JP2018009309A - 制振装置および制振構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】有効なエネルギー吸収を可能にする制振装置および制振構造物を提供する。【解決手段】制振装置１００は、塑性変形可能な鋼管１１を具備するダンパー１０（左上ダンパー１０ａ、左下ダンパー１０ｂ、右下ダンパー１０ｃ、右上ダンパー１０ｄ）と、鋼管１１よりも高い強度および剛性を具備する積層梁２０とを有し、鋼管１１の断面二次モーメントを鋼管の高さで除した管剛性に対する、積層梁２０の断面二次モーメントをダンパー１０同士の距離で除した梁剛性の比率である剛比（ｒ）が１０以上で、上梁２ａに設置された上支持部材３ａまたは下梁２ｂに設置された下支持部材３ｂに固定された支持部材側エンドプレート１３との接合位置におけるモーメントに対する、積層梁２０に固定された積層梁側エンドプレート１２との接合位置におけるモーメントの比率であるモーメント比（ｍ）が０．７以上である。【選択図】図１

Description

本発明は制振装置および制振構造物、特に、地震や風等の外力によるエネルギーを吸収する制振装置および該制振装置を具備する制振構造物に関する。

近年の建築構造物の設計は、地震や風等の外力によるエネルギーを特定の部位（以下「制振ダンパー」と称す）に吸収させ、制振ダンパーを優先的に破損させることで、その他の主体構造の損傷を低減させる「損傷制御設計」が一般的に行われている。このとき、エネルギーの吸収は、鋼材の塑性変形を利用するもの（以下「鋼材系ダンパー」と称す）および粘性体の分子間摩擦を利用するものに大別される。
鋼材系ダンパーは、履歴性状が安定し比較的安価であることから、多種多様の形式が開発され、製作や地震発生後の修理を容易にすると共に、エネルギーの吸収効率を向上させる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２７５１００号公報（第８−１０頁、図１０）

特許文献１に開示された発明（金属製の中空管ダンパー）は、両端に板状のエンドプレートを固定した鋼管であって、鋼管の長さＬと直径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）を「１．７〜３．０」にすることによって、せん断力による降伏と曲げ応力による降伏とをほぼ同時に発生させようとしたものである。すなわち、鋼管の全断面を一様に塑性化させ、振動エネルギーの効率良い吸収を可能にしようとしている。
そして、一本の鋼管と該鋼管の端部に固定された一対のエンドプレートとからなる単体鋼管ダンパーと、平行に配置された複数本の鋼管と複数の鋼管に共通した一対のエンドプレートとからなる並列式鋼管ダンパーと、複数の単体鋼管ダンパーのエンドプレート同士を突き当てて直列に連結した直列式鋼管ダンパー（複数段のエンドプレートを有する）と、複数の並列式鋼管ダンパーのエンドプレート同士を突き当てて直列に連結した複合式鋼管ダンパー（複数の鋼管に共通したエンドプレートを、複数段有する）とを開示している。

しかしながら、特許文献１に開示された発明における直列式鋼管ダンパーや複合式鋼管ダンパーは、鋼管を複数にすることによって振動エネルギーの吸収量を増やそうとするものの、鋼管とエンドプレートとの接合部において、エンドプレートの鋼管直径方向回りの回転を抑制するための十分な剛性がないため以下の問題があった。
すなわち、構造物に設置された方のエンドプレートと鋼管との接続部に発生するモーメントと、互いに連結された方のエンドプレートと鋼管との接続部に発生するモーメントとが相違し、鋼管に均等な応力が作用しない。このため、鋼管の一方の端部に歪みが集中して鋼管が一様に塑性しなくなり、有効なエネルギー吸収が得られなくなる。
例えば、３本の鋼管を直列に連結した直列式鋼管ダンパーは、１本の鋼管が吸収するエネルギーの３倍のエネルギーを吸収することができない。同様に、例えば、３本の鋼管を並列に配置し、これらを３段に直列に連結した複合式鋼管ダンパーは、１本の鋼管が吸収するエネルギーの９倍のエネルギーを吸収することができない。

本発明は、このような問題を解消するものであり、有効なエネルギー吸収を可能にする制振装置および該制振装置を有する制振構造物を提供することにある。

（１）本発明に係る制振装置は、塑性変形可能な鋼管および前記鋼管の両端にそれぞれ接合され、前記鋼管よりも強度および剛性が高いエンドプレートを具備するダンパーと、
前記鋼管よりも高い強度および剛性を具備し、矩形状に配置された上梁、下梁、左柱および右柱によって形成された壁空間において前記上梁および前記下梁に対して平行に配置される積層梁とを有し、
前記ダンパーは、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上梁に設置された上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される左上ダンパーと、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下梁に設置された下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される左下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下梁に設置された下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される右下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上梁に設置された上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される右上ダンパーとによって形成され、
前記左上ダンパーの鋼管の軸心と前記左下ダンパーの鋼管の軸心とが一致し、前記右上ダンパーの鋼管の軸心と前記右下ダンパーの鋼管の軸心とが一致することを特徴とする。
（２）また、前記（１）において、前記鋼管の断面二次モーメント（ｄＩ）を前記鋼管の高さ（ｄＨ）で除した管剛性（ｄｋ）に対する、前記積層梁の断面二次モーメント（ｂＩ）を前記左上ダンパーの前記鋼管の軸心と前記右上ダンパーの前記鋼管の軸心との距離（ｂＬ）で除した梁剛性（ｂｋ）の比率（ｂｋ／ｄｋ）である剛比（ｒ）が１０以上であることによって、前記上支持部材または前記下支持部材に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｄＭ）に対する、前記積層梁に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｂＭ）の比率（ｂＭ／ｄＭ）であるモーメント比（ｍ）が、０．７以上であることを特徴とする。

（３）本発明に係る制振構造物は、矩形状に配置された上梁、下梁、左柱および右柱と、
前記上梁に設置された上支持部材および前記下梁に設置された下支持部材と、
塑性変形可能な鋼管および前記鋼管の両端にそれぞれ接合され、前記鋼管よりも強度および剛性が高いエンドプレートを具備するダンパーと、
前記鋼管よりも高い強度および剛性を具備し、前記左柱、前記右柱、前記上梁および前記下梁によって形成された壁空間において前記上梁および前記下梁に対して平行に配置される積層梁とを有し、
前記ダンパーは、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された左上ダンパーと、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された左下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された右下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された右上ダンパーとによって形成され、
前記左上ダンパーの鋼管の軸心と前記左下ダンパーの鋼管の軸心とが一致し、前記右上ダンパーの鋼管の軸心と前記右下ダンパーの鋼管の軸心とが一致することを特徴とする。
（４）また、前記（３）において、前記左柱、前記右柱、前記上梁および前記下梁に跨がって壁面パネルが設置され、前記ダンパーおよび前記積層梁が前記壁面パネルによって覆われていることを特徴とする。

（５）また、前記（３）又は（４）において、前記左上ダンパーの前記エンドプレートおよび前記右上ダンパーの前記エンドプレートは、前記上支持部材と前記積層梁とにそれぞれボルトによって着脱可能に固定され、
前記左下ダンパーの前記エンドプレートおよび前記右下ダンパーの前記エンドプレートは、前記下支持部材と前記積層梁とにそれぞれボルトによって着脱可能に固定されていることを特徴とする。
（６）また、前記（３）〜（５）の何れかにおいて、前記鋼管の断面二次モーメント（ｄＩ）を前記鋼管の高さ（ｄＨ）で除した管剛性（ｄｋ）に対する、前記積層梁の断面二次モーメント（ｂＩ）を前記左上ダンパーの前記鋼管の軸心と前記右上ダンパーの前記鋼管の軸心との距離（ｂＬ）で除した梁剛性（ｂｋ）の比率（ｂｋ／ｄｋ）である剛比（ｒ）が１０以上であることによって、前記上支持部材または前記下支持部材に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｄＭ）に対する、前記積層梁に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｂＭ）の比率（ｂＭ／ｄＭ）であるモーメント比（ｍ）が、０．７以上であることを特徴とする。

本発明に係る制振装置は、鋼管に接合された一方のエンドプレートが、鋼管よりも高い強度および剛性を具備する積層梁に固定され、鋼管に接合された他方のエンドプレートが、剛体と見做すことができる上支持部材または下支持部材に固定され、剛比ｒを１０以上にすることによって、モーメント比ｍを０．７以上にする。このため、鋼管に作用する応力の集中を抑えることによって鋼管を一様に塑性させることができ、有効なエネルギー吸収が可能になる。
また、本発明に係る制振構造物は、本発明に係る制振装置を有するから有効なエネルギー吸収が可能になる。

本発明の実施の形態１に係る制振装置を説明するものであって、一部部材（内壁）を透視した側面図である。 本発明の実施の形態１に係る制振装置を説明するものであって、（ａ）は積層梁を完全剛体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布を説明する側面図、（ｂ）は積層梁を完全剛体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布図、（ｃ）は積層梁を完全剛体であると仮定した場合の弾塑性域におけるモーメントの分布図である。 本発明の実施の形態１に係る制振装置を説明するものであって、（ａ）は積層梁を弾性体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布を説明する側面図、（ｂ）は積層梁を弾性体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布図、（ｃ）は積層梁を弾性体であると仮定した場合の弾塑性域におけるモーメントの分布図である。 本発明の実施の形態１に係る制振装置を説明するものであって、モーメント比ｍと剛比ｒとの関係を示す相関図である。 本発明の実施の形態２に係る制振構造物を説明する側面視の断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明は図示された形態（部位の形状や個数等）に限定されるものではない。また、図面が煩雑になるのを避けるため、一部の部材や一部の符号の記載を省略する場合がある。

［実施の形態１］
図１〜図４は本発明の実施の形態１に係る制振装置を説明するものであって、図１は一部部材（内壁）を透視した側面図、図２の（ａ）は積層梁を完全剛体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布を説明する側面図、図２の（ｂ）は積層梁を完全剛体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布図、図２の（ｃ）は積層梁を完全剛体であると仮定した場合の弾塑性域におけるモーメントの分布図、図３の（ａ）は積層梁を弾性体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布を説明する側面図、図３の（ｂ）は積層梁を弾性体であると仮定した場合の弾塑性域におけるモーメントの分布図、図３の（ｃ）は積層梁を弾性体であると仮定した場合の弾性域におけるモーメントの分布図、図４はモーメント比ｍと剛比ｒとの関係を示す相関図である。

（制振装置）
図１において、制振装置１００は、制振構造物２００に設置されるものである（制振構造物２００については実施の形態２において詳細に説明する）。
制振構造物２００は、左柱１ａ、右柱１ｂ、上梁２ａおよび下梁２ｂを有し、これらによって囲まれた矩形状の壁空間４を形成している。また、壁空間４には上梁２ａに平行な上支持部材３ａと下梁２ｂに平行な下支持部材３ｂとが配置されている。そして、左柱１ａ、右柱１ｂ、上梁２ａ、下梁２ｂ、上支持部材３ａおよび下支持部材３ｂは、いずれも剛体と見做している（正確には、後記する積層梁よりも高い剛性を有していると見做している）。
制振装置１００は、制振構造物２００の壁空間４に設置されるものであって、左上ダンパー１０ａ、左下ダンパー１０ｂ、右下ダンパー１０ｃおよび右上ダンパー１０ｄと、積層梁２０とを有する。なお、左上ダンパー１０ａ、左下ダンパー１０ｂ、右下ダンパー１０ｃおよび右上ダンパー１０ｄは、同様の構造であるから、共通する内容の説明においては、名称に付した修飾語（左上、左下、右下、右上）および符号の添え字（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の記載を省略する場合がある。すなわち、ダンパー１０は、鋼管１１と、積層梁側エンドプレート１２と、支持部材側エンドプレート１３とを具備する。

（積層梁）
積層梁２０は、上梁２ａおよび下梁２ｂに対して平行に配置されたＨ形鋼であって、ウエッブ２１と、ウエッブ２１の側縁にそれぞれ固定された上フランジ２２ａおよび下フランジ２２ｂとを具備している。なお、本発明は、積層梁２０がＨ形鋼（例えば、鋼種ＳＮ４９０）によって形成されているが、本発明はこれに限定するものではなく、ダンパー１０（正確には、後記する鋼管１１）よりも強度および剛性が高い限り、矩形断面の管材や棒材あるいはコンクリート材等であってもよい。

（ダンパー）
ダンパー１０は、塑性変形可能な鋼管１１（例えば、鋼種ＬＹ２２５）と、鋼管１１よりも強度および剛性が高い積層梁側エンドプレート１２および支持部材側エンドプレート１３（例えば、鋼種ＳＮ４９０）とを具備している。
そして、左上ダンパー１０ａは左柱１ａおよび上梁２ａ寄りに配置され、左下ダンパー１０ｂは左柱１ａおよび下梁２ｂ寄りに配置され、右下ダンパー１０ｃは右柱１ｂおよび下梁２ｂ寄りに配置され、右上ダンパー１０ｄは右柱１ｂおよび上梁２ａ寄りに配置される。

すなわち、左上ダンパー１０ａの左上積層梁側エンドプレート１２ａは、積層梁２０の上フランジ２２ａにボルト（図示しない）によって着脱可能に固定され、左上支持部材側エンドプレート１３ａは上支持部材３ａの下面にボルト（図示しない）によって着脱可能に固定される。
同様に、左下ダンパー１０ｂの左下積層梁側エンドプレート１２ｂは、積層梁２０の下フランジ２２ｂにボルト（図示しない）によって着脱可能に固定され、左下支持部材側エンドプレート１３ｂは下支持部材３ｂの上面にボルト（図示しない）によって着脱可能に固定される。
同様に、右下ダンパー１０ｃの右下積層梁側エンドプレート１２ｃは、積層梁２０の下フランジ２２ｂにボルト（図示しない）によって着脱可能に固定され、右下支持部材側エンドプレート１３ｃは下支持部材３ｂの上面にボルト（図示しない）によって着脱可能に固定される。
同様に、右上ダンパー１０ｄの右上積層梁側エンドプレート１２ｄは、積層梁２０の上フランジ２２ａにボルト（図示しない）によって着脱可能に固定され、右上支持部材側エンドプレート１３ｄは上支持部材３ａの下面にボルト（図示しない）によって着脱可能に固定される。

そして、左上ダンパー１０ａの左上鋼管１１ａの軸心と、左下ダンパー１０ｂの左下鋼管１１ｂの軸心とが一致し、右下ダンパー１０ｃの右下鋼管１１ｃの軸心と右上ダンパー１０ｄの右上鋼管１１ｄの軸心とが一致している。そして、以下、左上鋼管１１ａの軸心と右上鋼管１１ｄの軸心との距離（左下鋼管１１ｂの軸心と右下鋼管１１ｃの軸心との距離に同じ）を「スパンｂＬ」と称す。

（モーメント分布）
図２の（ａ）〜（ｃ）において、積層梁２０を完全剛体（弾性係数が無限大）であると仮定した場合、鋼管１１の積層梁側エンドプレート１２側のモーメント分布と、鋼管１１の支持部材側エンドプレート１３側のモーメント分布とは、弾性域および弾塑性域において対称（正確には、絶対値が対称）になり、モーメントが０（ゼロ）になる「モーメント反曲点位置」は、鋼管１１の高さ方向の中央に一致している。なお、図２の（ｂ）には左上ダンパー１０ａのモーメント分布を示している。
図３の（ａ）〜（ｃ）において、積層梁２０を弾性体（完全剛体でない）と仮定した場合、鋼管１１の積層梁側エンドプレート１２側のモーメント分布と、鋼管１１の支持部材側エンドプレート１３側のモーメント分布とは、弾性域および弾塑性域において非対称（正確には、絶対値の分布が非対称）になり、モーメントが０（ゼロ）になる「モーメント反曲点位置」は、鋼管１１の高さ方向の中央から偏よっている。なお、図３の（ｂ）には左上ダンパー１０ａのモーメント分布を示している。
なお、「たわみ角法」を用いて弾性変形を算出する際、鋼管１１が積層梁２０および上支持部材３ａ（または下支持部材３ｂ）に直接固定されていると仮定し、鋼管１１の高さに、積層梁側エンドプレート１２の厚さおよび支持部材側エンドプレート１３の厚さを合計した値を、算出する際の鋼管１１の高さｄＨと仮定したため、積層梁側エンドプレート１２および支持部材側エンドプレート１３に、モーメントが作用した図になっている。

（モーメント比）
以下、制振装置１００の作用効果を説明するため、「モーメント比ｍ」を導入する。
モーメント比ｍは、上梁２ａが下梁２ｂに対して相対的に平行移動した際（長手方向の力が作用した際に同じ）、鋼管１１の支持部材側エンドプレート１３が接合されている位置に作用するモーメント（以下「支持部材側モーメント」と称す）ｂＭに対する、鋼管１１の積層梁側エンドプレート１２が接合された位置に作用するモーメント（以下「梁側モーメント」と称す）ｄＭの比率（ｄＭ／ｂＭ）である。
すなわち、モーメント比ｍは、鋼管１１に作用するモーメントの値が０（ゼロ）になる位置（モーメントの正負が逆転する位置に同じ）である「反曲点位置」を示す値であって、鋼管１１の高さ方向の中央位置から偏位する程度を表している。
そうすると、モーメント比ｍが１に近づけば、反曲点位置は鋼管１１の高さ方向中央位置に近づき（図２参照）、鋼管１１の正側のモーメントの分布形状と、負側のモーメントの分布形状とが均一化し、両者がより似たものになる。このため、モーメント比ｍが１に近い程、鋼管１１の局部的な歪みの集中が少なくなり、エネルギーの吸収量が増加する。
なお、図２および図３において、前記仮定のため、支持部材側モーメントｄＭは、左上支持部材側エンドプレート１３ａと上支持部材３ａとが当接する位置におけるモーメントＭ３として図示し、梁側モーメントｂＭは、左上積層梁側エンドプレート１２ａと積層梁２０とが当接する位置におけるモーメントＭ２として図示している。

（剛比）
また、制振装置１００の部材形状を表す指標として「剛比ｒ」を導入する。剛比ｒは、ダンパー１０の剛性（以下「管剛性」と称す）ｄｋに対する積層梁２０の剛性（以下「梁剛性」と称す）ｂｋの比率（ｒ＝ｂｋ／ｄｋ）である。
このとき、梁剛性ｂｋは、積層梁２０の断面二次モーメントｂＩをスパンｂＬで除したもの（ｂｋ＝ｂＩ／ｂＬ）で、管剛性ｄｋは鋼管１１の断面二次モーメントｄＩをダンパー１０の高さｄＨで除したもの（ｄｋ＝ｄＩ／ｄＨ）である。なお、高さｄＨは、鋼管１１の高さ、積層梁側エンドプレート１２の厚さ、支持部材側エンドプレート１３の厚さを合計した値にしている。
そうすると、剛比ｒ（ｒ＝ｂｋ／ｄｋ＝（ｂＩ／ｂＬ）／（ｄＩ／ｄＨ））は、鋼管１１の断面二次モーメントｄＩに対する積層梁２０の断面二次モーメントｂＩの比率（ｂＩ／ｄＩ、以下「断面比率」と称す）と、スパンｂＬに対するダンパー１０の高さｄＨの比率、（ｄＨ／ｂＬ、以下「縦横比率」と称す）との積（ｒ＝（ｂＩ／ｄＩ）×（ｄＨ／ｂＬ）として表示することができる。
したがって、断面比率（ｂＩ／ｄＩ）が一定のとき、鋼管１１の高さｄＨが大きい程、あるいはスパンｂＬが短い程、剛比ｒは大きくなり、縦横比率（ｄＨ／ｂＬ）が一定のとき、積層梁２０の断面二次モーメントｂＩが大きい程、あるいは鋼管１１の断面二次モーメントｄＩが小さい程、剛比ｒは大きくなる。

（作用効果）
図４は、モーメント比ｍと剛比ｒとの関係を示す相関図である。なお、算出に用いた諸元は、ダンパー１０については、鋼管１１の外径を１７５ｍｍ、厚さを８．８ｍｍ、高さｄＨを２６３ｍｍとし、Ｈ鋼からなる積層梁２０については、梁せいを６００ｍｍ、梁フランジ幅を３５０ｍｍ、梁ウエッブ厚さを４０ｍｍ、梁フランジ厚さを３６ｍｍ、スパンｂＬを２５００ｍｍとしている。そして、前記諸元を固定して、梁剛性ｂｋのみ数値的に変動させて、曲げ変形、せん断変形および接合部パネルのせん断変形を考慮した「たわみ角法」を用いて弾性変形を算出している。
図４より、剛比ｒが１０以上になると、モーメント比ｍは０．７以上になっている。すなわち、上支持部材３ａおよび下支持部材３ｂは剛体であると見做しているから、積層梁２０の剛性が高くなる程、剛比ｒの値は大きくなり、鋼管１１と積層梁側エンドプレート１２との接合部において、積層梁側エンドプレート１２の鋼管１１の直径方向回りの回転が抑制される。
そうすると、剛比ｒが１０以上になるような管剛性ｄｋおよび梁剛性ｂｋを選定することによって、ダンパー１０は鋼管１１の局部的な歪みの集中が少なくなって、エネルギーの吸収量が増加することが示される。

なお、以上は、左上ダンパー１０ａ、左下ダンパー１０ｂ、右下ダンパー１０ｃおよび右上ダンパー１０ｄは同様の構造（同じ管剛性ｄｋを具備する）としているが、本発明はこれに限定するものではなく、左上ダンパー１０ａと右上ダンパー１０ｄとが同様の構造で（同じ、上側の管剛性ｄｋを具備）、左下ダンパー１０ｂと右下ダンパー１０ｃとが同様の構造である（同じ、下側の管剛性ｄｋを具備）なら、上側の管剛性ｄｋと下側の管剛性ｄｋとが相違してもよい。このとき、剛比ｒは、上側の管剛性ｄｋおよび下側の管剛性ｄｋのうち大きい方の値に対する梁剛性ｂｋの比率とする。
さらに、ダンパー１０は、積層梁２０の上側および下側にそれぞれ２箇所に配置されているが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれ３箇所以上であってもよい。さらに、積層梁２０を複数にして互いに平行に配置し、積層梁２０同士の間に配置されたダンパー１０については、積層梁側エンドプレート１２を一方の積層梁２０に、支持部材側エンドプレート１３を他方の積層梁２０に固定してもよい。

［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２に係る制振構造物を説明する側面視の断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分には同じ名称および符号を付して、説明の一部を省略する。

（制振構造物）
図１および図５において、制振構造物２００は、互いに平行な左柱１ａおよび右柱１ｂと、互いに平行な上梁２ａおよび下梁２ｂと、上梁２ａに設置された所定高さの直方体状の上支持部材３ａと、下梁２ｂに設置された所定高さの直方体状の下支持部材３ｂと、左柱１ａ、右柱１ｂ、上梁２ａおよび下梁２ｂによって囲まれた矩形状の壁空間４に配置された制振装置１００とを具備している。
そして、左柱１ａ、右柱１ｂ、上梁２ａおよび下梁２ｂに跨がって内壁面パネル５ａおよび外壁面パネル５ｂが設置され、内壁面パネル５ａおよび外壁面パネル５ｂは、左柱１ａ、右柱１ｂ、上梁２ａおよび下梁２ｂと共に壁空間４を包囲している。
なお、上支持部材３ａおよび下支持部材３ｂはコンクリートブロックであるが、上支持部材３ａの下面と下支持部材３ｂの上面とが互いに平行である限り、本発明はこれらの形状や材質を限定するものではない。また、上支持部材３ａおよび下支持部材３ｂはそれぞれ１個であるが本発明はこれに限定するものではなく、上支持部材３ａについては、左上ダンパー１０ａが設置される範囲と右上ダンパー１０ｄが設置される範囲とを分離し、下支持部材３ｂについては、左下ダンパー１０ｂが設置される範囲と右下ダンパー１０ｃが設置される範囲とを分離してもよい。

（作用効果）
制振構造物２００は制振装置１００を有し、制振装置１００は前記のように鋼管１１の局部的な歪みの集中が少なくエネルギーの吸収量が増加しているから、制振構造物２００は耐震性を有している。また、制振装置１００は内壁面パネル５ａおよび外壁面パネル５ｂによって覆われて剥き出しになっていないから、制振構造物２００の構造物としての美観が損なわれることがない。さらに、ダンパー１０は、ボルト（図示しない）によって着脱可能に設置されているから、地震発生によって損傷した場合、容易に取り替えることができる。

以上、本発明を実施の形態１、２をもとに説明した。この実施の形態１、２は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明は以上であるから、各種形態の建築構造物または土木構造物の耐震性を高めるための制振装置、およびかかる制振装置を有する各種耐震構造物として広く利用することができる。

１ａ：左柱
１ｂ：右柱
２ａ：上梁
２ｂ：下梁
３ａ：上支持部材
３ｂ：下支持部材
４ ：壁空間
５ａ：内壁面パネル
５ｂ：外壁面パネル
１０ａ：左上ダンパー
１０ｂ：左下ダンパー
１０ｃ：右下ダンパー
１０ｄ：右上ダンパー
１１ａ：左上鋼管
１１ｂ：左下鋼管
１１ｃ：右下鋼管
１１ｄ：右上鋼管
１２ａ：左上積層梁側エンドプレート
１２ｂ：左下積層梁側エンドプレート
１２ｃ：右下積層梁側エンドプレート
１２ｄ：右上下積層梁側エンドプレート
１３ａ：左上支持部材側エンドプレート
１３ｂ：左下支持部材側エンドプレート
１３ｃ：右下支持部材側エンドプレート
１３ｄ：右上支持部材側エンドプレート
２０ ：積層梁
２１ ：ウエッブ
２２ａ：上フランジ
２２ｂ：下フランジ
１００：制振装置（実施の形態１）
２００：制振構造物（実施の形態２）

Claims (6)

1. 塑性変形可能な鋼管および前記鋼管の両端にそれぞれ接合され、前記鋼管よりも強度および剛性が高いエンドプレートを具備するダンパーと、
   前記鋼管よりも高い強度および剛性を具備し、矩形状に配置された上梁、下梁、左柱および右柱によって形成された壁空間において前記上梁および前記下梁に対して平行に配置される積層梁とを有し、
   前記ダンパーは、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上梁に設置された上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される左上ダンパーと、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下梁に設置された下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される左下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下梁に設置された下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される右下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上梁に設置された上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定される右上ダンパーとによって形成され、
   前記左上ダンパーの鋼管の軸心と前記左下ダンパーの鋼管の軸心とが一致し、前記右上ダンパーの鋼管の軸心と前記右下ダンパーの鋼管の軸心とが一致することを特徴とする制振装置。
2. 前記鋼管の断面二次モーメント（ｄＩ）を前記鋼管の高さ（ｄＨ）で除した管剛性（ｄｋ）に対する、前記積層梁の断面二次モーメント（ｂＩ）を前記左上ダンパーの前記鋼管の軸心と前記右上ダンパーの前記鋼管の軸心との距離（ｂＬ）で除した梁剛性（ｂｋ）の比率（ｂｋ／ｄｋ）である剛比（ｒ）が１０以上であることによって、前記上支持部材または前記下支持部材に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｄＭ）に対する、前記積層梁に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｂＭ）の比率（ｂＭ／ｄＭ）であるモーメント比（ｍ）が、０．７以上であることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
3. 矩形状に配置された上梁、下梁、左柱および右柱と、
   前記上梁に設置された上支持部材および前記下梁に設置された下支持部材と、
   塑性変形可能な鋼管および前記鋼管の両端にそれぞれ接合され、前記鋼管よりも強度および剛性が高いエンドプレートを具備するダンパーと、
   前記鋼管よりも高い強度および剛性を具備し、前記左柱、前記右柱、前記上梁および前記下梁によって形成された壁空間において前記上梁および前記下梁に対して平行に配置される積層梁とを有し、
   前記ダンパーは、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された左上ダンパーと、前記左柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された左下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記下支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された右下ダンパーと、前記右柱寄りに配置され、前記エンドプレートが前記上支持部材および前記積層梁にそれぞれ固定された右上ダンパーとによって形成され、
   前記左上ダンパーの鋼管の軸心と前記左下ダンパーの鋼管の軸心とが一致し、前記右上ダンパーの鋼管の軸心と前記右下ダンパーの鋼管の軸心とが一致することを特徴とする制振構造物。
4. 前記左柱、前記右柱、前記上梁および前記下梁に跨がって壁面パネルが設置され、
   前記ダンパーおよび前記積層梁が前記壁面パネルによって覆われていることを特徴とする請求項３に記載の制振構造物。
5. 前記左上ダンパーの前記エンドプレートおよび前記右上ダンパーの前記エンドプレートは、前記上支持部材と前記積層梁とにそれぞれボルトによって着脱可能に固定され、
   前記左下ダンパーの前記エンドプレートおよび前記右下ダンパーの前記エンドプレートは、前記下支持部材と前記積層梁とにそれぞれボルトによって着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の制振構造物。
6. 前記鋼管の断面二次モーメント（ｄＩ）を前記鋼管の高さ（ｄＨ）で除した管剛性（ｄｋ）に対する、前記積層梁の断面二次モーメント（ｂＩ）を前記左上ダンパーの前記鋼管の軸心と前記右上ダンパーの前記鋼管の軸心との距離（ｂＬ）で除した梁剛性（ｂｋ）の比率（ｂｋ／ｄｋ）である剛比（ｒ）が１０以上であることによって、前記上支持部材または前記下支持部材に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｄＭ）に対する、前記積層梁に固定された方の前記エンドプレートと前記鋼管との接合位置におけるモーメント（ｂＭ）の比率（ｂＭ／ｄＭ）であるモーメント比（ｍ）が、０．７以上であることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の制振構造物。

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