JP2023019256A - ブレース構造 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造を提供する。【解決手段】ブレース構造１０Ａは、制振ダンパー３０Ａが内蔵されたブレース構造１０Ａであって、芯材２１Ａと、芯材２１Ａに対して相対移動可能に設けられた、内部側にセメント系硬化体２４が設けられた外側鋼管２２Ａと、芯材２１Ａとセメント系硬化体２４とに接合され、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａとの相対移動を減衰させる高減衰ゴムを備えた制振ダンパー３０Ａと、を備え、制振ダンパー３０Ａと芯材２１Ａがボルト４０で締結されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ブレース構造に関する。

例えば特許文献１には、外側筋かい構成材と、外側筋かい構成材の保持孔内に配置された鋼製内側筋かい構成材と、内側筋かい構成材の周面と外側筋かい構成材の内周面との間に介在する粘弾性材層とを備える振動抑制筋かい材の構成が開示されている。このような構成の振動抑制筋かい材の両側部は、建造物の骨組に連結されている。
また、特許文献２には、３以上の複数枚の鋼板と、各鋼板間に接着される粘弾性体とからなり、鋼板の少なくとも一端が取付部材を介して建物のフレーム側の連結部材に連結される制振ダンパーが開示されている。当該制振ダンパーにおいては、鋼板を挟んで取付部材或いは連結部材と隣接する粘弾性体の少なくとも１層が、取付部材或いは連結部材の粘弾性体側の端面と少なくとも面一となる位置まで取付部材或いは連結部材側へ延設されている。
また、特許文献３には、構造物の骨組みの一方の部位に取り付けられて軸力が作用する内側部材と、骨組みの他方の部位に取り付けられて軸力が作用する外側部材と、これら内側部材および外側部材の間に介装された粘弾性体とを備えた制振ダンパーの構成が開示されている。この構成において、内側部材は、多角形の管状部を有している。外側部材は、管状部の外周面毎に独立して対向配置された複数の帯板と、これら内側部材および帯板を外面側から覆う管体と、この管体の内面に沿って注入固化されることにより管体および帯板を一体化させる充填材とを有している。粘弾性体は、シート状の粘弾性体であって、管状部の外周面と帯板との間に両面を密着させて介装されている。

特許文献１から３に開示されたような構成は、いずれも、粘弾性体を用いた制振ダンパーを備えるブレース構造である。このような構成において、減衰力を高めようとすると、制振ダンパーをブレースの延伸する軸方向に長くすればよいが、ブレースに制振ダンパー（粘弾性体）が設けられる範囲には限りがあり、制振ダンパーの納まり上の問題が生じる。また、制振ダンパーが長大化すると、鋼材部分の弾性変形によるエネルギー吸収量の減少、座屈等の懸念が生じることもある。
また、粘弾性体として通常のゴムを使用したのでは、減衰性能を十分に発揮できないことがある。これは、通常のゴムは温度依存性が大きく、温度が上昇すると、剛性や減衰性能等の力学的特性が低減することに起因している。粘弾性体の温度は、気温や直射日光等の外的要因によって、容易に上昇し得るため、粘弾性体が設けられた制振ダンパーの設置環境によっては、粘弾性体が減衰性能を効率的に発揮できない。あるいは、地震が生じて粘弾性体が振動エネルギーを吸収することによっても、粘弾性体の温度は上昇し得るため、地震時に粘弾性体が振動の吸収を繰り返すと、それに伴って粘弾性体の温度が上昇し、減衰性能が十分に発揮されないこともある。
したがって、制振ダンパーの大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造が望まれている。

特開平３－２６２８８１号公報 特開２０１６－５６６０５号公報 特許第４９５０９１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のブレース構造は、制振ダンパーが内蔵されたブレース構造であって、芯材と、前記芯材に対して相対移動可能に設けられた、内部側にセメント系硬化体が設けられた外側鋼管と、前記芯材と前記セメント系硬化体とに接合され、前記芯材と前記外側鋼管との相対移動を減衰させる高減衰ゴムを備えた制振ダンパーと、を備え、前記制振ダンパーと前記芯材がボルトで締結されていることを特徴とする。
このような構成によれば、制振ダンパーが、粘弾性体である高い減衰性能を備える高減衰ゴムを含んで形成されている。このため、制振ダンパーの減衰性能が向上する。また、高減衰ゴムは、温度依存性が小さく、気温や直射日光等の外的要因や、振動エネルギーの吸収等により温度が上昇しても、減衰性能が低減しにくい。このように、所謂粘弾性ダンパーとして実現される制振ダンパーの粘弾性体を高減衰ゴムとすることにより、減衰性能を高め、かつ、減衰性能を安定して発揮可能な構成とすることができる。
このように効率的に減衰性能を高めることができるため、制振ダンパーに要求される減衰性能を実現するのに必要な粘弾性体の総量が低減する。このため、制振ダンパーの、ブレース構造の軸方向における長さを低減し、大型化を抑制できる可能性がある。
ここで、上記のような高減衰ゴムは、工事現場などで鋼材に接着するのが容易ではないところ、上記のようなブレース構造においては、高減衰ゴムを備えて形成された制振ダンパーを芯材にボルトで締結することで構築されるため、工事現場における組み立て、施工も容易である。
このようにして、大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造を提供することが可能となる。

本発明の一態様においては、本発明のブレース構造は、前記芯材は、十字形断面、またはＨ形状断面であり、前記芯材は板状部を備え、当該板状部の両側に前記制振ダンパーがそれぞれ設けられ、前記制振ダンパーの各々と前記板状部がこれらを貫通するボルトにより接合されている。
このような構成によれば、芯材を、十字型断面、またはＨ形状断面とすることで、限られたスペースに複数の制振ダンパーを備えることが可能となり、ブレース構造の大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮することが可能となる。
また、芯材が鋼管である場合など、芯材の断面形状が環状である部分を備えていると、芯材の表面に制振ダンパーをボルトで締結する際に、環状部分の内側に、芯材の軸方向の端部から手を挿入する必要があるため、組み立て、施工が容易ではない。これに対し、上記のような構成においては、芯材の断面形状が環状である部分を備えず、芯材のあらゆる表面に外部から容易に接触できる構造となっているため、芯材の表面への、制振ダンパーのボルトによる締結を、容易に行うことができる。
さらに、芯材を構成する板状部の両側に制振ダンパーがそれぞれ設けられ、制振ダンパーの各々と板状部がこれらを貫通するボルトにより接合されている。すなわち、複数の制振ダンパーをまとめて一つのボルトで芯材に締結することができるため、制振ダンパーごとに芯材とボルトで締結する場合に比べると、使用するボルトの数を低減し、ブレース構造の大型化をより抑制することができる。

本発明の一態様においては、本発明のブレース構造は、前記制振ダンパーは、前記高減衰ゴムの互いに反対側の側面に設けられる第１外鋼板と、第２外鋼板と、を備え、前記第１外鋼板は、前記制振ダンパーを平面視したときに、前記高減衰ゴムより外形寸法が大きくなるように外縁部が形成され、当該外縁部が、前記ボルトにより前記芯材に締結され、前記第２外鋼板は前記セメント系硬化体に接合されている。
このような構成によれば、第１外鋼板が高減衰ゴムより外形寸法が大きいことで、外縁部が高減衰ゴムより外側に張り出すことになる。外縁部をボルトにより芯材に締結することで、制振ダンパーを芯材に接合することができる。また、第２外鋼板をセメント系硬化体に接合することで、制振ダンパーがセメント系硬化体に接合される。このようにして、高減衰ゴムが芯材と外側鋼管の相対移動を減衰させるように構成することが可能となる。

本発明によれば、大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るブレース構造の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るブレース構造を軸方向から見た断面図であり、図１のＩ－Ｉ矢視断面図である。 図２のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 本発明の第１実施形態に係るブレース構造の変形例の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るブレース構造の他の変形例の構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係るブレース構造を軸方向から見た断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるブレース構造を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
[第１実施形態]
本発明の実施形態に係るブレース構造の構成を図１に示す。
図１に示されるように、本実施形態に係るブレース構造１０Ａは、構造物の躯体１を構成する柱梁架構２に備えられている。柱梁架構２は、複数本の柱３と、梁４と、を備えている。複数本の柱３は、水平方向に間隔をあけて配置されている。各柱３は、上下方向に延びている。梁４は、上下方向に間隔をあけて配置されている。各梁４は、水平方向に延び、互いに隣り合う柱３の間に架設されている。

ブレース構造１０Ａは、水平方向で互いに隣り合う柱３と、互いに上下に位置する梁４との間に設けられている。ブレース構造１０Ａは、互いに隣り合う２本の柱３と、互いに上下に位置する２本の梁４との間に、斜めに延びるように設けられている。ブレース構造１０Ａの両端部は、柱３と梁４との接合部である第１接合部Ｊ１と第２接合部Ｊ２の各々にそれぞれ設けられたブラケット１２に接合されている。
図２は、本発明の第１実施形態に係るブレース構造を軸方向から見た断面図であり、図１のＩ－Ｉ矢視断面図である。図３は、図２のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。
図２、図３に示されるように、ブレース構造１０Ａは、芯材２１Ａと、外側鋼管２２Ａと、制振ダンパー３０Ａと、主に備えている。
芯材２１Ａは、ブレース構造１０Ａの軸方向Ｄａに延びている。芯材２１Ａの一端部２１ｓは、第２接合部Ｊ２のブラケット１２に接合されている。芯材２１Ａの他端部２２ｔ側は、外側鋼管２２Ａ内に挿入されている。外側鋼管２２Ａ内で、他端部２２ｔと第１接合部Ｊ１のブラケット１２との間には、間隙が形成されている。図２に示すように、本実施形態において、芯材２１Ａは、ブレース構造１０Ａの軸方向Ｄａ（図２において紙面に直交する方向）に直交する断面形状が、十字形断面とされている。芯材２１Ａは、芯材２１Ａの断面中央部２１ｃから四方に延出する４枚の板状部２１ｐを有している。４枚の板状部２１ｐは、互いに接合されている。

図３に示すように、外側鋼管２２Ａは、ブレース構造１０Ａの軸方向Ｄａに延びている。外側鋼管２２Ａの一端２２ｓは、第１接合部Ｊ１のブラケット１２に接合されている。外側鋼管２２Ａの他端２２ｔは、第２接合部Ｊ２のブラケット１２との間に軸方向Ｄａに間隙を隔てている。図２に示すように、本実施形態において、外側鋼管２２Ａは、例えば、軸方向Ｄａに直交する断面形状が円形の円形鋼管からなる。
外側鋼管２２Ａの内部側には、セメント系硬化体２４が設けられている。セメント系硬化体２４は、例えば、モルタルからなる。外側鋼管２２Ａは、セメント系硬化体２４に定着されている。セメント系硬化体２４は、後述する制振ダンパー３０Ａに対しては第２外鋼板３２のみに接合され、芯材２１Ａ、及び制振ダンパー３０Ａの粘弾性体３３、及び第１外鋼板３１Ａとの間には、隙間Ｓ１を隔てて設けられている。
以上のような構成により、外側鋼管２２Ａは、芯材２１Ａに対して、ブレース構造１０Ａの軸方向Ｄａに、第２接合部Ｊ２に向けて、あるいは第２接合部Ｊ２から離間するように、互いに相対移動可能に設けられている。

制振ダンパー３０Ａは、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａとの相対移動を減衰させる。制振ダンパー３０Ａは、芯材２１Ａとセメント系硬化体２４とに接合されている。本実施形態において、制振ダンパー３０Ａは、芯材２１Ａの断面中央部２１ｃ周りの周方向に４個が設けられている。本実施形態において、各制振ダンパー３０Ａは、芯材２１Ａの断面中央部２１ｃ周りの周方向で互いに隣り合う２枚の板状部２１ｐ同士の間に配置されている。これにより、芯材２１Ａを構成する板状部２１ｐの各々において、板状部２１ｐの両側に制振ダンパー３０Ａがそれぞれ設けられた構成となっている。
図３に示すように、本実施形態において、制振ダンパー３０Ａは、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａとが軸方向Ｄａで重なる領域の全体（全長）にわたって設けられている。制振ダンパー３０Ａは、第１外鋼板３１Ａと、第２外鋼板３２と、粘弾性体３３と、を備えている。制振ダンパー３０Ａは、第１外鋼板３１Ａと、第２外鋼板３２と、粘弾性体３３とを、軸方向Ｄａに直交する方向に積層することで構成されている。
第１外鋼板３１Ａと第２外鋼板３２とは、粘弾性体３３を挟んだ両側に設けられている。図２に示すように、第２外鋼板３２は、互いに直交する２枚の板状部２１ｐに対し、例えば４５度傾斜して設けられている。第２外鋼板３２は、粘弾性体３３とは反対側の表面３２ｆに、複数本のスタッドボルト３４を一体に備えている。第２外鋼板３２の表面３２ｆは、セメント系硬化体２４に接しており、セメント系硬化体２４に定着されている。複数本のスタッドボルト３４は、セメント系硬化体２４に埋設されている。これにより、第２外鋼板３２は、セメント系硬化体２４に接合されている。

第１外鋼板３１Ａは、制振ダンパー３０Ａを、第１外鋼板３１Ａ、第２外鋼板３２、及び粘弾性体３３の積層方向Ｄｓから平面視したときに、粘弾性体３３より外形寸法が大きくなるように形成されている。第１外鋼板３１Ａは、第２外鋼板３２と平行に形成された基板部３１ａと、基板部３１ａの両端から両側の板状部２１ｐに沿って延びる外縁部３１ｂと、を一体に有している。外縁部３１ｂは、積層方向Ｄｓから平面視したときに、粘弾性体３３よりも外側に突出している。本実施形態において、外縁部３１ｂは、軸方向Ｄａから見て、基板部３１ａに対して第２外鋼板３２側に４５度傾斜して延びている。第１外鋼板３１Ａは、両側の外縁部３１ｂを、隣り合う２枚の板状部２１ｐに沿わせて設けられている。これにより、隣り合う２枚の板状部２１ｐと、第１外鋼板３１Ａとの間には、隙間Ｓ３（図２参照）が形成されている。
外縁部３１ｂは、ボルト４０、及びナット４１により芯材２１Ａに締結されている。本実施形態において、各板状部２１ｐを挟んで両側に配置された２つの制振ダンパー３０Ａの第１外鋼板３１Ａどうしは、双方の制振ダンパー３０Ａの外縁部３１ｂ、及び板状部２１ｐを貫通するボルト４０、及びナット４１によって締結されている。つまり、周方向で隣り合う２つの制振ダンパー３０Ａどうしで、ボルト４０、及びナット４１を共用している。

粘弾性体３３は、第１外鋼板３１Ａと第２外鋼板３２との積層方向Ｄｓに直交する軸方向Ｄａにおける、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａとの相対移動を減衰させる。粘弾性体３３は、通常のゴムに比べると、減衰性能が高い、高減衰ゴムである。粘弾性体３３には、例えば、アクリル系、ジエン系、スチレン系、イソプレン系のうちの少なくとも一種のゴム材料を含んでいるのが好ましい。本実施形態では、例えば、イソプレン系ゴムを含むゴム材料を、粘弾性体３３として用いている。イソプレン系ゴムは初期剛性が大きい。また、イソプレン系ゴムは、温度依存性が小さい。このため、気温や直射日光等の外的要因や、振動エネルギーの吸収等により温度が上昇しても、減衰性能が低減しにくい。さらに、イソプレン系ゴムは、振動数依存性が小さい。粘弾性体３３は、例えば、イソプレン系ゴム等の合成ゴムと天然ゴムを混合し、これに減衰付与剤や老化防止剤等を添加して製造される。
このような粘弾性体３３を備える制振ダンパー３０Ａは、工場において、粘弾性体３３と、第１外鋼板３１Ａと、第２外鋼板３２とを、所定の高温・高圧力条件下で加硫・接着することで製造されている。ブレース構造１０Ａの組立時には、予め製造された制振ダンパー３０Ａを、ボルト４０、及びナット４１によって芯材２１Ａに取り付ける。

このような制振ダンパー３０Ａでは、軸方向Ｄａにおける芯材２１Ａの変位が、ボルト４０を介して第１外鋼板３１Ａに伝達される。また、軸方向Ｄａにおける外側鋼管２２Ａの軸方向Ｄａの変位が、セメント系硬化体２４、複数本のスタッドボルト３４を介して第２外鋼板３２に伝達される。高減衰ゴムを用いた粘弾性体３３は、第１外鋼板３１Ａと第２外鋼板３２との相対変位を減衰させる。これにより、制振ダンパー３０Ａは、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａとの相対移動を減衰させる。よって、ブレース構造１０Ａは、引張力、または圧縮力が作用した際には芯材２１Ａおよび外側鋼管２２Ａが抵抗し、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａは、その間の粘弾性体３３およびセメント系硬化体２４のせん断力により相互に力を伝達する機構を形成する。具体的には、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａは、引張力および圧縮力を負担する。芯材２１Ａと粘弾性体３３との間はボルト４０を介してせん断力が伝達され、粘弾性体３３とセメント系硬化体２４との間はスタッドボルト３４を介してせん断力が伝達される。また、セメント系硬化体２４と外側鋼管２２Ａとの間は付着力によってせん断力が伝達される。また、セメント系硬化体２４は、芯材２１Ａおよび外側鋼管２２Ａの座屈拘束材として抵抗する。本実施形態の後に詳説する各変形例のブレース構造においても、同様に作用する。

上述したようなブレース構造１０Ａは、制振ダンパー３０Ａが内蔵されたものであって、芯材２１Ａと、芯材２１Ａに対して相対移動可能に設けられ、内部側にセメント系硬化体２４が設けられた外側鋼管２２Ａと、芯材２１Ａとセメント系硬化体２４とに接合され、芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａとの相対移動を減衰させる粘弾性体（高減衰ゴム）３３を備えた制振ダンパー３０Ａと、を備え、制振ダンパー３０Ａと芯材２１Ａがボルト４０で締結されている。
このような構成によれば、制振ダンパー３０Ａの粘弾性体３３が、高い減衰性能を備える高減衰ゴムとなっている。このため、制振ダンパー３０Ａの減衰性能が向上する。また、高減衰ゴムは、通常のゴムに比べると温度依存性が小さく、気温や直射日光等の外的要因や、振動エネルギーの吸収等により温度が上昇しても、減衰性能が低減しにくい。このように、所謂粘弾性ダンパーとして実現される制振ダンパー３０Ａの粘弾性体３３を高減衰ゴムとすることにより、減衰性能を高め、かつ、減衰性能を安定して発揮可能な構成とすることができる。
このように効率的に減衰性能を高めることができるため、制振ダンパー３０Ａに要求される減衰性能を実現するのに必要な粘弾性体３３の総量が低減する。このため、制振ダンパー３０Ａの、ブレース構造１０Ａの軸方向Ｄａにおける長さを低減し、大型化を抑制できる可能性がある。
ここで、上記のような高減衰ゴムは、工事現場などで鋼材に接着するのが容易ではないところ、上記のようなブレース構造１０Ａにおいては、高減衰ゴムを備えて形成された制振ダンパー３０Ａを芯材２１Ａにボルト４０で締結することで構築されるため、工事現場における組み立て、施工も容易である。
このようにして、大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造１０Ａを提供することが可能となる。

一般に、高減衰ゴムは、工場において、所定の高温・高圧力条件下で鋼板と加硫接着することでユニットとして製造され、販売されることが多い。このため、鋼板と接着されていない単体として調達し、これを任意な形状に加工し、芯材に接着して、制振ダンパーを形成するのが難しい。
仮に、高減衰ゴムを単体として調達できたとしても、これを例えば芯材２１Ａに加硫接着するためには、専用の設備が必要となるので、工事現場における組み立てが容易ではない。
これに対し、本実施形態においては、ユニットとして製造された高減衰ゴムを、ボルトにより芯材２１Ａに締結することで、制振ダンパー３０Ａ及びブレース構造１０Ａを構築することができるため、上記のように、工事現場における組み立て、施工が容易となる。

また、芯材２１Ａは、十字形断面であり、芯材２１Ａは板状部２１ｐを備え、板状部２１ｐの両側に制振ダンパー３０Ａがそれぞれ設けられ、制振ダンパー３０Ａの各々と板状部２１ｐがこれらを貫通するボルト４０により接合されている。
このような構成によれば、芯材２１Ａを構成する４枚の板状部２１ｐの間に４個の制振ダンパー３０Ａを組み込むことができる。このように、限られたスペースに複数の制振ダンパー３０Ａを備えることが可能となり、ブレース構造１０Ａの大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮することが可能となる。
また、芯材２１Ａが鋼管である場合など、芯材２１Ａの断面形状が環状である部分を備えていると、芯材２１Ａの表面に制振ダンパー３０Ａをボルト４０で締結する際に、環状部分の内側に、芯材２１Ａの軸方向Ｄａの端部から手を挿入する必要があるため、組み立て、施工が容易ではない。これに対し、上記のような構成においては、芯材２１Ａの断面形状が環状である部分を備えず、芯材２１Ａのあらゆる表面に外部から容易に接触できる構造となっているため、芯材２１Ａの表面への、制振ダンパー３０Ａのボルト４０による締結を、容易に行うことができる。
さらに、芯材２１Ａを構成する板状部２１ｐの両側に制振ダンパー３０Ａがそれぞれ設けられ、制振ダンパー３０Ａの各々と板状部２１ｐがこれらを貫通するボルト４０により接合されている。すなわち、複数の制振ダンパー３０Ａをまとめて一つのボルト４０で芯材２１Ａに締結することができるため、制振ダンパー３０Ａごとに芯材２１Ａとボルト４０で締結する場合に比べると、使用するボルト４０の数を低減し、ブレース構造１０Ａの大型化をより抑制することができる。

また、制振ダンパー３０Ａは、粘弾性体（高減衰ゴム）３３の互いに反対側の側面に設けられる第１外鋼板３１Ａと、第２外鋼板３２と、を備え、第１外鋼板３１Ａは、制振ダンパー３０Ａを平面視したときに、粘弾性体（高減衰ゴム）３３より外形寸法が大きくなるように外縁部３１ｂが形成され、外縁部３１ｂが、ボルト４０により芯材２１Ａに締結され、第２外鋼板３２はセメント系硬化体２４に接合されている。
このような構成によれば、第１外鋼板３１Ａが粘弾性体（高減衰ゴム）３３より外形寸法が大きいことで、外縁部３１ｂが粘弾性体（高減衰ゴム）３３より外側に張り出すことになる。外縁部３１ｂをボルト４０により芯材２１Ａに締結することで、制振ダンパー３０Ａを芯材２１Ａに接合することができる。また、第２外鋼板３２をセメント系硬化体２４に接合することで、制振ダンパー３０Ａがセメント系硬化体２４に接合される。このようにして、粘弾性体３３が芯材２１Ａと外側鋼管２２Ａの相対移動を減衰させるように構成することが可能となる。

（第１実施形態の変形例）
なお、本発明のブレース構造は、図面を参照して説明した上述の第１実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、外側鋼管２２Ａを、軸方向Ｄａに直交する断面形状が円形の円形鋼管からなるようにしたがこれに限らない。
図４は、本発明の第１実施形態に係るブレース構造の変形例の構成を示す断面図である。
図４に示されるように、ブレース構造１０Ａを構成する外側鋼管２２Ｂを、例えば、ブレース構造１０Ａの軸方向Ｄａに直交する断面形状が矩形の角鋼管からなるようにしてもよい。この場合、外側鋼管２２Ｂは、十字形断面の芯材２１Ａの各板状部２１ｐの外側に、角部２２ｐが位置するように設けられている。
図５は、本発明の第１実施形態に係るブレース構造の他の変形例の構成を示す断面図である。
図５に示されるように、ブレース構造１０Ａを構成し、軸方向Ｄａに直交する断面形状が矩形の角鋼管からなる外側鋼管２２Ｃを、十字形断面の芯材２１Ａの各板状部２１ｐの外側に、四方の平面部２２ｑが位置するように設けてもよい。

[第２実施形態]
次に、本発明に第２実施形態に係るブレース構造について説明する。
以下に説明する第２実施形態において、上記第１実施形態との相違点は、上記第１実施形態では、芯材２１Ａを十字型断面としたのに対し、本第２実施形態では、芯材２１Ｂを、Ｃ形鋼材が背中合わせに設置された複合断面（Ｈ形状断面）とする点にある。以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については、図中に同符号を付し、詳細な説明を省略する。

本発明の第２実施形態に係るブレース構造の構成を示す断面図を図６に示す。
図６に示されるように、本実施形態におけるブレース構造１０Ｂは、芯材２１Ｂと、外側鋼管２２Ｃと、制振ダンパー３０Ｂと、主に備えている。
本実施形態において、芯材２１Ｂは、ブレース構造１０Ｂの軸方向Ｄａ（図１参照）に直交する断面形状が、Ｃ形鋼材２５が背中合わせに設置された複合断面（Ｈ形状断面）とされている。具体的には、芯材２１Ｂを構成するＣ形鋼材２５は、それぞれ、ウェブ２５ａと、一対のフランジ２５ｂと、を有している。ウェブ２５ａは、軸方向Ｄａ（図６の紙面に直交する方向）と、軸方向Ｄａに直交する第１方向Ｄ１とを含む平面に沿って形成されている。一対のフランジ２５ｂは、ウェブ２５ａの第１方向Ｄ１の両端から、軸方向Ｄａ及び第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に平行に延びている。これにより、Ｃ形鋼材２５は、軸方向Ｄａから見て断面Ｃ形をなしている。芯材２１Ｂは、一対のＣ形鋼材２５のウェブ２５ａどうしを第２方向Ｄ２に重ね合わせて配置している。芯材２１Ｂは、一対のＣ形鋼材２５のフランジ２５ｂが、重ね合わせたウェブ２５ａから第２方向Ｄ２の両側に突出するように構成されている。つまり、一方のＣ形鋼材２５と他方のＣ形鋼材２５とは、ウェブ２５ａから一対のフランジ２５ｂが延びる方向を、互いに異ならせている。このようにして、芯材２１Ｂは、Ｃ形鋼材２５のウェブ２５ａどうしを重ね合わせて背中合わせに設置された複合断面とされている。これにより、芯材２１Ｂは、断面形状が、全体としてＨ形状となるように形成されている。
外側鋼管２２Ｃの内部側に設けられたセメント系硬化体２４は、後述する制振ダンパー３０Ｂに対しては第２外鋼板３２のみに接合され、上記芯材２１Ｂ、及び制振ダンパー３０Ｂの粘弾性体３３、及び第１外鋼板３１Ｂとの間には、隙間Ｓ２を隔てて設けられている。

本実施形態において、制振ダンパー３０Ｂは、芯材２１Ｂを構成する一対のＣ形鋼材２５のそれぞれに配置されている。制振ダンパー３０Ｂは、一対のＣ形鋼材２５のウェブ（板状部）２５ａを挟んで両側に配置されている。各制振ダンパー３０Ｂは、第１外鋼板３１Ｂと、第２外鋼板３２と、粘弾性体３３と、を備えている。制振ダンパー３０Ｂは、第１外鋼板３１Ｂと、第２外鋼板３２と、粘弾性体３３とを積層することで構成されている。
制振ダンパー３０Ｂは、第１外鋼板３１ＢをＣ形鋼材２５のウェブ２５ａに沿わせて配置されている。制振ダンパー３０Ｂは、Ｃ形鋼材２５の一対のフランジ２５ｂの間に収められている。つまり、制振ダンパー３０Ｂは、Ｃ形鋼材２５のウェブ２５ａと一対のフランジ２５ｂとに囲まれた部分に配置されている。

第１外鋼板３１Ｂは、制振ダンパー３０Ｂを第１外鋼板３１Ｂ、第２外鋼板３２、及び粘弾性体３３の積層方向Ｄｓから平面視したときに、粘弾性体３３より外形寸法が大きくなるように形成されている。第１外鋼板３１Ｂは、粘弾性体３３よりも第１方向Ｄ１の両側に延びる外縁部３１ｄと、を一体に有している。
外縁部３１ｄは、ボルト４０、及びナット４１により芯材２１Ｂに締結されている。本実施形態において、ウェブ２５ａを挟んで両側に配置された２つの制振ダンパー３０Ｂの第１外鋼板３１Ｂどうしは、双方の制振ダンパー３０Ｂの外縁部３１ｄとウェブ２５ａとを貫通するボルト４０、及びナット４１によって締結されている。つまり、一対のＣ形鋼材２５のウェブ（板状部）２５ａを挟んで両側に配置された２つの制振ダンパー３０Ｂどうしで、ボルト４０、及びナット４１を共用している。
第２外鋼板３２は、複数本のスタッドボルト３４を一体に備えている。第２外鋼板３２は、セメント系硬化体２４に接しており、セメント系硬化体２４に定着されている。複数本のスタッドボルト３４は、セメント系硬化体２４に埋設されている。
本実施形態においても、粘弾性体３３は、上記第１実施形態と同様、通常のゴムに比べると、減衰性能が高い、高減衰ゴムである。

上述したようなブレース構造１０Ｂは、制振ダンパー３０Ｂが内蔵されたものであって、芯材２１Ｂと、芯材２１Ｂに対して相対移動可能に設けられ、内部側にセメント系硬化体２４が設けられた外側鋼管２２Ｃと、芯材２１Ｂとセメント系硬化体２４とに接合され、芯材２１Ｂと外側鋼管２２Ｃとの相対移動を減衰させる粘弾性体（高減衰ゴム）３３を備えた制振ダンパー３０Ｂと、を備え、制振ダンパー３０Ｂと芯材２１Ｂがボルト４０で締結されている。
このような構成によれば、制振ダンパー３０Ｂの粘弾性体３３が、高い減衰性能を備える高減衰ゴムとなっている。このため、制振ダンパー３０Ｂの減衰性能が向上する。また、高減衰ゴムは、通常のゴムに比べると温度依存性が小さく、気温や直射日光等の外的要因や、振動エネルギーの吸収等により温度が上昇しても、減衰性能が低減しにくい。このように、所謂粘弾性ダンパーとして実現される制振ダンパー３０Ｂの粘弾性体３３を高減衰ゴムとすることにより、減衰性能を高め、かつ、減衰性能を安定して発揮可能な構成とすることができる。
このように効率的に減衰性能を高めることができるため、制振ダンパー３０Ｂに要求される減衰性能を実現するのに必要な粘弾性体３３の総量が低減する。このため、制振ダンパー３０Ｂの、ブレース構造１０Ｂの軸方向Ｄａにおける長さを低減し、大型化を抑制できる可能性がある。
ここで、上記のような高減衰ゴムは、工事現場などで鋼材に接着するのが容易ではないところ、上記のようなブレース構造１０Ｂにおいては、高減衰ゴムを備えて形成された制振ダンパー３０Ｂを芯材２１Ｂにボルト４０で締結することで構築されるため、工事現場における組み立て、施工も容易である。
このようにして、大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮可能な、ブレース構造１０Ｂを提供することが可能となる。

また、芯材２１Ｂは、Ｈ形状断面であり、芯材２１Ｂは板状部２５ａを備え、板状部２５ａの両側に制振ダンパー３０Ｂがそれぞれ設けられ、制振ダンパー３０Ｂの各々と板状部２５ａがこれらを貫通するボルト４０により接合されている。
このような構成によれば、Ｈ形状断面を構成するＣ形鋼材２５の内側の、板状部２５ａの両側に、制振ダンパー３０Ｂを組み込むことができる。このようにして、限られたスペースに複数の制振ダンパー３０Ｂを備えることが可能となり、ブレース構造１０Ｂの大型化を抑制しつつ、高い減衰力を発揮することが可能となる。
また、芯材２１Ｂが鋼管である場合など、芯材２１Ｂの断面形状が環状である部分を備えていると、芯材２１Ｂの表面に制振ダンパー３０Ｂをボルト４０で締結する際に、環状部分の内側に、芯材２１Ｂの軸方向Ｄａの端部から手を挿入する必要があるため、組み立て、施工が容易ではない。これに対し、上記のような構成においては、芯材２１Ｂの断面形状が環状である部分を備えず、芯材２１Ｂのあらゆる表面に外部から容易に接触できる構造となっているため、芯材２１Ｂの表面への、制振ダンパー３０Ｂのボルト４０による締結を、容易に行うことができる。
さらに、芯材２１Ｂを構成する板状部２５ａの両側に制振ダンパー３０Ｂがそれぞれ設けられ、制振ダンパー３０Ｂの各々と板状部２５ａがこれらを貫通するボルト４０により接合されている。すなわち、複数の制振ダンパー３０Ｂをまとめて一つのボルト４０で芯材２１Ｂに締結することができるため、制振ダンパー３０Ｂごとに芯材２１Ｂとボルト４０で締結する場合に比べると、使用するボルト４０の数を低減し、ブレース構造１０Ｂの大型化をより抑制することができる。

また、制振ダンパー３０Ｂは、粘弾性体（高減衰ゴム）３３の互いに反対側の側面に設けられる第１外鋼板３１Ｂと、第２外鋼板３２と、を備え、第１外鋼板３１Ｂは、制振ダンパー３０Ｂを平面視したときに、粘弾性体（高減衰ゴム）３３より外形寸法が大きくなるように外縁部３１ｄが形成され、外縁部３１ｄが、ボルト４０により芯材２１Ｂに締結され、第２外鋼板３２はセメント系硬化体２４に接合されている。
このような構成によれば、第１外鋼板３１Ｂが粘弾性体（高減衰ゴム）３３より外形寸法が大きいことで、外縁部３１ｄが粘弾性体（高減衰ゴム）３３より外側に張り出すことになる。外縁部３１ｄをボルト４０により芯材２１Ｂに締結することで、制振ダンパー３０Ｂを芯材２１Ｂに接合することができる。また、第２外鋼板３２をセメント系硬化体２４に接合することで、制振ダンパー３０Ｂがセメント系硬化体２４に接合される。このようにして、粘弾性体３３が芯材２１Ｂと外側鋼管２２Ｂの相対移動を減衰させるように構成することが可能となる。

（その他の変形例）
上記第１、第２実施形態では、制振ダンパー３０Ａ、３０Ｂを、芯材２１Ａ、２１Ｂと外側鋼管２２Ａ～２２Ｃとが軸方向Ｄａで重なる領域の全体（全長）にわたって設けるようにしたが、これに限らない。制振ダンパー３０Ａ、３０Ｂは、芯材２１Ａ、２１Ｂと外側鋼管２２Ａ～２２Ｃとが軸方向Ｄａで重なる領域の一部にのみ設けてもよい。さらに、制振ダンパー３０Ａ、３０Ｂを、芯材２１Ａ、２１Ｂと外側鋼管２２Ａ～２２Ｃとが軸方向Ｄａで重なる領域に、軸方向Ｄａに間隔をあけて複数設けるようにしてもよい。
また、ブレース構造１０Ａ、１０Ｂとして、芯材２１Ａ、２１Ｂと外側鋼管２２Ａ～２２Ｃとの間に、芯材２１Ａ、２１Ｂと外側鋼管２２Ａ～２２Ｃとの相対移動を減衰する制振ダンパー３０Ａ、３０Ｂを備えるようにしたが、制振ダンパー３０Ａ、３０Ｂに加えて、他の減衰機構を備えるようにしてもよい。例えば、制振ダンパー３０Ａ、３０Ｂに加えて、滑り機構と弾性バネを直列に備え、さらに芯材２１Ａ、２１Ｂの座屈を拘束する座屈拘束部材を弾塑性ダンパーとして備えた構成としてもよい。
また、上記第２実施形態においては、Ｃ形鋼材２５を背中合わせに設置することで、断面形状が全体としてＨ形状となるような芯材２１Ｂを形成したが、これに限られない。例えば、第２実施形態として説明したような制振ダンパー３０Ｂを構築するに際し、Ｈ形鋼材を芯材２１Ｂとして用いてもよい。
あるいは、芯材は、十字形断面や、Ｈ形状断面を有さずともよい。芯材は、制振ダンパーをボルトで締結しやすい断面形状となっていればよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１０Ａ、１０Ｂ ブレース構造 ３０Ａ、３０Ｂ 制振ダンパー
２１Ａ、２１Ｂ 芯材 ３１Ａ、３１Ｂ 第１外鋼板
２１ｐ 板状部 ３１ｂ、３１ｄ 外縁部
２２Ａ～２２Ｃ 外側鋼管 ３２ 第２外鋼板
２４ セメント系硬化体 ３３ 粘弾性体（高減衰ゴム）
２５ Ｃ形鋼材 ４０ ボルト
２５ａ ウェブ（板状部）

Claims (3)

1. 制振ダンパーが内蔵されたブレース構造であって、
   芯材と、
   前記芯材に対して相対移動可能に設けられた、内部側にセメント系硬化体が設けられた外側鋼管と、
   前記芯材と前記セメント系硬化体とに接合され、前記芯材と前記外側鋼管との相対移動を減衰させる高減衰ゴムを備えた制振ダンパーと、を備え、
   前記制振ダンパーと前記芯材がボルトで締結されていることを特徴とするブレース構造。
2. 前記芯材は、十字形断面、またはＨ形状断面であり、
   前記芯材は板状部を備え、当該板状部の両側に前記制振ダンパーがそれぞれ設けられ、前記制振ダンパーの各々と前記板状部がこれらを貫通するボルトにより接合されていることを特徴とする請求項１に記載のブレース構造。
3. 前記制振ダンパーは、前記高減衰ゴムの互いに反対側の側面に設けられる第１外鋼板と、第２外鋼板と、を備え、
   前記第１外鋼板は、前記制振ダンパーを平面視したときに、前記高減衰ゴムより外形寸法が大きくなるように外縁部が形成され、当該外縁部が、前記ボルトにより前記芯材に締結され、
   前記第２外鋼板は前記セメント系硬化体に接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレース構造。
   

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