JP7465221B2 - 制振構造、制振建物 - Google Patents

Description

本発明は、制振構造、制振建物に関する。

建物の耐振性能を高めるため、様々な免震技術、制振技術が提案されている。一般に、低層の建物では、例えば地震により水平方向の力が作用すると、各階層が水平方向に変位する、せん断変形が生じる。これに対し、例えば高さ１５０ｍ以上といった高層の建物の中層部以上においては、上記のような水平方向の変形成分に比べ、曲げ変形成分が卓越する傾向になる。すなわち、せん断変形による影響は低減し、建物の一方の側が他方の側よりも伸びて、建物が曲がるように変形する、曲げ変形の影響が大きくなる。このため、高層の建物の中層部以上において、例えばオイルダンパーなどの制振ダンパーをシアリンク型やブレース型に配置し、せん断変形を吸収するようにしたとしても、振動エネルギーを有効に吸収することは難しい。
例えば特許文献１には、同一面内に離間して立設された２つの連層耐震壁と、２つの連層耐震壁の端部同士を接合する複数の境界梁と、を備え、各連層耐震壁が、その外側の下端部の一点において下部構造物に回動自在にピン支承され、各連層耐震壁の内側の下端部の他点と下部構造物との間に、エネルギー吸収部材が介設された構成が開示されている。
特許文献１に開示されたような構成は、連層耐震壁の下端部でエネルギー吸収を行うものであり、これを高層の建物の中層部以上に適用することは難しい。

また、特許文献２には、対向する柱とこれら柱間に架設される梁とで構成されるフレーム構造部と、対向する柱間に複数階にわたって連続する連層壁とを制振ディバイスを介して連結した構成が開示されている。このような構成によれば、剪断変形および曲げ変形にかかわらず、建物架構の変形量が少ない場合にも制振ディバイスの機能を十分に引き出して制振効果を発揮することができる、と記載されている。
特許文献２に開示されたような構成では、制振ディバイスは、地震時に傾斜する柱の側面と、連層壁との間に設けられている。上記のように、高層の建物の中層部以上においては水平方向の変形成分が小さくなり、柱の傾斜角も小さくなるため、このような構成を中層部以上に適用しても、地震時における柱の連層壁に対する変位量は大きくはない。このため、振動エネルギーが有効に吸収されるとは限らない。

また、特許文献３には、一の階の壁梁における上の梁の切断端部の上面と、２階上方の壁梁における下の梁の切断端部の下面との間にダンパーを設置し、上下の壁梁を連結する構成が開示されている。
特許文献３に開示されたような構成では、切断した梁の先端部同士の間にダンパーを配置している。このため、上の梁及び下の梁のそれぞれの長さが、たかだか切断前の梁の長さの半分程度の、例えば各階層の階高程度の長さとなる。このため、梁が傾斜したとしても梁の先端の変位量は大きいとは言えず、したがって、特許文献３の構造を高層の建物の中層部以上に適用したとしても、振動エネルギーが有効に吸収されるとは限らない。

特許第４１６７６２４号公報 特開２０００－６４６５６号公報 特開２０１８－１７８６７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、建物本体の中層以上において適用された場合であっても、効果的に振動エネルギーを吸収可能な制振構造、制振建物を提供することである。

本発明者らは、制振ダンパーが設けられる制振構造として、建物内部の貫通柱に片持ち架構を取付け、その片持ち架構の先端部に鉛直方向に制振ダンパーを設置して、貫通柱の傾斜角に片持ち架構のアーム長さを乗じた鉛直変形量に応じて建物内の振動エネルギーを吸収させることで、地震発生時に建物の曲げ変形成分が大きくなる傾向を示す中高層建物であっても、柱の傾斜角に基づく鉛直変形量によって、効率的に振動エネルギーを吸収可能な点に着眼して、本発明に至った。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の制振構造は、建物本体内に制振ダンパーが設けられる制振構造であって、前記建物本体の複数階を貫通して設けられる貫通柱と、前記貫通柱から、当該貫通柱に隣接する一の隣接柱に近接する位置まで延びるように設けられた片持ち架構と、前記一の隣接柱の、前記片持ち架構の先端から上下方向に離間した高さ位置に取り付けられるブラケットと、前記片持ち架構の先端と前記ブラケットとの間に設けられている前記制振ダンパーと、を備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、建物本体に地震等により水平方向の力が作用すると、貫通柱が傾斜する。すると、貫通柱から一の隣接柱に近接する位置まで延びる片持ち架構の先端と、一の隣接柱に取り付けられたブラケットとが、貫通柱の傾斜角に応じて、上下方向に相対変位する。このような片持ち架構の先端とブラケットとの上下方向の相対変位によって制振ダンパーを作動させることで、振動エネルギーが吸収され、建物本体の変形が抑えられる。片持ち架構は、貫通柱から一の隣接柱に近接する位置まで延びているので、貫通柱と一の隣接柱との水平方向の間隔に応じて、できるだけアーム長を大きく確保することができる。このように、片持ち架構のアーム長が長くなるため、貫通柱の傾斜による変形量が、より大きく、増幅される。
したがって、建物本体の中層以上において適用され、建物本体に水平方向の力が作用した際に、水平方向の変形成分が小さくなるような場合であっても、上記のように貫通柱の傾斜による変形量を片持ち架構によってより大きく増幅し、これを制振ダンパーで吸収する構造であるため、効果的に振動エネルギーを吸収可能な制振構造、制振建物を提供することが可能となる。

本発明の一態様においては、本発明の制振構造は、前記貫通柱には、前記貫通柱に対して前記一の隣接柱とは反対側に隣接する他の隣接柱に対しても、前記片持ち架構、前記制振ダンパー、及び前記ブラケットが、前記一の隣接柱側とそれぞれ一対を成すように設けられている。
このような構成によれば、片持ち架構、制振ダンパー、及びブラケットが、貫通柱の両側に設けられることで、貫通柱と一の隣接柱との間と、貫通柱と他の隣接柱との間の各々で、それぞれ振動エネルギーを吸収することができる。これにより、振動エネルギーを、より一層効果的に吸収し、その制振効果をさらに高めることが可能となる。

本発明の制振建物は、建物本体の最下階層よりも上方の第一の階層に上記のような制振構造が備えられ、前記第一の階層よりも下方の第二の階層に、他の制振ダンパーが、シアリンク型またはブレース型に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、他の制振ダンパーが、シアリンク型またはブレース型に配置された第二の階層を、建物本体の低層側に配置し、上記したような制振構造を備えた第一の階層を、建物本体の中層以上に設けることが可能となる。これにより、建物本体の低層側では、第二の階層に設けたシアリング型又はブレース型に配置された他の制振ダンパーによって、建物本体の層間変形を抑えることができる。また、水平方向の変形成分が小さくなり、曲げ変形成分が大きくなる建物本体の中層以上の階層では、片持ち架構の先端とブラケットとの上下方向の相対変位により制振ダンパーを作動させることで、上記のように効率的に振動エネルギーを吸収し、建物本体の変形を抑えることができる。
このようにして、各階層に作用する変形に対応するように、適切かつ合理的に制振ダンパーが配置された、制振建物を提供することが可能となる。

本発明によれば、建物本体の中層以上において適用された場合であっても、効果的に振動エネルギーを吸収可能な制振構造、制振建物を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る制振構造を備えた制振建物の全体構成を示す図である。 図１のＩ－Ｉ矢視断面図である。 低層部制振構造の構成を示す図である。 図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。 制振建物の中層部を示す図であり、図４のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図である。 本実施形態における制振構造の構成を示す図である。 図６のＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。 本実施形態における制振架構を備えた制振建物の中層部において変形が生じた状態を示す図である。 地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、オイルダンパーの有無による各階層の水平Ｘ方向における最大層間変形角の相違を示す図である。 地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、オイルダンパーの有無による各階層の水平Ｙ方向における最大層間変形角の相違を示す図である。 地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、水平Ｘ方向において地震波を入力した場合のオイルダンパー最大変形の最大層間変形に対する比を示す図である。 地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、水平Ｙ方向において地震波を入力した場合のオイルダンパー最大変形の最大層間変形に対する比を示す図である。

本発明は、建物内部の貫通柱に片持ち架構を取付け、その片持ち架構の先端部に鉛直方向に制振ダンパーを設置して、貫通柱の傾斜角に片持ち架構のアーム長さを乗じた鉛直変形量に応じて建物内の振動エネルギーを吸収させる制振構造である。片持ち架構は、貫通柱の両側に設置される。
以下、添付図面を参照して、本発明による制振構造、制振建物を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係る制振構造を備えた制振建物の全体構成を示す図を図１に示す。
図１に示されるように、制振建物１の建物本体２は、平面視矩形状をなし、下部構造体３と、上部構造体４と、を備えている。
下部構造体３は、地盤中に構築されて上下方向に延びる複数本の杭５と、水平方向に延びて互いに隣り合う杭５の上端部同士を接続する基礎梁６と、を備えている。
上部構造体４は、下部構造体３上に設けられている。上部構造体４は、ラーメン構造からなり、上下方向に延びる複数本の柱７と、建物本体２の各階層で、水平方向に延びて互いに隣り合う柱７同士の間に架設された梁８と、を備えている。建物本体２の上部構造体４は、下方から上方に向かって、低層部４Ｌと、中層部４Ｍと、高層部４Ｈとを備えている。低層部４Ｌ、中層部４Ｍ、高層部４Ｈは、それぞれ上下方向に複数の階層を有している。

制振建物１は、制振構造２０と、低層部制振構造１０と、を備えている。
制振構造２０は、建物本体２の最下階層Ｆ０よりも上方の第一の階層Ｆ１に設けられている。本実施形態において、制振構造２０は、中層部４Ｍに配置されている。制振構造２０は、中層部４Ｍにおいて、上下方向の複数の階層に複数組が設けられている。
低層部制振構造１０は、本実施形態において低層部４Ｌに配置されている。本実施形態において、低層部制振構造１０は、制振構造２０が設けられた第一の階層Ｆ１よりも下方の第二の階層Ｆ２に設けられている。低層部制振構造１０は、最下階層Ｆ０よりも上方の第二の階層Ｆ２に配置されているが、低層部制振構造１０は、建物本体２の最下階層Ｆ０に設けられていてもよい。また、低層部制振構造１０は、低層部４Ｌにおいて、上下方向の複数の階層にわたって設けられていてもよい。

図２は、図１のＩ－Ｉ矢視断面図である。図３は、低層部制振構造の構成を示す図である。
図２に示すように、低層部制振構造１０は、例えば、建物本体２の四方の各外壁面２ｓに沿って配置されている。図３に示すように、低層部制振構造１０は、水平方向で互いに隣り合う外周柱７Ｓ同士と、上下方向で互いに隣り合う外周梁８Ｓ同士の間に設けられている。本実施形態において、低層部制振構造１０は、シアリンク型で、水平方向で互いに隣り合う外周柱７Ｓ同士と、上下方向で互いに隣り合う外周梁８Ｓ同士の間に、シアリンク１１と、低層部制振ダンパー（他の制振ダンパー）１２と、を備えている。シアリンク１１は、Ｖ字状に配置された二本一対の斜め材１３と、ベース１４と、を有している。各斜め材１３の上端部は、外周柱７Ｓと上側の外周梁８Ｓとの接合部にジョイントブラケット１５を介して接合されている。二本一対の斜め材１３の下端部は、一つのベースブラケット１６に接合されている。ベース１４は、下側の外周梁８Ｓの中央部に固定されている。ベースブラケット１６は、ベース１４の上面において外周梁８Ｓの延伸方向（水平方向）に沿って移動可能とされている。

低層部制振ダンパー１２は、ベースブラケット１６に対して水平方向両側にそれぞれ配置されている。各低層部制振ダンパー１２は、ベースブラケット１６と、外周柱７Ｓとの間に配置され、ベースブラケット１６と外周柱７Ｓとの水平方向における相対変位により振動エネルギーを吸収する。低層部制振ダンパー１２は、例えばオイルダンパーからなる。低層部制振構造１０は、上下方向で隣り合う外周梁８Ｓ同士が水平方向に相対変位した場合に、上方の外周梁８Ｓと一体に変位するシアリンク１１の変位によって下方の外周梁８Ｓ側に設けられた低層部制振ダンパー１２を作動させる。これにより、低層部制振構造１０は、地震発生時や強風時に、建物本体２の低層部４Ｌに生じる水平方向のせん断変形を抑える。

図４は、図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。図５は、制振建物の中層部を示す図であり、図４のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図である。
図４に示すように、制振構造２０は、例えば、建物本体２の上部構造体４の内方に配置されている。本実施形態において、上部構造体４の中央部には、平面視矩形で上下方向に連続する筒状部２Ｃが形成されている。制振構造２０は、筒状部２Ｃの各側面２ｔに沿って配置されている。図５に示すように、制振構造２０は、筒状部２Ｃの各側面２ｔにおいて、上下方向に間隔をあけて、例えば４組ずつ設けられている。
各制振構造２０は、筒状部２Ｃの各側面２ｔにおいて、水平方向で互いに隣り合う隣接柱７Ａ、７Ｂと、上下方向で互いに隣り合う接続梁８Ａ、８Ｂとの間に形成されている。水平方向で互いに隣り合う隣接柱７Ａ、７Ｂ同士の間に、後述する貫通柱２１が配置される。このため、水平方向で互いに隣り合う隣接柱７Ａ、７Ｂは、水平方向に２つの柱スパン分の間隔をあけて配置されている。また、上下方向で互いに隣り合う接続梁８Ａ、８Ｂは、上下方向に３つの階層分の間隔をあけて配置されている。

図６は、本実施形態における制振構造の構成を示す図である。
図６に示すように、制振構造２０は、フレーム２６と、ブラケット２３と、制振ダンパー２５と、を備えている。フレーム２６は、貫通柱２１と、片持ち架構２２とを一体に備えている。
貫通柱２１は、水平方向で互いに隣り合う隣接柱７Ａ、７Ｂの間に配置されている。貫通柱２１は、建物本体２の複数階を貫通して設けられている。貫通柱２１は、制振構造２０が設置される各階層のスラブ９に対し、水平方向に空間Ｓ１をあけて配置されている。
貫通柱２１は、制振構造２０（片持ち架構２２、及び制振ダンパー２５）が設置される階層の上下に位置する接続梁８Ａ、８Ｂ（図６には、下方の接続梁８Ａのみを図示している）に対し、ピン支承２８を介して接続されている。接続梁８Ａ、８Ｂの各々は、貫通柱２１を挟んで水平方向両側に分割されて配置され、分割された各々の一端は、隣接柱７Ａ、７Ｂに接合され、他端はピン支承２８を介して貫通柱２１に接続されている。ピン支承２８は、各接続梁８Ａ、８Ｂの他端と、貫通柱２１とを水平軸周りに回動自在に連結するピン２８ｐを有している。また、貫通柱２１は、後述する片持ち架構２２が設置される階層においては、筒状部２Ｃの外周側の上部構造体４に対して接続されていない。

図５に示すように、本実施形態において、貫通柱２１は、上下方向の４つの制振構造２０が設けられている複数の階層にわたって、ピン支承２８により接続された接続梁８Ａ、８Ｂのみを介して、筒状部２Ｃの外周側の上部構造体４に接続されている。加えて、本実施形態では、貫通柱２１は、４つの制振構造２０が設けられている複数の階層に加えて、その上下の中層部４Ｍの複数の階層に設けられた接続梁８Ｃに対しても、ピン支承２８を介して接続されている。

各制振構造２０の上下に位置する接続梁８Ａ、８Ｂは、上下方向に３つの階層分の間隔をあけて配置されている。このため、各制振構造２０において、貫通柱２１は、少なくとも、後述する片持ち架構２２、及び制振ダンパー２５が設置される３つの階層にわたって、梁８と接合（剛接合）されていない。さらに、本実施形態においては、上下方向に４つの制振構造２０が配置されており、貫通柱２１は、少なくとも、４つの制振構造２０が設置された上下方向の複数の階層にわたって、梁８によって実質的に拘束されていない。これに対し、貫通柱２１の水平方向両側の隣接柱７Ａ、７Ｂは、梁８に接合されることで、筒状部２Ｃの外周側の上部構造体４を構成しており、貫通柱２１に比較して、地震発生時等に変位しにくい構成となっている。

図６に示すように、片持ち架構２２は、貫通柱２１に対して水平方向の両側に設けられている。片持ち架構２２は、貫通柱２１に対して水平方向で隣接する一の隣接柱７Ａ側と、一の隣接柱７Ａとは反対側で隣接する他の隣接柱７Ｂ側とに、それぞれ設けられている。片持ち架構２２は、貫通柱２１に対して接合（剛接合）されている。
片持ち架構２２は、貫通柱２１から、貫通柱２１に隣接する一の隣接柱７Ａ、他の隣接柱７Ｂに近接する位置まで水平方向に延びるように設けられている。片持ち架構２２の先端２２ｓは、貫通柱２１に隣接する一の隣接柱７Ａ、他の隣接柱７Ｂに接合されておらず、水平方向に先端隙間Ｓ２を空けて配置されている。
このような片持ち架構２２は、地震発生時等に貫通柱２１が傾斜すると、貫通柱２１の傾斜に伴って水平面に対して傾斜するように変形（変位）する。

図７は、図６のＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。
図７に示すように、片持ち架構２２の先端２２ｓには、一対の突出片２９が設けられている。一対の突出片２９は、先端２２ｓにおいて、水平面内で片持ち架構２２の延伸方向に直交する方向（図７において紙面上下方向）に間隔をあけて配置されている。各突出片２９は、先端２２ｓに固定され、隣接柱７Ａ、７Ｂ側に向かって突出している。一対の突出片２９は、上下方向に間隔をあけて、例えば２組が設けられている。
隣接柱７Ａ、７Ｂにおいて、先端２２ｓに対向する対向面７ｆの、一対の突出片２９に対応する位置には、突起７１が形成されている。突起７１は、対向面７ｆに固定され、先端２２ｓに向かって突出している。突起７１は、一対の突出片２９の間に配置されている。このような一対の突出片２９の間に突起７１が挿入配置されることで、片持ち架構２２が、水平面内で片持ち架構２２の延伸方向に直交する方向（面外方向）に変位するのを拘束している。

図６に示すように、本実施形態において、このような片持ち架構２２は、上下方向に間隔をあけて２組が設けられている。上下に間隔をあけた２組の片持ち架構２２は、上下方向に延びる中柱２４によって連結されている。中柱２４は、片持ち架構２２の延伸方向中間部に配置されている。中柱２４を設ける構造とすることで、中柱２４よりも貫通柱２１側の基部２２ａにおける片持ち架構２２の剛性が高められる。これにより、基部２２ａにおける上下方向の梁高さｈ１は、基部２２ａよりも隣接柱７Ａ、７Ｂ側の先端部２２ｂにおける上下方向の梁高さｈ２よりも小さくなるように形成されている。
各片持ち架構２２は、各階層のスラブ９の下方に、上下方向に隙間Ｓ３を空けて配置されている。隙間Ｓ３は、片持ち架構２２が貫通柱２１とともに変位した場合に、スラブ９と干渉しないような寸法、例えば１００ｍｍ程度に設定する。スラブ９は、筒状部２Ｃの外周側で建物本体２の上部構造体４を構成する梁８上に設けられた小梁（図示無し）等によって支持され、片持ち架構２２とは縁が切られている。
中柱２４と、中柱２４が貫通するスラブ９との間には、所定寸法、例えば５０ｍｍ程度の隙間Ｓ４が形成されている。

ブラケット２３は、水平方向の両側で貫通柱２１に隣接する一の隣接柱７Ａと、他の隣接柱７Ｂのそれぞれに取り付けられている。ブラケット２３は、隣接柱７Ａ、７Ｂのそれぞれにおいて、片持ち架構２２の先端２２ｓから上下方向の鉛直下方に離間した高さ位置に配置されている。
制振ダンパー２５は、貫通柱２１に対して水平方向の両側に、それぞれ備えられている。制振ダンパー２５は、片持ち架構２２の先端２２ｓと、ブラケット２３との間に設けられている。制振ダンパー２５は、例えばオイルダンパー等からなり、片持ち架構２２の先端２２ｓと、ブラケット２３との上下方向の相対変位によって伸縮変形することで、片持ち架構２２の先端２２ｓと、ブラケット２３との上下方向の相対変位エネルギーを吸収する。
このように、片持ち架構２２の先端２２ｓと、制振ダンパー２５、及びブラケット２３は、鉛直方向に整列して、直列に、直線状に設けられることで、制振構造が形成されている。

図８は、本実施形態における制振架構を備えた制振建物の中層部において変形が生じた状態を示す図である。
このような制振構造２０では、隣接柱７Ａ、７Ｂは、各階層で梁８が接合されることで、筒状部２Ｃの外周側の上部構造体４が構成されている。これに対し、貫通柱２１は、接続梁８Ａ、８Ｂに対してピン支承２８を介して回動可能に連結されているため、地震発生時（や強風時）に建物本体２が変形した場合に、隣接柱７Ａ、７Ｂよりも大きく変形しやすい。
このため、地震発生時に建物本体２が変形すると、これに伴って、貫通柱２１が、例えば図８に示されるように右側に傾斜する。すると、貫通柱２１から隣接柱７Ａ、７Ｂに近接する位置まで延びる片持ち架構２２の先端２２ｓと、隣接柱７Ａ、７Ｂに取り付けられたブラケット２３とが、貫通柱２１の傾斜角に応じて、上下方向に相対変位する。

片持ち架構２２は、貫通柱２１から隣接柱７Ａ、７Ｂに近接する位置まで延びているので、アーム長を大きく確保することができる。片持ち架構２２のアーム長によって、貫通柱２１と一の隣接柱７Ａとの相対的な変形量が増幅される。
ここで、貫通柱２１の鉛直方向に対する傾斜角を層間変形角θとすると、片持ち架構２２の先端２２ｓにおける鉛直方向の変形量ΔＺは、
ΔＺ＝層間変形角θ×アーム倍率
となる。ここで、アーム倍率は、片持ち架構２２のアーム長Ｌａ／階高Ｈとしてあらわされる。このように、少なくともアーム長Ｌａを階高Ｈよりも大きくすれば、鉛直方向の変形量ΔＺは、層間変形角θすなわち貫通柱２１の水平方向の変形量よりも、確実に大きくなる。さらに、このアーム長Ｌａが長いほど、先端２２ｓの変形量ΔＺは、より大きくなる。
このような片持ち架構２２の先端２２ｓとブラケット２３との上下方向の相対変位を制振ダンパー２５で動作することで、建物本体２の振動エネルギーが効率的に吸収され、変形が抑えられる。

特に本実施形態においては、貫通柱２１には、一の隣接柱７Ａと他の隣接柱７Ｂの各々に対応して、片持ち架構２２、制振ダンパー２５、及びブラケット２３が一対を成すように設けられている。
図８における貫通柱２１の左側、すなわち一の隣接柱７Ａ側において、図８に示されるように貫通柱２１が右側に傾斜した場合には、片持ち架構２２の先端２２ｓは上方向に変位し、下方に設けられているブラケット２３との距離が増大する。この変位は、片持ち架構２２の先端２２ｓとブラケット２３との間に設けられた制振ダンパー２５により吸収される。
逆に、貫通柱２１の右側、すなわち他の隣接柱７Ｂ側において、図８に示されるように貫通柱２１が右側に傾斜した場合には、片持ち架構２２の先端２２ｓは下方向に変位し、下方に設けられているブラケット２３との距離が減少する。この変位は、片持ち架構２２の先端２２ｓとブラケット２３との間に設けられた制振ダンパー２５により吸収される。
このように、貫通柱２１の互いに反対側において、変位が制振ダンパー２５によって吸収されるため、さらに効率的に、建物本体２の振動エネルギーが吸収される。

上述したような制振構造２０は、建物本体２内に制振ダンパー２５が設けられる制振構造２０であって、建物本体２の複数階を貫通して設けられる貫通柱２１と、貫通柱２１から、貫通柱２１に隣接する一の隣接柱７Ａに近接する位置まで延びるように設けられた片持ち架構２２と、一の隣接柱７Ａの、片持ち架構２２の先端２２ｓから上下方向に離間した高さ位置に取り付けられるブラケット２３と、片持ち架構２２の先端２２ｓとブラケット２３との間に設けられている制振ダンパー２５と、を備えている。
このような構成によれば、建物本体２に地震等により水平方向の力が作用すると、貫通柱２１が傾斜する。すると、貫通柱２１から一の隣接柱７Ａに近接する位置まで延びる片持ち架構２２の先端２２ｓと、一の隣接柱７Ａに取り付けられたブラケット２３とが、貫通柱２１の傾斜角に応じて、上下方向に相対変位する。このような片持ち架構２２の先端２２ｓとブラケット２３との上下方向の相対変位により制振ダンパー２５を作動させることで、振動エネルギーが吸収され、建物本体２の変形が抑えられる。片持ち架構２２は、貫通柱２１から一の隣接柱７Ａに近接する位置まで延びているので、貫通柱２１と一の隣接柱７Ａとの水平方向の間隔に応じて、できるだけアーム長Ｌａを大きく確保することができる。このように、片持ち架構２２のアーム長Ｌａが長くなるため、貫通柱２１の傾斜による変形量が、より大きく、増幅される。
したがって、建物本体２の中層以上において適用され、建物本体２に水平方向の力が作用した際に、水平方向の変形成分が小さくなるような場合であっても、上記のように貫通柱２１の傾斜による変形量を片持ち架構２２によってより大きく増幅し、これを制振ダンパー２５で吸収する構造であるため、効果的に振動エネルギーを吸収可能な制振構造２０を提供することが可能となる。

また、貫通柱２１には、貫通柱２１に対して一の隣接柱７Ａとは反対側に隣接する他の隣接柱７Ｂに対しても、片持ち架構２２、制振ダンパー２５、及びブラケット２３が、一の隣接柱７Ａ側とそれぞれ一対を成すように設けられている。
このような構成によれば、片持ち架構２２、制振ダンパー２５、及びブラケット２３が、貫通柱２１の両側に設けられることで、貫通柱２１と一の隣接柱７Ａとの間と、貫通柱２１と他の隣接柱７Ｂとの間の各々で、それぞれ振動エネルギーを吸収することが可能となる。これにより、振動エネルギーを、より一層効果的に吸収し、その制振効果をさらに高めることが可能となる。

上述したような制振建物１は、建物本体２の最下階層Ｆ０よりも上方の第一の階層Ｆ１に制振構造２０が備えられ、第一の階層Ｆ１よりも下方の第二の階層Ｆ２に、他の制振ダンパー（低層部制振ダンパー）１２が、シアリンク型に配置されている。
このような構成によれば、他の制振ダンパー（低層部制振ダンパー）１２が、シアリンク型に配置された第二の階層Ｆ２を、建物本体２の低層側に配置し、上記したような制振構造２０を備えた第一の階層Ｆ１を、建物本体２の中層以上に設けることが可能となる。これにより、建物本体２の低層側では、第二の階層Ｆ２に設けたシアリング型に配置された他の制振ダンパー（低層部制振ダンパー）１２によって、建物本体２の層間変形を効率良く抑えることができる。また、水平方向の変形成分が小さくなり、曲げ変形成分が大きくなる建物本体２の中層以上の階層では、片持ち架構２２の先端２２ｓとブラケット２３との上下方向の相対変位により制振ダンパー２５を作動させることで、上記のように効率的に振動エネルギーを吸収し、建物本体２の変形を抑えることができる。
このようにして、各階層に作用する変形に対応するように、適切かつ合理的に制振ダンパー２５が配置された、制振建物１を提供することが可能となる。

また、上述したような構成では、片持ち架構２２、及び制振ダンパー２５が設置される階層においては、貫通柱２１と、階層のスラブ９を構成する接続梁８Ａ、８Ｂとがピン支承２８で接続され、かつ、貫通柱２１とスラブ９との間に空間Ｓ１が形成されている。
このような構成によれば、貫通柱２１が傾斜、変形するときに、スラブ９と干渉するのを抑えることができる。これにより、スラブ９によって、貫通柱２１の変形が拘束されてしまうのを抑え、貫通柱２１の傾斜を、より積極的に生じさせることができる。したがって、貫通柱２１の傾斜角に応じた、片持ち架構２２の先端２２ｓの鉛直方向の相対変位を、制振ダンパー２５でより効率的に吸収し、建物本体２の振動エネルギーを効果的に吸収することができる。

また、上述したような構成では、片持ち架構２２と、片持ち架構２２の上方に配置されたスラブ９との間に、上下方向の隙間Ｓ３が形成されている。
このような構成によれば、貫通柱２１の傾斜、変形に伴って片持ち架構２２が変位するときに、片持ち架構２２がスラブ９と干渉するのを抑えることができる。このため、スラブ９によって、貫通柱２１の回動が拘束されてしまうのを抑えることができる。したがって、貫通柱２１の変形を、制振ダンパー２５でより効率的に吸収し、建物本体２の振動エネルギーを効果的に吸収することができる。

（シミュレーション検討例）
上記実施形態で示したような構成において、地震発生時における制振効果について、シミュレーションにより検討を行ったので、その結果を以下に示す。
まず、制振構造２０の制振ダンパー２５、及び低層部制振構造１０の低層部制振ダンパー１２を構成するオイルダンパーの有無による、制振効果の相違について検討した。上記したような制振ダンパー２５、低層部制振ダンパー１２としてオイルダンパーを備えた場合と、オイルダンパーを備えない場合とで、それぞれ、同じ地震波の入力を行った場合の各階層における最大層間変形角をシミュレーションにより算出した。地震波の入力は、図２、図４における水平Ｘ方向と、水平Ｙ方向とでそれぞれ行った。
図９は、地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、オイルダンパーの有無による各階層の水平Ｘ方向における最大層間変形角の相違を示す図である。図１０は、地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、オイルダンパーの有無による各階層の水平Ｙ方向における最大層間変形角の相違を示す図である。
その結果、図９、図１０に示すように、水平Ｘ方向、水平Ｙ方向のいずれの場合も、制振ダンパー２５、低層部制振ダンパー１２としてオイルダンパーを備えることで、オイルダンパーを備えない場合に比較し、各階層の最大層間変形角が、約３０％低減できることが確認された。

また、低層部４Ｌに配置した低層部制振構造１０と、中層部４Ｍに配置した４つの制振構造２０とで、７種類の地震波を入力した場合のオイルダンパー最大変形の最大層間変形に対する比をシミュレーションにより算出した。ここで、７種類の地震波としては、凡例として図１１、図１２に示すように、八戸位相（告示Ｈ）、ＪＭＡ神戸位相（告示Ｋ）、ランダム位相（告示Ｒ）、ｏｓ３、Ｅｌ Ｃｅｎｔｒｏ ＮＳ（Ｅｌｃｅｎｔｒｏ ＮＳ）、Ｔａｆｔ ＥＷ、Ｈａｃｈｉｎｏｈｅ ＮＳを用いた。
図１１は、地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、水平Ｘ方向において地震波を入力した場合のオイルダンパー最大変形の最大層間変形に対する比を示す図である。図１２は、地震発生時における制振効果について、シミュレーションによる検討結果を示す図であり、水平Ｙ方向において地震波を入力した場合のオイルダンパー最大変形の最大層間変形に対する比を示す図である。
その結果、図１１、図１２に示すように、水平Ｘ方向、水平Ｙ方向のいずれの場合も、低層部制振構造１０では、１．０倍を超えないのに対し、中層部４Ｍに配置した４つの制振構造２０では、各階層の最大層間変形角に対し、制振ダンパー２５としてのオイルダンパーの最大変形が１．１～１．５倍となり、変形を、制振ダンパー２５でより効率的に抑えることができることが確認された。

（実施形態の変形例）
なお、本発明の制振構造、制振建物は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、制振構造２０を備えた第一の階層Ｆ１よりも下方の第二の階層Ｆ２に、他の制振ダンパー（低層部制振ダンパー）１２が、シアリンク型に配置されているようにしたが、シアリンク型に代えて、他の制振ダンパーとして、ブレース型のものを採用するようにしてもよい。
また、制振構造２０を、建物本体２の筒状部２Ｃの各側面２ｔに備えるようにしたが、建物本体２における制振構造２０の設置位置は、適宜変更可能であり、筒状部２Ｃの各側面２ｔ以外に設置してもよい。
また、低層部制振構造１０についても、建物本体２の外壁面２ｓに沿った位置に限らず、適宜他の位置に設置しても良い。
また、制振構造２０を備えた第一の階層Ｆ１よりも下方の第二の階層Ｆ２に、他の制振ダンパー（低層部制振ダンパー）１２が、シアリンク型またはブレース型に配置されているようにしたが、これに限らない。制振建物１に、制振構造２０のみを備え、第一の階層Ｆ１よりも下方の第二の階層Ｆ２には、他の制振ダンパー（低層部制振ダンパー）１２を備えない構成としてもよい。

また、上記実施形態においては、ブラケット２３は、隣接柱７Ａ、７Ｂの、片持ち架構２２の先端２２ｓから下方向に離間した高さ位置に取り付けられ、制振ダンパー２５も、片持ち架構２２の先端２２ｓの下側に設けられていたが、これに限られない。ブラケットは、隣接柱の、片持ち架構の先端から上方向に離間した高さ位置に取り付けられ、制振ダンパーも、片持ち架構の先端の上側に設けられてもよいことは、言うまでもない。
また、上記実施形態においては、貫通柱２１には、貫通柱２１に対して一の隣接柱７Ａとは反対側に隣接する他の隣接柱７Ｂに対しても、片持ち架構２２、制振ダンパー２５、及びブラケット２３が、一の隣接柱７Ａ側とそれぞれ一対を成すように設けられていたが、これに限られない。十分な制振効果が得られるという前提の上であれば、片持ち架構は、貫通柱の一方の側のみに設けられていてもよい。
また、上記実施形態においては、貫通柱２１の各側において、片持ち架構２２は、上下方向に間隔をあけて２本が設けられ、これらが中柱２４によって連結されていたが、これに限られない。十分な剛性が得られるのであれば、これら２組を連結する中柱２４は、設けなくとも構わない。あるいは、十分な制振効果が得られるという前提の上であれば、貫通柱２１の各側において、片持ち架構２２は、１本のみが設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、片持ち架構２２は、複数階に跨って設けているが、当該階のみに設置する形態でも良い。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１ 制振建物 ２２ 片持ち架構
２ 建物本体 ２２ｓ 先端
７Ａ 一の隣接柱 ２３ ブラケット
７Ｂ 他の隣接柱 ２５ 制振ダンパー
１２ 低層部制振ダンパー（他の制振ダンパー） Ｆ０ 最下階層
２０ 制振構造 Ｆ１ 第一の階層
２１ 貫通柱 Ｆ２ 第二の階層

Claims (3)

1. 建物本体内に制振ダンパーが設けられる制振構造であって、
   前記建物本体の複数階を貫通して設けられる貫通柱と、
   前記貫通柱から、当該貫通柱に隣接する一の隣接柱に近接する位置まで延びるように設けられた片持ち架構と、
   前記一の隣接柱の、前記片持ち架構の先端から上下方向に離間した高さ位置に取り付けられるブラケットと、
   前記片持ち架構の先端と前記ブラケットとの間に設けられている前記制振ダンパーと、
   を備え、
   前記貫通柱は、複数階ごとに、前記一の隣接柱から延びる接続梁とピン支承で接続されており、
   前記制振ダンパーは、前記複数階ごとに接続された前記貫通柱の傾斜角に応じた、前記片持ち架構の先端と前記ブラケットとの上下方向の相対変位を吸収することを特徴とする制振構造。
2. 前記貫通柱には、前記貫通柱に対して前記一の隣接柱とは反対側に隣接する他の隣接柱に対しても、前記片持ち架構、前記制振ダンパー、及び前記ブラケットが、前記一の隣接柱側とそれぞれ一対を成すように設けられることを特徴とする請求項１に記載の制振構造。
3. 建物本体の最下階層よりも上方の第一の階層に請求項１または２に記載の制振構造が備えられ、
   前記第一の階層よりも下方の第二の階層に、他の制振ダンパーが、シアリンク型またはブレース型に配置されていることを特徴とする制振建物。

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