JP7336787B2 - 木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造 - Google Patents

Description

本発明は、木質構造体への適用を前提として、振動外力により面外座屈させてエネルギ吸収することを可能とし、せん断降伏による場合と異なって、軽量化とそれに伴う施工性の改善、材料コストの低減を図りつつ、木質構造体に見合う振動減衰作用を確保することが可能な木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造に関する。

一般に、構造体に作用する振動外力を吸収するダンパとして、例えば特許文献１及び２が知られている。特許文献１の「制震ダンパ」は、累積変形能力が損なわれることを抑制することが可能な制震ダンパを提供することを課題とし、面内方向の降伏せん断力は、柱部の基部から、中央部にずれた位置で最も小さく、中央で最も大きくなる。すなわち、面内方向（軸方向）の変形に対して、柱部は基部から中央部にずれた位置で最も降伏せん断力が小さくなるため、危険断面位置は、柱部の基部から中央にずれた位置となる。面外方向の降伏せん断力は、柱部のＸ方向の端部において最も小さく、中央で最も大きくなる。すなわち、面外方向（厚み方向）の変形に対して、柱部は基部近傍において最も降伏せん断力が小さくなるため、危険断面位置は、柱部の基部近傍となる。このように、本実施形態では、面外方向の変形における危険断面位置に対して、面内方向の変形における危険断面位置が、柱部の中央方向にずれた位置となるようにしている。

特許文献２の「制震ダンパ」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、パネルダンパを、構造計算上長期軸力を算定する柱に設置するとともに、この柱に掛かる軸力を支持する軸力支持機構を設けて構成している。

特開２０１７－２５６７４号公報 特開２０１４－５８７９０号公報

特許文献１及び２に開示されているダンパを始めとして、従来一般のパネル状のダンパは、金属製であって、振動外力によりせん断降伏されることで、エネルギ吸収を果たすように考慮されていた。

せん断降伏によるエネルギ吸収では、ダンパが面外座屈してしまうことを防止することが重要であり、そのために、パネル状のダンパには、分厚い大きな板厚のものが用いられ、これをせん断降伏させることでエネルギ吸収させて、減衰作用が得られるようにしていた。

せん断降伏によるエネルギ吸収を狙った板厚の厚いパネル状のダンパは、材料コストが嵩むだけでなく、重量物であることから施工性が良くなく、施工全体において経済性に劣るという課題があった。

また、この種の金属製のダンパを、木材で構成される木質構造体へ適用することを想定した場合、ダンパの板厚を、木質構造体に見合うように薄くしても、エネルギ吸収作用をダンパのせん断降伏によっているため、木材が先行して壊れてしまうおそれがあるなど、構造的に釣り合いを持たせることが難しいという課題もあった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、木質構造体への適用を前提として、振動外力により面外座屈させてエネルギ吸収することを可能とし、せん断降伏による場合と異なって、軽量化とそれに伴う施工性の改善、材料コストの低減を図りつつ、木質構造体に見合う振動減衰作用を確保することが可能な木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造を提供することを目的とする。

本発明にかかる木質構造体用制振部材は、複数の木質縦材の上下端部をそれぞれ、上下の木質横材に接合して構成される木質構造体に対し、隣接する一対の該木質縦材の上下高さ方向中途部の間に、横架材を左右横方向へ掛け渡して接合する制振部材であって、上記横架材の左右両端部分それぞれに、該横架材を前後方向両側から挟んで一対設けられる鋼製の板状材からなり、該板状材はそれぞれ、上記木質縦材の上下高さ方向に形成され、該木質縦材と接合される縦材接合箇所を有する縦材接合ゾーンと、該縦材接合ゾーンの中央部分から上記横架材の左右横方向へ向けて突出され、該横架材と接合される横架材接合箇所を有する横架材接合ゾーンと、該横架材接合ゾーンと該縦材接合ゾーンとの間に形成され、該横架材接合ゾーンの突出側先端側から該縦材接合ゾーンの上端側及び下端側それぞれへ向かう張り出し縁部を有して、面外方向への座屈変形によりエネルギ吸収する上下一対のエネルギ吸収ゾーンとを含むことを特徴とする。

該エネルギ吸収ゾーンの上記張り出し縁部には、少なくとも部分的に、上記板状材の板厚方向に向けて折り曲げて折り曲げ部が形成されていることを特徴とする。

前記エネルギ吸収ゾーンは、互いに交差する折り線が、一方の折り線の谷折りの両側に他方の折り線の山折りが交わるように連なり、一方の折り線の山折りの両側に他方の折り線の谷折りが交わって連なるように対をなす、三次元立体折り構造に折られていることを特徴とする。

前記横架材が前記板状材に接合されてユニット化されていることを特徴とする。

本発明にかかる木質構造体の制振構造は、上記木質構造体用制振部材を用い、前記木質構造体の隣接する一対の前記木質縦材に対し、それらの上下高さ方向中途部の間に、前記横架材が左右横方向へ掛け渡して接合されていることを特徴とする。

本発明にかかる木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造にあっては、木質構造体への適用を前提として、振動外力により面外座屈させてエネルギ吸収することができ、せん断降伏による場合と異なって、軽量化とそれに伴う施工性の改善、材料コストの低減を図りつつ、木質構造体に見合う振動減衰作用を確保することができる。

本発明に係る木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造の好適な一実施形態を示す制振部材を用いて制振構造とされた木質構造体の正面図である。 図１中、Ａ－Ａ線矢視断面図である。 図１に示した木質構造体の制振構造に用いられる木質構造体用制振部材を説明する説明図である。 図３に示した木質構造体用制振部材の折り曲げ部を説明する説明図である。 本発明に係る木質構造体用制振部材の変形例を説明する説明図である。 本発明に係る木質構造体用制振部材の他の変形例を説明する説明図である。 本発明に係る木質構造体用制振部材のさらに他の変形例を説明する説明図である。 本発明に係る木質構造体用制振部材のさらに他の変形例を説明する説明図である。 本発明に係る木質構造体用制振部材のさらに他の変形例を説明する説明図である。

以下に、本発明に係る木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２には、本実施形態に係る木質構造体用制振部材を用いることによって制振構造とされる木質構造体１の一例が示されている。

木質構造体１は、左右横方向に適宜間隔を隔てて配列される複数の木質縦材２と、これら木質縦材２の上方及び下方に、これら木質縦材２の配列方向に長く形成された木質横材３とを組むことで構成される。図示例では、木質縦材２及び木質横材３は、断面正方形状の角材で構成されているが、断面の形状は問われない。

木質構造体１は、上下方向に立てて設けられる複数の木質縦材２の上端部及び下端部それぞれが、それぞれ左右横方向に寝かせて設けられる下方の木質横材３の上面及び上方の木質横材３の下面に突き当てられて接合されることにより構成される。木質縦材２の木質横材３への接合は、一般周知の各種方法を採用すればよい。

木質縦材２は、木造建築物の柱であってもよい。上下の木質横材３は、例えば木造建築物の１階であれば、土台や土台上に敷かれる根太及び１階の梁であってもよく、２階であれば、１階及び２階の梁であってもよい。

木質構造体１には、これに制振作用を付与するために、横架材４が組み込まれる。横架材４は、間隔を隔てて配列される複数の木質縦材２のうち、隣接する一対の木質縦材２の間に、その長さ方向左右両端が各木質縦材２に対し隙間ｓが空く状態（図３参照）で、左右横方向へ掛け渡して設けられる。

横架材４は、後述する本実施形態に係る木質構造体用制振部材によって、木質縦材２に対し接合されて取り付けられる。横架材４が設けられる高さ位置は、木質縦材２の上下高さ方向の中途部であれば、どのような高さ位置であってもよい。

図示例にあっては、横架材４は、木質縦材２の上下高さ方向に適宜間隔を隔てて３つ設けられている。横架材４の設置個数は、１つ以上、いくつであってもよい。

横架材４は、木製やＦＲＰなどの合成樹脂製であっても、あるいは金属製であってもよい。また、その断面の形状も特に問われない。図示例では、横架材４は、鋼製の帯状薄板で形成され、一対の木質縦材２間に、板面を立てて配置されている。

本実施形態に係る木質構造体用制振部材は、図１～図３に示すように、鋼製の板状材５で構成される。この板状材５は、横架材４の左右両端部分それぞれに設けられる（図１参照）。また、この板状材５は、横架材４の各端部に対し、当該横架材４を前後方向両側から挟んで一対設けられる（図２参照）。従って、板状材５は、１つの横架材４に対し、左右と前後で、計４枚設けられる。

板状材５は、図３に示すように、表裏面が平坦な薄板材を用いて形成される。図３（Ａ）は、板状材５の正面図、図３（Ｂ）は、板状材５の側面図、図３（Ｃ）は、板状材５の平面図である。

板状材５の板厚は、上述したせん断降伏によってエネルギ吸収するパネル状のダンパに比し、極薄であって、所定の圧縮荷重により面外方向へ座屈変形が生じるように設定される。板状材５は、横架材４及び木質縦材２の双方に接合され、これにより、横架材４が当該板状材５を介して木質縦材２に接合される。

板状材５には、木質縦材２の上下高さ方向に縦材接合ゾーン（図中、梨地部分Ｘで示す）が形成される。この縦材接合ゾーンＸは、木質縦材２に板状材５を取り付ける際に、当該木質縦材２の周側面に対して当接されるように構成される。

縦材接合ゾーンＸは、その中央部分が横架材４の掛け渡し位置に合致するようにして、木質縦材２の上下高さ方向に一連に連続して形成される。

図示例にあっては、木質縦材２の前後方向寸法に対し、横架材４の前後方向寸法（板厚）が小さい場合が示されていて、この場合には、縦材接合ゾーンＸは、木質縦材２の高さ方向に沿う板状材５の端縁部分を、当該木質縦材２の周側面に沿うようにＬ字状に折り曲げることで形成される。従って、縦材接合ゾーンＸは、木質縦材２における左右方向に向く、いずれかの側面２ａに当接されるようになっている。

図示例とは異なり、横架材４の前後方向寸法が木質縦材２の前後方向寸法と同じである場合には、縦材接合ゾーンＸは、板状材５の端縁部分を、折り曲げることなく、平坦なままで、木質縦材２における前後方向に向く、いずれかの側面２ｂに当接されるようになっている。

縦材接合ゾーンＸには、板状材５を木質縦材２に接合するための縦材接合箇所となるビス孔６が、横架材４の掛け渡し位置に合致する中央部分を除き、適宜間隔を隔てて一列に配置され、これらビス孔６を通してビスを木質縦材２にねじ込むことにより、縦材接合ゾーンＸが木質縦材２に接合される。

ビス孔６は、ビスによって必要な接合強度が得られる限り、一列に配置することなく、縦材接合ゾーンＸに適宜に配置すればよい。ビスには、座金を付帯させて設けることが好ましい。

板状材５には、縦材接合ゾーンＸの中央部分から横架材４の長さ方向（左右横方向）へ向けて突出させて、横架材接合ゾーン（図中、梨地部分Ｙで示す）が形成される。

この横架材接合ゾーンＹは、横架材４に板状材５を取り付ける際に、当該横架材４の前面もしくは後面に当接されるように構成される。縦材接合ゾーンＸが板状材５の端縁部分を折り曲げて木質縦材２に接合される場合があるのとは異なり、横架材接合ゾーンＹは、板状材５の板面自体によって形成され、当該板面が横架材４に当接されるようになっている。

横架材接合ゾーンＹは、横架材４が隙間ｓを空けて向かい合う木質縦材２の側面２ａ位置から横架材４の長さ方向（左右横方向）へ向けて、長方形状の領域として形成される。

各板状材５の横架材接合ゾーンＹの寸法Ｄ１、すなわち横架材接合ゾーンＹの突出側先端Ｙｃから木質縦材接合ゾーンＸ（折り曲げた場合は、木質縦材の側面２ａ）までの寸法は、木質縦材２の間隔寸法Ｄ２の半分（Ｄ２／２）よりも短く、従って、横架材４の左右両端部に設けた２枚の板状材５の間に、横架材４が所定寸法で現れるように設定される。横架材接合ゾーンＹは、その上縁Ｙａが横架材４の上縁４ａに揃い、その下縁Ｙｂが横架材４の下縁４ｂに揃うようになされている。

横架材接合ゾーンＹには、板状材５を横架材４に接合するための横架材接合箇所となるビス孔７が、適宜配列で配置され、これらビス孔７を通してビスを横架材４にねじ込むことにより、横架材接合ゾーンＹが横架材４に接合される。

ビス孔７は、ビスによって必要な接合強度が得られる限り、横架材接合ゾーンＹに適宜に配置すればよい。図示例にあっては、ビス孔７は、横架材４の長さ方向軸線Ｃよりも上方と下方とに、同じ寸法関係の千鳥配置で形成されている。ビスには、縦材接合ゾーンＸと同様に、座金を付帯させて設けることが好ましい。

板状材５には、横架材接合ゾーンＹと縦材接合ゾーンＸとの間に、すなわち当該板状材５を介して木質縦材２に横架材４が向かい合うように接合配置することにより横架材４の上下に木質縦材２で区画されて形成される上下一対の隅角領域Ｐに、板状材５そのもので、上下一対の上部エネルギ吸収ゾーン５ａと下部エネルギ吸収ゾーン５ｂが形成される。

１つの横架材４で見ると、この横架材４の左右両端部分で、上下合わせて４つの隅角領域Ｐが形成され、これら隅角領域Ｐに対し４枚の板状材５による上部及び下部エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂが設けられる。

これらエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂは、木質縦材２と横架材４が相互に相対変位するように木質構造体１が変形することで発生する圧縮荷重によって面外方向へ座屈変形され、この座屈変形の繰り返しによる履歴型でエネルギ吸収するようになっている。

エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂは、上部エネルギ吸収ゾーン５ａを例にとって具体的に説明すると、横架材接合ゾーンＹと縦材接合ゾーンＸとの間の隅角領域Ｐに形成され、少なくとも、横架材接合ゾーンＹの突出側先端Ｙｃ側から縦材接合ゾーンＸの上端側へ向かう張り出し縁部５ｃを有して構成される。

詳細には、上部エネルギ吸収ゾーン５ａは、横架材４の上方において横架材接合ゾーンＹから上方へ、そしてまた縦材接合ゾーンＸから側方へ張り出した形態であって、この張り出した形態は、縦材接合ゾーンＸの上端側を始端として所定の左右横方向寸法で横架材接合ゾーンＹと並行に横向き側方へ立ち上がる突出縁部５ｄと、この突出縁部５ｄの終端から、横架材接合ゾーンＹの突出側先端Ｙｃ側の上縁Ｙａへ向かう上記張り出し縁部５ｃとで画定される。

図示例にあっては、張り出し縁部５ｃは、縦材接合ゾーンＸの上端側から上下高さ方向下方の横架材４の上縁４ａ側に向かうに従って、当該張り出し縁部５ｃと縦材接合ゾーンＸとの間の左右横方向寸法Ｄ４が、突出縁部５ｄの左右横方向寸法Ｄ３よりも次第に大きくなっていく傾斜部５ｅと、この傾斜部５ｅに一連に連続して横架材接合ゾーンＹの上縁Ｙａに揃うように当該上縁Ｙａへ向けて収斂していく湾曲部５ｆとから構成される。

すなわち、張り出し縁部５ｃの湾曲部５ｆは、長方形状の横架材接合ゾーンＹの直線状の上縁Ｙａに連続的に連なるように形成される。

上部エネルギ吸収ゾーン５ａとしては、上下高さ方向に見て、図３中、符号Ｌで示すように、縦材接合ゾーンＸの上端側の突出縁部５ｄの高さ位置を基準として、ビス孔７までの最小距離の領域とされる。エネルギ吸収ゾーン５ａを形成する板状材５の板厚ｔについては、当該最小距離Ｌに対し、ｔ／Ｌ＝１／２０以下に設定される。

下部エネルギ吸収ゾーン５ｂの構成、並びに張り出し縁部５ｃの構成は、上部エネルギ吸収ゾーン５ａを上下逆さまにしたもので、同じである。

エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂには、張り出し縁部５ｃに少なくとも部分的に、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂを補剛するための折り曲げ部８が形成される。図示例にあっては、折り曲げ部８は、張り出し縁部５ｃから横架材接合ゾーンＹにまで達するように形成されている。

折り曲げ部８は、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂが座屈変形する際に、張り出し縁部５ｃに沿って生じる応力を負担することができ、これによりエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂに局所的な破断が発生して早期に破壊されてしまうことを防ぐことができる。故に、折り曲げ部８は、張り出し縁部５ｃ全長に亘って形成されることが望ましい。

この折り曲げ部８は、図３及び図４に示すように、板状材５の板厚方向に向けて折り曲げて形成される。折り曲げ部８の折り曲げ方向は、縦材接合ゾーンＸを折り曲げて形成した場合、両者の折り曲げ方向をエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂの板面に対し、図３中、実線で示すように、反対向き（図４（Ａ）参照）としても、あるいは図３中、仮想線で示すように、同じ向き（図４（Ｂ）参照）としてもよい。

以上説明した板状材５による木質構造体用制振部材は、図１及び図２に示されかつ上述したように、木質構造体１の隣接する一対の木質縦材２に、縦材接合ゾーンＸを介して接合されると共に、木質縦材２の上下高さ方向中途部の間に左右横方向へ掛け渡される横架材４に、横架材接合ゾーンＹを介して接合されて、横架材４を木質縦材２に接合し、これに伴って、隅角領域Ｐにエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂが形成されることによって、木質構造体１が制振構造とされるようになっている。

本実施形態に係る木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造にあっては、従来のせん断降伏ヒステリシスによるエネルギ吸収とは異なり、木質縦材２間に渡した横架材４に作用する引張力などを受ける板状材５が圧縮荷重を負担することで生じる座屈変形ヒステリシスによってエネルギ吸収させる構造なので、地震等の振動外力に対し、木材の先行破壊を確実に回避しつつエネルギ吸収できる構造的な釣り合いをもたせ、木質構造体１に見合った適切な振動減衰性能を確保することができる。

また、せん断降伏によるエネルギ吸収に用いられる板厚の厚いダンパとは異なり、面外座屈変形を利用してエネルギ吸収を行う態様であって、折り曲げ部８の形成が可能な程度の板状材５でなる制振部材であるので、軽量であって施工性に優れると同時に、材料コストを低廉化することができる。

張り出し縁部５ｃは、折り曲げ部８を少なくとも部分的に、また湾曲部５ｆを有するので、張り出し縁部５ｃを介して、板状材５全面にわたって確実に面外方向へ座屈変形させることができる。

折り曲げ部８の折り曲げ方向を縦材接合ゾーンＸの折り曲げ向きと反対にすることで、安定した剛性を確実に得ることができ、制振性能を十分に発揮させることができる。

横架材４を前後方向両側から挟む一対の板状材５相互において、縦材接合ゾーンＸの折り曲げ向きをそれぞれ外側に向けることで、木質縦材２間の板状材５の外側に断熱材や外壁材を設ける場合に、これら断熱材等が損傷を受けることを防ぐことができると共に、座屈変形量が大きくなったときには、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂや折り曲げ部８が互いに干渉し合って、板状材５の破壊を遅らせることができる。

木質構造体の制振構造としては、横架材４と板状材５のセットを、上下高さ方向に多段で配設することにより、配設数に応じた優れた制振性能を発揮することができる。

詳細には、本実施形態に係る木質構造体用制振部材及び木質構造体の制振構造では、隣接する一対の木質縦材２に対し、これら木質縦材２の間に掛け渡される横架材４を接合する板状材５として、板厚１．２ｍｍ程度の薄板材を用い、木質縦材２と横架材４との間に生じる曲げ変形によって、板状材５に連続的な面外座屈を生じさせ、このときに生じるヒステリシスロスを減衰力とするようにしている。

特許文献１では、変形部分の長さＬに対する板厚ｔの比（Ｌ／ｔ）が６．７倍前後である。特許文献２では、変形部分の長さＬに対する板厚ｔの比（Ｌ／ｔ）が１３倍である。

本実施形態については、上部もしくは下部エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂの長さＬを、２５０ｍｍとし、板厚ｔを、１．２ｍｍとすると、上記比（Ｌ／ｔ）は２０８倍で、いずれの特許文献と比較しても、１０倍以上薄い板状材を用いていることがわかる。

本実施形態では、連続的な面外座屈を生じさせることが重要で、Ｌ／ｔの値を大きく設定する必要がある。この限度を規定するとすれば、一例として、オイラーの座屈式が成立すると言われる細長比λ＝１００を基準にすることが考えられ、本実施形態の形状寸法にλ＝１００を当てはめて換算すると、Ｌ／ｔは２８．８倍となる。

このことを考慮すると、少なくともＬ／ｔが２０倍以上、言い換えれば、板状材の板厚ｔは、Ｌ／２０以下に設定することが好ましい。

連続的な面外座屈変形を生じさせることについては、以下の通りである。

折り曲げなどのない単純な一枚板を板状材とした場合、木質縦材２と横架材４の隅角領域Ｐに曲げモーメントが生じると、座屈変形が一箇所に集中して生じ、座屈する範囲は狭い。

大きな減衰力を得るには、塑性変形させる範囲を広く確保する必要があり、面外座屈を減衰力として利用する場合でも同様に、座屈変形される範囲を広くすることが好ましい。

その対策として、折り曲げ部８を設けることが有効であり、これにより単純な面外座屈を防止して、変形範囲を広くすることができる。張り出し縁部５ｃの形態としては、真っ直ぐな直線状よりも、湾曲状や弧状であることが有効である。

折り曲げ部８を設けることで、上述のように単純な座屈を抑制して変形範囲を広く確保することができるが、縦材接合ゾーンＸの折り曲げ方向に対し、折り曲げ部８の折り曲げ方向を反対向きにすると、同じ向きにする場合に比して、さらに効果的に単純な面外座屈変形を防止することができる。

同じ向きとした場合、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂに作用する圧縮力により、当該エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂは、折り返している向きとは反対向きに座屈変形しようとする。このとき、折り曲げ部８には、突出縁部５ｄから横架材接合ゾーンＹに向かうその長さ方向に沿う圧縮力が働き、折り曲げ部８自体が座屈しやすい傾向にある。

これに対し、反対向きとした場合には、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂは、圧縮力により、折り返している向きへ座屈変形しようとする。この場合、折り曲げ部８には、その長さ方向に沿う引張力が働くため、折り曲げ部８に座屈が生じることはなく、その機能を十分に発揮させることができる。

また、横架材４を前後方向両側から挟む一対の板状材５相互において、縦材接合ゾーンＸの折り曲げ方向をそれぞれ外側にし、折り曲げ部８の折り曲げ方向をそれとは反対にして、折り曲げ部８同士が向かい合うようにすることが好ましい。この場合では、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂは、上述したように折り曲げ部８を折り返している向きへ座屈変形しようとするので、板状材５同士が近づくように変形する。そして、板状材５のエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂや折り曲げ部８は互いに干渉し合うこととなり、座屈変形の進展を抑制できるため、板状材５が破壊するのを遅らせることができる。

上記実施形態では、板状材５のみを木質構造体用制振部材として説明したが、板状材５を横架材４に接合してユニット化したものを木質構造体用制振部材として扱ってもよいことはもちろんである。

木質構造体１への施工に際しては、ユニット化した木質構造体用制振部材の縦材接合ゾーンＸだけを木質縦材２に接合すれば良く、施工性を向上することができる。

図５～図７には、上記実施形態の変形例が示されている。図５（Ａ）は、変形例に係る板状材５の正面図、図５（Ｂ）は、板状材５の側面図、図５（Ｃ）は、板状材５の平面図である。この変形例は、張り出し縁部５ｃが突出縁部５ｄの終端から横架材接合ゾーンＹの突出側先端Ｙｃ側に向かって、斜め方向に真っ直ぐな傾斜部５ｅのみで直線状に形成されている。

図６（Ａ）は、他の変形例に係る板状材５の正面図、図６（Ｂ）は、板状材５の側面図である。この変形例は、図３に示した板状材５を基本として、上下関係に位置するもの同士のエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂを一体化して、２枚分を１枚の板状材５としたものである。

一体化するにあたり、上下方向に連続して連なる張り出し縁部５ｃは、それらの湾曲部５ｆが四半円状とされ、湾曲部５ｆ同士が直線状の鉛直部５ｇでつなげられて構成されている。

このように構成すれば、上記実施形態では２つの横架材４に対し、８枚の板状材５の設置が必要であるが、それを４枚に減らすことができ、施工能率を向上することができる。

図７は、さらに他の変形例に係る板状材５の正面図である。この変形例は、図６の場合と同様に、図３に示した板状材５を基本として、３枚分を１枚の板状材５としたものである。

このように構成すれば、３つの横架材４に対し、１２枚の板状材５の設置が必要であるが、それを４枚に減らすことができ、さらに施工能率を向上することができる。

殊に、図６及び図７に示した変形例では、木質縦材２にビスで止められた縦材接合ゾーンＸが、面外座屈変形に伴って、木質縦材２から引き抜かれることを防止できる利点がある。

板状材５は、横架材４と木質縦材２との間で、曲げモーメントを伝達する。このため、縦材接合ゾーンＸと木質縦材２との接合部分には、横架材４の上下で、圧縮力と引張力とが同時に働く。圧縮力は、本来の面外座屈変形を板状材５に生じさせるのに対し、引張力は、ビスを引き抜くように作用する。

上下の横架材４の間で、縦材接合ゾーンＸが連続するこれら変形例では、例えば上方の横架材４直下に生じる引張力を、下方の横架材４直上に生じる圧縮力で相殺することができ、上下の横架材４間の縦材接合ゾーンＸには、ほとんど力が発生しない。従って、これら変形例では、ビスの取付作業量を減らすことができ、施工性向上に寄与することができる。

これら変形例におけるその他の構成は、上記実施形態と同様である。これら変形例であっても、制振性能について、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

図８及び図９は、上記実施形態のさらに他の変形例に係る板状材５の正面図である。これらの変形例は、板状材５の上下一対のエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂそれぞれに、当該エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂに生じる変形を効率よく全体に伝搬させて大きな減衰力を得るために、三次元立体折り構造９，１０を備えたものである。

図８は、三次元立体折り構造９として、公知のミウラ折り（登録商標）を形成したものであり、図９は、三次元立体折り構造１０として、公知のヨシムラパターンを形成したものである。図９では、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂは、四角形状に形成されている。

これらは、折り線Ｆ１，Ｆ２が互いに交差し、一方の折り線の谷折り（図中、点線で示す）の両側に他方の折り線の山折り（図中、実線で示す）が交わるように連なり、一方の折り線の山折りの両側に他方の折り線の谷折りが交わるように連なって対をなす、三次元立体折り構造９，１０で構成される。

折り線Ｆ１，Ｆ２を構成するいずれかの谷折りもしくは山折りの線分が、３次元座標系のＸＹ平面、ＹＺ平面及びＺＸ平面すべてに対して傾きをもつように配置されたとき、すべての谷折り及び山折りが三次元空間を占める構造であって、自由度を１つしか持たない折り方であり、折り目の一部だけが変形されても、１自由度であるために、エネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂ全体に変形が及ぶようになっている。

三次元立体折り構造９，１０としては、図８及び図９に示した例に限らず、その他の折り形態であってもよいことはもちろんである。また、張り出し縁部５ｅに折り曲げ部８を形成してもよいことはもちろんである。

このような三次元立体折り構造９，１０をエネルギ吸収ゾーン５ａ，５ｂに備えることにより、大きな減衰力を確保できて、優れた制振性能を発揮する木質構造体用制振部材並びに木質構造体の制振構造を得ることができる。

１ 木質構造体
２ 木質縦材
３ 木質横材
４ 横架材
５ 板状材
５ａ，５ｂ 上下一対のエネルギ吸収ゾーン
５ｃ 張り出し縁部
６ ビス孔
７ ビス孔
８ 折り曲げ部
Ｘ 縦材接合ゾーン
Ｙ 横架材接合ゾーン
Ｙｃ 横架材接合ゾーンの突出側先端
Ｆ１，Ｆ２ 折り線
９，１０三次元立体折り構造

Claims (5)

1. 複数の木質縦材の上下端部をそれぞれ、上下の木質横材に接合して構成される木質構造体に対し、隣接する一対の該木質縦材の上下高さ方向中途部の間に、横架材を左右横方向へ掛け渡して接合する制振部材であって、
   上記横架材の左右両端部分それぞれに、該横架材を前後方向両側から挟んで一対設けられる鋼製の板状材からなり、
   該板状材はそれぞれ、上記木質縦材の上下高さ方向に形成され、該木質縦材と接合される縦材接合箇所を有する縦材接合ゾーンと、該縦材接合ゾーンの中央部分から上記横架材の左右横方向へ向けて突出され、該横架材と接合される横架材接合箇所を有する横架材接合ゾーンと、該横架材接合ゾーンと該縦材接合ゾーンとの間に形成され、該横架材接合ゾーンの突出側先端側から該縦材接合ゾーンの上端側及び下端側それぞれへ向かう張り出し縁部を有して、面外方向への座屈変形によりエネルギ吸収する上下一対のエネルギ吸収ゾーンとを含むことを特徴とする木質構造体用制振部材。
2. 該エネルギ吸収ゾーンの上記張り出し縁部には、少なくとも部分的に、上記板状材の板厚方向に向けて折り曲げて折り曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の木質構造体用制振部材。
3. 前記エネルギ吸収ゾーンは、互いに交差する折り線が、一方の折り線の谷折りの両側に他方の折り線の山折りが交わるように連なり、一方の折り線の山折りの両側に他方の折り線の谷折りが交わって連なるように対をなす、三次元立体折り構造に折られていることを特徴とする請求項１または２に記載の木質構造体用制振部材。
4. 前記横架材が前記板状材に接合されてユニット化されていることを特徴とする請求項１～３いずれかの項に記載の木質構造体用制振部材。
5. 請求項１～４いずれかの項に記載の木質構造体用制振部材を用い、前記木質構造体の隣接する一対の前記木質縦材に対し、それらの上下高さ方向中途部の間に、前記横架材が左右横方向へ掛け渡して接合されていることを特徴とする木質構造体の制振構造。

Images