JP2007146437A - 建築物の制振装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存および新築を問わず施工が可能であり、確実に地震などの震動に耐え得ることが可能な建築物の制振装置を提供する。
【解決手段】基礎1または梁5などの水平部材、および、上下の水平部材間に配設した柱3,4などの垂直部材を備えた建築物の制振装置であって、一対の水平部材および垂直部材で囲繞された空間6において対角位置にかけて配設するブレース10と、ブレース10の一端に配設し、水平部材および垂直部材の少なくとも一方に固定する固定部材13A,13Bと、ブレース10の他端に移動可能に配設した板バネ25A〜25Cと、ブレース10が板バネ25A〜25Cに対して略直交方向に延びるように板バネ25A〜25Cを装着し、水平部材および垂直部材の少なくとも一方に固定する装着部材17A〜17Dとを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、建築物の制振装置に関するものである。
従来では、木造建築物の耐震構造といえば、筋交いや合板などの増壁工法が中心になっている。しかし、新たに壁を設ける場合、採光や通風の妨げになり、住宅の使い勝手が悪くなるため、住居としての本来の機能を失ったり、施工が困難な場合が多い。そのため、近年、開発されている耐震構造や制振構造は、新築建造物を対象としたものが多く、既存の建築物には大掛かりで採用できないものが多い。
本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、既存および新築を問わず施工が可能であり、確実に地震などの震動に耐え得ることが可能な建築物の制振装置を提供することを課題とするものである。
前記課題を解決するため、本発明の建築物の制振装置は、下側に位置する基礎または梁と上側に位置する梁などの水平部材、および、上下の水平部材間に配設した柱などの垂直部材を備えた建築物の制振装置であって、それぞれ一対の前記水平部材および垂直部材で囲繞された空間において対角位置にかけて配設するブレースと、前記ブレースの一端に配設し、前記水平部材および垂直部材の少なくとも一方に固定する固定部材と、前記ブレースの他端に移動可能に配設した板バネと、前記ブレースが前記板バネに対して略直交方向に延びるように前記板バネを装着し、前記水平部材および垂直部材の少なくとも一方に固定する装着部材とを備える構成としている。
前記建築物の制振装置では、建築物に水平方向の力が加わると、木材からなる水平部材および垂直部材が弾性的に撓み、長方形状をなす空間が略菱形形状をなすように変形する。そうすると、装着部材の板バネは、一端が固定されたブレースによって弾性的に湾曲した後、板バネが弾性的に復元することにより、変形を戻すように作用する。そのため、確実な制振作用を得ることが可能であり、既存および新築を問わず、木造建築物の補強を実現できる。そして、この制振装置では、厚肉の筋交いや合板などの増壁工法ではないため、透光性や通風性を失うという不都合が生じることはない。
この建築物の制振装置では、前記ブレースは、ターンバックルを介して連結した一対の線条部材からなり、前記板バネに対して所定の張力が予め加わるように装着することが好ましい。
また、前記装着部材に、全長が異なる2以上の板バネを配設しており、その全長は、前記ブレースの端部に向けて順次短くすることが好ましい。
このようにすれば、確実な制振作用を得ることができる。
さらに、前記建築物において地上第一層のフロアでは、前記ブレースの下側に配設する固定部材または装着部材を、基礎に固定することが好ましい。このようにすれば、外力の付加の終了後に確実な復元作用を得ることができる。
さらにまた、前記建築物は二層以上のフロアを有し、下層と上層との境界部分に配設する固定部材または装着部材は、前記垂直部材に固定することが好ましい。
この場合、前記境界部分の下層と上層に配設した固定部材または装着部材を、垂直方向に延びる棒状部材によって互いに位置決することが好ましい。
また、前記固定部材または装着部材を、水平部材に対して所定間隔をもって配設することが好ましい。
このようにすれば、二層以上のフロアを有する建築物において、上層フロアの制振作用および復元作用を確実に得ることができる。
本発明の建築物の制振装置では、既存および新築を問わず、確実な制振作用を得ることが可能であり、建築物の補強を実現できる。そして、この制振装置では、厚肉の筋交いや合板などの増壁工法ではないため、透光性や通風性を失うという不都合が生じることはない。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1から図4は、本発明の第1実施形態に係る建築物の制振装置を示す。この第1実施形態の制振装置は、既存の木造建築物を地震などの震動に耐え得るように補強するもので、図1に示すように、大略、一対のブレース10と、該ブレース10の下端を固定する固定部材13A,13Bと、前記ブレース10の上端に配設した板バネ25A〜25Cを位置決めする装着部材17A〜17Dとからなる。
まず、この種の木造建築物は、コンクリート製の基礎1の上に木製の土台2を配設し、この土台2上に、それぞれ木製の通し柱3および管柱4を配設するとともに、管柱4の上端に梁5を配設した構造をなす。これらのうち、基礎1、土台2および梁5は、地面に対して水平方向に延びるように配設する水平部材であり、通し柱3および管柱4は、地面に対して垂直方向に延びるように配設する垂直部材である。なお、これらは、周知の工法に従って図示しないボルトや留め具、または、ダボやホゾなどの連結構造によって連結されている。
そして、木造建築物は、前記土台2、管柱4および梁5で囲繞された空間6の外側に、ベニア板やモルタル用のボードを取り付け、その表面に土やモルタルなどの図示しない外壁が形成されている。なお、前記柱3,4や梁5などの木材の外表面から外壁の表面までの厚さは30〜35mmである。
前記ブレース10は、前記空間6の対角位置にかけて延びるように配設されるものである。このブレース10は、直径が約16mmの金属製の線条部材11a,11bと、これらを一体的に連結するターンバックル12とを備えている。このターンバックル12は、線条部材11a,11bの端部に形成されたネジ部に螺合され、線条部材11a,11bに対して一方向に回転させることにより、各線条部材11a,11bを互いに引き寄せるように螺合し、反対方向に回転させることにより、各線条部材11a,11bを互いに離反するように螺合する周知のものである。
前記固定部材13A,13Bは、図2(A),(B)に示すように、各左右対称な断面L字形状をなす取付金具であり、その一方には水平部材である基礎1にボルト止めするための貫通孔14が設けられ、他方にはブレース10を構成する線条部材11bの下端に接合した連結板部15にボルト止めするための貫通孔16が設けられている。
前記装着部材17A〜17Dは、SS400の鋼材などからなる金属製であり、後述する板バネ25A〜25Cをブレース10を構成する線条部材11aに対して略直交方向に延びるように装着した状態で、水平部材である梁5に固定するものである。この装着部材17A〜17Dは、図3(A),(B)および図4(A),(B)に示すように、梁5と略同一の高さを有するベース18と、該ベース18の上端縁から屈曲した引掛板部19と、前記ベース18に設けた装着部20とを備えている。前記ベース18の両側縁には、梁5にボルト止めするための貫通孔18aが設けられている。前記装着部20は、板バネ25Aの両端を位置決めする一対の位置決め板21,21と、これら位置決め板21,21の両内側下部に設けた補強板22,22と、位置決め板21の両外側上部に設けた枠板23,23と、これら枠板23の前部を覆う前枠板24とからなる。対称な形状をなす装着部材17A,17Bは、図1および図3(A),(B)に示すように、半間毎に立設された管柱4,4の間の1つの空間6にブレース10を架設するためのもので、一対の位置決め板21,4を結ぶ仮想線がそのブレース10の角度に対して直交方向に延びるように構成されている。また、線対称な形状をなす装着部材17C,17Dは、図1および図4(A),(B)に示すように、半間毎に立設された管柱4,4の2つの空間6にかけてブレース10を架設するためのもので、一対の位置決め板21,21を結ぶ仮想線がそのブレース10の角度に対して直交方向に延びるように構成されている。そして、これら装着部材17A,17Bと装着部材17C,17Dとは、装着部20の角度が相違し、その分、ベース18の形状を相違させた点でのみ相違する。
前記装着部材17A〜17Dには、バネ鋼鋼材(SUP9(マンガンクロム鋼鋼材))からなる3枚の板バネ25A〜25Cが装着される。これら板バネ25A〜25Cの中央には、ブレース10に対して軸に沿って移動可能に配設するための挿通孔(図示せず)が設けられている。これら板バネ25A〜25Cは、その横方向の全長がそれぞれ異なる寸法とされ、前記位置決め板21の側からブレース10の端部にかけて順番に短尺になるように配置される。また、その肉厚は、同様に位置決め板21の側からブレース10の端部にかけて順番に薄くなるように設定されている。なお、このブレース10の上端には、抜け止め用の止板26が接合されている。
ここで、最も長尺な板バネ25Aが一対の位置決め板21,21に支持される部位は、これら位置決め板21,21の内端縁である。そして、中間の寸法の板バネ25Bは、前記位置決め板21,21の内端縁間の寸法より短く設定され、板バネ25Cは、板バネ25Bより更に短い寸法に設定されている。また、装着部20は、板バネ25A〜25Cを介して配設するブレース10とベース18との間に、外壁の肉厚より大きい隙間が形成されるように構成している。本実施形態では、位置決め板21,21の内端縁間の寸法を300mm、板バネ25Aの全長を360mm、板バネ25Bの全長を257mm、板バネ25Cの全長を213mmに設定している。また、装着部20は、ベース18の肉厚を含める前枠部までの奥行きが91mmであり、ブレース10の軸心までの寸法が50mmになるように設定している。
次に、前記構成の制振装置を既存の木造建築物に適用する施工方法について具体的に説明する。
まず、木造建築物は、水平方向に加わる自重の20%の力に耐え、垂直方向には水平方向の耐力に対して更に30%(自重の6%)の力に耐え得る剛性(耐震性および制振性)を備えさせる必要がある。例えば、30,000kgの家屋の場合、水平方向に加わる6,000kgの力および垂直方向に加わる1,800kgの力に耐え得る必要がある。ここで、垂直方向の耐力は、建築物自体で床荷重と鉛直荷重とが既に上回るように設計されるため、実際には考慮する必要はない。一方、この種の建築物の壁は、その外力に対する耐力の倍率が補強の種類によって下記の表1のように定められている。
そして、建築物に必要な耐力と、定められた耐力倍率に基づいて前記構成の制振装置を設置する数および場所を決定し、その場所に屋外から施工を施す。
具体的には、まず、設置する梁5と管柱4との交差部分に対応する外壁を、装着部材17A〜17Dより若干広く切り取る。その後、図1に示すように、線条部材11aを挿通させた板バネ25A〜25Cを装着部20に装着した装着部材17A〜17Dを配置し、ボルト止めによって水平部材である梁5に固定する。これにより、線条部材11aは、外壁の外側において、空間6の対角方向に延びるように配置される。
ついで、線条部材11aの端部に、線条部材11bを螺合させたターンバックル12を螺合させるとともに、線条部材11bに固定した固定部材13A,13Bを、管柱4の下方に位置させて水平部材である基礎1にボルト止めする。
その後、線条部材11a,11bが近接するようにターンバックル12を回転させ、板バネ25A〜25Cによって所定の張力が予め加わった状態に調整する。最後に、外壁の切取部分に、耐熱性および弾性を有するウレタンフォームを吹き付けにより充填する。なお、この開口部分を閉塞するために、フード状のカバーを装着してもよい。
この制振装置を装着した建築物に対して、例えば図5に示すように、水平方向右向きの力Fが加わった場合には、木材からなる柱3,4や梁5が弾性的に撓み、長方形状をなす空間6が略菱形形状をなすように変形する。そうすると、変形する側に位置する装着部材17Bの板バネ25A〜25Cは、一端が固定されたブレース10によって弾性的に湾曲する一方、逆側に位置する装着部材17Aでは、予め加えた張力が解除されるように作用する。即ち、力が加わる方向に対して逆方向上向きに延びる装着部材17Aの側は、建築物の変形の抑制には寄与しない。また、外壁の開口を閉塞したウレタンフォームは、弾性を有するため板バネ25A〜25Cの変形を妨げることはない。
その後、装着部材17Bの板バネ25A〜25Dが弾性的に復元することにより、力Fとは逆向きに変形を戻すように作用する。そして、装着部材17Aの側の板バネ25A〜25C、および、装着部材17Bの板バネ25A〜25Cのバネ力が平衡する変形前の状態で力が釣り合って停止する。この復元作用は、互いに位置ズレが生じ易い柱3,4や土台2および梁5に、固定部材13A,13Bを固定するのではなく、打設された強固な基礎1に固定しているため、確実に得ることができるものである。
このように、本発明の制振装置では、確実な制振作用および復元作用を得ることができるように、木造建築物の補強を実現できる。そして、この制振装置では、厚肉の筋交いや合板などの増壁工法ではないため、透光性や通風性を失うという不都合が生じることはない。しかも、既存の木造建築物であるにも拘わらず、大掛かりな施工は不要であり、装着部材17A〜17Dを取り付ける所定部位の外壁を取り除くだけであるため、安価でかつ居住者にとっても受け入れ易い。
図6から図10は第2実施形態の建築物の制振装置を示す。この第2実施形態では、新築建築物の施工時に予め装着するようにした点で、第1実施形態と大きく相違している。具体的には、前記第1実施形態では、既存の木造建築物に施工するため、水平部材および垂直部材に囲繞された空間6の外部に位置するように制振装置を装着したが、第2実施形態では、新築の木造建築物に施工するため、空間6の内部に位置するように制振装置を装着し、建築物の外観を損なわないようにした点で大きく相違している。なお、この第2実施形態では、二層のフロアを有する建築物の制振補強の場合を説明する。
第2実施形態の制振装置は、図6に示すように、大略、一対のブレース30と、該ブレース30の上端を固定する2種の固定部材33A,33B,39A,39Bと、前記ブレース30の下端に配設した板バネ66A〜66Cを位置決めする装着部材47A,47Bと、これら装着部材47A,47Bの垂直方向の移動を阻止する位置決め部材59A,59Bとからなる。
前記ブレース30は、空間6内において対角位置にかけて延びるように配設されるもので、第1実施形態と同様に、直径が約16mmの金属製の線条部材31a,31bと、これらを一体的に連結するターンバックル32とからなる。
2種の固定部材33A,33B,39A,39Bのうち、第1固定部材33A,33Bは、その設置層の上層にフロアが存在しない場合や、上層階に制振装置を設置しない場合に使用するもので、第2固定部材39A,39Bは、その設置層の上層にフロアを有しかつその上層階に制振装置を設置する場合に使用するものである。
前記第1固定部材33A,33Bは、図7(A),(B)に示すように、垂直部33aと水平部33bとを有する各左右対称な正面視L字形状をなす取付金具であり、その垂直部33aには水平部材である梁5にボルト止めするための貫通孔34が設けられ、水平部33bには垂直部材である管柱4に固定するための貫通孔35が設けられている。水平部33bの寸法は、垂直部33aと柱3,4との間に所定の空間6が生じるように構成され、該第1固定部材33によるボルト止め状態で、柱3,4と梁5とが強固には位置決め固定されないように構成している。この第1固定部材33A,33Bの上端縁には、梁5の上面に引っ掛けて位置決めするための引掛板部36が屈曲により設けられている。そして、この第1固定部材33A,33Bには、ブレース30の線条部材31aに接合した連結板部37にボルト止めするために、貫通孔を有する第1連結部38が接合により設けられている。この第1連結部38は断面L字形状をなし、連結板部37を連結する部分が、1つの空間6に架設するブレース30の傾斜角度と一致するように設けられている。また、この第1連結部38は、線条部材31aを連結した状態で、該線条部材31aが空間6の奥行きの中間位置、即ち、管柱4の軸芯と平行に位置するように設けられている。
前記第2固定部材39A,39Bは、図6に示すように、下層フロアの空間6において、梁5と管柱4または通し柱3の隅部近傍に固定されるもので、図8(A),(B)に示すように、各左右対称な略台形状をなす取付金具である。この第2固定部材39A,39Bは、柱3,4の奥行きと略同一幅をなす側枠40および上枠41と、これらの一端を覆う端面42と、側枠40と端面42とを補強する補強板43とを備えている。側枠40には、柱3,4にボルト止めするための貫通孔44が設けられている。上枠41には、後述する装着部材47A,47Bとボルト8によって位置決めするための貫通孔45が設けられている。そして、この第2固定部材39A,39Bには、第1固定部材33A,33Bと同様に、ブレース30の線条部材31aに接合した連結板部37にボルト止めするために、貫通孔を有する断面L字形状をなす第2連結部46が接合により設けられている。
前記装着部材47A,47Bは、図6に示すように、空間6において土台2または梁5と管柱4または通り柱の隅部近傍に固定されるもので、図9(A),(B)に示すように、各左右対称な略逆台形状をなすものである。この装着部材47A,47Bは、第2固定部材39A,39Bと同様に、柱3,4の奥行きと略同一幅をなす側枠48および下枠49と、これらの一端を覆う端面50と、側枠48と端面50とを補強する補強板51とを備えている。側枠48には、柱3,4にボルト止めするための貫通孔52が設けられている。下枠49には、前記第2固定部材39または基礎1とボルト8,7によって位置決めするための貫通孔53が設けられている。そして、この装着部材47A,47Bには、第1実施形態と同様に、板バネ66A〜66Cをブレース30に対して略直交方向に延びるように装着した状態で固定する装着部54が設けられている。この装着部54は、板バネ66Aの両端を位置決めする一対の位置決め板55,55と、これら位置決め板55,55の両内側上部に設けた補強板56,56と、位置決め板55の両外側下部に設けた枠板57,57と、これら枠板57の前部を覆う前枠板58とからなる。この装着部54は、第1実施形態と同様に、一対の位置決め板55,55を結ぶ仮想線がブレース30の角度に対して直交方向に延びるように構成されている。
前記位置決め部材59A,59Bは、図6に示すように、下層フロアの空間6には制振装置を設置せず、上層フロアの空間6に制振装置を設置する場合に、下層フロアの空間6において、梁5と管柱4または通し柱3の隅部近傍に固定されるものである。この位置決め部材59A,59Bは、図10(A),(B)に示すように、各左右対称な略逆台形状をなすもので、第2固定部材39A,39Bと同様に、柱3,4の奥行きと略同一幅をなす側枠60および上枠61と、これらの一端を覆う端面62と、側枠60と端面62とを補強する補強板63とを備えている。側枠60には、柱3,4にボルト止めするための貫通孔64が設けられている。上枠61には、前記装着部材47とボルト8によって位置決めするための貫通孔65が設けられている。
なお、前記装着部材47A,47Bに装着する3枚の板バネ66A〜66Cは、バネ鋼鋼材(SUP9)からなり、中央に挿通孔(図示せず)を設けるとともに、全長がそれぞれ異なる寸法とされた第1実施形態と同様のものである。
次に、前記構成の制振装置を既存の木造建築物に適用する施工方法について具体的に説明する。まず、制振装置の設置箇所および数は、第1実施形態と同様に、建築物に必要な耐力と、定められた耐力倍率に基づいて決定する。
そして、図6の右側に示すように、上層フロアが存在しない下層フロアの空間6に設置する場合には、まず、基礎1にアンカーボルト7を配設し、土台2を貫通させて上向きに立設させておく。この状態で、第1固定部材33A,33Bを管柱4と梁5との交差部分に配設し、ボルト止めして固定する。ついで、装着部材47A,47Bを空間6内の下部に配置し、線条部材31aと、板バネ66A〜66Cを介して配設した線条部材31bとが直線的に位置するように、土台2から所定間隔をあけた高さを調整して、管柱4に対してボルト止めして固定する。その後、基礎1に固定されたアンカーボルト7と装着部材47A,47Bとをナットで締め付けて垂直方向の移動を規制する。最後に、線条部材31a,31bが近接するようにターンバックル32を回転させ、板バネ66A〜66Cによって所定の張力が予め加わった状態に調整する。
また、図6の左側に示すように、制振装置を下層フロアおよび上層フロアの両方の空間6に設置する場合には、前記と同様に、基礎1に予めアンカーボルト7を立設しておく。
そして、下層フロアにおいて、第2固定部材39A,39Bを空間6内の上部に配置し、梁から所定間隔をあけた高さを調整して、管柱4に対してボルト止めして固定する。ついで、装着部材47A,47Bを空間6内の下部に配置し、線条部材31aと、板バネ66A〜66Cを介して配設した線条部材31bとが直線的に位置するように、土台から所定間隔をあけた高さを調整して、管柱4に対してボルト止めして固定する。その後、基礎1に固定されたアンカーボルト7と装着部材47A,47Bとをナットで締め付けて垂直方向の移動を規制する。
次に、上層フロアにおいて、第1固定部材33A,33Bを管柱4と梁5との交差部分に配設し、ボルト止めして固定する。ついで、装着部材47A,47Bを空間6内の下部に配置し、線条部材31aと線条部材31bとが直線的に位置するように、梁5から所定間隔をあけた高さを調整して、管柱4に対してボルト止めして固定する。
その後、下層フロアの第2固定部材39A,39Bから上層フロアの装着部材47A,47Bにかけて、梁5を貫通させてボルト8を通してナットで締め付け、これら第2固定部材39A,39Bと装着部材47A,47Bの垂直方向の移動を規制する。最後に、両フロアの線条部材31a,31bが近接するようにターンバックル32を回転させ、板バネ66A〜66Cによって所定の張力が予め加わった状態に調整する。
さらに、図6の中央に示すように、制振装置を下層フロアの空間6には設置せず、上層フロアの空間6にのみ設置する場合には、まず、下層フロアにおいて、位置決め部材59A,59Bを空間6内の上部に配置し、梁5から所定間隔をあけた高さを調整して、管柱4に対してボルト止めして固定する。
次に、上層フロアにおいて、第1固定部材33A,33Bを管柱4と梁5との交差部分に配設し、ボルト止めして固定する。ついで、装着部材47A,47Bを空間6内の下部に配置し、線条部材31aと線条部材31bとが直線的に位置するように、梁5から所定間隔をあけた高さを調整して、管柱4に対してボルト止めして固定する。
その後、下層フロアの位置決め部材59A,59Bから上層フロアの装着部材47A,47Bにかけて、梁5を貫通させてボルト8を通してナットで締め付け、これら位置決め部材59A,59Bと装着部材47A,47Bの垂直方向の移動を規制する。最後に、上層フロアの線条部材31a,31bが近接するようにターンバックル32を回転させ、板バネ66A〜66Cによって所定の張力が予め加わった状態に調整する。
この制振装置を装着した新築の木造建築物に対して、水平方向右向きの力が加わった場合には、第1実施形態と同様に、木材からなる柱3,4や梁5が弾性的に撓み、長方形状をなす空間6が略菱形形状をなすように変形する。しかし、その変形は、板バネ66の弾性的な変形および復元により、建築物の変形を戻すように作用する。この際、第2実施形態では、下層フロアには予め基礎1にアンカーボルト7を打設しており、上層フロアには下層フロアからボルト8を立設しているため、柱3,4や土台2および梁5に互いに位置ズレを生じさせることなく、確実な復元作用を得ることができる。
このように、本発明の制振装置では、新築の木造建築物に適用しても確実な制振作用および復元作用を得ることができる。そして、この制振装置では、厚肉の筋交いや合板などの増壁工法ではないため、透光性や通風性を失うという不都合が生じることはなく、建築物の設計の自由度を向上できる。
また、本実施形態では、空間6内に制振装置を設置できるため、建築物の外観を損なうことを防止できる。しかも、建造物は、前記管柱4と梁5との交差部分には、既存の工法に従うと連結金物を装着することが多い。しかし、本実施形態では、この土台2や梁5などの水平部材に対して所定間隔をあけた状態で固定する構成としているため、その作業の妨げになることを防止できるとともに、その連結金物の存在により設置不可能になることもない。
さらに、第2固定部材39A,39B、装着部材47A,47Bまたは位置決め部材59A,59Bと、土台2または梁5との間にあけた空間6は、外力が加わった際に空間6の変形を許容する遊びとなる。そのため、制振装置の設置により、建築物の木材が部分的に剛性が高まり、意図しない部分に応力が集中することにより、破壊されることをも防止できる。
因みに、第1固定部材33A,33Bは、梁5と柱3,4に固定するため、これらの接合部分の剛性が高まるように考えられるが、構成する金属板材は極めて薄く、位置決め程度にしか作用しない。しかも、本実施形態では、その垂直部33aと柱3,4との間に所定の隙間を設けているため、その剛性の向上は極めて低い。勿論、土台2や梁5と柱3,4との連結金物の存在や、設置作業の妨げになることもない。
図11は第3実施形態の建築物の制振装置を示す。この第3実施形態は、前記第2実施形態では、その設置層の上層にフロアが存在しない場合や、上層階に制振装置を設置しない場合に、水平部材である梁5および垂直部材である柱3,4にボルト止めして固定する第1固定部材33A,33Bを使用したが、この第1固定部材33A,33Bの代わりに第2固定部材39A,39Bを使用するようにした点で、第2実施形態と相違している。
具体的には、図11の右側に示すように、その設置層の上層にフロアが存在しない場合、前記と同様にして空間6の上部に第2固定部材39A,39Bを取り付けるとともに、空間の下部に装着部材47A,47Bを固定する。その後、第2固定部材39A,39Bから梁5を貫通させてボルト8を通し、この梁5の上面でナットによって締め付け、第2固定部材39A,39Bの垂直方向の移動を梁5によって規制する。
また、図11の左側に示すように、上層階に制振装置を設置しない場合、設置する下層フロアの空間6の上部に第2固定部材39A,39Bを取り付けるとともに、空間6の下部に装着部材47A,47Bを固定する。また、設置しない上層フロアの空間6の下部に位置決め部材59A,59Bを取り付ける。その後、下層フロアの第2固定部材39A,39Bから上層フロアの位置決め部材59A,59Bにかけて、梁5を貫通させてボルト8を通してナットで締め付け、これら装着部材47A,47Bと位置決め部材59A,59Bの垂直方向の移動を規制する。
このようにすれば、建築物を施工するための連結金具との干渉を最小限に抑え、建築物本来の剛性を損なうことなく、前記と略同様の作用および効果を得ることができる。
本願の出願人は、まず、板バネ25A〜25C,66A〜66Cの撓み特性と、最適な材質を確認するために、3種のパターン(組み合わせ)の板バネ25A〜25Cを用意した。そして、それぞれに対して、万能疲労試験機(株式会社島津製作所製サーボパルサー(servo pulser)型番EA10)により、それぞれ3回ずつ、段階的に静荷重を付加してその永久歪み(mm)と変位(mm)を測定するとともに、段階的に動荷重を付加して変位(mm)を測定した。
まず、本願の出願人は、複数積層した板バネ25A〜25C,66A〜66Cで十分なバネ効果を得るためには、湾曲率は、板バネ25A,66A、板バネ25B,66Bおよび板バネ25C,66Cの順番で、ブレース10,30の端部に向けて順次大きくなるように設定することが好ましいことを見出している。また、強さは、板バネ25C,66C、板バネ25B,66Bおよび板バネ25A,66Aの順番で、支持される基部に向けて順次強くなるように設定することが好ましいことを見出している。さらに、摩擦抵抗などを加味すると、全長は、板バネ25A,66A、板バネ25B,66Bおよび板バネ25C,66Cの順番で、ブレース10,30の端部に向けて順次短くなるように設定することが好ましいと判断している。
そこで、板バネ25A〜25C,66A〜66Cの組み合わせとしては、図12に示すように、まず、パターン1では、板バネ25A,66Aとして厚さ10mmで長さ500mmのSUP9を300mmのスパンで支持させ、板バネ25B,66Bとして厚さ8mmで長さ240mmのSUP6(シリコンマンガン鋼鋼材)を板バネ25A,66A上に載置し、板バネ25C,66Cとして厚さ6mmで長さ180mmのSUP6を板バネ25B,66B上に更に載置した。パターン2では、板バネ25A,66Aとして厚さ12mmで長さ500mmのSUP9を300mmのスパンで支持させ、板バネ25B,66Bとして厚さ10mmで長さ250mmのSUP9を板バネ25A,66A上に載置し、板バネ25C,66Cとして厚さ8mmで長さ200mmのSUP6を板バネ25B,66B上に更に載置した。パターン3では、板バネ25A,66Aとして厚さ14mmで長さ500mmのSUP9を300mmのスパンで支持させ、板バネ25B,66Bとして厚さ12mmで長さ257mmのSUP9を板バネ25A,66A上に載置し、板バネ25C,66Cとして厚さ10mmで長さ213mmのSUP9を板バネ25B,66B上に更に載置した。そして、これらの各板バネ25A〜25C,66A〜66Cには、M16のボルトを上方から挿通させ、そのボルトに対して荷重を加えた。
その結果、図13に示すように、永久歪みは、パターン1では、3回全て2,000kgfの荷重で生じ、パターン2では、2回が2,500kgfの荷重で生じ1回だけ3,500kgfの荷重で生じ、パターン3では、1回だけ3,500kgfの荷重で生じ2回が4,000kgfの荷重で生じた。また、静荷重での変位は、パターン1が最も大きく、パターン3が最も小さい。さらに、動荷重での変位は、同様にパターン1が最も大きく、パターン3が最も小さい。これらの結果から、板バネ25A〜25C,66A〜66Cの材質はSUP9が好ましく、その肉厚および全長は、出願人の認識通りの設定範囲で、できるだけ肉厚を厚くし、全長で調整することが好ましいことを見出した。また、復元性を加味すると、永久歪みが生じない範囲で、ブレース10,30に対して予め所定の張力が加わるように設定することが好ましいことを見出した。
次に、本願の出願人は、本発明の制振装置による効果を確認するため、基礎1、土台2、管柱4、梁5からなる骨組みを仮設した。そして、第1実施形態に示す既存の木造建築物に設置する工法で、図14(A)に示すように、半間の空間6に設置したモデル1と、図14(B)に示すように、2つの空間(1間)にかけて設置したモデル2を形成した。なお、制振装置は、矩形状をなす空間6の一対の対角線において、一方のみに設置し、そのブレース10には予め100kgの張力が加わるように設置した。
そして、図示のように、ブレース10の上端の固定位置近傍から水平方向に段階的に引っ張り力を付加し、骨組みの変形量、ブレース10に加わる張力、および、板バネ25A〜25Cの撓み量を測定した。
モデル1での結果は、図15(A)に示す通りであり、その中でも付加荷重500kgfに示すように、変形量は1/120(25mm)に対して24mmで収まった。また、引っ張り力の付加を解除すると、完全に元の状態に復元することを確認できた。その結果、水平耐力は壁倍率で2.5を確保している。この際、ダンパーの撓み量は1.56mmであり、張力1255kgに対して約4000kg有することを材料試験により確認している。また、ブレース耐力は3600kgである。以上の結果により耐震装置としては2.8倍程度の安全率を有するものであると考えられる。
また、モデル2での結果は、図15(B)に示す通りであり、その中でも付加荷重100kgに示すように、変形量は1/120(25mm)に対して22mmで収まった。また、引っ張り力の付加を解除すると、完全に元の状態に復元することを確認できた。その結果、水平耐力は壁倍率で5.0を確保している。この際、ダンパーの撓み量は1.35mmであり、張力1861kgに対して約4000kg有することを材料試験により確認している。また、ブレース耐力は3600kgである。以上の結果により耐震装置としては2.0倍程度の安全率を有するものであると考えられる。
以上のように、本発明の制振装置は、既存の木造建築物を補強する際に施工が比較的簡単であるばかりでなく、十分な耐震力が得られることが確認できた。因みに、前記2通りの安全率は、ブレース10を板バネ25A〜25Cより低い限界値に設定したため、ブレース10の限界点に依存した結果である。
なお、本発明の建築物の制振装置は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、第1実施形態では、地上第一層のフロアにのみ装着したが、同様に第2層のフロアに設置することも可能である。特に、第2層のフロアに設置する場合には、第2実施形態の構成を選択してもよい。このように、既存および新築を問わず、第1および第2実施形態の構成を組み合わせて設置することも可能である。
また、前記実施形態では、空間6に対して全て一対のブレース10,30をクロスさせてたすき掛け状態として設置したが、1つの空間6には一方のみを張設し、隣接する他の空間6に逆向きに傾斜するように設置してもよい。
さらに、前記実施形態では、木造建築物の補強を目的として説明したが、鉄骨造の建築物であっても同様に適用可能であり、前記と同様の作用および効果を得ることができる。
本発明の第1実施形態の制振装置を示す正面図である。 (A),(B)は図1の固定部材を示す斜視図である。 (A),(B)は図1の装着部材を示す斜視図である。 (A),(B)は図1の他の装着部材を示す斜視図である。 制振装置を設置した建築物に対して水平方向の負荷が加わった場合を示す正面図である。 第2実施形態の制振装置を示す正面図である。 (A),(B)は図6の第1固定部材を示す斜視図である。 (A),(B)は図6の第2固定部材を示す斜視図である。 (A),(B)は図6の装着部材を示す斜視図である。 (A),(B)は図6の位置決め部材を示す斜視図である。 第2実施形態の制振装置を示す正面図である。 板バネの特性を実験した際の組み合わせを示す図表である。 板バネの特性の実験結果を示す図表である。 (A),(B)は制振効果を確認するために実験した形態を示す正面図である。 (A),(B)は図14(A),(B)の実験結果を示す図表である。
符号の説明
1…基礎(水平部材)
2…土台(水平部材)
3…通し柱(垂直部材)
4…管柱(垂直部材)
5…梁(水平部材)
6…空間
10,30…ブレース
11a,11b,31a,31b…線条部材
12,32…ターンバックル
13A,13B,33A,33B,39A,39B…固定部材
17A〜17D,47A,47B…装着部材
25A〜25C,66A〜66C…板バネ
59A,59B…位置決め部材

Claims (7)

  1. 下側に位置する基礎または梁と上側に位置する梁などの水平部材、および、上下の水平部材間に配設した柱などの垂直部材を備えた建築物の制振装置であって、
    それぞれ一対の前記水平部材および垂直部材で囲繞された空間において対角位置にかけて配設するブレースと、
    前記ブレースの一端に配設し、前記水平部材および垂直部材の少なくとも一方に固定する固定部材と、
    前記ブレースの他端に移動可能に配設した板バネと、
    前記ブレースが前記板バネに対して略直交方向に延びるように前記板バネを装着し、前記水平部材および垂直部材の少なくとも一方に固定する装着部材と
    を備えることを特徴とする建築物の制振装置。
  2. 前記ブレースは、ターンバックルを介して連結した一対の線条部材からなり、前記板バネに対して所定の張力が予め加わるように装着するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の建築物の制振装置。
  3. 前記装着部材に、全長が異なる2以上の板バネを配設しており、その全長は、前記ブレースの端部に向けて順次短くなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の建築物の制振装置。
  4. 前記建築物において地上第一層のフロアでは、前記ブレースの下側に配設する固定部材または装着部材を、基礎に固定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の建築物の制振装置。
  5. 前記建築物は二層以上のフロアを有し、下層と上層との境界部分に配設する固定部材または装着部材は、前記垂直部材に固定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の建築物の制振装置。
  6. 前記境界部分の下層と上層に配設した固定部材または装着部材を、垂直方向に延びる棒状部材によって互いに位置決したことを特徴とする請求項5に記載の建築物の制振装置。
  7. 前記固定部材または装着部材を、水平部材に対して所定間隔をもって配設したことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の建築物の制振装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010116779A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 国立大学法人名古屋大学 梁柱架構体の制振装置
CN101338628B (zh) * 2008-06-05 2011-08-10 张昌茂 装配式抗震活动房
KR101070257B1 (ko) * 2008-08-08 2011-10-06 한국건설기술연구원 건축 구조물의 가새형 내진 보강구조
JP2013227854A (ja) * 2012-03-29 2013-11-07 Sanwa Shutter Corp 建築用シャッター装置における巻取りドラムの抜出し防止装置
JP6101991B1 (ja) * 2016-09-12 2017-03-29 良市 倉持 耐震補強具および戸建て住宅用建築物の耐震構造

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129411U (ja) * 1980-02-29 1981-10-01
JPS5726505U (ja) * 1980-07-19 1982-02-12
JPS5823903U (ja) * 1981-08-11 1983-02-15
JPH0285445A (en) * 1988-09-20 1990-03-26 Ichiro Nagao Fixture and method for assembling framework wall panel of wood structure
JPH1082203A (ja) * 1996-09-10 1998-03-31 Arai Gumi Ltd 建物の制振装置
JP2004060254A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Panahome Corp ブレースユニットの取付け構造
JP2005098098A (ja) * 2003-09-04 2005-04-14 Masao Hayashi 家屋の地震耐震機構及びその振動吸収装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129411U (ja) * 1980-02-29 1981-10-01
JPS5726505U (ja) * 1980-07-19 1982-02-12
JPS5823903U (ja) * 1981-08-11 1983-02-15
JPH0285445A (en) * 1988-09-20 1990-03-26 Ichiro Nagao Fixture and method for assembling framework wall panel of wood structure
JPH1082203A (ja) * 1996-09-10 1998-03-31 Arai Gumi Ltd 建物の制振装置
JP2004060254A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Panahome Corp ブレースユニットの取付け構造
JP2005098098A (ja) * 2003-09-04 2005-04-14 Masao Hayashi 家屋の地震耐震機構及びその振動吸収装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101338628B (zh) * 2008-06-05 2011-08-10 张昌茂 装配式抗震活动房
KR101070257B1 (ko) * 2008-08-08 2011-10-06 한국건설기술연구원 건축 구조물의 가새형 내진 보강구조
WO2010116779A1 (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 国立大学法人名古屋大学 梁柱架構体の制振装置
US8677699B2 (en) 2009-03-30 2014-03-25 National University Corporation Nagoya University Vibration control device for beam-and-column frame
JP5515100B2 (ja) * 2009-03-30 2014-06-11 国立大学法人名古屋大学 梁柱架構体の制振装置
JP2013227854A (ja) * 2012-03-29 2013-11-07 Sanwa Shutter Corp 建築用シャッター装置における巻取りドラムの抜出し防止装置
JP6101991B1 (ja) * 2016-09-12 2017-03-29 良市 倉持 耐震補強具および戸建て住宅用建築物の耐震構造

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