JP2016142111A - Vibration control structure - Google Patents
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Abstract
【課題】外力の入力レベルに係わらずに振動を抑制するとともに性能劣化を招きにくくすることができる制振構造を提供する。
【解決手段】架構を構成する矩形枠5の内部に設けられる制振構造1は、長尺の弾性材料から全体環状に形成された弾性部材を有する減衰装置10と、弾性部材の周方向に沿って互いに離れた少なくとも二位置と矩形枠5とを接続する斜材20及び接合金物30と、を備え、矩形枠5の変形に伴い、斜材20から伝達される力によって弾性部材の曲率が変化することで減衰装置10が減衰力を発揮する。
【選択図】図1The present invention provides a vibration damping structure capable of suppressing vibration and hardly causing performance degradation regardless of an input level of external force.
A damping structure 1 provided inside a rectangular frame 5 constituting a frame includes a damping device 10 having an elastic member formed from a long elastic material in an annular shape and a circumferential direction of the elastic member. The diagonal member 20 and the joint metal 30 connecting the rectangular frame 5 to at least two positions separated from each other, and the curvature of the elastic member is changed by the force transmitted from the diagonal member 20 as the rectangular frame 5 is deformed. By doing so, the damping device 10 exhibits a damping force.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、矩形枠の内部に設けられる制振構造に関するものである。 The present invention relates to a vibration damping structure provided inside a rectangular frame.
従来、建物等において柱及び梁で構成される架構に作用する地震などの外力に対し、その入力エネルギーを吸収して建物の揺れを抑制するための制振構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された制振構造は、可塑性材の降伏耐力がブレース材の降伏耐力よりも低く設定され、架構に作用する水平力によって可塑性材を降伏させることで、その履歴エネルギーによって入力エネルギーを吸収しようとするものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a vibration damping structure has been proposed for absorbing the input energy against an external force such as an earthquake acting on a frame composed of columns and beams in a building or the like (for example, a patent) Reference 1). In the vibration damping structure described in
しかしながら、特許文献1に記載されたような従来の制振構造は、可塑性材が降伏するまでの弾性状態では履歴エネルギーが見込めないことから、中小地震など入力レベルが比較的小さい外力に対しては、建物の振動を抑制することが難しいという問題がある。また、入力レベルが大きい外力によって可塑性材が降伏すると、塑性変形による残留変形が生じたり、塑性変形の程度によっては可塑性材の変形性能が低下したりなど、初期の性能が回復できなくなるという問題もある。
However, since the conventional vibration damping structure described in
本発明は、外力の入力レベルに係わらずに振動を抑制するとともに性能劣化を招きにくくすることができる制振構造を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a vibration damping structure that can suppress vibrations and hardly cause performance degradation regardless of the input level of external force.
上記目的を達成するために本発明の制振構造は、架構を構成する矩形枠の内部に設けられる制振構造であって、長尺の弾性材料から全体環状に形成された弾性部材を有する減衰装置と、前記弾性部材の周方向に沿って互いに離れた少なくとも二位置と前記矩形枠とを接続する接続部材と、を備え、前記矩形枠の変形に伴い、前記接続部材から伝達される力によって前記弾性部材の曲率が変化することで前記減衰装置が減衰力を発揮することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vibration damping structure of the present invention is a vibration damping structure provided inside a rectangular frame constituting a frame, and has a damping member having an elastic member formed in an overall ring shape from a long elastic material. And a connecting member that connects the rectangular frame to at least two positions separated from each other along the circumferential direction of the elastic member, and the force transmitted from the connecting member along with the deformation of the rectangular frame The damping device exhibits a damping force by changing the curvature of the elastic member.
このような本発明の制振構造によれば、接続部材から伝達される力によって減衰装置の弾性部材の曲率が変化することで減衰力が発揮され、この減衰力によってエネルギー吸収が行われることとなる。このような弾性部材の曲率変化に伴う減衰力は、微小変形から大変形まで発揮させることができ、即ち、小さな入力レベルの外力に対してもエネルギー吸収が可能となる。さらに、変形した弾性部材は、自らの復元力によって初期の環状の状態に復帰することから、残留変形が生じにくく変形性能の低下も起きにくいので、性能の劣化を招きにくく、エネルギー吸収性能を良好に維持することができる。 According to such a vibration damping structure of the present invention, the damping force is exhibited by the curvature of the elastic member of the damping device being changed by the force transmitted from the connecting member, and energy is absorbed by this damping force. Become. The damping force accompanying the change in the curvature of the elastic member can be exerted from a minute deformation to a large deformation, that is, energy can be absorbed even with an external force having a small input level. Furthermore, since the deformed elastic member returns to its initial annular state by its own restoring force, residual deformation is unlikely to occur and deformation performance is unlikely to deteriorate, so performance is unlikely to deteriorate and energy absorption performance is good. Can be maintained.
この際、本発明の制振構造では、前記弾性部材は、前記弾性材料が径方向に複数重なった渦巻き状、同心円状、同心楕円状、同心長円状のいずれかの環状に形成されていることが好ましい。 At this time, in the vibration damping structure of the present invention, the elastic member is formed in one of a spiral shape, a concentric circular shape, a concentric elliptical shape, or a concentric oval shape in which the elastic material is overlapped in the radial direction. It is preferable.
この構成によれば、減衰装置の弾性部材が、渦巻き状、同心円状、同心楕円状、同心長円状のいずれかの環状に形成されているので、用途に応じて適宜な形状の減衰装置を選択することができる。また、弾性部材が渦巻き状に形成されていれば、1本の長尺板状の弾性材料を渦巻き状に巻き付けて弾性部材を成形することができ、製造にかかる手間やコストを削減することができる。一方、弾性部材が同心円状や同心楕円状、同心長円状に形成されていれば、環状にした複数の弾性材料を重ねていくことで弾性部材を成形することができる。 According to this configuration, since the elastic member of the attenuation device is formed in any one of a spiral shape, a concentric circle shape, a concentric ellipse shape, and a concentric oval shape, an attenuation device having an appropriate shape according to the application is provided. You can choose. Further, if the elastic member is formed in a spiral shape, the elastic member can be formed by winding a single long plate-like elastic material in a spiral shape, which reduces the labor and cost for manufacturing. it can. On the other hand, if the elastic member is formed in a concentric circle shape, a concentric ellipse shape or a concentric oval shape, the elastic member can be formed by stacking a plurality of annular elastic materials.
さらに、本発明の制振構造では、前記減衰装置は、径方向に重なった前記弾性部材の間に介挿される粘弾性部材を有するか、径方向に重なった前記弾性部材の間に介挿される摩擦部材を有するか、又は、径方向に重なった前記弾性部材同士が互いに摺接する摩擦面を有して構成されていることが好ましい。 Furthermore, in the vibration damping structure of the present invention, the damping device has a viscoelastic member that is inserted between the elastic members that overlap in the radial direction, or is inserted between the elastic members that overlap in the radial direction. It is preferable to have a friction member or to have a friction surface in which the elastic members overlapped in the radial direction are in sliding contact with each other.
この構成によれば、弾性部材の間に粘弾性部材や摩擦部材が介挿されるか、弾性部材同士が互いの摩擦面で摺接するように構成されていることで、弾性部材の曲率変化に伴って粘性抵抗や摩擦抵抗を生じさせ、この抵抗によって減衰力が発揮されることとなる。このような粘性抵抗や摩擦抵抗による減衰力は、微小変形から大変形まで発揮させることができ、即ち、小さな入力レベルから大きな入力レベルまで、外力のレベルに関わらずにエネルギーを吸収し、振動を抑制することができる。さらに、弾性部材が自らの復元力によって初期の環状の状態に復帰する際においても、粘性抵抗や摩擦抵抗による減衰力が発揮されることから、急激な復元による衝撃や加速度を抑制しつつ、初期状態まで緩やかに復帰させることができる。 According to this configuration, the viscoelastic member or the friction member is inserted between the elastic members, or the elastic members are configured to come into sliding contact with each other on the friction surface, thereby accompanying a change in the curvature of the elastic member. Thus, viscous resistance and frictional resistance are generated, and damping force is exhibited by this resistance. Such damping force due to viscous resistance and frictional resistance can be exerted from minute deformation to large deformation, that is, from a small input level to a large input level, it absorbs energy regardless of the external force level, and vibrates. Can be suppressed. Furthermore, even when the elastic member returns to the initial annular state by its own restoring force, the damping force due to viscous resistance or frictional resistance is exerted, so that the impact and acceleration due to sudden restoration are suppressed and the initial It is possible to return slowly to the state.
また、本発明の制振構造では、前記接続部材は、前記弾性部材の径方向に対向する二位置と、前記矩形枠と、を接続することが好ましい。 In the vibration damping structure of the present invention, it is preferable that the connecting member connects two positions facing the radial direction of the elastic member and the rectangular frame.
この構成によれば、弾性部材の径方向に対向する二位置に接続部材が接続されることで、環状の弾性部材を径方向に変形させることができ、弾性部材全体の曲率を効果的に変化させて減衰力を発揮させることができる。 According to this configuration, the connecting member is connected to two positions facing the radial direction of the elastic member, whereby the annular elastic member can be deformed in the radial direction, and the curvature of the entire elastic member can be effectively changed. Can exert a damping force.
さらに、本発明の制振構造では、前記接続部材は、一端が前記弾性部材に連結され、他端が前記矩形枠に連結される斜材を有して構成されていることが好ましい。 Furthermore, in the vibration damping structure of the present invention, it is preferable that the connection member includes an oblique member having one end connected to the elastic member and the other end connected to the rectangular frame.
この構成によれば、弾性部材と矩形枠とに連結される斜材を接続部材が有することで、ブレース形式の制振構造が構成され、矩形枠の変形を効率よく弾性部材に伝達することができる。 According to this configuration, since the connecting member has the diagonal member connected to the elastic member and the rectangular frame, a brace-type vibration damping structure is configured, and deformation of the rectangular frame can be efficiently transmitted to the elastic member. it can.
また、本発明の制振構造では、前記接続部材は、前記弾性部材を前記矩形枠に接合する接合材を有して構成されていてもよい。 In the vibration damping structure of the present invention, the connection member may include a bonding material that bonds the elastic member to the rectangular frame.
この構成によれば、接合材によって弾性部材を矩形枠に接合することで、矩形枠の変形を直接的に弾性部材に伝達することができ、減衰力を効率よく発揮させることができる。 According to this configuration, by joining the elastic member to the rectangular frame with the bonding material, the deformation of the rectangular frame can be directly transmitted to the elastic member, and the damping force can be efficiently exhibited.
また、本発明の制振構造では、前記減衰装置が上下方向及び左右方向の少なくともいずれかの方向に複数隣り合って設けられ、隣り合う減衰装置の前記弾性部材同士を連結する連結部材を備えて構成されていることが好ましい。 In the vibration damping structure of the present invention, a plurality of the damping devices are provided adjacent to each other in at least one of the vertical direction and the left-right direction, and includes a connecting member that connects the elastic members of the adjacent damping devices. It is preferable to be configured.
この構成によれば、複数隣り合って設けた減衰装置の弾性部材同士を連結部材で連結することで、複数の減衰装置各々の弾性部材を連動させて変形させるとともに、連装した複数の減衰装置によって大きな減衰力を得ることができる。 According to this configuration, the elastic members of the plurality of adjacent damping devices are coupled by the coupling member, so that the elastic members of each of the plurality of damping devices are deformed in conjunction with each other, and the plurality of the damping devices connected to each other. A large damping force can be obtained.
以上の本発明によれば、入力レベルが小さな外力に対しても弾性部材の曲率変化による減衰力を発揮させることで、振動抑制効果を期待することができるとともに、弾性部材の復元力によって初期の環状の状態に復帰することで、エネルギー吸収性能を良好に維持することができる。 According to the present invention described above, it is possible to expect a vibration suppressing effect by exerting a damping force due to a change in the curvature of the elastic member even for an external force having a small input level, and an initial force can be expected by the restoring force of the elastic member. By returning to the annular state, the energy absorption performance can be maintained well.
以下、本発明の第1実施形態に係る制振構造を、図1〜4に基づいて説明する。本実施形態の制振構造1は、建物における左右一対の鉛直部材としての柱2と、上下一対の水平部材としての梁3及び中間梁4と、を有する骨組みの矩形枠5の内部に設けられるブレース構造によって構成されている。ここで、建物としては、例えば、木造軸組み構造の戸建て住宅など、2〜3階建ての小規模なものであって、この建物における適宜な位置に適宜な個数だけ制振構造1が設けられている。
Hereinafter, a damping structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
制振構造1は、建物の1層当たりで上下二箇所に設けられている。具体的には、上側の制振構造1は、左右の柱2と上階の梁3と中間梁4とで形成される上段の矩形枠5A内部に設けられ、下側の制振構造1は、左右の柱2と中間梁4と下階の梁3(又は土台)とで形成される下段の矩形枠5B内部に設けられている。これらの制振構造1は、それぞれ減衰装置10と、この減衰装置10を矩形枠5に接続する接続部材としての複数の斜材20及び接合金物30と、を備えて構成されている。
The
減衰装置10は、図2、3に示すように、長尺板状の弾性材料11Aから全体環状に形成された弾性部材11と、径方向に重なる弾性部材11の間に介挿される粘弾性材料12Aからなる粘弾性部材12と、を備えている。弾性部材11は、弾性材料2Aが渦巻き状に成形されるとともに径方向に複数層に重ねられて構成されている。粘弾性部材12は、粘弾性材料12Aが弾性材料11Aに重ねられて渦巻き状に成形されるとともに、径方向に対向する内外の弾性材料11Aに接着されて構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the damping
弾性部材11は、弾性材料11Aを渦巻き状に4層重ねるとともに、内端部と外端部とが重なる位置で弾性材料11Aを5層重ねて形成されている。この弾性材料11Aは、ばね鋼や炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などの素材が利用でき、適宜な板厚及び板幅を有した長尺板状に形成されている。さらに、弾性材料11Aは、板厚方向に曲げられて環状の弾性部材11に成形された状態において、その内部応力が弾性範囲にあり、直線状に復元しようとする復元力を有している。従って、弾性部材11は、全体環状の初期状態から外力によって変形された場合に、環状に復帰しようとする復元力を内部に有して形成されている。
The
粘弾性部材12は、長尺シート状の粘弾性材料12Aの両面を内外の弾性材料11Aに接着することで、弾性部材11と一体に設けられている。粘弾性材料12Aは、外力や振動によって変形することで内部発熱し、振動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって、エネルギー吸収する粘弾性体(VEM:Visco-elastic Material)で構成されている。なお、粘弾性部材12は、長尺シート状の粘弾性材料12Aを弾性材料11Aに接着したものに限らず、渦巻き状に成形した弾性部材11の隙間に液体状又はゲル状の粘弾性材料12Aを充填してから固化させることで、弾性部材11と一体に成形したものであってもよい。
The
斜材20は、その一端が減衰装置10の弾性部材11に連結され、他端が接合金物30を介して左右の柱2に連結されている。このような斜材20は、1個の減衰装置10に対して4個が接続され、4個のうち2個ずつの斜材20は、それぞれ弾性部材11の径方向に対向する二位置に接続されている。即ち、図1において、右下がりとなる2個の斜材20Aは略一直線上に設けられ、右上がりとなる2個の斜材20Bは略一直線上に設けられ、このような4個の斜材20によって減衰装置10を中心とするX型ブレースが構成されている。
One end of the
各々の斜材20は、長尺の斜材本体21と、この斜材本体21を減衰装置10の弾性部材11に連結する接続金物22と、を有して構成されている。斜材本体21は、例えば、断面寸法が45mm×45mmで板厚が1.6mmの角パイプから構成されている。接続金物22は、例えば、板厚が3.2mmの鋼板を曲げ加工して形成されている。この接続金物22は、図3に示すように、弾性部材11の内周側に位置する底面部221と、この底面部221から弾性部材11の外周側に延びて斜材本体21の側面に沿う一対の側面部222と、を有して断面コ字形に形成されている。
Each
斜材本体21と接続金物22とは、一対の側面部222及び斜材本体21を貫通するボルト23と、このボルト23に螺合するナット24と、によって互いに回動自在に連結されている。このように斜材本体21と接続金物22とを連結することで、減衰装置10の弾性部材11が接続金物22の底面部221及び一対の側面部222と斜材本体21の端部とで囲まれて保持される。また、接続金物22の底面部221には、弾性部材11を径方向外方に向かって押圧して締め付ける締付けねじ25が螺合されている。
The
接合金物30は、ビス等によって柱2に固定される固定片部31と、この固定片部31から立ち上がる一対の連結片部32と、を有して形成され、一対の連結片部32及び斜材本体21を貫通するボルト33によって斜材本体21と回動自在に連結されている。この接合金物30は、建物に外力が作用して矩形枠5が変形した場合に、その変形に伴って斜材20に対して軸力を生じさせる。このように斜材20に軸力が生じ、この軸力が減衰装置10に伝達されることで、弾性部材11が変形することとなる。
The metal joint 30 is formed to include a fixed
具体的には、図1に示す骨組みに対して図中左から右に向かって地震等の外力が作用した場合、矩形枠5はその上方が右にずれるように平行四辺形状に変形する。この矩形枠5の変形に伴い、2個の斜材20Aにはそれぞれ圧縮の軸力が作用し、2個の斜材20Bにはそれぞれ引張りの軸力が作用する。その結果、図4に示すように、減衰装置10の弾性部材11は、左下方と右上方に引っ張られて伸びた楕円形状に変形し、その各部における曲率が変化する。このように弾性部材11の曲率が変化すると、径方向内外に重なる弾性材料11A同士にずれが生じ、その間の粘弾性部材12がせん断変形し、この変形によって粘弾性材料12Aの内部粘性による減衰力が発揮され、この粘弾性部材12の減衰力によってエネルギー吸収が行われる。
Specifically, when an external force such as an earthquake acts on the framework shown in FIG. 1 from the left to the right in the drawing, the
また、外力によって骨組みが逆方向に変形した場合には、各斜材20の軸力が逆向きに作用することから、減衰装置10も左右逆向きの楕円形に変形し、それによってエネルギー吸収が行われる。すなわち、地震動のように建物に対して左右の外力が繰り返し作用する外乱に対し、減衰装置10は、左右両方向の変形を繰り返し受けることで振動エネルギーを吸収するようになっている。さらに、外力がなくなって骨組みが元の形状に戻った場合には、弾性部材11の復元力によって減衰装置10が初期の環状の状態に復帰する。このように減衰装置10が初期状態に復帰する際においても、粘弾性部材12の減衰力が発揮されることから、減衰装置10は緩やかな速度で初期状態まで復帰することになる。
Further, when the framework is deformed in the reverse direction due to the external force, the axial force of each
なお、本実施形態の制振構造は、図1のように上下二段に設けられるものに限らず、図5に示すように設置されてもよい。図5において、建物の骨組みは、左右の柱2と上下の梁3とによって矩形枠5が形成され、この矩形枠5の内部に制振構造1Aが設けられている。この制振構造1Aは、前述の制振構造1と同様に、減衰装置10と、この減衰装置10を矩形枠5に接続する接続部材としての複数の斜材20及び接合金物30と、を備えて構成されている。
The vibration damping structure of the present embodiment is not limited to being provided in two upper and lower stages as shown in FIG. 1, and may be installed as shown in FIG. In FIG. 5, a building frame has a
また、本実施形態の制振構造において、接続部材としては、図1〜5のような斜材20を有したものに限らず、図6、7に示すように、減衰装置10を矩形枠5に直接接続するものであってもよい。図6において、建物の骨組みは、左右の柱2と上下の梁3と上下二段の中間梁4とを有し、左右の柱2と上階の梁3と上段の中間梁4とで上段の矩形枠5Cが形成され、左右の柱2と上下の中間梁4とで中段の矩形枠5Dが形成され、左右の柱2と下段の中間梁4と下階の梁3とで下段の矩形枠5Eが形成され、各矩形枠5C,5D,5Eの内部にそれぞれ制振構造1Bが設けられている。これらの制振構造1Bは、それぞれ減衰装置10と、この減衰装置10を矩形枠5に接続する接続部材としての接合材40と、を備えて構成されている。
Further, in the vibration damping structure of the present embodiment, the connection member is not limited to the one having the
接合材40は、鋼板を曲げ加工してハット型に形成され、減衰装置10の弾性部材11を径方向内方から囲むとともに、柱2、梁3、中間梁4にビス止め固定されることで、減衰装置10を直接的に矩形枠5C,5D,5Eに固定するものとなっている。すなわち、上段の矩形枠5C内部において、減衰装置10の弾性部材11は、その上下左右の4箇所が左右の柱2、上階の梁3及び上段の中間梁4にそれぞれ接合材40によって接合されている。中段の矩形枠5D内部において、減衰装置10の弾性部材11は、その上下左右の4箇所が左右の柱2及び上下の中間梁4にそれぞれ接合材40によって接合されている。下段の矩形枠5E内部において、減衰装置10の弾性部材11は、その上下左右の4箇所が左右の柱2、下階の梁3及び上段の中間梁4にそれぞれ接合材40によって接合されている。
The
図7において、建物の骨組みは、左右の柱2と上下の梁3と間柱5とを有し、左右一方の柱2と上下の梁3と間柱6とで一方の矩形枠5Fが形成され、左右他方の柱2と上下の梁3と間柱6とで他方の矩形枠5Fが形成され、左右の矩形枠5Fの内部にそれぞれ制振構造1Cが設けられている。これらの制振構造1Cは、それぞれ上下に並んで設けられる複数の減衰装置10と、これらの減衰装置10を矩形枠5Fに接続する接続部材としての接合材40と、上下に隣り合う減衰装置10の弾性部材11同士を連結する連結部材50と、を備えて構成されている。接合材40は、図6のものと同様の部材である。
In FIG. 7, the building framework has left and
連結部材50は、鋼板を曲げ加工してハット型に形成された部材を一対備え、減衰装置10の弾性部材11を側方から囲むとともに、ボルトによって一対の部材を結合することで、隣り合う減衰装置10を連結するものとなっている。従って、左右の矩形枠5F内部において、上下に隣り合う減衰装置10の弾性部材11同士は、互いに連結部材50によって連結され、各減衰装置10の弾性部材11は、その左右2箇所が柱2及び間柱6にそれぞれ接合材40によって接合され、最上段及び最下段の減衰装置10の弾性部材11は、その上下各1箇所がそれぞれ上下の梁3に接合材40によって接合されている。
The connecting
以上のような本実施形態の制振構造1,1A,1B,1Cによれば以下の効果が得られる。すなわち、減衰装置10の弾性部材11が接続部材である斜材20及び接合金物30や接合材40によって矩形枠5に接続され、矩形枠5の変形に伴って弾性部材11の曲率が変化することで粘弾性部材12の減衰力が発揮され、この減衰力によってエネルギー吸収が行われることとなる。このような減衰力は、微小変形から大変形まで発揮させることができ、即ち、小さな入力レベルの外力に対しても粘弾性部材12が減衰力を発揮することができるので、入力レベルに関わらず振動抑制効果を期待することができる。
According to the
さらに、弾性部材11の復元力によって、減衰装置10が初期の環状の状態に復帰することで、エネルギー吸収性能を良好に維持することができる。このように弾性部材11の復元力によって減衰装置10が初期の環状の状態に復帰する際においても、粘弾性部材12の減衰力が発揮されることから、減衰装置10は緩やかな速度で初期状態まで復帰することになり、余計な振動や衝撃を発生させずに初期状態に復帰することができる。
Furthermore, the energy absorbing performance can be favorably maintained by returning the damping
また、弾性部材11が渦巻き状の環状に形成されているので、1本の長尺板状の弾性材料11Aを渦巻き状に巻き付けて弾性部材11を成形することができるとともに、弾性材料11Aに長尺シート状の粘弾性材料12Aを接着してから巻き付けていくことで、粘弾性部材12の成形工程を簡便化することができる。従って、減衰装置10の製造にかかる手間やコストを削減することができる。
Further, since the
次に、本発明の第2実施形態に係る制振構造を、図8に基づいて説明する。本実施形態の制振構造1は、大断面集成材を用いた大スパンラーメン架構を有する建物に適用される点が前記第1実施形態と相違する。ラーメン架構Rは、基礎Fに立設される大断面集成材柱からなる柱2Aと、この柱2Aの上端に剛接される大断面集成材柱からなる梁3Aと、を有して構成され、桁行方向に所定スパンだけ離れて複数が並設されている。隣り合うラーメン架構R同士は、桁梁3B及び中間梁4Aによって連結されている。また、一部のラーメン架構Rには、基礎Fと梁3Aとに間柱6Aが設けられ、この間柱6Aと柱2Aとの間に中間梁4Bが架設されている。
Next, a vibration damping structure according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
制振構造1は、ラーメン架構R同士を連結する桁行方向と、ラーメン架構R内部の張間方向と、の二方向に設けられるとともに、各方向において上下二段で設けられている。桁行方向において、上段の制振構造1は、左右の柱2Aと桁梁3Bと中間梁4Aとで形成される上段の矩形枠5G内部に設けられ、下段の制振構造1は、左右の柱2Aと中間梁4Aと基礎梁F1とで形成される下段の矩形枠5H内部に設けられている。張間方向において、上段の制振構造1は、柱2A及び間柱5Aと梁3Aと中間梁4Bとで形成される上段の矩形枠5J内部に設けられ、下段の制振構造1は、柱2A及び間柱5Aと中間梁4Bと基礎梁F2とで形成される下段の矩形枠5K内部に設けられている。これらの制振構造1は、前記第1実施形態のものと同様である。
The
次に、本発明の第3実施形態に係る制振構造を、図9に基づいて説明する。本実施形態の制振構造1は、鉄骨造ラーメン架構を有する建物に適用される点が前記第1、2実施形態と相違する。ラーメン架構は、角型鋼管からなる柱2Bと、この柱2Bに剛接されるH形鋼からなる梁3Cと、を有して構成され、柱2B間において上下階の梁3Cには、間柱6Bが架設されている。制振構造1は、柱2B及び間柱6Bと上下の梁3Cとで形成される矩形枠5L内部に設けられている。これらの制振構造1は、前記第1実施形態のものと略同様の構成を備えるが、前記接合金物30に代えて、接続部材としては、複数の斜材20を矩形枠5Lに連結するブラケット30Aが柱2B及び梁3Cに溶接固定されている。
Next, a damping structure according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、前記実施形態では、木造軸組み構造、大断面集成材を用いたラーメン構造、鉄骨ラーメン構造の建物に制振構造1,1A,1B,1Cを適用した場合を例示したが、本発明の制振構造を適用する建物の構造種別や構造形式は特に限定されない。すなわち、建物としては、木造枠組壁構造のものでもよいし、軽量鉄骨軸組構造のものでもよいし、鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造のものでもよい。さらに、本発明の制振構造は、建物に適用されるものに限らず、各種の構築物や工作物に適用されてもよいし、その他任意の物品に対して適用されてもよい。
For example, in the said embodiment, although the case where the damping
また、前記実施形態では、減衰装置10の弾性部材11が渦巻き状の環状に形成されていたが、これに限らず、弾性部材が同心円状、同心楕円状、同心長円状のいずれかの環状に形成されていてもよい。また、前記実施形態では、減衰装置10が弾性部材11と粘弾性部材12とを有して構成されていたが、これに限らず、減衰装置としては、弾性部材11に代えて摩擦部材が弾性部材の弾性材料間に介挿されていてもよいし、径方向に重なる弾性部材の弾性材料同士が互いに摩擦面で摺接するように構成されていてもよい。このような摩擦部材や摩擦面を設けた場合には、弾性部材の曲率変化に伴い摩擦抵抗が生じることによって減衰力を発揮させることができ、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、減衰装置10の弾性部材11としては、前記実施形態のように長尺板状の弾性材料11Aから環状に形成されたものに限らず、図10,11に示すような構造であってもよい。図10,11において、減衰装置10Aは、長尺線状の弾性材料11Cから全体環状に形成された弾性部材11Bを有して構成されている。弾性部材11Bは、弾性材料11Cを軸方向及び径方向に複数回巻き重ねて形成されている。この弾性材料11Cは、PC鋼線やPC撚り線などの鋼線や、炭素繊維やアラミド繊維などを撚った線材等、各種素材が利用でき、適宜な径寸法を有した長尺線状に形成されている。
In addition, the
減衰装置10Aは、前記実施形態と同様の斜材20によって矩形枠に接続される。この斜材20は、斜材本体21と、接続金物22と、を有して構成され、接続金物22は、図11に示すように、底面部221の内側に設けられて弾性部材11Bを押圧する押圧板26を有して構成されている。この押圧板26を締付けねじ25によって弾性部材11Bに押し付けることで、複数回巻き重ねた弾性材料11Cがばらけないようになっている。この弾性部材11Bは、外部からの力を受けて曲率が変化するように変形することで、軸方向及び径方向に重なる弾性材料11C同士が擦れ合い、この摩擦抵抗によって減衰力を発揮するようになっている。なお、減衰装置10Aは、弾性材料11C同士の隙間に粘弾性材料を充填して構成されてもよく、これによれば曲率変化に伴う粘弾性材料の粘性抵抗によって減衰力を発揮することができる。
The
また、前記実施形態では、減衰装置10,10Aを矩形枠5に接続する接続部材として、4個の斜材20を有したX型ブレース形式のもの、あるいは、減衰装置10,10Aを矩形枠5に直接接合する接合材40を有したものを例示したが、接続部材としては、減衰装置を矩形枠に接続できるものであれば、その接続形式や部材形状などは特に限定されない。すなわち、前記実施形態では、接続部材としての4個の斜材20をX型ブレースとして用いたが、片上がりの/型ブレースであってもよいし、V型ブレースであってもよい。また、腰壁や垂れ壁等の壁材を接続部材とし、この壁材を介して減衰装置が矩形枠に接続されていてもよい。さらに、矩形枠としては、前記実施形態のように柱2、梁3、中間梁4、間柱6等で四方が構成されたものに限らず、適宜な部材で矩形枠状に形成されたものが適用可能である。
Moreover, in the said embodiment, as a connection member which connects attenuation | damping
1,1A,1B,1C 制振構造
5 矩形枠
10,10A 減衰装置
11,11B 弾性部材
11A,11C 弾性材料
12 粘弾性部材
12A 粘弾性材料
20 斜材(接続部材)
30 接合金物(接続部材)
40 接合材(接続部材)
50 連結部材
1, 1A, 1B,
30 Metal fittings (connection members)
40 Bonding material (connection member)
50 connecting members
Claims (7)
長尺の弾性材料から全体環状に形成された弾性部材を有する減衰装置と、
前記弾性部材の周方向に沿って互いに離れた少なくとも二位置と前記矩形枠とを接続する接続部材と、を備え、
前記矩形枠の変形に伴い、前記接続部材から伝達される力によって前記弾性部材の曲率が変化することで前記減衰装置が減衰力を発揮することを特徴とする制振構造。 A vibration damping structure provided inside a rectangular frame constituting the frame,
A damping device having an elastic member formed in an overall ring shape from a long elastic material;
A connecting member that connects the rectangular frame with at least two positions that are separated from each other along the circumferential direction of the elastic member;
A damping structure in which the damping device exerts a damping force when the curvature of the elastic member is changed by a force transmitted from the connection member as the rectangular frame is deformed.
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