JP4787538B2 - Vibration control structure - Google Patents
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Description
本発明は、制振構造に関する。 The present invention relates to a vibration damping structure.
建築構造物の柱状部と梁状部とが接合される仕口部周りには、建築構造物を補強したり制振効果(あるいは免震効果)を発揮させたりするために、各種の構造が提案されている。 There are various structures around the joint where the columnar part and the beam-like part of the building structure are joined in order to reinforce the building structure or to exert a damping effect (or seismic isolation effect). Proposed.
たとえば、特許文献1には、梁部材の端部の塑性ヒンジの形成が想定される範囲が繊維補強セメント系材料により形成されたコンクリート構造物の耐震補強構造が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a seismic reinforcement structure for a concrete structure in which a range in which a plastic hinge at the end of a beam member is supposed to be formed is formed of a fiber-reinforced cement material.
しかし、このように繊維補強セメント系材料を使用すると、いわゆる現場打ち施工が困難となる。 However, when the fiber-reinforced cement material is used as described above, so-called on-site construction becomes difficult.
このため、プレキャストにて梁部材を形成する必要があり、後の改修が難しいなど、用途が限定されてしまう。 For this reason, it is necessary to form a beam member by precast, and the use is limited, such as difficulty in later repair.
これに対し、特許文献2には、異なる硬度の2種類のプラスチックスによる海島構造を持つ建築物用ダンパー材料と、この建築物用ダンパー材料をシート状に形成した建築物用ダンパーが記載されており、優れた制振効果を得ることができる。 On the other hand, Patent Document 2 describes a building damper material having a sea-island structure made of two types of plastics having different hardnesses, and a building damper in which this building damper material is formed into a sheet shape. Therefore, an excellent vibration control effect can be obtained.
しかし、このダンパーは主に木造建築物用とされており、建築構造物への固定時には釘やボルト等を使用する必要がある。このため、釘やボルト等の固定部材による取り付けが困難なコンクリート等の建築構造物への適用が難しい。
本発明は上記事実を考慮し、固定部材による取り付けが困難な建築構造物にも取り付けでき、現場での施工も容易な制振構造を得ることを課題とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a damping structure that can be attached to a building structure that is difficult to attach with a fixing member and that can be easily constructed on site.
請求項1に記載の発明では、可撓性材料によってシート状に形成され、建築構造物の柱状部と梁状部とが接合される仕口部周りに配設されるダンパー本体と、前記ダンパー本体の少なくとも建築構造物との対向面側に開口された開口部と、前記開口部に充填され、前記ダンパー本体を仕口部周りの建築構造物の表面と接着させる接着剤と、を有する。 In the invention according to claim 1, formed into a sheet by a flexible material, a damper body and a columnar portion and a beam-shaped portion of the building structure is disposed Joint part around to be joined, the damper An opening that is open at least on the side of the main body facing the building structure; and an adhesive that fills the opening and bonds the damper main body to the surface of the building structure around the joint .
すなわち、ダンパー本体の、少なくとも建築構造物との対向面側には開口部が開口されており、開口部には接着剤が充填される。硬化した接着剤は、ダンパー本体を仕口部周りの動きに追従させるためのコッターの作用を奏する。これにより、ダンパー本体を建築構造物に取り付けることができる。固定部材を用いることなく取り付けるので、固定部材による取り付けが困難な建築構造物(たとえばコンクリート製の建築構造物)へも適用できる。開口部をダンパー本体の少なくとも建築構造物との対向面側に開口するだけの簡単な構造で、ダンパー本体を建築構造物に取り付けできる。開口部は、ダンパー本体を厚み方向に貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。 That is, an opening is opened at least on the side of the damper body facing the building structure, and the opening is filled with an adhesive. The hardened adhesive acts as a cotter for causing the damper body to follow the movement around the joint. Thereby, a damper main body can be attached to a building structure. Since it is attached without using a fixing member, it can be applied to a building structure (for example, a building structure made of concrete) that is difficult to mount with a fixing member. The damper body can be attached to the building structure with a simple structure in which the opening is opened at least on the side of the damper body facing the building structure. The opening may or may not penetrate through the damper body in the thickness direction.
また、ダンパー本体を仕口部周りの所望の位置に配置することができるので、現場での施工が容易になる。 Further, since the damper main body can be arranged at a desired position around the joint portion, construction on the site is facilitated.
ダンパー本体は可撓性材料で構成されており、ダンパー本体が建築構造物に取り付けられると、仕口部周りの建築構造物の変形に追従しダンパー効果を発揮する。これにより、変形のエネルギーを吸収して減衰効果を得ることができる。 Damper body is made of a flexible material, the damper body is attached to the building structure, exhibits follow and damper effect the deformation of the building structure around the specification mouth. Thereby, the energy of deformation can be absorbed and the attenuation effect can be obtained.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記ダンパー本体が、建築構造物の表面側に埋め込まれている、ことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the damper main body is embedded in the surface side of the building structure.
一般に、建築構造物の表面は最も変形が大きいので、ダンパー本体を、建築構造物の表面側に埋め込むことで、減衰効果を最大限に発揮させたりすることが可能となる。また、たとえばコンクリート製の建築構造物では、表面にひび割れが生じやすいが、ダンパー本体を建築構造物の表面側に埋め込めば、ひび割れを防止できる。 In general, since the surface of a building structure is most deformed, it is possible to maximize the damping effect by embedding the damper body on the surface side of the building structure. For example, in a concrete building structure, cracks are likely to occur on the surface, but if the damper body is embedded on the surface side of the building structure, cracks can be prevented.
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記開口部が、前記ダンパー本体の外周に形成された切り欠き部、を含んで構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the opening is configured to include a notch formed on the outer periphery of the damper main body. And
このようにダンパー本体の外周に切り欠き部を形成して開口部とすることで、クラックの生じやすい仕口部の角部分の動きにダンパー本体を追従させやすくなる。 In this way, by forming a notch on the outer periphery of the damper main body to form an opening , the damper main body can easily follow the movement of the corner portion of the joint portion where cracks are likely to occur.
請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記開口部が、前記ダンパー本体に穿設された孔部、を含んで構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , wherein the opening includes a hole formed in the damper main body. It is characterized by that.
ダンパー本体に孔部を穿設するだけで、開口部を構成できる。 An opening can be configured simply by drilling a hole in the damper body.
請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の発明において、前記孔部が、略均等な間隔で複数穿設されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, a plurality of the holes are formed at substantially equal intervals.
孔部を略均等に配置することで、ダンパー本体への部分的な応力集中を緩和し、面全体で減衰効果を発揮可能となる。 By arranging the holes substantially evenly, partial stress concentration on the damper main body can be alleviated, and the damping effect can be exhibited over the entire surface.
請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、前記開口部が、建築構造物との対向面から外面に向かって漸次拡開されたテーパー形状とされていることを特徴とする。 In invention of Claim 6 , in the invention of any one of Claims 1-5 , the said opening part is the taper which was gradually expanded toward the outer surface from the opposing surface with a building structure. It is characterized by being shaped.
これにより建築構造物の表面からのダンパー本体の剥離や脱落を防止できる。 As a result, it is possible to prevent the damper body from peeling off or falling off from the surface of the building structure.
請求項7に記載の発明では、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明において、前記ダンパー本体が、せん断歪み5%時にせん断弾性係数が10N/mm2以上で、かつ損失係数が0.2以上であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6 , wherein the damper main body has a shear elastic modulus of 10 N / mm 2 or more at a shear strain of 5% and a loss. The coefficient is 0.2 or more.
これにより、ダンパー本体が延性的性質を発現し、耐衝撃性、耐久性等の物性に優れるだけでなく、十分なエネルギー吸収機能を発揮する。 As a result, the damper body exhibits ductile properties and not only has excellent physical properties such as impact resistance and durability, but also exhibits a sufficient energy absorbing function.
本発明は上記構成としたので、固定部材による取り付けが困難な建築構造物にも取り付けでき、現場での施工も容易となる。 Since this invention set it as the said structure, it can attach also to the building structure where attachment by a fixing member is difficult, and construction on the field also becomes easy.
図1には、本発明の第1実施形態の制振構造30に用いられるシート状ダンパー32が示されている。また、図2には、このシート状ダンパー32が適用された、鉄筋コンクリート造のビル12(あるいはPC造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、木造等の建築構造物であってもよい)の概略構成が示されている。なお、図面において、鉛直方向を矢印Vで示す。
FIG. 1 shows a sheet-
ビル12は、複数の柱14及び梁16を有しており、これらの接合部分が仕口部18となっている。図2(B)に拡大して示すように、仕口部18の近傍に、本実施形態のシート状ダンパー32が配置される。
The
図1(A)及び(B)に示すように、シート状ダンパー32は、可撓性材料(たとえば塑性プラスチック)によって略長方形(図1(A)では略正方形)のシート状に形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the sheet-
シート状ダンパー32の外周には、シート状ダンパー32を貫通する略半円形の切り欠き部34が複数形成されている。また、シート状ダンパー32の内部にも、シート状ダンパー32を貫通する円形の孔部36が複数穿設されている。切り欠き部34及び孔部36は、垂直方向及び水平方向に一定間隔をあけて形成されている。
A plurality of substantially
図1(B)及び(C)にも示すように、切り欠き部34及び孔部36は、シート状ダンパー32の一方の面から他方の面に向かってその開口断面が漸次拡開されるように、テーパー状に形成されている。図3(A)に示すように、ビル12へのシート状ダンパー32の取り付け状態では、切り欠き部34及び孔部36の開口断面の小さい面がビル12の外面12Sと対向する取り付け面38とされ、反対側の面が外側に露出する外表面40とされる。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
このような構成のシート状ダンパー32を用いた本実施形態の制振構造30では、たとえばビル12を新築する際に、図2(B)及び図3(A)に示すように、シート状ダンパー32の取り付け面38がビル12の外面12S側となるように配置する。以下ではまず、切り欠き部34及び孔部36にコンクリート20を充填してシート状ダンパー32をビル12に取り付ける方式(いわゆるコンクリートコッター方式)について説明するが、本発明は、本質的には、後述するように、切り欠き部34及び孔部36に接着剤を充填するものである。
このコンクリートコッター方式では、コンクリート20の打設時に、外表面40が露出するようにして、切り欠き部34及び孔部36にもコンクリート20を充填する(特に本実施形態では図3(A)から分かるように、外表面40とビル12の外面12Sとを面一としている)。これにより、硬化後のコンクリート20がコッターの作用を奏し、切り欠き部34及び孔部36内でコンクリート20によってシート状ダンパー32が係止されてビル12に取り付けられることになる。したがって、シート状ダンパー32の取り付けに釘やボルト等の固定部材を用いる必要がないので、コンクリート製の建築構造物(たとえば本実施形態に係るビル12)等、従来であれば取り付けが困難であった建築構造物にも容易に適用可能となる。また、シート状ダンパー32の取り付け時には、切り欠き部34及び孔部36にコンクリートを充填するだけなので、現場において、仕口部18周りの所望の位置に容易に取り付けできる。
In the
In this concrete cotter method, when the concrete 20 is placed, the
このようにしてビル12に取り付けられたシート状ダンパー32では、切り欠き部34及び孔部36内のコンクリート20がコッターの作用を奏しており、シート状ダンパー32を仕口部18周りの動きに追従させる。このため、ビル12に地震等による振動が発生すると、仕口部18の近傍において、シート状ダンパー32が塑性変形し、仕口部18近傍のビル12の変形に追従してダンパー効果を発揮する。これにより、ビル12の変形のエネルギーを吸収して減衰効果を得ることができる。
In the sheet-
しかも、切り欠き部34及び孔部36は、取り付け面38から外表面40に向かって開口断面が漸次拡開され、その内部にコンクリート20が充填されているので、シート状ダンパー32の不用意な剥離や脱落を防止できる。
In addition, the
図4には、本発明の第2実施形態の制振構造50(図5(A)参照)に用いられるシート状ダンパー52が示されている。以下、第2実施形態において、第1実施形態と同一の構成要素、部材等には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 4 shows a sheet-
第2実施形態のシート状ダンパー52では、切り欠き部54及び孔部56の開口断面が取り付け面58から外表面60まで一定とされている点が、第1実施形態と異なっている。なお、切り欠き部54及び孔部56が垂直方向及び水平方向に一定間隔をあけて形成されている点は第1実施形態と同様である。
The sheet-
第2実施形態のシート状ダンパー52は、たとえば改修工事等によって既設のビル42に取り付けられる。取り付け時には、取り付け面58をビル42の表面42Sに面接触させ、シート状ダンパー52を仕口部48周りの所望の位置に配置し、切り欠き部54及び孔部56に接着剤62(硬化剤)を充填してピル42の表面42Sに接着することで、シート状ダンパー52をビル42に取り付ける(いわゆる接着剤コッター方式)。なお、接着剤コッター方式の場合、鉄骨造あるいは木造の建築構造物にも用いることが可能である。
The sheet-
したがって、第2実施形態の制振構造50では接着剤62がコッターの作用を奏しており、第1実施形態と同様にビル42に地震等による振動が発生すると、仕口部48の近傍において、シート状ダンパー52が塑性変形し、仕口部48近傍の変形に追従してダンパー効果を発揮する。これにより、ビル42の変形のエネルギーを吸収して減衰効果を得ることができる。
Therefore, in the vibration damping structure 50 of the second embodiment, the adhesive 62 acts as a cotter, and when vibration due to an earthquake or the like occurs in the building 42 as in the first embodiment, in the vicinity of the joint portion 48, The sheet-
また、シート状ダンパー52の取り付けに釘やボルト等の固定部材を用いる必要がないので、従来であれば取り付けが困難であった建築構造物にも容易に適用可能となる。シート状ダンパー52の取り付け時には、切り欠き部54及び孔部56に接着剤62を充填するだけなので、現場において、仕口部48周りの所望の位置に容易に取り付けできる。特に、第2実施形態では接着剤62を用いることで、第1実施形態と異なり既設のビル42に対しても容易に取り付け可能となっている。
Further, since it is not necessary to use a fixing member such as a nail or a bolt for attaching the sheet-
なお、第1実施形態のシート状ダンパー32を接着剤コッター方式によってビル12、42に取り付けることも可能であり、第2実施形態のシート状ダンパー52をコンクリートコッター方式によってビル12、42に取り付けることも可能である。ただし、シート状ダンパーの不用意な剥離や脱落を防止する観点からは、第1実施形態のように取り付け面38から外表面40に向かって開口断面が漸次拡開する形状とすることが好ましい。また、シート状ダンパーの製造を容易にする観点からは、第2実施形態のように、開口断面が一定の切り欠き部54及び孔部56を形成することが好ましい。
The sheet-
また、本発明に係る開口部としては、上記の切り欠き部34、54及び孔部36、56のように必ずしもシート状ダンパー32、52を厚み方向に貫通しているものである必要はない。要するに、取り付け建築構造物との対向面側にコンクリートや接着剤を充填する開口部を開口するだけの構成でもよく、対向面側に形成された凹部であってもよい。ただし、開口部を凹部とすると、コンクリートや接着剤の充填に制約が生じることもあるので、シート状ダンパー32、52を貫通する形状とすることが好ましい。
Further, the opening according to the present invention does not necessarily have to penetrate through the sheet-
1つのシート状ダンパーに切り欠き部及び孔部の双方が形成されている必要はなく、これらのいずれか一方だけでもよい。たとえば、図6に示すシート状ダンパー74のように、対向する2辺にのみ切り欠き部76を形成したものであってもよい。もちろん、外周(4辺)のすべてに切り欠き部76を形成してもよい。特に、シート状ダンパーの外周に形成した切り欠き部でシート状ダンパーをビルに取り付けると、クラックの生じやすい仕口部の角部分の動きにシート状ダンパーを追従させやすくなり、好ましい。
It is not necessary that both the notch and the hole are formed in one sheet-like damper, and only one of them may be used. For example, like the sheet-
切り欠き部34、54、76及び孔部36、56は、略均等な間隔でなくてもよいが、略均等な間隔に配置すると、ビル変形時のシート状ダンパーへの部分的な応力集中を緩和してシート状ダンパーの面全体で減衰効果を発揮可能となるので好ましい。
The
切り欠き部34、54、76及び孔部36、56の形状も、円形だけでなく、楕円形や多角形状(たとえば、図6に示す矩形状の切り欠き部76)であってもよい。
The shapes of the
シート状ダンパー32、52は、上記のようにビルの表面側に埋め込むことが好ましい。すなわち、一般に、ビル等の建築構造物の表面は最も変形が大きいので、シート状ダンパー32、52を、これら建築構造物の表面側に埋め込むことで、減衰効果を最大限に発揮させたりすることが可能となる。また、ビル等のコンクリート製の建築構造物では表面にひび割れが生じやすいが、シート状ダンパー32、52を建築構造物の表面側に埋め込めば、ひび割れを防止できる。
The sheet-
シート状ダンパーの材質は、変形に伴う履歴減衰によって建築構造物の振動によるエネルギーを吸収し、制振効果を発揮できるものであれば特に限定されず、たとえば塑性プラスチック(一例として「ASUWAN」(商品名)等の樹脂)や、低降伏点金属(一例として鉛)等を挙げることができる。特に、ダンパー材料は延性的性質を発現し、耐衝撃性、耐久性等の物性に優れており、十分なエネルギー吸収機能を持たせるため、せん断歪み5%時にせん断弾性係数が10N/mm2以上で、かつ損失係数が0.2以上であることが好ましい。 The material of the sheet-like damper is not particularly limited as long as it can absorb the energy due to vibration of the building structure due to hysteresis damping due to deformation and exhibit a damping effect, for example, plastic plastic (for example, “ASUWAN” (product Resin), low yield point metal (lead as an example), and the like. In particular, the damper material exhibits ductile properties, is excellent in physical properties such as impact resistance and durability, and has a sufficient energy absorption function, so that the shear elastic modulus is 10 N / mm 2 or more at a shear strain of 5%. And the loss coefficient is preferably 0.2 or more.
12 ビル
12S 外面
14 柱
16 梁
18 仕口部
20 コンクリート
30 制振構造
32 シート状ダンパー(ダンパー本体)
34 切り欠き部(開口部)
36 孔部(開口部)
38 取り付け面
40 外表面
42 ビル
48 仕口部
50 制振構造
52 シート状ダンパー(ダンパー本体)
54 切り欠き部(開口部)
56 孔部(開口部)
58 取り付け面
60 外表面
62 接着剤
74 シート状ダンパー
76 切り欠き部(開口部)
12
34 Notch (opening)
36 hole (opening)
38
54 Notch (opening)
56 hole (opening)
58
Claims (7)
前記ダンパー本体の少なくとも建築構造物との対向面側に開口された開口部と、
前記開口部に充填され、前記ダンパー本体を仕口部周りの建築構造物の表面と接着させる接着剤と、
を有する制振構造。 A damper main body formed in a sheet shape by a flexible material and disposed around a joint portion where a columnar portion and a beam-shaped portion of a building structure are joined;
An opening that is open on at least the surface of the damper body facing the building structure; and
An adhesive that fills the opening and bonds the damper body to the surface of the building structure around the joint;
Damping structure with
ことを特徴とする請求項1に記載の制振構造。 The damper body is embedded in the surface side of the building structure,
The vibration damping structure according to claim 1.
を含んで構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の制振構造。 The opening is a notch formed on the outer periphery of the damper body,
The vibration damping structure according to claim 1 , wherein the vibration damping structure is configured to include
を含んで構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の制振構造。 The opening is a hole formed in the damper body;
The vibration damping structure according to claim 1, comprising:
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