JPH10280727A - 複合型ダンパーによる制振架構及び制振方法 - Google Patents
複合型ダンパーによる制振架構及び制振方法Info
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- JPH10280727A JPH10280727A JP8417097A JP8417097A JPH10280727A JP H10280727 A JPH10280727 A JP H10280727A JP 8417097 A JP8417097 A JP 8417097A JP 8417097 A JP8417097 A JP 8417097A JP H10280727 A JPH10280727 A JP H10280727A
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Abstract
が多い小地震や風荷重による建造物の応答(揺れ)を広
域に低減する複合型ダンパーによる制振架構及び制振方
法を提供する。 【解決手段】 建造物の柱、梁架構の面内にブレース状
に配置された鋼材系の大振幅用ダンパーと、前記大振幅
用ダンパーに直列状に結合された小振幅用ダンパーとの
組み合せから成り、前記小振幅用ダンパーにはその振幅
の大きさを限定するストッパを設ける。
Description
術の分野に属し、更に云えば、大地震時はもとより大地
震に比べて遙かに発生頻度が多い小地震や風荷重による
建造物の応答(揺れ)を広域に低減する複合型ダンパー
による制振架構及び制振方法に関する。
物の安全レベルの応答(層間変位角が1/100〜1/
200程度の揺れ)に作用効果を発揮するように行う
と、居住性レベルの応答(層間変位角が1/数万、程度
の揺れ)やコンクリートのひび割れレベル(層間変位角
が1/数千、程度の揺れ)の応答に対しては殆ど減衰力
を発揮しないものとなった。特に鋼材系の制振ダンパー
を使用する場合は、層間変位角が1/1000程度の揺
れ迄は材料固有の弾性域に留まるため、減衰力を全く期
待できない。
重による建造物の応答(揺れ)を広域に低減することを
目的として、複合型ダンパーによる制振架構及び制振方
法の開発が進められている。例えば、特開平3−247
870号(特許第566833号)公報に記載された構
造物の制振支持架構及び制振方法は、構造物の架構面内
に配置される鋼製の支持架構材(ブレース)を大振幅用
ダンパーとなし、前記支持架構材に直列状に結合された
制振装置を小振幅用ダンパーとする複合型ダンパーによ
る構成である。前記制振装置は、双方向のプレートを複
数互い違いに積層配置すると共に、各々のプレートで粘
弾性体を挟着せしめ、前記粘弾性体のせん断変形で振動
エネルギーを吸収する構成とされている。
載された制振ダンパーは、構造物の柱、梁架構の面内に
ブレースを介して塑性変形部材を大振幅用ダンパーとし
て配置すると共に、前記大振幅用ダンパーに粘弾性部材
を小振幅用ダンパーとして並列状に結合して組み合せた
複合型ダンパーの構成である。
技術は、小振幅用ダンパーである制振装置における粘弾
性体の強度を、塑性化する支持架構材の強度以上に設計
する必要があるが、その結果として小振幅時の減衰性能
を大きくできない欠点がある。また、大振幅時にも粘弾
性体が変形するため、大振幅時の減衰効果が小さくなる
欠点もある。更に、小振幅用ダンパーとして弾塑性ダン
パー、粘性体ダンパー、或は摩擦ダンパーなどを使用す
ると、大振幅時にも支持架構材を塑性化させることがで
きなくなるため、これらのダンパーを使用できないとい
う問題もある。 (2)次に、上記特開平3−161628号公報記載の制
振技術の場合は、大振幅用ダンパーと小振幅用ダンパー
とを並列に結合した構成であるために、小振幅用ダンパ
ーの作用効果が小さくなる欠点がある。特に、同公報に
記載された構成では、実用的な制振効果を望み得ないと
認められ、また、大振幅時に小振幅用ダンパーが破壊さ
れる欠点が認められる。 (3)従って、本発明の目的は、大振幅時にも過大な変形
によって小振幅用ダンパーに損傷が発生せず、また、小
振幅用ダンパーの変形による、大振幅時の大振幅用ダン
パーの作用効果にロスが発生せず、何らかの原因で小振
幅用ダンパーの減衰部材が破損しても、大振幅時には大
振幅用ダンパーがそれなりの作用効果を発揮し、しかも
小振幅用ダンパーとしては弾塑性ダンパー、粘性体ダン
パー、摩擦ダンパー等あらゆるタイプのダンパーを適用
可能な構成に改良した複合型ダンパーによる制振架構及
び制振方法を提供することである。
ための手段として、請求項1記載の発明に係る複合型ダ
ンパーによる制振架構は、建造物の柱、梁架構の面内に
ブレース状に配置された鋼材系の大振幅用ダンパーと、
前記大振幅用ダンパーに直列状に結合された小振幅用ダ
ンパーとの組み合せから成り、前記小振幅用ダンパーに
はその振幅の大きさを限定するストッパが設けられてい
ることを特徴とする。
ンパーによる制振方法は、建造物の柱、梁架構の面内に
鋼材系の大振幅用ダンパーをブレース状に配置するこ
と、前記大振幅用ダンパーに小振幅用ダンパーを直列状
に結合して組み合せること、及び前記小振幅用ダンパー
にはその振幅の大きさを限定するストッパを設けること
を特徴とする。
の実施例を説明する。本発明に係る複合型ダンパーによ
る制振架構及び制振方法は、主として図1に示した高層
又は超高層建物1をはじめとする建造物の柱、梁架構の
面内に、図2のようにブレース状に配置された鋼材系の
大振幅用ダンパー2と、前記大振幅用ダンパー2に直列
状に結合された小振幅用ダンパー3とを組み合せた複合
型ダンパーの構成で実施される。図2中の符号4が柱、
5が梁である。大振幅用ダンパー2と小振幅用ダンパー
3とを直列状に結合し組み合せるとは、両者の間でダン
パーの作用方向に力の伝達が確実に行われる結合構造を
云う。
レースとして配置された大振幅用ダンパー2に、小振幅
用ダンパー3が1本の棒状に直線的に組み合わせた実施
例を示している。図3は柱、梁架構の面内に山形状に配
置された大振幅用ダンパー2の山形頂部のブラケット6
と、梁5に取付けたブラケット7との間に小振幅用ダン
パー3を結合して組み合わせた実施例を示している。
上にはブレースを山形状に配置した支持架構9(降伏し
ない部材。ダンパーではない。)を設け、上位の梁5の
下にはv字形に配置した大振幅用ダンパー2を設け、こ
れら上下に略対称な形態の大振幅用ダンパー2と支持架
構9との中間にせん断変形する小振幅用ダンパー3を結
合して組み合わせた実施例を示している。本実施例の場
合、支持架構9と大振幅用ダンパー2とは一見似た形状
であるが、両者の部材断面の大きさ又は材料の特性を異
ならせており、少なくとも支持架構9は降伏しない設計
とされている。
縮力によって座屈しない設計であることが重要であり、
例えば普通の鋼材に比して小さな応力で降伏する極軟鋼
の如き弾塑性部材でH形鋼や円形鋼管を製作し、これに
座屈防止用の補剛材を添わせたアンボンドブレース等が
好適に採用される。次に、前記小振幅用ダンパー3の構
造、形式は、図5又は図8に示した弾塑性ダンパー、図
7に示した粘弾性ダンパーのほか、図示することまでは
省略したが摩擦ダンパー、粘性体ダンパーその他のあら
ゆる種類、タイプのダンパーを適用可能である。いずれ
のタイプのダンパーであれ、本発明は、小振幅用ダンパ
ー3にはその振幅の大きさを限定するストッパ8が設け
られていることを特徴とする。
鋼又は鉛棒の如き弾塑性部材10の両端部を一対の拘束
部材11、12と一体的に固着すると共に、一対の拘束
部材11、12は少しピッチの大きいネジ山構造乃至は
鋸歯形状の凹凸を所定の隙間13を許容して軸線方向に
結合して組み合せた構成であり、前記の凹凸がストッパ
8として設けられている。従って、この小振幅用ダンパ
ー3は、図2又は図3の如く軸方向へ直線的に作動する
複合型ダンパーに好適に適用され、前記した隙間13の
大きさの限度(たとえば1mm前後)に建造物の応答時の
振幅の大きさを限定する(図5A、Bを参照)。
のフランジプレート14、15から軸線方向に平行に複
数の抵抗プレート14a,15aを互い違いに配置し、
これらの抵抗プレート14a,15aの間にゴムシー
ト、アスファルトのようにせん断変形して抵抗する粘弾
性体16を挟持させ、各々貼り合わせて積層した粘弾性
ダンパーとして構成されている。そして、振幅の大きさ
を限定するストッパ8としては、前記の各抵抗プレート
14a,15aを積層方向に貫通するストッパピン17
を、その外径よりも1mm程度口径が大きいピン孔18の
中に通して、前記直径差の隙間19の限度に振幅を限定
する構成とされている。従って、この小振幅用ダンパー
3も、図2又は図3の如く軸方向へ直線的に作動する複
合型ダンパーに好適に適用される。
は、普通の鋼材に比べて小さな応力で降伏を開始する
鉛、極軟鋼の如き弾塑性部材20をH型鋼のウェブに用
い、両端のフランジプレート21、21および上下の連
結材22、22と4辺をそれぞれ一体的に固着する(図
9、図10)。そして、上位又は下位の一方の連結材2
2にのみ固着された一対の鋸歯形状の拘束部材24、2
5をその凹凸の水平方向の移動に対する隙間13が所定
の大きさの応答振幅を限定するように組み合わせた構成
である。弾塑性部材20は、フランジプレート21と固
着されているためにせん断変形以外の変形が生じにく
く、また拘束部材24、25は弾塑性部材20の座屈防
止にも有効に働くので、この小振幅用ダンパー3は図4
のようにせん断変形する部分に好適に採用される。
実施例の限りではない。ダンパーの構造、性能に応じて
適切な機構を採用し実施することができる。いずれにし
ても、本発明の制振架構及び制振方法の場合は、大振幅
用ダンパー2が作用効果を発揮しない小地震や風荷重に
よる建造物の応答、換言すれば、層間変位角が1/10
00程度までの居住性レベルの応答やコンクリートのひ
び割れレベルの応答に対しては、小振幅用ダンパー3が
減衰性能を発揮して制振作用を奏する。また、層間変位
角が1/100〜1/200程度の所謂建造物の安全レ
ベルの応答に対しては、先ず小振幅用ダンパー3は限定
された振幅の大きさに於てストッパ8により減衰性能を
発揮しない静的状態となる。そして、大振幅用ダンパー
2が、その弾塑性効果により減衰作用を発揮して制振作
用を奏する。前記のようにストッパ8により固定化され
た小振幅用ダンパー3は、大振幅時の過大な変形におい
ても損傷又は破壊する心配はなく、しかも小振幅用ダン
パー3の存在が大振幅用ダンパー2の作用効果(制振効
果)にロスを生じさせないのである。
る制振架構及び制振方法は、複合型ダンパーが本来奏す
る作用効果、即ち大振幅用ダンパー2が作用効果を発揮
しない小地震や風荷重による建造物の応答(居住性レベ
ルの応答やコンクリートのひび割れレベルの応答)に対
しては、小振幅用ダンパー3が減衰性能を発揮して制振
作用を奏する。また、所謂大地震時の建造物の安全レベ
ルの応答に対しては、大振幅用ダンパー2がその弾塑性
効果により減衰作用を発揮して制振作用を奏する。
は、小振幅用ダンパー3は限定された振幅の大きさに於
てストッパ8により減衰性能を発揮しない静的状態に固
定化され、小振幅用ダンパー3は、大振幅時の過大な変
形においても損傷、破壊の心配がなく、しかも小振幅用
ダンパー3の存在が大振幅用ダンパー2の作用効果(制
振効果)にロスを生じさせない。よって、小振幅用ダン
パーには安価で減衰性能の大きい弾塑性型ダンパーその
他のあらゆる構造形式のものを採用することができるの
である。
物の立面図である。
の正面図である。
実施例の正面図である。
る実施例の正面図である。
る。
り時を示す作用説明図である。
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 建造物の柱、梁架構の面内にブレース状
に配置された鋼材系の大振幅用ダンパーと、前記大振幅
用ダンパーに直列状に結合された小振幅用ダンパーとの
組み合せから成り、前記小振幅用ダンパーにはその振幅
の大きさを限定するストッパが設けられていることを特
徴とする、複合型ダンパーによる制振架構。 - 【請求項2】 建造物の柱、梁架構の面内に鋼材系の大
振幅用ダンパーをブレース状に配置すること、前記大振
幅用ダンパーに小振幅用ダンパーを直列状に結合して組
み合せること、及び前記小振幅用ダンパーにはその振幅
の大きさを限定するストッパを設けることを特徴とす
る、複合型ダンパーによる制振方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08417097A JP3772245B2 (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 複合型ダンパーによる制振架構 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP08417097A JP3772245B2 (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 複合型ダンパーによる制振架構 |
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---|---|
JPH10280727A true JPH10280727A (ja) | 1998-10-20 |
JP3772245B2 JP3772245B2 (ja) | 2006-05-10 |
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Country Status (1)
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008127859A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Daiwa House Ind Co Ltd | 制震構造及び制震パネル |
JP2009280963A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Takenaka Komuten Co Ltd | 複合型ダンパによる制振架構 |
JP2011184983A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Toyota Home Kk | 耐力壁及び建物 |
JP2012122228A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Shimizu Corp | 慣性質量ダンパーを用いた制振装置 |
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JP2014001505A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Daiwa House Industry Co Ltd | フェイルセーフ機構付き座屈拘束ブレース |
JP2020020373A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | 免震用ダンパ |
-
1997
- 1997-04-02 JP JP08417097A patent/JP3772245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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