JP2015052204A - 制振構造、及び、構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することにある。
【解決手段】内側心柱と、前記内側心柱の外側に設けられた外側管柱であって、前記外側管柱の下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記外側管柱の上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた外側管柱と、前記外側管柱に接続された大梁と、前記外側管柱又は前記大梁と、前記内側心柱と、の間に設けられた制振材と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振構造、及び、構造物に関する。

柱と柱に接続された大梁とを備えた構造物に制振部材を設けた制振構造は既によく知られている。

特開２０１２−２４６６７５号公報

このような制振構造としては、制振部材としてブレースや間柱や壁タイプの制振部材を設けたものがある。しかしながら、制振部材としてブレースや間柱や壁タイプの制振部材を設けた際には、建築計画や設備計画と干渉する状況が頻繁に生じていた。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することにある。

主たる本発明は、内側心柱と、
前記内側心柱の外側に設けられた外側管柱であって、前記外側管柱の下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記外側管柱の上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた外側管柱と、
前記外側管柱に接続された大梁と、
前記外側管柱又は前記大梁と、前記内側心柱と、の間に設けられた制振材と、を有することを特徴とする制振構造である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することが可能となる。

本実施の形態に係る制振構造の概略側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本実施の形態に係る制振構造の、通常時と地震時における様子を、それぞれ示したイメージ図である。 従来例に係る制振構造を示した概念図である。 第二実施形態に係る制振構造の概略側面図である。 第三実施形態に係る制振構造の概略側面図である。 図１のＡ−Ａ断面の変形例を示した図である。 図１のＢ−Ｂ断面の変形例を示した図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。

内側心柱と、
前記内側心柱の外側に設けられた外側管柱であって、前記外側管柱の下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記外側管柱の上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた外側管柱と、
前記外側管柱に接続された大梁と、
前記外側管柱又は前記大梁と、前記内側心柱と、の間に設けられた制振材と、を有することを特徴とする制振構造。

かかる場合には、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することが可能となる。

次に、内側心柱と、
前記内側心柱の外側に設けられた第一外側管柱であって、前記第一外側管柱の第一下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記第一外側管柱の第一上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた第一外側管柱と、
前記内側心柱の外側、かつ、前記第一外側管柱の上側に、前記第一外側管柱と上下方向において隣り合う状態で設けられた第二外側管柱であって、前記第二外側管柱の第二下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記第二外側管柱の第二上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた第二外側管柱と、
前記第二外側管柱の第二下端部及び前記内側心柱と一体化されるように接続された大梁と、
前記第二外側管柱の第二下端部又は前記第二下端部と一体化されている前記内側心柱の一体化部分又は前記大梁と、前記第一外側管柱と、の間に設けられた制振材と、を有することを特徴とする制振構造。

かかる場合には、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することが可能となる。

また、前記大梁は、第二下端部大梁であり、
前記第一外側管柱の前記第一下端部と一体化されるように接続された第一下端部大梁と、
前記第二外側管柱の中間部と一体化されるように接続された第二中間部大梁と、
前記第一外側管柱の中間部と一体化されるように接続された第一中間部大梁と、
を有することとしてもよい。

かかる場合には、並行して配置される柱も長くなるため、内側心柱との変形差が大きくなり、制振材によるエネルギー吸収をより適切に行わせることが可能となる。

また、前記内側心柱は、高強度鋼材を用いた鋼管柱又はＣＦＴ柱であることとしてもよい。

かかる場合には、内側心柱の剛性が小さくなるので免震構造と類似した長周期化による入力時振動の低減効果が期待できる。

また、上記のいずれかの制振構造を備えた下層構造物と、前記下層構造物の上部に設けられた上層構造物と、を備えた構造物であって、
前記上層構造物を構成する上層構造部柱は、前記内側心柱と剛接合されていることとしてもよい。

かかる場合には、免震構造に類似した有効な地震力低減効果を上層構造物に与えることが可能となる。

＝＝＝本実施の形態に係る制振構造について＝＝＝
先ず、本実施の形態に係る制振構造について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る制振構造の概略側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、本実施の形態に係る制振構造の、通常時と地震時における様子を、それぞれ示したイメージ図である。

この制振構造は、上下方向（鉛直方向）に延びる（換言すれば、長手方向が上下方向に沿った）柱５と、水平方向に延びる（換言すれば、長手方向が水平方向に沿った）大梁３０と、により構成されている。

ここで、本実施の形態に係る柱５は、図１に示すように、二重鋼管構造となっている。すなわち、柱５は、内側心柱の一例としての内鋼管１０と当該内鋼管１０の外側に設けられた外側管柱の一例としての外鋼管１５とに分かれている。

内鋼管１０は、上下方向に延び（換言すれば、長手方向が上下方向に沿い）、かつ、断面が円形状（図２参照）の高強度ＣＦＴ柱又は高強度鋼材を用いた鋼管柱である。高強度ＣＦＴ柱である場合には、内鋼管１０は、鋼管１０ａにコンクリート１０ｂが充填されたコンクリート充填鋼管構造を備えている。

外鋼管１５は、上下方向に延びた（換言すれば、長手方向が上下方向に沿った）鋼管であるが、図１に示すように、その上下方向の長さは、内鋼管１０の上下方向の長さよりも短くなっている。また、本実施の形態に係る外鋼管１５の断面は、内鋼管１０と同様、円形状（図２参照）である。

また、外鋼管１５は、外鋼管１５の下端部１５ａが内鋼管１０と一体化される一方で外鋼管１５の上端部１５ｂが内鋼管１０に対して相対変位可能となるように備えられている。

すなわち、図１に示すように、外鋼管１５の下端部１５ａはダイヤフラム（以下、便宜上、第一ダイヤフラム２０と呼ぶ）を介して内鋼管１０に固定されているので、当該下端部１５ａにおいては、外鋼管１５と第一ダイヤフラム２０と内鋼管１０は一体化されている。したがって、当該下端部１５ａにおいて、外鋼管１５と内鋼管１０は相対変位不可能となっている。すなわち、図４に示すように、地震により外鋼管１５と内鋼管１０が水平方向に移動（振動）する際に、外鋼管１５と内鋼管１０は一体的に移動（振動）する。

その一方で、外鋼管１５の上端部１５ｂにおいては、外鋼管１５と内鋼管１０との間にダイヤフラムは存在せず、外鋼管１５の上端部１５ｂは、内鋼管１０に対して相対変位することができるようになっている。すなわち、当該上端部１５ｂにおいては、地震により外鋼管１５と内鋼管１０が水平方向に移動（振動）する際に、外鋼管１５と内鋼管１０は個別に移動（振動）し、外鋼管１５と内鋼管１０との間で変形差が生じる。そして、この変形差により、外鋼管１５の内鋼管１０に対する水平方向における相対位置が地震に応じて時々刻々変化するようになっている（例えば、図４においては、地震時において通常時よりも、内鋼管１０が外鋼管１５の右側に近づいている）。なお、図４から容易に理解されるように、内鋼管１０は、外鋼管１５の下端部１５ａ（第一ダイヤフラム２０）と一体化されている箇所を支点にして相対移動するため、前記相対位置の変化は、上端部１５ｂにおいて顕著であるが、上端部１５ｂと下端部１５ａとの間においても生じ、その変化の度合いは下端部１５ａに近づくほど小さくなっていく。

また、図１に示すように、外鋼管１５には、大梁３０が接続されている。すなわち、本実施の形態においては、外鋼管１５の上端部１５ｂにダイヤフラム（以下、便宜上、第二ダイヤフラム２２と呼ぶ）を介して大梁３０が取り付けられている。したがって、当該上端部１５ｂにおいては、外鋼管１５と第二ダイヤフラム２２と大梁３０が一体化されている。なお、当該大梁３０の上方にはスラブ３５が設けられており、当該スラブ３５が構造物１の各中間階を形成している。また、外鋼管１５の下部（第一ダイヤフラム２０の下部）には、補強用リブ２４が備えられている。

そして、外鋼管１５又は大梁３０と内鋼管１０との間（本実施の形態においては、外鋼管１５と内鋼管１０との間。大梁３０と内鋼管１０との間に設けられている例については、後述する第三実施形態において説明する）には、制振材の一例としての粘性材、減衰砂、フライアッシュ等の充填材２５が設けられている。

すなわち、前述したとおり、外鋼管１５の下端部１５ａが第一ダイヤフラム２０を介して内鋼管１０に固定されている一方で、外鋼管１５の上端部１５ｂにおいては外鋼管１５と内鋼管１０との間にダイヤフラムが存在しないので、内鋼管１０と外鋼管１５との間は、図１に示すように、上部に開口を備えた底（第一ダイヤフラム２０が底に対応）付き容器状のスペースとなっている。そして、本実施の形態においては、この部分（この間）に、充填材２５が充填されている。

したがって、前記変形差により外鋼管１５の内鋼管１０に対する前記相対位置が地震に応じて時々刻々変化すると、内鋼管１０と外鋼管１５との間に備えられた当該充填材２５によりエネルギー吸収が成されて、制振効果が生じることとなる。

次に、図１等に示された本実施の形態に係る構造物１、つまり、上述した制振構造を備えた構造物１について説明する。本実施の形態に係る構造物１においては、図１に示すように、上述した制振構造を備えた構造部分（便宜上、制振構造部分４０と呼ぶ）が、上下方向において複数（本実施の形態においては、３つ。それぞれを、下から順番に、第一制振構造部分４１、第二制振構造部分４２、第三制振構造部分４３と呼ぶ）並んで設けられている。

すなわち、第一制振構造部分４１、第二制振構造部分４２、第三制振構造部分４３の各々は、各々の制振構造部分４０に共通の前記内鋼管１０と、各々の制振構造部分４０毎の外鋼管１５、大梁３０（スラブ３５）、及び、充填材２５を備えている。そして、本実施の形態においては、第一制振構造部分４１が中間階のうちの二階に対応し、当該第一制振構造部分４１と上下方向において隣り合う第二制振構造部分４２が中間階のうちの三階に対応し、当該第二制振構造部分４２と上下方向において隣り合う第三制振構造部分４３が中間階のうちの四階に対応している（図１参照）。

また、これらの制振構造部分４０（下層構造物に相当）の上部には、柱（上層構造部柱４７と呼ぶ）と大梁３０（スラブ３５）を備えた上層構造部分４５（上層構造物に相当）が設けられており、この上層構造部分４５が最上階（五階）に対応している。

ただし、上層構造部分４５の上層構造部柱４７は、二重鋼管構造とはなっておらず、したがって、上層構造部柱４７には、制振構造部分４０の内鋼管１０に相当するものは設けられていない。すなわち、内鋼管１０は、図１に示すように、上下方向において第三制振構造部分４３までしか延びておらず、この内鋼管１０（の上端部）が上層構造部分４５の上層構造部柱４７に剛接合されている（上層構造部分４５を構成する上層構造部柱４７が内鋼管１０と剛接合されている）。

＜＜＜本実施の形態に係る制振構造の有効性について＞＞＞
上述したとおり、本実施の形態に係る制振構造は、内鋼管１０と、内鋼管１０の外側に設けられた外鋼管１５であって、前記外鋼管１５の下端部１５ａが内鋼管１０と一体化される一方で外鋼管１５の上端部１５ｂが内鋼管１０に対して相対変位可能となるように備えられた外鋼管１５と、外鋼管１５に接続された大梁３０と、外鋼管１５又は大梁３０と、内鋼管１０と、の間に設けられた制振材（充填材２５）と、を有することとした。そのため、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することが可能となる。

すなわち、上述したとおり、柱と柱に接続された大梁とを備えた構造物に制振部材を設けた制振構造は既によく知られており、当該制振構造としては、制振部材としてブレースや間柱や壁タイプの制振部材を設けたものがある（図５に、従来例に係る当該制振構造を示す。図５の左図に、制振部材としてブレースを設けた制振構造が、図５の中央図に、制振部材として間柱を設けた制振構造が、図５の右図に、制振部材として壁タイプの制振部材を設けた制振構造が、それぞれ表されている）。

しかしながら、これらの図から容易に理解できるように、制振部材としてブレースや間柱や壁タイプの制振部材を設けた際には、建築計画や設備計画と物理的に干渉する状況が頻繁に生じていた。そして、干渉しない位置を探して制振部材を配置しようとすると、制振部材の配置位置や配置数に制限が生じる不都合が生じていた。

これに対して、本実施の形態においては、柱５を二重鋼管構造とし、下端部１５ａにおいて外鋼管１５と内鋼管１０とが一体化される一方で、上端部１５ｂにおいて外鋼管１５が内鋼管１０に対して相対変位可能となるようにした（外鋼管１５の内鋼管１０に対する水平方向における相対位置が地震に応じて時々刻々変化するようにした）。そして、外鋼管１５と内鋼管１０との間に充填材２５を設け、当該相対変位を利用して充填材２５によるエネルギー吸収が成されるようにした。

このように、本実施の形態によれば、制振の機能を柱自体又は柱近傍に集約させることが可能となった。そのため、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することが可能となる。

また、上記実施の形態においては、内鋼管１０が、高強度鋼材を用いた鋼管柱かＣＦＴ柱であることとした。高強度鋼材を用いた鋼管柱やＣＦＴ柱は弾性変形性能が高い性質を有するため、このように、内鋼管１０を、高強度鋼材を用いた鋼管柱やＣＦＴ柱にすることにより、構造物１の固有周期をより長周期化することが可能となる。すなわち、上述した制振構造に、免震構造と類似した長周期化による入力時振動の低減効果も持たせることが可能となる。

また、内鋼管１０を、高強度鋼材を用いた鋼管柱又はＣＦＴ柱とすることにより、内鋼管１０の断面を小さくすることができる（内鋼管１０の断面を小さく計画できる）。そのため、内鋼管１０と外鋼管１５との間の隙間が大きくなることによる減衰効果の向上が期待できる。

また、上記実施の形態においては、構造物１が、上述した制振構造を備えた制振構造部分４０と当該制振構造部分４０の上部に設けられた上層構造部分４５を有しており、上層構造部分４５を構成する上層構造部柱４７は、内鋼管１０と剛接合されていることとした。

そのため、内鋼管１０が、免震機能を生じさせる部材（免震ゴム等）と同様の働きを、上層構造部分４５に対して行うこととなり、有効な免震機能を上層構造部分４５に与えることが可能となる。

＝＝＝第二実施形態に係る制振構造について＝＝＝
先ず、第二実施形態（一方で、上述した実施形態を第一実施形態と呼ぶ）について、図６を用いて説明する。図６は、第二実施形態に係る制振構造の概略側面図である。

第二実施形態に係る制振構造は、第一実施形態と同様、上下方向（鉛直方向）に延びる（換言すれば、長手方向が上下方向に沿った）柱５と、水平方向に延びる（換言すれば、長手方向が水平方向に沿った）大梁３０と、により構成され、柱５は、二重鋼管構造となっている。すなわち、柱５は、第一実施形態と同様、内鋼管１０と当該内鋼管１０の外側に設けられた外鋼管１５とに分かれている。

内鋼管１０の構造も、第一実施形態に係る内鋼管１０の構造と同様である。すなわち、内鋼管１０は、上下方向に延び（換言すれば、長手方向が上下方向に沿い）、かつ、断面が円形状の高強度ＣＦＴ柱である。つまり、内鋼管１０は、鋼管１０ａにコンクリート１０ｂが充填されたコンクリート充填鋼管構造を備えている。

また、外鋼管１５の構造も、第一実施形態に係る外鋼管１５の構造と同様である。すなわち、外鋼管１５は、上下方向に延びた（換言すれば、長手方向が上下方向に沿った）鋼管であるが、その上下方向の長さは、内鋼管１０の上下方向の長さよりも短くなっている。また、第二実施形態に係る外鋼管１５の断面は、内鋼管１０と同様、円形状である。

また、外鋼管１５は、外鋼管１５の下端部１５ａが内鋼管１０と一体化される一方で外鋼管１５の上端部１５ｂが内鋼管１０に対して相対変位可能となるように備えられている。

すなわち、外鋼管１５の下端部１５ａは第一ダイヤフラム２０を介して内鋼管１０に固定されているので、当該下端部１５ａにおいては、外鋼管１５と第一ダイヤフラム２０と内鋼管１０は一体化されている。したがって、当該下端部１５ａにおいて、外鋼管１５と内鋼管１０は相対変位不可能となっている。すなわち、地震により外鋼管１５と内鋼管１０が水平方向に移動（振動）する際に、外鋼管１５と内鋼管１０は一体的に移動（振動）する。

その一方で、外鋼管１５の上端部１５ｂにおいては、外鋼管１５と内鋼管１０との間にダイヤフラムは存在せず、外鋼管１５の上端部１５ｂは、内鋼管１０に対して相対変位することができるようになっている。すなわち、当該上端部１５ｂにおいては、地震により外鋼管１５と内鋼管１０が水平方向に移動（振動）する際に、外鋼管１５と内鋼管１０は個別に移動（振動）し、外鋼管１５と内鋼管１０との間で変形差が生じる。そして、この変形差により、外鋼管１５の内鋼管１０に対する水平方向における相対位置が地震に応じて時々刻々変化するようになっている。

また、外鋼管１５には、第一実施形態と同様、大梁３０が接続されているが、その接続位置や接続数が、第一実施形態とは異なっている。すなわち、第一実施形態においては、外鋼管１５の上端部１５ｂに大梁３０が取り付けられていたが、第二実施形態においては、外鋼管１５の下端部１５ａと中間部１５ｃの双方に、それぞれ大梁３０が取り付けられている。

したがって、下端部１５ａにおいては、４つの部材、すなわち、外鋼管１５（すなわち、下端部１５ａ）と第一ダイヤフラム２０と内鋼管１０と大梁３０とが一体化されていることとなる。また、中間部１５ｃにおいては、外鋼管１５（すなわち、中間部１５ｃ）と大梁３０とが一体化されていることとなる。

そして、当該大梁３０の上方にはスラブ（図６において、不図示）が設けられており、当該スラブが構造物１の各中間階を形成している。

すなわち、前述した外鋼管１５が、上下方向において複数並んで設けられており（例えば、第一外側管柱の一例としての第一外鋼管１１０と第二外側管柱の一例としての第二外鋼管１２０が上下方向において並んで設けられている。図６参照）、各々の外鋼管１５の下端部１５ａと中間部１５ｃに大梁３０が接続されている。

この第一外鋼管１１０と第二外鋼管１２０について具体的に説明すると、第一外鋼管１１０の下端部（第一下端部１１０ａと呼ぶ）には、当該第一下端部１１０ａ（及び内鋼管１０）と一体化されるように第一下端部大梁１１２が接続され、また、中間部（第一中間部１１０ｃと呼ぶ）には、当該第一中間部１１０ｃと一体化されるように第一中間部大梁１１４が接続されている。同様に、第一外鋼管１１０の上側に当該第一外鋼管１１０と上下方向において隣り合う状態で設けられた第二外鋼管１２０の下端部（第二下端部１２０ａと呼ぶ）には、当該第二下端部１２０ａ（及び内鋼管１０）と一体化されるように第二下端部大梁１２２が接続され、また、中間部（第二中間部１２０ｃと呼ぶ）には、当該第二中間部１２０ｃと一体化されるように第二中間部大梁１２４が接続されている。

そして、第一下端部大梁１１２、第一中間部大梁１１４、第二下端部大梁１２２、第二中間部大梁１２４の各々の上方にはスラブが設けられており、第一下端部大梁１１２の上方のスラブ、第一中間部大梁１１４の上方のスラブ、第二下端部大梁１２２の上方のスラブ、第二中間部大梁１２４の上方のスラブは、それぞれ中間階のうちの三階、四階、五階、六階を形成している。このように、第一実施形態においては、一つの外鋼管１５（制振構造部分４０）には、一つの大梁３０が接続され、一つの階のみが対応していたが、第二実施形態においては、一つの外鋼管１５には、二つの大梁３０が接続され、二つの階が対応している。

また、第二実施形態においても、第一実施形態と同様、制振材が設けられているが、第二実施形態に係る制振材は、第一実施形態とは異なるものとなっている。すなわち、第一実施形態においては、制振材として充填材２５が設けられていたが、第二実施形態においては、制振材としてオイルダンパー１３０が設けられている。

さらに、制振材の設置位置も第一実施形態とは異なっている。すなわち、第一実施形態においては、外鋼管１５とこれに対応する内鋼管１０との間に制振材（充填材２５）が設けられていたが、第二実施形態においては、ある外鋼管１５と、この外鋼管１５の一つ上にある外鋼管１５の下端部１５ａ又は当該下端部１５ａと一体化されている内鋼管１０の一体化部分１４０又は当該下端部１５ａ及び内鋼管１０と一体化されるように接続された大梁３０（本実施の形態においては、当該大梁３０）と、の間に制振材（オイルダンパー１３０）が設けられている。

第一外鋼管１１０と第二外鋼管１２０について具体的に説明すると、第一外鋼管１１０と、第二外鋼管１２０の第二下端部１２０ａ又は当該第二下端部１２０ａと一体化されている内鋼管１０の一体化部分１４０又は当該第二下端部１２０ａ及び内鋼管１０と一体化されるように接続された第二下端部大梁１２２と、の間には、制振材の一例としてのオイルダンパー１３０が設けられている（本実施の形態においては、図６に示すように、第一外鋼管１１０の第一上端部１１０ｂと第二下端部大梁１２２との間に、オイルダンパー１３０が設けられている）。

すなわち、前述したとおり、第二外鋼管１２０の第二下端部１２０ａと第二下端部大梁１２２とが内鋼管１０と一体化されている一方で、第一外鋼管１１０の第一上端部１１０ｂは内鋼管１０とは一体化されていない。

したがって、前記変形差により当該第一外鋼管１１０の第一上端部１１０ｂの内鋼管１０に対する前記相対位置が地震に応じて時々刻々変化すると、内鋼管１０と一体化された第二下端部大梁１２２と、当該第一外鋼管１１０の第一上端部１１０ｂと、の間に備えられたオイルダンパー１３０によりエネルギー吸収が成されて、制振効果が生じることとなる。

なお、当然のことながら、第二下端部大梁１２２のみならず、第二下端部１２０ａも、内鋼管１０と一体化されているので、オイルダンパー１３０を、第二下端部１２０ａと第一外鋼管１１０（第一上端部１１０ｂ）との間に設けてもよく、このような場合でも制振効果が生ずる。また、オイルダンパー１３０を、内鋼管自体（つまり、前記一体化部分１４０）と第一外鋼管１１０（第一上端部１１０ｂ）との間に設けてもよく、このような場合でも制振効果が生ずることとなる。

＜＜＜第二実施形態に係る制振構造の有効性について＞＞＞
上述したとおり、第二実施形態に係る制振構造は、内鋼管１０と、内鋼管１０の外側に設けられた第一外鋼管１１０であって、第一外鋼管１１０の第一下端部１１０ａが内鋼管１０と一体化される一方で第一外鋼管１１０の第一上端部１１０ｂが内鋼管１０に対して相対変位可能となるように備えられた第一外鋼管１１０と、内鋼管１０の外側、かつ、第一外鋼管１１０の上側に、第一外鋼管１１０と上下方向において隣り合う状態で設けられた第二外鋼管１２０であって、第二外鋼管１２０の第二下端部１２０ａが内鋼管１０と一体化される一方で第二外鋼管１２０の第二上端部１２０ｂが内鋼管１０に対して相対変位可能となるように備えられた第二外鋼管１２０と、第二外鋼管１２０の第二下端部１２０ａ及び内鋼管１０と一体化されるように接続された第二下端部大梁１２２と、第二外鋼管１２０の第二下端部１２０ａ又は第二下端部１２０ａと一体化されている内鋼管１０の一体化部分１４０又は第二下端部大梁１２２と、第一外鋼管１１０と、の間に設けられた制振材（オイルダンパー１３０）と、を有することとした。

そのため、第一実施形態と同様、制振の機能を柱自体又は柱近傍に集約させることが可能となるため、建築計画や設備計画と干渉する状況が生じにくい制振構造を実現することが可能となる。

また、第二実施形態に係る制振構造は、第一下端部１１０ａと一体化されるように接続された第一下端部大梁１１２と、第二下端部１２０ａと一体化されるように接続された第二下端部大梁１２２と、第一中間部１１０ｃと一体化されるように接続された第一中間部大梁１１４と、第二中間部１２０ｃと一体化されるように接続された第二中間部大梁１２４と、を有していることとした。

すなわち、前述したとおり、第一実施形態においては、一つの外鋼管１５（制振構造部分４０）には、一つの大梁３０が接続され、一つの階のみが対応していた。しかしながら、このように中間部大梁を設けることとすれば、第二実施形態において示したように、一つの外鋼管１５に、二つの大梁３０が接続され、二つの階が対応しているような形態に、延いては、一つの外鋼管１５の長さが第一実施形態と比べてより長くなる形態にすることができる。

そして、外鋼管１５の下端部１５ａにおいて外鋼管１５と内鋼管１０とが一体化される一方で、外鋼管１５の上端部１５ｂにおいて外鋼管１５が内鋼管１０に対して相対変位可能となっているため、一つの外鋼管１５の長さが長い第二実施形態の方が、第一実施形態よりも、当該相対変位の量が大きくなる。したがって、制振材によるエネルギー吸収がより適切に行われるという優位性を備えることとなる。

また、下端部大梁に加えて中間部大梁を外鋼管１５に接続することとすれば、下端部大梁のみが外鋼管１５に接続される例と比べて、外鋼管１５の剛性が高まる（変形量が小さくなる）。そのため、減衰効果を発揮する制振材の容量（剛性・強度）を大きくすることが可能となる。したがって、制振材によるエネルギー吸収をより適切に行わせることも可能となる。

また、前述したとおり、第二実施形態においては一つの外鋼管１５に二つの階が対応しているので、制振材の数が一つの外鋼管１５に対して一つであることとすれば、一つの外鋼管１５に一つの階が対応している比較例と比べて第二実施形態に係る制振材の数はより少なくなる（当該比較例と第二実施形態に係る構造物の総階数が同じとした場合の比較）。そして、このように制振材の数が少ないとしても、当該比較例と同等以上の制振効果が期待できる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

第一実施形態においては、外鋼管１５又は大梁３０と内鋼管１０との間に制振材が設けられている例として、外鋼管１５と内鋼管１０との間に制振材が設けられている例を挙げたが、図７に示すように、大梁３０と内鋼管１０との間に制振材（オイルダンパー１３０）が設けられていてもよい。なお、図７は、第三実施形態に係る制振構造の概略側面図である。

なお、第三実施形態においては、当該大梁３０は、二階の天井受け大梁となっており、その上部にオイルダンパー１３０が備えられている。そして、当該オイルダンパー１３０の上方に三階の床大梁が位置している。

また、第三実施形態においては、第一実施形態と同様、構造物１が、制振構造を備えた制振構造部分４０と当該制振構造部分４０の上部に設けられた上層構造部分４５を有しており、上層構造部分４５を構成する上層構造部柱４７は、内鋼管１０と剛接合されている。そして、図７に示すように、上述した三階の床大梁は、上層構造部分４５に設けられている（上層構造部分４５の一部となっている）。

なお、第二実施形態においては、第一実施形態及び第三実施形態とは異なり、上層構造部分４５を構成し内鋼管１０と剛接合された当該上層構造部柱４７は備えられていなかったが、第一実施形態及び第三実施形態と同様、このような上層構造部柱４７を備えるようにしてもよい。

また、第二実施形態及び第三実施形態においては、制振材として充填材２５の代わりにオイルダンパー１３０を用いることとした。すなわち、内鋼管１０と外鋼管１５との間には、充填材２５が充填されていなかったが、これに限定されるものではなく、（オイルダンパー１３０の導入に加えて）充填材２５を充填するようにしてもよい。

また、上記においては、制振材として充填材２５やオイルダンパー１３０を例に挙げたが、これらに限定されるものではなく、制振機能を有するものであれば構わない。例えば、摩擦ダンパーであってもよい。

また、上記においては、図２及び図３に示したように、内鋼管１０及び外鋼管１５の断面を円形状としたが、これに限定されるものではない。例えば、図８及び図９に示すように、矩形状としてもよい。また、内鋼管１０を円形状とする一方で外鋼管１５を矩形状としてもよいし、外鋼管１５を円形状とする一方で内鋼管１０を矩形状としてもよい。なお、図８は、図１のＡ−Ａ断面の変形例を示した図である。図９は、図１のＢ−Ｂ断面の変形例を示した図である。

また、第二実施形態においては、三階及び四階に対応した外鋼管１５と五階及び六階に対応した外鋼管１５を、それぞれ第一外鋼管１１０、第二外鋼管１２０として説明を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、五階及び六階に対応した外鋼管１５と七階及び八階に対応した外鋼管１５を、それぞれ第一外鋼管１１０、第二外鋼管１２０としてもよい。

また、第二実施形態においては、一つの外鋼管１５には、二つの大梁３０が接続され、二つの階が対応していることとしたが、これに限定されるものではなく、三つや四つの大梁３０が接続され、３つや４つの階が対応していることとしてもよい。

また、すべての柱がこの構造である必要は無く、一般的な柱梁構造を混ぜてもよい。また、柱全長にわたってこの構造にする必要もなく、必要階のみに適用してもよい。

１ 構造物
５ 柱
１０ 内鋼管
１０ａ 鋼管
１０ｂ コンクリート
１５ 外鋼管
１５ａ 下端部
１５ｂ 上端部
１５ｃ 中間部
２０ 第一ダイヤフラム
２２ 第二ダイヤフラム
２４ 補強用リブ
２５ 充填材
３０ 大梁
３５ スラブ
４０ 制振構造部分
４１ 第一制振構造部分
４２ 第二制振構造部分
４３ 第三制振構造部分
４５ 上層構造部分
４７ 上層構造部柱
１１０ 第一外鋼管
１１０ａ 第一下端部
１１０ｂ 第一上端部
１１０ｃ 第一中間部
１１２ 第一下端部大梁
１１４ 第一中間部大梁
１２０ 第二外鋼管
１２０ａ 第二下端部
１２０ｂ 第二上端部
１２０ｃ 第二中間部
１２２ 第二下端部大梁
１２４ 第二中間部大梁
１３０ オイルダンパー
１４０ 一体化部分

Claims (5)

1. 内側心柱と、
   前記内側心柱の外側に設けられた外側管柱であって、前記外側管柱の下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記外側管柱の上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた外側管柱と、
   前記外側管柱に接続された大梁と、
   前記外側管柱又は前記大梁と、前記内側心柱と、の間に設けられた制振材と、を有することを特徴とする制振構造。
2. 内側心柱と、
   前記内側心柱の外側に設けられた第一外側管柱であって、前記第一外側管柱の第一下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記第一外側管柱の第一上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた第一外側管柱と、
   前記内側心柱の外側、かつ、前記第一外側管柱の上側に、前記第一外側管柱と上下方向において隣り合う状態で設けられた第二外側管柱であって、前記第二外側管柱の第二下端部が前記内側心柱と一体化される一方で前記第二外側管柱の第二上端部が前記内側心柱に対して相対変位可能となるように備えられた第二外側管柱と、
   前記第二外側管柱の第二下端部及び前記内側心柱と一体化されるように接続された大梁と、
   前記第二外側管柱の第二下端部又は前記第二下端部と一体化されている前記内側心柱の一体化部分又は前記大梁と、前記第一外側管柱と、の間に設けられた制振材と、を有することを特徴とする制振構造。
3. 請求項２に記載の制振構造において、
   前記大梁は、第二下端部大梁であり、
   前記第一外側管柱の前記第一下端部と一体化されるように接続された第一下端部大梁と、
   前記第二外側管柱の中間部と一体化されるように接続された第二中間部大梁と、
   前記第一外側管柱の中間部と一体化されるように接続された第一中間部大梁と、
   を有することを特徴とする制振構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制振構造であって、
   前記内側心柱は、高強度鋼材を用いた鋼管柱又はＣＦＴ柱であることを特徴とする制振構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の制振構造を備えた下層構造物と、前記下層構造物の上部に設けられた上層構造物と、を備えた構造物であって、
   前記上層構造物を構成する上層構造部柱は、前記内側心柱と剛接合されていることを特徴とする構造物。

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