JP5743631B2 - Damping structure - Google Patents
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Description
本発明は、制震構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure.
従来の建物では、上部構造と杭や基礎等とが強く緊結され、地震時に建物が浮き上がらないように構成されている。しかし、上部構造と杭や基礎等とを緊結せずに、建物の浮き上がりをあえて許容することで地震のエネルギーを一時的に位置エネルギーに置き換え、建物に大きな揺れが伝わるのを防ぐ制震構造が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In a conventional building, the superstructure and piles, foundations, and the like are tightly connected so that the building does not rise during an earthquake. However, a seismic control structure that temporarily replaces the energy of the earthquake with potential energy by deliberately allowing the building to rise without tying the superstructure to the piles and foundations, and preventing large vibrations from being transmitted to the building. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このような制震構造では、建物が傾き浮き上がる振動の大きさは建物の形状や重量でほぼ決定される。よって、例えば、アスペクト比(高さと横幅の比率)が大きい建物では、比較的小さな振動(地震動)であっても、建物が傾き浮き上がることが考えられる。 In such a vibration control structure, the magnitude of vibration that the building tilts and rises is almost determined by the shape and weight of the building. Therefore, for example, in a building having a large aspect ratio (height / width ratio), the building may be inclined and lifted even with relatively small vibration (earthquake motion).
本発明は、上記を鑑み、上部構造部が傾き浮き上がりを開始する閾値を大きくすることが課題である。 In view of the above, it is an object of the present invention to increase the threshold value at which the upper structure portion starts to tilt up.
請求項1の発明は、上部構造部に設けられた上側支持部と、前記上部構造部の下側に配置された下部構造部に設けられ前記上側支持部を支持する下側支持部と、を有し、前記上側支持部と前記下側支持部との横方向の相対変位を拘束しつつ前記上側支持部と前記下側支持部とが上下方向に離接可能に構成された離接機構と、所定値よりも大きな力が加わると変形する連結部材を介して前記上部構造部と前記下部構造部とを連結すると共に、前記連結部材が変形することで前記上側支持部の前記下側支持部からの浮き上りを許容するように構成されている連結機構と、を備え、前記離接機構は、前記上側支持部から下側に延出し、前記下側支持部に形成された開口部に位置する延出部と、前記延出部に形成され、前記開口部よりも大きく横方向に突出するフランジ部と、を有している。 The invention according to claim 1 includes an upper support portion provided in the upper structure portion, and a lower support portion provided in the lower structure portion disposed below the upper structure portion and supporting the upper support portion. A separation mechanism configured to allow the upper support portion and the lower support portion to be separated from each other in a vertical direction while restraining a relative displacement in a lateral direction between the upper support portion and the lower support portion; The upper support portion and the lower structure portion are connected via a connecting member that is deformed when a force greater than a predetermined value is applied, and the connecting member is deformed to deform the lower support portion of the upper support portion. And a connecting mechanism configured to allow floating from the upper support portion, and the separation mechanism extends downward from the upper support portion and is positioned at an opening formed in the lower support portion. An extending portion that is formed on the extending portion and is larger in the lateral direction than the opening. A flange portion projecting, that have a.
請求項1の発明では、地震等の振動によって、横方向に間隔をあけて二つ以上設けられた離接機構において、上側支持部が下側支持部から離れ浮き上がる。これにより上部構造部が傾いて浮き、上部構造部への地震等の振動のエネルギーの伝達が低減される。別の観点から説明すると、上部構造部が傾いて浮き、地震等の振動のエネルギーが、上部構造部の位置エネルギーに置き換えられる。 According to the first aspect of the present invention, in the connecting / disconnecting mechanism provided with two or more laterally spaced apart due to vibration such as an earthquake, the upper support portion is lifted away from the lower support portion. As a result, the upper structure portion tilts and floats, and transmission of vibration energy such as an earthquake to the upper structure portion is reduced. If it demonstrates from another viewpoint, an upper structure part will incline and float, and the energy of vibration, such as an earthquake, is replaced by the potential energy of an upper structure part.
ここで、所定値よりも大きな力が加わると変形する連結部材を介して上部構造部と下部構造部とが連結され、連結部材が変形することで上側支持部が下側支持部から離れ浮き上るように連結機構が構成されている。 Here, the upper structure portion and the lower structure portion are connected via a connecting member that is deformed when a force greater than a predetermined value is applied, and the upper support portion floats away from the lower support portion due to the deformation of the connecting member. Thus, the coupling mechanism is configured.
したがって、所定値よりも大きな力が連結部材に加わり、連結部材が変形するまで、上側支持部は下側支持部から離れ浮き上がらない。 Therefore, the upper support portion does not lift away from the lower support portion until a force larger than a predetermined value is applied to the connection member and the connection member is deformed.
よって、連結機構を有しない構造と比較し、上部構造部が傾き浮き上がりを開始する閾値(振動の大きさ)が大きくなる。 Therefore, the threshold value (the magnitude of vibration) at which the upper structure portion starts to be tilted and lifted is increased as compared with the structure having no connection mechanism.
請求項2の発明は、前記連結部材は、荷重変形曲線がループ、又は略ループを描く履歴型制震部材で構成されている。 According to a second aspect of the present invention, the connecting member is constituted by a hysteretic damping member in which a load deformation curve draws a loop or a substantially loop.
請求項2の発明では、地震等の振動によって、上部構造部が二つの離接機構を中心に回転運動を繰り返すロッキング振動状態になることで、所定値よりも大きな力が履歴型制震部材に繰り返し加わり、履歴型制震部材が変形を繰り返す。
In the invention of
したがって、連結部材が歴型制震部材以外の部材で構成されている構造と比較し、ロッキング振動中、上側支持部が下側支持部から離れ浮き上りを開始する閾値が大きい状態が維持又は略維持される。 Therefore, compared to a structure in which the connecting member is composed of a member other than the historical vibration control member, the state in which the threshold value for starting the lifting of the upper support portion away from the lower support portion during the rocking vibration is maintained or substantially maintained. Maintained.
なお、「荷重変形曲線」とは、測点の変形量と荷重の大きさとの関係を図にした曲線を指す。 The “load deformation curve” refers to a curve illustrating the relationship between the deformation amount of a measuring point and the magnitude of the load.
請求項3の発明は、前記離接機構は、前記上部構造部に設けられた上部側柱の下端部と、前記下部構造部に設けられ前記上部側柱を支持する下部側柱の上端部と、の間に設けられている。 The invention according to claim 3 is characterized in that the separating mechanism includes a lower end portion of an upper side column provided in the upper structure portion, and an upper end portion of a lower side column provided in the lower structure portion and supporting the upper side column. , Is provided between.
請求項3の発明では、離接機構は、上部構造部に設けられた上部側柱の下端部と、下部構造部に設けられた下部側柱の上端部と、の間に設けられているので、例えば、杭頭の上に離接機構を設ける構成と比較し、メンテナンス性がよい。 In the invention of claim 3, the separation / contact mechanism is provided between the lower end portion of the upper side column provided in the upper structure portion and the upper end portion of the lower side column provided in the lower structure portion. For example, compared with the structure which provides a separating mechanism on a pile head, maintenance property is good.
本発明によれば、本発明が適用された連結機構を有しない構造と比較し、上部構造部が傾き浮き上がりを開始する閾値を大きくすることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the threshold value at which the upper structure portion starts to be tilted and lifted compared to a structure that does not have a coupling mechanism to which the present invention is applied.
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態に係る制震構造が適用された構造物10について、図1〜図3を用いて説明する。
<First embodiment>
The
「全体構成」
まず、構造物10の全体構成の概要について説明する。
"overall structure"
First, the outline | summary of the whole structure of the
図1に示すように、構造物10は、地盤50に設けられた基礎60の上に構築されている。なお、本実施形態では、基礎60は杭基礎とされているが、これに限定されるものではない。また、本実施形態では、構造物10は、アスペクト比(高さと横幅の比率、塔状比)が大きい鉛直方向に細長い形状とされている。
As shown in FIG. 1, the
構造物10は、上部構造部20と下部構造部30とで構成されている。下部構造部30は、基礎60に支持され、上部構造部20は下部構造部30に支持されている。そして、上部構造部20と下部構造部30との間には本発明が適用された制震機構100が設けられている。
The
「制震機構」
つぎに、制震機構100について説明する。
"Seismic control mechanism"
Next, the
図3に示すように、制震機構100は、離接機構200と、離接機構200の両外側に配置された連結機構300と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
図2と図3とに示すように、離接機構200は、上部構造部20の上部側柱22に設けられた上側支持部210と、下部構造部30の下部側柱32に設けられた下側支持部250と、を有している。別の観点から説明すると、上部構造部20と下部構造部30との間の柱が分割され、分割された部位に離接機構200が設けられている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
下側支持部250は、下側取付部260と下側離接部270とを有している。
下側取付部260は、板部材260Aと板部材260Bとが積層されボルト262とナット264とで締結された構成とされている。下側取付部260を構成する板部材260Bは下部側柱32の上端部32Tに接合されている。
The
The
下側離接部270は、下側取付部260を構成する板部材260Aの上に接合され、上側に突出する上面272に開口部274が形成された筒状とされている。
The lower separating / connecting
上側支持部210も、上側取付部220と上側離接部230とを有している。
上側取付部220は、板部材220Aと板部材220Bとが積層されボルト262とナット264とで締結された構成とされている。上側取付部220を構成する板部材220Aは上部側柱22の下端部22Tに接合されている。
The
The
上側離接部230は、上側取付部220を構成する板部材220Bの下に接合され、下側に突出する突出部232を有している。この突出部232の下面234が、下側離接部270の上面272に上に当接するように配置されている。つまり、上側離接部230の突出部232の下面234が、下側離接部270の上面272に支持されている。
The upper separation /
また、突出部232には、下側に延出した延出部236が設けられている。延出部236は下側離接部270の上面272に形成された開口部274に挿入されている。また、延出部236の先端部(下端部)には、横方向に突出するフランジ部238が形成されている。
The protruding
延出部236の横方向の幅は、開口部274の開口幅よりも若干小さく設定されている。しかし、フランジ部238の横方向の外形幅は、開口部274の開口幅よりも大きく設定されている。
The lateral width of the extending
よって、上側支持部210は、下側支持部250に対して、延出部236と開口部274との若干の隙間分以外は横方向に相対移動できない構成となっている。しかし、上下方向にはフランジ部238が開口部274に当接するまでは移動可能な構成となっている。
Therefore, the
このような構成によって、離接機構200は、上側支持部210と下側支持部250との横方向の相対変位を拘束しつつ、上側支持部210(の突出部232の下面234)と下側支持部250(の下側離接部270の上面272)とが、上下方向に離接可能に構成されている。すなわち、構造物10(図1参照)は、上部構造部20(上部側柱22)と下部構造部30(下部側柱32)とが、横方向の相対変位が拘束されつつ、上下方向に変位可能な構造となっている。
With such a configuration, the
連結機構300は、離接機構200の両外側に配置され、上部構造部20のスラブ24と下部構造部30のスラブ34とを連結している。連結機構300は、座屈補剛ブレース302を有している。
The
図6に示すように、座屈補剛ブレース302は、極低降伏点鋼を用いた芯材としての制震ブレース材304と、制震ブレース材304に外挿される座屈補剛材としての鋼管306と、で構成されている。制震ブレース材304と鋼管306とは摩擦抵抗がほとんど無いアンボンドの状態に保たれている。別の観点から説明すると、座屈補剛ブレース302は、軸力を伝達する制震ブレース材304と、軸力を伝達せず圧縮時の制震ブレース材304全体の座屈を拘束する鋼管306と、で構成されている。なお、座屈補剛ブレース302の制震ブレース材304は、予め設定された所定値よりも大きな引張力が加わると引張降伏するように構成されている。
As shown in FIG. 6, the buckling
図3に示すように、本実施形態では、座屈補剛ブレース302は鉛直方向に沿って配置されている。そして、詳細な図示が省略されたボルト、ナット、固定部等で構成された固定手段310によって、座屈補剛ブレース302の制震ブレース材304の一端部が上部構造部20のスラブ24に固定され、他端部が下部構造部30のスラブ34が固定されている。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the buckling
このように、連結機構300は、所定値よりも大きな力が加わり座屈補剛ブレース302の制震ブレース材304が引張降伏することで、離接機構200の上側支持部210の下側支持部250からの浮き上りを許容するように構成されている。
As described above, the
ここで、構造物10は、上部構造部20と下部構造部30とは横方向に間隔をあけて配置された離接機構200を構成する上側離接部230の突出部232の下面234と下側離接部270の上面272とを、接点(支持点)として分離されている。言い換えると、構造物10は、上部構造部20の上部側柱22に設けられた上側支持部210と、下部構造部30の下部側柱32に設けられた下側支持部250と、を境に上下に分離されている。
Here, the
また、上下に分離された上部構造部20と下部構造部30とは、上下方向には連結機構300(座屈補剛ブレース302)によってのみ連結されている。
The
また、本実施形態では上部構造部20のアスペクト比(高さと横幅の比率、塔状比)は、3以上とされている。
In the present embodiment, the aspect ratio (the ratio between the height and the width, the columnar ratio) of the
「作用及び効果」
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
"Action and effect"
Next, functions and effects of the present embodiment will be described.
図1(B)と図1(C)とに示すように、地震等の振動によって、横方向に間隔をあけて設けられた離接機構200を支点として、上部構造部20が二つの離接機構200を中心に回転運動を繰り返すロッキング振動状態になる。
As shown in FIG. 1 (B) and FIG. 1 (C), the
これにより、図2(B)と図3(B)とに示すように、離接機構200を構成する上側離接部230の突出部232の下面234が下側離接部270の上面272から離れ浮き上がる。
As a result, as shown in FIGS. 2B and 3B, the
このように上部構造部20が傾いて浮きくことで、上部構造部20への地震による振動エネルギーの伝達が低減される。別の観点から説明すると、上部構造部20が傾いて浮き上がることで、地震による振動エネルギーが、上部構造部20の位置エネルギーに置き換えられる。
As described above, the
図3に示すように、構造物10を構成する上部構造部20と下部構造部30とは、連結機構300で連結されている。そして、連結機構300の座屈補剛ブレース302を構成する制震ブレース材304に予め設定された所定値よりも大きな引張力が加わり、塑性化し引張降伏することで、上部構造部20が下部構造部30から離れ浮き上る。
As shown in FIG. 3, the
したがって、座屈補剛ブレース302を構成する制震ブレース材304に所定値よりも大きな引張力が加わり引張降伏するまで、上部構造部20が下部構造部30から離れ浮き上らない。よって、連結機構300を有しない構造と比較し、上部構造部20が傾き浮き上がりを開始する閾値(地震による振動の大きさ)が大きくなる。別の言い方をすると、上部構造部20が傾き浮き上がりを開始するタイミングが遅くなる。
Therefore, the
ここで、本実施形態の構造物10を構成する上部構造部20は、アスペクト比(高さと横幅の比率、塔状比)が大きく、ここでは3以上とされている。このようなアスペクト比が大きな上部構造部20は、比較的小さな振動(地震動)であっても、ロッキング振動状態になり上部構造部20が傾き浮き上がる。
Here, the
しかし、本実施形態では、上述したように、連結機構300を設けることで、上部構造部20が傾き浮き上がりを開始する閾値(振動の大きさ)を大きくすることができ、比較的小さな振動(地震動)の場合は、浮き上がりが防止される。
However, in the present embodiment, as described above, by providing the
また、座屈補剛ブレース302が塑性化し引張降伏する力(所定値)を調整(設定)することで、上部構造部20が傾き浮き上がりを開始する閾値(振動の大きさ)を容易に調整することができる。別の言い方をすると、上部構造部20が傾き浮き上がりを開始するタイミングを制御することができる。
Further, by adjusting (setting) the force (predetermined value) at which the buckling
更に、座屈補剛ブレース302は、軸力を伝達しない鋼管306が圧縮時の制震ブレース材304全体の座屈を拘束しているので、荷重変形曲線がループ又は略ループを描く履歴型制震部材とされている。よって、上部構造部20が二つの離接機構200を中心に回転運動を繰り返すロッキング振動状態になっても(図1(B)と図1(C)を参照)、座屈補剛ブレース302が引張降伏を繰り返す。したがって、ロッキング振動中、上部構造部20が下部構造部30から離れ浮き上りを開始する閾値が大きい状態が維持又は略維持される。
Further, since the
なお、図2(A)、図3(A)のように、上部構造部20が下部構造部30から傾き浮き上がっていない状態では、離接機構200を構成する上側離接部230の突出部232の下面234と下側離接部270の上面272との摩擦抵抗によって、せん断力が伝達される。
As shown in FIGS. 2A and 3A, when the
一方、図2(B)、図3(B)のように、上部構造部20が下部構造部30から傾き浮き上った状態では、離接機構200を構成する上側離接部230の突出部232が、下側離接部270の上面272の開口部274に当接することで、せん断力が伝達される。別の観点から説明すると、上部構造部20は下部構造部30に対して、水平方向の変位を拘束されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 (B) and 3 (B), in a state where the
なお、仮に想定したよりも大きな地震力が加わったとしても、上側離接部230の突出部232のフランジ部238が、下側離接部270の上面272の開口部274に当接することで、上部構造部20が予め設定された角度以上に傾くことが防止される。
Even if a greater seismic force than assumed is applied, the
また、本実施形態では、離接機構200は、上部構造部20に設けられた上部側柱22の下端部22Tと、下部構造部30に設けられた下部側柱32の上端部32Tと、の間に設けられている。よって、例えば、基礎60(杭頭)と構造物10との間に離接機構を設ける構成と比較し、メンテナンス性がよい。或いは、例えば、地下外壁等の地下部分に離接機構(接点)を設ける構成と比較し、周辺の地盤との摩擦による浮上りへの影響が受けにくくなる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、上側取付部220の板部材220Aと板部材220Bとはボルト締結され、同様に下側取付部260の板部材260Aと板部材260Bとはボルト締結されている。よって、板部材220A,260Aと板部材220B,260Bとを分離することで、容易に交換を行うことできる。
In the present embodiment, the
「座屈補剛ブレース(連結部材)302の引張降伏軸力の設定方法」
つぎに、座屈補剛ブレース(連結部材)302の引張降伏軸力の設定方法の一例について、図7を用いて説明する。
"Setting method of tensile yield axial force of buckling stiffening brace (connecting member) 302"
Next, an example of a method for setting the tensile yield axial force of the buckling stiffening brace (connecting member) 302 will be described with reference to FIG.
構造物10の上部構造部20の質量mgが一様に分布していると仮定し、更に、地震力Pの作用点が上部構造部20の中心であると仮定する。そして、仮に支点(離接機構200)が固定されていると考えると、図7(A)に示すように、上部構造部20の中心に水平方向に地震力Pを受けたときの支点反力Vは、以下の式のようになる。なお、hは上部構造部20の高さであり、wは上部構造部20の横幅(本例では離接機構200の間隔)である。
Assume that the mass mg of the
h/2・P=wV
V=h/(2w)・P・・・・・(1)
h / 2 · P = wV
V = h / (2w) · P (1)
まず、座屈補剛ブレース302を有しない構成について考える。
図7(B)に示すように、上部構造部20の重量(自重)mgによる支点反力は、mg/2となるので、V=mg/2となる時点で浮上りが生じる。
よって、このV=mg/2を(1)式に代入すると、
First, a configuration without the buckling
As shown in FIG. 7 (B), the fulcrum reaction force due to the weight (self-weight) mg of the
Therefore, substituting this V = mg / 2 into the equation (1),
h/(2w)・P=mg/2
P=(w/h)・mg
h / (2w) · P = mg / 2
P = (w / h) · mg
となる。
仮に上部構造部20のアスペクト比(塔状比)を5とした場合、h/w=5より、
It becomes.
If the aspect ratio (columnar ratio) of the
P=(1/5)mg
=0.2mg
P = (1/5) mg
= 0.2mg
となる。
つまり、アスペクト比(塔状比)が5の場合は、上部構造部20の重量mgの0.2倍の地震力Pを受けた時点で浮上りが生じる。このように、座屈補剛ブレース302を設けない構成の場合は、上部構造部20のアスペクト比(塔状比)で、浮上りの閾値がほぼ決定される。
It becomes.
That is, when the aspect ratio (tower-like ratio) is 5, uplift occurs when the seismic force P is 0.2 times the weight mg of the
次に、座屈補剛ブレース302を設けた構成(本実施形態)の場合について考える。
座屈補剛ブレース302の引張降伏軸力をNyとすると、V=mg/2+Nyとなる時点で浮上りが生じる。
Next, the case of a configuration (this embodiment) provided with a buckling
Assuming that the tensile yielding axial force of the buckling
よって、このV=mg/2+Nyを(1)式に代入すると、
h/(2w)・P=mg/2+Ny
となり、Nyについてまとめ、P=Cmgとおくと、
Ny=(h/w・C−1)・mg/2
となる。
Therefore, substituting this V = mg / 2 + Ny into the equation (1),
h / (2w) · P = mg / 2 + Ny
Ny is summarized and P = Cmg.
Ny = (h / w · C-1) · mg / 2
It becomes.
アスペクト比(塔状比)が5の上部構造部20で、重量mgの0.25倍(C=0.25)の地震力Pで浮き上るように設定するには、
To set the
Ny=(5×0.25−1)・mg/2
=0.125mg
Ny = (5 × 0.25−1) · mg / 2
= 0.125mg
とすればよい。
このように、座屈補剛ブレース302の断面等を調整し、引張降伏軸力Nyを設定することで、上部構造部20が、重量mgの所定の倍率の地震力Pで浮き上るように、すなわち所定の閾値で浮き上がるように設定することできる。
And it is sufficient.
In this way, by adjusting the cross section of the buckling
なお、隣合う接点の間隔Wを調整して、アスペクト比を調整することも可能である。 It is also possible to adjust the aspect ratio by adjusting the interval W between adjacent contacts.
「変形例」
つぎに、本実施形態の連結機構の変形例について、図4を用いて説明する。
"Modification"
Next, a modified example of the coupling mechanism of the present embodiment will be described with reference to FIG.
上記実施形態では、座屈補剛ブレース302は、略鉛直方向に沿って配置されていた(図3参照)。これに対して、図4に示す変形例の連結機構301では、座屈補剛ブレース302は、斜めに配置されている。
In the embodiment described above, the buckling
このように座屈補剛ブレース302を斜めに配置することで、設置スペースが狭くても(本実施形態ではスラブ24とスラブ34との間隔が狭くても、座屈補剛ブレース302の長さを長く設定することができる。
By arranging the buckling
<第二実施形態>
つぎに、本発明の第二実施形態に係る制震構造が適用された構造物について、図5を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、第一実施形態と第二実施形態とは、連結機構が異なるだけで、離接機構200を含む他の構成等は同じであるので、以下では連結機構のみを説明する。
<Second embodiment>
Next, a structure to which the vibration control structure according to the second embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The first embodiment is different from the second embodiment only in the coupling mechanism, and the other configurations including the separation /
図5に示すように、第二実施形態の連結機構400は、支柱410と制震鋼板420とを有している。
As shown in FIG. 5, the
支柱410は、上端412が上部構造部20のスラブ24に接合されている。また、本実施形態では制震鋼板420は、板状の極低降伏点鋼で構成されている。制震鋼板420の一方の端面422が、下部構造部30の下部側柱32の側面に接合されている。また、制震鋼板420の他方の端面424が、支柱410の下端部の側面414に接合されている。
The
よって、連結機構400は、所定値よりも大きな力が加わり制震鋼板420がせん断変形することで、離接機構200の上側支持部210の下側支持部250からの浮き上りを許容するように構成されている。
Accordingly, the
「作用及び効果」
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
"Action and effect"
Next, functions and effects of the present embodiment will be described.
図1に示すように、第一実施形態と同様に、上部構造部20が傾いて浮きくことで、上部構造部20への地震による振動エネルギーの伝達が低減される。
As shown in FIG. 1, similarly to the first embodiment, the transmission of vibration energy due to an earthquake to the
図4に示すように、構造物10を構成する上部構造部20と下部構造部30とは、連結機構400で連結されている。そして、連結機構400を構成する制震鋼板420に所定値よりも大きな力が加わり、塑性化しせん断変形することで、上部構造部20が下部構造部30から離れ浮き上る。
As shown in FIG. 4, the
したがって、制震鋼板420に所定値よりも大きな力が加わりせん断変形するまで、上部構造部20が下部構造部30から離れ浮き上らない。よって、連結機構400を有しない構造と比較し、上部構造部20が傾き浮き上がりを開始する閾値(地震による振動の大きさ)が大きくなる。
Therefore, the
また、制震鋼板420は、荷重変形曲線がループ、又は略ループを描く履歴型制震部材とされている。よって、上部構造部20が二つの離接機構200を中心に回転運動を繰り返すロッキング振動状態になっても(図1(B)と図1(C)を参照)、制震鋼板420がせん断変形を繰り返す。したがって、ロッキング振動中、上部構造部20が下部構造部30から離れ浮き上りを開始する閾値が大きい状態が維持又は略維持される。
The damping
<その他>
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、連結機構及び連結部材は、上記実施形態以外の機構や部材であってもよい。例えば、摩擦系ダンパー等の履歴型ダンパーであってもよい。要は、所定値よりも大きな力が加わると変形する連結部材を介して上部構造部と下部構造部とを連結すると共に、連結部材が変形することで上側支持部が下側支持部からの浮き上りを許容するように構成された連結機構であればよい。 For example, the coupling mechanism and the coupling member may be mechanisms and members other than the above embodiment. For example, a hysteretic damper such as a friction damper may be used. In short, the upper structure portion and the lower structure portion are connected via a connecting member that is deformed when a force greater than a predetermined value is applied, and the upper support portion is lifted from the lower support portion by the deformation of the connecting member. Any coupling mechanism configured to allow ascent is acceptable.
別の観点から説明すると、離接機構と並列に必要な耐力・靭性を有する連結部材(連結機構)を設置して閾値が制御できればよい。 If it demonstrates from another viewpoint, the threshold value should just be controlled by installing the connection member (connection mechanism) which has proof stress and toughness required in parallel with a separation / connection mechanism.
また、例えば、離接機構は、上記実施形態以外の機構であってもよい。例えば、図2に示す機構が上下逆に配置された構成であってもよい。つまり、上側離接部230と下側離接部270とが上下逆に配置された構成であってもよい。
Further, for example, the separation / contact mechanism may be a mechanism other than the above embodiment. For example, the structure shown in FIG. 2 may be arranged upside down. That is, the upper
或いは、特許380394号及び特開2000−240315号公報に記載されているような水平方向の移動を拘束可能な深さの凹と凸との嵌め合わせ構造であってもよい。なお、凹と凸の形態は限定されない。半球形状、角錘形状、多角錘形状、及びこれらの複合化形状等であってもよい。更に、建物の外周部又は躯体構造の内部を拘束する擁壁やカンザシ形状のストッパ類であってもよい(特許380394号及び特開2000−240315号公報の図5の実施例における地下外壁21も参照)。 Or the fitting structure of the concave and convex of the depth which can restrain the movement of a horizontal direction as described in patent 380394 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-240315 may be sufficient. The concave and convex forms are not limited. A hemispherical shape, a pyramidal shape, a polygonal pyramid shape, and a composite shape thereof may be used. Further, it may be a retaining wall or a Kanzashi-shaped stopper for restraining the outer periphery of the building or the inside of the frame structure (the underground outer wall 21 in the embodiment of FIG. 5 of Japanese Patent No. 380394 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-240315 is also used reference).
また、例えば、上記実施形態では、離接機構200は、上部構造部20に設けられた上部側柱22の下端部22Tと、下部構造部30に設けられた下部側柱32の上端部32Tと、の間に設けられていたが、これに限定されない。基礎60と構造物10との間や基礎及び外周を山留めに囲まれた地下外壁に離接機構(接点)を設けてもよい(一例として、特許380394号、特開2000−240315号公報を参照)。なお、例えば、基礎60と構造物10との間に設ける場合は、構造物10が上部構造部となり、基礎60が下部構造部となる。
For example, in the above embodiment, the
また、上部構造部20の上下方向の落下の衝撃力を緩和する緩衝材を接点間(上記実施形態では、上側離接部230の突出部232の下面234と下側離接部270の上面272との間)に挟んでもよい。緩衝材の材質や形状は特に限定されないが、例えば、積層ゴムシートや鉛板などを使用することができる。
Further, a cushioning material for reducing the impact force of the
また、例えば、離接機構(上部構造部と下部構造部との接点)は、側面視において、左右方向に間隔をあけて二つ設けられていたが、これに限定されない。側面視において、左右方向に間隔をあけて三つ以上設けられていてもよい。 In addition, for example, two separation / contact mechanisms (contact points between the upper structure portion and the lower structure portion) are provided at intervals in the left-right direction in a side view, but the present invention is not limited to this. In side view, three or more may be provided at intervals in the left-right direction.
また、上部構造部20と下部構造部30とを、本発明が適用された連結機構に加え(連結機構とは別の)粘性系ダンパー等のエネルギー吸収部材でも連結し、浮き上がり後の上部構造部20の応答(振動)を低減させてもよい。
Further, the
なお、粘性系ダンパーは、速度又は速度の指数乗に比例して反力(減衰力)が発生するので、浮き上がりを開始する際には(速度がゼロの状態では)反力は発生しない。よって、本発明が適用された連結機構がなく粘性系ダンパー等の浮き上がり後のエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材のみで上部構造部と下部構造部とを連結しても、上部構造部が傾き浮き上がりを開始する閾値を大きくする効果は無い(ほとんど効果が無い)。 The viscous damper generates a reaction force (damping force) in proportion to the speed or exponential of the speed. Therefore, no reaction force is generated when starting to lift (when the speed is zero). Therefore, even if the upper structure portion and the lower structure portion are connected only by the energy absorbing member that absorbs the energy after the lifting such as the viscous damper without the connecting mechanism to which the present invention is applied, the upper structure portion is inclined and lifted. There is no effect of increasing the starting threshold value (almost no effect).
また、例えば、上記実施形態では、構造物10は、アスペクト比(高さと横幅の比率、塔状比)が大きい鉛直方向に細長い形状とされているが、これに限定されない。例えば、アスペクト比が大きくない構造物、更にアスペクト比が1以下(横長の)構造物にも本発明を適用可能である。また、例えば、連層のブレース構面等にも本発明を適用可能である。
Further, for example, in the above-described embodiment, the
また、例えば、上記実施形態では、側面視において、離接機構200の両外側に連結機構300が配置されていたが、これに限定されない。例えば、離接機構200の片側にのみ連結機構300が配置されていてもよい。或いは、離接機構200の外側に横方向に連結機構300が複数並んで配置されていてもよい。
また、平面視において、離接機構200の周囲を囲むように円形状に複数の連結機構300が配置されていてもよい。
For example, in the said embodiment, the
Further, in a plan view, a plurality of
上述の複数の実施形態及び変形例等は、適宜、組み合わされて実施可能である。更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない The above-described plurality of embodiments and modified examples can be implemented in combination as appropriate. Furthermore, it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention.
10 構造物
20 上部構造部
22 上部側柱
22T 下端部
30 下部構造部
32 下部側柱
32T 上端部
200 離接機構
210 上側支持部
250 下側支持部
300 連結機構
301 連結機構
302 座屈補剛ブレース(連結機構、連結部材、履歴型制震部材)
310 固定手段(連結機構)
400 連結機構
410 支柱(連結機構)
420 制震鋼板(連結機構、連結部材、履歴型制震部材)
DESCRIPTION OF
310 Fixing means (connection mechanism)
400
420 Damping steel plate (coupling mechanism, coupling member, hysteretic damping member)
Claims (3)
所定値よりも大きな力が加わると変形する連結部材を介して前記上部構造部と前記下部構造部とを連結すると共に、前記連結部材が変形することで前記上側支持部の前記下側支持部からの浮き上りを許容するように構成されている連結機構と、
を備え、
前記離接機構は、
前記上側支持部から下側に延出し、前記下側支持部に形成された開口部に位置する延出部と、
前記延出部に形成され、前記開口部よりも大きく横方向に突出するフランジ部と、
を有している制震構造。 An upper support portion provided in the upper structure portion; and a lower support portion provided in a lower structure portion disposed below the upper structure portion and supporting the upper support portion, and the upper support portion. A separable contact mechanism configured such that the upper support part and the lower support part are separable in the vertical direction while restraining the relative displacement in the lateral direction between the lower support part and the lower support part,
The upper structure portion and the lower structure portion are connected via a connecting member that is deformed when a force greater than a predetermined value is applied, and the connecting member is deformed so that the lower support portion of the upper support portion is deformed. A coupling mechanism configured to allow the lifting of
Equipped with a,
The separation / contact mechanism is:
An extension part extending downward from the upper support part and located in an opening formed in the lower support part;
A flange portion formed in the extending portion and projecting in a lateral direction larger than the opening portion;
Seismic control structure that has a.
請求項1に記載の制震構造。 The connecting member is constituted by a hysteretic damping member in which a load deformation curve draws a loop or a substantially loop.
The vibration control structure according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の制震構造。 The separation / contact mechanism is provided between a lower end portion of an upper side column provided in the upper structure portion and an upper end portion of a lower side column provided in the lower structure portion and supporting the upper side column. Yes,
The vibration control structure according to claim 1 or claim 2.
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