JP5953174B2 - 振動抑制吊構造 - Google Patents

Description

本発明は、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造に関する。

従来、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器が、大地震等により落下することがあった。原因を検討すると、吊ボルトの根元（基端部、天井スラブに固定される上端部）に応力が集中し、該根元の降伏後に塑性変形が累積して吊ボルトの根元が破断に至ることがわかった。このような吊ボルトの破断を防止するために、一対の吊ボルトの一方の根元と他方の先端部（吊設備機器に固定される下端部）との間に筋交いを設け、各吊ボルトの変形を抑えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２０８６８７号公報

上述のように筋交い等の振れ止め材を設けると、吊ボルトの変形を飛躍的に抑えることができるが、例えば梁跨ぎで吊設備機器を配置するような場合、筋交いを設けることが困難な場合がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、吊ボルト間の筋交いを無くして設置自由度を高めた上で吊ボルトの変形を抑えることを課題とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、前記吊ボルトの前記天井スラブ側の基端部に、前記吊設備機器に固定されるボルト本体を吊り下げる連結具を備え、前記連結具が、前記天井スラブに固定されると共に上向き係止面を形成する上ブラケットと、前記ボルト本体に固定されると共に前記上向き係止面に上方から係合する下向き係止面を形成する下ブラケットと、前記上向き係止面及び下向き係止面の間に挟み込まれて前記吊設備機器の荷重を受けるエネルギー吸収体とを有し、前記下ブラケットが、前記ボルト本体を上下動自在に挿通し、前記下ブラケットから前記ボルト本体の下端部近傍まで延びる補強パイプを有し、前記ボルト本体の上端部が前記下ブラケットに対して上方移動可能に係止されることを特徴とする。

この構成によれば、地震等により吊設備機器が振動しても、吊ボルトの基端部ではエネルギー吸収体によって前記振動の伝達を抑制でき、吊ボルトの基端部に作用する曲げモーメントを低減して吊ボルトの基端部の変形を低減できる。エネルギー吸収体は、合成ゴム等の弾性体や摩擦ダンパー等の減衰材が考えられる。
また、複数の吊ボルト間に筋交いを設ける場合と比べて、梁跨ぎで吊設備機器を配置するような場合でも設置自由度が高く、振動対策を容易に実施できる。
また、エネルギー吸収体を引っ張りではなく挟み込みで用いることで、吊設備機器の吊り下げ強度を確保し易く、吊り下げの信頼性を向上できる。
また、連結具がエネルギー吸収体を介して両係止面同士を係合させることで、振動の収束性が高まり、かつ上ブラケットに下ブラケットを安定して支持できる。

本発明において、前記下ブラケットにおける前記ボルト本体を貫通させるボルト貫通部と前記ボルト本体に螺着されたナットとの間に、ボルト動エネルギー吸収体が介装される構成であれば、下ブラケットに対するボルト本体の移動をボルト動エネルギー吸収体の撓み等により許容しつつ、吊設備機器の振動エネルギーを吸収できる。
本発明において、前記上下ブラケットが、互いに上下反転した構成を有するものであれば、部品の共用化によるコストダウンを図ることができる。

本発明によれば、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、吊ボルト間の筋交いを無くして設置自由度を高めた上で吊ボルトの変形を抑えることができる。

本発明の実施形態における振動抑制吊構造の正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 上記振動抑制吊構造の吊ボルトの連結具の斜視図である。 上記連結具の一部断面を含む正面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 上記連結具の水平方向の動きに対する作用を示す図４に相当する正面図である。 上記連結具の鉛直方向の動きに対する作用を示す図４に相当する正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１，２に示すように、本実施形態の振動抑制吊構造１は、建造物の天井スラブ２に複数（四本）の吊ボルト５で空調設備等の吊設備機器７を吊り下げた構成を有する。吊設備機器７は例えば直方体状をなし、その上面８を略水平にして配置される。上面８の外周方には、略水平なフランジ９が例えば全周に渡って設けられる。吊設備機器７の平面視（上面視）の四隅には、それぞれ鉛直方向に延びる吊ボルト５の下端部（先端部）がフランジ９を貫通した状態で該フランジ９に締結固定される。図中符号１１，１２は吊ボルト５の下端部に螺着されてフランジ９を挟んで締め込まれる上下ナットを示す。吊設備機器７は天井スラブ２の下面３から下方に離間して配置され、天井スラブ２の下面３よりも下方に張り出す梁４があってもその下方に配置可能である。

振動抑制吊構造１において、吊設備機器７の平面視長方形状の四隅に位置する計四本の吊ボルト５は、それぞれの基端部に、上下ブラケット１６，１７を組み合わせた連結具１５を備える。各吊ボルト５は、天井スラブ２に固定されたアンカーボルト１３と、アンカーボルト１３に取り付けられる連結具１５と、連結具１５に吊り下げられるボルト本体１４とを備えている。

図３，４に示すように、連結具１５は、アンカーボルト１３に固定される上ブラケット１６と、ボルト本体１４の上端部に固定される下ブラケット１７と、上ブラケット１６が形成する上向き係止面１６ａ及び下ブラケット１７が形成する下向き係止面１７ａの間に挟み込まれるエネルギー吸収体１８とを有する。連結具１５は、上ブラケット１６にエネルギー吸収体１８を介して下ブラケット１７を係止し、上ブラケット１６に対する下ブラケット１７の移動エネルギーを吸収する。

上ブラケット１６は、帯形状の鋼材をループ状に形成してなる。上ブラケット１６は、略水平に配置されてアンカーボルト１３を貫通させると共に該アンカーボルト１３にナット２７により固定される第一板部２１と、第一板部２１の両側端から下側ほど互いに離間するように延びる一対の傾斜板部２２と、一対の傾斜板部２２の下端から下方に延びる一対の立板部２３と、一対の立板部２３の下端間に渡り略水平に延びる第二板部２４とを有する。以下、前記帯形状の幅方向を帯幅方向、長さ方向を帯長方向ということがある。

一対の立板部２３の各々は、上ブラケット１６の上部を構成する第一分割体２５が形成する第一立板部２３ａと、上ブラケット１６の下部を構成する第二分割体２６が形成する第二立板部２３ｂとで構成される。第一立板部２３ａは第二立板部２３ｂの外側に重なり、これらが上ブラケット１６の帯幅方向で並ぶ一対のボルト２３ｃにより締結される。第一分割体２５は第一板部２１、一対の傾斜板部２２及び一対の第一立板部２３ａを一体に有し、第二分割体２６は一対の第二立板部２３ｂ及び第二板部２４を一体に有する。第二分割体２６は第一分割体２５よりも板厚を厚くされる。

下ブラケット１７は、上ブラケット１６と同様、帯形状の鋼材をループ状に形成してなる。下ブラケット１７は、上ブラケット１６と同様の構成を上下反転した構成を有する。
すなわち、下ブラケット１７は、略水平に配置されてボルト本体１４の上端部を貫通させると共に該上端部をナット２７及びボルト動エネルギー吸収体２８により係止する第一板部２１と、第一板部２１の両側端から上側ほど互いに離間するように延びる一対の傾斜板部２２と、一対の傾斜板部２２の上端から上方に延びる一対の立板部２３と、一対の立板部２３の上端間に渡り略水平に延びる第二板部２４とを有する。

一対の立板部２３の各々は、下ブラケット１７の下部を構成する第一分割体２５が形成する第一立板部２３ａと、下ブラケット１７の上部を構成する第二分割体２６が形成する第二立板部２３ｂとで構成される。第一立板部２３ａは第二立板部２３ｂの外側に重なり、これらが下ブラケット１７の帯幅方向で並ぶ一対のボルト２３ｃにより締結される。第一分割体２５は第一板部２１、一対の傾斜板部２２及び一対の第一立板部２３ａを一体に有し、第二分割体２６は一対の第二立板部２３ｂ及び第二板部２４を一体に有する。第二分割体２６は第一分割体２５よりも板厚を厚くされる。

下ブラケット１７は、ボルト本体１４を上下動自在に挿通する補強パイプ１４ａを有する。補強パイプ１４ａは鋼管からなり、下ブラケット１７の第一板部２１からボルト本体１４の下端部近傍まで延びる。この補強パイプ１４ａにより、長尺のボルト本体１４の曲げに対する補強がなされる。補強パイプ１４ａの上端部は、下ブラケット１７の第一板部２１を貫通してその上方に突出し、この補強パイプ１４ａの上端にナット２７及びボルト動エネルギー吸収体２８が係止される。

図５を併せて参照し、下ブラケット１７は、上ブラケット１６に対して、平面視（吊ボルト５の軸方向視に相当）で略直角をなすように配置される。下ブラケット１７の第二板部２４は、上ブラケット１６の第二板部２４に上方から重なるように配置される。上下ブラケット１６，１７は、互いに鎖状に繋ぎ合わされる。上下ブラケット１６，１７は、それぞれ第一及び第二分割体２５，２６に分割され、互いの繋ぎ合わせを容易にする。上下ブラケット１６，１７の少なくとも一方が分割されない一体構造であってもよい。

上ブラケット１６の第二板部２４における略水平な上面（前記上向き係止面１６ａ）と、下ブラケット１７の第二板部２４における略水平な下面（前記下向き係止面１７ａ）との間には、例えば板状のエネルギー吸収体１８が挟み込まれる。

エネルギー吸収体１８は、例えばエラストマー等の弾性体からなり、例えば上下ブラケット１６，１７の帯幅方向の幅に相当する辺長の正方形状とされる。エネルギー吸収体１８は、例えば接着等により上下ブラケット１６，１７の各々の第二板部２４に固定される。エネルギー吸収体１８は、地震等により吊設備機器７が振動した際には、自身の撓みにより上下ブラケット１６，１７の相対移動を許容すると共に、前記振動のエネルギーの一部を吸収し、吊設備機器７の振動を軽減する。

すなわち、図６に示すように、上下ブラケット１６，１７の水平方向の相対移動は、エネルギー吸収体１８が両係止面１６ａ，１７ａに沿ってせん断されるように撓むことで許容され、吊ボルト５の基端部への前記振動の伝達が抑えられる。また、上下ブラケット１６，１７の相対的な傾きも、エネルギー吸収体１８が両係止面１６ａ，１７ａ間で斜めに撓むことで許容される。

図５に示すように、上下ブラケット１６，１７の各第二板部２４は、帯長方向の長さが帯幅方向の幅よりも長い長方形状とされる。上下ブラケット１６，１７の各第二板部２４の帯長方向の両側には、相手方の第二板部２４を相対移動させるためのスペースＳが確保される。

上下ブラケット１６，１７は、エネルギー吸収体１８を介して両係止面１６ａ，１７ａを面接触させて互いに係合するので、吊設備機器７の振動を収束させ易く、かつ振動のない通常時の吊設備機器７の支持を安定させる。
エネルギー吸収体１８は、上下ブラケット１６，１７間で引っ張って用いるのではなく圧縮して用いるため、切断の虞がなく信頼性も高い。
上下ブラケット１６，１７の各第二板部２４は、相手方の帯幅方向の幅よりも帯長方向に長いことから、帯長方向の両側に曲げモーメントが作用するが、第二分割体２６の板厚が第一分割体２５よりも厚いことで、前記曲げモーメントに対する剛性が確保される。

ボルト本体１４の上端部は、下ブラケット１７の第一板部２１の上方で螺着されたナット２７と、該ナット２７と補強パイプ１４ａの上端との間に挟まれたボルト動エネルギー吸収体２８とにより、下ブラケット１７の第一板部２１に係止される。ボルト動エネルギー吸収体２８は、例えばエラストマー等の弾性体からなり、ナット２７の座金相当の外径を有してボルト本体１４を挿通する円筒状とされる。図７に示すように、ボルト本体１４の上端部は、下ブラケット１７に対して上方へ移動自在であり、かつボルト動エネルギー吸収体２８の撓み分だけ下方及び傾き方向への移動が可能である。

これにより、地震等により吊設備機器７が振動しても、この振動はボルト本体１４には直接伝達されるが、下ブラケット１７への前記振動の伝達は抑えられる。ボルト動エネルギー吸収体２８は、吊設備機器７の荷重を受けるが、ボルト本体１４及び下ブラケット１７間で引っ張って用いるのではなく圧縮して用いるため、切断の虞がなく信頼性が高い。

また、下ブラケット１７に伝達された振動は、エネルギー吸収体１８を介することで上ブラケット１６への伝達が抑えられる。これら両エネルギー吸収体１８，２８の変形と復元により、吊設備機器７の振動エネルギーの減衰と吸収がなされ、振動が収束し易く、吊ボルト５の基端部の応力集中が緩和されると共に疲労が抑えられる。

以上説明したように、上記実施形態における振動抑制吊構造は、吊ボルト５の天井スラブ２側の基端部に、上下ブラケット１６，１７を組み合わせた連結具１５を設け、連結具１５の上下ブラケット１６，１７間に、これらの係止面１６ａ，１７ａ間に挟み込まれて吊設備機器７の荷重を受けるエネルギー吸収体１８を介装することで、地震等により吊設備機器７が振動しても、吊ボルト５の基端部ではエネルギー吸収体１８によって前記振動の伝達を抑制でき、吊ボルト５の基端部に作用する曲げモーメントを低減して吊ボルト５の基端部の変形を低減できる。

また、複数の吊ボルト５間に筋交いを設ける場合と比べて、梁跨ぎで吊設備機器７を配置するような場合でも設置自由度が高く、振動対策を容易に実施できる。
また、エネルギー吸収体１８を引っ張りではなく挟み込みで用いることで、吊設備機器７の吊り下げ強度を確保し易く、吊り下げの信頼性を向上できる。
また、連結具１５がエネルギー吸収体１８を介して両係止面１６ａ，１７ａを係合させることで、振動の収束性が高まり、かつ吊設備機器７を安定して支持できる。

また、下ブラケット１７におけるボルト本体１４の上端部が貫通する部位とボルト本体１４の上端部に螺着したナット２７との間に、ボルト動エネルギー吸収体２８が介装されることで、下ブラケット１７に対するボルト本体１４の相対移動をボルト動エネルギー吸収体２８により許容しつつ、吊設備機器７の振動エネルギーを吸収できる。
また、上下ブラケット１６，１７が互いに上下反転した構成を有することで、部品の共用化によるコストダウンを図ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、エネルギー吸収体１８の上下ブラケット１６，１７への固定は接着に限らず、例えば締結具やブラケット等の固定具を用いたりエネルギー吸収体１８を上下ブラケット１６，１７の第二板部２４に巻き付けたりする構成でもよい。一方、エネルギー吸収体１８を上下ブラケット１６，１７の少なくとも一方に固定せず、上ブラケット１６に対して下ブラケット１７を上方へ移動自在にしてもよい。この場合、ボルト本体１４を下ブラケット１７に固定してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、各実施形態の構成を適宜組み合わせる等、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 振動抑制吊構造
２ 天井スラブ
５ 吊ボルト
７ 吊設備機器
１４ ボルト本体
１４ａ 補強パイプ（ボルト貫通部）
１５ 連結具
１６ 上ブラケット
１６ａ 上向き係止面
１７ 下ブラケット
１７ａ 下向き係止面
１８ エネルギー吸収体
２８ ボルト動エネルギー吸収体

Claims (3)

1. 天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、
   前記吊ボルトの前記天井スラブ側の基端部に、前記吊設備機器に固定されるボルト本体を吊り下げる連結具を備え、
   前記連結具が、前記天井スラブに固定されると共に上向き係止面を形成する上ブラケットと、前記ボルト本体に固定されると共に前記上向き係止面に上方から係合する下向き係止面を形成する下ブラケットと、前記上向き係止面及び下向き係止面の間に挟み込まれて前記吊設備機器の荷重を受けるエネルギー吸収体とを有し、
   前記下ブラケットが、前記ボルト本体を上下動自在に挿通し、前記下ブラケットから前記ボルト本体の下端部近傍まで延びる補強パイプを有し、
   前記ボルト本体の上端部が前記下ブラケットに対して上方移動可能に係止されることを特徴とする振動抑制吊構造。
2. 前記下ブラケットにおける前記ボルト本体を貫通させるボルト貫通部と前記ボルト本体に螺着されたナットとの間に、ボルト動エネルギー吸収体が介装されることを特徴とする請求項１に記載の振動抑制吊構造。
3. 前記上下ブラケットが、互いに上下反転した構成を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動抑制吊構造。

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