JP4071192B2 - Damping structure of building structure - Google Patents
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Description
本発明は、建築構造物の骨組を構成する鉄骨造柱・梁を地震力等の水平力に抵抗させ、制振することができる耐震構造に関する。 The present invention relates to an earthquake-resistant structure capable of damping a steel column / beam constituting a framework of a building structure by resisting horizontal force such as seismic force.
最近構築される建築構造物は、耐震構造としたものが多い。それに用いられる制振部材についても構成および設置態様が種々あり、その従来例を図12〜図13によって説明する。 Many recently built building structures are earthquake-resistant structures. There are various configurations and installation modes of the vibration damping member used therefor, and conventional examples thereof will be described with reference to FIGS.
図12(a)、(b)、(c)は、制振ブレース1を用いたブレースタイプの制振構造である。この制振ブレース1は、低降伏点鋼からなるエネルギー吸収用芯材を緩衝材(アンボンド材)を介して鋼管等の座屈拘束部材で座屈拘束して構成されている。そして、図(a)では、前記の制振ブレース1を鉄骨造の柱2と梁3の軸組みに対角線上に設置している。図(b)では、2本の制振ブレース1を柱2と梁3の軸組みに方杖状に設置している。図(c)では、2本の制振ブレース1を柱2と梁3の軸組みに筋交い状に設置している。
FIGS. 12A, 12 </ b> B, and 12 </ b> C are brace-type damping structures using the
図12(a)〜(c)何れの場合も、鉄骨造の柱2と梁3に一定以上の水平力が作用するとき、制振ブレース1に伸長力が作用して、低降伏点鋼からなるエネルギー吸収用芯材が降伏することで、建物の揺れを制するものである。制振ブレース1の構造例としては、特開平11−280294号公報や特開2002−146905号公報がある。
12 (a) to 12 (c), when a horizontal force of a certain level or more is applied to the
図13は、上下階の梁3a,3bの間に粘弾性ダンパー4を設置した壁タイプの制振構造例を示す。この粘弾性ダンパー4は、建築物の構造骨組に間柱状に設置し、上下階の梁3a、3bに作用する水平方向の振動を粘弾性ダンパー4に伝えて減衰させている。粘弾性ダンパー4は、上階側の梁3aから延びた上部分割部材4aと一体の鋼板5aと下階側の梁3bから延びた下部分割部材4bと一体の鋼板5bとが交互に噛み合っていて、その間に粘弾性体を装着して構成されている。
FIG. 13 shows an example of a wall-type vibration damping structure in which a viscoelastic damper 4 is installed between the
図13の壁タイプの粘弾性ダンパー4によると、鉄骨造の柱2と梁3に一定以上の水平力が作用するとき、その水平力は上下の梁3a、3bから鋼板5a、5bを介して粘弾性体6に伝わり、粘弾性6をせん断変形させながら上下の鋼板5a、5bがずれ動くことで柱、梁接合部7が変位し、柱2と上下の梁3a、3bと制振間柱4は図13(b)の2点鎖線のように変形することで、徐々に振動が減衰される。粘弾性ダンパー4の構造例としては、特開2002−256728号公報がある。
According to the wall-type viscoelastic damper 4 of FIG. 13, when a horizontal force of a certain level or more acts on the
図12、図13に示した、ブレースタイプや壁タイプの制振部材(エネルギー吸収部材)は、建物の窓などの開口部やドアがある場合は、視覚的、または人が移動する上で邪魔になってしまうため、その場合は、(1)エネルギー吸収部材を設置しないか、(2)ドアの位置をずらすか、(3)エネルギー吸収部材を複雑に設置しなくてはならない。このように、一つの建物において、エネルギー吸収部材を設置できる場所は建築計画上少なく、意匠的にエネルギー吸収部材を見せたくない場合は、エレベータやトイレ、給湯室、階段等のコア部の壁等にしか設置できないため、設計上の自由度が少ないという問題があった。 The brace-type and wall-type damping members (energy absorbing members) shown in FIGS. 12 and 13 are obstructive visually or when a person moves if there are openings or doors such as building windows. In this case, (1) the energy absorbing member is not installed, (2) the position of the door is shifted, or (3) the energy absorbing member is complicatedly installed. In this way, there are few places where an energy absorbing member can be installed in one building because of the architectural plan, and if you do not want to show the energy absorbing member by design, the wall of the core part of an elevator, toilet, hot water room, stairs etc. Since it can be installed only in the area, there is a problem that the degree of freedom in design is small.
本発明は、前記の問題を解決した建築構造物の制振構造を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a vibration control structure for a building structure that solves the above-described problems.
前記の目的を達成するため本発明は次のように構成した。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
第1発明は、柱、梁で構成される建築構造物の制振構造であって、前記梁の上下両側であって、互いに隣り合う前記柱間の中間位置に束を設け、この束の両側と前記柱との間に振動エネルギー吸収部材を水平に設置したことを特徴とする。 The first invention pillars, a damping structure for a building structure comprised of a beam, a upper and lower sides of the beam, the beam is provided at an intermediate position between the pillars adjacent to each other, both sides of the bundle characterized in that installed horizontally vibration energy absorbing member between said post and.
第2発明は、第1発明において、前記振動エネルギー吸収部材は、座屈拘束ブレース、粘弾性体ダンパー、オイルダンパー等のブレース型デバイスであることを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the vibration energy absorbing member is a brace-type device such as a buckling-restrained brace, a viscoelastic damper, or an oil damper.
第3発明は、第1または第2発明において、前記振動エネルギー吸収部材は、その両端部に第1接合プレートが固着されてなり、前記柱及び前記束には、前記振動エネルギー吸収部材の第1接合プレートと端部同士が突き合わせられるように第2接合プレートが固着されてなり、前記第1接合プレートと前記第2接合プレートとの互いの側面がスプライスプレートを介して接合されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the vibration energy absorbing member has a first joining plate fixed to both ends thereof, and the pillar and the bundle have a first of the vibration energy absorbing member. The second bonding plate is fixed so that the end portions of the bonding plate and the ends are abutted, and the side surfaces of the first bonding plate and the second bonding plate are bonded via a splice plate. And
第4発明は、第1〜第3発明において、前記振動エネルギー吸収部材は、窓、扉、開口部などの建築部材を回避した部位に設置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the vibration energy absorbing member is installed at a site avoiding a building member such as a window, a door, or an opening.
第5発明は、第1〜第3発明において、前記振動エネルギー吸収部材は、空調設備が納められたペリメーターゾーンに設置されていることを特徴とする。 According to a fifth invention, in the first to third inventions, the vibration energy absorbing member is installed in a perimeter zone in which an air-conditioning facility is housed.
本発明によると、鉄骨柱・梁構造における柱の中間部位において、梁に束を設け、束を介して柱との間に水平にエネルギー吸収部材を水平に設置し、鉄骨柱・梁に作用する水平力を制振するようにしたので、(1)エネルギー吸収部材が設置可能な場所が多くなり、意匠設計・構造設計の自由度が広がる、(2)束の動きでエネルギー吸収部材の変位を増幅できるので、エネルギー吸収部材を効果的に使用できるものである。
According to the present invention, in the middle part of the column in the steel column / beam structure, the beam is provided with a bundle, and the energy absorbing member is horizontally installed between the column via the bundle and acts on the steel column / beam. Since the horizontal force is controlled, (1) there are many places where the energy absorbing member can be installed, and the degree of freedom in design and structural design is expanded. (2) The displacement of the energy absorbing member is controlled by the movement of the bundle. Since it can amplify, an energy absorption member can be used effectively.
次に本発明の実施形態を図を参照して、詳細に説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a)、(b)は、本発明に係る建築構造物の制振構造の概要図と、地震発生時の構造骨組の減衰作用の説明図である。同図(a)には、柱2と梁3が柱、梁接合部7で組まれた構造骨組において、上階の梁3と下階の梁3の各梁のそれぞれの上下側で、かつ、隣り合う柱2の中間位置には束8が設けられていて、束8と柱2との間には本発明に係る振動エネルギー吸収部材10が設置されていて、これにより建築構造物の制振構造が構築されている。
FIGS. 1A and 1B are a schematic diagram of a vibration damping structure for a building structure according to the present invention and an explanatory diagram of a damping action of a structural frame when an earthquake occurs. In the same figure (a), in the structural framework in which the
前記の制振構造において、鉄骨造の柱2と梁3に一定以上の水平力が作用するとき、柱、梁接合部7が変位して、柱2と上下の梁3は図1(b)の点線のように変形し、このとき、束8と柱2の間に設置した振動エネルギー吸収部材10には、引張力と圧縮力が交互に作用し、小地震から大地震対して振動エネルギー吸収部材10における制振部材(詳細は後述する)によりエネルギーを吸収して建物に対する制振作用を奏するものである。
In the above vibration damping structure, when a certain horizontal force is applied to the
図2〜図5は、前記振動エネルギー吸収部材10の設置例を示す側面図で、図2は図1(a)と同様に、梁3の上下側に束8を設け、この束8と両側の柱2の間に振動エネルギー吸収部材8を設置した例を示している。図3では、梁3の上側に束8を設け、この束8と両側の柱2の間に振動エネルギー吸収部材10を設置した例を示している。図4では、梁3の下側に束8を設け、この束8と両側の柱2の間に振動エネルギー吸収部材10を設置した例を示している。図2〜図4において、束8の左右何れか片側にのみ設置する場合もあるが、図示を省略する。
2 to 5 are side views showing examples of the installation of the vibration
図2〜図5において、梁3の上部側には、コンクリートのスラブ11が打設されて上階の床を構成しており、梁3の下部側は下階の天井部を構成している。束8の長さ(高さ)は制限されないが、振動エネルギー吸収部材10は、建物の窓やドアを設置する部位を回避して設置するという条件がある。この条件を満たすためには振動エネルギー吸収部材10は、梁3の近くに水平に設置することが求められる。この条件を満たし得るように、束8は、例えばH形鋼等を短寸法に切断したものを梁3に溶接接合して用いられる。
2 to 5, a
また、柱2、梁3に水平力が作用するとき、束8は、O点(図1b、図2に示す)を中心先端部は左右に揺動し、その揺動が振動エネルギー吸収部材10に引張力および圧縮力として交互に作用して制振作用が奏される。束8が揺動する際、その揺動ができるだけ増幅されて振動エネルギー吸収部材10に引張力および圧縮力として伝達されるよう、当該振動エネルギー吸収部材10は、束8の先端部に固着するのがよい。したがって、束8の先端部に十分な揺動を行わせるために、束8自体は必要な長さ(高さ)を確保するように設けられる。
Further, when a horizontal force is applied to the
図5には、本発明に係る振動エネルギー吸収部材10の詳細構造が示されている。同図において、振動エネルギー吸収部材10は、円筒の被覆鋼管15で被覆したコンクリート層(図示省略)で低降伏点鋼製のプレートからなる芯材17が座屈拘束され、芯材17とコンクリート層の間には、適切な厚さのアンボンド層18を有するエネルギー吸収本体部19が構成されている。芯材17は平板状または十字状でもよい。
FIG. 5 shows a detailed structure of the vibration
さらに、エネルギー吸収本体部19から露出している芯材17の端部と柱2及び束3との間はガセットプレートによる接合手段9で接合されている。すなわち芯材17の端部に固着された第1接合プレート30と、柱2、束8に固着した第2接合プレート31の端部同士が突き合わされ、各部材の側面にスプライスプレート29を当てがいボルト28で接合されている。
Further, the end portion of the
前記の構成において、柱2、梁3に水平力が作用するとき、その水平力による変位が束8の揺動により増幅して振動エネルギー吸収部材10に伝達され効果的な制振作用を奏する。さらに、所定以上の水平力によって、低降伏点鋼材からなる芯材17が降伏することで過大な地震等のエネルギーを吸収する。なお、芯材17を構成する鋼材の降伏応力度に一定の制限があっても、それぞれの断面積及び長さを変えることで、エネルギー吸収能力を自由に設定でき、構造物の形状、架構等に対応するエネルギー吸収能力を得ることができる。
In the above configuration, when a horizontal force acts on the
図6〜図10は、振動エネルギー吸収部材10と柱2、束8との結合手段を図2〜図5のガセットプレートタイプに代えてピン結合とした例を示す。振動エネルギー吸収部材10の構成は図2〜図5と同じである。振動エネルギー吸収部材10の設置態様は、図2と図6、図3と図7、図4と図8が対応する。
6 to 10 show examples in which the coupling means for the vibration
ピン結合部の詳細構造を図9、図10に示すので以下これを説明する。図10において、H形鋼からなる梁3のフランジに、同じくH形鋼からなる束8が立設され溶接12にて固着されている。両側のフランジの外側には接合板13が固着されており、両フランジ間にはスチフナ14が設けられている。
The detailed structure of the pin coupling portion is shown in FIGS. 9 and 10 and will be described below. In FIG. 10, a
振動エネルギー吸収部材10は、円筒の被覆鋼管15で被覆したコンクリート層16で低降伏点鋼製のプレートからなる芯材17が座屈拘束され、芯材17とコンクリート層16の間には、適切な厚さのアンボンド層18を有するエネルギー吸収本体部19が構成されている。
In the vibration
さらに、エネルギー吸収本体部19から露出している芯材17の両端に本体側接合部材20が設けられ、この本体側接合部材20は断面十字プレートからなる。本体側接合部材20には、補助接合体21における第1接合部22が溶接12などにより接合される。補助接合体21は、さらに第2接合部23を有し、振動エネルギー吸収部材10の一端側(図9の例では右端側)においては、第2接合部23は、束8に設けた接合板13に連結ピン24で結合されている。振動エネルギー吸収部材10の他端側(図9の例では左端側)では、補助接合体21の第2接合部23は、柱2に設けた接合板13と連結ピン24で結合されている。
Furthermore, main body
ピン結合タイプにおいても、柱2、梁3に水平力が作用するとき、連結ピン24を介して水平力による変位が束8の揺動により増幅して振動エネルギー吸収部材10に伝達され効果的な制振作用を奏する。
Also in the pin coupling type, when a horizontal force acts on the
図11(a)は、振動エネルギー吸収部材10を扉25の設置部位の上方部スペース27に設置した例を模式図で示す。図11(b)は、振動エネルギー吸収部材10を建物外周部において、空調設備を配置するペリメーターゾーン26に設置した例を示す模式図である。
FIG. 11A schematically shows an example in which the vibration
このように、本発明の実施形態によると、振動エネルギー吸収部材10は、視覚的、または人が移動する上で邪魔にならい場所に設置できるので、(1)扉25の位置をずらさなくてよい。(2)振動エネルギー吸収部材の設置態様を簡易化できる。(3)その結果、一つの建物における意匠設計・構造設計の自由度が広がる。さらに、(4)束8の動きでエネルギー吸収部材の変位を増幅できるので、振動エネルギー吸収部材10を効果的に使用できるなどの実用上多くのメリットがある。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the vibration
本発明において、振動エネルギー吸収部材10は、座屈拘束ブレース以外に、粘弾性ダンパー、オイルダンパーでもよく、ブレース型デバイスであれば全てのタイプを使用できる。
In the present invention, the vibration
1 制振ブレース
2 柱
3 梁
4 粘弾性ダンパー
4a 上部分割部材
4b 下部分割部材
5a 鋼板
5b 鋼板
6 粘弾性体
7 柱、梁接合部
8 束
9 ガセットによる接合手段
10 振動エネルギー吸収部材
11 スラブ
12 溶接
13 接合板
14 スチフナ
15 被覆鋼管
16 コンクリート層
17 芯材
18 アンボンド層
19 エネルギー吸収部材本体部
20 本体側接合部材
21 補助接合体
22 第1接合部
23 第2接合部
24 連結ピン
25 扉
26 ペリメーターゾーン
27 上方部スペース
28 ボルト
29 スプライスプレート
30 第1接合プレート
31 第2接合プレート
DESCRIPTION OF
11
14 Stiffener
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記梁の上下両側であって、互いに隣り合う前記柱間の中間位置に束を設け、
この束の両側と前記柱との間に振動エネルギー吸収部材を水平に設置したこと
を特徴とする建築構造物の制振構造。 A vibration control structure of a building structure composed of columns and beams ,
A upper and lower sides of the front Kihari, the flux provided in an intermediate position between the pillars adjacent to each other,
And this was placed horizontally vibration energy absorbing member between the both sides of this beam with said post
Damping of building structures characterized by.
前記柱及び前記束には、前記振動エネルギー吸収部材の第1接合プレートと端部同士が突き合わせられるように第2接合プレートが固着されてなり、 A second joining plate is fixed to the pillar and the bundle so that the first joining plate and the ends of the vibration energy absorbing member are abutted against each other.
前記第1接合プレートと前記第2接合プレートとの互いの側面がスプライスプレートを介して接合されていること The side surfaces of the first joining plate and the second joining plate are joined via a splice plate.
を特徴とする請求項1または2記載の建築構造物の制振構造。 The vibration damping structure for a building structure according to claim 1 or 2, characterized by the above.
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