JP5763788B2 - 変位増幅型制震システム及びその施工方法 - Google Patents

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Description

本発明は変位増幅型制震システム及びその施工方法に係り、さらに詳しくは構造物に設けられて構造物に働く地震力を吸収して構造物それ自体の水平抵抗能力を増加させ、特に地震によって構造物に発生する変位を増幅させてダンピングユニットの制震効率をアップするように形成された変位増幅型制震システム及びその施工方法に関する。
一般に、ビル、マンションなどのような既存の建築構造物は地震から建築構造物を安全に保護するための耐震設計が必須である。特に、地震発生時に建築構造物の崩壊による人命や財産の被害は莫大なものであることから、地震荷重に抵抗するために柱とスラブなどを補強する必要性が提起されている。
耐震補強のための既存の工法は、地震発生時、対象構造物に発生する地震力に対して構造物自体の抵抗能力を増加させる方法として、断面増設、枷補強、せん断壁の新設などが伝統的に使われている。
最近、構造物に伝わる地震力自体を減少させる制震装置が開発されている。制震装置の種類は、大きくは入力地震波に合わせて振動特性を制御できるアクティブ制震装置と自体の減衰特性だけで制御するパッシブ制震装置とに区分される。
パッシブ制震装置は、建築物の最上層に設けられる同調質量/流体減衰機、オイルダンパー、粘弾性ダンパー、摩擦ダンパー、履歴ダンパーなどがあり、建物の層間に主に枷(ブレース)または壁の一部として補強されている。
前述したような制震装置は、荷重-変位履歴曲線の面積に比例して減衰性能を発揮するので、ダンパーの種類を問わず主に最も変位が大きく発生する領域 (骨組構造の対角線方向)に設けるのが一般的である。制震装置の変位が大きいほど地震力によって発生するエネルギーの吸収能力が大きくなるので、ダンパーの変位を増幅させることは極めて大事である。
ところが、一般的に地震が発生して構造物に変形が起こされても、実際に構造物に発生する変形量が極めて小さくて、制震のために設けたダンパーの性能が正しく発揮し難い問題点があった。
本発明は前述した諸問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、地震によって構造物に発生する変形量を増幅して地震力を減衰させるために設けられるダンパーの制震性能を極大化できる変位増幅型制震システム及びその施工方法を提供するところにある。
前述した目的を達成するための本発明に係る変位増幅型制震システムは、構造物に設けられる外部フレームと、該外部フレームに設けられて前記構造物及び外部フレームに働く外力を減少させるためのダンピング手段と、該ダンピング手段が設けられた外部フレームの一側に固定される内部フレームと、該内部フレーム上で前記ダンピング手段と所定の距離だけ離隔された位置に回転中心が位置するように前記内部フレームに回転自在に設けられ、一側と他側が前記ダンピング手段が設けられていない外部フレームの他側と前記ダンピング手段にそれぞれ連結される回動ロッドを含む変位増幅部を備え、前記回動ロッドは前記内部フレームに連結される回転中心を基準に前記ダンピング手段までの距離が、前記外部フレームの他側までの距離より相対的に長く形成されていることが特徴である。
前記外部フレームは相互所定の距離ほど離隔された位置で平行に延びる第1及び第2支持ロッドと、該第1及び第2支持ロッドの両端を連結するように平行に延びる第3及び第4支持ロッドを含み、前記ダンピング手段は前記第2支持ロッドに保持され、前記内部フレームは前記第2支持ロッドに一端が固定されて上方に延び、互いに平行に延びる二つの延長ロッドと、該延長ロッドを互いに連結するように前記第2支持ロッドと平行に延び、前記回動ロッドが回転自在に結合される連結ロッドを備え、前記二つの延長ロッドがそれぞれ前記第3及び第4支持ロッドから離隔される距離はそれぞれ前記第3及び第4支持ロッド長さの1/50以下になるようにするのが好ましい。
前記ダンピング手段は、それぞれ前記回動ロッドと第2支持ロッドに保持される第1及び第2支持体と、該第2支持体に固定され前記第1支持体の両側面を包むように延びる2つの当て板と、前記第1支持体と当て板との間に装着される摩擦板と、前記第1支持体と摩擦板及び当て板を貫通するテンションボルトと、該テンションボルトの端部に締結されるナットを含む締結部を備え、前記第1支持体は水平方向に沿って延びる長孔が設けられており、前記テンションボルトが前記長孔を通過して延びることによって前記第1支持体が前記摩擦板に対して水平方向に摺動自在に形成されるのが好ましい。
前記第1支持体は前記回動ロッドに保持される第1エンドプレートと、該第1エンドプレートの下面中央から前記第1エンドプレートと直交する方向に延びている摺動板を含み、前記第2支持体は前記第1エンドプレートと向かい合って前記第2支持ロッドに保持される第2エンドプレートと、該第2エンドプレートの中央から第2エンドプレートと直交する方向に前記摺動板の端部に向かって延びる延長部を含み、前記延長部には両側方に突出する係合突起が設けられており、前記当て板は前記係合突起が嵌め込められるように係合孔が形成されており、前記締結部は前記摩擦板の厚さ減少による前記テンションボルトの締結力の低下を防止するように設けられる皿ばね座金(皿スプリングワッシャ)をさらに備えるのが望ましい。
本発明に係る変位増幅型制震システムは、構造物に設けられ、相互所定の距離だけ離隔された位置で平行に延びる第1及び第2支持ロッドと、前記第1及び第2支持ロッドの両端を連結するように平行に延びる第3及び第4支持ロッドを含む外部フレームと、該外部フレームに外力によって発生する変位を増幅させるための変位増幅部と、前記外部フレームに発生する変形力を減衰させるためのダンピング手段を備え、前記変位増幅部は前記第1支持ロッドの変位を増幅するための第1増幅部と、前記第2支持ロッドの変位を増幅するための第2増幅部を備え、前記第1増幅部は前記第2支持ロッドに下端が固定されている第1内部フレームと、該第1内部フレームに回転中心が位置するように回転自在に結合され、一端が前記第1支持ロッドに回動自在に設けられ、他端が前記ダンピング手段の一側に連結された第1回動ロッドを含み、前記第2増幅部は前記第1支持ロッドに上端が固定されている第2内部フレームと、該第2内部フレーム上に回転中心が位置するように前記第2内部フレームに回転自在に結合され、一端が前記第2支持ロッドに回動自在に設けられ他端が前記ダンピング手段の他側に連結された第2回動ロッドを含み、前記第1及び第2回動ロッドはそれぞれ前記第1及び第2内部フレームと連結される回転中心点を基準に前記第1及び第2支持ロッドまで延びた延長長さより、前記ダンピング手段まで延びた延長長さが相対的にさらに長く形成されうる。
また、変位増幅型制震システムは、建てられた構造物に設けられ、前記構造物に働く外力を減少させるためのダンピング手段と、前記ダンピング手段が設けられた構造物の一側に固定される内部フレームと、該内部フレーム上で前記ダンピング手段と所定の距離だけ離隔された位置に回転中心が位置するように前記内部フレームに回転自在に設けられ、一側と他側が前記ダンピング手段が設けられていない構造物の他側と前記ダンピング手段にそれぞれ連結される回動ロッドを含む変位増幅部とを備え、前記回動ロッドは前記内部フレームに連結される回転中心を基準に前記ダンピング手段までの距離が、前記構造物の他側までの距離より相対的に長く形成されうる。
本発明に係る変位増幅型制震システムの施工方法は、構造物に外部フレームを設ける外部フレームの設置段階と、前記外部フレームに内部フレームを設ける内部フレームの設置段階と、前記外部フレームの一側にダンピング手段の一側を固設するダンピング手段の設置段階と、前記内部フレーム上に回転中心が位置するように前記内部フレームに回転自在に設けられる回動ロッドの一端を前記ダンピング手段の他側に連結し、前記回動ロッドの他端を前記ダンピング手段が設けられる外部フレームの一側と対向する他側に連結する回動ロッドの設置段階とを含み、前記回動ロッドは前記内部フレームと連結される回転中心点を基準に前記ダンピング手段まで延びる延長長さが、前記回転中心点を基準に前記外部フレームの他側と連結される連結地点までの延長長さより相対的に長く形成されたものである。
本発明に係る変位増幅型制震システム及びその施工方法は、施工が簡単であり、効率よく構造物に発生する変位を増幅することによってダンパーで効率よく地震力を吸収させることから、制震性能が極大化する利点がある。
本発明に係る変位増幅型制震システムの第1の実施形態を示した正面図。 図1の変位増幅型制震システムの斜視図。 図1の回動ロッドとダンピング手段との連結部を示した部分斜視図。 図1の変位増幅型制震システムを概略的に示した概略図。 図4の概略図を通じて変位増幅型制震システムが作動する状態を示した図。 図1の変位増幅型制震システムに適用される摩擦ダンパーの一実施形態を示した斜視図。 図6の摩擦ダンパーの分離斜視図。 図6の摩擦ダンパーの作動状態を示した正面図。 オイルダンパーが適用された変位増幅型制震システムの第2の実施形態を示した正面図。 変位増幅型制震システムの第3の実施形態を示した正面図。 変位増幅型制震システムの第4の実施形態を示した斜視図。 図11の変位増幅型制震システムの作動状態を示した正面図。 外部フレームが省かれた変位増幅型制震システムの第5の実施形態を示した正面図。 外部フレームが構造物の前面の外側に取り付けられた実施形態を示した斜視図。
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る変位増幅型制震システム及びその施工方法についてさらに詳細に説明する。
図1ないし図5には本発明に係る変位増幅型制震システム100の望ましい一実施形態が示されている。
同図によれば、本実施形態の変位増幅型制震システム100は、構造物10に設けられる外部フレーム110と、該外部フレーム110に設けられるダンピング手段120と、外部フレーム110に発生される変位を増幅させてダンピング手段120を駆動させるように、前記外部フレーム110とダンピング手段120とを連結する変位増幅部130とを備える。
前記外部フレーム110は、構造物10に保持された四つの支持ロッドを備える。それぞれの支持ロッドは端部が相互回動自在にヒンジ結合されていて、構造物10に地震または強い風によって外力が働くと、構造物10に働く力に対応して変形が行われるようになっている。
以下、四つの支持ロッドは構造物10の上下面に離隔して形成されている二つの支持ロッドをそれぞれ第1及び第2支持ロッド111、112、第1及び第2支持ロッド111、112の両端部を相互連結するロットを、それぞれ第3及び第4支持ロッド113、114と称する。
そして、本実施形態では外部フレーム110が構造物10の内側に設けられることと示されたが、図14に示されているように、前記外部フレーム110は構造物10の前面に突出して取り付けられてもよい。本発明に係る変位増幅型制震システム100は、構造物10と連結されて構造物10に印加される地震力を減衰させることができれば、構造物10との結合位置が本実施形態に限らず多様に設定されうる。
前記変位増幅部130は、外部フレーム110に固設される内部フレーム131と、内部フレーム131に一側が回動自在にヒンジ結合されており、一端が前記外部フレーム110に回動自在に固定されている回動ロッド134を備える。
前記内部フレーム131は、四つの支持ロッドのうちいずれか一つに支持されており、対向する位置の支持ロッドに向かって延びる二つの延長ロッド132と、延長ロッド132の上端を連結する連結ロッド133を含むが、前記延長ロッド132は第3及び第4支持ロッド113、114と平行に延びており、連結ロッド133は第1支持ロッド111と並んだ方向に延びて延長ロッド132を相互連結する。
前記延長ロッド132は第2支持ロッド112に固定されており、連結ロッド133も延長ロッド132に両端が固定されている。前記二つの延長ロッド132は第3及び第4支持ロッド113,114と所定の間隔だけ離隔されたまま第3及び第4支持ロッド113,114と平行に延びているが、延長ロッド132が第3及び第4支持ロッド113,114と離隔された離隔距離(l2)は第3及び第4支持ロッド113,114の全長(l1)の1/50以下になるのが望ましい。
通常、所定の長さに延びている物体に変形が発生する時、弾性変形の範囲を外れる位置を全長の1/50になる地点として見なす。従って、構造物10に変形が発生するようになってその変形量が第3及び第4支持ロッド113、114、すなわち構造物10の上下方向の支持体の長さの1/50以上になれば、構造物10には回復不可能な塑性変形が発生することと見なされ、この場合、前記内部フレーム131の延長ロッド132が、第3及び第4支持ロッド113、114がこれ以上傾かないように支えて、構造物10の崩壊を防ぐ。
前記回動ロッド134は、一側が内部フレーム131の連結ロッド133上にヒンジ結合されており、上端と下端がそれぞれ外部フレーム110の第1支持ロッド111とダンピング手段120に連結されている。
回動ロッド134は、連結ロッド133と連結される地点を中心に回転できるようになっているが、前記外部フレーム110が地震や強い風のような外部要因によって変形が行われて所定距離だけ動くようになると、回動ロッド134の上端が第1支持ロッド111と共に一側に移動するようになり、回動ロッド134は連結ロッド133と結合される回転中心点(C)を中心に回転が行われる。
回動ロッド134が回転中心点(C)を中心に回転できるべきであることから、回動ロッド134の上端と下端もそれぞれ第1支持ロッド111とダンピング手段120にそれぞれ回転自在に連結されている。
図3に示したように、回動ロッド134の下端はダンピング手段120が左右方向に摺動自在に回動できるように連結されるべきであることから、前記ダンピング手段120の上端に設けられるロッド締結部材135を別に備え、該ロッド締結部材135に回動ロッド134が回転自在に結合されるが、これとは違って、ダンピング手段120の上端を回動ロッド134と直接に連結できるようにダンピング手段120を形成することもできる。
回動ロッド134は、図4及び図5に示されているように、連結ロッド133と連結される回転中心点(C)を中心に第1支持ロッド111までの距離l3が、回転中心点(C)からダンピング手段120までの距離l4に比べて相対的に短く形成されている。
このように回動ロッド134の回動中心点を基準にしたl3とl4との距離差によって地震力や風力のような外力によって構造物10に加わる変形量が増幅されてダンピング手段120を駆動させるようになる。すなわち、図5に示されているように、外力によって第1支持ロッド111が一側に移動して回動ロッド134が回動された時、第1支持ロッド111が外力により変形された実際の変位をδ1であるとすれば、回動ロッド134の回動によって摩擦ダンパーと連結された回動ロッド134の下端が移動した距離はδ2になり、δ1とδ2の距離比はl3とl4の距離比に対応する。
これを数式で表現すれば、l3:l4 = δ1:δ2であり、δ21×(l4/l3)になる。従って、ダンピング手段120に働く変位は実際変位よりl4 /l3だけ増幅され、増幅された変位に対してダンピング手段120が駆動するようになるので、減衰効率が増加する。
前記ダンピング手段120はせん断型摩擦ダンパーが適用された。
図6ないし図8を参照すれば、本実施形態のダンピング手段120は第1及び第2支持体210、220と、第1及び第2支持体210、220を連結する当て板230と、第1支持体210と当て板230との間に設けられる摩擦板240と、これらを相互結合させるための締結部250とを備える。
第1支持体210は、回動ロッド134の端部を連結するロッド締結部材135に固定される第1エンドプレート211と、第1エンドプレート211から下方に延びる摺動板214とを有する。
第1エンドプレート211には上下面を貫通する複数の締結孔112が形成されており、締結部材260を通じて締結される。
摺動板214は、第1エンドプレート211の下面から下方に所定の長さだけ延びているが、側方から見た時 'T'字形になるように形成されている。摺動板214には前後面を貫通する2つの長孔215が水平方向に相互に所定の間隔だけ離隔されるように形成されている。前記長孔215は回動ロッド134が回転中心点(C)を中心に回転する曲率に対応するように湾曲形成されている。
第2支持体220は、第2支持ロッド112に固定された第2エンドプレート221と、第2エンドプレート221の上面から上方に延びる延長部223を含むが、第2エンドプレート221にも締結部材260が装着されうるように多数の締結孔222が形成されており、延長部223は逆'T'字形になるように第2エンドプレート221の上面の中央から上方に延びる。
従って、第1及び第2支持体210、220は、第1及び第2エンドプレート211、221がそれぞれ回動ロッド134と連結されるロッド締結部材135または第2支持ロッド112に保持され、その間に向かい合う方向に向かって摺動板214と延長部223が延びている形態をとるようになる。また、前記延長部223の前面と裏面にはそれぞれ係合突起224が突出されている。
第1及び第2支持体210、220は、後述する当て板230によって相互連結され、接触される摺動板214の下端と延長部223の上端との間には第1支持体210の摺動が円滑になされるように、摩擦係数が小さいテフロン(登録商標)材質のシート225が配置されている。
前記当て板230は、第2支持体220に固定され締結部250を通じて第2支持体220に第1支持体210を固定させるためのものである。
当て板230は、下部に前記係合突起224が嵌めこまれるように係合突起224の形状に相応する係合孔232が形成されている。
そして、係合孔232の上部には締結部250のテンションボルト252が貫通できるように第1ボルト孔231が形成されている。
本実施形態では前記係合突起224が所定の直径を有する円筒形に形成されたことと示されているが、延長部223に当て板230が連結されるようにすることができれば、その他角柱形態または長手方向に沿って延びた楕円形の断面を有する楕円柱形に形成されうる。
前記摩擦板240は、外力によって第1支持体210が第2支持体220に対して水平方向に摺動される時に摩擦力を提供して、構造物10に印加される外力を減衰させるためのものである。
摩擦板240は、摺動板214の前面及び裏面と当て板230の間に位置するように装着されるが、前記第1ボルト孔231に対応する第2ボルト孔241が形成されていて、締結部250によって摺動板214と当て板230との間に固定される。
摩擦板240は、摺動板214が振動の発生時この外力を減衰させられるように水平方向に移動する時、摺動板214と接触して摩擦熱を発生させることによって、外部から印加される振動エネルギーを熱エネルギーに変換して、振動エネルギーを消散できるようにするためのものであるが、摺動板214に比べて相対的に硬度が小さい材質で形成されるのが好ましい。
摩擦板240が摺動板214に比べて相対的に低硬度の材質で作製されることによって、摩擦板240と摺動板214の持続的な摩擦接触が行われる時、摩擦板240は磨耗が行われて厚さが次第に減少するようになり、摺動板214は相対的に変形が発生せずに長期間使用できる。
このように取替えの可能な摩擦板240が相対的に容易に磨耗されうる材質を有するので、摩擦板240の取替えを通じてダンピング手段120の振動減衰力を適正レベルに維持させうる。
本実施形態では前記摺動板214と摩擦板240の両方、接触面が平滑面状に形成されているが、摩擦面積が拡張できるように摺動板214と摩擦板240が相互結合できる凹凸を有するように形成されうる。
前記締結部250は、摺動板214と摩擦板240及び当て板230を締結するためのもので、テンションボルト252と、ナット252及びワッシャ部材253を含む。
前述したように、当て板230と摩擦板240にはそれぞれ第1及び第2ボルト孔231、241が形成されており、摺動板214には長孔215が形成されている。
テンションボルト252にワッシャ部材253を挟み込んだ後に一側の当て板230と摩擦板240、摺動板214、他側摩擦板240と当て板230を順に貫通するように嵌めこんだ後、テンションボルト252の他側に再びワッシャ部材253をはめ込んでナット252で締結する。
ダンピング手段120は、摩擦板240と摺動板214との間の摩擦耐力のサイズによって対応する振動のサイズが違ってくる。すなわち、強震の場合には振動のサイズが大きいので、摩擦耐力が大きくなるように摩擦板240と摺動板214が締結されていてこそ振動の減衰効果を期することができ、逆に外風や小規模な地震のように相対的に小さい振動については摩擦耐力が小さくなってこそ摩擦板240と摺動板214との間にスリップが発生しつつ振動エネルギーを減衰させられる。
従って、建築構造物10の目的や設置位置など諸要件を考慮して適切な摩擦耐力を設定し、トルクレンチでテンションボルト252を締め付けて、摩擦板240と摺動板214との間に設定された大きさの摩擦耐力を存在させるのが望ましい。
前記ワッシャ部材253は皿ばね座金(皿スプリングワッシャ)が適用されたが、振動により摩擦板240と摺動板214との間に持続的にスリップが発生すれば、結局摩擦板240が磨耗しつつ摩擦板240の厚さが減少するようになり、これによりテンションボルト252の締結力が低下しつつ摩擦板240と摺動板214との間の摩擦耐力が初期に設定された値を維持できなくなる場合もある。
摩擦耐力が小さくなるとダンピング手段120の機能性に劣るので、ワッシャ部材253を通じて摩擦板240が磨耗されても摩擦板240と摺動板214との間の摩擦耐力が維持できるように、ワッシャ部材253は皿ばね座金(皿スプリングワッシャ)が適用されるのが望ましい。
外力に対する減衰のためのダンピング手段120として、摩擦ダンパーのほか、図8に示したようにオイルダンパーが適用されうるが、この場合、オイルダンパーとの連結のために回動ロッド134とダンパーとの連結部の形状を適宜に設計変更して連結する。
そして、示されていないが、図面に示した摩擦ダンパーとオイルダンパーのほか、鋼材ダンパー、粘弾性ダンパーなど多様な種類のダンピング手段120が適用されうる。
図10には変位増幅型制震システム100の第3の実施形態が示されている。
本実施形態は第3及び第4支持ロッド113、114の間の離隔距離が短い場合であって、一つの摩擦ダンパーによって外力の減衰が行われるようになっている。
本実施形態も外部フレーム110の内側に固定された内部フレーム131が設けられることは同じであり、ただし第3及び第4支持ロッド113,114の間の離隔距離が短くなるので、連結ロッド133の中央に一つの回動ロッド134が設けられ、この一つの回動ロッド134と連結される摩擦ダンパーが外力を減衰させられるようになっている。
勿論、本実施形態とは違って、第3及び第4支持ロッド113、114の間の離隔距離が遠く離れている場合は、3つ以上の回動ロッド134を連結ロッド133の長手方向に沿って離隔して設置し、それぞれの回動ロッド134の端部に連結されるようにダンピング手段120を設けることもできる。
図11及び図12は変位増幅型制震システム100の第4の実施形態である。
本実施形態の変位増幅型制震システム100は、第1及び第2支持ロッド111、112間の離隔距離が長い場合に設けられる実施形態であって、ダンピング手段120を中心に上部と下部にそれぞれ回動ロッド134が設けられることによって2重増幅が行われるように形成されている。
すなわち、本実施形態の変位増幅型制震システム100は、外部フレーム110の変形時、この変形を増幅させるための第1及び第2増幅部150を有する。
第1増幅部140は、第2支持ロッド112に固定されている第1内部フレーム141と、第1内部フレーム141に回転中心点(C)が位置するように回動自在に設けられ、上端が第1支持ロッド111に回転自在に連結され、下端がダンピング手段120の上端に回動自在に連結された第1回動ロッド142とからなる。
第2増幅部150は、前記第1支持ロッド111に固定されている第2内部フレーム151と、第2内部フレーム151に回転中心点(C)が位置するように回動自在に設けられ、下端が第2支持ロッド112に回転自在に連結され、上端がダンピング手段120の下端に回動自在に連結された第2回動ロッド152からなる。
第1及び第2増幅部150は、ダンピング手段120を中心にダンピング手段120の上部と下部にそれぞれ連結され、外部フレーム110に発生する変形を増幅させるものであり、設置位置のみ対向しており、基本的な駆動原理は相互同じであり、第1実施形態の内部フレーム131と回動ロッド134による増幅原理とも一致する。
以上述べたように、本発明に係る変位増幅型制震システム100は、回動ロッド134が内部フレーム131と連結される回転中心点(C)を基準にダンピング手段120と外部フレーム110にそれぞれ連結される連結地点までの距離比に対応して外部フレーム110に発生する変位が増幅されてダンピング手段120に伝達されることによって、ダンピング手段120による減衰力が増加できるようにする。
前記実施形態では内部フレーム131と変位増幅部130及びダンピング手段120の設置を容易にするため、外部フレーム110を別に具備するようになっているが、これとは違って、図13に示されているように、外部フレーム110なしで変位増幅部130とダンピング手段120が構造物10に直接に設置されうる。
以下、本発明に係る変位増幅型制震システム100の第1実施形態を基準にその施工方法について説明する。
本発明に係る変位増幅型制震システム100の施工方法は、外部フレーム110の設置段階、内部フレーム131の設置段階、回動ロッド134の設置段階及びダンピング手段120の設置段階を含む。
外部フレーム110の設置段階では、構造物10と一体に変形できるように構造物10の形態と対応する外部フレーム110を形成するが、外部フレーム110は第1ないし第4ロッドが相互連結されて四角のフレームを形成するようになる。
内部フレーム131の設置段階は、外部フレーム110に取り付けられた内部フレーム131を設ける段階であって、外部フレーム110のうちダンピング手段120が取り付けられる第2支持ロッド112に固定されて垂直方向へ延びる第3及び第4支持ロッド113、114と平行に延びる延長ロッド132を設け、該延長ロッド132の上端を連結する連結ロッド133に固設して内部フレーム131を設ける。
回動ロッド134の設置段階は、前記内部フレーム131に回動ロッド134の一側を回動自在に連結し、回動ロッド134の上端を第1支持ロッド111に連結する段階である。
前記ダンピング手段120の設置段階は、ダンピング手段120を内部フレーム131が固定された第2支持ロッド112に取り付け、駆動される駆動部を前記回動ロッド134の下端と連結して、回動ロッド134によって増幅された変位だけダンピング手段120で摺動しつつ減衰が行われるようにする。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有するものであれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明に係る変位増幅型制震システムは、建築構造物の施工及び補強工事に適用でき、産業上の利用可能性が高い。

Claims (3)

  1. 構造物に設けられる外部フレームと、
    前記外部フレームに設けられて前記構造物及び外部フレームに働く外力を減少させるためのダンピング手段と、
    前記ダンピング手段が設けられた外部フレームの一側に取り付けられる内部フレームと、該内部フレーム上で前記ダンピング手段と所定距離だけ離隔された位置に回転中心が位置するように前記内部フレームに回転自在に設けられ、一側と他側が前記ダンピング手段の設けられていない外部フレームの他側と前記ダンピング手段にそれぞれ連結される回動ロッドを含む変位増幅部を備え、
    前記回動ロッドは、前記内部フレームに連結される回転中心を基準に前記ダンピング手段までの距離が、前記外部フレームの他側までの距離より相対的に長く形成されており、
    前記外部フレームは相互に所定距離だけ離隔された位置で平行に延びる第1及び第2支持ロッドと、該第1及び第2支持ロッドの両端を連結するように平行に延びる第3及び第4支持ロッドを含み、
    前記ダンピング手段は前記第2支持ロッドに保持され、
    前記内部フレームは前記第2支持ロッドに一端が固定されて上方に延び、互いに平行に延びる2つの延長ロッドと、該延長ロッドを相互連結するように前記第2支持ロッドと平行に延び、前記回動ロッドが回転自在に結合される連結ロッドを備え、
    前記ダンピング手段は、それぞれ前記回動ロッドと第2支持ロッドに保持される第1及び第2支持体と、
    前記第2支持体に固定され、前記第1支持体の両側面を包むように延びる2枚の当て板と、
    前記第1支持体と当て板との間に装着される摩擦板と、
    前記第1支持体と摩擦板及び当て板を貫通するテンションボルトと、該テンションボルトの端部に締結されるナットを含む締結部を備え、
    前記第1支持体は、前記内部フレームに形成される回転中心を中心に回転する前記回動ロッドの曲率に対応するように延びる長孔が設けられており、前記テンションボルトが前記長孔を通過して延びることによって前記第1支持体が前記摩擦板に対して水平方向に摺動自在に形成されており、
    前記第1支持体は、前記回動ロッドに保持される第1エンドプレートと、該第1エンドプレートの下面中央から前記第1エンドプレートと直交する方向に延びている摺動板を備え、
    前記第2支持体は、前記第1エンドプレートと向かい合って前記第2支持ロッドに保持される第2エンドプレートと、該第2エンドプレートの中央から第2エンドプレートと直交方向に前記摺動板の端部に向かって延びる延長部を備え、
    前記延長部には両側方に突出する係合突起が設けられており、前記当て板は前記係合突起が嵌め込まれるように係合孔が形成されていることを特徴とする変位増幅型制震システム。
  2. 前記2つの延長ロッドがそれぞれ前記第3及び第4支持ロッドから離隔される距離は、それぞれ前記第3及び第4支持ロッドの長さの1/50以下になるようにすることを特徴とする請求項1に記載の変位増幅型制震システム。
  3. 前記締結部は、前記摩擦板の厚さ減少による前記テンションボルトの締結力の低下を防止するように設けられる皿ばね座金(皿スプリングワッシャ)をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の変位増幅型制震システム。
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