JP7687585B2 - Vibration Control Panel - Google Patents
Vibration Control Panel Download PDFInfo
- Publication number
- JP7687585B2 JP7687585B2 JP2020216903A JP2020216903A JP7687585B2 JP 7687585 B2 JP7687585 B2 JP 7687585B2 JP 2020216903 A JP2020216903 A JP 2020216903A JP 2020216903 A JP2020216903 A JP 2020216903A JP 7687585 B2 JP7687585 B2 JP 7687585B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- steel
- vibration control
- damping
- column
- 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
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
本発明は、制振パネルに関する。 The present invention relates to a vibration control panel.
建物の構面内には、地震時の水平力が当該構面に作用した際に当該水平力(地震力)を減衰する減衰補助部材となる、制振パネルが取り付けられることがあり、この制振パネルが例えば特許文献1に提案されている。
Damping panels are sometimes installed within the building's structural surface, acting as auxiliary damping members that damp the horizontal force (seismic force) during an earthquake when that force acts on the structural surface. Such damping panels are proposed, for example, in
特許文献1には、制振パネル(ここでは、付加制振体)を含む柱梁接合構造が記載されており、具体的には、鉄骨梁と鉄骨柱とにより形成される建物の構面に対して、付加制振体を構成する付加制振柱が接合されてなる柱梁接合構造において、鉄骨梁に第一接合金物が取り付けられ、付加制振柱に第二接合金物が取り付けられ、第一接合金物では傾斜する二枚の鋼製プレートがベースプレートに接合され、第二接合金物では傾斜する二枚の鋼製プレートがベースプレートに接合され、鋼製プレートは相互に面接触し、双方の鋼製プレートの対応する位置には第一孔と第二孔が開設され、少なくとも一方は付加制振柱の長手方向に延びる長孔であり、ボルトが挿通されてボルト接合されている。
特許文献1に記載の柱梁接合構造を構成する付加制振体によれば、構面の梁から荷重を受けることなく、面内剛性と面外剛性を有する柱梁接合構造を提供することができる。尚、特許文献1では、二本の制振柱の間において、制振柱の長手方向に間隔を置いて二基のダンパーが取り付けられている形態の付加制振体が示されている。
The additional vibration damping body constituting the column-beam joint structure described in
ところで、二本の制振柱の間には、制振パネルによって所望する地震力減衰性能を発揮させるのに必要となる数のダンパーが設置されるが、地震時の水平力(水平荷重)を受けた際の制振柱の変形量を勘案して、最適な位置にダンパーを設置する旨の記載は特許文献1にはない。
The number of dampers required to achieve the desired seismic force attenuation performance from the vibration control panel is installed between the two vibration control columns, but
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、建物が水平荷重を受けた際の制振柱の変形量が勘案された、最適な位置にダンパーが設置されている制振パネルを提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a vibration control panel in which dampers are installed in optimal positions that take into account the amount of deformation of the vibration control columns when the building is subjected to a horizontal load.
前記目的を達成すべく、本発明による制振パネルの一態様は、
鉄骨梁と鉄骨柱とにより形成される建物の構面の該鉄骨梁に対して取り付けられる、制振パネルであって、
前記鉄骨梁に取り付けられ、所定のパネル幅を備えて配設されている、二本の制振柱と、
二本の前記制振柱を繋ぐ複数のダンパーとを有し、
複数の前記ダンパーは、前記制振柱の長手方向に所定の割合間隔を置いて配設されており、
前記所定の割合間隔は、前記制振パネルに水平荷重が作用した際に、前記制振柱の変位量が最も小さくなるように設定されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the vibration damping panel according to the present invention is
A vibration control panel attached to a steel beam of a building structure formed by a steel beam and a steel column,
Two vibration control columns attached to the steel beam and arranged with a predetermined panel width;
A plurality of dampers connecting the two vibration control columns,
The dampers are arranged at intervals of a predetermined ratio in the longitudinal direction of the vibration control column,
The predetermined ratio interval is set so that the amount of displacement of the vibration control column is minimized when a horizontal load acts on the vibration control panel.
本態様によれば、所定のパネル幅を備えて配設されている二本の制振柱と、二本の制振柱を繋ぐ複数のダンパーとを有する制振パネルにおいて、複数のダンパーが制振柱の長手方向に所定の割合間隔を置いて配設され、この所定の割合間隔が、制振パネルに水平荷重(特に、地震時の水平力)が作用した際に、制振柱の変位量が最も小さくなるように設定されていることにより、各ダンパーの変形を大きくして、制振パネルによる制振効果(制振パネルの有する剛性と減衰性能)の最大化を図ることが可能になる。例えば、二本の制振柱の間の所定のパネル幅を一定にした上で、制振柱の変位量が最も小さくなる割合間隔で、二つもしくは三つ以上のダンパーを配設することができる。もしくは、制振パネルの剛性と疲労性能を向上させるべく、制振柱の変位量が最も小さくなる割合間隔で、二つもしくは三つのダンパーを配設しながら、二本の制振柱の間の所定のパネル幅を調整することもできる。 According to this aspect, in a vibration-damping panel having two vibration-damping columns arranged with a predetermined panel width and a plurality of dampers connecting the two vibration-damping columns, the plurality of dampers are arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the vibration-damping columns, and this predetermined interval is set so that the displacement of the vibration-damping columns is minimized when a horizontal load (particularly a horizontal force during an earthquake) acts on the vibration-damping panel. This makes it possible to maximize the vibration-damping effect of the vibration-damping panel (the rigidity and damping performance of the vibration-damping panel) by increasing the deformation of each damper. For example, two or three or more dampers can be arranged at a ratio interval at which the displacement of the vibration-damping columns is minimized, with the predetermined panel width between the two vibration-damping columns kept constant. Alternatively, in order to improve the rigidity and fatigue performance of the vibration-damping panel, the predetermined panel width between the two vibration-damping columns can be adjusted while arranging two or three dampers at a ratio interval at which the displacement of the vibration-damping columns is minimized.
例えば、ダンパーが二つの場合には、制振柱の変位量が最も小さくなるように、制振柱の上端から下端までの長さに対する、当該上端から上方のダンパーまでの割合、上方のダンパーから下方のダンパーまでの割合、下方のダンパーから当該下端までの割合を設定し、ダンパーが三つの場合には、制振柱の変位量が最も小さくなるように、制振柱の上端から下端までの長さに対する、当該上端から上方のダンパーまでの割合、上方のダンパーから中間のダンパーまでの割合、中間のダンパーから下方のダンパーまでの割合、下方のダンパーから当該下端までの割合を設定する。また、この設定割合の算出は、架構に制振パネルを組み込んだ、二次元もしくは三次元モデルをコンピュータ内に作成し、架構に対して所定の水平荷重を載荷させる構造解析や構造計算により行うことができる。 For example, when there are two dampers, the ratio of the length from the top end to the upper damper, the ratio from the upper damper to the lower damper, and the ratio from the lower damper to the bottom end are set so that the displacement of the vibration-damping column is minimized. When there are three dampers, the ratio of the length from the top end to the bottom end of the vibration-damping column to the top damper, the ratio from the upper damper to the middle damper, the ratio from the middle damper to the lower damper, and the ratio from the lower damper to the bottom end are set so that the displacement of the vibration-damping column is minimized. In addition, the set ratios can be calculated by creating a two-dimensional or three-dimensional model in a computer that incorporates vibration-damping panels into the frame, and carrying out structural analysis or structural calculations in which a specified horizontal load is applied to the frame.
ここで、建物の構面は、例えば角形鋼管やH形鋼等の形鋼材により形成される複数の鉄骨柱と、各鉄骨柱を繋ぐ鉄骨梁により形成される。建物の構面を形成する架構は、ブレース架構(鉄骨梁と鉄骨柱の接合部がピン接合構造)とラーメン架構(鉄骨梁と鉄骨柱の接合部が剛接合構造)のいずれであってもよい。本態様の制振パネルは、制振柱と各種のダンパーとを有しており、建物の鉛直荷重を負担せず、強風時や地震時における水平荷重に対してダンパーが機能する。また、本態様の制振パネルは、建物の鉛直荷重を負担せず、建物の構面を形成する梁(ここでは鉄骨梁)の撓みを吸収できる、付加制振体である。尚、ダンパーとしては、(極)低降伏点鋼板からなるH形鋼や溝形鋼等の形鋼材からなるダンパー、オイルダンパーや粘弾性ダンパー、摩擦ダンパー等が適用できる。 Here, the building's structural surface is formed by a number of steel columns made of shaped steel materials such as square steel pipes and H-shaped steel, and steel beams connecting each steel column. The structure forming the building's structural surface may be either a brace structure (where the joints between the steel beams and the steel columns are pin-jointed) or a rigid frame structure (where the joints between the steel beams and the steel columns are rigidly joined). The vibration-damping panel of this embodiment has vibration-damping columns and various dampers, and the dampers function against horizontal loads during strong winds and earthquakes without bearing the vertical load of the building. In addition, the vibration-damping panel of this embodiment is an additional vibration-damping body that does not bear the vertical load of the building and can absorb the deflection of the beams (here, steel beams) that form the structural surface of the building. As the damper, a damper made of shaped steel materials such as H-shaped steel and channel steel made of (extremely) low yield point steel plate, an oil damper, a viscoelastic damper, a friction damper, etc. can be applied.
また、本発明による制振パネルの他の態様において、前記ダンパーが二つ配設され、前記所定の割合間隔は、前記制振柱の上端から下端までの長さに対して、16:27:16の割合であることを特徴とする。 In another aspect of the vibration control panel of the present invention, two dampers are provided, and the predetermined ratio interval is in a ratio of 16:27:16 with respect to the length from the top to the bottom of the vibration control column.
本態様によれば、二本の制振柱の間にダンパーが二つ配設され、所定の割合間隔が、制振柱の上端から下端までの長さに対して、16:27:16の割合であることにより、制振柱の変位量を最も小さくしながら、制振パネルによる制振効果の最大化を図ることが可能になる。ここで、本明細書において、割合間隔の「16:27:16」には、±5mmの誤差長さに起因する端数も含まれるものとし、この範囲の誤差長さを有する場合でも、割合間隔をまるめて、「16:27:16」とする。上記する「16:27:16」の割合間隔は、本発明者等による構造解析にて算出された解析結果に基づくものであり、適用可能性の高い、高さの異なる3種類の制振パネルのいずれにおいても、制振柱の変位量を最も小さくする割合間隔が上記割合となっていることが特定されている。 According to this embodiment, two dampers are disposed between two vibration-damping columns, and the predetermined ratio interval is 16:27:16 with respect to the length from the top to the bottom of the vibration-damping columns, so that it is possible to minimize the displacement of the vibration-damping columns while maximizing the vibration-damping effect of the vibration-damping panel. Here, in this specification, the ratio interval "16:27:16" includes a fraction resulting from an error length of ±5 mm, and even if there is an error length within this range, the ratio interval is rounded to "16:27:16". The ratio interval "16:27:16" described above is based on the results of analysis calculated by the inventors in a structural analysis, and it has been identified that the ratio interval that minimizes the displacement of the vibration-damping columns is the above ratio in all three types of vibration-damping panels with different heights that are highly applicable.
また、本発明による制振パネルの他の態様は、二本の前記制振柱の内側面にそれぞれ補強プレートが取り付けられ、双方の該補強プレートに対して前記ダンパーが固定されていることを特徴とする。 Another aspect of the vibration control panel of the present invention is characterized in that a reinforcing plate is attached to each of the inner surfaces of the two vibration control columns, and the dampers are fixed to both reinforcing plates.
本態様によれば、制振柱に対して補強プレートを介してダンパーの端部が取り付けられていることにより、ダンパーから制振柱へ入る曲げモーメントに起因する軸力に対して、補強プレートが抵抗して制振柱を補剛するとともに、制振柱とダンパーの接続部の強度を高めることができる。さらに、平坦な補強プレートが制振柱に取り付けられることから、制振柱に対するダンパーの取り付け性が良好になる。例えば、ダンパーの端部に補強プレートを溶接接合やボルト接合により予め取り付けておき、制振柱の内側面に対して補強プレートを溶接接合やボルト接合することができる。 According to this aspect, the end of the damper is attached to the vibration control column via a reinforcing plate, so that the reinforcing plate resists the axial force caused by the bending moment entering the vibration control column from the damper, stiffening the vibration control column and increasing the strength of the connection between the vibration control column and the damper. Furthermore, since a flat reinforcing plate is attached to the vibration control column, the damper can be easily attached to the vibration control column. For example, the reinforcing plate can be attached in advance to the end of the damper by welding or bolting, and the reinforcing plate can be welded or bolted to the inner surface of the vibration control column.
また、本発明による制振パネルの他の態様において、前記ダンパーは、前記パネル幅の方向に直交する断面形状がΣ形を成す、鋼材からなるΣ形デバイスであることを特徴とする。 In another aspect of the vibration control panel of the present invention, the damper is a Σ-shaped device made of steel, with a Σ-shaped cross section perpendicular to the panel width direction.
本態様によれば、ダンパーに鋼材からなるΣ形デバイスを適用することにより、他の形態のダンパーに比べて、制振性能と製作コストの総合評価の最も高いダンパーを適用することができる。ここで、、鋼材からなるΣ形デバイス(Σ形ダンパー)は、上下に平鋼にて形成されるフランジを有し、上下のフランジ間には、平鋼がVの字状に曲げ加工等されたウエブを有する。ウエブは、上下の平鋼板がVの字状に開いた形状を有しており、この構成により、ウエブは、鉛直方向のせん断剛性と鉛直方向の変形性能の双方を有する。従って、大地震時の過大な水平力に対して強さとしなやかさで地震エネルギーを効果的に吸収することができる。 According to this aspect, by applying a Σ-shaped device made of steel to the damper, it is possible to apply a damper with the highest overall evaluation of vibration control performance and manufacturing costs compared to other types of dampers. Here, the Σ-shaped device (Σ-shaped damper) made of steel has flanges made of flat steel on the top and bottom, and between the top and bottom flanges there is a web made of flat steel bent into a V shape. The web has a shape in which the top and bottom flat steel plates open into a V shape, and with this configuration, the web has both vertical shear rigidity and vertical deformation performance. Therefore, it can effectively absorb earthquake energy with strength and flexibility against excessive horizontal forces during major earthquakes.
以上の説明から理解できるように、本発明の制振パネルによれば、建物が水平荷重を受けた際の制振柱の変形量が勘案された、最適な位置にダンパーが設置されている制振パネルを提供することができる。 As can be understood from the above explanation, the vibration control panel of the present invention can provide a vibration control panel in which dampers are installed in optimal positions that take into account the amount of deformation of the vibration control columns when the building is subjected to a horizontal load.
以下、実施形態に係る制振パネルについて、制振パネルと構面の梁の柱梁接合構造とともに、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 The vibration-damping panel according to the embodiment will be described below with reference to the attached drawings, together with the column-beam joint structure between the vibration-damping panel and the beams of the structural member. Note that in this specification and the drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
[実施形態]
<建物の構面>
はじめに、図1を参照して、実施形態に係る制振パネルの一例を備えた建物の構面について説明する。ここで、図1は、実施形態に係る制振パネルの一例を備えた建物の構面の正面図である。
[Embodiment]
<Building structure>
First, a structural surface of a building including an example of a vibration-damping panel according to an embodiment will be described with reference to Fig. 1. Here, Fig. 1 is a front view of a structural surface of a building including an example of a vibration-damping panel according to an embodiment.
図示する建物の構面10は、鉄骨柱2と鉄骨梁1とにより形成される架構を有する。鉄骨柱2と鉄骨梁1の接合部が剛接合である場合、架構10はラーメン架構を形成する。また、鉄骨柱2と鉄骨梁1の接合部がピン接合である場合、架構10はブレース架構を形成する。ブレース架構の場合は、例えば、0.5P幅や1P幅(1Pは910mm程度)の耐力壁(図示せず)が構面内に組み込まれていてもよい。
The
鉄骨柱2と鉄骨梁1との剛接合は、例えば、複数のハイテンションボルトにより双方を接合する形態、鉄骨柱2に鉄骨梁1を溶接接合する形態、複数の中ボルトを相互に所定間隔を置いて双方を接合する形態、などにより形成される。一方、鉄骨柱2と鉄骨梁1とのピン接合は、例えば、複数の中ボルトを相互に比較的狭い間隔を置いて双方を接合することにより形成される。尚、本明細書において、「溶接」とは、開先溶接(完全溶け込み溶接、部分溶け込み溶接)や隅肉溶接など、接続部に要求される強度や接合態様(剛接続、ピン接続)に応じて選択される適宜の溶接を示す。
A rigid connection between the
基礎Kに対してベースプレート2aがアンカーボルト(図示せず)等により固定され、ベースプレート2aに溶接等により接合されている鉄骨柱2が立設される。尚、図示例の鉄骨柱2はH形鋼により形成されているが、角形鋼管により形成される鉄骨柱であってもよい。また、図示例の構面10は1階の構面の一部を示しているが、制振パネル20が組み込まれる建物の構面は、2階以上の上階であってもよく、この場合は基礎Kの代わりに下階の床梁が配設されることになる。
A
構面10の内部に組み込まれている制振パネル20は、二本の制振柱3と、二本の制振柱3の間に配設されている二基のダンパー4とを有する。尚、ダンパー4の数は図示例に限定されるものでなく、三基以上が適用されてもよい。
The
制振柱3はH形鋼により形成され、柱脚には脚部5がH形鋼に溶接にて接合されている。脚部5は、複数のプレートが相互に溶接にて接合されている脚台5aと、ベースプレート5bと、アンカーボルト5cとを有し、基礎Kに対してベースプレート5bがアンカーボルト5cを介して固定されている。
The vibration-damping
二本の制振柱3のうち、対向するフランジの内側面には補強プレート21が溶接にて接合されており、一対の補強プレート21に対して、断面形状がΣ形の鋼材からなるΣ形ダンパー4(もしくは、Σ形デバイス)が溶接にて接合されている。Σ形ダンパー4は、上下に平鋼にて形成されるフランジを有し、上下のフランジ間には、平鋼がVの字状に曲げ加工等されたウエブを有する。ウエブは、上下の平鋼板がVの字状に開いた形状を有しており、この構成により、ウエブは、鉛直方向のせん断剛性と鉛直方向の変形性能の双方を有する。従って、大地震時の過大な水平力に対して強さとしなやかさで地震エネルギーを効果的に吸収することができる。尚、ダンパー4には、Σ形ダンパー以外にも、(極)低降伏点鋼板からなるH形鋼や溝形鋼等の形鋼材からなるダンパー、オイルダンパーや粘弾性ダンパー、摩擦ダンパー等が適用されてもよいが、制振性能と製作コストの総合評価の最も高いダンパーである、Σ形ダンパーが好適である。
Of the two
建物の構面10の鉄骨梁1と、付加制振体20を形成する制振柱3と、これらを繋ぐ第一接合金物40及び第二接合金物50とにより、構面10内において柱梁接合構造30が形成される。この柱梁接合構造30の具体的な構成については、以下で詳説する。
A column-beam
<制振パネル>
次に、図2乃至図4を参照して、実施形態に係る制振パネルの一例について説明する。ここで、図2は、実施形態に係る制振パネルの一例を拡大した正面図であり、図3と図4はそれぞれ、図2のIII-III矢視図とIV-IV矢視図である。
<Vibration control panel>
Next, an example of a vibration damping panel according to an embodiment will be described with reference to Fig. 2 to Fig. 4. Here, Fig. 2 is an enlarged front view of the example of the vibration damping panel according to the embodiment, and Figs. 3 and 4 are views taken along the lines III-III and IV-IV in Fig. 2, respectively.
二本の制振柱3のそれぞれのアンカーボルト5c間の幅をパネル幅とした際に、図示例のパネル幅は、0.5Pに相当する455mmとなっている。尚、パネル幅は、図示例以外にも、500mm、0.25P,1P等、様々な幅が設定できる。
When the width between the
例えば、3階以上の重量鉄骨ラーメン構造の建物の構面に対して、図示例の制振パネル20を組み込むことができる。図示例の制振柱3は、H-200×75×6×9等のH形鋼により形成されているが、制振柱は、角形鋼管や、□-125×75×6.0と□-75×75×6.0の二種の角形鋼管による綴り柱等により形成されてもよい。
For example, the
二本の制振柱3の内側面にはそれぞれ、補強プレート21が溶接接合により取り付けられており、双方の補強プレート21に対してダンパー4の端部が溶接接合により固定されている。
A reinforcing
このように、制振柱3に対して補強プレート21を介してダンパー4の端部が取り付けられていることにより、ダンパー4から制振柱3へ入る曲げモーメントに起因する軸力に対して、補強プレート21が抵抗して制振柱3を補剛するとともに、制振柱3とダンパー4の接続部の強度が高められる。
In this way, by attaching the end of the
二本の制振柱3の上端にはそれぞれ、第二接合金物50が固定されており、建物の構面10の鉄骨梁1に固定されている第一接合金物40と第二接合金物50が相互にスライド自在に接合されることにより、柱梁接合構造30が形成されている。
A second connecting
図2において、制振柱3の上端から下端までの長さ(ここでは、基礎Kの上面と鉄骨梁1の下面の間の長さとする)に関し、3種類の長さが記載されている。 In Figure 2, three different lengths are shown for the length from the top to the bottom of the vibration control column 3 (here, the length between the top surface of the foundation K and the bottom surface of the steel beam 1).
これら3種類の長さは、制振パネル20の3種類の実施例の高さ(長さ)を示しており、より詳細には、パネル幅を455mmに設定した際の3種類の高さを示している。3種類の制振パネル20の長さは、2630mm、2950mm、及び2470mmである。
These three lengths indicate the heights (lengths) of three different embodiments of the vibration-damping
制振パネル20の長さが2630mmの実施例では、制振パネル20の上端(鉄骨梁1の下面)から上方のダンパー4までの長さ、上方のダンパー4から下方のダンパー4までの長さ、及び下方のダンパー4から制振パネル20の下端(基礎Kの上面)までの長さがそれぞれ、715mm、1200mm、715mmであり、それらの割合間隔は、16:27:16に設定されている。
In an embodiment where the length of the vibration-damping
一方、制振パネル20の長さが2950mmの他の実施例では、上記各長さが上から順に、800mm、1350mm、800mmであり、それらの割合間隔も、16:27:16に設定されている。
On the other hand, in another embodiment in which the length of the
また、制振パネル20の長さが2470mmのさらに他の実施例では、上記各長さが上から順に、670mm、1130mm、670mmであり、それらの割合間隔も、16:27:16に設定されている。
In yet another embodiment where the length of the
このように、制振パネル20では、その高さ寸法が相違する複数の実施例があるが、いずれも、上からの割合間隔が16:27:16となるように二つのダンパー4が二本の制振柱3の内側に配設されている。
Thus, there are several embodiments of the
この「16:27:16」の割合間隔は、本発明者等による構造解析にて算出された解析結果に基づくものである。具体的には、本発明者等は、架構に制振パネルを組み込んだ、二次元もしくは三次元モデルをコンピュータ内に作成し、架構に対して所定の水平荷重を載荷させる構造解析を実施した。 This ratio interval of "16:27:16" is based on the results of a structural analysis calculated by the inventors. Specifically, the inventors created a two-dimensional or three-dimensional model in a computer that incorporated vibration control panels into a structure, and performed a structural analysis in which a predetermined horizontal load was applied to the structure.
この際、パネル幅を455mmとした上で、適用可能性の高い、2630mm、2950mm、2470mmの3種類の制振パネルをモデル化し、各モデルにおいて、二基のダンパーの位置をパラメータとして種々変化させ、各制振パネルモデルを組み込んだ架構モデルにおいて、制振柱モデルの変位量を最も小さくする各ダンパーの位置を特定したものである。解析の結果、3種類の制振パネルモデルのいずれにおいても、上から「16:27:16」の割合間隔となる位置に二基のダンパーを設置することにより、制振柱モデルの変位量を最も小さくできるとの結果が得られている。 In this case, the panel width was set to 455 mm, and three types of vibration-damping panels with high applicability, 2630 mm, 2950 mm, and 2470 mm, were modeled. In each model, the position of the two dampers was changed as a parameter, and the position of each damper that minimized the displacement of the vibration-damping column model was identified in a structural model incorporating each vibration-damping panel model. The analysis showed that in all three types of vibration-damping panel models, the displacement of the vibration-damping column model could be minimized by installing the two dampers at positions spaced apart in a ratio of "16:27:16" from the top.
尚、制振パネルが例えば三つのダンパーを含む場合においても、同様の解析を実行し、制振柱モデルの変位量を最も小さくできる各ダンパーの位置を特定するのが望ましい。 Even if the vibration control panel includes, for example, three dampers, it is desirable to perform a similar analysis and identify the position of each damper that minimizes the displacement of the vibration control column model.
ここで、割合間隔の「16:27:16」には、±5mmの誤差長さに起因する端数も含まれるものとし、この範囲の誤差長さを有する実施例においても、割合間隔をまるめて、「16:27:16」の割合間隔となる位置に二基のダンパーを備えた制振パネルに含まれるものとする。 The ratio interval of "16:27:16" includes the fraction resulting from the error length of ±5 mm, and even in the examples having an error length within this range, the ratio interval is rounded up to include a vibration control panel equipped with two dampers at a position where the ratio interval is "16:27:16".
上記する3種の実施例に係る制振パネル20を適用することにより、制振パネル20に水平荷重(特に、地震時の水平力)が作用した際に、制振柱3の変位量が最も小さくなることから、各ダンパー4は最大限の変形を生じることになり、制振パネル20による制振効果の最大化を図ることができる。
By applying the
ここで、図3に示すように、基礎の二本のアンカーボルト5cは、ベースプレート5bの中心から左右へ等距離にある中央配置なっており、同様に、図4に示すように、柱頭の第二接合金物50を形成するベースプレート51を鉄骨梁1の中心に配置し、ベースプレート51の中心(上下の中央ライン上)に鋼製プレート52が配置されている。すなわち、図示例の制振パネル20は、架構10の中心線に沿って配置される、中央配置形態の制振パネルであり、制振パネル20の両側が室内空間の場合の配置形態である。これに対し、制振パネル20の一方側が室内空間であり、他方側が室外空間である場合には、制振パネル20を偏心配置することとし、基礎においては一本のアンカーボルトを偏心位置に配置し、同様に、柱頭においてもベースプレート51を鉄骨梁1の中心から屋外側へずれた位置に偏心配置し、ベースプレート51の中心ラインからずれた位置に鋼製プレート52を偏心配置する。尚、偏心配置形態に関する図示は省略する。
Here, as shown in FIG. 3, the two
<柱梁接合構造>
次に、図5乃至図8を参照して、実施形態に係る制振パネルと、構面の梁との柱梁接合構造の一例について説明する。ここで、図5は、第一接合金物と第二接合金物の一例の斜視図である。また、図6と図7はそれぞれ、実施形態に係る制振パネルと、構面の梁との柱梁接合構造の一例を、二つの方向から見た斜視図である。
<Column beam joint structure>
Next, an example of a column-beam joint structure between a vibration-damping panel according to the embodiment and a beam of a structural surface will be described with reference to Fig. 5 to Fig. 8. Fig. 5 is a perspective view of an example of a first joint metal and a second joint metal. Fig. 6 and Fig. 7 are perspective views of an example of a column-beam joint structure between a vibration-damping panel according to the embodiment and a beam of a structural surface, as viewed from two directions, respectively.
図5に示すように、鉄骨梁1の下フランジ11に接合される第一接合金物40は、鋼製のベースプレート41と、相互に傾斜する(中心角θ)二枚の鋼製プレート42とを有し、二枚の鋼製プレート42がベースプレート41に溶接接合されることにより形成されている。ベースプレート41には、下フランジ11とボルト接合される際にボルトが挿通される丸孔41aが開設されている。
As shown in FIG. 5, the first
二枚の鋼製プレート42にはいずれも、ボルト61が挿通される丸孔42aが開設されている。そして、二枚の鋼製プレート42の端部同士が溶接部Yを介して接合されることにより、平面視L字状を呈している。ここで、中心角θは例えば90度である。
Both of the two
一方、制振柱3の柱頭に接合される第二接合金物50は、鋼製のベースプレート51と、相互に傾斜する(中心角θ)二枚の鋼製プレート52とを有し、二枚の鋼製プレート52がベースプレート51に溶接接合されることにより形成されている。また、二枚の鋼製プレート52は、第一接合金物40の有する二枚の鋼製プレート42とそれぞれ相互に面接触するようになっている。
On the other hand, the second connecting
二枚の鋼製プレート52にはいずれも、ボルト61が挿通される長孔52aが開設されている。そして、二枚の鋼製プレート52の端部同士が溶接部Yを介して接合されることにより、平面視L字状を呈している。ここで、中心角θは例えば90度である。
Each of the two
L字状の鋼製プレート52の内側にL字状の鋼製プレート42が配設されてそれぞれ面接触し、対応する丸孔42aと長孔52aに対して座金63を介して中ボルトである六角ボルト61が挿通され、ナット62にてナット締めされることにより、第一接合金物40と第二接合金物50が接合される。
The L-shaped
図5において、L1は構面10の幅方向を示し、L2は、これに直交する方向を示している。そして、L字状の鋼製プレート42,52は、その中心角の半分であるθ/2(θが90度の場合は、45度)の方向がL2方向に配向するように、鉄骨梁1や制振柱3に接合される。
In Figure 5, L1 indicates the width direction of the
図6及び図7に示すように、第一接合金物40は、ベースプレート41が鉄骨梁1の下フランジ11に対して六角ボルト65とナット66によりボルト接合され、第二接合金物50は、ベースプレート51が制振柱3の柱頭に対して溶接にて接合される。
As shown in Figures 6 and 7, the first connecting
図6に示すように、第二接合金物50の鋼製プレート52において、制振柱3の長手方向であるX方向に延びる長孔52aが開設され、ボルト61がX方向に摺動自在に(フリーな態様で)挿通されている。特に、長孔52aに挿通されるボルト61が中ボルトであることにより、長孔52aに沿う摺動が可能になる。このような構成により、鉄骨梁1を介して建物荷重(建物における積載荷重や建物の自重の一部)が第一接合金物40に入力された際に、第二接合金物50に対して第一接合金物40は制振柱3の長手方向であるX方向にスライドする。このように鉄骨梁1に接合されている第一接合金物40が第二接合金物50の有する長孔52aに沿って制振柱3の長手方向にスライドすることにより、制振パネル20を形成する制振柱3には鉛直荷重が入力されず、従って制振柱3が第一接合金物40に入力される鉛直荷重を負担することはない。
As shown in FIG. 6, the
また、図1に示すように、水平方向に延設する鉄骨梁1は、その中央位置において最大の撓み量を有する態様で下方に撓む。例えば、低層階の鉄骨造建物において、中央位置に2cm程度の撓みが認められる場合がある。構面10を有する建物が新設の建物の場合、最終的に屋根が施工された段階では、既に制振パネル20が構面10内に組み込まれているが、屋根が施工された段階において鉄骨梁1は一般に下方に撓んでいる。また、構面10を有する建物が既設の建物の場合であって、制振パネル20を後付けで構面10内に組み込む場合においても、この制振パネル20を組み込む際に鉄骨梁1は下方に撓んでいる。
As shown in FIG. 1, the horizontally extending
このように鉄骨梁1が下方に撓んでいる場合においても、鉄骨梁1に接合される第一接合金物40が、第二接合金物50の有する長孔52aに沿って制振柱3の長手方向にスライドすることにより、制振パネル20を形成する制振柱3にはこの鉄骨梁1の撓みに起因する鉛直荷重は入力されない。従って、制振柱3が鉄骨梁1の撓みを吸収する態様で、制振パネル20を構面10内に組み込むことができる。特に、既設の建物の構面10に対して制振パネル20を組み込む後施工においては、既設の鉄骨梁1の撓みを吸収しながら(撓みに関係なく)制振パネル20を組み込むことができるため、良好な施工性を享受できる。
Even when the
以上のことから、制振パネル20は、建物の鉛直荷重を負担することなく、その構成要素であるダンパー4により、強風時や地震時における水平力を負担して水平荷重を減衰させることができる。
As a result of the above, the
また、第一接合金物40と第二接合金物50の有する相互に傾斜する二枚の鋼製プレート42,52同士が面接触していることにより、第一接合金物40及び第二接合金物50に対して水平力がいずれの方向から作用した場合であっても、相互に面接触している二組の鋼製プレート42,52のうち、少なくともいずれか一方の組の鋼製プレート42,52同士が水平力に対して対抗することができる。そのため、構面10の面内方向の水平力に対する面内剛性、面外方向の水平力に対する面外剛性の双方を有する柱梁接合構造30となる。従って、360度のいずれの方向の水平力に対しても、相互に面接触している二組の鋼製プレート42,52の少なくとも一組の鋼製プレート42,52が対抗することができる。
In addition, because the two mutually
図示例の柱梁接合構造30では、ともに中心角θが90度の二枚の鋼製プレート42,53を有する第一接合金物40と第二接合金物50が、中心角の半分のθ/2の方向を構面10の幅方向に直交する方向に配向するようにして第一接合金物40と第二接合金物50が取り付けられている。そのため、構面10の幅方向である面内方向の水平力に対して第一接合金物40と第二接合金物50の二組の面接触する鋼製プレート42,53が対抗するとともに、構面10の幅方向に直交する面外方向の水平力に対しても、第一接合金物40と第二接合金物50の二組の面接触する鋼製プレート42,53が対抗する。
In the illustrated example of the beam-column
柱梁接合構造30を構成する制振柱3を有する制振パネル20は、建物の鉛直荷重を制振柱3が負担せず、鉄骨梁1の撓みを吸収しながら構面10内に組み込むことができることにより、構造躯体に影響を及ぼさない非構造部材である、「付加制振」となり得る。尚、図示例の柱梁接合構造30では、第二接合金物50の鋼製プレート52に長孔52aが開設され、第一接合金物40の鋼製プレート42に丸孔42aが開設されている形態であるが、第二接合金物50の鋼製プレート52が丸孔を有し、第一接合金物40の鋼製プレート42が長孔を有する形態であってもよいし、鋼製プレート42、52の双方が長孔を有する形態であってもよい。
The vibration-damping
次に、図8を参照して、第二接合金物の変形例を説明する。ここで、図8(a)、(b)はともに、第二接合金物の変形例を示す斜視図である。尚、図8には、第二接合金物の変形例を代表として示しているが、第一接合金物の変形例も同様の形態が適用できる。 Next, a modified example of the second connecting metal will be described with reference to FIG. 8. Here, both FIG. 8(a) and (b) are perspective views showing modified examples of the second connecting metal. Note that FIG. 8 shows a representative modified example of the second connecting metal, but the same form can also be applied to modified examples of the first connecting metal.
図8(a)に示す変形例に係る第二接合金物50Aは、ベースプレート51に対して、一枚の鋼製プレート53が曲げ部53aを介してL字状に曲げ加工され、溶接にて接合されている金物である。そして、鋼製プレート53の各片には、制振柱3の長手方向に沿う長孔53bが開設されている。
The second connecting
一方、図8(b)に示す変形例に係る第二接合金物50Bは、ベースプレート51に対して、二枚の鋼製プレート52が溶接接合されることにより形成されているが、第二接合金物50と異なり、二枚の鋼製プレート52の端部同士が溶接部Yにて接合されていない。第二接合金物50に比べて第二接合金物全体の剛性は低下するものの、溶接加工の手間を低減することができる。
On the other hand, the second connecting
上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Other embodiments may be possible in which other components are combined with the configurations given in the above embodiments, and the present invention is in no way limited to the configurations shown here. In this regard, changes are possible without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.
1:鉄骨梁
2:鉄骨柱
2a:ベースプレート
3:制振柱
4:ダンパー(Σ形ダンパー、Σ形デバイス)
5:脚部
5a:脚台
5b:ベースプレート
5c:アンカーボルト
10:架構(構面)
11:下フランジ
20:制振パネル(付加制振体)
21:補強プレート
30:柱梁接合構造
40:第一接合金物
41:ベースプレート
41a:丸孔
42:鋼製プレート
42a:丸孔
50,50A,50B:第二接合金物
51:ベースプレート
52,53:鋼製プレート
52a、53b:長孔
53a:曲げ部
61:ボルト(六角ボルト)
62:ナット
63:座金
65:ボルト(六角ボルト)
66:ナット
K:基礎
Y:溶接部
1: Steel beam 2:
5:
11: Lower flange 20: Vibration control panel (additional vibration control body)
21: Reinforcement plate 30: Column-beam joint structure 40: First joint metal 41:
62: Nut 63: Washer 65: Bolt (hexagonal bolt)
66: Nut K: Foundation Y: Welded part
Claims (3)
前記鉄骨梁に取り付けられ、所定のパネル幅を備えて配設されている、二本の制振柱と、
二本の前記制振柱を繋ぐ二つのダンパーとを有し、
二つの前記ダンパーは、前記制振柱の長手方向に所定の割合間隔を置いて配設されており、
前記所定の割合間隔は、前記制振パネルに水平荷重が作用した際に、前記制振柱の変位量が最も小さくなるように設定され、前記制振柱の上端から下端までの長さに対して、16:27:16の割合であることを特徴とする、制振パネル。 A vibration control panel attached to a steel beam of a building structure formed by a steel beam and a steel column,
Two vibration control columns attached to the steel beam and arranged with a predetermined panel width;
Two dampers connecting the two vibration control columns,
The two dampers are arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the vibration control column,
A vibration-damping panel, characterized in that the specified ratio interval is set so that the amount of displacement of the vibration-damping pillar is smallest when a horizontal load acts on the vibration-damping panel, and has a ratio of 16:27:16 with respect to the length from the upper end to the lower end of the vibration-damping pillar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020216903A JP7687585B2 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Vibration Control Panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020216903A JP7687585B2 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Vibration Control Panel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022102266A JP2022102266A (en) | 2022-07-07 |
| JP7687585B2 true JP7687585B2 (en) | 2025-06-03 |
Family
ID=82272892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020216903A Active JP7687585B2 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Vibration Control Panel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7687585B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024034210A (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-13 | 大和ハウス工業株式会社 | load-bearing wall |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150846A (en) | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Asahi Kasei Homes Co | Bearing panel, standardized building, and structural calculation method |
| JP2010174534A (en) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Asahi Kasei Homes Co | Vibration control structure |
| JP2019157518A (en) | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 大和ハウス工業株式会社 | Bearing wall frame structure in ladder shape |
| JP2020105892A (en) | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 大和ハウス工業株式会社 | Beam-column joint structure |
-
2020
- 2020-12-25 JP JP2020216903A patent/JP7687585B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150846A (en) | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Asahi Kasei Homes Co | Bearing panel, standardized building, and structural calculation method |
| JP2010174534A (en) | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Asahi Kasei Homes Co | Vibration control structure |
| JP2019157518A (en) | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 大和ハウス工業株式会社 | Bearing wall frame structure in ladder shape |
| JP2020105892A (en) | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 大和ハウス工業株式会社 | Beam-column joint structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022102266A (en) | 2022-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4729134B1 (en) | Metal plate for vibration control and building structure | |
| CN113863531B (en) | Seismic Yield Connections | |
| JP7248510B2 (en) | Column-beam connection structure | |
| JP4070117B2 (en) | Vibration control device | |
| JP7687585B2 (en) | Vibration Control Panel | |
| JP5283774B1 (en) | Seismic damper for temporary building | |
| JP2988470B2 (en) | Reinforcement structure of existing structure and reinforcement structure | |
| JP4931490B2 (en) | Structure reinforcement structure and method of reinforcement | |
| JP5827804B2 (en) | Structure | |
| JP6763653B2 (en) | Unit building | |
| JP7228344B2 (en) | Joint structure of reinforced concrete frame and brace and precast member | |
| JP2020002631A (en) | Column-beam joint structure | |
| JP7384732B2 (en) | Earthquake reinforcement structure | |
| JP4853422B2 (en) | Gate frame with connection of composite beams and wooden columns | |
| JP7344835B2 (en) | Vibration damping device installed in the column-beam frame structure | |
| JP6505377B2 (en) | Load bearing wall with diagonal member and deformation absorbing device | |
| JP2018199958A (en) | Damping structure | |
| JP6009432B2 (en) | Bearing wall with brace and brace | |
| JP5116587B2 (en) | Gate-type frame with vibration control device by brace structure | |
| JP3209800U7 (en) | ||
| JP7495309B2 (en) | Ladder-type load-bearing wall structure and portal structure | |
| JP7603428B2 (en) | Earthquake-resistant reinforcement structure | |
| JP7368849B2 (en) | Vibration damper | |
| JP2012140781A (en) | Vibration control structure for building wall section | |
| JP2008075314A (en) | Aseismic control structure of connected buildings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231130 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240903 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250128 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250324 |
|
| 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: 20250422 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250513 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7687585 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |