JP6429750B2 - Damping device and damping structure - Google Patents

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Description

本発明は、建築構造における制振装置および制振構造に関する。   The present invention relates to a vibration damping device and a vibration damping structure in a building structure.

建築構造は、地震の揺れなどにより外力が与えられた場合、構造の強さを以って当該外力に耐える耐震構造、地盤から主構造を隔離する免震構造、与えられた当該外力を低減する制振構造などを備えることにより、主構造自体の破壊を免れる。中でも、制振構造は、敷地条件や建築条件を問わず多くの建築構造に適用でき、費用対効果も高いことから、最近普及しつつある。また、制振構造は、地震の初期の揺れを利用して振動エネルギーを吸収するため、揺れのピーク時の揺れ幅が耐震構造より大幅に低減できると共に、揺れ時間も短くなるため、建築構造の安全性向上に寄与する。   When an external force is applied due to a shaking of an earthquake, the building structure is an earthquake-resistant structure that can withstand the external force with the strength of the structure, a seismic isolation structure that isolates the main structure from the ground, and the applied external force is reduced By providing a vibration control structure, etc., the main structure itself can be avoided. Among them, the vibration control structure is being spread recently because it can be applied to many building structures regardless of site conditions and building conditions and is cost-effective. In addition, since the vibration control structure absorbs vibration energy by using the initial vibration of the earthquake, the vibration width at the peak of the vibration can be greatly reduced compared to the earthquake resistant structure, and the vibration time is also shortened. Contributes to improved safety.

従来から、建築構造に制振構造を付与する装置として、油圧ダンバー、粘性体、摩擦装置、金属製の装置などが知られている。たとえば、特許文献1は、油性ダンパーを用いた制振構造を、特許文献2は、摩擦装置を用いた制振構造を開示する。また、特許文献3に示すように、矩形構造の中に制振ブレース構造を備えた制振構造も知られている。しかし、これらの構造は、大掛かりな構造が必要となり施工コストが高くなるし、油圧ダンパーや粘性体では、速度依存性を有するため様々な地震の揺れに対して制振性能の安定性にバラツキが生じ、経年劣化を起こすためその制振性能を維持するためにはメンテナンスが必要となる。また、摩擦装置では、建築構造に応じた適切な圧力と安定的な摩擦係数を恒久的に維持することが困難である。   Conventionally, hydraulic dampers, viscous bodies, friction devices, metal devices, and the like are known as devices for imparting a damping structure to a building structure. For example, Patent Literature 1 discloses a damping structure using an oil damper, and Patent Literature 2 discloses a damping structure using a friction device. Further, as shown in Patent Document 3, a damping structure having a damping brace structure in a rectangular structure is also known. However, these structures require a large-scale structure and the construction cost is high.Hydraulic dampers and viscous bodies have speed dependency, so there is a variation in the stability of the damping performance against various earthquake vibrations. Maintenance occurs in order to maintain the vibration control performance due to aging and deterioration. Moreover, it is difficult for the friction device to permanently maintain an appropriate pressure and a stable friction coefficient according to the building structure.

金属製の装置では、金属素材を繰り返し変形させることにかかるエネルギーを以って振動エネルギーを消耗させるので、上記の制振装置に比し制振性能が安定的で信頼性が高く、また耐久性もよい。たとえば、特許文献4は、減衰材料としての低降伏点鋼を柱梁構造の斜材(ブレース材)として使用することを開示する。しかし、このような制振構造では、斜材全体が塑性変形するので、大地震などによって斜材自体が座屈や切断してしまい、制振構造に致命的なダメージを与えることとなる。   In metal equipment, vibration energy is consumed by the energy required to repeatedly deform the metal material. Therefore, the vibration control performance is more stable and reliable than the above vibration control devices. Also good. For example, Patent Document 4 discloses the use of low yield point steel as a damping material as an oblique material (brace material) having a column beam structure. However, in such a vibration damping structure, since the entire diagonal member is plastically deformed, the diagonal member itself buckles or cuts due to a large earthquake or the like, which causes fatal damage to the vibration damping structure.

また、特許文献5は、柱梁構造の斜材の中間に、柱梁の矩形構造と相似形を有する金属製のフレーム状の装置を挿入した制振構造を開示する。この制振構造は、矩形構造と、それに相似の剛性フレームと、矩形構造の隅部と剛性フレームの角部とを連結する斜材とからなり、矩形構造の寸法に対する剛性フレームの寸法の縮小率を、0.02〜0.3としたことを特徴とする。   Patent Document 5 discloses a vibration damping structure in which a metal frame-like device having a shape similar to a rectangular structure of a column beam is inserted in the middle of an oblique member of a column beam structure. This vibration damping structure is composed of a rectangular structure, a rigid frame similar to the rectangular structure, and a diagonal member that connects the corners of the rectangular structure and the corners of the rigid frame. Is 0.02 to 0.3.

しかし、後述するように、この種の制振構造の剛性は、矩形構造の寸法に対するフレーム状装置の寸法の縮小率の3乗に反比例するから、フレーム状装置を小さくすればするほど剛性は高くなるが、あまり小さくすると、フレーム状装置の単位断面積当たりの負荷が大きくなり、また加工が難しくなると言う問題があった。また、大地震などでフレーム状装置が破断した場合、一気に制振性能を喪失することとなる恐れがあった。   However, as will be described later, the rigidity of this type of damping structure is inversely proportional to the cube of the reduction ratio of the size of the frame-like device with respect to the size of the rectangular structure. Therefore, the smaller the frame-like device, the higher the rigidity. However, if it is too small, there is a problem that the load per unit cross-sectional area of the frame-shaped device increases and the processing becomes difficult. In addition, when the frame-shaped device breaks due to a large earthquake or the like, there is a risk that the vibration control performance may be lost at once.

特開平11−022238号公報JP 11-022238 A 米国特許5819484号公報US Pat. No. 5,819,484 特開平10−317711号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-317711 特開平10−306615号公報JP-A-10-306615 特開2010−095901号公報JP 2010-095901 A

そこで、本発明では、大掛かりな構造を必要せず施工コストが低廉であり、地震や建築構造の特性に拘わらず、制振性能が安定的で信頼性が高く、またメンテナンス不要で耐久性もよい制振装置および制振構造を提供する。そして、さらに本発明では、大きな揺れを受けても斜材自体を座屈させて破壊することがなく、制振装置の一部が破壊された場合であっても一気に制振性能を喪失することがなく、また剛性は高いが加工性がよい制振装置および制振構造を提供する。   Therefore, in the present invention, a large-scale structure is not required, the construction cost is low, the vibration control performance is stable and reliable regardless of the characteristics of the earthquake and the building structure, and maintenance is unnecessary and good durability. A damping device and a damping structure are provided. And in the present invention, even if it receives a large shake, the diagonal material itself does not buckle and break, and even if a part of the vibration damping device is broken, the vibration damping performance can be lost at once. In addition, the present invention provides a vibration damping device and a vibration damping structure having high rigidity and high workability.

上記課題を解決するために、矩形構造材を備える建築構造体を、矩形構造材の対角線上に配置される斜材を介して制振する制振装置であって、矩形構造材と相似形を有する外フレームと、矩形構造材と相似形を有し、各辺が外フレームの各辺より短くかつ平行または垂直をなす内フレームと、外フレームの対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在し、斜材と連結するための継手と、を備え、外フレームの各隅のみが、内フレームの角結合され、内フレームの中心は外フレームの中心と一致し、内フレームの各角は、外フレームの対応する各隅と直線材を介して連結されていることを特徴とする制振装置が提供される。
これによれば、外フレームの隅と外フレームより小さい内フレームの角とを結合した本制振装置が、斜材軸線と一致する継手を介して斜材と連結されることで、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材自体を座屈させて破壊することがなく、また、外フレームと内フレームを組み合わすことで剛性は高いが加工性の良い制振装置を提供できると共に、矩形構造材に対する縮小率が異なる外フレームと内フレームを中心が一致するように組み合わせることにより、本制振装置は、外フレームの耐力と内フレームの耐力の和の耐力を備えると共に、異なる剛性と塑性域での異なる応力を兼ね備えるフレームを複数有して各フレームで亀裂や破断のような破壊が起こる変形量が異なることから、複数のフレームが一度に破壊されることがなく、一気に制振性能を喪失することがない制振装置を提供できる。また、大きさの大きい外フレームと剛性の高い内フレームを組み合わすことで、剛性は高いが加工性の良い制振装置を提供できる。
In order to solve the above problems, a vibration damping device for damping a building structure including a rectangular structure material via a diagonal member arranged on a diagonal line of the rectangular structure material, the shape being similar to that of the rectangular structure material An outer frame having a shape similar to that of a rectangular structural material, each side being shorter than each side of the outer frame and parallel or perpendicular to each other, and extending diagonally from the outer frame from each corner. And a joint for connecting to the diagonal member, and only each corner of the outer frame is joined to the corner of the inner frame, the center of the inner frame coincides with the center of the outer frame, and each corner of the inner frame Is provided with a damping device characterized by being connected to each corresponding corner of the outer frame via a straight member .
According to this, by the damping device engaged binding the corner of the corner and the outer frame is less than the frame of the outer frame is connected to the diagonal members through the joint coincides with the diagonal member axis, big shake The diagonal of the shortened side of the frame is large even if it is subjected to bending, so that the diagonal material itself does not buckle and break, and the combination of the outer frame and the inner frame provides high rigidity but good workability. By combining the outer frame and the inner frame, which can provide a vibration device and the center of the outer frame and the inner frame, which have different reduction ratios with respect to the rectangular structure material, the vibration damping device has a combined strength of the outer frame and the inner frame. Since there are multiple frames that have different rigidity and different stresses in the plastic region, and the amount of deformation that causes fracture such as cracks and breaks in each frame is different, Without being is to be destroyed, it is possible to provide a vibration damping device is not to lose stretch damping performance. Further, by combining a large outer frame and a highly rigid inner frame, it is possible to provide a vibration damping device that has high rigidity but good workability.

以上説明したように、本発明によれば、大掛かりな構造を必要せず施工コストが低廉であり、地震や建築構造の特性に拘わらず、制振性能が安定的で信頼性が高く、またメンテナンス不要で耐久性もよい制振装置および制振構造を提供できる。そして、さらに本発明によれば、大きな揺れを受けても、斜材自体を座屈させて破壊することがなく、制振装置の一部が破壊された場合であっても、一気に制振性能を喪失することがなく、また剛性は高いが加工性がよい制振装置および制振構造を提供できる。   As described above, according to the present invention, the construction cost is low without requiring a large-scale structure, the damping performance is stable and reliable regardless of the characteristics of the earthquake and the building structure, and the maintenance. It is possible to provide a vibration damping device and a vibration damping structure that are unnecessary and have high durability. Further, according to the present invention, even if a large vibration is received, the diagonal member itself is not buckled and broken, and even if a part of the vibration damping device is broken, the vibration damping performance at once. In addition, it is possible to provide a vibration damping device and a vibration damping structure that have high rigidity and high workability.

本発明に係る第一実施例の制振装置の、(A)正面図、(B)平面図、(C)側面図、(D)斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (A) Front view, (B) Top view, (C) Side view, (D) Perspective view of the vibration damping device of the first embodiment according to the present invention. 本発明に係る第一実施例の制振装置を矩形構造材に取り付けた場合の正面図。The front view at the time of attaching the damping device of 1st Example which concerns on this invention to the rectangular structure material. 本発明に係る第一実施例の制振装置の、(A)負荷時の正面図、(B)破断時の正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (A) Front view at the time of load of the vibration damping device of 1st Example which concerns on this invention, (B) Front view at the time of a fracture | rupture. 本発明に係る第一実施例の制振装置の荷重変形曲線(水平変位−水平荷重)。The load deformation | transformation curve (horizontal displacement-horizontal load) of the damping device of 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施例の制振装置の、(A)外フレームのみの正面図、(B)内フレームのみの正面図、(C)荷重変形曲線(層間変位角−水平荷重)。(A) Front view of only outer frame, (B) Front view of only inner frame, (C) Load deformation curve (interlayer displacement angle-horizontal load) of the vibration damping device of the first embodiment according to the present invention. 本発明に係る第一実施例の制振装置の伸び側対角線変形−短縮側対角線変形図。The expansion side diagonal deformation | transformation-shortening side diagonal deformation | transformation figure of the damping device of 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施例の制振装置の、(A)正面図、(B)平面図、(C)側面図、(D)斜視図、(E)拡張継手の平面図。(A) Front view, (B) Plan view, (C) Side view, (D) Perspective view, (E) Plan view of expansion joint of the vibration damping device of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る第二実施例の制振装置を矩形構造材に取り付けた場合の正面図。The front view at the time of attaching the damping device of 2nd Example which concerns on this invention to the rectangular structure material. 本発明に係る第二実施例の制振装置の、(A)負荷時の正面図、(B)破断時の正面図。(A) Front view at the time of load, (B) Front view at the time of a fracture | rupture of the damping device of 2nd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施例の制振装置の、(A)鋼材の荷重変形曲線(水平変位−水平荷重)、(B)アルミニウムの荷重変形曲線(水平変位−水平荷重)(A) Steel material load deformation curve (horizontal displacement-horizontal load), (B) Aluminum load deformation curve (horizontal displacement-horizontal load) of the vibration damping device of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る第二実施例の制振装置の伸び側対角線変形−短縮側対角線変形図。The expansion side diagonal deformation | transformation-shortening side diagonal deformation | transformation figure of the damping device of 2nd Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施例の制振装置と第二実施例の制振装置を組み合わせた場合(第三実施例)の制振装置の、(A)正面図、(B)平面図、(C)側面図、(D)斜視図。(A) front view, (B) plan view of the vibration damping device when the vibration damping device of the first embodiment and the vibration damping device of the second embodiment according to the present invention are combined (third embodiment); C) Side view, (D) Perspective view. 本発明に係る第一実施例の制振装置と第二実施例の制振装置を取り付けた場合(第三実施例)の制振構造の、(A)正面図、(B)斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (A) Front view and (B) Perspective view of the damping structure when the damping device of the first embodiment and the damping device of the second embodiment according to the present invention are attached (third embodiment). 本発明に係る制振装置および制振構造における軸部の正面形状の模式図。(A)制振装置の第一実施例の場合の模式図、(B)制振装置の第二実施例の場合の模式図、(C)制振装置の第一実施例の変形例の場合の模式図、(D)制振装置の第二実施例の変形例の場合の模式図、(E)制振構造の模式図(図では第一実施例の制振装置を使用)、(F)短縮側と伸び側の対角線変形の比較図。The schematic diagram of the front shape of the axial part in the damping device and damping structure which concern on this invention. (A) Schematic diagram in case of first embodiment of vibration damping device, (B) Schematic diagram in case of second embodiment of vibration damping device, (C) In case of modification of first embodiment of vibration damping device (D) Schematic diagram in the case of a modification of the second embodiment of the damping device, (E) Schematic diagram of the damping structure (in the figure, the damping device of the first embodiment is used), (F ) Comparison of diagonal deformation between shortened side and elongated side.

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
図14を参照し、本発明について説明する。本図は、矩形構造材および制振装置を、矩形構造材における柱や梁などの各部および制振装置における外フレームや内フレームなどの各部における力の作用線である中心線で表現したものである。本明細書における「相似形」とは、矩形構造材の柱と梁および制振装置の外フレームや内フレームにおける力の作用線である中心線が相似形であることを言う。すなわち、矩形構造材および制振装置が相似形であるという場合、両者の各部の太さや厚さの概念を含まない。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
The present invention will be described with reference to FIG. This figure is a representation of a rectangular structural material and a vibration damping device with a center line that is an action line of force at each part of the rectangular structural material such as a column and a beam and at each part of the vibration damping device such as an outer frame and an inner frame. is there. The “similar shape” in the present specification means that the center line, which is the action line of force in the outer frame and the inner frame of the vibration damping device, is similar to the column and beam of the rectangular structure material. That is, when the rectangular structural material and the vibration damping device are similar, they do not include the concept of the thickness and thickness of each part of both.

本図(A)に示す制振装置10Aは、1つの矩形の外フレーム11Aと、外フレーム11Aより小さく、外フレーム11Aと相似形を有する1つの内フレーム12Aと、外フレーム11Aの(図中一点鎖線で示す)対角線DL上に外方向に各角OCOからそれぞれ延在する継手13Aとを備える。外フレーム11Aを構成する各辺(中心線)および内フレーム12Aを構成する各辺(中心線)は、互いに剛接または一体成型されており、外フレーム11Aおよび内フレーム12Aの各角は剛性がある。外フレーム11Aの各隅ICOは、内フレーム12Aの角OCIと同一面内で間接的に結合されている。すなわち、外フレーム11Aの各隅ICOは、内フレーム12Aの角OCIと直線材14Aを介して連結されている。本例では、外フレーム11Aの隅ICOと内フレーム12Aの角OCIを連結するのは直線を構成する直線材14Aであるが、これに限定されず、多少湾曲や蛇行する線材であってもよい。   The vibration damping device 10A shown in FIG. 6A includes one rectangular outer frame 11A, one inner frame 12A smaller than the outer frame 11A and having a similar shape to the outer frame 11A, and the outer frame 11A (in the drawing). And a joint 13A extending outward from each corner OCO on a diagonal line DL (indicated by a dashed line). Each side (center line) constituting the outer frame 11A and each side (center line) constituting the inner frame 12A are rigidly connected or integrally formed with each other, and each corner of the outer frame 11A and the inner frame 12A has rigidity. is there. Each corner ICO of the outer frame 11A is indirectly coupled in the same plane as the corner OCI of the inner frame 12A. That is, each corner ICO of the outer frame 11A is connected to the corner OCI of the inner frame 12A via the linear member 14A. In this example, the corner ICO of the outer frame 11A and the corner OCI of the inner frame 12A are connected by the linear member 14A constituting a straight line, but the present invention is not limited to this, and a linear member that is slightly curved or meandering may be used. .

内フレーム12Aと外フレーム11Aは同一面内にあり、内フレーム12Aの矩形を構成する各辺は、外フレーム11Aの矩形を構成する各辺と平行または垂直をなす。たとえば、内フレーム12Aの縦の辺は、外フレーム11Aの縦の辺とは平行であり、外フレーム11Aの横の辺とは垂直である。また、内フレーム12Aの横の辺は、外フレーム11Aの縦の辺とは垂直であり、外フレーム11Aの横の辺とは平行である。なお、外フレーム11Aより小さい内フレーム12Aは、対角線DL上に配置されて内フレーム12Aの対角を連結する斜材を有さない。   The inner frame 12A and the outer frame 11A are in the same plane, and the sides constituting the rectangle of the inner frame 12A are parallel or perpendicular to the sides constituting the rectangle of the outer frame 11A. For example, the vertical side of the inner frame 12A is parallel to the vertical side of the outer frame 11A and is vertical to the horizontal side of the outer frame 11A. Further, the horizontal side of the inner frame 12A is perpendicular to the vertical side of the outer frame 11A, and is parallel to the horizontal side of the outer frame 11A. Note that the inner frame 12A, which is smaller than the outer frame 11A, does not have diagonal materials arranged on the diagonal line DL and connecting the diagonals of the inner frame 12A.

本図(A)に示す制振装置10Aは、本図(E)に示すように、建築構造体(図示せず)の一部をなす制振構造100に組み込まれる。制振構造100は、柱102と梁103からなる矩形構造材101と、矩形構造材101の対角線DL上に配置される斜材104と、斜材104の中間において、継手13Aにより斜材104と連結された制振装置10Aとを備える。したがって、制振装置10Aは、矩形構造材101を備える建築構造体を、矩形構造材101の対角線DL上に配置される斜材104を介して制振する制振装置である。   The vibration damping device 10A shown in this figure (A) is incorporated in a vibration damping structure 100 that forms a part of a building structure (not shown) as shown in this figure (E). The damping structure 100 includes a rectangular structural member 101 including columns 102 and beams 103, an oblique member 104 disposed on the diagonal line DL of the rectangular structural member 101, and an oblique member 104 between the oblique member 104 by a joint 13A. And a connected vibration damping device 10A. Therefore, the vibration damping device 10 </ b> A is a vibration damping device that dampens the building structure including the rectangular structure material 101 via the diagonal material 104 disposed on the diagonal line DL of the rectangular structure material 101.

「矩形構造材」とは、より一般的に言えば、構造物の一つの構面において一方向に延びる2条の構造材、およびこれらと直交する方向に延びる2条の構造材をいう。本発明を垂直壁の構面に適用するときには、本例のように、2条の柱および2条の梁とすることができる。本明細書では主要な適用例を垂直壁の構面としているが、発明の趣旨からはこれに限定されることはない。なお、制振構造100を備える建築構造体は、すべて矩形構造材で構成されている必要はなく、トラス構造や壁式構造を含んでもいてもよい。また、建築構造体に備えられる矩形構造材は、すべてにおいて本制振装置を備えている必要はなく、一部において備えていてもよい。また、本明細書における建築構造体は、木造建築物、鉄骨構造物、鉄筋コンクリート構造物など、いずれの構造体であってもよい。   More generally, the term “rectangular structural material” refers to two structural materials extending in one direction on one structural surface of a structure and two structural materials extending in a direction perpendicular to these structural materials. When the present invention is applied to the construction surface of a vertical wall, two columns and two beams can be used as in this example. In the present specification, a main application example is a vertical wall surface, but the present invention is not limited thereto. Note that the building structure including the vibration damping structure 100 does not have to be made of a rectangular structure material, and may include a truss structure or a wall structure. Moreover, the rectangular structural material provided in the building structure does not need to be provided with the vibration damping device in all, and may be provided in part. Further, the building structure in the present specification may be any structure such as a wooden building, a steel structure, a reinforced concrete structure.

制振装置10Aは、柱102と梁103からなる矩形構造材101を所定の比率(α)で縮小した、当該矩形構造材101と相似形を有する外フレーム11Aを備える。図示例では、作図上の都合から、矩形構造材101に対する外フレーム11Aの寸法比がα=0.2程度としているが、これに限定されるものではない。内フレーム12Aは、矩形構造材101をその所定の比率(α)よりさらに小さな比率(β)で縮小したフレームからなる。すなわち、内フレーム12Aの各辺は、外フレーム11Aの対応する各辺より短い辺からなる。   The vibration damping device 10 </ b> A includes an outer frame 11 </ b> A having a shape similar to that of the rectangular structure material 101 obtained by reducing the rectangular structure material 101 including the pillar 102 and the beam 103 by a predetermined ratio (α). In the illustrated example, for the convenience of drawing, the dimensional ratio of the outer frame 11A to the rectangular structure material 101 is about α = 0.2, but the present invention is not limited to this. The inner frame 12A is a frame obtained by reducing the rectangular structural member 101 at a ratio (β) smaller than the predetermined ratio (α). That is, each side of the inner frame 12A is shorter than each corresponding side of the outer frame 11A.

発明者の解析によると、外フレームまたは内フレームの剛性は、矩形構造材に対する外フレームまたは内フレームの縮小する比率の三乗に反比例することが分かっている。また、外フレームまたは内フレームの耐力は、矩形構造材に対する外フレームまたは内フレームの縮小する比率に反比例することが分かっている。そうすると、制振構造100の剛性は、矩形構造材101の寸法に対する制振装置10Aの寸法の縮小率の三乗に反比例するので、より小さな比率(β)で縮小した内フレーム12Aの剛性により、より大きく影響を受けることとなる。   According to the inventor's analysis, it has been found that the rigidity of the outer frame or the inner frame is inversely proportional to the cube of the decreasing ratio of the outer frame or the inner frame to the rectangular structure material. Further, it has been found that the yield strength of the outer frame or the inner frame is inversely proportional to the reduction ratio of the outer frame or the inner frame to the rectangular structure material. Then, the rigidity of the damping structure 100 is inversely proportional to the cube of the reduction ratio of the dimension of the damping device 10A with respect to the dimension of the rectangular structural member 101. Therefore, due to the rigidity of the inner frame 12A reduced by a smaller ratio (β), It will be more greatly affected.

強度計算のシミュレーションを重ねた結果、内フレーム12Aのみを有する制振装置において、矩形構造材101に対する制振装置の内フレーム12Aの大きさの縮小率βとして最も好適な数値はβ=0.05である。縮小率βの上限値は、強度計算の結果からβ=0.3である。縮小率βの下限値は0.02としている。この下限値は理論的に導かれた数値というよりは実施上の制約に基づく。一般的な矩形構造材101の柱102の高さを3m、梁103の長さを2mとし、これに縮小率0.02を乗ずると、内フレーム12Aの大きさは、上下長さ60mm、左右長さ40mmということになる。これよりも小さい大きさとなると、内フレーム12Aの単位断面積に生ずる負荷も大きくなるし、加工も難しくなるからである。   As a result of repeated simulations of strength calculation, in the vibration damping device having only the inner frame 12A, the most preferable numerical value β = 0.05 as the reduction ratio β of the size of the inner frame 12A of the vibration damping device with respect to the rectangular structural member 101. It is. The upper limit value of the reduction ratio β is β = 0.3 from the result of intensity calculation. The lower limit value of the reduction rate β is 0.02. This lower limit is based on practical constraints rather than theoretically derived numbers. When the height of the pillar 102 of the general rectangular structure material 101 is 3 m, the length of the beam 103 is 2 m, and this is multiplied by a reduction ratio of 0.02, the size of the inner frame 12A is 60 mm in the vertical length, left and right The length is 40 mm. If the size is smaller than this, the load generated in the unit cross-sectional area of the inner frame 12A increases, and machining becomes difficult.

内フレーム12Aの左右長さ40mmである場合において、たとえば、内フレーム12Aの正面視の厚さを10mm、変形するための遊びを考慮して、外フレーム11Aとの隙間を10mmとした場合、外フレーム11Aの左右長さ下限値は60mmとなり、相似形なので上下長さの下限値は90mmとなる。この場合の、矩形構造材101に対する外フレーム11Aの縮小率αは、α=0.03である。また、本例の場合、内フレーム12Aの大きさと外フレーム11Aの大きさとの間には、明確な相関関係はないが、実質的に外フレーム11Aの大きさは、実質的に最大で矩形構造材101の大きさの半分程度である。したがって、外フレーム11Aの縮小率αの上限値は、0.5とすることができる。そうすると、外フレーム11Aにおける矩形構造材を縮小した所定の比率とはα=0.03〜0.5であり、内フレーム12Aにおける矩形構造材を所定の比率(縮小率α)より小さな比率で縮小した比率とはβ=0.02〜0.3である。   When the inner frame 12A has a left and right length of 40 mm, for example, when the thickness of the inner frame 12A is 10 mm and the gap with the outer frame 11A is 10 mm in consideration of play for deformation, The lower limit of the left and right length of the frame 11A is 60 mm, and since it is similar, the lower limit of the vertical length is 90 mm. In this case, the reduction rate α of the outer frame 11A with respect to the rectangular structural member 101 is α = 0.03. In the case of this example, there is no clear correlation between the size of the inner frame 12A and the size of the outer frame 11A, but the size of the outer frame 11A is substantially maximum and has a rectangular structure. It is about half the size of the material 101. Therefore, the upper limit value of the reduction rate α of the outer frame 11A can be set to 0.5. Then, the predetermined ratio obtained by reducing the rectangular structure material in the outer frame 11A is α = 0.03 to 0.5, and the rectangular structure material in the inner frame 12A is reduced at a ratio smaller than the predetermined ratio (reduction ratio α). The ratio is β = 0.02 to 0.3.

本図(E)に示すように、制振構造100は、自身の矩形中心O3と制振装置10Aの外フレーム11Aの矩形中心O1とが一致するように、制振装置10Aの各継手13Aと矩形構造材101の各隅ICSに対応する各斜材104と連結させることにより制振装置10Aを備える。すなわち、制振構造100においては、制振装置10Aの外フレーム11Aの矩形中心O1は矩形構造材101の矩形中心O3と一致し、制振装置10Aの継手13Aは、矩形構造材101の各隅ICSに対応する斜材104と連結されている。矩形構造材101と相似形のフレーム状の制振装置10Aをこのように連結することで、制振構造100は、制振装置10Aが正負の繰り返し変形を受けても元の形状に戻ることができるため、優れた制振性能を有することができる。   As shown in FIG. 5E, the vibration damping structure 100 includes the joint 13A of the vibration damping device 10A and the rectangular center O3 of the vibration damping device 10A so that the rectangular center O1 of the outer frame 11A of the vibration damping device 10A coincides. A vibration damping device 10 </ b> A is provided by connecting to each diagonal material 104 corresponding to each corner ICS of the rectangular structural material 101. That is, in the damping structure 100, the rectangular center O1 of the outer frame 11A of the damping device 10A coincides with the rectangular center O3 of the rectangular structure material 101, and the joint 13A of the damping device 10A is connected to each corner of the rectangular structure material 101. The diagonal member 104 corresponding to the ICS is connected. By connecting the frame-shaped vibration damping device 10A similar to the rectangular structural member 101 in this way, the vibration damping structure 100 can return to its original shape even when the vibration damping device 10A is repeatedly subjected to positive and negative deformations. Therefore, it can have excellent vibration damping performance.

また、本図(F)に示すように、制振構造100に組み込まれた制振装置10Aにおける伸び側対角線の変形(点線)と短縮側対角線の変形(実線)とでは、同じ層間変位では、短縮側対角線の変形の方が大きいことが発明者の考察・実験により分かっている(実験データは後述する)。なお、層間変位とは、下梁と上梁を層と捉え、制振構造の上梁に水平外力が与えられた場合の柱の傾き変位または下梁に対する上梁の水平移動変位を言う。圧縮側の対角線とは、矩形構造材に水平外力が与えられて平行四辺形になった場合に、短い対角線の方に配置され圧縮力を受ける斜材の方を示している。そうすると、圧縮側の斜材は、揺れの小さい間は圧縮力を受けても、揺れが大きくなり変形が大きくなるにつれて圧縮力が緩和されたり解消されたりするようになる。このような大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいという特性を活かすことで、制振装置10Aが組み込まれた制振構造100においては、斜材が座屈して破壊されることがなくなる。   Further, as shown in the figure (F), in the deformation of the extension side diagonal line (dotted line) and the deformation of the shortened side diagonal line (solid line) in the vibration damping device 10A incorporated in the vibration damping structure 100, It has been found by the inventors' examination and experiment that the deformation of the shortened diagonal line is larger (experimental data will be described later). Interlayer displacement refers to the displacement of the column or the horizontal displacement of the upper beam relative to the lower beam when a horizontal external force is applied to the upper beam of the damping structure, taking the lower beam and the upper beam as layers. The diagonal line on the compression side indicates the diagonal member that is disposed toward the short diagonal line and receives the compressive force when a horizontal external force is applied to the rectangular structural material to form a parallelogram. Then, even if the compression-side diagonal member receives a compressive force while the swing is small, the compressive force is relieved or eliminated as the swing increases and deformation increases. By utilizing the property that the deformation amount of the diagonal on the shortened side of the frame is large even under such a large vibration, in the vibration damping structure 100 incorporating the vibration damping device 10A, the diagonal material is buckled and broken. Nothing will happen.

外フレーム11Aの隅ICOと外フレーム11Aより小さい内フレーム12Aの角OCIとを間接的に結合した制振装置10Aは、斜材軸線DLと一致する継手13Aを介して斜材104と連結されることで、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材104自体を座屈させて破壊することがなくなる。また、かかる制振装置10Aは、外フレーム11Aと内フレーム12Aを組み合わすことで、内フレーム12A’の剛性の影響を受けて剛性が高くなり、大きな外フレーム11A’の大きさで加工できるので加工性が良くなる。   The vibration damping device 10A that indirectly couples the corner ICO of the outer frame 11A and the corner OCI of the inner frame 12A smaller than the outer frame 11A is connected to the diagonal member 104 via a joint 13A that matches the diagonal axis DL. As a result, even if a large shake is applied, the deformation amount of the diagonal line on the shortened side of the frame is large, so that the diagonal member 104 is not buckled and destroyed. In addition, since the vibration damping device 10A is combined with the outer frame 11A and the inner frame 12A, the rigidity is increased due to the influence of the rigidity of the inner frame 12A ′, and can be processed with a large outer frame 11A ′. Workability is improved.

また、制振構造100は、矩形構造材101の対角線DL上に配置される斜材104と、斜材軸線DLと一致する継手13Aを介して連結された制振装置10Aにより、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材自体を座屈させて破壊することがなくなる。また、本発明に係る制振装置および制振構造では、大掛かりな構造を必要せず施工コストが低廉であり、地震や建築構造の特性に拘わらず、制振性能が安定的で信頼性が高く、またメンテナンス不要で耐久性もよいことは言うまでも無い。   Further, the vibration damping structure 100 is subjected to a large vibration by the diagonal member 104 disposed on the diagonal line DL of the rectangular structural member 101 and the vibration damping device 10A connected via the joint 13A that coincides with the diagonal member axis DL. However, since the deformation amount of the diagonal line on the shortened side of the frame is large, the diagonal member itself is not buckled and destroyed. In addition, the vibration damping device and the vibration damping structure according to the present invention do not require a large structure and the construction cost is low, and the vibration damping performance is stable and highly reliable regardless of the characteristics of the earthquake or the building structure. It goes without saying that maintenance is unnecessary and durability is good.

本図(A)に示す制振装置10Aでは、さらに、内フレーム12Aの矩形中心O2は、外フレーム11Aの矩形中心O1と一致している。そうすると、外フレーム11Aの矩形中心O1、内フレーム12Aの矩形中心O2、および矩形構造材101の矩形中心O3は、制振構造100においてすべて一致する。また、外フレーム11Aと内フレーム12Aを連結する直線材14Aは、外フレーム11Aおよび矩形構造材101の対角線DLと同一軸上に配置される。その結果、直線材14Aは、対角線DL上に外方向に各角OCOからそれぞれ延在する継手13Aとも同一軸線上に配置されるので、強固な制振装置10Aおよび制振構造100を提供することができる。   In the vibration damping device 10A shown in FIG. 10A, the rectangular center O2 of the inner frame 12A is coincident with the rectangular center O1 of the outer frame 11A. Then, the rectangular center O1 of the outer frame 11A, the rectangular center O2 of the inner frame 12A, and the rectangular center O3 of the rectangular structure material 101 all coincide in the vibration damping structure 100. The linear member 14A connecting the outer frame 11A and the inner frame 12A is disposed on the same axis as the diagonal line DL of the outer frame 11A and the rectangular structural member 101. As a result, the linear member 14A is disposed on the same axis as the joint 13A extending outward from each corner OCO on the diagonal line DL, so that the strong damping device 10A and the damping structure 100 are provided. Can do.

この制振装置10Aは、矩形構造材101に対する縮小率が異なる外フレーム11Aと内フレーム12Aを矩形中心が一致するように組み合わせることにより、外フレーム11Aの耐力と内フレーム12Aの耐力の和の耐力を備えることができる。また、異なる剛性と塑性域での異なる応力を兼ね備えるフレームを複数有して各フレームで亀裂や破断のような破壊が起こる変形量が異なることから、制振装置10Aは、複数のフレームが一度に破壊されることがなく、一気に制振性能を喪失することがない。   This vibration damping device 10A combines the outer frame 11A and the inner frame 12A, which have different reduction ratios with respect to the rectangular structural member 101, so that the rectangular centers coincide with each other, thereby yielding the sum of the strength of the outer frame 11A and the inner frame 12A. Can be provided. In addition, the vibration control device 10A has a plurality of frames having different rigidity and different stresses in the plastic region, and each frame has a different amount of deformation that causes a fracture such as a crack or a fracture. It will not be destroyed and the vibration control performance will not be lost.

本図(C)に示す制振装置10Cは、上述した制振装置10Aにさらにもう一つ内フレームを備えたものである。すなわち、制振装置10Cは、1つの矩形の外フレーム11Cと、外フレーム11Cより小さく、外フレーム11Cと相似形を有する内フレーム12C1と、内フレーム12C1よりさらに小さく、内フレーム12C1と相似形を有する内フレーム12C2と、外フレーム11Cの対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在する継手13Cとを備える。   A vibration damping device 10C shown in FIG. 10C is obtained by adding another inner frame to the above-described vibration damping device 10A. That is, the vibration damping device 10C has one rectangular outer frame 11C, an inner frame 12C1 that is smaller than the outer frame 11C, and has a similar shape to the outer frame 11C, and is smaller than the inner frame 12C1, and has a similar shape to the inner frame 12C1. The inner frame 12C2 and the joint 13C extending from each corner in the outward direction on the diagonal line of the outer frame 11C.

外フレーム11Cの各隅は、内フレーム12C1の角と同一面内で間接的に結合されていると共に、内フレーム12C1の各隅は、内フレーム12C2の角と同一面内で間接的に結合されている。すなわち、外フレーム11Cの各隅は、内フレーム12C1の角と直線材14C1を介して連結され、内フレーム12C1の各隅は、内フレーム12C2の角と直線材14C2を介して連結されている。   Each corner of the outer frame 11C is indirectly coupled in the same plane as the corner of the inner frame 12C1, and each corner of the inner frame 12C1 is indirectly coupled in the same plane as the corner of the inner frame 12C2. ing. That is, each corner of the outer frame 11C is connected to a corner of the inner frame 12C1 via a straight member 14C1, and each corner of the inner frame 12C1 is connected to a corner of the inner frame 12C2 via a straight member 14C2.

内フレーム12C1と外フレーム11Cは同一面内にあり、内フレーム12C1の矩形を構成する各辺は、外フレーム11Cの矩形を構成する各辺と平行または垂直をなす。また、内フレーム12C2の矩形を構成する各辺は、内フレーム12C1の矩形を構成する各辺と平行または垂直をなす。なお、内フレーム12C2は、対角線上に配置されて内フレーム12C2の対角を連結する斜材を有さない。   The inner frame 12C1 and the outer frame 11C are in the same plane, and the sides constituting the rectangle of the inner frame 12C1 are parallel or perpendicular to the sides constituting the rectangle of the outer frame 11C. Further, each side constituting the rectangle of the inner frame 12C2 is parallel to or perpendicular to each side constituting the rectangle of the inner frame 12C1. The inner frame 12C2 does not have diagonal materials that are arranged diagonally and connect the diagonals of the inner frame 12C2.

制振装置10Cは、同様に、制振構造100に組み込まれる。制振装置10Cにおける外フレーム11Cの所定の比率(縮小率α)は、上記制振装置10Aと同様の考え方で求めることができ、α=0.04〜0.5である。また、内フレーム12C2の縮小率を上述の縮小率βとみなすことができるので、内フレーム12C2の縮小率βは、β=0.02〜0.3である。内フレーム12C1の縮小率は、外フレーム11Cと内フレーム12C2の中間であり、0.03〜0.4である。   Similarly, the vibration damping device 10 </ b> C is incorporated in the vibration damping structure 100. The predetermined ratio (reduction rate α) of the outer frame 11C in the vibration damping device 10C can be obtained based on the same concept as the vibration damping device 10A, and α = 0.04 to 0.5. Further, since the reduction rate of the inner frame 12C2 can be regarded as the above-described reduction rate β, the reduction rate β of the inner frame 12C2 is β = 0.02 to 0.3. The reduction ratio of the inner frame 12C1 is between the outer frame 11C and the inner frame 12C2, and is 0.03 to 0.4.

制振装置10Cでは、外フレーム11Cの隅と外フレーム11Cより小さい内フレーム12C1の角とを間接的に結合され、内フレーム12C1の隅と内フレーム12C1より小さい内フレーム12C2の角とを間接的に結合される。かかる制振装置10Cは、斜材軸線と一致する継手13Cを介して斜材104と連結されることで、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材104自体を座屈させて破壊することがなくなる。また、制振装置10Cは、外フレーム11Cと内フレーム12C1と内フレーム12C2を組み合わすことで剛性が高くなり加工性が良くなる。   In the vibration damping device 10C, the corner of the outer frame 11C and the corner of the inner frame 12C1 smaller than the outer frame 11C are indirectly coupled, and the corner of the inner frame 12C1 and the corner of the inner frame 12C2 smaller than the inner frame 12C1 are indirectly coupled. Combined with The vibration damping device 10C is connected to the diagonal member 104 via the joint 13C that coincides with the diagonal axis, so that the deformation of the diagonal line on the shortened side of the frame is large even when subjected to a large shake, so the diagonal member 104 itself No more buckling and breaking. Further, the vibration damping device 10C has high rigidity and good workability by combining the outer frame 11C, the inner frame 12C1, and the inner frame 12C2.

制振装置10Cでは、さらに、内フレーム12C1の矩形中心O21および内フレーム12C2の矩形中心O22は、外フレーム11Cの矩形中心O1と一致している。また、外フレーム11C、内フレーム12C1および内フレーム12C2を連結する直線材14C1および直線材14C2は、外フレーム11Cおよび矩形構造材101の対角線と同一軸上に配置される。その結果、直線材14C1および直線材14C2は、対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在する継手13Cとも同一軸線上に配置されるので、強固な制振装置10Cを提供することができる。   In the vibration damping device 10C, furthermore, the rectangular center O21 of the inner frame 12C1 and the rectangular center O22 of the inner frame 12C2 coincide with the rectangular center O1 of the outer frame 11C. Further, the linear member 14C1 and the linear member 14C2 connecting the outer frame 11C, the inner frame 12C1, and the inner frame 12C2 are arranged on the same axis as the diagonal lines of the outer frame 11C and the rectangular structural member 101. As a result, the linear member 14C1 and the linear member 14C2 are disposed on the same axis as the joints 13C extending outward from the respective corners on the diagonal line, so that a strong vibration damping device 10C can be provided.

この制振装置10Cは、矩形構造材101に対する縮小率が異なる外フレーム11Cと複数の内フレーム12C1、12C2を矩形中心が一致するように組み合わせることにより、外フレーム11Cの耐力、内フレーム12C1および内フレーム12C2の耐力の和の耐力を備えることができる。また、制振装置10Cは、異なる剛性と塑性域での異なる応力を兼ね備えるフレームを複数有して各フレームで亀裂や破断のような破壊が起こる変形量が異なることから、複数のフレームが一度に破壊されることがなく、一気に制振性能を喪失することがなくなる。   This vibration damping device 10C combines the outer frame 11C having a different reduction ratio with respect to the rectangular structural member 101 and the plurality of inner frames 12C1 and 12C2 so that the rectangular centers coincide with each other, whereby the strength of the outer frame 11C, the inner frame 12C1 and the inner frame 12C1 are reduced. The sum of the proof strengths of the frames 12C2 can be provided. Further, the vibration damping device 10C has a plurality of frames having different rigidity and different stresses in the plastic region, and each frame has a different amount of deformation that causes breakage such as cracks and breaks. It will not be destroyed and the vibration control performance will not be lost at once.

本図(B)に示す制振装置10Bは、1つの矩形の外フレーム11Bと、外フレーム11Bより小さく、外フレーム11Bと相似形を有し同じ大きさの4つの内フレーム12B1〜12B4と、外フレーム11Bの(図中一点鎖線で示す)対角線DL上に外方向に各角OCOからそれぞれ延在する継手13Bとを備える。外フレーム11Bを構成する各辺(中心線)および内フレーム12B1〜12B4を構成する各辺(中心線)は、互いに剛接または一体成型されており、外フレーム11Bおよび内フレーム12B1〜12B4の各角は剛性がある。外フレーム11Bの各隅ICOは、内フレーム12B1〜12B4の1つの角OCIと直接的に結合されている。すなわち、外フレーム11Bの各隅ICOは、内フレーム12B1〜12B4の1つの角OCIと一致している。   The vibration damping device 10B shown in this figure (B) includes one rectangular outer frame 11B, four inner frames 12B1 to 12B4 that are smaller than the outer frame 11B and have the same shape as the outer frame 11B, On the diagonal line DL (indicated by the alternate long and short dash line in the figure) of the outer frame 11B, there are provided joints 13B extending outward from the respective corners OCO. Each side (center line) constituting the outer frame 11B and each side (center line) constituting the inner frames 12B1 to 12B4 are rigidly connected or integrally formed with each other, and each of the outer frame 11B and the inner frames 12B1 to 12B4 is formed. The corner is rigid. Each corner ICO of the outer frame 11B is directly coupled to one corner OCI of the inner frames 12B1 to 12B4. That is, each corner ICO of the outer frame 11B coincides with one corner OCI of the inner frames 12B1 to 12B4.

たとえば、外フレーム11Bの左上の隅ICOは、外フレーム11Bの内側であって左上に存する内フレーム12B1の左上の角OCIと一致するように配置されている。また、外フレーム11Bの右上の隅ICOは、外フレーム11Bの内側であって右上に存する内フレーム12B2の右上の角OCIと一致するように配置されている。また、外フレーム11Bの左下の隅ICOは、外フレーム11Bの内側であって左下に存する内フレーム12B3の左下の角OCIと一致するように配置されている。また、外フレーム11Bの右下の隅ICOは、外フレーム11Bの内側であって右下に存する内フレーム12B4の右下の角OCIと一致するように配置されている。   For example, the upper left corner ICO of the outer frame 11B is arranged so as to coincide with the upper left corner OCI of the inner frame 12B1 existing on the inner left side of the outer frame 11B. Further, the upper right corner ICO of the outer frame 11B is arranged so as to coincide with the upper right corner OCI of the inner frame 12B2 existing on the inner right side of the outer frame 11B. Further, the lower left corner ICO of the outer frame 11B is arranged so as to coincide with the lower left corner OCI of the inner frame 12B3 existing inside the outer frame 11B and located at the lower left. Further, the lower right corner ICO of the outer frame 11B is arranged so as to coincide with the lower right corner OCI of the inner frame 12B4 located inside the outer frame 11B and located at the lower right.

4つの内フレーム12B1〜12B4と外フレーム11Bは同一面内にあり、それぞれの内フレーム12B1〜12B4の矩形を構成する各辺は、外フレーム11Bの矩形を構成する各辺と平行または垂直をなす。外フレーム11Bの各隅ICOは、内フレーム12B1〜12B4の1つの角OCIと一致しているので、内フレーム12B1〜12B4の縦の辺と横の辺のそれぞれ1つずつは、外フレーム11Bの縦の辺と横の辺に一致している。たとえば、内フレーム12B1の左側の縦の辺は、外フレーム11Bの左側の縦の辺と一致し、内フレーム12B1の上側の横の辺は、外フレーム11Bの上側の縦の辺と一致している。なお、内フレーム12B1〜12B4は、対角線DL上に配置されて内フレーム12B1〜12B4の対角を連結する斜材を有さない。   The four inner frames 12B1 to 12B4 and the outer frame 11B are in the same plane, and each side constituting the rectangle of each inner frame 12B1 to 12B4 is parallel or perpendicular to each side constituting the rectangle of the outer frame 11B. . Since each corner ICO of the outer frame 11B coincides with one corner OCI of the inner frames 12B1 to 12B4, one each of the vertical side and the horizontal side of the inner frames 12B1 to 12B4 It coincides with the vertical and horizontal sides. For example, the left vertical side of the inner frame 12B1 coincides with the left vertical side of the outer frame 11B, and the upper horizontal side of the inner frame 12B1 coincides with the upper vertical side of the outer frame 11B. Yes. The inner frames 12B1 to 12B4 do not have diagonal materials that are arranged on the diagonal line DL and connect the diagonals of the inner frames 12B1 to 12B4.

制振装置10Bは、本図(E)に示した制振装置10Aと同様、建築構造体の一部をなす制振構造100に組み込まれる。制振装置10Bは、柱102と梁103からなる矩形構造材101を所定の比率(α)で縮小した、当該矩形構造材101と相似形を有する外フレーム11Bを備える。内フレーム12B1〜12B4のそれぞれは、矩形構造材101をその所定の比率(α)よりさらに小さな比率(β)で縮小したフレームからなる。すなわち、内フレーム12B1〜12B4の各辺は、外フレーム11Bの対応する各辺より短い辺からなる。   The vibration damping device 10B is incorporated in the vibration damping structure 100 that forms a part of the building structure, similarly to the vibration damping device 10A shown in FIG. The vibration damping device 10 </ b> B includes an outer frame 11 </ b> B having a shape similar to that of the rectangular structure material 101 obtained by reducing the rectangular structure material 101 including the pillar 102 and the beam 103 by a predetermined ratio (α). Each of the inner frames 12B1 to 12B4 includes a frame obtained by reducing the rectangular structure material 101 at a ratio (β) smaller than the predetermined ratio (α). That is, the sides of the inner frames 12B1 to 12B4 are shorter than the corresponding sides of the outer frame 11B.

上述したように、制振構造100の剛性は、矩形構造材101の寸法に対する制振装置10Bの寸法の縮小率の三乗に反比例するので、より小さな比率(β)で縮小した内フレーム12B1〜12B4の剛性により、より大きく影響を受けることとなる。また、制振装置10Aで説明したことと同様に、内フレーム12B1〜12B4の縮小率βの上限値は、強度計算の結果からβ=0.3であり、下限値はβ=0.02である。そうすると、外フレーム11Bの縮小率αは、本例の場合は、内部に縦横に2つずつ内フレーム12B1〜12B4が配置されるから、下限値は0.04以上であり、上限値は0.6以上である。ただし、実質的に外フレーム11Aの大きさは、最大で矩形構造材101の大きさの半分程度であることが好ましい。   As described above, the rigidity of the vibration damping structure 100 is inversely proportional to the third power of the reduction ratio of the size of the vibration damping device 10B with respect to the size of the rectangular structural material 101, and therefore the inner frames 12B1 reduced at a smaller ratio (β). The rigidity of 12B4 is more greatly affected. Similarly to the description of the vibration damping device 10A, the upper limit value of the reduction rate β of the inner frames 12B1 to 12B4 is β = 0.3 from the result of the intensity calculation, and the lower limit value is β = 0.02. is there. In this case, the reduction rate α of the outer frame 11B is, in this example, two inner frames 12B1 to 12B4 arranged vertically and horizontally, so that the lower limit is 0.04 or more and the upper limit is 0. 6 or more. However, it is preferable that the size of the outer frame 11 </ b> A is substantially about half the size of the rectangular structural member 101 at the maximum.

制振装置10Aにおいて本図(E)に示したことと同様に、制振構造100は、自身の矩形中心O3と制振装置10Bの外フレーム11Bの矩形中心O1とが一致するように、制振装置10Bの各継手13Bと矩形構造材101の各隅ICSに対応する各斜材104と連結させることにより制振装置10Bを備える。すなわち、制振構造100においては、制振装置10Bの外フレーム11Bの矩形中心O1は矩形構造材101の矩形中心O3と一致し、制振装置10Bの継手13Bは、矩形構造材101の各隅ICSに対応する斜材104と連結されている。矩形構造材101と相似形のフレーム状の制振装置10Bをこのように連結することで、制振構造100は、制振装置10Bが正負の繰り返し変形を受けても元の形状に戻ることができるため、優れた制振性能を有することができる。   Similarly to the vibration damping device 10A shown in FIG. 9E, the vibration damping structure 100 has the damping center 100 so that its rectangular center O3 coincides with the rectangular center O1 of the outer frame 11B of the damping device 10B. A vibration damping device 10B is provided by connecting each joint 13B of the vibration device 10B and each diagonal member 104 corresponding to each corner ICS of the rectangular structure material 101. That is, in the vibration damping structure 100, the rectangular center O1 of the outer frame 11B of the vibration damping device 10B coincides with the rectangular center O3 of the rectangular structural material 101, and the joint 13B of the vibration damping device 10B is connected to each corner of the rectangular structural material 101. The diagonal member 104 corresponding to the ICS is connected. By connecting the frame-shaped damping device 10B similar to the rectangular structure material 101 in this way, the damping structure 100 can return to its original shape even when the damping device 10B is repeatedly subjected to positive and negative deformations. Therefore, it can have excellent vibration damping performance.

また、制振装置10Aにおいて本図(F)に示したことと同様に、制振装置10Bが組み込まれた制振構造100においては、斜材が座屈して破壊されることがなくなる。外フレーム11Bの隅ICOと外フレーム11Bより小さい内フレーム12Bの角OCIとを直接的に結合した制振装置10Bは、斜材軸線DLと一致する継手13Bを介して斜材104と連結されることで、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材104自体を座屈させて破壊することがなくなる。また、制振装置10Bは、外フレーム11Bと内フレーム12Bを組み合わすことで剛性が高く加工性が良くなる。   In addition, in the vibration damping device 10A, in the same manner as shown in FIG. 4F, in the vibration damping structure 100 in which the vibration damping device 10B is incorporated, the diagonal material is not buckled and broken. A vibration damping device 10B that directly connects the corner ICO of the outer frame 11B and the corner OCI of the inner frame 12B smaller than the outer frame 11B is connected to the diagonal member 104 via a joint 13B that coincides with the diagonal axis DL. As a result, even if a large shake is applied, the deformation amount of the diagonal line on the shortened side of the frame is large, so that the diagonal member 104 is not buckled and destroyed. Further, the vibration damping device 10B has high rigidity and good workability by combining the outer frame 11B and the inner frame 12B.

また、制振構造100は、矩形構造材101の対角線DL上に配置される斜材104と斜材軸線DLと一致する継手13Bを介して連結された制振装置10Bにより、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材自体を座屈させて破壊することがなくなる。また、本発明に係る制振装置および制振構造では、大掛かりな構造を必要せず施工コストが低廉であり、地震や建築構造の特性に拘わらず、制振性能が安定的で信頼性が高く、またメンテナンス不要で耐久性もよいことは言うまでも無い。   Further, the vibration damping structure 100 is subjected to a large vibration by the vibration damping device 10B connected via the joint 13B that coincides with the diagonal material 104 arranged on the diagonal line DL of the rectangular structural material 101 and the diagonal material axis DL. However, since the deformation amount of the diagonal line on the shortened side of the frame is large, the diagonal member itself is not buckled and destroyed. In addition, the vibration damping device and the vibration damping structure according to the present invention do not require a large structure and the construction cost is low, and the vibration damping performance is stable and highly reliable regardless of the characteristics of the earthquake or the building structure. It goes without saying that maintenance is unnecessary and durability is good.

制振装置10Bでは、さらに、内フレーム12B1〜12B4の矩形中心O21〜O24は、外フレーム11Bの矩形中心O1と一致していない。一方、外フレーム11Bの各隅ICOは、内フレーム12B1〜12B4の1つの角OCIと一致し、これらの複数の内フレーム12B1〜12B4は、外フレーム11Bの内側に格子状に配置されている。すなわち、外フレーム11Bの大きさは、内フレームの1つの大きさのちょうど2倍である。そうすると、内フレーム12B1〜12B4における、外フレーム11Bの縦の辺と横の辺に一致している辺とは別の縦の辺および横の辺は、隣接する内フレーム12B1〜12B4の縦の辺および横の辺に一致している。   Further, in the vibration damping device 10B, the rectangular centers O21 to O24 of the inner frames 12B1 to 12B4 do not coincide with the rectangular center O1 of the outer frame 11B. On the other hand, each corner ICO of the outer frame 11B coincides with one corner OCI of the inner frames 12B1 to 12B4, and the plurality of inner frames 12B1 to 12B4 are arranged in a lattice pattern inside the outer frame 11B. That is, the size of the outer frame 11B is exactly twice the size of one of the inner frames. Then, in the inner frames 12B1 to 12B4, the vertical side and the horizontal side different from the side that matches the vertical side and the horizontal side of the outer frame 11B are the vertical sides of the adjacent inner frames 12B1 to 12B4. And the side matches.

たとえば、内フレーム12B1の右側の縦の辺は、隣接する内フレーム12B2の左側の縦の辺と一致し、内フレーム12B1の下側の横の辺は、隣接する内フレーム12B3の上側の横の辺と一致している。内フレーム12B1の右下の角、内フレーム12B2の左下の角、内フレーム12B3の右上の角、内フレーム12B4の左上の角は一致している。外フレーム11Bの矩形中心O1は、内フレーム12B1〜12B4の矩形中心O21〜O24の真ん中に位置する。外フレーム11Bの矩形中心O1、内フレーム12B1〜12B4の矩形中心O21〜O24は、すべて対角線DL上に配置される。外フレーム11Bの矩形中心O1、内フレーム12B1〜12B4の矩形中心O21〜O24、および矩形構造材101の矩形中心O3は、すべて対角線DLと同一軸上に配置されるので、強固な制振装置10Bおよび制振構造100を提供することができる。   For example, the vertical side on the right side of the inner frame 12B1 coincides with the vertical side on the left side of the adjacent inner frame 12B2, and the lower side on the inner frame 12B1 is the horizontal side on the upper side of the adjacent inner frame 12B3. It matches the side. The lower right corner of the inner frame 12B1, the lower left corner of the inner frame 12B2, the upper right corner of the inner frame 12B3, and the upper left corner of the inner frame 12B4 are the same. The rectangular center O1 of the outer frame 11B is located in the middle of the rectangular centers O21 to O24 of the inner frames 12B1 to 12B4. The rectangular center O1 of the outer frame 11B and the rectangular centers O21 to O24 of the inner frames 12B1 to 12B4 are all arranged on the diagonal line DL. Since the rectangular center O1 of the outer frame 11B, the rectangular centers O21 to O24 of the inner frames 12B1 to 12B4, and the rectangular center O3 of the rectangular structural member 101 are all arranged on the same axis as the diagonal line DL, the strong vibration damping device 10B And the damping structure 100 can be provided.

この制振装置10Bは、複数の内フレーム12B1〜12B4が外フレーム11Bの内側に格子状に配置されることにより、内フレーム12B1〜12B4の耐力を備えるので高い剛性を有すると共に、外フレーム11Bの大きさで製造できるので加工性がよい。また、制振装置10Bは、多数の内フレームを有することで、一部の内フレームが破壊されても一気に制振性能を喪失することがなくなる。   The vibration damping device 10B has high rigidity because the inner frames 12B1 to 12B4 are arranged in a lattice shape inside the outer frame 11B, and thus has the strength of the inner frames 12B1 to 12B4. Processability is good because it can be manufactured in size. Further, since the vibration damping device 10B has a large number of inner frames, even if some of the inner frames are destroyed, the vibration damping performance is not lost at a stretch.

本図(D)に示す制振装置10Dは、上述した制振装置10Bが4つの内フレーム12B1〜12B4を備えたものであったのに対し、16個の内フレーム12D1〜12D16を備えるものである。すなわち、制振装置10Dは、1つの矩形の外フレーム11Dと、外フレーム11Dより小さく、外フレーム11Dと相似形を有し同じ大きさの16個の内フレーム12D1〜12D16と、外フレーム11Dの対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在する継手13Dとを備える。なお、本図(D)における内フレームの符号は一部省略するが、左から右へ、上から下へ連番が付されているものとする。   The vibration damping device 10D shown in FIG. 4D includes 16 inner frames 12D1 to 12D16, whereas the vibration damping device 10B described above includes the four inner frames 12B1 to 12B4. is there. That is, the vibration damping device 10D includes one rectangular outer frame 11D, 16 inner frames 12D1 to 12D16 that are smaller than the outer frame 11D, have a similar shape to the outer frame 11D, and have the same size, and the outer frame 11D. And a joint 13D extending outward from each corner on a diagonal line. In addition, although a part of reference numerals of the inner frame in FIG. 4D is omitted, it is assumed that serial numbers are assigned from left to right and from top to bottom.

外フレーム11Dの各隅は、内フレーム12D1、12D4、12D13、12D16の角と直接的に結合されている。すなわち、外フレーム11Dの各隅は、内フレーム12D1、12D4、12D13、12D16の1つの角と一致している。   Each corner of the outer frame 11D is directly coupled to the corners of the inner frames 12D1, 12D4, 12D13, and 12D16. That is, each corner of the outer frame 11D coincides with one corner of the inner frames 12D1, 12D4, 12D13, and 12D16.

たとえば、外フレーム11Dの左上の隅は、外フレーム11Dの内側であって最も左上に存する内フレーム12D1の左上の角と一致するように配置されている。また、外フレーム11Dの右上の隅は、外フレーム11Dの内側であって最も右上に存する内フレーム12D4の右上の角と一致するように配置されている。また、外フレーム11Dの左下の隅は、外フレーム11Dの内側であって最も左下に存する内フレーム12D13の左下の角と一致するように配置されている。また、外フレーム11Dの右下の隅は、外フレーム11Dの内側であって最も右下に存する内フレーム12D16の右下の角と一致するように配置されている。   For example, the upper left corner of the outer frame 11D is arranged so as to coincide with the upper left corner of the inner frame 12D1 existing at the upper left side inside the outer frame 11D. Further, the upper right corner of the outer frame 11D is arranged so as to coincide with the upper right corner of the inner frame 12D4 that is located at the innermost right side of the outer frame 11D. Further, the lower left corner of the outer frame 11D is arranged so as to coincide with the lower left corner of the inner frame 12D13 that is located at the innermost left side of the outer frame 11D. In addition, the lower right corner of the outer frame 11D is arranged so as to coincide with the lower right corner of the inner frame 12D16 existing inside the outer frame 11D and located at the lowermost right.

16個の内フレーム12D1〜12D16と外フレーム11Dは同一面内にあり、それぞれの内フレーム12D1〜12D16の矩形を構成する各辺は、外フレーム11Dの矩形を構成する各辺と平行または垂直をなす。外フレーム11Dの各隅は、内フレーム12D1、12D4、12D13、12D16の1つの角と一致しているので、内フレーム12D1、12D4、12D13、12D16の縦の辺と横の辺のそれぞれ1つずつは、外フレーム11Dの縦の辺と横の辺に一致している。たとえば、内フレーム12D1の左側の縦の辺は、外フレーム11Dの左側の縦の辺と一致し、内フレーム12D1の上側の横の辺は、外フレーム11Dの上側の横の辺と一致している。なお、内フレーム12D1〜12D16は、内フレーム12D1〜12D16の対角を連結する斜材を有さない。   The 16 inner frames 12D1 to 12D16 and the outer frame 11D are in the same plane, and each side constituting the rectangle of each of the inner frames 12D1 to 12D16 is parallel or perpendicular to each side constituting the rectangle of the outer frame 11D. Eggplant. Since each corner of the outer frame 11D coincides with one corner of the inner frames 12D1, 12D4, 12D13, and 12D16, one each of the vertical and horizontal sides of the inner frames 12D1, 12D4, 12D13, and 12D16 Corresponds to the vertical and horizontal sides of the outer frame 11D. For example, the left vertical side of the inner frame 12D1 matches the left vertical side of the outer frame 11D, and the upper horizontal side of the inner frame 12D1 matches the upper horizontal side of the outer frame 11D. Yes. The inner frames 12D1 to 12D16 do not have diagonal materials that connect the diagonals of the inner frames 12D1 to 12D16.

内フレーム12D2の上側の横の辺は、外フレーム11Dの上側の横の辺と一致し、内フレーム12D2の左側の縦の辺は、内フレーム12D1の右側の縦の辺と一致する。内フレーム12D3の上側の横の辺は、外フレーム11Dの上側の横の辺と一致し、内フレーム12D3の右側の縦の辺は、内フレーム12D4の左側の縦の辺と一致する。内フレーム12D5の上側の横の辺は、内フレーム12D1の下側の横の辺と一致し、内フレーム12D5の左側の縦の辺は、外フレーム11Dの左側の縦の辺と一致する。内フレーム12D6の上側の横の辺は、内フレーム12D2の下側の横の辺と一致し、内フレーム12D6の左側の縦の辺は、内フレーム12D5の右側の縦の辺と一致する。内フレーム12D8の上側の横の辺は、内フレーム12D4の下側の横の辺と一致し、内フレーム12D8の右側の縦の辺は、外フレーム11Dの右側の縦の辺と一致する。内フレーム12D7の上側の横の辺は、内フレーム12D3の下側の横の辺と一致し、内フレーム12D7の右側の縦の辺は、内フレーム12D8の左側の縦の辺と一致する。内フレーム12D9〜12D16の位置関係も同様である。   The upper horizontal side of the inner frame 12D2 matches the upper horizontal side of the outer frame 11D, and the left vertical side of the inner frame 12D2 matches the right vertical side of the inner frame 12D1. The upper horizontal side of the inner frame 12D3 matches the upper horizontal side of the outer frame 11D, and the right vertical side of the inner frame 12D3 matches the left vertical side of the inner frame 12D4. The upper horizontal side of the inner frame 12D5 matches the lower horizontal side of the inner frame 12D1, and the left vertical side of the inner frame 12D5 matches the left vertical side of the outer frame 11D. The upper horizontal side of the inner frame 12D6 matches the lower horizontal side of the inner frame 12D2, and the left vertical side of the inner frame 12D6 matches the right vertical side of the inner frame 12D5. The upper horizontal side of the inner frame 12D8 matches the lower horizontal side of the inner frame 12D4, and the right vertical side of the inner frame 12D8 matches the right vertical side of the outer frame 11D. The upper horizontal side of the inner frame 12D7 matches the lower horizontal side of the inner frame 12D3, and the right vertical side of the inner frame 12D7 matches the left vertical side of the inner frame 12D8. The positional relationship between the inner frames 12D9 to 12D16 is the same.

制振装置10Dは、本図(E)に示した制振装置10Aと同様、制振構造100に組み込まれる。制振装置10Dにおける外フレーム11Dの所定の比率(縮小率α)は、上記制振装置10Bと同様の考え方で求めることができ、内フレーム12D1〜12D16の縮小率βは、β=0.02〜0.3であり、外フレーム11Dの大きさは、最大で矩形構造材101の大きさの半分程度であることが好ましいので、α=0.08〜0.5である。   The vibration damping device 10D is incorporated in the vibration damping structure 100, similarly to the vibration damping device 10A shown in FIG. The predetermined ratio (reduction rate α) of the outer frame 11D in the vibration control device 10D can be obtained in the same way as the vibration control device 10B, and the reduction rate β of the inner frames 12D1 to 12D16 is β = 0.02. Since the outer frame 11D is preferably about half the size of the rectangular structural member 101 at the maximum, α = 0.08 to 0.5.

外フレーム11Dの隅と外フレーム11Dより小さい内フレーム12D1、12D4、12D13、12D16の角とを直接的に結合した制振装置10Dは、斜材軸線DLと一致する継手13Dを介して斜材104と連結されることで、大きな揺れを受けてもフレームの短縮側対角線の変形量が大きいので斜材104自体を座屈させて破壊することがなくなる。また、制振装置10Dは、外フレーム11Dと内フレーム12D1〜12D16を組み合わすことで剛性が高く加工性が良くなる。   The vibration damping device 10D that directly couples the corner of the outer frame 11D and the corners of the inner frames 12D1, 12D4, 12D13, and 12D16 smaller than the outer frame 11D includes the diagonal member 104 through the joint 13D that coincides with the diagonal axis DL. , The diagonal of the diagonal member 104 itself is not buckled and broken because the amount of deformation of the diagonal on the shortened side of the frame is large even when subjected to a large shake. Further, the vibration damping device 10D has high rigidity and good workability by combining the outer frame 11D and the inner frames 12D1 to 12D16.

制振装置10Dでは、さらに、内フレーム12D1〜12D16の矩形中心O21〜O216は、外フレーム11Dの矩形中心O1と一致しておらず、一方、外フレーム11Dの各隅は、内フレーム12D1、12D4、12D13、12D16の1つの角と一致し、16個の内フレーム12D1〜12D16は、外フレーム11Dの内側に格子状に配置されている。すなわち、外フレーム11Dの大きさは、内フレームの1つの大きさのちょうど4倍である。そうすると、内フレーム12D1〜12D16は、互いに重なることなくかつ隙間なく外フレーム11Dの内側に格子状に配置される。   Further, in the vibration damping device 10D, the rectangular centers O21 to O216 of the inner frames 12D1 to 12D16 do not coincide with the rectangular center O1 of the outer frame 11D, while the corners of the outer frame 11D are the inner frames 12D1 and 12D4. , 12D13, and 12D16 coincide with one corner, and the 16 inner frames 12D1 to 12D16 are arranged in a grid pattern inside the outer frame 11D. That is, the size of the outer frame 11D is exactly four times the size of one of the inner frames. Then, the inner frames 12D1 to 12D16 are arranged in a lattice pattern inside the outer frame 11D without overlapping each other and without a gap.

たとえば、外フレーム11Dの矩形中心O1は、内フレーム12D1の矩形中心O21と内フレーム12D16の矩形中心O216の真ん中に位置し、また、内フレーム12D6の矩形中心O26と内フレーム12D11の矩形中心O211の真ん中に位置する。また、外フレーム11Dの矩形中心O1、内フレーム12D1、12D6、12D11、12D16の矩形中心O21、O26、O211、O216は対角線DL上に配置され、すべて対角線DLと同一軸上に配置されるので、強固な制振装置10Dおよび制振構造100を提供することができる。   For example, the rectangular center O1 of the outer frame 11D is located in the middle of the rectangular center O21 of the inner frame 12D1 and the rectangular center O216 of the inner frame 12D16, and the rectangular center O26 of the inner frame 12D6 and the rectangular center O211 of the inner frame 12D11. Located in the middle. Further, the rectangular center O1 of the outer frame 11D and the rectangular centers O21, O26, O211, and O216 of the inner frames 12D1, 12D6, 12D11, and 12D16 are arranged on the diagonal line DL, and are all arranged on the same axis as the diagonal line DL. The strong vibration damping device 10D and the vibration damping structure 100 can be provided.

この制振装置10Dは、複数の内フレーム12D1〜12D16が外フレーム11Dの内側に格子状に配置されることにより、内フレーム12D1〜12D16の耐力を備えるので高い剛性を有すると共に、外フレーム11Dの大きさで製造できるので加工性がよい。また、制振装置10Dは、多数の内フレームを有することで、一部の内フレームが破壊されても一気に制振性能を喪失することがない。   The vibration damping device 10D has a high rigidity because the inner frames 12D1 to 12D16 are arranged in a lattice shape inside the outer frame 11D, and thus has the strength of the inner frames 12D1 to 12D16. Processability is good because it can be manufactured in size. Further, since the vibration damping device 10D has a large number of inner frames, even if some of the inner frames are destroyed, the vibration damping performance is not lost at a stretch.

<第一実施例>
図1および図2を参照し、本実施例における制振装置10A’および制振構造100A’を説明する。制振装置10A’は、各部の中心線で表現した図14(A)に示した制振装置10Aの実施物であり、制振構造100A’は、各部の中心線で表現した図14(E)に示した制振構造100の実施物である。
<First Example>
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the vibration damping device 10A ′ and the vibration damping structure 100A ′ in the present embodiment will be described. The vibration damping device 10A ′ is an embodiment of the vibration damping device 10A shown in FIG. 14A expressed by the center line of each part, and the vibration damping structure 100A ′ is shown in FIG. ) Of the vibration damping structure 100 shown in FIG.

制振装置10A’は、1つの矩形の外フレーム11A’と、外フレーム11A’より小さく、外フレーム11A’と相似形を有する1つの内フレーム12A’と、外フレーム11A’の(図中一点鎖線で示す)対角線DL上に外方向に各角OCOからそれぞれ延在する継手13A’とを備える。外フレーム11A’を構成する各辺11A’1、11A’2、11A’3、11A’4は、互いに一体成型されている。また、内フレーム12A’を構成する各辺12A’1、12A’2、12A’3、12A’4は、互いに一体成型されている。したがって、外フレーム11A’および内フレーム12A’の各角は剛性を有する。外フレーム11A’の各隅ICOは、内フレーム12A’の角OCIと同一面内で間接的に直線材14A’を介して一体成型により連結されている。   The vibration damping device 10A ′ includes one rectangular outer frame 11A ′, one inner frame 12A ′ that is smaller than the outer frame 11A ′ and similar to the outer frame 11A ′, and one outer frame 11A ′ (one point in the figure). Joints 13A ′ extending outward from the respective corners OCO are provided on the diagonal lines DL (indicated by chain lines). The sides 11A'1, 11A'2, 11A'3, 11A'4 constituting the outer frame 11A 'are integrally formed with each other. Further, the sides 12A'1, 12A'2, 12A'3, 12A'4 constituting the inner frame 12A 'are integrally formed with each other. Accordingly, each corner of the outer frame 11A 'and the inner frame 12A' has rigidity. Each corner ICO of the outer frame 11A 'is connected by integral molding indirectly via a straight line member 14A' in the same plane as the corner OCI of the inner frame 12A '.

制振装置10A’の外フレーム11A’、直線材14A’、および内フレーム12A’は、いずれもスチール製であり、ダイカスト法などの鋳造法により一体成型で製造されている。ただし、製造方法については、これに限定されない。たとえば、外フレーム11A’の各辺11A’1、11A’2、11A’3、11A’4の互いが交差する角を剛接してもよい。外フレーム11A’を構成する各辺11A’1、11A’2、11A’3、11A’4の正面視の厚さ、内フレーム12A’を構成する各辺12A’1、12A’2、12A’3、12A’4の正面視の厚さ、および直線材14A’の正面視の厚さは、それぞれ約10mmである。なお、側面視の厚さは特に限定されないが、矩形構造材101A’の側面視における厚さ以下であることが好ましい。   The outer frame 11A ', the linear member 14A', and the inner frame 12A 'of the vibration damping device 10A' are all made of steel, and are manufactured by integral molding by a casting method such as a die casting method. However, the manufacturing method is not limited to this. For example, the corners of the sides 11A'1, 11A'2, 11A'3, and 11A'4 of the outer frame 11A 'may be in rigid contact with each other. The thickness of each side 11A'1, 11A'2, 11A'3, 11A'4 constituting the outer frame 11A ', as viewed from the front, each side 12A'1, 12A'2, 12A' constituting the inner frame 12A ' The thickness of 3, 12A′4 in the front view and the thickness of the straight member 14A ′ in the front view are each about 10 mm. The thickness in side view is not particularly limited, but is preferably equal to or less than the thickness in side view of the rectangular structure material 101A ′.

内フレーム12A’の辺12A’2は外フレーム11A’の辺11A’2と、内フレーム12A’の辺12A’4は外フレーム11A’の辺11A’4と、互いに平行をなし、これらの辺同士は、変形するための遊びを考慮して、約10mmの隙間を有して隔たっている。内フレーム12A’の辺12A’1は外フレーム11A’の辺11A’1と、内フレーム12A’の辺12A’3は外フレーム11A’の辺11A’3と、互いに平行をなし、これらの辺同士は、両フレームは互いに相似なので、約38mmの隙間を有して隔たっている。力の作用線である中心線における外フレーム11A’の縦の大きさは約230mmであり、横の大きさは約95mmである。また、力の作用線である中心線における内フレーム12A’の縦の大きさは約132mmであり、横の大きさは約55mmである。いずれの縦横比もおよそ2.4であり、互いに相似の矩形である。また、内フレーム12A’の辺12A’1は外フレーム11A’の辺11A’2や辺11A’4と、内フレーム12A’の辺12A’3は外フレーム11A’の辺11A’2や辺11A’4とは、互いに垂直をなす。   The side 12A′2 of the inner frame 12A ′ is parallel to the side 11A′2 of the outer frame 11A ′, and the side 12A′4 of the inner frame 12A ′ is parallel to the side 11A′4 of the outer frame 11A ′. In consideration of play for deformation, the two are separated by a gap of about 10 mm. The side 12A′1 of the inner frame 12A ′ is parallel to the side 11A′1 of the outer frame 11A ′, and the side 12A′3 of the inner frame 12A ′ is parallel to the side 11A′3 of the outer frame 11A ′. Since both frames are similar to each other, they are separated by a gap of about 38 mm. The vertical size of the outer frame 11A ′ at the center line, which is the line of action of force, is about 230 mm, and the horizontal size is about 95 mm. In addition, the vertical size of the inner frame 12A 'at the center line, which is the line of action of force, is about 132 mm, and the horizontal size is about 55 mm. All of the aspect ratios are about 2.4, and they are similar rectangles. Also, the side 12A′1 of the inner frame 12A ′ is the side 11A′2 and side 11A′4 of the outer frame 11A ′, and the side 12A′3 of the inner frame 12A ′ is the side 11A′2 and side 11A of the outer frame 11A ′. '4' is perpendicular to each other.

継手13A’は、外フレーム11A’の各角OCOから一体成型されることにより延在しており、継手13A’と外フレーム11A’の角とは剛性を有して結合されている。継手13A’は、制振装置10A’を斜材104A’と連結するための部分であり、外フレーム11A’の厚さとほぼ同じ厚さを有し、斜材104A’と連結し易くするように平たく形成されると共に、斜材104A’との強固な結合力を確保するために本実施例では3つのボルト穴を有する。本実施例の場合、継手13A’は、斜材104A’とボルト止めされて連結される。連結の方法は、ボルト止めの他、溶接・ねじ止めなど確実に連結できるならば何でもよい。もっとも、制振装置10A’が地震などにより破壊されたときに容易に交換できるように、斜材104A’に対して継手13A’を着脱自在な構造とすることが好ましい。   The joint 13A 'extends by being integrally molded from each corner OCO of the outer frame 11A', and the joint 13A 'and the corner of the outer frame 11A' are coupled with rigidity. The joint 13A ′ is a part for connecting the vibration damping device 10A ′ to the diagonal member 104A ′, has a thickness substantially the same as the thickness of the outer frame 11A ′, and facilitates connection to the diagonal member 104A ′. In this embodiment, it is formed flat and has three bolt holes in order to secure a strong bonding force with the diagonal member 104A ′. In this embodiment, the joint 13A 'is connected to the diagonal member 104A' by bolting. The connecting method may be anything as long as it can be securely connected, such as welding and screwing, in addition to bolting. However, it is preferable that the joint 13A 'is detachable from the diagonal member 104A' so that the vibration damping device 10A 'can be easily replaced when it is destroyed by an earthquake or the like.

図1に示す制振装置10A’は、図2に示すように、制振構造100A’に組み込まれる。制振構造100A’は、柱102A’と梁103A’からなる矩形構造材101A’と、矩形構造材101A’の対角線DL上に配置される斜材104A’と、斜材104A’の中間において、継手13A’により斜材104A’と連結された制振装置10A’とを備える。制振装置10A’は、柱102A’と梁103A’の縦横比が2.4であって外フレーム11A’と相似の矩形構造材101A’に適用することができる。制振装置10A’は、上述したように最も好適なβは0.05だから、柱102A’が約2.64m、梁103A’が約1.1mである矩形構造材101A’に適用することが最も好適である。なお、斜材104A’は、鉄筋、鋼管などの如く張力に耐え得る材料であれば足りる。   A vibration damping device 10A 'shown in FIG. 1 is incorporated in a vibration damping structure 100A' as shown in FIG. The damping structure 100A ′ includes a rectangular structural member 101A ′ composed of a column 102A ′ and a beam 103A ′, an oblique member 104A ′ disposed on the diagonal line DL of the rectangular structural member 101A ′, and an oblique member 104A ′. And a vibration damping device 10A ′ connected to the diagonal member 104A ′ by a joint 13A ′. The vibration damping device 10A 'can be applied to a rectangular structural member 101A' similar to the outer frame 11A 'in which the aspect ratio of the pillar 102A' and the beam 103A 'is 2.4. Since the most preferable β is 0.05 as described above, the vibration damping device 10A ′ can be applied to the rectangular structural member 101A ′ in which the column 102A ′ is about 2.64 m and the beam 103A ′ is about 1.1 m. Most preferred. The diagonal member 104A 'only needs to be a material that can withstand tension, such as a reinforcing bar or a steel pipe.

制振構造100A’は、自身の矩形中心と制振装置10A’の外フレーム11A’および内フレーム12A’の矩形中心とが一致するように、制振装置10A’の各継手13A’と矩形構造材101A’の各隅に対応する各斜材104A’と連結させることにより制振装置10A’を備える。矩形構造材101A’と相似形のフレーム状の制振装置10A’をこのように連結することで、制振構造100A’は、制振装置10A’が正負の繰り返し変形を受けても元の形状に戻ることができるため、優れた制振性能を有することができる。また、外フレーム11A’と内フレーム12A’とを連結する直線材14A’は、外フレーム11A’および矩形構造材101A’の対角線DLと同一軸上に配置される。その結果、直線材14A’は、対角線DL上に外方向に各角OCOからそれぞれ延在する継手13A’とも同一軸線上に配置されるので、強固な制振装置10A’および制振構造100A’を提供することができる。   The damping structure 100A ′ has a rectangular structure with each joint 13A ′ of the damping device 10A ′ so that its rectangular center coincides with the rectangular centers of the outer frame 11A ′ and the inner frame 12A ′ of the damping device 10A ′. A vibration damping device 10A ′ is provided by connecting to each diagonal material 104A ′ corresponding to each corner of the material 101A ′. By connecting the frame-shaped vibration damping device 10A ′ similar to the rectangular structural member 101A ′ in this way, the vibration damping structure 100A ′ can have the original shape even if the vibration damping device 10A ′ is repeatedly subjected to positive and negative deformations. Therefore, it is possible to have excellent vibration damping performance. Further, the linear member 14A 'that connects the outer frame 11A' and the inner frame 12A 'is disposed on the same axis as the diagonal line DL of the outer frame 11A' and the rectangular structural member 101A '. As a result, the linear member 14A ′ is disposed on the same axis as the joint 13A ′ extending outward from each corner OCO on the diagonal line DL, so that the strong damping device 10A ′ and the damping structure 100A ′ are provided. Can be provided.

図3は、破壊試験において、制振構造100A’に組み込まれた制振装置10A’に負荷を徐々に増加させた様子を示す。本図(A)は、矩形構造材101A’の上の梁103A’に水平荷重を与えた時の制振装置10A’を正面視したもので、本図(B)は、何度か負荷を繰り返した結果破断した時の制振装置10A’を正面視したものである。本図(A)に示すように、斜材104A’と継手13A’を介して力が伝達されて、制振装置10A’における外フレーム11A’、内フレーム12A’および直線材14A’が塑性変形することにより、振動エネルギーを吸収する。制振構造100A’の特性に応じた変形量や変形回数を超えると、内フレーム12A’は、本図(B)に示すように破断などにより破壊される。通常、内フレーム12A’の方が破壊を生じる変形量が小さいので、内フレーム12A’の短い辺において最初に破壊が生じる。   FIG. 3 shows a state in which the load is gradually increased in the vibration damping device 10A ′ incorporated in the vibration damping structure 100A ′ in the destructive test. This figure (A) is a front view of the vibration damping device 10A 'when a horizontal load is applied to the beam 103A' on the rectangular structural member 101A '. This figure (B) shows the load several times. The vibration damping device 10A ′ when it breaks as a result of repetition is viewed from the front. As shown in this figure (A), force is transmitted through the diagonal member 104A ′ and the joint 13A ′, and the outer frame 11A ′, the inner frame 12A ′, and the straight member 14A ′ in the vibration damping device 10A ′ are plastically deformed. By absorbing vibration energy. If the amount of deformation or the number of deformations exceeds the characteristics of the vibration control structure 100A ', the inner frame 12A' is destroyed by breakage or the like as shown in FIG. Usually, the inner frame 12A 'has a smaller amount of deformation that causes breakage, so breakage occurs first on the shorter side of the inner frame 12A'.

図4は、矩形構造材101A’に水平荷重を与えた場合の制振装置10A’の荷重変形曲線を示す。スチール製なので、後述するアルミニウム製に比し、塑性ひずみは小さい。破断直前の水平荷重とそれに対応する水平変位は、水平荷重が約15kNの時に水平変位が約60mmである。   FIG. 4 shows a load deformation curve of the vibration damping device 10A 'when a horizontal load is applied to the rectangular structural member 101A'. Since it is made of steel, the plastic strain is smaller than that of aluminum described later. The horizontal load just before the break and the corresponding horizontal displacement are about 60 mm when the horizontal load is about 15 kN.

ここで、本実施例の外フレーム11A’に相当する図5(A)に示す単一のフレームのみからなる制振装置Aと、本実施例の内フレーム12A’に相当する図5(B)に示す単一のフレームのみからなる制振装置Bと、本実施例の制振装置10A’とを比較検討する。なお、本図の場合、水平変位(層間変位)は層間変位角(rad:ラジアン)で表す。これによると、外フレーム11A’に相当する単一のフレームのみからなる制振装置Aにおけるある水平変位における荷重と内フレーム12A’に相当する単一のフレームのみからなる制振装置Bにおけるある水平変位における荷重の和は、いずれの水平変位においても、本実施例の制振装置10A’のある水平変位における荷重とほぼ等しいことが分かる。すなわち、制振装置10A’は、外フレーム11A’の耐力と内フレーム12A’の耐力の和の耐力を備えることが分かる。   Here, the vibration damping device A consisting of only a single frame shown in FIG. 5A corresponding to the outer frame 11A ′ of this embodiment, and FIG. 5B corresponding to the inner frame 12A ′ of this embodiment. The vibration damping device B consisting of only a single frame shown in FIG. 5 and the vibration damping device 10A ′ of the present embodiment will be compared. In the case of this figure, the horizontal displacement (interlayer displacement) is represented by an interlayer displacement angle (rad: radians). According to this, a certain horizontal displacement in the vibration damping device A consisting of only a single frame corresponding to the outer frame 11A ′ and a certain horizontal in the vibration damping device B consisting of only a single frame corresponding to the inner frame 12A ′. It can be seen that the sum of the loads in the displacement is almost equal to the load in the certain horizontal displacement of the vibration damping device 10A ′ of the present embodiment in any horizontal displacement. That is, it can be seen that the vibration damping device 10A 'has a proof strength that is the sum of the proof strength of the outer frame 11A' and the proof strength of the inner frame 12A '.

そして、水平変位量が徐々に大きくなると、内フレーム12A’のみが先に破壊され、外フレーム11A’は破壊されずに残るため、制振装置10A’全体が、一気に制振性能を喪失することがない。すなわち、外フレーム11A’と内フレーム12A’という異なる剛性と塑性域での異なる応力を兼ね備える複数のフレームを有することで、複数のフレームが一度に破壊されることがなく、一気に制振性能を喪失することがない。   When the amount of horizontal displacement gradually increases, only the inner frame 12A ′ is destroyed first, and the outer frame 11A ′ remains unbroken, so that the entire damping device 10A ′ loses damping performance at once. There is no. That is, by having a plurality of frames having different stiffnesses in the outer frame 11A ′ and the inner frame 12A ′ and different stresses in the plastic region, the plurality of frames are not destroyed at once, and the vibration damping performance is lost at once. There is nothing to do.

また、図6に示すように、制振構造100A’に組み込まれた制振装置10A’における伸び側対角線の変形と短縮側対角線の変形とでは、同じ層間変位では、短縮側対角線の変形の方が大きい。たとえば、層間変位が1/30ラジアンにおいて、伸び側対角線の変位は25mmであるのに対して短縮側対角線の変位は約28mmである。そうすると、圧縮側の斜材は、揺れの小さい間は圧縮力を受けても、揺れが大きくなり変形が大きくなるにつれて圧縮力が緩和されたり解消されたりするようになる。したがって、制振装置10A’が組み込まれた制振構造100A’においては、斜材104A’が座屈して破壊されることがなくなる。   Further, as shown in FIG. 6, in the vibration damping device 10A ′ incorporated in the vibration damping structure 100A ′, the deformation of the contraction side diagonal line is the same as the deformation of the expansion side diagonal line and the deformation of the contraction side diagonal line. Is big. For example, when the interlayer displacement is 1/30 radians, the extension-side diagonal displacement is 25 mm, while the shortened-side diagonal displacement is about 28 mm. Then, even if the compression-side diagonal member receives a compressive force while the swing is small, the compressive force is relieved or eliminated as the swing increases and deformation increases. Therefore, in the vibration damping structure 100A ′ in which the vibration damping device 10A ′ is incorporated, the diagonal member 104A ′ is not buckled and broken.

制振装置10A’は、スチール製のフレーム状部材を主構造の斜材の中間に配置するものであるから、大掛かりな構造を必要せず施工コストが低廉であり、地震や建築構造の特性に拘わらず、制振性能が安定的で信頼性が高く、またメンテナンス不要で耐久性もよい。そして、制振装置10A’は、そのようなスチール製のフレーム状部材であり、大きさの異なる外フレーム11A’と内フレーム12A’を組み合わすことで耐力が増加し剛性が高く加工性が良くなる。   Since the vibration damping device 10A 'is a steel frame-like member disposed in the middle of the main structure diagonal member, it does not require a large-scale structure, has a low construction cost, and has characteristics of earthquakes and building structures. Regardless, the vibration damping performance is stable and reliable, and maintenance is not required and durability is good. The vibration damping device 10A ′ is such a steel frame-like member. By combining the outer frame 11A ′ and the inner frame 12A ′ having different sizes, the proof stress increases, the rigidity is high, and the workability is good. Become.

<第二実施例>
図7および図8を参照し、本実施例における制振装置10B’および制振構造100B’を説明する。なお、以下では、上記実施例と異なる点を中心に説明する。制振装置10B’は、各部の中心線で表現した図14(B)に示した制振装置10Bの実施物である。
<Second Example>
With reference to FIGS. 7 and 8, the vibration damping device 10B ′ and the vibration damping structure 100B ′ in the present embodiment will be described. In the following description, differences from the above embodiment will be mainly described. The vibration damping device 10B ′ is an implementation of the vibration damping device 10B shown in FIG. 14B expressed by the center line of each part.

制振装置10B’は、1つの矩形の外フレーム11B’と、外フレーム11B’より小さく、外フレーム11B’と相似形を有する4つの内フレーム12B’1〜12B’4と、外フレーム11B’の(図中一点鎖線で示す)対角線DL上に外方向に各角OCOからそれぞれ延在する継手13B’とを備える。外フレーム11B’を構成する各辺および内フレーム12B’1〜12B’4を構成する各辺は互いに一体成型されており、外フレーム11B’および内フレーム12B’1〜12B’4の各角は剛性を有する。外フレーム11B’の各隅ICOは、内フレーム12B’1〜12B’4の1つの角OCIと直接的に結合されている。すなわち、外フレーム11B’の各隅ICOは、内フレーム12B’1〜12B’4の1つの角OCIと一致している。   The vibration damping device 10B ′ includes one rectangular outer frame 11B ′, four inner frames 12B′1 to 12B′4 that are smaller than the outer frame 11B ′ and have a similar shape to the outer frame 11B ′, and the outer frame 11B ′. And a joint 13B ′ extending outward from each corner OCO on a diagonal line DL (indicated by a dashed line in the figure). The sides constituting the outer frame 11B ′ and the sides constituting the inner frames 12B′1 to 12B′4 are integrally formed with each other, and the corners of the outer frame 11B ′ and the inner frames 12B′1 to 12B′4 are It has rigidity. Each corner ICO of the outer frame 11B 'is directly coupled to one corner OCI of the inner frames 12B'1 to 12B'4. In other words, each corner ICO of the outer frame 11B 'coincides with one corner OCI of the inner frames 12B'1 to 12B'4.

制振装置10B’の外フレーム11B’および内フレーム12B’は、いずれもアルミニウム製であり、ダイカスト法などの鋳造法により一体成型で製造されている。ただし、製造方法については、これに限定されない。外フレーム11B’を構成する各辺11B’1、11B’2、11B’3、11B’4の正面視の厚さ、内フレーム12B’1〜12B’4を構成する各辺の正面視の厚さは、それぞれ約16mmである。   The outer frame 11B 'and the inner frame 12B' of the vibration damping device 10B 'are both made of aluminum and are manufactured by integral molding by a casting method such as a die casting method. However, the manufacturing method is not limited to this. The thickness of each side 11B′1, 11B′2, 11B′3, 11B′4 constituting the outer frame 11B ′, and the thickness of each side constituting the inner frames 12B′1 to 12B′4. Each is about 16 mm.

内フレーム12B’1〜12B’4の矩形を構成する各辺は、外フレーム11B’の矩形を構成する各辺と平行または垂直をなす。外フレーム11B’の各隅ICOは、内フレーム12B’1〜12B’4の1つの角OCIと一致しているので、内フレーム12B’1〜12B’4の縦の辺と横の辺のそれぞれ1つずつは、外フレーム11B’の縦の辺と横の辺に一致している。力の作用線である中心線における外フレーム11B’の縦の大きさは約230mmであり、横の大きさは約95mmである。また、力の作用線である中心線における内フレーム12B’の縦横の大きさは、外フレーム11B’の縦横の大きさの半分であり、互いに相似形の矩形である。   Each side constituting the rectangle of the inner frame 12B'1 to 12B'4 is parallel or perpendicular to each side constituting the rectangle of the outer frame 11B '. Since each corner ICO of the outer frame 11B ′ coincides with one corner OCI of the inner frames 12B′1 to 12B′4, each of the vertical side and the horizontal side of the inner frame 12B′1 to 12B′4. One by one coincides with the vertical and horizontal sides of the outer frame 11B ′. The vertical size of the outer frame 11B 'at the center line, which is a line of action of force, is about 230 mm, and the horizontal size is about 95 mm. The vertical and horizontal sizes of the inner frame 12B 'at the center line, which is the line of action of the force, are half the vertical and horizontal sizes of the outer frame 11B', and are similar rectangles.

継手13B’は、外フレーム11B’の各角OCOから一体成型されることにより延在しており、継手13B’と外フレーム11B’の角とは剛性を有して結合されている。継手13B’は、外フレーム11B’の厚さとほぼ同じ厚さを有し、1つのボルト穴を有している。継手13B’は、別部材として成型された拡張継手15B’を介して、制振装置10B’を斜材104B’と連結するための部分である。本実施例の場合、継手13A’は拡張継手15B’とボルト止めされかつ拡張継手15B’は斜材104A’とボルト止めされて、制振装置10B’は制振構造100B’に連結される。本実施例では、拡張継手15B’は、制振装置10B’の継手13B’を斜材104B’と連結するための独立した部材であり、外フレーム11B’の側面視の厚さより薄く、斜材104B’と連結し易くするように平たく形成されると共に、斜材104B’との強固な結合力を確保するために3つのボルト穴を有する。   The joint 13B 'extends by being integrally molded from each corner OCO of the outer frame 11B', and the joint 13B 'and the corner of the outer frame 11B' are coupled with rigidity. The joint 13B 'has substantially the same thickness as the outer frame 11B' and has one bolt hole. The joint 13B 'is a part for connecting the vibration damping device 10B' to the diagonal member 104B 'via an expansion joint 15B' molded as a separate member. In this embodiment, the joint 13A 'is bolted to the expansion joint 15B' and the expansion joint 15B 'is bolted to the diagonal member 104A', so that the vibration damping device 10B 'is connected to the vibration damping structure 100B'. In this embodiment, the expansion joint 15B ′ is an independent member for connecting the joint 13B ′ of the vibration damping device 10B ′ to the diagonal member 104B ′, and is thinner than the thickness of the outer frame 11B ′ when viewed from the side. It is formed flat so that it can be easily connected to 104B ', and has three bolt holes to ensure a strong coupling force with the diagonal member 104B'.

図7に示す制振装置10B’は、図8に示すように、制振構造100B’に組み込まれる。制振構造100B’は、柱102B’と梁103B’からなる矩形構造材101B’と、矩形構造材101B’の対角線DL上に配置される斜材104B’と、斜材104B’の中間において、対角線DL上に配置される拡張継手15B’および継手13B’により斜材104B’と連結された制振装置10B’とを備える。制振装置10B’は、上記実施例と同様、柱102B’と梁103B’の縦横比が2.4であって外フレーム11B’と相似の矩形構造材101B’に適用することができる。   The vibration damping device 10B 'shown in FIG. 7 is incorporated in the vibration damping structure 100B' as shown in FIG. The damping structure 100B ′ includes a rectangular structural material 101B ′ composed of a pillar 102B ′ and a beam 103B ′, an oblique material 104B ′ disposed on a diagonal line DL of the rectangular structural material 101B ′, and an oblique material 104B ′. An expansion joint 15B ′ disposed on the diagonal line DL and a vibration damping device 10B ′ connected to the diagonal member 104B ′ by a joint 13B ′. The vibration damping device 10B 'can be applied to a rectangular structure material 101B' similar to the outer frame 11B 'in which the aspect ratio of the pillar 102B' and the beam 103B 'is 2.4, as in the above embodiment.

制振構造100B’は、自身の矩形中心O3と制振装置10B’の外フレーム11B’の矩形中心O1とが一致するように、制振装置10B’の各継手13B’/各拡張継手15B’と矩形構造材101B’の各隅ICSに対応する各斜材104B’と連結させることにより制振装置10B’を備える。矩形構造材101B’と相似形のフレーム状の制振装置10B’をこのように連結することで、制振構造100B’は、制振装置10B’が正負の繰り返し変形を受けても元の形状に戻ることができるため、優れた制振性能を有することができる。   The damping structure 100B ′ has its joints 13B ′ / expansion joints 15B ′ of the damping device 10B ′ so that its rectangular center O3 coincides with the rectangular center O1 of the outer frame 11B ′ of the damping device 10B ′. And a damping device 10B ′ is provided by connecting to each diagonal material 104B ′ corresponding to each corner ICS of the rectangular structure material 101B ′. By connecting the frame-shaped vibration damping device 10B ′ similar to the rectangular structural member 101B ′ in this way, the vibration damping structure 100B ′ can retain its original shape even when the vibration damping device 10B ′ is repeatedly subjected to positive and negative deformations. Therefore, it is possible to have excellent vibration damping performance.

図9は、破壊試験において、制振構造100B’に組み込まれた制振装置10B’に負荷を徐々に増加させた様子を示す。本図(A)は、矩形構造材101B’の上の梁103B’に水平荷重を与えた時の制振装置10B’を正面視したもので、本図(B)は、何度か負荷を繰り返した結果破断した時の制振装置10B’を正面視したものである。本図(A)に示すように、斜材104B’と拡張継手15B’/継手13B’を介して力が伝達されて、制振装置10B’における外フレーム11B’および内フレーム12B’が塑性変形することにより、振動エネルギーを吸収する。制振構造100B’の特性に応じた変形量や変形回数を超えると、内フレーム12B’は、本図(B)に示すように破断などにより破壊される。通常、内フレーム12B’の方が破壊を生じる変形量が小さいので、内フレーム12B’の短い辺において最初に破壊が生じる。   FIG. 9 shows a state in which the load is gradually increased in the vibration damping device 10B ′ incorporated in the vibration damping structure 100B ′ in the destructive test. This figure (A) is a front view of the vibration damping device 10B 'when a horizontal load is applied to the beam 103B' on the rectangular structural member 101B '. This figure (B) shows the load several times. The vibration damping device 10B ′ when it breaks as a result of repetition is viewed from the front. As shown in this figure (A), force is transmitted through the diagonal member 104B ′ and the expansion joint 15B ′ / joint 13B ′, and the outer frame 11B ′ and the inner frame 12B ′ in the vibration damping device 10B ′ are plastically deformed. By absorbing vibration energy. When the amount of deformation or the number of deformations in accordance with the characteristics of the damping structure 100B 'is exceeded, the inner frame 12B' is broken by breakage or the like as shown in FIG. Usually, the inner frame 12B 'has a smaller amount of deformation that causes breakage. Therefore, breakage occurs first on a short side of the inner frame 12B'.

図10(A)は、矩形構造材101B’に水平荷重を与えた場合の、スチール製(鋼材)の制振装置10B’の荷重変形曲線を、図10(B)はアルミニウム製の制振装置10B’の荷重変形曲線を示す。スチール製の制振装置10B’における、破断直前の水平荷重とそれに対応する水平変位は、水平荷重が約13kNの時に水平変位が約60mmである。水平変位量が大きくなり、内フレーム12B’の短い横の辺が先に破壊され、外フレーム11B’は破壊されずに残るため、制振装置10B’全体が、一気に制振性能を喪失することがない。アルミニウム製の制振装置10B’は、スチール製に比して塑性ひずみは大きく、水平荷重が約22kNの時に水平変位が約95mmであっても、実験においては破断することがなかった。仮に、水平変位量がさらに大きくなっても、同様に、内フレーム12B’の横の辺が先に破壊され、外フレーム11B’は破壊されずに残るため、制振装置10B’全体が、一気に制振性能を喪失することがない。   10A shows a load deformation curve of a steel (steel) damping device 10B ′ when a horizontal load is applied to the rectangular structural member 101B ′, and FIG. 10B shows an aluminum damping device. 10B 'shows a load deformation curve. In the steel damping device 10B ', the horizontal load immediately before the break and the corresponding horizontal displacement are approximately 60 mm when the horizontal load is approximately 13 kN. Since the amount of horizontal displacement increases, the short horizontal side of the inner frame 12B ′ is destroyed first, and the outer frame 11B ′ remains unbroken, so that the entire damping device 10B ′ loses damping performance at once. There is no. The damping device 10B 'made of aluminum has a larger plastic strain than that made of steel, and it did not break in the experiment even when the horizontal displacement was about 95 mm when the horizontal load was about 22 kN. Even if the horizontal displacement amount is further increased, similarly, the side of the inner frame 12B ′ is destroyed first, and the outer frame 11B ′ remains without being destroyed. Damping performance will not be lost.

また、図11に示すように、制振構造100B’に組み込まれた制振装置10B’における伸び側対角線の変形と短縮側対角線の変形とでは、同じ層間変位では、短縮側対角線の変形の方が大きい。たとえば、層間変位が1/30ラジアンにおいて、伸び側対角線の変位は23mmであるのに対して短縮側対角線の変位は約27mmである。そうすると、圧縮側の斜材は、揺れの小さい間は圧縮力を受けても、揺れが大きくなり変形が大きくなるにつれて圧縮力が緩和されたり解消されたりするようになる。したがって、制振装置10B’が組み込まれた制振構造100B’においては、斜材104B’が座屈して破壊されることがなくなる。   Further, as shown in FIG. 11, the deformation of the expansion side diagonal line and the deformation of the contraction side diagonal line in the vibration suppression device 10B ′ incorporated in the vibration suppression structure 100B ′ are the same as the deformation of the contraction side diagonal line when the interlayer displacement is the same. Is big. For example, when the interlayer displacement is 1/30 radians, the extension-side diagonal displacement is 23 mm, while the shortened-side diagonal displacement is about 27 mm. Then, even if the compression-side diagonal member receives a compressive force while the swing is small, the compressive force is relieved or eliminated as the swing increases and deformation increases. Therefore, in the vibration damping structure 100B 'in which the vibration damping device 10B' is incorporated, the diagonal member 104B 'is not buckled and broken.

制振装置10B’は、金属製のフレーム状部材を主構造の斜材の中間に配置するものであるから、大掛かりな構造を必要せず施工コストが低廉であり、地震や建築構造の特性に拘わらず、制振性能が安定的で信頼性が高く、またメンテナンス不要で耐久性もよい。そして、制振装置10B’は、そのような金属製のフレーム状部材であり、大きさの異なる外フレーム11B’と内フレーム12B’を組み合わすことで剛性が高く加工性が良くなる。   Since the vibration damping device 10B 'is a metal frame-like member disposed in the middle of the main structure diagonal, the construction cost is low without requiring a large structure, and the characteristics of the earthquake and building structure are low. Regardless, the vibration damping performance is stable and reliable, and maintenance is not required and durability is good. The vibration damping device 10B 'is such a metal frame-like member. By combining the outer frame 11B' and the inner frame 12B 'having different sizes, the rigidity is high and the workability is improved.

<第三実施例>
図12および図13を参照し、本実施例における制振装置10E’および制振構造100E’を説明する。本実施例の制振装置10E’は、上述した第一実施例の制振装置10A’の変形例と第二実施例の制振装置10B’を組み合わせた制振装置である。第一実施例の制振装置10A’の変形例は、制振装置10A’では継手13A’が連結し易くするように平たく形成されて複数のボルト穴を有しているが、制振装置10B’と同様に外フレーム11A’の厚さとほぼ同じ厚さを有し、1つのボルト穴を有している。第一実施例の制振装置10A’の変形例は、継手以外は、制振装置10A’と同じである。したがって、以下では、第一実施例の制振装置10A’の変形例は、制振装置10A’として説明する。
<Third embodiment>
With reference to FIG. 12 and FIG. 13, the vibration damping device 10E ′ and the vibration damping structure 100E ′ in the present embodiment will be described. The vibration damping device 10E ′ of the present embodiment is a vibration damping device that combines a modification of the vibration damping device 10A ′ of the first embodiment described above and the vibration damping device 10B ′ of the second embodiment. In a modification of the vibration damping device 10A ′ of the first embodiment, the vibration damping device 10A ′ is formed flat so that the joint 13A ′ can be easily connected and has a plurality of bolt holes. Similar to ', it has approximately the same thickness as the outer frame 11A', and has one bolt hole. A modification of the vibration damping device 10A ′ of the first embodiment is the same as the vibration damping device 10A ′ except for the joint. Therefore, hereinafter, a modified example of the vibration damping device 10A ′ of the first embodiment will be described as the vibration damping device 10A ′.

制振装置10E’は、第一実施例の制振装置10A’と第二実施例の制振装置10B’とを矩形構造材101E’の厚さ方向に備えた制振装置である。矩形構造材101E’の厚さ方向とは、矩形構造材101E’を構成する柱102E’または梁103E’の側面視における厚さの方向(正面視における奥行き方向)を言う。本図に示すように、制振装置10E’は、正面側に制振装置10B’を、背面側に制振装置10A’を備える。制振装置10B’の外フレームの大きさと、制振装置10A’の外フレームの大きさは同じである。ただし、これに限定されず、互いに異なった大きさの外フレームを有していてもよい。また、外フレームの対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在する継手13E’の大きさ・形状も同じであり、制振装置10B’の継手と同形である。なお、制振装置10A’の外フレームの矩形中心O1、制振装置10B’の外フレームの矩形中心O1、および矩形構造材101E’の矩形中心O3はすべて一致していることが好ましい。   The vibration damping device 10E 'is a vibration damping device including the vibration damping device 10A' of the first embodiment and the vibration damping device 10B 'of the second embodiment in the thickness direction of the rectangular structural member 101E'. The thickness direction of the rectangular structural member 101E 'refers to the thickness direction in the side view of the column 102E' or the beam 103E 'constituting the rectangular structural member 101E' (depth direction in the front view). As shown in the figure, the vibration damping device 10E 'includes a vibration damping device 10B' on the front side and a vibration damping device 10A 'on the back side. The size of the outer frame of the vibration damping device 10B 'is the same as the size of the outer frame of the vibration damping device 10A'. However, it is not limited to this, You may have the outer frame of a mutually different magnitude | size. In addition, the size and shape of the joint 13E 'extending from each corner in the outward direction on the diagonal of the outer frame are the same, and the same shape as the joint of the vibration damping device 10B'. It is preferable that the rectangular center O1 of the outer frame of the vibration damping device 10A ', the rectangular center O1 of the outer frame of the vibration damping device 10B', and the rectangular center O3 of the rectangular structural member 101E 'all coincide.

拡張継手15E’は、制振装置10B’と制振装置10A’の間に挟まれるようにして配置され、継手13E’においてボルト止めされることで、一体として制振装置10E’として機能する。拡張継手15E’は、本実施例では、制振装置10B’と制振装置10A’の外フレームに相当する部分を有すると共に、その外フレームに相当する部分の対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在している。もちろん、これに限定されず、外フレームに相当する部分を有さず、継手13E’とボルト止めされる部分とそこから延在する部分から構成されてもよい。制振装置10E’の側面視における厚さは、拡張継手15E’の厚さを含めて、矩形構造材101E’の側面視における厚さ以下が好ましい。   The expansion joint 15E 'is disposed so as to be sandwiched between the vibration damping device 10B' and the vibration damping device 10A ', and is bolted to the joint 13E' so as to function as the vibration damping device 10E 'as a unit. In this embodiment, the expansion joint 15E ′ has a portion corresponding to the outer frame of the vibration damping device 10B ′ and the vibration damping device 10A ′, and from each corner outwardly on a diagonal line of the portion corresponding to the outer frame. Each extends. Of course, the present invention is not limited to this, and it may not be provided with a portion corresponding to the outer frame, but may be constituted by a joint 13E ', a bolted portion, and a portion extending therefrom. The thickness in the side view of the vibration damping device 10E 'is preferably equal to or less than the thickness in the side view of the rectangular structural member 101E' including the thickness of the expansion joint 15E '.

この制振装置10E’を含む制振構造100E’は、制振装置10B’と制振装置10A’という複数の特性を有する制振装置を備えることで、様々な地震の揺れに対応できる。また、制振構造100E’は、各制振装置並びに各制振装置内のフレームにおいて、亀裂や破断のような破壊が起こる変形量が異なることから、一部が破壊された場合であっても一気に制振性能を喪失することがない。   The vibration damping structure 100E 'including the vibration damping device 10E' includes a vibration damping device having a plurality of characteristics, that is, the vibration damping device 10B 'and the vibration damping device 10A', and can cope with various earthquake shakes. Further, since the vibration damping structure 100E ′ has a different amount of deformation that causes breakage such as cracks or breaks in each vibration damping device and the frame in each vibration damping device, even if a part is broken. The vibration control performance is not lost at once.

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、適用例、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。   In addition, this invention is not limited to the illustrated Example, The implementation by the structure of the range which does not deviate from the content described in each item of a claim is possible. That is, although the present invention has been particularly illustrated and described with respect to particular embodiments, it should be understood that the present invention has been described in terms of quantity, quantity, and amount without departing from the scope and spirit of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in application examples and other detailed configurations.

100 制振構造
101 矩形構造材
102 矩形構造材(柱)
103 矩形構造材(梁)
104 斜材
10 制振装置
11 外フレーム
12 内フレーム
13 継手
14 直線材
15 拡張継手
ICS 矩形構造材の隅
ICO 外フレームの隅
OCO 外フレームの角
OCI 内フレームの角
DL 対角線
O1 外フレームの矩形中心
O2 内フレームの矩形中心
O3 矩形構造材の矩形中心
100 Damping structure 101 Rectangular structure material 102 Rectangular structure material (pillar)
103 Rectangular structure (beam)
104 Diagonal material 10 Damping device 11 Outer frame 12 Inner frame 13 Joint 14 Linear member 15 Expansion joint ICS Corner of rectangular structure material ICO Corner of outer frame OCO Corner of outer frame OCI Corner of inner frame DL Diagonal line O1 Rectangular center of outer frame O2 inner frame rectangle center O3 rectangle structure rectangle center

Claims (1)

矩形構造材を備える建築構造体を、前記矩形構造材の対角線上に配置される斜材を介して制振する制振装置であって、
前記矩形構造材と相似形を有する外フレームと、
前記矩形構造材と相似形を有し、各辺が前記外フレームの各辺より短くかつ平行または垂直をなす内フレームと、
前記外フレームの対角線上に外方向に各角からそれぞれ延在し、前記斜材と連結するための継手と、
を備え、
前記外フレームの各隅のみが、前記内フレームの角と結合され、
前記内フレームの中心は前記外フレームの中心と一致し、前記内フレームの各角は、前記外フレームの対応する各隅と直線材を介して連結されていることを特徴とする、
制振装置。
A vibration damping device for damping a building structure including a rectangular structure material via a diagonal member arranged on a diagonal line of the rectangular structure material,
An outer frame having a similar shape to the rectangular structural material;
An inner frame having a similar shape to the rectangular structural material, each side being shorter than each side of the outer frame and parallel or perpendicular;
A joint for extending from the respective corners outward on the diagonal of the outer frame, and for connecting to the diagonal member;
With
Only each corner of the outer frame is combined with a corner of the inner frame,
The center of the inner frame coincides with the center of the outer frame, and each corner of the inner frame is connected to each corresponding corner of the outer frame via a straight line.
Damping device.
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