JP6224357B2 - Vibration control structure - Google Patents
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Description
本発明は制振構造に関するものである。 The present invention relates to a vibration damping structure.
建物の1階に相当する部分を大きく開けて大空間の店舗や駐車場などに利用し、2階以上の部分を柱で支える所謂ピロティ建物は、車の振動や地震の揺れなどに対して2階以上の部分が大きく揺れる傾向がある。そのため、従来からこの種の建物では耐震性を確保するために、建物を支える梁と柱との間に筋交いや方杖などからなる耐震構造、制振構造を設けて2階以上の部分の揺れを抑えている(特許文献1)。 The so-called Piroti building that opens the part corresponding to the first floor of the building and uses it for large spaces such as stores and parking lots, and supports the part above the second floor with a pillar is 2 against the vibration of the car and the shaking of the earthquake. The part above the floor tends to shake greatly. For this reason, in order to ensure earthquake resistance in this type of building, a seismic structure and damping structure consisting of braces and braces are provided between the beams and pillars that support the building, and more than two floors are shaken. (Patent Document 1).
ところで、ピロティ建物の1階に相当する部分の空間を駐車場として利用する場合に、特許文献1に開示されているような筋交いや方杖などを設けると、これらの耐震構造、制振構造が駐車場の出入口を塞いでしまい、車の出入りに支障をきたし駐車場として有効利用できないおそれがあった。 By the way, when a space corresponding to the first floor of the piloti building is used as a parking lot, if a bracing or a cane as disclosed in Patent Document 1 is provided, these earthquake-resistant structures and damping structures are provided. The entrance / exit of the parking lot was blocked, and there was a possibility that the entrance / exit of the car might be hindered and the parking lot could not be used effectively.
そこで、このような問題を解決する手段として、ダンパなどの制振構造を梁の直ぐ下側に設け、梁の下方に大きく張り出さないようにして駐車場の出入口を確保するようにした制振構造が知られている(特許文献2)。このような制振構造では車の出入りに支障をきたさないので、ピロティ建物の1階に相当する部分を駐車場として広く利用することができる。 Therefore, as a means to solve such problems, a damping structure such as a damper is provided directly below the beam, and it is designed to secure the entrance of the parking lot so that it does not protrude greatly below the beam. The structure is known (Patent Document 2). Since such a vibration control structure does not hinder the entrance and exit of the car, a portion corresponding to the first floor of the piloti building can be widely used as a parking lot.
しかしながら、上記特許文献2に開示された制振構造にあっては、柱と梁とが交差する隅部にL型の連結金具を設け、この連結金具に油圧ダンパを梁と平行に設け、油圧ダンパの先端部を梁側のブラケットに固定する構造となっていたので、梁が左右方向に揺れる地震の横揺れなどに対しては油圧ダンパによる一定の効果が期待できる一方、縦揺れなどに対しては油圧ダンパによる制振効果が必ずしも十分ではなかった。
However, in the vibration damping structure disclosed in
そこで、本発明の目的は、建物の1階に相当する部分の空間を十分に確保することができると共に、車の振動や地震の横揺れや縦揺れなどに対しても制振性能を十分に発揮できるような制振構造を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to ensure a sufficient space in the portion corresponding to the first floor of the building, and to have sufficient damping performance against vehicle vibrations, earthquake rolls and pitches. It is to provide a vibration control structure that can be demonstrated.
上記課題を解決するために、本発明の制振構造は、柱と梁とが交差する付近の隅部に配設され、前記柱に基端部が接合され前記柱から前記梁と略平行に突出する剛性部材と、この剛性部材の先端部と梁との間に斜めに掛け渡される制振ダンパとを備えている。
In order to solve the above-described problems, the vibration damping structure of the present invention is disposed at a corner near the intersection of a column and a beam, and a base end portion is joined to the column so that the column is substantially parallel to the beam. A protruding rigid member and a vibration damper that is slanted between the tip of the rigid member and the beam are provided.
また、前記柱と梁とが交差する付近の隅部には、剛性部材及び制振ダンパによって閉じられた台形状の閉空間が形成される。 In addition, a trapezoidal closed space closed by a rigid member and a vibration damper is formed at a corner near the intersection of the column and the beam.
本発明の制振構造によれば、梁と略平行に柱から突出させた剛性部材と梁との間に制振ダンパを掛け渡したので、制振ダンパの下方側への張り出しを抑えることができ、建物の1階に相当する部分の空間を十分に確保することができる。また、制振ダンパを柱と梁との間に斜めに掛け渡しすることで、車の振動や地震の横揺れや縦揺れなどに対しても制振性能を十分に発揮できる。 According to the vibration damping structure of the present invention, since the vibration damping damper is bridged between the beam and the rigid member that protrudes from the column substantially parallel to the beam, it is possible to suppress the downward extension of the vibration damping damper. It is possible to sufficiently secure the space corresponding to the first floor of the building. In addition, by damping the vibration damper between the pillar and the beam, the vibration damping performance can be sufficiently exerted against the vibration of the car and the roll or pitch of the earthquake.
以下、添付図面に基づいて本発明に係る制振構造の実施形態を詳細に説明する。図1には、本発明の第1実施形態に係る制振構造を備えたピロティ建物1が示されている。ピロティ建物1は1階に相当する部分に大きな空間部2を備え、この空間部2を四方に張り渡した4本の梁3と、各梁3の四隅を支える4本の柱4とで2階部分2aを支持する構造である。このピロティ建物1の各梁3と、各梁3の左右両端の柱4とが交差する付近の上隅部には本実施形態に係る制振構造5が設けられている。図1では8箇所の上隅部のそれぞれに制振構造5が設けられている。
Hereinafter, embodiments of a vibration damping structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a piloti building 1 having a vibration control structure according to the first embodiment of the present invention. The piloti building 1 has a
前記各制振構造5は、図2に示されるように、角形の柱4の各内側面4aから梁3と略平行に突出させた剛性部材6と、この剛性部材6の先端部と前記梁3との間に斜め方向に掛け渡した制振ダンパ7とを備える。このように、本実施形態では柱4から剛性部材6を突出させ、この剛性部材6の先端部に制振ダンパ7の一端部を連結することで、柱4と梁3とが交差する付近の上隅部には、剛性部材6及び制振ダンパ7によって閉じられた台形状の閉空間2bが形成された構造となる。なお、前記剛性部材6は、柱4に片持ち支持される場合と、この実施形態のように、上記台形状の閉空間2b内において、柱4と剛性部材6との間に補助部材8を掛け渡して、トラス構造とする場合などがある。
As shown in FIG. 2, each of the
前記剛性部材6は、図3に示されるような角形閉断面鋼材、又は図4に示されるようなH型鋼材などによって構成される。この剛性部材6は、基端部に取付けた矩形状の平板ブラケット10を介して柱4の内側面4aに接合される。また、剛性部材6の先端部には制振ダンパ7の一端部7aを連結するための先端ブラケット11が取付けられる。この先端部ラケット11は、前記平板ブラケット10と同様の矩形状の平板11aと、この平板11aの前面に溶接された突出板11bとで構成されており、突出板11bに制振ダンパ7の一端部7aが回転可能に連結されている。なお、剛性部材6として利用される角形閉断面鋼材などの閉断面やH型鋼材などの開断面の大きさ及び形状、平板ブラケット10に設けられる上下の補強リブプレート10a、10bなどは、建物の構造設計などによって適宜選択される。また、図2に示されるように、剛性部材6の柱4からの突出長さL及び柱4に固定される地上12からの高さHなどは、制振ダンパ7にどのようなものを選択するかによって適宜決めることができるが、その際、空間部2への車14の出入りなども考慮して決められる。
The
前記補助部材8は、図3及び図4に示されるように、角形筒状鋼材によって形成されており、平板状の後端ブラケット13が柱4の内側面4aに接合され、先端が剛性部材6の先端ブラケット11に接合されている。なお、補助部材8の断面形状や後端ブラケット13に設けられる補強リブプレート13aは適宜選択可能である。このように、補助部材8を設けることで、柱4と剛性部材6との間にトラス構造を作ることができるので、その分揺れなどに対してはより有効に作用する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
前記制振ダンパ7は、図2及び図5に示されるように、一端部7aが前記剛性部材6の先端ブラケット11に連結され、他端部7bが梁3の下面3aに接合された梁側ブラケット15に連結されることで、剛性部材6の先端部と梁3の下面3aとの間に斜めに掛け渡される。梁側ブラケット15は、梁3の下面3aに接合された矩形状の平板15aと、この平板15aに溶接された突出板15bとで構成され、この突出板15bに制振ダンパ7の他端部7bが回転可能に連結されている。なお、前記平板15aを介さず、突出板15bが直接ハリの下面3aに溶接される場合もある。梁3の下面3aに設けられる梁側ブラケット15の位置、すなわち柱4から梁側ブラケット15までの距離は、採用される制振ダンパ7の種類などによって適宜決められる。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
前記制振ダンパ7は、建物が振動で変形した際にダンパ自身にエネルギを吸収させて、建物の損傷を防ぐ機構を備えるものであれば、特に制限されないものであり、公知の機構を備えた市販製品を利用することができる。
The
上記のように、柱4と梁3とが交差する付近の上隅部に配設された制振構造5は、斜めに掛け渡した制振ダンパ7の一端部7aを直接柱4に連結するのではなく、柱4から梁3と略平行に突出させた剛性部材6の先端部に連結させて台形状の閉空間2bを形成しているので、図2に示したように制振ダンパ7の一端部7aを仮想線で延ばし、そのまま柱4に連結させた場合に比べて、高さhだけ地上12から高く設定することができる。すなわち、この制振構造5では、制振ダンパ7の柱4側への張り出しを高さhだけ抑えることができるので、その分建物の1階に相当する部分の空間部2の高さが確保されることなり、駐車場として利用する場合の利便性が高まると共に大空間の店舗としても利用し易くなる。
As described above, the
一方、上記制振構造5の制振性能については、本発明のように制振ダンパ7の一端部7aを柱4から突出させた剛性部材6の先端部に連結した場合の制振性と、図2に仮想線で示したように制振ダンパ7の一端部7aをそのまま延ばして柱4に連結した場合の制振性とを比較した場合、両者はほぼ同じような制振性を有することが下記の解析結果からも明らかである。
On the other hand, regarding the vibration damping performance of the
図6には3種類の異なる制振構造を備えた柱と梁との構造体を示す。先ず、図6(a)、(b)、(c)に示したように、左右一対の柱材20と、この柱材20を繋ぐ上下の梁材21a,21bからなる共通の構造体を想定した。この中で、図6(a)に示された構造体が本発明の制振構造を備えており、図6(b)、(c)に示された構造体が本発明と比較するための制振構造を備えている。図3(b)の制振構造は、図6(a)に示したダンパ22をそのまま延ばして柱材20に連結したもの、図6(c)の制振構造は、図6(a)に示した剛性部材23の柱材20からの持ち出し位置にダンパ22を連結したものである。柱材20の断面は250×250×9であり、梁21a,21bの断面は300×150×6.5×9である。ダンパ22はφ48.6×3.2の鋼管断面に置き換えたものである。剛性部材23の断面は150×100×4.5であり、補助部材24の断面は75×45×3.2である。
FIG. 6 shows a structure of a column and a beam having three different types of vibration control structures. First, as shown in FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C, a common structure including a pair of left and
図6(a)、(b)、(c)において、A=3000、B=6000、a1=1000、a2=1365、b=1500、c=400であり、いずれも単位はミリメートルである。
Pは矢印の位置で矢印方向に各構造体に加える外力である。また、Rは上記外力Pを加えた時に、矢印の位置で矢印方向に発生する反力である。
6A, 6B, and 6C, A = 3000, B = 6000, a1 = 1000, a2 = 1365, b = 1500, c = 400, and the unit is millimeter.
P is an external force applied to each structure in the direction of the arrow at the position of the arrow. R is a reaction force generated in the direction of the arrow at the position of the arrow when the external force P is applied.
上記のような条件において、各構造体を解析して柱の剛性を比較した。その結果を表1に示す。表1からも明らかなように、梁21bの変位δ、反力R及び柱材20の剛性Kは、図6(a)で示した本発明の制振構造を備える構造体の値と、図6(b)で示した比較例の構造体の値とが同一であり、両者間における制振性能には大差のないことが判明した。なお、表1における各数値は、外力Pの数値を1とした場合のものである。
Under the above conditions, each structure was analyzed to compare the rigidity of the columns. The results are shown in Table 1. As is clear from Table 1, the displacement δ of the
また、上述した制振構造5では制振ダンパ7が柱4と梁3との間に斜めに掛け渡され、剛性部材6との間で台形状の閉空間2bを形成しているので、図7に示されるように、車の振動に対しては勿論のこと地震の横揺れY及び縦揺れTのいずれに対しても制振ダンパ7が効果的に作用してエネルギを吸収し、建物の揺れを抑えることができる。
Further, in the above-described
図8には、ピロティ建物1の1階に相当する空間部2の隅の方に、上述した制振構造5を利用して棚板16を設けた場合の実施形態が示されている。この実施形態では制振構造5の各剛性部材6を利用しており、隣り合う各剛性部材6の間に平板状の長い棚板16を掛け渡したものである。各剛性部材6の上面に棚板16を載せるだけでよい。この棚板16の上には工具類その他様々な物を置くことができる。なお、棚板16の長さは任意であり、隣り合う2個の剛性部材6間に掛け渡してもよいし、一列に並ぶ3個の剛性部材6間に掛け渡してもよい。また、この棚板16は空間部3の出入りに邪魔にならないような位置に設けることが望ましい。
FIG. 8 shows an embodiment in which a
1 ピロティ建物
2 空間部
2a 2階部分
2b 台形状の閉空間
3 梁
3a 梁の下面
4 柱
4a内側面
5 制振構造
6 剛性部材
7 制振ダンパ
7a 制振ダンパの一端部
7b 制振ダンパの他端部
8 補助部材
10 平板ブラケット
10a,10b 補強リブプレート
11 先端ブラケット
11a 平板
11b 突出板
12 地上
13 後端ブラケット
13a 補強リブプレート
14 車
15 梁側ブラケット
15a 平板
15b 突出板
16 棚板
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