JP5144919B2

JP5144919B2 - 制震パネル

Info

Publication number: JP5144919B2
Application number: JP2006314382A
Authority: JP
Inventors: 貴士近藤
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2026-11-21
Also published as: JP2008127859A

Description

本発明は、建物の制震構造に関する。

建物に地震などの外力が加わった場合に、建物が地震に耐えられるだけの頑丈な構造とする耐震構造に対して、建物の安全性をより図るため建物の中にエネルギーを吸収する制震材を配置し建物の震動を低減する制震構造が提案されている。

制震構造では、オイルダンパーや部材間に粘弾性体を介装した制震材を建物に組み込んで制震構造物を建設している。

特開２００６−２０７１４４号公報特開２００３−２８６７７４号公報

しかし、制震構造においては、部材間に粘弾性体が介装された制震材が限界変形に達したときは、制震構造としての機能を発揮できない。

特に、住宅など制震パネルを複数枚配置し建物全体として制震構造とする建物では、局所的に制震パネルに大きな力がかかることがあり、１枚の制震パネルが大きく変形し、制震パネルの限界変形に達してしまうことがある。

本発明は以上のような問題に鑑み、制震構造において制震材が限界変形に達したときも、耐震構造もしくは制震構造として機能する制震構造を提供することを課題とする。

上記の課題は、部材間に粘弾性体が介装された制震材を用いた制震構造であって、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられ、前記部材どうしの相対変形を規制することにより該制震構造の限界変形以降は耐震構造として機能することを特徴とする制震構造により解決される。

この制震構造によれば、部材間に粘弾性体が介装された制震材を用いた制震構造で、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられているので、限界変形以上に部材どうしが相対変形することが規制され、粘弾性体の限界変形を超えて制震構造が変形することなく耐震構造として機能し、制震構造が限界変形を超えて機能しなくなる前に耐震構造として機能し大きな変形にも対応することができる。

なお、限界変形とは制震材に介装された粘弾性体が機能する変形量の限界を意味する。また、制震構造が限界変形に達するときとは、制震構造が限界変形したときだけでなく限界変形に達する前の段階も含むものとする。

また上記の課題は、低降伏点鋼からなる部材間に粘弾性体が介装された制震材からなる制震構造であって、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられ、前記部材どうしの相対変形を規制することにより、前記低降伏点鋼よりなる部材が制震部材として機能し、粘弾性体による制震構造と低降伏点鋼による制震構造を併せ持つことを特徴とする制震構造によっても解決される。

この制震構造によれば、低降伏点鋼からなる部材間に粘弾性体が介装された制震材からなる制震構造で、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられているので、限界変形以上に部材どうしが相対変形することが規制され、前記部材どうしの相対変形を規制することにより、粘弾性体の限界変形を超えて制震構造が変形することなく低降伏点鋼よりなる部材が制震部材として機能し、粘弾性体による制震構造が限界変形を超えて機能しなくなる前に粘弾性体による制震構造と低降伏点鋼による制震構造を併せ持つ制震構造として機能し大きな変形にも対応することができる。

さらに上記の課題は、部材間に粘弾性体が介装された制震材を用いた制震構造であって、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられ、前記部材どうしの相対変形を規制することにより該制震構造の限界変形以降は耐震構造として機能することを特徴とする制震構造、若しくは、低降伏点鋼からなる部材間に粘弾性体が介装された制震材からなる制震構造であって、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられ、前記部材どうしの相対変形を規制することにより、前記低降伏点鋼よりなる部材が制震部材として機能し、粘弾性体による制震構造と低降伏点鋼による制震構造を併せ持つことを特徴とする制震構造を用いた制震パネルにより解決される。

本発明は以上のとおりであるから、この制震構造によれば、部材間に粘弾性体が介装された制震材を用いた制震構造で、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられているので、限界変形以上に部材どうしが相対変形することが規制され、粘弾性体の限界変形を超えて制震構造が変形することなく耐震構造若しくは粘弾性体と低降伏点鋼による制震構造として機能するため、粘弾性体による制震構造が限界変形を超えて機能しなくなる前に粘弾性体による制震構造と低降伏点鋼による制震構造を併せ持つ制震構造として機能し大きな変形にも対応することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示す制震構造１において、２は第一構造体、３は第二構造体、４は粘弾性体である。第一構造体２は、本体部５、中央軸体部６、外周中空軸体部７、係止部８からなり、第二構造体３は、突起部１０を有する鋼管からなる。

制震構造は図３（イ）に示すように、フレームにより組まれた方形状のパネル１１の対角に取り付けられるブレース１２、１３として使用され、一枚のパネルに対してそれぞれの対角に１本づつ合計２本取り付けられる。

第一構造体２は密実の丸鋼からなる本体部５の一方の端部の中央に中央軸体部６が突出して形成されているとともにその周囲を中央軸体部６と間隔をあけて丸鋼からなる外周中空軸体部７が形成されており、外周中空軸体部７の先端は内側に突出した係止部８が形成されている。

第二構造体３は中空の丸型鋼管からなり、第一構造体２の中央軸体部６が第二構造体３の中空部分に挿入され、中央軸体部６と第二構造体３の間に粘弾性体４が介装されている。制震構造１に外力が加わったときに第一構造体２と第二構造体３が軸芯方向に相対変形することにより粘弾性体４によりエネルギーを吸収するようになっている。

第二構造体３の外周部には、第一構造体２と第二構造体３が相対変形をしたときに、粘弾性体が機能する変形量の限界を超えて相対変形しないように、第一構造体２と第二構造体３の相対変形を規制する突起部１０が設けられており、第一構造体２の係止部８との協動により、第一構造体２と第二構造体３の相対変形を規制するようになされている。

制震構造１を含むパネルに外力が加わった場合、図３（ロ）に示すようにパネル１１には水平力が働き、パネル１１の一方のブレース１２は伸び、もう一方のブレース１３は縮む。外力による制震構造１の許容範囲内であれば、２本のブレース１２，１３が交互の伸び縮みを繰り返すことで、制震構造１は図１（ハ）、（ニ）に示すように粘弾性体４がエネルギーを吸収し、外力からの建物の揺れを抑える。

しかし、制震構造１を含むパネルに制震構造１で許容する以上の外力が加わった場合には、図３（ハ）に示すようにパネル１１には大きな水平力が働き、パネル１１の一方のブレース１２は大きく伸び、もう一方のブレース１３は大きく縮む。このとき、制震構造１は第一構造体１の係止部８と第二構造体３の突起部１０の協動によりブレース１２の伸び方向の変形が規制され、粘弾性体４の限界変形以上に変形せず長さが規制され、制震構造１は図１（ホ）に示すように制震構造ではなく、耐震構造として機能するようになる。

つまり、粘弾性体が機能を発揮する変形量までは粘弾性体の作用で制震構造として機能するが、それ以上の粘弾性体が機能は発揮できない変形量ではブレースの変形を抑制する耐震構造として機能し、粘弾性体の破断を防止し、大きな変形にも対応することができる。

次に、本発明の第２の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図４に示す制震構造１５において、第一構造体２の外周中空軸体部７の一部が低降伏点鋼１６により形成されている。その他の構成については、第一の実施形態と同じであり、記号の説明は省略する。

制震構造１５を含むパネルに外力が加わった場合、図３（ロ）に示すようにパネル１１には水平力が働き、パネル１１の一方のブレース１２は伸び、もう一方のブレース１３は縮む。外力による制震構造１の許容範囲内であれば、２本のブレースが交互の伸び縮みを繰り返すことで、制震構造１５は図４（ハ）、（ニ）に示すように粘弾性体４がエネルギーを吸収し、外力からの建物の揺れを抑える。

しかし、制震構造１５を含むパネルに制震構造１で許容する以上の外力が加わった場合には、図３（ハ）に示すようにパネル１１には大きな水平力が働き、パネル１１の一方のブレース１２は大きく伸び、もう一方のブレース１３は大きく縮む。このとき、制震構造１は第一構造体１の係止部８と第二構造体３の突起部１０の協動によりブレース１２の伸び方向の変形が規制され、粘弾性体４の限界変形以上に変形せず長さが規制され、制震構造１５は図４（ホ）に示すように、粘弾性体４と第一構造体２の低降伏点刻鋼１６との複合による制震構造として機能することになる。

つまり、粘弾性体が機能を発揮する変形量までは粘弾性体の作用で制震構造として機能するが、それ以上の粘弾性体が機能を発揮できない変形量ではブレースの変形を抑制し粘弾性体と低降伏点鋼の複合による制震構造として機能し、粘弾性体の破断を防止し、大きな変形にも対応することができる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では制震構造をブレースに適用した場合について説明したが、制震構造の適用はブレースに限られず、パネルフレーム本体など制震機能が発揮される箇所に適用されてもよい。

また、上記実施形態では、ブレースの断面形状として丸型鋼管からなる場合を示したが、本発明はこれに限定される必要はなく、各種の形態の変形が可能である。図５に示すようにそれぞれが分離されないように拘束されたプレート状の２個の構造体の間に粘弾性体を介装した制震構造であってもよい。

要は、この制震構造によれば、部材間に粘弾性体が介装された制震材を用いた制震構造で、該制震構造が限界変形に達したときに前記部材どうしの相対変形を規制する手段が設けられているため、限界変形以上に部材どうしが相対変形することが規制され、粘弾性体の限界変形を超えて制震構造が変形することなく耐震構造若しくは低降伏点鋼による制震構造として機能し、粘弾性体による制震構造が限界変形を超えて機能しなくなる前に粘弾性体による制震構造と低降伏点鋼による制震構造を併せ持つ制震構造として機能し大きな変形にも対応することができていればよい。

また、上記の実施形態では第一構造体の一部に低降伏点鋼が形成されている場合について示したが、第一構造体のすべてが低降伏点鋼で形成されていてもよいし、第二構造体が低降伏点鋼で形成されていてもよいことはいうまでもない。

本発明の第１の実施形態である制震構造を示す図であって、（イ）はその断面平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ´線断面図、（ハ）〜（ホ）は変形したときの動作状況を表す断面平面図である。本発明の第１の実施形態である制震構造を示す斜視図である。（イ）は本発明の制震構造をブレースに適用したパネルを示す平面図であり、（ロ）及び（ハ）はそのパネルが変形した状況を示す平面図である。本発明の第２の実施形態である制震構造を示す図であって、（イ）はその断面平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ´線断面図、（ハ）〜（ホ）は変形したときの動作状況を表す断面平面図である。本発明の他の実施例を示す断面平面図である。

符号の説明

１・・・制震構造
２・・・第一構造体
３・・・第二構造体
４・・・粘弾性体
５・・・本体部
６・・・中央軸体部
７・・・外周中空軸体部
８・・・係止部
１０・・・突起部
１１・・・パネル
１２・・・ブレース
１３・・・ブレース
１５・・・制震構造
１６・・・低降伏点鋼

Claims

第一構造体と第二構造体と粘弾性体からなる制震材において、
第一構造体は、
密実の丸鋼からなる本体部と、
本体部の一方の端部の中央から突出する中央軸体部と、
中央軸体部の周囲に間隔をあけ、丸鋼でその先端部に内側に突出した係止部が形成された外周中空軸体部とからなり、
第二構造体は、外周部に突起部が設けられた中空の丸型鋼管からなり、
第一構造体の中央軸体部と第二構造体の間には粘弾性体が介装され、
制震材に外力が加わったときに第一構造体と第二構造体が軸芯方向に相対変形することにより粘弾性体によりエネルギーを吸収するようになされるとともに、粘弾性体が機能する変形量の限界を超えて相対変形しないように、第一構造体の突起部と第二構造体の係止部との協働により、第一構造体と第二構造体の相対変形を規制するようになされ、制震構造の限界変形以降は耐震構造として機能することを特徴とする制震材を用いた建物の制震パネル。