JP4922059B2 - Hybrid vibration control mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド制震機構に関する。 The present invention relates to a hybrid vibration control mechanism.
粘弾性体に変形を行わせて震動エネルギーを吸収する粘弾性体制震機構や、金属に塑性変形を行わせて震動エネルギーを吸収する履歴型制震機構は、従来より知られている。
しかしながら、粘弾性体制震機構では、小から大にわたる広い変形領域において制震効果を発揮することができるという利点を有するものの、粘弾性体には温度依存性や速度依存性があり、構造計算上の耐力の評価が難しいという欠点がある。 However, although the viscoelastic seismic mechanism has the advantage that it can exhibit a seismic control effect in a wide deformation range from small to large, the viscoelastic body has temperature dependence and speed dependence, which is There is a drawback that it is difficult to evaluate the yield strength.
また、履歴型制震機構では、エネルギー法によって構造計算上の耐力の評価が容易であるという利点があるが、制震効果の有効領域範囲が狭く、また、大変形時に残留変形を残してしまいやすいという欠点がある。 In addition, the hysteretic damping mechanism has the advantage that it is easy to evaluate the structural strength by the energy method, but the effective range of the damping effect is narrow, and residual deformation remains when large deformation occurs. There is a drawback that it is easy.
本発明は、上記のような問題点に鑑み、小から大にわたる広い変形領域において制震効果を発揮することができ、しかも、構造計算上の耐力の評価が容易で、加えて、大変形時の残留変形を抑制ないしはなくすことができる制震機構を提供することを課題とする。 In view of the above-described problems, the present invention can exhibit a vibration control effect in a wide deformation region ranging from a small to a large, and it is easy to evaluate the strength in structural calculation. It is an object of the present invention to provide a vibration control mechanism that can suppress or eliminate the residual deformation of the steel.
上記の課題は、粘弾性体に変形を行わせて震動エネルギーを吸収する粘弾性体制震機構と、金属に塑性変形を行わせて震動エネルギーを吸収する履歴型制震機構とが組み合わされ、履歴型制震機構が粘弾性体制震機構の粘弾性体の変形を抑制する働きをし、粘弾性体制震機構が変形後の履歴型制震機構を復元させる働きをするようになされていることを特徴とするハイブリッド制震機構によって解決される(第1発明)。 The above problem is a combination of a viscoelastic seismic mechanism that absorbs seismic energy by deforming a viscoelastic body and a hysteretic damping mechanism that absorbs seismic energy by plastically deforming metal. The type seismic control mechanism works to suppress the deformation of the viscoelastic body of the viscoelastic system seismic mechanism, and the viscoelastic system seismic mechanism works to restore the hysteretic control system after deformation. This is solved by the characteristic hybrid vibration control mechanism (first invention).
この制震機構では、粘弾性体制震機構と履歴型制震機構とが組み合わされ、履歴型制震機構が粘弾性体制震機構の粘弾性体の変形を抑制する働きをするようになされているので、履歴型制震機構によって構造計算上の耐力の評価を容易に行うことができ、
しかも、粘弾性体制震機構はその粘弾性体の変形が抑制されているだけであるので、小から大にわたる広い変形領域において制震効果を発揮することができ、
加えて、粘弾性体制震機構が変形後の履歴型制震機構を復元させる働きをするようになされているので、履歴型制震機構が大変形時に大きく変形しても、粘弾性体の復元力によって復元し、大変形時の履歴型制震機構の残留変形を抑制ないしはなくすことができる。
In this seismic control mechanism, the viscoelastic system seismic mechanism and the hysteretic seismic control mechanism are combined, and the hysteretic seismic control mechanism functions to suppress the deformation of the viscoelastic body of the viscoelastic system seismic mechanism. Therefore, it is possible to easily evaluate the strength in structural calculation by the hysteretic vibration control mechanism,
In addition, since the viscoelastic seismic mechanism is only suppressed in deformation of its viscoelastic body, it can exert a seismic control effect in a wide deformation region from small to large,
In addition, since the viscoelastic system seismic mechanism works to restore the hysteretic control mechanism after deformation, the viscoelastic body can be restored even if the hysteretic seismic control mechanism deforms greatly during large deformation. Restoring by force, it is possible to suppress or eliminate the residual deformation of the hysteretic control mechanism during large deformation.
第1発明において、前記粘弾性体制震機構が、プレート部間に粘弾性体を接着状態に介設し、該粘弾性体にせん断変形を行わせて震動エネルギーを吸収するようになされたものからなり、
履歴型制震機構がエネルギー吸収用のU字部を備え、該U字部が、粘弾性体制震機構を構成するプレート部間に配置され、該プレート部間において、一方の辺側を一方のプレート部側に、もう一方の辺側をもう一方のプレート部側に一体化させて備えられているとよい(第2発明)。
In the first invention, the viscoelastic structural seismic mechanism is configured such that a viscoelastic body is interposed between the plate portions and the viscoelastic body is subjected to shear deformation to absorb vibration energy. Become
The hysteretic vibration control mechanism includes a U-shaped portion for absorbing energy, and the U-shaped portion is disposed between the plate portions constituting the viscoelastic structural vibration mechanism. It is preferable that the other side is integrated with the other plate portion side on the plate portion side (second invention).
このハイブリッド制震機構では、粘弾性体制震機構を構成するプレート部を履歴型制震機構の構成要素として利用したものであるから、構造を簡素化でき、
しかも、履歴型制震機構のエネルギー吸収部であるU字部を、粘弾性体制震機構を構成するプレート部間に配置して備えさせたものであるから、ハイブリッド制震機構をコンパクトに構成することができ、
加えて、本発明のハイブリッド制震機構を、一つのハイブリッド制震デバイスとして構成することができるので、制震構造物への採用を容易にすることができる。
In this hybrid seismic control mechanism, the plate part constituting the viscoelastic system seismic mechanism is used as a component of the hysteretic seismic control mechanism, so the structure can be simplified.
In addition, since the U-shaped part, which is the energy absorption part of the hysteretic vibration control mechanism, is arranged between the plate parts constituting the viscoelastic system vibration control mechanism, the hybrid vibration control mechanism is compactly configured. It is possible,
In addition, since the hybrid vibration control mechanism of the present invention can be configured as a single hybrid vibration control device, it can be easily adopted in a vibration control structure.
第2発明において、前記U字部は、各辺がプレート部間の外に導出され、プレート部間の外でプレート部に結合されているとよい(第3発明)。この場合は各プレート部へのU字部の取付けを容易にすることができる。 In the second invention, the U-shaped part may be led out to the outside between the plate parts and connected to the plate part outside the plate parts (third invention). In this case, the U-shaped portion can be easily attached to each plate portion.
本発明の制震機構は、以上のとおりのものであるから、小から大にわたる広い変形領域において制震効果を発揮することができ、しかも、構造計算上の耐力の評価が容易で、加えて、大変形時の残留変形を抑制ないしはなくすことができる。 Since the seismic control mechanism of the present invention is as described above, it can exhibit a seismic control effect in a wide range of deformation from small to large, and it is easy to evaluate the strength in structural calculations. Residual deformation during large deformation can be suppressed or eliminated.
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3に示す実施形態のハイブリッド制震機構は、一つのハイブリッド制震デバイスとして構成した場合のもので、該制震デバイス1は、上側のプレート部2の前後両側に下側のプレート部3,3が備えられ、これらプレート部3,2,3間のそれぞれにアクリル系などからなる粘弾性体4,4が接着状態に介設されて粘弾性体制震機構部11を構成し、図1(ロ)(ハ)に示すように、上側のプレート部2と下側のプレート部3,3とが左右方向に相対変位をすることにより、粘弾性体4,4がせん断変形をして震動エネルギーを吸収するようになされている。
The hybrid vibration control mechanism of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is configured as a single hybrid vibration control device, and the
また、プレート部3,2,3間のそれぞれには、図1(イ)に示すように、左右両側部において、エネルギー吸収用の金属製のU字部5が、折返し側をプレート部2,3間の奥方に向けるようにして配置され、それらの一方の辺5a側を一方のプレート部2側に、もう一方の辺5a側をもう一方のプレート部3側に一体化させて備えられて、履歴型制震機構部12を構成し、図1(ロ)(ハ)に示すように、上側のプレート部2と下側のプレート部3,3とが左右方向に相対変位をすることにより、各U字部5…が塑性変形をして震動エネルギーを吸収するようになされている。
Further, between each of the
本実施形態では、プレート部3,2,3の左右各側において、各U字部5の各辺部5a…がプレート部2,3間の外に導出され、導出された一方の部分同士が互いに連接されてW形履歴ダンパー材6を構成しており、該W形履歴ダンパー材6が、プレート部2,3間の外でプレート部2,3にボルトや溶接などで結合一体化されている。
In the present embodiment, on each of the left and right sides of the
そして、履歴型制震機構12の各U字部5…が粘弾性体制震機構11の粘弾性体4の変形を抑制する働きをし、粘弾性体制震機構11の粘弾性体4,4が、変形後の履歴型制震機構12、即ち各U字部5…を復元させる働きをするように構成されている。
And each U-shaped
上記のハイブリッド制震デバイス1では、粘弾性体制震機構11と履歴型制震機構12とが組み合わされ、履歴型制震機構12が粘弾性体制震機構11の粘弾性体4の変形を抑制する働きをするようになされているので、小変形領域において主として履歴型制震機構12の耐力を利用し、許容応力度計算時にその耐力を利用して構造計算上の評価をすることができて、履歴型制震機構12により構造計算上の耐力の評価を容易に行うことができる。
In the hybrid
しかも、粘弾性体制震機構11はその粘弾性体4,4の変形が履歴型制震機構12によって抑制されるようになされているだけであるので、小から大にわたる広い変形領域において制震効果を発揮することができる。
In addition, since the viscoelastic structural
加えて、粘弾性体制震機構11が変形後の履歴型制震機構12、即ちU字部5…を復元させる働きをするようになされているので、各U字部5…が大変形時に大きく変形しても、粘弾性体4,4の復元力によって復元し、大変形時の各U字部5…の残留変形を抑制ないしはなくすことができる。
In addition, since the viscoelastic structural
また、本実施形態では、粘弾性体制震機構11を構成するプレート部3,2,3を履歴型制震機構12の構成要素として利用している構成であるので、ハイブリッド制震機構の構造を簡素化でき、しかも、履歴型制震機構12のエネルギー吸収部であるU字部5…を、粘弾性体制震機構11を構成するプレート部3,2,3間に配置して備えさせたものであるから、ハイブリッド制震機構をコンパクトに構成することができ、加えて、一つのハイブリッド制震デバイスとして構成されていることで、制震パネルや制震建物等の制震構造物への採用を容易にすることができる。
Moreover, in this embodiment, since it is the structure which uses the
更に、各U字部5…はプレート部3,2,3間に配置されたものでありながら、プレート部3,2,3間の外でプレート部3,2,3に結合された構造となされているので、各プレート部3,2,3へのU字部5…の取付けを容易にすることができる。とりわけ、隣り合うU字部5,5を連接させたW形履歴型ダンパー材6を採用していることで、プレート部3,2,3間へのU字部5…の組込みをより一層容易にすることができる。
Further, each
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、プレート部が3つで粘弾性体が2つの場合を示したが、プレート部が2つで粘弾性体が1つ、あるいは、プレート部が4つ以上で粘弾性体が3つ以上のハイブリッド制震デバイスに構成することも可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above-described embodiment, the case where there are three plate portions and two viscoelastic bodies has been described. However, two plate portions and one viscoelastic body, or four or more plate portions and a viscoelastic body. However, it is possible to construct a hybrid seismic control device with three or more.
また、上記の実施形態では、ハイブリッド制震機構を一つのデバイスに構成した場合を示したが、第1発明では、制震パネルや制震建物などの制震構造物に、粘弾性体制震機構部と履歴型制震機構部とを個別に備えさせた構成のハイブリッド制震機構に構成することも可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the hybrid vibration control mechanism is configured as one device is shown. However, in the first invention, the viscoelastic system vibration control mechanism is added to the vibration control structure such as the vibration control panel or the vibration control building. It is also possible to configure a hybrid seismic control mechanism having a configuration in which a part and a hysteretic control mechanism are separately provided.
1…ハイブリッド制震デバイス(ハイブリッド制震機構)
2,3…プレート部
4…粘弾性体
5…U字部
11…粘弾性体制震機構
12…履歴型制震機構
1 ... Hybrid control device (hybrid control system)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記粘弾性体制震機構が、プレート部間に粘弾性体を接着状態に介設し、該粘弾性体にせん断変形を行わせて震動エネルギーを吸収するようになされたものからなり、
履歴型制震機構がエネルギー吸収用のU字部を備え、該U字部が、粘弾性体制震機構を構成するプレート部間に配置され、該プレート部間において、一方の辺側を一方のプレート部側に、もう一方の辺側をもう一方のプレート部側に一体化させて備えられていることを特徴とするハイブリッド制震機構。 A hysteretic seismic mechanism that absorbs seismic energy by deforming a viscoelastic body is combined with a hysteretic seismic mechanism that absorbs seismic energy by plastically deforming a metal. The viscoelastic seismic mechanism works to suppress the deformation of the viscoelastic body, and the viscoelastic system seismic mechanism works to restore the hysteretic seismic control mechanism after deformation,
The viscoelastic system seismic mechanism comprises a viscoelastic body interposed between the plate parts, and the viscoelastic body is subjected to shear deformation to absorb vibration energy,
The hysteretic vibration control mechanism includes a U-shaped portion for absorbing energy, and the U-shaped portion is disposed between the plate portions constituting the viscoelastic structural vibration mechanism. A hybrid vibration control mechanism characterized in that the other side is integrated with the other plate portion side on the plate portion side .
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