JP6325949B2 - 鉄骨構造物の制振方法及び構造、並びにこれを用いたラック式倉庫 - Google Patents
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Description
特許文献1は倉庫に関するもので、この文献1の倉庫の制振構造は、ラックとラックを覆う建屋との間に、粘弾性ダンパー又は粘性ダンパーと摩擦ダンパーが直列に接続された制振ダンパーが介在されて、この制振ダンパーにより、建物とラックの揺れの違いにより、制振ダンパーが揺れを吸収して、ラックの揺れを低減する形式になっている。
特許文献2はラック倉庫の耐震化構造および方法に関するもので、この文献2のラック倉庫の制振構造は、ラック構造体の最上部にラック列並び方向のラック構造体同士を固定する固定梁部材が設けられ、この固定梁部材に固定手段、アームを介して吊り下げ部が設けられて、そこに少なくともラック列並び方向に質量を可動としたチューンド・マス・ダンパー(TMD)からなる制震手段が固定され、このTMDによりラックの揺れを低減する形式になっている。
(1)特許文献1の倉庫の制振構造では、粘弾性ダンパー又は粘性ダンパーと摩擦ダンパーとからなる制振ダンパーのための大きな設置スペースが必要で、ラック上部と建物との間に十分なスペースを確保する必要があり、制振ダンパーの設置上の自由度が制限される。また、この場合、建物の架構の状況によっては(つまり架構の強度が弱いと)、建物本体の補強が必要になる。
(2)特許文献2のラック倉庫の制振構造のようなTMD方式の場合、荷物の収納状況により質量が大きく異なるラックにおいては、TMDのラックの揺れを低減する制振効果を常に発揮させることは困難であり、またTMDの質量の設定も一義的に決めることが難しい。また、TMDの十分な制振効果を得るために付加質量を大きくすると、TMDが大型化し設置スペースが大きくなり、設置上の制約も大きくなる。
また、この制振構造は各部に次のような構成を備えることが好ましい。
(1)制振ダンパーは、高減衰性のゴム又は合成樹脂の粘弾性を利用した粘弾性ダンパー、液体の粘性抵抗を利用した粘性ダンパー、摩擦抵抗を利用した摩擦ダンパーを含む。
(2)変位増幅機構は、一端が一端側の支点に3次元的に回転可能な連結部材を介して取り付けられ、他端が制振ダンパーの他端に3次元的に回転可能な連結部材を介して回動可能に取り付けられ、前記一端側の支点と前記制振ダンパーの他端との間に架設される一端側のアームと、一端が他端側の支点に3次元的に回転可能な連結部材を介して回動可能に取り付けられ、他端が前記制振ダンパーの他端に3次元的に回転可能な連結部材を介して回動可能に取り付けられ、前記他端側の支点と前記制振ダンパーの他端との間に架設される他端側のアームとを備え、鉄骨構造体と他の構造体との間に略三角形状に構成される。
また、本発明(ニ)は、建屋と、前記建屋内に前記建屋とは独立した構造で設置される鉄骨構造のラックとを備え、各種荷物を格納するラック式倉庫において、前記ラックを多層構造の鉄骨構造物とし、前記建屋の内面構造を他の構造物として、上記(イ)に記載の鉄骨構造物の制振方法を用いた、ことを要旨とする。
また、本発明(ヘ)は、建屋と、前記建屋内に前記建屋とは独立した構造で設置される鉄骨構造のラックとを備え、各種荷物を格納するラック式倉庫において、前記ラックを多層構造の鉄骨構造物とし、前記建屋の内面構造を他の構造物として、上記(ロ)に記載の鉄骨構造物の制振構造を用いた、ことを要旨とする。
この場合、制振ダンパー1は、高減衰性のゴム又は合成樹脂の粘弾性を利用した粘弾性ダンパー、液体の粘性抵抗を利用した粘性ダンパー、摩擦抵抗を利用した摩擦ダンパーなど、一般に制振ダンパーとして知られている各種のエネルギー吸収部材から適宜選択すればよい。変位増幅機構2は、一端を一端側の支点T1に3次元的に回転可能な連結部材Jを介して回動可能に取り付け、他端を制振ダンパー1の他端12に3次元的に回転可能な連結部材Jを介して回動可能に取り付けて、一端側の支点T1と制振ダンパー1の他端12との間に架設する一端側のアーム21と、一端を他端側の支点T2に3次元的に回転可能な連結部材Jを介して回動可能に取り付け、他端を制振ダンパー1の他端12に3次元的に回転可能な連結部材Jを介して回動可能に取り付けて、他端側の支点T2と制振ダンパー1の他端12との間に架設する他端側のアーム22とにより、一方の鉄骨構造物S1と他方の鉄骨構造物S2との間に略水平方向に長い略三角形状に構成することが好ましい。
また、このような簡易な構造で各鉄骨構造物S1,S2の地震エネルギーを吸収することができるので、制振ダンパー1及び変位増幅機構2の大きさ、容量を小さくすることができ、また、各鉄骨構造物S1,S2に作用する付加軸力も小さく、各鉄骨構造物S1,S2を補強する必要がない。さらに、制振ダンパー1及び変位増幅機構2の大きさ、容量を小さくすることで、建屋内の鉄骨構造物S1,S2の周囲のスペースが狭い場合でも制振ダンパー1及び変位増幅機構2の設置が可能であり、設置工事も容易に行うことができる。
さらに、この制振構造は、各鉄骨構造物S1,S2の頂部間に設置されるので、新設の鉄骨構造物の場合、その組み立てとともに施工することができ、既存の鉄骨構造物の場合は、後付けで取り付けることができる。
なお、制振ダンパー1、変位増幅機構2については、図1に示す鉄骨構造物の制振方法で説明したとおりである(段落0015参照)。
また、上記各実施の形態では、この制振方法及び構造を屋内の鉄骨構造物に適用するものとして例示したが、屋外の鉄骨構造物にも同様に適用することができ、地震や強風などの外力による鉄骨構造物の振動を確実に抑制して、鉄骨構造物を補強することができる。
図6に示すように、ラック式自動倉庫Wは、建屋(図示省略)と、建屋内に並列に設置される複数のラックR1,R2と、各ラックR1,R2間に設置されるスタッカクレーン(図示省略)とにより構成される。この場合、各ラックR1,R2は、建屋内の設置面となる床に、鉄骨の柱と梁とにより、複数の収納部が多層かつ多列状に組み立てられ、建屋とは独立した構造になっている。またこの場合、各ラックR1,R2は同じ高さで、各収納部への荷物の搬入、搬出側となる一方の面及びその反対側の他方の面が長辺方向の面で、一方の面の両側の面が短辺方向の面になっている。スタッカクレーンは、主柱、及び主柱に沿って昇降可能な荷台と、荷の積み下ろしを行うためのフォークとを備え、各ラック間の床上に敷設されたレール上に走行可能に設置される。このようにして入庫された荷物をパレットに載せてラックの収納部に自動搬送により格納し、荷物を出庫する時は反対に荷物を格納先の収納部から自動搬送により搬出するようになっている。
このようなラック式自動倉庫Wにおいて、相互に隣り合う各ラックR1,R2の頂部間に制振ダンパー1と一端側のアーム21及び他端側のアーム22からなる変位増幅機構2とを取り付ける。
なお、中央の支点T0、一端側の支点T1及び他端側の支点T2の設定、制振ダンパー1、変位増幅機構2の各構成及びその取り付け方は既述のとおりである(段落0015、段落0017−段落0020参照)。
この場合、ラックR1,R2の変形を変位増幅機構2で増幅して制振ダンパー1に伝達し、制振ダンパー1で効率的に地震エネルギーを吸収するので、ラックR1,R2の荷物の収納状況に拘わらず、確実に制振効果を発揮することができる。したがって、ラックR1,R2の荷物の収容量は減少しない。そして、このようにラックR1,R2の地震エネルギーを効率的に吸収できるので、制振ダンパー1及び変位増幅機構2の大きさ、容量を小さくすることができ、また、容量の小さい制振ダンパー1でも十分な制振効果が得られるため、各ラックR1,R2に作用する付加軸力も小さく、各ラックR1,R2を補強する必要がない。さらに、この制振ダンパー1及び変位増幅機構2の大きさ、容量を小さくできることで、建屋内のラックR1,R2の周囲のスペースが狭い場合でも制振ダンパー1及び変位増幅機構2の設置が可能であり、各部材を軽量にして設置工事も容易に行うことができる。
さらに、この制振構造は、各ラックR1,R2の頂部間に設置されるので、新設のラック式(自動)倉庫の場合、ラックの組み立てとともに施工することができ、既存のラック式(自動)倉庫の場合は、既設のラックに後付けで取り付けることができる。
このようなラック式自動倉庫Wにおいて、ラックR1の頂部と建屋B内の一側面b1(他の構造物)との間に、制振ダンパー1と一端側のアーム21及び他端側のアーム22からなる変位増幅機構2とを取り付ける。
なお、中央の支点T0、一端側の支点T1及び他端側の支点T2の設定、制振ダンパー1、変位増幅機構2の各構成及びその取り付け方は既述のとおりである(段落0032参照)。
このようにすると、地震の発生により、ラックR1に外力が加えられ、ラックR1の縦軸方向、この場合、鉄骨柱R11が曲げ変形すると、ラックR1の頂部と建屋B内の一側面b1との間に制振ダンパー1と変位増幅機構2をなす各アーム21,22が略三角形状に構成され、各アーム21,22は長さの変化がないために、ラックR1の曲げ変形によるラックR1の水平方向の変位、各支点T0,T1,12の鉛直方向の変位は、変位増幅機構2の軸方向の変位に置き換えられる。この場合、ラックR1と建屋B内の一側面b1との間の距離が変化し、ラックR1の頂部の支点T0,T1,12に回転が生じると、変位増幅機構2を構成する一端側、他端側の各アーム21,22が双方の結合点(制振ダンパーの他端)12を中心に回動又は閉動し、各アーム21,22の結合点12と中央の支点T0との距離が短く又は長くなる。このアーム21,22の結合点12と中央の支点T0との距離の変化、すなわち、制振ダンパー1の一端11、他端12間を結ぶ直線方向を圧縮又は伸長する動作により、ラックR1の変位を増幅して制振ダンパー1に伝達し、これが制振ダンパー1の粘弾性体にせん断力として作用し粘弾性体自体のせん断変形により、ラックR1の振動エネルギーは効果的に吸収され、ラックR1の振動が抑制される。
S11,S21 鉄骨柱
B 建屋
b1 一側面
b11 鉄骨柱
W ラック式自動倉庫
R1,R2 ラック
R11,R21 鉄骨柱
P0 基準面
P1 反対側の面
P2 面
T0 中央の支点
T1 一端側の支点
T2 他端側の支点
1 制振ダンパー
11 一端
12 他端
2 変位増幅機構
21 一端側のアーム
22 他端側のアーム
J 3次元的に回転可能な連結部材
Claims (8)
- 多層構造の鉄骨構造物と他の構造物との間に、振動エネルギーを吸収する制振ダンパーを用いて、当該多層構造の鉄骨構造物に外力によって発生する曲げ変形の繰り返しによる振動を抑制する鉄骨構造物の制振方法であって、
前記鉄骨構造物の前記他の構造物に対向する面を基準面として当該基準面の頂部に中央の支点を設けるとともに、前記鉄骨構造物の前記基準面とは反対側の面の頂部に一端側の支点、前記鉄骨構造物の前記基準面に対向する前記他の構造物の面で前記中央の支点と略同じ高さに他端側の支点をそれぞれ設けて、
前記中央の支点に制振ダンパーの一端を相互に直交する3次元的に回転可能に連結するとともに、前記制振ダンパーを当該制振ダンパーの他端が一端の上方に位置するように垂直方向に向けて起立させた設置状態から、前記一端側の支点、前記他端側の支点、及び前記制振ダンパーの他端にそれぞれ相互に直交する3次元的に回転可能に連結して、前記一端側、他端側の各支点、及び前記制振ダンパーの他端間に前記鉄骨構造物の振動による変位を増幅し前記制振ダンパーに伝達する変位増幅機構を架設し、
前記鉄骨構造物の曲げ変形を利用して前記鉄骨構造物の振動エネルギーを吸収する、
ことを特徴とする鉄骨構造物の制振方法。 - 多層構造の鉄骨構造物と他の構造物との間に、振動エネルギーを吸収する制振ダンパーを用いて、当該多層構造の鉄骨構造物に外力によって発生する曲げ変形の繰り返しによる振動を抑制する鉄骨構造物の制振構造であって、
前記鉄骨構造物の前記他の構造物に対向する面を基準面として当該基準面の頂部に設けられる中央の支点に一端が相互に直交する3次元的に回転可能に連結され、他端が前記一端の上方に位置するように垂直方向に向けて起立状態に設置される制振ダンパーと、
前記鉄骨構造物の前記基準面とは反対側の面の頂部に設けられる一端側の支点、前記鉄骨構造物の前記基準面に対向する前記他の構造物の面で前記中央の支点と略同じ高さに設けられる他端側の支点、及び前記制振ダンパーの他端にそれぞれ相互に直交する3次元的に回転可能に連結されて前記一端側、他端側の各支点、及び前記制振ダンパーの他端間に架設され、前記鉄骨構造物の振動による変位を増幅し前記制振ダンパーに伝達する変位増幅機構と、
を備え、
前記鉄骨構造物の曲げ変形を利用して前記鉄骨構造物の振動エネルギーを吸収する、
ことを特徴とする鉄骨構造物の制振構造。 - 制振ダンパーは、高減衰性のゴム又は合成樹脂の粘弾性を利用した粘弾性ダンパー、液体の粘性抵抗を利用した粘性ダンパー、摩擦抵抗を利用した摩擦ダンパーを含む請求項2に記載の鉄骨構造物の制振構造。
- 変位増幅機構は、一端が一端側の支点に3次元的に回転可能な連結部材を介して取り付けられ、他端が制振ダンパーの他端に3次元的に回転可能な連結部材を介して回動可能に取り付けられ、前記一端側の支点と前記制振ダンパーの他端との間に架設される一端側のアームと、一端が他端側の支点に3次元的に回転可能な連結部材を介して回動可能に取り付けられ、他端が前記制振ダンパーの他端に3次元的に回転可能な連結部材を介して回動可能に取り付けられ、前記他端側の支点と前記制振ダンパーの他端との間に架設される他端側のアームとを備え、鉄骨構造体と他の構造体との間に略三角形状に構成される請求項2又は3に記載の鉄骨構造物の制振構造。
- 建屋と、前記建屋内に前記建屋とは独立した構造で設置される複数の鉄骨構造のラックとを備え、各種荷物を格納するラック式倉庫において、
前記複数のラックのうち相互に隣り合うラックの一方を多層構造の鉄骨構造物とし、他方を他の構造物として、請求項1に記載の鉄骨構造物の制振方法を用いた、
ことを特徴とするラック式倉庫。 - 建屋と、前記建屋内に前記建屋とは独立した構造で設置される鉄骨構造のラックとを備え、各種荷物を格納するラック式倉庫において、
前記ラックを多層構造の鉄骨構造物とし、前記建屋の内面構造を他の構造物として、請求項1に記載の鉄骨構造物の制振方法を用いた、
ことを特徴とするラック式倉庫。 - 建屋と、前記建屋内に前記建屋とは独立した構造で設置される複数の鉄骨構造のラックとを備え、各種荷物を格納するラック式倉庫において、
前記複数のラックのうち相互に隣り合うラックの一方を多層構造の鉄骨構造物とし、他方を他の構造物として、請求項2乃至4のいずれかに記載の鉄骨構造物の制振構造を用いた、
ことを特徴とするラック式倉庫。 - 建屋と、前記建屋内に前記建屋とは独立した構造で設置される鉄骨構造のラックとを備え、各種荷物を格納するラック式倉庫において、
前記ラックを多層構造の鉄骨構造物とし、前記建屋の内面構造を他の構造物として、請求項2乃至4のいずれかに記載の鉄骨構造物の制振構造を用いた、
ことを特徴とするラック式倉庫。
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