CN203080722U - 建筑物的减震结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种建筑物的减震结构,其具备包括外筒、同轴且可活动地部分***外筒内的内筒、及粘结在外筒与内筒重叠部分间的粘弹性体的粘弹性阻尼器,外筒及内筒的截面为扁平六边形,外筒由一对半分割筒体构成,各半分割筒体的截面为槽形,且具有从槽的边缘向槽外延伸的法兰,一对半分割筒体夹着粘弹性体和内筒而相向结合,两法兰被螺栓和螺母固定连接在一起,粘弹性阻尼器以其宽轴面平行于构架框的结构面的状态被安装在构架框内,外筒的与内筒非重叠的端部、和内筒的延伸出的端部,分别与固定连接在构架框上的角撑板接合。该减震结构能改善粘弹性体的粘结性能及填充性能,并具有能被完全收纳在构架框的框面内的合理结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种建筑物的减震结构,具体涉及一种通过在轻型钢架结构等构成的建筑物的构架中采用安装了粘弹性阻尼器的减震框架,来使地震等引起的震动衰减的建筑物的减震结构。
背景技术
作为由轻型钢架结构等构成的建筑物的减震结构,已知有将柱材和上下横档所构成的构架框配置于上下梁之间,并在该构架框的框内安装具有减震性能的支撑型阻尼器来吸收地震所产生的能量,从而取得减震效果的结构。例如,专利文献1、2等中公开的减震结构为,在矩形构架框中水平地架设有将框的内部分割成上下两部分的中横档,在该中横档的上、下区域中沿着互不相同的斜方向分别安装有一组支撑型阻尼器。
作为上述支撑型阻尼器的具体例,专利文献3中公开了一种具有空心两重结构的粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器被构成为,在外筒与其内部所收纳的比其细一圈的内筒之间,装设有易于吸收外力所产生的能量的粘弹性体。
另外,本案的申请人现已开发了如图26(a)和图26(b)所示的空心两重结构的粘弹性阻尼器9,并将其实用化。该粘弹性阻尼器9的外筒91及内筒92分别具有矩形截面形状。外筒91由一对分别具有槽形截面形状的半分割筒体911构成,各半分割筒体911的槽的边缘部分形成有向外伸出的法兰912。并且,该粘弹性阻尼器9是通过以下方法制造的,即,将包覆着片状的粘弹性体93的内筒92放入装在未图示的下模具等中的一个半分割筒体911中,其次,将另一个半分割筒体911合盖在内筒92的上面,然后,在此状态下,使未图示的上模具落下进行冲压,从而使粘弹性体93粘结在内筒92及外筒91的相向面上。除此之外,也可以采用预先在外筒91(911)的内面上分别粘结片状的粘弹性体93,然后将贴有粘弹性体93的两个半分割筒体911分别合盖到内筒92的上下侧之后进行冲压的方法。或者,还可以采用在内筒92与外筒91预先被组装好的状态下,在它们之间的空隙中注入粘弹性体93以进行填充的方法等。相向结合的两个半分割筒体911各自的法兰912相重叠,通过用螺栓及螺母913固定连接这两个相重叠的法兰912,而使两个半分割筒体911合为一体。
然而,在冲压制造具有图26(a)和图26(b)所示的截面形状的粘弹性阻尼器9的场合,在将内筒92及粘弹性体93装到两个半分割筒体911之间时,必须将具有一定厚度的粘弹性体93压入半分割筒体911的左右侧壁与内筒92之间所形成的空隙中,所以,各构件的设定较为困难,作业效率较低。另外,冲压时压力难以施加到外筒91与内筒92之间所形成的左右侧的空隙上,所以,有可能出现因左右侧部分的粘弹性体93的充填或粘结不充分而使减震性能及耐久性能降低的情况。
假如将上述粘弹性阻尼器的矩形截面形状改成圆形的话,上述缺陷能够得到改善,但是,在此情况下,粘弹性阻尼器的厚度(截面高度)将增大,难以在构架框的厚度方向上将粘弹性阻尼器完全收纳到构架框的框面内部,从而给设计和施工带来困难。
【专利文献1】:日本特开平11-141174号公报
【专利文献2】:日本特开2004-218207号公报
【专利文献3】:日本特开2003-286774号公报
实用新型内容
针对上述现状,本实用新型的目的在于,提供一种既能改善具有空心两重结构的粘弹性阻尼器中的粘弹性体的粘结性能和填充性能,又具有使该粘弹性阻尼器易于安装且完全能被收纳于构架框内的合理结构的建筑物的减震结构。
本实用新型所提供的建筑物的减震结构具备安装在由柱材和上下横档组合成矩形而形成的构架框的框内、且支撑着该构架框的粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器包括:外筒;同轴且可活动地***该外筒内、且一端从该外筒的一侧伸出的内筒;以及夹在所述外筒与所述内筒相重叠的部分之间、并与所述外筒与内筒的相向面分别粘结的粘弹性体,该建筑物的减震结构的特征在于:所述粘弹性阻尼器的外筒及内筒的截面形状均为扁平六边形,所述外筒由一对半分割筒体构成,各所述半分割筒体的截面形状为,将所述扁平六边形沿其平行于长边的中线分成两个部分后形成的槽形,各所述半分割筒体上形成有,沿槽的两边缘向槽外延伸的法兰,所述一对半分割筒体夹隔着所述粘弹性体和所述内筒而相向结合,在该相向结合的状态下,一个所述半分割筒体的法兰与另一个所述半分割筒体的法兰相重叠并被螺栓和螺母固定连接在一起,从而构成所述粘弹性阻尼器,所述粘弹性阻尼器以其筒体的宽轴面平行于所述构架框的结构面的状态,被设置在所述构架框的框内,在所述构架框上,固定连接着与其结构面平行地向框内侧延伸的角撑板,所述外筒侧的端部、即与所述内筒非重叠的外筒的端部;和所述内筒侧的端部、即从所述外筒的一侧延伸出的内筒的端部,通过在其轴向的延长线上配置的连接构件而分别与所述角撑板接合。
采用该结构,当所述构架框发生水平方向的振动时,所述粘弹性阻尼器的外筒和内筒沿轴向朝互为相反的方向位移,使所述粘弹性体发生剪切变形从而吸收能量,使振动衰减。并且,由于粘弹性阻尼器具有扁平六边形的截面,且其外筒是由一对截面形状为将扁平六边形沿其平行于长边的中线分成两部分后形成的槽形的半分割筒体相向结合而构成的,所以,对粘弹性阻尼器进行冲压制造时,能够使粘弹性体牢固地粘结在外筒和内筒上,从而能够得到良好的减震性能及耐久性能。并且,与具有圆形截面的粘弹性阻尼器相比,粘弹性阻尼器本身的厚度(截面高度)减小。因而,易于将该粘弹性阻尼器以其宽轴面平行于构架框的结构面的状态,完全安装收纳到构架框的框面内,这样,在厚度方向上,构架框内的收纳尺寸变得相对充裕,从而使设计上的灵活性提高,并易于进行施工。
在此,所述结构面是指,能够抵抗荷重和振动等外力的一组构造体的平面。本实用新型中,构架框的结构面是指构架框所形成的平面,也可以称为框面,该平面基本在铅直面上。通过使粘弹性阻尼器的宽轴面平行于构架框的结构面,能使粘弹性阻尼器最高效地吸收建筑物的躯体所产生的振动。另外,所述粘弹性阻尼器的筒体的宽轴面是指,构成粘弹性阻尼器截面的扁平六边形的平行于长边的中线所在的面。
另外,所述角撑板是指,在支撑材料或桁架材料等构件的接合部位上,用于安装汇集在该部位的构件的钢板。本实用新型中的角撑板与现有技术中使用的一般的角撑板基本相同。
有关所述粘弹性阻尼器与所述角撑板之间的接合结构,可以根据建筑物的结构特点及施工状况等,而选择不限制构件之间的节点上的构件的转动方向的自由度的铰接方式,或限制构件的转动方向的自由度、使构件之间的角度不变的刚性接合方式。
作为铰接方式的接合结构,可以采用以下结构。
(1)在所述外筒侧或所述内筒侧的端部,沿着构成其截面形状的扁平六边形的平行于长边的中线,***有安装用金属构件,该安装用金属构件被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且其一部分从该端部伸出,该安装用金属构件的伸出端上有连接头,该连接头上有供所述连接构件***的连接孔,在所述构架框的厚度方向上保持规定间隔的一对角撑板相互平行地被固定连接在该构架框内,所述安装用金属构件的伸出端插在所述一对角撑板之间,所述连接头与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
(2)在所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面(即,构成其截面的扁平六边形的最长的边所在的面)的内侧,相向地插有一对安装用金属构件,该一对安装用金属构件以相互间保持着规定间隔的状态被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且各自的一部分从该端部伸出,在所述各安装用金属构件的伸出端上,形成有供所述连接构件***的连接孔,所述构架框的框内固定连接着一块角撑板,该角撑板插在所述一对安装用金属构件之间,所述安装用金属构件的伸出端与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
(3)所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面被相向压缩而变形,且该压缩变形后的端部上***有安装用金属构件,该安装用金属构件通过被所述外筒或所述内筒的轴方向上并排配置的至少两组螺栓和螺母固定连接,而与所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部接合,且其一部分从该端部伸出,所述安装用金属构件的伸出端上有连接头,该连接头上有供所述连接构件***的连接孔,在所述构架框的厚度方向上保持规定间隔的一对角撑板相互平行地被固定连接在所述构架框的框内,所述安装用金属构件的伸出端插在所述一对角撑板之间,所述连接头与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
(4)所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面被相向压缩而变形,且该变形后的端部上***有安装用金属构件,该安装用金属构件通过被所述外筒或所述内筒的轴方向上并排设置的至少两组螺栓和螺母固定连接,而与所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部接合,且其一部分从该端部伸出,所述安装用金属构件的伸出端上有连接头,该连接头是隔开规定间隔而平行地相向配置的一对挟持板,各挟持板上形成有供所述连接构件***的连接孔,所述构架框的框内固定连接着一块角撑板,该角撑板插在所述一对挟持板之间,所述挟持板与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
(5)所述外筒侧或所述内筒侧的端部上固定连接着用于将该端部的开口堵塞的封闭构件,该封闭构件上与所述外筒或所述内筒的轴心一致的位置上形成有螺栓螺合孔,该螺栓螺合孔中螺合着直螺栓,所述构架框的框内固定连接着角撑板,该角撑板上固定连接着与所述外筒或所述内筒的轴线垂直的螺栓紧固板,该螺栓紧固板上与所述外筒或所述内筒的轴心对应的位置上形成有螺栓活动插孔,所述直螺栓贯穿所述螺栓活动插孔,并从所述螺栓紧固板的两面被螺母紧固。
另一方面,作为刚性接合方式的接合结构,可以采用以下结构。
(6)在所述外筒侧或所述内筒侧的端部,沿着构成其截面形状的扁平六边形的平行于长边的中线,***有安装用金属构件,该安装用金属构件被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且其一部分从该端部伸出,所述安装用金属构件的伸出端上形成有沿所述外筒或所述内筒的轴线配置且隔开规定间隔的两个连接孔,在所述构架框的厚度方向上保持规定间隔的一对角撑板相互平行地被固定连接在该构架框的框内,所述安装用金属构件的伸出端插在该一对角撑板之间,所述安装用金属构件与所述角撑板之间通过穿入所述两个连接孔的两组高强度螺栓而刚性接合。
(7)在所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面的内侧,相向地插有一对安装用金属构件,该一对安装用金属构件以相互间保持着规定间隔的状态被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且各自的一部分从该端部伸出,在所述安装用金属构件的伸出端上,形成有沿所述外筒或所述内筒的轴线配置且隔开规定间隔的两个连接孔,所述构架框的框内固定连接着一块角撑板,该角撑板插在所述一对安装用金属构件之间,所述安装用金属构件与所述角撑板之间通过穿入所述两个连接孔的两组高强度螺栓而刚性接合。
另外,将所述粘弹性阻尼器以支撑在所述构架框的框内的状态安装在该构架框的框内时,可根据建筑物的结构特点及施工状况来选择以下结构。
(8)在由左右柱材和上下横档构成的矩形构架框中,架设有将该构架框的内部分割成上下两部分的中横档,在所述中横档的上方区域,倾斜地安装着第一个所述粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器的一端连接在所述中横档与一侧的柱材相交的结合处;另一端连接在相反侧的柱材与上横档相交的结合处,在所述中横档的下方区域,倾斜地安装着第二个所述粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器相对于第一个所述粘弹性阻尼器,以中横档为中心上下对称,且一端连接在所述中横档与一侧的柱材相交的结合处;另一端连接在相反侧的柱材与下横档相交的结合处。
(9)在由左右柱材和上下横档构成的矩形构架框中,架设有将该构架框的内部分割成上下两部分的中横档,在所述中横档的上方区域,倾斜地安装着,一端连接在一侧的柱材与上横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第一个所述粘弹性阻尼器;以及一端连接在相反侧的柱材与上横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第二个所述粘弹性阻尼器,在所述中横档的下方区域,倾斜地安装着,一端连接在一侧的柱材与下横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第三个所述粘弹性阻尼器;以及一端连接在相反侧的柱材与下横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第四个所述粘弹性阻尼器。
(10)在由左右柱材和上下横档构成的矩形构架框中,架设有将该构架框的内部分割成上下两部分的中横档,在所述中横档的上方区域,安装有将四个所述粘弹性阻尼器配置成X字形而构成的复合型阻尼器,该复合型阻尼器的四个所述粘弹性阻尼器的各自的一端通过共用X字形的内筒或外筒而相互连接在一起,另一端分别连接在一侧的柱材与上横档相交的结合处、相反侧的柱材与上横档相交的结合处、一侧的柱材与中横档相交的结合处、相反侧的柱材与中横档相交的结合处,在所述中横档的下方区域,安装有将四个所述粘弹性阻尼器配置成X字形而构成的复合型阻尼器,该复合型阻尼器的四个所述粘弹性阻尼器的各自的一端通过共用X字形的内筒或外筒而相互连接在一起,另一端分别连接在一侧的柱材与中横档相交的结合处、相反侧的柱材与中横档相交的结合处、一侧的柱材与下横档相交的结合处、相反侧的柱材与下横档相交的结合处。
通过将如上所述的粘弹性阻尼器和角撑板之间的接合结构与构架框内的粘弹性阻尼器的安装方式适宜地进行组合,能够使粘弹性阻尼器的减震性能得到高效发挥。
另外,在具有上述构成的本实用新型的建筑物的减震结构中,由于构成粘弹性阻尼器的外筒和内筒具有扁平六边形的截面形状,所以在制造粘弹性阻尼器时,粘弹性体与外筒和内筒之间能够牢固地粘结在一起,从而能够确保粘弹性阻尼器本身具有良好的减震性能和耐久性能。
另外,由于粘弹性阻尼器以其筒体的宽轴面平行于构架框的结构面的状态被安装在构架框的框内,且其端部通过在粘弹性阻尼器的轴向的延长线上配置的适宜的安装用金属构件及连接构件等,与固定连接在构架框侧的角撑板相接合,所以各接合部位的结构合理,而且在厚度方向上,粘弹性阻尼器能被完全收纳在构架框的框面内。从而,能够简化现场的构架框及粘弹性阻尼器的组装作业,提高施工效率。
另外,由于粘弹性阻尼器的端部的接合结构较为合理,所以,能够确保直接影响粘弹性阻尼器本身的减震性能的粘弹性体的有效长度,从而使建筑物整体具有良好的减震性能。
附图说明
图1是本实用新型所采用的粘弹性阻尼器的正视图。
图2是本实用新型所采用的粘弹性阻尼器的侧视图。
图3(a)是表示本实用新型所采用的粘弹性阻尼器的制造方法的截面图,图3(b)是表示本实用新型所采用的粘弹性阻尼器的组装状态的截面图。
图4是表示在构架框内呈近似K字形地安装了两个粘弹性阻尼器的安装方式1的正视图。
图5是表示安装方式1的结构模型的示意图。
图6是表示采用安装方式1时的串联型水平换算弹簧的示意图。
图7是表示在构架框内呈近似K字形地安装了两个粘弹性阻尼器的安装方式2的正视图。
图8是用于说明安装方式2中采用的粘弹性阻尼器的端部接合结构的局部正视图。
图9是用于说明安装方式2中采用的粘弹性阻尼器的端部接合结构的侧视图。
图10是表示在构架框内呈近似K字形地安装了两个粘弹性阻尼器的安装方式3的正视图。
图11是用于说明安装方式3中采用的粘弹性阻尼器的端部接合结构的正视图。
图12是用于说明安装方式3中采用的粘弹性阻尼器的端部接合结构的侧视图。
图13是表示在构架框内呈近似K字形地安装了两个粘弹性阻尼器的安装方式4的正视图。
图14是用于说明安装方式4中采用的粘弹性阻尼器的端部接合结构的正视图。
图15是用于说明安装方式4中采用的粘弹性阻尼器的端部接合结构的侧视图。
图16是详细示出图13中的A-A’截面的图。
图17是详细示出图13中的B-B’截面的图。
图18是表示安装方式4的变形例的正视图。
图19是详细示出图18中的C-C’截面的图。
图20是表示在构架框内安装了一组X字形的复合型阻尼器的安装方式5的正视图。
图21是表示安装方式5的结构模型的示意图。
图22是表示采用安装方式5时的两串联两并联型换算弹簧的示意图。
图23是表示在构架框内安装了两组X字形的复合型阻尼器的安装方式6的正视图。
图24是表示安装方式6的结构模型的示意图。
图25是表示采用安装方式6时的四串联两并联型换算弹簧的示意图。
图26(a)是表示现有技术中的粘弹性阻尼器的制造方法的截面图,图26(b)是表示现有技术中的粘弹性阻尼器的组装状态的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。
<粘弹性阻尼器>
图1~图3(a)、(b)表示本实用新型所采用的粘弹性阻尼器1的基本结构。该粘弹性阻尼器1包括:空心的外筒11;同轴且可活动地***外筒11内、且一端从该外筒的一侧伸出的空心的内筒12;以及夹在外筒11与内筒12相重叠的部分之间、并与外筒11与内筒12的相向面分别粘结的粘弹性体13。
外筒11和内筒12都是用钢板材料制成的空心的筒体,都具有扁平六边形(如图3(a)和图3(b)所示)的截面形状。内筒12的截面尺寸比外筒11的截面尺寸小一圈。
外筒11是由一对半分割筒体111相向结合而构成的。各半分割筒体111的截面形状为,将构成外筒11的截面形状的扁平六边形沿其平行于长边的中线分成两个部分后形成的浅槽形。详细而言,如图3(a)所示那样,各半分割筒体111由扁平六边形的长边所在的正面部分112(即槽底面,在本案中也称其为筒体的“宽面”)、及从正面部分112的两侧缘向斜上方扩伸出的左右对称的一对倾斜面部分113(即,槽的侧面)构成,并且,沿着倾斜面部分113的上端缘还形成有平行于正面部分112地向槽外延伸出一定宽度的法兰114。法兰114上形成有相距适宜间隔的螺栓***孔115。
另外,作为粘弹性体13,可采用橡胶类、苯乙烯类、丙烯酸类、沥青类等各种高分子化合物构成的材料。
在制造粘弹性阻尼器1时,例如,可如图3(a)所示那样,首先,将构成外筒11的半边的一个半分割筒体111以开口侧朝上的状态放置到未图示的下模具等中,然后在该半分割筒体111的内面上放置包覆着粘弹性体13的内筒12。在此,粘弹性体13被分为上下二张,分别包覆着内筒12的上、下方的外面。其后,将另一个半分割筒体111以开口朝下的状态合盖到包覆着粘弹性体13的内筒12的上面,然后,从上向下进行冲压及加热,使得粘弹性体13与半分割筒体111的内面及内筒12的外面相粘结。这样,两个半分割筒体111如图3(b)所示那样,夹隔着粘弹性体13和内筒12而相向结合,在该相向结合的状态下,一个半分割筒体111的法兰114与另一个半分割筒体111的法兰114相重叠并被螺栓和螺母116固定连接在一起,从而两个半分割筒体111被结合为一体。在如此构成的粘弹性阻尼器1中,由于半分割筒体111的倾斜面部分113相对于加压方向倾斜一定角度,所以半分割筒体111与内筒12之间的粘弹性体13在该倾斜面部分113也得到充分挤压而与分割筒体111的内面和内筒12的外面牢固地粘结在一起。
另外,除了采用冲压的方法之外,例如也可以采用注入的方法来制造粘弹性阻尼器1。在此情况下省略图示,具体而言是,预先将构成外筒11的两个半分割筒体111合盖到内筒12的外侧,并以使各半分割筒体111与内筒12之间留有规定空隙的状态,将两个半分割筒体111相向结合。然后,利用在适宜的部位开设的注入孔,将粘弹性体13注入到半分割筒体111与内筒12之间的空隙中,直至将空隙填满。其后,从半分割筒体111的外侧加热,使得粘弹性体13与半分割筒体111的内面和内筒12的外面相粘结。在采用该制造方法的情况下,也同样因为外筒11和内筒12具有扁平六边形的截面形状,所以粘弹性体13能被均匀地填充到半分割筒体111的内面和内筒12的外面之间形成的整个空隙中,从而使外筒11与内筒12之间通过粘弹性体13而牢固地连接在一起。
下面,通过举例,对粘弹性阻尼器1在构架框的框内的各种安装方式进行说明。
<安装方式1>
安装方式1如图4所示那样,是在构架框2的框内,将两个粘弹性阻尼器1配置成近似K字型的安装方式。
假定本例中的构架框2是采用轻型钢材的钢架结构体中作为承重用的框架。构架框2是由相距规定间隔地竖立着的一对柱材21、两端各与一个柱材21的上端连接的上横档22、及两端各与一个柱材21的下端连接的下横档22构成的、纵向长的矩形框架。在本例中,作为各柱材21,可采用图16所示的、将具有同一截面形状的一对带唇缘的槽形钢背靠背地结合成一体而构成的组装构件;作为上横档22及下横档22,可采用单个带唇缘的槽形钢,安装时使各自的开口侧朝向构架框2的框内侧。各柱材21与上横档22及下横档22之间通过焊接或用螺栓和螺母连接的方式而接合。并且,可以采用同样的连接方式,将这些柱材21和上横档22及下横档22连接到建筑物构架体中的大梁24等上(如图10所示)。
在两柱材21之间,架设有一个中横档23。该中横档23的两端各与一个柱材21的中间部位连接,将构架框2的框内分成上下两个区域R1及R2。作为中横档23,可以采用与上横档22及下横档22相同的单个带唇缘的槽形钢。通过焊接或螺栓和螺母等其他连接方式,该中横档23的两端分别被连接到两侧的柱材21上。
在中横档23上方的区域R1,倾斜地安装着第一个粘弹性阻尼器1(1a),该粘弹性阻尼器1(1a)的一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与上横档22相交的结合处。另外,在中横档23下方的区域R2,倾斜地安装着第二个粘弹性阻尼器(1b),该粘弹性阻尼器(1b)相对于粘弹性阻尼器1(1a),以中横档23为中心上下对称,且一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与下横档22相交的结合处。在此,粘弹性阻尼器1(1a)与粘弹性阻尼器1(1b)的规格相同,但也可以根据需要来调节各自的粘弹性特性。
对于如上所述那样构成的构架框2,可以用图5所示的结构模型和图6所示的串联型水平换算弹簧来示意性地表示其针对水平方向外力F的特性。换言之,当左右的柱材21之间产生相对移位、或上横档22与中横档23之间产生相对移位时,第一个粘弹性阻尼器1(1a)通过在其轴方向伸缩而发挥减震作用。同样,当左右的柱材21之间产生相对移位、或中横档23与下横档22之间产生相对移位时,第二个粘弹性阻尼器1(1b)通过在其轴方向伸缩来发挥减震作用。
在图6中,符号为M1的换算弹簧是表示构架框2与第一个粘弹性阻尼器1(1a)之间的接合部位的特性的弹性元件;符号为M2的换算弹簧及换算阻尼是表示第一个粘弹性阻尼器1(1a)的特性的粘弹性元件;符号为M3的换算弹簧是表示构架框2与第二个粘弹性阻尼器1(1b)之间的接合部位的特性的弹性元件;符号为M4的换算弹簧及换算阻尼是表示第二个粘弹性阻尼器1(1b)的特性的粘弹性元件。
粘弹性阻尼器1与构架框2之间的接合结构在内筒12侧的端部和外筒11侧的端部有若干不同。以下,对各端部的接合结构进行说明。
如图1及图2所示那样,在内筒12侧的端部,安装有正视时呈近似倒U字形的安装用金属构件31。该安装用金属构件31具有比内筒12的宽度(即,内筒12的宽轴面的宽度)稍宽的平板状部分311,该平板状部分311插在内筒12侧的端部上形成的狭缝121中,并通过焊接等被固定接合在内筒12侧的端部。狭缝121是沿着内筒12侧的端部的截面的扁平六边形的平行于长边的中线开设的狭缝,即,该狭缝121所在的平面与内筒12的宽轴面所在的平面相同。另外,在从内筒12侧的端部伸出的安装用金属构件31的伸出端上,形成有比平板状部分311更厚的圆盘状的连接头312。该连接头312在安装用金属构件31的正反两面等同地增加厚度,且其中心轴与内筒12的轴线垂直相交。另外,在连接头312的中间部位形成有供后述的连接构件***的、正视为圆形的连接孔313。
另一方面,在构架框2上,柱材21与上横档22(或下横档22)相交的结合处安装有形状相同的两块角撑板51,该一对角撑板51以与构架框2的结构面平行且在构架框2的厚度方向上保持规定间隔的状态,通过焊接等而被固定连接在柱材21或上横档22(或下横档22)上。两角撑板51之间的间隔稍大于安装用金属构件31的连接头312的厚度,且两角撑板51上也形成有供后述的连接构件***的、正视时呈圆形的连接孔511。
安装用金属构件31的伸出端插在一对角撑板51之间。并且,连接头312与角撑板51之间,通过***到连接孔313、连接孔511中的使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件512而接合在一起。该接合部位的接合采用内筒12相对于角撑板51能够在构架框2的结构面内自由转动的铰接方式。
在外筒11侧的端部上,安装有两块正视时呈近似U字形的安装用金属构件41。外筒11侧的安装用金属构件41是宽度比外筒11的宽度(即,外筒11的宽轴面的宽度)稍窄的平板状构件。两安装用金属构件41的一部分被***到外筒11的两个宽面的内侧,另一部分从外筒11侧的端部伸出。两安装用金属构件41以相互间保持规定间隔的状态,通过焊接等而被固定接合在外筒11的两个宽面的内侧。另外,在各安装用金属构件41的伸出端上分别形成有供连接构件***的、正视时呈圆形的连接孔411。
另一方面,在构架框2上,柱材21与中横档23相交的结合处安装有一块角撑板61。该角撑板61被设置在构架框2的厚度方向的中间位置上,并以平行于构架框2的结构面的状态,通过焊接等而被固定连接在柱材21或中横档23上。在该角撑板61上也形成有供连接构件***的、正视时呈圆形的连接孔611。
角撑板61插在两块安装用金属构件41之间。并且,角撑板61与安装用金属构件41之间,通过***到连接孔411、连接孔611中的销钉套件或螺栓和螺母之类的连接构件612而接合在一起。该接合部位也采用外筒11相对于角撑板61能够在构架框2的结构面内自由转动的铰接方式。
<安装方式2>
安装方式2如图7所示那样,也是在构架框2的框内,将两个粘弹性阻尼器1配置成近似K字型的安装方式。构架框2的结构与前述的安装方式1中采用的构架框2相同,因而省略对作为其构件的柱材21、上横档22、下横档22、中横档23等的说明。
在中横档23上方的区域R1,倾斜地安装着第一个粘弹性阻尼器1(1c),该粘弹性阻尼器1(1c)的一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与上横档22相交的结合处。另外,在中横档23下方的区域R2,倾斜地安装着第二个粘弹性阻尼器1(1d),该粘弹性阻尼器1(1d)相对于粘弹性阻尼器1(1c),以中横档23为中心上下对称,且一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与下横档22相交的结合处。在此,粘弹性阻尼器1(1c)与粘弹性阻尼器1(1d)的规格相同,但也可以根据需要来调节各自的粘弹性特性。
图8和图9扩大表示出该安装方式2中采用的粘弹性阻尼器1的端部的接合结构。粘弹性阻尼器1本体部分的结构与图1~图3所示的结构相同。但是,在该方式中,粘弹性阻尼器1的内筒12侧及外筒11侧的端部形状、以及在各端部装设安装用金属构件的方式与前述的安装方式1有所不同。
如图8和图9所述那样,在内筒12侧的端部的前部,两个宽面被相向压缩而变形,使得厚度变薄、宽度变宽。在该变形后的端部上安装有正视时呈近似倒U字形的安装用金属构件32。安装用金属构件32具有宽度比内筒12的宽度稍窄的平板状部分321。该平板状部分321插在被压扁的内筒12侧的端部内,并通过在内筒12的轴方向相距适宜间隔而并排设置的至少两组螺栓和螺母322固定连接,而与内筒12侧的端部接合在一起。如此,与前述的安装方式1一样,安装用金属构件32的平板状部分321所在的平面与粘弹性阻尼器1的宽轴面所在的平面相同。
从内筒12侧的端部伸出的安装用金属构件32的伸出端上设有连接头323。该连接头323是在平板状部分321一侧的正反两面等同地增厚而形成的。在连接头323上的与内筒12的轴线一致的位置上,形成有与内筒12的宽轴面垂直相交的、正视时呈圆形的连接孔324。
另一方面,在构架框2上,与前述的安装方式1一样,在柱材21与上横档22(或下横档22)相交的结合处,安装有两块形状相同的角撑板52。该一对角撑板52以与构架框2的结构面平行且在构架框2的厚度方向上保持规定间隔的状态,通过焊接等而被固定连接在柱材21或上横档22(或下横档22)上。该一对角撑板52上也形成有正视时呈圆形的连接孔521。
安装用金属构件32的伸出端插在该一对角撑板52之间。并且,连接头323与角撑板52之间,通过***到连接孔324、连接孔321中的销钉套件或螺栓和螺母之类的连接构件522而接合。该接合部位也采用内筒12相对于角撑板52能够在构架框2的结构面内自由转动的铰接方式。
在外筒11侧的端部的前部,两个宽面被相向压缩而变形,使得厚度变薄、宽度变宽。在该变形后的端部上安装有正视时呈近似U字形的安装用金属构件42。外筒11侧的安装用金属构件42也具有宽度比外筒11的宽度稍窄的平板状部分421。该平板状部分421插在被压扁的外筒11侧的端部内,并通过在外筒11的轴线方向上相距适宜间隔而并排设置的至少两组螺栓和螺母422固定连接,而与外筒11侧的端部接合在一起。如此,外筒11侧的安装用金属构件42的平板状部分421所在的平面也与粘弹性阻尼器1的宽轴面所在的平面相同。
在外筒11侧的安装用金属构件42的伸出端上设置有连接头,该连接头是隔开规定间隔而平行地相向配置的一对挟持板423。各挟持板423上形成有供所述连接构件***的连接孔424。
另一方面,在构架框2上,与前述的安装方式1一样,在柱材21与中横档23相交的结合处安装了一块角撑板62。该角撑板62被设置在构架框2的厚度方向的中间位置,并以平行于构架框2的结构面的状态,通过焊接等而被固定连接在柱材21或中横档23上。该角撑板62上也形成有供连接构件***的、正视时呈圆形的连接孔621。
角撑板62插在安装用金属构件42的两块挟持板423之间。并且,角撑板62与挟持板423之间,通过***到连接孔424、连接孔621中的销钉套件或螺栓和螺母之类的连接构件622而接合在一起。该接合部位也采用使外筒11相对于角撑板62能够在构架框2的结构面内自由转动的铰接方式。
<安装方式3>
安装方式3如图10所示那样,也是在构架框2的框内将两个粘弹性阻尼器1配置成近似K字形的安装方式。构架框2的结构与前述的安装方式1中采用的构架框2相同,所以省略对作为其构件的柱材21、上横档22、下横档22、中横档23等的说明。
在中横档23上方的区域R1,倾斜地安装着第一个粘弹性阻尼器1(1e),该粘弹性阻尼器1(1e)的一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与上横档22相交的结合处。另外,在中横档23下方的区域R2,倾斜地安装着第二个粘弹性阻尼器1(1f),该粘弹性阻尼器1(1f)相对于粘弹性阻尼器1(1e),以中横档23为中心上下对称,且一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与下横档22相交的结合处。在此,粘弹性阻尼器1(1e)与粘弹性阻尼器1(1f)的规格相同,但也可以根据需要来调节各自的粘弹性特性。
图11及图12中扩大表示出该安装方式3中采用的粘弹性阻尼器1的端部接合结构。该粘弹性阻尼器1本体的结构与图1~图3所示的结构相同。但是,在该方式中,也是粘弹性阻尼器1的内筒12侧及外筒11侧的端部与构架框2的角撑板相接合的部位的结构与前述的安装方式1、2有所不同。
在内筒12侧的端部上,通过焊接而固定连接着将该端部的开口堵塞的封闭构件33。该封闭构件33的大约一半的部分嵌入内筒12的内侧,另一半部分从内筒12侧的端部开口伸出并具有一定厚度。在封闭构件33上与内筒12的轴心一致的位置上形成有带有内螺纹槽的螺栓螺合孔331。该螺栓螺合孔331内螺合有带有外螺纹槽的直螺栓332,该直螺栓332的一部分伸出到内筒12的外侧。直螺栓332通过用固定螺母333紧固,而被固定连接在内筒12侧的端部。
另一方面,在构架框2上,柱材21与上横挡22(或下横档22)相交的结合处安装有一块角撑板53。该角撑板53与构架框2的结构面平行,并通过焊接等而被固定连接在柱材21或上横挡22(或下横档22)上。在角撑板53的突出端上,通过焊接而固定连接着由具有一定厚度的板材等构成的螺栓紧固板531,该螺栓紧固板531被固定成与内筒12的轴线垂直。而且,在该螺栓紧固板531上与内筒12的轴心对应的位置上形成有螺栓活动插孔532。
固定在内筒12侧的端部的直螺栓332插在该角撑板53侧的螺栓活动插孔532中,并从螺栓紧固板531的两面被紧固螺母533紧固。因此,在这样的接合方式下,内筒12相对于角撑板53至少无法在轴方向上移动,但由于直螺栓332能够在一定程度上的转动,所以,实质上该接合部位也相当于铰接的接合部位。
外筒11侧的端部也通过与内筒12侧的端部相同的结构而与构架框2相接合。即,在外筒11侧的端部上,通过焊接而固定连接着将该端部的开口堵塞的封闭构件43。该封闭构件43上与外筒11的轴心一致的位置上形成有螺栓螺合孔431。该螺栓螺合孔431内螺合着直螺栓432。该直螺栓432被固定螺母433紧固在外筒11侧的端部。
另一方面,在构架框2上,柱材21与中横档23相交的结合处固定连接着一块角撑板63。在该角撑板63的突出端上固定连接着螺栓紧固板631。该螺栓紧固板631被固定成与外筒11的轴线垂直的状态。且在该螺栓紧固板631上与外筒11的轴心对应的位置上也形成有螺栓活动插孔632。
固定连接在外筒11侧的端部的直螺栓432插在角撑板63侧设置的螺栓活动插孔632中,并从螺栓紧固板631的两面被紧固螺母633紧固。该接合部位也是外筒11相对于角撑板63至少无法在轴方向上移动,但由于直螺栓432在一定程度上能够转动,因而该部位也相当于铰接的接合部。
<安装方式4>
安装方式4如图13所示那样,也是在构架框2的框内将两个粘弹性阻尼器1配置成近似K字形的安装方式。构架框2的结构与前述的安装方式1中采用的构架框2相同,所以省略对作为其构件的柱材21、上横档22、下横档22、中横档23等的说明。
在中横档23上方的区域R1,倾斜地安装着第一个粘弹性阻尼器1(1g),该粘弹性阻尼器1(1g)的一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与上横档22相交的结合处。另外,在中横档23下方的区域R2,倾斜地安装着第二个粘弹性阻尼器1(1h),该粘弹性阻尼器1(1h)相对于粘弹性阻尼器1(1g),以中横档23为中心上下对称,且一端连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处;另一端连接在图示右侧的柱材21与下横档22相交的结合处。在此,粘弹性阻尼器1(1g)与粘弹性阻尼器1(1h)的规格相同,但也可以根据需要来调节各自的粘弹性特性。。
图14及图15中扩大表示出该安装方式4中采用的粘弹性阻尼器1的端部接合结构。另外,图16详细示出了图13中的A-A’截面,图17详细示出了图13中的B-B’截面。该粘弹性阻尼器1本体的结构也与图1~图3所示的结构相同。在该方式中,也是粘弹性阻尼器1的内筒12侧及外筒11侧的端部与构架框2的角撑板相接合的部位的结构与前述的安装方式1、2、3有所不同。
在内筒12侧的端部上安装有正视时呈近似倒U字形的安装用金属构件34。安装用金属构件34是宽度比内筒12的正面宽度稍宽的平板状的构件。该安装用金属构件34插在内筒12侧的端部上形成的狭缝121中,并通过焊接等与内筒12侧的端部固定接合。狭缝121是沿着内筒12侧的端部的截面的扁平六边形的平行于长边的中线形成的,其所在的平面与内筒12的宽轴面所在的平面相同。
从内筒12侧的端部伸出的安装用金属构件34的伸出端上形成有两个连接孔341,该两个连接孔341沿着内筒12的轴线隔开适宜的间隔。
另一方面,在构架框2上,柱材21与上横挡22(或下横档22)相交的结合处安装有两块形状相同的角撑板54。该一对角撑板54以与构架框2的结构面平行且在构架框2的厚度方向上相距规定间隔的状态,通过焊接等而被固定连接在柱材21或上横挡22(或下横档22)上。
进一步,在一对角撑板54之间,安装有一对接合用金属构件541。该接合用金属构件541是具有浅槽形截面形状的构件。两个接合用金属构件541的开口侧各朝向一个角撑板54侧,接合用金属构件541以其长边方向与粘弹性阻尼器1的配置方向一致的状态,通过焊接而分别固定连接在两个角撑板54的相向面上。由此,两接合用金属构件541之间便形成了供内筒12侧的安装用金属构件34***的空隙。另外,在接合用金属构件541上还并排开设有两个圆形的连接孔542,该连接孔542的位置与安装用金属构件34的伸出端上形成的两个连接孔341的位置相对应。安装用金属构件34的伸出端插在一对接合用金属构件541之间,接合用金属构件541与安装用金属构件34之间通过两组高强度螺栓543而接合在一起。接合用金属构件541与安装用金属构件34之间,因作用在两组高强度螺栓543的轴方向的高紧固力而摩擦接合,所以,该接合部位是限制了内筒12相对于构架框2的转动的刚性接合。
在外筒11侧的端部上安装有一对安装用金属构件44。该安装用金属构件44是截面形状相似于前述的接合用金属构件541的浅槽形的截面形状的构件。两个安装用金属构件44被设置为长边方向与粘弹性阻尼器1的配置方向一致,并以各自的开口侧朝向相反方向(即,背靠背)的状态插到外筒11侧的端部中。安装用金属构件44的一部分从外筒11侧的端部伸出。两安装用金属构件44以相互间保持规定间隔的状态,通过焊接而分别固定接合在外筒11的两个宽面的内侧。该安装用金属构件44的伸出端上形成有沿外筒11的轴线相距适宜间隔的两个连接孔441。
另一方面,在构架框2上,柱材21与中横档23相交的结合处安装有一块角撑板64。该角撑板64被设置在构架框2的厚度方向的中间位置上,并以平行于构架框2的结构面的状态,通过焊接等而被固定连接在柱材21或中横档23上。该角撑板64上也并排设置着两个圆形的连接孔641,该两个连接孔641的位置对应于安装用金属构件44的伸出端上形成的两个连接孔441的位置。该角撑板64插在一对安装用金属构件44之间,安装用金属构件44与角撑板64之间通过两组高强度螺栓642而接合。与内筒12侧一样,该接合部位也是限制了外筒11相对于构架框2的转动的刚性接合。
采用该安装方式4的情况下,如图16所示那样,由于是在柱材21与上横挡22(或下横档22)相交的结合处固定连接着一对角撑板54,该一对角撑板54相向配置、相互间的间隔与柱材21的厚度尺寸相应,且在这一对角撑板54之间还安装有一对接合用金属构件541,该一对接合用金属构件541之间夹着内筒12侧的安装用金属构件34。因此,能够在两个相向的角撑板54之间确保用于将柱材21、上横挡22(或下横档22)安装到大梁24等上的施工空间。
另外,如图16、图17所示那样,由于将具有槽形形状的两个接合用金属构件541、两个安装用金属构件44分别背靠背地配置,所以即便是构架框2的厚度有限,也能够使接合用金属构件541、安装用金属构件44具有足够的有效截面面积,从而使接合部位的可靠性得到提高。
虽然在该安装方式4中,作为柱材21,使用了带唇缘的槽形钢的组装构件,然而,在采用使用其它型钢的构架框2的情况下,只要对前述的安装方式稍加改变,便可以实施。例如,如图18所示那样,在隔墙用的较为简单的构架框2的内侧,近似K字形地配置着与图13所示的结构相同的第一个粘弹性阻尼器1(1g)和第二个粘弹性阻尼器1(1h),其中,柱材21使用的是矩形钢管。对于该构架框2而言,没有必要将上横挡22(或下横档22)安装到大梁24上。因而,内筒12侧的端部与柱材21的上下两端部相交的各结合处如图19中扩大表示出那样,一对角撑板54以比图16中的间隔更窄的间隔被焊接在柱材21的侧面,在这一对角撑板54的空隙中***内筒12侧的安装用金属构件34,并直接用高强度螺栓543固定连接即可。另外,在该安装方式中,外筒11侧的端部与柱材21的中间部位之间的接合方式与图17所示的方式相同。
<安装方式的选择及组合>
前述的安装方式1~4都采用了在构架框2的框内将两个粘弹性阻尼器1配置为近似K字形的安装方式,且结构模型实质上也基本等同。因而,对于粘弹性阻尼器1的端部与固定连接在构架框2侧上的角撑板之间的各接合部位,可根据需要来选择或组合采用前述的安装方式1~4中的内筒12侧的端部及外筒11侧的端部的各种接合结构。另外,由于内筒12和外筒11都具有扁平六边形的截面形状,所以可以将前述的安装方式1~4中任一个的内筒12侧的端部的接合结构用于外筒11侧的端部,或将外筒11侧的端部的接合结构用于内筒12侧的端部,也可以对内筒12侧及外筒11侧采用相同的接合结构。
另外,在前述的安装方式1~4中,安装方式1、2、3的粘弹性阻尼器1的端部与固定连接在构架框2侧的角撑板之间的接合部位采用铰接方式,所以力学结构较为单纯,对于粘弹性阻尼器1的两端的节点间的尺寸,即两侧的角撑板上形成的连接孔的孔径及中心间隔,加工精度要求较高。
对此,安装方式4中,粘弹性阻尼器1的端部与固定连接在构架框2侧的角撑板之间的接合部位采用高强度螺栓的摩擦接合方式,用于装设高强度螺栓的连接孔有一定裕度也无妨,因而,对于两侧的角撑板上形成的连接孔的孔径及中心间隔,精度要求不必太高。
另外,在安装方式2中,由于内筒12侧或外筒11侧的压缩变形后的端部通过至少两组螺栓和螺母与安装用金属构件固定连接,所以通过对该部分的螺栓孔设定一定的裕度,可以弥补两侧的角撑板上形成的连接孔的中心间隔的加工误差。
<安装方式5>
安装方式5如图20所示那样,是在构架框2的框内,将四个粘弹性阻尼器1配置成近似X字形的安装方式。构架框2的结构与前述的安装方式1中采用的构架框2相同,所以省略对作为其构件的柱材21、上横档22、下横档22、中横档23等的说明。各粘弹性阻尼器1本体的结构也与图1~图3所示的结构相同。
在中横档23上方的区域R1,倾斜地安装着,一端连接在图示左侧的柱材21与上横档22相交的结合处、另一端连接在中横档23的中间部位的第一个粘弹性阻尼器1(1i);以及一端连接在图示右侧的柱材21与上横档22相交的结合处、另一端连接在中横档23的中间部位的第二个粘弹性阻尼器1(1j)。
在中横档23下方的区域R2,倾斜地安装着,一端连接在图示左侧的柱材21与下横档22相交的结合处、另一端连接在中横档23的中间部位的第三个粘弹性阻尼器1(1k);以及一端连接在图示右侧的柱材21与下横档22相交的结合处、另一端连接在中横档23的中间部位的第四个粘弹性阻尼器1(1m)。
换言之,第一个粘弹性阻尼器1(1i)与第三粘弹性阻尼器1(1k)、第二个粘弹性阻尼器1(1j)与第四粘弹性阻尼器1(1m)以中横档23为中心上下对称地配置;第一个粘弹性阻尼器1(1i)与第二个粘弹性阻尼器1(1j)、第三个粘弹性阻尼器1(1k)与第四个粘弹性阻尼器1(1m)以垂直于中横档23的中线为中心左右对称地配置。在此,四个粘弹性阻尼器1(1i、1j、1k、1m)全部采用相同规格,但也可以根据需要来调节各自的粘弹性特性。
对于在柱材21与上横档22或下横档22相交的结合处安装的成对的或单块的角撑板55、以及在中横档23的中间部位安装的成对的或单块的角撑板65与对应的粘弹性阻尼器1的端部之间的接合方式,可以采用安装方式1~4中说明过的内筒12侧或外筒11侧的端部的接合方式中的任何一种。
对于如上所述那样构成的构架框2,其针对水平方向外力F的特性可用图21所示的结构模型、及图22所示的两串联两并联型换算弹簧的模型来表示。即,当左右的柱材21之间产生相对移位、或上横档22与中横档23之间产生相对移位时,上方的第一个粘弹性阻尼器1(1i)和第二个粘弹性阻尼器1(1j)通过在各自的轴方向伸缩来发挥减震作用。同样,当左右的柱材21之间产生相对移位、或中横档23与下横档22之间产生相对移位时,下方的第三粘弹性阻尼器1(1k)和第四粘弹性阻尼器1(1m)通过在各自的轴方向伸缩来发挥减震作用。
在图22中,符号为M1的换算弹簧是表示构架框2与第一个粘弹性阻尼器1(1i)之间的接合部位的特性的弹性元件;符号为M2的换算弹簧及换算阻尼是表示第一个粘弹性阻尼器1(1i)的特性的粘弹性元件;符号为M3的换算弹簧是表示构架框2与第二个粘弹性阻尼器1(1j)之间的接合部位的特性的弹性元件;符号为M4的换算弹簧及换算阻尼是表示第二个粘弹性阻尼器1(1j)的特性的粘弹性元件;符号为M5的换算弹簧是表示构架框2与第三个粘弹性阻尼器1(1k)之间的接合部位的特性的弹性元件;符号为M6的换算弹簧及换算阻尼是表示第三个粘弹性阻尼器1(1k)的特性的粘弹性元件;符号为M7的换算弹簧是表示构架框与第四个粘弹性阻尼器1(1m)之间的接合部位的特性的弹性元件;符号为M8的换算弹簧及换算阻尼是表示第四个粘弹性阻尼器1(1m)的特性的粘弹性元件。
<安装方式6>
安装方式6如图23所示那样,是在构架框2的中横档23的上方和下方分别配置一组正视时呈X字形的复合型阻尼器10的安装方式。构架框2的结构与前述的安装方式1中采用的构架框2相同,因而省略对作为其构件的柱材21、上横档22、下横档22、中横档23等的说明。
复合型阻尼器10由四个粘弹性阻尼器101组成,该四个粘弹性阻尼器101的一端通过共用X字形的内筒(臂部102)而连接在一起,另一端向外伸展构成X字形。四个粘弹性阻尼器101具有相同的结构和特性,各自的伸展端至臂部102的交叉点为止的长度也相同。在此,上下两组复合型阻尼器10的规格相同。
在中横档23上方的区域R1,安装有将四个粘弹性阻尼器101配置成X字形而构成的复合型阻尼器10,四个粘弹性阻尼器101一端分别连接在图示左侧的柱材21与上横档22相交的结合处、图示右侧的柱材21与上横档22相交的结合处、图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处、图示右侧的柱材21与中横档23相交的结合处。
另外,在中横档23下方的区域R2,安装有将四个粘弹性阻尼器101配置成的X字形而构成的复合型阻尼器10,该四个粘弹性阻尼器101的一端分别连接在图示左侧的柱材21与中横档23相交的结合处、图示右侧的柱材21与中横档23相交的结合处、图示左侧的柱材21与下横档22相交的结合处、图示右侧的柱材21与下横档22相交的结合处。
各粘弹性阻尼器101本体的结构与图3所示的结构相同,是在内筒与外筒之间夹隔有粘弹性体的、具有扁平六边形截面的空心两重结构。不同的是,在本例的结构中,四个粘弹性阻尼器101共用一个呈X字形的内筒,即,用X字形地一体形成的内筒构成复合型阻尼器10的臂部102,然后在该臂部102的四个向外伸展的内筒上分别覆盖粘弹性体及外筒而构成复合型阻尼器10。除了可以用内筒作为复合型阻尼器10的臂部102之外,同样也可以用外筒作为复合型阻尼器10的臂部102。
作为各粘弹性阻尼器101的伸展端的端部与在柱材21与上横档22或下横档22相交的结合处安装的成对的或单块的角撑板556、或在柱材21与中横档23相交的结合处安装的成对的或单块的对角撑板66之间的接合方式,可以选择安装方式1~4中说明过的外筒11侧或内筒12侧的端部的接合方式中的任一种。
对于如上所述那样构成的构架框2,其针对水平方向外力F的特性可用图24所示的结构模型、及图25所示的四串联两并联型换算弹簧的模型来表示。即,当左右的柱材21之间产生相对移位、或上横档22与中横档23之间产生相对移位时,上方的复合型阻尼器10的四个粘弹性阻尼器101通过在各自的轴方向伸缩来发挥减震作用。同样,当左右的柱材21之间产生相对移位、或中横档23与下横档22之间产生相对移位时,下方的复合型阻尼器10的四个粘弹性阻尼器101通过在各自的轴方向伸缩来发挥减震作用。
在图25中,符号为M1、M3、M5、M7、M9、M11、M13、M15的各换算弹簧分别是,表示构架框2与各个粘弹性阻尼器101之间的各接合部位的特性的弹性元件;符号为M2、M4、M6、M8、M10、M12、M14、M16的各换算弹簧及换算阻尼分别是,表示各个粘弹性阻尼器101的特性的粘弹性元件。
本实用新型作为减震技术能够被广泛应用于至少一部分采用了钢构架的构架框结构的所有建筑物。
Claims (11)
1.一种建筑物的减震结构,具备安装在由柱材和上下横档组合成矩形而形成的构架框的框内、且支撑着该构架框的粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器包括:外筒;同轴且可活动地***该外筒内、且一端从该外筒的一侧伸出的内筒;以及夹在所述外筒与所述内筒相重叠的部分之间、并与所述外筒与内筒的相向面分别粘结的粘弹性体,其特征在于:
所述粘弹性阻尼器的外筒及内筒的截面形状均为扁平六边形,
所述外筒由一对半分割筒体构成,各所述半分割筒体的截面形状为,将所述扁平六边形沿其平行于长边的中线分成两个部分后形成的槽形,
各所述半分割筒体上形成有,沿槽的两边缘向槽外延伸的法兰,
所述一对半分割筒体夹隔着所述粘弹性体和所述内筒而相向结合,在该相向结合的状态下,一个所述半分割筒体的法兰与另一个所述半分割筒体的法兰相重叠并被螺栓和螺母固定连接在一起,从而构成所述粘弹性阻尼器,
所述粘弹性阻尼器以其筒体的宽轴面平行于所述构架框的结构面的状态,被设置在所述构架框的框内,
在所述构架框上,固定连接着与其结构面平行地向框内侧延伸的角撑板,
所述外筒侧的端部、即与所述内筒非重叠的外筒的端部;和所述内筒侧的端部、即从所述外筒的一侧延伸出的内筒的端部,通过在其轴向的延长线上配置的连接构件而分别与所述角撑板接合。
2.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在所述外筒侧或所述内筒侧的端部,沿着构成其截面形状的扁平六边形的平行于长边的中线,***有安装用金属构件,该安装用金属构件被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且其一部分从该端部伸出,
该安装用金属构件的伸出端上有连接头,该连接头上有供所述连接构件***的连接孔,
在所述构架框的厚度方向上保持规定间隔的一对角撑板相互平行地被固定连接在该构架框内,
所述安装用金属构件的伸出端插在所述一对角撑板之间,所述连接头与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
3.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面的内侧,相向地插有一对安装用金属构件,该一对安装用金属构件以相互间保持着规定间隔的状态被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且各自的一部分从该端部伸出,
在所述各安装用金属构件的伸出端上,形成有供所述连接构件***的连接孔,
所述构架框的框内固定连接着一块角撑板,该角撑板插在所述一对安装用金属构件之间,所述安装用金属构件的伸出端与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
4.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面被相向压缩而变形,且该压缩变形后的端部上***有安装用金属构件,该安装用金属构件通过被所述外筒或所述内筒的轴方向上并排配置的至少两组螺栓和螺母固定连接,而与所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部接合,且其一部分从该端部伸出,
所述安装用金属构件的伸出端上有连接头,该连接头上有供所述连接构件***的连接孔,
在所述构架框的厚度方向上保持规定间隔的一对角撑板相互平行地被固定连接在所述构架框的框内,
所述安装用金属构件的伸出端插在所述一对角撑板之间,所述连接头与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
5.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面被相向压缩而变形,且该变形后的端部上***有安装用金属构件,该安装用金属构件通过被所述外筒或所述内筒的轴方向上并排设置的至少两组螺栓和螺母固定连接,而与所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部接合,且其一部分从该端部伸出,
所述安装用金属构件的伸出端上有连接头,该连接头是隔开规定间隔而平行地相向配置的一对挟持板,各挟持板上形成有供所述连接构件***的连接孔,
所述构架框的框内固定连接着一块角撑板,该角撑板插在所述一对挟持板之间,所述挟持板与所述角撑板之间通过使用销钉套件或螺栓和螺母的连接构件而铰接。
6.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
所述外筒侧或所述内筒侧的端部上固定连接着用于将该端部的开口堵塞的封闭构件,该封闭构件上与所述外筒或所述内筒的轴心一致的位置上形成有螺栓螺合孔,该螺栓螺合孔中螺合着直螺栓,
所述构架框的框内固定连接着角撑板,该角撑板上固定连接着与所述外筒或所述内筒的轴线垂直的螺栓紧固板,该螺栓紧固板上与所述外筒或所述内筒的轴心对应的位置上形成有螺栓活动插孔,
所述直螺栓贯穿所述螺栓活动插孔,并从所述螺栓紧固板的两面被螺母紧固。
7.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在所述外筒侧或所述内筒侧的端部,沿着构成其截面形状的扁平六边形的平行于长边的中线,***有安装用金属构件,该安装用金属构件被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且其一部分从该端部伸出,
所述安装用金属构件的伸出端上形成有沿所述外筒或所述内筒的轴线配置且隔开规定间隔的两个连接孔,
在所述构架框的厚度方向上保持规定间隔的一对角撑板相互平行地被固定连接在该构架框的框内,所述安装用金属构件的伸出端插在该一对角撑板之间,所述安装用金属构件与所述角撑板之间通过穿入所述两个连接孔的两组高强度螺栓而刚性接合。
8.如权利要求1所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在所述外筒侧或所述内筒侧的端部的两个宽面的内侧,插有一对安装用金属构件,该一对安装用金属构件以相互间保持着规定间隔的状态被固定接合在其所***的所述外筒侧或所述内筒侧的端部,且各自的一部分从该端部伸出,
在所述安装用金属构件的伸出端上,形成有沿所述外筒或所述内筒的轴线配置且隔开规定间隔的两个连接孔,
所述构架框的框内固定连接着一块角撑板,该角撑板插在所述一对安装用金属构件之间,所述安装用金属构件与所述角撑板之间通过穿入所述两个连接孔的两组高强度螺栓而刚性接合。
9.如权利要求1至8中任一项所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在由左右柱材和上下横档构成的矩形构架框中,架设有将该构架框的内部分割成上下两部分的中横档,
在所述中横档的上方区域,倾斜地安装着第一个所述粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器的一端连接在所述中横档与一侧的柱材相交的结合处;另一端连接在相反侧的柱材与上横档相交的结合处,
在所述中横档的下方区域,倾斜地安装着第二个所述粘弹性阻尼器,该粘弹性阻尼器相对于第一个所述粘弹性阻尼器,以中横档为中心上下对称,且一端连接在所述中横档与一侧的柱材相交的结合处;另一端连接在相反侧的柱材与下横档相交的结合处。
10.如权利要求1至8中任一项所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在由左右柱材和上下横档构成的矩形构架框中,架设有将该构架框的内部分割成上下两部分的中横档,
在所述中横档的上方区域,倾斜地安装着,一端连接在一侧的柱材与上横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第一个所述粘弹性阻尼器;以及一端连接在相反侧的柱材与上横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部的第二个所述粘弹性阻尼器,
在所述中横档的下方区域,倾斜地安装着,一端连接在一侧的柱材与下横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第三个所述粘弹性阻尼器;以及一端连接在相反侧的柱材与下横档相交的结合处、另一端连接在中横档的中间部位的第四个所述粘弹性阻尼器。
11.如权利要求1至8中任一项所述的建筑物的减震结构,其特征在于:
在由左右柱材和上下横档构成的矩形构架框中,架设有将该构架框的内部分割成上下两部分的中横档,
在所述中横档的上方区域,安装有将四个所述粘弹性阻尼器配置成X字形而构成的复合型阻尼器,该复合型阻尼器的四个所述粘弹性阻尼器的各自的一端通过共用X字形的内筒或外筒而相互连接在一起,另一端分别连接在一侧的柱材与上横档相交的结合处、相反侧的柱材与上横档相交的结合处、一侧的柱材与中横档相交的结合处、相反侧的柱材与中横档相交的结合处,
在所述中横档的下方区域,安装有将四个所述粘弹性阻尼器配置成X字形而构成的复合型阻尼器,该复合型阻尼器的四个所述粘弹性阻尼器的各自的一端通过共用X字形的内筒或外筒而相互连接在一起,另一端分别连接在一侧的柱材与中横档相交的结合处、相反侧的柱材与中横档相交的结合处、一侧的柱材与下横档相交的结合处、相反侧的柱材与下横档相交的结合处。
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