JPH11141175A - 制震ダンパ及び建築物の制震構造 - Google Patents

制震ダンパ及び建築物の制震構造

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JPH11141175A
JPH11141175A JP30613497A JP30613497A JPH11141175A JP H11141175 A JPH11141175 A JP H11141175A JP 30613497 A JP30613497 A JP 30613497A JP 30613497 A JP30613497 A JP 30613497A JP H11141175 A JPH11141175 A JP H11141175A
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JP
Japan
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vibration
cylinder
rod
damper
vibration damper
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Application number
JP30613497A
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English (en)
Inventor
Yuichiro Ogawa
雄一郎 小川
Kazuhiko Isoda
和彦 磯田
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クレビスを無くして、設置スペースを小さく
する。 【解決手段】 制震ダンパ30のシリンダ31外に突出
するロッド32A、32Bの先端面を凸球面(滑動面)
38で構成し、建築構造物が振動した際に相対変位する
2つの構造部材14、12間にこの制震ダンパを配置す
る。構造部材の一方には、制震ダンパのロッドの全長に
対応した間隔の平行板40を取り付け、制震ダンパのシ
リンダを、その軸方向を各平行板と直交する方向に向け
て平行板間に配置した状態で他方の構造部材12に固定
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、主として建築物に
適用される制震ダンパ、及びそれを適用した建築物の制
震構造に関する。
【0002】
【従来の技術】建築物に利用される制震ダンパとして、
図4に示すようなオイルダンパが知られている。このダ
ンパ1は、シリンダ2内に軸方向摺動自在にピストン3
を配置することで、ピストン3の両側にオイルの満たさ
れた油室4A、4Bを形成すると共に、それら油室4
A、4B同士をオリフィス5を介して連通し、ピストン
3の一端よりシリンダ2の前端外に突出したピストンロ
ッド3Aの先端に相手部材に連結するためのクレビス6
を設け、シリンダ2の後端にも別の相手部材に連結する
ためのクレビス7を設けた構造のものである。
【0003】このダンパ1は、振動により相対変位する
2つの部材間に介装され、それら2部材にクレビス6、
7を介してピストンロッド3A及びシリンダ2を連結す
ることにより、振動に伴って生じるピストン3の移動を
オイルによって制動し、オイルがオリフィス5を通過す
る際の粘性抵抗により、振動エネルギを吸収して減衰効
果を得る。この場合、クレビス6、7を用いるのは、外
力がシリンダ2の軸方向以外に作用しないようにするた
めである。
【0004】図5、図6は前記ダンパ1を適用した制震
構造の例を示している。図5の例では、左右の柱11と
上下の大梁12からなるフレーム開口内にV字形にブレ
ース13を配し、ブレース13の交叉部14にブラケッ
ト15を設け、下側の大梁12に前記ブラケット15と
水平方向に対向するようにもう一つのブラケット16を
設け、両ブラケット15、16間に、クレビスを用いて
ダンパ1を連結している。
【0005】また、図6の例では、左右の柱11と上下
の大梁12からなるフレーム開口内に壁19を配し、壁
19の上隅に設けた開口部20にダンパ1を配置して、
該ダンパを、壁19に設けたブラケット15と上側の大
梁12に設けたブラケット16間に、クレビスを用いて
連結している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
制震ダンパ1は、両端のクレビス6、7を用いて建築物
の構造部材に連結するものであるため、ピン結合のため
のブラケット15、16を設ける必要などから、設置ス
ペースを大きくとり、建築計画に制約を生じるという問
題があった。例えば、図5の制震構造の例では、ブレー
ス13の交叉部14の脇にブラケット15、16を用い
てダンパ1を設置する関係上、ブレース13と柱11と
の間の開口18がデッドスペースになってしまい、有効
利用できなくなるという問題があった。また、図6の制
震構造の例では、壁19に設ける開口部20が大きくな
り、設備配管を通すスペースに制約を生じるという問題
があった。
【0007】本発明は、上記事情を考慮し、クレビスを
無くすことにより、設置スペースを小さくすることがで
き、しかも、軸方向以外の力が加わらないように設置す
ることのできる制震ダンパ、及び、それを適用した建築
物の制震構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の制震ダ
ンパは、両端が閉塞されたシリンダ内にピストンを軸方
向摺動自在に配置することにより、該ピストンの両側に
それぞれオイルが満たされた油室を形成し、それら油室
同士をオリフィスを介して連通し、前記ピストンにシリ
ンダの両端より突出するロッドを一体に設け、該ロッド
の先端に、当接相手から軸方向と交差する力を受けた際
に、当接相手に対して滑ることでその力を逃がす滑動面
を設けたことを特徴とする。
【0009】この制震ダンパは、シリンダから突出した
ロッドの先端に滑動面を設けているから、該滑動面を相
手部材に当接させることにより、相手部材が軸方向以外
に変位しても、滑動面が相手部材に対して滑り移動す
る。従って、相手部材側からはシリンダの軸方向の力の
みを受けるようになる。
【0010】請求項2の発明は、請求項1において、前
記滑動面が凸曲面よりなることを特徴とする。この場合
は、滑動面が凸球面よりなるから、該凸球面を相手部材
側の平面に垂直に当接させることにより、相手部材が軸
方向以外に変位しても、凸球面が相手部材の平面内で相
対的に滑り移動し、相手部材側からはシリンダの軸方向
の力のみを受けるようになる。
【0011】請求項3の発明は、請求項2において、前
記ロッドの先端に、前記凸曲面を有した受圧部材がねじ
込み固定されていることを特徴とする。この場合は、ね
じ込み高さをスペーサ等を用いて変えることにより、実
質的なロッド長をある程度、相手側部材に適合するよう
に調節することができる。また、受圧部材自体を交換す
ることもできる。
【0012】請求項4の発明は、請求項1において、前
記滑動面が、ロッド先端に設けられる滑り面材により構
成されていることを特徴とする。滑り面材としては、摩
擦係数の小さい樹脂(例えば四弗化エチレン樹脂等)や
特殊加工を施した金属板(例えば滑り軸受用の金属材料
よりなる板)等を使用することができる。なお、滑り面
材は最初からロッドの先端面に取り付けておいてもよい
し、据え付け時に相手部材との間に介在させてもよい。
場合によっては、相手側の部材に貼り付けることも可能
である。
【0013】請求項5の発明は、建築物が振動した際に
相対変位する2つの構造部材間に請求項1〜4のいずれ
かに記載の制震ダンパを介装することで振動エネルギを
吸収する建築物の制震構造であって、前記2つの構造部
材のうちの一方に、前記制震ダンパのロッドの全長に対
応した間隔の平行板を配置し、前記制震ダンパのシリン
ダを、その軸方向を前記各平行板と直交する方向に向け
て平行板間に配置した状態で前記他方の構造部材に固定
したことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は実施形態の制震ダンパ30の
構成を示す断面図である。このダンパ30は、両端が端
壁31a、31b(製作上、少なくとも一方は後から取
り付けている)で閉塞されたシリンダ31内の中間部に
ピストン32を軸方向摺動自在に配置することにより、
該ピストン32の両側にそれぞれオイルが満たされた油
室33A、33Bを形成し、それら油室33A、33B
同士をピストン32を貫通するオリフィス35を介して
連通し、ピストン32に、シリンダ31の両端壁31
a、31bの貫通孔34を通して突出するロッド32
A、32Bを一体に設け、該各ロッド32A、32Bの
先端面を凸球面(滑動面)38で構成したものである。
この場合、凸球面38は、当接する相手から軸方向と交
差する力を受けた際に当接相手に対して滑ることでその
力を逃がす滑動面として設けたものであるから、図示の
ような凸球面に限らず、その他の凸曲面であってもよ
い。なお、貫通孔34にはシール材36が配されてい
る。
【0015】この場合、ロッド32A、32Bの先端
に、凸球面38を有した受圧部材37をねじ37aで締
結することにより、ロッド32A、32Bの先端面を凸
球面38としている。従って、ねじ込み高さをスペーサ
(図示せず)等を用いて変えることにより、実質的なロ
ッド全長(両ロッド32A、32Bの先端面間の距離)
をある程度、相手側部材に適合するように調節すること
ができる。また、受圧部材37自体を交換することもで
きる。
【0016】図2、図3は、上記構成のダンパ30を、
建築物が振動した際に相対変位する2つの構造部材間に
実際に配置した制震構造の例を示している。図2の例で
は、左右の柱11と上下の大梁12からなるフレーム開
口内にV字形にブレース13を配し、ブレース13の交
叉部(構造部材)14に設けた鋼材14aの下面に、垂
直に垂下した姿勢で一対の互いに平行な鋼板40、40
を設けている。この場合、鋼板40、40間の間隔は、
制震ダンパ30のロッドの全長に対応している。また、
鋼板40、40の背後には、必要に応じて補強リブ41
を設けている。
【0017】一方、下側の大梁12の上面には、床スラ
ブの上面レベル(FL)より突出するように水平な台座
45を設けている。この台座45も必要に応じてリブ4
6により補強している。また、それに応じて大梁12も
リブ47で補強している。そして、この台座45の上
に、制震ダンパ30のシリンダ31を、その軸方向を前
記各鋼板40、40と直交する水平方向に向けて固定
し、それにより鋼板40、40に対してロッド32A3
2Bの先端の凸球面38を当接するように配置してい
る。
【0018】この制震構造では、地震の振動によりブレ
ース13の交叉部14と下側の大梁12が相対変位した
際、その水平方向の振動成分をダンパ30で吸収する。
振動エネルギの吸収の原理は、通常のオイルダンパと同
じである。また、水平方向の成分以外の変位成分(軸方
向と交差する方向の力となる)は、凸球面38が鋼板4
0上を滑動することにより逃がされる。これにより、ダ
ンパ30には軸方向の力のみが作用することになるた
め、ダンパ30に無理な力がかからなくなる。また、こ
の場合、ダンパ30はブレース13の交叉部14の直下
に配することができる上、クレビスやボールジョイント
のようにピンでの結合を行わずにすむので、設置スペー
スをそれほど大きく取る必要がなく、ブレース13の側
方の開口18を有効利用(例えば通路や窓として利用)
することができる。また、このダンパ30は、両側にロ
ッドが突出した複ロッド形式であるため、全長が変わら
ず、据え付け計画がしやすい上、収まりがよい。
【0019】また、図3の例では、左右の柱11と上下
の大梁12からなるフレーム開口内に壁19を配し、壁
19の中間上部に設けた開口部20に上記制震ダンパ3
0を配置している。この場合、ダンパ30のシリンダ3
1を大梁12の下面に直接固定し、開口部20の両縁に
互いに平行な鋼板40、40を設けて、鋼板40、40
に対して垂直にロッド32A、32Bを配置し、先端の
凸球面38を当接させている。
【0020】この構造では、壁19と上側の大梁12の
水平方向の振動成分を制震ダンパ30で吸収することが
できる。また、それ以外の成分は、凸球面38と鋼板4
0の滑りにより逃がされる。この構造の場合、クレビス
やボールジョイント結合のダンパのようにピンによる結
合を行わなくてすむので、ダンパ30を収納する開口部
20の大きさを小さくすることができる。従って、設備
配管を配置する場合にも、スペースの制約をあまり受け
ずにすむ。
【0021】このように建築物中に制震ダンパ30を配
することにより、建物に作用する地震力が低減されるた
め、構造部材の断面を小さくすることができ、構造躯体
コストの低減が図れる。また、地震時の加速度も低減す
ることができるため、建物内部の什器や備品、設備機器
等の損傷を最小限に抑えることができる。また、粘性系
のダンパを使用することにより、風や中小地震に対して
も揺れを少なくでき、居住性の向上が図れる。
【0022】なお、ダンパ30(シリンダ31)と鋼板
(平行板)40は、相対変形する各部材にそれぞれに取
り付ければよく、取り付け方は限定されない。また、取
り付け例も上記のものに限定されない。例えば、ブレー
スは逆V字形のものであってもよい。
【0023】また、上記の制震ダンパ30のロッド32
A、32Bの先端の凸球面38に代えて、四弗化エチレ
ン樹脂、ステンレス等の滑り面材を貼り付けてもよい
し、場合によっては鋼板40側に滑り面材を貼り付けて
おいてもよい。その場合は、ロッド32A、32B側の
先端は、平面であってもよいし凸曲面であってもよい。
また、受圧部材37自体を四弗化エチレン樹脂等の低摩
擦材で構成すれば、先端面を平面で構成しても凸曲面で
構成しても、ロッド先端に簡単に滑動面を形成すること
ができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、2、4
の発明によれば、ロッドの両端にクレビスの代わりに、
軸方向の外力のみを受けるようにする滑動面を設けたか
ら、設置長さを小さくすることができると共に、構造の
単純化によるコストダウンを図ることができる。また、
請求項3の発明によれば、ロッド長の調節や凸曲面の交
換も可能になる。
【0025】また、請求項5の発明によれば、軸方向以
外の相対変形が生じた場合には、ロッド先端が平行板上
を滑動してピストンに軸方向以外の強制変形を与えない
ようにするので、ダンパに規定方向の力のみを作用させ
ることができる。また、クレビス式でないことから、設
置寸法の短縮が図れ、雑壁の中に納めることもでき、建
築計画への制約が従来タイプより小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の制震ダンパの断面図であ
る。
【図2】 本発明の制震ダンパを適用した制震構造の一
例を示す正面図である。
【図3】 本発明の制震ダンパを適用した制震構造の他
の例を示す正面図である。
【図4】 従来の制震ダンパの断面図である。
【図5】 従来の制震ダンパを用いて構成した制震構造
の一例を示す正面図である。
【図6】 従来の制震ダンパを用いて構成した制震構造
の他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
12 梁(他方の構造部材) 14 ブレースの交叉部(一方の構造部材) 30 制震ダンパ 31シリンダ 32ピストン 32A、32B ロッド 37 受圧部材 37a ねじ 38 凸球面(滑動面) 40 鋼板(平行板)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端が閉塞されたシリンダ内にピストン
    を軸方向摺動自在に配置することにより、該ピストンの
    両側にそれぞれオイルが満たされた油室を形成し、それ
    ら油室同士をオリフィスを介して連通し、前記ピストン
    にシリンダの両端より突出するロッドを一体に設け、該
    ロッドの先端に、当接相手から軸方向と交差する力を受
    けた際に、当接相手に対して滑ることでその力を逃がす
    滑動面を設けたことを特徴とする制震ダンパ。
  2. 【請求項2】 前記滑動面が凸曲面よりなることを特徴
    とする請求項1記載の制震ダンパ。
  3. 【請求項3】 前記ロッドの先端に、前記凸曲面を有し
    た受圧部材がねじ込み固定されていることを特徴とする
    請求項2記載の制震ダンパ。
  4. 【請求項4】 前記滑動面が、ロッド先端に設けられる
    滑り面材により構成されていることを特徴とする請求項
    1記載の制震ダンパ。
  5. 【請求項5】 建築物が振動した際に相対変位する2つ
    の構造部材間に請求項1〜4のいずれかに記載の制震ダ
    ンパを介装することで振動エネルギを吸収する建築物の
    制震構造であって、 前記2つの構造部材のうちの一方に、前記制震ダンパの
    ロッドの全長に対応した間隔の平行板を配置し、前記制
    震ダンパのシリンダを、その軸方向を前記各平行板と直
    交する方向に向けて平行板間に配置した状態で前記他方
    の構造部材に固定したことを特徴とする建築物の制震構
    造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330696A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Univ Nihon 制震装置
CN102953322A (zh) * 2012-12-05 2013-03-06 江南大学 一种新型桥梁隔减震软钢阻尼装置
JP5259868B1 (ja) * 2012-10-26 2013-08-07 孝典 佐藤 構造物の免震システム

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