JP7284641B2 - 制振構造 - Google Patents

Description

本発明は、左右一対の柱の間に梁を亘らせてなる柱梁架構に、それの構面に沿う水平方向に減衰力を付与する複数個の水平ダンパを備えた制振機構を設置して構成されている制振構造に関する。

特許文献１には、柱梁架構に設けられた制振機構が、略Ａの字状の枠体（剛性部材に相当）と、その枠体の先端（自由端に相当）の左右の片側に鉛直方向に沿って縦並びに配置された複数本の水平ダンパとを有する点が記載されている。
また、特許文献２には、柱梁架構に設けられた制振機構が、逆Ｖ字状のブレース（剛性部材に相当）と、ブレースの先端（自由端に相当）の左右の両側の夫々に鉛直方向に沿って縦並びに配置された複数本（計４本）の水平ダンパとを有する点が記載されている。

特許第３８２８６９５号公報 特開２０１８－１３５６５５号公報

特許文献１、２の制振構造では、１つの柱梁架構に複数個の水平ダンパを並べて配置して十分なエネルギー吸収を図ることができるが、それら複数個の水平ダンパが異なる高さ位置に配置されるので、柱梁架構の構面を塞ぐ面積が大きくなりがちである。そのため、柱梁架構の構面を塞ぐ面積を小さくして柱梁架構の有効活用を図り易くすることのできる制振構造が望まれている。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、１つの柱梁架構に複数個の水平ダンパを並べて配置して十分なエネルギー吸収を図ることができながら、柱梁架構の構面の有効活用を図り易くすることができる制振構造を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、左右一対の柱の間に梁を亘らせてなる柱梁架構に、それの構面に沿う水平方向に減衰力を付与する複数個の水平ダンパを備えた制振機構を設置して構成されている制振構造であって、
複数個の前記水平ダンパが、前記柱梁架構の面外方向に沿って横並びに並列配置され、
前記制振機構には、上下方向の一端が固定端として前記柱梁架構に固定され、上下方向の他端が自由端として前記柱梁架構に固定されていない剛性部材が備えられ、
複数個の前記水平ダンパの各々が、前記剛性部材の自由端の左右の片側において前記剛性部材の自由端と一方の前記柱とに亘って設けられ、
前記剛性部材の自由端には、複数個の前記水平ダンパの並び方向に平行に延びる剛性部材側ダンパ受け部材が備えられ、
一方の前記柱には、複数個の前記水平ダンパの並び方向に平行に延びる柱側ダンパ受け部材が備えられ、
複数個の前記水平ダンパの一端部の各々が、前記剛性部材側ダンパ受け部材に接続され、
複数個の前記水平ダンパの他端部の各々が、前記柱側ダンパ受け部材に接続されている点にある。

本構成によれば、１つの柱梁架構において、複数個の水平ダンパを並べて配置して十分なエネルギー吸収を図ることができる。そして、それら複数個の水平ダンパが同等の高さ位置に配置されるので、柱梁架構の構面を塞ぐ面積を小さくすることができ、柱梁架構の有効活用を図り易くすることができる。

更に、本構成によれば、柱梁架構に設けられた剛性部材（ブレース等）の自由端と柱とに亘って水平ダンパを設ける制振機構を構成することができる。そして、このような制振機構において同等の高さ位置に横並びに水平ダンパを並列配置するので、地震時等において柱が鉛直姿勢から斜め姿勢になる状態で柱梁架構が変形した場合でも、各水平ダンパへの入力が揃い易く、その分、構造設計を単純化して設計作業の省力化を図ることができる。
また、複数個の水平ダンパを剛性部材の自由端の左右の片側に集約して設置するので、ダンパの設置できる箇所が当該片側の箇所に限られる場合でも、十分なエネルギー吸収を図ることができる。

また、本構成によれば、柱梁架構に設けられた剛性部材の自由端と柱とに亘って水平ダンパを横並びに並列配置する制振機構を合理的に構成することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記剛性部材が、前記柱梁架構の構面に配置され、複数個の前記水平ダンパが、前記柱梁架構の構面に対して対称に配置されている点にある。

複数個の水平ダンパが柱梁架構の構面（柱や剛性部材の心）に対して対称に配置されているので、水平ダンパが接続される柱や剛性部材（ブレース等）にねじれ等の付加応力を与えることが無く、複数個の水平ダンパを合理的に集約することができる。

制振構造を模式的に示す正面図 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図 制振構造の要部の拡大正面図

本発明の制振構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
この制振構造は、図１に示すように、建物における左右一対の柱１の間に上下一対の梁２を亘らせてなる柱梁架構３に、それの構面３Ａに沿う水平方向（架構左右方向と称する。）に減衰力を付与する水平ダンパ４１を備えた制振機構４を設置して構成されている。

そして、図２に示すように、この制振構造では、水平ダンパ４１の複数個（本例では２個）が、面外方向の一例である柱梁架構３の構面３Ａに直交する方向（架構奥行方向と称する。）に沿って横並びに並列配置されている。複数個の水平ダンパ４１が同等の高さ位置に配置されるので、柱梁架構３の構面３Ａを塞ぐ面積が小さく、柱梁架構３の有効活用を図ることができる。

図１及び図２に示すように、制振機構４には、上端（上下方向の一端の一例）が固定端として柱梁架構３に固定され、下端（上下方向の他端の一例）が自由端として柱梁架構３に固定されていないブレース構造体４２（剛性部材の一例）が備えられている。ブレース構造体４２は、柱梁架構３の構面３Ａに配置されている。

ブレース構造体４２の下端には、鋼材製等のダンパ接続体４２Ａが備えられている。複数個の水平ダンパ４１の各々は、ブレース構造体４２の下端の左右の片側（図中の右側）において、ブレース構造体４２の下端のダンパ接続体４２Ａと片側の柱１とに亘って設けられている。ブレース構造体４２の下端のダンパ接続体４２Ａと残りの片側（図中の左側）の柱１との間の空間は、例えば、扉５や通路等を配置して有効に活用することができる。

複数個の水平ダンパ４１は、図２に示すように、柱梁架構３の構面３Ａに対して対称に配置されている。図２に示す例では、２個の水平ダンパ４１が構面３Ａから同一距離だけ反対側に離れて配置されている。そのため、水平ダンパ４１が接続されるブレース構造体４２や柱１にねじれ等の付加応力を与えることが無く、複数個の水平ダンパ４１を合理的に集約することができる。なお、例えば、当該２個の水平ダンパ４１の中間位置の構面３Ａに更に水平ダンパ４１を追加してもよい。

ブレース構造体４２は、例えば、鋼材や鉄筋コンクリート等の剛性材からなる二本の斜材４２ＢをＶ字状に組み付けて構成されている。固定端としての二本の斜材４２Ｂの上端が、柱梁架構３における上部左右の柱梁仕口部（柱１と梁２の接合部）に接合され、自由端としての二本の斜材４２Ｂの下端に、ダンパ接続体４２Ａの上部が接合されている。

ブレース構造体４２の下端のダンパ接続体４２Ａには、水平ダンパ４１と同じ高さ位置で水平ダンパ４１と同じ方向に延びる本体部材４２ａと、その本体部材４２ａの先端（図中の右端）の架構奥行方向の両側面から架構奥行方向に沿って複数個の水平ダンパ４１の並び方向に平行に延びる一対の剛性部材側ダンパ受け部材４２ｂとが備えられている。剛性部材側ダンパ受け部材４２ｂの基端面は、本体部材４２ａの先端の架構奥行方向の両側面に溶接等で接合されている。

本体部材４２ａは、例えば、角型鋼管やＨ型鋼等の型材から構成されている。剛性部材側ダンパ受け部材４２ｂは、例えば、図２、図３に示すように、水平姿勢で上下方向に間隔を空けて配置される複数枚（例えば３枚）の鋼板製の水平板部４２ｃと、鉛直姿勢で複数枚の水平板部４２ｃの水平ダンパ側（図中の右側）の端面に接合される鋼板製の鉛直板部４２ｄとから構成されている。
そして、複数個の水平ダンパ４１の一端部４１Ａの各々が、取り付けプレート等を介して剛性部材側ダンパ受け部材４２ｂの鉛直板部４２ｄにボルト・ナット等の適宜の接続手段（図示省略）にて接続されている。水平ダンパ４１と鉛直板部４２ｄとの間で作用する水平力を複数枚の水平板部４２ｃにて適切に受け止めることができる。

水平ダンパ４１の他端部４１Ｂが接続される図中右側の柱１には、その上下中間部位（水平ダンパ４１と同じ高さ位置の部位）の架構奥行方向の両側面から架構奥行方向に沿って複数個の水平ダンパ４１の並び方向に平行に延びる一対の柱側ダンパ受け部材４３が備えられている。柱側ダンパ受け部材４３の基端面は、柱１の上下中間部位の架構奥行方向の両側面に溶接等で接合されている。

柱側ダンパ受け部材４３は、例えば、剛性部材側ダンパ受け部材４２ｂと同様の構成とすることができ、図２、図３に示すように、水平姿勢で上下方向に間隔を空けて配置される複数枚（例えば３枚）の鋼板製の水平板部４３ｃと、鉛直姿勢で複数枚の水平板部４３ｃの水平ダンパ側（図中の左側）の端面に接合される鋼板製の鉛直板部４３ｄとから構成されている。
そして、複数個の水平ダンパ４１の他端部４１Ｂの各々が、柱側ダンパ受け部材４３の鉛直板部４３ｄにボルト・ナット等の適宜の接続手段（図示省略）にて接続されている。水平ダンパ４１と鉛直板部４３ｄとの間で作用する水平力を複数枚の水平板部４３ｃにて適切に受け止めることができる。

このように構成された制振構造では、ブレース構造体４２の自由端としての下端と柱１とに亘る複数個の水平ダンパ４１が同等の高さ位置に横並びに並列配置されているので、地震時等において柱１が鉛直姿勢から斜め姿勢になる状態で柱梁架構３が平行四辺形に変形した場合でも、各水平ダンパ４１への入力が揃い易く、その分、構造設計を単純化して設計作業の省力化を図ることができる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、剛性部材側ダンパ受け部材４２ｂ、柱側ダンパ受け部材４３が、複数枚の鋼板を組み付けて構成されている場合を例に示したが、これに限らず、Ｈ型鋼や角型鋼管等の型材等にて構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、上下方向の一端が固定端として柱梁架構３に固定され、上下方向の他端が自由端として柱梁架構３に固定されていない剛性部材として、ブレース構造体４２を例に示したが、垂れ壁状又は腰壁状の壁体等であってもよい。

（３）前述の実施形態では、剛性部材が、上端が固定端として柱梁架構３に固定され、下端が自由端として柱梁架構３に固定されていない場合を例に示したが、これとは逆に、下端が固定端として柱梁架構３に固定され、上端が自由端として柱梁架構３に固定されていてもよい。

１ 柱
２ 梁
３ 柱梁架構
３Ａ 構面
４ 制振機構
４１ 水平ダンパ
４１Ａ 水平ダンパの一端部
４１Ｂ 水平ダンパの他端部
４２ｂ 剛性部材側ダンパ受け部材
４３ 柱側ダンパ受け部材

Claims (2)

1. 左右一対の柱の間に梁を亘らせてなる柱梁架構に、それの構面に沿う水平方向に減衰力を付与する複数個の水平ダンパを備えた制振機構を設置して構成されている制振構造であって、
   複数個の前記水平ダンパが、前記柱梁架構の面外方向に沿って横並びに並列配置され、
   前記制振機構には、上下方向の一端が固定端として前記柱梁架構に固定され、上下方向の他端が自由端として前記柱梁架構に固定されていない剛性部材が備えられ、
   複数個の前記水平ダンパの各々が、前記剛性部材の自由端の左右の片側において前記剛性部材の自由端と一方の前記柱とに亘って設けられ、
   前記剛性部材の自由端には、複数個の前記水平ダンパの並び方向に平行に延びる剛性部材側ダンパ受け部材が備えられ、
   一方の前記柱には、複数個の前記水平ダンパの並び方向に平行に延びる柱側ダンパ受け部材が備えられ、
   複数個の前記水平ダンパの一端部の各々が、前記剛性部材側ダンパ受け部材に接続され、
   複数個の前記水平ダンパの他端部の各々が、前記柱側ダンパ受け部材に接続されている制振構造。
2. 前記剛性部材が、前記柱梁架構の構面に配置され、複数個の前記水平ダンパが、前記柱梁架構の構面に対して対称に配置されている請求項１記載の制振構造。

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