみ減衰力を発揮するよう片効き型とされる。具体的にはオイルダンパ等から構成される。上部プレート40と下部プレート44にそれぞれロッド54がナットによってネジ止め固定される。ダンパ46は大バネ52の周囲に4本配置される。   The damper 46 is built in the small spring 48 and is of a single effect type so as to exert a damping force only in the tensile direction. Specifically, it is composed of an oil damper or the like. Rods 54 are fixed to the upper plate 40 and the lower plate 44 by nuts, respectively. Four dampers 46 are arranged around the large spring 52.

小バネ48は、ダンパ46の外周に炭素鋼、ステンレス鋼等の降伏点の低い金属材料で製作した巻きばねから構成され、その長さは通常時にダンパ46の接続点間の長さと略同じ長さとする。小バネ48の端部は、それぞれロッド54に溶接固定もしくはボルト固定される。   The small spring 48 is composed of a wound spring made of a metal material having a low yield point, such as carbon steel or stainless steel, on the outer periphery of the damper 46, and its length is approximately the same as the length between the connection points of the damper 46 in a normal state. Say it. The ends of the small springs 48 are fixed to the rods 54 by welding or bolts.

小バネ48が引張方向へ伸張される場合にのみ張力(復元力)を有するようにしている。従って長期軸力は、小バネ48の張力の増加のみで非常に小さく、短期軸力はハーフテンショントグル機構から殆ど増加しない。   Only when the small spring 48 is extended in the tension direction, it has a tension (restoring force). Accordingly, the long-term axial force is very small only by increasing the tension of the small spring 48, and the short-term axial force hardly increases from the half tension toggle mechanism.

空隙部50は、外枠は鋼材からなる直方体から構成され、内部は空洞となるようよう構成される。ここで、内部の長手側の長さは所定の値に設定される。空隙部50の長手方向の一方には上部ロッド42を貫通させるロッド孔56が設けられ、他方の端部には大バネ52が溶接される。上部ロッド42の端部は、ねじ切りされており、ロッド孔56より直径の大きなナット58が固定されて上部ロッド42が空隙部50から外れないように係止される。空隙部50内部の大バネ52側の端面が60である。   In the gap 50, the outer frame is formed from a rectangular parallelepiped made of steel, and the inside is configured to be a cavity. Here, the length of the inner longitudinal side is set to a predetermined value. A rod hole 56 through which the upper rod 42 passes is provided in one of the longitudinal directions of the gap 50, and a large spring 52 is welded to the other end. An end portion of the upper rod 42 is threaded, and a nut 58 having a diameter larger than that of the rod hole 56 is fixed so as to prevent the upper rod 42 from being detached from the gap portion 50. The end face on the large spring 52 side inside the gap 50 is 60.

大バネ52の反対側端部は下部プレート44に接合される。大バネ52は、ターンバックル32と空隙部50によって中立状態となるように調節される。このため、大バネ52が中立状態から圧縮方向へ収縮する場合には長期軸力が発生しない。   The opposite end of the large spring 52 is joined to the lower plate 44. The large spring 52 is adjusted to be in a neutral state by the turnbuckle 32 and the gap 50. For this reason, when the large spring 52 contracts in the compression direction from the neutral state, no long-term axial force is generated.

以上、本発明をフレームを有する構造に適用した実施例を示したが、弾性部34は図1の構成に限定されるものではなく、図2の(a),(b)に実施例を示す。   As described above, the embodiment in which the present invention is applied to the structure having the frame has been described. However, the elastic portion 34 is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and the embodiment is shown in FIGS. .

図2(a)に示される弾性部34は、図1の例において小バネ48とダンパ46を別の軸に分けた状態で配置した場合を示し、図2(c)にその上部プレート40方向からの断面図を示す。すなわち、特定の対角にダンパ46のみを配置し、一方の対角に小バネ48を配置したものである。この場合、小バネ48並びにダンパ46による長期軸力は、図1の同軸型と比較して半分の大きさとなる。   The elastic part 34 shown in FIG. 2A shows a case where the small spring 48 and the damper 46 are arranged on different axes in the example of FIG. 1, and FIG. 2C shows the direction of the upper plate 40. Sectional drawing from is shown. That is, only the damper 46 is arranged at a specific diagonal, and the small spring 48 is arranged at one diagonal. In this case, the long-term axial force generated by the small spring 48 and the damper 46 is half that of the coaxial type shown in FIG.

上部プレート40から見た像は、(c)に示されるように図1から小バネ48並びにダンパ46が、上部プレート40の角部に位置する。   In the image viewed from the upper plate 40, the small spring 48 and the damper 46 are located at the corner of the upper plate 40 as shown in FIG.

次に、図2(b)に示される弾性部34は、空隙部50を大バネ52と上部プレート40との間に挿入せず、直接に大バネ62を上部プレート40と下部プレート44に接合するものである。このように構成することで、空隙部50のような特殊な部品を利用することなく中立状態で自由長を保持することが可能となる。図2(d)にその上部プレート40方向からの断面図を示す。   Next, the elastic portion 34 shown in FIG. 2B does not insert the gap 50 between the large spring 52 and the upper plate 40, but directly bonds the large spring 62 to the upper plate 40 and the lower plate 44. To do. With this configuration, the free length can be maintained in a neutral state without using special parts such as the gap 50. FIG. 2D shows a cross-sectional view from the direction of the upper plate 40.

なお、弾性部34の例として3つの例を示したが、これらに限定されるものではなく、張力を発生させる弾性部と、通常時に自由長となる弾性部と、片効きダンパを有するものであれば何れの組合せも可能である。   In addition, although three examples were shown as an example of the elastic part 34, it is not limited to these, It has the elastic part which generate | occur | produces tension | tensile_strength, the elastic part which becomes free length normally, and a one-effect damper Any combination is possible.

続いて、本発明に係る弾性部34の動作について図3を用いて説明する。   Next, the operation of the elastic portion 34 according to the present invention will be described with reference to FIG.

図3(a)は、ターンバックル32と接続される上部ロッド42の端部に挿嵌されるナット58が空隙部50の大バネ52側の内壁50に接触する位置まで、上部ロッド42が配置された状態であり、ダンパ46と、小バネ48と、大バネ52は全て収縮した位置に留まる。   FIG. 3A shows that the upper rod 42 is disposed until the nut 58 inserted into the end of the upper rod 42 connected to the turnbuckle 32 contacts the inner wall 50 of the gap 50 on the large spring 52 side. In this state, the damper 46, the small spring 48, and the large spring 52 all remain in the contracted positions.

次に、本弾性部34を構造物等に装着する際の構成を図3(b)に示す。図3(b)では、ターンバックル32の調整並びにハーフテンショントグル機構2への接続方法によって、空隙部50内のロッド42が、挿嵌されるナット56がターンバックル32側の内壁に係止するように調整される。ここで、ダンパ46は調整位置に応じて配置され、そのダンパロッド51が伸張される。小バネ48は、自由長よりはその長さが延長され、復元力が発生する。   Next, FIG. 3B shows a configuration when the elastic portion 34 is attached to a structure or the like. In FIG. 3 (b), the nut 56 into which the rod 42 in the gap 50 is fitted is locked to the inner wall on the turnbuckle 32 side by adjusting the turnbuckle 32 and connecting to the half tension toggle mechanism 2. To be adjusted. Here, the damper 46 is disposed according to the adjustment position, and the damper rod 51 is extended. The length of the small spring 48 is longer than the free length, and a restoring force is generated.

以上の状態において、第1支承部10と第3支承部38との間の変位及び、第2支承部28と第3支承部38との間の変位が生じ、上部プレート40と下部プレート44の間が延びる方向に作用した場合について図3(c)に示す。   In the above state, the displacement between the first bearing portion 10 and the third bearing portion 38 and the displacement between the second bearing portion 28 and the third bearing portion 38 occur, and the upper plate 40 and the lower plate 44 are displaced. FIG. 3C shows the case where the gap acts in the extending direction.

この場合、小バネ48とダンパ46が伸張する上にさらに大バネ52が伸張する。このため、小バネ48と大バネ52はいずれも復元力が発生する。一方、ダンパ46はこれらの伸張速度あるいは圧縮速度の応答速度に応じて減衰力が発生する。   In this case, the small spring 48 and the damper 46 extend, and the large spring 52 extends further. For this reason, both the small spring 48 and the large spring 52 generate a restoring force. On the other hand, the damper 46 generates a damping force according to the response speed of the expansion speed or the compression speed.

一方、図3(b)において、上部プレート40と下部プレート44の間が収縮する方向に作用した場合は、小バネ48が収縮し、上部ロッド42が空隙部50へ移動し、ダンパ46はこれらの圧縮速度の応答速度に応じて減衰力が発生する。   On the other hand, in FIG. 3B, when acting between the upper plate 40 and the lower plate 44 in a contracting direction, the small spring 48 contracts, the upper rod 42 moves to the gap 50, and the damper 46 A damping force is generated according to the response speed of the compression speed.

続いて、フレーム構造に適用した例を実施例1に、電波塔に本発明を実施した例を実施例2に示す。   Subsequently, an example applied to the frame structure is shown in Example 1, and an example in which the present invention is applied to a radio tower is shown in Example 2.

図4は、本発明に係るハーフテンショントグル機構2を二組、一組のフレーム構造内に制震装置として配置した例である。図4(a)は、下部フレーム4と、下部フレーム4上に立設される垂直フレーム6と、垂直フレーム6上に上部フレーム8が配置されるフレーム構造において、垂直フレーム6と下部フレーム4との両突合せ部にそれぞれ第2支承部28が配設され、一方、上部フレーム8にそれぞれ、第1支承部10が配設される。さらに、下部フレーム4の中央に2組の第3支承部8が配設される。これら各支承部から鋼管14と鋼管24と弾性部34が1点29でピン結合するハーフテンショントグル機構2をフレーム内に対称的に配置することができる。対称的に配置することで長期軸力ならびに張力がフレームに非対称に加重されることを防止することができる。   FIG. 4 is an example in which two sets of half tension toggle mechanisms 2 according to the present invention are arranged as a vibration control device in a set of frame structures. FIG. 4A shows a lower frame 4, a vertical frame 6 standing on the lower frame 4, and a frame structure in which an upper frame 8 is arranged on the vertical frame 6. The second support portions 28 are respectively disposed at both the butting portions, while the first support portions 10 are respectively disposed on the upper frame 8. Further, two sets of third support portions 8 are disposed in the center of the lower frame 4. The half tension toggle mechanism 2 in which the steel pipe 14, the steel pipe 24, and the elastic part 34 are pin-coupled at one point 29 from each of the support parts can be arranged symmetrically in the frame. By arranging symmetrically, it is possible to prevent a long-term axial force and tension from being asymmetrically applied to the frame.

次に、図4(b)に示されるように、1本の垂直フレーム6の両脇にハーフテンショントグル機構2を配置した例を示す。第1支承部10と、第2支承部28と、第3支承部8の配設位置は同一として、垂直フレーム6を軸として対称に一組のハーフテンショントグル機構2を対称性を有しながら配設される。   Next, as shown in FIG. 4B, an example in which the half tension toggle mechanism 2 is arranged on both sides of one vertical frame 6 is shown. The arrangement positions of the first support part 10, the second support part 28, and the third support part 8 are the same, and the pair of half tension toggle mechanisms 2 are symmetrical while having the vertical frame 6 as an axis. Arranged.

さらに、本発明に係るハーフテンショントグル機構2を、携帯電話用基地局等の電波塔や送電用鉄塔の制震装置として適用する例を図5に示す。   Furthermore, FIG. 5 shows an example in which the half tension toggle mechanism 2 according to the present invention is applied as a vibration control device for a radio tower such as a mobile phone base station or a power transmission tower.

電波塔72は、図5(a)に示すように基礎71上に立設され頂部にアンテナ装置を搭載し、中央にワイヤ固定リング70が挿嵌される。ワイヤ固定リング70は、ワイヤ74と連結され、このワイヤ74は大地に固定されるワイヤ76と連結部材78で連結される。この連結部材78は、ワイヤ81を介して弾性部80と連結される。この弾性部80は、ワイヤ82を介して大地に固定される。この弾性部80は、図2で示した、小バネ48、ダンパ46、大バネ52から構成される。   As shown in FIG. 5A, the radio tower 72 is erected on the foundation 71 and has an antenna device mounted on the top thereof, and a wire fixing ring 70 is inserted into the center thereof. The wire fixing ring 70 is connected to a wire 74, and the wire 74 is connected to a wire 76 fixed to the ground by a connecting member 78. The connecting member 78 is connected to the elastic portion 80 via the wire 81. The elastic portion 80 is fixed to the ground via the wire 82. The elastic portion 80 includes the small spring 48, the damper 46, and the large spring 52 shown in FIG.

これらのハーフテンショントグル機構2は、電波塔72に対して3本以上のワイヤによって電波塔72に対して線対称となる位置に張設され、3本張設した例を図5(b)に示し、4本張設した例を図5(c)に示す。これらの機構は既存の電波塔72等の構造を大きく変更することなく制震機能を付加することができ、さらに設置用のスペースも必要としないため、コスト並びにスペース効率の高い制震装置である。   The half tension toggle mechanism 2 is stretched at a position that is symmetrical with respect to the radio tower 72 by three or more wires with respect to the radio tower 72, and an example in which three half tension toggle mechanisms 2 are stretched is shown in FIG. FIG. 5C shows an example in which four are stretched. These mechanisms can add a vibration control function without greatly changing the structure of the existing radio tower 72 and the like, and do not require a space for installation, so that they are cost effective and space efficient vibration control devices. .

本発明に係るハーフテンショントグル機構によって、長期軸力を小さくし、短期軸力が増加しないことにより、従来より構成部材の断面積を小さくすることができ、通常のフレームを有する建築物や、鉄塔、アンテナ等の制震装置として活用することができる。   With the half tension toggle mechanism according to the present invention, the long-term axial force is reduced and the short-term axial force is not increased, so that the cross-sectional area of the constituent members can be made smaller than before, and a building having a normal frame or a steel tower It can be used as a vibration control device such as an antenna.

本発明に係るハーフテンショントグル機構の構成図である。It is a block diagram of the half tension toggle mechanism which concerns on this invention. 本発明に係るハーフテンショントグル機構の弾性部の構成図であり、(a)はダンパと小バネを別軸とした構成図であり、(b)は大バネの空隙部を活用しない構成図である。It is a block diagram of the elastic part of the half tension toggle mechanism which concerns on this invention, (a) is a block diagram which made the damper and the small spring another axis, (b) is a block diagram which does not utilize the space | gap part of a large spring. is there. 本発明に係るハーフテンショントグル機構の弾性部の動作図であり、(a)自由長であり、(b)はダンパが作用した場合であり、(c)大バネを含めて伸張した。It is an operation | movement figure of the elastic part of the half tension toggle mechanism which concerns on this invention, (a) It is free length, (b) is a case where a damper acts, (c) It extended | stretched including the big spring. 本発明に係るハーフテンショントグル機構の別のフレーム構造の構成図であり、フレーム構成型と、垂直軸中心型である。It is a block diagram of another frame structure of the half tension toggle mechanism which concerns on this invention, and is a frame structure type | mold and a vertical axis center type | mold. 本発明に係るハーフテンショントグル機構の別の電波塔構造の構成図であり、フレーム構成型である。It is a block diagram of another radio tower structure of the half tension toggle mechanism according to the present invention, and is a frame configuration type. 本発明に係るハーフテンショントグル機構の別の電波塔構造の構成図であり、フレーム構成型である。It is a block diagram of another radio tower structure of the half tension toggle mechanism according to the present invention, and is a frame configuration type.

符号の説明Explanation of symbols

2 ハーフテンショントグル機構
4 下部フレーム
6 垂直フレーム
8 上部フレーム
10 第1支承部
12 上部第1クレビス
14 鋼管
16 上部第2クレビス
18 下部第1クレビス
20 弾性部側クレビス
22 一点
24 鋼管
26 下部第2クレビス
28 第2支承部
32 ターンバックル
34 弾性部
36 支軸
38 第3支承部
40 上部プレート
42 上部ロッド
44 下部プレート
46 ダンパ
48 小バネ
50 空隙部
52 大バネ
56 ロッド孔
70 ワイヤ固定リング
71 基礎
72 電波塔
74 ワイヤ
76 ワイヤ
78 連結部材
80 弾性部
82 ワイヤ
2 Half tension toggle mechanism 4 Lower frame 6 Vertical frame 8 Upper frame 10 First support 12 Upper first clevis 14 Steel pipe 16 Upper second clevis 18 Lower first clevis 20 Elastic part side clevis 22 One point 24 Steel pipe 26 Lower second clevis 28 Second support part 32 Turnbuckle 34 Elastic part 36 Support shaft 38 Third support part 40 Upper plate 42 Upper rod 44 Lower plate 46 Damper 48 Small spring 50 Cavity 52 Large spring 56 Rod hole 70 Wire fixing ring 71 Basic 72 Radio wave Tower 74 Wire 76 Wire 78 Connecting member 80 Elastic portion 82 Wire

Claims (6)

構造物の相対変位可能な任意の3点に設けられた第1の支承部に回動可能に連結された第1筋交い部と、
残る2点の一方に設けた第2の支承部に回動可能に連結された第2筋交い部と、
前記第1筋交い部他端側に設けた第1筋交い部他端側回動部と、第2筋交い部の他端側に設けた第2筋交い部他端側回動部とが回動可能に連結された第1ピン部と、
第3の点に設けた第3の支承部に回動可能に連結され、かつ他端側は第1ピン部と連結される該第2連結部の揺動を減衰するエネルギ吸収手段とを有し、少なくとも前記各支承部、回動部及び連結部は鍛造品で形成したハーフテンショントグル機構であって、
エネルギ吸収手段は、収縮時にのみ作用する片効きダンパと、中立状態で自由長となる第一の弾性部と、張力を発生させる第2の弾性部とからなるハーフテンショントグル機構。
A first bracing part rotatably connected to a first support part provided at any three points where relative displacement of the structure is possible;
A second bracing portion rotatably connected to a second support provided on one of the remaining two points;
The first bracing part other end side rotating part provided on the other end side of the first bracing part and the second bracing part other end side turning part provided on the other end side of the second bracing part are rotatable. A connected first pin portion;
The third support portion provided at the third point is rotatably connected, and the other end side has energy absorbing means for attenuating the swing of the second connection portion connected to the first pin portion. And at least each of the support part, the rotating part and the connecting part is a half tension toggle mechanism formed of a forged product,
The energy absorbing means is a half-tension toggle mechanism comprising a one-effect damper that acts only during contraction, a first elastic part that is free in a neutral state, and a second elastic part that generates tension.
エネルギ吸収手段は、中央に第一弾性部を配置して第1弾性部を挿んで対設される片効きダンパと、同じく第1弾性部を挿んで対設される第2弾性部から構成される請求項1記載のハーフテンショントグル機構。   The energy absorbing means is composed of a one-effect damper that is disposed in the center with the first elastic portion and is inserted into the first elastic portion, and a second elastic portion that is provided in the same manner by inserting the first elastic portion. The half-tension toggle mechanism according to claim 1. エネルギ吸収手段は、片効きダンパの外周に第2弾性部が装着されることを特徴とした請求項1記載のハーフテンショントグル機構。   The half tension toggle mechanism according to claim 1, wherein the energy absorbing means is provided with a second elastic portion on an outer periphery of the one-effect damper. 相対変位可能な任意の3点は、その一点が塔型構造物の一部であり、他の二点は塔型構造物が立設される地上面であることを特徴とする請求項1記載のハーフテンショントグル機構。   2. The arbitrary three points that can be displaced relatively are one part of the tower-type structure and the other two points are the ground surface on which the tower-type structure is erected. Half tension toggle mechanism. 相対変位可能な任意の3点は、その一点が対となる縦フレームと横フレームとから構成される枠体に配置され、一点が上方の前記横フレームと縦フレームとの一方側突き合わせ部に設けられ、二点が前記上方の前記横フレームと縦フレームとの一方側突き合わせ部に対向する下方の横フレームと縦フレームとの突き合わせ部であり、三点が下方の前記横フレームと縦フレームとの一方側の突き合わせ部に設けられたことを特徴とする請求項1記載のハーフテンショントグル機構。   Arbitrary three points that can be relatively displaced are arranged in a frame composed of a vertical frame and a horizontal frame, and one point is provided at one end of the horizontal frame and the vertical frame. The two points are the butted portions of the lower horizontal frame and the vertical frame facing the one-side butted portion of the upper horizontal frame and the vertical frame, and the three points are the lower horizontal frame and the vertical frame. The half-tension toggle mechanism according to claim 1, wherein the half-tension toggle mechanism is provided at a butt portion on one side. 請求項1乃至5に記載のハーフテンショントグル機構を適用した建築構造物。   A building structure to which the half tension toggle mechanism according to claim 1 is applied.
JP2004017133A 2004-01-26 2004-01-26 Half-tension toggle mechanism and building structure Expired - Fee Related JP4423051B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004017133A JP4423051B2 (en) 2004-01-26 2004-01-26 Half-tension toggle mechanism and building structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004017133A JP4423051B2 (en) 2004-01-26 2004-01-26 Half-tension toggle mechanism and building structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005207179A JP2005207179A (en) 2005-08-04
JP4423051B2 true JP4423051B2 (en) 2010-03-03

Family

ID=34902067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004017133A Expired - Fee Related JP4423051B2 (en) 2004-01-26 2004-01-26 Half-tension toggle mechanism and building structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4423051B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4740815B2 (en) * 2006-10-10 2011-08-03 トヨタホーム株式会社 Damping structure of building and damping device
EP2295795B1 (en) * 2009-08-06 2016-05-25 Alstom Wind Sl System and method for damping vibrations in a wind turbine
KR101051058B1 (en) * 2010-03-31 2011-07-21 유니슨이앤씨(주) Damping system for construction
KR101015925B1 (en) * 2010-06-03 2011-02-23 유문식 A quake-proof frame structure for length variable
JP7277401B2 (en) * 2020-02-20 2023-05-18 大成建設株式会社 Damping structure
CN112259264B (en) * 2020-10-20 2022-11-29 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) Containment and equipment gate connecting device suitable for ocean nuclear power platform

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005207179A (en) 2005-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5515100B2 (en) Damping device for beam column structure
JP6075125B2 (en) Vibration damper device
CN113073748B (en) Composite energy consumption system with displacement secondary amplification and triggering self-resetting functions
JP2011094414A (en) Vibration control device
JP4423051B2 (en) Half-tension toggle mechanism and building structure
JP2005042403A (en) Seismic response control damper for wooden house, made of superplastic alloy
JP2013057207A (en) Exposure type column base structure of iron frame column
JP4780698B2 (en) Vibration control device
CN109519025B (en) Energy dissipation and shock absorption system for cantilever truss of scissor supporting mechanism
JP3736285B2 (en) Isolation device
JP2006152722A (en) Vibration control structure of building
CN114150914B (en) Passive negative-stiffness energy dissipation cantilever system for super high-rise building
JP5516978B2 (en) Vibration damper device
JP2001288924A (en) Damping structure
JP5184816B2 (en) Vibration control device
JP6306416B2 (en) Structure damping device
JP6862057B2 (en) Building stigma displacement suppression structure
JP2019019656A (en) Roof earthquake-resistant structure
JP2005171646A (en) Brace structure of building
JP7480605B2 (en) Vibration Control Device
CN117513580B (en) Toggle damping support device
JP2002106203A (en) Brace-shaped braking unit
CN117513579B (en) Self-resetting swinging structure with elbow type viscous damper
JP6878757B1 (en) Vibration damping device and building materials equipped with it
KR102472913B1 (en) Damping device utilizing the steel pipe segments assemblage

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091120

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091207

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4423051

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151211

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees