JPH09310531A

JPH09310531A - 制振力制限付き制振装置

Info

Publication number: JPH09310531A
Application number: JP12880696A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Isoda; 和彦磯田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】被制振物の取付部分の負担を軽減することが
できる制振力制限付き制振装置を提供する。【解決手段】一対の相対振動体１０、２０と、一対の
相対振動体１０、２０の間に設けられる粘性体５０と、
一対の相対振動体１０、２０をそれぞれ取り付ける複数
の取付部３０、４０と、一方の相対振動体２０と取付部
４０との間に設けられ、所定応力までは当該相対振動体
２０と取付部４０とを固定し、所定応力以上で当該相対
振動体２０と取付部４０との相対振動を許すと共にその
振動を減衰する保持手段６０とを備えることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の相対振動体
の間に粘性体を設け、この一対の相対振動体をそれぞれ
取り付ける制振装置に係わり、特に、被制振物の制振装
置取付部分に生じる応力を軽減することができる制振力
制限付き制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震時に建物の揺れを低減する方法とし
て制振構法がある。これは建物の架構内に制振装置を組
み込むものである。この制振装置は、減衰機構を備える
ものであり、減衰機構で振動を吸収し、応答を低減する
ものである。

【０００３】減衰機構の種類は大別して粘性体で減衰す
る粘性減衰機構と、鋼材の塑性変形や滑り摩擦などを利
用し、所定応力以上で相対振動を大きく許すと共にその
振動を減衰するいわゆる履歴減衰機構とがある。前者
は、振動が小さければ小さな減衰力を生じ、振動が大き
くなればより大きな減衰力を生ずるため、風による小振
動から中小地震による中小振動まで広範な効果が期待で
きる。後者は、所定応力以上で相対振動を許すものであ
り、相対振動を許した場合の履歴吸収エネルギーが大で
あるため、大振動に備えて用いられることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記粘性減
衰機構を用いた制振装置では、上述したような特長を有
してはいるが、振動が大きくなればより大きな減衰力を
生ずるため、大振動に対しては、被制振物における粘性
減衰機構の取付部分に過大な負担が生じるという問題が
ある。

【０００５】また、前記履歴減衰機構を用いた制振装置
では、頻発する中小振動に対応できないという問題があ
る。

【０００６】そこで、双方の制振装置を併用することが
考えられているが、双方併用しても、粘性減衰機構を用
いた制振装置が、大振動において、被制振物の取付部分
に過大な負担を加える問題を根本的に解消することはで
きない。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、被制振物の取
付部分の負担を軽減することができる制振力制限付き制
振装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明の制
振力制限付き制振装置は、一対の相対振動体と、一対の
相対振動体の間に設けられる粘性体と、一対の相対振動
体をそれぞれ取り付ける複数の取付部とを備えてなる制
振装置において、少なくとも一方の相対振動体と取付部
との間に、所定応力までは当該相対振動体と取付部とを
固定し、所定応力以上で当該相対振動体と取付部との相
対振動を許すと共にその振動を減衰する保持手段を設け
ることを特徴とする。

【０００９】即ち、まず、制振力制限付き制振装置は、
その複数の取付部をそれぞれ被制振物の複数の取付部分
に取り付けることで装着される。

【００１０】そこで、中小の振動が被制振物に生じた場
合には、保持手段は所定応力が生じるまで相対振動体と
取付部を固定するので、その保持手段、複数の取付部と
共に一対の相対振動体が相対振動する。すると、その一
対の相対振動体の間に設けられた粘性体がその振動エネ
ルギを吸収すると共に、その振動の大きさに応じた減衰
力を一対の相対振動体及び各取付部を介して被制振物に
伝達する。これにより、その振動は、迅速に減衰され
る。

【００１１】また、大きな振動が被制振物に生じ、粘性
体が、振動の大きさに応じて一対の相対振動体及び各取
付部を介して被制振物の取付部分に伝達する減衰力（制
振力）が、過大となった場合には、それまで相対振動体
と各取付部とを固定していた保持手段に生じる応力が、
所定応力以上となり、当該相対振動体と取付部との相対
変形が許容される。すると、一対の相対振動体の相対振
動が各取付部の相対振動に比して低減され、被制振物の
振動の増大に伴う粘性体の減衰力の増大の割合が低減さ
れる。その上、その相対振動体から保持手段を介して被
制振物に伝達される減衰力においては、その伝達効率が
低下する。更に、その相対振動体と保持手段との相対振
動に伴い、その振動エネルギの一部は吸収される。

【００１２】また、その振動の収束と共に、相対振動体
と保持手段との相対振動は、保持手段により迅速に減衰
され、保持手段は、相対振動体と取付部とを再び固定す
る。

【００１３】本発明の第二の発明の制振力制限付き制振
装置は、第一の発明において、保持手段が、相対振動体
を、摩擦で保持する摩擦保持部と、当該相対振動体と摩
擦保持部のいずれか一方又は双方に付設される有機塗料
とを備えてなることを特徴とする。

【００１４】即ち、有機塗料により、相対振動体と摩擦
保持部とが相対振動する際の擦れ音が低減される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づき説明する。図１に示すように本実施形態の制振
力制限付き制振装置は、建物２００の一フロアーの床側
の大梁である大梁２１０と天井側の大梁である天井側大
梁２２０との間に設けられる制振力制限付き制振壁１０
０である。この場合、建物２００が被制振物となり、そ
の床側大梁２１０と天井側大梁２２０が複数の取付部分
となる。床側大梁２１０は、壁下取付ブラケット２１１
を有しており、天井側大梁２２０は、壁上取付ブラケッ
ト２２１を有している。

【００１６】制振力制限付き制振壁１００は、一対の相
対振動体としての下部板体１０及び上部中板２０と、下
部板体１０を床側大梁２１０の壁下取付ブラケット２１
１に取り付ける取付部としての下取付部３０と、上部中
板２０を天井側大梁２２０の壁上取付ブラケット２２１
に取り付ける取付部としての上取付部４０、４０と、下
部板体１０と上部中板２０との間に設けられる粘性体５
０と、上部中板２０と上取付部４０、４０との間に設け
られ、所定応力までは上部中板２０と上取付部４０、４
０とを固定し、所定応力以上で上部中板２０と上取付部
４０、４０との相対振動を許すと共にその振動を減衰す
る保持手段６０とを備えてなっている。

【００１７】下部板体１０は、図４に示すように床側大
梁２１０に沿う図１の鉛直面Ｐに設けられ、その内部に
鉛直面Ｐ方向に延在され、その上方に開放された収納空
間Ｓを有しており、上部中板２０は、その収納空間Ｓ内
に配置されている。また、粘性体５０は、収納空間Ｓに
充填されており、上部中板２０の表面２１及び裏面２２
と下部板体１０との間に配置されている。尚、本実施形
態の粘性体５０は、オイルなどの高流動性を有する液体
ではなく、流動性の低い半固形のものである。（粘性体
５０としてはオイレス工業製の制振壁に用いられている
粘性体が好適である。）

【００１８】保持手段６０は、図２に示すように、上部
中板２０の上端部を摩擦で保持する摩擦保持部６１と、
上部中板２０の上端部と摩擦保持部６１の双方の摩擦面
に施され、滑り耐力を安定させて耐久性を向上させるた
めの表面処理部６５、６５、６６、６６と、摩擦保持部
６１を上部中板２０の上端部に締め付ける多数の高力ボ
ルト６８、６８、…とを備えてなっている。

【００１９】摩擦保持部６１は、上取付部４０、４０に
一体に固設され、上部中板２０の上端部を挟持する一対
の摩擦保持板６２、６３からなっており、この一対の摩
擦保持板６２、６３と一対の上取付部４０、４０とは、
一対のアングル材からなっている。また、表面処理部６
５、６５、６６、６６は、塗付された有機塗料を有して
なるものである。

【００２０】また、高力ボルト６８、６８、…は、一対
の摩擦保持板６２、６３、及び上部中板２０の上端部を
貫通して配置され、その軸力により、一対の摩擦保持板
６２、６３を上部中板２０に締め付けている。また、高
力ボルト６８、６８、…は、多数、天井側大梁２２０の
延在方向即ち図２紙面に直交する方向に並んでいる。上
部中板２０の上端部には、各高力ボルト６８、６８、…
毎に、その高力ボルト６８、６８、…を貫通配置させる
ルーズ孔２３、２３、…が形成されている。また、上部
中板２０のルーズ孔２３、２３、…は、図３に示すよう
に高力ボルト６８、６８、…の上下及び左右に可動空間
Ｓ１、Ｓ１、…を形成するものである。

【００２１】図４の制振力制限付き制振壁１００は以上
のような構成を有しているので、以下のように動作し、
建物２００に生じる振動を好適に減衰することができ
る。

【００２２】まず、建物２００への制振力制限付き制振
壁１００の装着は、その下取付部３０を床側大梁２１０
の壁下取付ブラケット２１１に高力ボルト７１、７１、
…等で取り付け、その上取付部４０、４０を天井側大梁
２２０の壁上取付ブラケット２２１に高力ボルト７２、
７２、…等で取り付けることで簡便に行なうことができ
る。

【００２３】さて、中小の振動が建物２００に生じた場
合には、図１の摩擦保持部６１は静摩擦力等の保持力で
上部中板２０を係止し、上取付部４０、４０に対して上
部中板２０を固定しているので、上部中板２０は、天井
側大梁２２０と一体に挙動する。また、下部板体１０
は、終始、床側大梁２１０と一体に挙動する。よって、
床側大梁２１０と天井側大梁２２０の振動に伴い、上部
中板２０と下部板体１０とが鉛直面Ｐ内で相対振動す
る。

【００２４】すると、その上部中板２０と下部板体１０
との間に設けられた粘性体５０がその振動エネルギを吸
収すると共に、その振動の大きさに応じた減衰力を、上
部中板２０、保持手段６０、上取付部４０、４０を介し
て、天井側大梁２２０に加え、下部板体１０、下取付部
３０を介して床側大梁２１０に加える。これにより、そ
の振動は、迅速に減衰される。

【００２５】また、大きな振動が建物２００に生じ、粘
性体５０により床側大梁２１０及び天井側大梁２２０に
加えられる減衰力が過大となり、床側大梁２１０と天井
側大梁２２０に生じる応力がその耐力の限界値に近付い
た場合には、それまで上部中板２０と上取付部４０、４
０とを固定していた保持手段６０に生じる応力が、所定
応力以上となる。

【００２６】即ち、保持手段６０において、図２の摩擦
保持部６１の表面処理部６６、６６と上部中板２０に施
された表面処理部６５、６５との間に生じる剪断力が、
静摩擦等による保持力の限界を越えて、表面処理部６
６、６６と表面処理部６５、６５とが滑り、上取付部４
０、４０に対する上部中板２０の相対振動が許容され
る。

【００２７】すると、図１の上部中板２０と下部板体１
０の相対振動が、それより建物２００側の上取付部４
０、４０と下取付部３０の相対振動に比して低減される
ので、建物２００の振動の増大に伴う粘性体５０の減衰
力の増大の割合が、低減される。その上、上部中板２０
から保持手段６０、上取付部４０、４０を介して建物２
００に伝達される減衰力においては、その伝達効率が低
下する。更に、その上部中板２０と摩擦保持部６１との
相対振動に伴い、その振動エネルギの一部は摩擦熱や摩
擦保持部６１の振動となって、吸収される。

【００２８】以上のことから、建物２００の床側大梁２
１０と天井側大梁２２０に加わる減衰力を、その耐力限
界以内に抑えることができる。即ち、建物２００の床側
大梁２１０と天井側大梁２２０の負担を軽減することが
でき、効率的な設計を可能とする。また、これにより、
制振力制限付き制振壁１００に加わる負担も軽減される
ので、その故障を防止できる。

【００２９】また、その振動の収束と共に、上部中板２
０と摩擦保持部６１との相対振動は、この摩擦保持部６
１と上部中板２０との摩擦により迅速に減衰され、保持
手段６０は、上部中板２０を上取付部４０、４０に対し
て再び固定する。よって、大振動に続く中小の振動にも
対応することができる。

【００３０】更に、図２に示すように上部中板２０の上
端部と摩擦保持部６１の双方に施された表面処理部６
５、６５、６６、６６は、有機塗料を有しているので、
上部中板２０と摩擦保持部６１とが相対振動する際の擦
れ音が低減される。これにより、例えば地震時のパニッ
クの一因となる騒音を低減することができる。

【００３１】また、摩擦保持部６１を成す一対の摩擦保
持板６２、６３は、高力ボルト６８、６８、…の軸力に
より上部中板２０に締め付けられているので、高力ボル
ト６８、６８、…の軸力を調整することで、相互の静摩
擦力と動摩擦力を調整することができる。このように静
摩擦力を調整することで、前記所定応力は調整自在であ
る。また、図１に示す本実施形態の粘性体５０は、オイ
ルなどの高流動性を有する液体の粘性体ではなく、流動
性の低い半固形のものなので、その管理が容易である。

【００３２】尚、本発明は、上記実施形態において、上
記保持手段６０に代えて、保持手段を、前記所定応力が
生じると塑性変形する鋼材等の金属部材（図示略）と
し、この金属部材により上部中板２０と壁上取付ブラケ
ット２２１との間を取付部（図示略）を介して連結する
構成を含む。

【００３３】

【発明の効果】本発明の第一の発明の制振力制限付き制
振装置によれば、まず、制振力制限付き制振装置が装着
された被制振物に中小の振動が生じた場合には、保持手
段は所定応力が生じるまで相対振動体と取付部を固定す
るので、その保持手段、複数の取付部を介して一対の相
対振動体が相対振動する。

【００３４】すると、その一対の相対振動体の間に設け
られた粘性体がその振動エネルギを吸収すると共に、そ
の振動の大きさに応じた減衰力を一対の相対振動体及び
各取付部を介して被制振物に伝達する。これにより、そ
の振動は、迅速に減衰される。

【００３５】次に、大きな振動が被制振物に生じ、粘性
体が被制振物の取付部分に加える減衰力が、過大となっ
た場合には、保持手段により固定されていた相対振動体
と取付部との相対振動が許容される。すると、一対の相
対振動体の相対振動が各取付部の相対振動に比して低減
され、被制振物の振動の増大に伴う粘性体の減衰力の増
大の割合が、低減される。その上、その相対振動体から
保持手段を介して被制振物に伝達される減衰力において
は、その伝達効率が低下する。更に、その相対振動体と
保持手段との相対振動に伴い、その振動エネルギの一部
は吸収される。以上のことから、被制振物の制振装置取
付部分に生じる応力を軽減することができる。

【００３６】また、その振動の収束と共に、相対振動体
と保持手段との相対振動は、保持手段により迅速に減衰
され、保持手段は、相対振動体と取付部とを再び固定す
る。よって、大振動後に続く中小の振動にも対応するこ
とができる。

【００３７】本発明の第二の発明の制振力制限付き制振
装置は、上記効果に加えて、有機塗料により、相対振動
体と摩擦保持部とが相対振動する際の擦れ音が低減され
る。これにより、例えば地震時のパニックの一因となる
騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の制振力制限付き制振壁
を示す側面断面図である。

【図２】図１の制振力制限付き制振壁の保持手段を示
す図である。

【図３】図２の保持手段の正面図である。

【図４】図１の制振力制限付き制振壁の正面図であ
る。

【符号の説明】

１０…下部板体（相対振動体）２０…上部中板（相対振動体）３０…下取付部（取付部）４０…上取付部（取付部）５０…粘性体６０…保持手段６１…摩擦保持部６５…表面処理部（有機塗料）６６…表面処理部（有機塗料）１００…制振力制限付き制振壁（制振力制限付き制振装
置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の相対振動体と、該一対の相対振動
体の間に設けられる粘性体と、前記一対の相対振動体を
それぞれ取り付ける複数の取付部とを備えてなる制振装
置において、少なくとも一方の前記相対振動体と前記取付部との間
に、所定応力までは当該相対振動体と前記取付部とを固
定し、前記所定応力以上で当該相対振動体と前記取付部
との相対振動を許すと共にその振動を減衰する保持手段
を設けることを特徴とする制振力制限付き制振装置。
【請求項２】前記保持手段が、前記相対振動体を、摩
擦で保持する摩擦保持部と、当該相対振動体と前記摩擦保持部のいずれか一方又は双
方に付設される有機塗料とを備えてなることを特徴とす
る請求項１記載の制振力制限付き制振装置。