JP6986389B2 - Vibration control building with fail-safe mechanism - Google Patents
Vibration control building with fail-safe mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP6986389B2 JP6986389B2 JP2017164291A JP2017164291A JP6986389B2 JP 6986389 B2 JP6986389 B2 JP 6986389B2 JP 2017164291 A JP2017164291 A JP 2017164291A JP 2017164291 A JP2017164291 A JP 2017164291A JP 6986389 B2 JP6986389 B2 JP 6986389B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brace
- vibration damping
- damper
- building
- mounting portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
本発明は、上部構造体と下部構造体との間に制振装置が設置された柔制振建物(ソフトファーストストーリー建物)を対象としたフェールセーフ機構付き制振建物に関する。 The present invention relates to a vibration damping building with a fail-safe mechanism for a soft vibration damping building (soft first story building) in which a vibration damping device is installed between an upper structure and a lower structure.
建物の耐震性能や制振性能を高めるため、例えば、建物の下部構造と上部構造との間に、免震装置や制振装置が設けられた各種の免震構造や制振構造が提案されている。しかし、このような構成において、想定以上の地震荷重が作用すると、免震装置や制振装置が損傷し、その免震性能を発揮できなくなる場合がある。
これに対し、特許文献1には、下部構造と上部構造との水平方向の相対変位を減衰するダンパー部材を有した制振装置に、下部構造と上部構造とが水平方向に予め定めた寸法以上に相対的に変位するのを抑制する変位抑制部材を備える構成が開示されている。この構成において、変位抑制部材は、下部構造および上部構造の一方に設けられた棒状部材と、下部構造および上部構造の他方に設けられた筒状部材と、を有している。
特許文献1に開示されたような構成においては、想定される最大級の巨大地震や、想定を超える超巨大地震が発生した場合に、棒状部材や筒状部材が塑性変形してしまい、その変位抑制効果が得られず、建物の倒壊・損壊に至る可能性がある。
In order to improve the seismic performance and vibration control performance of a building, for example, various seismic isolation structures and vibration control structures with seismic isolation devices and vibration control devices installed between the lower structure and the superstructure of the building have been proposed. There is. However, in such a configuration, if a seismic load exceeding an assumption is applied, the seismic isolation device and the vibration control device may be damaged and the seismic isolation performance may not be exhibited.
On the other hand, in
In the configuration disclosed in
また、例えば特許文献2には、建物の下部構造に対する上部構造の相対変位を規制するフェールセーフ機構として、下部構造に対する上部構造の相対変位量が過度に大きかった場合に、上部構造に設けられた当接部が当たることで、上部構造の相対変位を規制する変位規制本体部を備える構成が開示されている。
これに対し、特許文献2に開示されたような構成においても、想定される最大級の巨大地震や、想定を超える超巨大地震が発生した場合に、変位規制本体部が塑性変形してしまうと、その変位規制効果が得られず、建物の倒壊・損壊に至る可能性がある。
Further, for example, in Patent Document 2, as a fail-safe mechanism for regulating the relative displacement of the superstructure with respect to the substructure of the building, the superstructure is provided when the relative displacement of the superstructure with respect to the substructure is excessively large. A configuration is disclosed that includes a displacement regulating main body portion that regulates the relative displacement of the superstructure by hitting the contact portion.
On the other hand, even in the configuration disclosed in Patent Document 2, if a large-scale earthquake that is expected to occur or a mega-thrust earthquake that exceeds the assumption occurs, the displacement regulation main body will be plastically deformed. , The displacement regulation effect cannot be obtained, and there is a possibility that the building will collapse or be damaged.
また、特許文献3には、建物の免震層よりも上方に設けられた上部構造体の水平方向への過大変形を防止するため、上部構造体から水平方向に離間した位置に、上部構造体の水平方向の移動を規制するためのアウトリガーフレームを備える構成が開示されている。
特許文献3に開示されたような構成では、建物とは別に、アウトリガーフレームを設けなければならず、非常に大がかりな構成となるうえ、アウトリガーフレームを設けるためのスペースも必要となる。したがって、このようなアウトリガーフレームを設けることは、現実的には、困難である場合が多い。
Further, in Patent Document 3, in order to prevent excessive deformation of the superstructure provided above the seismic isolation layer of the building in the horizontal direction, the superstructure is located at a position horizontally separated from the superstructure. A configuration is disclosed that includes an out-trigger frame for restricting the horizontal movement of the.
In the configuration disclosed in Patent Document 3, an outrigger frame must be provided separately from the building, which is a very large-scale configuration and requires a space for providing the outrigger frame. Therefore, it is often difficult in reality to provide such an outrigger frame.
本発明が解決しようとする課題は、想定される最大級の巨大地震や、想定を超える超巨大地震が発生した場合でも、建物の倒壊・崩壊を抑制し、人命を保護できるような汎用性が高いフェールセーフシステムを備えたフェールセーフ機構付き制振建物を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is versatility that can suppress the collapse and collapse of buildings and protect human lives even in the event of the largest possible earthquake or a huge earthquake that exceeds expectations. To provide a damping building with a fail-safe mechanism with a high fail-safe system.
本発明者らは、上部構造体と下部構造体との間に制振装置が設置された柔制振建物(ソフトファーストストーリー建物)のフェールセーフ機構として、巨大変位が作用した際には、下部構造体に接合されたブレースに取り付けられたダンパー取付部と、上部構造体に取り付けられた係止部とを幾何学的に当接させることで、上部構造体と下部構造体との間に、係止部と、ダンパー取付部、及びブレースとで構成されるせん断抵抗部材を形成させて、柔制振建物の一部が耐震構造に変更されるために、上部構造体に生じる巨大変位を抑制できる点に着眼して、本発明に至った。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のフェールセーフ機構付き制振建物は、建物の上部構造体と下部構造体の間に制振装置が設置されたフェールセーフ機構付き制振建物であって、前記フェールセーフ機構は、前記下部構造体に取り付けられるブレースと、当該ブレースに取り付けられる制振装置取付部と、前記制振装置と、前記上部構造体に取り付けられる係止部と、を備えて構成されており、前記下部構造体に対する前記上部構造体の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超える場合には、前記係止部に前記制振装置取付部の一部が当接して前記上部構造体の相対変位を前記ブレースが抑制することを特徴とする。
具体的には、例えば、制振装置は、上部構造体と下部構造体の間の集中制振層に設置され、フェールセーフ機構を構成するブレースは、下部構造体の上部に設置される集中制振層を構成する柱梁架構内に位置するように下部構造体に設置されるとともに、係止部は、上部構造体の下部に設置される集中制振層を構成する柱梁架構内に位置するように上部構造体に設置される。
このような構成によれば、地震発生時には、上部構造体に水平変位が生じると、下部構造体に取り付けられるブレースと、ブレースに取り付けられた制振装置取付部を介して設けられた制振装置によって、建物に作用した地震エネルギーが吸収されて、変位が抑制される。したがって、下部構造体に対する上部構造体の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量より小さい場合には、上部構造体に生じる水平変位が制振装置の減衰力で吸収されて、下部構造体と上部構造体との間の相対変位が低減される。しかしながら、下部構造体に対する上部構造体の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超えた場合、係止部に制振装置取付部の一部が当接して上部構造体の相対変位をブレースが抑制する。これにより、想定される最大級の巨大地震や、想定を超える超巨大地震が発生した場合であっても、建物の倒壊・崩壊を抑制し、人命を保護できるような汎用性が高いフェールセーフシステムを備えたフェールセーフ機構付き制振建物が提供できる。
As a fail-safe mechanism of a soft vibration damping building (soft first story building) in which a vibration damping device is installed between the upper structure and the lower structure, the present inventors, when a huge displacement acts, the lower part. By geometrically abutting the damper mounting portion attached to the brace joined to the structure and the locking portion attached to the superstructure, between the superstructure and the substructure, By forming a shear resistance member consisting of a locking part, a damper mounting part, and a brace, a part of the flexible vibration control building is changed to a seismic structure, which suppresses the huge displacement that occurs in the superstructure. Focusing on what can be done, the present invention was reached.
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the vibration damping building with a fail-safe mechanism of the present invention is a vibration-damping building with a fail-safe mechanism in which a vibration damping device is installed between the upper structure and the lower structure of the building. The lower part includes a brace attached to the lower structure, a vibration damping device mounting portion attached to the brace, a vibration damping device, and a locking portion attached to the upper structure. When the relative displacement of the superstructure with respect to the structure exceeds the relative displacement amount within a preset allowable range, a part of the vibration damping device mounting portion abuts on the locking portion of the superstructure. The brace suppresses the relative displacement.
Specifically, for example, the vibration damping device is installed in the centralized vibration damping layer between the upper structure and the lower structure, and the brace constituting the fail-safe mechanism is installed in the upper part of the lower structure. It is installed in the lower structure so that it is located in the beam structure that constitutes the vibration layer, and the locking part is located in the beam structure that constitutes the centralized vibration damping layer that is installed in the lower part of the upper structure. It is installed in the superstructure so that it does.
According to such a configuration, when a horizontal displacement occurs in the upper structure at the time of an earthquake, a brace attached to the lower structure and a vibration damping device provided via a vibration damping device mounting portion attached to the brace. As a result, the seismic energy acting on the building is absorbed and the displacement is suppressed. Therefore, when the relative displacement of the upper structure with respect to the lower structure is smaller than the relative displacement amount within the preset allowable range, the horizontal displacement generated in the upper structure is absorbed by the damping force of the vibration damping device, and the lower structure is used. The relative displacement between the body and the superstructure is reduced. However, when the relative displacement of the upper structure with respect to the lower structure exceeds the relative displacement amount within the preset allowable range, a part of the vibration damping device mounting portion abuts on the locking portion and the relative displacement of the upper structure. Is suppressed by the brace. This is a highly versatile fail-safe system that can prevent the collapse and collapse of buildings and protect human lives even in the event of the largest possible earthquake or a huge earthquake that exceeds expectations. A vibration-damping building with a fail-safe mechanism can be provided.
本発明の一態様においては、本発明のフェールセーフ機構付き制振建物では、前記制振装置取付部には、前記上部構造体より下方に突出する垂設鋼板を挟み込むように、面外移動拘束材が設置されている。
具体的には、例えば、垂設鋼板は、集中制振層を構成する柱梁架構の梁部材を含む上部構造体から下方に突出するように設置される。
このような構成によれば、前述の作用効果に加えて、上部構造体と下部構造体の間の、ブレースが設けられた構造体において、当該構造体の柱梁架構にブレースを介して設けられた制振装置取付部が面外方向に移動しようとしたときに、面外移動拘束材が垂設鋼板に干渉し、面外方向への移動が拘束される。これにより、制振装置取付部の面外方向への過度な変形を抑えることができる。したがって、地震荷重に対する建物の構造安全性能を高めることができる。
In one aspect of the present invention, in the vibration damping building with a fail-safe mechanism of the present invention, the out-of-plane movement restraint is performed so as to sandwich a hanging steel plate projecting downward from the superstructure in the vibration damping device mounting portion. The material is installed.
Specifically, for example, the suspended steel plate is installed so as to project downward from the superstructure including the beam member of the column-beam frame constituting the centralized vibration damping layer.
According to such a configuration, in addition to the above-mentioned effects, in a structure provided with a brace between the upper structure and the lower structure, the column beam frame of the structure is provided via the brace. When the vibration damping device mounting portion tries to move in the out-of-plane direction, the out-of-plane movement restraining material interferes with the hanging steel plate, and the movement in the out-of-plane direction is restricted. As a result, it is possible to suppress excessive deformation of the vibration damping device mounting portion in the out-of-plane direction. Therefore, it is possible to improve the structural safety performance of the building against the seismic load.
本発明の一態様においては、本発明のフェールセーフ機構付き制振建物では、前記ブレースの高さ方向の中間部には、前記ブレースと交差する方向に中間梁部材が架設されるとともに、前記ブレースと前記中間梁部材との間には、前記ブレースの面外変位を拘束する面外振れ止め部が設置されている。
このような構成によれば、前述の作用効果に加えて、ブレースと交差する中間梁部材との間に設けられた面外振れ止め部によって、ブレースの面外方向への変位が拘束される。これにより、ブレースの面外方向への過度な変形を抑えることができる。したがって、地震荷重に対する建物の構造安全性能を高めることができる。
In one aspect of the present invention, in the vibration damping building with a fail-safe mechanism of the present invention, an intermediate beam member is erected in the intermediate portion in the height direction of the brace in a direction intersecting the brace, and the brace is installed. An out-of-plane steady rest portion for restraining the out-of-plane displacement of the brace is installed between the intermediate beam member and the intermediate beam member.
According to such a configuration, in addition to the above-mentioned action and effect, the displacement of the brace in the out-of-plane direction is restrained by the out-of-plane steady rest portion provided between the brace and the intermediate beam member intersecting with the brace. As a result, excessive deformation of the brace in the out-of-plane direction can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the structural safety performance of the building against the seismic load.
本発明によれば、想定される最大級の巨大地震や、想定を超える超巨大地震が発生した場合でも、建物の倒壊・崩壊を抑制し、人命を保護できるような汎用性が高いフェールセーフシステムを備えたフェールセーフ機構付き制振建物を提供できる。 According to the present invention, a fail-safe system with high versatility that can suppress the collapse and collapse of buildings and protect human lives even in the event of the largest possible earthquake or a huge earthquake that exceeds expectations. We can provide a vibration control building with a fail-safe mechanism.
本発明は、想定を上回る巨大地震に対するフェールセーフ機構付き制振建物として、下部構造体に対する上部構造体の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を上回った際には、下部構造体に接合されたブレースに取り付けられる制振装置取付部と、上部構造体に接合された係止部とを部分的に当接させて、上部構造体と下部構造体との間にブレースを主要なせん断抵抗部材として形成させ、柔制振建物の一部を耐震構造に変更して、上部構造体の相対変位を抑制するものである。
本発明の実施形態では、下部構造体のブレース上部に設置された制振装置取付部の面外移動拘束材と上部構造体に取り付けられた垂設鋼板とを部分的に当接させて、下部構造体と上部構造体との間にせん断抵抗部材を形成させるフェールセーフ機構付き制振建物である(図1〜図6)。また、上記実施形態において、下部構造体のブレースを対象として、当該ブレースの中間高さ位置に中間梁部材を設置し、かつブレースと中間梁部材との間に面外振れ止め部を設けることで、ブレースの面外移動を拘束するフェールセーフ機構付き制振建物である(図7、図8)。この面外振れ止め部の変形例を、図9、図10を用いて説明する。また、その他の変形例として、下部構造体と上部構造体との間に設けるブレースの配置形態について、実施形態では逆V字状に設けられていたが、V字状に配置する点が異なる制振建物を説明する(図11)。
以下、添付図面を参照して、本発明によるフェールセーフ機構付き制振建物を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
The present invention is a vibration damping building with a fail-safe mechanism against a huge earthquake that exceeds expectations, and when the relative displacement of the superstructure with respect to the substructure exceeds the relative displacement amount within the preset allowable range, the substructure The main brace is placed between the upper structure and the lower structure by partially contacting the vibration damping device mounting part attached to the brace joined to the upper structure and the locking part joined to the upper structure. It is formed as a shear resistance member, and a part of the flexible vibration control building is changed to a seismic structure to suppress the relative displacement of the superstructure.
In the embodiment of the present invention, the out-of-plane movement restraining material of the vibration damping device mounting portion installed on the upper part of the brace of the lower structure and the suspended steel plate attached to the upper structure are partially brought into contact with each other to form a lower portion. It is a vibration damping building with a fail-safe mechanism that forms a shear resistance member between the structure and the superstructure (FIGS. 1 to 6). Further, in the above embodiment, for the brace of the lower structure, an intermediate beam member is installed at an intermediate height position of the brace, and an out-of-plane steady rest portion is provided between the brace and the intermediate beam member. , It is a vibration control building with a fail-safe mechanism that restrains the out-of-plane movement of the brace (Figs. 7 and 8). A modified example of this out-of-plane steady rest portion will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Further, as another modification, the brace arrangement form provided between the lower structure and the upper structure is provided in an inverted V shape in the embodiment, but the difference is that the brace is arranged in a V shape. The vibration building will be described (Fig. 11).
Hereinafter, a mode for implementing the vibration control building with a fail-safe mechanism according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施形態の制振建物の構成を示す縦断面図を図1に示す。図1の制振建物において、集中制振層の構成を示す平断面図を図2に示す。
図1に示されるように、制振建物(フェールセーフ機構付き制振建物)1は、下部構造体10と、上部構造体20と、集中制振層30と、を備えている。
下部構造体10は、地盤G中に構築された基礎杭(図示無し)上に支持されている。下部構造体10は、鉄骨鉄筋コンクリート(SRC)造からなる複数本の下部柱11と、互いに隣接する下部柱11どうしの間に架設された下部梁12と、を備えている。
上部構造体20は、下部構造体10上に集中制振層30を介して設けられている。上部構造体20は、上下方向に複数階を有している。上部構造体20は、複数本の柱21と、互いに隣接する柱21の間に架設された梁22と、これら柱21と梁22との間に設けられたブレース23とを備えたブレース構造である。上部構造体20の柱21は、例えばコンクリート充填鋼管(CFT)造であり、梁22およびブレース23は鉄骨造である。
FIG. 1 shows a vertical sectional view showing the configuration of the vibration damping building according to the embodiment of the present invention. In the vibration damping building of FIG. 1, a plan sectional view showing the configuration of the centralized vibration damping layer is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the vibration damping building (vibration damping building with a fail-safe mechanism) 1 includes a
The
The
集中制振層30は、例えば地上1階から3階にわたって設けられている。図1、図2に示されるように、集中制振層30は、柱31と梁32とからなるラーメン構造である。柱31は、下部構造体10の下部柱11および上部構造体20の柱21に連続し、複数階にわたる長柱である。梁32は、集中制振層30の最上部に設けられた梁32Aと、最下部に設けられた梁32Bのみが設けられ、中間階(図1の例では地上2階、3階部分)には設けられていない。これにより、高い剛性を有したブレース構造からなる剛構造の上部構造体20に対し、集中制振層30は、剛性の低い柔構造をなしている。
このような制振建物1は、各階において、下部梁12、梁22、32上に、例えば鉄骨小梁、デッキプレート(何れも図示省略)を設けることで床が形成されている。
The centralized
In such a
集中制振層の柱梁架構に設けられた制振機構の構成を示す正面図を図3に示す。図3の制振機構の要部の構成を示す部分拡大図を図4に示す。
図3に示されるように、集中制振層30は、互いに隣接する柱31,31と、集中制振層30の最上部および最下部に設けられた梁32A,32Bとによって形成される正面視矩形の柱梁架構33内に、制振機構(フェールセーフ機構)40を備えている。制振機構40は、ブレース41,41と、ダンパー取付部(制振装置取付部)42と、ダンパー(制振装置)43と、係止部44と、面外移動拘束材50と、面外振れ止め部60と、を備えている。
ブレース41,41は、柱梁架構33を構成する柱31及び梁32が位置する構面(鉛直面)内に設けられている。ブレース41,41は、例えば逆V字状に設けられ、集中制振層30の上下方向の複数の階層にわたって連続して延びている。各ブレース41は、鉄骨製で、その下端部41aが、柱梁架構33の下方に位置する柱31及び梁32Bに結合されることにより、梁32Bを介して下部構造体10に取り付けられている。これら2本のブレース41,41の上端部41b,41bは、ダンパー取付部42に連結されている。
図4に示されるように、ダンパー取付部42は、ブロック状の本体部42aと、本体部42aの中央部から下方に延び、ブレース41の上端部41bが接続されるブレース接続部42bと、を一体に有している。本体部42aの水平方向両端部には、梁32の中心軸方向Dに対して直交方向に延在するように板状の受け部材42cが一体に設けられている。このようにして、ブレース41の上端部41bに接続されたダンパー取付部42は、その上方の梁32Aとは直接接合されておらず、縁が切られている。地震発生時に、柱梁架構33を構成する上方の梁32Aと下方の梁32Bとが中心軸方向Dに沿って相対変位が生じると、下方の梁32Bと一体に変位するブレース41の上端部41bに接合されたダンパー取付部42は、上方の梁32Aに対して中心軸方向Dに沿った変位が生じる。
FIG. 3 shows a front view showing the configuration of the vibration damping mechanism provided in the column-beam frame of the centralized vibration damping layer. FIG. 4 shows a partially enlarged view showing the configuration of the main part of the vibration damping mechanism of FIG.
As shown in FIG. 3, the centralized
The
As shown in FIG. 4, the
ダンパー43は、ダンパー取付部42の両側に、鉛直方向に複数列、例えば2本ずつが配設されている。柱梁架構33において、ダンパー取付部42に対して梁32の中心軸方向Dに沿って間隔をあけた両側に、それぞれダンパーブラケット45が設けられている。各ダンパーブラケット45は、柱梁架構33の上側の梁32Aから下方に向かって突出して設けられ、ダンパー取付部42の受け部材42cと対向する側に、受け部材45cを有している。ダンパー43は、例えば油圧シリンダー等からなり、その両端部が、ダンパー取付部42の受け部材42cと、ダンパーブラケット45の受け部材45cとに連結されている。このダンパー43は、ブレース41の上端部41bに接合されたダンパー取付部42と、上方の梁32Aに設けられたダンパーブラケット45との、梁32の中心軸方向Dに沿った相対変位を低減する。
A plurality of rows, for example, two
図5に、制振機構を構成するダンパーブラケットと柱との間に設けられた、ダンパーブラケットの水平方向の相対変位を許容する機構を示す、図4のE−E矢視断面図を示す。
ここで、図5に示されるように、ダンパーブラケット45において、柱31の側面31sに対向する側には、梁32の中心軸方向Dに沿って突出するプレート46が設けられている。また、柱31の側面31sには、梁32の中心軸方向Dに沿ってダンパーブラケット45側に向かって突出するプレート36が、プレート46に沿うよう設けられている。これらのプレート36,46には、梁32の中心軸方向Dに連続する長孔36h,46hが上下方向に間隔をあけて複数形成されている。さらに、プレート36には、プレート46に対向する側に、例えばステンレス鋼製のシート37が設けられ、プレート46には、シート37に対向する位置に、ステンレス鋼製のシート47およびテフロン(登録商標)からなる低摩擦材48と、が設けられている。ダンパーブラケット45側のプレート46と、柱31側のプレート36とは、各長孔36h、46hにおいて、ボルト・ナット49によって締結され、長孔36h、46hの中心軸方向Dの長さの範囲内で、中心軸方向Dに沿って相対移動可能に連結されている。
FIG. 5 shows a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 4 showing a mechanism provided between the damper bracket constituting the vibration damping mechanism and the pillar to allow the relative displacement of the damper bracket in the horizontal direction.
Here, as shown in FIG. 5, in the
図3に示されるように、係止部44は、ダンパー取付部42に対し、梁32の中心軸方向Dの両側にそれぞれ所定の間隔をあけて設けられている。係止部44は、柱梁架構33の上方の梁32の下面から下方に突出するよう、梁32の下面に溶接されて設けられることにより、梁32Aを介して上部構造体20に取り付けられている。図4に示されるように、係止部44は、ダンパー取付部42の受け部材42cに対し、中心軸方向Dに沿って間隔をあけて対向する対向面44fを有している。このような係止部44は、地震発生時に、柱梁架構33を構成する上方の梁32Aと下方の梁32Bとが中心軸方向Dに沿って相対変位し、ダンパー取付部42の中心軸方向Dの相対変位量が過度に増加した際には、ダンパー取付部42の受け部材42cの上部の一部が当接する。
As shown in FIG. 3, the locking
このような制振機構40を備えた制振建物1は、地震発生時に、下部構造体10に対して上部構造体20に相対変位が生じると、柱梁架構33を構成する上方の梁32Aが上部構造体20と一体に変位し、下方の梁32Bが下部構造体10と一体に変位する。すると、下方の梁32Bに設けられたブレース41,41およびダンパー取付部42と、上方の梁32Aに設けられたダンパーブラケット45との間には、相対変位が生じる。下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量より小さい場合には、ダンパー取付部42と、柱梁架構33の上方の梁32Aに設けられたダンパーブラケット45との間の相対変位は、ダンパー43により低減される。これにより、制振機構40は、いわゆる制振構造として機能している。
また、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超えた場合、係止部44にダンパー取付部42の一部が当接する。すると、柱梁架構33を構成する上方の梁32Aと下方の梁32Bとの中心軸方向Dに沿った相対変位、すなわち下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位は、下部構造体10と一体化されたブレース41,41によって抑制される。このように、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超えた場合、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位をブレース41がせん断抵抗部材として形成されることで、柔制振構造の一部が耐震構造に変更され、下部構造体の変形が抑制される。
In the
Further, when the relative displacement of the
具体的には、実施例においては、図3、図4に示すように、係止部44とダンパー取付部(制振装置取付部)42との間の水平距離dと、下部構造体と上部構造体との間に設置されるブレースを挟んだ下部構造体の上面から上部構造体の下面までの集中制振層の有効階高hとの間の層間変形角R=d/hが、許容変形角1/75を上回ると、係止部とダンパー取付部との水平距離dがゼロとなり、当接することになる。よって、係止部とダンパー取付部が当接すると、上部構造体に作用する水平荷重は、上部構造体の下端に位置する梁32Aを通り、係止部44、ダンパー取付部42を介してブレース41へと流れ、下部構造体10に伝達されることになる。なお、許容変形角は、建物の形状や集中制振層を挟んだ建物の上下階の水平剛性やせん断耐力等により設定される判定値である。
Specifically, in the embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the horizontal distance d between the locking
図6に、制振機構に設けられた面外移動拘束材の構成を示す、図4のA−A矢視断面図を示す。
図3に示されるように、面外移動拘束材50は、ダンパー取付部42の上面に、梁32の中心軸方向Dに間隔をあけた2個所に設置されている。図4、図6に示されるように、柱梁架構33を構成する上方の梁32Aの下面には、面外移動拘束材50に対向する位置に、垂設鋼板35が設けられている。垂設鋼板35は、上部構造体20より下方に突出するように設けられている。より具体的には、梁32Aの下面から鉛直下方に突出し、梁32の中心軸方向Dに沿って一定長を有して設けられている。面外移動拘束材50は、一対の拘束部材51,51を有している。これら拘束部材51,51は、垂設鋼板35を、梁32の中心軸方向Dに直交する水平方向両側から挟み込むように配置されている。各拘束部材51は、ダンパー取付部42の上面にボルト55により接合されている。
FIG. 6 shows a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4, showing the configuration of the out-of-plane movement restraining material provided in the vibration damping mechanism.
As shown in FIG. 3, the out-of-plane
拘束部材51には、垂設鋼板35と対向する位置に、例えばステンレス鋼からなるシート材52が設けられ、シート材52の表面には、テフロン(登録商標)等の低摩擦材53が設けられている。垂設鋼板35の両面には、各拘束部材51に設けられた低摩擦材53と対向するよう、例えばステンレス鋼からなるスライドシート34が設けられている。スライドシート34は、梁32の中心軸方向Dに沿って延びるよう、帯状に設けられている。このような面外移動拘束材50は、梁32に設けられた垂設鋼板35の両側に一対の拘束部材51,51が位置することで、梁32の中心軸方向Dに交差する方向、すなわち柱梁架構33の構面の面外方向に変位するのを拘束する。また、面外移動拘束材50は、柱梁架構33の梁32に対し、ダンパー取付部42が、梁32の中心軸方向Dに変位するのを許容する。このとき、拘束部材51に設けられた低摩擦材53が、垂設鋼板35に設けられたスライドシート34に摺接することで、ダンパー取付部42の中心軸方向Dへの変位に対する摩擦抵抗を抑えている。
The restraining
ところで、図3に示されるように、集中制振層30において、中間階(例えば2階、3階)を設ける部分においては、互いに隣接する柱31,31の間に、各階の床スラブを支持する中間梁部材39が設けられている。この中間梁部材39は、ブレース41,41の高さ方向の中間部において、ブレース41,41と交差し、梁32と平行に延びている。各中間梁部材39の両端部は、柱31,31に対し、ピン接合されている。また、中間梁部材39は、各ブレース41に対し、梁32の中心軸方向Dに直交する水平方向に間隔をあけて配置されている。
図7(a)は、制振機構に設けられた面外振れ止め部の構成を示す部分拡大正面図である。図7(b)は、図7(a)のF−F矢視断面図、図7(c)は図7(a)のH−H矢視断面図である。面外振れ止め部の構成を示す図であり、図7(a)におけるB−B矢視断面図を図8に示す。
図7、図8に示されるように、面外振れ止め部60は、ブレース41と中間梁部材39との間に、ブレース41の、柱梁架構33(図3参照)の構面に対して交差する方向(図7(a)の紙面に直交する方向、図8の左右方向)の面外変位を拘束するよう設けられている。面外振れ止め部60は、中間梁側プレート61と、ブレース側プレート62と、連結ピン63と、を備える。中間梁側プレート61は、各ブレース41と交差する部分に設けられ、中間梁部材39の上面からブレース41側に延び、水平面内に位置するよう設けられている。中間梁側プレート61の下側には、補強リブ65が中間梁部材39と一体に設けられている。ブレース側プレート62は、ブレース41において中間梁部材39と交差する位置に設けられ、中間梁部材39に対向する側の側面41sから中間梁部材39側に延び、中間梁側プレート61の上面に平行に設けられている。
By the way, as shown in FIG. 3, in the centralized
FIG. 7A is a partially enlarged front view showing the configuration of the out-of-plane steady rest portion provided in the vibration damping mechanism. 7 (b) is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 7 (a), and FIG. 7 (c) is a cross-sectional view taken along the line HF of FIG. 7 (a). It is a figure which shows the structure of the out-of-plane steady rest part, and the cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 7A is shown in FIG.
As shown in FIGS. 7 and 8, the out-of-plane
中間梁側プレート61には、図7に示すように梁32の中心軸方向Dに沿って間隔をあけた複数個所に雌ネジ孔61hが形成されている。また、ブレース側プレート62には、梁32の中心軸方向Dに沿って延びる長孔62hが形成されている。連結ピン63は、その下部が中間梁側プレート61の各雌ネジ孔61hにねじ込まれ、その上部がブレース側プレート62の長孔62h内に位置するよう設けられている。この連結ピン63により、中間梁側プレート61とブレース側プレート62とは、長孔62hの長手方向(梁32の中心軸方向D)に沿った相対変位が許容され、長孔62hの短手方向、すなわち柱梁架構33(図3参照)の構面に対する面外方向への相対変位が拘束されている。また、連結ピン63には、中間梁側プレート61の下側と、ブレース側プレート62の上側に、径方向外側に突出する拡径部64が設けられ、中間梁側プレート61とブレース側プレート62との上下方向への相対移動を拘束している。
As shown in FIG. 7,
上述したような制振建物1によれば、上部構造体20と下部構造体10の間にダンパー43が設置された制振機構40付きの制振建物1であって、制振機構40は、下部構造体10に取り付けられるブレース41と、ブレース41に取り付けられるダンパー取付部42と、ダンパー43と、上部構造体20に取り付けられる係止部44と、を備えて構成されており、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超える場合には、係止部44にダンパー取付部42の一部が当接して上部構造体20の相対変位をブレース41で抑制する。
具体的には、既に説明したように、ダンパー43は、上部構造体20と下部構造体10の間の集中制振層30に設置され、フェールセーフ機構を構成するブレース41は、下部構造体10の上部に設置される集中制振層30を構成する柱梁架構33内に位置するように下部構造体10に設置されるとともに、係止部44は、上部構造体20の下部に設置される集中制振層30を構成する柱梁架構33内に位置するように上部構造体20に設置される。
このような構成によれば、地震発生時に、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が生じると、下部構造体10に取り付けられるブレース41と、ブレース41に取り付けられたダンパー取付部42を介して設けられたダンパー43によって、建物1に作用した地震エネルギーが吸収されて、変位が抑制される。したがって、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量より小さい場合には、上部構造体20に生じる水平変位がダンパー43の減衰力で吸収されて、下部構造体10と上部構造体20との間の相対変位が低減される。しかしながら、下部構造体10に対する上部構造体20の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超えた場合、係止部44にダンパー取付部42の一部が当接することで、上部構造体20の相対変位を下部構造体10と一体化されたブレース41がせん断抵抗部材として機能して、変位が抑制される。ここで、ブレース41,41は、逆V字状をなして下部構造体10側に設けられているため、係止部44がダンパー取付部42に当接したときに、トラス状のせん断抵抗部材として機能し、上部構造体20の相対変位を効率良く抑制することができる。
これにより、想定される最大級の巨大地震や、想定を超える超巨大地震が発生した場合であっても、制振建物1の倒壊・崩壊を抑制し、人命を保護できるような汎用性が高いフェールセーフシステムを備えた制振機構40付きの制振建物1を提供することができる。
According to the
Specifically, as described above, the
According to such a configuration, when the relative displacement of the
As a result, even if one of the largest possible earthquakes or a huge earthquake that exceeds expectations occurs, it is highly versatile enough to prevent the collapse and collapse of the
また、ダンパー取付部42には、上部構造体20より下方に突出する垂設鋼板35を挟み込むように、面外移動拘束材50が設置されている。
具体的には、既に説明したように、垂設鋼板35は、集中制振層30を構成する柱梁架構33の梁部材32Aを含む上部構造体20から下方に突出するように設置される。
このような構成によれば、ダンパー取付部42が面外方向に移動しようとしたときに、面外移動拘束材50が垂設鋼板35に当接することによって、ブレース41およびダンパー取付部42の面外方向への移動が拘束される。これにより、上部構造体20に作用する変位を、ダンパー43で効率的に抑制させることができる。
Further, an out-of-plane
Specifically, as described above, the
According to such a configuration, when the
また、ブレース41の高さ方向の中間部には、ブレース41と交差する方向に中間梁部材39が架設されるとともに、ブレース41と中間梁部材39との間には、ブレース41の面外変位を拘束する面外振れ止め部60が設置されている。
このような構成によれば、ブレース41と交差する中間梁部材39との間に設けられた面外振れ止め部60によって、ブレース41の面外方向への変位が拘束される。これにより、ブレース41の面外方向への過度な変形を抑え、上部構造体20に作用する変位を、下部構造体10側のブレース41で有効に抑制することができる。
Further, an
According to such a configuration, the out-of-plane
(実施形態の変形例)
なお、本発明のフェールセーフ機構付き制振建物は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、面外振れ止め部60の構成を例示したが、以下のような構成の面外振れ止め部60Bとしてもよい。
図9(a)は、面外振れ止め部の変形例の構成を示す部分拡大正面図である。図9(b)は、図9(a)のI−I矢視断面図、図9(c)は図9(a)のJ−J矢視断面図である。面外振れ止め部の変形例の構成を示す図であり、図9におけるC−C矢視断面図を図10に示す。
図9、図10に示されるように、面外振れ止め部60Bは、中間梁側プレート61Bと、ブレース側プレート62Bと、連結ピン63と、を備える。中間梁側プレート61Bは、各ブレース41と交差する部分において、ブレース41に対して中心軸方向Dの両側にそれぞれ設けられている。各中間梁側プレート61Bは、中間梁部材39の上面からブレース41側に延び、水平面内に位置している。ブレース側プレート62Bは、各ブレース41において、梁32の中心軸方向Dの両側の側面41c、41dから延び、各中間梁側プレート61Bの上面に平行に設けられている。
(Modified example of the embodiment)
The vibration damping building with a fail-safe mechanism of the present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various modifications can be considered within the technical scope thereof.
For example, in the above embodiment, the configuration of the out-of-plane
FIG. 9A is a partially enlarged front view showing the configuration of a modified example of the out-of-plane steady rest portion. 9 (b) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 9 (a), and FIG. 9 (c) is a cross-sectional view taken along the line JJ of FIG. 9 (a). It is a figure which shows the structure of the modification of the modification of the out-of-plane steady rest part, and the cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 9 is shown in FIG.
As shown in FIGS. 9 and 10, the out-of-plane
中間梁側プレート61Bには、雌ネジ孔61gが形成されている。また、ブレース側プレート62Bには、中心軸方向Dに沿って延びる長孔62gが形成されている。連結ピン63は、その下部が各中間梁側プレート61Bの雌ネジ孔61gにねじ込まれ、その上部がブレース側プレート62Bの長孔62g内に位置するよう設けられている。この連結ピン63により、中間梁側プレート61Bとブレース側プレート62Bとは、長孔62gの長手方向(中心軸方向D)に沿った相対変位が許容され、長孔62gの短手方向、すなわち柱梁架構33(図3参照)の構面に対する面外方向への相対変位が拘束されている。また、連結ピン63には、中間梁側プレート61Bの下側と、ブレース側プレート62Bの上側に、径方向外側に突出する拡径部64が設けられ、中間梁側プレート61Bとブレース側プレート62Bとの上下方向への相対移動を拘束している。
A
(その他の変形例)
また、上記実施形態において、制振機構40として、ブレース41,41とダンパー43とを備える構成を例に挙げたが、上記した以外の構成を備えてもよい。例えば、ブレース41,41を逆V字状に設けたが、これを、図11に示されるように、ブレース41,41をV字状として、柱梁架構33の上方の梁32Aに接合し、ダンパー43を柱梁架構33の下方の梁32B側に設けてもよい。これ以外にも、ブレース41やダンパー43の形状や配置を、適宜変更することができる。
また、ダンパー43は、油圧シリンダーに限らず、粘弾性ダンパー等、他の形式のものとしてもよい。
また、制振機構40の設置位置については、その設置位置、設置方向について何ら限定するものではなく、制振建物1の構成に応じて、求める制振性が得られるように適宜配置すれば良い。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
(Other variants)
Further, in the above embodiment, the configuration including the
Further, the
Further, the installation position of the
In addition to this, as long as it does not deviate from the gist of the present invention, it is possible to select the configuration described in the above embodiment or change it to another configuration as appropriate.
1 制振建物 40 制振機構(フェールセーフ機構)
10 下部構造体 41 ブレース
20 上部構造体 42 ダンパー取付部(制振装置取付部)
30 集中制振層 43 ダンパー(制振装置)
32 梁(梁部材) 44 係止部
33 柱梁架構 50 面外移動拘束材
35 垂設鋼板 60 面外振れ止め部
39 中間梁部材
1 Vibration control building 40 Vibration control mechanism (fail-safe mechanism)
10
30 Centralized damping
32 Beam (beam member) 44
Claims (3)
前記フェールセーフ機構は、前記下部構造体に取り付けられるブレースと、当該ブレースに取り付けられる制振装置取付部と、前記制振装置取付部と前記上部構造体の下端に位置する梁との間に設けられる前記制振装置と、前記下端に位置する梁に取り付けられる係止部と、を備えて構成されており、
前記下部構造体に対する前記上部構造体の相対変位が、予め設定した許容範囲の相対変位量を超える場合には、前記係止部に前記制振装置取付部の一部が当接して前記上部構造体の相対変位を前記ブレースが抑制し、
前記下端に位置する梁には、鉛直下方に突出し、前記下端に位置する梁の中心軸方向に沿って延在するように垂設鋼板が設けられ、
前記制振装置取付部には、前記垂設鋼板を挟み込むように、一対の拘束部材が設けられ、
前記一対の拘束部材の各々と、前記垂設鋼板とが、これらの間に設けられた低摩擦材とスライドシートを介して、摺接して設けられていることを特徴とするフェールセーフ機構付き制振建物。 It is a vibration control building with a fail-safe mechanism in which a vibration control device is installed between the upper structure and the lower structure of the building.
The fail-safe mechanism is provided between the brace attached to the lower structure, the vibration damping device mounting portion attached to the brace, and the vibration damping device mounting portion and the beam located at the lower end of the upper structure. The vibration damping device is provided with a locking portion attached to a beam located at the lower end thereof.
When the relative displacement of the upper structure with respect to the lower structure exceeds the relative displacement amount within a preset allowable range, a part of the vibration damping device mounting portion abuts on the locking portion and the upper structure The brace suppresses the relative displacement of the body ,
The beam located at the lower end is provided with a vertical steel plate so as to project vertically downward and extend along the central axis direction of the beam located at the lower end.
A pair of restraining members are provided in the vibration damping device mounting portion so as to sandwich the hanging steel plate.
And each of said pair of restraining members, said vertical設鋼plate, via a low-friction material and the sliding sheet provided between the fail-safe mechanism equipped system characterized that you have provided in sliding contact with Shaking building.
前記ブレースの高さ方向の中間部には、前記ブレースと交差する方向に中間梁部材が架設されるとともに、前記ブレースと前記中間梁部材との間には、前記ブレースの面外変位を拘束する面外振れ止め部が設置され、
前記中間梁部材の両端部は、ピン接合されていることを特徴とする請求項1に記載のフェールセーフ機構付き制振建物。 The brace is provided so as to extend continuously over a plurality of layers.
An intermediate beam member is erected in the middle portion in the height direction of the brace in a direction intersecting the brace, and an out-of-plane displacement of the brace is restrained between the brace and the intermediate beam member. An out-of-plane steady rest is installed ,
The vibration damping building with a fail-safe mechanism according to claim 1 , wherein both ends of the intermediate beam member are pin-joined.
前記制振装置取付部に対して前記中心軸方向に沿って間隔をあけて、前記下端に位置する梁から下方に向かって突出するようにダンパーブラケットが設けられ、前記ダンパーの両端部が前記制振装置取付部と前記ダンパーブラケットに連結され、Damper brackets are provided so as to project downward from the beam located at the lower end of the vibration damping device mounting portion at intervals along the central axis direction, and both ends of the damper are the damping device. It is connected to the vibration device mounting part and the damper bracket,
前記ダンパーブラケットと、前記下端に位置する梁が接合される柱の間には、前記ダンパーブラケットの水平方向の相対変位を許容する機構が設けられている、請求項1または2に記載のフェールセーフ機構付き制振建物。The fail-safe according to claim 1 or 2, wherein a mechanism is provided between the damper bracket and the column to which the beam located at the lower end is joined to allow the relative displacement of the damper bracket in the horizontal direction. Vibration control building with mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017164291A JP6986389B2 (en) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | Vibration control building with fail-safe mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017164291A JP6986389B2 (en) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | Vibration control building with fail-safe mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019039282A JP2019039282A (en) | 2019-03-14 |
| JP6986389B2 true JP6986389B2 (en) | 2021-12-22 |
Family
ID=65725443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017164291A Active JP6986389B2 (en) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | Vibration control building with fail-safe mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6986389B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7617763B2 (en) * | 2021-02-16 | 2025-01-20 | 三井住友建設株式会社 | Building with low stiffness floor |
| JP7750782B2 (en) * | 2022-03-23 | 2025-10-07 | 株式会社竹中工務店 | Building vibration control structure |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2991030B2 (en) * | 1994-04-07 | 1999-12-20 | 鹿島建設株式会社 | Wind load compatible seismic frame and wind load compatible seismic building |
| JP3292129B2 (en) * | 1998-03-06 | 2002-06-17 | 鹿島建設株式会社 | Damping structure |
| JP2010242381A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Shimizu Corp | Building damping structure and building equipped with the same |
-
2017
- 2017-08-29 JP JP2017164291A patent/JP6986389B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019039282A (en) | 2019-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6651501B2 (en) | Lateral damping and intermediate support for escalators and moving walkways in seismic events | |
| JP6986389B2 (en) | Vibration control building with fail-safe mechanism | |
| JP4070117B2 (en) | Vibration control device | |
| JP2010216611A (en) | Seismic response control metallic plate | |
| JP5059687B2 (en) | Building seismic control structure | |
| JP6087605B2 (en) | Seismic isolation structure | |
| JP6414877B2 (en) | Reinforcement structure and building | |
| JP6379607B2 (en) | Damping building and building damping method | |
| JP6976653B2 (en) | Axial force member | |
| JP2017122365A (en) | Function-separated vibration control structure for bridges | |
| JP7154328B2 (en) | damping building | |
| JP6837865B2 (en) | Vibration control building | |
| JP5415093B2 (en) | Vibration control structure | |
| KR102102392B1 (en) | Seismic resistant reinforcement apparatus for building | |
| JP6009432B2 (en) | Bearing wall with brace and brace | |
| JP2008297727A (en) | Seismic reinforcing structure of existing building | |
| TWI435019B (en) | Piping support structure | |
| JP3638142B2 (en) | Column and beam joining device | |
| JP7465221B2 (en) | Vibration-damping structures and buildings | |
| JP6833332B2 (en) | Architectural structure with slanted beams | |
| JP7776560B2 (en) | Bearing and vibration control systems | |
| JP6022436B2 (en) | Bearing wall with brace and brace | |
| JP7492899B2 (en) | Vibration-damping buildings | |
| JP6769758B2 (en) | Vibration damping device | |
| JP2024030823A (en) | vibration damping building |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200804 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210810 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210830 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211129 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6986389 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |