JPH11293812A - 鉄骨ラーメン構造の制震装置 - Google Patents

鉄骨ラーメン構造の制震装置

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JPH11293812A
JPH11293812A JP9769798A JP9769798A JPH11293812A JP H11293812 A JPH11293812 A JP H11293812A JP 9769798 A JP9769798 A JP 9769798A JP 9769798 A JP9769798 A JP 9769798A JP H11293812 A JPH11293812 A JP H11293812A
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JP
Japan
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wall panel
resistor
skeleton
vibration
horizontal
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Application number
JP9769798A
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English (en)
Inventor
Saburo Noda
三郎 野田
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Sekisui House Ltd
Original Assignee
Sekisui House Ltd
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  • Vibration Dampers (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄骨ラーメン構造の弱点である躯体の倒壊や
損傷に至らないような日常の交通震動や風荷重及び小地
震による揺れを、外壁材の面内剛性を有効に利用するこ
とで、パッシブ系の経済的な制震構造を実現する。 【解決手段】 外壁パネル(6)が躯体に対して回転でき
るよう取付けられたロッキング構造のカーテンウォール
において、ある一定以上の揺れのときにのみ破断又は変
形して前記の回転を許容する抵抗体(22)を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄骨ラーメン構
造の建築物に用いられる制震構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鉄骨ラーメン構造は、柔軟性に富んだ構
造であって、地震や交通による震動或いは強風による水
平力に対しては、ラーメン構造の躯体自身が揺れること
でそれらに伴う水平力を吸収し、倒壊を防止する。この
場合、躯体に取り付けられるコンクリート板などの外壁
パネルはそれ自体柔軟性を有していないから、一般的に
は、カーテンウォール構造とし、更に、躯体が揺れたと
きに各外壁パネルがそれに伴って回転するいわゆるロッ
キング機能を持たせることで、それら外壁パネルが揺れ
に抵抗することがないようにしている。
【0003】しかしながら、上記のような構造において
は、躯体の倒壊或いは損傷に至らない比較的軽微な震動
に対しても躯体が揺れることになるから、相対的に鉄筋
コンクリート構造などに比較して、日常の交通震動や風
荷重及び小地震による揺れが大きく、このために中で生
活する者の不快感が大きいという欠点がある。
【0004】このような躯体の揺れを軽減する制震方法
としては、従来から、地震や交通震動が躯体に伝わらな
いように遮断する方法、躯体の基礎の部分に減衰ダンパ
ーを設ける方法、コンピュータ制御によって震動をアク
ティブに抑制する方法、等が考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制震方法は、何れも構造が複雑でまた大がかりなも
のとなり、コスト上の負担が大きく、小規模建築物には
適さないものであった。この発明は、このような従来の
制震構造と異なり、鉄骨ラーメン構造の弱点である躯体
の倒壊や損傷に至らないような日常の交通震動や風荷重
及び小地震による揺れを、外壁材の面内剛性を有効に利
用することで、パッシブ系の経済的な制震構造を実現す
るようにしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、ラーメン構造の躯体に対して外壁パ
ネルが回転可能な状態で取り付けられたカーテンウォー
ルであって、それら外壁パネルと躯体側との間に、水平
力に伴う躯体の小さな揺れに対しては前記の外壁パネル
が回転しないよう保持するが、それ以上の揺れに対して
はその一部が破断するか変形して外壁パネルの回転を許
容する抵抗体を設けてあることを特徴とする。
【0007】上記において、この出願の請求項2の発明
では、前記抵抗体は、大径部と小径部からなる二段構造
の筒体であって、それら大径部と小径部が連結部を介し
て相互に連結され、且つ、この連結部において破断する
こととされているものが提供される。
【0008】同じく、この出願の請求項3の発明では、
上記において、構造躯体の梁若しくはその梁へ取り付け
た支持金具と外壁パネルの水平部材との間に跨る垂直部
材によって、外壁パネルが前記梁若しくは支持金具に対
して上方に移動可能な状態で支持されており、その梁若
しくは支持金具と前記の水平部材との間に抵抗体を取り
付けてあるものが提供される。
【0009】また、前記垂直部材は、外壁パネルを吊り
下げ支持する支持部材である場合と、外壁パネルが内外
及び左右方向に振れないように支持する支持部材である
が、考えられ、その際、好適には、抵抗体を垂直部材に
外嵌して取り付けるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】図1において、(1)は、鉄骨ラー
メンを構成するH型鋼製の梁である。(2)は、板状の外
壁パネル支持プレートであって、支持プレート(2)の一
方の端部が、前記梁(1)の上部フランジ(3)上面に設置
されて、ボルト(4)によって固定されている。梁(1)よ
りも外方に突出する支持プレート(2)の先端には、一つ
のボルト穴(5)が形成してある。
【0011】(6)(6)は、前記梁(1)の外側に取り付け
られる外壁パネルであって、軽量コンクリート板その他
のコンクリート板からなるものである。これらの外壁パ
ネル(6)(6)の裏面には、その上端部近傍位置におい
て、垂直片(7)と、その垂直片(7)の上端より突出する
水平片(8)とからなるL字型の上部取り付け金具(9)
が、その外壁パネル(6)の裏面に突出するボルト(10)と
ナット(11)とで、垂直片(7)部分において固定されてい
る。水平片(8)は、外壁パネル(6)裏面より更に裏面方
向に突出している。水平片(8)には、一つのボルト穴(1
2)が形成されている。
【0012】他方、外壁パネル(6)の下端部分において
は、その裏面側に、垂直片(13)と、その垂直片(13)の下
端より突出する水平片(14)とからなるL字型の下部取り
付け金具(15)が、同じく外壁パネル(6)の下端近傍にお
いて、その裏面より突出したボルト(16)とナット(17)と
によって固定され、水平片(14)が裏面方向に突出してい
る。また、この水平片(14)に、一つの連結穴(18)が形成
されている。
【0013】(19)は支持ボルトであって、その先端に
は、雄ネジを有しない棒状のピン部(20)が形成してあ
る。そして、この支持ボルト(19)は、前記下部取り付け
金具(9)におけるボルト穴(12)へ下側から挿入され、更
にその先端が、支持プレート(2)のボルト穴(5)へ挿入
されるとともに、雄ネジ部に螺合したナット(21)で、下
方に落下しないように支持している。このとき、二段の
筒状に形成されたこの発明の抵抗体(22)が、支持プレー
ト(2)の下面と、上部取り付け金具(9)における水平片
(8)の上面との間において、前記支持ボルト(19)に外嵌
して介装されている。
【0014】上記抵抗体は、上段の小径の筒体(23)と、
小径筒体(23)の外径よりも大きな内径を有する下段の大
径筒体(24)とからなり、小径筒体(23)の下端と大径筒体
の(24)の上端とが、連結部(25)を介して一体に連結され
ている。
【0015】更に、支持プレート(2)よりも上方に突出
する前記のピン部(20)の先端は、上方に設置された別の
外壁パネル(6)下端における下部取り付け金具(15)にお
いて、その水平片(14)の連結穴(18)へ挿入されている。
この水平片(14)は、このピン部(20)に沿って上部に移動
自在である。また支持ボルト(19)は、支持プレート(2)
のボルト穴(5)内を摺動して上下に移動自在であるが、
通常は、前記の抵抗体(22)がこの部分に介装されている
ので、上方に移動出来ないようになっている。
【0016】上記の構成に基づく作用を説明すると、ま
ず地震等の際に水平力が作用して、構造躯体すなわち梁
(1)が水平方向に移動しようとすると、図2の模式図で
示すように、外壁パネル(6)は、左右方向の片側すなわ
ち図の左側が持ち上がって、図の矢印方向に回転するよ
うな回転力が作用する。この回転力により、図1におい
て、前記上部取り付け金具(9)の水平片(8)が、抵抗体
(22)を支持プレート(2)に押しつけるような圧縮力とな
って現れる。
【0017】この圧縮力は、通常の日常の震動の程度で
は抵抗体(22)を破断させるにはいたらず、外壁パネル
(6)はそのような回転すなわちロッキング動作を行うこ
となく、この外壁パネル(6)の面内剛性で、かかる日常
の震動に伴う構造躯体の揺れを防止するものである。
【0018】他方、日常震動を越えた大地震などの大き
な水平力が作用すると、前記の回転力によって、上部取
り付け金具(9)の水平片(8)が、支持プレート(2)との
間で働く圧縮力の集中荷重が前記連結部(25)に剪断力と
して作用し、このために、連結部(25)が剪断破壊を起こ
し、筒体(23)(24)同士がこの部分で破断して分離され
る。前記のように、大径筒体(24)の内径は小径筒体(23)
よりも大きいので、この破断によ上段の筒体(23)が下段
の筒体(24)内へ落ち込む。これに伴って、水平片(8)が
上方に持ち上がり、梁(1)の横方向の移動に対してこの
外壁パネル(6)が追従して回転するいわゆるロッキング
作用が起こることとなって、構造躯体の揺れを許容し、
その躯体の倒壊や各部の破損などを防止するものであ
る。
【0019】このように、ある一定以上の荷重が作用す
ると破断する抵抗体(22)をロッキング機構の部分に用い
ることにより、日常の交通震動や小地震あるいは強風な
ど、躯体の倒壊や破損に至らないような小さな震動に対
しては、建物全体を一つの剛体として、生活者にとって
不快な揺れを防止し、他方、建物の倒壊や破壊を生ずる
大地震のような場合には、前記のように一般的なロッキ
ング作用を行わしめることによって、建物に致命的な損
壊が発生するのを防止するものである。
【0020】図3及び図4は、この発明の別の実施形態
を示している。この実施形態においては、前記と同じく
梁(1)へ固定された支持プレート(2)には、前記のボル
ト穴(5)に代えてネジ孔(31)を形成し、このネジ孔(31)
へ前記の支持ボルト(19)をねじ込むことによって、この
支持ボルト(19)が相対的に上下に移動しないよう保持し
ている。
【0021】また、図の2点鎖線で示したナット(30)
は、ネジ孔(31)をネジを有しない通常のボルト穴に変更
する場合であって、支持プレート(2)の下側のこのナッ
ト(30)と同じく上部側のナット(21)とで、支持ボルト(1
9)の上下方向の移動を防止する。
【0022】そして、ピン部(20)に代えてこの支持ボル
ト(19)の雄ネジ部分を延長して、下部取り付け金具(15)
における連結穴(18)へ下側から挿入するとともに、この
雄ネジ部に取り付けたナット(32)の下側の座金(33)と、
前記水平片(14)との間に、前記と同様の機能を有する抵
抗体(22)を設けている。
【0023】この実施形態においては、図4で示すよう
に、支持ボルト(19)は支持プレート(2)に対して上下方
向に移動できないが、代わりに、上部取り付け金具(9)
の水平片(8)が、支持ボルト(19)に対して上方に移動す
ることで、前記のロッキングを行うことができるように
している。
【0024】そして、このような上方への移動に対し
て、下部取り付け金具(15)の水平片(14)は、抵抗体(22)
によって上方に移動するのを阻止されているので、この
抵抗体(22)が破断する荷重を適切に設定することによっ
て、日常の振動程度ではほとんど圧縮されず、他方、建
物が倒壊しあるいは破損するような水平力の場合には圧
縮されて、前記と同様のロッキングを許容させるように
している。
【0025】なお、抵抗体(22)具体的な構造は、上記の
ようなものに限られるものではなく、例えば、小径筒体
(23)と大径筒体(24)は、溶接で連結してあってもよく、
或いは、荷重によって支持ボルト(19)に影響がない状態
で座屈変形するものであっても良い。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、水平
力に伴う揺れに追従して外壁パネルが回転するロッキン
グ機能を備えたものにおいて、その回転方向に対する抵
抗体kを設けて、日常の交通震動や風あるいは小地震な
どの、建物の倒壊や破損に至らないような小さな震動の
場合には、外壁材自身の面内剛性を利用した復元力を持
たせることで、鉄骨ラーメン構造の弱点であった生活者
にとって不快な揺れを低減できたものであり、一方、建
物全体が倒壊し或いは一部が破壊されるような大地震な
どの場合には、前記の抵抗体が破断若しくは変形するこ
とで、従来と同様のロッキングを許容するから、そのよ
うな建物の破壊や倒壊等を防止することができるもので
ある。
【0027】特に、この発明では、抵抗体を外壁パネル
の取付け部分に介在させるのみで良く、しかもこの抵抗
体は元々あるロッキングのための回転隙間に配置すれば
良いから、従来の制震装置に比較してはるかに低コスト
で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態において、外壁パネルと梁
との連結部分の縦断面図である。
【図2】外壁パネルのロッキング時の動作を説明するた
めの模式図である。
【図3】この発明の別の実施形態を示す外壁パネル取り
付け部の縦断面図である。
【図4】図3の実施形態におけるロッキング時の動作説
明のための模式図である。
【符号の説明】
(1) 梁 (2) 支持プレート (5) ボルト穴 (6) 外壁パネル (9) 上部取り付け金具 (15) 下部取り付け金具 (19) 支持ボルト (22) 抵抗体 (23) 小径筒体 (24) 小径筒体 (25) 連結部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラーメン構造の躯体に対して外壁パネル
    が回転可能な状態で取り付けられたカーテンウォールで
    あって、それら外壁パネルと躯体側との間に、水平力に
    伴う躯体の小さな揺れに対しては前記の外壁パネルが回
    転しないよう保持するが、それ以上の揺れに対してはそ
    の一部が破断するか変形して外壁パネルの回転を許容す
    る抵抗体を設けてあることを特徴とする鉄骨ラーメン構
    造の制震装置。
  2. 【請求項2】 前記抵抗体は、大径部と小径部からなる
    二段構造の筒体であって、それら大径部と小径部が連結
    部を介して相互に連結され、且つ、この連結部において
    破断することとされている請求項1記載の鉄骨ラーメン
    構造の制震装置。
  3. 【請求項3】 構造躯体の梁若しくはその梁へ取り付け
    た支持金具と外壁パネルの水平部材との間に跨る垂直部
    材によって、外壁パネルが前記梁若しくは支持金具に対
    して上方に移動可能な状態で支持されており、その梁若
    しくは支持金具と前記の水平部材との間に抵抗体を取り
    付けてある請求項1又は2記載の鉄骨ラーメン構造の制
    震装置。
  4. 【請求項4】 前記垂直部材が外壁パネルを吊り下げ支
    持する支持部材である請求項3記載の鉄骨ラーメン構造
    の制震装置。
  5. 【請求項5】 前記垂直部材は、外壁パネルが内外及び
    左右方向に振れないように支持する支持部材である請求
    項4記載のラーメン構造の制震装置。
  6. 【請求項6】 抵抗体を垂直部材に外嵌して設けた請求
    項3から5の何れかに記載した鉄骨ラーメン構造の制震
    装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2489603A (en) * 2011-04-01 2012-10-03 David Michael Reid Minimising damage to buildings due to earthquake
CN103643757A (zh) * 2013-12-26 2014-03-19 中信建筑设计研究总院有限公司 一种屋盖与楼面变形缝不对齐的幕墙连接结构
CN104989001A (zh) * 2015-06-24 2015-10-21 上海核工程研究设计院 一种抗拉拔剪切闭锁装置
CN113330171A (zh) * 2019-01-24 2021-08-31 拉尔夫·内伦贝格 建筑物,特别是多层建筑物,以及阻尼器在这种建筑物中的用途

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