JP7021549B2 - 制震装置 - Google Patents
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Description
制震ユニットは、制震部材と、制震部材に相対的な変位を入力する一対の変位部材とを備えている。
上側伝達部材は、建物の上梁に固定される上梁側固定部と、制震ユニットの一対の変位部材のうち第1変位部材に固定される第1ユニット側固定部とを備えている。
下側伝達部材は、制震ユニットの一対の変位部材のうち第2変位部材に固定される第2ユニット側固定部と、第2ユニット側固定部にピン構造で取り付けられた2本のブレースと、2本のブレースのうち第1ブレースの下端部に取り付けられた第1下梁側固定部と、2本のブレースのうち第2ブレースの下端部に取り付けられた第2下梁側固定部と、第1下梁側固定部と、第2ブレースの中間部位とに架け渡された第1斜材と、第2下梁側固定部と、第1ブレースの中間部位とに架け渡された第2斜材とを備えている。
図1は、建物100に取付けられた制震装置200の正面図である。建物100は、図1に示すように、基礎101と、下梁102と、複数の柱103,104と、上梁105とを備えている。
制震装置200は、建物100の下梁102と、下梁102に立てられた一対の柱103,104と、一対の柱103,104に架け渡された上梁105とで囲まれた矩形の枠組み108内に配置されている。なお、この実施形態では、矩形の枠組み108では、下梁102の上に床合板109が取付けられている。また、上梁105の下面に調整板110が取り付けられている。ここで、制震装置200は、制震ユニット201と、上側伝達部材202と、下側伝達部材203とを備えている。
図2は、制震装置200の上部の右側面図である。図3は、制震装置200の上部の縦断側面図である。図2は、図1のII-II線矢視図である。図3は、図1のIII-III線矢視断面図である。図3では、特に制震ユニット201が粘弾性体212,213の中心線に沿って縦断された断面が図示されている。制震ユニット201は、制震部材としての粘弾性体212,213と、制震部材に相対的な変位を入力する一対の変位部材としての中間プレート211および一対の外側プレート214,215を備えている。
粘弾性体212,213には、高減衰性を有する粘弾性ゴム(制震ゴム)が好適に採用されうる。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)、あるいは、これらのゴムのうち複数のゴム素材を混合したゴム素材に、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。中間プレート211と粘弾性体212,213および外側プレート214,215と粘弾性体212,213とは、加硫接着によって接着されているとよい。
上側伝達部材202は、図2および図3に示されているように、建物100の上梁105に固定される上梁側固定部202aと、制震ユニット201の一対の変位部材のうち第1変位部材(この実施形態では、一対の外側プレート214,215)に固定される第1ユニット側固定部202b,202cとを備えている。この実施形態では、上側伝達部材202は、上梁側固定部202aと、第1ユニット側固定部202b,202cとを備えている。上梁側固定部202aは、幅方向の両縁部が同じ向きに折り曲げられた長尺のプレート部材である。上梁側固定部202aには、長さ方向に所定の間隔をあけて、第1ユニット側固定部202b,202cとなる取付片が溶接されている。第1ユニット側固定部202b,202cとしての取付片には、制震ユニット201の一対の外側プレート214,215に取付けるための取付穴が形成されている。
下側伝達部材203は、図1に示されているように、第2ユニット側固定部203aと、2本のブレース203b,203cと、第1下梁側固定部203dと、第2下梁側固定部203eと、横架材203fと、第1斜材203gと、第2斜材203hとを備えている。
第2ユニット側固定部203aは、この実施形態では、図1および図2に示すように、2本のブレース203b,203cの上端に設けられている。第2ユニット側固定部203aは、ブレース203b,203cの上端および前後に沿うように折り曲げられたプレート状の部材である。第2ユニット側固定部203aは、ブレース203b,203cの上端に対向する面203a1と、ブレース203b,203cの上端部の前後を挟むように折り曲げられた挟持片203a2,203a3とを備えている。
第2ユニット側固定部203aは、制震ユニット201の一対の変位部材のうち他方の変位部材(この実施形態では、中間プレート211)に固定される部位である。この実施形態では、ブレース203b,203cの上端に対向する面203a1は、左方及び右方に延びている。そして、当該面203a1は、中間プレート211に設けられた取付プレート211aに重ねられる。当該面203a1と取付プレート211aは、ボルトナット302によって締結されている。
2本のブレース203b,203cは、第2ユニット側固定部203aから下方に延びている。2本のブレース203b,203cは、第2ユニット側固定部203aにピン構造で取り付けられている。この実施形態では、2本のブレース203b,203cの上端部は、挟持片203a2,203a3の間に装着されている。そして、挟持片203a2,203a3および2本のブレース203b,203cの上端部に貫通するようにピン203b1,203c1が取り付けられている。ピン203b1,203c1によって、2本のブレース203b,203cの上端部は、挟持片203a2,203a3に対して左右に回動する。
下梁側固定部203d,203eは、図1に示されているように、2本のブレース203b,203cの下端部に取り付けられており、建物100の下梁102に取り付けられる部位である。
図4および図5に示されているように、左右の下梁側固定部203d,203eは、それぞれ2本のブレース203b,203cの下端部の前後に配置された2枚の金物203d1,203d2,203e1,203e2で構成されている。
図6は、横架材203fが取り付けられた部位を示す側面図である。換言すると、図6は、図1のVI-VI線矢視図である。
横架材203fは、図6に示されているように、2本のブレース203b,203cの中間部位に架け渡される部材である。横架材203fは、2本のブレース203b,203cの中間部位に対して、前側と後側にそれぞれ取り付けられている。横架材203fは、所要の長さを有するプレート材である。横架材203fの両端部には、長さ方向に延びた長孔203f1,203f2が形成されている。横架材203fは、2本のブレース203b,203cの中間部位にピン203b3,203c3で留められている。
第1斜材203gは、左側の第1ブレース203bに取り付けられた下梁側固定部203dと、右側の第2ブレース203cの中間部位とに架け渡されている。
第2斜材203hは、右側の第2ブレース203cに取り付けられた下梁側固定部203eと、第1ブレース203bの中間部位とに架け渡されている。
この実施形態では、第1斜材203gは、下側伝達部材203の後側に取り付けられており、第2斜材203hは、下側伝達部材203の前側に取り付けられている。
ここで、第1斜材203gは、長さ調整可能な棒状の軸の両端に取付部203g2,203g3が設けられている。
第1斜材203gの軸は、下側の第1軸203g4と、上側の第2軸203g5と、第1軸203g4と第2軸203g5を繋ぐターンバックル203g6とを備えているとよい。ターンバックル203g6は、スリーブ状の部材であり、両端に逆方向にネジ溝が切られたねじ穴が形成されている。第1軸203g4と第2軸203g5には、それぞれターンバックル203g6のねじ穴に応じたネジが切られているとよい。ターンバックル203g6を回すことによって、第1斜材203gの長さが調整される。
ピン203b2は、左側のブレース203bの下端部において、ブレース203bおよびブレース203bの前後に重ねられた2枚の金物203d1,203d2を貫通している。さらにピン203b2は、後側の金物203d2の後側にさらに重ねられた第1斜材203gの下端を貫通している。かかるピン203b2によって、左側のブレース203bの下端部に対する第1下梁側固定部203dが回動する。また、ピン203b2によって、左側のブレース203bの下端部に対する第1斜材203gの角度が調整される。
ピン203c3は、右側のブレース203cの中間部位において、ブレース203cの前側と後側にそれぞれ重ねられた横架材203fの長孔を貫通している。ピン203c3は、後側の横架材203fの後側にさらに重ねられた第1斜材203gの上側の取付部203g3の孔をさらに貫通している。第1斜材203gは、左右のブレース203b,203cの角度が調整されるのに合わせて、第1斜材203gの長さが調整される。そして、ピン203b2とピン203c3とによって、左側のブレース203bの下端部と右側のブレース203cの中間部位とに取り付けられている。
第2斜材203hは、第1斜材203gと同様の構造を備えている。第2斜材203hは、長さ調整可能な棒状の軸の両端に取付部203h2,203h3が設けられている。下側の第1軸203h4と、上側の第2軸203h5とは、ターンバックル203h6で繋がれている。ターンバックル203h6を回すことによって、第2斜材203hの長さが調整される。第2斜材203hの下側の取付部203h2は、右側の下梁側固定部203eに取り付けられている。第2斜材203hの上側の取付部203h3は、左側のブレース203bの中間部位に取り付けられている。
ピン203c2は、右側のブレース203cの下端部において、ブレース203cおよびブレース203cの前後に配置された2枚の金物203e1,203e2を貫通している。さらにピン203c2は、後側の金物203e2の後側にさらに重ねられた第2斜材203hの下端を貫通している。かかるピン203c2によって、左側のブレース203cの下端部に対する第1下梁側固定部203eが回動する。また、ピン203c2によって、左側のブレース203cの下端部に対する第2斜材203hの角度が調整される。
ピン203b3は、左側のブレース203bの中間部位において、ブレース203bの前側と後側にそれぞれ重ねられた横架材203fの長孔を貫通している。ピン203b3は、後側の横架材203fの後側にさらに重ねられた第2斜材203hの上側の取付部203h3の孔をさらに貫通している。第2斜材203hは、左右のブレース203b,203cの角度が調整されるのに合わせて、第2斜材203hの長さが調整される。そして、ピン203c2とピン203b3とによって、右側のブレース203cの下端部と左側のブレース203bの中間部位とに取り付けられている。
ここで、下側伝達部材203の左右のブレース203b,203cには、ピン203b1,203b2,203b3、ピン203c1,203c2,203c3がそれぞれ取り付けられている。
これらのピンは、それぞれ軸材として、先端にねじ溝が切られたボルト軸と、ボルト軸に止められるナットとで構成されているとよい。また、左右のブレース203b,203cの間隔が調整され、下梁側固定部203d,203eの向きや、横架材203fの取り付け位置が決まった後は、十分にナットを締めて、各部材が固定されるとよい。なお、ピンの構造は、これに限定されず、所要の剛性を備えた市販のヒンジピンが用いられてもよい。
また、ブレース203b,203cの中間部位に取り付けられるピン203b3,203c3は、横架材203f、第1斜材203gおよび第2斜材203hがそれぞれ取り付けられる構造であるとよい。このため、ピン203b3,203c3についても、ブレース203b,203cを貫通していなくてもよい。例えば、ピン203b3,203c3は、ブレース203b,203cの外側面から突出するようにブレース203b,203cに溶接された軸でもよい。
制震装置200は、制震ユニット201と、上側伝達部材202と、下側伝達部材203とが用意される。下側伝達部材203は、例えば、左右のブレース203b,203cから、横架材203fと、第1斜材203gと、第2斜材203hとが取り外された状態で用意されるとよい。これによって、左右のブレース203b,203cを閉じた状態で梱包でき、下側伝達部材203をコンパクトに梱包できる。この際、コンパクトに梱包するとの観点では、下側伝達部材203は、第2ユニット側固定部203aと下梁側固定部203d,203eとが、左右のブレース203b,203cから、さらに取り外されていてもよい。
下梁側固定部203d,203eの第1取付片203d3,203e3は、ビスやボルト102cによって下梁102に固定されるとよい。第2取付片203d4,203e4は、それぞれビスやボルト103c,104cによって柱103,104に固定されるとよい。
つまり、ブレース203b,203cの下端部とは重ならない位置で、斜材203g,203hの下端部が、下梁側固定部に固定されていてもよい。この場合でも、上述した実施形態と同様に、斜材203g,203hによって、下側伝達部材203の下部の剛性が高められる。
また、上述した実施形態では、横架材203f,203vが取り付けられた構造が例示されている。斜材203g,203hによって、下側伝達部材203の下部の剛性が十分に高められる場合などには、横架材203f,203vは取り付けられなくてもよい。
101 基礎
101a 基礎パッキン
102 下梁
102a ほぞ穴
102c ボルト
103,104 柱
103a,104a ほぞ
103b,104b ほぞ
103c,104c ボルト
105 上梁
105a ほぞ穴
108 矩形の枠組み
109 床合板
110 調整板
111,112 アンカーボルト
111a,112a ホールダウン金物
113,114 アンカーボルト
200 制震装置
201 制震ユニット
202 上側伝達部材
202a 上梁側固定部
202b,202c 第1ユニット側固定部(取付片)
203 下側伝達部材
203a 第2ユニット側固定部
203a1 ブレース203b,203cの上端に対向する面
203a2,203a3 挟持片
203b,203c ブレース
203b1,203b2,203b3 ピン
203c1,203c2,203c3 ピン
203d,203e 下梁側固定部
203d1,203d2,203e1,203e2 金物
203d3,203e3 第1取付片
203d4,203e4 第2取付片
203f 横架材
203f1,203f2 長孔
203g 第1斜材
203g2,203g3 取付部
203g4 第1軸
203g5 第2軸
203g6 ターンバックル
203h 第2斜材
203h2,203h3 取付部
203h4 第1軸
203h5 第2軸
203h6 ターンバックル
203v 横架材
203v1 第1部材
203v2 第2部材
203v3 長さ調整機構
211 中間プレート(第2変位部材)
211a 取付プレート
212,213 粘弾性体
214,215 外側プレート(第1変位部材)
301 ボルトナット
301a スペーサ
302 ボルトナット
321,322 ラグスクリューボルト
Claims (7)
- 建物の下梁と、前記下梁に立てられた一対の柱、前記一対の柱に架け渡された上梁とで囲まれた矩形の枠組み内に配置される制震装置であって、
制震ユニットと、
上側伝達部材と、
下側伝達部材と
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を入力する一対の変位部材と
を備え、
前記上側伝達部材は、
前記建物の前記上梁に固定される上梁側固定部と、
前記制震ユニットの前記一対の変位部材のうち第1変位部材に固定される第1ユニット側固定部と
を備え、
前記下側伝達部材は、
前記制震ユニットの一対の変位部材のうち第2変位部材に固定される第2ユニット側固定部と、
前記第2ユニット側固定部にピン構造で取り付けられた2本のブレースと、
前記2本のブレースのうち第1ブレースの下端部に取り付けられた第1下梁側固定部と、
前記2本のブレースのうち第2ブレースの下端部に取り付けられた第2下梁側固定部と、
前記第1下梁側固定部と、第2ブレースの中間部位とに架け渡された第1斜材と、
前記第2下梁側固定部と、第1ブレースの中間部位とに架け渡された第2斜材と
を備えた、
制震装置。 - 前記第1斜材と前記第2斜材は、それぞれ長さを調整できるように構成されている、請求項1に記載された制震装置。
- 前記2本のブレースの中間部位に架け渡された横架材をさらに備え、
前記横架材は、前記2本のブレースの中間部位に取り付けられた位置を調整できるように構成されている、請求項1または2に記載された制震装置。 - 前記2本のブレースの中間部位に架け渡された横架材をさらに備え、
前記横架材は、長さを調整できるように構成されている、請求項1または2に記載された制震装置。 - 前記横架材と前記第1斜材と前記第2斜材は、それぞれ前記2本のブレースの中間部位に対して取り外し可能に取り付けられている、請求項3または4に記載された制震装置。
- 前記下梁側固定部は、建物の下梁と、前記下梁から立ち上がった柱とに取り付けられる直交する2つの取付片を有し、前記2本のブレースの下端部にピン構造で取り付けられている、請求項1から5までの何れか一項に記載された制震装置。
- 前記下梁と前記第1下梁側固定部との間および前記下梁と前記第2下梁側固定部との間と、前記上梁と前記上梁側固定部の間とのうち少なくとも一方の間に、間隙を埋める板材をさらに備えた、請求項1から6までの何れか一項に記載された制震装置。
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