JP6694672B2 - Vibration control device and building equipped with the same - Google Patents

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本発明は、制振装置及びこれを備えた建物に関する。   The present invention relates to a vibration damping device and a building including the vibration damping device.
従来、マンションやオフィスビルなどの多層構造の建物では、建物内に設置した制振ダンパーによって、地震時に作用した地震エネルギー(振動エネルギー)を吸収して減衰させ、建物の応答を低減させるようにしている。また、このような制振ダンパーには、鋼材等の降伏耐力やすべり材の摩擦抵抗を利用した履歴系ダンパー、粘性体の粘性抵抗を利用したオイルダンパーなどの粘性系ダンパー、粘弾性体のせん断抵抗を利用した粘弾性系ダンパーが多用されている。   Conventionally, in multi-layered buildings such as condominiums and office buildings, a vibration damper installed inside the building absorbs and attenuates seismic energy (vibration energy) that acts during an earthquake, reducing the response of the building. There is. In addition, such damping dampers include hysteresis dampers that use the yield strength of steel materials and frictional resistance of sliding materials, viscous dampers such as oil dampers that use the viscous resistance of viscous materials, and shearing of viscoelastic materials. Viscoelastic dampers that utilize resistance are often used.
一方、TMD(Tuned Mass Damper)と称する制振装置を建物の頂部側(屋上など)に設置し、建物の地震時応答を低減させることも提案、実用化されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   On the other hand, it has been proposed and put into practical use to install a vibration damping device called TMD (Tuned Mass Damper) on the top side of a building (such as a rooftop) to reduce the earthquake response of the building (for example, Patent Document 1, See Patent Document 2).
具体的に、TMDは、例えば、付帯フレームに振り子(錘体(重錘))を取り付け、錘体が往復振動する1自由度振動系として構成されている。そして、建物の1次固有周期と同調させて、建物の振動と逆方向に錘体を振動させることにより、すなわち、錘体が振動することによる慣性抵抗力(慣性質量効果)を利用することにより、建物に作用した地震エネルギーを減衰させ、建物の応答を低減させることができる。   Specifically, the TMD is configured as a one-degree-of-freedom vibration system in which a pendulum (weight body (weight)) is attached to an accessory frame and the weight body reciprocally vibrates. By synchronizing the primary natural period of the building and vibrating the weight in the direction opposite to the vibration of the building, that is, by utilizing the inertial resistance force (inertial mass effect) due to the vibration of the weight. , It is possible to attenuate the seismic energy acting on the building and reduce the response of the building.
特開2000−18323号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-18323 特開2011−220511号公報JP, 2011-220511, A
しかしながら、上記従来のTMDを制振装置として超高層建物の屋上などに設置するような場合には、広いスペースを屋上に確保する必要がある上、付帯フレームの構築等が困難になることも考えられる。また、2方向で異なる固有周期を有する建物に適用する場合には、振り子の長さを合理的に変えることができるようにしたり、各方向で異なる長さの振り子が必要になるなど、制振システムとして非常に煩雑なものになってしまう。   However, when the above-mentioned conventional TMD is installed as a vibration damping device on the roof of a super high-rise building, it is necessary to secure a large space on the roof, and it may be difficult to construct an auxiliary frame. Be done. When applied to buildings with different natural periods in two directions, the pendulum length can be reasonably changed, and pendulums with different lengths are required in each direction. The system becomes very complicated.
本発明は、上記事情に鑑み、占有空間を極力小さくすることができるとともに、多方向での固有周期調整が容易に行え、建物の多方向の応答を低減させることを可能にする制振装置及びこれを備えた建物を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention provides a vibration damping device that can minimize the occupied space, easily adjust the natural period in multiple directions, and reduce the response of the building in multiple directions. The purpose is to provide a building equipped with this.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。   In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明の制振装置は、建物に設置され、前記建物に作用した振動エネルギーを減衰させるTMD型の制振装置であって、水平バネ要素を備えた複数の制振柱と、前記複数の制振柱の前記水平バネ要素よりも上方に連結して架設された連結梁と、前記連結梁に支持されて前記連結梁上に設置された錘体と、一端を前記建物に、他端を前記連結梁に接続して配設された回転慣性質量ダンパーと、を備え、前記回転慣性質量ダンパーで付加質量を与え、少なくとも水平で直交する2方向の周期調整を行うように構成されており、前記制振柱は、下方側に配された第1積層ゴム体と、前記第1積層ゴム体の上方に配された第1連結構造体と、前記第1連結構造体の上方に配された第2積層ゴム体と、前記第2積層ゴム体の上方に配された第2連結構造体と、を備え、4本の前記制振柱の前記第1連結構造体どうしの間を、前記連結梁で架設して形成された方形状の第1鉄骨フレームと、4本の前記制振柱の前記第2連結構造体どうしの間を、前記連結梁で架設して形成された方形状の第2鉄骨フレームと、を備え、前記第2鉄骨フレーム上に前記錘体が設置され、一端を前記建物に、他端を前記第1鉄骨フレーム接続するように前記回転慣性質量ダンパーが配設されていることを特徴とする。 A vibration damping device of the present invention is a TMD type vibration damping device installed in a building for attenuating the vibration energy acting on the building, wherein the damping device comprises a plurality of damping columns having horizontal spring elements, and the plurality of damping devices. A connecting beam connected to and installed above the horizontal spring element of the swing column, a weight body supported by the connecting beam and installed on the connecting beam, one end of the building, and the other end of the building body. a rotational inertial mass damper arranged to connect to connection beam comprises, provides additional mass in the rotary inertia mass damper is configured to perform two orthogonal directions of the cycle adjusting at least horizontal, the The damping column includes a first laminated rubber body arranged on the lower side, a first connecting structure body arranged above the first laminated rubber body, and a first connecting structure body arranged above the first connecting structure body. Two laminated rubber bodies and a second connecting structure disposed above the second laminated rubber body, and the connecting beam is provided between the first connecting structures of the four damping columns. A square-shaped first steel frame formed by erection with a second square-shaped structure formed by erection by the connecting beam between the second connecting structures of the four damping columns. A steel frame, the weight is installed on the second steel frame, and the rotary inertia mass damper is arranged so that one end is connected to the building and the other end is connected to the first steel frame . It is characterized by
さらに、本発明の制振装置においては、前記制振柱が複数の水平バネ要素を上下方向に並設して構成されていることがより望ましい。   Further, in the vibration damping device of the present invention, it is more preferable that the vibration damping column is configured by arranging a plurality of horizontal spring elements side by side in the vertical direction.
また、本発明の制振装置においては、前記制振柱がリニアスライダーを備えて構成されていてもよい
Further, in the vibration damping device of the present invention, the vibration damping column may include a linear slider .
本発明の建物は、上記のいずれかの制振装置を頂部側に設置して構成されていることを特徴とする。   The building of the present invention is characterized in that any one of the above vibration damping devices is installed on the top side.
本発明の制振装置においては、水平の多方向の振動に対して減衰効果を発揮する積層ゴム体などの水平バネ要素を備えて制振柱が構成され、複数の制振柱に1つの錘体を連結梁を介して支持させて構成されているため、地震時に建物に作用した振動エネルギーを吸収して、建物の少なくとも水平の2方向の応答を低減させることができる。   In the vibration damping device of the present invention, the vibration damping column is configured by including a horizontal spring element such as a laminated rubber body that exerts a damping effect on horizontal multidirectional vibrations. Since the body is supported via the connecting beam, it is possible to absorb the vibration energy acting on the building at the time of an earthquake and reduce the response of the building in at least two horizontal directions.
また、減衰を与えるためのオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパーを備えることにより、TMDとしての適切な減衰効果を発揮させることが可能になるとともに、これらオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパーによって付加質量を与え、少なくとも水平の2方向の周期調整を行うことができる。   Further, by providing an oil damper and / or a rotary inertia mass damper for giving damping, it becomes possible to exert an appropriate damping effect as a TMD, and the addition by these oil damper and / or rotary inertia mass damper It is possible to give a mass and perform a period adjustment in at least two horizontal directions.
これにより、実質量をほとんど増加させることなく周期調整ができ、2方向の異なった固有周期を有する超高層ビルなどの建物に対してもその固有周期に柔軟に対応し、確実且つ効果的に地震時の応答を低減させることが可能になる。   As a result, the period can be adjusted without substantially increasing the actual amount, and even for buildings such as skyscrapers that have different natural periods in two directions, the natural period can be flexibly accommodated, and earthquakes can be performed reliably and effectively. It is possible to reduce the time response.
さらに、個々の部材数も少なく、コンパクトに構成することが可能になるとともに、組み立ても容易で、且つ錘体等の各部材を分割して運搬することができ、従来と比較して施工性を大幅に向上させることも可能である。   Furthermore, the number of individual members is small, it is possible to configure compactly, the assembly is easy, and each member such as the weight body can be divided and transported, which makes the workability easier than the conventional one. It is also possible to greatly improve.
よって、本実施形態の制振装置によれば、制振装置の占有空間を極力小さくすることができるとともに、多方向での固有周期調整が容易に行え、建物の多方向の応答を低減させることが可能になる。   Therefore, according to the vibration damping device of the present embodiment, the space occupied by the vibration damping device can be made as small as possible, and the natural period can be easily adjusted in multiple directions to reduce the response of the building in multiple directions. Will be possible.
また、本実施形態の建物においては、上記の制振装置を備えていることにより、上記の制振装置の作用効果を確実に得ることができる。   Further, in the building of the present embodiment, since the vibration damping device described above is provided, the operational effects of the vibration damping device described above can be reliably obtained.
本発明の第1実施形態に係る制振装置を備えた建物を示す斜視図である。It is a perspective view showing a building provided with a damping device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る建物に設置した状態の制振装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a vibration damping device installed in a building according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る制振装置を示す斜視図である。It is a perspective view showing a vibration damping device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る制振装置の変更例を示す斜視図である。It is a perspective view showing a modification of a damping device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る制振装置の変更例を示す斜視図である。It is a perspective view showing a modification of a damping device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る制振装置を示す斜視図である。It is a perspective view showing a vibration damping device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る制振装置のリニアスライダーの一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a linear slider of a damping device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る制振装置のリニアスライダーの一例を示す図((a)平面図、(b)側面図)である。It is a figure ((a) top view, (b) side view) showing an example of a linear slider of a damping device concerning a 2nd embodiment of the present invention.
以下、図1及び図3を参照し、本発明の第1実施形態に係る制振装置及びこれを備えた建物について説明する。   Hereinafter, a vibration damping device according to a first embodiment of the present invention and a building including the vibration damping device will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
はじめに、本実施形態の建物Aは、図1及び図2に示すように、超高層部ビルなどの多層構造の建物であり、その頂部(屋上)に制振装置Bを設置して構成されている。なお、本発明に係る建物は、制振装置Bが建物の頂部側(上層部)に設置されていればよく、必ずしも屋上に設置されていなくてもよい。   First, as shown in FIGS. 1 and 2, the building A of the present embodiment is a building having a multi-layer structure such as a super high-rise building, and a vibration damping device B is installed on the top (roof) of the building. There is. The building according to the present invention only needs to have the vibration damping device B installed on the top side (upper layer) of the building, and does not necessarily have to be installed on the roof.
そして、本実施形態の制振装置Bは、図3に示すように、積層ゴム体(水平バネ要素)1、2を備えた複数の制振柱3と、複数の制振柱3の積層ゴム体1、2よりも上方に連結して架設された連結梁4、5と、連結梁4、5に支持されて連結梁4、5上に設置された錘体15と、一端を建物Aに、他端を連結梁5に接続して配設されたオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6とを備えて構成されている。
なお、本実施形態では、水平バネ要素が積層ゴム体1、2であるものとして説明を行うが、本発明に係る水平バネ要素は水平の多方向の振動に対して減衰効果を発揮することが可能であれば、例えばバネ部材など、他の水平バネ要素であってもよい。
Then, as shown in FIG. 3, the vibration damping device B of the present embodiment has a plurality of damping columns 3 provided with laminated rubber bodies (horizontal spring elements) 1 and 2, and a laminated rubber of the plurality of damping columns 3. Connecting beams 4 and 5 which are connected and installed above the bodies 1 and 2, a weight body 15 which is supported by the connecting beams 4 and 5 and is installed on the connecting beams 4 and 5, and one end of which is attached to the building A. , And an oil damper and / or a rotary inertia mass damper 6 arranged by connecting the other end to the connecting beam 5.
In the present embodiment, the horizontal spring element is described as the laminated rubber bodies 1 and 2. However, the horizontal spring element according to the present invention can exert a damping effect on horizontal multidirectional vibration. Other horizontal spring elements may be possible, for example spring members.
また、積層ゴム体1、2は、一般に免震建物などで使用される積層ゴムと同様に構成したものであり、例えばゴムと鋼板を上下方向に交互に重ね合せるようにして形成されている。そして、本実施形態では、4本の制振柱3が所定位置に立設されており、各制振柱3が、下方側に第1積層ゴム体1、この第1積層ゴム体1上に鋼製の第1連結構造体7、連結構造体7上に第2積層ゴム体2、第2積層ゴム体2上に鋼製の第2連結構造体8を配置し、これら第1積層ゴム体1、第1連結構造体7、第2積層ゴム体2、第2連結構造体8を上下方向に一体に並設して形成されている。すなわち、本実施形態の制振柱3は、複数の積層ゴム体1、2を上下方向に並設して構成されている。   The laminated rubber bodies 1 and 2 are configured in the same manner as laminated rubber generally used in a seismic isolated building or the like, and are formed by alternately stacking rubber and steel plates in the vertical direction. Further, in the present embodiment, four damping columns 3 are erected at predetermined positions, and each damping column 3 has a first laminated rubber body 1 on the lower side and on the first laminated rubber body 1. A first connecting structure 7 made of steel, a second laminated rubber body 2 on the connecting structure 7, a second connecting structure 8 made of steel on the second laminated rubber body 2, and the first laminated rubber body. The first connecting structure 7, the second laminated rubber body 2, and the second connecting structure 8 are integrally formed in the vertical direction. That is, the damping column 3 of the present embodiment is configured by arranging a plurality of laminated rubber bodies 1 and 2 side by side in the vertical direction.
さらに、本実施形態の制振装置Bは、隣り合う制振柱3の第1連結構造体7に一端、他端を連結してH形鋼やI形鋼などの連結梁5が架設されている。また、4本の制振柱3にそれぞれ連結梁5を架設することにより、方形状の第1鉄骨フレーム9が形成されている。   Further, in the vibration damping device B of the present embodiment, one end and the other end are connected to the first connecting structure 7 of the adjacent damping columns 3 and the connecting beam 5 such as H-section steel or I-section steel is erected. There is. Further, by connecting the connecting beams 5 to each of the four damping columns 3, the first rectangular steel frame 9 is formed.
さらに、隣り合う制振柱3の第2連結構造体8に一端、他端を連結してH形鋼やI形鋼などの連結梁4が架設され、これら4本の制振柱3にそれぞれ連結梁4を架設することにより、方形状の第2鉄骨フレーム10が形成されている。   Further, connecting beams 4 such as H-section steel and I-section steel are erected by connecting one end and the other end to the second connection structures 8 of the adjacent damping columns 3, and these four damping columns 3 are respectively connected. By erection of the connecting beam 4, the square-shaped second steel frame 10 is formed.
そして、第2鉄骨フレーム10上(及び第1鉄骨フレーム9上)に方形盤状の錘体15が設置され、第2鉄骨フレーム(及び第1鉄骨フレーム9)を介して4本の制振柱3によって錘体15が支持されている。   Then, a rectangular disc-shaped weight 15 is installed on the second steel frame 10 (and the first steel frame 9), and four damping columns are provided via the second steel frame (and the first steel frame 9). The weight 15 is supported by 3.
さらに、本実施形態では、第1鉄骨フレーム9の各連結梁5に上端を接続して下方に鉄骨が延設され、この鉄骨からなる制振装置側連結部11に一端を、建物Aの屋上に一体形成されたコンクリートブロックなどの建物側連結部12に他端をそれぞれ接続して、オイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6が設置されている。   Further, in the present embodiment, the upper end is connected to each connecting beam 5 of the first steel frame 9 and the steel frame is extended downward. One end of the vibration damping device side connecting portion 11 made of the steel frame is connected to the roof of the building A. An oil damper and / or a rotary inertia mass damper 6 are installed by connecting the other ends to building-side connecting portions 12 such as a concrete block integrally formed with each other.
また、オイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6は、第1鉄骨フレーム9の各連結梁5、すなわち方形枠状の第1鉄骨フレーム9の各辺に沿うように、且つダンパー軸を横方向(水平方向)に配し、4台配設されている。さらに、本実施形態では、オイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6によって、付加質量を与え、少なくとも水平の2方向(直交する水平方向のX方向とY方向)の周期調整を行うように構成されている。   Further, the oil damper and / or the rotary inertia mass damper 6 are arranged along the respective connecting beams 5 of the first steel frame 9, that is, the respective sides of the rectangular frame-shaped first steel frame 9, and the damper axis in the lateral direction ( 4 units are arranged in the horizontal direction). Further, in the present embodiment, the oil damper and / or the rotary inertia mass damper 6 is configured to provide an additional mass and perform a cycle adjustment in at least two horizontal directions (X direction and Y direction of the horizontal direction orthogonal to each other). ing.
そして、上記構成からなる本実施形態の制振装置B(及びこれを備えた建物A)においては、水平の多方向の振動に対して減衰効果を発揮する積層ゴム体1、2を備えて制振柱3が構成され、この積層ゴム体1、2を備えた複数の制振柱3に錘体15を支持させて構成されているため、地震時に建物に作用した振動エネルギーを積層ゴム体1、2で吸収し、建物Aの少なくとも水平の2方向の応答を低減させることができる。   The vibration damping device B (and the building A including the same) of the present embodiment configured as described above includes the laminated rubber bodies 1 and 2 that exhibit a damping effect on horizontal multidirectional vibrations. Since the vibration column 3 is formed and the weight body 15 is supported by the plurality of vibration damping columns 3 including the laminated rubber bodies 1 and 2, the vibration energy acting on the building at the time of the earthquake is transmitted to the laminated rubber body 1. , 2 to reduce the response of the building A in at least two horizontal directions.
また、制振柱3が複数の積層ゴム体1、2を並設して(積み上げて)構成されていることで、これら複数の積層ゴム体1、2による振動エネルギーの減衰効果が相乗的に発揮され、より確実に建物Aの応答を低減させることが可能になる。   Further, since the damping column 3 is configured by arranging (stacking) a plurality of laminated rubber bodies 1 and 2, the damping effect of the vibration energy by the plurality of laminated rubber bodies 1 and 2 is synergistically. It is exhibited, and the response of the building A can be reduced more reliably.
さらに、本実施形態の制振装置Bにおいては、減衰を与えるためのオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6を備えることにより、TMDとしての適切な減衰効果を発揮させることが可能になるとともに、これらオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6によって付加質量を与え、少なくとも水平の2方向の周期調整を行うことができる。   Further, in the vibration damping device B of the present embodiment, by providing the oil damper and / or the rotary inertia mass damper 6 for giving damping, it becomes possible to exert an appropriate damping effect as TMD, and These oil dampers and / or rotary inertia mass dampers 6 can provide additional mass to adjust the cycle in at least two horizontal directions.
これにより、実質量をほとんど増加させることなく周期調整ができ、2方向の異なった固有周期を有する超高層ビルなどの建物Aに対してもその固有周期に柔軟に対応し、確実且つ効果的に地震時の応答を低減させることが可能になる。   As a result, the period can be adjusted without substantially increasing the actual amount, and even for a building A such as a skyscraper having different natural periods in two directions, it can flexibly respond to the natural period, and can reliably and effectively. It becomes possible to reduce the response during an earthquake.
さらに、本実施形態の制振装置Bにおいては、個々の部材数も少なく、コンパクトに構成することが可能になるとともに、組み立ても容易で、且つ錘体15等の各部材を分割して(錘体15も分割して)運搬することができ、従来と比較して施工性を大幅に向上させることも可能である。   Furthermore, in the vibration damping device B of the present embodiment, the number of individual members is small, it is possible to configure compactly, the assembly is easy, and each member such as the weight body 15 is divided (weight The body 15 can also be divided and transported, and the workability can be greatly improved as compared with the conventional case.
よって、本実施形態の制振装置B及びこれを備えた建物Aにおいては、制振装置Bの占有空間を極力小さくすることができるとともに、多方向での固有周期調整が容易に行え、建物Aの多方向の応答を低減させることが可能になる。   Therefore, in the vibration damping device B of the present embodiment and the building A including the vibration damping device B, the space occupied by the vibration damping device B can be made as small as possible, and the natural period can be easily adjusted in multiple directions. It is possible to reduce the multi-directional response of the.
以上、本発明に係る制振装置及びこれを備えた建物の第1実施形態について説明したが、本発明は上記の第1実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The first embodiment of the vibration damping device and the building including the same according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described first embodiment, and may be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. It can be changed.
例えば、図4に示すように、連結梁4に下方に凹む凹部(クランク、段部)13を設け、この凹部13に錘体15を係合させて設置するように構成してもよい。この場合には、本実施形態よりも錘体15を下方に配し、さらなるコンパクト化を図ることが可能になる。   For example, as shown in FIG. 4, the connecting beam 4 may be provided with a recess (crank, step) 13 recessed downward, and the weight 15 may be engaged with the recess 13 to be installed. In this case, it is possible to arrange the weight body 15 below the weight of the present embodiment and further reduce the size.
すなわち、オイルダンパー及び/又は回転質量ダンパー6を第1鉄骨フレーム9ではなく第2鉄骨フレーム10に接続するようにしてもよい。この場合においても、本実施形態と同等の作用効果を得ることが可能である。   That is, the oil damper and / or the rotary mass damper 6 may be connected to the second steel frame 10 instead of the first steel frame 9. Even in this case, it is possible to obtain the same effect as that of the present embodiment.
また、オイルダンパー及び/又は回転質量ダンパー6を間接的に連結梁5(第1鉄骨フレーム9)や連結梁4(第2鉄骨フレーム10)に接続するようにしてもよい。すなわち、例えば、図5に示すように、連結梁5(4)に接続して制振装置Bの中央部側にダンパー接続用梁部(図5では十字状のダンパー接続用梁部)14を設け、このダンパー接続用梁部14にオイルダンパー及び/又は回転質量ダンパー6を接続して、制振装置Bを構成するようにしてもよい。この場合においても、勿論、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、オイルダンパー及び/又は回転質量ダンパー6が隠れ、制振装置Bの外観をよくすることができる。さらに、制振装置Bのさらなるコンパクト化を図ることも可能になり得る。   Further, the oil damper and / or the rotary mass damper 6 may be indirectly connected to the connecting beam 5 (first steel frame 9) or the connecting beam 4 (second steel frame 10). That is, for example, as shown in FIG. 5, a damper connecting beam portion (a cross-shaped damper connecting beam portion in FIG. 5) 14 is connected to the connecting beam 5 (4) on the center side of the vibration damping device B. Alternatively, the vibration damper B may be configured by connecting the oil damper and / or the rotary mass damper 6 to the damper connecting beam portion 14. In this case as well, it is of course possible to obtain the same effects as the present embodiment. Further, the oil damper and / or the rotary mass damper 6 are hidden, and the appearance of the vibration damping device B can be improved. Further, it may be possible to further reduce the size of the vibration damping device B.
次に、図6から図8(図1、図2)を参照し、本発明の第2実施形態に係る制振装置及びこれを備えた建物について説明する。
なお、本実施形態は、第1実施形態と同様、超高層部ビルなどの多層構造の建物Aの頂部(屋上)に設置される制振装置B、及び建物Aに関するものである。よって、第1実施形態と同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Next, with reference to FIGS. 6 to 8 (FIGS. 1 and 2), a vibration damping device according to a second embodiment of the present invention and a building including the vibration damping device will be described.
It should be noted that, like the first embodiment, the present embodiment relates to a vibration damping device B installed on the top (roof) of a building A having a multi-layer structure such as a super high-rise building, and the building A. Therefore, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の制振装置Bは、図6に示すように、水平バネ要素の積層ゴム体1及び水平方向に滑動して剛性を調整するリニアスライダー(剛性調整機構)20を備えた複数の制振柱3と、複数の制振柱3の積層ゴム体1及びリニアスライダー20よりも上方に連結して架設された連結梁4、5と、連結梁4、5に支持されて連結梁4、5上に設置された錘体15と、一端を建物Aに、他端を連結梁5に接続して配設されたオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 6, the vibration damping device B of the present embodiment includes a plurality of vibration damping devices each including a laminated rubber body 1 of horizontal spring elements and a linear slider (rigidity adjusting mechanism) 20 that slides in the horizontal direction to adjust the rigidity. The vibration column 3, the connection beams 4 and 5 that are connected and installed above the laminated rubber body 1 and the linear slider 20 of the plurality of vibration control columns 3, and the connection beam 4 supported by the connection beams 4 and 5. 5, a weight body 15 installed on the vehicle 5, and an oil damper and / or a rotary inertia mass damper 6 arranged with one end connected to the building A and the other end connected to the connecting beam 5.
また、本実施形態では、4本の制振柱3のうち、中心を挟んで対称位置に配置された2本の制振柱3が積層ゴム体1を上下に並設して構成され、他の2本の制振柱3がリニアスライダー20を上下に並設して構成されている。
なお、積層ゴム体1を備えてなる制振柱3とリニアスライダー20を備えてなる制振柱3の比率は2:2に限らず、1:3、3:1であってもよい。
Further, in the present embodiment, among the four damping columns 3, two damping columns 3 which are symmetrically arranged with the center sandwiched are configured by arranging the laminated rubber bodies 1 in a vertical arrangement. The two damping columns 3 are formed by arranging the linear sliders 20 in parallel.
The ratio of the damping column 3 including the laminated rubber body 1 to the damping column 3 including the linear slider 20 is not limited to 2: 2, but may be 1: 3 or 3: 1.
一方、リニアスライダー20は、水平のX方向及びX方向に直交する水平のY方向、ひいては水平の各方向にスライド移動自在に構成されている。   On the other hand, the linear slider 20 is configured to be slidable in the horizontal X direction and the horizontal Y direction orthogonal to the X direction, and further in each horizontal direction.
具体的に、リニアスライダー20について一例を挙げて説明する。
本実施形態のリニアスライダー20は、図7及び図8に示すように、上フランジプレート21に一体に設けられ、水平のX方向に延設された上レール22と、下フランジプレート23に一体に設けられ、水平のY方向に延設された下レール24と、上レール22と下レール24の間に介装され、上レール22と下レール24をX方向、Y方向に滑動自在(スライド移動可能)に支持/保持するベアリング25を備えた滑動子26とを備えて構成されている。
Specifically, the linear slider 20 will be described with an example.
As shown in FIGS. 7 and 8, the linear slider 20 of the present embodiment is integrally provided on the upper flange plate 21, and is integrally provided on the upper rail 22 extending in the horizontal X direction and the lower flange plate 23. The lower rail 24 is provided and extends horizontally in the Y direction, and is interposed between the upper rail 22 and the lower rail 24, and the upper rail 22 and the lower rail 24 are slidable in the X and Y directions (sliding movement). (Possibly) and a slider 26 having a bearing 25 for supporting / holding the same.
そして、上記構成からなる本実施形態の制振装置B(及びこれを備えた建物A)においては、水平の多方向の振動に対して減衰効果を発揮する積層ゴム体1、あるいは水平の各方向にスライド移動自在に上部を支持して剛性を調整するリニアスライダー20を備えて制振柱3が構成され、これら積層ゴム体1、リニアスライダー20を備えた各制振柱3に錘体15を支持させて構成されている。このため、リニアスライダー20によって制振柱3の剛性を調整することができ、地震時に建物Aに作用した振動エネルギーを積層ゴム体1で効果的に吸収し、建物Aの少なくとも水平の2方向の応答を低減させることができる。 Then, in the vibration damping device B (and the building A including the same) of the present embodiment having the above-described configuration, the laminated rubber body 1 that exhibits a damping effect on horizontal multidirectional vibration, or each horizontal direction. A damping column 3 is configured by including a linear slider 20 that supports the upper portion of the laminated rubber body 1 to adjust the rigidity so that the weight 15 is attached to each damping column 3 including the laminated rubber body 1 and the linear slider 20. It is configured to be supported. Therefore, the rigidity of the damping column 3 can be adjusted by the linear slider 20, and the vibration energy acting on the building A at the time of the earthquake is effectively absorbed by the laminated rubber body 1, so that at least two horizontal directions of the building A can be obtained. The response can be reduced.
さらに、本実施形態の制振装置Bにおいては、減衰を与えるためのオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6を備えることにより、TMDとしての適切な減衰効果を発揮させることが可能になるとともに、これらオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6によって付加質量を与え、少なくとも水平の2方向の周期調整を行うことができる。   Further, in the vibration damping device B of the present embodiment, by providing the oil damper and / or the rotary inertia mass damper 6 for giving damping, it becomes possible to exert an appropriate damping effect as TMD, and These oil dampers and / or rotary inertia mass dampers 6 can provide additional mass to adjust the cycle in at least two horizontal directions.
これにより、実質量をほとんど増加させることなく周期調整ができ、2方向の異なった固有周期を有する超高層ビルなどの建物Aに対してもその固有周期に柔軟に対応し、確実且つ効果的に地震時の応答を低減させることが可能になる。   As a result, the period can be adjusted without substantially increasing the actual amount, and even for a building A such as a skyscraper having different natural periods in two directions, it can flexibly respond to the natural period, and can reliably and effectively. It becomes possible to reduce the response during an earthquake.
また、本実施形態では、リニアスライダー20によって制振柱3の剛性を調整できることからオイルダンパー及び/又は回転慣性質量ダンパー6の性能をより確実且つ効果的に発揮させることができる。   Further, in the present embodiment, since the rigidity of the damping column 3 can be adjusted by the linear slider 20, the performance of the oil damper and / or the rotary inertia mass damper 6 can be more reliably and effectively exhibited.
さらに、本実施形態の制振装置Bにおいては、個々の部材数も少なく、コンパクトに構成することが可能になるとともに、組み立ても容易で、且つ錘体15等の各部材を分割して(錘体15も分割して)運搬することができ、従来と比較して施工性を大幅に向上させることも可能である。   Furthermore, in the vibration damping device B of the present embodiment, the number of individual members is small, it is possible to configure compactly, the assembly is easy, and each member such as the weight body 15 is divided (weight The body 15 can also be divided and transported, and the workability can be greatly improved as compared with the conventional case.
よって、本実施形態の制振装置B及びこれを備えた建物Aにおいては、制振装置Bの占有空間を極力小さくすることができるとともに、多方向での固有周期調整が容易に行え、建物Aの多方向の応答を低減させることが可能になる。   Therefore, in the vibration damping device B of the present embodiment and the building A including the vibration damping device B, the space occupied by the vibration damping device B can be made as small as possible, and the natural period can be easily adjusted in multiple directions. It is possible to reduce the multi-directional response of the.
以上、本発明に係る制振装置及びこれを備えた建物の第2実施形態について説明したが、本発明は上記の第2実施形態に限定されるものではなく、第1実施形態の変更例を含め、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The second embodiment of the vibration damping device and the building including the same according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described second embodiment, and a modified example of the first embodiment. Including, it is possible to change as appropriate without departing from the spirit.
1 積層ゴム体(水平バネ要素)
2 積層ゴム体(水平バネ要素)
3 制振柱
4 連結梁
5 連結梁
6 オイルダンパー又は回転慣性質量ダンパー
7 第1連結構造体
8 第2連結構造体
9 第1鉄骨フレーム
10 第2鉄骨フレーム
11 制振装置側連結部
12 建物側連結部
13 凹部(クランク、段部)
14 ダンパー接続用梁部
15 錘体
20 リニアスライダー
21 上フランジプレート
22 上レール
23 下フランジプレート
24 下レール
25 ベアリング
26 滑動子
A 建物
B 制振装置
1 Laminated rubber body (horizontal spring element)
2 Laminated rubber body (horizontal spring element)
3 Damping Column 4 Connection Beam 5 Connection Beam 6 Oil Damper or Rotational Inertial Mass Damper 7 First Connection Structure 8 Second Connection Structure 9 First Steel Frame 10 Second Steel Frame 11 Vibration Control Device Side Connection 12 Building Side Connection part 13 Recess (crank, step)
14 Damper Connecting Beam 15 Weight 20 Linear Slider 21 Upper Flange Plate 22 Upper Rail 23 Lower Flange Plate 24 Lower Rail 25 Bearing 26 Slider A Building B Vibration Control Device

Claims (5)

  1. 建物に設置され、前記建物に作用した振動エネルギーを減衰させるTMD型の制振装置であって、
    水平バネ要素を備えた複数の制振柱と、
    前記複数の制振柱の前記水平バネ要素よりも上方に連結して架設された連結梁と、
    前記連結梁に支持されて前記連結梁上に設置された錘体と、
    一端を前記建物に、他端を前記連結梁に接続して配設された回転慣性質量ダンパーと、を備え、
    前記回転慣性質量ダンパーで付加質量を与え、少なくとも水平で直交する2方向の周期調整を行うように構成されており、
    前記制振柱は、
    下方側に配された第1積層ゴム体と、
    前記第1積層ゴム体の上方に配された第1連結構造体と、
    前記第1連結構造体の上方に配された第2積層ゴム体と、
    前記第2積層ゴム体の上方に配された第2連結構造体と、を備え、
    4本の前記制振柱の前記第1連結構造体どうしの間を、前記連結梁で架設して形成された方形状の第1鉄骨フレームと、
    4本の前記制振柱の前記第2連結構造体どうしの間を、前記連結梁で架設して形成された方形状の第2鉄骨フレームと、を備え、
    前記第2鉄骨フレーム上に前記錘体が設置され、
    一端を前記建物に、他端を前記第1鉄骨フレーム接続するように前記回転慣性質量ダンパーが配設されていることを特徴とする制振装置。
    A TMD type vibration damping device installed in a building for attenuating vibration energy acting on the building,
    Multiple damping columns with horizontal spring elements,
    A connecting beam that is connected and installed above the horizontal spring elements of the plurality of damping columns,
    A weight body supported by the connecting beam and installed on the connecting beam;
    A rotary inertia mass damper arranged with one end connected to the building and the other end connected to the connecting beam;
    The rotary inertia mass damper is configured to give an additional mass, and to perform cycle adjustment in at least two horizontal and orthogonal directions ,
    The damping column is
    A first laminated rubber body arranged on the lower side,
    A first connecting structure disposed above the first laminated rubber body;
    A second laminated rubber body arranged above the first connection structure;
    A second connection structure disposed above the second laminated rubber body,
    A square-shaped first steel frame formed by bridging the connection beams between the first connection structures of the four damping columns,
    A square second steel frame formed by bridging the connecting beams between the second connecting structures of the four damping columns, and
    The weight is installed on the second steel frame,
    The vibration damping device , wherein the rotary inertia mass damper is arranged so that one end is connected to the building and the other end is connected to the first steel frame .
  2. 請求項1に記載の制振装置において、
    一端を前記建物に、他端を前記連結梁に接続するようにオイルダンパーをさらに備えていることを特徴とする制振装置。
    The vibration damping device according to claim 1,
    The vibration damping device further comprising an oil damper so that one end is connected to the building and the other end is connected to the connecting beam.
  3. 請求項1または請求項2に記載の制振装置において、
    前記制振柱が複数の水平バネ要素を上下方向に並設して構成されていることを特徴とする制振装置。
    The vibration damping device according to claim 1 or 2,
    The vibration damping device comprises a plurality of horizontal spring elements arranged side by side in a vertical direction in the vibration damping column.
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の制振装置において、
    前記制振柱がリニアスライダーを備えて構成されていることを特徴とする制振装置。
    The vibration damping device according to any one of claims 1 to 3,
    A vibration damping device, wherein the vibration damping column comprises a linear slider.
  5. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載の制振装置を頂部側に設置して構成されていることを特徴とする建物。 A building comprising the vibration damping device according to any one of claims 1 to 4 installed on the top side.
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