JP2011017153A - 制振構造及び制振パネル - Google Patents

Abstract

【課題】建物の変形が小さくても弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させ、制振効率の高い制振構造及び制振パネルを提供する。
【解決手段】下梁（土台）２に固定され、下梁から上梁３に向かって鉛直方向に突出する第１部材６と、第１部材と高減衰ゴム９を挟んで重合される第２部材７と、第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の柱４の各々に回動可能に結合される第３部材８とを備え、下梁が上梁に対して相対移動すると、第１部材と第２部材、及び第２部材と第３部材とが各々相対回転移動し、高減衰ゴムが２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受ける制振構造１等。この制振構造を有する建物等に地震等の外力が加わると、第１部材に対して第２部材が相対回転移動し、高減衰ゴムの変形を増幅させることができ、建物の変形が小さくとも高減衰ゴムを効果的に機能させ、木造軸組工法等で、低コストで、効率的な制振が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の制振技術に関し、特に、在来工法である木造軸組工法、及び２Ｘ４工法等の枠組壁工法による木造建築物等の制振を行う制振構造及び制振パネルに関する。

従来、強風や地震等による木造建築物等の揺れを抑えるため、種々の制振構造が提案されている。例えば、図７に示す制振構造７０は、いわゆるダイヤモンド型の制振構造であって、２つのＶ字状に形成された制振構造体７１を相対向する位置に上下逆になるように配置して形成される。下方の制振構造体７１は、土台７５に固定される制振ダンパー７２と、制振ダンパー７２に回動自在に固定された２本の筋かい７３と、２本の筋かい７３を回動自在に保持しながら柱７６に固定される２つの固定金物７４とで構成される。また、上方の制振構造体７１についても、上記と同様の構成を有する。

図８（ａ）は、図７において土台７５に固定された制振ダンパー７２の一部破断正面図を示し、粘弾性体８３（８３Ａ〜８３Ｄ）を視認し易くするため、黒塗りで示す。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＤ−Ｄ線断面図であるが、図８（ａ）の破断部分も破断していないものとして描いている。

図８に示すように、制振ダンパー７２は、第１板状部８１ａ、第２板状部８１ｂ及び第３板状部８１ｃを有し、土台７５に図示しないボルトで固定される第１部材８１と、第１スライド部８２ａ及び第２スライド部８２ｂを有する第２部材８２と、第１板状部８１ａの下面と第１スライド部８２ａの上面に各々固定される第１粘弾性体８３Ａと、第１スライド部８２ａの下面と第２板状部８１ｂの上面に各々固定される第２粘弾性体８３Ｂと、第２板状部８１ｂの下面と第２スライド部８２ｂの上面に各々固定される第３粘弾性体８３Ｃと、第２スライド部８２ｂの下面と第３板状部８１ｃの上面に各々固定される第４粘弾性体８３Ｄとで構成される。

上記構成により、制振構造７０を用いた建物に地震等の外力が矢印Ｘ方向に加わると、図７及び図８において、外力の入力方向に移動する土台７５の移動に伴って第１部材８１も同一方向に移動する。一方、第２部材８２は、粘弾性体８３を介して第１部材８１に固定されているため、外力の入力方向には移動せず、粘弾性体８３が７〜８℃の熱を放出しながら弾性変形して地震等の外力を吸収し、制振機能を発揮する。

しかし、上記従来の制振構造７０は、筋かいの端部の動き以上に粘弾性体８３（８３Ａ〜８３Ｄ）を変形させることができないため、効率が悪く、筋かいの端部の変形、すなわち建物の変形が大きくならないと、粘弾性体８３が十分に機能しないという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の制振構造における問題点に鑑みてなされたものであって、建物の変形が小さくても、弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、制振効率の高い制振構造及び制振パネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、制振構造であって、下梁に固定され、該下梁から上梁に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、前記下梁が前記上梁に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。

そして、本発明によれば、該制振構造を有する建物等に地震等の外力が加わると、第１部材に対して第２部材が相対回転移動するため、弾性体又は粘弾性体の変形を増幅させることができ、建物の変形が小さくとも弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができる。これにより、例えば、在来工法である木造軸組工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

また、本発明は、制振構造であって、上梁に固定され、該上梁から下梁に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、前記上梁が前記下梁に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、該制振構造を有する建物等に地震等の外力が加わると、弾性体又は粘弾性体の変形を増幅させることができ、建物の変形が小さくとも弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、在来工法である木造軸組工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

さらに、本発明は、制振構造であって、隣接する２本の柱のいずれか一方に固定され、該一方の柱から他方の柱に向かって水平方向に突出する第１部材と、該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、上梁及び下梁の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、前記一方の柱が前記他方の柱に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、該制振構造を有する建物等に地震等の外力が加わった場合には、建物の変形が小さくとも弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、在来工法である木造軸組工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

また、本発明は、制振パネルであって、下繋ぎ材に固定され、該下繋ぎ材から上繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の間柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、前記下繋ぎ材が前記上繋ぎ材に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。

本発明によれば、該制振パネルを用いた建物等に地震等の外力が加わると、第１部材に対して第２部材が相対回転移動するため、弾性体又は粘弾性体の変形を増幅させることができ、建物の変形が小さくとも弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができる。これにより、例えば、２Ｘ４工法等の枠組壁工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

さらに、本発明は、制振パネルであって、上繋ぎ材に固定され、該上繋ぎ材から下繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の間柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、前記上繋ぎ材が前記下繋ぎ材に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、該制振パネルを用いた建物等に地震等の外力が加わると、弾性体又は粘弾性体の変形を増幅させることができ、建物の変形が小さくとも弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、２Ｘ４工法等の枠組壁工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

また、本発明は、制振パネルであって、隣接する２本の間柱のいずれか一方に固定され、該一方の間柱から他方の間柱に向かって水平方向に突出する第１部材と、該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、上繋ぎ材及び下繋ぎ材の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、前記一方の間柱が前記他方の間柱に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、該制振パネルを用いた建物等に地震等の外力が加わると、弾性体又は粘弾性体の変形を増幅させることができ、建物の変形が小さくとも弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、２Ｘ４工法等の枠組壁工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、建物の変形が小さくても、弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、制振効率の高い制振構造及び制振パネルを提供することが可能となる。

本発明にかかる制振構造の第１の実施形態を示す全体図である。 図１の制振構造を構成する下方の第３部材の下端部を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部破断側面図である。 図１の制振構造を構成する固定金具及びその近傍を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部破断側面図である。 図２の第３部材の下端部の変形状態の説明図である。 本発明にかかる制振構造の第２の実施形態を示す全体図である。 本発明にかかる制振構造の第３の実施形態を示す全体図である。 従来の制振構造の一例を示す全体図である。 図７の制振構造を構成する制振ダンパー及びその近傍を示す図であって、（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は側面図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図４は、本発明にかかる制振構造の第１の実施の形態を示し、この制振構造１は、２つの制振構造体５（５Ａ、５Ｂ）を相対向する位置に上下逆になるように配置して形成される。

下方の制振構造体５Ａは、土台２に固定されて上方に突出する第１部材６（６Ａ、６Ｂ）と、第１部材６に貼着される弾性体としての高減衰ゴム９（９Ａ、９Ｂ）と、高減衰ゴム９を挟んで第１部材６と重合される第２部材７（７Ａ、７Ｂ）と、第２部材７と１点で回動可能に結合されるとともに、固定金具１０（１０Ａ、１０Ｂ）を介して隣接する２本の柱４（４Ａ、４Ｂ）の各々に回動可能に結合される第３部材８等で構成される。また、上方の制振構造体５Ｂについても、上記と同様の構成を有する。

第１部材６は、金属製で正面視台形状、側面視Ｌ字状に形成され、釘１７によって土台２の上面に固定される。高減衰ゴム９は、矩形板状に形成され、第１部材６と第２部材７との間に貼着される。第２部材７は、金属製で板状に形成され、下部に高減衰ゴム９が貼着され、上部は、ボルト１２、ナット１３によって第３部材８に締結される。

第３部材８は、構造用合板で逆三角形状に形成され、下端部に貼着した鉄板等の補強板８ａがボルト１２、ナット１３によって第２部材７に締結され、上部左右端部に貼着した鉄板等の補強板８ｂ、８ｃが各々ボルト１８（１８Ａ、１８Ｂ）等を介して固定金具１０に締結される。

固定金具１０は、図３に示すように、基部１０ａが柱４に釘２１によって固定され、第３部材８の補強板８ｂで補強された端部がボルト１８及びナット１９によって固定金具１０に回動可能に固定される。

上記構成を有する制振構造１において、図１及び図２（ａ）に示す土台２に地震等により矢印Ｘ方向の力が加わると、図４に示すように、土台２の水平方向への移動に伴い、第２部材７は、回転軸Ｏを中心に第３部材８に対して相対的に回転するとともに、第１部材６に対しても矢印Ｙ方向に相対回転する。これにより、各々の高減衰ゴム９は、２つの鉛直面を作用面とする水平方向のせん断力に加え、前記２つの鉛直面を作用面とし、鉛直面に対して垂直な軸線回りのせん断力を受け、制振構造１を備えた建物の変形が小さくても、高減衰ゴム９を効果的に機能させ、制振効果を発揮する。

尚、上記実施の形態においては、高減衰ゴム９を用いて本発明にかかる制振構造を構成したが、高減衰ゴムに代えて、高分子フィルム等の粘弾性体、弾性体としての通常のゴムを用いることもできる。

また、上記実施の形態においては、本発明にかかる制振構造を、土台２と上梁３との間に適用した場合について説明したが、土台２と上梁３との間以外にも、建物の２階以上の上下梁の間に適用することもできる。

さらに、図５に示すように、図２に示した制振構造体５Ａを構成する第１部材６、第２部材７、高減衰ゴム９及び固定金具１０を備え、第１部材６を土台２に固定し、第３部材８と平面形状のみ異なり同様の構成を有する第３部材３８を第２部材７に回動自在に装着し、第３部材３８を回動自在に保持しながら柱４（４Ａ、４Ｂ）に固定するための２つの固定金具１０（１０Ａ、１０Ｂ）とを備える制振構造体３５を備えた制振構造３１とすることもでき、このような構成によっても、制振構造体３５が上記制振構造体５Ａと同様に動作し、制振構造３１を備えた建物の変形が小さくても、高減衰ゴム９を効果的に機能させることができる。

また、図６に示すように、図２に示した制振構造体５Ａを構成する第１部材６、第２部材７、高減衰ゴム９及び固定金具１０を備え、第１部材６を隣接する柱の一方４Ａに固定し、第３部材８と平面形状のみ異なり同様の構成を有する第３部材４８を第２部材７に回動自在に装着し、２つの固定金具１０によって第３部材４８を回動自在に保持しながら土台２及び上梁３に固定した制振構造体４５を備えた制振構造４１とすることもでき、このような構成によっても、制振構造体４５が上記制振構造体５Ａと同様に動作し、制振構造４１を備えた建物の変形が小さくても、高減衰ゴム９を効果的に機能させることができる。

尚、上記実施の形態においては、本発明にかかる制振構造を木造軸組工法に適用した場合を例にとって説明したが、図１、図５及び図６において、隣接する２本の柱４を間柱に、土台２及び上梁３を上下繋ぎ材に代えることにより、制振構造１、３１、４１を枠組壁工法に適用し、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能な制振パネルを構成することもできる。

１ 制振構造
２ 土台
３ 上梁
４（４Ａ、４Ｂ） 柱
５（５Ａ、５Ｂ） 制振構造体
６（６Ａ、６Ｂ） 第１部材
７（７Ａ、７Ｂ） 第２部材
８ 第３部材
８ａ〜８ｃ 補強板
９（９Ａ、９Ｂ） 高減衰ゴム
１０（１０Ａ、１０Ｂ） 固定金具
１０ａ 基部
１０ｂ 立設部
１２ ボルト
１３ ナット
１７ 釘
１８（１８Ａ、１８Ｂ） ボルト
１９ ナット
２１ 釘
３１ 制振構造
３５ 制振構造体
３８ 第３部材
４１ 制振構造
４５ 制振構造体
４８ 第３部材

Claims (6)

1. 下梁に固定され、該下梁から上梁に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、
   該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、
   該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、
   前記下梁が前記上梁に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振構造。
2. 上梁に固定され、該上梁から下梁に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、
   該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、
   該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、
   前記上梁が前記下梁に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振構造。
3. 隣接する２本の柱のいずれか一方に固定され、該一方の柱から他方の柱に向かって水平方向に突出する第１部材と、
   該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、
   該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、上梁及び下梁の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、
   前記一方の柱が前記他方の柱に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振構造。
4. 下繋ぎ材に固定され、該下繋ぎ材から上繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、
   該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、
   該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の間柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、
   前記下繋ぎ材が前記上繋ぎ材に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振パネル。
5. 上繋ぎ材に固定され、該上繋ぎ材から下繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する第１部材と、
   該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、
   該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、隣接する２本の間柱の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、
   前記上繋ぎ材が前記下繋ぎ材に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振パネル。
6. 隣接する２本の間柱のいずれか一方に固定され、該一方の間柱から他方の間柱に向かって水平方向に突出する第１部材と、
   該第１部材と弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２部材と、
   該第２部材と１点で回動可能に結合されるとともに、上繋ぎ材及び下繋ぎ材の各々に回動可能に結合される第３部材とを備え、
   前記一方の間柱が前記他方の間柱に対して相対移動すると、前記第１部材と前記第２部材、及び前記第２部材と前記第３部材とが各々相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振パネル。

Images