JP2001355348A

JP2001355348A - 制振構造壁

Info

Publication number: JP2001355348A
Application number: JP2000178218A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ukai; 邦夫鵜飼; Masayuki Awano; 昌幸阿波野; Kingo Nabesawa; 斤吾鍋沢
Original assignee: Nikken Sekkei Ltd; Maeda Corp; 3M Innovative Properties Co
Current assignee: Nikken Sekkei Ltd; Maeda Corp; 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】壁の実質的な厚みを厚くすることなく、建築
構造物への揺れに対して振動エネルギーを有効に吸収
し、建築構造物に作用する揺れを速やかに減衰させるこ
とができる制振構造壁を提供すること。【解決手段】柱部材１と梁部材２により囲まれる部分
に形成される制振構造壁であって、相対向する一対の梁
部材２の一方に、少なくとも１つのブレース材１１の一
端１１ａが剛的にジョイントされ、その他端１１ｂは他
方の梁部材２に向かって伸長し、他方の梁部材２から相
対的に受ける振動エネルギーを吸収可能に、制振ダンパ
ー１７を備える制振手段１２を介して他方の梁部材２に
接続され、柱部材１と梁部材２により囲まれた部分には
コンクリート壁部１８がブレース材１１を挟み込み、実
質的な壁機能とブレース材１１に作用する圧縮力に対す
る補強機能として配設されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は制振構造壁に関し、
更に詳細には建築構造物における柱部材と梁部材により
囲まれる部分に形成される壁を制振構造で形成する技術
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築構造物における壁、即ち柱部
分と梁部分により囲まれる部分に形成される壁は、本来
的には遮蔽及び遮音としての基本的な機能を得るために
設けられるものであった。しかし、近年、建築構造物に
おける壁には、前述した本来的壁機能に加えて更に、地
震などによる建築構造物の揺れを壁に仕組まれた制振機
構によって減衰させる機能を持たせるような工夫がなさ
れるようになっている。

【０００３】地震などにより建築構造物が振動エネルギ
ーを受けた時、速やかにその揺れを吸収して減衰させる
ような機能を備える部材を「制振構造部材」と称してい
る。このような制振構造壁の従来例としては、例えば、
柱部材と梁部材とからなるラーメンフレームにより囲ま
れる開口部に鋼材などからなるブレース材を設置し、梁
部材から受ける振動エネルギーをこのブレース材が備え
る機械的性質により吸収するように構成されたものが知
られている。

【０００４】具体的に説明すると、建築構造物に横揺れ
が起こると、上部の梁部材が下部の梁部材に相対して横
移動し、これに伴ってブレース材が引張される。振動エ
ネルギーは、ブレース材をその使用材料の機械的性質で
ある降伏点を越えた塑性域まで引張することにより吸収
され、減衰される。ところが、ブレース材として鋼材や
鉄筋を用いる従来の技術では、振動エネルギー吸収作用
を高める機械的性質を備えるように比較的に細いブレー
ス材を用いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように振動エネルギー吸収作用を高めるのに有効な比
較的に細いブレース材を用いると、このブレース材に圧
縮応力が作用した場合にブレース材が座屈を起こす恐れ
があった。そのため、従来ではブレース材を鋼管とコン
クリートとで巻付け補強して、ブレース材が圧縮力を受
けた時の座屈に対する強度を高める工夫がなされてい
た。

【０００６】ところが、ブレース材に対して鋼管とコン
クリートとによる巻付け補強を行って座屈に対する強度
を高めると、この巻付け補強部がかなりの厚さ（従来の
一般的なものでは約２５０ｍｍ）となり、その上、この
ブレース材を挟むように、本来的な壁機能を与えるコン
クリート版又は鉄筋コンクリート版や下地材等の断熱及
び遮音ボードなどからなる壁本体を設置すると、実質的
な壁厚が非常に厚くなり（約５００ｍｍ以上となること
もある）、その結果建築構造物内の有効空間が少なくな
る、という重大な問題があった。

【０００７】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、壁の実質的な厚みを厚く
することなく、建築構造物への揺れに対して振動エネル
ギーを有効に吸収し、建築構造物に作用する揺れを速や
かに減衰させることができる制振構造壁を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は制振構造壁であ
り、前述した技術的課題を解決するために以下のように
構成されている。すなわち、本発明は、柱部材と梁部材
により囲まれる部分に形成される制振構造壁であって、
相対向する一対の梁部材の一方に一端が剛的に固定さ
れ、他端が他方の梁部材に向かって伸長する少なくとも
１つのブレース材と、このブレース材の他端と他方の梁
部材とを接続する際に介在され、他方の梁部材から相対
的に受ける振動エネルギーを吸収する制振手段と、柱部
材と梁部材により囲まれた部分においてブレース材を挟
み込み、実質的な壁機能とブレース材の座屈を防止する
補強機能として配設されるコンクリート壁部とから構成
されることを特徴とする。

【０００９】＜本発明における具体的構成＞本発明の制
振構造壁は、前述した必須の構成要素からなるが、その
構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立す
る。その具体的構成要素とは、前記制振手段が、他方の
梁部材に取り付けられた舌片板と、この舌片板と間隔を
あけて重なり合うようにブレース材の他端に取り付けら
れた締結板と、舌片板と締結板との間の間隔部に配置さ
れ且つ舌片板と締結板に固着された制振ダンパーとから
構成されていることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の制振構造壁では、具体的に
は、一方の梁部材に２つのブレース材の各一端部が剛的
に固定され、これらの各ブレース材がほぼＶ字形か逆Ｖ
字形に配置されると共にそれぞれの他端部が締結板に固
定され、この締結板が他方の梁部材に設けられた舌片板
に制振ダンパーを介して接続するような構造とすること
が好ましい。

【００１１】更に、本発明の制振構造壁では、コンクリ
ート壁部を鉄筋コンクリートで形成することが好まし
く、また制振ダンパーは粘弾性部材から構成することが
好ましい。制振機能を備える制振ダンパーとしては種々
のものがあるが、この発明が本来的に、制振機能を備え
ながらも厚さが厚くなり過ぎない壁を提供することにあ
るので、粘弾性部材を用いることが適している。

【００１２】更にまた、本発明の制振構造壁では、ブレ
ース材を、構造用鋼材、ステンレス、鉄筋、非鉄金属
材、プラスチック、又はセラミックス等で構成すること
ができ、またブレース材を構造用鋼材、ステンレス、又
は鉄筋等で構成した場合には、ブレース材の梁部材への
剛的固定手段を、溶接、ボルト又は鉄筋定着で行うこと
が好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の制振構造壁を図に
示される実施形態について更に詳細に説明する。図１及
び図２には本発明の一実施形態に係る制振構造壁１０が
示されている。この実施形態の制振構造壁１０は、鉄骨
で形成された左右の柱部材１と上下の梁部材２とで囲ま
れた部分に設置される例についてのものである。

【００１４】この制振構造壁１０は、相対向する一対の
梁部材２間にほぼ逆Ｖ字形に配置された２つのブレース
材１１を備えている。各ブレース材１１は鋼板で形成さ
れ、その下端１１ａは、下部の梁部材２に溶接又は高力
ボルト等を用いて堅固にジョイントされている。

【００１５】これらの各ブレース材１１の上端は、上部
の梁部材２の近傍下方においてほぼ集合して相互に連結
され、制振手段１２を介して上部の梁部材２に接続され
ている。すなわち、図３に示されるように各ブレース材
１１の各上端１１ｂは、その両側に配置された締結板１
３、１４に挟み込まれ、この締結板１３、１４の下端部
に高力ボルト１５によって堅固に締め付け固定されてい
る。他方、この締結板１３、１４の直上における上部の
梁部材２には、鋼板からなる舌片板１６が垂下するよう
に溶接等でジョイントされている。

【００１６】この舌片板１６は、２枚の締結板１３、１
４間に差し込まれるような位置に設けられ、各締結板１
３、１４とこの舌片板１６との間には制振ダンパー１７
が配置されている。この制振ダンパー１７は、例えば天
然ゴム、又はアクリル、シリコン、ウレタンのような樹
脂である粘弾性体で形成され、各締結板１３、１４と舌
片板１６との間に配置された粘弾性材はそれぞれこれら
締結板１３、１４と舌片板１６に固着されている。

【００１７】この実施形態の制振構造壁１０において制
振手段１２とは、２つのブレース材１１の集合した各上
端１１ｂに連結された締結板１３、１４と、上部の梁部
材２から垂下した舌片板１６と、この舌片板１６と各締
結板１３、１４との間隔部に配置された制振ダンパー１
７とにより構成されるものをいう。

【００１８】それぞれ間隔をあけて配置された左右の柱
部材１と上下の梁部材２とにより区画形成され且つ前述
したようにブレース材１１が制振手段１２を介して配置
された空間部即ち開口部には、更にブレース材１１及び
制振手段１２を埋設するように鉄筋コンクリート壁部１
８がコンクリートを現場打ちすることにより形成され
る。その時、図１に示されるようにブレース材１１に複
数の穴１９をあけておけば、鉄筋コンクリート壁部１８
とブレース材１１との相互の定着はより良好になる。

【００１９】この鉄筋コンクリート壁部１８は、建築構
造物に揺れが生じた際に周辺の柱梁フレームが多少変位
できるように、図１に示されるようにその周縁部１８ａ
が各柱部材１及び各梁部材２と所定の隙間２０をあける
ように形成される。しかし、最終的には、鉄筋コンクリ
ート壁部１８を取り囲むように形成されたこの隙間２０
には、所定の応力が作用した時に容易に破壊し且つ壁と
しての基本的な機能（遮音性や耐火性等）を備えるよう
な材料、例えば発泡コンクリートやその他公知の壁材等
が充填されて完全に遮蔽される。

【００２０】次ぎに、この実施形態に係る制振構造壁１
０の動作について説明する。例えば、地震などにより建
築構造物が横揺れを起こしたとすると、図１で見て上部
の梁部材２は下部の梁部材２に対して相対的に左右に揺
れ、一方のブレース材１１には引張力が作用し、他方の
ブレース材１１には圧縮力が作用し、この引張力と圧縮
力は横揺れの間、交互に各ブレース材に作用する。

【００２１】しかし、これらのブレース材１１は、その
周囲が鉄筋コンクリート壁部１８で包囲されて実質的に
補強されているため、ブレース材１１に多少の圧縮力が
生じてもブレース材に座屈は生じない。その結果、ブレ
ース材１１それ自体には座屈強度の高いものを使用しな
いでも、振動エネルギーによるブレース材１１に作用す
る力に対抗することができる。

【００２２】同時に、ブレース材１１の上端１１ｂ、言
い換えればブレース材１１と鉄筋コンクリート壁部１８
とが一体となって構成されている剛性体と上部の梁部材
２とは、粘弾性材からなる制振ダンパー１７を介在して
接続されているため、上部の梁部材２から受ける振動エ
ネルギーはこの制振ダンパー１７の弾性変形と塑性変形
によって速やかに吸収され、これにより建築構造物に作
用する揺れが減衰される。

【００２３】このように、本実施形態の制振構造壁１０
は、例えば粘弾性材のような材料からなる制振ダンパー
を用い、且つブレース材を本来的な壁機能を与える鉄筋
コンクリート壁部により補強したことにより、ブレース
材それ自体としては例えば薄い鋼板、細い鉄筋などのよ
うなそれほど大きな強度のものを使用する必要がなく、
その結果、ラーメンフレームなどで囲まれた空間部に設
けられる壁の厚さを厚くすることなく、壁に制振機能を
持たせることができる。

【００２４】前述した実施形態に係る制振構造壁１０
は、２本のブレース材１１のそれぞれ下端１１ａを下部
の梁部材２に剛的に固定し、その上端１１ｂを集合させ
て制振手段１２を介して上部の梁部材２に接続した例に
ついて説明したが、本発明はこの実施形態におけるブレ
ース材配置構成に限定されるものではない。

【００２５】ブレース材配置構成については、例えば、
図４に概略的に示されるように、ブレース材１１を逆Ｖ
字形に配置した構成であってもよい。具体的には、２本
のブレース材１１のそれぞれ上端１１ｂを上部の梁部材
２に剛的に固定し、その下端１１ａを集合させて制振手
段１２を介して下部の梁部材２に接続してもよい。

【００２６】また、図５に概略的に示されるように、１
本のブレース材１１を下部の梁部材２からほぼ垂直に立
て、その下端１１ａを下部の梁部材２の剛的にジョイン
トし、上端１１ａを制振手段１２を介して上部の梁部材
２に接続してもよい。

【００２７】更に、図６に概略的に示されるように、２
本のブレース材１１をＶ字形に配置して、それぞれ上端
を上部の梁部材２に剛的にジョイントし、それらのブレ
ース材１１の下端１１ａをラーメンフレームのほぼ中央
部で連結集合させ、他方下部の梁部材２にも２本のブレ
ース材１１の下端１１ａを剛的にジョイントして逆Ｖ字
形に配置し、それらの上端１１ａもラーメンフレームの
ほぼ中央部に連結集合させ、それぞれの連結集合部を制
振手段１２を介して接続するようにして構成することも
できる。

【００２８】前述した実施形態の制振構造壁１０では、
鉄筋コンクリート壁部１８が現場でコンクリートを打設
して形成されるものとして説明したが、本発明はこのよ
うな場合に限定されるものではなく、予め工場などで製
造されたプレキャストコンクリート版を設置してもよ
い。勿論、補強材として鉄筋以外のものを使用すること
ができるし、まったく使用せず、コンクリートだけでも
よい。

【００２９】なお、図６に示されるようなブレース材配
置構成を備える制振構造壁でプレキャストコンクリート
版を使用する場合には、ラーメンフレームのほぼ中央部
に位置する２つの連結集合部を接続している制振手段１
２を境に、上半分及び下半分に分割された２つのプレキ
ャストコンクリート版を用いることが好ましい。

【００３０】また、ブレース材としては、前述したよう
に比較的に厚さの薄い鋼板を用いたが、これ以外にも使
用可能なあらゆる種類の構造用鋼材、ステンレス、鉄
筋、非鉄金属材、プラスチック、又はセラミックス材な
どを用いることができることは言うまでもない。更に、
ブレース材の下部梁部材への固定手段も、溶接や高力ボ
ルトの使用以外にも、鉄筋定着など公知のあらゆる手段
を使用できる。

【００３１】更に、前述した実施形態に係る制振構造壁
は、鋼材で構成された柱部分と梁部分とからなるラーメ
ンフレームに取り付けた場合についての説明であった
が、本発明はこのような鋼材で構成された柱部分と梁部
分とで構成される場合に限定されるものではなく、鉄筋
コンクリートや鋼管コンクリート等を含む種々の材料で
構成される柱部材や梁部材からなるラーメンフレームに
おいて適用されることは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の制振構造
壁によれば、壁の実質的な厚みを厚くすることなく、建
築構造物への揺れに対して壁が振動エネルギーを有効に
吸収し、建築構造物に作用する揺れを速やかに減衰させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る制振壁構造を示す正
面図である。

【図２】図１の２−２線に沿って切断して示す制振構造
壁の断面図である。

【図３】図１に示される制振構造壁において制振手段を
拡大して示す部分的な拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る制振壁構造のブレ
ース配置構成を示す概略的な正面図である。

【図５】本発明の別な実施形態に係る制振壁構造のブレ
ース配置構成を示す概略的な正面図である。

【図６】本発明の更に他の実施形態に係る制振壁構造の
ブレース配置構成を示す概略的な正面図である。

【符号の説明】

１柱部分２梁部分１０制振構造壁１１ブレース材１１ａブレース材の下端１１ｂブレース材の上端１２制振手段１３締結板１４締結板１５高力ボルト１６舌片板１７制振ダンパー１８鉄筋コンクリート壁部１８鉄筋コンクリート壁部の周縁１９穴２０隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鵜飼邦夫大阪市中央区高麗橋４丁目６番２号株式会社日建設計内 (72)発明者阿波野昌幸大阪市中央区高麗橋４丁目６番２号株式会社日建設計内 (72)発明者鍋沢斤吾大阪市中央区高麗橋４丁目６番２号株式会社日建設計内Ｆターム(参考） 2E002 EB13 FA02 FB01 FB03 FB11 FB15 JA01 JA02 JB02 JB05 JB14 MA12 MA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱部材と梁部材により囲まれる部分に形
成される制振構造壁であって、相対向する一対の梁部材の一方に一端が剛的に固定さ
れ、他端が他方の前記梁部材に向かって伸長する少なく
とも１つのブレース材と、このブレース材の他端と他方
の前記梁部材とを接続する際に介在され、他方の前記梁
部材から相対的に受ける振動エネルギーを吸収する制振
手段と、前記柱部材と前記梁部材により囲まれた部分に
おいて前記ブレース材を挟み込み、実質的な壁機能と前
記ブレース材の座屈を防止する補強機能として配設され
るコンクリート壁部とから構成されることを特徴とする
制振構造壁。
【請求項２】前記制振手段が、他方の前記梁部材に取
り付けられた舌片板と、前記舌片板と間隔をあけて重な
り合うように前記ブレース材の他端に取り付けられた締
結板と、前記舌片板と前記締結板との間の前記間隔部に
配置され且つ前記舌片板と前記締結板に固着された制振
ダンパーとから構成されていることを特徴とする請求項
１に記載の制振構造壁。
【請求項３】一方の前記梁部材に２つの前記ブレース
材の各一端部が剛的に固定され、これらの各ブレース材
がほぼＶ字形又は逆Ｖ字形に配置されると共にそれぞれ
の他端部が前記締結板に固定され、この締結板が他方の
前記梁部材に設けられた前記舌片板に前記制振ダンパー
を介して接続されていることを特徴とする請求項２に記
載の制振構造壁。
【請求項４】前記コンクリート壁部が鉄筋コンクリー
トで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の制振構造壁。
【請求項５】前記制振ダンパーが粘弾性部材から構成
されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載の制振構造壁。
【請求項６】前記ブレース材が、構造用鋼材、ステン
レス、鉄筋、非鉄金属材、プラスチック、又はセラミッ
クスのいずれかで構成されていることを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載の制振構造壁。
【請求項７】前記ブレース材が構造用鋼材、ステンレ
ス、又は鉄筋のいずれかで構成され、前記ブレース材の
前記梁部材への剛的固定手段が、溶接、ボルト又は鉄筋
定着でなされていることを特徴とする請求項６に記載の
制振構造壁。