JP3205311U

JP3205311U - 制振構造及び制振パネル

Info

Publication number: JP3205311U
Application number: JP2016002035U
Authority: JP
Inventors: 杉本　文義; 文義杉本
Original assignee: 株式会社杉本建築研究所
Priority date: 2016-05-06
Filing date: 2016-05-06
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2026-05-06

Abstract

【課題】簡単な構造で、制振効率の高い制振構造を提供する。【解決手段】２本の柱４Ａ、４Ｂ間において上梁２と下梁（土台）３との間に配置される柱状部材５と、柱状部材５を挟んでその両側に上梁から下梁に向かって鉛直方向に突出する一対の第１突出部材６Ａ、６Ｂと、柱状部材５を挟んでその両側に下梁３から上梁２に向かって鉛直方向に突出する一対の第２突出部材１０Ａ、１０Ｂと、２本の柱４Ａ、４Ｂの各々の上部に相対向して水平方向に突出する一対の第３突出部材１４Ａ、１４Ｂと、２本の柱４Ａ、４Ｂの各々の下部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第４突出部材１７Ａ、１７Ｂと、各突出部材の両側に弾性体７Ａ、７Ｂ又は粘弾性体を挟んで重合される各重合部材８Ａ、８Ｂと、各重合部材８Ａ、８Ｂに回動可能に結合される筋交い２１Ａ、２１Ｂを備え、下梁３が上梁２に対して相対移動すると、弾性体７Ａ、７Ｂ又は粘弾性体が鉛直面を作用面とするせん断力を受ける。【選択図】図１

Description

本考案は、在来工法である木造軸組工法、及び２Ｘ４工法等の枠組壁工法による木造建築物等の制振を行う制振構造及び制振パネルに関する。

従来、強風や地震等による木造建築物等の揺れを抑えるため、種々の制振構造が提案されている。例えば、特許文献１には、梁と土台とそれらの間に立設された一対の柱により枠体が構成され、一対の筋交い部材の各一端が頂部側固定（粘弾性）連結手段に対して開閉脚可能に軸支されて半組立体が形成され、頂部側固定（粘弾性）連結手段が梁の中央部に固定され、一対の固定連結手段が一対の柱の中央部から余裕距離だけ上方の位置に固定され、同一構成の半組立て体が上下対象的に土台に対して組み付けられた制振構造が提案されている。この制振構造によれば、建物に地震等の外力が加わると、粘弾性体が熱を放出しながら弾性変形して地震等の外力を吸収し、制振機能を発揮する。

しかし、上記従来の制振構造は、粘弾性体を含む連結手段の構造が複雑で、機能面でも改善の余地があったため、本出願人は、２つの鉛直面を作用面とするせん断力を受ける弾性体又は粘弾性体を用いた制振構造等を提案した（特許文献２、３参照）。

特開２００７−１９７９３９号公報特開２００９−１８５５６６号公報特開２０１１−０１７１５３号公報

上記特許文献２、３に記載の制振構造等は有効に機能するが、制振効率をさらに高めることが求められていた。

そこで、本考案は、簡単な構造で、弾性体又は粘弾性体をさらに効果的に機能させ、制振効率の高い制振構造及び制振パネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本考案に係る制振構造は、隣接する２本の柱間において上梁と下梁との間に配置される柱状部材と、該柱状部材を挟んでその両側に前記上梁から前記下梁に向かって鉛直方向に突出する一対の第１突出部材と、該第１突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第１重合部材と、前記柱状部材を挟んでその両側に前記下梁から前記上梁に向かって鉛直方向に突出する一対の第２突出部材と、該第２突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２重合部材と、前記隣接する２本の柱の各々の上部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第３突出部材と、該第３突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第３重合部材と、前記隣接する２本の柱の各々の下部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第４突出部材と、該第４突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第４重合部材と、前記第１重合部材及び前記第３重合部材に回動可能に結合される一対の第１筋交いと、前記第２重合部材及び前記第４重合部材に回動可能に結合される一対の第２筋交いとを備え、前記下梁が前記上梁に対して相対移動すると、前記一対の第１筋交いと前記第１重合部材及び前記第３重合部材とが相対回転移動すると共に、前記一対の第２筋交いと前記第２重合部材及び前記第４重合部材とが相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。

本考案によれば、該制振構造を有する建物等に地震等の外力が加わると、各突出部材と各重合部材との間の弾性体又は粘弾性体がせん断力を受け、熱を放出しながら弾性変形して外力を吸収し、制振機能を発揮する。

ここで、上梁及び下梁に柱状部材を挟んでその両側に突出部材を設けたため、弾性体又は粘弾性体に対して鉛直面を作用面とするせん断力が安定して付加されると共に、各々の筋交いの両端に弾性体又は粘弾性体を備えるため、全体的な吸収エネルギが大きくなる。これにより、例えば、在来工法である木造軸組工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

また、本考案に係る制振パネルは、隣接する２本の間柱間において上繋ぎ材と下繋ぎ材との間に配置される柱状部材と、該柱状部材を挟んでその両側に前記上繋ぎ材から前記下繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する一対の第１突出部材と、該第１突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第１重合部材と、前記柱状部材を挟んでその両側に前記下繋ぎ材から前記上繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する一対の第２突出部材と、該第２突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２重合部材と、前記隣接する２本の間柱の各々の上部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第３突出部材と、該第３突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第３重合部材と、前記隣接する２本の間柱の各々の下部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第４突出部材と、該第４突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第４重合部材と、前記第１重合部材及び前記第３重合部材に回動可能に結合される一対の第１筋交いと、前記第２重合部材及び前記第４重合部材に回動可能に結合される一対の第２筋交いとを備え、前記下繋ぎ材が前記上繋ぎ材に対して相対移動すると、前記一対の第１筋交いと前記第１重合部材及び前記第３重合部材とが相対回転移動すると共に、前記一対の第２筋交いと前記第２重合部材及び前記第４重合部材とが相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする。

本考案によれば、上記考案と同様に、弾性体又は粘弾性体に対して鉛直面を作用面とするせん断力が安定して付加され、全体的な吸収エネルギを大きくすることができ、２Ｘ４工法等の枠組壁工法等において、低コストで、効率的な制振を行うことができる。

以上のように、本考案によれば、簡単な構造で、弾性体又は粘弾性体を効果的に機能させることができ、制振効率の高い制振構造及び制振パネルを提供することが可能となる。

本考案に係る制振構造の一実施の形態を示す全体図である。図１のＡ部拡大図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。本発明に係る制振構造において、弾性体又は粘弾性体の弾性係数を変化させた場合の吸収エネルギの変化を示すグラフである。

次に、本考案を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本考案に係る制振構造の一実施の形態を示し、この制振構造１は、隣接する２本の柱４（４Ａ、４Ｂ）間において上梁２と土台３との間に配置される柱状部材（間柱）５と、第１及び第２筋交い２１（２１Ａ、２１Ｂ）、２２（２２Ａ、２２Ｂ）と、これらの筋交い２１、２２の両端部に設けられる制振ダンパＤ１〜Ｄ８とで構成される。

制振ダンパＤ１〜Ｄ８は、すべて同一の構成を有し、そのうちの一つである制振ダンパＤ４を例示する図２を中心に図１も参照しながら説明する。

制振ダンパＤ４は、柱状部材５の右側に土台３から上梁２に向かって鉛直方向に突出する２枚の第２突出部材１０Ｂと、第２筋交い２２Ｂにパイプ部材２０を介して回動可能に結合される２枚の第２重合部材１２Ｂと、第２突出部材１０Ｂと第２重合部材１２Ｂとの間に固定される２枚の高減衰ゴム１１Ｂとで構成される。

第２突出部材１０Ｂは、例えば２枚のＬ字型鋼材からなり、各々釘２３によって土台３に固定される。

第２重合部材１２Ｂは、第２突出部材１０Ｂの両側に高減衰ゴム１１Ｂを挟んで重合されるように構成され、２枚の帯鋼等からなる。

パイプ部材２０は、両端に各々２つの貫通孔（不図示）が設けられており、この貫通孔に割りピン２５を挿入し、第２重合部材１２Ｂと、第２筋交い２２Ｂを結合した後、割りピン２５の一端を拡げることで、パイプ部材２０を介して第２重合部材１２Ｂと第２筋交い２２Ｂとが連結される。

制振ダンパＤ１〜Ｄ３、Ｄ５〜Ｄ８も、制振ダンパＤ４と同様に、柱状部材５の左右に上梁２から土台３に向かって鉛直方向に突出する２枚の第１突出部材６（６Ａ、６Ｂ）、柱状部材５の左側に土台３から上梁２に向かって鉛直方向に突出する第２突出部材１０Ａ、２本の柱４（４Ａ、４Ｂ）の各々の上部に設けられ、相対向して水平方向に突出する２枚の第３突出部材１４（１４Ａ、１４Ｂ）、２本の柱４（４Ａ、４Ｂ）の各々の下部に設けられ、相対向して水平方向に突出する２枚の第４突出部材１７（１７Ａ、１７Ｂ）と、これら第１〜第４の突出部材６、１０、１４、１７の両側に各々配置される高減衰ゴム７（７Ａ、７Ｂ）、１１Ａ、１５（１５Ａ、１５Ｂ）、１８（１８Ａ、１８Ｂ）と、これらの高減衰ゴム７、１１、１５、１８を各々覆う第１〜第４重合部材８（８Ａ、８Ｂ）、１２Ａ、１６（１６Ａ、１６Ｂ）、１９（１９Ａ、１９Ｂ）とで構成される。

上記構成を有する制振構造１において、図１に示す土台３に地震等により矢印Ｘ方向の力が加わると、一対の第１筋交い２１Ａ、２１Ｂと第１重合部材８Ａ、８Ｂ及び第３重合部材１６Ａ、１６Ｂとがパイプ部材２０を中心として相対回転移動すると共に、一対の第２筋交い２２Ａ、２２Ｂと第２重合部材１２Ａ、１２Ｂ及び第４重合部材１９Ａ、１９Ｂとがパイプ部材２０を中心として相対回転移動する。

第１〜第４重合部材８、１２、１６、２２の上記相対回転移動に伴い、例えば、図２に示した制振ダンパＤ４において、第２重合部材１２Ｂと第２突出部材１０Ｂとが鉛直方向に相対移動し、高減衰ゴム１１Ｂが鉛直面を作用面とするせん断力を受け、振動エネルギを吸収する。また、制振ダンパＤ１〜Ｄ３、Ｄ５〜Ｄ８も同様に機能し、土台３に付加された地震等による振動エネルギを吸収する。

図３は、上記制震構造の制震機能を表すグラフであって、横軸が各制振ダンパＤ４の変位を、縦軸が各制振ダンパＤ４に加わるせん断応力を示し、実線Ｒ１は高減衰ゴム７等の弾性係数が比較的小さい場合を、一点鎖線Ｒ３は高減衰ゴム７等の弾性係数が比較的大きい場合を、破線Ｒ２は高減衰ゴム７等の弾性係数が中間的である場合を各々示し、高減衰ゴム７等の弾性係数を変化させることで、上記実線Ｒ１等で囲まれた面積に相当する吸収エネルギ、すなわち制震機能を容易に調整することができる。

上記制振構造１によれば、上梁２及び土台３に柱状部材５を挟んでその両側に第１〜第４の突出部材６、１０、１４、１７を設けたため、高減衰ゴム７等に対して鉛直面を作用面とするせん断力が安定して付加されると共に、各々の筋交い２１、２２の両端に高減衰ゴム７等を備えるため、全体的な吸収エネルギを大きくすることができる。

尚、上記実施の形態においては、弾性体として高減衰ゴム７等を用いて制振構造１を構成したが、通常のゴムを用いることもでき、さらに、弾性体ではなく、高分子フィルム等の粘弾性体を用いることもできる。

また、本考案に係る制振構造を土台３と上梁２との間に適用したが、土台３と上梁２との間以外にも、建物の２階以上の上下梁の間に適用することもできる。

さらに、本考案に係る制振構造を木造軸組工法に適用した場合を例にとって説明したが、図１において、隣接する２本の柱４を間柱に、土台３及び上梁２を上下繋ぎ材に代えることにより、制振構造１を枠組壁工法に適用し、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能な制振パネルを構成することもできる。

１制振構造
２上梁
３土台
４（４Ａ、４Ｂ）柱
５柱状部材
６（６Ａ、６Ｂ）第１突出部材
７（７Ａ、７Ｂ）高減衰ゴム
８（８Ａ、８Ｂ）第１重合部材
１０（１０Ａ、１０Ｂ）第２突出部材
１１（１１Ａ、１１Ｂ）高減衰ゴム
１２（１２Ａ、１２Ｂ）第２重合部材
１４（１４Ａ、１４Ｂ）第３突出部材
１５（１５Ａ、１５Ｂ）高減衰ゴム
１６（１６Ａ、１６Ｂ）第３重合部材
１７（１７Ａ、１７Ｂ）第４突出部材
１８（１８Ａ、１８Ｂ）高減衰ゴム
１９（１９Ａ、１９Ｂ）第４重合部材
２０パイプ部材
２１第１筋かい
２２第２筋かい
２３釘
２５割りピン
Ｄ１〜Ｄ８制振ダンパ

Claims

隣接する２本の柱間において上梁と下梁との間に配置される柱状部材と、
該柱状部材を挟んでその両側に前記上梁から前記下梁に向かって鉛直方向に突出する一対の第１突出部材と、
該第１突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第１重合部材と、
前記柱状部材を挟んでその両側に前記下梁から前記上梁に向かって鉛直方向に突出する一対の第２突出部材と、
該第２突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２重合部材と、
前記隣接する２本の柱の各々の上部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第３突出部材と、
該第３突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第３重合部材と、
前記隣接する２本の柱の各々の下部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第４突出部材と、
該第４突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第４重合部材と、
前記第１重合部材及び前記第３重合部材に回動可能に結合される一対の第１筋交いと、
前記第２重合部材及び前記第４重合部材に回動可能に結合される一対の第２筋交いとを備え、
前記下梁が前記上梁に対して相対移動すると、前記一対の第１筋交いと前記第１重合部材及び前記第３重合部材とが相対回転移動すると共に、前記一対の第２筋交いと前記第２重合部材及び前記第４重合部材とが相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振構造。
隣接する２本の間柱間において上繋ぎ材と下繋ぎ材との間に配置される柱状部材と、
該柱状部材を挟んでその両側に前記上繋ぎ材から前記下繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する一対の第１突出部材と、
該第１突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第１重合部材と、
前記柱状部材を挟んでその両側に前記下繋ぎ材から前記上繋ぎ材に向かって鉛直方向に突出する一対の第２突出部材と、
該第２突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第２重合部材と、
前記隣接する２本の間柱の各々の上部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第３突出部材と、
該第３突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第３重合部材と、
前記隣接する２本の間柱の各々の下部に設けられ、相対向して水平方向に突出する一対の第４突出部材と、
該第４突出部材の各々の両側に弾性体又は粘弾性体を挟んで重合される第４重合部材と、
前記第１重合部材及び前記第３重合部材に回動可能に結合される一対の第１筋交いと、
前記第２重合部材及び前記第４重合部材に回動可能に結合される一対の第２筋交いとを備え、
前記下繋ぎ材が前記上繋ぎ材に対して相対移動すると、前記一対の第１筋交いと前記第１重合部材及び前記第３重合部材とが相対回転移動すると共に、前記一対の第２筋交いと前記第２重合部材及び前記第４重合部材とが相対回転移動し、前記弾性体又は粘弾性体が鉛直面を作用面とするせん断力を受けることを特徴とする制振パネル。