JP5521720B2 - 接合部の制振構造 - Google Patents
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Description
大地震時の最大層間変位時には、建物等の構造体自身が大きく変形していることから、建物には大きな内力が生じている。このような時に、更に大きな外力が変形方向と逆向きに付与されると、その分だけ、更に内力が拡大して構造体の破壊限界強度に至り易くなる。上記摩擦ダンパーの減衰力は、変形方向と逆向きの外力として作用し、また、層間変位の大きさによらず常にほぼ一定の減衰力を発生する。つまり、上述の摩擦ダンパーを備えた構造体は、最大層間変位時の厳しい内力下においても、大きな減衰力が加えられることになり、その場合、構造体の破壊限界強度の大きさによっては建物が破損してしまう虞があるという課題がある。
分断された端部に設けられた第1端部ブロック及び第2端部ブロックと、
前記第1端部ブロックから、前記掛け渡し方向に沿って前記第2端部ブロック側に突出させて設けられた第1突出板部材、前記第2端部ブロックから、前記掛け渡し方向に沿って前記第1端部ブロック側に突出させて設けられた第2突出板部材、及び、前記第1突出板部材と前記第2突出板部材とが重ね合わせられた部位を圧接する圧接力を付勢する圧接力付勢部材を有し、前記第1突出板部材と前記第2突出板部材が相対移動するときに発生する第1の減衰力により前記相対移動を抑制する相対移動抑制機構と、
前記相対移動に係る直線移動動作を、回転動作に変換して前記第1の減衰力を打ち消す方向に力を付与する運動変換機構と、を有し、
前記運動変換機構は、前記相対移動抑制機構と並列に設けられており、
前記運動変換機構は、
前記第1端部ブロックの、前記第2端部ブロックと対向する平面の中央部から、前記第2端部ブロックに向かって突出して設けられたねじシャフトと、
前記第2端部ブロックの、前記第1端部ブロックと対向する平面の中央部から、前記第1端部ブロックに向かって突出して設けられた慣性体支持部と、
前記慣性体支持部に支持され、前記ねじシャフトと螺合され、前記相対移動に伴って前記ねじシャフトのねじ溝に沿って回動し、当該ねじシャフトの軸方向に移動するボールねじナットと、
前記ボールねじナットと一体に設けられた慣性質量体と、
を有し、
前記相対移動抑制機構は、前記第1端部ブロック及び第2端部ブロックが相対移動する相対移動方向と交差する方向において、前記運動変換機構を挟んで両側に設けられていることを特徴とする接合部の制振構造である。
このような接合部の制振構造によれば、2つの部材の相対移動にて発生する摩擦力により相対移動を抑制させ、振動を減衰させることが可能である。また、減衰力が摩擦力による場合には相対移動量に拘わらずほぼ一定に減衰力が発生するので、相対変位量が大きく、より大きな外力が作用するときに、運動変換機構の慣性力にて第1の減衰力を打ち消す方向に力を付与させることにより、更に効果的に構造体が損傷を受けることを回避することが可能である。
図1は、本発明に係る接合部の制振構造を建物の柱梁架構のブレースに組み込んだ状態を示す正面図である。図2は、ブレースの分断端部に介装された摩擦ダンパーの正面図である。
図3Aは、柱梁架構において従来の摩擦ダンパーにより減衰力Fが付与される力点部位の水平方向の変位と、力点部位に生じる内力の関係を示すグラフである。図3Bは、従来の摩擦ダンパーの振動エネルギー吸収履歴特性のグラフである。図3Cは、運動変換機構により付勢力が付与される力点部位の水平方向の変位と、力点部位に作用する付勢力の関係を示すグラフである。図3Dは、本実施形態の摩擦ダンパー機構により減衰力Fが付与される力点部位の水平方向の変位と、力点部位に生じる内力、摩擦ダンパーによる減衰力F、及び、運動変換機構による付勢力との合力の関係を示すグラフである。
図4に示すように、上記実施形態の摩擦ダンパー機構20と運動変換機構21との間に、摩擦ダンパー機構20側に固定するようにして、第2の摩擦ダンパー機構35を備えていても良い。
12c 2枚の板部、14 下分断端部、14b 板部材、20 摩擦ダンパー機構、
21 運動変換機構、22 ねじシャフト、27 ボールねじナット、
28 慣性質量体、30 皿ばね積層体、35 摩擦ダンパー機構、36 弾性部材、
37 摺接部材、F 減衰力、X 破壊限界強度
Claims (3)
- 柱梁架構の対角方向を架け渡し方向として配置され、互いに間隔を隔てて分断れたブレースと、
分断された端部に設けられた第1端部ブロック及び第2端部ブロックと、
前記第1端部ブロックから、前記掛け渡し方向に沿って前記第2端部ブロック側に突出させて設けられた第1突出板部材、前記第2端部ブロックから、前記掛け渡し方向に沿って前記第1端部ブロック側に突出させて設けられた第2突出板部材、及び、前記第1突出板部材と前記第2突出板部材とが重ね合わせられた部位を圧接する圧接力を付勢する圧接力付勢部材を有し、前記第1突出板部材と前記第2突出板部材が相対移動するときに発生する第1の減衰力により前記相対移動を抑制する相対移動抑制機構と、
前記相対移動に係る直線移動動作を、回転動作に変換して前記第1の減衰力を打ち消す方向に力を付与する運動変換機構と、を有し、
前記運動変換機構は、前記相対移動抑制機構と並列に設けられており、
前記運動変換機構は、
前記第1端部ブロックの、前記第2端部ブロックと対向する平面の中央部から、前記第2端部ブロックに向かって突出して設けられたねじシャフトと、
前記第2端部ブロックの、前記第1端部ブロックと対向する平面の中央部から、前記第1端部ブロックに向かって突出して設けられた慣性体支持部と、
前記慣性体支持部に支持され、前記ねじシャフトと螺合され、前記相対移動に伴って前記ねじシャフトのねじ溝に沿って回動し、当該ねじシャフトの軸方向に移動するボールねじナットと、
前記ボールねじナットと一体に設けられた慣性質量体と、
を有し、
前記相対移動抑制機構は、前記第1端部ブロック及び第2端部ブロックが相対移動する相対移動方向と交差する方向において、前記運動変換機構を挟んで両側に設けられていることを特徴とする接合部の制振構造。 - 請求項1に記載の接合部の制振構造であって、
前記第1の減衰力は、前記第1突出板部材と前記第2突出板部材の前記相対移動にて発生する摩擦力であることを特徴とする接合部の制振構造。 - 請求項1又は2に記載の接合部の制振構造であって、
前記慣性質量体の外周面に圧接する摺接部材を有し、前記慣性質量体の回転により第2の減衰力が発生し、
前記摺接部材をガイドするガイド部材が、前記第1突出板部材に設けられていることを特徴とする接合部の制振構造。
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