JP2012219538A - 制振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】架構フレーム内に制振ダンパーを設置するうえでの制約が少なく、架構フレームと制振ダンパーとの間でスムーズな応力伝達がなされる制振構造を提供する。
【解決手段】制振ダンパー３を組み込むべき架構フレームＦにおける上下の梁２の一方を省略してダンパースペース７を確保してそこに制振ダンパー３を設置し、制振ダンパーの一端部を変位伝達機構を介して当該架構フレームの仕口部ｊ１に対して接続するとともに、他端部を隣接している他の架構フレームの仕口部ｊ２に対して接続する。変位伝達機構はＶ形または逆Ｖ形をなすブレース４の頂点部に中央部ブラケット５を接続し、制振ダンパーの一端部を中央部ブラケットに接続し他端部を隣接フレームの仕口部にブラケット６を介して接続する。ダンパースペースの両側にスラブを支持するための小梁９をそれぞれ設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は建物における制振構造に関する。

建物の制振構造として、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるように、地震時における架構フレームの面内層間変形を制振ダンパーにより制御して制振効果を得る構成のものが周知であり、図３にこの種の制振構造の基本構成を示す。

これは、左右の柱１と上下の梁（大梁）２とによる構成される矩形枠状の１スパン１層分の架構フレームＦ内に、オイルダンパー等の制振ダンパー３と、その制振ダンパー３を作動させるための変位伝達機構としてのブレース４をＶ形として設置したものである。
図示例では、ブレース４の上部両端部を架構フレームＦの上部の仕口部（柱梁接合部）ｊ１に対して接合するとともに、ブレース４の下部頂点部には中央部ブラケット５を下層側の梁２に対して面内相対変位可能な状態で設け、その中央部ブラケット５の両側に制振ダンパー３をそれぞれ設置して、各制振ダンパー３の一端部を中央部ブラケット５に接合するとともに他端部をブラケット６を介して柱１の柱脚部１ａに対して接合している。
これにより、地震時における架構フレームＦの面内層間変形（上下の梁２が軸方向にずれるような変形）がブレース４を介して制振ダンパー３に伝達され、制振ダンパー３が軸方向に伸縮するように作動することによって架構フレームＦの変形および振動が抑制され速やかに減衰せしめられる。

特開２００１−１４０４９８号公報 特開２０１０−２４２３８１号公報

しかし、図３に示した従来一般的な制振構造は、制振ダンパー３および中央部ブラケット５を架構フレームＦ内の床面（スラブ）上に露出状態で設置することから、その設置場所が限定されるという建築計画上の制約があり、そのため一般の建物に広く適用し得るものではない。

また、上記従来の制振構造では、図示しているようにブレース４の上部両端部は架構フレームＦの上部の仕口部ｊ１に対して直接的に接合可能であるのでそこでの応力伝達はスムーズになされるが、制振ダンパー４の他端部が接合されるブラケット６は下部の仕口部ｊ２に対しては接合することはできないので床面上に露出している柱脚部１ａに対して接合せざるを得ず、したがって架構フレームＦの下部と制振ダンパー３との間での応力伝達は必ずしもスムーズではなく、また柱脚部１ａには制振ダンパー３の軸力が偏心曲げ荷重として作用することになる。
したがって、上記従来の構造では制振ダンパー３を確実かつ効率的に作動させるために柱脚部１ａや下部の仕口部ｊ２に対する十分な補剛が必要となり、それがためにそこでの構造が複雑化し鉄骨数量が増大する傾向にある。

上記事情に鑑み、本発明は制振ダンパーを設置するうえでの制約が少なく、かつ架構フレームと制振ダンパーとの間での応力伝達がスムーズになされて仕口部が複雑化することなく制振ダンパーを効率的に作動させ得る有効適切な制振構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、建物における柱と梁とが仕口部を介して接合されて構成される１スパン１層分の架構フレームの要所に制振ダンパーを組み込み、該架構フレームに生じる面内層間変位を変位伝達機構を介して前記制振ダンパーに伝達して該制振ダンパーを作動せしめることにより制振効果を得る制振構造であって、前記制振ダンパーを組み込むべき架構フレームを両側２本の柱と該柱間の上部相互間または下部相互間のいずれか一方にのみ架設された１本の梁とによる三方枠状に構成することにより、該柱間の上部相互間または下部相互間のいずれか他方に前記制振ダンパーを設置するためのダンパースペースを確保し、前記ダンパースペースに前記制振ダンパーを設置して該制振ダンパーの一端部を前記変位伝達機構を介して当該架構フレームの仕口部に対して接続するとともに、該制振ダンパーの他端部を当該架構フレームに隣接している他の架構フレームにおける仕口部に対して接続してなることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の制振構造であって、前記変位伝達機構は、Ｖ形または逆Ｖ形をなすブレースと、該ブレースの下部または上部となる頂点部に接合された中央部ブラケットからなり、前記変位伝達機構におけるブレースの上部または下部を前記架構フレームの上部または下部の仕口部に対して接続するとともに、前記中央部ブラケットを前記架構フレームの下部または上部に確保された前記ダンパースペースの中央部に配置し、前記ダンパースペースに２台の制振ダンパーを前記中央部ブラケットを挟んでその両側にそれぞれ設置して、各制振ダンパーの一端部をそれぞれ前記中央部ブラケットに対して接続するとともに、各制振ダンパーの他端部をそれぞれ当該架構フレームに隣接している他の架構フレームの仕口部に対してブラケットを介して接続してなることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の制振構造であって、前記ダンパースペースの両側にスラブを支持するための小梁をそれぞれ設けてなることを特徴とする。

本発明によれば、通常の架構フレームにおいては上下にそれぞれ設けられる２本の梁のうちのいずれか一方を省略してそこにダンパースペースを確保し、省略した梁に代えてそのダンパースペース内に制振ダンパーを設置することにより、制振ダンパーを床下あるいは天井裏に隠蔽状態で設置することが可能となり、したがって従来のように制振ダンパーを床面上に露出状態で設置する場合に比べて建築計画上の制約が少なくなって設置スペースを確保し易くなり、一般の建物に対しても広く適用することが可能となる。

また、本発明によれば、制振ダンパーを梁に代えてダンパースペース内に設置することにより、その制振ダンパーを隣接している他の架構フレームにおける仕口部に対して接合することが可能となるから、そこでの応力伝達がスムーズになって制振ダンパーを効率的にかつ確実に作動させることができるし、従来のように制振ダンパーを柱脚部に対して接合する場合には必要となる柱脚部や仕口部に対する補剛が不要となるから、そこでの構造が複雑化したりそのために鉄骨数量が増大してしまうこともない。

なお、変位伝達機構をＶ形ないし逆Ｖ形のブレースとそれに接合した中央部ブラケットにより構成することにより、その変位伝達機構を介して制振ダンパーを効率的かつ確実に作動させることができる。
また、必要であればダンパースペースの両側に小梁を設けることにより、本来は設けるべき梁を省略してもそれに代わる小梁によってスラブを支障なく支持することが可能である。

本発明の制振構造の実施形態を示す図である。 同、他の実施形態を示す図である。 従来一般の制振構造の基本構成を示す図である。

本発明の制振構造の実施形態を図１に示す。
これは、図３に示した従来一般の制振構造と同様に、柱１と梁（大梁）２とにより構成される１スパン１層分（図示例ではｎ階と（ｎ＋１）階との間）の架構フレームＦ内に制振ダンパー３および変位伝達機構としてのＶ形のブレース４を設置することを基本とするものであるが、従来では制振ダンパー３および中央部ブラケット５を床面（スラブ）上に露出状態で設置していたのに対し、本実施形態ではそれらを床下に隠蔽状態で設置することを主眼とする。
そして、そのために本実施形態の制振構造では、制振ダンパー３を設置するべき架構フレームＦにおいてはその下層側の梁（大梁）を省略してそこに制振ダンパー３および中央部ブラケット５を設置するためのダンパースペース７を確保している。

具体的には、本実施形態において制振ダンパー３を設置するべき架構フレームＦは、図１（ａ）に示すように両側の柱１とそれら柱１の上部相互間に架設された上層側の１本の梁２（つまり（ｎ＋１）階の床梁としての大梁）とによる三方枠状とされていて、通常は柱１の下部相互間にも架設される下層側の梁（つまりｎ階の床梁としての大梁）は省略されそこにダンパースペース７が確保されている。
但し、上記のような梁の省略は制振ダンパー３を設置するべき架構フレームＦに対してのみ行い、この架構フレームＦと柱１を共有して隣接している他の架構フレームはその上下にそれぞれ梁２を有する通常どうりの矩形枠状の架構フレームとしておく。

なお、上記のように梁を省略することでその階のスラブを安定に支持できなくなる場合には、（ｂ），（ｃ）に示すようにダンパースペース７の両側にスラブ８を支持するための小梁９をそれぞれ設ければ良い。
その場合、（ｃ）に示すようにそれら小梁９の間にスラブ８と一体をなすようにコンクリートを打設することによってダンパースペース７としての溝形断面の凹部を形成することにより、スラブ８を支障なく支持し得るばかりでなく下階との間の水平区画も支障なく確保し得るし、小梁９により架構フレームＦに対する補剛効果も期待できる。

そして、本実施形態では、図３に示した従来の制振構造の場合と同様にＶ形のブレース４の上部両端部をこの架構フレームの上部の仕口部ｊ１に対して接合し、ブレース４の下部頂点部に接合した中央部ブラケット５はダンパースペース７内の中央部に配置してその両側のダンパースペース７内にそれぞれ制振ダンパー３を配置し、各制振ダンパー３の一端部を中央部ブラケット５に対して接合するとともに、各制振ダンパー３の他端部をそれぞれブラケット６を介して隣接している架構フレームＦの下部の仕口部ｊ２に対して接合するようにしている。

なお、必要であればダンパースペース７の上部に仕上げ床として機能する蓋体１０を周囲床面と同レベルとなるように装着して制振ダンパー３および中央部ブラケット５を床下に隠蔽してしまえば良い。その場合、蓋体１０にブレース４を通すための開口部１０ａを設けるとともに、その開口部１０ａには地震時におけるブレース４の変位（架構フレームＦに対する相対変位）を考慮したクリアランスを確保しておくと良い。

以上のように制振ダンパー３および中央部ブラケット５を床下に確保したダンパースペース７内に設置することにより、従来のようにそれらを床面上に露出状態で設置する場合に比べて建築計画上の制約が少なくなって設置スペースを確保し易くなるので、本発明の制振構造を一般の建物に対しても広く適用することが可能となる。

また、制振ダンパー３を床下に設置することにより、制振ダンパー３を隣接の架構フレームＦの下部仕口部ｊ２に対して支障なく接合することが可能となって従来のように柱脚部１ａに対して接合する必要がないから、そこでの応力伝達がスムーズになされるし、柱脚部１ａに対して偏心曲げ荷重が作用することもない。
したがって本発明によれば制振ダンパー３を効率的にかつ確実に作動させることができるし、従来のように柱脚部１ａや下部の仕口部ｊ２の周辺に対する補剛を必要としないから、そこでの構造が複雑化したりそのために鉄骨数量が増大してしまうこともない。

以上で本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、制振ダンパー３の形式やその設置台数、制振ダンパー３を作動させるためのブレース等の変位伝達機構の具体的な構成その他の諸元については適宜の設計的変更や応用が可能であることは当然である。

たとえば、上記実施形態では架構フレームＦの下層側の梁を省略してそこにダンパースペース７を確保したが、図２に示すように全体の天地を逆にして上層側の梁を省略してそこにダンパースペース７を確保し、変位伝達機構としてのブレース４を逆Ｖ形として設置する構成としても全く同様に機能するものとなる。
この場合、必要に応じてダンパースペース７の下部に仕上げ天井１１を設けて制振ダンパー３および中央部ブラケット５を天井裏に隠蔽してしまえば良い。

Ｆ 架構フレーム
ｊ１ 仕口部（上部）
ｊ２ 仕口部（下部）
１ 柱
１ａ 柱脚部
２ 梁（大梁）
３ 制振ダンパー
４ ブレース（変位伝達機構）
５ 中央部ブラケット
６ ブラケット
７ ダンパースペース
８ スラブ
９ 小梁
１０ 蓋体
１０ａ 開口部
１１ 仕上げ天井

Claims (3)

1. 建物における柱と梁とが仕口部を介して接合されて構成される１スパン１層分の架構フレームの要所に制振ダンパーを組み込み、該架構フレームに生じる面内層間変位を変位伝達機構を介して前記制振ダンパーに伝達して該制振ダンパーを作動せしめることにより制振効果を得る制振構造であって、
   前記制振ダンパーを組み込むべき架構フレームを両側２本の柱と該柱間の上部相互間または下部相互間のいずれか一方にのみ架設された１本の梁とによる三方枠状に構成することにより、該柱間の上部相互間または下部相互間のいずれか他方に前記制振ダンパーを設置するためのダンパースペースを確保し、
   前記ダンパースペースに前記制振ダンパーを設置して該制振ダンパーの一端部を前記変位伝達機構を介して当該架構フレームの仕口部に対して接続するとともに、該制振ダンパーの他端部を当該架構フレームに隣接している他の架構フレームにおける仕口部に対して接続してなることを特徴とする制振構造。
2. 請求項１記載の制振構造であって、
   前記変位伝達機構は、Ｖ形または逆Ｖ形をなすブレースと、該ブレースの下部または上部となる頂点部に接合された中央部ブラケットからなり、
   前記変位伝達機構におけるブレースの上部または下部を前記架構フレームの上部または下部の仕口部に対して接続するとともに、前記中央部ブラケットを前記架構フレームの下部または上部に確保された前記ダンパースペースの中央部に配置し、
   前記ダンパースペースに２台の制振ダンパーを前記中央部ブラケットを挟んでその両側にそれぞれ設置して、各制振ダンパーの一端部をそれぞれ前記中央部ブラケットに対して接続するとともに、各制振ダンパーの他端部をそれぞれ当該架構フレームに隣接している他の架構フレームの仕口部に対してブラケットを介して接続してなることを特徴とする制振構造。
3. 請求項１または２記載の制振構造であって、
   前記ダンパースペースの両側にスラブを支持するための小梁をそれぞれ設けてなることを特徴とする制振構造。

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