JP5602464B2 - Building vibration control structure - Google Patents
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Description
本発明は、建物の制振構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure for a building.
住宅等の建物では、地震等による揺れ対策として建物構造体の揺れを低減させる制振装置が設置される場合がある。この種の制振装置としては、例えば上下に延びるとともに下端部が床梁に連結された制振フレームと、一端が制振フレームに連結されて他端が天井梁に連結された油圧ダンパ等からなるダンパ装置とを備えたものが知られている(例えば特許文献1)。かかる制振装置では、ダンパ装置が天井梁に沿って設置され、天井梁に対しその長手方向に沿った揺れが発生するとその揺れがダンパ装置の伸縮により吸収され低減されるようになっている。また、制振フレームは、高剛性を有するフレーム材を有して構成されており、建物構造体に生じる揺れに伴いダンパ装置より荷重を受けてもその荷重による変形が抑制されるものとなっている。 In a building such as a house, there is a case in which a vibration control device that reduces the shaking of the building structure is installed as a countermeasure against shaking due to an earthquake or the like. This type of vibration control device includes, for example, a vibration control frame extending vertically and having a lower end connected to a floor beam, a hydraulic damper having one end connected to the vibration control frame, and the other end connected to a ceiling beam. The thing provided with the damper apparatus which becomes is known (for example, patent document 1). In such a vibration damping device, the damper device is installed along the ceiling beam, and when the vibration occurs along the longitudinal direction of the ceiling beam, the vibration is absorbed and reduced by the expansion and contraction of the damper device. In addition, the vibration suppression frame is configured to have a frame material having high rigidity, and even when a load is received from the damper device due to the shaking generated in the building structure, deformation due to the load is suppressed. Yes.
ところで、地震等によって生じる天井梁の揺れの方向は状況によって異なるものであり、天井梁の長手方向(以下、面内方向という)と直交しかつ水平の方向(以下、面外方向という)に揺れが生じることもある。天井梁に面外方向への揺れが生じると、天井梁が制振フレームに対し面外方向に相対移動することとなるため、天井梁と制振フレームとを連結しているダンパ装置には曲げ等の変形が生じるおそれがある。この場合、ダンパ装置が故障したりダンパ装置による揺れ吸収機能が十分に発揮されなくなったりするおそれがあり好ましくない。 By the way, the direction of the shaking of the ceiling beam caused by an earthquake or the like varies depending on the situation, and it swings in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ceiling beam (hereinafter referred to as the in-plane direction) and in the horizontal direction (hereinafter referred to as the out-of-plane direction). May occur. If the ceiling beam is shaken in the out-of-plane direction, the ceiling beam will move relative to the damping frame in the out-of-plane direction, so the damper device that connects the ceiling beam and the damping frame is bent. Such deformation may occur. In this case, there is a possibility that the damper device may break down or the vibration absorbing function by the damper device may not be sufficiently exhibited.
そこで、その対策として上記制振装置を備える建物には一般に、天井梁が制振フレームに対して面外方向に相対移動するのを規制する規制部材が設けられている。規制部材は、例えば略コ字状断面を有して形成され、そのコ字状溝が下方に向けられかつ天井梁に沿って延びる向きで同天井梁に対し固定される。そして、規制部材のコ字状溝には制振フレームの上端部が配設される。この場合、制振フレームに対して規制部材が面外方向に移動するのが規制されるため、その結果として規制部材が固定された天井梁が同方向に移動する(つまり揺れ動く)のが規制される。そのため、上述したようなダンパ装置の不具合が生じるのが抑制される。 Therefore, as a countermeasure, a building provided with the vibration damping device is generally provided with a regulating member that regulates the relative movement of the ceiling beam relative to the vibration damping frame in the out-of-plane direction. The regulating member is formed to have a substantially U-shaped cross section, for example, and is fixed to the ceiling beam in a direction in which the U-shaped groove is directed downward and extends along the ceiling beam. And the upper end part of a damping frame is arrange | positioned by the U-shaped groove | channel of a control member. In this case, since the restriction member is restricted from moving in the out-of-plane direction with respect to the vibration suppression frame, the ceiling beam to which the restriction member is fixed is restricted from moving in the same direction (that is, swinging). The Therefore, it is possible to prevent the above-described malfunction of the damper device.
ところで、天井梁に面外方向の揺れが生じる場合には、天井梁とともに規制部材が面外方向へ移動しようとするのに対し、規制部材の面外方向への移動が制振フレームにより規制されるため、規制部材には制振フレームより面外方向への外力が作用する。この場合、規制部材にはその外力によって規制部材が破損するおそれがある。そして、規制部材が破損すると天井梁に面外方向の揺れが生じる場合に、天井梁に対するダンパ装置の揺れ(首振り)が生じ、それに起因して制振装置による揺れ吸収機能が低下することが懸念される。 By the way, when the shaking of the ceiling beam occurs in the out-of-plane direction, the regulating member tries to move in the out-of-plane direction together with the ceiling beam, whereas the movement of the regulating member in the out-of-plane direction is restricted by the damping frame. For this reason, an external force in the out-of-plane direction acts on the regulating member from the damping frame. In this case, the regulating member may be damaged by the external force of the regulating member. When the regulating member is damaged, when the ceiling beam is shaken in the out-of-plane direction, the damper device is shaken (swinged) with respect to the ceiling beam, and the vibration absorbing function by the vibration damping device may be reduced due to this. Concerned.
また、天井梁に面外方向の揺れが生じることにより、規制部材に対して制振フレームより面外方向の多大な力が作用すると、規制部材の面内方向への移動に際し規制部材と制振フレームとの間には大きな摩擦力が発生する。そのため、この場合においても規制部材の面内方向への移動が妨げられ、その結果制振装置による揺れ吸収機能が低下することが考えられる。 In addition, when the ceiling beam is shaken in the out-of-plane direction and a large force is applied to the regulating member in the out-of-plane direction from the damping frame, the regulating member and the damping member are moved when the regulating member moves in the in-plane direction. A large frictional force is generated between the frame. Therefore, even in this case, it is conceivable that the movement of the regulating member in the in-plane direction is hindered, and as a result, the vibration absorbing function by the vibration damping device is lowered.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、制振装置による揺れ吸収機能の低下を抑制することができる建物の制振構造を提供することを主たる目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a main objective to provide the damping structure of a building which can suppress the fall of the vibration absorption function by a damping device.
上記課題を解決すべく、第1の発明の建物の制振構造は、一対の柱とその両柱間に架設される上梁とを有してなる躯体を備え、前記上梁に生じる揺れを低減させる制振装置が設けられた建物の制振構造であって、前記制振装置は、前記上梁とその下方の下構造部との間において下端部が前記下構造部に連結され、上端部が前記上梁から離間された状態で設けられる制振フレームと、前記制振フレームに一端が連結され、前記上梁の長手方向に延びる向きの面内方向を伸縮方向として振動エネルギを吸収するダンパ装置と、を備え、前記上梁には、当該上梁が前記制振フレームの上端部に対し当該上梁の長手方向に交差する向きの面外方向に移動するのを規制する規制部材が固定され、前記制振フレームは、前記面内方向には揺動不能とされ、かつ前記面外方向には揺動可能とされていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a vibration damping structure for a building according to a first aspect of the present invention includes a housing having a pair of columns and an upper beam installed between the two columns, and the vibration generated in the upper beam is suppressed. A vibration damping structure of a building provided with a vibration damping device to reduce, wherein the vibration damping device has a lower end connected to the lower structure portion between the upper beam and a lower structure portion below the upper beam, and an upper end A vibration damping frame provided in a state where the portion is separated from the upper beam, and one end connected to the vibration suppression frame, absorbs vibration energy with an in-plane direction extending in the longitudinal direction of the upper beam as an expansion / contraction direction A damper device, and the upper beam has a regulating member that regulates movement of the upper beam in an out-of-plane direction in a direction intersecting a longitudinal direction of the upper beam with respect to an upper end portion of the vibration suppression frame. Fixed, the vibration control frame is not swingable in the in-plane direction, One on the out-of-plane direction is characterized in that it is swingable.
本発明によれば、上梁に固定された規制部材により制振フレームの上端部に対する上梁の面外方向への移動が規制されている。そして、制振フレームが面外方向へ揺動可能とされているため、上梁に面外方向への揺れが生じて規制部材が上梁とともに同方向に揺れ動く場合には、制振フレームを規制部材の揺れに追従させて面外方向に揺動させることができる。この場合、規制部材に対して作用する面外方向の過大な外力を抑制することができるため、その外力に起因して規制部材が破損したり規制部材と制振フレームとの間に過大な摩擦力が生じたりすることに起因する制振装置の揺れ吸収機能の低下を抑制することができる。 According to the present invention, the movement of the upper beam in the out-of-plane direction with respect to the upper end portion of the vibration control frame is restricted by the restriction member fixed to the upper beam. And since the vibration control frame can swing in the out-of-plane direction, the vibration control frame is controlled if the upper beam is shaken in the out-of-plane direction and the restricting member swings in the same direction with the upper beam. It can be swung in the out-of-plane direction by following the swing of the member. In this case, since the excessive external force acting on the regulating member in the out-of-plane direction can be suppressed, the regulating member is damaged due to the external force or excessive friction is generated between the regulating member and the damping frame. It is possible to suppress a decrease in the vibration absorbing function of the vibration damping device due to the generation of force.
また、制振フレームは、面内方向へは揺動不能とされているため、制振装置の揺れ吸収機能の低下を抑制しつつ、面内方向の制振機能については維持することができる。 In addition, since the vibration control frame cannot swing in the in-plane direction, the vibration control function in the in-plane direction can be maintained while suppressing a decrease in the vibration absorbing function of the vibration control device.
第2の発明の建物の制振構造は、第1の発明において、前記制振フレームには、前記面内方向には揺動不能としかつ前記面外方向には揺動可能とするピン接合部が設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the vibration damping structure of the first aspect of the invention, wherein the vibration damping frame has a pin joint portion that cannot swing in the in-plane direction and can swing in the out-of-plane direction. Is provided.
本発明によれば、制振フレームがピン接合部を支点として面内方向には回動不能とされ、かつ面外方向には回動可能とされることで、制振フレームが面内方向には揺動不能とされかつ面外方向には揺動可能とされている。この場合、制振フレームを面内方向には揺動不能とし面外方向には揺動可能とするに際し実用上好ましい構成といえる。 According to the present invention, the vibration control frame is made non-rotatable in the in-plane direction with the pin joint as a fulcrum, and is made rotatable in the out-of-plane direction, so that the vibration suppression frame is in the in-plane direction. Is unable to swing and can swing in the out-of-plane direction. In this case, it can be said that it is a practically preferable configuration when the vibration control frame cannot swing in the in-plane direction and can swing in the out-of-plane direction.
第3の発明の建物の制振構造は、第2の発明において、前記ピン接合部は、前記面内方向に延びる回動軸を有し、前記制振フレームは、前記回動軸を中心として回動可能に構成されていることを特徴とする。 In a building damping structure according to a third invention, in the second invention, the pin joint portion has a pivot shaft extending in the in-plane direction, and the damping frame is centered on the pivot shaft. It is configured to be rotatable.
本発明によれば、制振フレームがピン接合部の有する回動軸を中心として回動可能とされているため、その回動によって制振フレームを面外方向に円滑に揺動させることができる。そのため、上梁に面外方向への揺れが生じて規制部材が上梁とともに同方向へ揺れ動く場合には、制振フレームを規制部材の揺れに円滑に追従させ揺動させることができる。これにより、制振フレームより規制部材に作用する面外方向の過大な外力をより一層軽減させることができるため、その外力に起因して規制部材が破損したり、規制部材と制振フレームとの間に過大な摩擦力が生じたりすることをより一層抑制することができる。よって、この場合制振装置による揺れ吸収機能の低下をより一層抑制することができる。 According to the present invention, since the damping frame can be rotated around the rotation axis of the pin joint, the damping frame can be smoothly swung in the out-of-plane direction. . Therefore, when the upper beam is swayed in the out-of-plane direction and the regulating member is swayed in the same direction together with the upper beam, the vibration control frame can smoothly follow the swaying of the regulating member and can be swung. As a result, excessive external force in the out-of-plane direction acting on the regulating member than the damping frame can be further reduced, so that the regulating member is damaged due to the external force, or the regulating member and the damping frame It is possible to further suppress the occurrence of excessive frictional force in the meantime. Therefore, in this case, it is possible to further suppress the deterioration of the vibration absorbing function by the vibration damping device.
第4の発明の建物の制振構造は、第2の発明において、前記制振フレームの下端部には、エンドプレートが固定されており、前記エンドプレートは、前記下構造部上において前記面内方向に沿って一列に配置された複数の締結部材により前記下構造部に連結されており、その連結部により前記ピン接合部が構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the vibration damping structure for a building according to the second aspect, wherein an end plate is fixed to a lower end portion of the vibration damping frame, and the end plate is disposed on the lower structure portion in the plane. A plurality of fastening members arranged in a line along the direction are connected to the lower structure part, and the pin joint part is configured by the connection part.
本発明によれば、制振フレームの下端部に固定されたエンドプレートが面内方向に沿って一列に配置された複数の締結部材(例えばボルトやナット等)により下構造部に固定されているため、エンドプレートの固定度が制振フレームに対する面外方向への外力に対しては小さいものとなっている。その一方で、締結部材が面内方向に複数配置されているため、エンドプレートの固定度は制振フレームに対する面内方向への外力に対しては大きいものとなっている。つまり、この場合制振フレームが面内方向には回動不能(ひいては揺動不能)とされ、かつ面外方向には回動可能(ひいては揺動可能)とされており、第2の発明におけるピン接合部を簡易に構成することができる。 According to the present invention, the end plate fixed to the lower end portion of the vibration suppression frame is fixed to the lower structure portion by the plurality of fastening members (for example, bolts and nuts) arranged in a line along the in-plane direction. Therefore, the degree of fixing of the end plate is small with respect to the external force in the out-of-plane direction with respect to the vibration suppression frame. On the other hand, since a plurality of fastening members are arranged in the in-plane direction, the fixing degree of the end plate is large with respect to the external force in the in-plane direction with respect to the vibration suppression frame. In other words, in this case, the damping frame is not rotatable in the in-plane direction (and hence cannot be swung), and can be turned in the out-of-plane direction (and thus can be swung). A pin junction part can be constituted simply.
第5の発明の建物の制振構造は、第2又は第4の発明において、前記制振フレームの下端部には、エンドプレートが固定されており、前記面外方向における幅寸法が前記エンドプレートよりも短い幅狭の中間プレートを、前記エンドプレートと前記下構造部との間に介在させた状態で前記エンドプレートが前記下構造部に連結されており、その連結部により前記ピン接合部が構成されていることを特徴とする。 The vibration damping structure for a building of a fifth invention is the vibration damping structure of the second or fourth invention, wherein an end plate is fixed to a lower end portion of the damping frame, and a width dimension in the out-of-plane direction is the end plate. The end plate is connected to the lower structure portion with a shorter narrow intermediate plate interposed between the end plate and the lower structure portion, and the pin joint portion is connected by the connection portion. It is configured.
本発明によれば、制振フレームの下端部に固定されたエンドプレートと下構造部との間に中間プレートが介在された状態で、エンドプレートと下構造部とが連結されている。ここで、中間プレートは、エンドプレートよりも面外方向における幅寸法が短くなっているため、制振フレームは中間プレートを支点として面外方向に回動可能とされている。この場合、エンドプレートと下構造部との間に中間プレートを介在させるだけで比較的簡易に第2の発明におけるピン接合部を構成することができる。 According to the present invention, the end plate and the lower structure portion are connected with the intermediate plate interposed between the end plate fixed to the lower end portion of the vibration control frame and the lower structure portion. Here, since the intermediate plate has a width dimension in the out-of-plane direction shorter than that of the end plate, the damping frame can be rotated in the out-of-plane direction with the intermediate plate as a fulcrum. In this case, the pin joint portion according to the second aspect of the invention can be configured relatively simply by simply interposing the intermediate plate between the end plate and the lower structure portion.
第6の発明の建物の制振構造は、第1乃至第5のいずれかの発明において、前記制振フレームは、前記面外方向の曲げ剛性が前記面内方向の曲げ剛性よりも小さくなっており、前記面内方向にはたわみが許容されず前記面外方向にはたわみが許容されることにより、前記面内方向には揺動不能とされかつ前記面外方向には揺動可能とされていることを特徴とする。 In the building vibration damping structure according to a sixth aspect of the present invention, in the first to fifth aspects of the invention, the vibration damping frame has a bending rigidity in the out-of-plane direction smaller than a bending rigidity in the in-plane direction. In addition, the deflection in the in-plane direction is not allowed and the deflection in the out-of-plane direction is allowed, so that the in-plane direction cannot be swung and the out-of-plane direction can be swung. It is characterized by.
本発明によれば、制振フレームについて面内方向へのたわみが許容されずかつ面外方向へのたわみが許容されているため、制振フレームは面外方向へたわむことで面外方向には揺動可能とされている一方面内方向へはたわみが生じないため面内方向への揺動は不能とされている。この場合、制振フレームにピン接合部を設ける構成とは異なり、制振フレームに別途部材を設けることなく簡易な構成で上記第1の発明の効果を得ることができる。 According to the present invention, the vibration suppressing frame is not allowed to bend in the in-plane direction and is not allowed to be bent in the out-of-plane direction. Since there is no deflection in the in-plane direction, which is allowed to swing, it is impossible to swing in the in-plane direction. In this case, unlike the configuration in which the pin joint portion is provided on the vibration suppression frame, the effect of the first invention can be obtained with a simple configuration without providing a separate member on the vibration suppression frame.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、複数の建物ユニットが結合されてなるユニット式建物について具体化している。まず、建物ユニットの構成について図5を参照しつつ説明する。図5は建物ユニット10の構成を示す斜視図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a unit building in which a plurality of building units are combined is embodied. First, the structure of a building unit will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the
図5に示すように、建物ユニット10において、その四隅には柱11が配され、各柱11の上端部及び下端部がそれぞれ4本の天井大梁12、床大梁13により連結されている。そして、それら柱11、天井大梁12及び床大梁13により直方体状の骨格(フレーム)が形成されている。柱11は四角筒状の角形鋼よりなる。また、天井大梁12及び床大梁13は断面コ字状の溝形鋼よりなり、その開口部が向き合うようにして設置されている。
As shown in FIG. 5, in the
平面視で建物ユニット10の長辺部の相対する天井大梁12の間には、所定間隔で複数の天井小梁15が架け渡されている。同じく平面視で建物ユニット10の長辺部の相対する床大梁13の間には、所定間隔で複数の床小梁16が架け渡されている。天井小梁15と床小梁16とはそれぞれ同間隔でかつ各々上下に対応する位置に互いに平行に設けられている。
A plurality of ceiling beams 15 are bridged at predetermined intervals between the large ceiling beams 12 on the long sides of the
建物ユニット10において隣り合う柱11の間の中間位置には、それら両柱11間に架設される天井大梁12の床大梁13に対する相対的な揺れを抑制する制振装置20が設けられている。ここでは、この制振装置20の構成について図1及び図2を参照しつつ説明する。なお、図1は制振装置20周辺の構成を建物ユニット10の内側から見た図であり、図2は規制部材周辺の構成を示す縦断面図である。なお、図2は図1のA−A線断面図である。
A
図1に示すように、制振装置20は、制振フレーム21と、ダンパ装置22とを備えている。制振フレーム21は、床大梁13に対して略垂直に延びる縦フレーム材25と、この縦フレーム材25に対して斜めに設けられる斜めフレーム材26とを備えている。縦フレーム材25は、その上端部が天井大梁12と離間された状態で下端部が床大梁13に連結されている。斜めフレーム材26は、縦フレーム材25と床大梁13との間に斜めに配されて同縦フレーム材25の上端部付近と床大梁13とを連結している。この場合、縦フレーム材25と斜めフレーム材26との組み合わせで制振フレーム21が構成されることで、同フレーム21において天井大梁12の長手方向における剛性が高められている。また、制振フレーム21は、その上端部と天井大梁12との間に所定の隙間が形成された状態で、その下端部が床大梁13に連結されていることから、制振フレーム21に対して天井大梁12が相対移動可能となっている。
As shown in FIG. 1, the
天井大梁12には下方に延びる向きでブラケット28が固定されており、制振フレーム21の上端部とブラケット28との間にダンパ装置22が設けられている。ダンパ装置22は、シリンダ22aと、少なくとも一部がシリンダ22a内で摺動するロッド22bとを有してなる油圧式のダンパである。ダンパ装置22は、天井大梁12の下方にて同天井大梁12と平行となる向きで設けられており、シリンダ22aが縦フレーム材25の上端部付近に連結されるとともにロッド22bがブラケット28を介して天井大梁12に連結されている。ダンパ装置22は、ロッド22bがシリンダ22a内にて摺動することにより天井大梁12の長手方向(以下、面内方向という)に伸縮可能となっており、このダンパ装置22の伸縮によって天井大梁12の同方向への揺れが抑制されるようになっている。
A
ダンパ装置22によって揺れが吸収される場合には、制振フレーム21がそのダンパ装置22からの反力を受ける。それでも、前述したように制振フレーム21には天井大梁12の長手方向(ダンパ装置22の伸縮方向)について高剛性が確保されているため、ダンパ装置22からの反力に抵抗して制振フレーム21の変形が抑制される。これによって、ダンパ装置22による揺れ吸収を好適に行えるようになっている。
When the vibration is absorbed by the
天井大梁12には、制振フレーム21の縦フレーム材25の上端位置に合わせて規制部材31が設けられている。図2に示すように、規制部材31は、断面略コ字状の鋼板からなるものであり、天井大梁12の下面に固定された固定板部31aと、天井大梁12と直交する方向における固定板部31aの両端部より下方に延びる一対の規制板部31bとを備えている。規制部材31のコ字状溝には縦フレーム材25の上端部が配設されており、これにより制振フレーム21(縦フレーム材25)の上端部に対して規制部材31が、ひいては規制部材31が固定された天井大梁12が制振フレーム21の上端部に対し当該天井大梁12を含む水平面内であってかつ当該天井大梁12の長手方向と交差する方向(以下、面外方向という)に移動するのが規制されている。したがって、ここでは縦フレーム材25の上端部付近に位置する同縦フレーム材25とダンパ装置22との連結部に対して天井大梁12が面外方向に相対移動するのが規制されており、そのため天井大梁12に面外方向への揺れが生じても縦フレーム材25と天井大梁12とを連結しているダンパ装置22に曲げ等の変形が生じるのが抑制されている。
The
なお、規制部材31の規制板部31bと縦フレーム材25との間には、クッション材等からなる緩衝材32が設けられ、この緩衝材32により規制部材31と縦フレーム材25との衝突が緩和されている。
A cushioning
図1の説明に戻り、床大梁13はアンカーボルト34により基礎18に対して固定されている。床大梁13の内側には、制振フレーム21の下端部(縦フレーム材25及び斜めフレーム材26の下端部)に相当する位置に梁内ブラケット35が一体に設けられており、床大梁13の下側フランジ部を挟んで梁内ブラケット35と基礎18とがアンカーボルト34により連結されている。また、床大梁13と基礎18との間にはスペーサ36が介在されており、このスペーサ36にはアンカーボルト34が貫通されている。なお、制振フレーム21と床大梁13との連結構造の詳細については後述する。
Returning to the description of FIG. 1, the
ところで、地震等により天井大梁12に面外方向への揺れが生じる場合には、天井大梁12とともに規制部材31が面外方向に変位しようとするのに対し、面外方向への規制部材31の移動が制振フレーム21により規制されるため、規制部材31には制振フレーム21より面外方向への外力が作用する。この場合、その外力に起因して規制部材31が破損するおそれがある。そして、規制部材31が破損すると天井大梁12に面外方向の揺れが生じる場合に、天井大梁12に対するダンパ装置22の揺れ(首振り)が生じ、それに起因して制振装置20による揺れ吸収機能が低下することが懸念される。
By the way, when the
そこで、本実施形態では、制振フレーム21を面内方向には揺動不能としかつ面外方向には揺動可能としている。この場合、天井大梁12に面外方向への揺れが生じて規制部材31が天井大梁12とともに同方向に揺れる際には、制振フレーム21をその規制部材31の揺れに追従させて面外方向へ揺動させることができる。そのため、制振フレーム21より規制部材31に作用する面外方向の過大な力を抑制することができ、その結果その外力に起因して規制部材31が破損したり規制部材31と制振フレーム21との間に過大な摩擦力が生じたりすることに起因する制振装置20の揺れ吸収機能の低下を抑制することができる。本実施形態は、その点に特徴を有しており、以下その詳細について図3及び図4を参照しつつ説明する。なお、図3は制振フレーム21と床大梁13との連結部周辺を示す縦断面図であり、図4は制振フレーム21の断面形状を示す図である。
Therefore, in the present embodiment, the damping
図3に示すように、制振フレーム21の各フレーム材25,26の下端部はそれぞれ連結部材40を介して床大梁13に連結されている。連結部材40は、フレーム材25,26の下端部に固定されたフレーム側連結部41と、床大梁13に固定された梁側連結部42と、これら各連結部41,42同士を回動可能に連結する連結ピン43とを有する。梁側連結部42は、床大梁13の上面に当接された当接部42aが床大梁13の上側フランジを挟んだ状態で梁内ブラケット35にボルト等で固定されている。
As shown in FIG. 3, the lower ends of the
連結ピン43は面内方向に延びており、連結ピン43を回動軸としてフレーム材25,26(ひいては制振フレーム21)が面外方向に回動可能とされている。そして、この回動により制振フレーム21は、面外方向に揺動可能とされている。具体的には、制振フレーム21は、その上端側が床大梁13との連結部に対し面外方向に揺動可能とされている。また、その一方で制振フレーム21は、面内方向へは回動不能とされるため、結果として同方向へは揺動不能とされている。
The
図4に示すように、制振フレーム21の縦フレーム材25及び斜めフレーム材26は、ともに同一の断面形状を有する四角筒状の角形鋼からなる。各フレーム材25,26は、面内方向における長さ寸法L1に対して面外方向における長さ寸法L2が小さく設定されており、具体的には略半分の大きさに設定されている。本実施形態ではL1が100mm、L2が50mmに設定されており、また板厚tが4.5mmとなっている。この場合、各フレーム材25,26において面内方向の断面2次モーメントI1が147cm^4となるのに対し面外方向の断面2次モーメントI2が49cm^4となる。したがって、I2(面外方向)がI1(面内方向)の約1/3となる。そのため、本実施形態の制振フレーム21は、面外方向の曲げ剛性が面内方向の曲げ剛性よりも小さくなっており、それ故面内方向においてはたわみにくくなっている一方、面外方向においてはたわみ易くなっている。
As shown in FIG. 4, the
次に、本制振装置20の作用について説明する。
Next, the operation of the
地震等により天井大梁12に面外方向への揺れが生じた場合には、天井大梁12に固定された規制部材31が天井大梁12とともに同方向に揺れ動く。そして、規制部材31の内側には制振フレーム21の上端部が配設されているため、規制部材31の揺れに追従して制振フレーム21(詳細にはその上端側)が面外方向に揺動する。この制振フレーム21の揺動は、制振フレーム21が連結部材40の連結ピン43を回動中心として回動することにより行われるとともに、制振フレーム21が面外方向にたわむことにより行われる。この場合、制振フレーム21より規制部材31に作用する外力が抑制されるため、その外力により規制部材31が破損するのを抑制できる。
When an out-of-plane swing occurs in the
その一方で制振フレーム21は、面内方向へ回動不能とされているとともに面内方向においてたわみにくくなっているため、天井大梁12に面内方向への揺れが生じた場合には同方向への揺動が抑制される。そのため、制振フレーム21はダンパ装置22により面内方向(すなわちダンパ装置22の伸縮方向)への荷重を受けてもその荷重による変形が抑制されるため、ダンパ装置22による面内方向の振動吸収については維持することができる。
On the other hand, since the
以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。 As mentioned above, according to the structure of this embodiment explained in full detail, the following outstanding effects are acquired.
制振フレーム21を、面内方向には揺動不能とし、かつ面外方向には揺動可能とした。この場合、天井大梁12に面外方向への揺れが生じて規制部材31が天井大梁12とともに同方向に揺れる場合には、制振フレーム21を規制部材31の揺れに追従させて面外方向に揺動させることができる。この場合、規制部材31に対して作用する面外方向の過大な外力を抑制することができるため、その外力に起因して規制部材31が破損したり規制部材31と制振フレーム21との間に過大な摩擦力が生じたりすることに起因する制振装置20の揺れ吸収機能の低下を抑制することができる。また、制振フレーム21は、面内方向へは揺動不能とされているため、制振装置20の揺れ吸収機能の低下を抑制しつつ、面内方向の制振機能については維持することができる。
The
さらに、規制部材31を介して天井大梁12等に伝達される外力についても軽減させることができるため、その伝達される外力により天井大梁12等が損傷するのを抑制できる利点もある。
Furthermore, since the external force transmitted to the
制振フレーム21に、面内方向には揺動不能としかつ面外方向には揺動可能とするピン接合部としての連結部材40を設けた。この場合、制振フレーム21が、ピン接合部を支点として面内方向には回動不能とされかつ面外方向には回動可能とされることで、制振フレーム21が面内方向には揺動不能とされかつ面外方向には揺動可能とされる。よって、制振フレーム21を面内方向には揺動不能としかつ面外方向には揺動可能とするに際し実用上好ましい構成といえる。
The damping
連結部材40に面内方向に延びる連結ピン43を備え、制振フレーム21を、その連結ピン43を回動中心として回動可能に構成した。この場合、制振フレーム21が連結ピン43を回動中心として回動することにより、制振フレーム21を面外方向に円滑に揺動させることができるため、天井大梁12に面外方向への揺れが生じて規制部材31が天井大梁12とともに同方向へ揺れ動く場合には、制振フレーム21を規制部材31の揺れに円滑に追従させ揺動させることができる。これにより、制振フレーム21より規制部材31に作用する面外方向の過大な外力をより一層軽減させることができるため、その外力に起因して規制部材31が破損したり、規制部材31と制振フレーム21との間に過大な摩擦力が生じたりすることをより一層抑制することができる。よって、この場合制振装置20による揺れ吸収機能の低下をより一層抑制することができる。
The
制振フレーム21において面外方向の曲げ剛性を面内方向の曲げ剛性よりも小さくすることで、制振フレーム21について面内方向へのたわみを許容せず面外方向へのたわみを許容することとした。そして、かかる構成により制振フレーム21を面内方向には揺動不能としかつ面外方向には揺動可能とした。この場合、制振フレーム21が面外方向へたわむことで同フレーム21が面外方向に揺動可能とされている一方面内方向へはたわみが生じないため面内方向への揺動は不能とされている。この場合、制振フレーム21にピン接合部(例えば連結部材40)を設ける構成とは異なり、制振フレーム21に別途部材を設けることなく簡易な構成で制振装置20の揺れ吸収機能の低下を抑制できる。
By making the bending rigidity in the out-of-plane direction smaller than the bending rigidity in the in-plane direction in the damping
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
(1)上記実施形態では、制振フレーム21にピン接合部としての連結部材40を設け、制振フレーム21を連結部材40の連結ピン43を回動中心として回動可能としたが、ピン接合部の構成は必ずしもこれに限定されることはない。例えば、ピン接合部の構成を図6に示す構成としてもよい。図6では、制振フレーム21の各フレーム材25,26の下端部にそれぞれ面内方向に沿って長尺状とされかつ平板状のエンドプレート51が固定されており、そのエンドプレート51が床大梁13の上面に固定されている。具体的には、上下に重ねられたエンドプレート51、床大梁13の上フランジ、梁内ブラケット35(詳細には上板部)には、それらを貫通するボルト孔53が床大梁13の長手方向に沿って所定間隔で複数(図6では2つ)形成されている。そして、これら各ボルト孔53にはそれぞれボルト54が挿通されており、そのボルト54がナット55と締結されることで上記各部材51,13,35が連結されている。なおここで、ボルト54及びナット55が締結部材に相当する。
(1) In the above embodiment, the damping
この場合、エンドプレート51が面内方向に沿って一列に配置された複数のボルト54及びナット55により床大梁13に固定されるため、エンドプレート51の固定度は制振フレーム21に対する面外方向への外力に対しては小さいものとなっている。その一方で、ボルト54及びナット55が面内方向に複数配置されているため、エンドプレート51の固定度は制振フレーム21に対する面内方向への外力に対しては大きいものとなっている。したがって、この場合簡易な構成でピン接合部を構成することができる。
In this case, since the
(2)また、図7に示すように、エンドプレート51と床大梁13の上面との間に面外方向の幅寸法がエンドプレート51よりも短い幅狭の中間プレート58を介在させて、エンドプレート51と床大梁13とを連結し、これによりピン接合部を構成してもよい。なお、図7は、図6の構成においてエンドプレート51と床大梁13との間に中間プレート58を付加した構成となっている。この場合、エンドプレート51が中間プレート58を支点として制振フレーム21に対する面外方向の外力に対し回動可能な状態で設置され、エンドプレート51の固定度が制振フレーム21に対する面外方向への外力に対して小さいものとなっている。この場合、エンドプレート51と床大梁13との間に中間プレート58を介在させるだけで比較的簡易にピン接合部を構成することができる。
(2) Further, as shown in FIG. 7, an
また、エンドプレート51と床大梁13とがそれら各部材13,51の間に中間プレート58を介在させた状態で、面内方向に沿って一列に配置された複数のボルト54及びナット55により連結されているため、かかる連結による固定度低減効果も併せて得ることができる。つまり、この場合固定度をより低減させることで、制振フレーム21を面外方向へ円滑に揺動させる効果が期待できる。したがって、天井大梁12に面外方向の揺れが生じて規制部材31が同方向に揺れ動く場合には、制振フレーム21を規制部材31の揺れに円滑に追従させることができる。そのため、制振フレーム21から規制部材31に作用する力をより一層軽減させることができ、その結果規制部材31が破損するのを抑制する効果を高めることができる。これにより、制振装置20の揺れ吸収機能の低下をより一層抑制することができる。
Further, the
(3)上記実施形態では、制振フレーム21の下端部を連結部材40を介して床大梁13とピン接合するとともに、制振フレーム21における面外方向の曲げ剛性を面内方向の曲げ剛性よりも小さくしたが、前者(ピン接合)及び後者(曲げ剛性)のうちのいずれか一方のみを実施するようにしてもよい。この場合においても、制振フレーム21を面外方向には揺動不可としかつ面外方向には揺動可能とすることができる。
(3) In the above embodiment, the lower end portion of the damping
(4)上記実施形態では、制振フレーム21の各フレーム材25,26を四角筒状の角形剛により構成したが、面外方向の曲げ剛性が面内方向の曲げ剛性よりも小さければ、溝形鋼やH形鋼等その他の断面形状を有するものにより構成してもよい。
(4) In the above embodiment, each of the
(5)上記実施形態では、制振フレーム21全体を面外方向に揺動可能としたが、これに代えて、制振フレーム21の一部を同方向に揺動可能としてもよい。この場合、例えば制振フレーム21の中間部にピン接合部を設けることが考えられる。
(5) In the above embodiment, the entire damping
(6)上記実施形態では、ユニット式建物への適用例を説明したが、鉄骨軸組工法により構築される建物や、在来木造工法により構築される建物等、他の構造の建物にも本発明を適用することができる。例えば鉄骨軸組工法による建物においては、下構造部としての基礎と上梁との間に制振装置が設置され、在来木造工法による建物においては、下構造部としての土台と上梁との間に制振装置が設置される。 (6) In the above embodiment, an example of application to a unit type building has been described. However, the present invention is also applied to buildings having other structures such as a building constructed by a steel frame construction method and a building constructed by a conventional wooden construction method. The invention can be applied. For example, in buildings using the steel frame construction method, a vibration control device is installed between the foundation and the upper beam as the lower structural part. In buildings using the conventional wooden construction method, the foundation and upper beam as the lower structural part are installed. A vibration damping device is installed between them.
10…建物ユニット、11…柱、12…上梁としての天井大梁、13…下構造部としての床大梁、20…制振装置、21…制振フレーム、22…ダンパ装置、40…ピン接合部としての連結部材、43…回動軸としての連結ピン、51…エンドプレート、54…締結部材としてのボルト、58…中間プレート。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制振装置は、
前記上梁とその下方の下構造部との間において下端部が前記下構造部に連結され、上端部が前記上梁から離間された状態で設けられる制振フレームと、
前記制振フレームに一端が連結され、前記上梁の長手方向に延びる向きの面内方向を伸縮方向として振動エネルギを吸収するダンパ装置と、を備え、
前記上梁には、当該上梁が前記制振フレームの上端部に対し当該上梁の長手方向に交差する向きの面外方向に移動するのを規制する規制部材が固定され、
前記制振フレームには、当該制振フレームを前記面内方向には揺動不能とし、かつ前記面外方向には揺動可能とするピン接合部が設けられており、
前記ピン接合部は、前記面内方向に延びる回動軸を有し、
前記制振フレームは、前記回動軸を中心として回動可能に構成されていることを特徴とする建物の制振構造。 A building vibration control structure comprising a housing having a pair of columns and an upper beam laid between the two columns, and provided with a vibration control device that reduces vibration generated in the upper beam,
The vibration damping device
A damping frame provided between the upper beam and a lower structure portion below the upper beam, the lower end portion being connected to the lower structure portion, and an upper end portion being separated from the upper beam,
A damper device that has one end connected to the vibration suppression frame and absorbs vibration energy with an in-plane direction extending in the longitudinal direction of the upper beam as an expansion / contraction direction;
The upper beam is fixed with a regulating member that regulates movement of the upper beam in an out-of-plane direction in a direction intersecting the longitudinal direction of the upper beam with respect to the upper end portion of the vibration suppression frame,
Wherein the damping frame, the damping frame and not allowed to oscillate in the plane direction and the out of plane direction is a pin joint is provided with a swingable,
The pin joint has a rotation shaft extending in the in-plane direction,
The vibration damping structure of a building, wherein the vibration damping frame is configured to be rotatable about the rotation axis .
前記制振装置は、
前記上梁とその下方の下構造部との間において下端部が前記下構造部に連結され、上端部が前記上梁から離間された状態で設けられる制振フレームと、
前記制振フレームに一端が連結され、前記上梁の長手方向に延びる向きの面内方向を伸縮方向として振動エネルギを吸収するダンパ装置と、を備え、
前記上梁には、当該上梁が前記制振フレームの上端部に対し当該上梁の長手方向に交差する向きの面外方向に移動するのを規制する規制部材が固定され、
前記制振フレームには、当該制振フレームを前記面内方向には揺動不能とし、かつ前記面外方向には揺動可能とするピン接合部が設けられており、
前記制振フレームの下端部には、エンドプレートが固定されており、
前記面外方向における幅寸法が前記エンドプレートよりも短い幅狭の中間プレートを、前記エンドプレートと前記下構造部との間に介在させた状態で前記エンドプレートが前記下構造部に連結されており、その連結部により前記ピン接合部が構成されていることを特徴とする建物の制振構造。 A building vibration control structure comprising a housing having a pair of columns and an upper beam laid between the two columns, and provided with a vibration control device that reduces vibration generated in the upper beam,
The vibration damping device
A damping frame provided between the upper beam and a lower structure portion below the upper beam, the lower end portion being connected to the lower structure portion, and an upper end portion being separated from the upper beam,
A damper device that has one end connected to the vibration suppression frame and absorbs vibration energy with an in-plane direction extending in the longitudinal direction of the upper beam as an expansion / contraction direction;
The upper beam is fixed with a regulating member that regulates movement of the upper beam in an out-of-plane direction in a direction intersecting the longitudinal direction of the upper beam with respect to the upper end portion of the vibration suppression frame,
Wherein the damping frame, the damping frame and not allowed to oscillate in the plane direction and the out of plane direction is a pin joint is provided with a swingable,
An end plate is fixed to the lower end of the vibration control frame,
The end plate is connected to the lower structure portion with an intermediate plate having a narrow width in the out-of-plane direction shorter than the end plate interposed between the end plate and the lower structure portion. cage, damping structure for building you characterized in that the pin junction is constituted by the connecting portion.
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