JP2010112077A - 構造物の制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】履歴ダンパーへの軸力を低減し、履歴ダンパーの性能低下を防止するとともに、建て方の工程管理を容易にした構造物の制振装置を提供する。
【解決手段】上下に対向する上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂを有し、上梁部材１２ａから下方に上支持部材１３ａを突設し、下梁部材１２ｂから上方に下支持部材１３ｂを突設する。上支持部材１３ａの下端と下支持部１３ｂの上端との間に、上梁部材１２ａと下梁部１２ｂの延在方向において上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の相対変位で生じる剪断力で塑性変形することにより制振機能を発揮する履歴ダンパー１５を配設してなる構造物の制振装置において、上支持部材１３ａの下端と履歴ダンパー１５の下端との間に、前記剪断力を履歴ダンパー１５に全て伝達し、かつ上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの上下方向の相対変位を吸収する変位吸収機構１６を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の上下階の梁部材間などに設置して使用される構造物の制振装置に関し、特に鉄骨構造の構造物において、これに入力される振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するようにした制振装置の改良に関する。

近年、構造物の振動応答を制御して地震による構造物の揺れを積極的に低減し、構造物に付加された機能が維持されるようにした制振構造付きの構造物が普及してきている。
このような制振構造には、免震構造や制振構造などがあり、エネルギ吸収機構は、履歴減衰機構、摩擦減衰機構および粘性減衰機構などに分類される。このうち、履歴減衰機構は、これを構成する履歴減衰部材が地震時等における水平方向に振動によって塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮するものである（特許文献１参照）。

従来の制振装置について、図１３を参照して説明する。
図１３に示す制振装置は、間柱タイプのもので、建物の躯体を構成する上下階の梁部材１ａ，１ｂ間に差し渡し状態に設置して使用される。
この間柱タイプの制振装置は、上階の上梁部材１ａに上端が一体的に接合された上支持部材２ａと、下階の下梁部材１ｂに下端が一体的に接合された下支持部材２ｂと、これら上部支持部材２ａと下支持部材２ｂとの間に直列に配設された履歴ダンパー（パネルダンパー）３とから構成されている。
なお、図１３において、４は下梁部材１ｂ上に敷設されたスラブ、５は上支持部材２ａの高力ボルトであり、６は下支持部材２ｂの高力ボルトである。
このような間柱タイプの制振装置において、構造物に振動が入力されることで上梁部材１ａと下梁部材１ｂとの間に生じる水平方向の相対変位で生じた図１３の矢印Ｘに示す剪断力（または矢印Ｘと逆向きの剪断力）が履歴ダンパー３に加わると、履歴ダンパー３は塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮する。なお、地震時における上支持部材および下支持部材の変形は、これらが有する弾性範囲内にとどまる。
特開２００５−３１４９１７号公報

上記のような間柱タイプの制振装置に使用される履歴ダンパー３は、施工時に特段の対策を講じなければ、上階の重量が履歴ダンパー３に伝達され、履歴ダンパー３に圧縮力が生じる。また、施工後に建物の躯体を構成する柱部材がクリープ変形し、柱部材が負担していた圧縮力の一部が制振部材である履歴ダンパー３に移ることも考えられる。さらに、地震時の変形により制振部材である履歴ダンパー３に軸力が加わる。すなわち、図１４に示すように、地震時に建物全体が曲げ力を受け、例えば、建物の一方の側に圧縮力が作用に、他方の側に引っ張り力が作用すると、これに対応して履歴ダンパー３に圧縮方向および引っ張り方向の軸力が加わる。

ところで、履歴ダンパーに大きな圧縮力や引張力などの軸力が加わると、累積塑性変形能力などの性能が低下することが報告されている。そのため、履歴ダンパーに加わる上下方向の軸力について対策が必要となる。
履歴ダンパーに圧縮力が生じないようにするため、上階の施工が終了するまで図1３に示した上支持部材２ａの高力ボルト５の締付けをしないという方法が用いられる。そして、上階の施工が終了し、上階の重量を柱部材が支持した状態で高力ボルト５の締め付けを行うことにより、履歴ダンパーに軸力が生じることを防ぐことができる。
しかしながら、高力ボルトの締付けが残工事として残り、制振部材周囲の仕上げ工事ができなくなるため、工程管理上問題となることが多い。また、この方法では柱部材のクリープ変形や地震時の変形による履歴ダンパーへの軸力を低減することはできないという問題がある。

本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、履歴ダンパーへの軸力を低減し、履歴ダンパーの性能低下を防止するとともに、建て方の工程管理を容易にした構造物の制振装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、上下に対向する上梁部材および下梁部材と、前記上梁部材から下方に突設された上支持部材と、前記下梁部材から上方に突設された下支持部材と、前記上支持部材の下端と前記下支持部の上端との間に設けられ前記上梁部材と前記下梁部の延在方向において前記上梁部材と前記下梁部材間の相対変位で生じる剪断力で塑性変形して制振機能を発揮する履歴ダンパーと、を備える構造物の制振装置であって、前記上支持部材の下端と前記履歴ダンパーの上端との間、または、前記下支持部材の上端と前記履歴ダンパーの下端との間に、前記剪断力を前記履歴ダンパーに全て伝達しかつ前記上梁部材と前記下梁部材の上下方向の相対変位を吸収する変位吸収機構が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる構造物の制振装置においては、履歴ダンパーと下支持部材との間に、剪断力を履歴ダンパーに伝達し、かつ上梁部材と下梁部材の上下方向の相対変位を吸収する変位吸収機構を設けたので、履歴ダンパーに軸力が生ぜず、履歴ダンパーの性能低下を防ぐことができる。さらに、従来のような高力ボルトの締付けを上階の施工後にするなどの対策も不要になり、残工事が減るなど建て方の工程管理が容易になり、クリープ変形や地震時の変形による履歴ダンパーへの軸力を低減することができる。

以下、本発明にかかる構造物制振装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明にかかる制振装置を建物の躯体を構成する間柱に適用した場合の一例を示す間柱型制振装置の全体の正面図、図２は図１の右側面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う横断平面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う平面図である。

制振を行う建物は、図１に示すように、複数の柱部材１１と複数の梁部材１２とから構成された鉄骨ラーメン構造物からなり、間柱タイプの制振装置１０は上下方向に間隔をおいて水平方向に平行に配設された上階の梁部材１２ａ（以下、上梁部材という）と下階の梁部材１２ｂ（以下、下梁部材という）との間に配設される。

間柱タイプの制振装置１０は、図１及び図２に示すように、上梁部材１２ａの延在方向（図１の矢印Ｘ方向）の中間部に垂下状態に接合された上支持部材１３ａと、下梁部材１２ｂの延在方向（図１の矢印Ｘ方向）の中間部に鉛直に接合された下支持部材１３ｂと、上支持部材１３ａと下支持部材１３ｂとの間に位置して上支持部材１３ａの下端に結合フランジ部１４を介して結合された履歴ダンパー１５と、履歴ダンパー１５の下端と下支持部材１３ｂの上端との間に設けられた変位吸収機構１６とを含んで構成される。
履歴ダンパー１５は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向において上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂとの間の相対変位で生じる剪断力で塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮するものであり、Ｈ型鋼のウェブ部分１５ａに低降伏点の鋼材が接合されたパネルダンパーから構成される。

変位吸収機構１６は、上記剪断力を履歴ダンパー１５に全て伝達し、さらに、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの上下方向（図１の矢印Ｚ方向）及び上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図１の矢印Ｙ方向）の相対変位を吸収するものである。
このような変位吸収機構１６は、図１〜図４に示すように、ダンパー側エンドプレート１６１、支持部材側エンドプレート１６２、ダンパー側板部材１６３、一対の支持部材側板部材１６４を備える。
ダンパー側エンドプレート１６１は、履歴ダンパー１５の下端に上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に延在して設けられている。支持部材側エンドプレート１６２は、ダンパー側エンドプレート１６１に平行にかつ相対向して下支持部材１３ｂの上端に設けられている。ダンパー側板部材１６３は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向におけるダンパー側エンドプレート１６１の下面中央に位置する箇所に下方へ向け突出して設けられ、矩形板状を呈している。一対の支持部材側板部材１６４は、支持部材側エンドプレート１６２から上方へ向け突出して設けられ上梁部材１２ａ、１２ｂの延在方向における支持部材側エンドプレート１６２の両端に上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの上下方向（図１の矢印Ｚ方向）及び上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図１の矢印Ｙ方向）に摺動可能に接触している。そして、支持部材側板部材１６４の外形形状は矩形板状を呈している。

ダンパー側板部材１６３の上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な左右の側壁面１６３ａ、１６３ｂと、一対の支持部材側板部材１６４の上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な側壁面１６４ａとは、図１の矢印Ｚ方向及び矢印Ｙ方向に摺動可能に接触され、さらに、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向である図１の矢印Ｘ方向では、ダンパー側板部材１６３の左右の側壁面１６３ａ、１６３ｃと一対の支持部材側板部材１６４の側壁面１６４ａとが互いに当接し合うことにより、変位吸収機構１６による前記剪断力の履歴ダンパー１５への伝達を、ダンパー側板部材１６３と一対の支持部材側板部材１６４を介して行うように構成されている。
また、ダンパー側板部材１６３の下面と支持部材側エンドプレート１６２の上面との間に隙間１６５ａを形成するとともに支持部材側板部材１６４の上面とダンパー側エンドプレート１６１の下面との間に隙間１６５ｂを形成し、この隙間１６５ｂ、１６５ｂにより上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の上下方向の相対変位を吸収するようになっている。
さらに、変位吸収機構１６は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向、すなわち図１に示す矢印Ｙ方向において上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の図１の矢印Ｙ方向の相対変位も吸収できるように構成されている。

なお、ダンパー側板部材１６３および支持部材側板部材１６４はすみ肉溶接によってそれぞれのダンパー側エンドプレート１６１または支持部材側エンドプレート１６２に接合されている。
また、図１では図示省略したが、上支持部材１３ａおよび下支持部材１３ｂは、図１３に示す従来の制振装置と同様に、高力ボルトにより結合された上下部材から構成されている。また、図１に示す符号１７は下梁部材１２ｂ（または上梁部材１２ａ）上に敷設されたスラブである。
また、建て方時に、隙間形成用のプレートをダンパー側板部材１６３の下面と支持部材側エンドプレート１６２との間に介在しておき、上支持部材１３ａおよび下支持部材１３ｂの高力ボルトが締め付けられた後に上記プレートを抜き取ることで、隙間１６５ａ、１６５ｂを形成することができる。

このような本実施の形態に示す間柱タイプの制振装置１０において、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向である図１の矢印Ｘ方向では、ダンパー側板部材１６３の左右の側壁面１６３ａ、１６３ｂと一対の支持部材側板部材１６４の側壁面１６４ａとが互いに当接し合うことにより、ダンパー側エンドプレート１６１と支持部材側エンドプレート１６２は図１の矢印Ｘに示す上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に相対移動できない構造になっているため、地震により構造物を構成する躯体に図１の矢印Ｘに示す方向の力が作用することにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの間にその延在方向の相対変位が生じると、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の相対変位で生じる剪断力が変位吸収機構１６のダンパー側板部材１６３と一対の支持部材側板部材１６４を介して履歴ダンパー１５に伝達される。これにより、履歴ダンパー１５が塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮する。

また、本実施の形態に示す制振装置１０の変位吸収機構１６では、ダンパー側板部材１６３の下面と支持部材側エンドプレート１６２の上面との間に隙間１６５ａが形成されているとともに下板部材１６４の上面とダンパー側エンドプレート１６１の下面との間にも隙間１６５ｂが形成されているため、床の振動などよって上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂとの間に生じる図１の矢印Ｚに示す上下方向の相対変位は、ダンパー側エンドプレート１６１と支持部材側エンドプレート１６２とが隙間１６５ａ、１６５ｂを介して上下方向に相対移動することで吸収できる。これにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の上下方向の相対変位で生じる履歴ダンパー１５への軸力を低減することができるとともに柱部材のクリープ変形を防止できる。
さらに、本実施の形態に示す制振装置１０の変位吸収機構１６においては、ダンパー側エンドプレート１６１と支持部材側エンドプレート１６２とがダンパー側板部材１６３の左右の両側壁面１６３ａ、１６３ｂと支持部材側板部材１６４の側壁面１６４ａとの摺動可能な接触面に沿って上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図１の矢印Ｙ方向）に相対移動できる構造になっているため、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間に生じる矢印Ｙ方向の相対変位も吸収することができる。これにより、矢印Ｙ方向の相対変位で生じる履歴ダンパー１５への力を低減できる。

（実施の形態２）
図５は本発明にかかる制振装置を建物の躯体を構成する間柱に適用した場合の他の例を示す間柱型制振装置の全体の正面図、図６は図５の右側面図、図７は図１のＣ−Ｃ線に沿う横断平面図、図８は図５の縦断正面図である。

この図５に示す制振用の建物は、図１に示す場合と同様に、複数の柱部材１１と複数の梁部材１２とから構成された鉄骨ラーメン構造物からなり、間柱タイプの制振装置２０は上下方向に間隔をおいて水平方向に平行に配設された上階の梁部材１２ａ（以下、上梁部材という）と下階の梁部材１２ｂ（以下、下梁部材という）との間に配設される。

間柱タイプの制振装置２０は、図５及び図６に示すように、上梁部材１２ａの水平方向の中間部に垂下状態に接合された上支持部材２３ａと、下梁部材１２ｂの水平方向の中間部に鉛直に接合された下支持部材２３ｂと、上支持部材２３ａと下支持部材２３ｂとの間に位置して上支持部材２３ａの下端に結合フランジ部２４を介して結合された履歴ダンパー２５と、履歴ダンパー２５の下端と下支持部材２３ｂの上端との間に設けられた変位吸収機構２６とを含んで構成される。
履歴ダンパー２５は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向において上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂとの間の相対変位で生じる剪断力で塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮するものであり、Ｈ型鋼のウェブ部分２５ａに低降伏点の鋼材が接合されたパネルダンパーから構成される。

変位吸収機構２６は、上記剪断力を履歴ダンパー２５に全て伝達し、さらに、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの上下方向（図５の矢印Ｚ方向）及び上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図５の矢印Ｙ方向）の相対変位を吸収するものである。
このような変位吸収機構２６は、図５〜図８に示すように、ダンパー側エンドプレート２６１、支持部材側エンドプレート２６２、ダンパー側角型鋼管部材２６３、支持部材側角型鋼管部材２６４を備える。
ダンパー側エンドプレート２６１は、履歴ダンパー２５の下端に上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に延在して設けられている。支持部材側エンドプレート２６２は、ダンパー側エンドプレート２６１に平行にかつ相対向して下支持部材１３ｂの上端に設けられている。ダンパー側角型鋼管部材２６３は、ダンパー側エンドプレート２６１の下面で上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向の中央に位置する箇所に下方に向け突出して設けられている。支持部材側角型鋼管部材２６４は、支持部材側エンドプレート２６２の上面から上方に向け突出して設けられ、ダンパー側角型鋼管部材２６３が挿入される、または、ダンパー側角型鋼管部材２６３の外周囲を覆うように構成されている。

ダンパー側角型鋼管部材２６３は、図５〜図８に示すように、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図５の矢印Ｙ方向）に延在する左右の側壁２６３ａ、２６３ｃと、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と平行な方向に延在する前後の側壁２６３ｂ、２６３ｄを有する。
また、支持部材側角型鋼管部材２６４は、図５〜図８に示すように、ダンパー側角型鋼管部材２６３の左右の側壁２６３ａ、２６３ｃと前後の側壁２６３ｂ、２６３ｄのそれぞれに外方から正対する左右の側壁２６４ａ、２６４ｃと前後の側壁２６４ｂ、２６４ｄを有しており、この側壁２６４ａ〜２６４ｄのうち、左右の側壁２６４ａ、２６４ｃはダンパー側角型鋼管部材２６３の左右の側壁２６３ａ、２６３ｃと上下方向（図５の矢印Ｚ方向）及び上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図５の矢印Ｙ方向）に摺動可能に接触し、さらに、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向である図５の矢印Ｘ方向では、ダンパー側角型鋼管部材２６３の左右の側壁面２６３ａ、２６３ｃと支持部材側角型鋼管部材２６４の左右の側壁２６４ａ、２６４ｃとが互いに当接し合うことにより、変位吸収機構２６による前記剪断力の履歴ダンパー２５への伝達を、ダンパー側角型鋼管部材２６３と支持部材側角型鋼管部材２６４を介して行うように構成されている。

また、ダンパー側角型鋼管部材２６３の下端と支持部材側エンドプレート２６２の上面との間に隙間２６５ａが形成されているとともに支持部材側角型鋼管部材２６４の上端とダンパー側エンドプレート２６１の下面との間に隙間２６５ｂが形成され、これら隙間２６５ｂ、２６５ｂを介して上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の上下方向の相対変位を吸収するようになっている。
さらに、支持部材側角型鋼管部材２６４の前後の側壁２６４ｂ、２６４ｄと、これらに正対するダンパー側角型鋼管部材２６３の前後の側壁２６３ｂ、２６３ｄとの間にはそれぞれ隙間２６６ａ，２６６ｂされている。これにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図５の矢印Ｙ方向）において上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の矢印Ｙ方向の相対変位も吸収するようになっている。

なお、ダンパー側角型鋼管部材２６３および支持部材側角型鋼管部材２６４はすみ肉溶接によってそれぞれのダンパー側エンドプレート２６１または支持部材側エンドプレート２６２に接合されている。
また、図５では図示省略したが、上支持部材１３ａおよび下支持部材１３ｂは、図１３に示す従来の制振装置と同様に、高力ボルトにより結合された上下部材から構成されている。また、図５に示す符号１７は下梁部材１２ｂ（または上梁部材１２ａ）上に敷設されたスラブである。
また、建て方時に、隙間形成用のプレートを支持部材側角型鋼管部材２６４の上端とダンパー側エンドプレート２６１との間に介在しておき、上支持部材１３ａおよび下支持部材１３ｂの高力ボルトが締め付けられた後に上記プレートを抜き取ることで、隙間２６５ａ，２６５ｂを形成することができる。

このような本実施の形態に示す間柱タイプの制振装置２０において、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向である図５の矢印Ｘ方向では、ダンパー側角型鋼管部材２６３の左右の側壁２６３ａ、２６３ｃと支持部材側角型鋼管部材２６４の左右の側壁２６４ａ、２６４ｃとが互いに当接し合うことにより、ダンパー側エンドプレート２６１と支持部材側エンドプレート２６２は図５の矢印Ｘに示す上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に相対移動できない構造になっているため、地震により構造物を構成する躯体に図５の矢印Ｘに示す方向の力が作用することにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの間にその延在方向の相対変位が生じると、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の相対変位で生じる剪断力が変位吸収機構１６のダンパー側角型鋼管部材２６３と支持部材側角型鋼管部材２６４を介して履歴ダンパー２５に伝達される。これにより、履歴ダンパー２５が塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮する。

また、本実施の形態に示す制振装置２０の変位吸収機構２６では、支持部材側角型鋼管部材２６４の上端とダンパー側エンドプレート２６１の下面との間に隙間２６５ｂが形成されているとともにダンパー側角型鋼管部材２６３の下端と支持部材側エンドプレート２６２の上面との間にも隙間２６５ａが形成されているため、床の振動などよって上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂとの間に生じる図５の矢印Ｚに示す上下方向の相対変位は、ダンパー側エンドプレート２６１と支持部材側エンドプレート２６２とが隙間２６５ａ、２６５ｂを介して上下方向に相対移動することで吸収できる。これにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の上下方向の相対変位で生じる履歴ダンパー２５への軸力を低減することができるとともに柱部材のクリープ変形を防止できる。
さらに、本実施の形態に示す制振装置２０の変位吸収機構２６においては、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と平行な支持部材側角型鋼管部材２６４の前後の側壁２６４ｂ、２６４ｄとダンパー側角型鋼管部材２６３の前後の側壁２６３ｂ、２６３ｄとの間にそれぞれ隙間２６６ａ，２６６ｂが設けられているため、この隙間に相当する分、ダンパー側エンドプレート２６１と支持部材側エンドプレート２６２とが互いに摺動可能に接触する側壁に沿って上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図５の矢印Ｙに示す方向）に相対移動させることができる。このため、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間に生じる矢印Ｙ方向の相対変位も吸収でき、矢印Ｙ方向の相対変位で生じる履歴ダンパー２５への力を低減できる。

（実施の形態３）
図９は本発明にかかる制振装置を建物の躯体を構成する間柱に適用した場合の更に他の一例を示す間柱型制振装置の全体の正面図、図１０は図９の右側面図、図１１は図９のＤ−Ｄ線に沿う平面図、図１２は図９のＥ−Ｅ線に沿う平面図である。

この図９に示す制振用の建物は、図１に示す場合と同様に、複数の柱部材１１と複数の梁部材１２とから構成された鉄骨ラーメン構造物からなり、間柱タイプの制振装置３０は上下方向に間隔をおいて水平方向に平行に配設された上階の梁部材１２ａ（以下、上梁部材という）と下階の梁部材１２ｂ（以下、下梁部材という）との間に配設される。

間柱タイプの制振装置３０は、図９及び図１０に示すように、上梁部材１２ａの延在方向の中間部に垂下状態に接合された上支持部材１３ａと、下梁部材１２ｂの水平方向の中間部に鉛直に接合された下支持部材１３ｂと、上支持部材１３ａと下支持部材１３ｂとの間に位置して上支持部材１３ａの下端に結合フランジ部３４を介して結合された履歴ダンパー３５と、履歴ダンパー３５の下端と下支持部材１３ｂの上端との間に設けられた変位吸収機構３６とを含んで構成される。
履歴ダンパー３５は、構造物の水平方向で上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂとの間の相対変位で生じる剪断力で塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮するものであり、Ｈ型鋼のウェブ部分３５ａに低降伏点の鋼材が接合されたパネルダンパーから構成される。

変位吸収機構３６は、上記剪断力を履歴ダンパー３５に全て伝達し、さらに、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの上下方向（図９の矢印Ｚ方向）及び上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図９の矢印Ｙ方向）の相対変位をも吸収するものである。
このような変位吸収機構３６は、図９〜図１２に示すように、ダンパー側エンドプレート３６１、支持部材側エンドプレート３６２、ダンパー側形鋼部材３６３、一対の支持部材側形鋼部材３６４を備える。
ダンパー側エンドプレート３６１は、履歴ダンパー３５の下端に上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に延在して設けられている。支持部材側エンドプレート３６２は、ダンパー側エンドプレート３６１に平行にかつ相対向して下支持部材１３ｂの上端に設けられている。ダンパー側形鋼部材３６３は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向におけるダンパー側エンドプレート３６１の下面中央に位置する箇所に下方に向け突出して設けられている。また、ダンパー側形鋼部材３６３は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に延在して設けたウェブ３６３ａと、このウェブ３６３ａの両端に直角に設けた左右のフランジ３６３ｂ，３６３ｃを有している。
一対の支持部材側形鋼部材３６４は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向におけるダンパー側エンドプレート３６１の両端に上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの上下方向（図９の矢印Ｚ方向）及び上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図９の矢印Ｙ方向）に摺動可能に接触している。また、一対の支持部材側形鋼部材３６４は、ダンパー側形鋼部材３６３の左右のフランジ３６３b，３６３ｃと正対するフランジ３６４ａを有している。

また、ダンパー側エンドプレート３６３の先端と支持部材側形鋼部材３６４の上面との間に隙間３６５ａが形成されているとともに支持部材側形鋼部材３６４の先端とダンパー側エンドプレート３６３の下面との間に隙間３６５ｂが形成されている。この隙間３６５ａ、３６５ｂにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の上下方向の相対変位を吸収するようになっている。
さらに、変位吸収機構３６は、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向、すなわち図９に示す矢印Ｙ方向において上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の矢印Ｙ方向の相対変位も吸収できるように構成されている。これは、ダンパー側形鋼部材３６３のフランジ３６３ｂ，３６３ｃと支持部材側形鋼部材３６４のフランジ３６４ａとが図９に示す矢印Ｙ方向に相対的に摺動することで可能となる。

なお、ダンパー側形鋼部材３６３および支持部材側形鋼部材３６４はすみ肉溶接によってそれぞれのダンパー側エンドプレート３６１または支持部材側エンドプレート３６２に接合されている。
また、図９では図示省略したが、上支持部材１３ａおよび下支持部材１３ｂは、図１３に示す従来の制振装置と同様に、高力ボルトにより結合された上下部材から構成されている。また、図９に示す符号１７は下梁部材１２ｂ（または上梁部材１２ａ）上に敷設されたスラブである。
また、建て方時に、隙間形成用のプレートをダンパー側形鋼部材３６３の下端と支持部材側エンドプレート３６２との間に介在しておき、上支持部材１３ａおよび下支持部材１３ｂの高力ボルトが締め付けられた後に上記プレートを抜き取ることで、隙間３６５ａ、３６５ｂを形成することができる。

このような本実施の形態に示す間柱タイプの制振装置３０において、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向である図９の矢印Ｘ方向では、ダンパー側形鋼部材３６３の左右のフランジ３６３ａ、３６３ｃと一対の支持部材側形鋼部材３６４のフランジ３６４ａとが互いに当接し合うことにより、ダンパー側エンドプレート３６１と支持部材側エンドプレート３６２は図９の矢印Ｘに示す上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向に相対移動できない構造になっているため、地震により構造物を構成する躯体に図９の矢印Ｘに示す水平方向の力が作用することにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの間に水平方向の相対変位が生じると、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の相対変位で生じる剪断力が変位吸収機構３６のダンパー側形鋼部材３６３と一対の支持部材側形鋼部材３６４を介して履歴ダンパー３５に伝達される。これにより、履歴ダンパー３５が塑性変形し、その履歴減衰効果により制振機能を発揮する。

また、本実施の形態に示す制振装置３０の変位吸収機構３６では、ダンパー側形鋼部材３６３の突出先端と支持部材側形鋼部材３６４との間に隙間３６５ａが形成されているとともに支持部材側形鋼部材３６４の突出先端とダンパー側形鋼部材３６３との間にも隙間３６５ｂが形成されているため、床の振動などよって上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂとの間に生じる図９の矢印Ｚに示す上下方向の相対変位は、ダンパー側エンドプレート３６１と一対の支持部材側エンドプレート３６２とが隙間３６５ａ、３６５ｂを介して上下方向に相対変位することで吸収できる。これにより、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間の上下方向の相対変位で生じる履歴ダンパー３５への軸力を低減することができるとともに柱部材のクリープ変形を防止できる。
さらに、本実施の形態に示す制振装置３０の変位吸収機構３６においては、ダンパー側エンドプレート３６１と支持部材側エンドプレート３６２とがダンパー側形鋼部材３６３のフランジ３６３ｂ，３６３ｃと支持部材側形鋼部材３６４のフランジ３６４ａを介して上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂの延在方向と直角な水平方向（図９の矢印Ｙに示す方向）に相対移動できる構造になっているため、上梁部材１２ａと下梁部材１２ｂ間に生じる矢印Ｙ方向の相対変位も吸収することができる。これにより、矢印Ｙ方向の相対変位で生じる履歴ダンパー１５への力を低減できる。

なお、上記各実施の形態１〜３では、下支持部材の上端と履歴ダンパーの下端との間に変位吸収機構を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、上支持部材の下端と履歴ダンパーの上端との間に変位吸収機構を設けるようにしてもよい。この場合も上記各実施の形態と同様な作用効果が得られる。

本発明にかかる制振装置を建物の躯体を構成する間柱に適用した場合の一例を示す間柱型制振装置の全体の正面図である。 図１の右側面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う横断平面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う平面図である。 本発明にかかる制振装置を建物の躯体を構成する間柱に適用した場合の他の例を示す間柱型制振装置の全体の正面図である。 図５の右側面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿う横断平面図である。 図５の縦断正面図である。 本発明にかかる制振装置を建物の躯体を構成する間柱に適用した場合の更に他の一例を示す間柱型制振装置の全体の正面図である。 図９の右側面図である。 図９のＤ−Ｄ線に沿う平面図である。 図９のＥ−Ｅ線に沿う平面図である。 従来における間柱型制振装置の全体の正面図である。 地震時に履歴ダンパーが受ける軸力の説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０……制振装置、１１……柱部材、１２ａ……上梁部材、１２ｂ……下梁部材、１３ａ……上支持部材、１３ｂ……下支持部材、１５，２５，３５……履歴ダンパー、１６，２６，３６……変位吸収機構。

Claims (8)

1. 上下に対向する上梁部材および下梁部材と、
   前記上梁部材から下方に突設された上支持部材と、
   前記下梁部材から上方に突設された下支持部材と、
   前記上支持部材の下端と前記下支持部の上端との間に設けられ前記上梁部材と前記下梁部の延在方向において前記上梁部材と前記下梁部材間の相対変位で生じる剪断力で塑性変形して制振機能を発揮する履歴ダンパーと、
   を備える構造物の制振装置であって、
   前記上支持部材の下端と前記履歴ダンパーの上端との間、または、前記下支持部材の上端と前記履歴ダンパーの下端との間に、前記剪断力を前記履歴ダンパーに伝達しかつ前記上梁部材と前記下梁部材の上下方向の相対変位を吸収する変位吸収機構が設けられている、
   ことを特徴とする構造物の制振装置。
2. 前記変位吸収機構は、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向において前記上梁部材と前記下梁部材間の相対変位も吸収するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の制振装置。
3. 前記変位吸収機構は、
   前記履歴ダンパーの下端または上端に水平方向に延在して設けられダンパー側エンドプレートと、
   前記ダンパー側エンドプレートに平行にかつ相対向して前記上支持部材の下端または前記下支持部材の上端に設けられた支持部材側エンドプレートと、
   前記ダンパー側エンドプレートから前記支持部材側エンドプレートに向けて突設されたダンパー側板部材と、
   前記支持部材側エンドプレートから前記ダンパー側エンドプレートに向けて突設され前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向における前記ダンパー側板部材の両端に上下方向に摺動可能に接触する一対の支持部材側板部材とを備え、
   前記ダンパー側板部材と前記支持部材側エンドプレートとの間に上下方向の隙間を形成するとともに前記支持部材側板部材と前記ダンパー側エンドプレートとの間に上下方向の隙間を形成し、
   前記変位吸収機構による前記剪断力の前記履歴ダンパーへの伝達は、前記ダンパー側板部材と前記一対の支持部材側板部材とが前記上梁部材と前記下梁部の延在方向に一体に移動することで行われ、
   前記変位吸収機構による前記上梁部材と前記下梁部材の上下方向の相対変位の吸収は、前記ダンパー側板部材と前記一対の支持部材側板部材とが前記隙間を介して上下方向に相対変位することで行われることを特徴とする請求項１または２記載の構造物の制振装置。
4. 前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向における前記ダンパー側板部材の両端と前記一対の支持部材側板部材とは、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向にも摺動可能に接触しており、
   前記変位吸収機構は、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向における前記ダンパー側板部材の両端と前記一対の支持部材側板部材とが前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向に摺動することで、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向の相対変位も吸収することを特徴とする請求項３記載の構造物の制振装置。
5. 前記変位吸収機構は、
   前記履歴ダンパーの下端または上端に水平方向に延在して設けられダンパー側エンドプレートと、
   前記ダンパー側エンドプレートに平行にかつ相対向して前記上支持部材の下端または前記下支持部材の上端に設けられた支持部材側エンドプレートと、
   前記ダンパー側エンドプレートから前記支持部材側エンドプレートに向けて突設されたダンパー側角型鋼管部材と、
   前記支持部材側エンドプレートから前記ダンパー側エンドプレートに向けて突設され前記ダンパー側角型鋼管部材が挿入される、または、前記ダンパー側角型鋼管部材を覆う支持部材側角型鋼管部材とを備え、
   前記ダンパー側角型鋼管部材は前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な方向に延在する左右の側壁を有し、
   前記支持部材側角型鋼管部材は前記ダンパー側角型鋼管部材の左右の側壁と上下方向に摺動可能に接触する側壁を有し、
   前記ダンパー側角型鋼管部材と前記支持部材側エンドプレートとの間に上下方向の隙間を形成するとともに前記支持部材側角型鋼管部材と前記ダンパー側エンドプレートとの間に上下方向の隙間を形成し、
   前記変位吸収機構による前記剪断力の前記履歴ダンパーへの伝達は、前記ダンパー側角型鋼管部材の左右の側壁と前記支持部材側角型鋼管部材の側壁とが前記上梁部材と前記下梁部の延在方向に一体に移動することで行われ、
   前記変位吸収機構による前記上梁部材と前記下梁部材の上下方向の相対変位の吸収は、前記ダンパー側角型鋼管部材の左右の側壁と前記支持部材側角型鋼管部材の側壁とが前記隙間を介して上下方向に相対変位することで行われることを特徴とする請求項１記載の構造物の制振装置。
6. 前記ダンパー側角型鋼管部材の左右の側壁と前記支持部材側角型鋼管部材の側壁とは、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向にも摺動可能に接触しており、
   前記変位吸収機構は、前記ダンパー側角型鋼管部材の左右の側壁と前記支持部材側角型鋼管部材の側壁とが前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向に摺動することで、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向の相対変位も吸収することを特徴とする請求項５記載の構造物の制振装置。
7. 前記変位吸収機構は、
   前記履歴ダンパーの下端または上端に水平方向に延在して設けられダンパー側エンドプレートと、
   前記ダンパー側エンドプレートに平行にかつ相対向して前記上支持部材の下端または前記下支持部材の上端に設けられた支持部材側エンドプレートと、
   前記ダンパー側エンドプレートから前記支持部材側エンドプレートに向けて突設されたダンパー側形鋼部材と、
   前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向における前記ダンパー側形鋼部材の両端に上下方向に摺動可能に接触する一対の支持部材側形鋼部材とを備え、
   前記ダンパー側形鋼部材は前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向に延在するウェブと、ウェブの両端に設けられた左右のフランジを有し、
   前記各支持部材側形鋼部材は前記ダンパー側形鋼部材の左右のフランジと上下方向に摺動可能に接触するフランジを有し、
   前記支持部材側形鋼部材と前記ダンパー側エンドプレートとの間に上下方向の隙間を形成するとともに前記ダンパー側形鋼部材と前記支持部材側エンドプレートとの間に上下方向の隙間を形成し、
   前記変位吸収機構による前記剪断力の前記履歴ダンパーへの伝達は、前記ダンパー側形鋼部材と前記一対の支持部材側形鋼部材とが前記上梁部材と前記下梁部の延在方向に一体に移動することで行われ、
   前記変位吸収機構による前記上梁部材と前記下梁部材の上下方向の相対変位の吸収は、前記ダンパー側エンドプレートと前記一対の支持部材側エンドプレートとが前記隙間を介して上下方向に相対変位することで行われることを特徴とする請求項１記載の構造物の制振装置。
8. 前記ダンパー側形鋼部材の左右のフランジと前記支持部材側形鋼部材のフランジとは、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向にも摺動可能に接触しており、
   前記変位吸収機構は、前記ダンパー側形鋼部材の左右のフランジと前記支持部材側形鋼部材のフランジとが前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向に摺動することで、前記上梁部材と前記下梁部材の延在方向と直角な水平方向の相対変位も吸収することを特徴とする請求項７記載の構造物の制振装置。

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