JP6298402B2 - Partial seismic isolation structure - Google Patents
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Description
本発明は、架構フレームの筋違部分に減衰装置が設置された部分免震構造に関する。 The present invention relates to a partial seismic isolation structure in which an attenuation device is installed at a strut portion of a frame.
図5に示すように、筋違部分に減衰装置4(オイルダンパー、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー、低降伏点鋼ダンパー、ブレースダンパー又はこれらを複合したダンパー等)が設置された建物構造物1は、一般的に制震構造と呼ばれている。建物構造物1は、柱2と梁3とで床を支える柱梁架構である。そして、柱2と梁3とで形成された架構フレームの筋違部分、すなわち柱2と梁3とが接合された柱梁接合部に固定されたガセットプレート5と、柱2間の略中央の梁3上部に固定されたガセットプレート6との間に減衰装置4がそれぞれ介装されている。
As shown in FIG. 5, the building structure 1 in which the damping device 4 (oil damper, friction damper, viscoelastic damper, low yield point steel damper, brace damper, or a damper that combines these) is installed in the strut portion. It is generally called a seismic control structure. The building structure 1 is a column beam frame that supports a floor with
しかしながら、従来の制震構造では、減衰装置4が接続されている柱2の水平剛性が大きいため、図5に矢印で示すように、地震力(水平力)がほとんど柱2のせん断力として伝達してしまい、減衰装置の軸力として伝達できず、減衰効果を期待することが殆どできなかった。
However, in the conventional damping structure, since the horizontal rigidity of the
なお、架構フレームに積層ゴムを挟んだ壁柱を設け、積層ゴムの水平方向の変形によって減衰装置を伸縮させて柱梁架構の振動を直接制振する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この場合でも、柱梁架構を構成する柱にせん断力が発生するため、積層ゴムの水平方向の変形は極めて限定され、減衰効果が消失してしまい、減衰率を増大させることができない。 In addition, a technique has been proposed in which a wall column sandwiching laminated rubber is provided in a frame frame, and a damping device is expanded and contracted by horizontal deformation of the laminated rubber so as to directly control vibration of the column beam frame (for example, Patent Documents). 1). Even in this case, since a shearing force is generated in the columns constituting the column beam frame, the horizontal deformation of the laminated rubber is extremely limited, the attenuation effect disappears, and the attenuation rate cannot be increased.
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、地震力(水平力)を架構フレームの筋違部分に設置された減衰装置の軸力として効率良く伝達でき、減衰効果を向上させることができる部分免震構造を提供する点にある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to efficiently transmit the seismic force (horizontal force) as the axial force of the damping device installed in the strut portion of the frame. The point is to provide a partial seismic isolation structure that can improve the damping effect.
本発明に係る部分免震構造は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
本発明は、積層ゴムを挟んだ免震柱と、積層ゴムを挟まない通常の柱と、梁とで構成された柱梁架構であり、前記免震柱には各階ごとに前記積層ゴムが介装され、隣り合う前記免震柱と、上下の前記梁とで構成される架構フレームの筋違部分に減衰装置が設置されていることを特徴とする。
さらに、本発明は、前記免震柱と、前記通常の柱とは、1スパン以上間隔を離して配置されていることを特徴とする。
さらに、本発明は 、前記免震柱と、前記通常の柱とは、6m以上間隔を離して配置されていることを特徴とする。
The partial seismic isolation structure according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.
The present invention is a column beam structure composed of a seismic isolation column sandwiching laminated rubber, a normal column not sandwiching laminated rubber, and a beam, and the laminated rubber is interposed in each seismic isolation column for each floor. Attenuating devices are installed in the struts of the frame that is mounted and is composed of the adjacent seismic isolation columns and the upper and lower beams.
Furthermore, the present invention is characterized in that the seismic isolation column and the normal column are spaced apart by one span or more.
Furthermore, the present invention is characterized in that the seismic isolation column and the normal column are spaced apart by 6 m or more.
本発明の部分免震構造は、地震力(水平力)を架構フレームの筋違部分に設置された減衰装置の軸力として効率良く伝達でき、減衰効果を向上させることができるという効果を奏する。 The partial seismic isolation structure of the present invention can effectively transmit the seismic force (horizontal force) as the axial force of the damping device installed in the strut portion of the frame frame, and can improve the damping effect.
以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態において、従来技術と同様の機能を示す構成には、同一の符号を付し、説明を一部省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that, in the following embodiments, the same reference numerals are given to configurations showing functions similar to those of the prior art, and a part of the description is omitted.
本実施の形態の建物構造物10は、図1に示すように、積層ゴム7を挟んだ免震柱20と、積層ゴム7を挟まない通常の柱2と、梁3とで構成された柱梁架構であり、免震柱20と通常の柱2とが混在した部分免震構造を有している。積層ゴム7は、薄い鋼板とゴムシートを交互に積層した構造を有し、鉛直剛性が高く、水平剛性が極めて低い。また、積層ゴム7は、変形しても元の位置に戻るため、免震支承として機能する。
As shown in FIG. 1, the
免震柱20と通常の柱2とは、図1(a)に示すように、平面的には各軸組通りの交点、すなわち平面上のグリッド位置に規則的に配置されている。これにより、免震柱20と通常の柱2とが、1スパン以上(通常6m以上)間隔を離して配置される。
As shown in FIG. 1A, the
また、免震柱20と通常の柱2とは、図1(b)に示すように、垂直方向の部材のうち、1階で地面に繋がっている構造部材である。図1(b)に示す例では、免震柱20には、各階ごとに積層ゴム7が介装されている。そして、隣り合う免震柱20と、上下の梁3とで構成される架構フレームの筋違部分に減衰装置4(オイルダンパー、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー、低降伏点鋼ダンパー、ブレースダンパー又はこれらを複合したダンパー等)が設置されている。
Moreover, the
図2には、隣り合う免震柱20と、上下の梁3とで構成される架構フレームの筋違部分への減衰装置4の設置例が示されている。この架構フレームにおいて、免震柱20は、積層ゴム7と、積層ゴム7を挟んで上側の上側免震柱21と、積層ゴム7を挟んで下側の下側免震柱22とで構成される。上側免震柱21と上側の梁3とが接合された柱梁接合部に固定されたガセットプレート5と、上側の梁3の略中央の上部に固定されたガセットプレート6との間に減衰装置4がそれぞれ介装されている。
FIG. 2 shows an example in which the
上側免震柱21と下側免震柱22との間には、積層ゴム7が配置されている。従って、減衰装置4の接続箇所、すなわち上側免震柱21と上側の梁3との柱梁接合部における水平剛性が低くなり、せん断力を削除できる。これにより、図2に矢印で示すように、地震力(水平力)は、減衰装置4の軸力(減衰力)と、上側免震柱21の柱軸力として伝達できる。すなわち、上側免震柱21と上側の梁3との柱梁接合部のせん断力が削除されているため、地震力(水平力)は、減衰装置4の軸力として伝達され、減衰装置4の鉛直反力が上側免震柱21の柱軸力として伝達される。なお、積層ゴム7は鉛直剛性が高いので、上側免震柱21に伝達された柱軸力は下側免震柱22に伝達され、減衰付与効果が大きく改善されることになる。
The laminated
建物構造物10は、建物構造の基礎部分全てを積層ゴム支承によって地面と分離する通常の免震構造とは異なり、高層建物の柱の内の一部を積層ゴム7によって支承する免震柱20とした構造形式で、免震柱20の近傍に減衰装置4を設置することにより、高減衰な振動系を形成する部分免震構造である。この部分免震構造は、比較的高層の建物を対象とした構造システムである。減衰装置4の減衰係数を変化させることで建物構造物10の一次固有周期も同時に大きく変化させることができる。従って、固有周期が比較的長周期(2秒以上)で、減衰率を15%以上付与することができる。そのため、長周期地震動に対する超高層建物の耐震化が可能になり、地震動のような不規則な外乱に対しても建物応答加速度を大きく低減することが可能で、建物内部の設備や家具などの転倒を防ぐこともできる。なお、部分免震構造では、全ての柱を免震柱20としていない(通常の柱2がある)ため、強風に対する変形制限が不要であり、比較的高層の建物に用いても安定する。
The
なお、本実施の形態では、4*4=16のグリッド位置において、四隅に通常の柱2を配置し、その他の12本を免震柱20とした例について説明した。通常の柱2と免震柱20とが規則的に配置されていれば良く、例えば、図3(a)に示す建物構造物11のように、4*4=16のグリッド位置において、中央の4本を通常の柱2とし、その他の12本を免震柱20としても良い。また、通常の柱2と免震柱20との本数の割合は、求められる構造強度や固有振動数に応じて適宜設定することができる。例えば、図3(b)に示す建物構造物12のように、4*5=20のグリッド位置において、通常の柱2を8本とし、その他の12本を免震柱20としても良い。
In the present embodiment, the example in which the
また、各階の全てで免震柱20に積層ゴム7を介装し、減衰装置4を設置する必要はなく、免震柱20に積層ゴム7を介装し、減衰装置4を設置する階は適宜設定することができる。例えば、図4に示す建物構造物13のように、奇数階のみに積層ゴム7を介装するようにしても良い。
Moreover, it is not necessary to install the laminated
以上説明したように、本実施の形態は、積層ゴム7を挟んだ免震柱20と、積層ゴム7を挟まない通常の柱2と、梁3とで構成された柱梁架構であり、積層ゴム7が介装された、隣り合う免震柱20と、上下の梁3とで構成される架構フレームの筋違部分に減衰装置4が設置されている。
この構成により、減衰装置4の接続箇所せん断力を削除できるため、地震力(水平力)を架構フレームの筋違部分に設置された減衰装置の軸力として効率良く伝達でき、減衰効果を向上させることができる
As described above, the present embodiment is a column beam frame composed of the
With this configuration, since the shearing force at the connection point of the damping
さらに、本実施の形態では、免震柱20と通常の柱2とが、1スパン以上(通常6m以上)間隔を離して配置されている。
この構成により、通常の柱2の水平剛性に左右されることなく、減衰装置4の接続箇所せん断力を削除できる。
Furthermore, in this Embodiment, the
With this configuration, the connecting portion shearing force of the damping
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like in practicing the present invention. In each figure, the same numerals are given to the same component.
1 建物構造物
2 柱
3 梁
4 減衰装置
5、6 ガセットプレート
7 積層ゴム
10、11、12、13 建物構造物
20 免震柱
21 上側免震柱
22 下側免震柱
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記免震柱には各階ごとに前記積層ゴムが介装され、隣り合う前記免震柱と、上下の前記梁とで構成される架構フレームの筋違部分に減衰装置が設置されていることを特徴とする部分免震構造。 It is a column beam structure composed of a seismic isolation column with laminated rubber, a normal column without laminated rubber, and a beam.
The MenShinhashira the laminated rubber is interposed each floor in, that said MenShinhashira fit Ri next to the attenuation device muscle違部fraction of Frames frame constituted by the top and bottom of the beam is installed Partial seismic isolation structure characterized by
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