JP6893167B2 - Vibration control structure of wooden frame - Google Patents
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Description
本発明は、木製架構の制振構造に関する。 The present invention relates to a vibration damping structure of a wooden frame.
下記特許文献1には、木造建築物の矩形枠構造部分に制振ブレースを組付けた構成が示されている。 Patent Document 1 below shows a configuration in which a damping brace is attached to a rectangular frame structure portion of a wooden building.
木造建築物における地震の振動を吸収するために、上記特許文献1のように架構に制振ブレースを組付けると、制振ブレースを組付けた部分を通行できない。また、外観に与える影響が大きい。 If a damping brace is attached to the frame as in Patent Document 1 above in order to absorb the vibration of an earthquake in a wooden building, the portion to which the damping brace is attached cannot pass. In addition, it has a great influence on the appearance.
本発明は上記事実を考慮して、制振ブレースを用いずに地震の振動を吸収できる、木製架構の制振構造を提供することを目的とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a vibration damping structure of a wooden frame capable of absorbing the vibration of an earthquake without using a vibration damping brace.
請求項1の木製架構の制振構造は、木製の柱と、前記柱に架け渡された木製の横架材と、前記柱及び前記横架材で形成された架構の構面に配置され、前記柱に沿った縦枠と前記横架材に沿った横枠とを備えた鉄骨製の補強枠と、前記縦枠及び前記横枠の接合部に配置され前記縦枠及び前記横枠より降伏強度が小さい低強度部と、を備えている。 The vibration damping structure of the wooden frame according to claim 1 is arranged on a wooden pillar, a wooden horizontal member bridged over the pillar, and a frame surface of the pillar and the frame formed of the horizontal member. A steel-framed reinforcing frame having a vertical frame along the column and a horizontal frame along the horizontal frame, and surrendered from the vertical frame and the horizontal frame arranged at a joint portion between the vertical frame and the horizontal frame. It has a low-strength portion with low strength.
請求項1の木製架構の制振構造によると、地震時に架構に水平力が作用すると、柱と横架材とが変位する。これにより補強枠の縦枠と横枠との接合部が開くように又は閉じるように変形する。縦枠及び横枠の接合部には、縦枠及び横枠より降伏強度が小さい低強度部が配置されている。このため、縦枠と横枠との接合部の降伏強度が、縦枠及び横枠と同等以上の構成と比較して、接合部が塑性変形しやすい。このため、地震エネルギー吸収効果を発揮しやすい。このように、請求項1の木製架構の制振構造では、架構の構面にブレースを架け渡さなくても制振することができる。 According to the vibration damping structure of the wooden frame of claim 1, when a horizontal force acts on the frame during an earthquake, the columns and the horizontal members are displaced. As a result, the joint between the vertical frame and the horizontal frame of the reinforcing frame is deformed so as to open or close. At the joint between the vertical frame and the horizontal frame, a low-strength portion having a yield strength smaller than that of the vertical frame and the horizontal frame is arranged. Therefore, the joint portion is likely to be plastically deformed as compared with a configuration in which the yield strength of the joint portion between the vertical frame and the horizontal frame is equal to or higher than that of the vertical frame and the horizontal frame. Therefore, the seismic energy absorption effect is likely to be exhibited. As described above, in the vibration damping structure of the wooden frame of claim 1, vibration damping can be performed without bridging a brace over the frame surface of the frame.
請求項2の木製架構の制振構造は、前記低強度部は低降伏点鋼とされ、前記縦枠及び前記横枠に溶接されている。
In the vibration damping structure of the wooden frame of
請求項2の木製架構の制振構造によると、地震時に架構に水平力が作用すると、縦枠及び横枠に溶接された低降伏点鋼が降伏する。これにより低降伏点鋼が塑性変形しながら高い地震エネルギー吸収効果を発揮できる。
According to the vibration damping structure of the wooden frame of
請求項3の木製架構の制振構造は、少なくとも前記縦枠が前記柱に固定されている、又は、少なくとも前記横枠が前記横架材に固定されている。 In the vibration damping structure of the wooden frame of claim 3, at least the vertical frame is fixed to the pillar, or at least the horizontal frame is fixed to the horizontal member.
請求項3の木製架構の制振構造では、縦枠が柱に固定されている。又は、横枠が横架材に固定されている。このため、架構の変位に対して縦枠又は横枠が追随し易い。このため縦枠及び横枠の接合部に配置された低強度部が変形し易く、地震エネルギー吸収効果を発揮しやすい。 In the vibration damping structure of the wooden frame of claim 3, the vertical frame is fixed to the pillar. Alternatively, the horizontal frame is fixed to the horizontal member. Therefore, the vertical frame or the horizontal frame can easily follow the displacement of the frame. Therefore, the low-strength portion arranged at the joint portion of the vertical frame and the horizontal frame is easily deformed, and the seismic energy absorption effect is likely to be exhibited.
本発明に係る木製架構の制振構造によると、制振ブレースを用いずに地震の振動を吸収できる。 According to the vibration damping structure of the wooden frame according to the present invention, the vibration of an earthquake can be absorbed without using the vibration damping brace.
[第1実施形態]
(木製架構)
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る木製架構は、木造建築物である建物10において、柱12と、柱12に架け渡された横架材としての梁14とで形成された架構である。建物10は既存の寺社建築であり、柱12は束石16に立設された木製の丸柱とされている。また、柱12の頂部には台輪18を介して斗20が設置されている。斗20は、図示しない軒の荷重を支える組物である。なお、梁14は建物10の構造材であり貫(ぬき)とも称されるが、説明を分かり易くするために本明細書においては梁と称す。
[First Embodiment]
(Wooden frame)
As shown in FIG. 1, the wooden frame according to the first embodiment of the present invention is formed of a
(制振構造)
第1実施形態に係る木製架構の制振構造は、柱12と梁14とで形成された架構の構面H1に適用される地震力吸収機構であり、建物10の耐震補強のために適用される。構面H1は、図1に示す横方向(X方向)及び上下方向(H方向)に沿った平面である。
(Damping structure)
The vibration damping structure of the wooden frame according to the first embodiment is a seismic force absorbing mechanism applied to the structure surface H1 of the frame formed by the
構面H1内には、補強枠30が配置されている。補強枠30は、縦枠32と、横枠34と、縦枠32と横枠34との接合部である低強度部36と、を含んで構成された、三方枠形状の補強フレームである。
A reinforcing
縦枠32は、鋼の無垢材で形成されている。また、縦枠32は、柱12の側面(X方向の端面)に沿って上下方向に配置され、下端部32Aが束石16に接し、上端部32Bが低強度部36と溶接されている。また、図2に示すように、縦枠32は、ラグスクリューSを用いて上下方向に一定間隔で柱12に固定されている。
The
横枠34は、縦枠32と同様に、鋼の無垢材で形成されている。また、横枠34は、梁14の下端面に沿って横方向(X方向)に配置され、両側の端部34Bがそれぞれ低強度部36と溶接されている。また、横枠34は、ラグスクリューSを用いて横方向に一定間隔で梁14に固定されている。
Like the
低強度部36は、縦枠32及び横枠34を形成する鋼材より降伏強度が小さい低降伏点鋼の無垢材で形成されている。低強度部36は、柱12と梁14との入隅に沿う略L字形状に形成されている。具体的には、低強度部36は、上下方向(H方向)に沿う第1部分36Hと、横方向(X方向)に沿う第2部分36Xと、で形成されている。第2部分36Xは、第1部分36Hの上端部から横方向に突出して形成されている。なお、本明細書においては、低強度部36に関して、図2に示した二点鎖線の下側を第1部分36H、上側を第2部分36Xとして区別して称している。
The low-
(作用・効果)
図3(A)に示すように、地震時などに建物10に水平力Pが左側(L方向)から右側(R方向)へ作用すると、柱12がR方向へ倒れるように変位する。このとき、縦枠32Lは、柱12の左側面に固定されているため、柱12から引張力を受けてR方向へ倒れるように変位する。縦枠32Rは、柱12の右側面に固定されているため、柱12から押圧力を受けてR方向に倒れるように変位する。
(Action / effect)
As shown in FIG. 3A, when a horizontal force P acts on the
また、水平力Pにより、梁14がR方向へ変位する。これにより、梁14に固定された横枠34もR方向へ変位する。
Further, the horizontal force P causes the
ここで縦枠32Rに接合された低強度部36を低強度部36R、縦枠32Lに接合された低強度部36を低強度部36Lとする。図3(B)に示すように、低強度部36Rにおける第1部分36Hと第2部分36Xとが互いに離れるように(互いの角度θ1が拡がるように)変形する。低強度部36Rは低降伏点鋼で形成されているため、一定量変形すると降伏し、塑性変形する。これにより地震エネルギーが吸収される。
Here, the low-
また、図3(C)に示すように、低強度部36Lにおける第1部分36Hと第2部分36Xとは、互いに近づくように(互いの角度θ2が狭まるように)変形する。低強度部36Lは低降伏点鋼で形成されているため、一定量変形すると降伏し、塑性変形する。これにより地震エネルギーが吸収される。
Further, as shown in FIG. 3C, the
さらに、地震時には建物10に左右から交互に外力が作用するため、低強度部36R及び低強度部36Lは、何れも、第1部分36Hと第2部分36Xとが接離を繰り返して変形する。この変形により地震エネルギーが吸収される。
Further, since external forces are alternately applied to the
また、本実施形態においては、図2に示すように、縦枠32、横枠34が、それぞれ柱12、梁14にラグスクリューSで固定されている。このため、地震時の柱12、梁14の変位に対し、補強枠30が追随しやすい。これにより、低強度部36を変形させ易い。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、本実施形態における建物10は寺社建築とされている。寺社建築においては、開口部が他の用途の建築より大きい場合が多い。このため、ブレースなどを用いて制振する場合はブレースが目立ち美観を損ねる。これに対して本実施形態に係る制振構造によれば、ブレース等の斜材を用いないため建物10の外観に与える影響を少なくできる。さらに、補強枠30は三方枠形状とされているため、構面H1における通行の支障になり難い。
Further, the
[第2実施形態]
第1実施形態において、補強枠30は三方枠とされ横枠34は梁14に固定されているが、第2実施形態における補強枠40は四方枠とされ、横枠34は、後述する鴨居24及び敷居28に固定されている。以下、第2実施形態に係る木製架構の制振構造について説明するが、第1実施形態と同様の構成には同じ符合を付し、説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the reinforcing
図4に示す建物11では、梁14の下方において、柱12間に長押22が架け渡されている。長押22は化粧材を兼ねた構造材であり、柱12に接合されている。また、長押22の下部には、鴨居24が接合されている。さらに、柱12の下部には構造材である梁(貫)26が架け渡されて柱12に接合されており、梁26の下部に、敷居28が接合されている。
In the
鴨居24は長押22に接合されているため、長押22に追随して変位できる。また、敷居28は梁26に接合されているため梁26に追随して変位できる。
Since the
第2実施形態においては、柱12、鴨居24、敷居28で囲まれた構面H2に、補強枠40が配置されている。補強枠40においては、横枠34が、鴨居24及び敷居28のそれぞれに接合されている。また、低強度部36は、上下に配置されたそれぞれの横枠34の両端に配置されている。これにより補強枠40は、四方枠形状とされている。
In the second embodiment, the reinforcing
第2実施形態において横枠34は、構造材である長押22及び梁26に直接接合されておらず、鴨居24、敷居28を介して接合されている。横枠34を直接長押22及び梁26に接合しなくても、地震時には長押22及び梁26の変位に追随できる。このように、本発明における「横架材」とは、構造材及び構造材に接合された部材を含む。
In the second embodiment, the
また、第2実施形態においては補強枠40が四方枠形状とされている。このため、三方枠形状とされている場合と比較して、低強度部36の箇所数が多く、地震エネルギーの吸収性能が高い。
Further, in the second embodiment, the reinforcing
なお、横枠34は、敷居28に埋め込んでもよい。あるいは、横枠34の前後(図4における紙面前後方向)の床を嵩上げすれば、横枠34が通行の支障にならないようにすることができる。
The
[変形例]
上記実施形態においては、図2に示すように、縦枠32が柱12にラグスクリューSで固定されているが、本発明の実施形態はこれに限らず、縦枠32は柱12に固定しなくてもよい。縦枠32を柱12に固定しなくても、例えば図3(A)における縦枠32Rのように水平力Pによって柱12から押圧される場合は倒れるように変位できるため、低強度部36Rを変形させることができる。
[Modification example]
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、上記実施形態においては、図2に示すように、横枠34が梁14にラグスクリューSで固定されているが、本発明の実施形態はこれに限らず、横枠34を梁14に固定しなくてもよい。横枠34を梁14に固定しなくても、横枠34の両端部34Bは低強度部36に溶接されているため、例えば図3(A)における横枠34のように水平力Pによって変位する。
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
このように、縦枠32及び横枠34の固定は任意であるが、制振性能の観点から、縦枠32及び横枠34の少なくとも一方を柱12又は梁14に固定することが好ましい。また、少なくとも縦枠32を柱12に固定することがさらに好ましい。
As described above, the
また、縦枠32と柱12との固定方法及び横枠34と梁14との固定方法は、ラグスクリューに限らず、ボルトを用いてもよいし、接着剤を用いてもよい。また、固定間隔は必ずしも一定である必要はなく、固定箇所は一箇所のみでもよい。
Further, the method of fixing the
また、上記実施形態においては、低強度部36として低降伏点鋼を用いているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図5(A)に示す補強枠50のように、縦枠52、横枠54、低強度部56を同じ鋼材を用いて形成してもよい。この場合、低強度部56の断面寸法(図5(A)に示す寸法W1及び寸法W2)を縦枠52、横枠54の断面寸法より小さくする。これにより低強度部56は縦枠52、横枠54より塑性変形しやすくなる。
Further, in the above embodiment, low yield point steel is used as the
また、図5(B)に示す補強枠60のように、縦枠62及び横枠64を、それぞれ角型の鋼管P1、P2で形成し、低強度部66を鋼管P3、P4で形成してもよい。鋼管P3及び鋼管P4は、厚みが薄く形成され、鋼管P1及び鋼管P2より低強度とされている。鋼管P1と鋼管P3との接触面E1は溶接され、また、鋼管P2と鋼管P4との接触面E2は溶接され、さらに、鋼管P3と鋼管P4との接触面E3は溶接されている。これにより、低強度部66は縦枠62及び横枠64より塑性変形しやすくなる。
Further, as in the reinforcing
またさらに、上記実施形態の補強枠30、40、50、60は既存建物の耐震補強に用いられるものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば建物を新築する際に、柱と梁とで囲まれた構面に配置してもよい。さらに、補強枠30、40、50、60は、必ずしも外部に露出している必要はない。例えば石膏ボードなどで被覆して、壁体の内部に埋め込んでもよい。このように、本発明は様々な態様で実施することができる。
Furthermore, although the reinforcing
12 柱
14 梁(横架材)
24 鴨居(横架材)
28 敷居(横架材)
30 補強枠
32 縦枠
34 横枠
36 低強度部
40 補強枠
50 補強枠
56 低強度部
60 補強枠
66 低強度部
H1 構面
H2 構面
12
24 Kamoi (horizontal material)
28 Shikii (horizontal material)
30
Claims (3)
前記柱に架け渡された木製の横架材と、
前記柱及び前記横架材で形成された架構の構面に配置され、前記柱に沿った縦枠と前記横架材に沿った横枠とを備えた鉄骨製の補強枠と、
前記縦枠及び前記横枠の接合部に配置され前記縦枠及び前記横枠より降伏強度が小さい低強度部と、
を備えた木製架構の制振構造。 With wooden pillars
The wooden horizontal members that were hung over the pillars,
A steel-framed reinforcing frame arranged on the structural surface of the frame formed of the column and the horizontal member and having a vertical frame along the column and a horizontal frame along the horizontal member.
A low-strength portion arranged at a joint portion between the vertical frame and the horizontal frame and having a yield strength smaller than that of the vertical frame and the horizontal frame.
Vibration control structure of a wooden frame equipped with.
The vibration damping structure of a wooden frame according to claim 1 or 2, wherein at least the vertical frame is fixed to the pillar, or at least the horizontal frame is fixed to the horizontal member.
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