JP5053554B2 - 制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、水平方向の振動を低減する制振装置に関する。

建物には、地震等の水平振動を低減させるために制振装置が備えられる場合がある。このような建物の制振装置としては、一般的に柱梁架構面内にダンパー等を架設したものが用いられている(例えば、特許文献１)。
特開平１１−２０４４号公報

しかしながら、上述の制振装置では、地震等の水平振動により架構に鉛直力がかかった場合に、ダンパー等のみでは鉛直力をうまく支持することができず、鉛直力を支持するとともに建物の層間変形(速度)をダンパーに効率よく伝達することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、柱の軸方向にかかる鉛直力を支持するとともに水平方向の振動を効率よく低減させることができる制振装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の制振装置は、
主構造体である柱体及び大梁により略直方体に形成された建物ユニットが複数配置されて構築されたユニット建物に設置される制振装置において、
上下に平行に並設された一対の前記大梁間に配置され、それぞれが前記一対の大梁を連結する、主構造体である前記柱体とは異なる一対の柱と、
一対のそれぞれの前記柱を上部材と下部材とに分断するとともに、分断した前記上部材と前記下部材との間に介在し、該上部材と該下部材との間に生じる変位差に追従変形する、該柱よりも水平剛性の小さいゴム支承と、
一方の前記柱の上部材と、他方の前記柱の下部材とを連結する制振部材と、を備え、
前記制振装置の一部を構成する前記一対の柱が、前記建物ユニットの建物外周側に設けられた前記一対の大梁間に設けられていると共に、前記建物ユニットの主構造体である隣接する一対の前記柱体から離間し該柱体間の略中央に設置されていることを特徴とする。

また、本発明の制振装置は、
前記一対の柱の上部材を連結する第１の小梁と、前記一対の柱の下部材を連結する第２の小梁とをさらに備え、
前記制振部材は、前記一方の柱の上部材と前記第１の小梁とにより構成されるコーナー部に形成された第１の連結部と、前記他方の柱の下部材と前記第２の小梁とにより構成されるコーナー部に形成された第２の連結部とを連結するようにしてもよい。

また、前記ゴム支承は、面内方向に減衰性能を有するようにしてもよい。

また、前記制振部材は、水平方向および垂直方向に減衰力を有する。

また、地震時の振動、生活振動、交通振動および歩行振動のうち少なくとも一つの水平振動を低減させる。

本発明によれば、柱の軸方向にかかる鉛直力を支持するとともに水平方向の振動を効率よく低減させることができる制振装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る制振装置について、以下図面を参照して説明する。制振装置１は、図１に示すように、一対の大梁４１，４２(第１の大梁４１，第２の大梁４２)と一対の柱２１，２２(第１の柱２１，第２の柱２２)により囲まれた架構面内に設けられている。一対の柱２１，２２は、上部材２１ａ，２２ａ及び下部材２１ｂ，２２ｂからなり、平行に対向して配置されている。一対の小梁３１，３２は、第１の小梁３１及び第２の小梁３２からなり、平行に対向して配置されている。一対の柱２１，２２の間に、第１の小梁３１及び第２の小梁３２の両端が接合されている。

ユニット建物１０については、図２に示すように、一対の大梁４１，４２によって一つの階層が形成される。ユニット建物１０は、複数の階層を有している。

制振装置１は、オイルダンパー１１及び減衰部材１２により構成されている。
オイルダンパー１１は、建物の層間変形(速度)が伝達されるものである。オイルダンパー１１は、図１において、左右方向、上下方向に減衰力を発揮することができる。オイルダンパー１１の両端は、第１の柱２１と第１の小梁３１により構成されるコーナー部に形成された第１の連結部６１と、第２の柱２２と第２の小梁３２により構成されるコーナー部に形成された第２の連結部６２にそれぞれ連結される。

減衰部材１２は、架構にかかる鉛直力を支持するものである。減衰部材１２は、一対の柱２１，２２よりも水平剛性の小さい低剛性部材である。減衰部材１２は、第１の柱２１の上部材２１ａと下部材２１ｂとの間、および、第２の柱２２の上部材２２ａと下部材２２ｂとの間にそれぞれ挟み込まれ挟持されるように配置される。減衰部材１２は、水平方向の剛性が小さく、例えばゴム支承等により構成されている。減衰部材１２は、図２に示すように、２枚の第１の平板１２ａと２枚の第２の平板１２ｂによってゴム本体１２ｃを挟持する構造になっている。減衰部材１２は、２枚の第１の平板１２ａ及び２枚の第２の平板１２ｂがボルトナットにより第１の柱２１または第２の柱２２の長手方向と垂直な面に固定されている。

減衰部材１２は、水平面上３６０度全方位に対して減衰力を発揮することができる。すなわち、減衰部材１２は、第１の平板１２ａ及び第２の平板１２ｂの面内方向に減衰性能を有する。

第１の柱２１及び第２の柱２２のそれぞれ両端は取付具２１ｃ、２２ｃにより第１の大梁４１及び第２の大梁４２にそれぞれ取り付けられている。

制振装置１の上下には、ブレース５１，５２がそれぞれ配置されている。ブレース５１，５２は、第１の柱２１、第２の柱２２、第１の小梁３１または第１の小梁３２に接合されている。

ユニット建物１０は、図２に示すように、複数の建物構成用ユニット１０ａにより構成されている。複数の建物構成用ユニット１０ａには、図１に示す建物構造を有するユニットが含まれる。各建物構成用ユニット１０ａは、基礎上に相互に隣接して配置され、屋根が取り付けられる。

このように本実施の形態の制振装置では、架構にかかる鉛直力を保持できるとともに、水平方向の剛性が小さい減衰部材１２を備えるようにしたので、第１の柱２１の上部材２１ａ、第２の柱２２の上部材２２ａ及び第１の柱２１の下部材２１ｂ、第２の柱２２の下部材２２ｂの水平方向の変形(変位)を大きくとれるようになり、オイルダンパー１１の変形が大きくなるために、地震時の建物の層間変形を直接的に効率良くオイルダンパー１１に伝達できる。よって、オイルダンパー１１の減衰性能が向上するとともに、減衰部材１２の減衰効果も発揮できる。すなわち、一対の柱２１，２２の軸方向にかかる鉛直力を支持することができるとともに水平方向の振動を効率よく低減させることができる。

したがって、建物における地震時の水平振動を低減することができ、建物の耐震性能を向上させることができる。その結果、中小地震から大地震時においても建物の安全性能を高めることができる。

また、本実施の形態の制振装置では、微小変形時から減衰力を発揮することができるので、生活振動、交通振動、歩行振動などの水平振動をも低減することができる。

また、本実施の形態の制振装置では、鉛直力を保持できるようにしたので、柱部材の代用ができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施の形態では、一対の柱２１及び２２の上下部材の間にブレース５１，５２を設ける例について説明したが、ブレース５１，５２の代わりに面材や他の形状のブレースを設けるようにしてもよい。

また、オイルダンパー１１および減衰部材１２の構造は、本実施の形態に示した構造には限られず、オイルダンパー１１は、図１において左右方向、上下方向に減衰力を発揮する構造であればよく、減衰部材１２についても架構の鉛直力を支持できる構造であればよい。

また、本実施の形態では、制振装置１を有するユニット建物について説明したが、本発明はユニット工法により建築する建物でなくても適用することができる。

また、本実施の形態では、制振部材としてオイルダンパー１１を用いる例について説明したが、制振部材はオイルダンパー１１には限らず、水平方向の振動を低減させるものであればよく、例えば、他の粘性ダンパー、摩擦ダンパー、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパーであってもよい。

また、本実施の形態では、減衰部材１２としてゴム支承を用いる例について説明したが、減衰部材１２に限らず、一対の柱２１，２２よりも水平剛性の小さい低剛性部材であればよい。

本発明の実施形態に係る制振装置を備えた建物の一部の構成を表す正面図である。 本発明の実施形態に係るユニット建物の構成を表す一部省略斜視図である。 図１に示した制振装置の減衰材およびその周辺の構成を表す拡大正面図である。

符号の説明

１ 制振装置
１０ ユニット建物
１０ａ 建物構成用ユニット
１１ オイルダンパー
１２ 減衰部材
２１ 第１の柱
２２ 第２の柱
４１ 第１の大梁
４２ 第２の大梁

Claims (5)

1. 主構造体である柱体及び大梁により略直方体に形成された建物ユニットが複数配置されて構築されたユニット建物に設置される制振装置において、
   上下に平行に並設された一対の前記大梁間に配置され、それぞれが前記一対の大梁を連結する、主構造体である前記柱体とは異なる一対の柱と、
   一対のそれぞれの前記柱を上部材と下部材とに分断するとともに、分断した前記上部材と前記下部材との間に介在し、該上部材と該下部材との間に生じる変位差に追従変形する、該柱よりも水平剛性の小さいゴム支承と、
   一方の前記柱の上部材と、他方の前記柱の下部材とを連結する制振部材と、を備え、
   前記制振装置の一部を構成する前記一対の柱が、前記建物ユニットの建物外周側に設けられた前記一対の大梁間に設けられていると共に、前記建物ユニットの主構造体である隣接する一対の前記柱体から離間し該柱体間の略中央に設置されていることを特徴とする制振装置。
2. 前記一対の柱の上部材を連結する第１の小梁と、前記一対の柱の下部材を連結する第２の小梁とをさらに備え、
   前記制振部材は、前記一方の柱の上部材と前記第１の小梁とにより構成されるコーナー部に形成された第１の連結部と、前記他方の柱の下部材と前記第２の小梁とにより構成されるコーナー部に形成された第２の連結部とを連結することを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
3. 前記ゴム支承は、面内方向に減衰性能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の制振装置。
4. 前記制振部材は、水平方向および垂直方向に減衰力を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制振装置。
5. 地震時の振動、生活振動、交通振動および歩行振動のうち少なくとも一つの水平振動を低減させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制振装置。

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