JP2939915B2 - 躯体の制振構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築構造物の躯体の制
振構造に係り、特に、地震の発生時に好適に対応し得る
躯体の制振構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築構造物の躯体は、地震等によ
る応力に耐え得るように設計されている。この建築構造
物の設計では、応力と変位の関係を表す応力ー変位の図
が用いられる。この応力ー変位の図では、一定の範囲
（弾性許容範囲）まで復元可能であり、この一定の範囲
を越えると降伏点に達する。この降伏点を越えると、復
元不可能となり、永久歪みとして残留する。これら弾性
許容範囲と降伏点とを考慮して、弾性許容範囲内で、建
築構造物が設計される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、建築躯体の
設計は、弾性許容範囲内において、部材は許容応力度設
計されている。このため、建築躯体は、弾性設計で設計
されており、地震等による振動が躯体に伝達された場
合、振動は減衰されない。そして、大きな地震等による
振動が躯体に伝わった場合、架構全体に層間変位が生
じ、この層間変位が永久変位として残留し、建築躯体が
歪んでしまう。

【０００４】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、耐震性を向上させた躯体の制振構造を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の躯体の制振構造
は、建築躯体の制振構造であって、互いに接続される梁
の端部が対向され、これら対向する梁の下端部に振動を
吸収する連結板の両端部がそれぞれ取り付けられるとと
もに、これら対向する梁の下端部の少なくとも一方に欠
き込み部が形成され、前記連結板の中央部にくびれ部が
形成されていることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明の躯体の制振構造によれば、対向する梁
に振動を吸収する連結板の両端部がそれぞれ取り付けら
れているために、地震等の振動が梁に伝わった場合に、
連結板が早期に降伏することにより、梁間に伝達される
振動エネルギーが塑性エネルギーとして吸収される。そ
して、連結板の両端部が対向する梁の下端部間にそれぞ
れ取り付けられているために、連結板の着脱が容易にさ
れる。また、対向する梁の下端部の少なくとも一方に欠
き込み部が形成され、この欠き込み部に塑性変形された
連結板が侵入されるために、連結板の塑性変形を自由に
される。さらに、連結板の中央部にくびれ部が形成され
ているため、このくびれ部に応力が容易に集中され、連
結板の降伏耐力が下げられる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の躯体の制振構造の一実施例を
図１ないし図８を参照して説明する。この躯体の制振構
造１０では、図１に示すように、互いに接続される梁１
２が柱に取り付けられ、これら梁１２の端部１４がそれ
ぞれ対向されている。これら梁１２、１２は、例えばＨ
型鋼からなり、上下に形成された上・下部フランジ１７
・１８と、これら上・下部フランジ１７・１８を接続す
る腹部２４とから形成されている。この上部フランジ１
７上に、例えば床スラブ３１が設けられている。この床
スラブ１３の下側面には、例えば、コ字型鋼、Ｉ型鋼か
らなる鋼材５１が平行に２本対向して取り付けられてい
る。これら２本の鋼材５１の間に上部フランジ１７が位
置している。これら上部フランジ１７と床フランジ３１
との間には間隙５０が設けられている。

【０００８】一方、これら対向する梁１２の端部１４、
１４には、腹部２４と下部フランジ１８とにわたって例
えば長方形状に切り取られた欠き込み部３０が形成され
ている。これら対向する欠き込み部３０を覆って連結板
１６が取り付けられている。この連結板１６の両端部１
９が下部フランジ１８の下側に例えば複数本のボルト２
０によりそれぞれ定着され、これら対向する梁１２、１
２の端部１４、１４間に連結板１６が架け渡されて接続
されている。

【０００９】この連結板１６は、図２に示すように、平
板状からなり、この連結板１６の中央部に両端部１９よ
りも幅が狭く形成されたくぼみ部２３が設けられてい
る。このくぼみ部２３は、連結板１６の中心軸に、頂点
を対向する二等辺三角形がそれぞれ切り取られた形状を
なしている。この連結板１６の両端部１９には、貫通し
た複数の穴２２が設けられている。これら複数の穴２２
には、ボルト２０がそれぞれ挿入されている。これらボ
ルト２０により、連結板１６の両端部１９が、対向する
梁１２、１２の下部フランジ１８の下側にそれぞれ定着
されている。

【００１０】これら下部フランジ１８の上側には、図３
に示すように、梁１２の腹部２４の両側に金属板２５が
二枚平行に架け渡されている。これら金属板２５の両端
部２６には、貫通した複数の穴２７が設けられ、これら
穴２７に上記ボルト２０が挿入されている。これら金属
板２５と上記連結板１６とは、下部フランジ１８を上下
方向から挾持し、この下部フランジ１８を介して複数本
のボルト２０により接続されている。

【００１１】ここで、連結板１６の降伏耐力は、連結板
１６のくぼみ部２３の長さ、板厚を変えることにより調
整可能である。このため、任意の剛性・降伏耐力を有す
る連結板１６の製作が可能である。そして、耐震要素を
考慮して、連結板１６を製作する。ここで、架構全体の
剛性や耐震力を、連結板１６の板厚や長さを変えること
により調整できる。このように、耐震要素を加味しなが
ら、連結板１６、躯体、架構全体の降伏耐力が調整さ
れ、建築構造物が設計される。

【００１２】このような躯体の制振構造の作用について
説明する。地盤が地震等により振動した場合、地盤の振
動が建築構造物の柱に伝わり、これら柱の振動が梁１２
に伝わる。これら梁１２では、梁１２の端部１４から、
対向する梁１２の端部１４に、連結板１６を介して振動
が伝わる。ここで、梁１２の端部１４から連結板１６に
振動が伝達し、この連結板１６が降伏点に達する。この
ときに、連結板１６が塑性変形し、梁１２から伝わる地
震等の振動エネルギーを塑性エネルギーとして連結板１
６が吸収する。この塑性変形した連結板１６は、対向す
る梁１２の端部１４に形成された欠き込み部３０に収納
される。一方、金属板２５も、塑性変形し、連結板１６
と同様に欠き込み部３０に収納される。

【００１３】そして、大きな地震等の振動が建築躯体に
伝達された場合、梁１２に大きな振動が伝わり、建築躯
体の降伏耐力に至るまでに、連結板１６は降伏耐力を越
えて塑性変形する。同様に、金属板２５も塑性変形す
る。これら連結板１６及び金属板２５の塑性変形により
振動エネルギーを塑性エネルギーとして吸収し、架構の
耐震性を向上させる。

【００１４】このような躯体の制振構造１０によれば、
対向する梁１２の端部１４間に連結板１６の両端部１９
がそれぞれ取り付けられているために、地震等の振動が
梁１２に伝わった場合に、梁１２の振動が直接対向する
梁１２に伝達されるのを防ぎ、連結板１６が早期に降伏
することにより、梁１２間に伝達される振動エネルギー
が塑性エネルギーとして吸収される。このため、梁１２
の端部１４間の接合部構造の耐震性を高め、躯体の耐震
性を高め、架構全体の耐震性を高めるとともに、躯体の
安全性を高めることができる。

【００１５】そして、連結板１６の両端部１９が対向す
る梁１２の下部フランジ１８に取り付けられているため
に、連結板１６の着脱が容易にされる。このため、連結
板１６の取り扱い作業性を向上させることができる。ま
た、連結板１６が取り付けられた梁１２の対向する下端
部にそれぞれ欠き込み部３０が形成されているために、
これら欠き込み部３０に塑性変形する連結板１６が収納
され、連結板１６の自由な塑性変形が可能にされる。こ
のため、連結板１６が塑性変形されやすくなり、容易に
振動エネルギーを吸収することができる。

【００１６】さらに、連結板１６の中央部にくびれ部２
３が形成されているため、このくびれ部２３に応力が容
易に集中され、連結板の降伏耐力が下げられる。このた
め、梁１２に大きな振動が伝わった場合に、連結板１６
が塑性変形し、梁１２から梁１２への振動の伝達を抑え
ることができる。このように、連結板１６が塑性変形す
るため、建築躯体の層間変位を防止することができ、建
築躯体に残留歪みが生じるのを防止し、梁１２の安全性
を高めることができる。このように連結板１６が変形、
破壊された場合、連結板１６を取り換えるだけで、地震
に対応できる。このため、建築構造物の層間変位及び剪
断力を低減させることができ、永久歪みが残るのを防止
し、建築構造物の健全性を維持することができる。

【００１７】なお、前記くぼみ部２３は、中央部が両端
部１９よりも幅が狭く形成されればよい。このため、図
５に示すように、連結板１６の中心軸に対称に台形が切
り取られたくぼみ部４０でもよく、図６に示すように、
連結板１６の中心軸に対称に円弧が切り取られたくぼみ
部４１でもよい。なお、前記欠き込み部３０は、連結板
１５が自由に塑性変形可能にされればよい。このため、
図７に示すように、腹部２４と下側フランジ１８とにわ
たって三角形に欠けた欠き込み部４３でもよく、図８に
示すように、円弧に欠けた欠き込み部４５でもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の躯体の制振構造によれば、対向する梁の端部間に連結
板の両端部がそれぞれ取り付けられているために、地震
等の振動が梁に伝わった場合に、梁の振動が直接対向す
る梁に伝達されるのを防ぎ、連結板が早期に降伏するこ
とにより、梁間に伝達される振動エネルギーが塑性エネ
ルギーとして吸収される。このため、梁の端部間の接合
部構造の耐震性を高め、躯体の耐震性を高め、架構全体
の耐震性を高めるとともに、躯体の安全性を高めること
ができる。そして、連結板の両端部が対向する梁の下部
フランジに取り付けられているために、連結板の着脱が
容易にされる。このため、連結板の取り扱い作業性を向
上させることができる。

【００１９】また、連結板が取り付けられた梁の対向す
る下端部にそれぞれ欠き込み部が形成されているため
に、これら欠き込み部に塑性変形する連結板が収納さ
れ、連結板の自由な塑性変形が可能にされる。このた
め、連結板は塑性変形されやすくなり、容易に振動エネ
ルギーを吸収することができる。さらに、連結板の中央
部にくびれ部が形成されているため、このくびれ部に応
力が容易に集中され、連結板の降伏耐力が下げられる。
このため、梁に大きな振動が伝わった場合に、連結板が
塑性変形し、梁から梁への振動の伝達を抑えることがで
きる。このように、連結板が塑性変形し、建築躯体の層
間変位を防止することができ、建築躯体に残留歪みが生
じるのを防止し、梁の安全性を高めることができる。こ
のように連結板が変形した場合、連結板を取り換えるだ
けで、地震に対応できる。このため、建築構造物の層間
変位及び剪断力を低減させることができ、永久歪みが残
るのを防止し、建築構造物の健全性を維持することがで
きるという効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の躯体の制振構造の一実施例の断面図で
ある。

【図２】図１の連結板の平面図である。

【図３】図１の金属板の平面図である。

【図４】図１のＩーＩ線に沿う縦断面図である。

【図５】図２の変形例の正面図である。

【図６】図５の他の変形例の正面図である。

【図７】図１の欠き込み部の変形例の断面図である。

【図８】図７の他の変形例の断面図である。

【符号の説明】

１０ 躯体の制振構造 １２ 梁 １４ 端部 １６ 連結板 ３０ 欠き込み部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築躯体の制振構造であって、互いに接
   続される梁の端部が対向され、これら対向する梁の下端
   部に振動を吸収する連結板の両端部がそれぞれ取り付け
   られるとともに、これら対向する梁の下端部の少なくと
   も一方に欠き込み部が形成され、前記連結板の中央部に
   くびれ部が形成されていることを特徴とする躯体の制振
   構造。