JPH09228472A - 制振ブレース構造 - Google Patents

制振ブレース構造

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JPH09228472A
JPH09228472A JP4192296A JP4192296A JPH09228472A JP H09228472 A JPH09228472 A JP H09228472A JP 4192296 A JP4192296 A JP 4192296A JP 4192296 A JP4192296 A JP 4192296A JP H09228472 A JPH09228472 A JP H09228472A
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JP
Japan
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brace
spring
diagonal line
damping
diagonal
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Pending
Application number
JP4192296A
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English (en)
Inventor
Toshio Hayashi
俊雄 林
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレース内のばねを圧縮力および引張力の両
方に充分に機能させて、地震,風等に対する不確定な外
力に対して構造物の架構剛性を制御することができる制
振ブレース構造を提供すること。 【解決手段】 制振ブレース4は、構面内の対角線の両
端の2点と前記対角線に対して対象位置に設けられた2
点とを各々結ぶ四辺形のリンクによって構成されたブレ
ース材5と、前記四辺形内部でブレース材5に取り付け
られ、前記対角線と直交する方向に伸縮するばね6とか
ら構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に、柱梁構面
内で対角上に配されるブレース材を剛性可変とすること
により、構造物に入力される振動を減衰する制振ブレー
ス構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の制振ブレース構造としては、特開
平1−154971号公報に記載されているようなもの
がある。
【0003】これは、柱梁構面内のブレース材としてワ
イヤ等からなる索状部材を用い、この索状部材の張力を
調整する緊張装置を無端状の索状部材内部に掛止し、さ
らにブレースの一端側にダンパ機能を備えたバッファを
介在することにより、ブレースをダンパブレースとして
働かせたり剛性が急変した際に緩衝器として機能させて
いる。
【0004】また、特開平1−322046号公報に記
載されている制振ブレースは、構造物の構面内部にすじ
かい状に設置され、その中間部分で分割されたブレース
部材と、その分割されたブレース部材間に装填されてブ
レース端面に接合された板ばねと、この板ばねがブレー
ス部材からの軸力を受けて撓みを生じる側に配設された
押え材と、これら板ばねおよび押え材とを取り囲むよう
に構成された枠体と、押え材と板ばねとの距離を変化さ
せる作動部材とから構成されることにより、特に、地
震、強風等によって構造物に揺れ等が発生した際に、作
動部材によって押え材が板ばねから引き離され、板ばね
は不確定外力の大きさに応じて所定量撓んで、ブレース
部材にかかる軸力を吸収せしめるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の制振ブレース構造にあっては、いずれもブ
レースを構成するブレース部材が構面内の対角線に沿っ
て直線的に延在することにより、例えば、地震,風等の
影響によりこのブレース部材に、引張力が作用した場合
には、ブレース部材が緊張して構面の対角線方向に充分
な抵抗力を持たせることができるが、その反面、ブレー
スに圧縮力が作用した場合には、部材自体が大きく撓ん
だり振動することにより、ブレースの制振効果が不確定
になるという不具合があった。
【0006】そこで、この発明は、上記、従来の未解決
の課題に着目してなされたものであり、ブレース内のば
ねを圧縮力および引張力の両方に充分に機能させて、地
震,風等に対する不確定な外力に対して構造物の架構剛
性を制御することができる制振ブレース構造を提供する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の諸問題を解決する
ために、この発明にかかる制振ブレース構造は、構面内
部の対角線の両端とその対角線に対して対象位置に設け
られた2点とをブレース部材によって回転自在にピン接
合して形成された四辺形のブレースと、隣合う前記ブレ
ース部材間に掛け渡され、前記対角線と直交する方向に
伸縮するばねとからなることを特徴としている。
【0008】而して、構造物に地震,風等の不確定外力
が入力され、構面内の対角方向に引張力が作用すると、
対角方向に直交する方向に伸縮するばねが前記引張力に
対向するように圧縮されて対角線に直交する方向の2点
間距離が短くなり、逆に対角線方向の2点間距離が長く
なるようにブレースが変形する。
【0009】また、構面内の対角方向に圧縮力が作用す
ると、ばねが圧縮力に対向するように引っ張られて対角
線と直交する2点間距離が長くなり、逆に、対角線方向
の2点間距離が短くなるようにブレースが変形する。
【0010】従って、ブレースの圧縮および引張り変形
時における振動エネルギーがばねに吸収されるので、構
造物の剛性を変化させて振動を早期に減衰する。また、
ブレースを構成する各ブレース部材は、構面内の対角線
上に一直線に配されることなく四辺形のリンクを構成し
ているので、各部材内部に軸力が大きく作用して撓んだ
り伸縮することが抑制され、ばねの構造物に対する剛性
変化率を大幅に向上する。
【0011】さらに、構面内部の対角線の両端と前記対
角線に対して対象位置に設けられた2点とを同形状のブ
レース部材によって回転自在にピン接合して形成された
平行四辺形のブレースと、前記対角線に対して対象位置
に設けられた2点間に掛け渡され、前記対角線と直交す
る方向に伸縮するばねとからなる場合には、ブレースの
中央にばねが設けられ、このブレースの対角方向とばね
の伸縮方向とを一致させて各部材にかかる圧縮または引
張り力をばねに直接伝達する。
【0012】また、前記ばねはコイルばねである場合が
あり、これにより、ばねの具体的な形態が示され、ブレ
ースにかかる圧縮および引張りの両方向にばねを付勢す
る。さらに、前記緩衝材を緊張した状態でブレース部材
に取り付けることにより、前記ブレース部材にプレスト
レスを導入する場合がある。
【0013】従って、ばねを押圧した状態で取り付けれ
ば、構面内の対角線と直交する方向にブレースが拡がる
ように緊張して取り付けられることになり、逆に、ばね
を引張した状態でブレースに取り付ければ、構面内の対
角線と直交する方向に拡がるように緊張して取り付けら
れ、構造物に微振動が入力されたときに構面内の対角方
向で充分な応力伝達を行う。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の制振ブレース構
造の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1中、1
は柱梁構面であり、ここでは、構造物10内部の柱梁構
面1の柱部材2および梁部材3の接合部の対角方向にガ
セットプレート13を介して制振ブレース4が取付けら
れている。
【0015】この制振ブレース4は、構面内の対角線の
両端の2点と前記対角線に対して対象位置に設けられた
2点とをブレース部材11によって回転自在にピン接合
した平行四辺形のブレース5と、前記対角線に対して対
象位置に設けられた2点間に掛け渡して取付けられ、前
記対角線と直交する方向に伸縮するばね6とから構成さ
れている。
【0016】また、図2に示すように、ここでは各ブレ
ース部材11が鋼管からなる同一形状の鉄骨部材であ
り、これら各部材11端部に貫通孔8を備えた接続プレ
ート7が固設してある。この隣合う接続プレート7内部
に設けられた貫通孔8をピン軸9によって挿通固定して
あることにより、各ブレース部材11どうしを回転自在
にピン接合してある。
【0017】なお、各部材11は、ここでは鋼管として
あるが、形鋼等のあらゆる鉄骨部材で構成することもで
きる。また、前記対角線に対して対象位置に設けられた
2点間をばね6によって掛け渡してあり、このばね6に
は、ここではコイルばねが適用されている。
【0018】このばね6の両端部にはブラケット12が
取付けられており、このブラケット12に設けられた貫
通孔13を、前記対角線に対して対象位置に設けられた
各接合部のピン軸9が挿通してばね6を回転自在に支持
している。
【0019】従って、構造物に地震,風等の不確定外力
が導入されて微震動が発生した際には、制振ブレースの
ばね6は、その剛性によって伸縮変形することなく柱梁
構面1内の対角方向で層間せん断力を伝達することがで
きる。
【0020】ところが、構造物に入力される不確定外力
の振動エネルギーが設定値以上にとなり、柱梁構面1内
の対角方向に大きな圧縮力が作用した場合には、図3に
示すように、ばね6が圧縮力に対向するように引っ張ら
れて対角線に直交する2点間距離が長くなり、逆に、対
角線方向の2点間距離が短くなるようにブレース5が変
形する。
【0021】逆に、柱梁構面1内の対角方向に引張力が
作用した場合には、図4に示すように、ブレース5は対
角線に直交する2点間距離が短くなり、逆に、対角線方
向の2点間距離が長くなるように変形する。
【0022】このように、ブレース5が変形する際に圧
縮または引張りの両方向でばね6が振動エネルギーを吸
収しながら対角線と直交する方向に伸縮することによ
り、構造物10の振動に対する減衰効果を高めて前記不
確定外力を早期に緩和することができる。
【0023】さらに、不確定外力が構造物10に入力さ
れなくなると、ばね6が初期状態に復元することによ
り、柱梁構面1の永久変形を抑制することができる。ま
た、ブレース材5を構成する各部材11は、柱梁構面1
内の対角線上に一直線に配されることなくリンクを構成
し、ばね6が前記対角線と直交する方向に伸縮すること
により、各部材11に軸力が大きく作用した際に部材1
1自体が撓んだり伸縮することが抑制され、ばね6の構
造物10に対する剛性変化率を大幅に向上することがで
きる。
【0024】なお、上記実施の形態においては、ブレー
ス5を緊張させることなく柱梁構面1に取り付けるよう
に構成したが、必ずしもこれに限らず、ばね6を予め圧
縮または引張り変形させた状態でブレース材5に取り付
ければ、ばね6の変形分だけのプレストレスを柱梁構面
1間に導入することができ、ブレース5を緊張させて微
振動に対しても十分な応力伝達を行って構造物10の剛
性を確保することができる。
【0025】また、上記実施の形態においては、構面内
の対角線に対して対象位置に設けられた2点間にばね6
を取り付けるように構成したが、図5に示すように、各
部材中央の2箇所に前記対角線と直交する方向に伸縮す
るばね6を設けることもできる。
【0026】さらに、図6に示すように、柱梁構面の対
角線の両端部の各部材に板ばねからなるばね6を取付け
ることもできる。また、ブレース5は、必ずしも同一形
状の部材からなるブレース部材11によって平行四辺形
のリンクとする必要はなく、あらゆる四辺形で構成する
ことができる。
【0027】また、このコイルばねにダンパを併用して
減衰力を高めるような構成としてもよい。なお、上記実
施の形態においては、制振ブレースを構面内の対角線の
一方のみに設置する場合について説明したが、両方に交
叉するように取り付けることもできる。
【0028】さらに、ブレース5の各ブレース部材11
間の接合接合部の当接面に、テフロン材等の低摩擦材を
介在して、接合部の円滑な移動と、接合面の摩耗防止と
して機能させることもできる。
【0029】さらにまた、この制振ブレース4はここで
は柱梁構面に適用した場合について説明したが床構面等
のあらゆる構面に適用することができるのは勿論であ
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の制振ブ
レース構造は、構面内の対角線の両端の2点と前記対角
線に対して対象位置に設けられた2点とをブレース部材
によって回転自在にピン接合して形成された四辺形のブ
レースと、隣合う前記ブレース部材間に掛け渡され、前
記対角線と直交する方向に伸縮するばねとからなること
により、このブレースのリンク機構によって、部材自体
の撓みおよび伸縮を抑制することができ、ブレース内の
ばねを圧縮力および引張力の両方に充分に機能させて、
地震,風等の不確定外力に対して、居住者等に構造物の
極端な剛性低下による不快感を与えることなく架構剛性
を好適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態にかかる制振ブレース構
造を適用した構造物を示す側面図である。
【図2】図1のブレース部材の接合部を示す詳細図であ
る。
【図3】この発明の実施の形態にかかる制振ブレース構
造の作用を示す側面図である。
【図4】この発明の実施の形態にかかる制振ブレース構
造の作用を示す側面図である。
【図5】制振ブレース構造の変形例を示す側面図であ
る。
【図6】制振ブレース構造の変形例を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1……柱梁構面 2……柱部材 3……梁部材 4……制振ブレース 5……ブレース材 6……ばね 7……接続プレート 8……貫通孔 9……ピン軸 10……構造物 11……ブレース部材 12……ブラケット 13……ガセットプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 E04B 2/56 643 E04B 2/56 643B 651 651D 651S 652 652J 652T E04H 9/02 311 E04H 9/02 311 F16F 15/02 8312−3J F16F 15/02 K

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構面内部の対角線の両端とその対角線に
    対して対象位置に設けられた2点とをブレース部材によ
    って回転自在にピン接合して形成された四辺形のブレー
    スと、隣合う前記ブレース部材間に掛け渡され、前記対
    角線と直交する方向に伸縮するばねとからなることを特
    徴とする制振ブレース構造。
  2. 【請求項2】 構面内部の対角線の両端と前記対角線に
    対して対象位置に設けられた2点とを同形状のブレース
    部材によって回転自在にピン接合して形成された平行四
    辺形のブレースと、前記対角線に対して対象位置に設け
    られた2点間に掛け渡され、前記対角線と直交する方向
    に伸縮するばねとからなることを特徴とする制振ブレー
    ス構造。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の制振ブレース
    構造において、前記ばねはコイルばねであることを特徴
    とする制振ブレース構造。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の制振ブレース
    構造において、前記ばねを緊張した状態でブレースに取
    り付けることにより、前記ブレースにプレストレスを与
    えたことを特徴とする制振ブレース構造。
JP4192296A 1996-02-28 1996-02-28 制振ブレース構造 Pending JPH09228472A (ja)

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JP4192296A JPH09228472A (ja) 1996-02-28 1996-02-28 制振ブレース構造

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109972891A (zh) * 2019-03-08 2019-07-05 福建鑫晟钢业有限公司 基于预制钢结构的装配式钢板网外包混凝土剪力墙结构
CN110130486A (zh) * 2019-05-17 2019-08-16 东北电力大学 一种组合式屈曲约束节点构件
CN115162512A (zh) * 2022-06-19 2022-10-11 北京建筑大学 一种减振频段灵活可调的低频减振周期钢架结构

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