JP4485287B2 - Vibration suppression reinforcement device - Google Patents
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Description
本発明は、構造物の柱材と横架材とで囲まれた開口部に取り付けられ、開口部を補強するとともに、地震時や強風時等の振動エネルギーを吸収する制振補強装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping reinforcement device that is attached to an opening surrounded by a pillar material and a horizontal member of a structure, reinforces the opening, and absorbs vibration energy during an earthquake or strong wind.
従来、一般の木造構造物の開口部に取り付けられる制振装置として、地震時の振動エネルギーを油圧ダンパで吸収するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この制振装置は、油圧ダンパを利用していることから、必然的に装置構成の複雑化、製造コストの上昇を招く難点があり、また、開口部への取り付け作業に手間がかかる難点があった。
本発明は、従来の制振装置に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、構成が極めて簡素で安価であり、既存の構造物に対しても簡単に取り付けることができる制振補強装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of the conventional vibration damping device. The configuration is extremely simple and inexpensive, and can be easily attached to an existing structure. An object of the present invention is to provide a vibration damping reinforcement device that can be used.
本発明は、構造物の左右の柱材と上下の横架材とで囲まれた開口部に取り付けられる制振補強装置であって、少なくとも上下の枠辺が前記上下の横架材にそれぞれ固定される平行四辺形状に変形可能な矩形の枠体と、前記枠体の内側に配設され、複数の木質部材を並列させて構成され、該枠体が平行四辺形状に変形したとき該複数の木質部材が互いに相対的に変位する緩衝体と、を含み、前記枠体が金属材から構成され、前記木質部材が木材組織に沿って長い角棒木材であり、該角棒木材を縦にして横並び状態に並列させたことを特徴とする。 The present invention is a vibration damping reinforcement device attached to an opening surrounded by left and right column members and upper and lower horizontal members of a structure, wherein at least upper and lower frame sides are fixed to the upper and lower horizontal members, respectively. A rectangular frame that can be deformed into a parallelogram shape, and a plurality of wooden members arranged in parallel inside the frame, and when the frame body is deformed into a parallelogram shape, The wooden member is made of a metal material, the wooden member is a long square bar wood along the wood structure, and the square bar wood is arranged vertically. It is characterized by being arranged side by side in parallel .
また、本発明は、前記並列した複数の木質部材を互いに圧接状態に保持する保持手段を備えたことを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized by comprising holding means for holding the plurality of juxtaposed wood members in pressure contact with each other.
更にまた、本発明は、前記保持手段が、前記各木質部材に開設された通孔と、前記各木質部材の通孔に挿通されたボルトと、前記ボルトに螺合されたナットと、から構成されていることを特徴とする。 Furthermore, in the present invention, the holding means includes a through hole formed in each wooden member, a bolt inserted into the through hole of each wooden member, and a nut screwed into the bolt. It is characterized by being.
本発明に係る制振補強装置は、複数の木質部材を互いに相対変位可能に並列させた緩衝体を、枠体の内側に固定するだけで簡単に構成することができる。したがって、油圧ダンパを利用した従来品のように装置構成の複雑化や製造コストの上昇を招くこともなく、構成簡素で安価な制振補強装置を提供することができる。 The vibration-damping / reinforcing apparatus according to the present invention can be easily configured by simply fixing a buffer body in which a plurality of wooden members are arranged in parallel so as to be relatively displaceable to each other inside the frame. Therefore, it is possible to provide a vibration-damping / reinforcing device that is simple in structure and inexpensive, without causing a complicated apparatus configuration and an increase in manufacturing cost unlike a conventional product using a hydraulic damper.
また、本発明に係る制振補強装置は、補強すべき構造物の開口部にそのまま嵌め込んで枠体を横架材及び柱材に固定するだけで簡単に開口部に取り付けることができるので、従来品のように取り付け作業に手間取ることもない。 In addition, since the vibration damping reinforcement device according to the present invention can be easily attached to the opening by simply fitting it into the opening of the structure to be reinforced and fixing the frame to the horizontal member and the column member, Unlike conventional products, there is no need for installation work.
また、本発明に係る制振補強装置によれば、開口部に取り付けた状態で、複数の木質部材によって構造物の荷重を支えることができ、開口部を補強することができる。しかも、これら複数の木質部材が枠体で保持されて束ねられているので、耐荷重性に頗る優れている。 Moreover, according to the vibration damping reinforcement apparatus which concerns on this invention, the load of a structure can be supported by the several wooden member in the state attached to the opening part, and an opening part can be reinforced. And since these several wooden members are hold | maintained and bundled with the frame, they are excellent in load-bearing property.
そして、地震時等には、枠体が柱材及び横架材と共に平行四辺形状に変形し、枠体内で並列した複数の木質部材が互いに相対的に変位する。したがって、この相対変位時の木質部材同士の摩擦抵抗により地震時等の振動エネルギーを吸収することができ、優れた制振効果を発揮する。また、必要に応じて、木質部材同士を圧接状態で保持する保持手段を設ければ、木質部材同士の摩擦抵抗を高めることができ、より効果的に振動エネルギーを吸収することができる。 And at the time of an earthquake etc., a frame deform | transforms into a parallelogram shape with a pillar material and a horizontal member, and the several wooden member paralleled within the frame displaces relatively mutually. Therefore, vibration energy at the time of an earthquake or the like can be absorbed by the frictional resistance between the wooden members at the time of relative displacement, and an excellent vibration damping effect is exhibited. Further, if necessary, if a holding means for holding the wooden members in a pressure contact state is provided, the frictional resistance between the wooden members can be increased, and vibration energy can be absorbed more effectively.
更にまた、本発明に係る制振補強装置によれば、枠体が平行四辺形状に変形したとき、枠体の左右の枠辺同士の間隔が平常時よりも小さくなることから、この枠体の剪断方向の変形によっても、複数の木質部材同士が圧接されることになる。したがって、地震時等の揺れが大きいときほど、木質部材同士の摩擦抵抗が大きくなり制振効果が有効に発揮される。 Furthermore, according to the vibration damping reinforcement device according to the present invention, when the frame body is deformed into a parallelogram shape, the distance between the left and right frame sides of the frame body is smaller than normal. A plurality of wood members are also pressed into contact with each other by deformation in the shear direction. Therefore, the greater the shaking during an earthquake or the like, the greater the frictional resistance between the wooden members and the more effective the vibration damping effect.
以下、本実施形態の制振補強装置10について、図1〜図5を参照しながら詳しく説明する。
Hereinafter, the vibration damping
本実施形態の制振補強装置10は、図1及び図2に示すように、一定の厚みを有する正面視矩形の壁状体として構成されている。そして、既存の木造構造物1の左右の柱材11・11と、上部横架材である鴨居12と、下部横架材である敷居13とで囲まれた開口部14に取り付けられる。図1には、開口部14の左右の両脇に部分的に一つずつ制振補強装置10を配設した例を図示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration damping
本実施形態の制振補強装置10は、図2及び図3に示すように、主として、構造物の柱材及び横架材に固定されるべき変形可能な矩形の枠体2と、枠体2の内側に配設され、地震時等の振動エネルギーを吸収する緩衝体5と、緩衝体5を構成する複数の木質部材51を互いに圧接状態に保持する保持手段6とから構成されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the vibration damping
枠体2は、図3に示すように、帯状の鋼板25を曲げ加工し溶接することによって縦長長方形の枠状部材として構成されており、上下の枠辺21・22と左右の枠辺23・24とを備えている。そして、各枠辺の両側縁には鍔部31が形成されており、各鍔部31には所定間隔をあけて複数の取付孔32が開設されている。これら取付孔32に枠体2の内側から図示しないビスを通し、このビスを柱材及び横架材にねじ込むことによって、枠体2を柱材及び横架材に固定することができる。勿論、ビスの代わりに釘を使って枠体2を固定しても良い。本実施形態では、図1に示したように、制振補強装置10の三辺が、開口部14の上下の横架材(鴨居12、敷居13)と片側の柱材11とに固定される。したがって、本実施形態においては、枠体2の上下の枠辺21・22及び一方の枠辺24に鍔部31を設けており、他方の枠辺23には鍔部を設けていない。
As shown in FIG. 3, the
また、枠体2の全ての枠辺21・22・23・24にはそれぞれ、その幅方向の中央に複数の止着孔41が所定間隔をあけて開設されている。この止着孔41は、枠体2の内側に嵌め込んだ緩衝体5を固定するために設けられたものであり、これら止着孔41に枠体2の外側からビス42(図2参照)を通し、このビス42を枠体2内の緩衝体5にねじ込むことによって、枠体2内に緩衝体5が配設される。ビス42の代わりに釘を使って緩衝体5を固定しても良い。なお、本実施形態では、枠体2の各角部において、隣接する二つの枠辺に亘る補強リップ等の補強部は設けていない。したがって、地震時等には枠体2の角部が比較的容易に変形し、枠体2全体が平行四辺形状に変形し得る。
In addition, a plurality of
緩衝体5は、図3及び図4に示すように、複数の木質部材51を並列させて構成されている。本実施形態では、木質部材51として、間伐材から得た、木材組織に沿って長い角棒木材を採用している。枠体2の高さ方向の内法とほぼ同じ長さの角棒木材を縦にして計6本、横並び状態に並列させて緩衝体5を構成している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
保持手段6は、図3及び図4に示すように、各木質部材51に開設された通孔61と、通孔61内に遊嵌状態に挿通されるボルト62と、ボルト62の先端側に刻設された雄ネジに螺合可能な雌ネジを備えたナット63とから構成されている。並列した6本の木質部材51の通孔61にボルト62を連続的に挿通し、このボルト62にナット63を螺合し締め付けることによって、木質部材51同士が相対変位可能に圧接状態に保持される。本実施形態では、両端の木質部材51の通孔61に座ぐり部64を形成し、これら座ぐり部64内にボルト62の頭部及びナット63を収容している。したがって、保持手段6が緩衝体5の側面において外側へ突出することがなく、枠体2内に緩衝体5をほぼ隙間無く嵌め込むことができる。また、本実施形態では、図3に示すように、緩衝体5の長手方向の上部、中央部、及び下部の計三箇所に保持手段6を設けている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the holding means 6 includes a through
このように本実施形態では、保持手段6によって複数の木質部材51が圧接保持されて緩衝体5が構成されており、この緩衝体5が枠体2の内側にビス42で固定されて制振補強装置10が構成されている(図2参照)。したがって、油圧ダンパを利用した従来品のように装置構成の複雑化や製造コストの上昇を招くこともなく、構成簡素で安価な制振補強装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the plurality of
また、本実施形態の制振補強装置10は、補強すべき構造物の開口部にそのまま嵌め込んで、その枠体2の鍔部31を構造物の横架材及び柱材に固定するだけで、簡単に取り付けることができ(図1参照)、取り付け作業に手間取ることもない。なお、開口部に取り付けた後、制振補強装置の表面に、例えば壁紙等の化粧部材を貼設してその見栄えを向上できることは勿論である。取り付け前に予め制振補強装置の表面に化粧部材を貼設しておくことも可能である。
Further, the vibration damping
また、開口部に取り付けられた制振補強装置10は、緩衝体5の複数の木質部材51によって構造物の荷重を支えて開口部を補強する。本実施形態では、組織方向の圧縮強度に優れる角棒木材を縦にして並列させており、しかも、これら複数の角棒木材を、引張強度に優れる鋼材から成る枠体2によって、更にはボルト及びナットから成る保持手段6によって、束ねているので、耐荷重性に頗る優れている。したがって、制振補強装置10の横断面積(正面幅×厚み)を小さく構成することができ、例えば、図1(b)に示すように制振補強装置10の厚みを敷居13の幅の半分以下に設計することも可能である。このことで、制振補強装置10を取り付けた後でも、その開口部で襖や障子を使用することができる。
Further, the vibration damping
また、本実施形態の制振補強装置10は、地震時等には、図5に示すように、枠体2が柱材及び横架材と共に平行四辺形状に剪断方向へ変形し、この枠体2内で並列した複数の木質部材51が互いに相対的に変位する。したがって、この相対変位時の木質部材51同士の摩擦抵抗によって地震時等の振動エネルギーを吸収することができ、優れた制振効果を発揮する。本実施形態では、複数の木質部材51同士が保持手段6により圧接状態に保持されているので、木質部材51同士の摩擦抵抗を高めることができ、より効果的に振動エネルギーを吸収することができる。
Further, in the vibration damping
しかも、図5に示すように、枠体2が平行四辺形状に変形したとき、枠体2の左右の枠辺23と枠辺24との間隔Sが、平常時における間隔Tよりも小さくなることから、この枠体2の剪断方向の変形によっても、複数の木質部材51同士が圧接されることになる。したがって、地震時等の揺れが大きいときほど、木質部材51同士の摩擦抵抗が大きくなり制振効果が有効に発揮される。
Moreover, as shown in FIG. 5, when the
また、本実施形態の制振補強装置10は、保持手段6によって複数の木質部材51が保持されているので、両端の木質部材51がそれぞれ枠体2の枠辺23・24に固定されている限り、振動時に中間の木質部材51が枠体2から脱落してしまう惧れもない。このことで、構成簡素でありながらも確実に制振効果を発揮する制振補強装置を提供することができる。
Further, in the vibration damping
以上、本発明に係る制振補強装置について、代表的な実施形態を説明したが、本発明に係る制振補強装置は、その他の形態でも実施することができる。 As mentioned above, although typical embodiment was described about the vibration suppression reinforcement apparatus which concerns on this invention, the vibration suppression reinforcement apparatus which concerns on this invention can also be implemented with another form.
例えば、上記実施形態では、角棒木材から成る木質部材51を、その側面同士を単に接触させて並べることによって緩衝体5を構成しているが、例えば、図6に示すように、隣接する一方の木質部材52の側面にその長手方向に沿った凸部53を形成するとともに、他方の木質部材52の側面にその長手方向に沿った凹部54を形成し、これら凸部53と凹部54とを嵌合させて緩衝体5を構成しても良い。このことで、木質部材52同士の接触面積を大きくすることができ、また、保持手段6を設けずとも、地震時における中間の木質部材52の脱落を防ぐことができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、緩衝体5を構成する木質部材51として、枠体2の高さ方向の内法とほぼ同じ長さを有する角棒木材を採用しているが、本発明は勿論これに限定されるものではなく、例えば、図7に示す制振補強装置20のように、縦に並べることにより枠体2の高さ方向の内法とほぼ同じ長さになる、複数の木質部材55・56を使用して緩衝体5を構成しても良い。ここでは、長さの異なる2種類の木質部材55・56を使用した例を図示している。このことで、木質部材の入手が更に容易になり、制振補強装置の製造コストの低減を図ることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the square bar timber which has the length substantially the same as the internal method of the height direction of the
また、図8に示す制振補強装置30のように、枠体2の内側空間を複数の小空間で構成しても良い。ここでは、枠体2の左右の枠辺23・24の中間部同士を中間枠辺26で連結することによって、枠体2の内側空間を二分している。これら二つの内側空間に、複数の木質部材57を並列させて成る緩衝体5をそれぞれ配設している。地震時等には、これら二つの内側空間が共に平行四辺形状に変形するので、上記実施形態と同様、木質部材同士の摩擦抵抗によって振動エネルギーを吸収することができる。
Moreover, you may comprise the inner side space of the
また、上記実施形態では、複数の木質部材51を圧接保持する保持手段6を、ボルトとナットとから構成しているが、本発明は決してこれに限定されるものではなく、例えば、並列した複数の木質部材の外周に、鋼材製の環状部材(箍部材)を嵌めたり、或いはゴム材製の帯状部材を巻きつけることによって、複数の木質部材同士を圧接状態に保持しても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the holding means 6 which press-holds the several
また、本発明に係る制振補強装置は、緩衝体を構成する複数の木質部材を枠体内に配設しているので、必ずしも保持手段を設ける必要はない。複数の木質部材をその弾性を利用して枠体内に圧縮状態で嵌め込むようにすれば、この枠体によって複数の木質部材同士を圧接状態に保持することができる。また、枠体と緩衝体との間に弾性材を圧縮状態で介在させ、この弾性材によって複数の木質部材同士を圧接保持するようにしても良い。 Moreover, since the vibration suppression reinforcement apparatus which concerns on this invention has arrange | positioned the several wooden member which comprises a buffer body in a frame, it is not necessarily required to provide a holding means. If a plurality of wooden members are fitted into the frame body in a compressed state using its elasticity, the plurality of wooden members can be held in pressure contact with each other by this frame body. Further, an elastic material may be interposed between the frame body and the buffer body in a compressed state, and a plurality of wooden members may be held in pressure contact by the elastic material.
また、上記実施形態では、木質部材51として間伐材から得た木材を使用しているが、複数の木材を接着して成る集成材を使用しても良い。また、木質部材の数、断面形状についても、上記実施形態に限定されるものではなく種々の設計変更が可能である。また、上記実施形態では、枠体2を鋼材で形成しているが、例えば、アルミ材等の他の金属材で形成しても良い。本発明に係る制振補強装置は、主として木質部材で構造物の荷重を支えることができるので、枠体2自体は必ずしも構造物の荷重を支える強度は必要でない。したがって、枠体2は、地震時に横架材及び柱材とともに平行四辺形状に変形可能であり、木質部材の相対変位時にこれら木質部材の並列状態を維持できる強度を有しておりさえすれば、種々の材料を採択することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the timber obtained from the thinned material is used as the
また、上記実施形態では、図1に示したように制振補強装置10の三辺を構造物の上下の横架材及び片側の柱材に固定して制振補強装置10を開口部14の脇部に部分的に取り付けた例を説明しているが、本発明は勿論これに限定されるものではなく、例えば、制振補強装置の四辺全部を構造物の上下の横架材及び両側の柱材に固定して開口部を塞ぐように制振補強装置を取り付けることも可能である。この場合、枠体2の上下左右の全ての枠辺に鍔部を設けるのが好ましい。また、制振補強装置の上下二辺を構造物の上下の横架材にのみ固定して制振補強装置を開口部の中程に部分的に取り付けても良い。更にまた、一つの開口部に、複数の制振補強装置を並列させて取り付けても良い。また、制振補強装置を開口部に取り付ける際、柱材や横架材と枠体との間にスペーサまたは楔材を介在させても良い。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 1, the three sides of the vibration damping
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。 The present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and variations are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. In addition, any invention-specific matters may be replaced with other technologies within a range where the same action or effect occurs, and the integrally-configured invention-specific matters are constituted by a plurality of members. Alternatively, the invention specific items configured by a plurality of members may be implemented in an integrated configuration.
1 構造物
11 柱材
12 鴨居(上部横架材)
13 敷居(下部横架材)
14 開口部
10、20、30 制振補強装置
2 枠体
21、22、23、24、26 枠辺
5 緩衝体
51、52、55、56 木質部材
6 保持手段
61 通孔
62 ボルト
63 ナット
1
13 Sill (lower horizontal member)
14
Claims (3)
少なくとも上下の枠辺が前記上下の横架材にそれぞれ固定される平行四辺形状に変形可能な矩形の枠体と、
前記枠体の内側に配設され、複数の木質部材を並列させて構成され、該枠体が平行四辺形状に変形したとき該複数の木質部材が互いに相対的に変位する緩衝体と、
を含み、
前記枠体が金属材から構成され、
前記木質部材が木材組織に沿って長い角棒木材であり、該角棒木材を縦にして横並び状態に並列させたことを特徴とした制振補強装置。 A damping and reinforcing device attached to an opening surrounded by left and right column members of a structure and upper and lower horizontal members,
A rectangular frame that can be deformed into a parallelogram shape with at least upper and lower frame sides fixed to the upper and lower horizontal members,
A shock absorber disposed inside the frame and configured by juxtaposing a plurality of wooden members , wherein the plurality of wooden members are displaced relative to each other when the frame is deformed into a parallelogram ;
Including
The frame is made of a metal material;
A vibration damping reinforcement device, wherein the wooden member is a rectangular bar wood that is long along the wood structure, and the rectangular bar wood is vertically arranged in parallel .
前記各木質部材に開設された通孔と、
前記各木質部材の通孔に挿通されたボルトと、
前記ボルトに螺合されたナットと、
から構成されている請求項2に記載の制振補強装置。 The holding means is
A through hole established in each of the wooden members;
A bolt inserted into the through hole of each of the wooden members;
A nut screwed into the bolt;
The vibration-damping / reinforcing apparatus according to claim 2, comprising:
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