JP2008045326A - Vibration proof damper structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄筋コンクリート構造物や鉄骨構造物などの柱や梁からなる主架構内に取り付けられる制振ダンパー構造に関する。 The present invention relates to a vibration damper structure attached to a main frame composed of columns and beams such as a reinforced concrete structure and a steel frame structure.
地震時において構造物に入力されるエネルギーを塑性変形による履歴エネルギーとして吸収させ、構造物の破壊を防止もしくは低減する制振ダンパー構造の一例として、特許文献1に記載のものが知られている。
これは、H形断面鋼材のウェブに開口部を設け、該開口部に前記H形断面鋼材より降伏耐力の低い鋼板からなる小パネルを取付けた複数の主パネルを有し、これら主パネルを横方向に連接してなる鋼製耐震壁であって、前記小パネルの両面に補剛板を配設し、これら補剛板と前記小パネルとをボルト・ナット等により拘束したことを特徴とするものである。
このような構造によれば、大きな地震が発生すると構造物の骨組より先に鋼製耐震壁が降伏して地震エネルギーを吸収するので、構造物の塑性化や疲労損傷を軽減することができる。また、このとき、開口部に取付けた小パネルに補剛板を設けて座屈耐力を向上させたので、小パネルには小さい座屈変形又は小さい局部座屈を生じるだけで局部歪が小さくなり、疲労特性がより向上して耐震性能を高めることができる。
This has a plurality of main panels in which openings are formed in a web of an H-shaped cross-section steel material, and small panels made of a steel plate having a yield strength lower than that of the H-shaped cross-section steel material are attached to the openings. A steel seismic wall connected in a direction, wherein stiffening plates are disposed on both sides of the small panel, and the stiffening plate and the small panel are restrained by bolts, nuts, or the like. Is.
According to such a structure, when a large earthquake occurs, the steel shear wall yields and absorbs the seismic energy before the structural framework, so that plasticization and fatigue damage of the structure can be reduced. At this time, since the stiffening plate is provided on the small panel attached to the opening to improve the buckling strength, the local distortion is reduced only by causing small buckling deformation or small local buckling on the small panel. In addition, the fatigue characteristics can be improved and the seismic performance can be improved.
ところで、制振ダンパー構造の一部を構成する前記主パネルは、H形断面鋼材のウェブに開口部を設け、該開口部に前記H形断面鋼材より降伏耐力の低い鋼板からなる小パネルを取付けたものであるので、H形断面鋼材のウェブに開口部を設けるのに手間がかかり、このため制振ダンパー構造の施工に手間がかかる。
また、前記主パネルは、上下の梁間に設けるものであり、上下に長い構造となっているので、短スパンの境界梁の部分における柱間には設けるのは困難である。
さらに、降伏耐力の低い鋼板からなる小パネルを、主パネルの開口部に溶接によって接合しているので、地震によって小パネルが破損した場合、この小パネルを取り外し、再び新たな小パネルを接合するのに手間がかかる。
By the way, the main panel constituting a part of the vibration damper structure is provided with an opening in the web of the H-shaped cross-section steel material, and a small panel made of a steel plate having a yield strength lower than that of the H-shaped cross-section steel material is attached to the opening. Therefore, it takes time to provide the opening in the web of the H-shaped cross-section steel material, and therefore, it takes time to construct the damping damper structure.
Further, the main panel is provided between the upper and lower beams and has a structure that is long in the vertical direction. Therefore, it is difficult to provide the main panel between the columns in the short span boundary beam portion.
In addition, a small panel made of steel plate with low yield strength is joined to the opening of the main panel by welding, so if the small panel breaks due to an earthquake, this small panel is removed and a new small panel is joined again. It takes time and effort.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、施工が容易であり、また、梁間および柱間の双方に利用でき、さらに、ダンパー用鋼材の取り付け、交換が容易に行える制振ダンパー構造を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a vibration damper structure that is easy to construct, can be used between both beams and columns, and can easily mount and replace damper steel. The challenge is to do.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、例えば図1〜図3、(図8〜図10)に示すように、軸線方向に所定の隙間をもって配置された一対の鉄骨材1,1が、該鉄骨材1,1より降伏耐力の低いダンパー用鋼材5(20)によって接合されてなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
前記鉄骨材は、水平方向に沿う梁材や鉛直方向に沿う柱材の一部として構成され、水平に配置される場合は、柱や壁に一端部が固定され、鉛直に配置される場合は梁や床スラブに一端部が固定される。 The steel frame is configured as a part of a beam material along the horizontal direction or a column material along the vertical direction, and when arranged horizontally, one end is fixed to the column or wall, and when arranged vertically One end is fixed to the beam or floor slab.
請求項1に記載の発明によれば、一対の鉄骨材が、該鉄骨材より降伏耐力の低いダンパー用鋼材によって接合されているので、従来のように、H形断面鋼材のウェブに開口部を設ける必要がなく、ダンパー用鋼材を一対の鉄骨材にボルト接合や溶接等によって接合すればよい。したがって、制振ダンパー構造の施工が容易となる。
また、短スパンの境界梁の部分における柱間においても、境界梁を左右一対の鉄骨材と、これら鉄骨材を接合するダンパー用鋼材によって構成すればよいので、柱間においても容易に利用できる。また、梁間においても、間柱となる部分を上下一対の鉄骨材と、これら鉄骨材を接合するダンパー用鋼材によって構成すればよいので、梁間においても容易に利用できる。
さらに、ダンパー用鋼材の幅や厚さを調整することによって、制振ダンパー構造の耐力や剛性を容易に最適なものに調整できる。
According to invention of
Further, even between the columns in the short span boundary beam portion, the boundary beam may be configured by a pair of left and right steel frames and a steel material for a damper that joins these steel frames, so that it can be easily used between columns. Moreover, since the part used as a stud should just be comprised with a pair of upper and lower steel frames and the steel material for dampers which joins these steel frames between beams, it can utilize easily also between beams.
Furthermore, by adjusting the width and thickness of the steel material for the damper, the proof stress and rigidity of the damping damper structure can be easily adjusted to the optimum one.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の制振ダンパー構造において、ダンパー用鋼材5の両側部に、補剛材6,6がそれぞれ固定されており、この補剛材6,6が鉄骨材1,1にボルト接合されることによって、前記一対の鉄骨材1,1が補剛材6,6を介してダンパー用鋼材5によって接合されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the damping damper structure according to the first aspect, the
請求項2に記載の発明によれば、ダンパー用鋼材の両側部に固定された補剛材が、鉄骨材にボルト接合されているので、地震によってダンパー用鋼材が破損した場合、このダンパー用鋼材を、補剛材のボルトを外すことによって、容易に取り外し交換できる。また、取り外し交換の際も、ボルト締めであるので、交換に伴う振動・騒音を軽減できる。
According to invention of
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の制振ダンパー構造において、ダンパー用鋼材5(20)に、座屈耐力を向上させる補強リブ9,9(21,21)が固定されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the damping damper structure according to the first or second aspect, the reinforcing
請求項3に記載の発明によれば、ダンパー用鋼材の座屈耐力が補強リブによって向上するので、地震の際に、該ダンパー用鋼材は小さい座屈変形または小さい局部座屈を生じるだけで局部歪が小さくなり、疲労特性がより向上して耐震性能を高めることができる。
According to the invention described in
本発明によれば、軸線方向に所定の隙間をもって配置された一対の鉄骨材が、該鉄骨材より降伏耐力の低いダンパー用鋼材によって接合されているので、制振ダンパー構造の施工が容易となるとともに、柱間や梁間においても、左右一対の鉄骨材と、これら鉄骨材を接合するダンパー用鋼材によって構成すればよいので、容易に利用できる。
また、ダンパー用鋼材の両側部に固定された補剛材が、鉄骨材にボルト接合されているので、地震によってダンパー用鋼材が破損した場合、このダンパー用鋼材をボルトを外すことによって、容易に取り外し交換できる。
According to the present invention, the pair of steel frames disposed with a predetermined gap in the axial direction are joined by the steel for damper having a yield strength lower than that of the steel frame, so that the construction of the vibration damper structure is facilitated. At the same time, between the columns and between the beams, a pair of left and right steel frames and a damper steel material that joins these steel frames can be used easily.
In addition, since the stiffeners fixed on both sides of the damper steel are bolted to the steel frame, if the damper steel is damaged by an earthquake, it can be easily Can be removed and replaced.
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(第1の実施の形態)
図1〜図3は、本発明に係る制振ダンパー構造の第1例を示すものであり、図1は側面図、図2は平面図、図3は図1におけるA―A線断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 3 show a first example of a damping damper structure according to the present invention. FIG. 1 is a side view, FIG. 2 is a plan view, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. is there.
これらの図において、符号1,1は鉄骨片持ち梁(鉄骨材)を示す。これら鉄骨片持ち梁1,1は、軸線方向に所定の隙間をもって配置されている。また、鉄骨片持ち梁1は、H形鋼材2と、このH形鋼材2の基端部に形成されたブラケット3とを備えており、このブラケット3が柱や壁等に固定されるようになっている。
前記H形鋼材2,2のウエブ2a,2aどうしは、H形鋼材2より降伏耐力の低いダンパー用鋼材5によって接合されている。
In these drawings,
The
すなわち、ダンパー用鋼材5は、低降伏点鋼で形成された長方形板状のものであり、その短辺に沿う側端部には、補剛材6が溶接によって固定されている。この補剛材6は、L字形のアングル材で形成されており、その一片部がダンパー用鋼材5の側端部に溶接によって固定されている。また、補剛材6の他片部はウエブ2aに当接されたうえで、複数のボルト7とナット8によってボルト接合されている。したがって、前記鉄骨片持ち梁1,1は、補剛材6,6を介してダンパー用鋼材5によって接合されている。
また、前記ダンパー用鋼材5の長辺に沿う両側端部には、座屈耐力を向上させる補強リブ9,9が溶接によって固定されている。この補強リブ9は帯板状に形成されたものであり、その両端部は前記補剛材6の他片部まで延び、該他片部に溶接によって固定されている。
このように、ダンパー用鋼材5、補剛材6,6、補強リブ9,9は一体的に構成されて、制振ダンパー部10を構成している。例えば、工場等において、これらを溶接によって一体化して制振ダンパー部10としてもよいし、現場において溶接よって一体化して制振ダンパー部10としてもよい。
That is, the
Reinforcing
As described above, the
上記のような制振ダンパー構造は、一方の鉄骨片持ち梁1、制振ダンパー部10、他方の鉄骨片持ち梁1が連続しており、かつ、制振ダンパー部10がボルトによって鉄骨片持ち梁1,1に接合されているため、比較的高い剛性を有し、水平力を支持すると共に、面内曲げを拘束する。このため、制振ダンパー構造が地震時に大きな水平力を受けると、制振ダンパー部10の降伏耐力の低いダンパー用鋼材5が鉄骨構造物などの骨組より先に降伏して履歴エネルギーを吸収し、主架構の塑性化や疲労損傷を軽減して健全な状態に維持することができる。
In the above-described vibration damper structure, one
上記のような構成の制振ダンパー構造は、図4に示すように、中廊下タイプの板状建物で、中廊下部分の短スパン境界梁として利用される。
すなわち、図4は、板状建物の概略構成を示す平面図であり、符号11a,11bは柱、符号12a,12bは梁を示す。この板状建物では、柱11aと梁12aとで構成された第1架構13と、柱11bと梁12bとで構成された第2架構14とを備えており、これら第1架構13と第2架構14とは所定間隔をもって配置されており、この間隔に中廊下15が設けられている。
そして、第1架構13と第2架構14とが、本発明に係る制振ダンパー構造によって連結されている。
すなわち、中廊下15の短スパン境界梁となる部分に、制振ダンパー部10を備えた制振ダンパー構造が配置され、該制振ダンパー構造の前記鉄骨片持ち梁1,1のうちの一方が第1架構13の柱11aに固定され、他方が第2架構14の柱11bに固定されている。鉄骨片持ち梁1,1を柱11a,11bに固定する場合、鉄骨片持ち梁1のブラケット3(図1参照)を柱11a,11bに当接し、ボルト3aによって接合することによって行う。
As shown in FIG. 4, the damping damper structure having the above-described configuration is used as a short span boundary beam in the middle hallway portion in a plate-type building of the middle hallway type.
That is, FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a plate-like building, where
The
That is, a damping damper structure including a
また、前記制振ダンパー構造は、図5に示すように、コア壁タイプの建物で、コア壁とコア壁とをつなぐ短スパン境界梁として利用される。
すなわち、図5は、コア壁タイプの建物の概略構成を示す平面図であり、符号16は柱、符号17は梁、符号18はコア壁を示す。コア壁18は平面視L字形に形成されたものであり、建物の略中央部に、平面視正方形状のコアを形成するように、かつ、所定の間隔をもって配置されている。
そして、隣り合うコア壁18,18が、本発明に係る制振ダンパー構造によって連結されている。
すなわち、コア壁18とコア壁18とをつなぐ短スパン境界梁となる部分に、制振ダンパー部10を備えた制振ダンパー構造が配置され、該制振ダンパー構造の前記鉄骨片持ち梁1,1のうちの一方が一方のコア壁18に固定され、他方が他方のコア壁18に固定されている。鉄骨片持ち梁1,1をコア壁18,18に固定する場合、鉄骨片持ち梁1のブラケット3(図1参照)をコア壁18,18に当接し、ボルト3aによって接合することによって行う。
Further, as shown in FIG. 5, the vibration damper structure is used as a short-span boundary beam connecting the core wall and the core wall in a core wall type building.
That is, FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a core wall type building.
And the
That is, a damping damper structure including a damping
本実施の形態によれば、一対の鉄骨片持ち梁1,1が、これより降伏耐力の低いダンパー用鋼材5によって補剛材6,6を介して接合されているので、従来のように、H形断面鋼材のウェブに開口部を設ける必要がなく、ダンパー用鋼材5を一対の鉄骨片持ち梁1,1に補剛材6,6を介してボルト接合すればよい。したがって、制振ダンパー構造の施工が容易となる。
また、短スパンの境界梁の部分における柱11a,11b間においても、境界梁を左右一対の鉄骨片持ち梁1,1と、これら鉄骨片持ち梁1,1を接合するダンパー用鋼材5と、補剛材6,6によって構成すればよいので、柱11a,11b間においても容易に利用できる。また、梁間においても、間柱となる部分を上下一対の鉄骨材と、これら鉄骨材を接合するダンパー用鋼材5と、補剛材6,6によって構成すればよいので、梁間においても容易に利用できる。
According to the present embodiment, since the pair of
Also, between the
さらに、ダンパー用鋼材5の両側部に固定された補剛材6,6が、鉄骨片持ち梁1,1にボルト接合されているので、地震によってダンパー用鋼材5が破損した場合、このダンパー用鋼材5を、補剛材6,6のボルト7を外すことによって、容易に取り外し交換できる。また、取り外し交換の際も、ボルト締めであるので、交換に伴う振動・騒音を軽減できる。
加えて、ダンパー用鋼材5に、座屈耐力を向上させる補強リブ9,9が固定されているので、ダンパー用鋼材5の座屈耐力が補強リブ9,9によって向上する。したがって、地震の際に、該ダンパー用鋼材5は小さい座屈変形または小さい局部座屈を生じるだけで局部歪が小さくなり、疲労特性がより向上して耐震性能を高めることができる。
Further, since the
In addition, since the reinforcing
また、ダンパー用鋼材5、補剛材6、補強リブ9が一体化された制振ダンパー部10と、柱や壁等の躯体に固定される鉄骨片持ち梁1,1とが独立した部材となっているので、それらを別々に取付け施工することが可能となり、施工の自由度が増す。
また、ダンパー用鋼材5の幅や厚さを調整することによって、制振ダンパー構造の耐力や剛性を容易に最適なものに調整できる。
また、大地震後の建物変形によって、両側の鉄骨片持ち梁1,1に食い違いが生じた場合、それらの間にプレートを介在させることによって簡単に調節することができる。
さらに、通常、H形鋼材どうしを接合する場合、ウエブどうし、フランジどうしをそれぞれスプライスプレートによって接合するが、本実施の形態では、H形鋼材2,2のフランジ2b,2bを接合していないので、その分、材料や手間を軽減でき、大幅なコストダウンが図れる。
また、フランジをつながないことでモーメントが一定となって反曲点の移動がなくなり、鉄骨片持ち梁1の部材低減が図れる。
Further, the
Further, by adjusting the width and thickness of the
In addition, if a discrepancy occurs between the
Furthermore, normally, when joining H-shaped steel materials, the webs and flanges are joined by splice plates, but in this embodiment, the
Further, by not connecting the flanges, the moment becomes constant, the movement of the inflection point is eliminated, and the members of the
(第2の実施の形態)
図6および図7は、本発明に係る制振ダンパー構造の第2例を示すものであり、図6は平面図、図7は平断面図である。
これらの図に示す制振ダンパー構造が、図1〜図3に示すものと異なる点は、ダンパー用鋼材5、補剛材6、補強リブ9が一体化された制振ダンパー部10を、鉄骨片持ち梁1,1の両側に配置した点であり、その他の構成は共通であるので、共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないしは簡略化する。
(Second Embodiment)
6 and 7 show a second example of the vibration damper structure according to the present invention. FIG. 6 is a plan view and FIG. 7 is a plan sectional view.
The damping damper structure shown in these drawings differs from that shown in FIGS. 1 to 3 in that a damping
ダンパー用鋼材5、補剛材6、補強リブ9が一体化された2つの制振ダンパー部10,10は、H形鋼材2のウエブ2a,2aの両側に配置され、ウエブ2aを挟んで配置されている補剛材6,6がボルト7とナット8によってウエブ2aに固定されている。したがって、所定の隙間をもって配置された鉄骨片持ち梁1,1どうしは、2枚のダンパー用鋼材5,5によって補剛材6・・・を介して接合されている。
このように、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる他、ダンパー用鋼材5が2枚であるので、制振ダンパー構造の耐力や剛性を高めることができる。
また、ダンパー用鋼材5,5が鉄骨片持ち梁1,1に対して対称的に配置されているので、構造上のバランス性が優れたものとなる。
The two damping
As described above, in the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and since the number of the
Moreover, since the
(第3の実施の形態)
図8〜図10は、本発明に係る制振ダンパー構造の第3例を示すものであり、図8は側面図、図9は平面図、図10は図8におけるB―B線断面図である。
本実施の形態では、軸線方向に所定の隙間をもって配置された一対の鉄骨片持ち梁1,1が、該鉄骨片持ち梁1,1より降伏耐力の低いダンパー用鋼材20によって直接接合されている。なお、第1の実施の形態と共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化している。
図1〜図3では、鉄骨片持ち梁1,1を補剛材6,6を介してダンパー用鋼材5によって接合したが、本例では、補剛材6,6を使用することなく、ダンパー用鋼材20を直接溶接によって、鉄骨片持ち梁1,1のウエブ2a,2aに固定している。
また、ダンパー用鋼材20は、前記ダンパー用鋼材5より左右の長さが長くなっており、現場でウエブ2a,2aに直接溶接される。また、ダンパー用鋼材20の長辺に沿う側端部には、座屈耐力を向上させる補強リブ21,21が溶接によって固定されている。なお、この補強リブ21,21は予め工場によって、ダンパー用鋼材20に固定されている。
(Third embodiment)
8 to 10 show a third example of the vibration damper structure according to the present invention. FIG. 8 is a side view, FIG. 9 is a plan view, and FIG. 10 is a sectional view taken along line BB in FIG. is there.
In the present embodiment, a pair of steel cantilever beams 1, 1 arranged with a predetermined gap in the axial direction are directly joined by a
In FIG. 1 to FIG. 3, the steel cantilever beams 1, 1 are joined by the
Further, the
本実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、一対の鉄骨片持ち梁1,1が、これより降伏耐力の低いダンパー用鋼材20によって接合されているので、従来のように、H形断面鋼材のウェブに開口部を設ける必要がなく、ダンパー用鋼材20を一対の鉄骨片持ち梁1,1に接合すればよい。したがって、制振ダンパー構造の施工が容易となる。
また、短スパンの境界梁の部分における柱11a,11b間においても、境界梁を左右一対の鉄骨片持ち梁1,1と、これら鉄骨片持ち梁1,1を接合するダンパー用鋼材20とによって構成すればよいので、柱11a,11b間においても容易に利用できる。また、梁間においても、間柱となる部分を上下一対の鉄骨材と、これら鉄骨材を接合するダンパー用鋼材20によって構成すればよいので、梁間においても容易に利用できる。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the pair of
Also, between the
1 鉄骨片持ち梁(鉄骨材)
5,20 ダンパー用鋼材
6 補剛材
7 ボルト
9,21 補強用リブ
1 Steel cantilever (steel frame)
5,20 Steel material for
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