JP2009264061A - Vibration damping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は制振装置に係り、特に木造住宅のような建物の壁に組み込まれて建物の振動を制振するよう構成された制振装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping device, and more particularly to a vibration damping device that is built in a wall of a building such as a wooden house and configured to suppress vibrations of the building.
例えば、従来の制振装置としては、油圧ダンパの減衰力により建物の水平方向の振動を制振する装置がある(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a conventional vibration damping device, there is a device that suppresses horizontal vibration of a building by a damping force of a hydraulic damper (see, for example, Patent Document 1).
この種の制振装置は、建物の壁部に固定される上梁、下梁、一対の柱からなる枠体と、上梁に固定される上側伝達部材と、下梁に固定される下側伝達部材と、上側伝達部材と下側伝達部材との間に装架された油圧ダンパとから構成されている。 This type of vibration control device is composed of an upper beam, a lower beam, a frame made of a pair of columns fixed to the wall of the building, an upper transmission member fixed to the upper beam, and a lower side fixed to the lower beam. It is comprised from the transmission member and the hydraulic damper mounted between the upper side transmission member and the lower side transmission member.
そして、地震による震動が建物に伝播されると、制振装置は、上側伝達部材と下側伝達部材との間で水平方向の相対変位が生じ、油圧ダンパの両端の距離が近接方向または離間方向に変化するのに伴って減衰力が発生し、建物の振動を減衰させる。
上記のように構成された制振装置においては、各建物によって床面から天井までの高さが異なるため、各施工現場にて枠体の高さ寸法、及び上・下側伝達部材の高さ寸法を調整して取り付けていた。このような、施工作業は、大工などの職人が行なうため、枠体及び上・下側伝達部材を構造用合板などの木材により形成して寸法を調整しやすくしていた。 In the vibration damping device configured as described above, the height from the floor surface to the ceiling differs depending on each building. Therefore, the height of the frame and the height of the upper and lower transmission members at each construction site The dimensions were adjusted. Since such a construction work is performed by a craftsman such as a carpenter, the frame body and the upper and lower transmission members are made of wood such as a structural plywood so that the dimensions can be easily adjusted.
ところが、上・下側伝達部材の剛性が弱いと、上・下側伝達部材自体が変形してしまい地震による振動が油圧ダンパに伝達されにくくなり、建物の振幅に対して油圧ダンパのストロークが減少することで本来の制振効果が十分に得られないおそれがある。 However, if the rigidity of the upper and lower transmission members is weak, the upper and lower transmission members themselves will be deformed, making it difficult for vibrations due to earthquakes to be transmitted to the hydraulic damper, reducing the stroke of the hydraulic damper relative to the building amplitude. By doing so, the original damping effect may not be sufficiently obtained.
また、比較的加速度の小さい中規模の地震の場合には、上・下側伝達部材が撓むことで油圧ダンパのピストンロッドを振動方向に押す力が伝わりにくくなり、その分油圧ダンパが減衰力を発生するためのストロークが得られないので、本来の減衰性能を発揮することができないおそれもある。 In the case of a medium-scale earthquake with relatively low acceleration, the upper and lower transmission members bend, making it difficult to transmit the force that pushes the piston rod of the hydraulic damper in the vibration direction. Since the stroke for generating the pressure cannot be obtained, the original damping performance may not be exhibited.
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した制振装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a vibration damping device that solves the above problems.
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
本発明は上梁と下梁との間の水平方向の相対変位に対して減衰力を与える制振装置において、前記上梁の水平方向の変位を伝達する上側伝達部材と、前記下梁の水平方向の変位を伝達する下側伝達部材と、前記上梁または前記下梁の一方に一端側が接触して設けられ、他端側が前記上側伝達部材または下側伝達部材の一方と接触し、前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の高さ位置を調整する板材と、前記板材の垂直方向に貫通する少なくとも2つの貫通孔と、前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の前記板材の一端側に接触する水平部に設けられ、前記貫通孔と対向する位置に設けられる挿通孔と、前記貫通孔及び前記挿通孔を貫通し、前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の一方を前記上梁または前記下梁に固定するボルトと、前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の少なくとも一方の水平部と前記板部材の側面と対向する柱との間の隙間に挿入される隙間埋め部材と、前記上側伝達部材と前記下側伝達部材との間に設けられ、前記上側伝達部材と前記下側伝達部材との相対変位に応じた減衰力を発生するダンパと、を備えることにより、上記課題を解決するものである。 The present invention provides a vibration damping device that applies a damping force to a horizontal relative displacement between an upper beam and a lower beam, an upper transmission member that transmits the horizontal displacement of the upper beam, and a horizontal beam of the lower beam. A lower transmission member configured to transmit a displacement in a direction, and one end of the upper beam or the lower beam is provided in contact with the other, and the other end is in contact with one of the upper transmission member or the lower transmission member. A plate member for adjusting the height position of the transmission member or the lower transmission member, at least two through holes penetrating in the vertical direction of the plate member, and one end side of the plate member of the upper transmission member or the lower transmission member An insertion hole provided in a horizontal portion in contact with the insertion hole provided at a position facing the through hole, and penetrating the through hole and the insertion hole, and one of the upper transmission member or the lower transmission member is connected to the upper beam or Bolts fixed to the lower beam A gap filling member inserted into a gap between at least one horizontal portion of the upper transmission member or the lower transmission member and a column facing a side surface of the plate member; the upper transmission member and the lower transmission; The above-mentioned problem is solved by providing a damper that is provided between the members and generates a damping force according to the relative displacement between the upper transmission member and the lower transmission member.
本発明によれば、上側伝達部材または下側伝達部材が板材を介して上梁または下梁に固定されるため、板材によって高さ調整を容易に行えると共に、隙間埋め部材によって、上側または下側伝達部材の水平方向に移動が最小限に抑えられ、ダンパが十分にストロークして大きな制振効果を得ることが可能となる。 According to the present invention, since the upper transmission member or the lower transmission member is fixed to the upper beam or the lower beam via the plate material, the height can be easily adjusted by the plate material, and the upper or lower side can be adjusted by the gap filling member. The movement of the transmission member in the horizontal direction can be minimized, and the damper can be stroked sufficiently to obtain a great vibration damping effect.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明による制振装置の一実施例を示す正面図である。図2は下側接続機構を拡大して示す縦断面図である。図3は上側接続機構を拡大して示す縦断面図である。尚、図1乃至図3に示す構成は、木造在来工法により建築された建物の壁部に取り付けられる場合を例示する。 FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a vibration damping device according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the lower connection mechanism. FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing the upper connection mechanism. In addition, the structure shown in FIG. 1 thru | or FIG. 3 illustrates the case where it attaches to the wall part of the building constructed | assembled by the wooden conventional construction method.
図1に示されるように、制振装置10は、コンクリートの土台(基礎)20の上面に固定される下梁30と、下梁30より上方に延在する一対の柱40,50と、柱40,50の上端に横架された上梁60と、上梁60の下面に固定された上側伝達部材70と、下梁30の上面に固定された高さ調整用の板材80と、板材80の上端に固定された下側伝達部材90と、上側伝達部材70と下側伝達部材90との間に連結された油圧ダンパ100とから構成されている。また、制振装置10は、上側伝達部材70を上梁60に結合する上側接続機構200と、下側伝達部材90を下梁30に結合する下側接続機構300とを有する。
As shown in FIG. 1, the
上側伝達部材70は、鉄骨を三角形状に組み合わせて溶接などにより一体化された鉄骨パネルからなり、上梁60の下面に固定された水平部72と、水平部72から下方に延在する一対の傾斜部74,76と、傾斜部74,76の先端に結合された上側連結部78とを有する。傾斜部74,76は、外側の傾斜部74の水平部72に対する傾斜角θ1と内側の傾斜部76の傾斜角θ2とがθ1>θ2となるように異なる角度に設けられている。
The
下側伝達部材90は、上側伝達部材70と同様に、鉄骨を三角形状に組み合わせて溶接などにより一体化された鉄骨パネルからなり、下梁30の上面に固定された水平部92と、水平部92から上方に延在する一対の傾斜部94,96と、傾斜部94,96の先端に結合された下側連結部98とを有する。また、傾斜部94,96は、上側伝達部材70と同様に、外側の傾斜部94の水平部92に対する傾斜角θ1と内側の傾斜部96の傾斜角θ2とがθ1>θ2となるように異なる角度に設けられている。
Similarly to the
また、上側伝達部材70、下側伝達部材90は、互いに油圧ダンパ100の中心に対して点対称となるように取り付けられる。
Further, the
油圧ダンパ100は、円筒形状に形成されたシリンダ102と、シリンダ102内を摺動するピストンを有するピストンロッド104とから構成されている。ピストンには、シリンダ102内に充填された作動油が流通するための通路と、通路を流れる作動油の流量を絞るオリフィスとからなる減衰力発生部が設けられている。
The
シリンダ102の端部は、連結ピン106を介して下側連結部98に回動可能に連結されており、ピストンロッド104の端部は、連結ピン108を介して上側連結部78に回動可能に連結されている。また、油圧ダンパ100は、両端が上側連結部78、下側連結部98に連結された状態でほぼ水平状態に保持されており、水平方向(X方向)の振動が伝達されることにより、シリンダ102内をピストンが摺動し、その摺動ストロークに応じた減衰力を発生する。
The end of the
板材80は、木造用合板からなり、横幅が一対の柱40,50の離間距離と同じ寸法に形成されており、両側面が柱40,50に当接した状態に取り付けられる。また、板材80は、高さ寸法が、柱40,50と共に、施工される床面と天井との高さ寸法に応じた寸法に加工される。
The
板材80には、上下方向に貫通する一対の貫通孔82,84が予め設けられている。この貫通孔82,84は、下側伝達部材90を下梁30に締結するためのボルト110を挿通するための孔である。
The
また、板材80が載置される下梁30の上面には、貫通孔82,84の下端に連通する一対のボルト締結部材120が埋め込まれている。このボルト締結部材120は、ボルト110が螺入されるめねじを有する。
In addition, a pair of
下側伝達部材90の水平部92には、板材80の貫通孔82,84の上端に連通する一対のボルト挿通孔91,93が上下方向(Z方向)に貫通している。また、水平部92の両端と柱40,50との隙間には、木片からなる隙間埋め部材130が挿入される。この隙間埋め部材130は、水平部92が水平方向にガタツクことを防止するための水平方向のスペーサである。
In the
上記板材80、下側伝達部材90、ボルト110、隙間埋め部材130は、下側接続機構300を構成する。
The
ここで、下側接続機構300の取付作業手順について説明する。
Here, a procedure for attaching the
図2に示されるように、下側接続機構300においては、板材80の高さ寸法が施工現場の天井高さに応じた寸法に調整された後、ボルト110を下側伝達部材90のボルト挿通孔91,93及び板材80の貫通孔82,84に挿通してボルト締結部材120にボルト110の先端を螺入させる。これにより、下側伝達部材90及び板材80は、下梁30の上面に締結される。
As shown in FIG. 2, in the
さらに、ボルト110による締結作業が終了すると、下側伝達部材90の水平部92の両端と柱40,50との隙間に、隙間埋め部材130を挿入する。この隙間埋め部材130は、水平部92の両端と柱40,50との隙間に応じた寸法に切断されて水平部92の両端と柱40,50との隙間に挿入されるため、水平部92の水平方向を規制することができる。そして、隙間埋め部材130を釘または木ねじなどの締結部材140により板材80に締結する。
Further, when the fastening operation with the
これにより、下側伝達部材90の高さ寸法を小さくして水平方向(X方向)の振動に対する剛性が高められると共に、下側伝達部材90の水平部92が振動方向(X方向)にがたつきのない安定した状態に一体化される。そのため、水平方向の振動Fが下梁30に入力された場合には、ボルト110により下梁30に締結された板材80及び下側伝達部材90が下梁30と共に、振動することができ、下梁30の振動Fを効率良く油圧ダンパ100に伝達することが可能になる。
Thereby, the height dimension of the
よって、比較的振幅の小さい中規模の地震が発生した場合でも、地震による振動Fが下側伝達部材90を変形させずに油圧ダンパ100に伝達されることになり、振動Fの大きさに応じた油圧ダンパ100のピストンストロークが伝達されて制振効果を確保することができる。
Therefore, even when a medium-scale earthquake with a relatively small amplitude occurs, the vibration F caused by the earthquake is transmitted to the
また、下側接続機構300は、高さ調整用の板材80を有するため、既存の建物の壁部にも容易に取り付けることが可能になる。従って、制振装置10は、一般住宅(耐震性を有しない建物)を耐震住宅に改築する場合にも有利である。
Moreover, since the lower
上記下側接続機構300を構成する板材80、下側伝達部材90、ボルト110、隙間埋め部材130の取付け作業が終了した後、上側接続機構200による取付け作業が行なわれる。
After the attachment work of the
図3に示されるように、上側接続機構200においては、板材80を用いずに上側伝達部材70を直接、上梁60の下面に締結する。
As shown in FIG. 3, in the
上側伝達部材70の水平部72には、一対のボルト挿通孔71,73が上下方向(Z方向)に貫通している。上梁60の下面には、一対のボルト挿通孔71,73に連通する位置に一対のボルト締結部材220が埋め込まれている。このボルト締結部材220は、ボルト210が螺入されるめねじを有する。
In the
また、水平部92の両端と柱40,50との隙間には、木片からなる隙間埋め部材230が挿入される。この隙間埋め部材230は、水平部72が水平方向にガタツクことを防止するための水平方向のスペーサである。
Further, a
上記上側伝達部材70、ボルト210、隙間埋め部材230は、上側接続機構200を構成する。
The
ここで、上側接続機構200の取付作業手順について説明する。
Here, a procedure for attaching the
上側接続機構200においては、ボルト210を上側伝達部材70のボルト挿通孔71,73に挿通してボルト締結部材220にボルト210の先端を螺入させる。これにより、上側伝達部材70は、上梁60の下面に締結される。
In the
さらに、ボルト210による締結作業が終了すると、上側伝達部材70の水平部72の両端と柱40,50との隙間に、隙間埋め部材230を挿入する。この隙間埋め部材230は、水平部72の両端と柱40,50との隙間に応じた寸法に切断されて水平部72の両端と柱40,50との隙間に挿入されるため、水平部72の水平方向を規制することができる。そして、隙間埋め部材230を釘または木ねじなどの締結部材240により上梁60に締結する。
Further, when the fastening operation by the
これにより、上側伝達部材70の水平部72が振動方向(X方向)にがたつきのない安定した状態に一体化される。そのため、水平方向の振動が上梁60に入力された場合には、ボルト210により上梁60に締結された上側伝達部材70が上梁60と共に、振動することができ、上梁60の振動Fを効率良く油圧ダンパ100に伝達することが可能になる。
As a result, the
そして、ボルト210による締結作業が終了すると、油圧ダンパ100のシリンダ102の端部が、連結ピン106を介して上側連結部78に連結され、続いて、ピストンロッド104の端部が、連結ピン108を介して下側連結部98に連結される。
When the fastening operation by the
尚、上記実施例では、ボルト110,210を下梁30,上梁60のボルト締結部材120,220に螺入させる構成を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、下梁30,上梁60にスタッドボルトまたはアンカボルトを埋め込むようにして、上側伝達部材70の水平部72及び下側伝達部材90の水平部92を貫通したボルト先端にナットを締め付ける取付構造としても良い。
In the above embodiment, the configuration in which the
また、上記実施例では、油圧ダンパを例に挙げて説明したが、油圧ダンパ以外のダンパ(例えば、摩擦ダンパ、粘弾性ゴムからなるダンパなど)でも良いのは勿論である。 In the above embodiment, the hydraulic damper is described as an example, but it is needless to say that a damper other than the hydraulic damper (for example, a damper made of a friction damper or a viscoelastic rubber) may be used.
また、上記実施例では、板材80の左右側面が両側の柱40,50に当接するように取付ける場合について説明したが、板材80の左右側面と柱40,50との間に隙間を設ける取付構造としても良い。
Moreover, although the said Example demonstrated the case where it attached so that the right and left side surface of the board |
また、上記実施例では、上側伝達部材70及び下側伝達部材90が両側の柱40,50から離間した位置に取り付けられ、水平部72,92の両端と柱40,50との隙間に隙間埋め部材130,230を挿入する構成を例示したが、水平部72,92の何れか一方の端部が柱40,50に当接する場合には、隙間埋め部材130,230を他方の端部と柱40,50との隙間にのみ挿入させても良い。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施例では、高さ調整用の板材80を下側伝達部材90と下梁30との間に介在させる構成について説明したが、これに限らず、上側伝達部材70と上梁60との間にも高さ調整用の板材80を介在させる構成としても良い。この場合、上側と下側の両方で高さ調整が行なわれるため、手間が2倍になるので、上側または下側の何れか一方に板材80を設ける方が望ましい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
また、上記実施例では、上側伝達部材70及び下側伝達部材90を鉄骨により構成されたものを例示したが、これに限らず、アルミニウム合金のような軽量な金属材料により形成しても良いし、あるいは木材によって形成しても良い。尚、上側伝達部材70及び下側伝達部材90を木材により作成した場合、上側伝達部材70及び下側伝達部材90自体を施工現場で高さ調整することが可能になる。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施例では、制振装置を木造住宅の壁部に設置する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、木造以外の建物(例えば、軽量鉄骨、コンクリートにより柱や梁が形成された建物)の壁部にも適用できるのも勿論である。 Moreover, in the said Example, although the case where the damping device was installed in the wall part of a wooden house was mentioned as an example and explained, it is not restricted to this, Buildings other than a wooden (for example, a light steel frame, pillars and beams are made of concrete. Of course, the present invention can also be applied to a wall portion of a formed building).
また、上記実施例では、2本のボルト110,210により上側伝達部材70及び下側伝達部材90を上梁60,下梁30に締結する構成を一例として挙げたが、これに限らず、3本以上の数のボルト110,210を用いても良いのは勿論である。
In the above embodiment, the configuration in which the
10 制振装置
20 土台(基礎)
30 下梁
40,50 柱
60 上梁
70 上側伝達部材
71,73,91,93 ボルト挿通孔
72,92 水平部
74,76,94,96 傾斜部
78 上側連結部
80 板材
82,84 貫通孔
90 下側伝達部材
98 下側連結部
100 油圧ダンパ
110,210 ボルト
120,220 ボルト締結部材
130,230 隙間埋め部材
140,240 締結部材
200 上側接続機構
300 下側接続機構
10 Damping
30
Claims (3)
前記上梁の水平方向の変位を伝達する上側伝達部材と、
前記下梁の水平方向の変位を伝達する下側伝達部材と、
前記上梁または前記下梁の一方に一端側が接触して設けられ、他端側が前記上側伝達部材または下側伝達部材の一方と接触し、前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の高さ位置を調整する板材と、
前記板材の垂直方向に貫通する少なくとも2つの貫通孔と、
前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の前記板材の一端側に接触する水平部に設けられ、前記貫通孔と対向する位置に設けられる挿通孔と、
前記貫通孔及び前記挿通孔を貫通し、前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の一方を前記上梁または前記下梁に固定するボルトと、
前記上側伝達部材または前記下側伝達部材の少なくとも一方の水平部と前記板部材の側面と対向する柱との間の隙間に挿入される隙間埋め部材と、
前記上側伝達部材と前記下側伝達部材との間に設けられ、前記上側伝達部材と前記下側伝達部材との相対変位に応じた減衰力を発生するダンパと、
を備えたことを特徴とする制振装置。 In the vibration damping device that gives a damping force to the horizontal relative displacement between the upper beam and the lower beam,
An upper transmission member for transmitting a horizontal displacement of the upper beam;
A lower transmission member for transmitting a horizontal displacement of the lower beam;
One end side is provided in contact with one of the upper beam or the lower beam, the other end side is in contact with one of the upper transmission member or the lower transmission member, and the height position of the upper transmission member or the lower transmission member Adjusting the plate material,
At least two through holes penetrating in the vertical direction of the plate material;
An insertion hole provided in a horizontal portion that contacts one end of the plate member of the upper transmission member or the lower transmission member, and provided at a position facing the through hole;
A bolt that penetrates the through hole and the insertion hole, and fixes one of the upper transmission member or the lower transmission member to the upper beam or the lower beam;
A gap filling member inserted into a gap between at least one horizontal portion of the upper transmission member or the lower transmission member and a column facing a side surface of the plate member;
A damper that is provided between the upper transmission member and the lower transmission member, and generates a damping force according to relative displacement between the upper transmission member and the lower transmission member;
A vibration damping device characterized by comprising:
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