JP2005336993A - 制震デバイスの設置構造および設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼板を主体とする制震デバイスを鉄筋コンクリート造の梁に対して確実強固にしかも容易に設置する。
【解決手段】 上下の梁５Ａ，５Ｂに固定したガセットプレート６Ａ，６Ｂに制震デバイス（制震ダンパー１）の上下を締結して接合する。ガセットプレートに予めベースプレート７とアンカー８としてのスタッドジベル８ａやアンカーボルト８ｂを組み付けておく。下側の梁の施工に際してその上部に下側のガセットプレートを固定し、それに制震デバイスの下部を仮締結して自立せしめて配置し、制震デバイスの上部に上側のガセットプレートを予め締結しておき、上側の梁を施工してその下部にガセットプレートを固定した後、制震デバイスの下部を本締結する。あるいは、上下の梁をハーフプレキャスト工法により施工し、上側のハーフプレキャスト部材の下部にガセットプレートを予め固定しておく。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを鉄筋コンクリート造の梁に対して接合して設置するための構造および方法に関する。

制震構造の建物に設置する制震デバイスとしては各種のものが提案され、実用化されているが、なかでもたとえば特許文献１に示されるような粘性耐震壁と称される形式の制震ダンパーが有望視されている。これは、鋼板の間に粘性体（ないし粘弾性体）を挟み込んだものであって、各鋼板をそれぞれ上下の梁に接合して壁の形態で設置することにより、地震時の層間変形によって鋼板どうしが面内相対変形を生じ、それによる粘性体や粘弾性体の粘性抵抗力によって優れた制震効果を発揮し得るものである。
特開平１１−１５２９３２号公報

ところで、従来の制震構造は基本的に鉄骨造とされることが多いことから、上記のような制震ダンパーも鉄骨梁に対して接合して設置することを想定しており、その場合には通常の手法で鉄骨梁を施工した後に、上下の鉄骨梁の間に鋼板を溶接やボルト締結等によって接合することによって制震ダンパーを特に支障なく確実強固に設置することができる。しかし、鉄筋コンクリート造の建物に対して上記のような構造の制震ダンパーを設置しようとする場合には、制震ダンパーの主体である鋼板を鉄筋コンクリート造の梁（ＲＣ梁）に対して確実強固に接合しなければならず、そのような鋼板と鉄筋コンクリートという異種の構造部材どうしを確実強固に接合することは必ずしも容易ではない。

このことは、上記のような制震ダンパーに限らず、鋼板を主体とする壁の形態の各種の制震デバイスをＲＣ梁に対して設置する場合に共通する問題でもあるので、この種の制震デバイスをＲＣ梁に対して確実強固にしかも容易に設置することを可能とする有効適切な手法の開発が臨まれていた。

上記事情に鑑み、請求項１の発明は、鉄筋コンクリート造の梁に対して鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを設置するための構造であって、上側の梁の下部および下側の梁の上部にそれぞれガセットプレートをベースプレートおよびアンカーを介して固定し、それら上下のガセットプレートに制震デバイスの上下をそれぞれ締結して接合することにより、それらガセットプレートを介して制震デバイスを上下の梁に対して固定するものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明の制震デバイスの設置構造であって、梁を挟んでその上下にそれぞれガセットプレートをベースプレートおよびアンカーを介して固定するとともに、少なくとも一部のアンカーとして梁を上下に貫通するアンカーボルトを採用して、そのアンカーボルトの両端部をそれぞれベースプレートに対して定着せしめたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明の制震デバイスの設置構造であって、ベースプレートの中間部に設けるアンカーとしてスタッドジベルを採用し、ベースプレートの両端部に設けるアンカーとして前記アンカーボルトを採用したものである。

請求項４の発明は、鉄筋コンクリート造の梁に対して鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを設置するための方法であって、制震デバイスの上下を上下の梁に対して固定するための上下のガセットプレートに予めベースプレートおよびアンカーを組み付けておき、下側の梁の施工に際してはその上部に下側のガセットプレートを固定し、下側のガセットプレートに制震デバイスの下部を仮締結して制震デバイスを自立せしめた状態で配置するとともに、制震デバイスの上部には上側のガセットプレートを予め締結して接合しておき、上側の梁を施工してその下部に上側のガセットプレートを固定することにより、その上側のガセットプレートを介して制震デバイスの上部を上側の梁に対して固定した後、制震デバイスの下部を下側のガセットプレートに本締結して接合するようにしたものである。

請求項５の発明は、同じく鉄筋コンクリート造の梁に対して鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを設置するための方法であって、制震デバイスの上下を上下の梁に対して固定するための上下のガセットプレートに予めベースプレートおよびアンカーを組み付けておき、上下の梁の施工をハーフプレキャスト部材の上部にコンクリートを打設することで行うとともに、上側のハーフプレキャスト部材の下部には上側のガセットプレートを予め固定しておき、下側の梁の施工に際してのコンクリート打設に際してはその上部に下側のガセットプレートを固定し、上側の梁の施工に際してのハーフプレキャスト部材の架設に際しては、その下部のガセットプレートに制震デバイスの上部を予め締結して接合しておいて、そのハーフプレキャスト部材を架設するとともに制震デバイスの下部を下側のガセットプレートに仮締結し、上側のハーフプレキャスト部材の上部にコンクリートを打設して上側の梁を施工した後、制震デバイスの下部を下側のガセットプレートに本締結して接合するようにしたものである。

本発明の制震デバイスの設置構造によれば、鉄筋コンクリート造の梁にガセットプレートをアンカーおよびベースプレートを介して固定し、そのガセットプレートに対して制震デバイスの主体である鋼板を締結して接合することにより、制震デバイスの上下をガセットプレートを介して上下の梁に対して確実強固に固定することができ、またその施工も何等面倒なく効率的に実施することができる。特に、アンカーとして梁を貫通するアンカーボルトを採用してその両端部をそれぞれベースプレートに定着することにより、優れた定着力が得られる。また、そのアンカーボルトをベースプレートの両端部に設けることで、ベースプレートの両端部に作用する大きな引っ張り力に対して充分に対抗することができる。

本発明の制震デバイスの設置方法によれば、上下の梁を施工する際にそれらの梁に対してガセットプレートを固定して制震デバイスを締結していくことのみで、何等面倒な手間や複雑な操作を必要とすることなく制震デバイスを効率的に設置することが可能である。

特許文献１に示されるような粘性耐震壁と称される制震ダンパー（制震デバイス）を、本発明によって鉄筋コンクリート造の建物に設置する場合の具体的な実施形態を以下に説明する。

「第１実施形態」
本実施形態における設置対象の制震ダンパー１は、図５に示すように２枚の外鋼板２と１枚の内鋼板３とが粘弾性体４を介して積層された構成とされ、外鋼板２の上部が上側の梁５（５Ａ）に対して固定されるとともに内鋼板３の下部が下側の梁５（５Ｂ）に対して固定されることにより、それら上下の梁５Ａ、５Ｂの間に壁の形態で設置されるものである。そして本実施形態では、上記の制震ダンパー１を上下の梁５Ａ、５Ｂに対してそれぞれガセットプレート６Ａ，６Ｂを介して固定することとし、それらガセットプレート６Ａ，６Ｂには予めベースプレート７およびアンカー８を一体に組み付けておくこととする。なお、アンカー８としてはスタッドジベルが好適に採用可能であるが、所望の定着強度を確保できるものであればその形態は任意である。

図１〜図５は、上下の梁５Ａ，５Ｂを在来工法（現場にて梁型枠を組んでその内側にコンクリートを現場打ちすることによって梁を形成する工法）により施工する場合の実施形態を示すものである。

本実施形態では、まず図１に示すように下側の梁５Ｂの梁型枠（図示略）を組み立ててその内側に梁筋９を配筋するが、その際にはその上部にガセットプレート６Ｂをセットしておく。これにより、図２に示すようにコンクリートを現場打ちして梁５Ｂおよびスラブ１０を形成すると、アンカー８が梁５Ｂ内に埋設されるとともにベースプレート７が梁５Ｂの上面に露出する状態でガセットプレート６Ｂが梁５Ｂの上部に突出せしめられた状態で強固に固定されることになる。

次に、図３に示すように、ガセットプレート６Ｂに制震ダンパー１の下部（内鋼板３の下部）をスプライスプレート１１を介して仮締結し、制震ダンパー１を自立せしめた状態で配置する。その制震ダンパー１の上部（外鋼板２の上部）には、後段において上側の梁５Ａの下部に固定されるガセットプレート６Ａを予め締結して接合しておき、上述したようにそのガセットプレート６Ａには予めベースプレート７およびアンカー８を組み付けておく。

そして、図４に示すように上側の梁５Ａの梁型枠（図示略）および配筋９を施工するが、その際にはガセットプレート６Ａを梁５Ａに固定するためのアンカー８を梁型枠内に差し込んでおく。なお、この上側の梁５Ａの上部にも他の制震ダンパー１を設置する場合は、梁５Ａの上部にも破線で示しているように図１と同様にガセットプレート６Ｂをセットしておけば良い。

図５に示すようにコンクリートを打設して梁５Ａおよびスラブ１０を形成すると、自ずと梁５Ａの下部にガセットプレート６Ａが固定され、そのガセットプレート６Ａを介して制震ダンパー１の上部が上側の梁５Ａに対して自ずと固定される。最後に、コンクリート強度が発現した段階で、仮締結しておいた制震ダンパー１の下部をガセットプレート６Ｂに対して本締結すれば設置完了となる。

図６〜図９は、上下の梁５Ａ，５Ｂをハーフプレキャスト工法（現場にてハーフプレキャスト部材を架設してその上部にコンクリートを現場打ちすることによって梁を形成する工法）により施工する場合の実施形態を示すものである。本実施形態においても、上記実施形態と同様に、ベースプレート７およびアンカー８を予め一体に組み付けておいたガセットプレート６Ａ，６Ｂを用いる。

本実施形態では、図６に示すように下側の梁５Ｂのハーフプレキャスト部材１２Ｂを架設する際にその上部にガセットプレート６Ｂをセットしておき、図７に示すようにその上部にコンクリートを打設して梁５Ｂおよびスラブ１０を形成すると同時にガセットプレート６Ｂを梁５Ｂの上部に固定する。

一方、図８に示すように、上側の梁５Ａのハーフプレキャスト部材１２Ａには、それを製作する際に予めその下部にガセットプレート６Ａを固定しておき、それを架設する際にはガセットプレート６Ａに対して制震ダンパー１の上部を予め締結しておいて、ハーフプレキャスト部材１２Ａの架設と同時に制震ダンパー１を設置位置に配置し、その下部を下側のガセットプレート６Ｂに仮締結する。

そして、図９に示すように、ハーフプレキャスト部材１２Ａの上部にコンクリートを打設して上側の梁５Ａとスラブ１０を施工し、コンクリート強度が発現した時点で、仮締結しておいた制震ダンパー１の下部をガセットプレート６Ｂに本締結することで設置完了となる。

「第２実施形態」
本実施形態は、図１０に示すように制震ダンパー１を各階に連続させて設置する場合の適用例であって、各階においては制震ダンパー１を各階の上下の梁５（５Ａ,５Ｂ）に対してガセットプレート６Ａ，６Ｂを介して固定することは上記実施形態と同様であるが、本実施形態では各階の梁５を挟んでその上下にそれぞれガセットプレート６Ａ，６Ｂをベースプレート７およびアンカー８を介して固定するとともに、アンカー８としては第１実施形態において採用していたようなスタッドジベル８ａと、それよりも長尺のアンカーボルト８ｂを併用し、特にアンカーボルト８ｂの両端部をそれぞれ上下のベースプレート７に対して定着せしめたものである。

すなわち、本実施形態における制震ダンパー１は上記実施形態と同様に２枚の外鋼板２の間に粘弾性体４を介して１枚の内鋼板３を挟み込んだものであるが、その幅寸法が高さ寸法と同程度とされていてアスペクト比（高さ寸法に対する幅寸法の比）が比較的小さなものであり、したがってこの制震ダンパー１が層間変形により作動する際には大きな転倒モーメントが作用し、特にベースプレート７の両端部には大きな引っ張り力が作用するので、アンカー８にはそれに耐え得る充分な引き抜き耐力が必要とされる。そこで、本実施形態では上記第１実施形態の場合に較べてアンカー８の総本数を増やして、図１０（ｂ），（ｃ）に示すようにベースプレート７の両側部に多数のアンカー８を２列をなすように配置するとともに、各列のアンカー８のうち中央部に設けるものとしてはスタッドジベル８ａを採用し、両端部側に設けるアンカー８としてはスタッドジベル８ａに代えて梁５を貫通する長尺のアンカーボルト８ｂを採用し、それらのアンカーボルト８ｂの両端部を梁５の上下のベースプレート７に対してそれぞれボルト締結により定着するものとしている。

本実施形態の構造では、ベースプレート７の両端部に作用する大きな引っ張り力および剪断力をアンカーボルト８ｂにより確実に処理できるし、残余の剪断力をスタッドジベル８ａにより処理して梁５に対して支障なく伝達することができ、上記第１実施形態の場合よりも梁５に対する制震ダンパー１の固定強度を高めることができ、特にアスペクト比の小さい制震ダンパーを設置する場合に好適である。

なお、本実施形態において制震ダンパー１を連続的に設置する一連の設置階のうち、最下階および最上階にはそのような構造はそのまま採用できないので、最下階および最上階においては、図１１および図１２に示すようにアンカーボルト８ｂに代えてそれと同等の定着性能を有するような各種のアンカー部材８ｃを用いることが好ましく、そのアンカー部材８ｃとしてはたとえば定着頭部を一体成形したものが好適に採用可能である。

また、本実施形態の構造による場合も、図１３〜図１７に示すように基本的には上記実施形態と同様の作業手順によって容易に施工することができる。すなわち、在来工法の場合には、図１３に示すように下側の梁５（５Ｂ）の施工に際してその梁型枠（図示略）を組み立てる際に、予めスタッドジベル８ａ（図示されず）を取り付けたガセットプレート６Ｂ，６Ａを梁型枠の上下にセットするとともに、それらガセットプレートの６Ｂ，６Ａの間にアンカーボルト８ｂをセットしておくことにより、図１４に示すように梁５の施工と同時にその上下にガセットプレート６Ｂ，６Ａをアンカーボルト８ｂにより連結した状態で固定して設置する。以降は上記第１実施形態と同様にして、図１５に示すように制震ダンパー１をスプライスプレート１１を介してガセットプレート６Ｂに仮締結して自立せしめた状態で設置し、図１６に示すように上側の梁５（５Ａ）を図１３と同様にして施工するとともにその下部のガセットプレート６Ａに制震ダンパー１の上部を締結し、図１７に示すように上階にコンクリートを打設した後、仮締結しておいた制震ダンパー１の下部をガセットプレート６Ｂに対して本締結すれば設置完了となる。

また、ハーフプレキャスト工法による場合には図１８〜図２１に示す手順とすれば良い。すなわち、図１８に示すように下側の梁５（５Ｂ）のハーフプレキャスト部材１２Ｂにはガセットプレート６Ｂ，６Ａおよびアンカーボルト８ｂを組み込んでおいて、図１９に示すようにその上部にコンクリートを打設して梁５Ｂを施工する。また、図２０に示すように、上側の梁５Ａのハーフプレキャスト部材１２Ａにも同様に上下のガセットプレート６Ｂ，６Ａとアンカーボルト８ｂを組み込んでおくとともに、その下部のガセットプレート６Ａには制震ダンパー１の上部を予め締結しておいて、ハーフプレキャスト部材１２Ａの架設と同時に制震ダンパー１を設置位置に配置してその下部を下側のガセットプレート６Ｂにスプライスプレート１１を介して仮締結する。しかる後に、図２１に示すようにコンクリートを打設して上側の梁５Ａを施工し、仮締結しておいた制震ダンパー１の下部をガセットプレート６Ｂに本締結することで設置完了となる。

以上のように、上記各実施形態の構造および方法により制震ダンパー１を設置することにより、鉄筋コンクリート造の梁５Ａ，５Ｂに対しても、鋼板を主体とする制震ダンパー１を確実強固に設置することができるし、その施工も、上下の梁５Ａ，５Ｂを施工する際にガセットプレート６Ａ，６Ｂを固定しつつそれらに制震ダンパー１を締結していくことのみで、それ以上の何等面倒な手間や複雑な操作を必要とすることなく、効率的に実施することが可能である。

なお、上記各実施形態は粘性耐震壁と称される形式の制震ダンパーを設置する場合の適用例であるが、本発明はそのような制震ダンパーに限らず、鋼板を主体とする各種の制震デバイスを鉄筋コンクリート造の梁に対して設置する場合全般に広く適用できるものである。そして、設置するべき制震デバイスの形態や、建物の基本的な構造や施工手順に応じて、細部の具体的な構成や工程は本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変更して良いことは言うまでもない。

本発明の第１実施形態の施工手順を示すもので、下側の梁の施工途中の状態を示す図である。 同、下側の梁を施工した状態を示す図である。 同、制震ダンパーを配置した状態を示す図である。 同、上側の梁の施工途中の状態を示す図である。 同、完成状態を示す図である。 同、他の施工手順を示すもので、下側の梁の施工途中の状態を示す図である。 同、下側の梁を施工した状態を示す図である。 同、制震ダンパーを配置した状態を示す図である。 同、完成状態を示す図である。 本発明の第２実施形態である制震ダンパーの設置構造を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はガセットプレートを示す図である。 同、一連の設置階のうちの最下階の例を示す図である。 同、一連の設置階のうちの最上階の例を示す図である。 同、施工手順を示すもので、下側の梁の施工途中の状態を示す図である。 同、下側の梁を施工した状態を示す図である。 同、制震ダンパーを配置した状態を示す図である。 同、上側の梁の施工途中の状態を示す図である。 同、完成状態を示す図である。 同、他の施工手順を示すもので、下側の梁の施工途中の状態を示す図である。 同、下側の梁を施工した状態を示す図である。 同、制震ダンパーを配置した状態を示す図である。 同、完成状態を示す図である。

符号の説明

１ 制震ダンパー（制震デバイス）
５，５Ａ，５Ｂ 梁
６Ａ，６Ｂ ガセットプレート
７ ベースプレート
８ アンカー
８ａ スタッドジベル（アンカー）
８ｂ アンカーボルト（アンカー）
８ｃ アンカー部材（アンカー）
１２Ａ，１２Ｂ ハーフプレキャスト部材

Claims (5)

1. 鉄筋コンクリート造の梁に対して鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを設置するための構造であって、
   上側の梁の下部および下側の梁の上部にそれぞれガセットプレートをベースプレートおよびアンカーを介して固定し、
   それら上下のガセットプレートに制震デバイスの上下をそれぞれ締結して接合することにより、それらガセットプレートを介して制震デバイスを上下の梁に対して固定することを特徴とする制震デバイスの設置構造。
2. 請求項１記載の制震デバイスの設置構造であって、
   梁を挟んでその上下にそれぞれガセットプレートをベースプレートおよびアンカーを介して固定するとともに、少なくとも一部のアンカーとして梁を上下に貫通するアンカーボルトを採用して、そのアンカーボルトの両端部をそれぞれベースプレートに対して定着せしめたことを特徴とする制震デバイスの設置構造。
3. 請求項２記載の制震デバイスの設置構造であって、
   ベースプレートの中間部に設けるアンカーとしてスタッドジベルを採用し、ベースプレートの両端部に設けるアンカーとして前記アンカーボルトを採用したことを特徴とする制震デバイスの設置構造。
4. 鉄筋コンクリート造の梁に対して鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを設置するための方法であって、
   制震デバイスの上下を上下の梁に対して固定するための上下のガセットプレートに予めベースプレートおよびアンカーを組み付けておき、
   下側の梁の施工に際してはその上部に下側のガセットプレートを固定し、
   下側のガセットプレートに制震デバイスの下部を仮締結して制震デバイスを自立せした状態で配置するとともに、制震デバイスの上部には上側のガセットプレートを予め締結して接合しておき、
   上側の梁を施工してその下部に上側のガセットプレートを固定することにより、その上側のガセットプレートを介して制震デバイスの上部を上側の梁に対して固定した後、
   制震デバイスの下部を下側のガセットプレートに本締結して接合する
   ことを特徴とする制震デバイスの設置方法。
5. 鉄筋コンクリート造の梁に対して鋼板を主体とする壁の形態の制震デバイスを設置するための方法であって、
   制震デバイスの上下を上下の梁に対して固定するための上下のガセットプレートに予めベースプレートおよびアンカーを組み付けておき、
   上下の梁の施工をハーフプレキャスト部材の上部にコンクリートを打設することで行うとともに、上側のハーフプレキャスト部材の下部には上側のガセットプレートを予め固定しておき、
   下側の梁の施工に際してのコンクリート打設に際してはその上部に下側のガセットプレートを固定し、
   上側の梁の施工に際してのハーフプレキャスト部材の架設に際しては、その下部のガセットプレートに制震デバイスの上部を予め締結して接合しておいて、そのハーフプレキャスト部材を架設するとともに制震デバイスの下部を下側のガセットプレートに仮締結し、
   上側のハーフプレキャスト部材の上部にコンクリートを打設して上側の梁を施工した後、
   制震デバイスの下部を下側のガセットプレートに本締結して接合する
   ことを特徴とする制震デバイスの設置方法。

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