JPH04250241A - 制振梁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、梁鉄骨を備えた梁に
おいて梁鉄骨にダンパーを取付けて制振性能を高めた制
振梁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の大スパンの梁は、鉄骨造の梁を使
用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】建物の大スパン化、高
度化、多様化にともない、床等の振動に対する機能上の
要求が厳しくなってきている。従来の鉄骨造の梁におい
て、大スパン化して、振動性状の良い梁鉄骨を得ようと
すると、耐力上必要な梁成よりもかなり大きな梁成の梁
鉄骨を使う必要があり、梁成の増大により建物の有効な
空間（階高）が狭められてしまうという欠点が生じる。 この発明の解決しようとする課題は、梁鉄骨にダンパー
を取付けることにより、小さい梁成で制振性状の優れた
大スパンの制振梁を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は前記課
題を解決するための手段として、次の構成を採用する。 　　この出願の発明の構成は、長手方向にフランジのあ
る梁鉄骨を備えた梁において、梁鉄骨にダンパーが取付
けられ、該ダンパーの変位する部分と梁鉄骨のフランジ
の部分とが連結部材で連結され、梁鉄骨のフランジの部
分の外力による伸縮がダンパーに伝えられるようになっ
ていることを特徴とする制振梁にある。この発明は、そ
の好ましい実施形態において、梁鉄骨の両端のフランジ
の下面に梁鉄骨の長手方向に沿って案内孔を備えた案内
体を固定し、梁鉄骨のフランジの一方の端の下面にダン
パーを固定し、梁鉄骨の長手方向に延びる連結部材を前
記案内孔に挿入し、連結部材の一方の端をダンパーの変
位する部分に連結し、連結部材の他方の端を梁鉄骨の他
方の端に連結し、あるいは、第１の板体と第２の板体と
の間に粘性体を介装して形成したダンパーを前記案内体
の案内孔内に挿入し、前記ダンパーの一方の端の第１の
板体の連結部材を梁鉄骨の一方の端に連結し、前記ダン
パーの他方の端の第２の板体の連結部材を梁鉄骨の他方
の端に連結する。案内孔を備えた案内体は、連結部材や
ダンパーの第１および第２の板体を、梁のフランジの収
縮時にその長手方向に対して直角な方向に変形しないよ
うに、案内するためのものであり、前記の直角な方向に
変形しないように案内できるものならどのような構成の
ものでもよい。

【０００５】この発明の最適な実施形態においては、フ
ランジの下面にＰＣ板体（すなわち、プレストレスを導
入して造られたコンクリート製の板状体）を結合し、該
ＰＣ板体の梁鉄骨のフランジの下方の部分に梁の長手方
向に延びる案内孔を形成して、この案内孔のあるＰＣ板
体により案内体を形成するか、あるいは、下方のフラン
ジの近傍に、梁の長手方向に沿って複数のＰＣ鋼材を配
し、梁鉄骨の下側のフランジ、ＰＣ鋼材等の周囲にコン
クリートを打設して、梁鉄骨の下側のフランジの周囲に
ＰＣ板体を形成し、かつＰＣ板体の前記フランジの下方
の部分に梁の長手方向に延びる案内孔を形成し、この案
内孔を形成したＰＣ板体により案内体を形成する。ダン
パーとしては、たとえば、粘性流体あるいは粘性体を使
うダンパー、鉛を使うダンパー、接触摩擦を使うダンパ
ー等を使用する。連結部材としては、ＰＣ鋼材のような
引張強さと降伏点の高い部材を使う。この発明において
、梁鉄骨の下方のフランジの下面に結合したＰＣ板体ま
たは前記フランジの周囲に形成したＰＣ板体は、梁鉄骨
を備えた梁の剛性を高める機能をはたす部材となる。 また、前記ＰＣ板体は、梁の剛性を高める機能をはたす
だけでなく、場合によっては床を構成する部材にもなる
。梁鉄骨としては、たとえば、Ｈ形鋼、上下にフランジ
を備えたトラス梁等を使う。

【０００６】

【作用】この発明は、梁鉄骨にダンパーが取付けられ、
該ダンパーの変位する部分と梁鉄骨のフランジの部分と
が連結部材で連結され、梁鉄骨のフランジの部分の外力
による伸縮がダンパーに伝えられるようになっているか
ら、梁に人の歩行等による外力が作用して、梁鉄骨が弾
性変形してフランジが伸縮する際に、その伸縮動をダン
パーに伝達し、ダンパーにより梁に作用する前記外力を
減衰させることができる。

【０００７】

【実施例】第１実施例は、図１ないし図３に示され、Ｈ
形鋼の梁鉄骨１１の下方のフランジの両端の部分１１ａ
の下面に支片１２ａ、１２ｂを突設し、下方のフランジ
の部分１１ｂに案内孔１３ａを備えた複数の案内体１３
を長手方向に間隔をおいて固定する。各案内体１３をボ
ルト・ナット、溶接等の適宜の固定手段を使ってフラン
ジに固定する。各案内体１３の案内孔１３ａにこの案内
孔よりも小径のＰＣ鋼棒のような引張強さと降伏点の高
い鋼棒１４を通す。支片１２ａにはダンパー１５を固定
し、鋼棒１４の一端１４ａをダンパー１５に連結し、鋼
棒１４の他端１４ｂを梁鉄骨の支片１２ｂに連結する。 ダンパー１５としては、たとえば、図３に示すような、
ピストン１５ａ、シリンダ１５ｂ、閉塞体１５ｃ、およ
びシリンダ１５ｂと閉塞体１５ｃにより囲まれる空間内
に充填した粘性流体１５ｄとで構成した普通の振動減衰
装置を使い、鋼棒１４の端部１４ａをピストン１５ａに
連結する。第１実施例の制振梁１０においては、梁鉄骨
１１に人の歩行等による繰返し荷重が作用すると、Ｈ形
鋼の梁鉄骨１１が弾性変形して、下方のフランジが伸縮
する。すると、端部１４ｂが支片１２ｂに連結されてい
る鋼棒１４はその反対側の端部１４ａがダンパー１５の
ピストン１５ａに連結されているから、ダンパーの変位
する部分を構成するピストン１５ａとシリンダ１５ｂと
の位置関係が変化する。ところが、シリンダ１５ｂと閉
塞体１５ｃにより囲まれる空間内には粘性流体１５ｄが
充填してあるから、それがピストン１５ａの自由な移動
を妨げ、人の歩行等による外力を減衰させる。その結果
、Ｈ形鋼の梁鉄骨１１の弾性変形が抑えられ、梁鉄骨１
１の制振性能が高められる。この場合、鋼棒１４は多数
の案内体１３の案内孔１３ａに通して支持されているか
ら、下方のフランジの収縮時に、鋼棒１４がその長手方
向に対して直角な方向に変形することがなく、フランジ
の収縮をダンパー１５のピストン１５ａに確実に伝える
ことができる。なお、この実施例では案内孔１３ａのあ
る案内体１３をフランジの下面に多数固定したが、案内
体を長い金属管体で構成し、該管体を連結片を介しまた
は介せずしてフランジの下面に固定してもよい。

【０００８】第２実施例は、図４および図５に示され、
梁鉄骨１１はＨ形鋼で形成され、その下側のフランジの
部分１１ｂにその長手方向に間隔をおいて複数のボルト
通し孔が穿ってある。ＰＣ板体２１は、横断面が矩形で
、その長辺がフランジ幅よりも大く、その長さが梁鉄骨
の長さよりも短く形成してある。ＰＣ板体２１のコンク
リート部分２１ａ中に、ＰＣ鋼棒２１ｂ、該ＰＣ鋼棒と
平行な鉄筋２１ｃ、およびそれら２１ｂ、２１ｃの周囲
にその長手方向に間隔をおいて肋筋２１ｄが埋設され、
かつＰＣ鋼棒２１ｂにプレストレスが導入され、その長
手方向に前記間隔にあわせて複数のボルト通し孔が穿た
れている。さらに、ＰＣ板体２１のコンクリート部分の
中央に、梁鉄骨１１の長手方向に延びる案内孔２１ｅが
形成されている。案内孔２１ｅはコンクリート部分２１
ａ中に金属管体を埋設して形成してもよいし、溶出可能
な中子を使って形成してもよい。梁鉄骨１１のフランジ
１１ｂの下面とＰＣ板体２１の上面とを接触させて、各
ボルト通し孔を一致させ、それらのボルト通にボルトを
通し、ボルトのねじ部にナットをねじ込んで、梁鉄骨１
１の両端の部分１１ａを除いた下側のフランジの部分１
１ｂに、ＰＣ板体２１を結合する。そして、第１実施例
と同様に、案内孔２１ｅにこの案内孔よりも小径のＰＣ
鋼棒のような引張強さと降伏点の高い鋼棒１４を通し、
支片１２ａにダンパー１５を固定し、鋼棒１４の一端１
４ａをダンパー１５のピストン１５ａに連結し、鋼棒１
４の他端１４ｂを梁鉄骨の支片１２ｂに連結し、制振梁
２０を形成する。この制振梁２０は、その梁鉄骨１１の
端部を鉄骨または鉄骨鉄筋コンクリート柱の梁の取付部
に固定して使う。梁鉄骨１１の上方のフランジの上には
床ＦＬを形成する。床ＦＬとしては、たとえば、ＰＣ板
、金属板、現場打ち鉄筋コンクリート等を使う。 第２実施例の制振梁２０においては、第１実施例の制振
梁１０と同様に、鋼棒１４の一端１４ａをダンパー１５
のピストン１５ａに連結し、鋼棒１４の他端１４ｂを支
片１２ｂに連結してあるから、下方のフランジの伸縮時
に、ピストン１５ａの自由な移動が妨げられ、梁に作用
する人の歩行等による外力を減衰させることができ、梁
鉄骨１１の制振性能が高められる。同時に、梁鉄骨１１
の下側のフランジ１１ｂの部分にＰＣ板体２１が結合さ
れているから、梁鉄骨１１の剛性が１．５〜２．０倍程
度上がり、振動に対して有効に作用する。梁鉄骨１１と
して、小さい梁成のものを使って、制振性状の優れた大
スパンの梁を得ることができる。

【０００９】第３実施例の制振梁３０は、図６に示され
、梁鉄骨１１はＨ形鋼で形成され、頭部に膨出部のある
スタッド１１ｃが下方のフランジの部分１１ｂの下面に
多数溶接され、その下方のフランジ１１ｂの上方のウェ
ブにその長手方向に間隔をおいて複数の肋筋通し孔が穿
たれている。そして、梁鉄骨１１の下方のフランジ１１
ｂの周囲にＰＣ板体３１を形成する。前記ＰＣ板体３１
は、横断面が矩形で、その長辺がフランジ幅よりも大く
、その長さが梁鉄骨１１の長さよりも短い。ＰＣ板体３
１は、梁鉄骨１１のフランジの下方の中央に円形断面の
金属管体３１ａを梁の長手方向に平行に配し、下方のフ
ランジの両端から少々離れた位置にそれぞれＰＣ鋼棒３
１ｂを梁の長手方向に平行に配し、矩形の角部に近い部
分等にそれぞれ鉄筋３１ｃを梁の長手方向に平行に配し
、金属管体３１ａ、ＰＣ鋼棒３１ｂおよび鉄筋３１ｃの
周囲に長手方向に間隔をおいて肋筋３１ｄをウェブの肋
筋通し孔に通して配し、かつＰＣ鋼棒３１ｂにプレスト
レスを導入し、前記の金属管体３１ａ、フランジ１１ｂ
、スタッド１１ｃ、ＰＣ鋼棒３１ｂ、鉄筋３１ｃおよび
肋筋３１ｄの周囲に型枠を配し、型枠内にコンクリート
を打設して形成する。そして、図５に示す第２実施例と
同様に、支片１２ａにダンパー１５を固定し、前記鋼棒
１４の一端１４ａをダンパー１５のピストン１５ａに連
結し、金属管体３１ａの孔に鋼棒１４を通し、鋼棒１４
の他端１４ｂを梁鉄骨の一端の支片１２ｂに連結し、制
振梁３０を形成する。第３実施例の制振梁３０は、梁鉄
骨１１の下方のフランジ１１ｂにスタッド１１ｃを溶接
等により固定して、フランジ１１ｂの周囲にＰＣ板体３
１を形成してあるから、梁鉄骨１１とＰＣ板体３１との
結合が確実になる。その他の制振梁３０の作用効果は第
２実施例と同様である。

【００１０】第４実施例の制振梁４０は、図７および図
８に示され、Ｈ形鋼の梁鉄骨４１の下方のフランジの両
端の部分４１ａの下面に支片４２ａ、４２ｂを突設し、
下方のフランジの中途の部分４１ｂの下面に固定片４３
ａを介して角形鋼管からなる案内体４３を梁鉄骨４１の
長手方向に沿って固定する。ダンパー４５として、細長
い鋼製の第１の板体４５Ａと細長い鋼製の第２の板体４
５Ｂとの間に粘性体４５Ｃを介装して形成したものを使
い、案内体４３の案内孔４３ｂ内にダンパー４５を挿入
し、ダンパー４５の一方の端の第１の鋼板４５Ａに連結
した連結部材４５Ａ１を梁鉄骨４１の支片４２ａに連結
し、ダンパー４５の他方の端の第２の鋼板４５Ｂに連結
した連結部材４５Ｂ１を梁鉄骨の支片４２ｂに連結し、
制振梁４０を形成する。第４実施例の制振梁４０はダン
パーとして薄くて長いものを使うから、梁成を小さくす
ることが可能である。その他の作用効果は、第１実施例
のものと同じである。なお、ダンパーとして第１の板体
と第２の板体との間に粘性体を介装して形成した細長い
ダンパーを使う場合も、第２実施例および第３実施例の
ように、梁鉄骨４１の下方のフランジの下面にＰＣ板体
を結合し、あるいは前記フランジの周囲にＰＣ板体を形
成し、梁鉄骨４１の下方のフランジの下方のＰＣ板体の
部分に梁の長手方向に延びる案内孔を形成して（案内孔
は、たとえば、四角形断面の金属管体ａをコンクリート
部分中に埋設して形成する）、案内孔のある案内体を形
成する。この案内体の四角形の案内孔に細長いダンパー
を挿入するようにすることもできる。この場合にも、Ｐ
Ｃ板体は梁の剛性を高める機能をはたし、場合によって
は、ＰＣ板体を床の一部を構成する部材とすることもで
きる。

【００１１】

【発明の効果】この発明は、梁鉄骨にダンパーが取付け
られ、該ダンパーの変位する部分と梁鉄骨のフランジの
部分とが連結部材で連結され、梁鉄骨のフランジの部分
の伸縮がダンパーに伝えられるようになっていて、梁に
人の歩行等による外力が作用して、梁鉄骨が弾性変形し
てフランジが伸縮する際に、その伸縮をダンパーに伝達
し、梁に作用する外力をダンパーにより減衰させること
ができるから、振動性能の優れた梁を得ることができる
。梁鉄骨の一方の端にダンパーを固定し、梁鉄骨の下方
のフランジに取付けた案内体の案内孔に連結部材を挿入
し、連結部材の一方の端をダンパーの変位する部分に連
結し、連結部材を他方の端を梁鉄骨の他方の端に連結し
、あるいは、第１の板体と第２の板体との間に粘性体を
介装して形成したダンパーを前記案内孔内に挿入し、前
記ダンパーの一方の端の第１の板体の連結部材を梁鉄骨
の一方の端に連結し、前記ダンパーの他方の端の第２の
板体の連結部材を梁鉄骨の他方の端に連結するようにす
ると、フランジの伸縮をダンパーに確実に伝達すること
ができ、小さな梁成で振動性能の優れた大スパンの梁を
得ることができる。案内孔のあるＰＣ板体をフランジの
下面に結合し、あるいは案内孔のあるＰＣ板体をフラン
ジの周囲に形成して請求項４または５のようにすると、
ＰＣ板体の存在により、梁の剛性が１．５〜２．０倍程
度上がり、かつ案内孔を備えた案内体の形成が容易にな
る。梁鉄骨の下方のフランジに支片を突設して、この支
片を介して連結部材等を梁鉄骨に連結して請求項６のよ
うにすると、梁鉄骨の下方のフランジと連結部材等との
連結が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ないし

【図３】は第１実施例の制振梁を示すもので、

【図１】
制振梁の正面図、

【図２】は図１のものをそのａ−ａ線で断面した側面図
、

【図３】ダンパーを縦断した正面図、

【図４】は第２実施例の制振梁を図２と同様の線で断面
した側面図、

【図５】は図４の制振梁の正面図、

【図６】は第３実施例の制振梁を図２と同様の線で断面
した側面図、

【図７】および

【図８】は第４実施例の制振梁を示すもので、

【図７】
は制振梁の正面図、

【図８】は図７のものをそのｂ−ｂ線で断面した側面図
である。 図中、１０、２０、３０および４０は制振梁、１１およ
び４１は梁鉄骨、１２ａ、１２ｂ、４２ａおよび４２ｂ
は支片、１３および４３は案内体、１３ａおよび４３ｂ
は案内孔、１４は鋼棒、１５または４５はダンパー、１
５ａはピストン、１５ｂはシリンダ、１５ｃは閉塞体、
１５ｄは粘性流体、２１および３１はＰＣ板体、３１ａ
は金属管体、４５Ａおよび４５Ｂは第１および第２の板
体、４５Ｃは粘性体である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向にフランジのある梁鉄骨を備えた
   梁において、梁鉄骨にダンパーが取付けられ、該ダンパ
   ーの変位する部分と梁鉄骨のフランジの部分とが連結部
   材で連結され、梁鉄骨のフランジの部分の外力による伸
   縮がダンパーに伝えられるようになっていることを特徴
   とする制振梁。
2. 【請求項２】長手方向の下方にフランジのある梁鉄骨を
   備えた梁において、梁鉄骨の両端のフランジの下面に梁
   鉄骨の長手方向に沿って案内孔を備えた案内体が固定さ
   れ、梁鉄骨のフランジの一方の端の下面にダンパーが固
   定され、梁鉄骨の長手方向に延びる連結部材が前記案内
   孔に挿入され、連結部材の一方の端がダンパーに連結さ
   れ、連結部材の他方の端が梁鉄骨の他方の端に連結され
   ていることを特徴とする制振梁。
3. 【請求項３】長手方向の下方にフランジのある梁鉄骨を
   備えた梁において、梁鉄骨のフランジの下面に梁鉄骨の
   長手方向に沿って案内孔を備えた案内体が固定され、第
   １の板体と第２の板体との間に粘性体を介装して形成し
   たダンパーが前記案内孔内に挿入され、前記ダンパーの
   一方の端の第１の板体の連結部材が梁鉄骨の一方の端に
   連結され、前記ダンパーの他方の端の第２の板体の連結
   部材が梁鉄骨の他方の端に連結されていることを特徴と
   する制振梁。
4. 【請求項４】横断面がＨ形の梁鉄骨を備えた梁において
   、フランジの下面にＰＣ板体が結合され、該ＰＣ板体が
   梁鉄骨のフランジの下方の部分に梁の長手方向に延びる
   案内孔を備え、この案内孔を備えたＰＣ板体により案内
   体が形成されていることを特徴とする請求項２または３
   記載の制振梁。
5. 【請求項５】横断面がＨ形の梁鉄骨を備えた梁において
   、下方のフランジの近傍に、梁の長手方向に沿って複数
   のＰＣ鋼材等が配され、梁鉄骨の下側のフランジ、ＰＣ
   鋼材等の周囲にコンクリートが打設されて、梁鉄骨の下
   側のフランジの周囲にＰＣ板体が形成され、かつＰＣ板
   体の前記フランジの下方の部分に梁の長手方向に延びる
   案内孔が形成され、この案内孔を備えたＰＣ板体により
   案内体が形成されていることを特徴とする請求項２また
   は３記載の制振梁。
6. 【請求項６】長手方向の下方にフランジのある梁鉄骨を
   備えた梁において、前記梁鉄骨の下方のフランジの端部
   に支片が突設され、ダンパーの変位する部分に連結した
   連結部材等が前記支片を介して梁鉄骨に連結されている
   ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか一つの項
   記載の制振梁。