JP4664997B2 - 接合金物を有する建築物 - Google Patents

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本発明は、接合金物を有する建築物に関し、詳しくは、対象物間の相対変位に伴って減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物に関する。
従来、ツーバイフォー構造や木質壁パネル構造、薄板軽量形鋼造などの枠組壁工法建築物において、木材や形鋼からなる枠組材に面材を固定した耐力壁が一般的に用いられている。そして、枠組壁工法建築物では、地震や風等により建築物に作用する水平力(外力)に対し、耐力壁の面材がせん断力として水平力を負担することで、建物全体としての水平耐力が確保されるようになっている。
ところで、耐力壁を用いた建築物では一般的に、最下層(1階)の耐力壁の壁脚部がホールダウン金物等を介して基礎のアンカーボルトに連結されており、水平力を負担した耐力壁がロッキングした際に、ホールダウン金物やアンカーボルトが破損しないように設計されている。すなわち、ホールダウン金物やアンカーボルトが破損してしまうと、ロッキングにより耐力壁が回転してしまって所定の水平力が負担できなくなり、建物全体としての水平耐力が低下するという不具合が生じてしまう。また逆に、耐力壁は比較的高い水平耐力が確保できるものの、水平剛性も高くなることから、地震による入力エネルギーが大きくなってしまい、より高い水平耐力が必要になるというデメリットもある。
一方、耐力壁ではなく柱の柱脚部において、基礎(ベースプレート)と柱脚との間に曲げパネルやせん断パネルを設置し、入力エネルギーの低減を図った柱脚部の制震構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載された制震構造では、曲げパネルやせん断パネルの一方側が溶接等によって柱脚部に接合され、他方側が取付プレート(支持プレート)を介してベースプレートに接合されている。そして、地震等により柱が浮き上がる方向の引張り力が作用した際に、曲げパネルが曲げ降伏したりせん断パネルがせん断降伏したりすることで、引張り力を吸収するように構成されている。
特開2004−92096号公報
しかしながら、前記特許文献1に記載の制震構造では、曲げパネルやせん断パネルを介して柱がベースプレートに連結され、柱とベースプレートとは接合されていないため、柱を立設する際の施工精度が確保しにくく、施工手間も増大してしまう。さらに、曲げパネルやせん断パネルを柱脚部に直接接合しているため、これらのパネルを地震後に取り換えたり、より高性能のものに交換したりなどができず、メンテナンス性が劣るという問題もある。また、特許文献1に記載の制震構造では、柱脚部の周辺に曲げパネルやせん断パネルを配置するための広いスペースが必要となるため、枠組壁工法建築物における耐力壁の壁脚部に利用することが困難である。さらに、耐力壁の壁脚部に利用したとして、壁脚部の片側に特許文献1のようなパネルを接合すると、壁脚部にパネルからの反力が作用してしまうため、壁脚部が破損したり壁脚部の補強が必要になるなど、耐震性能の低下やコスト増加の原因ともなる。
本発明の目的は、地震等のエネルギーを効果的に吸収できる接合金物を有する建築物を提供することにある。
本発明の請求項1に記載の接合金物を有する建築物は、建物基礎上に設置される耐力壁における壁脚部に取り付けられるとともに、当該耐力壁のロッキングによって減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物であって、前記接合金物は、前記建物基礎に固定されて上方に延びるアンカー部材に連結される第1連結部と、前記耐力壁に連結される第2連結部と、前記第1連結部と前記第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備え、前記第1連結部は、前記アンカー部材を挿通可能な筒状鋼材から構成され、前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対または一組の連結用鋼板で構成されるとともに、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置に設けられ、前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置されるとともに、前記一対または一組の連結用鋼板と前記筒状鋼材とを連結するダンパー用鋼板で構成され、前記ダンパー用鋼板は、前記筒状鋼材の周面に対して径方向に延びて接合され、前記一対または一組の連結用鋼板の各々と前記筒状鋼材との間に1枚ずつのダンパー用鋼板が配置され、前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結され、前記筒状鋼材に挿通された前記アンカー部材は、当該筒状鋼材の両端部にそれぞれナットを介して固定され、前記耐力壁がロッキングした際に、当該耐力壁と一体移動する前記連結用鋼板と、前記アンカー部材で移動が拘束された前記筒状鋼材との相対変位に伴って前記ダンパー用鋼板が変形して降伏し、このダンパー用鋼板降伏によって減衰効果を発揮することを特徴とする。
以上の接合金物を有する建築物によれば、第2連結部を耐力壁の壁脚部に連結し、第1連結部をアンカー部材に連結することで、当該接合金物で耐力壁と建物基礎とが連結されるので、耐力壁や建物基礎に特別な加工を施したり他の部品等を設けたりしなくても、接合金物を設置することができる。そして、接合金物において、第2連結部と第1連結部とを連結するように減衰部材が配置されているので、減衰部材自体を耐力壁やアンカー部材に接合する必要がないため、耐力壁の構成部材を改変したり補強を設けたりする必要がなく、また耐力壁や接合金物の設置作業が容易にできて、施工性を向上させることができる。さらに、第2連結部を壁脚部から外し、第1連結部をアンカー部材から外せば、接合金物を取り外すこともでき、地震後の点検や交換などのメンテナンス性を向上させることができる。
また、本発明の接合金物を有する建築物は、建物基礎上に設置される耐力壁における壁脚部に取り付けられるとともに、当該耐力壁のロッキングによって減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物であって、前記接合金物は、前記建物基礎に固定されて上方に延びるアンカー部材に連結される第1連結部と、前記耐力壁に連結される第2連結部と、前記第1連結部と前記第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備え、前記第1連結部は、前記アンカー部材を挿通可能な筒状鋼材から構成され、前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対または一組の連結用鋼板で構成されるとともに、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置に設けられ、前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置されるとともに、前記一対または一組の連結用鋼板と前記筒状鋼材とを連結するダンパー用鋼板で構成され、前記ダンパー用鋼板は、前記筒状鋼材の周面に沿って接線方向に延びて接合され、前記一対または一組の連結用鋼板の各々と前記筒状鋼材との間に2枚ずつのダンパー用鋼板が配置され、前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結され、前記筒状鋼材に挿通された前記アンカー部材は、当該筒状鋼材の両端部にそれぞれナットを介して固定され、前記耐力壁がロッキングした際に、当該耐力壁と一体移動する前記連結用鋼板と、前記アンカー部材で移動が拘束された前記筒状鋼材との相対変位に伴って前記ダンパー用鋼板が変形して降伏し、このダンパー用鋼板の降伏によって減衰効果を発揮することを特徴とするものでもよい
また、本発明の接合金物を有する建築物は、建物基礎上に設置される耐力壁における壁脚部に取り付けられるとともに、当該耐力壁のロッキングによって減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物であって、前記接合金物は、前記建物基礎に固定されて上方に延びるアンカー部材に連結される第1連結部と、前記耐力壁に連結される第2連結部と、前記第1連結部と前記第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備え、前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対または一組の連結用鋼板で構成されるとともに、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置に設けられ、前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置されるとともに、前記一対または一組の連結用鋼板と前記第1連結部とを連結するダンパー用鋼板で構成され、前記ダンパー用鋼板は、前記一対または一組の連結用鋼板を連結して配置され、かつ互いに対向して略平行に延びる2枚のダンパー用鋼板から構成され、前記第1連結部は、前記2枚のダンパー用鋼板の一方の端縁同士および他方の端縁同士をそれぞれ連結する第1端縁連結部材および第2端縁連結部材から構成され、第1端縁連結部材および第2端縁連結部材には、前記アンカー部材を挿通可能な挿通孔が形成され、前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結され、前記筒状鋼材に挿通された前記アンカー部材は、当該筒状鋼材の両端部にそれぞれナットを介して固定され、前記耐力壁がロッキングした際に、当該耐力壁と一体移動する前記連結用鋼板と、前記アンカー部材で移動が拘束された前記第1端縁連結部材および第2端縁連結部材との相対変位に伴って前記ダンパー用鋼板が変形して降伏し、このダンパー用鋼板の降伏によって減衰効果を発揮することを特徴とするものでもよい
以上において前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対で配置されるとともに、前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置される
さらに前記第2連結部は、前記第1連結部から放射状に一組で配置されるとともに、前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略点対称に配置される。
さらに前記第2連結部は、一対または一組の連結用鋼板で構成され、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置設けられ、前記減衰部材は、前記一対または一組の連結用鋼板と前記第1連結部とを連結するダンパー用鋼板で構成されている。
このような構成によれば、第2連結部(連結用鋼板)が一対または一組で配置され、減衰部材(ダンパー用鋼板)がアンカー部材の軸線に対して略点対称配置されることで、第2連結部と第1連結部との相対変位に伴って減衰部材が変形した際の応力が偏心せずに左右対称に作用し、偏心による応力が発生しないように、あるいは偏心による応力を極めて小さくできる。従って、耐力壁の壁脚部作用する偏心曲げモーメント等の付加応力に対する補強等が不要、あるいは最小限の補強とすることができ、構造体の製造コストの増加が防止できる。さらに、付加応力が生じないことで、接合金物を介したアンカー部材と耐力壁の間の力の伝達がスムーズになり、減衰部材における力学的メカニズムが明確になって、減衰効果が確実かつ適切に発揮され、地震等による振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
以上において前記第1連結部は、前記アンカー部材を挿通可能な筒状鋼材から構成され、前記ダンパー用鋼板は、前記筒状鋼材の周面に対して径方向に延びて接合され、前記一対または一組の連結用鋼板の各々と前記筒状鋼材との間に1枚ずつのダンパー用鋼板が配置されているか、または、前記ダンパー用鋼板は、前記筒状鋼材の周面に沿って接線方向に延びて接合され、前記一対または一組の連結用鋼板の各々と前記筒状鋼材との間に2枚ずつのダンパー用鋼板が配置されているか、または、前記ダンパー用鋼板は、前記一対または一組の連結用鋼板を連結して配置され、かつ互いに対向して略平行に延びる2枚のダンパー用鋼板から構成されている
このような構成によれば、当該接合金物を設置する建物や設置対象の耐力壁などの仕様に応じて適宜な形態のダンパー用鋼板や第1連結部を選択することで、発揮させる減衰効果の大きさや、アンカー部材との取付形態の選択肢を増やすことができる。
また前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結されている。この際、少なくとも第1および第2の補強用鋼材のいずれかには、前記アンカー部材を挿通可能な挿通孔が形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、一対または一組の連結用鋼板を第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結したことで、ダンパー用鋼板からの応力が連結用鋼板に作用した際に、連結用鋼板の変形や移動、つまり一対または一組の連結用鋼板同士が初期状態から互いに傾くような変形を第1および第2の補強用鋼材で防止することができ、ダンパー用鋼板の減衰効果を適切に発揮させることができる。さらに、第1および第2の補強用鋼材の少なくともいずれかに形成した挿通孔にアンカー部材を挿通させることで、アンカー部材と補強用鋼材(連結用鋼板およびダンパー用鋼板)との偏心をなくすことができ、偏心による付加応力の発生を防止することができる。
さらに、本発明の接合金物を有する建築物では、前記耐力壁は、当該耐力壁の側端縁に位置する一対の枠組材と、これら一対の枠組材に渡って固定される面材とを少なくとも備えて構成され、前記枠組材は、互いに対向する一対の対向面を少なくとも有した中空断面を備えて形成され、前記一対の対向面に前記壁連結部が連結されることが好ましい。
このような構成によれば、耐力壁を構成する枠組材の一対の対向面に第2連結部を連結する、すなわち枠組材の中空断面内部に接合金物を設置することで、接合金物と枠組材との偏心量も最小限にすることができ、枠組材に作用する応力を一層小さくすることができる。さらに、枠組材の中空断面内部に設置することで、接合金物が耐力壁の外部に突出せず、設置状態において邪魔になることがないため、耐力壁の設置自由度を向上させることができる。
この際、本発明の接合金物を有する建築物は、前記耐力壁の枠組材が薄板軽量形鋼から構成されたスチールハウスであることが好ましい。
このような建築物によれば、前述の接合金物を有する建築物と略同様の効果を得ることができ、接合金物および耐力壁の設置自由度やメンテナンス性を向上させることができる。
以上のような本発明の接合金物を有する建築物によれば、地震等のエネルギーを効果的に吸収でき、耐震性に優れるとともに経済的な建築物が実現できるとともに、接合金物の設置自由度を向上させ、接合金物周辺部材の補強なども軽減または省略して低コスト化を図ることができる。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る枠組壁工法建築物1の概略構成を示す側面図である。図2は、枠組壁工法建築物1を構成する耐力壁10を示す分解斜視図である。図3は、耐力壁10と基礎2との連結部を示す斜視図である。
図1〜図3において、枠組壁工法建築物1は、地盤G上に構築された鉄筋コンクリート製の基礎2と、この基礎2上に固定された建物本体3と、この建物本体3の上部を覆って設けられる屋根4とを備えて構成された2階建ての住宅である。
建物本体3は、各階に複数設けられた耐力壁10と、各階の床位置に設けられる梁5と、図示しない床パネル等とを有し、これらの耐力壁10、梁5および床パネルを互いに緊結して構成されている。また、1階の耐力壁10の下端部は、アンカーボルト6を介して建物基礎2に緊結され、1階の耐力壁10の上端部、および2階の耐力壁10の上下端部は、適宜な接合部材を介して梁5に緊結されている。また、各階には、耐力壁10が複数枚ずつ配置され、耐力壁10同士の間には、開口部7が形成されている。
耐力壁10は、図2に示すように、薄板軽量形鋼(リップ溝形鋼)からなる枠組材11と、この枠組材11を四周枠組みした一方の面に接合される鋼製折板からなる面材12とで構成されている。つまり、枠組壁工法建築物1は、耐力壁10の枠組材11が薄板軽量形鋼から構成されるとともに、面材が鋼製折板から構成されたスチールハウスであり、耐力壁10の室外側に図示しない断熱材や外装材(サイディング)等が設けられ、耐力壁10の室内側に内装材等が設けられるようになっている。
耐力壁10の枠組材11は、ウェブ13と、このウェブ13の両端部に連続する一対の対向面としてのフランジ14とを有し、断面略コ字形(C字形)の中空状に形成されている。そして、枠組材11のうち、両側端縁に設けられる縦の枠組材11は、2つの溝形鋼がウェブ13同士で接合されて形成されている。また、面材12は、所定の接合間隔で設けられたビス(タッピングビス)によって枠組材11に接合されている。そして、耐力壁10では、ビスの接合間隔や、面材12の材質(材料強度)や厚さ寸法等を調節することで、水平方向長さ当たりの降伏せん断耐力が適宜設定されている。
また、1階の耐力壁10の下端部(壁脚部)における左右両側の縦の枠組材11には、図3に示すように、ウェブ13と一対のフランジ14とで囲まれた中空内部に接合金物20が設置されている。この接合金物20は、枠組材11のフランジ14にボルト15で固定されるとともに、基礎2から延びるアンカーボルト6にも連結されるようになっている。そして、接合金物20は、建築物1に地震等の水平力が入力した際に、耐力壁10が水平力を負担してロッキングし、耐力壁10の左右いずれかの下端部が基礎2から浮き上がる方向に力が作用することで、減衰効果を発揮するものである。
すなわち、耐力壁10の一方側から水平力が作用した場合には、一方側の縦の枠組材11下端部が基礎2から浮き上がるように耐力壁10がロッキングし、一方側の枠組材11に取り付けた接合金物20がアンカーボルト6に引っ張られることで変形し、減衰効果を発揮するようになっている。この際、他方側の縦の枠組材11下端部は、基礎2の上面に載置されているために移動量が極めて小さく、他方側の枠組材11に取り付けた接合金物20には変形が生じないようになっている。
次に、接合金物20について、図4および図5に基づいて詳しく説明する。
図4は、接合金物20およびアンカーボルト6を示す斜視図である。図5は、接合金物20の変形状態を示す側面図である。
図4および図5において、接合金物20は、枠組材11のフランジ14に連結される一対の壁連結部としての壁連結用鋼板21と、これら一対の壁連結用鋼板21の上部同士に渡って接合される上部補強用鋼材22と、一対の壁連結用鋼板21の下部同士に渡って接合される下部補強用鋼材23を有し、これらの壁連結用鋼板21、上部および下部補強用鋼材22,23で形成された四周枠状のフレーム24を備えて構成されている。また、上部補強用鋼材22および下部補強用鋼材23の略中央には、アンカーボルト6を挿通させるための挿通孔22A,23Aが形成されている。
接合金物20のフレーム24内部には、一対の壁連結用鋼板21間に渡って設けられる上下のフランジ板25と、一対の壁連結用鋼板21間の中央位置にて上下のフランジ板25を連結する筒状鋼材26と、筒状鋼材26の左右から径方向に延びる減衰部材としてのダンパー用鋼板27とが設けられている。上下のフランジ板25は、壁連結用鋼板21に溶接接合され、これらのフランジ板25の中央部には、アンカーボルト6を挿通させるための挿通孔が形成されている。筒状鋼材26は、アンカーボルト6に連結されるアンカー連結部であって、その中空内部にアンカーボルト6を挿通した状態で、上下のフランジ板25の上下からナット28を締め付けることで、アンカーボルト6が連結されるようになっている。
一対のダンパー用鋼板27は、矩形状の鋼板から構成され、それぞれ外側の側端縁が壁連結用鋼板21の内面に溶接接合され、内側の側端縁が筒状鋼材26の周面に溶接接合され、上下端縁が上下のフランジ板25に溶接接合されている。そして、一対のダンパー用鋼板27は、アンカーボルト6の軸線に対して略線対称に配置されている。このような接合金物20は、図5に示すように、耐力壁10がロッキングして枠組材11が浮き上がった際に、枠組材11とともにフレーム24が上方に移動し、アンカーボルト6によって筒状鋼材26が下方に引っ張られることで、一対のダンパー用鋼板27がせん断変形する。そして、せん断変形したダンパー用鋼板27が所定のせん断耐力でせん断降伏し、このようなせん断変形−耐力関係の所定の履歴ループを描いて繰り返し変形することで、エネルギーを吸収するようになっている。すなわち、ダンパー用鋼板27の履歴吸収エネルギーに応じた減衰効果(履歴減衰)が発揮されるようになっている。
なお、耐力壁10に取り付ける接合金物としては、前述の構成に限らず、以下の図6および図7に示す接合金物30,40のような構成であってもよい。
図6および図7は、それぞれ本実施形態の変形例に係る接合金物20,30を示す斜視図および分解斜視図である。
図6に示す接合金物30は、接合金物20と略同様の壁連結用鋼板31、上部補強用鋼材32、下部補強用鋼材33からなるフレーム34を備えて構成されている。そして、上部補強用鋼材32および下部補強用鋼材33の略中央には、前記アンカーボルト6を挿通させるための挿通孔32A,33Aが形成されている。
接合金物30のフレーム34内部には、一対の壁連結用鋼板31間に渡って設けられる前後一対のダンパー用鋼板37と、これら一対のダンパー用鋼板37の間に位置する筒状鋼材36とが設けられている。筒状鋼材36は、アンカーボルト6に連結されるアンカー連結部であって、その中空内部にアンカーボルト6を挿通した状態で、上下からナットを締め付けることで、アンカーボルト6が連結されるようになっている。また、ダンパー用鋼板37は、断面略コ字形に形成され、その両端部が壁連結用鋼板31に溶接接合(フレア溶接)されるとともに、その中央のスリット37Aを介して筒状鋼材36に溶接接合(スロット溶接)されている。すなわち、ダンパー用鋼板37は、筒状鋼材36の周面に沿って接線方向に延びて接合され、一対の壁連結用鋼板31の各々と筒状鋼材36との間に2枚ずつで配置されていることとなる。
一方、図7に示す接合金物40は、前記フレーム24,34を備えず、アンカー連結部として上下一対で設けられる上端縁連結部材45および下端縁連結部材46と、前後一対で互いに対向して略平行に延びる2枚のダンパー用鋼板47とを有して構成されている。上端縁連結部材45および下端縁連結部材46は、2枚のダンパー用鋼板47の上端縁同士および下端縁同士をそれぞれ連結するもので、アンカーボルト6を挿通させるための挿通孔45A,46Aを備えている。
そして、上端縁連結部材45および下端縁連結部材46には、上下からナット48を締め付けることで、アンカーボルト6が連結されるとともに、左右両端部に折り曲げ形成された固定片部45B,46Bを介して枠組材11のフランジ14にボルト接合されるようになっている。また、ダンパー用鋼板47は、断面略コ字形に形成され、その両端部に折り曲げ形成された固定片部47Aが、上端縁連結部材45および下端縁連結部材46の固定片部45B,46Bとともに、枠組材11のフランジ14にボルト接合されるようになっている。すなわち、固定片部45B,46Bおよび固定片部47Aによって、接合金物40における壁連結部が構成されている。
また、ダンパー用鋼板47の内側には、それぞれ上下に延びる一対のリブ47Bが形成され、これらのリブ47Bで囲まれた内部にアンカーボルト6が挿通できるようになっている。また、上端縁連結部材45および下端縁連結部材46には、リブ47Bに対応した位置に各4つずつの切欠き45C,46Cが形成されている。これらの切欠き45C,46Cは、接合金物40が変形する際に、ダンパー用鋼板47のせん断変形を拘束しないようにするものであって、ダンパー用鋼板47は、固定片部47Aとリブ47Bとの間に位置する板状の部分がせん断変形して減衰効果を発揮するようになっている。
以上の本実施形態によれば、次に示すような各種作用効果が得られる。
すなわち、枠組壁工法建築物1において、耐力壁10の壁脚部に建物基礎2と連結される接合金物20,30,40を設置したことで、地震等の水平力が建築物1に作用した際に、耐力壁10がロッキングして接合金物20,30,40のダンパー用鋼板27,37,47が変形することにより減衰効果が発揮される。従って、接合金物20,30,40の減衰効果に応じたエネルギー吸収を行うことで、建築物1の振動を抑制することができ、耐震性能を向上させることができる。そして、耐力壁10において所定のせん断力を負担した状態でのロッキングに対して、ダンパー用鋼板27,37,47がせん断降伏するような設定にしておくことで、耐力壁10の負担せん断力が過大にならず、かつダンパー用鋼板27,37,47の降伏によって建築物1の振動周期が長周期化することから、地震の入力エネルギー自体を抑制することができ、経済的な建築物1の設計が可能になる。
また、接合金物20,30,40において、壁連結部(壁連結用鋼板21,31、固定片部45B,46B,47A)が左右一対で配置され、減衰部材(ダンパー用鋼板27,37,47)がアンカーボルト6の軸線に対して略線対称に配置されることで、減衰効果を発揮する際の偏心による付加応力の発生が防止できる。従って、耐力壁10の壁脚部(枠組材11)に作用する偏心曲げモーメント等の付加応力に対する補強等が不要、あるいは最小限の補強とすることができ、耐力壁10の製造コストの増加が防止できる。さらに、付加応力が生じないことで、接合金物20,30,40を介したアンカーボルト6と耐力壁10との間の力の伝達がスムーズになり、ダンパー用鋼板27,37,47における力学的メカニズムが明確になって、減衰効果が確実かつ適切に発揮され、地震等による振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
さらに、壁連結部(壁連結用鋼板21,31、固定片部45B,46B,47A)を耐力壁10の枠組材11に連結し、アンカー連結部(筒状鋼材26,36、上端縁連結部材45および下端縁連結部材46)をアンカーボルト6に連結することで、接合金物20,30,40を介して耐力壁10と建物基礎2とが連結されるので、耐力壁10や建物基礎2に通常の構造を用いることができる。そして、接合金物20,30,40内にダンパー用鋼板27,37,47が配置されているので、ダンパー用鋼板27,37,47自体を直接に耐力壁10に溶接する必要がないため、耐力壁10や接合金物20,30,40の製造や設置作業が容易にできて、施工性を向上させることができる。さらに、接合金物20,30,40を耐力壁10から取り外すことも容易にでき、地震後の点検や交換などのメンテナンス性を向上させることができる。
また、接合金物20,30において、一対の壁連結用鋼板21,31を上部補強用鋼材22,32および下部補強用鋼材23,33で連結してフレーム24,34を形成し、その内部にダンパー用鋼板27,37および筒状鋼材26,36を配置したことで、ダンパー用鋼板27,37からの減衰効果が壁連結用鋼板21,31に作用した際に、壁連結用鋼板21,31の変形等を防止することができる。さらに、上部補強用鋼材22,32および下部補強用鋼材23,33に形成した挿通孔22A,23A,32A,33Aにアンカーボルト6を挿通することで、アンカーボルト6とフレーム24,34との偏心をなくすことができ、偏心による付加応力の発生を防止することができ、ダンパー用鋼板27,37の減衰効果を適切に耐力壁10および建物基礎2に伝達することができる。
〔第1参考形態〕
以下、本発明の第1参考形態を図8〜図10に基づいて説明する。
図8〜図10は、それぞれ本発明の第1参考形態に係る接合金物を有した建築物の一部を示す斜視図である。
図8〜図10において、接合金物50は、建物基礎2上に設置される柱51における柱脚部に取り付けられ、柱51のロッキングまたは浮き上りによって減衰効果を発揮するように構成されている。接合金物50は、前記第1実施形態の各接合金物20,30,40と略同様の構成を備え、建物基礎2に固定されて上方に延びるアンカー部材であるアンカーボルト6に連結される第1連結部としての筒状鋼材52と、柱51に連結される第2連結部としての固定片部53と、筒状鋼材52と固定片部53とに渡って接合される減衰部材としての一対のダンパー用鋼板54とを備えて構成されている。
図8に示す柱51は、角形鋼管から構成され、その四周各面にそれぞれ一対のブラケット55が突出して固定され、これら一対のブラケット55間に接合金物50が固定されている。図9に示す柱51は、円形鋼管から構成され、その外周面の4箇所にそれぞれ一対のブラケット55が突出して固定され、これら一対のブラケット55間に接合金物50が固定されている。また、図10に示す柱51は、H形鋼から構成され、そのウェブ56を挟んだ2箇所において一対のフランジ57間に渡って接合金物50が固定されている。この接合金物50では、柱51がロッキングしたり建物基礎2から浮き上ったりした際に、柱51と一体移動する固定片部54と、アンカーボルト6で移動が拘束された筒状鋼材53との相対変位に伴ってダンパー用鋼板55が変形し、このダンパー用鋼板55の変形によって減衰効果を発揮するようになっている。
〔第2参考形態〕
以下、本発明の第2参考形態を図11および図12に基づいて説明する。
図11は、本発明の第2参考形態に係る接合金物を有した建築物の一部を示す斜視図である。
図11において、接合金物60は、建築物の柱61と梁62とが接合される柱梁接合部63において、梁62の端部に取り付けられ、梁62の曲げによる上下フランジ64の伸縮によって減衰効果を発揮するように構成されている。接合金物60は、前記接合金物20,30,40,50と略同様の構成を備え、柱61または柱61を挟んで対向した梁62端部に固定されたアンカー部材であるアンカーボルト6に連結される第1連結部としての筒状鋼材65と、梁62端部に連結される第2連結部としての固定片部66と、筒状鋼材65と固定片部66とに渡って接合される減衰部材としての一対のダンパー用鋼板67とを備えて構成されている。
柱61は、角形鋼管から構成され、梁62は、H形鋼から構成され、この梁62の上下のフランジ64外面にそれぞれ一対のブラケット68が突出して固定され、これら一対のブラケット68間に接合金物60が固定されている。また、アンカーボルト6は、柱61を貫通して左右の接合金物60に渡って設けられ、左右の接合金物60の筒状鋼材65に固定されている。この接合金物60では、梁62が曲げ変形した際に、梁62の上下フランジ64と一体移動する固定片部66と、アンカーボルト6で移動が拘束された筒状鋼材65との相対変位に伴ってダンパー用鋼板67が変形し、このダンパー用鋼板67の変形によって減衰効果を発揮するようになっている。
図12(A)〜(C)は、第2参考形態の建築物の一部を示す側面図であり、図12(A)は、図11と同様の柱梁接合部を示す側面図であり、図12(B),(C)は、第2参考形態の変形例を示す側面図である。
図12(B)において、接合金物60は、梁62の端部下端面(下フランジ)のみに設けられており、床スラブ62Aが設けられる梁62の上端面には、接合金物60が設けられていない。
図12(C)において、接合金物60は、梁62の端部上端面(上フランジ)のみに設けられており、柱61に連結部材62Bで接合される梁62の下端面には、接合金物60が設けられていない。
すなわち、本参考形態において、接合金物60は、梁62の上下端面(上フランジおよび下フランジ)のうちの少なくともいずれか一方に設けられていればよい。
〔第3参考形態〕
以下、本発明の第3参考形態を図13および図14に基づいて説明する。
図13は、本発明の第3参考形態に係る接合金物を有した建築物の一部を示す側面図である。
図13において、接合金物70は、建築物の柱71と梁72とで囲まれた内部において、左右の柱71間かつ上下階の梁72間に斜めに掛け渡されるブレース73を分割したブレース接合部74に取り付けられ、ブレース73の伸縮によって減衰効果を発揮するように構成されている。接合金物70は、前記接合金物20,30,40,50,60と略同様の構成を備え、分割されたブレース接合部74の一方に連結される第2連結部と、分割されたブレース接合部74の残る一方に固定されたアンカー部材としてのアンカーボルト6に連結される第1連結部と、これらの第1連結部と第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備えて構成されている。
一方および他方のブレース73は、それぞれH形鋼から構成され、一方のブレース73(図11中、右上がりに設置されたブレース)は、そのフランジが柱71および梁72の構面に平行に配置され、他方のブレース73(図11中、右下がりに設置されたブレース)は、そのウェブが柱71および梁72の構面に平行に配置されている。そして、ブレース73の一対のフランジ間に渡って接合金物70が固定され、つまり一方および他方のブレース73において、互いの接合金物70が交差する向きに取り付けられている。また、アンカーボルト6は、分割されたブレース接合部74に渡って一対の接合金物70の第1連結部同士を連結し、一方および他方のブレース73に設けられるアンカーボルト6同士は、互いに干渉しない位置を通過するように配置されている。この接合金物70では、ブレース73が伸縮変形した際に、分割されたブレース73の一方と一体移動する第2連結部と、アンカーボルト6で移動が拘束された第1連結部との相対変位に伴って減衰部材が変形し、この減衰部材の変形によって減衰効果を発揮するようになっている。
図14(A)〜(C)は、第3参考形態の変形例を示す側面図である。
図14(A),(B)において、ブレースは、柱71と梁72とで囲まれた内部においてV字形に一対で配置されており、これらの一対のブレースの各々に接合金物70が設けられ
てる。そして、図14(A)の例では、一対のブレースの交差位置が柱71の中間部に設けられ、図14(B)の例では、一対のブレースの交差位置が梁72の中間部に設けられている。
図14(C)において、ブレースは、柱71と梁72とに渡ってほおづえ状に左右対称に配置されており、これらのブレースの各々に接合金物70が設けられてる。
すなわち、本参考形態において、ブレースの架設形態は、X字形に限らず、縦横のV字形や/字形、あるいはほおづえ状のいずれであってもよい。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記第1実施形態においては、2階建ての住宅としての枠組壁工法建築物1に本発明の接合金物20,30,40を設置するものとしたが、建築物としては、3階建て以上のものでもよく、また建築物の用途も住宅に限定されない。さらに、枠組壁工法建築物1として、耐力壁10の枠組材11が薄板軽量形鋼から構成されたスチールハウスについて説明したが、これに限らず、耐力壁10の枠組材11が木質材料から構成されたツーバイフォー構造建築物であってもよい。また、耐力壁10の面材12としては、鋼製折板に限らず、構造用合板やセメント成形板や石膏ボード等の各種板材が使用可能である。
また、接合金物20,30,40,50,60,70の各部材を構成する鋼材としては、任意の各種鋼材(建築構造用鋼材や機械構造用鋼材)が利用可能であるが、降伏後の履歴減衰を発揮させるダンパー用鋼板27,37,47,55,67に用いる鋼材としては、変形性能に優れた低降伏点鋼などが好ましい。ただし、減衰部材としては、鋼材からなるダンパー用鋼板27,37,47,55,67に限らず、鉛などから形成されて粘性減衰を発揮するものや、各種の樹脂材料や粘弾性材料から形成されたものなど、変形によって減衰効果を発揮するものであれば材質は限定されない。
また、前記第1実施形態では、耐力壁10の脚部と建物基礎2のアンカーボルト6とを接合するように接合金物20を設けたが、これに限らず、図15に示すように、上下階に設置される耐力壁10同士を接合金物80およびアンカーボルト6で連結する構造としてもよい。
さらに、上下階の耐力壁10同士を連結する構造に限らず、図16に示すように、耐力壁10と、これに隣接する腰壁9Aや垂壁9Bとを接合金物80およびアンカーボルト6で連結する構造としてもよい。
また、耐力壁10としては、前記第1実施形態で説明したように、枠組材11と、この枠組材11に接合される面材12とを有したものに限らず、図17に示すように、枠組材11の内部にブレース材16が設けられた耐力壁10Aでもよい。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明の第1実施形態に係る建築物の概略構成を示す側面図である。 前記建築物を構成する耐力壁を示す分解斜視図である。 前記耐力壁と建物基礎との連結部を示す斜視図である。 前記建築物に用いる接合金物を示す斜視図である。 前記接合金物の変形状態を示す側面図である。 前記実施形態の変形例に係る接合金物を示す斜視図である。 他の変形例に係る接合金物を示す斜視図である。 本発明の第1参考形態に係る建築物の一部を示す斜視図である。 前記第1参考形態の変形例を示す斜視図である。 前記第1参考形態の変形例を示す斜視図である。 本発明の第2参考形態に係る建築物の一部を示す斜視図である。 前記第2参考形態の変形例を示す側面図である。 本発明の第3参考形態に係る建築物の一部を示す側面図である。 前記第3参考形態の変形例を示す側面図である。 本発明の変形例を示す側面図である。 本発明の他の変形例を示す側面図である。 本発明の他の変形例を示す斜視図である。
符号の説明
1…建築物、2…建物基礎、6…アンカーボルト(アンカー部材)、10…耐力壁、11…枠組材、12…面材、14…フランジ(対向面)、20,30,40,50,60,70,80…接合金物、21,31…壁連結用鋼板(第2連結部)、22,32…上部補強用鋼材、22A,32A…挿通孔、23,33…下部補強用鋼材、23A,33A…挿通孔、26,36,52,65…筒状鋼材(第1連結部)、27,37,47,54,67…ダンパー用鋼板(減衰部材)、45…上端縁連結部材(第1連結部)、46…下端縁連結部材(第1連結部)、45A,46A…挿通孔、45B,46B,47A,53,66…固定片部(第2連結部)、51,61,71…柱、62,72…梁、63…柱梁接合部、73…ブレース、74…ブレース接合部。

Claims (6)

  1. 建物基礎上に設置される耐力壁における壁脚部に取り付けられるとともに、当該耐力壁のロッキングによって減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物であって、
    前記接合金物は、
    前記建物基礎に固定されて上方に延びるアンカー部材に連結される第1連結部と、
    前記耐力壁に連結される第2連結部と、
    前記第1連結部と前記第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備え、
    前記第1連結部は、前記アンカー部材を挿通可能な筒状鋼材から構成され、
    前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対または一組の連結用鋼板で構成されるとともに、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置設けられ、
    前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置されるとともに、前記一対または一組の連結用鋼板と前記筒状鋼材とを連結するダンパー用鋼板で構成され、
    前記ダンパー用鋼板は、前記筒状鋼材の周面に対して径方向に延びて接合され、前記一対または一組の連結用鋼板の各々と前記筒状鋼材との間に1枚ずつのダンパー用鋼板が配置され、
    前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結され、
    前記筒状鋼材に挿通された前記アンカー部材は、当該筒状鋼材の両端部にそれぞれナットを介して固定され、
    前記耐力壁がロッキングした際に、当該耐力壁と一体移動する前記連結用鋼板と、前記アンカー部材で移動が拘束された前記筒状鋼材との相対変位に伴って前記ダンパー用鋼板が変形して降伏し、このダンパー用鋼板降伏によって減衰効果を発揮することを特徴とする接合金物を有する建築物。
  2. 建物基礎上に設置される耐力壁における壁脚部に取り付けられるとともに、当該耐力壁のロッキングによって減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物であって、
    前記接合金物は、
    前記建物基礎に固定されて上方に延びるアンカー部材に連結される第1連結部と、
    前記耐力壁に連結される第2連結部と、
    前記第1連結部と前記第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備え、
    前記第1連結部は、前記アンカー部材を挿通可能な筒状鋼材から構成され、
    前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対または一組の連結用鋼板で構成されるとともに、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置設けられ、
    前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置されるとともに、前記一対または一組の連結用鋼板と前記筒状鋼材とを連結するダンパー用鋼板で構成され、
    前記ダンパー用鋼板は、前記筒状鋼材の周面に沿って接線方向に延びて接合され、前記一対または一組の連結用鋼板の各々と前記筒状鋼材との間に2枚ずつのダンパー用鋼板が配置され、
    前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結され、
    前記筒状鋼材に挿通された前記アンカー部材は、当該筒状鋼材の両端部にそれぞれナットを介して固定され、
    前記耐力壁がロッキングした際に、当該耐力壁と一体移動する前記連結用鋼板と、前記アンカー部材で移動が拘束された前記筒状鋼材との相対変位に伴って前記ダンパー用鋼板が変形して降伏し、このダンパー用鋼板降伏によって減衰効果を発揮することを特徴とする接合金物を有する建築物。
  3. 建物基礎上に設置される耐力壁における壁脚部に取り付けられるとともに、当該耐力壁のロッキングによって減衰部材が降伏して減衰効果を発揮する接合金物を有する建築物であって、
    前記接合金物は、
    前記建物基礎に固定されて上方に延びるアンカー部材に連結される第1連結部と、
    前記耐力壁に連結される第2連結部と、
    前記第1連結部と前記第2連結部とに渡って接合される減衰部材とを備え、
    前記第2連結部は、前記第1連結部を挟んで互いに対向した一対または一組の連結用鋼板で構成されるとともに、当該一対または一組の連結用鋼板が前記アンカー部材を挟んで対称位置設けられ、
    前記減衰部材は、前記アンカー部材の軸線に対して略線対称に配置されるとともに、前記一対または一組の連結用鋼板と前記第1連結部とを連結するダンパー用鋼板で構成され、
    前記ダンパー用鋼板は、前記一対または一組の連結用鋼板を連結して配置され、かつ互いに対向して略平行に延びる2枚のダンパー用鋼板から構成され、
    前記第1連結部は、前記2枚のダンパー用鋼板の一方の端縁同士および他方の端縁同士をそれぞれ連結する第1端縁連結部材および第2端縁連結部材から構成され、第1端縁連結部材および第2端縁連結部材には、前記アンカー部材を挿通可能な挿通孔が形成され、
    前記一対または一組の連結用鋼板の一方の端部同士および他方の端部同士は、それぞれ第1補強用鋼材および第2補強用鋼材で連結され、
    前記筒状鋼材に挿通された前記アンカー部材は、当該筒状鋼材の両端部にそれぞれナットを介して固定され、
    前記耐力壁がロッキングした際に、当該耐力壁と一体移動する前記連結用鋼板と、前記アンカー部材で移動が拘束された前記第1端縁連結部材および第2端縁連結部材との相対変位に伴って前記ダンパー用鋼板が変形して降伏し、このダンパー用鋼板降伏によって減衰効果を発揮することを特徴とする接合金物を有する建築物。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の接合金物を有する建築物において、
    なくとも第1および第2の補強用鋼材のいずれかには、前記アンカー部材を挿通可能な挿通孔が形成されていることを特徴とする接合金物を有する建築物。
  5. 請求項1から請求項4のいずれかに記載の接合金物を有する建築物において、
    前記耐力壁は、当該耐力壁の側端縁に位置する一対の枠組材と、これら一対の枠組材に渡って固定される面材とを少なくとも備えて構成され、
    前記枠組材は、互いに対向する一対の対向面を少なくとも有した中空断面を備えて形成され、前記一対の対向面に前記第2連結部が連結されることを特徴とする接合金物を有する建築物。
  6. 請求項5に記載の接合金物を有する建築物において、
    前記耐力壁の枠組材が薄板軽量形鋼から構成されたスチールハウスであることを特徴とする接合金物を有する建築物。
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