JP6977313B2 - Damping structure of the structure - Google Patents
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Description
本発明は、構造体の制振構造に関する。 The present invention relates to a vibration damping structure of a structure.
構造体の制振構造として、摩擦ダンパーを備えるものが知られている。特許文献1には、柱梁架構のブレースを構成するH形鋼の途中に摩擦ダンパーが設けられたものが開示されている。 As a vibration damping structure of the structure, a structure provided with a friction damper is known. Patent Document 1 discloses a structure in which a friction damper is provided in the middle of the H-shaped steel constituting the brace of the column-beam frame.
また、住宅や社寺等の地震対策として、一対の梁と一対の柱で構成された柱梁架構の小壁部分に、構造用合板を張り付けたり、板壁を組み込んだりする方法が知られている。これらの方法は中小地震時には有効である。しかし、柱頭固定度が上がることで、大地震時には柱が損傷する恐れがある。
一方、特許文献1に開示されている摩擦ダンパーは大型の鉄骨構造体に用いられることが多く、上記摩擦ダンパーを木造建物にそのまま適用すると、弾性挙動を示して摩擦ダンパーの効果を発揮しないことに加え、金属部材が露出する等して、意匠性が良くない。
Further, as an earthquake countermeasure for houses, shrines and temples, a method is known in which a structural plywood is attached to a small wall portion of a pillar-beam frame composed of a pair of beams and a pair of columns, or a board wall is incorporated. These methods are effective during small and medium-sized earthquakes. However, increasing the degree of fixation of the stigma may damage the stigma in the event of a large earthquake.
On the other hand, the friction damper disclosed in Patent Document 1 is often used for a large steel structure, and when the friction damper is applied to a wooden building as it is, it exhibits elastic behavior and does not exhibit the effect of the friction damper. In addition, the design is not good because the metal member is exposed.
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、意匠性を確保しつつ、中小地震から大地震までの広い範囲の地震に対抗できる構造体の制振構造を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to suppress vibration of a structure capable of resisting a wide range of earthquakes from small and medium-sized earthquakes to large earthquakes while ensuring design. To provide the structure.
かかる目的を達成するために本発明は、
上下方向に沿い、上下方向と交差する横方向に間隔を空けて配された二つの縦材と、
前記横方向に沿い、前記上下方向に間隔を空けて配された二つの横材と、
前記二つの縦材と前記二つの横材とで囲まれた空間に配され、且つ、前記上下方向及び前記横方向に沿う面材と、
前記面材を支持する枠材と、を有する構造体の制振構造であって、
摩擦ダンパーを備え、
前記上下方向及び前記横方向に交差する見込み方向において、前記縦材の一対の面よりも内側に、前記面材及び前記摩擦ダンパーが納まっており、
前記摩擦ダンパーは、
前記横材又は前記縦材に取り付けられ、前記構造体に作用する外力に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により前記外力によるエネルギーを吸収する摺動部と、
前記縦材と前記横材の交差部から前記摺動部までの間に架け渡されたブレース部と、を有し、
前記摺動部は、摺動する方向に間隔を空けて配された第1摺動部、及び、第2摺動部を有し、
前記第1摺動部、及び、前記第2摺動部は、共通の接続部材を介して前記ブレース部に接続されていることを特徴とする構造体の制振構造である。
In order to achieve such an object, the present invention
Two vertical members arranged along the vertical direction and at intervals in the horizontal direction that intersect the vertical direction,
Two cross members arranged along the horizontal direction at intervals in the vertical direction, and
A facing material arranged in a space surrounded by the two vertical members and the two horizontal members and along the vertical direction and the horizontal direction.
It is a vibration damping structure of a structure having a frame material for supporting the face material.
Equipped with a friction damper,
The face material and the friction damper are housed inside the pair of faces of the vertical member in the prospective directions of intersecting the vertical direction and the lateral direction.
The friction damper is
A sliding portion that is attached to the horizontal member or the vertical member and absorbs energy due to the external force by the frictional force between the pressure contact plates that slide with the external force acting on the structure.
It has a brace portion bridged between the vertical member and the crossing portion of the horizontal member to the sliding portion.
The sliding portion has a first sliding portion and a second sliding portion arranged at intervals in the sliding direction.
The first sliding portion and the second sliding portion are vibration damping structures of a structure characterized in that they are connected to the brace portion via a common connecting member.
このような構造体の制振構造によれば、面材で摩擦ダンパーを覆うことができ、また、見込み方向における縦材と面材の段差(ちり)を設けることができ、意匠性の低下を防止できる。また、中小地震時には、フレーム(縦材及び横材)、摩擦ダンパー(ブレース部)、面材、及び、枠材が耐震要素として機能し、大地震時には、摩擦ダンパーにより地震エネルギーを吸収できる。よって、広い範囲の地震に対抗できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, the friction damper can be covered with the face material, and a step (dust) between the vertical material and the face material can be provided in the prospective direction, so that the design is deteriorated. Can be prevented. Further, in the case of a small and medium-sized earthquake, the frame (vertical material and horizontal material), friction damper (brace portion), face material, and frame material function as seismic elements, and in the case of a large earthquake, the friction damper can absorb seismic energy. Therefore, it can withstand a wide range of earthquakes.
また、このような構造体の制振構造によれば、中小地震時には、フレーム(縦材及び横材)、ブレース部、面材、及び、枠材が耐震要素として機能し、大地震時には、摺動部により地震エネルギーを吸収できる。また、ブレース部と摺動部を分けて配置することで、例えばブレース部の途中に摺動部を設ける場合に比べて、見込み方向における摩擦ダンパーの大きさを小さくできる。また、ブレース部の途中に摺動部を設けた場合、摺動部の摩擦力の水平方向成分がブレース勾配分減じられるのに対して、本発明は摺動部を水平に配置することにより効率的に耐震性が得られる。
また、第1摺動部、及び、第2摺動部の滑り耐力(圧接力)を小さくでき、見込み方向の大きさを小さくできる。かつ、複数個の摺動部を設置することで、摺動部の滑り耐力のばらつきも平均化される。
Further , according to the vibration damping structure of such a structure, the frame (vertical material and horizontal material), the brace part, the face material, and the frame material function as seismic elements in the case of a small and medium-sized earthquake, and in the case of a large earthquake, the sliding material is used. Seismic energy can be absorbed by the moving part. Further, by arranging the brace portion and the sliding portion separately, the size of the friction damper in the prospective direction can be reduced as compared with the case where the sliding portion is provided in the middle of the brace portion, for example. Further, when the sliding portion is provided in the middle of the brace portion, the horizontal component of the frictional force of the sliding portion is reduced by the brace gradient, whereas the present invention is efficient by arranging the sliding portion horizontally. Seismic resistance can be obtained.
Further, the slip resistance (pressure contact force) of the first sliding portion and the second sliding portion can be reduced, and the size in the prospective direction can be reduced. Moreover, by installing a plurality of sliding portions, the variation in the sliding strength of the sliding portions can be averaged.
かかる構造体の制振構造であって、前記ブレース部は鋼管であることを特徴とする構造体の制振構造である。 It is a vibration damping structure of such a structure, wherein the brace portion is a steel pipe.
このような構造体の制振構造によれば、見込み方向におけるブレース部の大きさを小さくしつつ、ブレース部の剛性を確保でき、ブレース部の見込み方向外側への変形を抑制できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, the rigidity of the brace portion can be ensured while reducing the size of the brace portion in the prospective direction, and the deformation of the brace portion to the outside in the prospective direction can be suppressed.
かかる構造体の制振構造であって、前記摺動する方向における前記第1摺動部と前記第2摺動部の間であり、前記見込み方向において前記第1摺動部及び前記第2摺動部と重複する位置に、前記枠材が配されており、当該枠材と前記接続部材は、前記見込み方向において異なる位置に設けられていること、を特徴とする構造体の制振構造である。 A damping structure for such a structure, the first sliding portion in the direction slid being between said second sliding portion, the expected first sliding portion in the direction and the second sliding A vibration damping structure of a structure characterized in that the frame material is arranged at a position overlapping with a moving portion, and the frame material and the connecting member are provided at different positions in the prospective direction. be.
このような構造体の制振構造によれば、第1摺動部、及び、第2摺動部と、枠材との接触を防止できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, it is possible to prevent the first sliding portion and the second sliding portion from coming into contact with the frame material.
かかる構造体の制振構造であって、中小地震による外力が前記構造体に作用すると、前記二つの縦材、前記二つの横材、前記ブレース部、前記面材、及び、前記枠材が前記外力に対抗し、大地震による外力が前記構造体に作用すると、前記摺動部が摺動すること、を特徴とする構造体の制振構造である。 In the vibration damping structure of such a structure, when an external force due to a small and medium-sized earthquake acts on the structure, the two vertical members, the two horizontal members, the brace portion, the face member, and the frame member are said to be the same. It is a vibration damping structure of a structure characterized in that when an external force due to a large earthquake acts on the structure against an external force, the sliding portion slides.
このような構造体の制振構造によれば、広い範囲の地震に対抗できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, it is possible to withstand a wide range of earthquakes.
かかる構造体の制振構造であって、前記ブレース部は、前記交差部に固定された他の接続部材を介して前記縦材及び前記横材に接続されており、前記面材を前記枠材に固定する隣り合う第1貫入部材の間隔は、前記他の接続部材を前記縦材及び前記横材に固定する隣り合う第2貫入部材の間隔よりも広いこと、を特徴とする構造体の制振構造である。 In the vibration damping structure of such a structure, the brace portion is connected to the vertical member and the horizontal member via another connecting member fixed to the intersection, and the face member is connected to the frame member. The structure is characterized in that the distance between the adjacent first intrusive members fixed to is wider than the distance between the adjacent second intrusive members that fix the other connecting member to the vertical member and the horizontal member. It is a vibration structure.
このような構造体の制振構造によれば、面材が枠材に強固に固定され過ぎてしまうことを防止できる。よって、大地震時には、面材が枠材から外れ易く、面材により摺動部の摺動が阻害されてしまうことを防止できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, it is possible to prevent the face material from being too firmly fixed to the frame material. Therefore, in the event of a large earthquake, the face material is likely to come off from the frame material, and it is possible to prevent the face material from hindering the sliding of the sliding portion.
かかる構造体の制振構造であって、前記枠材は、その平坦面が、前記縦材と前記横材の少なくとも一方の平坦面に当接しつつ、前記縦材と前記横材の少なくとも一方に固定されており、前記面材は、前記枠材に固定されており、前記縦材及び前記横材に直接固定されていないこと、を特徴とする構造体の制振構造である。 In the vibration damping structure of such a structure, the flat surface of the frame material is in contact with at least one of the vertical member and the horizontal member while the flat surface of the frame member is in contact with at least one of the vertical member and the horizontal member. It is a vibration damping structure of a structure, which is fixed, and the face material is fixed to the frame material and is not directly fixed to the vertical material and the horizontal material.
このような構造体の制振構造によれば、枠材が縦材及び横材に強固に固定され過ぎてしまうことを防止できる。よって、大地震時には、枠材が面材と共に縦材及び横材から外れ易く、面材により摺動部の摺動が阻害されてしまうことを防止できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, it is possible to prevent the frame material from being too firmly fixed to the vertical material and the horizontal material. Therefore, in the event of a large earthquake, the frame material is likely to come off from the vertical and horizontal members together with the face material, and it is possible to prevent the face material from hindering the sliding of the sliding portion.
かかる構造体の制振構造であって、前記面材は、複数の部材に分割されており、前記複数の部材は、互いに固定されていないこと、を特徴とする構造体の制振構造である。 It is a vibration damping structure of such a structure, wherein the face material is divided into a plurality of members, and the plurality of members are not fixed to each other. ..
このような構造体の制振構造によれば、面材の剛性が高まり過ぎてしまうことを防止できる。よって、大地震時には、面材が損傷し易く、面材により摺動部の摺動が阻害されてしまうことを防止できる。 According to the vibration damping structure of such a structure, it is possible to prevent the face material from becoming too rigid. Therefore, in the event of a large earthquake, the face material is easily damaged, and it is possible to prevent the face material from hindering the sliding of the sliding portion.
本発明によれば、意匠性を確保しつつ、中小地震から大地震までの広い範囲の地震に対抗できる構造体の制振構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vibration damping structure of a structure capable of resisting a wide range of earthquakes from small and medium-sized earthquakes to large earthquakes while ensuring designability.
以下、本発明に係る「構造体の制振構造」として、例えば、住宅や社寺等の木造構造体を制振する制振構造を例に挙げて実施形態を説明する。ただし、上記に限らず、本発明に係る構造体の制振構造は、例えば、鉄骨構造体を制振する場合にも利用可能である。 Hereinafter, as the “vibration damping structure of the structure” according to the present invention, an embodiment will be described by taking, for example, a damping structure for damping a wooden structure such as a house or a shrine or temple as an example. However, not limited to the above, the vibration damping structure of the structure according to the present invention can also be used, for example, in the case of damping a steel frame structure.
図1は、面材4が設けられていない木造構造体の制振構造1の正面図である。図2は、面材4が設けられた木造構造体の制振構造1の正面図である。図3Aは、図2のI−I線における概略矢視図であり、図3Bは、図2のII−II線における概略矢視図である。図4Aは、摺動部11の断面図であり、図4Bは、摺動部11の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a vibration damping structure 1 of a wooden structure without a
図示するように、木造構造体の制振構造1(以下「制振構造1」ともいう)において、互いに直交(交差)する3方向のことを、上下方向、横方向、及び、見込み方向(奥行き方向)という。また、図3A及び図3Bは、制振構造1における横方向左側部分を示す図である。本実施形態の制振構造1は横方向の中心に対して対称な構造であるため、制振構造1における横方向右側部分の図面は省略する。 As shown in the figure, in the vibration damping structure 1 of a wooden structure (hereinafter, also referred to as “vibration damping structure 1”), the three directions orthogonal (intersecting) with each other are the vertical direction, the lateral direction, and the prospective direction (depth). Direction). 3A and 3B are views showing the left side portion in the lateral direction in the vibration damping structure 1. Since the vibration damping structure 1 of the present embodiment has a structure symmetrical with respect to the center in the horizontal direction, the drawing of the right side portion in the horizontal direction in the vibration damping structure 1 is omitted.
制振構造1は、図1や図2に示すように、上下方向に沿い、横方向に間隔を空けて配された二つの木製の縦材2と、横方向に沿い、上下方向に間隔を空けて配された二つの木製の横材3と、二つの縦材2と二つの横材3とで囲まれた空間Sに配され、且つ、上下方向及び横方向に沿う一対の面材4と、一対の面材4を支持する複数の枠材5と、摩擦ダンパー10とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration damping structure 1 has two wooden
摩擦ダンパー10は、上横材3aの横方向の中央部に取り付けられた摺動部11と、縦材2と横材3の交差部から摺動部11までの間に架け渡されたブレース部12と、摺動部11とブレース部12を接続する接続部材13(共通の接続部材)とを有する。
The
ブレース部12は、第1ブレース部121と、第2ブレース部122と、一対の端部接続部材123とを有する。第1ブレース部121及び第2ブレース部122は、縦材2及び横材3の交差部に固定された端部接続部材123(他の接続部材)を介して、縦材2及び横材3に接続されている。
The
詳しく説明すると、第1ブレース部121は、横方向左側の縦材2aと下横材3bとの交差部から摺動部11までの間に架け渡されている。第2ブレース部122は、横方向右側の縦材2bと下横材3bとの交差部から摺動部11までの間に架け渡されている。また、端部接続部材123は、上下方向及び横方向に沿い、第1ブレース部121又は第2ブレース部122が接続される部位123Aと、横方向に貫入された木ねじや釘等の貫入部材124により縦材2に固定される部位123Bと、下方に貫入された貫入部材124により下横材3bに固定されている部位123Cとを有する。
More specifically, the
摺動部11は、木造構造体1’に作用する外力に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により地震エネルギーを吸収するものであり、第1摺動部111と第2摺動部112とを有する。第1摺動部111及び第2摺動部112は横方向に間隔を空けて配されている。
The sliding
第1摺動部111及び第2摺動部112はそれぞれ、図4A及び図4Bに示すように、一対の取り付け部材14と、取り付け部材14及び接続部材13の間の第1中間部材15及び一対の第2中間部材16と、一対の滑動板17と、一対の摩擦板18と、ボルトセット19とを有する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the first sliding
滑動板17としては、表面が滑らかなステンレス板等を例示できる。摩擦板18は、滑動板17との間で適当な摩擦力を発生するものであればよい。例えば、滑動板17がステンレス板の場合には、摩擦板18は、熱硬化性樹脂を結合材としてアラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー等の繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリューム等の充填剤とから主に構成される摩擦材料で形成される。摩擦板18には、上述の摩擦材料を単独で用いても良いし、摩擦材料に鋼板等を裏打ちして強度を高めたものを用いてもよい。また、接続部材13、取り付け部材14、第1,第2中間部材15,16としては、SS400等の鉄鋼板を例示できる。
As the sliding
取り付け部材14は、図4Aに示すように断面逆L字形状であり、水平部14aと上下部14bとを有する。図1に示すように、取り付け部材14は、水平部14aの上面が上横材3aの下面に当接した状態で、木ねじや釘等の貫入部材141が貫入され、上横材3aに固定されている。また、一対の取り付け部材14は、それぞれの有する上下部14bが見込み方向に間隔を空けて位置するように上横材3aに固定されている。また、見込み方向における上下部14bの内側面には、摩擦板18が固定して取り付けられている。
As shown in FIG. 4A, the mounting
第1中間部材15は、一対の摩擦板18の間に配されている。第1中間部材15のうち摩擦板18と対向する位置に、一対の滑動板17が固定して取り付けられている。
The first
一対の第2中間部材16は、第1中間部材15、及び、その下方に配された接続部材13を見込み方向の両外側から挟み込んでいる。そして、ボルト及びナット等の複数の締結部材161により、一対の第2中間部材16、第1中間部材15、及び、接続部材13は一体化されている。
The pair of second
ボルトセット19は、高力ボルト191と、ナット192と、一対の座金193と、皿ばね194とを有する。高力ボルト191は、見込み方向において、一対の取り付け部材14と、一対の摩擦板18と、一対の滑動板17と、第1中間部材15とを貫通している。そして、高力ボルト191の先端部にナット192が締め付けられることにより、高力ボルト191の頭部とナット192の間の上記部材は、見込み方向に圧接される。なお、高力ボルト191の頭部と取り付け部材14との間、及び、ナット192と取り付け部材14との間に、座金193や皿ばね194が介装されている。皿ばね194の弾発力により圧接力の大きさの安定化が図られている。
The bolt set 19 has a high-
一対の滑動板17及び第1中間部材15には、図4Bに示すように、横方向に延びた長孔h1が形成されている。一方、一対の摩擦板18及び一対の取り付け部材14には、高力ボルト191の軸部との隙間が小さい正円の孔(不図示)が形成されている。よって、長孔h1の長さ分だけ、一対の滑動板17及び第1中間部材15と、一対の摩擦板18及び一対の取り付け部材14とは、横方向に相対移動可能となっている。
As shown in FIG. 4B, the pair of sliding
そのため、地震時に木造構造体1’に外力が作用すると、滑動板17と摩擦板18(圧接板同士)が横方向に摺動し、滑動板17と摩擦板18の間に摩擦力が生じる。この摩擦力により、木造構造体1’に作用する地震エネルギーが吸収される。
Therefore, when an external force acts on the wooden structure 1'during an earthquake, the sliding
枠材5は、図1に示すように、上下方向に延びた角型棒形状である複数の縦枠材51と、縦枠材51よりも上下方向の長さが短く直方体形状である複数の横枠材52とを有する。本実施形態では、二本の縦枠材51が二つの縦材2に沿いつつ、木ねじや釘等の貫入部材53により縦材2に固定されている。その二本の縦枠材51の間において、三本の縦枠材51が横方向に間隔を空けて配されている。これらの縦枠材51は貫入部材53により上横材3a及び下横材3bに固定されている。複数の横枠材52は、貫入部材53により上横材3a又は下横材3bに固定されている。
As shown in FIG. 1, the
一対の面材4は、図3A及び図3Bに示すように、摩擦ダンパー10(摺動部11及びブレース部12)よりも見込み方向の両外側に設けられている。図2に示すように、面材4は、二つの縦材2と二つの横材3とで囲まれた空間Sの全面を覆っており、木ねじや釘等の貫入部材54により枠材5に固定されている。また、見込み方向各側の面材4は、複数の部材(小面材41)に分割されている。本実施形態では、4枚の小面材41が横方向に並んで設けられている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the pair of
そして、本実施形態の制振構造1では、図3A及図3Bに示すように、見込み方向において、縦材2の一対の面2A,2Bよりも内側に、面材4、及び、摩擦ダンパー10(摺動部11、ブレース部12、接続部材13)が納まっている。
Then, in the vibration damping structure 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
そのため、面材4により摩擦ダンパー10を覆うことができる。よって、本実施形態のように木造構造体1’において、金属部材である摩擦ダンパー10が露出し、意匠性が低下してしまうことを防止できる。また、一般に、木造構造体では、柱よりも壁が見込み方向の内側に引っ込んだ段差(ちり)が設けられている。本実施形態の制振構造1でも同様に、縦材2よりも面材4が見込み方向の内側に引っ込み、段差S2(ちり)を設けることができる。そのため、耐震補強を施した空間Sが目立ち難く、他の部位との違和感が生じ難い。
Therefore, the
また、中小地震時には、フレーム(二つの縦材2及び二つの横材3)、摺動しない摩擦ダンパー10(主にブレース部12)、面材4、及び、枠材5が耐震要素として機能し、木造構造体1’の損傷を抑制できる。一方、大地震時には、摩擦ダンパー10の摺動により地震エネルギーを吸収でき、木造構造体1’の損傷を抑制できる。
Further, in the event of a small and medium-sized earthquake, the frame (two
以上のように、本実施形態の制振構造1によれば、意匠性を確保しつつ、中小地震から大地震までの広い範囲の地震に対抗できる。 As described above, according to the vibration damping structure 1 of the present embodiment, it is possible to counter a wide range of earthquakes from small and medium-sized earthquakes to large earthquakes while ensuring the design.
特に、社寺等の伝統木造建築や既存の木造住宅においては、意匠性や構造上の問題から、柱脚から天井までの全面壁を補強できないことがある。その場合、横長の小壁部分(鴨居(長押)から天井までの壁)に、本実施形態の制振構造1を採用するとよい。また、既存建物に木ねじや釘等で枠材5等を固定するだけであり、既存建物をあまり傷付けることなく、容易に耐震補強を行える。また、小壁部分に本実施形態の制振構造1を採用する場合、図1に示すように、横材3の横方向の中央部に摺動部11を設けることで、横長の小壁部分にブレース部12をV字に配することができる。よって、中小地震時はブレース部12が抵抗し、大地震時には摺動部11が滑ることによってエネルギーを吸収し、構造体1’の損傷をより確実に抑制できる。
In particular, in traditional wooden buildings such as shrines and temples and existing wooden houses, it may not be possible to reinforce the entire wall from the pillar base to the ceiling due to design and structural problems. In that case, it is advisable to adopt the vibration damping structure 1 of the present embodiment for the horizontally long small wall portion (the wall from the lintel (long press) to the ceiling). Further, the
また、面材4としては、例えば、ケイカル板等の耐火性の板材に、漆喰塗り層を施したものを例示できる。この場合、社寺や木造住宅において、耐震補強を施した空間Sがより目立ち難くなり、意匠性を確保できる。
Further, as the
また、前述のように、中小地震による外力が木造構造体1’に作用すると、フレーム(二つの縦材2及び二つの横材3)、ブレース部12、面材4、及び、枠材5が外力に対抗し、大地震による外力が木造構造体1’に作用すると、摺動部11が摺動するように、摺動部11の滑り耐力を設定するとよい。
Further, as described above, when an external force due to a small and medium-sized earthquake acts on the wooden structure 1', the frame (two
滑り耐力は、摺動部11が滑り始める荷重であり、「滑動板17と摩擦板18との摩擦係数×圧接力」である。よって、滑動板17や摩擦板18の材質、高力ボルト191や皿ばね194の締結力を調整することにより、滑り耐力を調整するとよい。なお、大地震による外力としては、例えば、平成十三年国土交通省告示第三八八号にて告示されている「極めて稀に発生する地震動」、震度6以上の地震動等を例示できる。
The proof stress is the load at which the sliding
また、小規模伝統木造建築では、150mm角の柱(縦材2)が多い。そこで、見込み方向における150mm角の柱の内側に面材4及び摩擦ダンパー10が納まるように、本実施形態の摩擦ダンパー10の見込み方向の長さを100mm程度とする。
In addition, in small-scale traditional wooden buildings, there are many 150 mm square pillars (vertical material 2). Therefore, the length of the
具体的には、図3A,図4Aに示すように、摺動部11の見込み方向の最大長さW1を100mmとし、図3Bに示すように、ブレース部12の見込み方向の最大長さW2を100mmとする。また、面材4の厚さを11mm程度(ケイカル板6mm、漆喰塗り層5mm)とする。この場合、摩擦ダンパー10と面材4との間に隙間を設けつつ、5mm〜10mm程度の段差S2(ちり)を設けることができる。
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 4A, the maximum length W1 of the sliding
そのために、本実施形態の摩擦ダンパー10(摺動部11)では、接続部材13、取り付け部材14、第1,第2中間部材15,16等の板厚を例えば6mm程度と薄くして、鉄骨構造体で使用する摩擦ダンパーの構成部材の板厚よりも薄くする。木造構造体1で使用する摩擦ダンパー10は、大型の鉄骨構造体で使用する摩擦ダンパー程に剛性を高めなくとも変形等の問題が生じ難いため、上記のように板厚を薄くできる。
Therefore, in the friction damper 10 (sliding portion 11) of the present embodiment, the plate thickness of the connecting
また、木造構造体1で使用する摩擦ダンパー10(摺動部11)は、鉄骨構造体で使用する摩擦ダンパーよりも滑り耐力を小さくする必要がある(例えば15kN〜20kN)。そのため、本実施形態の摩擦ダンパー10(摺動部11)では、鉄骨構造体の摩擦ダンパーよりも圧接力を小さくする。圧接力を小さくするためには、高力ボルト19を小型化したり(例えばM12,全長90mmのボルトを使用したり)、皿ばね194の枚数を減らして薄くしたりするとよい。その結果、摩擦ダンパー10の見込み方向の長さを短くできる。
Further, the friction damper 10 (sliding portion 11) used in the wooden structure 1 needs to have a smaller slip resistance than the friction damper used in the steel frame structure (for example, 15 kN to 20 kN). Therefore, in the friction damper 10 (sliding portion 11) of the present embodiment, the pressure contact force is made smaller than that of the friction damper of the steel frame structure. In order to reduce the pressure contact force, the high-
また、木造構造体1で使用するブレース部12は、大型の鉄骨構造体で使用するブレース部のように縦材2及び横材3に強固に固定しなくとも外れる等の問題が生じ難い。そのため、図3Bに示すように、ブレース部12の端部接続部材123の見込み方向の長さW2を100mmとし、鉄骨構造体で使用する接続部材よりも小型化するとよい。
Further, the
また、大型の鉄骨構造体で使用する摺動部は、ブレースを構成するH形鋼の途中(分断部分)に設けられることが多い。これに対して、本実施形態の制振構造1では、横材3に摺動部11が取り付けられ、縦材2と横材3の交差部から摺動部11までの間にブレース部12が架け渡されている。こうして、摺動部11及びブレース部12を分けて配置することで、例えばH形鋼の途中に摺動部を設ける場合に比べて、摩擦ダンパー10の見込み方向の長さを短くできる。また、H形鋼の途中に摺動部を設ける場合、摺動部の摩擦力の水平方向成分がブレース勾配分減じられるのに対して、本発明は摺動部11を水平に配置することにより効率的に耐震性が得られる。
Further, the sliding portion used in the large steel frame structure is often provided in the middle (divided portion) of the H-shaped steel constituting the brace. On the other hand, in the vibration damping structure 1 of the present embodiment, the sliding
また、その場合、ブレース部12は鋼管であることが好ましい。そうすることで、例えばブレース部12にH形鋼や山形鋼等を用いる場合に比べて、見込み方向におけるブレース部12の長さを短くしつつ、つまり、ブレース部12を縦材2内に納めつつ、ブレース部12の剛性を確保できる。よって、ブレース部12の見込み方向外側への変形を抑制でき、摩擦ダンパー10の長期的な使用が可能となる。ブレース部12としては、例えば、材質STKR400、60mm×30mm×3.2mm(t)の角型鋼管を例示できる。ただし、これに限らず、例えばブレース部12は丸型鋼管でもよい。
Further, in that case, the
また、摺動部11は、第1摺動部111及び第2摺動部112を有し、第1摺動部111及び第2摺動部112は、共通の接続部材13を介して、第1ブレース部121及び第2ブレース部122に接続されている。
Further, the sliding
そのため、木造構造体1’に作用した外力は、第1ブレース部121又は第2ブレース部122を介して、第1摺動部111及び第2摺動部112に伝達され、両摺動部111,112にて地震エネルギーが吸収される。
Therefore, the external force acting on the wooden structure 1'is transmitted to the first sliding
そして、第1摺動部111及び第2摺動部112の一つ当たりの滑り耐力を、摺動部11全体の滑り耐力の半分にできる。したがって、第1摺動部111及び第2摺動部112の各圧接力を小さくでき、高力ボルト19を小型化したり、皿ばね194の枚数を減らして薄くしたりできる。その結果、摩擦ダンパー10の見込み方向の長さを短くできる。また、複数個の摺動部11を設置することで、摺動部11の滑り耐力のばらつきも平均化される。
Then, the sliding resistance per of the first sliding
また、第1摺動部111及び第2摺動部112は横方向(摺動する方向)に間隔を空けて配されている。つまり、図1に示すように、上横材3aへの第1摺動部111の取り付け部材14(14A)と、上横材3aへの第2摺動部112の取り付け部材14(14B)とが、別部材となっている。
Further, the first sliding
そのため、図3Aに示すように、横方向における第1摺動部111と第2摺動部112の間であり、見込み方向において第1摺動部111及び第2摺動部112と重複する位置に、縦枠材51Aが配されていても、摺動部11と縦枠材51Aとの接触を防止できる。換言すると、第1摺動部111と第2摺動部112の間に枠材5を配置可能とすることで、複数に分割された小面材41の配置の自由度が増す。
Therefore, as shown in FIG. 3A, the position is between the first sliding
また、前述のように、本実施形態の制振構造1では、大地震による外力が木造構造体1’に作用すると、摺動部11が摺動するものとしている。そのため、大地震時には、面材4が摺動部11の摺動を阻害してしまうことを防ぐために、面材4が木造構造体1’から外れたり損傷したりすることが好ましい。
Further, as described above, in the vibration damping structure 1 of the present embodiment, when an external force due to a large earthquake acts on the wooden structure 1', the sliding
そこで、本実施形態の制振構造1では、枠材5は、その平坦面が、縦材2と横材3の少なくとも一方の平坦面に当接しつつ、縦材2と横材3の少なくとも一方に固定されている。
Therefore, in the vibration damping structure 1 of the present embodiment, the flat surface of the
具体的には、図1に示すように、横方向中央の三つの縦枠材51は、その平坦な上面が上横材3aの平坦な下面に当接しつつ、貫入部材53により上横材3aに固定されており、且つ、その平坦な下面が下横材3bの平坦な上面に当接しつつ、貫入部材53により下横材3bに固定されている。貫入部材53は、縦枠材51の横方向の両外側から、横方向の内側、且つ、上方又は下方を向いた斜め方向に貫入され、上横材3a又は下横材3bに到達している。
Specifically, as shown in FIG. 1, the three
横方向両端の二つの縦枠材51は、その平坦な側面が縦材2の平坦な側面に当接しつつ、横方向に沿って貫入された貫入部材53により縦材2に固定されている。
The two
また、横枠材52は、その平坦な上面が上横材3aの平坦な下面に当接しつつ、上方に向かって貫入された貫入部材53により上横材3aに固定されているか、或いは、その平坦な下面が下横材3bの平坦な上面に当接しつつ、下方に向かって貫入された貫入部材53により下横材3bに固定されている。
Further, the
そうすることで、例えば、枠材5に突起を設け、その突起部分を縦材2や横材3に設けた溝に嵌め込んだ状態で、枠材5を縦材2や横材3に固定する場合に比べて、枠材5の固定強度が弱くなる。そのため、通常時や中小地震時には、面材4を支持する枠材5が縦材2や横材3に固定されつつ、大地震時には、面材4と共に枠材5が縦材2や横材3から外れ易い。よって、面材4により摺動部11の摺動が阻害されてしまうことを防止でき、木造構造体1’の制振効果を発揮させることができる。
By doing so, for example, a protrusion is provided on the
さらに、面材4は、枠材5に固定されており、縦材2及び横材3に直接固定されていない。図2に示すように、面材4は、見込み方向に貫入された貫入部材54により枠材5に固定されているだけである。
Further, the
そのため、面材4が枠材5に加えて縦材2や横材3にも固定されている場合に比べて、大地震時には、面材4は縦材2や横材3から外れ易い。よって、面材4により摺動部11の摺動が阻害されてしまうことを防止でき、木造構造体1’の制振効果を発揮させることができる。
Therefore, the
また、面材4を枠材5に固定する隣り合う貫入部材54(第1貫入部材)の間隔を、端部接続部材123を縦材2及び横材3に固定する隣り合う貫入部材124(第2貫入部材)の間隔よりも広くするとよい。換言すると、面材4を枠材5に固定する貫入部材54の間隔は、通常時及び中小地震時において、面材4の見込み方向外側への変形や、面材4の脱落を防ぐことのできる最低の間隔とするとよい。
Further, the distance between the adjacent intrusive members 54 (first intrusive members) for fixing the
具体的には、図2に示すように、小面材4を固定する貫入部材54の上下方向の間隔L1を、端部接続部材123を固定する貫入部材124の上下方向の間隔L2よりも大きくするとよい。また、小面材41を固定する貫入部材54の横方向の間隔L3を、端部接続部材123を固定する貫入部材124の横方向の間隔L4よりも大きくするとよい。
Specifically, as shown in FIG. 2, the vertical distance L1 of the
そうすることで、端部接続部材123を固定する貫入部材124と同程度の間隔L2,L4で面材4を枠材5に固定してしまう場合に比べて、面材4が枠材5に強固に固定され過ぎてしまうことを防止できる。よって、大地震時には、面材4は枠材5から外れ易く、面材4により摺動部11の摺動が阻害されてしまうことを防止でき、木造構造体1’の制振効果を発揮させることができる。
By doing so, the
また、面材4は、複数の部材(小面材41)に分割されており、複数の小面材41は、互いに固定されていない。そうすることで、例えば面材が一枚ものである場合に比べて、分割された小面材41の剛性が高まり過ぎてしまうことを防止でき、大地震時には面材4が損傷し易い。よって、面材4により摺動部11の摺動が阻害されてしまうことを防止でき、木造構造体1’の制振効果を発揮させることができる。
Further, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the interpretation of the present invention. Further, the present invention can be changed or improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes an equivalent thereof.
例えば、上記の実施形態では、上横材3aに摺動部11が設けられていたが、下横材3bに摺動部11が設けられていてもよいし、縦材2に摺動部11が設けられていてもよい。また、上記の実施形態では、横方向に間隔を空けて二つの摺動部111,112が設けられているが、摺動部11は一つでもよいし、三つ以上でもよい。また、上記の実施形態では、摺動部11が横材3の横方向の中央部に設けられ、二本のブレース部が逆V字状に設けられているが、例えば、摺動部11が横方向の端部に設けられ、空間S内に一本のブレース部が設けられる構造でもよい。
For example, in the above embodiment, the upper cross member 3a is provided with the sliding
1 木造構造体の制振構造(構造体の制振構造)、1’ 木造構造体(構造体)
2 縦材、3 横材、4 面材、41 小面材、
5 枠材、51 縦枠材、52 横枠材、
53 貫入部材、54 貫入部材(第1貫入部材)、
10 摩擦ダンパー、11 摺動部、111 第1摺動部、112 第2摺動部、
12 ブレース部、121 第1ブレース部、122 第2ブレース部、
123 端部接続部材(他の接続部材)、124 貫入部材(第2貫入部材)、
13 接続部材(共通の接続部材)、
14 取り付け部材、15 第1中間部材、16 第2中間部材、
17 滑動板、18 摩擦板、19 ボルトセット、
191 高力ボルト、192 ナット、193 座金、194 皿ばね、
1 Vibration damping structure of wooden structure (vibration damping structure of structure), 1'Wooden structure (structure)
2 vertical material, 3 horizontal material, 4 face material, 41 face material,
5 frame material, 51 vertical frame material, 52 horizontal frame material,
53 intrusive member, 54 intrusive member (first intrusive member),
10 Friction damper, 11 Sliding part, 111 First sliding part, 112 Second sliding part,
12 Brace section, 121 1st brace section, 122 2nd brace section,
123 end connecting member (other connecting member), 124 intrusive member (second intrusive member),
13 Connection member (common connection member),
14 mounting member, 15 first intermediate member, 16 second intermediate member,
17 sliding plate, 18 friction plate, 19 bolt set,
191 high-strength bolts, 192 nuts, 193 washers, 194 disc springs,
Claims (7)
前記横方向に沿い、前記上下方向に間隔を空けて配された二つの横材と、
前記二つの縦材と前記二つの横材とで囲まれた空間に配され、且つ、前記上下方向及び前記横方向に沿う面材と、
前記面材を支持する枠材と、を有する構造体の制振構造であって、
摩擦ダンパーを備え、
前記上下方向及び前記横方向に交差する見込み方向において、前記縦材の一対の面よりも内側に、前記面材及び前記摩擦ダンパーが納まっており、
前記摩擦ダンパーは、
前記横材又は前記縦材に取り付けられ、前記構造体に作用する外力に伴って摺動する圧接板同士の摩擦力により前記外力によるエネルギーを吸収する摺動部と、
前記縦材と前記横材の交差部から前記摺動部までの間に架け渡されたブレース部と、を有し、
前記摺動部は、摺動する方向に間隔を空けて配された第1摺動部、及び、第2摺動部を有し、
前記第1摺動部、及び、前記第2摺動部は、共通の接続部材を介して前記ブレース部に接続されていることを特徴とする構造体の制振構造。 Two vertical members arranged along the vertical direction and at intervals in the horizontal direction that intersect the vertical direction,
Two cross members arranged along the horizontal direction at intervals in the vertical direction, and
A facing material arranged in a space surrounded by the two vertical members and the two horizontal members and along the vertical direction and the horizontal direction.
It is a vibration damping structure of a structure having a frame material for supporting the face material.
Equipped with a friction damper,
The face material and the friction damper are housed inside the pair of faces of the vertical member in the prospective directions of intersecting the vertical direction and the lateral direction.
The friction damper is
A sliding portion that is attached to the horizontal member or the vertical member and absorbs energy due to the external force by the frictional force between the pressure contact plates that slide with the external force acting on the structure.
It has a brace portion bridged between the vertical member and the crossing portion of the horizontal member to the sliding portion.
The sliding portion has a first sliding portion and a second sliding portion arranged at intervals in the sliding direction.
The vibration damping structure of the structure , wherein the first sliding portion and the second sliding portion are connected to the brace portion via a common connecting member.
前記ブレース部は鋼管であることを特徴とする構造体の制振構造。 The vibration damping structure of the structure according to claim 1.
The brace portion is a vibration damping structure of a structure characterized by being a steel pipe.
前記摺動する方向における前記第1摺動部と前記第2摺動部の間であり、前記見込み方向において前記第1摺動部及び前記第2摺動部と重複する位置に、前記枠材が配されており、当該枠材と前記接続部材は、前記見込み方向において異なる位置に設けられていること、を特徴とする構造体の制振構造。 A vibration damping structure of the structure according to claim 1 or 2.
The frame material is located between the first sliding portion and the second sliding portion in the sliding direction and overlaps with the first sliding portion and the second sliding portion in the expected direction. Is arranged, and the frame member and the connecting member are provided at different positions in the prospective direction, which is a vibration damping structure of the structure.
中小地震による外力が前記構造体に作用すると、前記二つの縦材、前記二つの横材、前記ブレース部、前記面材、及び、前記枠材が前記外力に対抗し、
大地震による外力が前記構造体に作用すると、前記摺動部が摺動すること、を特徴とする構造体の制振構造。 The vibration damping structure of the structure according to any one of claims 1 to 3.
When an external force due to a small and medium-sized earthquake acts on the structure, the two vertical members, the two cross members, the brace portion, the face material, and the frame material oppose the external force.
A vibration-damping structure of a structure, characterized in that the sliding portion slides when an external force due to a large earthquake acts on the structure.
前記ブレース部は、前記交差部に固定された他の接続部材を介して前記縦材及び前記横材に接続されており、
前記面材を前記枠材に固定する隣り合う第1貫入部材の間隔は、前記他の接続部材を前記縦材及び前記横材に固定する隣り合う第2貫入部材の間隔よりも広いこと、を特徴とする構造体の制振構造。 The vibration damping structure of the structure according to any one of claims 1 to 4.
The brace portion is connected to the vertical member and the horizontal member via another connecting member fixed to the intersection.
The distance between the adjacent first intrusive members for fixing the face member to the frame material is wider than the distance between the adjacent second intrusive members for fixing the other connecting members to the vertical member and the horizontal member. Vibration control structure of the characteristic structure.
前記枠材は、その平坦面が、前記縦材と前記横材の少なくとも一方の平坦面に当接しつつ、前記縦材と前記横材の少なくとも一方に固定されており、
前記面材は、前記枠材に固定されており、前記縦材及び前記横材に直接固定されていないこと、を特徴とする構造体の制振構造。 The vibration damping structure of the structure according to any one of claims 1 to 5.
The frame member is fixed to at least one of the vertical member and the horizontal member while its flat surface is in contact with at least one flat surface of the vertical member and the horizontal member.
A vibration damping structure of a structure, characterized in that the face material is fixed to the frame material and is not directly fixed to the vertical material and the horizontal material.
前記面材は、複数の部材に分割されており、
前記複数の部材は、互いに固定されていないこと、を特徴とする構造体の制振構造。 The vibration damping structure of the structure according to any one of claims 1 to 6.
The face material is divided into a plurality of members, and the face material is divided into a plurality of members.
A vibration damping structure of a structure characterized in that the plurality of members are not fixed to each other.
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