JPH08312192A

JPH08312192A - 構造物における振動減衰構造

Info

Publication number: JPH08312192A
Application number: JP12374195A
Authority: JP
Inventors: Akio Hori; 昭夫堀; Katsuhiko Nishida; 勝彦西田; Kunio Watanabe; 邦夫渡辺
Original assignee: Hazama Gumi Ltd
Current assignee: Hazama Ando Corp
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】長い距離間にも有効に適用させることができ、
耐久性も損なわれることのない構造物における振動減衰
構造を提供する。【構成】構造物の骨組に減衰装置を組み込んで、当該骨
組のせん断力応答による水平振動を前記減衰装置におけ
る追従側の追従と抵抗側の抵抗とにより減衰するように
した振動減衰構造において、前記骨組が水平方向の一方
へ変位した際、当該骨組間における伸長する第１の区間
と短縮する第２の区間とを当該骨組の一部を交差部とし
てくの字形状又はその組合せとなるよう選定し、前記追
従側を前記交差部に固定し、前記抵抗側と前記骨組とを
前記第１の区間及び第２の区間にそれぞれ緩みなく架け
渡し各両端部を固定した圧縮力を負担しない引張材で連
結して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は構造物における振動減衰
構造に関し、詳細には、構造物の骨組にオイルダンパー
や弾塑性ダンパー等の減衰装置を組み込んで骨組の水平
振動に対する減衰性能を向上させた構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】骨組に減衰装置を組み込む構造として、
従来から、図１０（ａ），（ｂ）に示すようなＫ形ブレ
ース９１の頂部に減衰装置９０を設けたり、図１１
（ａ），（ｂ）に示すようなＸ形ブレース９１’の各端
部に減衰装置９０’を設ける態様が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｋ形ブ
レースの場合、圧縮力をブレースに負担させるためブレ
ース断面を配設する距離の長さに応じて大きくしなけれ
ばならず、あまり長い距離間には不適となる等、実用的
ではなかった。

【０００４】また、Ｘ形ブレースの場合、圧縮側のブレ
ースが座屈したり、圧縮と引張の繰返し載荷により減衰
装置が機能しなくなる等、耐久性に問題があった。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、長い距離間にも有効に適用させ
ることができ、耐久性も損なわれることのない構造物に
おける振動減衰構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る構造物にお
ける振動減衰構造は、構造物の骨組に減衰装置を組み込
んで、当該骨組の地震・風応答による水平振動を前記減
衰装置における追従側の追従と抵抗側の抵抗とにより減
衰するようにしたものである。

【０００７】減衰装置としてはオイルダンパー、弾塑性
ダンパー、摩擦ダンパー等の公知のものを用いることが
でき、減衰装置の追従側と抵抗側とは機能が相対的であ
るため本発明において厳密な区別を要しない。

【０００８】なお、骨組とは建物における梁、柱等の構
成部材で構成された主構造やメガストラクチュアにおけ
るフレーム構造である。

【０００９】本発明は上記目的を達成する手段として、
前記骨組が水平方向の一方へ変位した際、当該骨組間に
おける伸長する第１の区間と短縮する第２の区間とを当
該骨組の一部を交差部（くの字における末広がる端部に
対する頂部）としてくの字形状となるよう選定し、前記
追従側を前記交差部に固定し、前記抵抗側と前記骨組と
を前記第１の区間及び第２の区間にそれぞれ緩みなく架
け渡した圧縮力を負担しない引張材で連結して構成され
る。

【００１０】即ち、本発明は、追従側を骨組の一の部位
に固定した減衰装置の抵抗側をくの字形状に配した引張
材を介して骨組の他の部位における二個所に連結させた
ものである。

【００１１】なお、引張材は圧縮力を負担せず引張力の
みを負担するワイヤーロープやこれに類する材であり、
くの字形状を一連又は２本一組で形成する。

【００１２】減衰装置の抵抗側と骨組とを引張材で結ぶ
第１の区間と第２の区間は、骨組が水平力を受けて水平
方向の一方へ変位した場合、骨組の構成部材間において
平常時に比べそれぞれ伸長する区間と短縮する区間であ
り、骨組が水平方向の逆方向へ変位すると第１の区間は
短縮し第２の区間は伸長する。

【００１３】また、第１及び第２の区間の組合せを複数
選択し、くの字形状に架け渡す引張材を同一の骨組内で
複数設置することができる。

【００１４】更に、減衰装置の抵抗側に引張材を固定す
るか否かは減衰装置の種類によって決定する。

【００１５】

【作用】本発明では、構造物の骨組が地震・風に応答し
て水平方向の一方に変位すると第１の区間に架け渡した
引張材が、逆方向に変位すると第２の区間に架け渡した
引張材がそれぞれ減衰装置の抵抗側を引っ張る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１７】図１（ａ）は、柱−柱１’間に梁１”を架
設してなる骨組１を本発明に係る構造物における振動減
衰構造とした例を概略的に示す正面図であり、図１
（ｂ）にて骨組１が地震・風応答により水平方向の右方
に変位している状態を示す。この構造は、骨組１に減衰
装置としての二基のオイルダンパー１０（図２参照）を
引張材としての一本（一連）のワイヤーロープ２０と共
に組み込んで構成したものである。

【００１８】図２（ａ），図４及び図３（ａ）はそれぞ
れ図１のＡ方向，Ｃ方向及び図２（ａ）のＢ方向から見
たオイルダンパー１０付近の拡大図である。オイルダン
パー１０はオイルが充填密封されたシリンダー状の追従
部１１と、追従部１１の変位に油圧の加減を介して抵抗
する抵抗部１２とを一体に備える公知のものであり、追
従部１１が交差部としての梁１”の中央部に固定され
る。抵抗部１２は追従部１０の両端部からロッド状に露
出し、便宜的に各先端付近が屈曲されてコの字形状とな
る。

【００１９】また、ワイヤーロープ２０は両端部が各柱
１’の下端部に固定されると共に、中央部が隆起して抵
抗部１２の各先端部に接続したリング状の締付金物１３
に拘止され、下方に開放するくの字形状に緩みなく架け
渡される。なお、各オイルダンパー１０は締付金物１３
を共有している。

【００２０】参照番号１４は、ワイヤーロープ２０の方
向をスムーズに変化させるためのすべり金物であり、滑
車等を用いてもよい。

【００２１】次に以上の構造の動作を説明する。構造物
（図示せず。）が地震や強風を受けて骨組１に水平力が
加わると、骨組１は図１（ｂ）に示すように水平方向の
一方に変位する。この際、ワイヤーロープ２０が略直線
状となる一方の第１の区間Ｉが伸長し、他方の第２の区
間IIが短縮する。よって、第１の区間Ｉにおけるワイヤ
ーロープ２０’は緊張してオイルダンパー１０の抵抗部
１２を引っ張り（図２（ｂ），図３（ｂ）参照）、骨組
１に対しオイルダンパー１０を作動させる。一方、第２
の区間IIにけるワイヤーロープ２０”は多少緩む。引き
続き骨組１が水平方向の逆方向へ変位すると（図示せ
ず）、第１の区間Ｉが短縮し第２の区間IIが伸長するた
め、第２の区間IIのワイヤーロープ２０”がオイルダン
パー１０を逆方向のストロークにて作動させる。かよう
な動作を繰り返して骨組１の水平振動は減衰される。

【００２２】なお、ワイヤーロープ２０は一連のもので
なくとも二本一組で用いることができ、オイルダンパー
１０もワイヤーロープ２０との接続を工夫して所望数用
いることができる。

【００２３】また、減衰装置としてはオイルダンパー１
０以外に断塑性ダンパー５０を利用することができ、図
４と同視点の図５に示すように、積層させた断塑性金物
５０’の一方部位が追従部５１となり相対的に他方部位
が抵抗部５２となり、それぞれボルト止めした連結用の
部材を介して骨組１側とワイヤーロープ２０側とへ連結
される。

【００２４】更に、減衰装置の他の例として摩擦ダンパ
ー６０を用いた場合を図６（ａ），（ｂ）にて示す。こ
の場合、一連のワイヤーロープ２０におけるくの字形状
の頂部が、一対の締付金物６３間に設定した略円弧状
（断面は半円形）の締付部６３’にて締め付けられる。
この締付程度はボルト６４の締付け具合の調整により所
定の設定値とされる。また、各締付金物６３はボルト締
めされて連結される取付金物６５を介して骨組の梁１”
に固設される。よって、締付金物６３が骨組の水平振動
に追従する追従部６１となり、締付部６３’の内周面に
接触するワイヤーロープ２０の一部が、骨組の水平方向
変位時に摩擦により追従部６１に抵抗する抵抗部６２と
なる。

【００２５】図７（ａ）は、図１の骨組が左右に並列し
た骨組１ａに対し減衰装置１０ｂとワイヤーロープ２０
との組合せを二組組み込んだ例であり、一方の組が上方
に他方の組が下方にそれぞれ開放するくの字形状に配設
される。なお、減衰装置１０ａとワイヤーロープ２０と
の接続等は既述のものと略同様であるので説明を省略す
る。この構造において、左右の各骨組単位の対角線の一
方を第１の区間として他方を第２の区間として選定し、
各交差部となる中央の柱１ａ’の側部上下に減衰装置１
０ａが設置される。この構造の水平変位状態を図７
（ｂ）に示す。

【００２６】図８（ａ）は、図１の骨組が上下に積層し
た骨組１ｂに対し減衰装置１０ｂとワイヤーロープ２０
との組合せを一方が左方に他方が右方にそれぞれ開放す
るくの字形状となるよう二組組み込んだ例であり、交差
部となる中央の梁１ｂ”の側部左右に減衰装置１０ｂが
設置される。この構造の水平変位状態を図８（ｂ）に示
す。

【００２７】図９（ａ），（ｂ）は、アリーナ架構（図
示せず）を支持させる骨組（メガ柱９１，方杖柱１ｃ，
水平リング９３）に本発明を適用した例を示す概略図で
あり、図９（ａ）における黒塗部分９１’はメガストラ
クチュアのメガ柱９１（図９（ｂ）参照）に相当する部
分の断面を便宜的に表し、黒塗部分９２はメガストラク
チュアの梁（図示せず）に相当する部分の断面を表して
いる。

【００２８】骨組を構成する各方杖柱１ｃが形成する円
錐台状の面内（図９（ｂ）参照）にワイヤーロープ２０
を二本一組づつ用いてジグザグ状に架け渡しながら減衰
装置１０ｃを組み込むようにする。

【００２９】本発明においては、以上の実施例に限ら
ず、第１の区間と第２の区間の長さが違ったり、一本の
長いワイヤーロープが複数のくの字形状を所定個所を固
定しながら形成するような場合もあり得ることを理解さ
れたい。

【００３０】

【発明の効果】以上に述べたように本発明では、減衰装
置を圧縮力を負担しない引張材を介して骨組に組み込む
ため、引張材が細長比の制限を受けず長い距離間や大き
な架構（メガストラクチュア）の骨組に減衰装置を有効
に組み込むことができる。

【００３１】また、引張材が座屈して減衰装置の機能が
損なわれるようなおそれがない。

【００３２】更に、圧縮力を負担しない引張材はブレー
スに比べ扱い易く減衰装置を組み込む手間やコストを省
くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動減衰構造を概略的に示す正面
図（ａ）と、骨組が変位した状態を示す正面図（ｂ）で
ある。

【図２】図１のＡ方向から見たオイルダンパー付近の平
面図（ａ）と、変位状態を示すの平面図（ｂ）である。

【図３】図２のＢ方向から見たオイルダンパー付近の正
面図（ａ）と、変位状態を示すの平面図（ｂ）である

【図４】図１のＣ方向から見たオイルダンパー付近の側
面図である。

【図５】弾塑性ダンパーを用いた例を示す図４と同視点
の側面図である。

【図６】摩擦ダンパーを用いた例を示す正面図（ａ）
と、その断面図（ｂ）である。

【図７】左右に並列する骨組に本発明を適用した例を示
す正面図（ａ）と、変位状態を示す正面図（ｂ）であ
る。

【図８】上下に積層する骨組に本発明を適用した例を示
す正面図（ａ）と、変位状態を示す正面図（ｂ）であ
る。

【図９】アリーナ架構の柱脚間に本発明を適用した例を
概略的に示す正面図（ａ）と、その概略斜視図（ｂ）で
ある。

【図１０】従来のＫ形ブレースを示す正面図（ａ）と、
変位状態を示す正面図（ｂ）である。

【図１１】従来のＸ形ブレースを示す正面図（ａ）と変
位状態を示す正面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ骨組１ｃ方杖柱１０オイルダンパー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ減衰装置１１，５１，６１追従部１２，５２，６２抵抗部２０ワイヤーロープ５０弾塑性ダンパー６０摩擦ダンパー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物の骨組に減衰装置を組み込んで、
当該骨組の地震・風応答による水平振動を前記減衰装置
における追従側の追従と抵抗側の抵抗とにより減衰する
ようにした振動減衰構造において、前記骨組が水平方向
の一方へ変位した際、当該骨組間における伸長する第１
の区間と短縮する第２の区間とを当該骨組の一部を交差
部としてくの字形状となるよう選定し、前記追従側を前
記交差部に固定し、前記抵抗側と前記骨組とを前記第１
の区間及び第２の区間にそれぞれ緩みなく架け渡した圧
縮力を負担しない引張材で連結して構成したことを特徴
とする構造物における振動減衰構造。