JP5348860B2 - Damping structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物に関するものであり、メガストラクチャーの超高層建物などに有効に適用される。 The present invention relates to a vibration control structure constructed by incorporating a vibration control device in a column beam frame of a structure having a high rigidity layer, and is effectively applied to a mega-structure super high-rise building or the like.
制震構造物のダンパーの配置方法としては、下層階から連続的に途中階まで、もしくは最上階まで配置するのが一般的である。 As a method for arranging dampers of the vibration control structure, it is common to arrange from the lower floor to the middle floor continuously or the top floor.
一方、ダンパーを高さ方向に分散配置する方法としては、例えば特許文献1に記載されている技術がある。
On the other hand, as a method of distributing and arranging the dampers in the height direction, there is a technique described in
(1) 特許文献1の制震構造物
この発明は、高層建物の所定の低次固有振動モード(1次〜3次モード等)の節となる高さ位置近傍に制震装置を集中的に配置したものである。この振動モードの節の位置は、大きなせん断力が発生する位置であり、多層構造物においては層間の動きが最も大きくなる位置であり、この位置に制振装置を集中させることにより、均等に分散させる場合に比べ、少ない数の制震装置で効率の良い制震を行うことができる。
(1) Damping structure of
また、メガストラクチャー構造に対する制振方法としては、例えば特許文献2、3に記載されている技術がある。
In addition, as a vibration control method for the megastructure structure, for example, there are techniques described in
(2)特許文献2の超々高層建物の制振方法
この発明は、超大型組柱と超大型組梁で構成されるメガストラクチャーにおいて、超大型組梁の各ブレース材に沿ってダンパーを設置したものである。ダンパーを配置する部位は、柱材よりもブレース材が効果的であり、ブレースの中でも超大型組梁を構成するブレース材が格別効果的であり、超々高層建物の制振を極めて少数の一般的なダンパーで行うことができる。
(2) Damping method for super-high-rise building of
(3)特許文献3の制震構造建物
この発明は、メガ柱とメガ梁よりなるメガストラクチャーを主架構としてその内側に各階のスラブの周縁部を支持せしめ、メガ柱に制震装置を設け、メガ柱は並設した2本の細柱により構成し、これらの細柱の間に制震装置としてのブレースダンパーを設け、各階のスラブを吊柱によってメガストラクチャーの頂部から吊り支持するものである。有効面積を犠牲にすることなく、制震装置の設置スペースを確保することができる。
(3) Seismic control building of
従来のダンパーを高さ方向に連続的に配置する場合、ダンパー台数が多くなり、またダンパー周辺の構造部材に作用する付加応力が大きくなり、さらに建築計画と干渉し、結果的に設計の自由度が損なわれることが多い。 When conventional dampers are continuously arranged in the height direction, the number of dampers increases, the applied stress acting on the structural members around the dampers increases, and further interferes with the building plan, resulting in freedom of design. Is often impaired.
また、特許文献1の発明のように、制震装置を振動モードの節に分散配置する場合、メガストラクチャーでは、メガ梁層と振動モードの節とが合致する場合もある。メガ梁層は非常に剛性が高く、層間変形が小さいため、上記のようなケースの場合、効率的なダンパー配置とはならない。さらに、既存建物では、振動モードの節の位置にダンパーを配置できる可能性は使用勝手の面から困難なことが多く、現実的な対応とはいえない。
Further, as in the invention of
さらに、効率的にダンパーにエネルギーを吸収させ、応答を低減するためには、ダンパーに変形を集中させることが必要であるが、特許文献2に記載されているメガストラクチャーに対する制振方法は、超大型組梁の剛性の高いブレース材に沿うようにダンパーを配置しているため、エネルギー吸収効率が悪い計画になっている。
Furthermore, in order to efficiently absorb energy in the damper and reduce the response, it is necessary to concentrate deformation on the damper. However, the vibration damping method for the megastructure described in
本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたものであり、メガストラクチャーなどの高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物において、少ない数のダンパー等の制震装置により、比較的自由な配置で、使用勝手を損なうことなく、新築や既設の構造物に対して効率的な応答低減が可能となる制震構造物を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in a damping structure constructed by incorporating a damping device in a column beam frame of a structure having a high-rigidity layer such as a megastructure. With a small number of dampers and other damping devices, we provide a damping structure that can reduce response efficiently to new or existing structures with a relatively free arrangement and without sacrificing ease of use. To do.
本発明の請求項1の発明は、メガトラス梁からなる高剛性層を有するメガストラクチャー構造の構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物であり、柱梁架構を構成する各層の梁が水平方向に連結され、平面的に一体化されており、層間変形の大きい前記高剛性層と高剛性層との間の中間位置の層または前記高剛性層と地上との間の中間位置の層における前記中間位置の層の上下の梁間に1層もしくは複数層に制震装置を集中的に配置し、前記制震装置を配置しない層を設けていることで、少ない数の制震装置で減衰を効率的に高めるようにしたことを特徴とする制震構造物である。
The invention of
高剛性層を有する構造物では、高剛性層で変形が抑えられることから、図1、図2に示すように、高剛性層と高剛性層(または地上)との間において制震装置を配置可能な階を選択し、単層または複数層に集中的に制震装置を配置する。制震装置を配置する層においては、制震装置を水平方向の中央や端部に部分的に配置してもよいし、水平方向に連続的に配置してもよい。 In a structure with a high rigidity layer, deformation is suppressed by the high rigidity layer, so as shown in FIGS. 1 and 2, a vibration control device is arranged between the high rigidity layer and the high rigidity layer (or the ground). Select possible floors and place the vibration control devices in a single layer or multiple layers. In the layer where the vibration control device is arranged, the vibration control device may be partially arranged at the center or end in the horizontal direction, or may be arranged continuously in the horizontal direction.
高剛性層を有する構造物では、高剛性層と高剛性層(または地上)との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、この中間層に制震装置を配置することにより、効率的な制震が可能となる。 In a structure with a high-rigidity layer, interlayer deformation increases in multiple layers near the intermediate layer between the high-rigidity layer and the high-rigidity layer (or the ground). Efficient seismic control is possible.
メガストラクチャー構造では、高剛性のメガトラス梁により変形が抑えられ、メガトラス梁とメガトラス梁(または地上)との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、新築や既設のメガストラクチャー構造に本発明を有効に適用することができる。 In the megastructure structure, deformation is suppressed by the high-strength megatruss beam, and the interlayer deformation increases in multiple layers near the intermediate layer between the megatruss beam and the megatruss beam (or the ground). The present invention can be applied effectively.
本発明の請求項2の発明は、請求項1に記載の制震構造物において、制震装置は、耐震要素に接続されてエネルギーを吸収するダンパーであることを特徴とする制震構造物である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the vibration control structure according to the first aspect, wherein the vibration control device is a damper that is connected to the earthquake resistant element and absorbs energy. is there.
例えば、中間層の上下梁に左右一対の束材を配置し、この束材間にブレース材を配置し、このブレースにオイルダンパー等のダンパー(図1参照)あるいは可変オイルダンパー等のアクティブ制震装置(図2参照)を設け、このような制震機構によりエネルギーを吸収するのが好ましい。 For example, a pair of left and right bundle members are arranged on the upper and lower beams of the intermediate layer, and a brace member is arranged between the bundle members. An active damper such as an oil damper (see FIG. 1) or a variable oil damper is arranged on the brace. It is preferable to provide an apparatus (see FIG. 2) and absorb energy by such a vibration control mechanism.
以上のような本発明においては、高剛性層間等の層間変形の大きい中間層近辺の単層もしくは複数層に集中的にダンパー等の制震装置を配置することにより、少ない数のダンパー等の制震装置で減衰を効率的に高めることができる。また、制震装置を比較的自由に配置することができ、建物の使用性を低下させることもない。また、制震装置を各層に連続的に配置する場合に比べて施工性が格段に向上する。 In the present invention as described above, a small number of dampers and the like are controlled by intensively arranging dampers and other dampers in a single layer or a plurality of layers in the vicinity of an intermediate layer having a large interlayer deformation such as a high-rigidity layer. Damping can be increased efficiently with a seismic device. Further, the vibration control device can be arranged relatively freely, and the usability of the building is not deteriorated. In addition, the workability is significantly improved as compared with the case where the vibration control device is continuously arranged in each layer.
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。 Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) 高剛性層間等の層間変形の大きい中間層近辺の単層もしくは複数層に集中的にダンパー等の制震装置を配置することにより、少ない数のダンパー等の制震装置で減衰を効率的に高めることができ、新築や既設のメガストラクチャーなどにおいて低コストで効率的な制震化が可能となる。 (1) Efficient damping is achieved with a small number of dampers such as dampers by allocating dampers such as dampers intensively in a single layer or multiple layers near the middle layer where the interlayer deformation is large, such as high rigidity layers. This makes it possible to efficiently control seismic vibrations at low cost in newly built or existing mega structures.
(2) 制震装置を比較的自由に配置することができ、設計の自由度が損なわれることがなく、既設の構造物の制震化にも容易に対応することができる。また、建物の使用性を低下させることもない。 (2) The vibration control device can be arranged relatively freely, the design freedom is not impaired, and the existing structure can be easily controlled. Moreover, the usability of the building is not reduced.
(3) 制震装置を各層に連続的に配置する場合に比べて施工性が格段に向上し、施工コストの低減が可能となる。 (3) Compared to the case where the vibration control device is continuously arranged in each layer, the workability is remarkably improved and the construction cost can be reduced.
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図1は、本発明をメガストラクチャーに適用した場合の種々の形態を示す立面図である。図2は、より具体的な例を示す立面図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. FIG. 1 is an elevational view showing various forms when the present invention is applied to a megastructure. FIG. 2 is an elevation view showing a more specific example.
図1において、メガストラクチャーの主架構は、メガ柱1と、高剛性層であるメガトラス梁2から構成され、各階に梁3が配置されている。図1(a)〜(c)では、メガトラス梁2は建物の頂部と中間部に配置されている。図1(d)では、メガトラス梁2は建物の頂部のみに配置されている。メガトラス梁2は上下の梁3とその間のブレース材4から構成され、図1(a)、(b)では、メガ柱1にも左右の柱1a間にブレース材4が配置されている。
In FIG. 1, the main structure of the mega structure is composed of a
このようなメガストラクチャーでは、メガトラス梁2とメガトラス梁2との間の中間部あるいはメガトラス梁2と地上との間の中間部において、層間変形が大きくなるため、この中間部における、ある特定の一層または複数層にダンパー10を集中的に配置する。
In such a megastructure, the interlayer deformation becomes large in the intermediate portion between the
図1では、上下の梁3を連結する左右一対の束材11間にブレース材12を配置し、このブレース材12にダンパー10を設けている。図1(a)では、ダンパー10による制震装置をメガ柱1間の中央に配置している。図1(b)では、ダンパー10による制震機構を上下二層に千鳥状に配置している。図1(c)では、ダンパー10による制震機構を一層においてメガ柱1間に連続配置している。図1(d)では、ダンパー10による制震機構をメガ柱1内にも配置している。
In FIG. 1, a
ダンパー10は、エネルギーを吸収するタイプのダンパーであれば種類は問わない。効率的にエネルギーを吸収するものとしては、オイルダンパーなどがある。
The
図2の例においては、V字型のブレース12と可変ダンパー等のアクティブ制震装置10´を用い、これをメガトラス梁2間の中間位置の一層または二層の中央に配置している。
In the example of FIG. 2, an active
以上のような本発明においては、メガトラス梁2間等に1個ないし複数個のダンパー10等を設置するだけで、メガストラクチャーの減衰を効率的に高めることができる。また、ダンパー10等の配置を比較的自由に選択することができ、建物の使用性を低下させることもない。また、ダンパー10等を部分的に設置するため、施工性が格段に向上する。
In the present invention as described above, the attenuation of the megastructure can be effectively increased only by installing one or a plurality of
なお、本発明は以上のような図示例に限定されないことはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the illustrated examples.
1……メガ柱
1a…柱
2……メガトラス梁
3……梁
10……ダンパー(制震装置)
10´…可変ダンパー(アクティブ制震装置)
11……束材
12……ブレース材
1 ...
10 '... Variable damper (active vibration control device)
11 ……
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