JP6178132B2 - 制震装置 - Google Patents

Description

本発明は制震装置に関する。

建物に取り付けられた制震装置は、例えば、特開２００９−２９３６５８号公報に開示されている。同公報の制震装置は、制震ユニットと、建物に生じたせん断変形を制震ユニットに伝達する伝達機構とを備えている。伝達機構は、建物の上横軸材（例えば、天井梁）に取り付けられた上側伝達部材と、建物の下横軸材（例えば、土台）に取り付けられた下側伝達部材とを備えている。下側伝達部材は、制震ユニットに接続された部位から、互いの間隔が徐々に拡がるように斜め下方に延びた２本のブレースを有しており、２本のブレースの下端が建物の土台に締結されている。

特開２００９−２９３６５８号公報

ところで、上記構成の制震装置は、建物の矩形の枠組みに取り付けられている。ここで、建物の矩形の枠組みは、例えば、木造軸組工法や、木造枠組壁工法などで、建物の土台と、土台に取り付けられた一対の柱と、柱に架設された天井梁とで囲まれた空間である。上述した実施形態では、下側伝達部材は、例えば、建物の土台に取り付けられている。しかし、地震時には、特に下側伝達部材に大きな力が作用するので、強固に土台に取り付けられていることが望ましい。

ここで提案される建物用制震装置は、建物の一対の横軸材と一対の縦軸材とで囲まれた矩形の枠組み内に配置されている。ここで、建物用制震装置は、制震ユニットと、上側伝達部材と、下側伝達部材と、補強材と、締結具とを備えている。制震ユニットは、制震部材と、制震部材に相対的な変位が入力される一対の取付部とを備えている。上側伝達部材は、建物の一対の横軸材のうち上側の横軸材に固定される上側固定部と、制震ユニットの一対の取付部のうち一方の取付部に固定される第１ユニット側固定部とを備えている。下側伝達部材は、建物の一対の横軸材のうち下側の横軸材に固定される下側固定部と、制震ユニットの一対の取付部のうち他方の取付部に固定される第２ユニット側固定部とを備えている。ここで、下側固定部は、下側の横軸材の上面に沿って配置される底板部を有している。補強材は、底板部に対向し、下側の横軸材の下面に沿って配置されている。締結具は、底板部と補強材とを締結している。

また、下側の横軸材の下面は、例えば、補強材が取り付けられる部位に座彫りが形成されているとよい。また、補強材は、下側の横軸材の下面において、下側伝達部材が配置される矩形の枠組みを構成する一対の縦軸材のうち、少なくとも一方の縦軸材の下まで延びていてもよい。また、締結具は、補強材の長さ方向に少なくとも２箇所に配置されていてもよい。また、締結具は、補強材に溶接されたボルトと、当該ボルトに止められるナットとで構成されていてもよい。また、補強材は、下側の横軸材の側面に沿って延びる側部を有していてもよい。

また、下側伝達部材は、第２ユニット側固定部から、互いの間隔が徐々に拡がるように延在し、底板部に連結された２本のブレースを備えていてもよい。この場合、締結具は、２本のブレースの下端が底板部に取り付けられた部位に配置されていてもよい。また、締結具は、ブレースの下端が底板部に取り付けられた部位を挟むように、１本のブレースの下端に対して２つ配置されていてもよい。

図１は、制震装置が取り付けられた建物の壁を示す正面図である。 図２は、制震ユニットを示す正面図である。 図３は、制震ユニットの正面図である。 図４は、制震ユニットの底面図である。 図５は、制震ユニットの左側面図である。 図６は、制震ユニットにせん断変形が作用した状態を示す模式図である。 図７は、粘弾性体のヒステリシスループを示す図である。 図８は、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面矢視図である。 図９は、２本のブレースの上側の基端部を示す、下側伝達部材の左側面図である。 図１０は、補強材が取り付けられる土台の正面図である。 図１１は、補強材が取り付けられた部位を拡大した正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、建物に地震動が付与された状態を示す図である。 図１３は、制震装置の変形例を示す図である。 図１４は、制震装置の変形例を示す図である。 図１５は、制震装置の変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る建物用制震装置を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、同じ作用を奏する部材または部位には、適宜に同じ符号を付している。また、各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。

《建物２００》
図１は、制震装置１００（建物用制震装置）が取り付けられた建物２００の壁の構造を示している。ここで、建物２００は、上下に対向した一対の横軸材（例えば、土台６０と、梁５０）と、一対の横軸材にそれぞれ連結された一対の縦軸材（例えば、柱７０ａ、７０ｂ）とで囲まれた矩形の枠組み２０４を備えている。制震装置１００は、かかる矩形の枠組み２０４内に配置されている。かかる建物２００は、例えば、木造軸組工法と、枠組壁工法（ツーバイフォー工法とも称される）のような枠組み工法によって建てられた木造住宅が例示されうる。

《矩形の枠組み２０４》
例えば、いわゆる木造軸組工法では、一対の柱７０ａ、７０ｂと、土台６０と、梁５０とで囲まれた矩形の枠組み２０４が構築される。図１は、木造軸組工法によって建てられた建物が示されている。なお、制震装置１００は、いわゆる枠組壁工法によって建てられた建物にも適用される。いわゆる枠組壁工法は、例えば、２インチ×４インチあるいはその整数倍の断面の木材で木枠を作り、その上に合板などを釘打ちで止めつけて壁が組み立てられている。枠組壁工法には、いわゆる２×６、２×１０、４×４、２×８などの断面の木材が用いられる場合もあり、必ずしも２インチ×４インチあるいはその整数倍の断面の木材に限定されるものではない。かかる枠組壁工法によって建てられた建物に対しては、ここで提案される制震装置１００は、図示は省略するが、枠組壁工法の壁を構築する木枠に取り付けられる。この場合、一対の縦軸材（柱）に相当する竪枠と、一対の横軸材に相当する上枠と、下枠とで囲まれた矩形の枠組みに制震装置１００が取り付けられる。

《制震装置１００》
図１は、制震装置１００を示している。制震装置１００は、図１に示すように、制震ユニット１０と、上側伝達部材２０と、下側伝達部材３０と、補強材６６と、締結具６７とを備えている。図１に示す例では、制震装置１００は、建物２００の梁５０と、土台６０と、柱７０ａ、７０ｂで囲まれた矩形の枠組み２０４に配置されている。ここで、梁５０と土台６０と、柱７０ａ、７０ｂは、それぞれ建物２００の構造材である。ここで、梁５０と土台６０は、互いに上下に対向する梁である。

この実施形態では、建物２００は、木造住宅である。制震装置１００は、建物２００の１階に取り付けられている。ここでは、土台６０は、具体的には、アンカーボルトによってコンクリート基礎２０２に取り付けられている。以下、適宜に、「土台６０」という。また、梁５０は天井梁（２階建ての住宅では、２階床梁とも称される）であり、以下、適宜に、「梁５０」という。

ここでは、制震装置１００は、かかる土台６０と、梁５０と、土台６０から立ち上がり、梁５０を支持する建物２００の１階の柱７０ａ、７０ｂとで囲まれた矩形の枠組み２０４に取り付けられている。また、コンクリート基礎２０２と土台６０との間には、厚さ２ｃｍ程度の基礎パッキン（図示省略）が取り付けられていてもよい。また、柱７０ａ、７０ｂには、ホールダウン金物１５０が取り付けられている。柱７０ａ、７０ｂは、ホールダウン金物１５０をコンクリート基礎２０２に埋め込まれたホールダウンボルト１０５に取り付けて固定されている。

＜制震ユニット１０＞
図２は、制震ユニット１０を拡大した図である。図２では、ここでは、制震ユニット１０は、上側伝達部材２０を介して梁５０に取り付けられている。また、制震ユニット１０には、下側伝達部材３０を介して土台６０に取り付けられている。ここでは、図２は、図１における制震ユニット１０を拡大した正面図である。図３から図５は、制震装置１００に取り付けられる前の状態における、制震ユニット１０がそれぞれ示されている。図３は、制震ユニット１０の正面図である。図４は、制震ユニット１０の底面図である。図５は、制震ユニット１０の側面図であり、図３の左側面図である。この制震ユニット１０は、制震部材（ここでは、粘弾性体１８ａ、１８ｂ）と、制震部材（粘弾性体１８ａ、１８ｂ）に相対的な変位が入力される一対の取付部（ここでは、一対のプレート（１２、１３）、１４）とを備えている。

＜一対のプレート（１２、１３）、１４＞
この実施形態では、一対のプレート（１２、１３）、１４は、それぞれ矩形の鋼板である。図３から図５に示すように、一対のプレート（１２、１３）、１４の法線方向から見て、プレート１４に対して、プレート１２、１３がそれぞれ対向するように配置されている。プレート１２とプレート１３は、同形状の長方形の鋼板であり、それぞれ向きを揃えて平行に配置されている。プレート１４は、長手方向片側がプレート１２とプレート１３の間に配置され、反対側がプレート１２とプレート１３からはみ出るように配置されている。

プレート１４の片側は、プレート１２とプレート１３が重なった領域に対して重なっているが、プレート１４の反対側は当該領域からはみ出ている。また、プレート１２とプレート１３の両側は、それぞれプレート１４が重なった領域からはみ出ている。プレート１２とプレート１３の両側部には、プレート１４が重なった領域からはみ出た部位に、ボルトを挿通するための挿通孔１７が形成されている。また、プレート１２およびプレート１３と重なった領域からはみ出た、プレート１４の一端には、プレート１４に直交するようにフランジ１５が設けられている。この実施形態では、フランジ１５は、プレート１４の一端に溶接されている。当該フランジ１５には、ボルトを挿通するための挿通孔１５ａが形成されている。

＜粘弾性体１８ａ、１８ｂ＞
粘弾性体１８ａ、１８ｂは、例えば、高減衰性を有する粘弾性ゴム（制震ゴム）で構成されている。この実施形態では、粘弾性体１８ａ、１８ｂは、それぞれ矩形の平板状に成形されている。粘弾性体１８ａ、１８ｂは、プレート（１２、１３）、１４の法線方向から見て、プレート（１２、１３）、１４が重なった四角形の領域内にそれぞれ配置されている。ここで、粘弾性体１８ａは、プレート１４とプレート１２との間に配置されており、プレート１４とプレート１２とにそれぞれ接着されている。粘弾性体１８ｂはプレート１４とプレート１３との間に配置されており、プレート１４とプレート１３とにそれぞれ接着されている。ここで、粘弾性体１８ａ、１８ｂと、プレート（１２、１３）、１４とは、それぞれ加硫接着によって接着されている。

なお、粘弾性体１８ａ、１８ｂとして用いられる高減衰性を有する粘弾性ゴム（制震ゴム）には、例えば、天然ゴム，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），ブタジエンゴム素材（ＢＲ），イソプレンゴム（ＩＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム素材に、高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物を用いることができる。高減衰性を発揮する添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。

図６に示すように、プレート１２およびプレート１３に対して、プレート１４を平行に移動して、粘弾性体１８ａ、１８ｂにせん断変形を生じさせる。このとき、粘弾性体１８ａ、１８ｂに生じたせん断変位と、せん断荷重との関係から図７に示すようなヒステリシスループＡ（実測ヒステリシス曲線）が描かれる。図７中、横軸はせん断方向の変位を示し、縦軸はその際のせん断荷重を示している。かかるヒステリシスループＡによれば、せん断変位の増加につれてせん断荷重が高くなり、粘弾性体１８ａ、１８ｂの抵抗力が大きくなることが分かる。この粘弾性体１８ａ、１８ｂは、せん断変形を伴う振動を受けると、一周期毎に、当該ヒステリシスループＡで囲まれたエネルギに相当するエネルギを吸収し得る。

この制震ユニット１０は、上述したように、制震部材として機能する粘弾性体１８ａ、１８ｂと、粘弾性体１８ａ、１８ｂに相対的な変位が入力される一対の取付部として機能する一対のプレート（１２、１３）、１４とを備えている。ここで、一対の取付部として機能する部位は、具体的には、プレート（１２、１３）に形成された挿通孔１７と、プレート１４に形成された挿通孔１５ａとも言える。プレート１２とプレート１３の両側部に形成された挿通孔１７に上側伝達部材２０が連結され、プレート１４のフランジ１５に形成された挿通孔１５ａに下側伝達部材３０が連結される。これにより、上側伝達部材２０と下側伝達部材３０とを通じて、建物２００の梁５０と土台６０に生じた相対的なせん断変位が一対のプレート（１２、１３）、１４に伝達される。そして、一対のプレート（１２、１３）、１４に伝達されたせん断変位に相当するせん断変位が、制震部材としての粘弾性体１８ａ、１８ｂに入力される。

次に、上側伝達部材２０と下側伝達部材３０を説明する。上側伝達部材２０と下側伝達部材３０は、建物２００に生じたせん断変位を制震ユニット１０に伝達する部材である。

＜上側伝達部材２０＞
上側伝達部材２０は、図２に示すように、梁側固定部２０Ａ（上側固定部）と、第１ユニット側固定部２０Ｂとを備えている。梁側固定部２０Ａは、建物２００の梁５０に固定される部位である。第１ユニット側固定部２０Ｂは、制震ユニット１０の一対の取付部のうち一方の取付部に固定される部位である。この実施形態では、上側伝達部材２０は、制震ユニット１０の対向する一対のプレート（１２、１３）、１４のうち、一方のプレート（１２、１３）と、梁５０とに接続される部材である。上側伝達部材２０は、図２に示すように、梁側固定部２０Ａとして機能するベース２２と、第１ユニット側固定部２０Ｂとして機能する取付片２４ａ、２４ｂとを備えている。ベース２２は、梁５０の下面に沿って配置される鋼板部材である。ベース２２には、ボルト挿通孔２２ａが貫通して形成されている。ベース２２は、ボルト挿通孔２２ａにボルト５２を挿通して梁５０に取り付けられる。

２つの取付片２４ａ、２４ｂは、ベース２２に溶接されており、ベース２２から下側に延びる片材である。２つの取付片２４ａ、２４ｂは、上述した制震ユニット１０のプレート１２、１３の間（図４参照）に嵌り、かつ、所要の剛性を備えている。２つの取付片２４ａ、２４ｂは、図２に示すように、プレート１２、１３の間に配置されている制震ユニット１０のプレート１４に対して、それぞれ所要の間隔をあけて、プレート１２、１３の両側部に配置されている。この実施形態では、プレート１２、１３は、上側伝達部材２０の２つの取付片２４ａ、２４ｂに、ボルトナット１７ａで固定されている。かかる２つの取付片２４ａ、２４ｂによって、制震ユニット１０のプレート１２、１３の間隔が保たれる。さらに、プレート１４と２つの取付片２４ａ、２４ｂとの間には、プレート１４が予め定められた振幅で揺動できるように所要の空隙がある。

＜下側伝達部材３０＞
下側伝達部材３０は、土台側固定部３０Ａ（下側固定部）と、第２ユニット側固定部３０Ｂとを備えている。土台側固定部３０Ａは、建物２００の土台６０に固定される部位である。第２ユニット側固定部３０Ｂは、制震ユニット１０の一対の取付部のうち他方の取付部に固定される部位である。この実施形態では、下側伝達部材３０は、制震ユニット１０の対向する一対のプレート（１２、１３）、１４のうち他方のプレート１４と、土台６０とに接続された部材である。この実施形態では、下側伝達部材３０は、図１および図２に示すように、第２ユニット側固定部３０Ｂとして機能するフランジ３８が設けられた２本のブレース３２ａ、３２ｂと、土台側固定部３０Ａとして機能する基部３４とを備えている。フランジ３８は、２本のブレース３２ａ、３２ｂの一端に設けられている。下側伝達部材３０のフランジ３８は、制震ユニット１０のプレート１４の一端に設けられたフランジ１５に面を合わせて当接させて、ボルトナット３８ａによって締結している。フランジ３８には、２本のブレース３２ａ、３２ｂを取り付けるための取付片３９が、フランジ３８から立ち上がった状態（図２では、フランジ３８から下側に延在した状態）で溶接されている。

＜ブレース３２ａ、３２ｂ＞
２本のブレース３２ａ、３２ｂは、プレート１４に接続された部位から、互いの間隔が徐々に拡がるように延在している。この実施形態では、２本のブレース３２ａ、３２ｂは、プレート１４に接続されるフランジ３８から立ち上がった取付片３９に溶接されている。２本のブレース３２ａ、３２ｂは、フランジ３８から互いの間隔が徐々に拡がるように延在している。

図８および図９は、２本のブレース３２ａ、３２ｂの上側の基端部３２ｃと、フランジ３８に設けられた一対の取付片３９、３９との取り付け構造を示している。ここで、図８は、図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面矢視図である。また、図９は、２本のブレース３２ａ、３２ｂの基端部３２ｃを示す、下側伝達部材３０の左側面図である。この実施形態では、図８および図９に示すように、２本のブレース３２ａ、３２ｂの基端部３２ｃを挟んで対向するように一対の取付片３９、３９が、フランジ３８に設けられている。２本のブレース３２ａ、３２ｂの基端部３２ｃは、当該一対の取付片３９、３９にそれぞれ取り付けられている。

また、フランジ３８と、フランジ３８に直交するように設けられたプレート１４とは溶接されている。また、フランジ３８と、一対の取付片３９、３９とは、溶接されている。さらに、一対の取付片３９、３９と、２本のブレース３２ａ、３２ｂの基端部３２ｃとは、それぞれ溶接されている。

また、２本のブレース３２ａ、３２ｂは、図８に示すように、横断面が矩形の角柱材である。２本のブレース３２ａ、３２ｂの基端部３２ｃは、フランジ３８に設けられた一対の取付片３９、３９に挟まれている。この際、図８および図９に示すように、矩形の角柱材からなる２本のブレース３２ａ、３２ｂのうち、横断面において対向する一対の側面ａ、ｂが、フランジ３８に設けられた一対の取付片３９、３９にそれぞれ当接している。そして、２本のブレース３２ａ、３２ｂの基端部３２ｃと、一対の取付片３９、３９とは、２本のブレース３２ａ、３２ｂの側周面の角部ｃ１〜ｃ４に沿って溶接されている。

さらに、この実施形態では、２本のブレース３２ａ、３２ｂの側面と一対の取付片３９、３９の縁ｄ１、ｄ２とが重なった部位は、一対の取付片３９、３９の縁ｄ１、ｄ２に沿って溶接されている。これにより、２本のブレース３２ａ、３２ｂと、一対の取付片３９、３９とが強固に溶接されている。

＜横材３６＞
この実施形態では、横材３６は、２本のブレース３２ａ、３２ｂの中間部分に架け渡されている。横材３６は、２本のブレース３２ａ、３２ｂに対してピン係合で取り付けられている。

図１に示すように、横材３６は、２本のブレース３２ａ、３２ｂ間に架け渡される軸部材である。この実施形態では、２本のブレース３２ａ、３２ｂは、フランジ３８に対して、均等な角度で斜めに設けられている。２本のブレース３２ａ、３２ｂの先端３３ａ、３３ｂは、それぞれ基部３４に溶接されている。基部３４および横材３６は、フランジ３８と凡そ平行になるように、２本のブレース３２ａ、３２ｂに架け渡されている。このように、この実施形態では、２本のブレース３２ａ、３２ｂ、基部３４および横材３６は、凡そ等脚台形を構築している。

ここで、基部３４は、２本のブレース３２ａ、３２ｂの先端３３ａ、３３ｂ（下端）に溶接されている。これに対して、横材３６は、２本のブレース３２ａ、３２ｂに対してピン係合で取り付けられている。この実施形態では、横材３６は、長軸の板材で構成されている。ここでは、横材３６は、ブレース３２ａ、３２ｂの片側（矩形の枠組み２０４の片側（例えば、前面側））に配置され、２本のブレース３２ａ、３２ｂに架け渡されている。横材３６の両端部は、２本のブレース３２ａ、３２ｂにピン係合（この実施形態では、ボルトナット）によって取り付けている。かかるピン係合によって、横材３６の接合部分はブレース３２ａ、３２ｂに対して回転が許容されている。

＜基部３４（土台側固定部３０Ａ）＞
基部３４は、図１に示すように、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとして機能する。この実施形態では、基部３４は、長尺の部材であり、矩形の枠組み２０４の内側において、土台６０の長手方向に沿って土台６０の上に配置される部位である。基部３４は、２本のブレース３２ａ、３２ｂの先端（図示した例では下端）３３ａ、３３ｂに架け渡され、当該２本のブレースの両方に取り付けられている。この実施形態では、基部３４は、図１に示すように、底板部３４ａと、側板部３４ｂ、３４ｂと、補強板３５を備えている。

底板部３４ａは、土台６０の長手方向に沿って土台６０の上に配置される長尺の平板状の部位である。底板部３４ａは、ブレース３２ａ、３２ｂの先端３３ａ、３３ｂに対向している。側板部３４ｂ、３４ｂは、底板部３４ａの幅方向の両側から互いに対向するようにそれぞれ立ち上がっている。基部３４は、底板部３４ａと側板部３４ｂで構成されており、上部は開口している。底板部３４ａの幅方向の両側の側板部３４ｂ、３４ｂには、２本のブレース３２ａ、３２ｂの先端が接合される箇所が高くなった溶接部位３４ｃ、３４ｃが設けられている。溶接部位３４ｃ、３４ｃは、２本のブレース３２ａ、３２ｂの先端３３ａ、３３ｂに対応し、底板部３４ａの長手方向に２箇所に設けられている。

＜基部３４とブレース３２ａ、３２ｂとの組み付け＞
下側伝達部材３０の２本のブレース３２ａ、３２ｂは、底板部３４ａの幅方向の両側から立ち上がった側板部３４ｂ、３４ｂの間（壁の手前側と奥側に配置される側板部３４ｂ、３４ｂの間）に入れ込まれて、当該側板部３４ｂ、３４ｂに溶接されている。この実施形態では、図１に示すように、２本のブレース３２ａ、３２ｂは、基部３４の長手方向の両側の離れた位置にそれぞれ溶接されている。基部３４の側板部３４ｂ、３４ｂの溶接部位３４ｃ、３４ｃは、各ブレース３２ａ、３２ｂに沿ってそれぞれ高くなっている。これにより、基部３４と、各ブレース３２ａ、３２ｂとの溶接面積が増え、基部３４と各ブレース３２ａ、３２ｂとが強固に固定されている。

＜補強板３５＞
補強板３５は、基部３４の長さ方向の両端部に取り付けられている。補強板３５は、矩形の板材であり、基部３４の長さ方向の両端部において、底板部３４ａと、底板部３４ａの幅方向の両側の側板部３４ｂ、３４ｂとで囲まれた内側の空間に装着され、底板部３４ａと、両側の側板部３４ｂ、３４ｂに溶接されている。

＜基部３４の取り付け＞
基部３４は、図１に示すように、矩形の枠組み２０４の内側において、土台６０の上面に沿って配置される。基部３４の底板部３４ａには、基部３４を土台６０に固定するための複数のビス孔が形成されている。そして、底板部３４ａは、当該ビス孔に取り付けられた複数のビス１２０によって、土台６０に固定されている。さらに、この実施形態では、基部３４の底板部３４ａは、補強材６６と締結具６７とによって土台６０に固定されている。土台６０および基部３４には、補強材６６および締結具６７とが取り付けられる部位にボルト挿通穴が形成されている。

＜補強材６６＞
ここで、補強材６６は、下側伝達部材３０の底板部３４ａに対向するように、土台６０の下面に沿って配置されている。この実施形態では、補強材６６は、略長方形の略板状の部材である。ここで、補強材６６は、例えば、１５０ｍｍ以上、２００ｍｍ以上、より好ましくは３００ｍｍ以上、さらには３５０ｍｍ以上でもよい。また、補強材６６は、例えば、土台６０の高さよりも長い部材であるとよい。また、より好ましくは、補強材６６は、下側伝達部材３０の基部３４と同じ長さか基部３４よりも長い部材であるとよい。

この実施形態では、補強材６６は、下側伝達部材３０の基部３４よりも長く、さらに矩形の枠組み２０４を構成する一対の柱７０ａ，７０ｂ間の距離よりも長い。補強材６６は、柱７０ａ，７０ｂが取り付けられた取付位置７０ａ１、７０ｂ１の下側を通り、さらに外側まで土台６０の下面に沿って延びている。補強材６６は、土台６０と凡そ同じ幅を有し、補強材６６には、アンカーボルト１０５が挿通される挿通穴６６ａが形成されている。なお、補強材６６の幅については、土台６０と同じでもよいし、土台６０よりも少し幅が広くてもよい。また、土台６０より若干幅が狭くてもよい。

また、この実施形態では、補強材６６には、ボルト６７ａ、６７ａが設けられている。ボルト６７ａ、６７ａは、補強材６６の長さ方向に沿って離れた位置に、立った状態で補強材６６に溶接されている。また、この実施形態では、ボルト６７ａ、６７ａは、補強材６６の長さ方向の両端に設けられていない。補強材６６の長さ方向において、ボルト６７ａ、６７ａの両側に補強材６６が所要の長さ（例えば、３０ｍｍ以上、より好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは８０ｍｍ以上）を有していると良い。

＜締結具６７＞
締結具６７は、底板部３４ａと補強材６６とを締結する部材である。この実施形態では、締結具６７は、補強材６６に溶接されたボルト６７ａ、６７ａと、当該ボルト６７ａ、６７ａに止められるナット６７ｂ、６７ｂとで構成されている。

かかる補強材６６は、土台６０に予め取り付けておくとよい。図１０は、補強材６６が取り付けられる土台６０の正面図である。図１１は、補強材６６が取り付けられた部位を拡大した正面図である。この実施形態では、土台６０には、図１０に示すように、補強材６６が取り付けられる部位に座彫り６０ａと、ボルト挿通穴６０ｂとを予め形成しておくとよい。

ここで、座彫り６０ａは、土台６０に補強材６６を取り付けた際に、補強材６６が土台６０の下面から出っ張るのを小さく抑えるための窪みである。この実施形態では、座彫り６０ａは、補強材６６の厚さと凡そ同程度の深さで形成されており、土台６０に補強材６６を取り付けた際に、補強材６６が土台６０の下面から出っ張らないように構成されている。

ボルト挿通穴６０ｂは、補強材６６のボルト６７ａ、６７ａを挿通させる孔である。この実施形態では、補強材６６のボルト６７ａ、６７ａは、図１に示すように、補強材６６の左右２箇所に設けられている。このため、土台６０には、補強材６６にボルト６７ａ、６７ａが設けられた位置に合わせて、補強材６６が取り付けられる部位において、左右２箇所に、ボルト挿通穴６０ｂ、６０ｂが形成されている。

ここで、座彫り６０ａとボルト挿通穴６０ｂとは、土台６０に予め形成されているとよい。そして、土台６０を施工する際に、土台６０の下面に補強材６６を予め取り付けておくと良い。この際、補強材６６は、補強材６６に溶接されたボルト６７ａ、６７ａを、土台６０の下面側からボルト挿通穴６０ｂに挿通させ、土台６０の上面側に突出させておくとよい。なお、補強材６６にボルト６７ａ、６７ａが溶接されている場合には、補強材６６の下面に出っ張りが生じないので、補強材６６の収まりが良くなる。

土台６０から突出したボルト６７ａ、６７ａには、図１１に示すように、下側伝達部材３０の基部３４の底板部３４ａに予め形成されたボルト挿通穴６０ｂが通される。そして、当該ボルト６７ａ、６７ａにナット６７ｂ、６７ｂを取り付け、これを締め付けることによって、下側伝達部材３０の基部３４を土台６０および補強材６６に取り付けている。

＜制震装置１００の取り付け構造＞
この制震装置１００は、図１に示すように、建物２００の梁５０と、土台６０と、柱７０ａ、７０ｂとによって囲まれた矩形の枠組み２０４内に配置され、土台６０と、梁５０と、柱７０ａ、７０ｂに取り付けられている。

この制震装置１００は、例えば、上側伝達部材２０を梁５０に取り付け、下側伝達部材３０を土台６０に取り付ける。次に、上側伝達部材２０と下側伝達部材３０とに制震ユニット１０を取り付ける。ここで、上側伝達部材２０は、図１に示すように、ボルト５２によって梁５０に取り付けられる。下側伝達部材３０の基部３４は、上述したように、土台６０に予め取り付けられた補強材６６のボルト６７ａ、６７ａに取り付けられるとともに、ビス１２０によって、土台６０に取り付けられている。そして、制震ユニット１０は、図２に示すように、上側伝達部材２０の一対の取付片２４ａ、２４ｂと、下側伝達部材３０のフランジ３８に取り付けられる。制震ユニット１０と、上側伝達部材２０の一対の取付片２４ａ、２４ｂおよび下側伝達部材３０のフランジ３８との取り付けは、既に説明したとおりである。

図１２（ａ）、（ｂ）は、制震装置１００が取り付けられた建物２００について、例えば、大きな地震時に、梁５０と土台６０とが水平方向に相対的に変位した状態を示している。ここで、図１２（ａ）は、梁５０が、土台６０に対して右側に変位した状態を示しており、図１２（ｂ）は、梁５０が、土台６０に対して左側に変位した状態を示している。

かかる建物２００において、大きな地震時には、梁５０と土台６０とが水平方向に相対的な変位を伴って揺れる。このため、梁５０に取り付けられた上側伝達部材２０と、土台６０に取り付けられた下側伝達部材３０との間に相対的な変位が生じる。上側伝達部材２０と、下側伝達部材３０とが相対的に変位すると、制震ユニット１０の対向するプレート（１２、１３）、１４に相対的な変位が生じる。対向するプレート（１２、１３）、１４に相対的な変位が生じると、図６に示すように、粘弾性体１８ａ、１８ｂにせん断変形が生じる。大きな地震時には、梁５０、上側伝達部材２０およびプレート（１２、１３）と、土台６０、下側伝達部材３０およびプレート１４とが水平方向に相対的な変位を伴って揺れる。この際、粘弾性体１８ａ、１８ｂに、繰返しせん断荷重が入力される。

粘弾性体１８ａ、１８ｂは、図７に示すように、せん断荷重に対して抵抗力を有するとともに、せん断変形を伴う振動を受けると、一周期毎に、当該ヒステリシスループＡで囲まれたエネルギに相当するエネルギを吸収し得る。このため、この制震装置１００は、地震時に建物２００の揺れを小さく抑えるとともに、振動を早期に減衰させることができ、建物２００に生じる損傷や被害の程度を小さくすることができる。

この際、建物用制震装置１００の下側伝達部材３０は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、制震ユニット１０から受ける反力Ｆ１によって、土台６０に押し付ける力Ｆ２と、土台６０から引き上げる力Ｆ３とが、基部３４の両側の端部Ｔ，Ｓで交互に繰返し作用する。

これに対して、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａは、土台６０の上面に沿って配置される底板部３４ａを有している。そして、当該土台側固定部３０Ａには、下側伝達部材３０の底板部３４ａに対向し、土台６０の下面に沿って配置された補強材６６と、底板部３４ａと補強材６６とを締結する締結具６７とが設けられている。ここで、補強材６６は、土台６０の下面を広く支持している。また、下側伝達部材３０の基部３４の底板部３４ａと補強材６６とは、土台６０を挟んでおり、この状態で締結具６７によって締結されている。これにより、土台６０および下側伝達部材３０に所要の剛性が確保されている。

このため、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、制震ユニット１０から受ける反力Ｆ１によって、土台６０に押し付ける力Ｆ２と、土台６０から引き上げる力Ｆ３とが、基部３４の両側の端部Ｔ，Ｓで交互に繰返し作用する。この実施形態では、土台６０および下側伝達部材３０に所要の剛性が確保されているので、土台６０の損傷や下側伝達部材３０の変形などが小さく抑えられる。

また、この建物用制震装置１００では、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとしての基部３４が、補強材６６および締結具６７によって土台６０に強固に固定される。この場合、基部３４の両側端部Ｔ，Ｓが、土台６０から浮き上がりにくい。このため、梁５０と土台６０と柱７０ａ，７０ｂで囲まれる枠体のせん断変形に対して、上側伝達部材２０と下側伝達部材３０が梁５０と土台６０とからずれ難い。

建物２００に大きな揺れが生じた場合に、下側伝達部材３０が建物２００の土台６０の動きに応じて動くのに対して、上側伝達部材２０は建物２００の梁５０に応じて動く。そして、土台６０と梁５０との相対変位に応じた適当な相対変位が、下側伝達部材３０と上側伝達部材２０との間に生じる。このため、建物２００の揺れに対して、制震ユニット１０の粘弾性体１８ａ、１８ｂに適当なせん断変形を生じさせることができる。粘弾性体１８ａ、１８ｂに入力されるせん断変形に伴って所要の抗力が生じる。かかる抗力によって、建物２００の揺れを緩和するとともに、建物２００の揺れを早期に減衰させることができる。このように、補強材６６を取り付け、土台６０および下側伝達部材３０に所要の剛性を確保することによって、制震ユニット１０がより適切に機能する。

以上、本発明の一実施形態に係る制震装置１００を説明した。制震装置１００は、上述した実施形態に限定されない。

例えば、上述した実施形態では、土台６０の下面には、図１０および図１１に示すように、補強材６６が取り付けられる部位に座彫り６０ａが形成されている。かかる座彫り６０ａは、土台６０の下面に補強材６６が出っ張るのをなくしたり、出っ張りを小さく抑えたりすることができる。なお、例えば、土台６０の下面に基礎パッキンを配置するなどして、土台６０の下面に補強材６６が出っ張っても支障がない場合には、土台６０の下面にかかる座彫り６０ａはなくてもよい。

また、補強材６６には、ボルト６７ａ、６７ａが溶接されている。かかるボルト６７ａ、６７ａは、補強材６６に必ずしも溶接されていなくてもよい。かかるボルト６７ａ、６７ａは、例えば、座金付きボルトとしてもよい。この場合、補強材６６にボルトを挿通させる孔を形成しておき、補強材６６の下側から座金付きボルトを挿通してもよい。この場合も、補強材６６の下面に座金付きボルトの頭部（座部）が出っ張るが、例えば、当該部分に窪みを設けた基礎パッキンを配置するとよい。また、例えば、補強材６６に、座金付きボルトの頭部（座部）が収まる窪みを設けても良い。

また、上述した実施形態では、補強材６６は、図１に示すように、土台６０の下面において、下側伝達部材３０が配置される矩形の枠組み２０４を構成する一対の柱７０ａ，７０ｂの下まで延びている。これに限定されず、補強材６６は、必ずしも土台６０の下面において、下側伝達部材３０が配置される矩形の枠組み２０４を構成する一対の柱７０ａ，７０ｂの下まで延びていなくてもよい。

なお、補強材６６は、矩形の枠組み２０４を構成する左右一対の柱７０ａ，７０ｂのうち、少なくとも一方の柱の下まで延びていてもよい。補強材６６が柱７０ａ，７０ｂの下に延びていることによって、耐力が得られやすい。特に、制震ユニット１０から受ける反力Ｆ１によって、制震装置１００の下側伝達部材３０が土台６０から引き上げられる力Ｆ３が作用した場合に対する耐力が得られやすい。つまり、制震装置１００の下側伝達部材３０に取り付けられた補強材６６の上に柱７０ａ，７０ｂが存在する場合には、補強材６６が建物の構造を支える柱７０ａ，７０ｂに抑えられた状態になる。この場合、制震装置１００の下側伝達部材３０が土台６０から引き上げられる力Ｆ３が作用しても、補強材６６が柱７０ａ，７０ｂによって上から押さえられ、所要の耐力を発揮する。このため、補強材６６に連結された下側伝達部材３０は、特に、土台６０から引き上げられる力Ｆ３に対して高い抗力を発揮することができる。

また、図１に示すように、締結具６７は、補強材６６の長さ方向に少なくとも２箇所に配置されているとよい。このように、締結具６７は、補強材６６の長さ方向に少なくとも２箇所に配置されていることにより、補強材６６の長さ方向の少なくとも２箇所で、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとしての基部３４が土台６０から引き上げられる力Ｆ３に対して高い抗力を発揮することができる。これにより、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとしての基部３４を土台６０に強固に固定することができる。

例えば、図１に示す例では、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとしての基部３４の両側端部に締結具６７が配置されている。下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとしての基部３４が、土台６０に強固に固定されている。このため、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａとしての基部３４の両側端部が、土台６０から引き上げられる力Ｆ３に対して高い抗力を発揮することができる。

図１３〜図１５は、それぞれ変形例を示している。例えば、図１３に示すように、補強材６６は、下側伝達部材３０が配置される矩形の枠組み２０４を構成する土台６０の下面において、複数（この実施形態では、左右に２つ）取り付けられてもよい。この場合も、左右の補強材６６は、土台６０の下面において、下側伝達部材３０が配置される矩形の枠組み２０４を構成する一対の柱７０ａ，７０ｂの下まで延びていてもよい。また、ここでは、補強材６６は、下側伝達部材３０が配置される矩形の枠組み２０４を構成する土台６０の下面において、左右に２つ取り付けられているが、補強材６６の数はこれに限定されない。

図１４（ａ），（ｂ）は、別の形態を示している。補強材６６は、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、土台６０の側面に沿って延びる側部６６ｂを有していてもよい。この場合、補強材６６は、いわゆるアングルのような構造であり、曲げ応力に対して所要の強度が得られる。さらに、側部６６ｂが土台６０の側面に沿って取り付けられているので、土台６０に対して補強材６６が傾きにくくなり、例えば、土台６０に形成されたボルト挿通穴６０ｂの損傷を小さく抑えることができる。

ここで、締結具６７は、図１に示すように、２本のブレース３２ａ、３２ｂの下端３３ａ、３３ｂが底板部３４ａに取り付けられた部位に配置されているとよい。また、図１５に示す形態のように、締結具６７Ａ、６７Ｂは、底板部３４ａの長さ方向において、ブレース３２ａ、３２ｂの下端３３ａ、３３ｂが底板部３４ａに取り付けられた部位を挟むように、１本のブレース３２ａ（３２ｂ）の下端３３ａ（３３ｂ）に対して、それぞれ２つ配置されていてもよい。

ここで例示される下側伝達部材３０は、第２ユニット側固定部３０Ｂから、互いの間隔が徐々に拡がるように延在し、底板部３４ａに連結された２本のブレース３２ａ、３２ｂを備えている。このように下側伝達部材３０が２本のブレース３２ａ、３２ｂを有する場合、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａにブレース３２ａ、３２ｂの下端３３ａ、３３ｂが溶接された部位に、大きな力が作用する傾向がある。このため、図１５に示すように、底板部３４ａの長さ方向において、ブレース３２ａ、３２ｂの下端３３ａ、３３ｂが底板部３４ａに取り付けられた部位を挟むように、１本のブレース３２ａ（３２ｂ）の下端３３ａ（３３ｂ）に対して、２つの締結具６７Ａ、６７Ｂを設けるとよい。これにより、下側伝達部材３０に所要の抗力が得られる。ここで、図１５は、左側のブレース３２ａの下端３３ａが図示されているが、かかる構成は、右側のブレース３２ｂの下端３３ｂにも適用できる。

なお、ここで提案される建物用制震装置は、下側伝達部材３０の土台側固定部３０Ａは、土台６０の上面に沿って配置される底板部３４ａを有しているとよい。そして、底板部３４ａに対向し、土台６０の下面に沿って配置された補強材６６と、底板部３４ａと補強材６６とを締結する締結具６７とを備えているとよい。下側伝達部材３０は、上述したように２本のブレース３２ａ、３２ｂを有する形態に必ずしも限定されない。

また、上述した実施形態では、制震装置１００は、建物２００の土台６０と、土台６０に立てられた左右一対の柱７０ａ，７０ｂと、柱７０ａ，７０ｂに架け渡された梁５０とで囲まれた矩形の枠組み２０４に配置されている。制震装置１００が配置されるのは、かかる建物２００の１階部分に限定されず、制震装置１００は、例えば、建物２００の２階以上（例えば、２階部分や３階部分）において、建物２００の一対の横軸材と一対の縦軸材とで囲まれた矩形の枠組み内に配置されてもよい。また、制震装置１００は、建物２００に対して複数配置されるとよく、例えば、建物２００の直交する方向に配置された２つの壁の構造体となる、２箇所の矩形の枠組みに、制震装置１００を取り付けてもよい。この場合、建物２００の直交する２方向の揺れに対して、制震装置１００が複合的に機能する。このため、建物２００に作用する水平方向の揺れに対して振動を小さく抑えることができ、かつ、早期に揺れを減衰させることができる。

以上のように、ここで提案される建物用制震装置１００は、建物２００に生じた振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させる制震装置として好適である。なお、ここで提案される制震装置は、特に言及されない限りにおいて、上述された何れの実施形態およびその変形例にも限定されない。また、上述された実施形態および種々の変形例で開示された各構成は、齟齬が生じない限りにおいて適宜に組合すことができる。

１０ 制震ユニット
１２、１３、１４ プレート
１５ フランジ
１５ａ 挿通孔
１７ 挿通孔
１７ａ ボルトナット
１８ａ、１８ｂ 粘弾性体
２０ 上側伝達部材
２０Ａ 梁側固定部（上側固定部）
２０Ｂ 第１ユニット側固定部
２２ ベース
２２ａ ボルト挿通孔
２４ａ、２４ｂ 取付片
３０ 下側伝達部材
３０Ａ 土台側固定部（下側固定部）
３０Ｂ 第２ユニット側固定部
３２ａ、３２ｂ ブレース
３２ｃ ブレースの基端部
３３ａ、３３ｂ ブレースの先端（下端）
３４ 基部
３４ａ 底板部
３４ｂ 側板部
３４ｃ 溶接部位
３５ 補強板
３６ 横材
３８ フランジ
３８ａ ボルトナット
３９ 取付片
５０ 梁（天井梁、上側の横軸材）
５２ ボルト
６０ 土台（下側の横軸材）
６０ａ 座彫り
６０ｂ ボルト挿通穴
６６ 補強材
６６ａ 挿通穴
６６ｂ 側部
６７、６７Ａ、６７Ｂ 締結具
６７ａ ボルト
６７ｂ ナット
７０ａ、７０ｂ 柱（縦軸材）
７０ａ１、７０ｂ１ 取付位置
１００ 制震装置（建物用制震装置）
１０５ ホールダウンボルト（アンカーボルト）
１２０ ビス
１５０ ホールダウン金物
２００ 建物
２０２ コンクリート基礎
２０４ 矩形の枠組み

Claims (8)

1. 建物の一対の横軸材と一対の縦軸材とで囲まれた矩形の枠組み内に配置され、
   制震ユニットと、
   上側伝達部材と、
   下側伝達部材と、
   補強材と、
   締結具と
   を備え、
   前記制震ユニットは、
   制震部材と、
   前記制震部材に相対的な変位が入力される一対の取付部と
   を備え、
   前記上側伝達部材は、
   前記建物の前記一対の横軸材のうち上側の横軸材に固定される上側固定部と、
   前記制震ユニットの一対の取付部のうち一方の取付部に固定される第１ユニット側固定部と
   を備え、
   前記下側伝達部材は、
   前記建物の前記一対の横軸材のうち下側の横軸材に固定される下側固定部と、
   前記制震ユニットの一対の取付部のうち他方の取付部に固定される第２ユニット側固定部と
   を備え、
   前記下側固定部は、前記下側の横軸材の上面に沿って配置される底板部を有し、
   前記補強材は、
   前記底板部に対向し、前記下側の横軸材の下面に沿って配置され、
   前記下側の横軸材の下面において、前記下側伝達部材が配置される矩形の枠組みを構成する一対の縦軸材のうち、少なくとも一方の縦軸材の下まで延びており、
   前記締結具は、
   前記底板部と前記補強材とを締結する、
   建物用制震装置。
2. 前記下側の横軸材の下面は、前記補強材が取り付けられる部位に座彫りが形成されている、請求項１に記載された建物用制震装置。
3. 前記締結具は、前記補強材の長さ方向に少なくとも２箇所に配置されている、請求項１または２に記載された建物用制震装置。
4. 前記締結具は、前記補強材に溶接されたボルトと、当該ボルトに止められるナットとで構成された、請求項１から３までの何れか一項に記載された建物用制震装置。
5. 前記補強材は、前記下側の横軸材の側面に沿って延びる側部を有する、請求項１から４までの何れか一項に記載された建物用制震装置。
6. 前記下側伝達部材は、前記第２ユニット側固定部から、互いの間隔が徐々に拡がるように延在し、前記底板部に連結された２本のブレースを備えている、請求項１から５までの何れか一項に記載された建物用制震装置。
7. 前記締結具は、前記２本のブレースの下端が底板部に取り付けられた部位に配置されている、請求項６に記載された建物用制震装置。
8. 前記締結具は、前記ブレースの下端が底板部に取り付けられた部位を挟むように、１本の前記ブレースの下端に対して２つ配置されている、請求項７に記載された建物用制震装置。

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