JP4431187B1 - Viscous damping wall - Google Patents
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Abstract
【課題】超高層建物等の制震構造化に用いられる粘性制震壁の減衰性能の安定化および強力化を図り、装置のコストパフォ−マンスを高め、より高性能の制震構造建物の実現に寄与する。
【解決手段】建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、粘性制震壁の立ち上がり壁(外壁鋼板)31の両端部に孔34を設け、その外側に粘性流体5が充填される水平連通管路35を設ける。併せて、垂下壁(内壁鋼板)と立ち上がり壁(外壁鋼板)を利用した摩擦ダンパー機能を付加することにより、粘性抵抗機構の安定化、抵抗力のアップ、温度による抵抗力変動比率の低減を図る。
【選択図】図9[PROBLEMS] To stabilize and strengthen the damping performance of viscous damping walls used for damping structures such as super high-rise buildings, increase the cost performance of the equipment, and realize higher-performance damping structures. Contribute to.
A wall member that connects an upper floor and a lower floor of a building and other structures, and holes 34 are provided at both ends of a rising wall (outer wall steel plate) 31 of a viscous damping wall, and a viscous fluid is provided outside thereof. A horizontal communication pipe 35 filled with 5 is provided. At the same time, by adding a friction damper function using the hanging wall (inner wall steel plate) and the rising wall (outer wall steel plate), the viscous resistance mechanism is stabilized, the resistance force is increased, and the resistance force fluctuation ratio due to temperature is reduced. .
[Selection] Figure 9
Description
本発明は、構造物の振動エネルギー吸収能力を高めて減衰性能の高い構造物とすることによって、構造物の耐震安全性を向上させると共に、風や交通振動、その他の動的外力によって発生する構造物の振動を効果的に抑制できる制震・制振構造物および免震構造物を実現する減衰装置の内、特に「粘性制震壁」に関するものである。 The present invention improves the seismic safety of the structure by increasing the vibration energy absorption capacity of the structure to provide a structure with high damping performance, as well as a structure generated by wind, traffic vibration, and other dynamic external forces. The present invention relates to a damping / vibration control structure that can effectively suppress vibration of an object and a damping device that realizes a seismic isolation structure, particularly “viscous damping wall”.
建築物や工作物・塔状構造物など各種の構造物の耐震安全性を高め、また風その他の動的外力による構造物の振動を抑制して居住性能を改善するために、構造物にエネルギー吸収装置(以下、「減衰装置」と表現する場合もある)を取付け、構造物の減衰性能を高める方法が開発・実用化されている。これまでに実用化されている建築構造物用の代表的な減衰装置としては、鋼材や鉛の塑性変形を利用する金属履歴ダンパー、高減衰ゴムや粘弾性材料を利用する粘弾性ダンパー、オイルダンパーや壁形状箱の内部に粘性流体を封入した粘性減衰壁「粘性制震壁」などの粘性ダンパーなどがある。 Energy is applied to structures to improve the seismic safety of various structures such as buildings, workpieces and tower structures, and to improve living performance by suppressing vibrations of structures caused by wind and other dynamic external forces. A method of improving the damping performance of a structure by attaching an absorbing device (hereinafter also referred to as “attenuating device”) has been developed and put into practical use. Typical damping devices for building structures that have been put to practical use so far are metal hysteresis dampers that use plastic deformation of steel and lead, viscoelastic dampers that use high damping rubber and viscoelastic materials, and oil dampers. There are also viscous dampers such as a viscous damping wall “viscous damping wall” in which a viscous fluid is sealed inside a wall-shaped box.
構造物の応答抑制という観点からは、速度に比例した抵抗力を発揮する粘性ダンパーが最も優れている。粘性ダンパーの内、シリンダー形状のオイルダンパーは、温度依存性が小さいという利点を有するが、作動時には高い内部圧力を発生するため内部流体の漏れの危険性があり、長期間に渡るシーリング(漏れ防止)性能に不安がある。 From the viewpoint of suppressing the response of the structure, a viscous damper that exhibits a resistance force proportional to the speed is the best. Among viscous dampers, cylinder-shaped oil dampers have the advantage of low temperature dependence, but they generate high internal pressure during operation, and there is a risk of leakage of internal fluids. ) I'm worried about performance.
粘性ダンパーの内、壁形状の粘性制震壁は、極めて単純な機構で構成されており、オイルダンパーのような高い内部圧力が発生しないのでメンテナンスフリーで長期耐久性に優れ、作動信頼性が高く、構造物に高い粘性減衰性能を付与できるので、阪神大震災以降、高層建物を中心にして採用事例が増加している。また粘性制震壁は、免震構造の減衰装置としても利用されている。 Among the viscous dampers, the wall-shaped viscous damping wall is composed of an extremely simple mechanism, and does not generate high internal pressure like oil dampers, so it is maintenance-free, has excellent long-term durability, and has high operational reliability. Since it can give high viscous damping performance to structures, the number of adoption cases has been increasing mainly in high-rise buildings since the Great Hanshin Earthquake. The viscous damping walls are also used as damping devices for seismic isolation structures.
粘性制震壁は特許第1577568号(特許文献1参照)で発明され、開発実用化された後、以下に示す部分的な改良(特許文献2〜5参照)等がなされて今日に至っている。
The viscous damping wall was invented in Japanese Patent No. 1577568 (see Patent Document 1), and after development and practical use, the following partial improvements (see
既知の従来技術には、次のような解決すべき課題があった。 The known prior art has the following problems to be solved.
粘性制震壁の第一課題は、粘性減衰壁の力学特性の安定化に関するものである。粘性制震壁は、粘性流体のせん断抵抗を基本原理にしており、外壁鋼板で構成されている粘性流体の貯留槽内を内壁鋼板が水平移動する。この時、内壁鋼板の前面は粘性流体を押しのけるため粘性流体が貯留部上部に盛り上がり抵抗力が上昇する。一方、内壁鋼板の後面では内壁鋼板の移動により生じた隙間を粘性流体が埋めようとするが、粘度が高いために粘性流体の流動が追いつかず、大きな窪みが生じ、その後内壁鋼板が戻って来る時に粘性流体が不足して有効面積が減少しているために抵抗力が低下したり、時には空気泡を巻き込み、これを内壁鋼板が押しつぶして大きな破裂音が生じる場合がある等、特に大振幅の振動が繰り返される場合の抵抗力の安定に改善すべき問題がある。 The first issue of viscous damping walls is related to the stabilization of the mechanical properties of viscous damping walls. The viscous damping wall is based on the shear resistance of viscous fluid, and the inner wall steel plate moves horizontally within the viscous fluid storage tank composed of the outer wall steel plate. At this time, since the front surface of the inner wall steel plate pushes away the viscous fluid, the viscous fluid rises to the upper part of the reservoir and the resistance force increases. On the other hand, the viscous fluid tries to fill the gap created by the movement of the inner wall steel plate on the rear surface of the inner wall steel plate, but because the viscosity is high, the flow of the viscous fluid does not catch up and a large depression is formed, and then the inner wall steel plate returns. Since the effective area is sometimes reduced due to the lack of viscous fluid, the resistance is reduced, and sometimes air bubbles are entrained, and the inner wall steel plate may crush this, resulting in a large bursting sound. There is a problem to improve the stability of the resistance force when the vibration is repeated.
第二課題は、同じく力学特性の課題であるが、粘性抵抗力の大きさは粘性流体の粘度に依存する。如何なる粘性流体であれその粘度は温度によって異なるため、粘性制震壁の発生抵抗力は温度の影響を受けざるを得ない。これを温度依存性と言うが、粘性制震壁は粘性流体の温度が高いと流体の粘度が低下して抵抗力が下がり、逆に温度の低い冬季には粘度が高くなり抵抗力が大きくなるという性質を有している。即ち、粘性制震壁の抵抗力を環境条件に対して安定化させるには、「温度依存性の解消」もしくは「温度変化に伴う抵抗力変動の緩和」、特に「高温時における抵抗力の低下を防止する方法」の実現が望まれる。 The second problem is also a problem of mechanical characteristics, but the magnitude of the viscous resistance depends on the viscosity of the viscous fluid. Since the viscosity of any viscous fluid varies depending on the temperature, the resistance force generated by the viscous damping wall must be affected by the temperature. This is called temperature dependence, but if the temperature of the viscous damping wall is high, the viscosity of the fluid decreases and the resistance decreases, and conversely, the viscosity increases and the resistance increases in winter when the temperature is low. It has the property of In other words, in order to stabilize the resistance of the viscous damping wall against environmental conditions, “Resolve temperature dependence” or “Relieve resistance fluctuation due to temperature change”, especially “Reduction of resistance at high temperature” Realization of a “method for preventing the occurrence” is desired.
第三の課題は、「経済性」である。粘性制震壁の長所の一つは、抵抗力の大きさを鋼板間の隙間、粘性流体の粘度および抵抗板壁板の面積によってかなり自由に調整できることにある。しかし、隙間と粘性流体の粘度の調整はかなり精密且つ微妙なものとなるため、性能調整を最も行い易いのは壁板の面積である。即ち、大きな抵抗力を得るためには大面積が必要であり、そのためには大きな壁体を製作するか、壁板を2重3重と多重構成にすれば良いが、いずれにしても装置費が高くならざるを得ない。この優れた減衰装置を広く普及させるためには、大抵抗力の粘性減衰壁を低コストで供給できることが求められる。 The third issue is “economy”. One of the advantages of the viscous damping wall is that the magnitude of the resistance force can be adjusted fairly freely by the gap between the steel plates, the viscosity of the viscous fluid, and the area of the resistance plate wall plate. However, since the adjustment of the gap and the viscosity of the viscous fluid is quite precise and delicate, it is the area of the wall plate that is most easily adjusted for performance. That is, in order to obtain a large resistance, a large area is required. For that purpose, a large wall body can be manufactured or a wall plate can be made into a double and triple structure. Must be high. In order to widely disseminate this excellent damping device, it is required that a viscous damping wall having a large resistance can be supplied at low cost.
第四の課題は、第一課題と第三課題の複合によって生じる課題である。即ち、第三課題の経済性を解決する方策として、粘性制震壁の鋼板間の隙間を狭くすると抵抗力を上昇させることができるが、隙間を狭くするとその部分の粘性流体の量が僅かになるため、内壁鋼板の移動に伴ってその前後に押し出されたり、引き込まれたりする粘性流体の影響を受ける範囲(面積)が大きくなり、性能変動を受ける影響がより大きくなるという性能の安定化の問題が顕著になる。 The fourth problem is a problem caused by the combination of the first problem and the third problem. In other words, as a measure to solve the economic problem of the third problem, if the gap between the steel plates of the viscous damping wall is narrowed, the resistance can be increased, but if the gap is narrowed, the amount of viscous fluid in that part is slightly reduced. Therefore, as the inner wall steel plate moves, the range (area) affected by the viscous fluid that is pushed back and forth is increased, and the effect of performance fluctuations becomes greater. The problem becomes noticeable.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構造物用の優れた減衰装置である粘性制震壁の性能を更に改善し、且つ低コストの装置に改良して経済的観点からも採用を容易にし、減衰性能の高い、耐震安全性能の高い建築構造物の普及に貢献できる粘性制震壁を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and further improves the performance of the viscous damping wall, which is an excellent damping device for a structure, and improves the cost to a low-cost device. The purpose of this study is to provide a viscous damping wall that can be easily adopted and contribute to the spread of building structures with high damping performance and high seismic safety.
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成1〉
建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の壁板を平行に立ち上げ、その壁板端部を塞いで箱状壁体を構成し、上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、立ち上がり壁板と垂下壁板の隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、両外壁面を構成する立ち上がり壁の両端部の妻面近傍に孔をあけ、前記外壁面の外側に前記孔を連結する水平連通管路を設けて、その内部にも粘性流体を充填していることを特徴とする粘性制震壁。
The following configurations are means for solving the above-described problems.
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It is a wall member that connects the upper and lower floors of buildings and other structures. A plurality of wall boards fixed to the floor slabs or beams of the lower floor are raised in parallel, and the edges of the wall boards are closed. A box-shaped wall is formed, and one or more hanging wall plates fixed to the floor slab or beam on the upper floor are inserted into the box-shaped wall body, and a viscous fluid is inserted into the gap between the rising wall plate and the hanging wall plate. In the viscous damping wall filled with, a hole is formed in the vicinity of the end faces of the rising walls constituting both outer wall surfaces, and a horizontal communication pipe that connects the holes to the outside of the outer wall surface is provided, Viscous damping wall characterized in that the inside is also filled with viscous fluid.
〈構成2〉
構成1に記載の粘性制震壁において、前記外壁面外側の水平連通管路が上下方向に2段以上に渡って設けられていることを特徴とする粘性制震壁。
<
The viscous damping wall according to
〈構成3〉
構成1又は2に記載の粘性制震壁において、前記立ち上がり外壁面の最上端の外側に水平連通管路の粘性流体液溜まり部を設け、その上部に内側垂下壁の直近まで覆う上面蓋を配置し、前記上面蓋と前記内側垂下壁との隙間をゴムパッキン等の弾性体を密着させてシールしていることを特徴とする粘性制震壁。
<
In the viscous damping wall according to
〈構成4〉
構成1乃至3のいずれかに記載の粘性制震壁において、前記水平連通管路の上面に内部の粘性流体を確認できる点検孔を設けていることを特徴とする粘性制震壁。
<
4. The viscous damping wall according to any one of
〈構成5〉
構成1乃至4のいずれかに記載の粘性制震壁において、前記垂下壁の端部妻面の鉛直形状を、前記立ち上がり壁両端部の孔部分で最も内側にし、前記孔の中間高さ位置で最も外側になるように傾斜させていること、もしくは前記垂下壁の端部において前記外壁の孔位置の高さ付近を凹形状に切り込んでいることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 5>
In the viscous damping wall according to any one of the first to fourth aspects, the vertical shape of the end face of the drooping wall is set to the innermost side at the hole portions at both ends of the rising wall, and at the intermediate height position of the hole. A viscous damping wall characterized by being inclined so as to be on the outermost side, or by cutting the vicinity of the height of the hole position of the outer wall into a concave shape at the end of the hanging wall.
〈構成6〉
建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、下階の床スラブまたは梁もしくは梁上の連結部材に固定された複数枚の壁板を平行に立ち上げ、その壁板端部を塞いで箱状壁体を構成し、上階の床スラブまたは梁もしくは連結部材に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、立ち上がり壁板と垂下壁板の隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、両外壁面を構成する立ち上がり壁の両端部に、前記箱状壁体の中央部幅(厚さ)よりも大きな幅を有する粘性流体の鉛直形状の液溜まり部を有していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 6>
A wall member that connects the upper and lower floors of buildings and other structures, and the walls of the floor slabs on the lower floor or a plurality of wall plates fixed to beams or connecting members on the beams are raised in parallel. A box-shaped wall is formed by closing the plate end, and one or more hanging wall plates fixed to the floor slab or beam or connecting member on the upper floor are inserted into the box-shaped wall, and the rising wall plate In the viscous damping wall in which a viscous fluid is filled in the gap between the wall plate and the hanging wall plate, the width of the central wall (thickness) of the box-shaped wall body is larger at both ends of the rising wall constituting both outer wall surfaces. A viscous damping wall characterized by having a vertical liquid reservoir for viscous fluid.
〈構成7〉
構成6に記載の粘性制震壁において、前記外壁面の両端部付近に鉛直方向に複数の孔を設け、その両外側にL型部材を配置して前記鉛直形状の液だまり部を構成していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 7>
In the viscous damping wall according to Configuration 6, a plurality of holes are provided in the vertical direction near both end portions of the outer wall surface, and L-shaped members are arranged on both outer sides to configure the liquid pool portion having the vertical shape. A viscous damping wall characterized by
〈構成8〉
構成6に記載の粘性制震壁において、前記立ち上がり箱状壁体の端部妻面鋼板に鉛直方向に複数の孔もしくはスリットを設け、前記端部妻面鋼板の外側にC型部材を配置して前記鉛直形状の液だまり部を構成していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 8>
In the viscous damping wall according to Configuration 6, a plurality of holes or slits are provided in a vertical direction in the end face steel plate of the rising box-like wall body, and a C-shaped member is disposed outside the end face steel plate. A viscous damping wall characterized in that it constitutes the liquid pool part of the vertical shape.
〈構成9〉
構成6に記載の粘性制震壁において、前記立ち上がり外壁面の両端部に角形鋼管を鉛直方向に配置して、前記鉛直形状の液だまり部を構成していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 9>
The viscous damping wall according to Configuration 6, wherein square steel pipes are vertically arranged at both ends of the rising outer wall surface to constitute the liquid pool portion having the vertical shape. .
〈構成10〉
構成6に記載の粘性制震壁において、前記立ち上がり外壁面の両端部に円形鋼管を鉛直方向に配置して、前記鉛直形状の液だまり部を構成していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 10>
The viscous damping wall according to Configuration 6, wherein a circular steel pipe is vertically arranged at both ends of the rising outer wall surface to constitute the liquid pool portion having the vertical shape. .
〈構成11〉
構成6乃至10のいずれかに記載の粘性制震壁において、前記立ち上がり外壁面の外側両側面に水平方向の水平連通管路を取り付け、その両端部を前記立ち上がり外壁面の両端部に配置した前記鉛直形状の液だまり部と連結していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 11>
In the viscous damping wall according to any one of Configurations 6 to 10, the horizontal horizontal communication pipes are attached to both outer side surfaces of the rising outer wall surface, and both end portions thereof are arranged at both end portions of the rising outer wall surface. Viscous vibration control wall characterized by being connected to a vertical liquid pool.
〈構成12〉
建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の壁板を平行に立ち上げ、その壁板端部を塞いで箱状壁体を構成し、上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、立ち上がり壁板と垂下壁板の隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、前記立ち上がり壁板の一部を前記垂下壁に隙間なく接触させ、且つ接触部の両壁板を貫通する高力ボルトを配置し、前記高力ボルトに軸力を導入しており、前記建築物の上階と下階間の相対変位によって接触している前記壁板間に摩擦力を発生せしめることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 12>
It is a wall member that connects the upper and lower floors of buildings and other structures. A plurality of wall boards fixed to the floor slabs or beams of the lower floor are raised in parallel, and the edges of the wall boards are closed. A box-shaped wall is formed, and one or more hanging wall plates fixed to the floor slab or beam on the upper floor are inserted into the box-shaped wall body, and a viscous fluid is inserted into the gap between the rising wall plate and the hanging wall plate. In the viscous damping wall filled with a high-strength bolt that makes a part of the rising wall plate contact the hanging wall without a gap and penetrates both wall plates of the contact portion, the high-strength bolt A viscous damping wall characterized in that an axial force is introduced and a frictional force is generated between the wall plates in contact with each other by relative displacement between the upper floor and the lower floor of the building.
〈構成13〉
構成12に記載の粘性制震壁において、接触部における前記立ち上がり壁、もしくは垂下壁の一部に摩擦沓動部材を組み込んでいることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 13>
13. The viscous damping wall according to Configuration 12, wherein a frictional peristaltic member is incorporated in a part of the rising wall or the hanging wall in the contact portion.
〈構成14〉
建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の壁板を平行に立ち上げ、その壁板端部を塞いで箱状壁体を構成し、上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、立ち上がり壁板と垂下壁板の隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、前記垂下壁の上部付近に水平板を取り付け、その水平板に接触し且つ一旦が前記立ち上がり壁に固定された水平板を設け、接触している両水平板を貫通する高力ボルトを配置し、前記高力ボルトに軸力を導入しており、前記建築物の上階と下階間の相対変位によって接触している前記水平板間に摩擦力を発生せしめることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 14>
It is a wall member that connects the upper and lower floors of buildings and other structures. A plurality of wall boards fixed to the floor slabs or beams of the lower floor are raised in parallel, and the edges of the wall boards are closed. A box-shaped wall is formed, and one or more hanging wall plates fixed to the floor slab or beam on the upper floor are inserted into the box-shaped wall body, and a viscous fluid is inserted into the gap between the rising wall plate and the hanging wall plate. In the viscous damping wall filled with a horizontal plate, a horizontal plate is attached near the upper part of the hanging wall, and a horizontal plate that is in contact with the horizontal plate and is once fixed to the rising wall is provided. A high-strength bolt that penetrates the plate is arranged, axial force is introduced to the high-strength bolt, and friction force is applied between the horizontal plates that are in contact by relative displacement between the upper floor and the lower floor of the building. Viscous damping wall characterized by generating.
〈構成15〉
建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の壁板を平行に立ち上げ、その壁板端部を塞いで箱状壁体を構成し、上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、立ち上がり壁板と垂下壁板の隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、前記立ち上がり壁の上端部の外側に、相対面し接触する2枚以上の摩擦板を配置し、その平面内部もしくは外側近傍に高力ボルトを配置して軸力を導入しており、前記摩擦板の一方を上階の梁もしくは梁に一体化された接合部材に固定し、他方の摩擦板を前記粘性制震壁の立ち上がり壁の上部付近に固定した摩擦ダンパーを複合していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 15>
It is a wall member that connects the upper and lower floors of buildings and other structures. A plurality of wall boards fixed to the floor slabs or beams of the lower floor are raised in parallel, and the edges of the wall boards are closed. A box-shaped wall is formed, and one or more hanging wall plates fixed to the floor slab or beam on the upper floor are inserted into the box-shaped wall body, and a viscous fluid is inserted into the gap between the rising wall plate and the hanging wall plate. In the viscous damping wall filled with, two or more friction plates facing and contacting each other are arranged outside the upper end of the rising wall, and high strength bolts are arranged inside or near the outside of the plane. Axial force is introduced, one of the friction plates is fixed to the upper floor beam or a joint member integrated with the beam, and the other friction plate is fixed near the upper part of the rising wall of the viscous damping wall. Viscous damping wall characterized by compounding friction damper.
〈構成16〉
構成15に記載の粘性制震壁において、前記摩擦ダンパーの構成を、前記粘性制震壁の立ち上がり壁側に固定された回転中心軸とその中心軸回りに回転できる回転摩擦板を有し、前記回転摩擦板の一端を上階梁側に連結し、他方を前記粘性制震壁に固定された摩擦平板と接触させ、両者の摩擦面近傍に高力ボルトを配置して両摩擦板を締め付けており、前記回転中心軸と前記上階梁側の連結点までの距離L1と前記回転中心軸と前記摩擦面の中心までの距離L2を任意に設定可能としている摩擦ダンパーを複合していることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 16>
The viscous damping wall according to Configuration 15, wherein the friction damper includes a rotation center axis fixed to a rising wall side of the viscous damping wall and a rotating friction plate that can rotate about the center axis, One end of the rotating friction plate is connected to the upper floor beam side, the other is brought into contact with the friction flat plate fixed to the viscous damping wall, and high friction bolts are arranged near both friction surfaces to tighten both friction plates. And a friction damper that can arbitrarily set a distance L1 between the rotation center axis and the connection point on the upper floor side and a distance L2 between the rotation center axis and the center of the friction surface. Characteristic viscous damping wall.
〈構成17〉
構成1乃至16のいずれかに記載の粘性制震壁において、上階から垂下する壁を2枚以上、下階からの立ち上がり壁を3枚以上としていることを特徴とする粘性制震壁。
<Configuration 17>
The viscous damping wall according to any one of
本発明において、粘性制震壁の内壁鋼板の移動に伴う粘性流体の流動が安定化され、特に大振幅の振動時においても安定した粘性減衰抵抗とエネルギー吸収性能を提供できるようになった。 In the present invention, the flow of the viscous fluid accompanying the movement of the inner wall steel plate of the viscous damping wall is stabilized, and it has become possible to provide a stable viscous damping resistance and energy absorption performance even when a large amplitude vibration is caused.
また本発明は、粘性制震壁の内壁鋼板の移動に伴い、粘性制震壁の端部において内壁の移動する前面側では粘性流体が盛り上がり、後ろ側では粘性流体の窪みが生じる現象を大きく緩和するものである。 In addition, the present invention greatly reduces the phenomenon that viscous fluid swells on the front side where the inner wall moves at the end of the viscous damping wall and the hollow of the viscous fluid on the rear side as the inner wall steel plate moves. To do.
例えば、従来の粘性制震壁では、内壁鋼板と外壁鋼板の隙間が2mm、粘性流体内の内壁鋼板の厚さが16mm、高さが2mの粘性制震壁の場合、地震時に内壁鋼板が5cm移動すると、内壁鋼板が押しのけようとする粘性流体は、1.6cmx200cmx5cm=1600ccとなる。従来の粘性制震壁の端部液溜まり部の外壁鋼板間の内側距離は16+2x2=20mmであるから、粘性制震壁両端部の液溜まり部の長さが10cm(内壁鋼板移動後の残り長さ=5cm)とすると、内壁鋼板の前面において粘性流体は1600/(2x5)=160cm分も盛り上がったり、後面では液面低下が生じることになり、粘性流体の溢れ出し、有効面積の低下、空気の巻き込み等が発生する。 For example, in the case of a conventional viscous damping wall, the gap between the inner wall steel plate and the outer wall steel plate is 2 mm, the thickness of the inner wall steel plate in the viscous fluid is 16 mm, and the height is 2 m. When it moves, the viscous fluid that the inner wall steel plate tends to push becomes 1.6 cm × 200 cm × 5 cm = 1600 cc. Since the inner distance between the outer wall steel plates of the end liquid reservoir of the conventional viscous damping wall is 16 + 2 × 2 = 20 mm, the length of the reservoirs at both ends of the viscous damping wall is 10 cm (the remaining length after moving the inner wall steel plate) 5cm), the viscous fluid swells up to 1600 / (2 × 5) = 160cm on the front surface of the inner wall steel plate, or the liquid level decreases on the rear surface. The viscous fluid overflows, the effective area decreases, air Entrainment occurs.
これに対して本発明の構成6乃至構成11では、粘性制震壁の両端部に幅15cmx長さ15cmの鉛直方向液だまり部を設けると、粘性流体の液面高さの変動は1600/(13.4x5+15x10)=7.4cmと従来型の1/20以下に抑制されることにな。この程度の液面変動高さは、粘性制震壁上端部に設けている液だまり部で充分吸収可能であり、溢れ出しや液面低下による有効面積の減少を防止することができる。従って、空気の巻き込み現象も回避することができる。 On the other hand, in the configurations 6 to 11 of the present invention, when the vertical liquid pool portions having a width of 15 cm and a length of 15 cm are provided at both ends of the viscous damping wall, the fluctuation of the liquid level of the viscous fluid is 1600 / ( 13.4 × 5 + 15 × 10) = 7.4 cm, which is suppressed to 1/20 or less of the conventional type. Such a liquid level fluctuation height can be sufficiently absorbed by the liquid pool provided at the upper end of the viscous damping wall, and can prevent the effective area from being reduced due to overflow or liquid level drop. Therefore, the phenomenon of air entrainment can be avoided.
更に本発明の構成1乃至構成5の方法では、内壁によって押し出される粘性流体が水平連通管路により内壁の後ろ側に回り込むことにより、液面上部の変動は殆ど生じない程度に液面が安定化されることになる。 Furthermore, in the methods according to the first to fifth aspects of the present invention, the liquid level is stabilized to such an extent that the upper part of the liquid level hardly fluctuates because the viscous fluid pushed out by the inner wall wraps around the rear side of the inner wall through the horizontal communication pipe. Will be.
また、第3の解決策としての摩擦抵抗力との複合化により、温度変化に伴う性能変動の割合が低減され、装置の抵抗力自体もパワーアップされ、パワフルな装置に進化したので、従来装置に較べてコストパフォーマンスが飛躍的に増進する。 In addition, by combining with frictional resistance as the third solution, the rate of performance fluctuation due to temperature change is reduced, and the resistance itself of the device is also powered up and evolved into a powerful device. Compared to, cost performance is dramatically improved.
近年、M8クラスの海洋性巨大地震による長周期地震動に対する超高層ビルの安全性が指摘されているが、本発明による粘性制震壁は、巨大地震の特徴である長い継続時間における多数回の繰り返し振動に対して安定した減衰性能を提供できるので、減衰装置並びに高減衰の制震構造物に対する信頼性と安全性が大きく高まったと言える。 In recent years, it has been pointed out that the safety of skyscrapers against long-period ground motion due to M8 class oceanic giant earthquakes, but the viscous damping walls according to the present invention are repeated many times in the long duration characteristic of giant earthquakes. Since stable damping performance against vibration can be provided, it can be said that the reliability and safety of the damping device and the high-damping damping structure have been greatly increased.
また粘性制震壁は、近年免震構造用の減衰装置としても利用されているが、免震構造では大きな振動振幅が必要となる。本発明の粘性制震壁は、大振幅の振動に対して安定した粘性減衰性能を提供できるので、免震構造にもこれまでにない優れた減衰装置としての効果を発揮する。 In recent years, viscous damping walls have been used as damping devices for base-isolated structures, but large vibration amplitudes are required for base-isolated structures. The viscous damping wall of the present invention can provide stable viscous damping performance against large-amplitude vibrations, and thus exhibits an effect as an excellent damping device that has never been seen in a seismic isolation structure.
図1は本発明が対象とする粘性制震壁の基本構成と配置要領を示す図で、(1)は粘性制震壁の立面図、(2)は粘性制震壁の側面図である。 FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration and arrangement of a viscous damping wall targeted by the present invention. (1) is an elevation view of the viscous damping wall, and (2) is a side view of the viscous damping wall. .
粘性制震壁は、建築物およびその他の構造物の上階と下階を結ぶ壁部材であり、図1に示すように、柱1、梁21、22で構成される建物骨組みの上下階の床スラブ20または梁21、22に直接もしくは接合部材23を介して取り付けられている。下階の床スラブ20または梁22もしくは取り付け部材23の上に壁板(外壁鋼板)31を平行に立ち上げ、その壁板端部を塞いで箱(箱状壁体)を構成している。その中に上階の床スラブ20または梁21に固定された内壁鋼板(垂下壁板)4が垂下しており、立ち上がり壁板31と垂下壁板4の隙間に粘性流体5が充填されている。
The viscous damping wall is a wall member that connects the upper and lower floors of buildings and other structures. As shown in FIG. 1, the upper and lower floors of the building frame composed of
本発明は、この粘性制震壁を対象としたものであり、以下、本発明の実施の形態を実施例を示す図面に基づいて説明する。 The present invention is directed to this viscous damping wall, and an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings showing examples.
図2および図3(2)は、構成1および構成2を示すもので、図2(1)が本発明の粘性制震壁の全体立面形状、図2(2)が縦断面図、図2(3)が妻面立面図、図3(2)が本発明の構成1の立ち上がり壁(外壁鋼板)に設けた孔34および水平連通管路35を示す水平断面図である。
FIGS. 2 and 3 (2)
図2(1)に示すとおり、外側立ち上がり壁31の両端部の妻面の近傍に孔34をあけ、その両端の孔34を連結する水平連通管路35を設けて、その内部にも粘性流体5を充填している。その孔34のある高さの水平断面を、図3(2)に示している。
As shown in FIG. 2 (1), holes 34 are formed in the vicinity of the end faces of the both ends of the outer rising
従来の粘性制震壁の平断面は、図3(1)に示すように単に外壁鋼板31の箱の中に内壁鋼板4を挿入しただけの構成であったため、内壁鋼板4が移動すると、前面側で押された粘性流体52の逃げ場がないため上部の液溜まり部分に盛り上がり、反対側の後方では内壁鋼板がいなくなった分だけの隙間ができるため、粘性流体に大きな窪みが発生し、内壁鋼板4が帰って来る場合に粘性流体の有効面積部51が減少したり、空気泡を巻き込む等の異常現象が発生する。
Since the conventional cross section of the viscous damping wall has a configuration in which the inner
本発明では、図3(2)に示すとおり、外壁鋼板31の両端部に孔34を設け、その外側に水平連通管路35を配置した。従って、内壁鋼板4の移動によって押された粘性流体52は孔34を通って水平連通管路35内に入り、その内部の粘性流体54が後方の孔34を経て内壁鋼板4の後ろ側に回り込むことができるので、粘性流体の盛り上がりや窪みを生じることがなく、内壁鋼板側面の粘性流体51のせん断層流による一定の抵抗力を安定的に発揮することが可能となった。
In the present invention, as shown in FIG. 3 (2), holes 34 are provided at both ends of the outer
孔34およびそれを繋ぐ水平連通管路35は、図2(1)に示すように、上下方向3段に設けられている。粘性制震壁の高さに応じて、水平連通管路35を2段以上に設け、粘性制震壁全高さに渡って粘性体の移動がスムースに行われるようにしたのが本発明の構成2である。
The
図4は構成3および構成4の実施例を示す構成図で、図4(1)が立面図、図4(2)が縦断面図、図4(3)の上段図が図4(2)の上側の丸で囲った部分の拡大図、図4(3)の下段図が図4(2)の下側の丸で囲った部分の拡大図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of
粘性制震壁の最上部は、従来は上方が解放された液溜まりであったが、図4(3)の上段図に示すように、液溜まり部外壁鋼板33の上端に水平板による上面蓋330を取り付け、その先端と内壁鋼板の間にゴムパッキン61を噛ませてシールしている。これにより、最上部における液の盛り上がりがあった場合にも液の溢れ出しを防止し、且つ工事中における雨水の浸入防止機能も兼備している。 Conventionally, the uppermost part of the viscous damping wall is a liquid reservoir whose upper part is released, but as shown in the upper part of FIG. 330 is attached, and a rubber packing 61 is inserted between the tip and the inner wall steel plate to seal it. As a result, even when there is a swell of liquid at the top, the liquid is prevented from overflowing, and it also has a function of preventing rainwater from entering during construction.
図4(3)の下段図は、水平連通管路35に粘性流体54が確実に充填されていることを確認するための点検孔62の設置図である。水平連通管路35の上面にネジを設け、ボルトにより漏洩防止機能を有する点検孔62を構成している。
The lower part of FIG. 4 (3) is an installation view of the
図5(1)は、構成5の実施例である。構成1および構成2で設けた水平連通管路35に粘性流体が確実且つ容易に流入するために、内壁鋼板4の端部妻面の鉛直形状を、立ち上がり壁両端部に設けた孔34部分で最も内側(立面中央寄り)に、上下の孔34の中間高さ位置で最も外側(立面妻側寄り)になるように傾斜させている。これにより、内壁鋼板4が移動し粘性流体52を推した時に、粘性流体が孔34の方向に自然に推し集められる形状としている。
FIG. 5A is an example of configuration 5. In order for the viscous fluid to surely and easily flow into the
図5(2)は、立ち上がり壁両端部にも設けた孔34に粘性流体が流入しやすいように、内壁鋼板の孔34の高さ位置に凹形状の切り込み44を設け、内壁鋼板4が移動した場合にも孔34部を内壁鋼板4で塞がないようにした場合である。
尚、同図の36は、外壁鋼板の面外方向への開きを拘束するためのボルトとスペーサー用鞘管の組合せ部、41は内壁鋼板4がそのボルト36に接触しないための動き代としてのルーズホールである 。
In FIG. 5B, a
In the figure, 36 is a combined portion of a bolt and a spacer sheath tube for restraining the outward opening of the outer wall steel plate, and 41 is a movement allowance for the inner
図6は、本発明の第二の基本構成である構成6の全体形状を示すもので、図6(1)が本発明粘性制震壁の全体立面形状、図6(2)が縦断面図、図6(3)が妻面立面図である。 FIG. 6 shows the overall shape of Configuration 6, which is the second basic configuration of the present invention. FIG. 6 (1) is the overall elevation shape of the viscous damping wall of the present invention, and FIG. 6 (2) is a longitudinal section. FIG. 6 and FIG. 6 (3) are elevations of the wife surface.
図6(1)に示すとおり、外側立ち上がり壁の両端部の妻面の近傍において鉛直形状の粘性流体の液だまり部38を設けている。
As shown in FIG. 6 (1), vertical
従来の粘性制震壁の平断面は、図7(1)に示すように単に外壁鋼板31の箱の中に内壁鋼板4を挿入しただけの構成であったため、内壁鋼板4が移動すると、前面側で押された粘性流体52の逃げ場がないため上部の液溜まり部分に盛り上がり、反対側の後方では内壁鋼板が移動した分だけの隙間ができるため、粘性流体に大きな窪みが発生し、内壁鋼板が復帰した場合に粘性流体の有効面積部51が減少したり、空気泡を巻き込む等の異常現象が発生する。
Since the conventional cross section of the viscous damping wall has a configuration in which the inner
本発明では、図6(1)に示すとおり、外壁鋼板31の両端部に粘性流体の液だまり部38が存在するため、内壁鋼板4の移動によって発生する粘性流体の盛り上がりおよび低下量が飛躍的に緩和され、内壁鋼板側面の粘性流体51のせん断層流による一定の抵抗力を安定的に発揮することを可能としたものである。
In the present invention, as shown in FIG. 6 (1), the
図7および図8は、図6(1)における液だまり部38の構成方法を具体的に示したものである。
FIG. 7 and FIG. 8 specifically show a method of configuring the
図7(2)は、構成7を実現する実施例7を示す粘性制震壁の平断面図である。粘性制震壁の外壁鋼板31の両端部付近に粘性流体の通過用孔39をあけ、その外側にL字型部材381を配置して、粘性流体の液だまり部38(液だまり部の粘性流体55)を構成している。
FIG. 7 (2) is a plan sectional view of the viscous damping wall showing the seventh embodiment that realizes the configuration 7. Viscous fluid passage holes 39 are formed in the vicinity of both end portions of the outer
図7(3)は、構成8を実現する実施例3を示す粘性制震壁の平断面図である。粘性制震壁の妻面鋼板32に粘性流体の通過用孔39をあけ、その外側にC字型部材382を配置して、粘性流体の液だまり部38(液だまり部の粘性流体55)を構成している。
FIG. 7 (3) is a plan sectional view of the viscous damping wall showing the third embodiment that realizes the configuration 8. A viscous
図8(1)は、構成9を実現する実施例9を示す粘性制震壁の平断面図である。粘性制震壁の両端部に角形鋼管383を配置して、粘性流体の液だまり部38(液だまり部の粘性流体55)を構成している。
FIG. 8 (1) is a plan sectional view of a viscous damping wall showing a ninth embodiment that realizes the configuration 9.
実施例9は、両端部の液だまり部と粘性制震壁端部の妻面鋼板が角形鋼管383で一体化しており、組立時の溶接量も少なく、粘性流体の貯留部有効面積も確保しやすく、より合理的な構成となっている。
In Example 9, the liquid pools at both ends and the end face steel plate at the end of the viscous damping wall are integrated by a
図8(2)は、構成9のバリエーションの実施例である。実施例9で設けた粘性制震壁の両端部の角形鋼管383を45°回転させて配置したものであり、こうすることにより、粘性制震壁底部において下側の梁部材もしくは連結部材と接合する高力ボルトの配置が容易になるという効果を有している。
FIG. 8B is an example of a variation of configuration 9. The
図8(3)は、構成10を実現する実施例11を示す粘性制震壁の平断面図である。粘性制震壁の両端部に円形鋼管384を配置して、粘性流体の液だまり部38(液だまり部の粘性流体55)を構成している。
FIG. 8 (3) is a cross-sectional plan view of a viscous damping wall showing Example 11 for realizing the configuration 10. The
実施例11は、実施例9および10と同様に、両端部の液だまり部と粘性制震壁端部の妻面鋼板が円形鋼管384で一体化しており、組立時の溶接量も少なく、粘性流体の貯留部有効面積も確保しやすく、より合理的な構成となっている。
In Example 11, as in Examples 9 and 10, the liquid pool at both ends and the end face steel plate at the end of the viscous damping wall are integrated with a
また実施例11は、実施例10と同様に、粘性制震壁底部において下側の梁部材もしくは連結部材と接合する高力ボルトの配置が容易になるという効果も有している。 In addition, as in the tenth embodiment, the eleventh embodiment also has an effect that the arrangement of the high-strength bolts to be joined to the lower beam member or the connecting member at the bottom of the viscous damping wall is facilitated.
図9は、本発明の構成11を示す実施例で、図9(1)が粘性制震壁の全体立面形状、図9(2)がその縦断面図、図9(3)が水平断面の拡大図である。 FIG. 9 is an embodiment showing the constitution 11 of the present invention, FIG. 9 (1) is the overall elevation shape of the viscous damping wall, FIG. 9 (2) is its longitudinal sectional view, and FIG. 9 (3) is the horizontal sectional view. FIG.
図9(1)および図9(3)に示すように、粘性制震壁の立ち上がり外壁面31の外側両側面に水平方向の水平管路351を取り付け、その両端を粘性制震壁の両端部の鉛直部材383の内部に構成した鉛直液だまり部38(粘性流体55)に連結したものである。
As shown in FIGS. 9 (1) and 9 (3), horizontal
内部鋼板4が水平に移動すると、内部鋼板4の前面側では粘性流体が鉛直液だまり部に押し出され、後面側では吸引されることになるが、その前後の鉛直液だまり部55が水平管路351(内部54)により連通されているので、内壁鋼板4の前面側で押し出された粘性体が粘性管路54を経由して後ろ側の鉛直液だまり部38(粘性流体55)に移動することにより、粘性流体が一定の液面高さで維持され、安定した粘性抵抗力を発揮できることになる。
When the
構成12から構成16は、温度変化による抵抗力の変動率を低減し、合わせて装置全体の抵抗力を高めるために、粘性制震壁に摩擦抵抗力を付加する構成である。即ち、構成12〜構成16の粘性制震壁は、「粘性抵抗力Fv+摩擦抵抗力Fμ」の複合型減衰装置を実現したものであり、仮に粘性抵抗力Fvの温度による抵抗力が±50%あるとしても、例えば粘性抵抗力と同等の摩擦抵抗力Fμを付加すれば変動幅は±25%に半減することになり、装置全体の抵抗力を安定化することができる。 The configurations 12 to 16 are configurations in which a frictional resistance force is added to the viscous damping wall in order to reduce the variation rate of the resistance force due to a temperature change and increase the resistance force of the entire apparatus. That is, the viscous damping walls of the constitutions 12 to 16 realize a composite damping device of “viscous resistance force Fv + friction resistance force Fμ”, and the resistance force due to the temperature of the viscous resistance force Fv is ± 50%. Even if there is, for example, if the frictional resistance force Fμ equivalent to the viscous resistance force is added, the fluctuation range is halved to ± 25%, and the resistance force of the entire apparatus can be stabilized.
図10は、構成12および構成13の実施例である。図10(1)および(2)に示すように、立ち上がり壁(=外壁鋼板)31の上端部付近を内壁鋼板(=垂下壁)4に隙間なく接触させ、且つ接触部の両壁板を貫通する高力ボルト90を配置し、その高力ボルト90に軸力を導入することにより、上階と下階間の層間変位によって接触している立ち上がり壁31と垂下壁4との間にずれが発生すると両壁板間にすべり摩擦力を発生させるものである。
FIG. 10 shows an example of the configuration 12 and the configuration 13. As shown in FIGS. 10 (1) and 10 (2), the vicinity of the upper end of the rising wall (= outer wall steel plate) 31 is brought into contact with the inner wall steel plate (= hanging wall) 4 without any gap, and both wall plates of the contact portion are penetrated. The high-
図10(3)は、粘性制震壁上端部付近の拡大断面図であり、上段図は壁板を締め付ける軸力を導入している高力ボルト90の配置位置、中断図は構成13に示した垂下壁(内壁鋼板)4に摩擦摺動部材7を組み込んでいる位置の断面図、下段図は図10(1)の上部付近の両端部に示す粘性流体が溢れた場合にそれを受け止める貯留部53の構成断面である。
FIG. 10 (3) is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the upper end of the viscous damping wall. Sectional view of the position where the frictional sliding member 7 is incorporated in the hanging wall (inner wall steel plate) 4, the lower figure is a storage that catches the viscous fluid shown at both ends near the upper part of FIG. 10 (1). FIG.
また図5(2)には、内壁鋼板4の上部付近以外に摩擦摺動部材7を組み込んだ実施例を示しており、側面の外壁鋼板31の孕みだし防止に用いているボルト36を摩擦力用軸力導入に利用する構成を示している。
FIG. 5 (2) shows an embodiment in which the friction sliding member 7 is incorporated in addition to the vicinity of the upper part of the inner
図11は、構成14の実施例である。粘性制震壁に摩擦抵抗力を付加する第二の方法として、垂下壁(内壁鋼板)4の上部付近に水平板43を取り付け、その水平板に接触し且つ一旦が立ち上がり壁(外壁鋼板)31に固定された水平板37を配置して水平板41を挟み、高力ボルト90を貫通させて軸力を導入することにより、上階と下階間の層間変位によって接触している水平板間にすべり摩擦力を発生させる。
FIG. 11 shows an example of the configuration 14. As a second method of adding frictional resistance to the viscous damping wall, a
図12は、摩擦力を発生させる摩擦ダンパー9の一方を上階の梁側に、他方を粘性制震壁の立ち上がり壁(=外壁鋼板)の上部付近に固定する構成15の方法を示している。図13はその摩擦ダンパー9の構成を示す拡大図であり、上階の梁側に固定された内部摩擦板81とそれを挟む外側摩擦板82、および軸力を導入する高力ボルト90を示している。また両摩擦板81と82の接触部には摩擦摺動部材7を介在させている。
FIG. 12 shows a method of the configuration 15 in which one of the friction dampers 9 that generate a frictional force is fixed to the upper floor beam side, and the other is fixed near the upper part of the rising wall (= outer wall steel plate) of the viscous damping wall. . FIG. 13 is an enlarged view showing the configuration of the friction damper 9, showing an
図14は同じく摩擦ダンパーを粘性制震壁の上部付近に取り付ける構成16の実施例である。図14の摩擦ダンパーは、摩擦板83がその取り付けピン92(回転中心ピン)を中心として回転できることに特徴がある。摩擦板83の上部には上階梁側に固定された連結部材81およびそのピン91(上部ピン)により上階の水平変位が摩擦板83に伝達され、摩擦板83は回転運動を起こしてその下方に取り付けられている摩擦摺動部材7の部分ですべり摩擦抵抗力を発生する。
FIG. 14 similarly shows an embodiment of the configuration 16 in which the friction damper is attached near the upper part of the viscous damping wall. The friction damper of FIG. 14 is characterized in that the
回転中心ピン92と上部ピン91間の距離L1と回転中心ピン92と下方の摩擦摺動部材7の中心までの距離L2の比率を変える(L1<L2)ことにより、摩擦摺動部材7で発生する摩擦力Fを(L2/L1)倍に増幅することができ、ボルト90による導入軸力が小さくても大きな摩擦抵抗力を得ることができる。
It is generated in the friction sliding member 7 by changing the ratio of the distance L1 between the
2003年の十勝沖地震(Mw8.0)では石油タンクが炎上し、長周期地震動の脅威が明らかになった。その後日本建築学会と土木学会による共同研究により、長周期地震動に対する超高層ビルの耐震性能に問題があることが明らかになった。周期数秒の固有周期を持つ超高層ビルの耐震安全性を改善できる方法が建物の減衰性能を高める制震構造の採用である。 The 2003 Tokachi-oki earthquake (Mw 8.0) ignited an oil tank and revealed the threat of long-period ground motion. Later, joint research between the Architectural Institute of Japan and the Japan Society of Civil Engineers revealed that there was a problem with the seismic performance of high-rise buildings against long-period ground motion. One way to improve the seismic safety of skyscrapers with a natural period of several seconds is to adopt a seismic control structure that enhances the damping performance of the building.
超高層ビルを制震構造化するには、建物にエネルギー吸収性能を付与する減衰装置(ダンパー)を付加することであり、そのダンパーの中で最も単純で高性能、且つパワフルな減衰装置が粘性制震壁である。但し、コスト的には鋼材の履歴ダンパー等に較べて若干高く付くために、その採用は高付加価値の建物等に限定されているのが実状である。 In order to build a high-rise building into a seismic control structure, it is necessary to add a damping device (damper) that imparts energy absorption performance to the building. Among the dampers, the simplest, high-performance, and powerful damping device is viscous. It is a damping wall. However, the cost is slightly higher than that of steel history dampers, so the actual use is limited to buildings with high added value.
また15階建て以下の短周期の中低層構造物に対しては、免震構造が最も優れた安全性を提供でき、本発明の粘性制震壁は、免震構造物用の減衰装置としても優れた性能を提供できる。 In addition, the seismic isolation structure can provide the most excellent safety for medium- and low-rise structures with a short period of 15 stories or less. The viscous damping wall of the present invention can also be used as a damping device for a seismic isolation structure. Excellent performance can be provided.
以上のとおり、本発明によりこの粘性制震壁の力学的課題が改善され、且つ更にパワフルな装置に進化したので、従来装置に較べて相対的にコストパフォーマンスがアップし、超高層ビルを中心とする長周期構造物および免震構造物の耐震性能改善に大きく貢献することが期待される。 As described above, the mechanical problems of this viscous damping wall have been improved by the present invention, and since it has evolved into a more powerful device, the cost performance is relatively improved as compared with the conventional device, mainly in high-rise buildings. It is expected to contribute greatly to improving the seismic performance of long-period structures and seismic isolation structures.
1 :柱
20:床スラブ
21:上階側の梁
22:下階側の梁
23:粘性制震壁の取り付け部材
31:粘性制震壁の立ち上がり壁(外壁鋼板)の側面鋼板
32:粘性制震壁の立ち上がり壁(外壁鋼板)の妻面鋼板
33:粘性制震壁の立ち上がり壁(外壁鋼板)の上部液溜まり部鋼板
330:粘性制震壁の上部液溜まり部の上面
34:立ち上がり壁(外壁鋼板)の側面鋼板31の端部に設けた孔
35:端部孔34を繋ぐ水平連通管路
351:水平連通管路
36:外壁鋼板を締め付けるボルトおよびスペーサー鞘管
37:立ち上がり壁(外壁鋼板)に固定された摩擦抵抗用水平板
38:制震壁両端部の鉛直液溜まり部
381:外壁鋼板31の外側に鉛直液溜まり部を構成するためのL型部材
382:立ち上がり壁妻面鋼板32の外側に鉛直液溜まり部を構成するC型部材
383:鉛直液溜まりを構成するための制震壁両端部の角形鋼管
384:鉛直液溜まりを構成するための制震壁両端部の円形鋼管
39:粘性流体の通過用の孔もしくはスリット
4 :粘性制震壁の垂下壁(内壁鋼板)
41:垂下壁(内壁鋼板)に設けたボルト36の可動用ルーズホール
42:垂下壁(内壁鋼板)前面および後面端部のテーパー形状
43:垂下壁(内壁鋼板)の上部付近に設けた摩擦抵抗用水平板
44:垂下壁(内壁鋼板)前面および後面端部の凹形状切り込み部
5 :粘性流体
51:抵抗壁板側面の粘性流体層流部
52:垂下壁板(内壁鋼板)前面および後面部の粘性流体
53:粘性制震壁上部の粘性流体貯留部
54:水平連通管路およびその内部の粘性流体
61:粘性流体貯留部上部のゴムパッキン
62:水平連通管路の粘性流体点検孔およびその栓ボルト
7 :摩擦ダンパー用摩擦摺動部材
81:摩擦ダンパーの上部梁側取り付け部材
82:摩擦ダンパーの立ち上がり壁(外壁鋼板)側の取り付け部材
83:回転式摩擦ダンパーの回転板
9 :摩擦ダンパー
90:摩擦ダンパーの軸力導入用高力ボルト
91:回転式摩擦ダンパーの上部梁側ピン部材
92:回転式摩擦ダンパーの回転中心ピンボルト
93:取り付け用ボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Column 20: Floor slab 21: Upper floor side beam 22: Lower floor side beam 23: Attachment member of viscous damping wall 31: Side surface steel plate of rising wall (outer wall steel plate) of viscous damping wall 32: Viscosity damping Steel plate 33 of rising wall (outer wall steel plate) of seismic wall 33: Upper liquid pool part steel plate of rising wall (outer wall steel plate) of viscous damping wall 330: Upper surface of upper liquid pool part of viscous damping wall 34: Rising wall ( Hole 35 provided at the end of the side surface steel plate 31 of the outer wall steel plate 35: Horizontal communication pipe 351 connecting the end hole 34 351: Horizontal communication pipe 36: Bolt and spacer sheath pipe 37 for tightening the outer wall steel plate 37: Standing wall (outer wall steel plate) ) Fixed friction plate 38: vertical liquid reservoirs at both ends of the damping wall 381: L-shaped member for forming a vertical liquid reservoir outside the outer wall steel plate 31 382: Lead outside C-shaped member constituting the liquid reservoir 383: Square steel pipes at both ends of the damping wall for constituting the vertical liquid reservoir 384: Circular steel pipes at both ends of the damping wall for constituting the vertical liquid reservoir 39: Viscous fluid Passing hole or slit 4: Drooping wall (inner wall steel plate) of viscous damping wall
41: Loose hole for moving the
Claims (8)
前記下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の側面鋼板と妻面鋼板とをそれぞれ平行に立ち上げ、前記側面鋼板と前記妻面鋼板の端部を塞いで箱状壁体を構成し、前記上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、前記箱状壁体の内面と前記垂下壁板との隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、
前記側面鋼板の、前記妻面鋼板近傍に孔をあけ、前記側面鋼板の外側に前記孔を連結する水平連通管路を設けて、その内部にも粘性流体を充填していることを特徴とする粘性制震壁。 A viscous damping wall that connects the upper and lower floors of buildings and other structures,
And a plurality of side steel plates and wife surface steel plate which is fixed to the floor slab or beam of the lower story up in parallel, respectively, to constitute a box-shaped wall blocking the end of the wife surface steel sheet and the side steel plates the upstairs floor slab or one or more hanging wall plate fixed to the beam by inserting into said box-like wall member, the viscous fluid in the gap between the hanging wall plate and an inner surface of the box-shaped wall In the viscous damping wall filled with
A hole is formed in the vicinity of the end face steel plate of the side surface steel plate , a horizontal communication pipe that connects the hole to the outside of the side surface steel plate is provided, and the inside is filled with a viscous fluid. Viscous damping wall.
前記水平連通管路が上下方向に2段以上に渡って設けられていることを特徴とする粘性制震壁。 In the viscous damping wall according to claim 1,
The viscous vibration control wall, wherein the horizontal communication pipe is provided in two or more stages in the vertical direction.
前記側面鋼板の最上端の外側に粘性流体液溜まり部を設け、前記粘性流体液溜まり部の上部に前記垂下壁板の直近まで覆う上面蓋を配置し、前記上面蓋と前記垂下壁板との隙間をゴムパッキン等の弾性体を密着させてシールしていることを特徴とする粘性制震壁。 In the viscous damping wall according to claim 1 or 2,
A viscous fluid liquid reservoir is provided on the outer side of the uppermost end of the side steel plate , and an upper surface cover is provided on the upper part of the viscous fluid liquid reservoir so as to cover the drooping wall plate . A viscous damping wall characterized in that the gap is sealed with an elastic body such as rubber packing.
前記水平連通管路の上面に内部の粘性流体を確認できる点検孔を設けていることを特徴とする粘性制震壁。 The viscous damping wall according to any one of claims 1 to 3,
A viscous damping wall comprising an inspection hole for confirming an internal viscous fluid on an upper surface of the horizontal communication pipe.
前記垂下壁板の端部妻面の形状を、凹凸傾斜面とすると共に、前記側面鋼板の、前記妻面鋼板近傍に設けた前記孔に対応する位置で最も中央寄りに凹み、かつ前記孔の中間高さ位置で最も妻面寄りに突出するように傾斜させていること、もしくは前記垂下壁板の端部において前記孔に対応する位置付近を凹形状に切り込んでいることを特徴とする粘性制震壁。 The viscous damping wall according to any one of claims 1 to 4,
The shape of the end wife surface of the hanging wall plate is an uneven inclined surface, and the side steel plate is recessed closest to the center at a position corresponding to the hole provided in the vicinity of the face steel plate, and the hole The viscosity control is characterized in that it is inclined so as to protrude closest to the wife surface at an intermediate height position, or a concave portion is cut in the vicinity of the position corresponding to the hole at the end of the hanging wall plate. Earthquake wall.
前記下階の床スラブまたは梁もしくは梁上の連結部材に固定された複数枚の側面鋼板と妻面鋼板とをそれぞれ平行に立ち上げ、前記側面鋼板と前記妻面鋼板の端部を塞いで箱状壁体を構成し、前記上階の床スラブまたは梁もしくは梁上の連結部材に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、前記箱状壁体の内面と前記垂下壁板との隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、
前記妻面鋼板の両端部に、前記箱状壁体の中央部幅(厚さ)よりも大きな幅を有し、かつ鉛直方向に沿う粘性流体液溜まり部を有しており、
前記側面鋼板の、妻面鋼板近傍に鉛直方向に沿って複数の孔を設け、これらの孔の外側にL型部材を配置して前記粘性流体液溜まり部を構成していることを特徴とする粘性制震壁。 A viscous damping wall that connects the upper and lower floors of buildings and other structures,
And a plurality of side steel plates and wife surface steel plate which is fixed to the coupling member on the floor slab or beam or beams of the lower floor up in parallel, respectively, the box closes the end of the wife surface steel sheet and the side steel plates configure Jokabetai to insert one or more hanging wall plate fixed to the coupling member on the floor slab or beam or beams of the upper floor in the box-like wall, the box-shaped wall In the viscous damping wall in which the viscous fluid is filled in the gap between the inner surface and the hanging wall plate ,
Wherein both ends of the wife surface steel sheet, have a central width (thickness) greater width than the box-shaped wall body, and has closed the viscous fluid reservoir along the vertical direction,
A plurality of holes are provided along the vertical direction in the vicinity of the end face steel plate of the side surface steel plate, and an L-shaped member is disposed outside these holes to constitute the viscous fluid liquid reservoir. Viscous damping wall.
前記下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の側面鋼板と妻面鋼板とをそれぞれ平行に立ち上げ、前記側面鋼板と前記妻面鋼板の端部を塞いで箱状壁体を構成し、前記上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、前記箱状壁体の内面と前記垂下壁板との隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、
前記側面鋼板の一部を前記垂下壁板に隙間なく接触させ、且つ前記垂下壁板と接触している箇所の前記側面鋼板を貫通する高力ボルトを配置し、前記高力ボルトに軸力を導入しており、前記建築物の上階と下階間の相対変位によって接触している前記側面鋼板と前記垂下壁板との間に摩擦力を発生せしめることとし、
前記接触している箇所における前記側面鋼板、もしくは前記垂下壁板の一部に設けた孔内に摩擦摺動部材を組み込んでいることを特徴とする粘性制震壁。 A viscous damping wall that connects the upper and lower floors of buildings and other structures,
A plurality of side surface steel plates and end face steel plates fixed to the floor slab or beam on the lower floor are respectively set up in parallel, and end portions of the side surface steel plates and the end face steel plates are closed to form a box-shaped wall body. One or more suspended wall plates fixed to the upper floor slab or beam are inserted into the box-shaped wall body, and a viscous fluid is inserted into the gap between the inner surface of the box-shaped wall body and the suspended wall plate. In the viscous damping wall filled with
A part of the side steel plate is brought into contact with the hanging wall plate without a gap, and a high-strength bolt penetrating the side steel plate at a position in contact with the hanging wall plate is arranged, and an axial force is applied to the high-strength bolt. Introducing the frictional force between the side plate and the hanging wall plate that are in contact by relative displacement between the upper floor and the lower floor of the building,
A viscous damping wall , wherein a friction sliding member is incorporated in a hole provided in a part of the side surface steel plate or the hanging wall plate at the contacted portion .
前記下階の床スラブまたは梁に固定された複数枚の側面鋼板と妻面鋼板とをそれぞれ平行に立ち上げ、前記側面鋼板と前記妻面鋼板の端部を塞いで箱状壁体を構成し、前記上階の床スラブまたは梁に固定された1枚以上の垂下壁板を前記箱状壁体の中に挿入し、前記箱状壁体の内面と前記垂下壁板との隙間に粘性流体が充填されている粘性制震壁において、
前記妻面鋼板の上端部の外側に、相対面し接触する2枚以上の摩擦板を配置し、その平面内部もしくは外側近傍に高力ボルトを配置して軸力を導入しており、前記摩擦板の一方を前記上階の梁もしくは梁に一体化された接合部材に固定し、他方の摩擦板を前記粘性制震壁の立ち上がり壁の上部付近に固定した摩擦ダンパーを複合しており、
前記摩擦ダンパーを、前記妻面鋼板に固定された摩擦板に回転摩擦板を回転軸により回転可能に取り付け、前記回転摩擦板の一端を前記上階の梁側に連結し、他方を前記妻面鋼板に固定された摩擦板と接触させ、両者の摩擦面近傍に高力ボルトを配置して両摩擦板を締め付けて構成しており、
前記回転軸から前記回転摩擦板の、前記上階の梁側との連結点までの距離L1と前記回転中心軸から前記回転摩擦板の摩擦面の中心までの距離L2とを任意に設定可能としていることを特徴とする粘性制震壁。 A viscous damping wall that connects the upper and lower floors of buildings and other structures,
A plurality of side surface steel plates and end face steel plates fixed to the floor slab or beam on the lower floor are respectively set up in parallel, and end portions of the side surface steel plates and the end face steel plates are closed to form a box-shaped wall body. One or more suspended wall plates fixed to the upper floor slab or beam are inserted into the box-shaped wall body, and a viscous fluid is inserted into the gap between the inner surface of the box-shaped wall body and the suspended wall plate. In the viscous damping wall filled with
Two or more friction plates facing and contacting each other are arranged on the outer side of the upper end of the end face steel plate, and high force bolts are arranged inside or near the outside of the plane to introduce axial force, and the friction One of the plates is fixed to the upper floor beam or a joint member integrated with the beam, and the other friction plate is combined with a friction damper that is fixed near the upper part of the rising wall of the viscous damping wall,
The friction damper is attached to a friction plate fixed to the end face steel plate so that a rotary friction plate can be rotated by a rotary shaft, one end of the rotary friction plate is connected to the beam side of the upper floor, and the other is connected to the end face Contact with the friction plate fixed to the steel plate, arrange high-strength bolts near the friction surface of both and tighten both friction plates,
It is possible to arbitrarily set a distance L1 from the rotating shaft to the connection point of the rotating friction plate with the beam on the upper floor and a distance L2 from the rotating central axis to the center of the friction surface of the rotating friction plate. viscous Damping wall, characterized in that there.
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