JP7351732B2 - Building vibration damping mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、建物の制振機構に関する。 The present invention relates to a vibration damping mechanism for a building.

建物には、常時においては、地球自体の微動、鉄道を含む車両の走行による交通振動や工場設備等の稼働時の振動、風荷重による振動などのいわゆる環境振動に起因する常時微動が生じ、地震時においては、地震動の規模に応じて常時微動よりも振幅の大きな振動が一般に生じる。建物の建設においては、地震時の建物振動の検討もさることながら、上記する常時の微動レベルにおける建物障害の有無や住環境への影響を検討することも重要であり、常時微動を可及的に低減することが要請されている。 Buildings are subject to constant microtremors caused by so-called environmental vibrations such as the earth itself, traffic vibrations caused by the running of vehicles including trains, vibrations during the operation of factory equipment, vibrations caused by wind loads, etc., and are subject to earthquakes. Occasionally, vibrations with larger amplitudes than regular tremors generally occur depending on the scale of the seismic motion. When constructing a building, it is important not only to consider building vibrations during earthquakes, but also to consider the presence of building damage and the impact on the living environment at the above-mentioned constant microtremor level. It is requested that the amount be reduced to

従来、このような環境振動等の水平振動を制御する方策として、制振装置であるTMD(Tuned Mass Damper:チューンドマスダンパー)やAMD(Active Mass Damper:アクティブマスダンパー)を建物に設置することが行われている。チューンドマスダンパーは、揺れに同調するマス(錘)を用いて建物の揺れを抑制する装置であり、アクティブマスダンパーは、建物に据え付けた錘を能動的に動かすことにより建物の揺れを抑制する装置である。いずれの装置であっても、一般に建物の上階(例えば最上階)に錘をスライド自在に載置する形態が採用されている。このように、従来のTMDやAMDは、装置が比較的大規模となり易く、大きなスペースを占有するといった課題を有している。 Conventionally, as a measure to control horizontal vibrations such as such environmental vibrations, vibration damping devices such as TMD (Tuned Mass Damper) and AMD (Active Mass Damper) have been installed in buildings. It is being done. A tuned mass damper is a device that suppresses the shaking of a building by using a mass (weight) that is tuned to the shaking, and an active mass damper is a device that suppresses the shaking of a building by actively moving a weight installed on the building. It is. In any of these devices, a weight is generally placed on the upper floor (for example, the top floor) of a building so that it can slide freely. As described above, conventional TMDs and AMDs have the problem that the devices tend to be relatively large-scale and occupy a large space.

ところで、上記する環境振動等の水平振動と異なり、建物を構成する床面を居住者等が歩行する際に、床面には鉛直方向の振動(歩行振動である鉛直振動)が生じ、鉛直振動が水平方向に伝播される結果、同階に居住する居住者に不快感を生じさせる要因となり得る。そこで、この鉛直振動を制御するべく、床を支持する床梁と床梁の間の床下空間に、バネとマスにより構成されるTMDを設置する方策も従来行われているが、この形態では、建物を構成する部材以外にTMDを構成する各部材を別途用意して建物に設置することから、TMDを構成する部材点数が多く、さらには、上記するようにTMD専用の設置スペースを確保する必要がある。 By the way, unlike horizontal vibrations such as the environmental vibrations mentioned above, vertical vibrations (vertical vibrations, which are walking vibrations) occur on the floor surface when residents walk on the floor surface of a building. is propagated horizontally, which can cause discomfort to residents living on the same floor. Therefore, in order to control this vertical vibration, a conventional measure has been taken to install a TMD consisting of a spring and a mass in the underfloor space between the floor beams that support the floor. In addition to the parts that make up the building, each part that makes up the TMD is prepared separately and installed in the building, so there are many parts that make up the TMD, and furthermore, as mentioned above, it is necessary to secure a dedicated installation space for the TMD. There is.

ここで、床等の制振対象物の鉛直方向の振動を効果的に減衰することを可能とした、鉛直振動用チューンドマスダンパーが提案されている。より具体的には、水平ブレースを復元力要素とし、その長さ方向中間部にマスが取り付けられ、マスと上方の床板との間にスポンジ状の減衰材が設けられ、床板の鉛直方向の振動を減衰するようになされている、鉛直振動用チューンドマスダンパーである。ここで、水平ブレースに対するマスの取付け位置は、ブレース長さ方向において変更できるようになされている(例えば、特許文献1参照)。 Here, a tuned mass damper for vertical vibration has been proposed, which makes it possible to effectively damp vertical vibration of an object to be damped, such as a floor. More specifically, a horizontal brace is used as a restoring force element, a mass is attached to the middle part in the length direction, and a sponge-like damping material is provided between the mass and the upper floor plate to reduce vertical vibration of the floor plate. This is a tuned mass damper for vertical vibrations. Here, the mounting position of the mass relative to the horizontal brace can be changed in the length direction of the brace (for example, see Patent Document 1).

特開2008-280713号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-280713

特許文献1に記載の鉛直振動用チューンドマスダンパーによれば、建物を構成する水平ブレースをTMD構成部材として適用することにより、大きなスペースを占有することなく、床板の鉛直方向の振動を効果的に減衰することができる。しかしながら、水平ブレースと床板の間に減衰材が配設されている構成を有していることから、減衰材には、床板と水平ブレースの鉛直方向の振動に起因する圧縮力と引張力が作用するに過ぎない。そのため、この外力に対して減衰材による圧縮力と引張力からなる減衰作用が付与されるに過ぎず、減衰材の有する減衰性能を最大限発揮し得るTMDとは言い難い。 According to the tuned mass damper for vertical vibrations described in Patent Document 1, by applying the horizontal braces that make up the building as TMD components, vertical vibrations of floorboards can be effectively suppressed without occupying a large space. can be attenuated. However, since the damping material is arranged between the horizontal brace and the floor plate, compressive and tensile forces caused by the vertical vibration of the floor plate and the horizontal brace act on the damping material. It's nothing more than that. Therefore, the damping material merely applies a damping effect consisting of compressive force and tensile force to this external force, and it is difficult to say that it is a TMD that can maximize the damping performance of the damping material.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、大きなスペースを占有することなく、減衰材の有する減衰性能を効果的に発揮できる建物の制振機構を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vibration damping mechanism for a building that can effectively exhibit the damping performance of a damping material without occupying a large space.

前記目的を達成すべく、本発明による建物の制振機構の一態様は、
復元力要素であるブレースと、
前記ブレースの途中位置において、該ブレースを包囲するように配設されている減衰材と、
前記減衰材の周囲を包囲するように配設されているマスと、を有していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the vibration damping mechanism for a building according to the present invention is as follows:
Brace, which is a resilience element,
a damping material disposed to surround the brace at an intermediate position of the brace;
A mass arranged so as to surround the periphery of the damping material.

本態様によれば、ブレースを包囲するように減衰材が配設され、減衰材の周囲を包囲するようにマスが配設されていることにより、減衰材による圧縮力や引張力に加えてせん断力が減衰力となることから、減衰材の有する減衰性能を最大限発揮し得る制振機構を形成することができる。このせん断力は、ブレースの周囲に減衰材が配設されていることにより、その部位(上方部位、下方部位、中間部位)ごとに減衰材の厚み方向で奏される力の向きが変わることにより、特に中間部位においてせん断力が奏される。また、建物を構成するブレースを構成要素とすることにより、大きなスペースを不要にでき、構成部材の部材点数を低減しながら制振機構を形成することができる。例えば、ブレースが水平ブレースの場合に、床と水平ブレースが鉛直方向に振動することにより、減衰材の上下の領域では圧縮力と引張力が交互に奏されるが、上下の領域の間の中間の領域では、斜め方向や水平方向のせん断力が奏されることになり、従って、このせん断力を含む減衰力により、高い減衰性能が発揮される。 According to this aspect, the damping material is arranged so as to surround the brace, and the mass is arranged so as to surround the periphery of the damping material, so that in addition to the compressive force and tensile force due to the damping material, shear Since the force becomes a damping force, it is possible to form a vibration damping mechanism that can maximize the damping performance of the damping material. This shearing force is generated because the direction of the force exerted in the thickness direction of the damping material changes for each part (upper part, lower part, middle part) because the damping material is arranged around the brace. , especially in the intermediate region, shearing forces are exerted. Further, by using the braces that constitute the building as a component, a large space can be omitted, and the vibration damping mechanism can be formed while reducing the number of component members. For example, if the brace is a horizontal brace, the vibration of the floor and the horizontal brace in the vertical direction causes compressive and tensile forces to be exerted alternately in the upper and lower regions of the damping material, but in the middle between the upper and lower regions. In the region, shearing force in the diagonal direction and horizontal direction is exerted, and therefore, high damping performance is exhibited by the damping force including this shearing force.

ここで、ブレースには、間隔を置いて並設されている床梁の間に配設される水平ブレース、壁の柱間に配設される鉛直ブレースのいずれであってもよい。また、ブレースの周囲に配設される減衰材は例えば筒状を呈し、同様に、筒状の減衰材の周囲に配設されるマスも例えば筒状を呈する。尚、本態様の制振機構が制御対象とする建物としては、戸建て住宅や、例えば五階以下の低層の集合住宅等が挙げられる。 Here, the braces may be either horizontal braces arranged between floor beams arranged in parallel at intervals, or vertical braces arranged between pillars of a wall. Furthermore, the damping material disposed around the brace has a cylindrical shape, for example, and similarly, the mass disposed around the cylindrical damping material also has a cylindrical shape, for example. The buildings to be controlled by the vibration damping mechanism of this embodiment include single-family houses and low-rise housing complexes with, for example, five floors or less.

また、本発明による建物の制振機構の他の態様において、前記マスは、複数の分割マスがヒンジを介して相互に変位自在に接続されていることを特徴とする。 Further, in another aspect of the vibration damping mechanism for a building according to the present invention, the mass is characterized in that a plurality of divided masses are connected to each other via a hinge so as to be freely displaceable.

本態様によれば、複数の分割マスがヒンジを介して相互に変位自在に接続されていることにより、それぞれの分割マスが独立して動きながら、各分割マスが当接する領域の減衰材に対して圧縮力や引張力、及びせん断力を作用させるため、各分割マスに対応する領域の減衰材により、様々な方向の圧縮力や引張力、及びせん断力からなる減衰力が奏され、より一層高い減衰性能が発揮される。尚、分割マス同士が完全に分離せず、ヒンジを介して相互に接続されていることから、例えば隣接する分割マス同士は、互いに独立して動作しながらも、互いの動きを打ち消し合うように動くことはない。従って、隣接する分割マスの相互の動きを設計者はある程度予測することができるため、各分割マスが完全に分離されている形態に比べて、制振機構の設計が容易になる。 According to this aspect, the plurality of divided masses are mutually displaceably connected via the hinge, so that while each divided mass moves independently, the damping material in the area in which each divided mass contacts In order to apply compressive force, tensile force, and shear force, the damping material in the area corresponding to each divided mass exerts a damping force consisting of compressive force, tensile force, and shear force in various directions, making it even more effective. Demonstrates high damping performance. Furthermore, since the divided cells are not completely separated from each other and are connected to each other via hinges, for example, adjacent divided cells may operate independently of each other, but cancel each other's movements. It doesn't move. Therefore, since the designer can predict the mutual movement of adjacent divided masses to some extent, it becomes easier to design the damping mechanism compared to a configuration in which each divided mass is completely separated.

ここで、相互にヒンジを介して接続される分割マスの数は、設計容易性と減衰性の双方の観点から、四つ乃至八つ程度の範囲の数であるのが好ましい。分割マスの数が多過ぎると、マスの有する振動モード数が増加し、設計に要する時間が長くなる。一方、分割マスの数が少な過ぎると、減衰材により奏される減衰力が少なくなり、優れた減衰性を期待できなくなる。 Here, the number of divided masses connected to each other via hinges is preferably in the range of about four to eight from the viewpoints of both ease of design and damping performance. If the number of divided masses is too large, the number of vibration modes of the mass will increase, and the time required for design will increase. On the other hand, if the number of divided masses is too small, the damping force exerted by the damping material will decrease, making it impossible to expect excellent damping performance.

また、本発明による建物の制振機構の他の態様は、前記減衰材が粘弾性体により形成されていることを特徴とする。 Another aspect of the vibration damping mechanism for a building according to the present invention is characterized in that the damping material is formed of a viscoelastic body.

本態様によれば、粘弾性体により形成されている減衰材を適用することにより、減衰材がマス(分割マスを含む)とブレースの双方に密着した状態で減衰力を付与することにより、優れた減衰性能を有する制振機構を形成することができる。ここで、粘弾性体としては、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂等を挙げることができる。 According to this aspect, by applying a damping material made of a viscoelastic body, a damping force is applied while the damping material is in close contact with both the mass (including the divided mass) and the brace, thereby achieving an excellent It is possible to form a vibration damping mechanism having excellent damping performance. Here, examples of the viscoelastic body include acrylic resins, silicone resins, rubber resins, and the like.

また、本発明による建物の制振機構の他の態様は、前記減衰材が、前記マスと前記ブレースの双方に接着していることを特徴とする。 Another aspect of the vibration damping mechanism for a building according to the present invention is characterized in that the damping material is bonded to both the mass and the brace.

本態様によれば、接着性のある粘弾性体により形成されている減衰材を適用することにより、減衰材がマス(分割マスを含む)とブレースの双方に接着した状態で減衰力を付与することにより、より一層優れた減衰性能を有する制振機構を形成することができる。ここで、接着性と粘弾性の双方の性能を有する素材として、ウレタンゴム等を挙げることができる。 According to this aspect, by applying the damping material formed of an adhesive viscoelastic body, a damping force is applied with the damping material adhered to both the mass (including the divided mass) and the brace. By doing so, a vibration damping mechanism having even better damping performance can be formed. Here, urethane rubber and the like can be mentioned as a material having both adhesive and viscoelastic properties.

また、本発明による建物の制振機構の他の態様は、前記ブレースが水平ブレースであることを特徴とする。 Another aspect of the vibration damping mechanism for a building according to the present invention is characterized in that the brace is a horizontal brace.

本態様によれば、建物の中で、鉛直方向に振動する主たる重量部材である、床の下方の構面内に配設されている水平ブレースを、制振機構の構成要素とすることにより、床の鉛直振動を減衰し、居住性に優れた建物を実現することができる。 According to this aspect, by using the horizontal brace, which is the main heavy member that vibrates in the vertical direction in the building and is disposed in the structural plane below the floor, as a component of the vibration damping mechanism, It can attenuate vertical vibrations in the floor and create buildings with excellent livability.

以上の説明から理解できるように、本発明の建物の制振機構によれば、大きなスペースを占有することなく、減衰材の有する減衰性能を効果的に発揮することを可能とした建物の制振機構を提供することができる。 As can be understood from the above explanation, according to the building vibration damping mechanism of the present invention, the building vibration damping mechanism makes it possible to effectively exhibit the damping performance of the damping material without occupying a large space. mechanism can be provided.

第1、第2実施形態に係る建物の制振機構の一例が、床梁に取り付けられる状態を説明する側面図である。FIG. 2 is a side view illustrating a state in which an example of the vibration damping mechanism for a building according to the first and second embodiments is attached to a floor beam. 第1実施形態に係る建物の制振機構の一例の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an example of a vibration damping mechanism for a building according to a first embodiment. 第2実施形態に係る建物の制振機構の一例の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an example of a vibration damping mechanism for a building according to a second embodiment.

以下、各実施形態に係る建物の制振機構の一例について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 Hereinafter, an example of a vibration damping mechanism for a building according to each embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. Note that in this specification and the drawings, substantially the same constituent elements may be given the same reference numerals to omit redundant explanation.

[第1実施形態に係る建物の制振機構]
はじめに、図1及び図2を参照して、第1実施形態に係る建物の制振機構の一例について説明する。ここで、図1は、第1、第2実施形態に係る建物の制振機構の一例が、床梁に取り付けられる状態を説明する側面図である。すなわち、図1は、制振機構を構成する水平ブレースが間隔を置いて並設される床梁に架け渡されている状態を説明する図であり、第2実施形態に係る建物の制振機構の説明においても参照する。また、図2は、第1実施形態に係る建物の制振機構の一例の斜視図である。尚、図示例の制振機構50,50Aは、建物の床を支持する床梁の間に架け渡される水平ブレースを構成要素とするものであるが、壁の左右にある柱間に架け渡される鉛直ブレースを構成要素とするものであってもよい。
[Vibration damping mechanism for building according to first embodiment]
First, an example of a vibration damping mechanism for a building according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a side view illustrating a state in which an example of the vibration damping mechanism for a building according to the first and second embodiments is attached to a floor beam. That is, FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which horizontal braces constituting a vibration damping mechanism are spanned over floor beams arranged in parallel at intervals, and shows the vibration damping mechanism of a building according to the second embodiment. Also referred to in the explanation. Moreover, FIG. 2 is a perspective view of an example of the vibration damping mechanism for a building according to the first embodiment. The vibration damping mechanisms 50 and 50A shown in the drawings consist of horizontal braces that are spanned between floor beams that support the floor of the building, but they are also strung between pillars on the left and right sides of the wall. It may also consist of vertical braces.

建物の制振機構50は、間隔を置いて並設する床梁20の間に架け渡されている復元力要素である水平ブレース10(ブレースの一例)と、水平ブレース10の途中位置において、水平ブレース10を包囲するように配設されている減衰材30と、減衰材30の周囲を包囲するように配設されているマス40とを有している。建物は、例えば、戸建て住宅や五階以下の低層の集合住宅等であり、建物を構成する各階の床(床材で、図示せず)を支持する床梁20に取り付けられている水平ブレース10ごとに、制振機構50が形成されている。尚、併設する床梁20の間に配設される水平ブレース10は、平面視矩形の一つの構面内において、一つの対角線に沿うように配設されていてもよいし、二つの対角線に沿うように交差する態様で配設されていてもよい。そして、後者の場合は、交差する水平ブレース10ごとに制振機構50が形成されてもよいし、交差する水平ブレース10のうちの一方にのみ制振機構50が形成されていてもよい。 The vibration damping mechanism 50 of the building consists of a horizontal brace 10 (an example of a brace) which is a restoring force element spanned between floor beams 20 installed in parallel at intervals, and a horizontal It has a damping material 30 arranged so as to surround the brace 10 and a mass 40 arranged so as to surround the periphery of the damping material 30. The building is, for example, a detached house or a low-rise apartment complex with five floors or less, and the horizontal brace 10 is attached to a floor beam 20 that supports the floor (floor material, not shown) on each floor that makes up the building. A vibration damping mechanism 50 is formed for each. The horizontal braces 10 installed between the adjacent floor beams 20 may be placed along one diagonal within one rectangular structure in plan view, or may be placed along two diagonals. They may be arranged in such a manner that they intersect. In the latter case, the damping mechanism 50 may be formed for each horizontal brace 10 that intersects, or the damping mechanism 50 may be formed only for one of the horizontal braces 10 that intersect.

床梁20はH形鋼により形成され、H形鋼を構成するウエブ21の側方に鋼製の張り出しプレート24が溶接にて接合されている。H形鋼を構成する下フランジ23は下階の壁や柱等に支持され、上フランジ22は上階の床材を支持する。 The floor beam 20 is formed of H-shaped steel, and a steel overhang plate 24 is welded to the side of a web 21 that constitutes the H-shaped steel. The lower flange 23, which constitutes the H-shaped steel, is supported by walls, columns, etc. on the lower floor, and the upper flange 22 supports the flooring on the upper floor.

水平ブレース10は、一端に螺子切り12を備えた鋼棒からなる二本のブレース本体11と、二本のブレース本体11の螺子切り12に螺合して双方を繋ぐターンバックル13と、各ブレース本体11の他端において溶接にて接続されている鋼製の連絡プレート材14と、連絡プレート材14に対してボルトナット17を介して接続されている鋼製の端部プレート15とを有する。 The horizontal brace 10 includes two brace bodies 11 made of steel rods each having a threaded cutout 12 at one end, a turnbuckle 13 that screws into the threaded cutout 12 of the two brace bodies 11 to connect both, and each brace. The main body 11 has a connecting plate member 14 made of steel connected by welding at the other end, and an end plate 15 made of steel connected to the connecting plate member 14 via bolts and nuts 17.

左右の端部プレート15の外側端部が、左右の床梁20から側方に張り出す張り出しプレート24に対してボルトナット16を介して接続され、ターンバックル13を締めることにより、二つの床梁20間に水平ブレース10が張設される。 The outer ends of the left and right end plates 15 are connected via bolts and nuts 16 to overhang plates 24 that extend laterally from the left and right floor joists 20, and by tightening the turnbuckles 13, the two floor joists are connected. A horizontal brace 10 is stretched between 20.

図2に詳細に示すように、制振機構50は、ブレース本体11の周囲を包囲するように、円筒状の減衰材30が配設され、減衰材30の周囲を包囲するように、同様に円筒状のマス40が配設されている。 As shown in detail in FIG. 2, the damping mechanism 50 includes a cylindrical damping material 30 disposed so as to surround the brace body 11, and a cylindrical damping material 30 similarly surrounding the damping material 30. A cylindrical mass 40 is provided.

ここで、減衰材30は、粘弾性体により形成されており、その一例として、アクリル系樹脂やシリコーン系樹脂、ゴム系樹脂等が挙げられ、より具体的には、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、シリコーンゴム、ふっ素ゴム等が挙げられる。また、減衰材30は、接着性のある粘弾性体であるのがより好ましく、その一例として、ウレタン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリスチレン等が挙げられる。 Here, the damping material 30 is formed of a viscoelastic material, examples of which include acrylic resin, silicone resin, rubber resin, etc. More specifically, butyl rubber, ethylene propylene rubber, natural Examples include rubber, ethylene propylene rubber, polyethylene, silicone rubber, fluororubber, and the like. The damping material 30 is preferably a viscoelastic material with adhesive properties, and examples thereof include urethane, polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), nitrile rubber, chloroprene rubber, and polystyrene. It will be done.

また、マス40は、例えば鋼製のパイプ材からなり、その質量は、例えば制御対象となる範囲の床の重量の1%乃至数%程度に設定することができる。例えば、水平ブレース10が設置される範囲の床が、当該水平ブレース10を含む制振機構50の制御対象範囲となる。従って、例えば2P×2Pの矩形範囲(Pはモジュールを示し、800mm乃至1100mmの間で、例えば910mm幅等、モジュール設計仕様により任意に設定可能)における床の重量をおよそ100kg乃至200kg程度とした場合、この範囲の床を制御範囲とする制振機構50を構成するマス40の質量を、例えば5kg程度に設定することができる。 Further, the mass 40 is made of, for example, a steel pipe material, and its mass can be set to, for example, about 1% to several % of the weight of the floor within the range to be controlled. For example, the floor within the range where the horizontal brace 10 is installed becomes the control target range of the vibration damping mechanism 50 including the horizontal brace 10. Therefore, for example, if the weight of the floor in a rectangular area of 2P x 2P (P indicates a module and can be set arbitrarily depending on the module design specifications, such as a width of 910 mm between 800 mm and 1100 mm) is approximately 100 kg to 200 kg. The mass of the mass 40 constituting the vibration damping mechanism 50 whose control range is the floor in this range can be set to, for example, about 5 kg.

床材が振動し、この床材の振動に起因して床梁20が振動し、床梁20の振動に起因して水平ブレース10(を構成するブレース本体11)がX方向に鉛直振動した際に、減衰材30の上方領域や下方領域には、圧縮力や引張力といった鉛直方向の減衰力P1、P2が発生する。そして、減衰材30の中間領域には、水平方向や斜め方向のせん断力である減衰力S1乃至S4が発生する。 When the flooring material vibrates, the floor beam 20 vibrates due to the vibration of the flooring material, and the horizontal brace 10 (the brace body 11 constituting it) vibrates vertically in the X direction due to the vibration of the floor beam 20. In addition, vertical damping forces P1 and P2 such as compressive force and tensile force are generated in the upper region and the lower region of the damping material 30. In the intermediate region of the damping material 30, damping forces S1 to S4, which are horizontal and diagonal shear forces, are generated.

このように、ブレース本体11の周囲に減衰材30を配し、減衰材30の周囲にマス40を配した構成により、鉛直方向の減衰力P1、P2に加えて水平方向や斜め方向のせん断力である減衰力S1乃至S4が生じることから、粘弾性体からなる減衰材30の有する減衰性能を最大限に発揮することができる。 In this way, by arranging the damping material 30 around the brace body 11 and the mass 40 around the damping material 30, in addition to the damping forces P1 and P2 in the vertical direction, shear forces in the horizontal direction and diagonal direction can be applied. Since the damping forces S1 to S4 are generated, the damping performance of the damping material 30 made of a viscoelastic body can be maximized.

ここで、粘弾性体からなる減衰材30が適用されることにより、減衰材30とマス40及びブレース本体11との間の密着性が高められ、特にせん断力である減衰力S1乃至S4を効果的に生じさせることができる。そして、さらに接着性を有する減衰材30が適用されることにより、せん断力である減衰力S1乃至S4をより一層効果的に生じさせることができる。 Here, by applying the damping material 30 made of a viscoelastic body, the adhesion between the damping material 30, the mass 40, and the brace body 11 is increased, and in particular, the damping forces S1 to S4, which are shear forces, are effectively reduced. can be caused to occur. Further, by applying the damping material 30 having adhesive properties, the damping forces S1 to S4, which are shear forces, can be generated even more effectively.

また、建物を構成する水平ブレース10を構成要素とすることにより、大きなスペースを不要にでき、構成部材の部材点数を低減しながら制振機構50を形成することができる。 Further, by using the horizontal brace 10 that constitutes the building as a component, a large space can be omitted, and the vibration damping mechanism 50 can be formed while reducing the number of component members.

[第2実施形態に係る建物の制振機構]
次に、図1及び図3を参照して、第2実施形態に係る建物の制振機構の一例について説明する。ここで、図3は、第2実施形態に係る建物の制振機構の一例の斜視図である。
[Vibration damping mechanism for building according to second embodiment]
Next, an example of a vibration damping mechanism for a building according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3. Here, FIG. 3 is a perspective view of an example of a vibration damping mechanism for a building according to the second embodiment.

図3に示す制振機構50Aは、制振機構50の有する筒状のマス40に代えて、筒が四つ割りされた四つの鋼製の分割マス41が、ヒンジ47を介して相互に変位自在に接続されているマス40Aを有している点において、制振機構50と相違している。 In the vibration damping mechanism 50A shown in FIG. 3, instead of the cylindrical mass 40 of the vibration damping mechanism 50, four steel divided masses 41 each having a cylinder divided into quarters are mutually displaced via a hinge 47. It differs from the vibration damping mechanism 50 in that it has a freely connected mass 40A.

ヒンジの形態は様々あるが、図示例のヒンジ47は、分割マス41が、周方向の一端の中央に係合突起42を備え、周方向の他端の中央に係合溝43を備えており、隣接する一方の分割マス41の係合溝43に対して他方の分割マス41の係合突起42が遊嵌することにより形成される。そして、この遊嵌姿勢において、係合突起42に設けられているピン孔45と係合溝43の左右に設けられているピン孔44が位置合わせされて連通孔が形成され、この連通孔にピン46が挿通されることにより、ヒンジ47が形成されている。 There are various forms of hinges, but in the illustrated example, the hinge 47 has a divided mass 41 equipped with an engagement protrusion 42 at the center of one end in the circumferential direction and an engagement groove 43 at the center of the other end in the circumferential direction. , is formed by loosely fitting the engagement protrusion 42 of the other divided mass 41 into the engagement groove 43 of one adjacent divided mass 41. In this loosely fitted position, the pin hole 45 provided in the engagement protrusion 42 and the pin hole 44 provided on the left and right sides of the engagement groove 43 are aligned to form a communication hole, and the communication hole is formed in the communication hole. A hinge 47 is formed by inserting the pin 46.

水平ブレース10(を構成するブレース本体11)がX方向に鉛直振動した際に、ヒンジ47を介して相互に接続されるそれぞれの分割マス41は、独立してY1方向に回動変位する。そして、各分割マス41に対応する領域の減衰材30には、圧縮力や引張力といった鉛直方向の減衰力P1,P2の他に、周方向や水平方向、傾斜方向といった多方向のせん断力である減衰力S5乃至S8が生じる。 When the horizontal brace 10 (the brace body 11 constituting it) vertically vibrates in the X direction, each of the divided masses 41 connected to each other via the hinge 47 independently rotates in the Y1 direction. The damping material 30 in the area corresponding to each divided mass 41 is subjected to not only vertical damping forces P1 and P2 such as compressive force and tensile force, but also shear forces in multiple directions such as the circumferential direction, the horizontal direction, and the inclined direction. Certain damping forces S5 to S8 result.

また、分割マス41同士が完全に分離せず、ヒンジ47を介して相互に接続されていることから、例えば隣接する分割マス41同士は、互いに独立して動作しながらも、互いの動きを打ち消し合うように動くことはない。従って、隣接する分割マス41の相互の動きを設計者はある程度予測することができるため、各分割マス41が完全に分離されている形態に比べて、制振機構50Aの設計が容易になる。 Further, since the divided cells 41 are not completely separated from each other and are connected to each other via the hinge 47, for example, adjacent divided cells 41 can cancel out each other's movements even though they operate independently of each other. It doesn't move to suit. Therefore, since the designer can predict the mutual movement of adjacent divided masses 41 to some extent, it becomes easier to design the damping mechanism 50A compared to a configuration in which each divided mass 41 is completely separated.

ここで、相互にヒンジ47を介して接続される分割マス41の数は、設計容易性と減衰性の双方の観点から、図示例の四つ以外にも、五つ乃至八つ程度の範囲の数であるのが好ましい。分割マス41の数が多過ぎると、マス40Aの有する振動モード数が増加し、設計に要する時間が長くなる。一方、分割マス41の数が少な過ぎると、減衰材30により奏される減衰力が少なくなり、優れた減衰性を期待できなくなる。 Here, from the viewpoint of both ease of design and damping performance, the number of divided masses 41 connected to each other via hinges 47 is in the range of five to eight, in addition to the four shown in the illustrated example. Preferably a number. If the number of divided masses 41 is too large, the number of vibration modes that mass 40A has increases, and the time required for design increases. On the other hand, if the number of divided masses 41 is too small, the damping force exerted by the damping material 30 will decrease, making it impossible to expect excellent damping performance.

尚、図示例のマス40Aは、隣接する分割マス41同士が回動変位する形態であるが、このような回動変位に加えて、分割マス41間の隙間が広くなったり狭くなるといった具合に、伸縮自在なヒンジであってもよい。例えば、ピン46による接続に代わり、コイルバネ等による接続により伸縮自在なヒンジが形成される。 Note that the illustrated mass 40A has a configuration in which adjacent divided masses 41 are rotationally displaced, but in addition to such rotational displacement, the gap between the divided masses 41 may become wider or narrower. , it may be a telescoping hinge. For example, instead of connecting with the pin 46, a telescopic hinge is formed by connecting with a coil spring or the like.

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 It should be noted that other embodiments may be implemented in which other components are combined with the configurations listed in the above embodiments, and the present invention is not limited to the configurations shown here. . In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined depending on the application form.

10:水平ブレース(ブレース)
11:ブレース本体
12:螺子切り
13:ターンバックル
14:連絡プレート材
15:端部プレート材
16,17:ボルトナット
20:床梁(H形鋼)
21:ウエブ
22:上フランジ
23:下フランジ
24:張り出しプレート
30:減衰材
40,40A:マス
41:分割マス
42:係合突起
43:係合溝
44,45:ピン孔
46:ピン
47:ヒンジ
50,50A:制振機構(建物の制振機構)
10: Horizontal brace (brace)
11: Brace body 12: Screw cutting 13: Turnbuckle 14: Connection plate material 15: End plate material 16, 17: Bolt and nut 20: Floor beam (H-beam)
21: Web 22: Upper flange 23: Lower flange 24: Overhanging plate 30: Damping material 40, 40A: Mass 41: Split mass 42: Engagement protrusion 43: Engagement groove 44, 45: Pin hole 46: Pin 47: Hinge 50, 50A: Vibration damping mechanism (building vibration damping mechanism)

Claims (5)

建物の制振機構であって、
復元力要素であるブレースと、
前記ブレースの途中位置において、該ブレースを包囲するように配設されている減衰材と、
前記減衰材の周囲を包囲するように配設されているマスと、を有していることを特徴とする、建物の制振機構。
A vibration damping mechanism for a building,
Brace, which is a resilience element,
a damping material disposed to surround the brace at an intermediate position of the brace;
A vibration damping mechanism for a building, comprising: a mass disposed so as to surround the damping material.
前記マスは、複数の分割マスがヒンジを介して相互に変位自在に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の建物の制振機構。 2. The vibration damping mechanism for a building according to claim 1, wherein the mass is a plurality of divided masses connected to each other via a hinge so as to be freely displaceable. 前記減衰材が粘弾性体により形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の建物の制振機構。 The vibration damping mechanism for a building according to claim 1 or 2, wherein the damping material is formed of a viscoelastic body. 前記減衰材が、前記マスと前記ブレースの双方に接着していることを特徴とする、請求項3に記載の建物の制振機構。 4. The vibration damping mechanism for a building according to claim 3, wherein the damping material is bonded to both the mass and the brace. 前記ブレースが水平ブレースであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の建物の制振機構。 A vibration damping mechanism for a building according to any one of claims 1 to 4, wherein the brace is a horizontal brace.
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