JP2519949B2 - 耐震壁 - Google Patents

耐震壁

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JP2519949B2
JP2519949B2 JP62260363A JP26036387A JP2519949B2 JP 2519949 B2 JP2519949 B2 JP 2519949B2 JP 62260363 A JP62260363 A JP 62260363A JP 26036387 A JP26036387 A JP 26036387A JP 2519949 B2 JP2519949 B2 JP 2519949B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、建築物の柱、梁間に設けられる耐震壁に
係わり、特に、超高層建築物等柔構造の建築物に用いら
れて好適な耐震壁に関する。
「従来の技術およびその問題点」 一般に、建築物の柱、梁間に配置される耐震壁は、自
身の高い剛性により建築物の剛性を高め、大地震時の建
築物の耐震性を向上させることを目的としている。
一方、建築物に強風や中小規模の地震が作用した際に
は、この建築物には中小規模の振動が発生する。特に、
超高層建築物等の如き柔構造の建築物はその固有振動数
が低く、また、内部での振動減衰も小さくなる傾向にあ
るので、前記外力の影響により比較的容易にかつ振幅の
比較的大きな振動が発生してしまうことがあり、居住性
の低下が問題にされることがあった。このため、前記中
小規模の振動を減衰させる、いわゆる制震装置が近年種
々提案されているが、いずれも建築物に対する付帯設備
として設置される形式のものであり、建築物の平面計画
や構造計画上において様々な制約を設けるものであっ
た。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、耐震
壁に制震機能を持たせることで、建築物の平面計画や構
造計画上の自由度を高く維持しつつ振動を有効に減衰し
うる耐震壁の提供を目的としている。
「問題点を解決するための手段」 そこでこの発明は、構造物内で相隣合う一対の柱及び
一対の梁間に挟まれて配置されたプレキャストコンクリ
ートからなる壁体と、この壁体に内蔵され、前記一対の
梁間に略鉛直に架設された鋼製の連結板と、前記壁体内
に埋設され、一端が前記梁に、かつ他端が前記連結板の
中央部に連結された上下一対の鋼製のブレース板とを具
備し、前記壁体と連結板との間にはこれらの間の付着力
を低減させて相対変位を許容するとともにそれらが相対
変位した際に減衰力を与えるためのアンボンド材が介在
され、かつ、前記柱及び梁の少なくとも一方には、これ
と前記壁体との壁面方向に沿う相対的移動を減衰させる
減衰手段が付設されていることを特徴とするものであ
る。前記アンボンド材としては粘性体又は粘弾性体を用
いることが好ましい。
「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明
する。
第1図ないし第3図は、この発明の第一実施例である
耐震壁を示す図である。図中、符号3は建築物の水平方
向に架設された梁、符号4はこの梁3の上階に位置する
梁を示し、これら梁3、4はいずれも鉄骨(図示例では
H形鋼)から構成されている。そして、これら柱(図示
略)及び梁3、4で囲繞された平面内には、この発明の
第一実施例たる耐震壁5が取り付けられている。
この耐震壁5は、柱(図示略)及び梁3、4で囲繞さ
れる平面内に配置されたプレキャストコンクリート製の
壁体6と、壁体6の面方向に沿うようにこの壁体6内の
両端部に内蔵され、その両端が前記梁3、4にそれぞれ
連結された連結板7、7と、同様に壁体6の面方向に沿
うようにこの壁体6内に埋設され、一端が前記連結板7
に、また、他端が前記梁3、4にそれぞれ連結されたブ
レース板8、8、…(図中では4本のうち2本のみ図示
してある)とから概略構成されている。前記壁体6は、
その両側端部と前記梁3、4との間にそれぞれ若干の隙
間が形成されるように配置されている。
前記連結板7は、第1図に示すように、帯状の鋼材が
その両端部7a、7a及び中央部7bにおいて幅広に形成され
て構成されている。この連結板7は、これに外力が作用
した際に前記壁体6が剪断破壊するよりも小さい外力で
塑性変形するように、その形状及び材質が選択されてい
る。前記ブレース板8、8は、この連結板中央部7bにお
いて連結板7に連結されている。
一方、前記連結板先端部7aの一部は、壁体6の上下隅
部に形成された切欠部6b、6bに露出されている。この連
結板7は、その先端部7aの露出部において、前記梁3、
4に取り付けられた取付プレート10、20に当て板11、21
を介して固定されている。
同様に、前記連結板7に連結されたブレース板8、8
は、壁体6の上下中央部においてそれぞれプレート14、
14に連結され、これらプレート14、14の端縁部は壁体6
の上下中央部に形成された切欠部6c、6cから外方に露出
されている。これらプレート14、14は、前記梁3、4に
取り付けられた取付プレート12、22に当て板13、23を介
して固定されている。
さらに、この実施例の耐震壁5には、その壁体7面方
向に沿う梁3、4との相対的移動を減衰させる減衰手段
30、30、…が複数個付設されている。この減衰手段30
は、第2図に示すように、梁3、4から前記壁体6の一
側面に沿って延出され、この壁体6に対して若干の間隙
を持つように配設された垂れ板31と、この垂れ板31と前
記壁体6の一側面との間に封入された粘性体あるいは粘
弾性体32とから構成されている。
ここで、図示例では減衰手段30、30、……を壁体6の
一側面にのみ設けたが、これを両面に設けても良いこと
は勿論である。
なお、前記壁体6の前記連結板7、7の内蔵される位
置、すなわち両端部には、第3図に示すように連結板
7、7が遊嵌される方形状の貫通孔6a、6aが、壁体6の
高さ方向に延在されて形成されている。そして、連結板
7、7はこれら貫通孔6a、6a内に配置されていると共
に、これら貫通孔6a、6a内の間隙には、前記減衰手段30
と同様の粘性体あるいは粘弾性体9、9が封入されてい
る。この粘性体あるいは粘弾性体9は、壁体6と連結板
7との間の付着力を低減させてそれらの相対変位を許容
するアンボンド材として機能すると同時に、それらが相
対変位した際に減衰力を与えて振動を減衰させるための
減衰手段すなわちダンパーとしても機能するものであ
る。そして、連結板7の側面には、これから外方に向っ
て延出する板状のフィン7c、7c、…が多数突設されてい
る。
また、前記壁体6内には、これを構造的に補強する鉄
筋が配設されている(図示略)。この鉄筋の配設位置等
は耐震壁5に要求される剛性等を考慮して適宜決定され
る。
次に、以上のような構成の耐震壁5に外力が加えられ
た場合の作用について、第4図を参照して説明する。
まず、建築物に外力が作用しない状態においては、耐
震壁5は、第1図に示すようにその連結板7、7が前記
梁3、4に対して略垂直となるように位置され、かつ耐
震壁5内部の各部材(壁体6、連結板7、7、ブレース
板8、8、…等)に不要な応力が付加されていない状態
となっている。
この状態から、第3図に示すように地震力あるいは風
力等の水平外力が図中矢印A方向の如く左から加えられ
たとすると、梁3、4は層間変位を生じて梁4が梁3に
対して相対的に右方向に水平に変位する。すると、耐震
壁5は、第4図に示すように、その中央部を中心として
図中矢印B方向に示すように右回り方向に回転する。こ
れと同時に、前記水平外力は、梁4に連結されたブレー
ス板8、8を介して前記連結板7、7に伝達され、この
結果、これら連結板7、7には、その中央部7b、7bを境
として、長手方向への圧縮力が作用する領域(図中a領
域)と長手方向への引張力が作用する領域(図中b領
域)とが生じる。しかしながら、前述の如く連結板7と
壁体6との間には粘性体あるいは粘弾性体9が封入され
ていることより、連結板7に作用する圧縮力あるいは引
張力は殆ど壁体6に伝達されず、これにより前記水平外
力の大部分は連結板7、7のみで受け持たれることとな
る。よって、連結板7、7が塑性変形しない範囲内にお
いては、繰り返し荷重に対する耐力を十分確保でき、耐
震効果を十分に発揮することができる。
これと同時に、壁体6がその中央部を中心として回
転、移動しようとすると、減衰手段30、30、…の粘性体
あるいは粘弾性体32、32、…の持つ粘性抵抗により、壁
体6や垂れ板31と粘性体等32との接触面において前記回
転力に対抗する抵抗力が生じ、壁体6と垂れ板31、すな
わち梁3、4との間の壁体6面方向に沿う相対的移動が
減衰される。これにより、建築物への地震力等による振
動エネルギーが耐震壁5の減衰手段30、…において速や
かに減衰されて、制震効果が有効に発揮される。
特に、この実施例では、前記連結板7、7と壁体6と
の間にもそれらの間の相対変位に対して減衰力を与える
粘性体あるいは粘弾性体9が封入されており、この部分
でも耐震壁5に作用する振動エネルギーが減衰され、前
述の減衰手段30、…による減衰と相俟って極めて有効な
制震効果を得ることができる。さらに、連結板7の側面
にはフィン7c、7c、…が多数突設されているので、連結
板7と粘性体等9との接触面積が拡大され、粘性体等9
による振動減衰効果がより高められる。
そして、建築物に入力される水平外力が過大なものと
なると、前述の如く壁体6に剪断破壊が生じる前に連結
板7、7のうち長手方向の引張力が作用する領域(図中
b領域)が降伏して塑性変形する。従って、連結板7、
7の塑性変形後においても壁体6が無損傷であるが故に
耐力が失われず、連結板7、7の靱性と相俟って粘り強
い復元力特性を確保することができる。特に、この耐震
壁5に過大な圧縮力が作用しても、連結板7、7及びブ
レース板8、8が壁体6により拘束されていることか
ら、面外方向への座屈が防止される。
従って、この実施例の耐震壁5は、これに要求される
耐震性能を十分に有すると共に、外力による振動エネル
ギーを減衰、吸収する制震機能も有している。よって、
この実施例の耐震壁5を建築物の梁3、4間に配置する
だけで、従前の制震装置等の付帯設備を設置することな
く建築物の耐震及び制震を行うことが可能となり、ま
た、この耐震壁5を間仕切り壁等に利用できるので、建
築物の平面計画、構造計画上の自由度が極めて高くな
る。
次に、第5図ないし第7図を参照して、この発明の第
二実施例である耐震壁について説明を行う。なお、これ
ら図において、符号1、2は建築物内で相隣合うように
立設されたH形鋼製の柱である。また、以下の説明にお
いて、前記第一実施例と同一の構成要素については同一
の符号を付し、その説明を省略する。
この実施例たる耐震壁5と前記第一実施例たる耐震壁
との相異点は、耐震壁5と柱1、2又は梁3、4との相
対的移動を減衰させる減衰手段30、30、…の構成及び設
置位置であり、すなわち、この実施例では、柱1、2及
び梁3、4と壁体6との間の間隙に、これらをそれぞれ
繋ぐように減衰手段30、30、…が複数付設されている。
この減衰手段30は、前記柱1、2の前記壁体6に接す
る一側面あるいは前記梁3、4の前記壁体6に接する上
又は下面に設けられ、これら柱1、2あるいは梁3、4
の長手方向に延在された樋状の収納器33と、壁体6端縁
部から壁面方向に直交するように突設された複数枚の鋼
製プレート34、34、…と、これらプレート34、…間の間
隙内に沿うように前記収納器33内面から突設された複数
枚の鋼製プレート35、35、…と、前記収納器33内に満た
された粘性体又は粘弾性体36とから構成されている。
従って、減衰手段30を以上のように構成することで、
前述の如く耐震壁5に外力が作用して壁体6がその中央
部を中心として回転、移動しようとすると、減衰手段3
0、30、…の粘性体あるいは粘弾性体36の持つ粘性抵抗
により、プレート34、35、…と粘性体等36との接触面に
おいて前記回転力に対抗する抵抗力が生じ、プレート3
4、35の間、すなわち壁体6と柱1、2又は梁3、4と
の間の壁体6面方向に沿う相対的移動が減衰される。こ
れにより、建築物への地震力等による振動エネルギーが
耐震壁5の減衰手段30、…において速やかに減衰され
て、前記第一実施例と同様に制震効果が有効に発揮され
る。
また、この実施例の耐震壁5は、その減衰手段30、…
の設置位置及び構成が異なるのみで、残りの構成は前記
第一実施例と全く同一であるので、その耐震効果につい
ても全く異なるところがない。よって、この実施例によ
っても、前記第一実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。
なお、前記プレート34、35の向きは壁体6に直交する
方向に限定されるものでなく、例えば壁体6の面方向に
沿うように取り付けられても良く、要は前述した外力が
作用した際の壁体6の回転を妨げず、かつこれを有効に
減衰しうるような向きであれば良い。
なお、この発明の耐震壁は、その形状、寸法等が前記
実施例に限定されず、種々の変形例が可能である。一例
として、前記連結板7、7は壁体6の両端部に一対設け
られる必要はなく、少なくとも壁体6内に1本設けられ
れば良い。また、前記連結板7、7と壁体6との間に介
在されるアンボンド材も、前記実施例の如く粘性体ある
いは粘弾性体9に限定されることはなく、壁体6と連結
板7との相対変位に対して減衰力を与えてダンパーとし
て機能し得るものであれば、たとえば従来供用されてい
るグリスや型枠剥離材等周知のアンボンド層形成用の材
料であっても良い。
「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、耐震
壁を構成する壁体と柱又は梁との間に減衰手段を付設し
たので、この耐震壁への地震力等の入力により壁体が移
動すると、壁体と柱又は梁との間の相対的移動が減衰手
段により減衰され、これにより外力からの振動エネルギ
ーが壁体と柱又は梁との間において速やかに減衰され
る。しかも、連結板と壁体との間の付着力を低減させる
ためのアンボンド材としてたとえば粘性体や粘弾性体等
の減衰力を与え得るものを採用したので、そのアンボン
ド材が同時にダンパーとしても機能し、このため上記の
減衰手段を設けたことと相俟って優れた減衰性能を得る
ことができるものである。従って、耐震壁に外力による
振動エネルギーを減衰、吸収する制震機能を持たせるこ
とが可能となるので、この耐震壁を建築物内部に配置す
るだけで建築物の耐震及び制震を行うことが可能とな
り、また、この耐震壁を間仕切り壁等に利用できるの
で、建築物の平面計画、構造計画上の自由度が極めて高
くなる。よって、この発明によれば、耐震壁に制震機能
を持たせることで、建築物の平面計画や構造計画上の自
由度を高く維持しつつ振動を有効に減衰しうる耐震壁を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図はこの発明の第一実施例である耐震
壁を示す図であって、第1図は要部を切欠して示した正
面図、第2図は第1図のII-II′線に沿う矢視断面図、
第3図は要部のみを断面視して示した断面図、第4図は
同耐震壁の作用を説明するための図、第5図ないし第7
図はこの発明の第二実施例である耐震壁を示す図であっ
て、第5図は要部を切欠して示した正面図、第6図は第
5図のVI円内を拡大視して示した要部断面図、第7図は
第6図のVII-VII′線に沿う矢視断面図である。 1、2……柱、3、4……梁、5……耐震壁、6……壁
体、7……連結板、8……ブレース板、9……粘性体又
は粘弾性体、30……減衰手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 E04B 2/56 632 E04B 2/56 632B 632C 632J 632W 643 643A 651 651C

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】構造物内で相隣合う一対の柱及び一対の梁
    間に挟まれて配置されたプレキャストコンクリートから
    なる壁体と、この壁体に内蔵され、前記一対の梁間に略
    鉛直に架設された鋼製の連結板と、前記壁体内に埋設さ
    れ、一端が前記梁に、かつ他端が前記連結板の中央部に
    連結された上下一対の鋼製のブレース板とを具備し、前
    記壁体と連結板との間にはこれらの間の付着力を低減さ
    せて相対変位を許容するとともにそれらが相対変位した
    際に減衰力を与えるためのアンボンド材が介在され、か
    つ、前記柱及び梁の少なくとも一方には、これと前記壁
    体との壁面方向に沿う相対的移動を減衰させる減衰手段
    が付設されていることを特徴とする耐震壁。
  2. 【請求項2】前記アンボンド材は粘性体又は粘弾性体で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐震
    壁。
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