JPH11270179A - ブレースダンパ - Google Patents

ブレースダンパ

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JPH11270179A
JPH11270179A JP7953398A JP7953398A JPH11270179A JP H11270179 A JPH11270179 A JP H11270179A JP 7953398 A JP7953398 A JP 7953398A JP 7953398 A JP7953398 A JP 7953398A JP H11270179 A JPH11270179 A JP H11270179A
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frame
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hydraulic damper
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亮 松野
Kazutaka Suefuji
和孝 末藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は構造物の地震による振動をバランス
良く制震できるよう構成されたことを課題とする。 【解決手段】 ブレースダンパ装置19は、第1,第2
油圧ダンパ25,26を直列に連結してなる。また、ブ
レースダンパ装置19は、第1,第2油圧ダンパ25,
26と、第1の角部20に結合された第1ブレース27
と、第2の角部21に結合された第2ブレース28と、
第1ブレース27の端部に結合された第1フレーム29
と、第2ブレース28の端部に結合された第2フレーム
30とから構成されている。第1,第2油圧ダンパ2
5,26は、互いに逆方向の動作を行うように設けられ
ている。第1油圧ダンパ25で圧縮行程するとき第2油
圧ダンパ26で伸び行程を行う。また、第1油圧ダンパ
25で伸び行程するとき第2油圧ダンパ26で圧縮行程
を行う。よって、ブレースダンパ装置19は、振動方向
に拘わらず、同一の減衰力を発生させてバランス良く制
震できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はブレースダンパに係
り、特に構造物の地震による振動を吸収できるよう構成
されたブレースダンパに関する。
【0002】
【従来の技術】ビルや住宅等の構造物の耐震性を高める
手段として、柱や梁等の骨組み間に骨組を塑性変形させ
ようとするエネルギを吸収するため、骨組みの対角位置
に装架されるブレースにダンパを取り付けて大地震の振
動エネルギを吸収して骨組みを制振させる制振構造の開
発が進められている。
【0003】このような制振構造に用いられる従来のブ
レースダンパとしては、例えば実開平7−23108号
公報に開示された構成のものがある。この公報に記載さ
れたものは、骨組みの対角位置に形成されたブレースに
シリンダ,ピス卜ン,逆止弁等からなる油圧ダンパが設
けられた構成されている。そして、このように構成され
たブレースダンパでは、大地震等の振動エネルギを油圧
ダンパのピストンとシリンダとの相対変位に伴う減衰力
によって吸収する構造となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように建物のブ
レース部に油圧ダンパを用いたブレースダンパでは、建
物の振動方向に応じて油圧ダンパが圧縮行程又は伸び行
程を行って減衰力を発生させ、地震による建物の揺れを
制震することができる。しかしながら、ピストンとシリ
ンダとの相対変位に伴ってう減衰力を発生させる油圧ダ
ンパにおいては、ピストンロッドがシリンダ内に挿入さ
れる圧縮行程の場合と、ピストンロッドがシリンダ外に
引き出される伸び行程の場合とによって、発生する減衰
力の大きさが異なるといった問題があった。
【0005】すなわち、上記のような構成とされた油圧
ダンパは、ピストンロッドの有無によって生じる受圧面
積の差から圧縮行程より伸び行程の方が減衰力が大き
い。そのため、建物の揺れ方向によってダンパが建物に
与える減衰力が異なり、建物の振動エネルギを効果的に
吸収できない場合があった。また、上記のような理由に
より圧縮行程の減衰力が十分得られないので、所要な減
衰効果を得るためには、より多くの油圧ダンパを骨組み
に取り付ける必要があるが、建物においては油圧ダンパ
の取付箇所は限定されており、容易に油圧ダンパ本数を
増加することは難しかった。
【0006】そこで、本発明は上記問題を解決したブレ
ースダンパを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項1
記載の発明は、柱と梁との間に所定角度傾斜させて装架
されるブレースに振動方向に応じて圧縮行程又は伸び行
程を行う油圧ダンパを取り付けてなるブレースダンパに
おいて、前記複数の油圧ダンパを連結し、前記一の油圧
ダンパと前記他の油圧ダンパとが互いに逆方向の動作を
行うことを特徴とするものである。
【0008】従って、請求項1記載の発明によれば、複
数の油圧ダンパを連結し、一の油圧ダンパと他の油圧ダ
ンパとが互いに逆方向の動作を行うため、振動方向によ
って油圧ダンパの減衰力の差が生じないようにできる。
そのため、振動方向によって減衰力の差が生じず、建物
の振動を効果的に吸収できる。また、偶数の油圧ダンパ
を直列に連結することにより、設置スペースが小さくて
済むので、一般住宅への適用が容易である。
【0009】また、上記請求項2記載の発明は、前記請
求項1記載のブレースダンパであって、前記複数の油圧
ダンパのうちほぼ半数の油圧ダンパが圧縮行程を行うと
共に他の油圧ダンパが伸び行程を行うことを特徴とする
ものである。従って、請求項2記載の発明によれば、複
数の油圧ダンパのうちほぼ半数の油圧ダンパが圧縮行程
を行うと共に他の油圧ダンパが伸び行程を行うため、振
動方向によって油圧ダンパの減衰力の差が生じないよう
にできる。そのため、複数の油圧ダンパが設けられる場
合でも振動方向によって減衰力の差が生じず、建物の振
動を効果的に吸収できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図1は本発明になるブレースダ
ンパの一実施例が取り付けられた構造物の概略構成図で
ある。構造物11は、鉄骨を組み合わせた1階骨組み1
2の上に鉄骨を組み合わせた2階骨組み13を積み重ね
た鉄骨構造であり、1階骨組み12の柱14(141
142 )は基礎15(151 〜152 )に固定され、1
階骨組み12の梁16は柱14(141 ,142 )の上
端間を横架するように締結されている。そして、2階骨
組み13の柱17(171 ,172 )は梁16に締結さ
れ、2階骨組み3の梁18は柱17(171 ,172
の上端間を横架するように締結されている。尚、図1に
おいて、外壁パネルや内壁パネルや天井板等は省略して
ある。
【0011】1階骨組み12の対角線上には、ブレース
ダンパ装置19が取り付けられている。このブレースダ
ンパ装置19は、1階骨組み12の柱141 と基礎15
1 とにより形成された第1の角部20と、柱142 と梁
16とにより形成された第2の角部21との間に装架さ
れている。ブレースダンパ装置19は、1階骨組み12
の対角方向に傾斜した状態に取り付けられているので、
例えばA方向の変位が1階骨組み12に加えられると、
ブレースダンパ装置19には引っ張り荷重が作用する。
そして、B方向の変位が1階骨組み12に加えられる
と、ブレースダンパ装置19には圧縮荷重が作用する。
【0012】このように、構造物11にA,B方向の振
動が入力された場合、ブレースダンパ装置19には、圧
縮荷重、引っ張り荷重が交互に作用する。そのため、ブ
レースダンパ装置19は、1階骨組み12の振動を減衰
して1階骨組み12の上部に設けられた2階骨組み13
に伝搬した振動が増幅することを防止する。ここで、上
記ブレースダンパ装置19の構成について説明する。
【0013】図2はブレースダンパ装置19が1階骨組
み12に取り付けられた状態を拡大して示す正面図であ
る。また、図3はブレースダンパ装置19を分解して示
す構成図である。図2、図3に示されるように、ブレー
スダンパ装置19は、第1,第2油圧ダンパ25,26
を直列に連結してなる。また、ブレースダンパ装置19
は、大略、第1,第2油圧ダンパ25,26と、第1の
角部20に結合された第1ブレース27と、第2の角部
21に結合された第2ブレース28と、第1ブレース2
7の端部に結合された第1フレーム29と、第2ブレー
ス28の端部に結合された第2フレーム30とから構成
されている。
【0014】第1,第2油圧ダンパ25,26は、夫々
同一サイズのものであり、同一方向に動作する場合、略
同一の減衰力を発生するように構成されている。また、
第1,第2油圧ダンパ25,26は、夫々シリンダ25
a,26a内にピストン(図2,図3中破線で示す)2
5b,26bが摺動可能に挿入され、ピストン25b,
26bと一体に設けられたピストンロッド25c,26
cがシリンダ25a,26aの一端から軸方向に突出し
ている。尚、シリンダ25a,26a内には、所定の粘
性を有するオイルが充填されており、オイルはピストン
25b,26bの移動方向に押圧されてピストン25
b,26bにより画成された室間を移動する。
【0015】さらに、ピストン25b,26bには、圧
縮行程時にオイルが通過する第1逆止弁(図示せず)
と、伸び行程時にオイルが通過する第2逆止弁(図示せ
ず)とが設けられており、この絞られた逆止弁の流路に
オイルが通過すると減衰力が発生する。そして、上記の
ようにピストン25b,26bとシリンダ25a,26
aとの相対変位に伴って減衰力を発生させる第1,第2
油圧ダンパ25,26においては、ピストンロッド25
c,26cがシリンダ25a,26a内に挿入される圧
縮行程の場合と、ピストンロッド25c,26cがシリ
ンダ25a,26a外に引き出される伸び行程の場合と
によって、発生する減衰力の大きさが異なる。すなわ
ち、上記第1,第2油圧ダンパ25,26では、ピスト
ンロッド25c,26cの有無によって生じる受圧面積
の差から圧縮行程より伸び行程の方が減衰力が大きい。
【0016】第1ブレース27は、一端が第1の角部2
0に結合され、他端に設けられたおねじ27aが第1フ
レーム29の第1支持部29aに設けられためねじ29
1に螺合されている。第1フレーム29は、油圧ダン
パ25,26を長手方向で跨ぐようにコ字状に形成され
ており、油圧ダンパ25のシリンダ25aを支持する第
1支持部29aと、油圧ダンパ26のピストンロッド2
6cを支持する第2支持部29bと、第1支持部29a
と第2支持部29bとの間に装架された支柱29cとか
らなる。第1フレーム29の第2支持部29bは、油圧
ダンパ26のピストンロッド26cの端部に設けられた
おねじ26dが螺合するめねじ29b1を有する。
【0017】また、第2ブレース28は、一端が第2の
角部21に結合され、他端に設けられたおねじ28aが
第2フレーム30の第1支持部30aに設けられためね
じ30a1 に結合されている。第2フレーム30は、上
記第1フレーム29と同様に油圧ダンパ26を長手方向
で跨ぐようにコ字状に形成されており、上記第1支持部
30aと、油圧ダンパ26のシリンダ26aを支持する
第2支持部30bと、第1支持部30aと第2支持部3
0bとの間に装架された支柱30cとからなる。
【0018】また、第1フレーム29と第2フレーム3
0とは、互い違いとなるように配置されている。そし
て、第2フレーム30の第2支持部30bは、上記第1
油圧ダンパ25のピストンロッド25cの端部に設けら
れたおねじ25dが螺合するめねじ30b1 を有すると
共に、第2油圧ダンパ26のシリンダ26aが結合され
る。
【0019】このように取り付けられた第1,第2油圧
ダンパ25,26は、互いに逆方向の動作を行うように
設けられている。例えば第1油圧ダンパ25で圧縮行程
するとき第2油圧ダンパ26で伸び行程を行う。また、
第1油圧ダンパ25で伸び行程するとき第2油圧ダンパ
26で圧縮行程を行う。ここで、上記のように構成され
たブレースダンパ装置19の動作について説明する。図
4は1階骨組み12にA方向の力が作用した場合の動作
を説明するための正面図である。また、図5は1階骨組
み12にB方向の力が作用した場合の動作を説明するた
めの正面図である。
【0020】図4に示されるように、1階骨組み12の
梁16がA方向に変位した場合、両側の柱14(1
1 ,142 )がA方向に傾くため、ブレースダンパ装
置19には引っ張り荷重が作用する。この場合、第1ブ
レース27に結合された第1フレーム29と、第2ブレ
ース28に結合された第2フレーム30とは、軸方向上
互いに離間する方向に変位する。これにより、第1フレ
ーム29の第2支持部29bと第2フレーム30の第2
支持部30bとの間隔が短くなると共に、第1フレーム
29の第1支持部29aと第2フレーム30の第2支持
部30bとの間隔が長くなる。
【0021】そのため、第1フレーム29の第2支持部
29bと第2フレーム30の第2支持部30bとの間に
配された第2油圧ダンパ26は、圧縮荷重を受けて圧縮
行程を行う。これと、同時に第1フレーム29の第1支
持部29aと第2フレーム30の第2支持部30bとの
間に配された第1油圧ダンパ25は、引っ張り荷重を受
けて伸び行程を行う。
【0022】このように、1階骨組み12の梁16がA
方向に変位した場合には、第1油圧ダンパ25の伸び行
程により発生した伸び側減衰力Faと、第2油圧ダンパ
26の圧縮行程により発生した圧縮側減衰力Fb(Fb
<Fa)との合力F(=Fa+Fb)が1階骨組み12
に付与される。図5に示されるように、1階骨組み12
の梁16がB方向に変位した場合、両側の柱14(14
1 ,142 )がB方向に傾くため、ブレースダンパ装置
19には圧縮荷重が作用する。この場合、第1ブレース
27に結合された第1フレーム29と、第2ブレース2
8に結合された第2フレーム30とは、軸方向上互いに
近接する方向に変位する。これにより、第1フレーム2
9の第2支持部29bと第2フレーム30の第2支持部
30bとの間隔が長くなると共に、第1フレーム29の
第1支持部29aと第2フレーム30の第2支持部30
bとの間隔が短くなる。
【0023】そのため、第1フレーム29の第1支持部
29aと第2フレーム30の第2支持部30bとの間に
配された第1油圧ダンパ25は、圧縮荷重を受けて圧縮
行程を行う。これと、同時に第1フレーム29の第2支
持部29bと第2フレーム30の第2支持部30bとの
間に配された第2油圧ダンパ26は、引っ張り荷重を受
けて伸び行程を行う。
【0024】このように、1階骨組み12の梁16がB
方向に変位した場合には、第1油圧ダンパ25の圧縮行
程により発生した圧縮側減衰力Fb(Fb<Fa)と、
第2油圧ダンパ26の伸び行程により発生した伸び側減
衰力Faとの合力F(=Fa+Fb)が1階骨組み12
に付与される。このように、第1,第2油圧ダンパ2
5,26が直列に配置されたブレースダンパ装置19で
は、1階骨組み12の梁16がA方向に変位した場合、
及び1階骨組み12の梁16がB方向に変位した場合、
共に減衰力F(=Fa+Fb)が発生するため、振動方
向によらず同じ大きさの減衰力により構造物11の振動
をバランス良く制震することができる。
【0025】従って、振動方向によってブレースダンパ
装置19の減衰力の差が生じないようにできるため、構
造物11の振動を効果的に吸収できる。また、第1,第
2油圧ダンパ25,26が直列に配置されているので、
設置スペースが小さくて済み、一般住宅への適用が容易
となる。図6(A)はブレースダンパ装置19の変形例
を説明するための正面図である。また、図6(B)は図
6(A)中A−A線に沿う縦断面図である。また、図7
はブレースダンパ装置19の変形例を分解して示す構成
図である。
【0026】図6(A)(B)及び図7に示されるよう
に、ブレースダンパ装置31は、第1ブレース32、ア
ダプタ33,35,38,41、第1フレーム34A、
第2フレーム34B、第1油圧ダンパ36、第2油圧ダ
ンパ37、第1クランプ部材39、第2クランプ部材4
0、第2ブレース42から構成されている。尚、本変形
例では、第1油圧ダンパ36と第2油圧ダンパ37とが
平行に配置されているが、後述するように直列に連結さ
れている。
【0027】第1ブレース32は、鉄製パイプでできて
おり端部の内周にめねじ32aが設けられている。アダ
プタ33は、第1ブレース32と第1フレーム34Aを
連結するためのものであり、一端は第1フレーム34A
のベース34A1 に溶接されており、他端にはおねじ3
3aが設けられている。そして、アダプタ33のおねじ
33aは、第1ブレース32のめねじ32aに螺入され
る。
【0028】アダプタ35は、第1フレーム34Aと第
1油圧ダンパ36を連結するためのものであり、一端が
第1フレーム34Aのダンパ固定部34A1 に溶接され
ている。また、アダプタ35の内周には、めねじ35a
が設けられ、第1油圧ダンパ36のピストンロッド36
cの端部に設けられたおねじ36dに螺合される。その
ため、第1油圧ダンパ36のピストンロッド36cは、
L字状に形成された第1フレーム34Aのベース34A
1 に固定される。
【0029】第2油圧ダンパ37のピストンロッド37
cは、第1油圧ダンパ36と同様に、アダプタ38を介
して第2フレーム34Bに連結される。すなわち、第2
フレーム34Bは、コ字状に形成されており、アダプタ
41を介して第2ブレース42が結合されるベース34
1 と、ベース34B1 より軸方向に延在する支持部3
4B2 と、支持部34B2 の先端より横方向に延在され
てアダプタ38が固着されるダンパ固定部34B3 とか
らなる。
【0030】また、第1クランプ部材39は、一端が第
1フレーム34Aの支持部34A2に固定され、他端が
第1油圧ダンパ36を跨ぐように延在し、第2油圧ダン
パ37のシリンダ37aに結合される。また、第1クラ
ンプ部材39の他端には、第2油圧ダンパ37のシリン
ダ37aの外周をクランプする一対のクランプ部39a
が突出しており、この一対のクランプ部39aとシリン
ダ37aが固着される。
【0031】このように第1クランプ部材39は、第2
油圧ダンパ37と第1フレーム34 1 を締結している。
これと同様に、第2クランプ部材40は、一対のクラン
プ部40aが第1油圧ダンパ36のシリンダ36aに固
着されており、第1油圧ダンパ36と第2フレーム34
Bを締結している。また、第2フレーム34Bには、ア
ダプタ41が溶接してあり、アダプタ41のおねじ部4
1aと第2ブレース42のめねじ部42aを螺合させる
ことによって第2フレーム34Bと第2ブレース42が
連結される。
【0032】従って、第1油圧ダンパ36は、ピストン
ロッド36cが第1フレーム34Aのベース34A1
固定され、シリンダ36aが第2クランプ部材40を介
して第2フレーム34Bに連結されており、第2油圧ダ
ンパ37はピストンロッド37cが第2フレーム34B
のベース34B3 に連結され、シリンダ37aが第1ク
ランプ部材39を介して第1フレーム34Aに固定され
ている。そのため、第1油圧ダンパ36と第2油圧ダン
パ37とは、並列に配置されているものの、実質的に直
列に連結されている。
【0033】図1において、構造物11がB方向に揺れ
たとき、第1ブレース32および第2ブレース32を介
して、ブレースダンパ装置31には圧縮力が伝達され
る。よって、第1油圧ダンパ36は、第2ブラケット4
0および第1フレーム34Aを介して圧縮行程となり圧
縮側減衰力Fbを発生する。また、第2油圧ダンパ37
は、第1ブラケット39および第2フレーム34Bを介
して伸び力が伝達され、伸び側減衰力Faを発生する。
【0034】このように、1階骨組み12の梁16がB
方向に変位した場合には、第1油圧ダンパ36の圧縮行
程により発生した圧縮側減衰力Fb(Fb<Fa)と、
第2油圧ダンパ37の伸び行程により発生した伸び側減
衰力Faとの合力F(=Fa+Fb)が1階骨組み12
に付与される。次に、構造物11がA方向に揺れたと
き、すなわち図6において第1ブレース32および第2
ブレース42を介してブレースダンパ装置31に引張り
力が伝達される場合、第2油圧ダンパ37には、第1ク
ランプ部材39および第2フレーム34Bを介して圧縮
力が伝達され圧縮側減衰力Fbが発生する。また、第1
油圧ダンパ36は、第2ブラケット40および第1フレ
ーム34Aを介して引張り行程となるため、伸び側減衰
力Faを発生する。
【0035】このように、1階骨組み12の梁16がA
方向に変位した場合には、第2油圧ダンパ37の圧縮行
程により発生した圧縮側減衰力Fb(Fb<Fa)と、
第1油圧ダンパ36の伸び行程により発生した伸び側減
衰力Faとの合力F(=Fa+Fb)が1階骨組み12
に付与される。このように、第1,第2油圧ダンパ3
6,37が直列に連結されたブレースダンパ装置31で
は、1階骨組み12の梁16がA方向に変位した場合、
及び1階骨組み12の梁16がB方向に変位した場合、
共に減衰力F(=Fa+Fb)が発生するため、振動方
向によらず同じ大きさの減衰力により構造物11の振動
をバランス良く制震することができる。
【0036】尚、上記説明では、ブレースダンパ装置に
2本の油圧ダンパを組み合わせた構成を一例として挙げ
たが、これに限らず、油圧ダンパの本数は、4本又は6
本等の偶数本としても良い。これにより、構造物11の
変位方向に関係なく、伸びおよび圧縮行程において同一
の減衰力Fを発生させることができる。また、油圧ダン
パの本数が多い場合には、奇数本の油圧ダンパのうちほ
ぼ半数が互いに逆方向の動作を行うように設置すること
により上記実施例と同様な効果が得られる。
【0037】
【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、複数の油圧ダンパを連結し、一の油圧ダンパと他の
油圧ダンパとが互いに逆方向の動作を行うため、振動方
向によって油圧ダンパの減衰力の差が生じないようにで
きる。そのため、振動方向によって減衰力の差が生じ
ず、建物の振動を効果的に吸収できる。また、偶数の油
圧ダンパを直列に配置することにより、設置スペースが
小さくて済むので、一般住宅への適用が容易である。
【0038】また、請求項2記載の発明によれば、複数
の油圧ダンパのうちほぼ半数の油圧ダンパが圧縮行程を
行うと共に他の油圧ダンパが伸び行程を行うため、振動
方向によって油圧ダンパの減衰力の差が生じないように
できる。そのため、振動方向によって減衰力の差が生じ
ず、建物の振動を効果的に吸収できる。これにより、よ
り安定した制震効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるブレースダンパの一実施例が取り
付けられた構造物の概略構成図である。
【図2】ブレースダンパ装置19が1階骨組み12に取
り付けられた状態を拡大して示す正面図である。
【図3】ブレースダンパ装置19の取付状態を示す拡大
図である。
【図4】1階骨組み12にA方向の力が作用した場合の
動作を説明するための正面図である。
【図5】1階骨組み12にB方向の力が作用した場合の
動作を説明するための正面図である。
【図6】ブレースダンパ装置19の変形例を説明するた
めの図である。
【図7】ブレースダンパ装置19の変形例を分解して示
す構成図である。
【符号の説明】
11 構造物 12 1階骨組み 13 2階骨組み 14(141 ,142 ),17(171 ,172 ) 柱 15(151 〜152 ) 基礎 16,18 梁 19,31 ブレースダンパ装置 25,36 第1油圧ダンパ 26,37 第2油圧ダンパ 27,32 第1ブレース 28,42 第2ブレース 29,34A 第1フレーム 30,34B 第2フレーム 32 第1ブレース 33,35,38,41 アダプタ 39 第1クランプ部材 40 第2クランプ部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱と梁との間に所定角度傾斜させて装架
    されるブレースに振動方向に応じて圧縮行程又は伸び行
    程を行う油圧ダンパを取り付けてなるブレースダンパに
    おいて、 前記複数の油圧ダンパを連結し、前記一の油圧ダンパと
    前記他の油圧ダンパとが互いに逆方向の動作を行うこと
    を特徴とするブレースダンパ。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載のブレースダンパであ
    って、 前記複数の油圧ダンパのうちほぼ半数の油圧ダンパが圧
    縮行程を行うと共に他の油圧ダンパが伸び行程を行うこ
    とを特徴とするブレースダンパ。
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