JP7370199B2 - 制振補強システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば制振ダンパーを用いて建造物を耐震補強する制振補強システムに関する。

一般的な制振ダンパーは、装置の内部に封入されたオイルや粘性体等の抵抗力を利用して減衰力を得る構造になっており、減衰特性の異なる複数種類の制振ダンパーから好適なものを選択して用いる。
このような制振ダンパーを用いた制振構造として、例えば特許文献１に記載されたものが提案されている。この制振構造は、建造物において、各一対の柱と梁で囲われた四角形枠状の空間内に壁状摩擦ダンパーとして下側の梁に固定された下側固定部と上側の梁に固定された上側固定部とを相対摺動可能に備えている。また、柱と平行に延びる架台と上側固定部との間にオイルダンパーが固定されており、小地震や風等の小規模な振動は壁状摩擦ダンパーにより最小限に抑えると共に、大地震にはオイルダンパーと壁状摩擦ダンパーの組み合わせによってエネルギー吸収性能が得られるようにしている。

また、制振ダンパーを用いて建造物を補強する制振補強システムでは、柱及び梁に内接して補強枠を配置し、あと施工アンカー及びコンクリート打設により既存躯体と一体化する。制振ダンパーの取付部材はその補強枠の隅角部に取り付けられることが多い。例えば、補強枠の隅角部にＶ字ブレースが固定され、このＶ字ブレースに制振ダンパーを設置したものが知られている。

図１５に示す制振補強システムでは、建造物の一対の柱Ｐ１、Ｐ２と梁Ｑ１、Ｑ２で囲われた四角形枠状の開口部１００に内接して設けられた補強枠１０８にＶ字ブレース１０１を配置したものが知られている。しかも、Ｖ字ブレースの頂部１０２と補強枠１０８の隅角部の間に制振ダンパー１０３が設置され、水平方向の振動に対して制振ダンパー１０３の減衰力を建造物に無理なく伝達させることができる。
また、図１６に示す制振補強システムでは、一対の柱Ｐ１、Ｐ２と梁Ｑ１、Ｑ２を連結した四角形枠状の開口部１００の対向する梁Ｑ１，Ｑ２の中央に上部固定部１０４、下部固定部１０５がそれぞれ固定されている。上部固定部１０４及び下部固定部１０５の間にゴム等の粘弾性体１０６が設置された壁型の制振ダンパー１０７が設けられている。そのため、水平方向の振動に対して制振ダンパー１０７の減衰力を建造物に伝達させることができる。

特開２０１４－１９４１１６

しかしながら、特許文献１に記載された制振構造では、オイルダンパーとは別に、壁状摩擦ダンパーとして下側固定部と上側固定部、そして下側固定部に対して上側固定部を相対移動させるための締結部と長孔が必要である。そのため、構造が複雑である上に開口部に設置される窓等と干渉する恐れがあるという問題が生じる。
また、上述した制振補強システムの開口部１００にＶ字ブレース１０１を設ける構造では、制振ダンパーやその取付構造等を設置することで開口部を分断したり開口部に設置される窓と干渉したりする恐れがある。そのため、補強前の建物機能を維持できる補強位置を選定することが困難な場合がある。

このような問題を改善する技術として、壁型の制振ダンパー１０７を用いた制振補強システムが提案されている。しかしながら、壁型の制振ダンパー１０７を取り付ける場合、梁Ｑ１、Ｑ２を補強する必要がある上に開口部１００の上下階で補強工事等が必要であり、煩雑で施工コストの上昇を招くという問題がある。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、補強構造をコンパクトに収めて開口部の分断や窓への干渉を抑制でき、梁等の補強が不要で施工コストの上昇を抑制できる制振補強システムを提供することを目的とする。

本発明による制振補強システムは、層を成す建造物の制振補強システムであって、建造物の層における第１構面または第１構面に対向する第２構面に支持されていて層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、第２構面または第１構面及び第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、第２補強部材に設置されていて第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、を備えたことを特徴とする。 本発明によれば、建造物の層における空間に設けた第１構面及び第２構面の間に第１補強部材と第２補強部材を設置し、第２補強部材に作用する水平方向の振動を第２補強部材に設置した制振ダンパーで減衰させるため、柱と梁に内接する補強枠やＶ字ブレースを設ける必要がない。

また、第２補強部材は第１補強部材との組み合わせにより、または第１補強部材とは別個にフレーム状に形成されていることが好ましい。
フレーム状に形成された第２補強部材に制振ダンパーを設置したため、第２補強部材のフレームに伝達される水平方向の振動を制振ダンパーで減衰させることができる。

また、第１補強部材は第１構面または第２構面に設けられた第１結合部材に支持され、第２補強部材を第２構面または第１構面に設けられた第２結合部材に支持されていることが好ましい。
第１構面または第２構面に伝達される振動を第１結合部材または第２結合部材を介して第１補強部材または第２補強部材に伝達でき、さらに第２補強部材または第１補強部材から第２結合部材または第１結合部材を介して第２構面まで伝達できる。
なお、第１結合部材及び第２結合部材において梁の材軸直交方向の反力が生じないように第１結合部材及び第２結合部材の位置を設定したうえで、第１結合部材及び第２結合部材において第１補強部材及び第２補強部材を例えばピン支持とし、梁への応力の伝達方向を梁の材軸方向のみとすることで、上下階(層)での補強工事が必要なく補強工事を当該階の空間のみで完結させることができる可能性が高い。

また、第１補強部材を含めてフレーム状に形成された第２補強部材は、フレームを構成する辺の構造材同士が互いにピンで支持されていてもよい。
第２補強部材は第１補強部材を含めてフレームを形成しており、しかもフレームの構成材同士がピンで支持されているため、第２補強部材の構成材に曲げモーメントやせん断力が発生せず、構成材の接合部をシンプルなディテールとすることができる。

また、制振ダンパーは、第２補強部材における第１構面側に設けられた第一Ｖ字ブレースと第２構面側に設けられた第二Ｖ字ブレースとの間に設置されていてもよい。
第１構面の水平方向の振動が第２補強部材に伝達されると、第２補強部材における第一Ｖ字ブレース及び第二Ｖ字ブレースを介して制振ダンパーで減衰させることができる。

また、制振ダンパーは第２構面に設けられ、第1構面に支持された第1補強部材に設けられた第２補強部材に連結されていることが好ましい。
第１構面に設けられた第1補強部材と第２補強部材が揺動した場合でも第２構面に設けられた制振ダンパーによって減衰させることができる。

また、制振ダンパーは第1構面に設けられ、第２構面に支持された第1補強部材に設けられた第２補強部材に連結されていることが好ましい。
この場合でも、第２構面側に設けられた第1補強部材と第２補強部材が揺動した場合でも第１構面に設けられた制振ダンパーによって減衰させることができる。

また、第２補強部材は、第１補強部材にピンで支持され、または剛結合されていてもよい。
第２補強部材は、第１補強部材にピンで支持された場合には、第１補強部材に曲げモーメントを伝達しないため第1補強部材の負担が小さい。一方、第1補強部材に剛結合された場合には、第１補強部材に曲げモーメントを伝達するため第１補強部材の負担が大きくなるが、制振ダンパーに生じる変位（速度）が大きくなり減衰力が発揮されやすい。

また、第１補強部材は、層間に設けられた柱に固定された支持部によってピンで支持されていてもよい。
第１補強部材はピンで支持されているため、柱に曲げモーメントを伝達せず、柱の負担を軽減することができる。

また、支持部に形成された長穴にピンが挿通されていてもよい。
第１補強部材は支持部に形成された長穴に挿通されたピンをガイドとして水平方向に移動可能であるため、柱への応力の伝達方向も柱の材軸方向のみとなり、柱の補強工事が不要な可能性が高い。

また、支持部に設けられたレールの上を第１補強部材に設けた回転部材及び走行部材が相対移動可能としてもよい。
第１補強部材は支持部に設けられたレールの上を水平方向に相対移動可能で回転可能であるため、柱への応力の伝達方向も柱の材軸方向のみとなり、柱の補強工事が不要な可能性が高い。

また、支持部は、柱に固定された第一支持部と、第１補強部材に固定された第二支持部と、第一支持部及び第二支持部に揺動可能に接続された仲介部材と、を有していてもよい。
支持部は柱に固定された第一支持部と第1補強部材に固定された第二支持部とを仲介部材で揺動可能に接続したため、柱への応力の伝達方向も柱の材軸方向のみとなり、柱の補強工事が不要な可能性が高い。

本発明による制振補強システムによれば、建造物の層間に設けられた第１補強部材及び第２補強部材を柱及び梁に内接する補強枠やＶ字ブレースを設けることなくコンパクトに納めることができて制振ダンパーの減衰力を伝達できる。そのため、第１補強部材及び第２補強部材が層間に形成された開口部の分断や開口部に設置する窓との干渉を生じることなく、建築計画に整合した補強位置を選定することができる。

また、層間に設けられた第１補強部材及び第２補強部材によって制振ダンパーの減衰力を柱及び梁の材軸方向の応力として伝達するため、柱及び梁への影響が小さく柱及び梁等の補強が不要であるため、施工コストの上昇を抑制することができる。しかも、補強工事を建造物の当該層間の開口部のみで完結させることができるため、開口部の上下層部分の補強工事が不要であり施工コストを低減できる。

本発明の第一実施形態による制振補強装置を建造物の層間の架構に取り付けた状態の要部説明図である。 図１に示す補強部材の支持部のＡ－Ａ線断面図である。 （ａ）は図１に示す上受け部及び補強部材のＢ－Ｂ線断面図、（ｂ）は同図（ａ）の変形例による同様な断面図である。 第二実施形態による制振補強装置を示す要部説明図である。 第三実施形態による制振補強装置の要部説明図である。 第四実施形態による制振補強装置の要部説明図である。 第五実施形態による制振補強装置の要部説明図である。 （ａ）、（ｂ）は補強部材の振動状態を示す図である。 第六実施形態による制振補強装置の要部説明図である。 （ａ）、（ｂ）は補強部材の振動状態を示す図である。 第七実施形態による制振補強装置の要部説明図である。 第七実施形態による制振補強装置の変形例を示す要部説明図である。 補強部材を柱に支持させる支持部の別例を示す要部説明図である。 （ａ）、（ｂ）は図１３に示す支持部による補強部材の振動状態を示す図である。 従来例によるＶ字ブレースを用いた制振補強構造を示す要部説明図である。 他の従来例による壁型の制振ダンパーを用いた制振補強構造を示す要部説明図である。

以下、本発明の各実施形態による制振ダンパーを備えた制振補強装置(制振補強システム)について添付図面により説明する。
図１乃至図３は第一実施形態による制振補強装置１を示すものである。図１に示す制振補強装置１は、例えば鉄筋コンクリート造の建造物ＢＬの下層部の層間の架構に取り付けられている。なお、制振補強装置１の設置箇所は低層部に限らず高層部等、任意の層(階)に設置してもよい。制振補強装置１は、建造物ＢＬの架構の相対変位可能な任意の二層間の空間（開口部)２に配設されている。この建造物ＢＬは、例えば１フロアの左右の柱Ｐ１及び柱Ｐ２と上下の梁Ｑ１及び梁Ｑ２とで仕切られた空間２を上下左右に多数有している。

例えば空間２内において、対向する柱Ｐ１、柱Ｐ２の各上端部の内面３には支持部５が締結ボルト(図示せず)等で固定されている。支持部５は、例えば図２に示すように、柱Ｐ１、Ｐ２の内面３に締結ボルト等で固定する板状の固定部５ａと、後述する補強部材８の各端部を揺動可能に支持するための断面略コの字状の受け部５ｂと、がそれぞれ一体に構成されている。受け部５ｂの対向する両側部５ｃには補強部材８の端部を支持するための締結ボルト等のピン６が締結ナット等で固定されている。ピン６は補強部材８の端部と両側部５ｃを貫通している。

補強部材８は、図３（ａ）に示すように、例えば断面略ロの字状をなす棒状の鋼材からなり、その両端部はそれぞれ支持部５の受け部５ｂ内に収められてピン６で回動可能に支持されている。また、空間２の上側の梁Ｑ１における下側の梁Ｑ２に対向する面(下面)は第１構面９とされ、下側の梁Ｑ２の上側の面(上面)は第２構面１０とされている。第１構面９の長手方向中央には、図３（ａ）に示すように、断面視略コの字状の上受け部１１が締結ボルト等で固定されている。上受け部１１の内部には補強部材８の長手方向中央部が相対揺動可能に収納されている。
しかも、上受け部１１の両側部を貫通して装着された締結ボルト等の上部ピン１３は締結ナット等で両端を固定され、補強部材８を貫通して支持している。補強部材８は上部ピン１３に対して揺動可能に支持されている。そのため、柱Ｐ１、Ｐ２が水平方向に揺動した際に上部ピン１３に対して補強部材８が揺動可能とされている。

補強部材８の下面には空間２内の下方に延びるフレーム１５が連結されている。フレーム１５は、補強部材８の中央部を上枠として左右の縦枠１６、１７と下枠１８とで例えば四角形枠状に形成されており、下枠１８は下側の梁Ｑ２の第２構面１０近傍に位置している。縦枠１６、１７の各上端部は補強部材８に上部連結ピン２０でそれぞれ揺動可能に連結され、各下端部は下枠１８に下部連結ピン２１でそれぞれ揺動可能に連結されている。

下側の梁Ｑ２の第２構面１０における長手方向中央には断面視略コの字状の下受け部２３が締結ボルト等で固定され、下受け部２３の内部には下枠１８の長手方向中央部が相対揺動可能に収納されている。しかも、下受け部２３の両側部間に装着された締結ボルト等の下部ピン２２は下枠１８を貫通して締結ナット等で支持されている。下受け部２３及び下部ピン２２は、図３（ａ）に示す上受け部１１及び上部ピン１３と略同一構成を有している。
そのため、下枠１８は下部ピン２２に対して揺動可能とされている。柱Ｐ１、Ｐ２が水平方向に揺動した際に下部ピン２２に対して下枠１８が揺動可能とされている。なお、上受け部１１及び上部ピン１３と下受け部２３及び下部ピン２２の取り付け位置は、梁Ｑ１、Ｑ２の材軸に直交する方向の反力が生じないように例えば梁Ｑ１、Ｑ２の長手方向中央部に設置することが好ましい。

図１に示す四角形枠状のフレーム１５において、補強部材８と縦枠１６，１７との各接合部から下方に頂部をなす第一Ｖ字ブレース２４が垂下している。第一Ｖ字ブレース２４は一方の縦枠１７側の辺２４ａが他方の縦枠１６側の辺２４ｂより短い辺とされ、頂部２４ｃが例えば線状または板状に下方に垂下されている。しかも、辺２４ａの端部は補強部材８と縦枠１７との接合部に連結され、辺２４ｂの端部は補強部材８と縦枠１６との接合部に連結されている。

同様に、下枠１８と縦枠１６，１７との各接合部から延びて上方に頂部をなす第二Ｖ字ブレース２５が上方に突出している。第二Ｖ字ブレース２５は一方の縦枠１７側の辺２５ａが他方の縦枠１６側の辺２５ｂより長い辺とされ、頂部２５ｃが上方に例えば線状または板状に突出している。そして、第一Ｖ字ブレース２４と第二Ｖ字ブレース２５は空間２内で略回転対称に対向配設され、頂部２４ｃと頂部２５ｃが水平方向に対向配置されている。しかも、辺２５ａの端部は下枠１８と縦枠１７との接合部に連結され、辺２５ｂの端部は下枠１８と縦枠１６との接合部に連結されている。
第一Ｖ字ブレース２４と第二Ｖ字ブレース２５は柱Ｐ１、Ｐ２と梁Ｑ１、Ｑ２の接合部に連結されていないため、フレーム１５と柱Ｐ１の間の空間２ａ、フレーム１５と柱Ｐ２の間の空間２ｂを建築計画上有効に使用することができる。

第一Ｖ字ブレース２４の頂部２４ｃと第二Ｖ字ブレース２５の頂部２５ｃには制振ダンパー２６が連結されている。制振ダンパー２６は例えばオイルダンパー、摩擦ダンパーまたは粘弾性体(高減衰ゴム)等の任意のダンパーを採用可能である。制振ダンパー２６は例えばオイルや粘性体等を内蔵したシリンダ２６ａが一方の頂部２５ｃに固定され、シリンダ２６ａ内に進退して振動を減衰させるピストンロッド２６ｂが他方の頂部２４ｃに固定されている。
制振ダンパー２６は第一Ｖ字ブレース２４と第二Ｖ字ブレース２５の間で水平方向に配設されており、フレーム１５に生じる水平方向の振動を制振ダンパー２６によって減衰させることができる。

また、下側の梁Ｑ２の第２構面１０における長手方向中央には断面視略コの字状の下受け部２３が締結ボルト等で固定され、下受け部２３の内部にはフレーム１５の下枠１８の長手方向中央部が収納されている。しかも、下受け部２３の両側部間に装着された下部ピン２２は下枠１８を貫通して支持されている。そのため、柱Ｐ１、Ｐ２、梁Ｑ１、Ｑ２が水平方向に揺動した際に下部ピン２２に対して下枠１８が揺動可能とされている。
なお、補強部材８は断面ロの字状に限定されるものではなく、例えばＨ形状で図３（ｂ）に示すように上受け部１１Ａ(または下受け部２３Ａ)との取合い部のみ断面略Ｔ字状に形成されていてもよい。この場合、断面略Ｔ字の中央軸部を上部ピン１３（または下部ピン２２）が貫通して補強部材８Ａを支持している。

本第一実施形態による制振補強装置１では、建造物ＢＬの層間の空間２を構成する柱Ｐ１、Ｐ２、梁Ｑ１、Ｑ２に対して、柱Ｐ１、Ｐ２間の上部に補強部材８を取り付けた。補強部材８をフレーム１５の一辺として縦枠１６、１７と下枠１８とを連結して四角形枠状を構成している。更に、補強部材８を上受け部１１の上部ピン１３で支持し、下枠１８を下受け部２３の下部ピン２２で支持した。フレーム１５の縦枠１６、１７は補強部材８に上部連結ピン２０で支持し、下枠１８に下部連結ピン２１で支持した。

このように上部ピン１３、下部ピン２２、上部連結ピン２０、下部連結ピン２１で、補強部材８及びフレーム１５を支持するため、第１構面９及び第２構面１０に伝達される応力を、各構面に沿った応力(梁Ｑ１，Ｑ２の材軸方向の軸力)のみにすることができる。そのため、上下階での梁Ｑ１、Ｑ２の補強工事が不要で建造物ＢＬの補強工事を空間２内のみで施工できる。

本実施形態による制振補強装置１は上述した構成を備えており、次に地震や強風等で生じる振動に対して建造物ＢＬの振動減衰方法について説明する。
地震発生時や強風発生時に地盤等の支持構造物が水平方向に振動すると、支持構造物に支持された建造物ＢＬが応答して水平方向に振動する。建造物ＢＬが地震等で振動して変形すると、架構の各空間(開口部)２の上層と下層とに水平方向の層間変位が生じる。即ち、建造物ＢＬの振動により、空間２を構成する柱Ｐ１，Ｐ２と梁Ｑ１、Ｑ２がそれぞれ水平方向に往復運動する。

これにより、補強部材８が各柱Ｐ１、Ｐ２の支持部５にピン６で支持されて水平方向に揺動し、水平方向に揺動する上側の梁Ｑ１の第１構面９の上受け部１１の上部ピン１３を中心に補強部材８が揺動する。これにより、補強部材８はその両端部が上下方向に揺動するが、柱Ｐ１、Ｐ２で支持された支持部５のピン６によって鉛直方向の揺動を抑制する。そのため、鉛直方向の応力は両端のピン６を介して柱Ｐ１、Ｐ２に伝達される。

また、上側の梁Ｑ１及び下側の梁Ｑ２はそれぞれ水平方向に振動する。空間２の上側では上部ピン１３を介して補強部材８に伝達され、更に上部連結ピン２０を介して左右の縦枠１６、１７を有するフレーム１５を水平方向に揺動させる。一方、下側では下側の梁Ｑ２から下部ピン２２を介して水平方向に揺動するフレーム１５の下枠１８に伝達され、フレーム１５を水平方向に揺動させる。
そして、上側の梁Ｑ１側ではフレーム１５の第一Ｖ字ブレース２４が特定の周期で振動し、下側の梁Ｑ２側では第二Ｖ字ブレース２５が別個の周期で振動する。そのため、第一及び第二Ｖ字ブレース２４，２５の振動を頂部２４ｃ、２５ｃで連結された制振ダンパー２６によって減衰させることができる。

本実施形態では、補強部材８及びフレーム１５をピン６、上部ピン１３、下部ピン２２、上部連結ピン２０、下部連結ピン２１によって柱Ｐ１、Ｐ２、梁Ｑ１、Ｑ２に支持したため、下側の梁Ｑ２の第２構面１０に伝達される応力を第２構面１０に沿った応力(梁Ｑ２の材軸方向の軸力)のみにすることができる。
これに対し、仮に補強部材８及びフレーム１５を柱Ｐ１、Ｐ２及び梁Ｑ１、Ｑ２に対して剛接合にすると、振動時に柱Ｐ１、Ｐ２、梁Ｑ１、Ｑ２に大きな曲げモーメントが発生する。そのため、柱Ｐ１、Ｐ２、梁Ｑ１、Ｑ２の補強工事が必要になる可能性が高い。

上述したように本実施形態による制振補強装置１によれば、建造物ＢＬの層間の空間２を構成する柱Ｐ１、Ｐ２間に補強部材８を取り付け、補強部材８を四角形枠状の一辺としてフレーム１５を連結した。更に、補強部材８を上受け部１１の上部ピン１３で上側の梁Ｑ１に支持し、下枠１８を下受け部２３の下部ピン２２で下側の梁Ｑ２に支持した。しかも、第一Ｖ字ブレース２４、第二Ｖ字ブレース２５は柱Ｐ１、Ｐ２及び梁Ｑ１、Ｑ２に内接する補強枠に取り付ける必要がない。

また、本実施形態による制振補強装置１では、地震や強風等が生じると、補強部材８に生じる鉛直方向の振動を柱Ｐ１、Ｐ２に固定した支持部５のピン６によって伝達できる上に、梁Ｑ１、Ｑ２に生じる水平方向の振動を上部ピン１３及び下部ピン２２を介してフレーム１５に伝達してフレーム１５内に設けた制振ダンパー２６によって減衰できる。しかも、梁Ｑ１、Ｑ２の中央で応力を伝達するが、その伝達方向は水平方向のみであるため梁Ｑ１、Ｑ２等への影響が小さい。
そのため、上下階での梁Ｑ１、Ｑ２の補強工事が不要で、建造物ＢＬの補強工事を空間２内のみで施工できて補強工事の施工コストを低減できる。

また、補強部材８やフレーム１５を柱Ｐ１、Ｐ２間にコンパクトに納めることができるため、空間２を構成する部屋の分断や空間２に設置する窓への干渉を生じることがなく、建築計画に整合した補強を行える。

なお、本発明は上述した第一実施形態による制振補強装置１に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例等について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分や部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

次に第二実施形態による制振補強装置１Ａについて図４により説明する。
本実施形態による制振補強装置１Ａでは、空間２内に設置されたフレーム１５は、補強部材８とは別個に上枠２８が設置され、上枠２８は左右の縦枠１６，１７に上部連結ピン２０で連結されている。そのため、フレーム１５は上枠２８、下枠１８、縦枠１６、１７とで四角形枠状に形成されている。そして、補強部材８の下面には、上受け部１１と同様な構成を有する断面略コの字状の中間受け部３１が上枠２８の両端に設けられ、各中間受け部３１内には上枠２８が収納されている。各中間受け部３１の両側部には上部連結ピン２０がそれぞれ装着されている。上部連結ピン２０に上枠２８の両端を貫通させることで揺動可能に支持されている。

そして、地震や強風等が生じると、空間２を構成する左右の柱Ｐ１、Ｐ２、上側の梁Ｑ１及び下側の梁Ｑ２はそれぞれ水平方向に振動する。上側の梁Ｑ１では上部ピン１３を介して補強部材８に伝達され、２つの中間受け部３１に設けた上部連結ピン２０を介してフレーム１５の上枠２８が水平方向に振動する。フレーム１５の縦枠１６、１７も上部連結ピン２０、下部連結ピン２１を介して揺動する。
一方、下側の梁Ｑ２が水平方向に揺動すると下受け部２３及び下部ピン２２を介してフレーム１５の下枠１８が水平方向に揺動するため、フレーム１５が水平方向に揺動する。

そして、上側の梁Ｑ１側では第一Ｖ字ブレース２４が特定の周期で振動し、下側の梁Ｑ２側では第二Ｖ字ブレース２５が別個の周期で振動する。そのため、第一及び第二Ｖ字ブレース２４，２５を頂部２４ｃ、２５ｃで連結する制振ダンパー２６によって、振動を減衰させることができる。

次に、本発明の第三実施形態による制振補強装置１Ｂについて、図５により説明する。 本実施形態による制振補強装置１Ｂでは、空間２内に設けた補強部材８は上側の梁Ｑ１側に代えて下側の梁Ｑ２側で、柱Ｐ１、Ｐ２の下部に支持部５を介してピン６で支持されている。しかも、補強部材８はその中央で、下側の梁Ｑ２の第２構面１０に固定した下受け部２３の下部ピン２２で揺動可能に支持されている。フレーム１５は上枠２８と左右の縦枠１６，１７と下枠１８に代えて設けた補強部材８とで四角形枠状に形成されている。 しかも、上枠２８は、上側の梁Ｑ１の第１構面９に固定した上受け部１１の上部ピン１３が貫通して支持され、揺動可能とされている。縦枠１６，１７は上枠２８に対して上部連結ピン２０を介して揺動可能であり、補強部材８に対して下部連結ピン２１を介して揺動可能である。

従って、建造物ＢＬが地震や強風等で振動した場合、補強部材８が各柱Ｐ１、Ｐ２の支持部５のピン６に支持されて水平方向に揺動し、水平方向に揺動する下側の梁Ｑ２の第２構面１０の下受け部２３の下部ピン２２を中心に補強部材８が揺動する。これにより、補強部材８はその両端部が上下方向に揺動するが、柱Ｐ１、Ｐ２で支持された支持部５のピン６によって鉛直方向の揺動を抑制する。そのため、鉛直方向の応力は両端のピン６を介して柱Ｐ１、Ｐ２に伝達される。

また、上側の梁Ｑ１の水平方向の振動により、上部ピン１３を介してフレーム１５の上枠２８が水平方向に揺動する。また、下側の梁Ｑ２の水平方向の振動により下部ピン２２を介して補強部材８が水平方向に揺動する。これにより、フレーム１５が水平方向に振動するため、上枠２８の振動が第一Ｖ字ブレース２４に伝達され、補強部材８の振動が第二Ｖ字ブレース２５に伝達する。そして、頂部２４ｃと頂部２５ｃの間に設置された制振ダンパー２６によって振動が減衰させられる。

次に、本発明の第四実施形態による制振補強装置１Ｃについて、図６により説明する。 本実施形態による制振補強装置１Ｃでは、空間２内に設けた補強部材８の両端部は上側の梁Ｑ１の近傍で左右の柱Ｐ１、Ｐ２の上部に、支持部５に設けたピン６を介して支持されている。しかも、補強部材８は上側の梁Ｑ１の第1構面９の中央部に固定した上受け部１１の上部ピン１３を介して揺動可能に支持されている。
また、フレーム１５は上枠となる補強部材８と左右の縦枠１６、１７と下枠１８とで四角形枠状に形成され、下枠１８は下受け部２３の下部ピン２２を介して揺動可能に支持されている。下枠１８は下側の梁Ｑ２の第２構面１０において中央部に固定した下受け部２３内で下部ピン２２により揺動可能に支持されている。

フレーム１５の内部において、第一及び第二Ｖ字ブレース２４、２５及び制振ダンパー２６に代えて壁型の制振ダンパー３５が設置されている。壁型の制振ダンパー３５は、補強部材８の下面に連結された上部固定部材３６と、下枠１８の上面に連結された下部固定部材３７と、上部固定部材３６及び下部固定部材３７の間に連結された粘弾性体３８とで構成されている。
上部固定部材３６及び下部固定部材３７は例えば鋼材等の金属部材からなる剛体であり、例えば断面略台形板状に形成されている。粘弾性体３８はゴム等の粘弾性材料からなり、例えば長方形板状に形成されている。壁型の制振ダンパー３５は、上部固定部材３６及び下部固定部材３７の水平方向の振動を、粘弾性体３８を水平方向に相対変位させることで減衰させることができる。

本実施形態においても、梁Ｑ１、Ｑ２からフレーム１５の補強部材８と下枠１８に伝達される水平方向の振動を壁型の制振ダンパー３５によって減衰させることができる。

上述した第一乃至第四実施形態や変形例による制振補強装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、上側の梁Ｑ１に上部ピン１３を有する上受け部１１を設けたり、下側の梁Ｑ２に下部ピン２２を有する下受け部２３を設けて、補強部材８または上枠２８を支持したり、下枠１８または補強部材８を支持している。しかも、補強部材８や上枠２８、下枠１８や補強部材８を支持する上部ピン１３や下部ピン２２等はそれぞれ１つのピンで構成されている。しかし、本発明は、補強部材８や上枠２８、下枠１８や補強部材８を１つのピンで支持する構成に限定されるものではない。

次に本発明の第五実施形態による制振補強装置１Ｄについて図７及び図８により説明する。
図７において、補強部材８の両端部を支持する柱Ｐ１、Ｐ２の支持部５は締結ボルト等のピン６を挿通させる穴が長穴４０等のルーズホールとされている(図７では一方のみを示している)。なお、補強部材８には第一実施形態と同様にフレーム１５が配設されているものとする。

そのため、強風や地震等が生じた際に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、建造物ＢＬが振動して柱Ｐ１，Ｐ２と梁Ｑ１、Ｑ２がそれぞれ水平方向に往復運動する。すると、補強部材８は柱Ｐ１、Ｐ２の支持部５に対して材軸方向に相対移動可能とされ、補強部材８が水平方向に往復移動すると、その両端を貫通するピン６が支持部５の長穴４０に対して相対移動する。そのため、柱Ｐ１、Ｐ２への応力の伝達方向も柱Ｐ１、Ｐ２の材軸方向のみとなり、柱Ｐ１、Ｐ２の補強工事を不要とすることができる。

次に本発明の第六実施形態による制振補強装置１Ｅについて図９及び図１０により説明する。
図９において、補強部材８の両端部を支持する柱Ｐ１、Ｐ２の支持部５は設けられていない。本実施形態では、柱Ｐ１、Ｐ２の空間２内にはレール保持部材４３が固定され、レール保持部材４３の上面にレール４２が設置されている。レール４２は補強部材８の長手方向に向けて設置されている。一方、補強部材８の両端部の下面には、球体４１ａとその受け部４１ｂとを備えたボールジョイント４１が設置され、受け部４１ｂにはレール４２上を走行可能な走行部材４４が固定されている。なお、図９、図１０では一方のレール４２と走行部材４４及びボールジョイント４１とを示している。補強部材８は柱Ｐ１、Ｐ２に設けたレール４２に走行部材４４を載置させた状態で材軸方向に相対移動可能とされ、しかもボールジョイント４１で回転可能とされている。なお、レール保持部材４３は支持部に含まれる。

そのため、強風や地震等が生じた際に、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、建造物ＢＬが振動して柱Ｐ１，Ｐ２と梁Ｑ１、Ｑ２がそれぞれ水平方向に往復運動する。すると、補強部材８は梁Ｑ１の第一構面９の上部受け部１１に設けられた上部ピン１３に支持された状態で、柱Ｐ１、Ｐ２のレール保持部材４３のレール４２上を走行部材４４と一体に水平方向に移動する。しかも、補強部材８は両端に設けたボールジョイント４１等の回転部材を中心に回転可能である。補強部材８が水平方向に往復移動すると、その両端に設けた走行部材４４がレール４２上を相対移動するため、柱Ｐ１、Ｐ２への応力の伝達方向も柱Ｐ１、Ｐ２の材軸方向のみとなり、柱Ｐ１、Ｐ２の補強工事を不要とすることができる。

次に第七実施形態による制振補強装置１Ｆについて図１１により説明する。
本実施形態による制振補強装置１Ｆでは、空間２内で補強部材８が梁Ｑ１の第一構面９の上部受け部１１に設けられた上部ピン１３に支持されている。この補強部材８は両端部が柱Ｐ１、Ｐ２に固定された支持部５と共にピン６を貫通させている。補強部材８には例えばＶ字状のフレーム４７が下方に向けて垂下して支持されている。
フレーム４７の一方の辺部４７ａと他方の辺部４７ｂの各一方の端部がそれぞれ上部連結ピン２０によって補強部材８に支持され、他方の端部が互いに連結された略三角形枠状に形成されている。一方の辺部４７ａと他方の辺部４７ｂの連結部は頂部４７ｃとされている。なお、一方の辺部４７ａは他方の辺部４７ｂより短く形成されているが、同一長さでもよいし、一方の辺部４７ａを他方の辺部４７ｂより長く形成してもよい。

また、梁Ｑ２の第２構面１０の中央付近には例えば筒型の制振ダンパー４８が連結されている。制振ダンパー４８に設けたシリンダ４８ａの一端部は梁Ｑ２に設けられた下受け部２３内に装着され、下部ピン２２を貫通させて支持されている。制振ダンパー４８の他端部にシリンダ４８ａ内に進退して振動を減衰させるピストンロッド４８ｂが、フレーム４７の頂部４７ｃに固定されている。制振ダンパー４８は上述の制振ダンパー２６と同様にオイルダンパー、摩擦ダンパー、粘弾性体等の任意のダンパーを採用可能である。

本実施形態による制振補強装置１Ｆは上述の構成を備えているから、地震や強風等が生じると、空間２を構成する左右の柱Ｐ１、Ｐ２、上下の梁Ｑ１、Ｑ２はそれぞれ水平方向に振動する。上側の梁Ｑ１では上部ピン１３を介して補強部材８に振動が伝達され、２つの上部連結ピン２０を介してフレーム４７が水平方向に揺動する。一方、下側の梁Ｑ２が水平方向に揺動すると下受け部２３及び下部ピン２２を介して制振ダンパー４８が水平方向に別の周期で揺動する。
そして、フレーム４７の振動は頂部４７ｃに連結された制振ダンパー４８によって減衰させることができる。

なお、上述の実施形態ではフレーム４７の両側の辺部４７ａ、４７ｂの上端部が補強部材８に上部連結ピン２０で支持されているとしたが、剛結合されていてもよい。この場合、フレーム４７は補強部材８とより一体的に振動することになる。この場合でも、補強部材８及びフレーム４７の振動は制振ダンパー４８によって減衰させられる。

次に、第七実施形態による制振補強装置１Ｆの変形例を図１２により説明する。
図１２に示す制振補強装置１Ｇにおいて、補強部材８を梁Ｑ２の第２構面１０に下受け部２３及び下部ピン２２によって取り付けて両端を支持部５及びピン６で柱Ｐ１、Ｐ２に支持させている。この場合、フレーム４７は補強部材８から上方の第１構面９側に頂部４７ｃを向けて取り付けられ、第一構面９に上部受け部１１及び上部ピン１３で支持された制振ダンパー４８のピストンロッド４８ｂを頂部４７ｃに固定する構成を採用している。
本変形例においても、補強部材８及びフレーム４７の振動は制振ダンパー４８によって減衰できる。

次に、上述の各実施形態等で説明した補強部材８の両端を支持する支持部５の変形例について、図１３及び図１４により説明する。
この支持部５０は第一支持部５１がボルト等で柱Ｐ１に固定され、第一支持部５１にはピン５２を介して仲介部材５３の一端が揺動可能に支持されている。仲介部材５３の他端には補強部材８の一端に連結された第二支持部５４がピン５５で揺動可能に支持されている。補強部材８の他端も同一の構成を有している。そのため、補強部材８はその両端で支持部５０の仲介部材５３及びピン５２、５５を介して揺動可能とされている。

従って、地震や強風等が生じると、空間２を構成する左右の柱Ｐ１、Ｐ２、上下の梁Ｑ１、梁Ｑ２はそれぞれ水平方向に振動する。上側の梁Ｑ１では上部ピン１３を介して補強部材８に振動が伝達される。
例えば、図１４（ａ）において、上側の梁Ｑ１が右方向に揺動すると、一体に移動する補強部材８及び第二支持部５４に対して仲介部材５３がピン５５を介して相対的に時計回りに回動する。また、図１４（ｂ）において、上側の梁Ｑ１が左方向に揺動すると、一体に移動する補強部材８及び第二支持部５４に対して仲介部材５３がピン５５を介して相対的に反時計回りに回動する。そのため、補強部材８から柱Ｐ１、Ｐ２への応力の伝達方向は柱Ｐ１、Ｐ２の材軸方向のみとなり、柱Ｐ１、Ｐ２の補強工事を不要とすることができる。

なお、本発明において、補強部材８は第１補強部材、フレーム１５、４７は第２補強部材に含まれる。
また、補強部材８を上側の梁Ｑ１の第１構面９と下側の梁Ｑ２の第２構面１０の両方に設けてもよい。この場合、フレーム１５は縦枠１６，１７の両端を上下の補強部材８に上部連結ピン２０、下部連結ピン２１で支持するように構成してもよい。

また、上述した各実施形態等では、建造物ＢＬの層を仕切る空間２の上下部に上側の梁Ｑ１と下側の梁Ｑ２を設けた。しかし、フラットスラブ構造の建造物ＢＬでは、梁を設置しておらず、天井スラブと床スラブ等のスラブが設置されている。この場合も、天井スラブに設けた第１構面９と床スラブに設けた第２構面１０とに上受け部１１や下受け部２３等を固定することができ、本発明を適用できる。
また、補強部材８を支持する上受け部１１及び上部ピン１３、または下受け部２３及び下部ピン２２は第１結合部材であり、フレーム１５を支持する下受け部２３及び下部ピン２２、または上受け部１１及び上部ピン１３は第２結合部材である。
また、制振補強装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇは建造物ＢＬの任意の場所に設置することができ、かつ設置数も適宜選択できる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 制振補強装置
５、５０ 支持部
６、５２、５５ ピン
８ 補強部材
９ 第1構面
１０ 第２構面
１１ 上受け部
１３ 上部ピン
１５、４７ フレーム
１６、１７ 縦枠
１８ 下枠
２２ 下部ピン
２３ 下受け部
２４ 第一Ｖ字ブレース
２５ 第二Ｖ字ブレース
２６、４８ 制振ダンパー
２８ 上枠
３５ 壁型の制振ダンパー
３６ 上部固定部材
３７ 下部固定部材
３８ 粘弾性体
４０ 長穴
４１ ボールジョイント
４１ａ 球体
４１ｂ 受け部
４２ レール
４４ 走行部材
５１ 第一支持部
５３ 仲介部材
５４ 第二支持部
Ｐ１，Ｐ２ 柱
Ｑ１、Ｑ２ 梁

Claims (13)

1. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面に支持されていている第１補強部材であって、さらに前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記建造物の層における第２構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記第１補強部材と前記第２補強部材は、４角形枠状に形成され、前記枠の４辺が互いにピンで連結されている
   制振補強システム。
2. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面に支持されていている第１補強部材であって、さらに前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記建造物の層における第２構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記第２補強部材は、４角形枠状に形成され、前記枠の４辺が互いにピンで連結されていて、
   前記第１補強部材は、前記枠とは別体で形成されている
   制振補強システム。
3. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面に設けられた第１結合部材に支持されていている第１補強部材であって、さらに前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記建造物の層における第２構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記第２補強部材は前記第２構面に設けられた第２結合部材に支持されていて、
   前記第１補強部材は前記第１構面を有する梁の材軸直交方向の反力が生じないような位置に設けられている、
   制振補強システム。
4. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面に支持されていている第１補強部材であって、さらに前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記建造物の層における第２構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記第１補強部材と前記第２補強部材は、１つのフレームを構成する辺の構造材であり、
   前記第１補強部材と前記辺の構造材同士が互いにピンで支持されている
   制振補強システム。
5. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面または前記第１構面に対向する第２構面に支持されていて前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記第２構面または前記第１構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記制振ダンパーは、前記第２補強部材における前記第１構面側に設けられた第一Ｖ字ブレースと前記第２構面側に設けられた第二Ｖ字ブレースとの間に設置されている
   制振補強システム。
6. 前記制振ダンパーは前記第２構面に設けられ、前記第１構面に支持された前記第１補強部材に設けられた前記第２補強部材に連結されている請求項４に記載された制振補強システム。
7. 前記制振ダンパーは前記第１構面に設けられ、前記第２構面に支持された前記第１補強部材に設けられた前記第２補強部材に連結されている請求項４に記載された制振補強システム。
8. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面または前記第１構面に対向する第２構面に支持されていて前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記第２構面または前記第１構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記第２補強部材は略Ｖ字状のブレースであり、前記第１補強部材にピンで支持され、または剛結合されている
   制振補強システム。
9. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
   前記建造物の層における第１構面または前記第１構面に対向する第２構面に支持されていて前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
   前記第２構面または前記第１構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
   前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
   を備え、
   前記第１補強部材は、前記層間に設けられた前記柱に固定された前記支持部によってピンで支持されている
   制振補強システム。
10. 前記支持部に形成された長穴に前記ピンが挿通されている請求項９に記載された制振補強システム。
11. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
    前記建造物の層における第１構面または前記第１構面に対向する第２構面に支持されていて前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
    前記第２構面または前記第１構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
    前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
    を備え、
    前記支持部に設けられたレールの上を前記第１補強部材に設けた回転部材及び走行部材が相対移動可能とした
    制振補強システム。
12. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
    前記建造物の層における第１構面または前記第１構面に対向する第２構面に支持されていて前記層間に設けられた柱に固定された支持部に支持された第１補強部材と、
    前記第２構面または前記第１構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
    前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
    を備え、
    前記支持部は、前記柱に固定された第一支持部と、前記第１補強部材に固定された第二支持部と、前記第一支持部及び第二支持部に揺動可能に接続された仲介部材と、を有している
    制振補強システム。
13. 層を成す建造物の制振補強システムであって、
    前記建造物の層における第１構面に第１ピンを介して支持されていている第１補強部材であって、さらに前記層間に設けられた柱に固定された支持部に第２ピンを介して支持された第１補強部材と、
    前記建造物の層における第２構面及び前記第１補強部材の間に支持された第２補強部材と、
    前記第２補強部材に設置されていて前記第２補強部材に生じる水平方向の振動を減衰させる制振ダンパーと、
    を備える制振補強システム。

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