JP5846606B2

JP5846606B2 - 制震ダンパ

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Publication number: JP5846606B2
Application number: JP2012203335A
Authority: JP
Inventors: 五十嵐　幹雄; 幹雄五十嵐; 孝志原田; 昌幸石山; 信宏山崎; 和広田代; 久保田　雅春; 雅春久保田; 祥一名取; 隆英阿部; 洋一三塩; 敏彦沖石; 郁夫林; 昭三尻無濱; 坂井　誠; 誠坂井
Original assignee: Nippon Chuzo Co Ltd; Tobishima Corp
Current assignee: Nippon Chuzo Co Ltd; Tobishima Corp
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: JP2014058790A

Description

本発明は、地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを吸収して建物の揺れを抑える制震ダンパ、その制震ダンパを備えた制震建物、及び制震建物の生産方法に関するものである。

従来、建物の揺れを抑える制震（制振）ダンパとして、低降伏点鋼からなり剪断降伏して塑性変形する鋼製パネルを備えた剪断型パネルダンパが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、間柱中央部に強度の低い鋼材からなるパネルダンパ（ウェブ９）を設け、このパネルダンパ（ウェブ９）に、強度の高い鋼材からなるフランジ５を取り付けるとともに強度の高い鋼材からなる横リブ１０と、中央縦リブ１１とを取り付け、その取付間隔を等価幅厚比で３０〜７０の範囲になるようにしたパネルダンパ（制震装置）が記載されている（特許文献１の図１等参照）。

しかし、特許文献１に記載のパネルダンパ（制震装置）は、剪断型ダンパとしての塑性変形能力が小さいうえ、中央縦リブ１１はあるものの軸方向力（以下、軸力という）が入力された際に座屈するおそれが高く、座屈してしまうと剪断力に対して塑性変形領域が低下し、結果的に架構に入力される振動エネルギーをあまり吸収することができないといった問題があった。

また、パネルダンパに軸力が掛かる場合を考慮したものも知られている（例えば、特許文献２〜４）。特許文献２には、パネルダンパとしてＨ型鋼からなる鋼製部材１５を設け、この鋼製部材１５の表面にコンクリートの付着防止処理を施したうえ、軸方向の端部に発泡スチロールなどの潰れ易い弾性体１６を噛まして隙間を設けることで、建物の建設中や、地震の際にパネルダンパに軸力が入力されないようにした制振間柱１０が記載されている。
しかし、特許文献２に記載の制振間柱１０は、断面がＨ型形状であるため剪断型ダンパとしての塑性変形能力が小さいうえ、大地震の際に弾性体１６の厚み以上の軸方向の変形が生じた際には簡単に座屈してしまいそれ以上の振動エネルギーの吸収ができなくなるという問題があった（特許文献２の図１等参照）。

特許文献３には、極低降伏点鋼からなるパネルダンパ１６を有する間柱と大梁との間にクリアランス３８（隙間）を設け、摩擦力を小さくする減摩擦材を介して間柱を大梁に取り付けることで、地震時にパネルダンパ１６に入力される軸力を低減した制震装置１０が記載されている。
しかし、特許文献２に記載の制振間柱１０と同様に、特許文献３に記載の制震装置１０は、剪断型ダンパとしての塑性変形能力が小さいうえ、大地震の際にクリアランス３８以上の軸方向の変形が生じた際には簡単に座屈してしまいそれ以上の振動エネルギーの吸収ができなくなるという問題があった（特許文献３の図１等参照）。

更に、特許文献４には、長期軸力を受ける軟鉄からなるＨ型形状の鋼材ダンパ５Ａと、長期軸力を開放可能な形態で設置された軟鉄からなる平板状のパネルダンパ５Ｂとを上下階に交互に設け、ダンパに過大な軸力が入力されないようにした制震建物が記載されているが、このようなダンパを交互に設けたからといって地震時にパネルダンパ５Ｂ等に入力される軸力が無くなる訳ではなく、（特に、下階において）座屈による塑性変形能力の喪失を防ぐことができるとはいえなかった（特許文献４の図１等参照）。

また、特許文献１〜４のように、パネルダンパ（制震ダンパ）を間柱に設けるものは多数開示されているが、座屈のおそれが高いため、構造計算上軸力を算定する一般の柱（軸力とは、長期、短期（風、地震）等の柱にかかる軸力全てを差す）にパネルダンパを設けることができなかった。そのため、マンションなどの建物の南面バルコニーや北面の共用廊下などの独立柱（建物の階高の全高に亘る壁が連接されていない中間部が露出した柱のことを指すものとする。以下同じ。）にパネルダンパを設けて、パネルダンパが屋外（外部）に露出するように取り付けることができなかった。従って、壁面内にあるパネルダンパを取り替えるのは困難であり、パネルダンパを設置する改修工事等も大掛かりなものとならざるを得ず、コストも高いものとなっていた。

特開平８−９３２６３号公報特開２００２−３６４２０６号公報特開２００４−３００７８２号公報特開２００２−２０１８１８号公報

そこで、本発明は、前記従来技術の問題を解決し、改修工事やパネルダンパの交換が容易な独立柱にも設置することができ、低コストである制震ダンパ、その制震ダンパを備えた制震建物、及びその制震建物の生産方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、パネル形状のパネルダンパを有し、このパネルダンパで地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを吸収することで建物の揺れを抑える制震ダンパにおいて、構造計算上長期軸力を算定する柱の中間部における上部柱の下端プレートと下部柱の上端プレートとの間に、柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構と、前記パネルダンパとが設置され、前記パネルダンパと軸力支持機構は、その一方が水平方向に左右一対となり、他方がその対となった一方の間に配置され、前記パネルダンパは、低降伏点鋼からなる平板の中央部に鉛直断面の外形線が円孤を描くように中央に行くに従って厚さが薄くなる凹レンズ状の窪みが形成された凹レンズ型の形状からなり、前記軸力支持機構は、前記上部柱の下端プレートに下向きに伸びて取り付けられた第１のプレートと、前記下部柱の上端プレートに上向きに伸びて取り付けられた第２のプレートとを有し、これら第２のプレートと第１のプレートが、水平方向に摺動自在に止め付けられることで前記柱に掛かる軸力を支持するようになっていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制震ダンパにおいて、前記軸力支持機構は、第１のプレートが中プレートからなり、第２のプレートが中プレートを挟むように一対配置された外プレートからなり、中プレートに形成された水平方向に長い長方形の長穴にスライド自在に嵌め込まれたスライド片を有し、このスライド片と外プレートがそれぞれに穿設した貫通孔に軸を挿通して止め付けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の制震ダンパにおいて、前記軸力支持機構は、前記パネルダンパを挟んで水平方向に左右一対設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の制震ダンパにおいて、前記パネルダンパは、前記軸力支持機構を挟んで水平方向に左右一対設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の制震建物の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の制震ダンパを有することを特徴とする。

請求項６に記載の制震建物の生産方法の発明は、地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを制震ダンパに吸収させて建物の揺れを抑える制震建物の生産方法において、建物の階高の全高に亘る壁が連接されていない中間部が露出した独立柱を立設する工程と、該独立柱の露出した中間部に請求項１ないし４のいずれかに記載の制震ダンパを設置する工程を有することを特徴とする。

本発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、パネル形状のパネルダンパを有し、このパネルダンパで地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを吸収することで建物の揺れを抑える制震ダンパにおいて、構造計算上長期軸力を算定する柱の中間部における上部柱の下端プレートと下部柱の上端プレートとの間に、柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構と、前記パネルダンパとが設置され、前記パネルダンパと軸力支持機構は、その一方が水平方向に左右一対となり、他方がその対となった一方の間に配置され、前記パネルダンパは、低降伏点鋼からなる平板の中央部に鉛直断面の外形線が円孤を描くように中央に行くに従って厚さが薄くなる凹レンズ状の窪みが形成された凹レンズ型の形状からなり、前記軸力支持機構は、前記上部柱の下端プレートに下向きに伸びて取り付けられた第１のプレートと、前記下部柱の上端プレートに上向きに伸びて取り付けられた第２のプレートとを有し、これら第２のプレートと第１のプレートが、水平方向に摺動自在に止め付けられることで前記柱に掛かる軸力を支持するようになっているので、ブレス型のダンパやシャーリンク型のダンパのように斜材を取り付ける必要がなく、窓や扉などの開口部を遮ることがないため、制震ダンパが眺望や出入りの障害とならない。
また、従来間柱に設置するしかできなかったパネルダンパを、マンションなどの建物の南面バルコニーや北面の共用廊下などに面した独立柱に設置して、屋外（外部）に露出するように取り付けることができるようになる。このため、万が一、大地震でパネルダンパが変形してそれ以上の振動エネルギーの吸収ができなくなった場合でも簡単にパネルダンパを交換するだけで建物の使用を続けることができ低コストであるうえ、既存の建物にパネルダンパを設置する改修工事等も容易であり、テナントや居住者が建物を使用したまま制震補強の改修工事等を行うことが可能である。
また、地震時に建物に作用する水平力だけを確実にパネルダンパに伝達して吸収することができ、建物の架構に損傷を及ぼす水平方向の横揺れを効果的に抑えることができる。
また、パネルダンパの塑性変形能力が高く振動エネルギーの吸収量が大きいため、地震が繰り返し起きても原則パネルダンパの交換などのメンテナンス等が不要である。また、大地震が起きた場合であっても、凹レンズ形状の歪み具合を目視することでパネルダンパの交換の必要性の有無を判断することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の制震ダンパにおいて、前記軸力支持機構は、第１のプレートが中プレートからなり、第２のプレートが中プレートを挟むように一対配置された外プレートからなり、中プレートに形成された水平方向に長い長方形の長穴にスライド自在に嵌め込まれたスライド片を有し、このスライド片と外プレートがそれぞれに穿設した貫通孔に軸を挿通して止め付けられているので、前記作用効果に加え、地震時に建物に作用する水平力だけを確実にパネルダンパに伝達して吸収することができ、建物の架構に損傷を及ぼす水平方向の横揺れを効果的に抑えることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の制震ダンパにおいて、前記軸力支持機構は、前記パネルダンパを挟んで水平方向に左右一対設けられているので、前記作用効果に加え、より確実に前記柱に掛かる軸力を支持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の制震ダンパにおいて、前記パネルダンパは、前記軸力支持機構を挟んで水平方向に左右一対設けられているので、前記効果に加え、パネルダンパの交換の際にも軸力支持機構が邪魔にならず、更に交換が容易である。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の制震ダンパを有するので、建物全体として前記作用効果を発揮することができる。

請求項６に記載の発明によれば、地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを制震ダンパに吸収させて建物の揺れを抑える制震建物の生産方法において、建物の階高の全高に亘る壁が連接されていない中間部が露出した独立柱を立設する工程と、該独立柱の露出した中間部に請求項１ないし４のいずれかに記載の制震ダンパを設置する工程を有するので、制震ダンパの部材の必要点数が少なくて済むため制震建物の建設コストを低減することができるうえ、独立柱に制震ダンパを露出した状態で設置が可能なため、工期が短くて済む点でもコストを低減することができ、大地震後も目視により制震ダンパの交換の必要性の有無を判断することができる。

本発明の実施の形態に係る制震建物を示す南立面図である。本発明の実施例１に係る制震ダンパを示す鉛直断面図である。同上のパネルダンパを示す正面図である。同上の軸力支持機構を示す正面図である。同上の軸力支持機構の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の実施例１に係る制震ダンパの変形例を示す鉛直断面図である。本発明の実施例２に係る制震ダンパを示す鉛直断面図である。同上の制震ダンパのパネルダンパの構成を模式的に示す斜視図である。（Ａ）は、剪断変形前を示し、（Ｂ）は、剪断変形後を示す。本発明の実施例３に係る制震ダンパを示す鉛直断面図である。同上の制震ダンパのパネルダンパの構成を示す斜視図である。

本発明の一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

［制震建物］
先ず、図１を用いて、本発明の一実施の形態に係る制震建物について説明する。
本発明の実施の形態に係る制震建物Ｍは、ＲＣ造のマンション（共同住宅）であり、南面バルコニーの先端にあたる手摺に沿ってＨ型鋼からなる独立柱Ｃが複数立設され、それらを互いに繋ぐようにＨ型鋼からなる大梁Ｇが架け渡されて、フレーム状の制震補強用の架構Ｆが構築されている。そして、独立柱Ｃの階高の丁度半分辺りとなる中間部に後述の制震ダンパＤが外部に露出するように取り付けられており、この架構Ｆに入力される地震の振動エネルギーを制震ダンパＤが吸収することにより、制震建物Ｍ全体の揺れが抑えられる構造となっている。

制震補強用の架構Ｆや制震ダンパＤの設置位置は、制震建物Ｍの立体的形状、重量、剛心位置や偏心率などの建物特性や、地震の無方向性（どの方角からも地震波が到来する可能性があること）などを考慮して、建物の横揺れを効果的に抑えられるように、南面バルコニー側においてなるべく立面的に左右対称となるように設定されている。

なお、制震補強用の架構Ｆを南面バルコニーの先端にあたる手摺に沿って設けたものを例示して説明したが、例えば、北面の共用廊下に沿って設けてもよく、要するに、架構Ｆの柱が建物の階高の全高に亘る壁が連接されていない中間部が露出した独立柱であり、架構Ｆの構築作業が建物の他の部位に極力影響を与えない間取りであればよい。
また、架構Ｆの構成要素としてＨ型鋼を例示して説明したが、角型鋼やＲＣ造やＳＲＣ造の構成要素でもよく、所望の剛性を有し、後述の制震ダンパを取り付けることができる構造であればよい。

［制震ダンパ］
次に、図２〜図６を用いて、本発明の一実施の形態である実施例１に係る制震ダンパについて説明する。
制震ダンパＤ１は、図２に示すように、柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構Ｓ１と、この軸力支持機構Ｓ１を挟んで水平方向に左右一対設けられた、パネル形状のダンパである実施例１に係るパネルダンパＰ１と、から主に構成され、独立柱Ｃの制震ダンパＤ１より上方となる上部柱Ｃ１の下端プレートＣ１０と、制震ダンパＤ１より下方となる下部柱Ｃ２の上端プレートＣ２０と、の間に取り付けられ、軸力支持機構Ｓ１により独立柱Ｃに上下方向に掛かる圧縮・引張力（軸力）を支持して、上部柱Ｃ１、下部柱Ｃ２、間において軸力を伝達するとともに、パネルダンパＰ１により独立柱Ｃに水平方向に掛かる剪断力（水平力）を吸収して地震の際の建物の揺れを抑える機能を有している。

（パネルダンパ）
実施例１に係るパネルダンパＰ１は、図２、３に示すように、低降伏点鋼、好ましくは、降伏点が１００Ｎ／ｍｍ^２程度あるいは２２５Ｎ／ｍｍ^２程度の極軟鉄からなる平板の中央部に、鉛直断面の外形線が円弧を描くように中央に行くに従って薄くなる凹レンズ状の窪みＰ１０が形成された凹レンズ型剪断パネルダンパであり、上部柱Ｃ１の下端プレートＣ１０と下部柱Ｃ２の上端プレートＣ２０との間に、Ｌ型アングルなどを介してハイテンションボルトなどで止め付けられている。
勿論、パネルダンパＰ１は、下端プレートＣ１０と上端プレートＣ２０との間に固定されていればよく、溶接などで固着されていても構わないが、ハイテンションボルトなどの乾式・機械式の固定方法の方が、溶接工などの特殊作業員を必要とせず、取付作業が雨など天候に左右され難く、かつ万が一、大地震があった場合も交換が容易であり、低コストで工期が短くて済むため好ましい。

また、パネルダンパＰ１を形成する極軟鉄は、降伏点が低く、ＳＳ４００やＳＭ４００等の普通鋼に比べて降伏点を越える力が加わると大きな伸び性能を示す、いわゆる塑性変形能力に優れた素材（鉄材）であるのに加え、パネルダンパＰ１の凹レンズ形状は、パネルダンパＰ１に加わる剪断力が増大していくと、一番厚みの薄い窪みＰ１０の中央から塑性変形が始まり、次第にその塑性変形が窪みＰ１０の外周縁部に向け放射線状に拡がっていくので、片寄ることなく満遍に窪みＰ１０全体を塑性変形させることができるとともに、入り隅部をＲ加工した部分であるフィレットＰ１１からもほぼ同時に塑性変形し、パネル全体にせん断変形が拡がり、塑性変形能力を格段に向上させるものである。
従って、パネルダンパＰ１は、地震時の振動エネルギーの吸収能力が非常に高いものとなっている。

このため、実施例１に係るパネルダンパＰ１によれば、地震が繰り返し起きても交換などのメンテナンス等が原則不要である。また、大地震が起きた場合であっても、窪みＰ１０の歪み具合を目視することでパネルダンパＰ１の交換の必要性の有無を判断することができる。

（軸力支持機構）
本実施例に係る軸力支持機構Ｓ１は、図２、図４、図５に示すように、下端プレートＣ１０に下方に向け立設された普通鋼からなる中鋼板プレートＳ１０と、この中鋼板プレートＳ１０を挟むように上端プレートＣ２０に上方に向け立設された２枚一組の普通鋼からなる外鋼板プレートＳ１１と、中鋼板プレートＳ１０に形成された水平方向に長い長方形の長穴Ｓ１２に嵌め込まれた正方形状の普通鋼板からなるスライド片Ｓ１３と、から主に構成され、これらが外鋼板プレートＳ１１及びスライド片Ｓ１３それぞれに穿設された貫通孔で一本の軸Ｓ１４により軸止め固定（軸着）されている。

勿論、軸力支持機構Ｓ１は、図示形態に限られず、中鋼板プレートＳ１０と外鋼板プレートＳ１１とが相対的に上下方向の移動が拘束され、且つ水平方向に摺動自在に止め付けられていればよく、軸Ｓ１４の両端がリベット等で止め付けられていても構わないし、中鋼板プレートと外鋼板プレートとは、中外が逆であっても構わない。
また、下端プレートＣ１０と中鋼板プレートＳ１０、上端プレートＣ２０と外鋼板プレートＳ１１との接合は、独立柱Ｃの柱材を製作する際に工場等で溶接することにより接合されているが、ボルトやリベット等で機械的に接合しても構わない。

このような構成の軸力支持機構Ｓ１は、独立柱Ｃに掛かる軸力に対しては、上部柱Ｃ１と下部柱Ｃ２との間において力を伝達して支持するが、独立柱Ｃに掛かる剪断力に対しては、スライド片Ｓ１３が長穴Ｓ１２をスライド移動可能なため、上部柱Ｃ１と下部柱Ｃ２との間の水平変位を拘束することなく、摺動自在となっており、独立柱Ｃに掛かる剪断力だけをパネルダンパＰ１に効率よく伝達することができる。

このため、本実施例に係る軸力支持機構Ｓ１を併設することにより、座屈し易いため軸力に弱く従来間柱に設置するしかできなかったパネルダンパＰ１を、構造計算上長期軸力を算定する柱にも設置することが可能となった。

即ち、制震ダンパＤ１によれば、マンションなどの建物の南面バルコニーや北面の共用廊下などに面した独立柱ＣにパネルダンパＰ１を設置して、パネルダンパＰ１が屋外（外部）に露出するように取り付けることができるようになる。このため、万が一、大地震でパネルダンパＰ１が変形してそれ以上の振動エネルギーの吸収ができなくなった場合でも簡単にパネルダンパＰ１を交換するだけで建物の使用を続けることができ低コストであるうえ、既存の建物にパネルダンパＰ１を設置する改修工事等も容易であり、テナントや居住者が建物を使用したまま制震補強の改修工事等を行うことが可能である。
また、ブレス型のダンパやシャーリンク型のダンパのように斜材を取り付ける必要がなく、窓や扉などの開口部を遮ることがないため、制震ダンパＤ１が眺望や出入りの障害とならない。

以上のように、本実施例に係る制震ダンパＤ１を、軸力支持機構Ｓ１を挟んで水平方向にパネルダンパＰ１が左右一対設けられた場合を例示して説明したが、図６に示すように、制震ダンパＤ１’は、パネルダンパＰ１を挟んで水平方向に軸力支持機構Ｓ１が左右一対設けられたものであっても構わない。しかし、大地震の後にパネルダンパＰ１を交換することを考えると、工具等が外部から装着し易い、図２に示す軸力支持機構Ｓ１を挟んで水平方向にパネルダンパＰ１が左右一対設けられた場合の方が好ましい。
また、軸力支持に問題がないように配置すれば、軸力支持機構Ｓ１とパネルダンパＰ１とが一つずつの場合も可能である。
そして、パネルダンパＰ１は、環境温度変化（外気温など）による性能変化が少なく、南側バルコニーへの設置による制震効果も通年を通して同等の性能を発揮する。

次に、図７、図８を用いて、本発明の一実施の形態である実施例２に係る制震ダンパについて説明する。
実施例１に係る制震ダンパＤ１との相違点は、弾塑性ダンパタイプの凹レンズ型のパネルダンパＰ１が、粘弾性ダンパタイプのパネルダンパＰ２となっているだけであるので、主にパネルダンパＰ２について説明し、軸力支持機構などのその他の同一構成は、同一符号を付して説明を省略する。

実施例２に係る制震ダンパＤ２は、図７に示すように、柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構Ｓ１と、この軸力支持機構Ｓ１を挟んで水平方向に左右一対設けられた実施例２に係るパネルダンパＰ２と、から主に構成され、下端プレートＣ１０と上端プレートＣ２０との間に取り付けられ、軸力支持機構Ｓ１により独立柱Ｃに掛かる軸力を支持するとともに、パネルダンパＰ２により独立柱Ｃに掛かる剪断力（水平力）を吸収して地震の際の建物の揺れを抑える機能を有している。

このパネルダンパＰ２は、下端プレートＣ１０に下方に向け立設された普通鋼からなる中鋼板プレートＰ２０と、この中鋼板プレートＰ２０を挟むように上端プレートＣ２０に上方に向け立設された２枚一組の普通鋼からなる外鋼板プレートＰ２１と、これらの中鋼板プレートＰ２０と外鋼板プレートＰ２１との間に嵌挿されたシート状の粘弾性体Ｐ２２と、から主に構成されており、図８に示すように、中鋼板プレートＰ２０と外鋼板プレートＰ２１との相対的な水平変位に伴って粘弾性体Ｐ２２が粘性を示しながら剪断変形することで独立柱Ｃに掛かる剪断力を吸収する仕組みとなった粘弾性ダンパタイプのパネルダンパである。
なお、この粘弾性体Ｐ２２は、高分子材料（プラスチック、スチレン系エラストマ、アクリル系樹脂、高減衰ゴム等）が好適であり、粘性と弾性の両方の性質を示す物体から成形されたシート状（板状）の部材であればよい。

このような実施例２に係る制震ダンパＤ２によれば、実施例１に係る制震ダンパＤ１と同様に、軸力支持機構Ｓ１を併設することにより、軸力に弱く座屈し易いため従来間柱に設置するしかできなかったパネルダンパＰ２を、構造計算上長期軸力を算定する柱にも設置することが可能となった。
このため、マンションなどの建物の南面バルコニーや北面の共用廊下などに面した独立柱ＣにパネルダンパＰ２を設置して、パネルダンパＰ２が屋外（外部）に露出するように取り付けることができるようになり、既存の建物にパネルダンパＰ２を設置する改修工事等も容易であるうえ、テナントや居住者が建物を使用したまま制震補強の改修工事等を行うことが可能である。
また、ブレス型のダンパやシャーリンク型のダンパのように斜材を取り付ける必要がなく、窓や扉などの開口部を遮ることがないため、制震ダンパＤ２が眺望や出入りの障害とならない。

次に、図９、図１０を用いて、本発明の一実施の形態である実施例３に係る制震ダンパについて説明する。
実施例１に係る制震ダンパＤ１との相違点は、弾塑性ダンパタイプの凹レンズ型のパネルダンパＰ１が、摩擦ダンパタイプのパネルダンパＰ３となっているだけであるので、主にパネルダンパＰ３について説明し、軸力支持機構などのその他の同一構成は、同一符号を付して説明を省略する。

実施例３に係る制震ダンパＤ３は、図９に示すように、柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構Ｓ１と、この軸力支持機構Ｓ１を挟んで水平方向に左右一対設けられた実施例３に係るパネルダンパＰ３と、から主に構成され、下端プレートＣ１０と上端プレートＣ２０との間に取り付けられ、軸力支持機構Ｓ１により独立柱Ｃに掛かる軸力を支持するとともに、パネルダンパＰ３により独立柱Ｃに掛かる剪断力（水平力）を吸収して地震の際の建物の揺れを抑える機能を有している。

このパネルダンパＰ３は、図９及び図１０に示すように、下端プレートＣ１０に下方に向け立設されたステンレス板などの耐摩耗性の高い鋼材からなる中鋼板プレートＰ３０と、この中鋼板プレートＰ３０を挟むように上端プレートＣ２０に上方に向け立設された２枚一組の普通鋼からなる外鋼板プレートＰ３１と、これらの中鋼板プレートＰ３０と外鋼板プレートＰ３１との間に嵌挿された鋼材からなる一対の皿バネＰ３２と、から主に構成され、これらがハイテンションボルトなどで皿バネＰ３２を潰すように軸Ｐ３３で圧力を掛けて止め付けられている。

また、中鋼板プレートＰ３０には、図１０に示すように、軸Ｐ３３が水平にスライド移動（摺動）可能な大きさの水平方向に長い長穴Ｐ３４が形成されており、中鋼板プレートＰ３０と外鋼板プレートＰ３１とが相対的に水平移動可能となっている。
このように、パネルダンパＰ３は、皿バネＰ３２が潰されることにより発生する圧縮力により、中鋼板プレートＰ３０と外鋼板プレートＰ３１とが相対的に水平移動する際において、中鋼板プレートＰ３０と皿バネＰ３２との間に移動方向と反対方向の摩擦力を発生させ、この摩擦力で中鋼板プレートＰ３０と外鋼板プレートＰ３１との水平移動を減衰して独立柱Ｃに掛かる剪断力を吸収する仕組みとなった摩擦ダンパタイプのパネルダンパである。
なお、皿バネＰ３２は、非線形弾性の性質を有するため、経年劣化によりボルトの締付力が弛緩した場合でも圧縮力はあまり小さくならないため、発生させる摩擦力も経時においてあまり変化せず、結果的に、パネルダンパＰ３の耐久性が高くなっている。

このような実施例３に係る制震ダンパＤ３によれば、実施例１に係る制震ダンパＤ１と同様に、軸力支持機構Ｓ１を併設することにより、軸力に弱く座屈し易いため従来間柱に設置するしかできなかったパネルダンパＰ３を、構造計算上長期軸力を算定する柱にも設置することが可能となった。
このため、マンションなどの建物の南面バルコニーや北面の共用廊下などに面した独立柱ＣにパネルダンパＰ３を設置して、パネルダンパＰ３が屋外（外部）に露出するように取り付けることができるようになり、既存の建物にパネルダンパＰ３を設置する改修工事等も容易であるうえ、テナントや居住者が建物を使用したまま制震補強の改修工事等を行うことが可能である。
また、ブレス型のダンパやシャーリンク型のダンパのように斜材を取り付ける必要がなく、窓や扉などの開口部を遮ることがないため、制震ダンパＤ３が眺望や出入りの障害とならない。
そして、パネルダンパＰ３は、環境温度変化（外気温など）による性能変化が少なく、南側バルコニーへの設置による制震効果も通年を通して同等の性能を発揮する。

（制震建物の生産方法）
次に、図１等を用いて、本発明の実施の形態に係る制震建物の生産方法について説明する。
前述の制震建物Ｍを、既存のＲＣ造のマンションに架構Ｆ及び制震ダンパＤを後から追加して構築する場合、即ち、制震補強の改修工事により架構Ｆ及び制震ダンパＤを設置する場合で説明する。
ただし、前述の制震建物Ｍを新築工事で建設する場合も本発明を適用可能なことは云うまでもない。

先ず、図１で示したように、既存のＲＣ造のマンションの南面バルコニーの先端にあたる手摺に沿って、Ｈ型鋼の上端に上端プレートＣ２０が取り付けられた下部柱Ｃ２（図２等参照）を立設し、バルコニーの先端と接続して固定する。そして、Ｈ鋼の下端に前述の下端プレートＣ１０が取り付けられた上部柱Ｃ１を、クレーン等の揚重機械で下部柱Ｃ２の上空に吊り上げた状態で、中鋼板プレートＳ１０と外鋼板プレートＳ１１とスライド片Ｓ１３とを軸Ｓ１４で軸止め固定することにより軸力支持機構Ｓ１を設置し、上部柱Ｃ１を、上階のバルコニーの先端と接続して固定する。

前述の作業をもう一本の柱において繰り返し、その後、それらの独立柱Ｃ同士の間に大梁Ｇを架け渡し、その作業を下階から上階に向けて繰り返すことで、制震補強に必要な架構Ｆを構築する。この独立柱Ｃと大梁Ｇとの接合は、通常のハイテンションボルトなどによる摩擦接合や溶接などの一般的な接合方法で構わない。そして、前述の実施例１〜３のいずれかの実施例に係るパネルダンパＰ１〜Ｐ３を設置することで、制震ダンパＤ（Ｄ１〜Ｄ３）を設置して制震建物Ｍを構築する。
このパネルダンパＰ１〜Ｐ３を設置する工程は、軸力支持機構Ｓ１を設置する工程と同時期に行っても構わない。
また、既存建物と架構Ｆの接続には、既存建物の梁から架構Ｆへ接続用の水平伝達部材（増設スラブや水平トラス等）を介して接続してもよい。

このような制震建物の生産方法によれば、従来の間柱に設置するタイプや、ブレス型、シャーリンク型の制震ダンパと比べて、制震ダンパＤの部材の必要点数が少なくて済むため制震建物Ｍの建設コストを低減することができる。
また、仕上げ工事が必要な壁等が連接されていない独立柱Ｃに制震ダンパＤを露出した状態で設置するので、壁材などの仕上げ・化粧工事の撤去や新設工事が低減され、工期が短くて済むためコストを低減することができる。それに加え、大地震後も目視により制震ダンパの交換の必要性の有無を判断することができる。

以上のように、本発明の実施の形態に係る制震建物、制震ダンパ、制震建物の生産方法について説明したが、パネルダンパは、実施例１〜３に例示したように、弾塑性ダンパタイプ、粘弾性ダンパタイプ、摩擦ダンパタイプのいずれのタイプのダンパであっても良いことは云うまでも無く、パネル形状で柱に設置可能なものは、本発明に係る軸力支持機構を併設することで本発明を適用することができる。
また、制震建物もＲＣ造のマンションに限られず、Ｓ造、ＳＲＣ造など独立柱を設置可能な間取りの建物であれば本発明を適用することができる。

Ｍ制震建物
Ｃ独立柱
Ｄ（Ｄ１，Ｄ１’Ｄ２，Ｄ３）制震ダンパ
Ｓ１軸力支持機構
Ｓ１０中鋼板プレート（プレート）
Ｓ１１外鋼板プレート（プレート）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３パネルダンパ
Ｐ１０（凹レンズ形状の）窪み
Ｐ１１フィレット（入り隅部をＲ加工した部分）

Claims

パネル形状のパネルダンパを有し、このパネルダンパで地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを吸収することで建物の揺れを抑える制震ダンパにおいて、
構造計算上長期軸力を算定する柱の中間部における上部柱の下端プレートと下部柱の上端プレートとの間に、柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構と、前記パネルダンパとが設置され、
前記パネルダンパと軸力支持機構は、その一方が水平方向に左右一対となり、他方がその対となった一方の間に配置され、
前記パネルダンパは、低降伏点鋼からなる平板の中央部に鉛直断面の外形線が円孤を描くように中央に行くに従って厚さが薄くなる凹レンズ状の窪みが形成された凹レンズ型の形状からなり、
前記軸力支持機構は、前記上部柱の下端プレートに下向きに伸びて取り付けられた第１のプレートと、前記下部柱の上端プレートに上向きに伸びて取り付けられた第２のプレートとを有し、これら第２のプレートと第１のプレートが、水平方向に摺動自在に止め付けられることで前記柱に掛かる軸力を支持するようになっていることを特徴とする制震ダンパ。
前記軸力支持機構は、第１のプレートが中プレートからなり、第２のプレートが中プレートを挟むように一対配置された外プレートからなり、中プレートに形成された水平方向に長い長方形の長穴にスライド自在に嵌め込まれたスライド片を有し、このスライド片と外プレートがそれぞれに穿設した貫通孔に軸を挿通して止め付けられている請求項１に記載の制震ダンパ。
前記軸力支持機構は、前記パネルダンパを挟んで水平方向に左右一対設けられている請求項１又は２に記載の制震ダンパ。
前記パネルダンパは、前記軸力支持機構を挟んで水平方向に左右一対設けられている請求項１又は２に記載の制震ダンパ。
請求項１ないし４のいずれかに記載の制震ダンパを有することを特徴とする制震建物。
地震時に建物の架構に入力される振動エネルギーを制震ダンパに吸収させて建物の揺れを抑える制震建物の生産方法において、建物の階高の全高に亘る壁が連接されていない中間部が露出した独立柱を立設する工程と、該独立柱の露出した中間部に請求項１ないし４のいずれかに記載の制震ダンパを設置する工程を有することを特徴とする制震建物の生産方法。