JP5646392B2

JP5646392B2 - Compound damping damper

Info

Publication number: JP5646392B2
Application number: JP2011114520A
Authority: JP
Inventors: 龍大欄木; 長島　一郎; 一郎長島; 藍子新居
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2031-05-23
Also published as: JP2012241847A

Description

本発明は、強風や地震等によって構造物に生じる振動に対して、当該構造物の振動特性（周期やモード形）を制御してその揺れを抑制するとともに、同時にエネルギー吸収による制震効果も発揮することができる複合制震ダンパーに関するものである。 The present invention controls the vibration characteristics (period and mode shape) of the structure against vibrations caused by strong winds, earthquakes, etc., and suppresses the vibration, and at the same time exhibits the damping effect by energy absorption. This is related to a composite seismic damper.

近年、強風や地震時に構造物の架構に生じる変形を円盤の回転運動に変換して、当該円盤の回転慣性質量による慣性力を復元力として利用することにより上記構造物の揺れを抑制するようにした回転慣性質量ダンパーが開発され、上記構造物の様々な箇所における振動制御に利用されつつある。 In recent years, the deformation of the structure of the structure during strong winds and earthquakes is converted into the rotational movement of the disk, and the inertial force due to the rotational inertial mass of the disk is used as a restoring force to suppress the shaking of the structure. Rotational inertial mass dampers have been developed and are being used for vibration control at various points of the structure.

この回転慣性質量ダンパーは、例えば図９に示すように、軸受け１によって一端部が回転自在に支持されたボールネジ２と、このボールネジ２の外周に固定された円盤３と、ボールネジ２の他端部を支持するとともに、ボールネジ２が螺合するボールナット４とから概略構成され、軸受け１が地震時等に相対変位を生じる架構における一方の部材に固定されるとともにボールナット４が他方の部材に固定されて設置されるものである。 For example, as shown in FIG. 9, this rotary inertia mass damper includes a ball screw 2 whose one end is rotatably supported by a bearing 1, a disk 3 fixed to the outer periphery of the ball screw 2, and the other end of the ball screw 2. And a ball nut 4 to which the ball screw 2 is screwed. The bearing 1 is fixed to one member in a frame that causes relative displacement during an earthquake or the like, and the ball nut 4 is fixed to the other member. Is installed.

上記回転慣性質量ダンパーによれば、地震時等に上記部材間に相対変位が生じると、上記相対変位がボールネジ２の回転運動に変換され、これにより、円盤３の質量をｍ、円盤３の半径をＲ、ボールネジ２のリードをＬとしたときに、ΔＭ＝２×ｍ×（π×Ｒ／Ｌ）²で表される大きな回転慣性質量ΔＭを得ることができるために、当該回転慣性質量ΔＭの慣性力によって、構造物の振動特性（周期やモード形）を制御して応答（揺れ）を低減させることができる。 According to the rotary inertia mass damper, when a relative displacement occurs between the members during an earthquake or the like, the relative displacement is converted into a rotational motion of the ball screw 2, whereby the mass of the disk 3 is m and the radius of the disk 3 is Can be obtained, and when the lead of the ball screw 2 is L, a large rotational inertia mass ΔM represented by ΔM = 2 × m × (π × R / L) ² can be obtained. With the inertial force, response (swing) can be reduced by controlling the vibration characteristics (period and mode shape) of the structure.

ところで、上記回転慣性質量ダンパーにあっては、当該ダンパーに生じる相対加速度に比例した復元力を発揮することができるものの、エネルギーの吸収機能は有していない。このため、上記回転慣性質量ダンパーを構造物の制震に利用する場合には、別途オイルダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー等の速度依存型ダンパーや、摩擦ダンパー、鋼材ダンパー等の変位依存型ダンパーといったエネルギー吸収機能を有するダンパーと組み合わせて用いる必要がある。 By the way, although the rotational inertia mass damper can exhibit a restoring force proportional to the relative acceleration generated in the damper, it does not have an energy absorbing function. For this reason, when the rotary inertia mass damper is used for damping a structure, a speed-dependent damper such as an oil damper, a viscous damper, a viscoelastic damper, or a displacement-dependent damper such as a friction damper or a steel damper is separately provided. It is necessary to use in combination with a damper having an energy absorption function.

しかしながら、上記回転慣性質量ダンパーに対して、これらのエネルギー吸収機能を有するダンパーを併設する場合に、ダンパーの設置場所に制限があり、加えてダンパーの総数が増えてコスト高になるなどの問題点がある。 However, when the damper having the energy absorbing function is added to the rotary inertia mass damper, there is a limitation on the installation location of the damper, and in addition, the total number of dampers is increased and the cost is increased. There is.

なお、下記特許文献１には、免震対象構造物を、鉛直免震部を介してその下方の支持構造物で支持することにより、免震対象構造物の上下振動を長周期化する上下免震装置において、上記免震対象構造物と支持構造物との間に、免震対象構造物の上下動に連動することで上下振動に関与する質量を増加させる回転慣性質量ダンパーを設けた構成が開示されている。 In Patent Document 1 below, the base isolation structure is supported by a support structure below the vertical base isolation part so that the vertical vibration of the base isolation structure becomes longer. In the seismic device, a configuration in which a rotary inertia mass damper is provided between the seismic isolation target structure and the support structure to increase the mass involved in vertical vibration by interlocking with the vertical motion of the seismic isolation target structure. It is disclosed.

特開２００４−４４７４８号公報JP 2004-44748 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造によって、構造物に生じる小振幅から大振幅に至る様々な振動に対して、当該構造物の振動特性の制御による揺れの抑制効果と、エネルギー吸収による制震効果とを同時に奏することが可能になる複合制震ダンパーを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses shaking by controlling the vibration characteristics of a structure with respect to various vibrations ranging from a small amplitude to a large amplitude generated in the structure with a simple structure. It is an object of the present invention to provide a composite seismic damper that can simultaneously achieve an effect and a seismic control effect by energy absorption.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、振動によって相対変位を生じる構造物の架構の対向部材間に介装されて、上記相対変位を抑制するとともに上記振動のエネルギーを吸収する複合制震ダンパーであって、各々の端部が上記対向部材に接続されるとともに地震による上記相対変位によって降伏する降伏部分が形成された軸部材と、この軸部材の面外方向への変形を拘束するように当該軸部材の表面に添設され、一端部が上記軸部材に連結されるとともに他端部が自由端とされた座屈拘束部材とを備えた変位依存型ダンパーに、上記軸部材と上記座屈拘束部材の上記自由端との間に生じる相対変位を円盤の回転運動に変換して、当該円盤の回転慣性質量による慣性力によって上記相対変位に対する復元力を生じさせる回転慣性質量ダンパーを並列的に設けてなり、かつ上記回転慣性質量ダンパーは、軸線を上記軸部材および上記座屈拘束部材の延在方向に沿わせて配設されるとともに、一端部が上記軸部材側に固定された軸受けに回転自在に支持されたボールネジと、このボールネジの外周に固定された円盤と、上記座屈拘束部材の上記自由端側に固定されて上記ボールネジを支持するとともに、当該ボールネジの軸線方向の移動を回転運動に変換するボールナットとを備えなり、上記軸部材は、平板状鋼材または十字型鋼材からなり、かつ上記座屈拘束部材は、その表面を上記軸部材の表面に沿わせて相対変位自在に配設された角型鋼管であるとともに、上記軸部材に、面外方向に突出するブラケットを固定し、当該ブラケットに上記回転慣性質量ダンパーの上記軸受けを取り付けるとともに、上記ボールネジ、上記円盤および上記ボールナットを上記角型鋼管の内部に配置したことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is interposed between opposing members of a frame of a structure that generates a relative displacement by vibration, and suppresses the relative displacement and absorbs energy of the vibration. A composite vibration damper, each of which is connected to the opposing member and has a shaft member formed with a yield portion that yields due to the relative displacement caused by the earthquake, and deformation of the shaft member in the out-of-plane direction. A displacement-dependent damper having a buckling restraining member attached to the surface of the shaft member so as to be restrained and having one end connected to the shaft member and the other end being a free end. Rotational inertia that converts a relative displacement generated between the member and the free end of the buckling restraining member into a rotational motion of the disk and generates a restoring force for the relative displacement by an inertial force due to the rotational inertial mass of the disk It is provided the amount damper in parallel, and the rotational inertia mass dampers, the axis while being disposed along a extending direction of the shaft member and the buckling restraint member, one end of the shaft member side A ball screw rotatably supported by a bearing fixed to the bearing, a disk fixed to the outer periphery of the ball screw, and fixed to the free end side of the buckling restraining member to support the ball screw. A ball nut that converts axial movement into rotational motion, the shaft member is made of a flat steel material or a cross-shaped steel material, and the buckling restraining member has a surface along the surface of the shaft member. And a bracket protruding in an out-of-plane direction is fixed to the shaft member, and the rotary inertia mass damper is fixed to the bracket. Is attached to receiving said ball screw, said disc and said ball nut is characterized in that disposed inside said Rectangular steel tube.

請求項１に記載の発明においては、強風や地震によって構造物に振動が加わり、これによって架構の上記部材間に相対変位が生じると、軸部材と座屈拘束部材の自由端側との間に上記相対変位が生じ、これによって回転慣性質量ダンパーの円盤が回転運動する。そして、この回転する円盤の回転慣性質量による慣性力によって生じる復元力により、振動特性（周期やモード形）が制御され、上記相対変位が抑制される。 In the first aspect of the present invention, when vibrations are applied to the structure due to strong winds or earthquakes, thereby causing relative displacement between the members of the frame, the shaft member and the free end side of the buckling restraint member are placed between them. The relative displacement occurs, and thereby the disk of the rotary inertia mass damper rotates. The vibration characteristics (cycle and mode shape) are controlled by the restoring force generated by the inertial force generated by the rotational inertial mass of the rotating disk, and the relative displacement is suppressed.

加えて、上記構造物に地震による振動が加わった場合には、軸部材に形成した降伏部分が降伏して塑性変形し、履歴減衰ダンパーとして機能する。この結果、当該軸部材の降伏部分における履歴減衰によって、振動エネルギーを吸収する制震効果を発揮させることができる。 In addition, when a vibration due to an earthquake is applied to the structure, the yield portion formed on the shaft member yields and plastically deforms to function as a hysteresis damping damper. As a result, it is possible to exert a seismic control effect that absorbs vibration energy due to hysteresis attenuation in the yield portion of the shaft member.

このように、本発明に係る制震ダンパーによれば、履歴減衰ダンパーとして機能する変位依存型ダンパーと回転慣性質量ダンパーとを並列的に一体化しているために、設置場所に制約がある構造物においても、簡易な構造によって、上記構造物に生じる振動に対して、当該構造物の振動特性の調整による揺れの抑制効果と、エネルギー吸収による制震効果とを奏することが可能になる。 As described above, according to the damping damper according to the present invention, the displacement-dependent damper functioning as the hysteresis damping damper and the rotary inertia mass damper are integrated in parallel. However, with a simple structure, with respect to the vibration generated in the structure, it is possible to achieve a vibration suppression effect by adjusting the vibration characteristics of the structure and a vibration control effect by energy absorption.

さらに、上記軸部材として平板状鋼材または十字型鋼材を用いるとともに、上記座屈拘束部材として角型鋼管を用いて、回転慣性質量ダンパーを構成するボールネジ、円盤およびボールナット等の部材を、座屈拘束部材を構成する角型鋼管の内部に配置しているために、極めてコンパクトな外観形状によって、変位依存型ダンパーおよび回転慣性質量ダンパーの機能を発揮することができ、設置が一層容易になる。加えて、回転部材であるボールネジや円盤を、管状の座屈拘束部材で覆うことにより保護することもできる。 Further , a flat steel material or a cross-shaped steel material is used as the shaft member, and a member such as a ball screw, a disk, or a ball nut constituting the rotary inertia mass damper is buckled using a square steel pipe as the buckling restraining member. Since it is arranged inside the square steel pipe constituting the restraining member, the functions of the displacement-dependent damper and the rotary inertia mass damper can be exhibited by an extremely compact external shape, and the installation is further facilitated. In addition, it is possible to protect the ball screw or the disk, which is a rotating member, by covering it with a tubular buckling restraining member.

本発明に係る複合制震ダンパーの第１の実施形態を示す正面図である。1 is a front view showing a first embodiment of a composite vibration control damper according to the present invention. 図１の平面図である。It is a top view of FIG. 図１の側面図である。It is a side view of FIG. 図１の変位依存型ダンパーを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the displacement dependence type damper of FIG. 図４の要部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of FIG. 本発明に係る複合制震ダンパーの第２の実施形態を示すもので、座屈拘束部材を縦断視した正面図である。The 2nd Embodiment of the composite damping damper which concerns on this invention is shown, and it is the front view which looked at the buckling restraint member longitudinally. 図６の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 6. 図６の側面図である。FIG. 7 is a side view of FIG. 6. 従来の回転慣性質量ダンパーを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional rotary inertia mass damper.

（第１の実施形態）
図１〜図５は、本発明に係る複合制震ダンパーの第１の実施形態を示すもので、図中符号１０が履歴減衰ダンパーとしての機能を発揮する変位依存型ダンパーである。
この変位依存型ダンパー１０は、図４〜図５に示すように、軸部材１１と座屈拘束部材１２とから概略構成されたものである。 (First embodiment)
FIGS. 1-5 shows 1st Embodiment of the composite damping damper based on this invention, and the code | symbol 10 in a figure is a displacement dependence type damper which exhibits the function as a hysteresis damping damper.
As shown in FIGS. 4 to 5, the displacement-dependent damper 10 is generally composed of a shaft member 11 and a buckling restraining member 12.

ここで、軸部材１１は、一端部１１ａおよび他端部１１ｂが、それぞれ振動によって相対変位を生じる構造物の架構の対向部材に接続される十字型鋼材であり、この軸部材１１の端部１１ｂ側には、軸面積が大きい弾性部分１４が形成されている。そして、この弾性部分１４と端部１１ａとの間には、弾性部分１４よりも軸面積が小さい降伏部分１５が形成されている。 Here, the shaft member 11 is a cross-shaped steel material in which one end portion 11a and the other end portion 11b are connected to opposing members of a structure frame that causes relative displacement by vibration, and the end portion 11b of the shaft member 11 On the side, an elastic portion 14 having a large axial area is formed. A yield portion 15 having an axial area smaller than that of the elastic portion 14 is formed between the elastic portion 14 and the end portion 11a.

そして、軸部材１１の四隅には、それぞれ角型鋼管からなる上記座屈拘束部材１２が相対変位自在に配設されており、これら座屈拘束部材１２は、互いの隣接部に沿って接合されたフラットバー１６により一体的に連結されている。これにより、各々の座屈拘束部材１２は、軸部座１１の面外方向への過度の変形を拘束すべく、その表面と軸部材１１の表面との間に僅かな隙間を介して、当該軸部材１１に沿って配置されている。 And the said buckling restraining member 12 which consists of a square steel pipe, respectively, is arrange | positioned at the four corners of the shaft member 11 so that relative displacement is possible, and these buckling restraining members 12 are joined along the mutually adjacent part. Are connected together by a flat bar 16. As a result, each buckling restraining member 12 has a slight gap between its surface and the surface of the shaft member 11 to restrain excessive deformation of the shaft seat 11 in the out-of-plane direction. Arranged along the shaft member 11.

さらに、軸部材１１の端部１１ｂ側には、ボルト挿入孔１７が穿設されている。そして、座屈拘束部材１２は、その端部１２ａに形成されたボルト挿入孔に挿入された高力ボルト１８が上記軸部材１１のボルト挿入孔１７に挿入されて締め付けられることにより、当該端部１２ａにおいて軸部材に一体化されている。これにより、座屈拘束部材１２は、上記端部１２ａが軸部材１１の端部１１ｂを介して構造物に固定されるとともに、他端部１２ｂが自由端とされている。 Further, a bolt insertion hole 17 is formed on the end 11 b side of the shaft member 11. The buckling restraining member 12 is inserted into the bolt insertion hole 17 of the shaft member 11 and tightened with the high-strength bolt 18 inserted into the bolt insertion hole formed in the end 12a. In 12a, it is integrated with the shaft member. Thereby, as for the buckling restraining member 12, the said edge part 12a is fixed to a structure via the edge part 11b of the shaft member 11, and the other end part 12b is made into the free end.

そして、図１〜図３に示すように、上記構成からなる変位依存型ダンパー１０の軸部材１１の一端部１１ａの外周縁に、当該軸部材１１と同一面上をさらに外方に向けて突出するようにして方形板状のブラケット１９が固定され、当該ブラケット１９と座屈拘束部材１２との間に、回転慣性質量ダンパー２０が並列的に設けられている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the outer peripheral edge of one end portion 11 a of the shaft member 11 of the displacement-dependent damper 10 having the above-described configuration projects further outward on the same surface as the shaft member 11. Thus, the rectangular plate-like bracket 19 is fixed, and the rotary inertia mass damper 20 is provided in parallel between the bracket 19 and the buckling restraining member 12.

この回転慣性質量ダンパー２０は、軸線を軸部材および座屈拘束部材１１、１２に沿わせて配設され、一端部がブラケット１９に固定された軸受け２１に回転自在に支持されたボールネジ２２と、このボールネジの外周に固定された円盤２３と、座屈拘束部材１２を連結するフラットバー１６に固定されてボールネジ２２を支持するとともに、ボールネジ２２の軸線方向の移動を、内部に組み込まれてボールネジ２２のネジと螺合するボール２４ａによって回転運動に変換するボールナット２４とから構成されたものである。 The rotary inertia mass damper 20 includes a ball screw 22 that is disposed along the shaft member and the buckling restraining members 11, 12 with the axis thereof being rotatably supported by a bearing 21 having one end fixed to the bracket 19, and The disk 23 fixed to the outer periphery of the ball screw and the flat bar 16 that connects the buckling restraining member 12 are supported to support the ball screw 22, and the axial movement of the ball screw 22 is incorporated into the ball screw 22. And a ball nut 24 that is converted into a rotational motion by a ball 24a that is screwed to the screw.

ここで、ボールナット２４は、上記軸線方向に間隔をおいて複数（図では２組）配置されており、ボールネジ２２の外周には、各ボールナット２４の前後に位置するように複数（図では合計５つ）の円盤２３が固定されている。また、ブラケット１９には、ボールネジ２２の軸線方向に延在する長穴１９ａが形成されている。 Here, a plurality of ball nuts 24 (two sets in the figure) are arranged at intervals in the axial direction, and a plurality of ball nuts 24 (in the figure, the front and rear of each ball nut 24 are arranged on the outer periphery of the ball screw 22). A total of 5) disks 23 are fixed. The bracket 19 is formed with a long hole 19 a extending in the axial direction of the ball screw 22.

そして、このブラケット１９の両面に、当該ブラケット１９を間に挟むようにして一対の取付板２５が配置され、これら取付板２５の先端部に軸受け２１が接合されている。また、ブラケット１９と取付板２５との間には、摩擦材２６が介装されている。 A pair of mounting plates 25 are arranged on both surfaces of the bracket 19 so as to sandwich the bracket 19 therebetween, and the bearings 21 are joined to the tip portions of the mounting plates 25. A friction material 26 is interposed between the bracket 19 and the mounting plate 25.

そして、これら摩擦材２６および取付板２５は、上記軸線方向に間隔をおいて複数本（図では２本）配置され、これらを貫通してブラケット１９の長穴１９ａに挿通されたボルト２７が、所定の締め付け力でナットが締め付けられることにより、ブラケット１９を挟持するようにして取り付けられている。 The friction material 26 and the mounting plate 25 are arranged in a plurality (two in the figure) at intervals in the axial direction, and bolts 27 that pass through these and are inserted into the long holes 19a of the bracket 19 are provided. When the nut is tightened with a predetermined tightening force, the bracket 19 is sandwiched.

以上の構成からなる複合制震ダンパーによれば、軸部材１１に弾性部分１４と降伏部分１５とを形成して、軸部材１１に、その面外方向への過度の変形を拘束する座屈拘束部材１２を添設するとともに、この座屈拘束部材１２の自由端１２ｂと軸部材１１の端部１１ａとの間に、回転慣性質量ダンパー２０を設けているために、履歴減衰ダンパーの機能を発揮する変位依存型ダンパー１０と回転慣性質量ダンパー２０とが並列的に配置された構成になっている。 According to the composite seismic damper having the above configuration, the elastic member 14 and the yielding member 15 are formed on the shaft member 11, and the shaft member 11 is restrained from buckling excessively in the out-of-plane direction. Since the member 12 is attached and the rotary inertia mass damper 20 is provided between the free end 12b of the buckling restraining member 12 and the end 11a of the shaft member 11, the function of the hysteresis damping damper is exhibited. The displacement-dependent damper 10 and the rotary inertia mass damper 20 are arranged in parallel.

これにより、強風や地震によって構造物に振動が加わり、これによって架構の上記部材間に相対変位が生じると、軸部材１１の弾性部分１４が弾性変形することにより、軸部材１１の端部１１ａと座屈拘束部材１２の自由端１２ｂとの間に上記相対変位が生じる。すると、回転慣性質量ダンパー２０のボールネジ２２がボールナット２４に対して軸線方向へ進退し、当該直線運動が当該ボールナット２４によって回転運動に変換されて円盤２３が回転運動することにより、円盤２３の回転慣性質量の慣性力によって生じる復元力により、上記相対変位が抑制される。 As a result, when vibration is applied to the structure due to strong wind or earthquake, and relative displacement occurs between the members of the frame, the elastic portion 14 of the shaft member 11 is elastically deformed, so that the end portion 11a of the shaft member 11 and The relative displacement occurs between the buckling restraining member 12 and the free end 12b. Then, the ball screw 22 of the rotary inertia mass damper 20 advances and retreats in the axial direction with respect to the ball nut 24, and the linear motion is converted into rotational motion by the ball nut 24, so that the disc 23 rotates and thereby the disc 23 rotates. The relative displacement is suppressed by the restoring force generated by the inertial force of the rotational inertial mass.

次いで、地震が発生して構造物に作用する揺れの振幅が大きくなった場合には、軸部材１１の降伏部分１５が降伏し、その履歴減衰によって上記揺れのエネルギーを吸収して、当該揺れを低減する。 Next, when an earthquake occurs and the amplitude of the shaking acting on the structure increases, the yielding portion 15 of the shaft member 11 yields, and the hysteresis energy is absorbed by the hysteresis attenuation, and the shaking is reduced. To reduce.

この結果、設置場所に制約がある構造物においても、簡易な構造によって、上記構造物に生じる振動に対して、回転慣性質量ダンパー２０によって当該構造物の振動特性を調整することによる揺れの抑制効果と、地震時における変位依存型ダンパー１０によるエネルギー吸収を用いた制震効果とを奏することが可能になる。 As a result, even in a structure where the installation location is restricted, the effect of suppressing the vibration by adjusting the vibration characteristics of the structure with the rotary inertia mass damper 20 with respect to the vibration generated in the structure with a simple structure. And a seismic control effect using energy absorption by the displacement-dependent damper 10 during an earthquake.

この際に、回転慣性質量ダンパー２０からブラケット１９を介して、軸部材１１と構造物の架構との接合部分等に反力が作用するが、当該反力が、ボルト２７の締め付け力および摩擦材２７の摩擦係数によって決定される所定の値を超えると、ブラケット１９と取付板２５との間に滑りが生じる。これにより、回転慣性質量ダンパー２０から軸部材１１や構造物側に、過大な反力が作用することも防ぐことができる。 At this time, a reaction force acts on the joint portion of the shaft member 11 and the frame of the structure from the rotary inertia mass damper 20 via the bracket 19. The reaction force is a tightening force of the bolt 27 and a friction material. When a predetermined value determined by the friction coefficient of 27 is exceeded, slip occurs between the bracket 19 and the mounting plate 25. Thereby, it is possible to prevent an excessive reaction force from acting on the shaft member 11 and the structure side from the rotary inertia mass damper 20.

このように、上記制震ダンパーによれば、変位依存型ダンパー（履歴減衰ダンパー）１０と回転慣性質量ダンパー２０とを並列的に一体化しているために、設置場所の数に制約がある構造物においても、簡易な構造によって、当該構造物に生じる振動に対して、揺れの抑制効果と制震効果とを同時に奏することが可能になる。 As described above, according to the above-described seismic damper, since the displacement-dependent damper (historically damped damper) 10 and the rotary inertia mass damper 20 are integrated in parallel, the number of installation places is limited. However, with a simple structure, the vibration suppressing effect and the vibration control effect can be simultaneously achieved with respect to the vibration generated in the structure.

この結果、構造物に振動が発生して、架構が変形した場合には、相対変位を生じる軸部材１１および座屈拘束部材１２間に介装された回転慣性質量ダンパー２０によって、常に振動抑制効果を発揮させることができる。このため、強風や地震等によって構造物に生じる小振幅から大振幅に至る様々な振動に対して、上記構造物の揺れを抑制するとともに地震発生時には、同時に上記変位依存型ダンパー１０のエネルギー吸収機能によって制震効果も発揮することができる。 As a result, when the structure is vibrated and the frame is deformed, the rotation inertia mass damper 20 interposed between the shaft member 11 and the buckling restraining member 12 that generate relative displacement always causes a vibration suppressing effect. Can be demonstrated. For this reason, the vibration of the structure is suppressed against various vibrations from small amplitude to large amplitude generated in the structure due to strong winds, earthquakes, etc., and at the same time, the energy absorption function of the displacement-dependent damper 10 at the time of earthquake occurrence. Can also exert a vibration control effect.

（第２の実施形態）
図６〜図８は、本発明に係る複合制震ダンパーの第２の実施形態を示すもので、図１〜図５に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。なお、図６および図７においては、目視の便宜上、座屈拘束部材１２を構成する角型鋼管の外壁面を省略して内部を示した図としてある。
これらの図において、本実施形態に係る複合制震ダンパーが第１の実施形態に示したものと相違する点は、回転慣性質量ダンパー２０の設置数およびそれらの配置にある。 (Second Embodiment)
FIGS. 6-8 shows 2nd Embodiment of the composite damping damper based on this invention, About the same component as what was shown in FIGS. 1-5, the same code | symbol is attached | subjected and the description is given. To simplify. In FIGS. 6 and 7, for the sake of visual convenience, the outer wall surface of the square steel pipe constituting the buckling restraining member 12 is omitted and the inside is shown.
In these drawings, the composite vibration damping damper according to the present embodiment is different from that shown in the first embodiment in the number of installed rotary inertia mass dampers 20 and their arrangement.

すなわち、この複合制震ダンパーにおいては、合計４組の回転慣性質量ダンパー２０がそれぞれ変位依存型ダンパー１０と並列的に設けられている。そして、軸部材１１には、その面外方向に突出して４本の座屈拘束部材１２を構成する角型鋼管の中空部に臨む位置に、それぞれブラケット１９が固定されている。 That is, in this composite vibration control damper, a total of four sets of rotary inertia mass dampers 20 are provided in parallel with the displacement-dependent damper 10. And the bracket 19 is each fixed to the shaft member 11 in the position which protrudes in the surface direction and faces the hollow part of the square steel pipe which comprises the four buckling restraining members 12.

そして、各々のブラケット１９に、上述したボルト２７およびナットによって、摩擦材２６を間に介して取付板２５が取り付けられ、当該取付板２５の先端部に固定された軸受け２１および円盤２３が固定されたボールネジ２２が、座屈拘束部材１２を構成する角型鋼管の内部に挿入されている。 Then, the mounting plate 25 is attached to each bracket 19 with the above-described bolts 27 and nuts with the friction material 26 interposed therebetween, and the bearing 21 and the disk 23 fixed to the distal end portion of the mounting plate 25 are fixed. A ball screw 22 is inserted into the square steel pipe constituting the buckling restraining member 12.

他方、座屈拘束部材１２の角型鋼管の内部には、ボールネジ２２を支持するとともに、その直線運動を回転運動に変換する複数（図では２組）のボールナット２４が、軸線方向に間隔をおいて固定されている。 On the other hand, a plurality of (two sets in the figure) ball nuts 24 that support the ball screw 22 and convert the linear motion into rotational motion are provided in the square steel pipe of the buckling restraining member 12 at intervals in the axial direction. Fixed.

以上の構成からなる複合制震ダンパーによっても、第１の実施形態に示したものと同様の作用効果を得ることができる。
加えて、本実施形態の複合制震ダンパーによれば、４組の回転慣性質量ダンパー２０を、変位依存型ダンパー１０の各々の座屈拘束部材１２を構成する角型鋼管の内部に、当該変位依存型ダンパー１０と並列的に設けているために、これらの回転慣性質量ダンパー２０から作用する復元力の合力を、変位依存型ダンパー１０と同軸的にバランス良く作用させることができる。 The same effect as that shown in the first embodiment can also be obtained by the composite vibration damper having the above configuration.
In addition, according to the composite seismic damper of this embodiment, four sets of rotary inertia mass dampers 20 are displaced in the square steel pipes constituting the buckling restraining members 12 of the displacement-dependent dampers 10. Since the dependent damper 10 is provided in parallel, the resultant force of the restoring force acting from the rotary inertia mass damper 20 can be coaxially applied to the displacement dependent damper 10 in a well-balanced manner.

しかも、回転慣性質量ダンパー２０を構成するボールネジ２２、円盤２３およびボールナット２４等の部材を、座屈拘束部材１２を構成する角型鋼管の内部に配置しているために、極めてコンパクトな外観形状によって、変位依存型ダンパー１０および回転慣性質量ダンパー２０の機能を発揮することができ、設置が一層容易になる。さらに、回転部材であるボールネジ２２や円盤２３を、上記角型鋼管で覆うことにより保護することもできるという効果も得られる。 In addition, since the members such as the ball screw 22, the disk 23, and the ball nut 24 that constitute the rotary inertia mass damper 20 are arranged inside the square steel pipe that constitutes the buckling restraining member 12, an extremely compact external shape Therefore, the functions of the displacement-dependent damper 10 and the rotary inertia mass damper 20 can be exhibited, and the installation becomes easier. Furthermore, it is possible to protect the ball screw 22 and the disk 23, which are rotating members, by covering them with the square steel pipe.

なお、上記第１および第２の実施形態においては、いずれも回転慣性質量ダンパー２０から軸部材１１や構造物側に、過大な反力が作用することも防ぐために、ブラケット１９に長穴１９ａを形成して、軸受け２１の取付板２５を、摩擦材２６を間に介してボルト２７およびナットの所定の締め付け力でブラケット１９に取り付けた場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、例えばブラケット１９や取付板２５自体を、過度の応力が作用した際に降伏する極降伏点鋼のような降伏部材によって形成すれば、同様の作用効果を得ることが可能である。 In each of the first and second embodiments, the bracket 19 is provided with the long hole 19a in order to prevent an excessive reaction force from acting on the shaft member 11 and the structure side from the rotary inertia mass damper 20. The case where the mounting plate 25 of the bearing 21 is formed and attached to the bracket 19 with a predetermined tightening force of the bolt 27 and the nut via the friction material 26 is described, but the present invention is not limited to this. If the bracket 19 or the mounting plate 25 itself is formed of a yield member such as an extreme yield point steel that yields when an excessive stress is applied, the same effect can be obtained.

１０変位依存型ダンパー
１１軸部材
１２座屈拘束部材
１１ａ、１１ｂ端部
１２ａ一端部
１２ｂ他端部（自由端）
１４弾性部分
１５降伏部分
１９ブラケット
２０回転慣性質量ダンパー
２１軸受け
２２ボールネジ
２３円盤
２４ボールナット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Displacement-dependent damper 11 Shaft member 12 Buckling restraint member 11a, 11b End part 12a One end part 12b The other end part (free end)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Elastic part 15 Yield part 19 Bracket 20 Rotation inertia mass damper 21 Bearing 22 Ball screw 23 Disk 24 Ball nut

Claims

振動によって相対変位を生じる構造物の架構の対向部材間に介装されて、上記相対変位を抑制するとともに上記振動のエネルギーを吸収する複合制震ダンパーであって、
各々の端部が上記対向部材に接続されるとともに地震による上記相対変位によって降伏する降伏部分が形成された軸部材と、この軸部材の面外方向への変形を拘束するように当該軸部材の表面に添設され、一端部が上記軸部材に連結されるとともに他端部が自由端とされた座屈拘束部材とを備えた変位依存型ダンパーに、上記軸部材と上記座屈拘束部材の上記自由端との間に生じる相対変位を円盤の回転運動に変換して、当該円盤の回転慣性質量による慣性力によって上記相対変位に対する復元力を生じさせる回転慣性質量ダンパーを並列的に設けてなり、
かつ上記回転慣性質量ダンパーは、軸線を上記軸部材および上記座屈拘束部材の延在方向に沿わせて配設されるとともに、一端部が上記軸部材側に固定された軸受けに回転自在に支持されたボールネジと、このボールネジの外周に固定された円盤と、上記座屈拘束部材の上記自由端側に固定されて上記ボールネジを支持するとともに、当該ボールネジの軸線方向の移動を回転運動に変換するボールナットとを備えなり、
上記軸部材は、平板状鋼材または十字型鋼材からなり、かつ上記座屈拘束部材は、その表面を上記軸部材の表面に沿わせて相対変位自在に配設された角型鋼管であるとともに、
上記軸部材に、面外方向に突出するブラケットを固定し、当該ブラケットに上記回転慣性質量ダンパーの上記軸受けを取り付けるとともに、上記ボールネジ、上記円盤および上記ボールナットを上記角型鋼管の内部に配置したことを特徴とする複合制震ダンパー。 A composite damping damper that is interposed between opposing members of a frame of a structure that generates a relative displacement due to vibration, suppresses the relative displacement and absorbs energy of the vibration,
A shaft member in which each end portion is connected to the opposing member and a yield portion that yields due to the relative displacement caused by an earthquake is formed, and the shaft member is restrained from being deformed in an out-of-plane direction. A displacement-dependent damper provided with a buckling restraining member attached to the surface and having one end connected to the shaft member and the other end being a free end is provided with the shaft member and the buckling restraining member. converts the relative displacement occurring between the free end into rotational movement of the disk becomes the inertial force due to rotational inertia mass of the disc rotation inertial mass damper that causes a restoring force against the relative displacement is provided in parallel ,
The rotary inertia mass damper is arranged with its axis line along the extending direction of the shaft member and the buckling restraining member, and one end portion is rotatably supported by a bearing fixed to the shaft member side. The ball screw, a disk fixed to the outer periphery of the ball screw, and fixed to the free end side of the buckling restraining member to support the ball screw, and to convert the axial movement of the ball screw into a rotational motion With ball nuts,
The shaft member is made of a flat steel material or a cross-shaped steel material, and the buckling restraining member is a square steel pipe disposed so that the surface thereof can be relatively displaced along the surface of the shaft member.
A bracket protruding in an out-of-plane direction is fixed to the shaft member, the bearing of the rotary inertia mass damper is attached to the bracket, and the ball screw, the disk, and the ball nut are arranged inside the square steel pipe. A composite seismic damper characterized by