JP7220069B2 - 架構式構造 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 日本建築学会大会学術講演梗概集（東北）２０１８年９月 第８３１頁～第８４０頁、一般社団法人日本建築学会 発行日 平成３０年７月２０日 ２０１８年度日本建築学会大会（東北） 東北大学 川内北キャンパス（宮城県仙台市青葉区川内４１） 開催日 平成３０年９月４日

本発明は、架構式構造に関する。

建築物において、剛性を高めるために、断面サイズの大きな柱を用いることがある。し
かし、断面サイズの大きな柱は、壁面から張り出す部分が大きくなるため、室内空間の利
用に制約が生じる可能性がある。柱の壁面からの張り出し量を抑制するための技術として
、例えば、下記特許文献１がある。この特許文献１には、連結された一対のＨ形鋼を備え
る連結柱が記載されている。

特開２０１６－６９８３９号公報

ところが、特許文献１の技術は、水平力を変形により吸収可能とするものであり、建築
物の剛性および振動エネルギーの吸収性能を高めるのには不十分である。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、十分な強度を確保することができると
共に振動エネルギーを減衰することができる架構式構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための架構式構造は、第１柱と、前記第１柱に間隔を空けて並設
される第２柱と、前記第１柱と前記第２柱とを連結する第１連結材と、前記第１連結材に
間隔を空けて並設されて前記第１柱と前記第２柱とを連結する第２連結材と、棒形状をな
して前記第１連結材と前記第２連結材との間で前記第１柱と前記第２柱とを連結する棒ダ
ンパと、を備える。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記棒ダンパは、降伏強度が前記第１連結
材および前記第２連結材の降伏強度より低く設定される。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記棒ダンパは、前記第１柱と前記第２柱
を連結する連結ロッドを有する。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記連結ロッドは、前記第１柱と前記第２
柱との並設方向に沿って配置され、長手方向の一端部が前記第１柱に連結され、長手方向
の他端部が前記第２柱に連結される。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記第１柱は、第１取付板が固定され、前
記第２柱は、第２取付板が固定され、前記連結ロッドは、前記一端部が前記第１取付板に
連結され、前記他端部が前記第２取付板に連結される。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記第１柱は、第１取付板が固定され、前
記第２柱は、第２取付板が固定され、前記連結ロッドは、前記第１柱と前記第２柱との並
設方向に直交する方向に沿って配置され、前記第１取付板および前記第２取付板に連結さ
れる。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記第１取付板および前記第２取付板は、
前記第１柱および前記第２柱の長手方向と、前記第１柱と前記第２柱との並設方向とに沿
う平面に平行をなす方向に配置されると共に、前記平面に直交する方向に対して重なるよ
うに配置され、前記連結ロッドは、前記第１取付板および前記第２取付板を貫通して連結
される。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記連結ロッドは、長手方向の中間部に前
記第１柱との連結部および前記第２柱との連結部より断面積の小さい細径部が設けられる
。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記棒ダンパは、前記第１柱および前記第
２柱に対して着脱自在に設けられる。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記第１柱と前記第２柱は、前記棒ダンパ
に対向する位置にリブが設けられる。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記第１柱と前記第２柱は、Ｈ形鋼から構
成される。

本発明の架構式構造の望ましい態様として、前記第１柱および前記第２柱は、前記第１
連結材の連結位置と反対側の位置に上部梁が固定され、前記第１柱および前記第２柱は、
前記第２連結材の連結位置と反対側の位置に下部梁が固定される。

また、本発明の架構式構造は、第１柱と、前記第１柱に間隔を空けて並設される第２柱
と、前記第１柱と前記第２柱とを連結する第１連結材と、前記第１連結材に間隔を空けて
並設されて前記第１柱と前記第２柱とを連結する第２連結材と、前記第１連結材と前記第
２連結材との間で前記第１柱と前記第２柱とを弾性連結する減衰部材と、を備える。

本発明の架構式構造によれば、十分な強度を確保することができると共に外力を減衰す
ることができる。

図１は、第１実施形態の架構式構造を表す斜視図である。 図２は、第１実施形態の架構式構造を表す正面図である。 図３は、棒ダンパの構造を表す図１のIII－III断面図である。 図４は、第１実施形態の連結ロットの変形例を表す概略図である。 図５は、第１実施形態の架構式構造における変形例を表す棒ダンパの正面図である。 図６は、棒ダンパの構造を表す図５のVI－VI断面図である。 図７は、第２実施形態の架構式構造における棒ダンパの正面図である。 図８は、棒ダンパの構造を表す図７のVIII－VIII断面図である。 図９は、第３実施形態の架構式構造における粘弾性ダンパの正面図である。 図１０は、粘弾性ダンパの構造を表す図９のＸ－Ｘ断面図である。 図１１は、ダンパの配置の変形例を表す概略図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実
施形態により本発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、
当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる、均等の範囲のものが含
まれる。さらに、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するもの
も含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の架構式構造を表す斜視図、図２は、第１実施形態の架構式構造
を表す正面図、図３は、棒ダンパの構造を表す図１のIII－III断面図である。

図１および図２に示すように、第１実施形態の架構式構造１は、建築物の構造として用
いられる。架構式構造１は、柱および梁によって壁や床などを支持する構造である。架構
式構造１は、第１柱１０と、第２柱２０と、第１上部梁３０と、第２上部梁４０と、第１
下部梁５０と、第２下部梁６０と、第１連結材７０と、第２連結材８０と、棒ダンパ９０
を備える。棒ダンパ９０を形成する材料としては、鋼材、アルミ、鉛、合金などが挙げら
れる。

第１柱１０および第２柱２０は、長手方向が鉛直方向に平行である。第１柱１０および
第２柱２０は、水平方向に並設される。梁３０，４０，５０，６０は、第１柱１０および
第２柱２０の並設方向に沿って延びる。

なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。Ｘ軸は、第１柱１０
および第２柱２０が並ぶ方向に平行な軸である。Ｚ軸は、第１柱１０および第２柱２０の
長手方向に平行な軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸およびＺ軸に対して直交する軸である。Ｘ軸に
平行な方向は、Ｘ方向と記載する。Ｙ軸に平行な方向は、Ｙ方向と記載する。Ｚ軸に平行
な方向は、Ｚ方向と記載する。

第１柱１０は、Ｚ方向に沿って延びる。第１柱１０の長手方向は、Ｚ方向に平行である
。第１柱１０は、Ｈ形鋼である。第１柱１０の水平断面は、Ｈ字状である。第１柱１０は
、フランジ１１と、フランジ１２と、ウェブ１３とを備える。フランジ１１の厚さ方向（
板厚方向）は、Ｘ方向に平行である。厚さ方向は、板状部材において最も面積の大きい面
に対する直交方向を意味し、以下の説明においても同様の意味で用いられる。フランジ１
２の厚さ方向は、Ｘ方向に平行である。フランジ１２は、フランジ１１に平行である。ウ
ェブ１３の厚さ方向は、Ｙ方向に平行である。ウェブ１３は、フランジ１１およびフラン
ジ１２に対して直交する。

第２柱２０は、Ｚ方向に沿って延びる。第２柱２０の長手方向は、Ｚ方向に平行である
。第２柱２０は、Ｈ形鋼である。第２柱２０の水平断面は、Ｈ字状である。第２柱２０は
、Ｘ方向における第１柱１０の隣りに間隔を空けて配置される。第２柱２０は、フランジ
２１と、フランジ２２と、ウェブ２３とを備える。フランジ２１の厚さ方向は、Ｘ方向に
平行である。フランジ２１は、第１柱１０のフランジ１２に面する。フランジ２２の厚さ
方向は、Ｘ方向に平行である。フランジ２２は、フランジ２１に平行である。ウェブ２３
の厚さ方向は、Ｙ方向に平行である。ウェブ２３は、フランジ２１およびフランジ２２に
対して直交する。

第１上部梁３０は、Ｘ方向に沿って延びる。第１上部梁３０の長手方向は、Ｘ方向に平
行である。第１上部梁３０は、Ｈ形鋼である。第１上部梁３０の鉛直断面は、Ｈ字状であ
る。第１上部梁３０は、フランジ３１と、フランジ３２と、ウェブ３３とを備える。フラ
ンジ３１の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ３２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行
である。フランジ３２は、フランジ３１に平行である。ウェブ３３の厚さ方向は、Ｙ方向
に平行である。ウェブ３３は、フランジ３１およびフランジ３２に対して直交する。第１
上部梁３０は、例えば、溶接によって第１柱１０のフランジ１１に接合される。

第２上部梁４０は、Ｘ方向に沿って延びる。第２上部梁４０の長手方向は、Ｘ方向に平
行である。第２上部梁４０は、Ｈ形鋼である。第２上部梁４０の鉛直断面は、Ｈ字状であ
る。第２上部梁４０は、フランジ４１と、フランジ４２と、ウェブ４３とを備える。フラ
ンジ４１の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ４２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行
である。フランジ４２は、フランジ４１に平行である。ウェブ４３の厚さ方向は、Ｙ方向
に平行である。ウェブ４３は、フランジ４１およびフランジ４２に対して直交する。第２
上部梁４０は、例えば、溶接によって第２柱２０のフランジ２２に接合される。

第１下部梁５０は、Ｘ方向に沿って延びる。第１下部梁５０の長手方向は、Ｘ方向に平
行である。第１下部梁５０は、Ｈ形鋼である。第１下部梁５０の鉛直断面は、Ｈ字状であ
る。第１下部梁５０は、フランジ５１と、フランジ５２と、ウェブ５３とを備える。フラ
ンジ５１の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ５２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行
である。フランジ５２は、フランジ５１に平行である。ウェブ５３の厚さ方向は、Ｙ方向
に平行である。ウェブ５３は、フランジ５１およびフランジ５２に対して直交する。第１
下部梁５０は、例えば、溶接によって第１柱１０のフランジ１１に接合される。

第２下部梁６０は、Ｘ方向に沿って延びる。第２下部梁６０の長手方向は、Ｘ方向に平
行である。第２下部梁６０は、Ｈ形鋼である。第２下部梁６０の鉛直断面は、Ｈ字状であ
る。第２下部梁６０は、フランジ６１と、フランジ６２と、ウェブ６３とを備える。フラ
ンジ６１の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ６２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行
である。フランジ６２は、フランジ６１に平行である。ウェブ６３の厚さ方向は、Ｙ方向
に平行である。ウェブ６３は、フランジ６１およびフランジ６２に対して直交する。第２
下部梁６０は、例えば、溶接によって第２柱２０のフランジ２２に接合される。

第１上部梁３０と第２上部梁４０は、Ｘ方向に沿って直線状に配置される。第１下部梁
５０と第２下部梁６０は、Ｘ方向に沿って直線状に配置される。第１上部梁３０と第１下
部梁５０は、Ｚ方向に間隔を空けて配置される。第２上部梁４０と第２下部梁６０は、Ｚ
方向に間隔を空けて配置される。なお、第１柱１０、第２柱２０、第１上部梁３０、第２
上部梁４０、第１下部梁５０、第２下部梁６０は、Ｈ形鋼に限らず、角型鋼管、円形鋼管
、ＳＲＣ，ＣＦＴなどを用いて構成してもよい。

第１連結材７０は、Ｈ形鋼である。第１連結材７０の鉛直断面は、Ｈ字状である。第１
連結材７０は、フランジ７１と、フランジ７２と、ウェブ７３とを備える。フランジ７１
の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ７２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。
フランジ７２は、フランジ７１に平行である。フランジ７２は、ＸＹ平面視でフランジ７
１と、つまり、一直線上に配置される。ウェブ７３の厚さ方向は、Ｙ方向に平行である。
ウェブ７３は、フランジ７１およびフランジ７２に対して直交する。ウェブ７３のＹ方向
の位置は、ウェブ１３、ウェブ２３およびウェブ３３、ウェブ４３のＹ方向の位置と同じ
である。ウェブ７３は、ＹＺ平面視でウェブ１３、ウェブ２３およびウェブ３３、ウェブ
４３と重なる、つまり、一直線上に配置される。

第１連結材７０は、第１柱１０と第２柱２０との間に配置される。第１連結材７０のＺ
方向の位置は、第１上部梁３０および第２上部梁４０のＺ方向の位置と同じである。第１
連結材７０は、ＹＺ平面視で第１上部梁３０および第２上部梁４０と重なる、つまり、一
直線上に配置される。第１連結材７０は、例えば、溶接によって第１柱１０のフランジ１
２および第２柱２０のフランジ２１に接合される。

第２連結材８０は、Ｈ形鋼である。第２連結材８０の鉛直断面は、Ｈ字状である。第２
連結材８０は、フランジ８１と、フランジ８２と、ウェブ８３とを備える。フランジ８１
の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ８２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。
フランジ８２は、フランジ８１に平行である。フランジ８２は、ＸＹ平面視でフランジ８
１と重なる、つまり、一直線上に配置される。ウェブ８３の厚さ方向は、Ｙ方向に平行で
ある。ウェブ８３は、フランジ８１およびフランジ８２に対して直交する。ウェブ８３の
Ｙ方向の位置は、ウェブ１３、ウェブ２３およびウェブ５３、ウェブ６３のＹ方向の位置
と同じである。ウェブ８３は、ＹＺ平面視でウェブ１３、ウェブ２３およびウェブ５３、
ウェブ６３と重なる、つまり、一直線上に配置される。

第２連結材８０は、第１柱１０と第２柱２０との間に配置される。第２連結材８０のＺ
方向の位置は、第１下部梁５０および第２下部梁６０のＺ方向の位置と同じである。第２
連結材８０は、ＹＺ平面視で第１下部梁５０および第２下部梁６０と重なる、つまり、一
直線上に配置される。第２連結材８０は、例えば、溶接によって第１柱１０のフランジ１
２および第２柱２０のフランジ２１に接合される。

リブ１４，１５，１６，１７は、平板状の部材である。リブ１４，１５，１６，１７の
厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。リブ１４，１５，１６，１７は、フランジ１１とフラ
ンジ１２とウェブ１３に対して直交する。リブ１４，１５，１６，１７は、例えば、溶接
によってフランジ１１とフランジ１２とウェブ１３に接合される。リブ１４，１５のＺ方
向の位置は、第１上部梁３０のフランジ３１，３２のＺ方向の位置と同じである。リブ１
６，１７のＺ方向の位置は、第１下部梁５０のフランジ５１，５２のＺ方向の位置と同じ
である。すなわち、複数のリブ１４，１５，１６，１７は、ＹＺ平面視で、フランジ３１
，３２，５１，５２と重なる、つまり、一直線上に配置される。

リブ２４，２５，２６，２７は、平板状の部材である。リブ２４，２５，２６，２７の
厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。リブ２４，２５，２６，２７は、フランジ２１とフラ
ンジ２２とウェブ２３に対して直交する。リブ２４，２５，２６，２７は、例えば、溶接
によってフランジ２１とフランジ２２とウェブ２３に接合される。リブ２４，２５のＺ方
向の位置は、第２上部梁４０のフランジ４１，４２のＺ方向の位置と同じである。リブ２
６，２７のＺ方向の位置は、第２下部梁６０のフランジ６１，６２のＺ方向の位置と同じ
である。すなわち、複数のリブ２４，２５，２６，２７は、ＹＺ平面視で、フランジ４１
，４２，６１，６２と重なる、つまり、一直線上に配置される。

棒ダンパ９０は、第１連結材７０と第２連結材８０との間で、第１柱１０と第２柱２０
とを連結する減衰部材として機能する。棒ダンパ９０は、降伏強度が第１連結材７０およ
び第２連結材８０の降伏強度より低く設定される。ここで、降伏強度とは、塑性変形を起
こさずに材料に対して生じさせることができる最大応力のことである。

第１実施形態の棒ダンパ９０は、複数の連結ロッド９１を有する。複数の連結ロッド９
１は、長手方向に外径が同寸法の丸棒材であるが、多角柱材でもよい。棒ダンパ９０は、
第１柱１０と第２柱２０の並設方向であるＸ方向に沿う。すなわち、連結ロッド９１の長
手方向（軸方向）は、Ｘ方向に平行である。複数の連結ロッド９１は、Ｙ方向に沿って間
隔を空けて配置されると共に、Ｚ方向に沿って間隔を空けて配置される。複数の連結ロッ
ド９１は、Ｙ方向における位置がウェブ１３，２３のＹ方向における位置に対して所定長
さだけずれている。第１実施形態にて、複数の連結ロッド９１は、Ｙ方向に２個並設され
、Ｚ方向に５個並設され、全部で１０個配置されるが、その数は本実施形態に限定される
ものではない。

棒ダンパ９０は、第１柱１０と第２柱２０との間に配置される。棒ダンパ９０は、第１
連結材７０と第２連結部材の中間位置に配置される。棒ダンパ９０は、第１柱１０および
第２柱２０に対して着脱自在に設けられる。複数の連結ロッド９１は、軸方向の一端部が
第１柱１０のフランジ１２を貫通し、ねじ部にナット９２，９３が螺合して締結される。
複数の連結ロッド９１は、軸方向の他端部が第２柱２０のフランジ２１を貫通し、ねじ部
にナット９４，９５が螺合して締結される。そのため、棒ダンパ９０（複数の連結ロッド
９１）は、ナット９２，９３，９４，９５により第１柱１０および第２柱２０に着脱自在
に締結される。

なお、上述した説明にて、棒ダンパ９０を長手方向に同径である複数の連結ロッド９１
から構成したが、連結ロッド９１は、この形状に限定されるものではない。図４は、第１
実施形態の連結ロットの変形例を表す概略図である。図４に示すように、連結ロッド９６
は、長手方向の中間部に第１柱１０との連結部（ねじ部９７ａ）９７および第２柱２０と
の連結部（ねじ部９８ａ）９８より断面積の小さい細径部９９が設けられる。すなわち、
連結ロッド９１は、長手方向の中間部に第１柱１０や第２柱２０に連結される連結部９７
，９８より外径の小さい細径部９９が設けられる。

また、架構式構造１は、第３上部梁１１０と第３下部梁１２０を備える。第３上部梁１
１０は、Ｙ方向に沿って延びる。第３上部梁１１０の長手方向は、Ｙ方向に平行である。
第３上部梁１１０は、Ｈ形鋼である。第３上部梁１１０の鉛直断面は、Ｈ字状である。第
３上部梁１１０は、フランジ１１１と、フランジ１１２と、ウェブ１１３とを備える。フ
ランジ１１１の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ１１１のＺ方向の位置は、フ
ランジ７１のＺ方向の位置と同じである。フランジ７１は、ＸＺ平面視でフランジ７１と
重なる、つまり、一直線上に配置される。フランジ１１２の厚さ方向は、Ｚ方向に平行で
ある。フランジ１１２は、フランジ１１１に平行である。フランジ１１２のＺ方向の位置
は、フランジ７２のＺ方向の位置と同じである。フランジ１１２は、ＸＺ平面視でフラン
ジ７２と重なる、つまり、一直線上に配置される。フランジ１１１およびフランジ１１２
のＸ方向の幅は、第１連結材７０のＸ方向の長さ（フランジ１２からフランジ２１までの
距離）以下である。ウェブ１１３の厚さ方向は、Ｘ方向に平行である。ウェブ１１３は、
フランジ１１１およびフランジ１１２に対して直交する。第３上部梁１１０は、第１連結
材７０に接合される。第３上部梁１１０は、例えば、溶接によって第１連結材７０に接合
される。

第３下部梁１２０は、Ｙ方向に沿って延びる。第３下部梁１２０の長手方向は、Ｙ方向
に平行である。第３下部梁１２０は、Ｈ形鋼である。第３下部梁１２０の鉛直断面は、Ｈ
字状である。第３下部梁１２０は、フランジ１２１と、フランジ１２２と、ウェブ１２３
とを備える。フランジ１２１の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。フランジ１２１のＺ方
向の位置は、フランジ７１のＺ方向の位置と同じである。フランジ７１は、ＸＺ平面視で
フランジ８１と重なる、つまり、一直線上に配置される。フランジ１２２の厚さ方向は、
Ｚ方向に平行である。フランジ１２２は、フランジ１２１に平行である。フランジ１２２
のＺ方向の位置は、フランジ８２のＺ方向の位置と同じである。フランジ１２２は、ＸＺ
平面視でフランジ８２と重なる、つまり、一直線上に配置される。フランジ１２１および
フランジ１２２のＸ方向の幅は、第２連結材８０のＸ方向の長さ（フランジ１２からフラ
ンジ２１までの距離）以下である。ウェブ１２３の厚さ方向は、Ｘ方向に平行である。ウ
ェブ１２３は、フランジ１２１およびフランジ１２２に対して直交する。第３下部梁１２
０は、第２連結材８０に接合される。第３下部梁１２０は、例えば、溶接によって第２連
結材８０に接合される。

なお、架構式構造１が適用される建築物において、壁は、第１柱１０、第２柱２０およ
び第１上部梁３０、第２上部梁４０、第１下部梁５０、第２下部梁６０によって形成され
る平面に沿うように設けられる。すなわち、建築物の壁は、ＸＺ平面に平行である。建築
物の壁の厚さ方向は、Ｙ方向に平行である。また、架構式構造１が適用される建築物にお
いて、上部床は、第１柱１０、第２柱２０および第１上部梁３０、第２上部梁４０によっ
て形成される平面に沿うように設けられる。上部床は、第１柱１０、第２柱２０および第
１下部梁５０、第２下部梁６０によって形成される平面に沿うように設けられる。すなわ
ち、建築物の上部床および下部床は、ＸＹ平面に平行である。建築物の上部床および下部
床の厚さ方向は、Ｚ方向に平行である。

このように第１実施形態の架構式構造にあっては、Ｈ形鋼からなる第１柱１０と、Ｈ形
鋼からなって第１柱１０に間隔を空けて並設される第２柱２０と、第１柱１０と第２柱２
０とを連結する第１連結材７０と、第１連結材７０に間隔を空けて並設されて第１柱１０
と第２柱２０とを連結する第２連結材８０と、第１連結材７０と第２連結材８０との間で
第１柱１０と第２柱２０とを連結する棒ダンパ９０とを備える。

そのため、大きな１本の柱を用いる場合と比較して、柱（第１柱１０および第２柱２０
）の壁面からの張り出しを抑制することができ、室内空間をより自由に利用することが可
能である。また、地震によって建築物に水平力が作用した場合、第１連結材７０および第
２連結材８０により第１柱１０および第２柱２０の変形を抑制することができる。一方で
、棒ダンパ９０により建築物に作用した水平力を減衰することができる。その結果、層間
変位（下階に対する上階の相対的な水平方向の変位）を低減することができ、建築物の耐
震性を向上させることができる。

すなわち、図１に示すように、建築物にＸ方向の水平力が作用すると、例えば、第２連
結材８０により連結された第１柱１０および第２柱２０の下部を支点として、第１連結材
７０により連結された第１柱１０および第２柱２０の上部がＸ方向に揺動する。このとき
、第１柱１０と第２柱２０は、上部が第１連結材７０により連結され、下部が第２連結材
８０により連結されることから、フランジ１２，２１間の距離を維持しながら変形し、長
手方向（Ｚ方向）に相対変位する。棒ダンパ９０は、このＺ方向の相対変位を吸収して減
衰させる。つまり、棒ダンパ９０は、入力した外力としてのせん断力により複数の連結ロ
ッド９１が変形する。外力が降伏応力より大きければ、連結ロッド９１が降伏することで
振動エネルギーを吸収して減衰させる。

また、第１実施形態の架構式構造では、棒ダンパ９０の降伏強度を第１連結材７０およ
び第２連結材８０の降伏強度より低く設定している。そのため、建築物にＸ方向の水平力
が作用し、第１柱１０および第２柱２０が下部を支点として上部が揺動するとき、第１柱
１０および第２柱２０は、第１連結材７０および第２連結材８０より降伏強度が低い棒ダ
ンパ９０が降伏して振動エネルギーを吸収する。すると、第１連結材７０および第２連結
材８０は、棒ダンパ９０により破損が抑制され、第１柱１０および第２柱２０の変形を抑
制することができる。

第１実施形態の架構式構造では、棒ダンパ９０を第１柱１０と第２柱２０を連結する連
結ロッド９１とする。そのため、建築物にＸ方向の水平力が作用し、第１柱１０および第
２柱２０が下部を支点として上部が揺動するとき、連結ロッド９１がＸＺ面内で変形する
ことで、振動エネルギーを効率的に吸収して減衰させることができる。

第１実施形態の架構式構造では、連結ロッド９１を第１柱１０と第２柱２０との並設方
向であるＸ方向に沿って配置し、長手方向の一端部を第１柱１０に連結し、長手方向の他
端部を第２柱２０に連結する。そのため、建築物に作用するＸ方向の水平力に対して連結
ロッド９１がＸＺ面内で適正に変形することで、振動エネルギーを効率的に吸収して減衰
させることができる。

第１実施形態の架構式構造では、連結ロッド９６は、長手方向の中間部に第１柱１０と
の連結部９７および第２柱２０との連結部９８より断面積の小さい細径部９９が設けられ
る。そのため、建築物にＸ方向の水平力が作用したとき、連結ロッド９１の細径部９９が
降伏変形して振動エネルギーを吸収することで、連結部９８の損傷を抑制することができ
る。

第１実施形態の架構式構造では、棒ダンパ９０を第１柱１０および第２柱２０に対して
着脱自在に設ける。そのため、振動エネルギーを吸収して棒ダンパ９０が破損しても、破
損した棒ダンパ９０を取り外して新しい棒ダンパ９０を直ちに装着することができる。

なお、第１実施形態の棒ダンパ９０は、上述した構成に限定されるものではない。図５
は、第１実施形態の架構式構造における変形例を表す棒ダンパの正面図、図６は、棒ダン
パの構造を表す図５のVI－VI断面図である。

第１実施形態の変形例において、図５及び図６に示すように、棒ダンパ１３０は、第１
連結材７０と第２連結材８０との間で、第１柱１０と第２柱２０とを連結する減衰部材と
して機能する。棒ダンパ１３０は、複数の連結ロッド１３１を有する。複数の連結ロッド
１３１は、第１柱１０と第２柱２０の並設方向であるＸ方向に沿う。複数の連結ロッド１
３１は、Ｙ方向に沿って間隔を空けて配置されると共に、Ｚ方向に沿って間隔を空けて配
置される。

棒ダンパ１３０は、第１柱１０と第２柱２０との間に配置される。棒ダンパ１３０は、
第１連結材７０と第２連結部材の中間位置に配置される。棒ダンパ１３０は、第１柱１０
および第２柱２０に対して着脱自在に設けられる。第１柱１０は、フランジ１２のウェブ
１３に対向する位置にＴ字形状をなす第１取付板１３２が固定される。第２柱２０は、フ
ランジ２１のウェブ２３に対向する位置に第２取付板１３３が固定される。取付板１３２
，１３３の取付部は、Ｙ方向およびＺ方向に平行である。取付板１３２，１３３の取付部
は、フランジ１２，２１に平行である。複数の連結ロッド１３１は、軸方向の一端部が第
１取付板１３２の取付部を貫通し、ねじ部にナット１３４，１３５が螺合して締結される
。複数の連結ロッド１３１は、軸方向の他端部が第２取付板１３３の取付部を貫通し、ね
じ部にナット１３６，１３７が螺合して締結される。そのため、棒ダンパ１３０（複数の
連結ロッド１３１）は、取付板１３２，１３３を介してナット１３４，１３５，１３６，
１３７により第１柱１０および第２柱２０に着脱自在に締結される。

なお、第１実施形態の変形例における作用効果は、第１実施形態の作用効果とほぼ同様
であることから、説明は省略する。

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の架構式構造における棒ダンパの正面図、図８は、棒ダンパの構
造を表す図７のVIII－VIII断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する
部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態の架構式構造において、図７及び図８に示すように、棒ダンパ１４０は、
第１柱１０と第２柱２０とを連結する減衰部材として機能する。棒ダンパ１４０は、降伏
強度が第１連結材７０および第２連結材８０（図１参照）の降伏強度より低く設定される
。

棒ダンパ１４０は、複数の連結ロッド１４１を有する。複数の連結ロッド１４１は、長
手方向に外径が同寸法の丸棒材であるが、多角柱材でもよい。棒ダンパ１４０は、第１柱
１０と第２柱２０の並設方向（Ｘ方向）に直交するＹ方向に沿う。すなわち、連結ロッド
１４１の長手方向（軸方向）は、Ｙ方向に平行である。複数の連結ロッド１４１は、Ｚ方
向に沿って間隔を空けて配置される。第２実施形態にて、複数の連結ロッド１４１は、Ｚ
方向に４個並設されるが、その数は、本実施形態に限定されるものではない。

棒ダンパ１４０は、第１柱１０と第２柱２０との間に配置される。棒ダンパ１４０は、
第１連結材７０と第２連結部材の中間位置に配置される。棒ダンパ１４０は、第１柱１０
および第２柱２０に対して着脱自在に設けられる。第１柱１０は、フランジ１２に１個の
第１取付板１４２が固定される。第２柱２０は、フランジ２１に２個の第２取付板１４３
，１４４が固定される。第１取付板１４２は、フランジ１２のウェブ１３に対向する位置
にある。第２取付板１４３，１４４は、フランジ２１のウェブ２３に対してＹ方向にずれ
た位置にある。取付板１４２，１４３，１４４は、Ｘ方向およびＺ方向に平行である。第
１取付板１４２は、２個の第２取付板１４３，１４４の間に間隔を空けて配置される。第
１取付板１４２と第２取付板１４３，１４４は、ＸＺ平面に直交するＹ方向に対して重な
るように配置される。第１取付板１４２と第２取付板１４３，１４４は、Ｘ方向およびＺ
方向の位置が同じである。

複数の連結ロッド１４１は、Ｙ方向に沿って第１取付板１４２および第２取付板１４３
，１４４を貫通して連結される。複数の連結ロッド１４１は、軸方向の中間部が第１取付
板１４２を貫通する。複数の連結ロッド１４１は、軸方向の一端部が第２取付板１４３を
貫通し、ねじ部にナット１４５が螺合して締結され、軸方向の他端部が第２取付板１４４
を貫通し、ねじ部にナット１４６が螺合して締結される。そのため、棒ダンパ１４０（複
数の連結ロッド１４１）は、ナット１４５，１４６により取付板１４２，１４３，１５５
を介して第１柱１０および第２柱２０に着脱自在に締結される。

このように第２実施形態の架構式構造にあっては、Ｈ形鋼からなる第１柱１０と、Ｈ形
鋼からなって第１柱１０に間隔を空けて並設される第２柱２０と、第１柱１０と第２柱２
０とを連結する第１連結材７０と、第１連結材７０に間隔を空けて並設されて第１柱１０
と第２柱２０とを連結する第２連結材８０と、第１連結材７０と第２連結材８０との間で
第１柱１０と第２柱２０とを連結する棒ダンパ１４０とを備える。

そのため、大きな１本の柱を用いる場合と比較して、柱（第１柱１０および第２柱２０
）の壁面からの張り出しを抑制することができ、室内空間をより自由に利用することが可
能である。また、地震によって建築物に水平力が作用した場合、第１連結材７０および第
２連結材８０により第１柱１０および第２柱２０の変形を抑制することができる。一方で
、棒ダンパ１４０により建築物に作用した水平力を減衰することができる。その結果、層
間変位（下階に対する上階の相対的な水平方向の変位）を低減することができ、建築物の
耐震性を向上させることができる。

すなわち、建築物にＸ方向の水平力が作用すると、例えば、第２連結材８０により連結
された第１柱１０および第２柱２０の下部を支点として、第１連結材７０により連結され
た第１柱１０および第２柱２０の上部がＸ方向に揺動する。このとき、第１柱１０と第２
柱２０は、上部が第１連結材７０により連結され、下部が第２連結材８０により連結され
ることから、フランジ１２，２１間の距離を維持しながら変形し、長手方向（Ｚ方向）に
相対変位する。棒ダンパ１４０は、このＺ方向の相対変位を吸収して減衰させる。つまり
、棒ダンパ１４０は、入力した外力としてのせん断力により複数の連結ロッド１４１が変
形する。外力が降伏応力より大きければ、連結ロッド１４１が降伏することで振動エネル
ギーを吸収して減衰させる。

また、第２実施形態の架構式構造では、第１柱１０の長手方向（Ｚ方向）と、第１柱１
０と第２柱２０との並設方向（Ｘ方向）とに沿うＸＺ平面に平行をなす第１取付板１４２
を第１柱１０に固定し、第２柱２０の長手方向（Ｚ方向）と、第１柱１０と第２柱２０と
の並設方向（Ｘ方向）とに沿うＸＺ平面に平行をなす第２取付板１４３，１４４を第２柱
２０に固定し、第１取付板１４２および第２取付板１４３，１４４がＹ方向に対して重な
るように配置し、ＸＺ平面に直交するＹ方向に配置した連結ロッド１４１を第１取付板１
４２および第２取付板１４３，１４４を貫通して連結する。そのため、建築物に作用する
Ｘ方向の水平力に対して連結ロッド１４１が径方向に適正に変形することで、振動エネル
ギーを効率的に吸収して減衰させることができる。

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の架構式構造における粘弾性ダンパの正面図、図１０は、粘弾性
ダンパの構造を表す図９のＸ－Ｘ断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を
有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態の架構式構造において、図９及び図１０に示すように、粘弾性ダンパ１５
０は、第１柱１０と第２柱２０とを連結する減衰部材として機能する。粘弾性ダンパ１５
０は、粘弾性力により外力を減衰する。

粘弾性ダンパ１５０は、複数の粘弾性部材１５１を有する。複数の粘弾性部材１５１は
、矩形の平板形状をなすゴム材である。粘弾性ダンパ１５０は、第１柱１０と第２柱２０
との間に配置される。粘弾性ダンパ１５０は、第１連結材７０と第２連結部材の中間位置
に配置される。粘弾性ダンパ１５０は、第１柱１０および第２柱２０に固定される。第１
柱１０は、フランジ１２に２個の第１取付板１５２，１５３が固定される。第２柱２０は
、フランジ２１に３個の第２取付板１５４，１５５、１５６が固定される。取付板１５２
，１５３，１５４，１５５，１５６は、Ｘ方向およびＺ方向に平行である。２個の第１取
付板１５２，１５３は、３個の第２取付板１５４，１５５，１５６の間に間隔を空けて配
置される。すなわち、第１取付板１５２，１５３と第２取付板１５４，１５５，１５６は
、板厚方向に交互に配置される。第１取付板１５２，１５３と第２取付板１５４，１５５
，１５６は、ＸＺ平面に直交するＹ方向に対して重なるように配置される。第１取付板１
５２，１５３と第２取付板１５４，１５５，１５６は、Ｘ方向およびＺ方向の位置が同じ
である。

複数の粘弾性部材１５１は、第１取付板１５２，１５３と第２取付板１５４，１５５，
１５６の間に配置される。すなわち、粘弾性部材１５１と第１取付板１５２，１５３と第
２取付板１５４，１５５，１５６は、Ｙ方向に交互に配置され、それぞれが、例えば、接
着剤により固定される。

このように第３実施形態の架構式構造にあっては、Ｈ形鋼からなる第１柱１０と、Ｈ形
鋼からなって第１柱１０に間隔を空けて並設される第２柱２０と、第１柱１０と第２柱２
０とを連結する第１連結材７０と、第１連結材７０に間隔を空けて並設されて第１柱１０
と第２柱２０とを連結する第２連結材８０と、第１連結材７０と第２連結材８０との間で
第１柱１０と第２柱２０とを粘弾性連結する粘弾性ダンパ１５０とを備える。

そのため、大きな１本の柱を用いる場合と比較して、柱（第１柱１０および第２柱２０
）の壁面からの張り出しを抑制することができ、室内空間をより自由に利用することが可
能である。また、地震によって建築物に水平力が作用した場合、第１連結材７０および第
２連結材８０により第１柱１０および第２柱２０の変形を抑制することができる。一方で
、粘弾性ダンパ１５０により建築物に作用した水平力を減衰することができる。その結果
、層間変位（下階に対する上階の相対的な水平方向の変位）を低減することができ、建築
物の耐震性を向上させることができる。

すなわち、建築物にＸ方向の水平力が作用すると、例えば、第２連結材８０により連結
された第１柱１０および第２柱２０の下部を支点として、第１連結材７０により連結され
た第１柱１０および第２柱２０の上部がＸ方向に揺動する。このとき、第１柱１０と第２
柱２０は、上部が第１連結材７０により連結され、下部が第２連結材８０により連結され
ることから、フランジ１２，２１間の距離を維持しながら変形し、長手方向（Ｚ方向）に
相対変位する。棒ダンパ１４０は、このＺ方向の相対変位を吸収して減衰させる。つまり
、粘弾性ダンパ１５０は、入力した振動エネルギーを複数の粘弾性部材１５１が吸収して
減衰させる。

また、上述した実施形態にて、棒ダンパを第１柱と第２柱の間で、第１連結材と第２連
結部材の中間位置に配置したが、この位置は、中間位置に限定されるものではなく、第１
連結材側または第２連結部材側に近づけて配置してもよい。

また、上述した実施形態にて、棒ダンパを第１連結材と第２連結部材の間に１個配置し
たが、複数配置してもよい。図１１は、ダンパの配置の変形例を表す概略図である。図１
１に示すように、棒ダンパ４００を第１柱１０と第２柱２０の間で、第１連結材７０と第
２連結部材８０の間に２個配置してもよく、３個以上配置してもよい。

１ 架構式構造
１０ 第１柱
１１，１２ フランジ
１３ ウェブ
１５ リブ
２０ 第２柱
２１，２２ フランジ
２３ ウェブ
２５ リブ
３０ 第１上部梁
３１，３２ フランジ
３３ ウェブ
４０ 第２上部梁
４１，４２ フランジ
４３ ウェブ
５０ 第１下部梁
５１，５２ フランジ
５３ ウェブ
６０ 第２下部梁
６１，６２ フランジ
６３ ウェブ
７０ 第１連結材
７１，７２ フランジ
７３ ウェブ
８０ 第２連結材
８１，８２ フランジ
８３ ウェブ
９０，１３０，１４０ 棒ダンパ
９１，９６，１３１，１４１ 連結ロッド
９２，９３，９４，９５，１３４，１３５，１３６，１３７，１４５，１４６ ナット
９７，９８ 連結部
９９ 細径部
１１０ 第３上部梁
１１１，１１２ フランジ
１１３ ウェブ
１２０ 第３下部梁
１２１，１２２ フランジ
１２３ ウェブ
１３２，１４２ 第１取付板
１３３，１４３，１４４ 第２取付板
１５０ 粘弾性ダンパ
１５１ 粘弾性部材
１５２，１５３ 第１取付板
１５４，１５５，１５６ 第２取付板
４００ ダンパ

Claims (12)

1. 第１柱と、
   前記第１柱に間隔を空けて並設される第２柱と、
   前記第１柱と前記第２柱とを連結する第１連結材と、
   前記第１連結材に間隔を空けて並設されて前記第１柱と前記第２柱とを連結する第２連結材と、
   棒形状をなして前記第１連結材と前記第２連結材との間で前記第１柱と前記第２柱とを連結する棒ダンパと、
   を備え、
   前記第１連結材は、前記第１柱のフランジ及び前記第２柱のフランジに溶接され、
   前記第２連結材は、前記第１柱のフランジ及び前記第２柱のフランジに溶接される架構式構造。
2. 前記棒ダンパは、降伏強度が前記第１連結材および前記第２連結材の降伏強度より低く設定される請求項１に記載の架構式構造。
3. 前記棒ダンパは、前記第１柱と前記第２柱を連結する連結ロッドを有する請求項１または請求項２に記載の架構式構造。
4. 前記連結ロッドは、前記第１柱と前記第２柱との並設方向に沿って配置され、長手方向の一端部が前記第１柱に連結され、長手方向の他端部が前記第２柱に連結される請求項３に記載の架構式構造。
5. 前記第１柱は、第１取付板が固定され、前記第２柱は、第２取付板が固定され、前記連結ロッドは、前記一端部が前記第１取付板に連結され、前記他端部が前記第２取付板に連結される請求項４に記載の架構式構造。
6. 前記第１柱は、第１取付板が固定され、前記第２柱は、第２取付板が固定され、前記連結ロッドは、前記第１柱と前記第２柱との並設方向に直交する方向に沿って配置され、前記第１取付板および前記第２取付板に連結される請求項３に記載の架構式構造。
7. 前記第１取付板および前記第２取付板は、前記第１柱および前記第２柱の長手方向と、前記第１柱と前記第２柱との並設方向とに沿う平面に平行をなす方向に配置されると共に、前記平面に直交する方向に対して重なるように配置され、前記連結ロッドは、前記第１取付板および前記第２取付板を貫通して連結される請求項６に記載の架構式構造。
8. 前記連結ロッドは、長手方向の中間部に前記第１柱との連結部および前記第２柱との連結部より断面積の小さい細径部が設けられる請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の架構式構造。
9. 前記棒ダンパは、前記第１柱および前記第２柱に対して着脱自在に設けられる請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の架構式構造。
10. 前記第１柱と前記第２柱は、Ｈ形鋼から構成される請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の架構式構造。
11. 前記第１柱および前記第２柱は、前記第１連結材の連結位置と反対側の位置に上部梁が固定され、前記第１柱および前記第２柱は、前記第２連結材の連結位置と反対側の位置に下部梁が固定される請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の架構式構造。
12. 前記第１連結材および前記第２連結材は、Ｈ形鋼から構成される請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の架構式構造。

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