JP4368504B2 - 柱梁架構における制振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制振装置に関し、更に詳しくは縦方向に起立する柱材と前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材間に上下方向に沿って多数の梁材を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に連続する矩形の柱梁架構を構成している建築物において、地震等の外力に対して減衰機能を発揮して当該構造物に対する制振を行なう制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦方向に起立する多数の柱材と、隣接する二つの柱材間に上下方向に沿う梁材を多数架設して上下方向に沿う多数の矩形柱梁架構を構成する構造物として高層ビルディング，高層タワーが知られており、これらの構造物に地震等の振動外力が作用したり、強風が作用すると、この構造物全体が振れたり、柱材に曲げモーメントが発生して構造物の上方がたわむ等の不具合が生じる。この為、従来上記矩形柱梁架構にブレースとオイルダンパー等からなる減衰器とを組合せた制振装置が組付けられて地震等の外力を減衰して構造物の振れ等を防止するようにしている。この制振装置として、例えば、特開２０００−５４６６７号公報，特開平５−３１１９２０号公報に開示されたものが開発されている。
【０００３】
これらの制振装置は、例えば図６に示すように、縦方向に起立する柱材１，１を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材１，１間に上下方向に沿って多数の梁材２，３を架設し、二本の柱材１，１と上下二本の梁材２，３とで上下に連続する矩形のラーメン構造の柱梁架構４を構成し、上記単一の柱梁架構４内の対角線上にそれぞれブレース１０と減衰器１１とを直列に接続した減衰装置１２を配設したものである。減衰装置１２の両端をそれぞれ柱材１，１と梁材２，３との各交叉部Ａ，Ｂに球面軸受１３，１３とガセットプレート１７，１７とを介して結合させている。減衰器１１は例えばシリンダとシリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドとからなりピストンロッドの外端が球面軸受１３を介して交叉部Ａに結合され、ブレース１０の一端はシリンダに直列に結合され、このブレース１０の他端は交叉部Ｂに球面軸受１３を介して結合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のブレスと減衰器とからなる減衰装置では剛性をアップし、耐久性を向上させ、更に減衰機能を向上させるにはブレースと減衰器とは直径を大径に成形するのが好ましい。
【０００５】
しかしながら、ブレースと減衰器を大径にするとその分半径方向に太くなり、狭い壁空間等ではこの減衰装置の側面が壁面と干渉し、取付けできなくなり、設置スペースの制約を受けるという不具合がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、半径方向の径を大きくすることなく剛性と、耐久性と減衰機構の向上を図れる減衰装置を使用した柱梁架構における制振装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の一つの手段は、 縦方向に起立する柱材を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材間に多数の上下の梁材を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に連続する柱梁架構を構成し、上記柱梁架構内に減衰器とブレースとを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構における制振装置において、単一のオイルダンパからなる減衰器と単一のブレースとを直列に連結して単一の減衰装置を構成し、この単一の減衰装置を複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置の両端をそれぞれ共通の単一のブラケットに一体に結合し、更に、これらのブラケットをそれぞれ球面軸受又はピンを介してガセットプレートに結合し、これらガセットプレートを介して全体の減衰装置の両端を柱梁架構内に結合させていることを特徴とする。
【０００８】
この場合、柱材と梁材との交叉部にガセットプレートを設け、減衰装置を柱梁架構内に対角線上に配置し、各ブラケットをそれぞれ上記ガセットプレートに球面軸受又はピンを介して結合しても良い。
【０００９】
同じく、他の手段は、縦方向に起立する柱材１を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材間に多数の上下の梁材を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に連続する柱梁架構を構成し、上記柱梁架構内に減衰器とブレースとを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構における制振装置において、単一のオイルダンパからなる減衰器と単一のブレースとを直列に連結して単一の減衰装置を構成し、この単一の減衰装置を複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置の両端をそれぞれ共通の単一のブラケットに一体に結合し、 二本の柱材と上側梁材２との上部交叉部にそれぞれガセットプレートを設け、下側の梁材の中間に他のガセットプレートを設け、上記二つの交叉部側のガセットプレートと上記梁材３側のガセットプレートとの間に互いに斜め反対方向に向けて配設した一対の減衰装置を上記ブラケットを介して結合していることを特徴とするものである。
【００１０】
同じく、更に別の手段は、縦方向に起立する柱材を前後、左右に多数配置し、隣接する二つの柱材間に多数の上下の梁材を架設し、二本の柱材と上下二本の梁材とで上下に連続する柱梁架構を構成し、上記柱梁架構内に減衰器とブレースとを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構における制振装置において、単一のオイルダンパからなる減衰器と単一のブレースとを直列に連結して単一の減衰装置を構成し、この単一の減衰装置を複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置の両端をそれぞれ共通の単一のブラケットに一体に結合し、二本の柱材と上側梁材との間の上側二つの交叉部に正面Ｋ字状のブレースの上端を結合し、他方一本の柱材と下側梁材との下側交叉部にガセットプレートを設け、上記Ｋ字状のブレースの下側と上記ガセットプレートの間に上記各ブラケットを介して減衰装置を水平に結合させていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図にもとづいて説明する。
【００１２】
図１乃至図３は、本発明の一実施の形態に係る減衰装置とこれを利用した柱梁架構における制振装置を示す。
即ち、各請求項の発明に対応するの実施の形態は、 縦方向に起立する柱材１を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材１、１間に多数の上下の梁材２、３を架設し、二本の柱材１、１と上下二本の梁材２、３とで上下に連続する柱梁架構４を構成し、上記柱梁架構４内に減衰器２１とブレース２０とを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構４における制振装置である。
そして、請求項１の発明に対応する図１の実施の形態では、単一のオイルダンパからなる減衰器２１ａと単一のブレース２０ａとを直列に連結して単一の減衰装置２２ａを構成し、この単一の減衰装置２２ａを複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置２２ａの両端をそれぞれ共通の単一のブラケット２４、２４に一体に結合し、更に、これらのブラケット２４、２４をそれぞれ球面軸受２３、２３又はピンを介してガセットプレート２６、２６に結合し、これらガセットプレート２６，２６を介して全体の減衰装置２２の両端を柱梁架構４内に結合させていることを特徴とする。
同じく、請求項３の発明に対応する図４の実施の形態は、単一のオイルダンパからなる減衰器２１ａと単一のブレース２０ａとを直列に連結して単一の減衰装置２２ａを構成し、この単一の減衰装置２２ａを複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置２２ａの両端をそれぞれ共通の単一のブラケット２４、２４に一体に結合し、 二本の柱材１、１と上側梁材２との上部交叉部にそれぞれガセットプレート２５、２５を設け、下側の梁材３の中間に他のガセットプレート２７を設け、上記二つの交叉部側のガセットプレート２５、２５と上記梁材３側のガセットプレート２７との間に互いに斜め反対方向に向けて配設した一対の減衰装置２２、２２を上記ブラケット２４、２４を介して結合しているものである。
更に、請求項４の発明に対応する図５の実施の形態では、単一のオイルダンパからなる減衰器２１ａと単一のブレース２０ａとを直列に連結して単一の減衰装置２２ａを構成し、この単一の減衰装置２２ａを複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置２２ａの両端をそれぞれ共通の単一のブラケット２４、２４に一体に結合し、二本の柱材１、１と上側梁材２との間の上側二つの交叉部Ａ、Ａに正面Ｋ字状のブレースＫの上端を結合し、他方一本の柱材１と下側梁材３との下側交叉部Ｂにガセットプレート２５を設け、上記Ｋ字状のブレースＫの下側と上記ガセットプレート２５の間に上記各ブラケット２４、２４を介して減衰装置を水平に結合させているものである。
以下更に詳しく説明する。
【００１３】
本発明に係る柱梁架構４における制振装置は従来と同じく、縦方向に起立する柱材１を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材１，１に多数の上下の梁材２，３を架設し、二本の柱材１，１と上下二本の梁材２，３とで上下と連続する柱梁架構を構成し、上記柱梁架構４内に減衰器２１とブレース２０とを直列に連続した減衰装置２２を配設しているものである。
【００１４】
本発明では単一の減衰器２１ａと単一のブレース２０ａとを直列に連結して単一の減衰装置２２ａを構成し、この単一の減衰装置２２ａを複数直列に縦方向に沿って設け、各単一の減衰装置２２ａの両端をブラケット２４，２４を介して一体に結合し、これらのブラケット２４，２４を介して全体の減衰装置２２の両端を柱梁架構４内に結合させている。この場合、縦方向とは例えば柱梁架構４に壁を設けた場合、壁面に沿う方向をいうものである。
【００１５】
図１の減衰装置２２は単一の減衰装置２２ａ、２２ａを二本並列に設けたもので、この単一の減衰装置２２ａの直径は従来の減衰装置の直径より小さく、これを二本組合せたことにより全体の剛性と耐久性をアップし、減衰機能も向上させている。単一の減衰装置２２ａの直径が小さいことからこれを二本組合せても全体の直径はそれほど大きくすることなく上記の機能を向上させ、設置スペースの制約を受けないようにしている。更に単一の減衰装置２２ａを縦方向に並設したとき、縦方向の直径は大きくなっても横方向の直径は小さいままで済む。
【００１６】
単一の減衰器２１ａは、シリンダとシリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したオイルダンパーから構成されている。柱梁架構４内には減衰装置２２が対角線上に直列に設けられ、又はＶ字状，Ｗ字状あるいはＫ字状に組付けてもよい。
【００１７】
第１の実施の形態は対角線上に配置した例を示している。即ち、柱材１と梁材２，３との交叉部Ａ，Ｂにガセットプレート２５，２６を設け、全体の減衰装置２２を柱梁架構４内に対角線上に配置し、各ブラケット２４，２４をそれぞれ上記ガセットプレート２５，２６に球面軸受２３，２３又はピンを介して結合しているものである。
【００１８】
図４は本発明の他の実施の形態に係り、減衰装置２２を二組作用してややＶ字状に取付けたものである。即ち、柱材１と梁材２，３との上方交叉部Ａ，Ａにガセットプレート２５，２５を設け、下方の梁材３の中間に他のガセットプレート２７を設け、上記二つの交叉部側のガセットプレート２５，２５と梁材側のガセットプレート２７との間に互いに斜め反対方向に向けてハウジング移設した減衰装置２２，２２をブラケット２４を介して結合したものである。他の構造と作用，効果は図１の場合と同じである。
【００１９】
同じく図５は本発明の実施の形態を示し、これは減衰装置２２を柱梁架構４内にＫ字状のブレスＫを介して取付けたものである。即ち、柱材１と梁材２，３との上側二つの交叉部Ａ，Ａと下方の梁材３の中間との間に正面Ｋ字状のブレースＫを設け、他方柱材１と梁材３との下側交叉部Ｂにガセットプレート２５を設け、上記ブレースＫの梁材側頂部取付部と上記ガセットプレート２５の間にブラケット２４，２３を介して全体の減衰装置２２を水平に結合させているものである。その他の構造，作用，効果は図１の場合と同じである。
【００２０】
上記図１，図４，図５の各実施の形態に係る制振装置によれば、ラーメン構造の柱梁架構４内にオイルダンパー等の単一の減衰器２１ａとブレース２０ａとを直列に接続した単一の減衰装置２２ａを二本連設して配置したものであるから、地震，強風等の外力が構造物、即ち、柱梁架構４に作用した時減衰器２１ａはブレース２０ａの軸線方向に沿って伸縮し、その時の減衰機能で上記外力を減衰して構造物に対して制振を行なう。この際、水平方向の入力に対してのみならず柱材１，１に対する上下方向の荷重も減衰器２１ａが担持して減衰を行なうものである。
【００２１】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、単一の減衰器と単一のブレースとを直列に接続した単一の減衰装置を複数並列し、これの両端部をブラケットを介して一体化させているので各単一の減衰装置の横方向の直径を小さくでき、全体の減衰装置の横方向の直径も大きくすることなく剛性と耐久性の向上を図れ、併せて減衰装置の向上も図れる。又、減衰装置全体の横方向の直径も大きくする必要がないから狭い壁空間等にも設置でき、取付スペースの制約も受けないで済む。即ち、単一の減衰装置を壁面等に沿って縦方向に並設することにより縦方向の径は長くなっても横方向の径は小さいので全体の減衰装置の側面が壁面と干渉しないで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る制振装置の略示正面図である。
【図２】減衰装置の正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】他の実施形態に係る制振装置の正面図である。
【図５】他の実施の形態に係る制振装置の正面図である。
【図６】従来の制振装置の略示正面図である。
【符号の説明】
１ 柱材
２，３ 梁材
４ 柱梁架構
２０ａ ブレース
２１ａ 減衰器
２２ 減衰装置
２３ 球面軸受
２４ ブラケット
２５，２６ ガセットプレート
２７ ガセットプレート
Ａ，Ｂ 交叉部
Ｋ Ｋ字状のブレース

Claims (4)

1. 縦方向に起立する柱材（１）を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材（１、１）間に多数の上下の梁材（２、３）を架設し、二本の柱材（１、１）と上下二本の梁材（２、３）とで上下に連続する柱梁架構（４）を構成し、上記柱梁架構（４）内に減衰器（２１）とブレース（２０）とを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構（４）における制振装置において、単一のオイルダンパからなる減衰器（２１ａ）と単一のブレース（２０ａ）とを直列に連結して単一の減衰装置（２２ａ）を構成し、この単一の減衰装置（２２ａ）を複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置（２２ａ）の両端をそれぞれ共通の単一のブラケット（２４、２４）に一体に結合し、更に、これらブラケット（２４、２４）をそれぞれ球面軸受（２３、２３）又はピンを介してガゼットプレート（２５、２６）に結合し、これらガゼットプレート（２５、２６）を介して全体の減衰装置（２２）の両端を柱梁架構（４）内に結合させていることを特徴とする柱梁架構における制振装置。
2. 柱材（１、１）と梁材（２，３）との交叉部にガセットプレート（２５、２６）を設け、減衰装置（２２）を柱梁架構（４）内に対角線上に配置し、各ブラケット（２４、２４）をそれぞれ上記ガセットプレート（２５、２６）に球面軸受（２３）又はピンを介して結合している請求項１の柱梁架構における制振装置。
3. 縦方向に起立する柱材（１）を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材（１、１）間に多数の上下の梁材（２、３）を架設し、二本の柱材（１、１）と上下二本の梁材（２、３）とで上下に連続する柱梁架構（４）を構成し、上記柱梁架構（４）内に減衰器（２１）とブレース（２０）とを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構（４）における制振装置において、単一のオイルダンパからなる減衰器（２１ａ）と単一のブレース（２０ａ）とを直列に連結して単一の減衰装置（２２ａ）を構成し、この単一の減衰装置（２２ａ）を複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置（２２ａ）の両端をそれぞれ共通の単一のブラケット（２４、２４）に一体に結合し、二本の柱材（１、１）と上側梁材（２）との上部交叉部にそれぞれガゼットプレート（２５、２５）を設け、下側の梁材（３）の中間に他のガゼットプレート（２７）を設け、上記二つの交叉部側のガゼットプレート（２５、２５）と上記梁材（３）側のガゼットプレート（２７）との間に互いに斜め反対方向に向けて配設した一対の減衰装置（２２、２２）を上記ブラケット（２４、２４）を介して結合している柱梁架構における制振装置。
4. 縦方向に起立する柱材（１）を前後，左右に多数配置し、隣接する二つの柱材（１、１）間に多数の上下の梁材（２、３）を架設し、二本の柱材（１、１）と上下二本の梁材（２、３）とで上下に連続する柱梁架構（４）を構成し、上記柱梁架構（４）内に減衰器（２１）とブレース（２０）とを直列に接続した減衰装置を配設している柱梁架構（４）における制振装置において、単一のオイルダンパからなる減衰器（２１ａ）と単一のブレース（２０ａ）とを直列に連結して単一の減衰装置（２２ａ）を構成し、この単一の減衰装置（２２ａ）を複数縦方向に沿って並列に設け、各単一の減衰装置（２２ａ）の両端をそれぞれ共通の単一のブラケット（２４、２４）に一体に結合し、二本の柱材（１、１）と上側梁材（２）との間の上側二つの交叉部（Ａ、Ａ）に正面Ｋ字状のブレース（Ｋ）の上端を結合し、他方一本の柱材（１）と下側梁材（３）との下側交叉部（Ｂ）にガゼットプレート（２５）を設け、上記Ｋ字状のブレース（Ｋ）の下側と上記ガゼットプレート（２５）の間に上記各ブラケット（２４、２４）を介して減衰装置を水平に結合させている柱梁架構における制振装置。

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