JPH01263371A - 建築物の制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＦＭ業上の利用分野］ 本発明は建築物の制振装置に係わり、特に、長周期の固
有振動数を有する高層建築物の振動抑制に用いて好適な
制振装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、建築物の地震時等における揺れを抑制するための
手段どして、建築物の固有振動数を短周期側から長周期
側へ変更して地震久方を制限するようにした、ベースア
イソレーション方式が知られている。

しかしながら、この方式であると、もともと長周期の固
有振動数を有する高層あるいは超高層の建築物へ適用し
た場合、顕著な効果が得られない。

一方、このような超高層建築物に対する振動抑制方法と
しては、液体状の粘性体を用いこの粘性体の粘性抵抗に
より、建築物の振動時におけるエネルギを吸収して揺れ
を減衰させることが試みられている。

［発明か解決しようとする課題〕 ところで、前述したような粘性体を用いて建築物の振動
を減衰させる場合、建築物の構造体と粘性体とを一体化
する必要があるが、前記従来の技術においては粘性体と
して液状体を用いていることから、一体化のための加工
性や施工性が悪く、そのだめの対策が必要とされている
。

本発明は、このような課題を解決することを目的とする
。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明に係わる建築物の制振装置は、前述の課題を解決
するために、特に、建築物の揺れに伴い相対移動させら
れる複数の建築物構造体間に、アスファルトとゴムとの
混合物からなる減衰材を一体に介装してなることを特徴
とする。

［作用］ 本発明に係わる制振装置は、地震あるいは風等により建
築物に揺れが生した際に、構造体間の相対移動により、
両者間に介装されている減衰材を変形させ、この減衰材
の変形によって振動エネルギを吸収して制振作用を生じ
さゼる。また、アスファルトとゴムとの混合物によって
形成することにより、減衰材を固体物として取り扱い得
るようにして、形状設定を容易にするとともに施工性を
高めるものであり、かつ、施工位置の自由度を高める。

［実施例］ 以下、本発明の第１態様を第１図に基づき説明する。

第１図中符号Ａは、本態様の制振装置を示し、建築物の
柱１と梁２どによって取り囲まれた部分に取り付けられ
る壁３に適用したものである。

この壁３は、所定のピッチで多数のスリット４が形成さ
れた鋼板５と、この鋼板５の表裏面に、前記スリン［・
４を覆って一体に積層される減衰材６と、これらの減衰
材６を覆って一体に積層されるコンクリート層７とによ
って構成されている。

前記鋼板５は、その周縁部において、ボルト等の締結部
イイ８により柱１および梁２へ取りイ」けられるように
なっている。また、前記スリット４は、柱１との平行線
に沿うように所定間隔をおいて形成され、上下の梁２の
間に相対移動が生じた際に、鋼板５に弾性変形を生じさ
せるために形成されたもので、鋼板５自体に緩衝機能を
持たせるようにしたものである。

・　　前記減衰材６は、アスファルトとゴムとの混合物
をシート状に形成してなり、前記鋼板５の大きさに対応
して、その外形形状が成形加工されている。また、この
減衰材６は、例えは、成形加工後においてその表裏面を
剥離材によって覆っておき、建設現場や工場等において
、この剥離紙を剥離して鋼板５の表裏面に貼付すること
によって取り（すけられる。

さらに、前記コンクリ−１・層７は、減衰材６か一体に
積層された鋼板５の表裏面に、竪打ちプレキャストコン
クリートによって形成され、あるいは、一対のプレキャ
ストコンクリート板を取り付けることによって形成され
る。

そして、この壁３は、鋼板５、減衰材６、および、コン
クリ−１・層７か一体に積層された状態で、前記鋼板５
を介して前記柱１と梁２との間に装着される。

次いで、このように構成された本態様の制振装置Ａの作
用について説明する。

建築物に地震や風等により揺れか生しると、前記上下の
梁２の間に相対移動か生じる。

このような上下の梁２の相対移動に伴い、これらに連結
されている鋼板５に、第２図に矢印で示すような面方向
の変形が生じ、一方、壁３の表面を構成するコンクリ−
１〜Ｎ７は、その変形量が極めて小さいことから、この
コンクリート層７ど鋼板５との間においても相対移動が
生しる。

そして、このような両者の相対移動により、両者間に介
在さ七られている減衰材６に面方向に沿う剪断力が与え
られ、この剪断力により減衰材６か変形させられて建築
物に与えられた振動エネルギか吸収される。

本態様においては、この減衰材６のエネルギ吸収作用ど
鋼板５のエネルギ吸収作用との相乗作用により、効果的
な制振効果が得られる。

ここで、制振効果の確認のために、前記壁３を１フロア
当たり８体設けた場合における減衰定数を求めてみると
、以下のとおりとなる。

壁３の上下の中心線ＣＬから７ｃｍ離れた点での水平方
向変位δｙは、水平変位２δｂ＝　０．５ｃｍ、振動数
ｆ　＝　０．３４Ｈ２，建物のバネ定数ｋ　＝　４　Ｘ
　ｌＯ’ｋｇ／ｃｍ、減衰材６の厚みｄ　＝　０．５ｃ
ｍ　％　スリット４の形成長さ２　ｈ　ａ＝　１８０ｃ
ｍ　（第２図参照）とすると次式％式％） また、この位置での振動速度Ｖが次式から得られる。

Ｖ−ｄｙ・ω／２１／２ 一δｙ×（２πｒ）／２１／２ −３．７７ＸＩＱ−’ｙ３ 一方、減衰材６の気温２５°Ｃにおける粘性力ΔＦは、
試験結果によって得られた次の算定式によって求められ
る。

ΔＦ＝１．＋６２ｅ−０７’・Ａ　、（ｖ／ｄ）０．２
３５＋ｏ、２５＋ここでＡ　＝　５５ｃｍ２　とすると
、八Ｆ＝５．０３ｘｌＯ−５７” Ｆ　＝　（５，０３ｘ　１０−’　ｆ−：’、　ｙ　２
”ｄｙ）ｘ　２２＝　ｙｕ６（ｋｇ） したがって前記壁３一体当たりの減衰係数Ｃは、Ｃ＝　
Ｆ　／　ｖ ＝　９６１０（ｋｇ＋ｓｅｃ／ｃｍ） これより１フロアについての減衰定数Ｈを求めると、 ｈ＝ＣＣ・ω／２　ｋ）Ｘ　８ ＝　０．０２１ この結果から、本態様の制振装置Ａを１フロアにつき８
箇所に設けた場合、減衰定数を約２％増加させることが
できる。

次に、第３図ないし第５図に示す第２態様について説明
する。

この態様に示す制振装置Ｂは、柱１と梁２とによって取
り囲まれる部分に配設される壁３の周縁部と柱１との間
、隣接する壁３の周縁部間、あるいは、壁３の周縁部と
上下の梁２間に設けられた中間柱９との間に設けられて
いる。

ここで、隣接する壁３の周縁部（側縁部）間に設けられ
た例を代表例として説明すれば、この制振装置Ｂは、各
壁３の対向面に、一方（他方）の壁３から他方（一方）
の壁３へ向かい、かつ、壁３の厚さ方向に間隔をおいて
突設された複数の作動片１０を、交互に嵌合させて面方
向に沿って相対移動可能に位置させ、これらの作動片１
０の間に、アスファルトとゴムとの混合物からなるシー
ト状の減衰材６を一体に介装したものである。

そして、前記各作動片１０をＬ字状に形成しておき、こ
れらの作動片１０および減衰材６を、壁３の厚さ方向の
中央部から両表面へ向かって順次積層したのちに、各作
動片１０の端部をそれぞれの壁３の対向面に固定するこ
とによって組み上げられる。

この態様においても減衰材６をシート状の固体物として
取り扱うことができるから、施工が簡便である。

一方、前記態様と同様に、建築物の揺れにより上下の梁
２の間に相対移動が生じた場合、各壁３−８＝ は、第５図に実線で示す非変動位置から、鎖線で示す位
置へ移動させられ、これに伴って、それぞれの対向面が
、同図に矢印で示すように、面方向に沿いかつ相互に逆
方向となるような向きに相対移動させられる。

このような両壁３の相対移動がなされると、各壁３の対
向面に突設された各作動片１０間にも同様の相対移動が
与えられ、これに伴い、各作動片１０間に介装されてい
る減衰材６に面方向に沿う剪断力が与えられるとともに
、この減衰材６が変形させられて建築物に与えられた振
動エネルギが吸収されて制振作用が行われる。

次に、本発明の第３態様を第６図に基づき説明する。

この態様の制振装置Ｃは、建築物内の部屋内に設けられ
る間仕切り壁１１に適用したもので、上部床１２と床１
３との間に支持される間仕切り壁ＩＩの一対をほぼ全面
に亙って重ね合わせて配設し、一方の間仕切り壁ＩＩを
その下端部において前記床１３に固定するととももに、
上端部において上部床１２または梁に係止し、また、他
方の間仕切り壁１１をその上端部において前記天井１２
に固定するとどもに、下端部において前記床１３に係止
して、雨間仕切り壁１１をその面方向に相対移動可能ど
し、さらに、これらの間仕切り壁１１間に、これらの重
畳面全面に互って減衰材６を一体に介装したものである
。

このような構成とすることにより、減衰材６の加工性や
施工性の良好なことと相俟って、建築物の内部の任意の
位置への制振装置Ｃの設置を可能にする。

第７図は本発明の第４態様を示す。

この態様に示ず制振装置りは、壁３ど、この壁３を面方
向に沿って貫通して設けられるプレートＰとの間に非連
結部Ｎを形成し、この非連結部Ｎに、減衰材６を一体に
介装した構成としたものである。

このような構成とすることにより、壁３に制振機能を持
たせた場合においても、壁３の外観を損なうようなこと
はない。

そして、前記減衰材６をプレー１−　Ｐの非連結部Ｎを
形成する全周に互って設けるど、制振作用がさらに向上
する。

第８図および第９図は本発明の第５態様を示し、柱１と
梁２との交差部に設けられるブレース１４に制振装置Ｅ
を設けたものである。

この制振装置Ｅは、前記ブレース１４にＨ型鋼を用い、
そのウェブ部とフランジ部とによって取り囲まれる空間
部の内面に減衰材６を貼付しておき、このブレース１４
の両側部の開口を、減衰材６が貼付された閉塞板１５に
よって覆ってコンクリート打設空間Ｇを形成し、このコ
ンクリート打設空間Ｇ内にコンクリ−１−Ｉを打設して
、コンクリート打設空間Ｇの内面に貼付された減衰材６
へ圧接させて一体化した構成どなっている。

このような制振装置Ｅにあっては、建築物に揺れか生し
た場合、補強部材としてのブレース１４がその弾性によ
り長さ方向に伸縮させられるが、内部のコンクリートＩ
の伸縮量か小さいことから、コンクリ−１−１とブレー
ス１４との間に相対移動が生じ、これによって、両者間
に介装されている減＝１１− 表材６に剪断変形が与えられて、振動エネルギの吸収と
同時に制振作用が行われる。

さらに、コンクリ−１−ｒをブレース１４を取り囲んで
打設する場合においては、第１０図に示すように、ブレ
ースＨの７ラング部の外表面を含む全面に互って減衰材
６を貼付することによっても同様の作用を得ることがで
きる。

第１１図ないし第１３図は、本発明の第６態様を示し、
この態様の制振装置Ｆは、ブレース１４の両７ランジ部
１１ａの外表面側に、ブレース１４の長さ方向に沿って
併設されている。

詳述ずれば、この制振装置Ｆは、ブレース１４の７ラン
グ部１４ａの外表面側に、その長さ方向に沿いかつブレ
ース１４のフランジ部１１ａから離間する方向に所定間
隔をおいて複数の作動片１６を配設し、これらの作動片
１６の一つおきを１組として、各組の作動片１６をその
長さ方向にすらずどともに、これら各組の作動片１６を
、他の組の作動片１６から突出させられた部分において
前記７ラング部１１ａに固定し、さらに、この７ラング
部１４ａおよび冬作動片１６の間に形成される間隙のそ
れぞれに、アスファルトとゴムとの混合物からなるシー
１〜状の減衰材６を介装して、これらの減衰材６を７ラ
ング部１１ａおよび作動片１６へ一体に固定した構造と
なっている。

そして、各作動片１６の間隔を規制するために、それぞ
れの突出側の端部間には、第１２図に示すように、スペ
ーサ１７が介装され、これらの７ラング部１４ａ１作動
片１６、および、スペーサ１７を貫通して設けられるボ
ルト等の締結部材１８によって、各作動片１６かフラン
ジ部１１ａへ片持ち的に固定されている。

本態様の制振装置Ｆにおいては、建築物の揺れに伴う上
下の梁２の相対移動によってブレース１４が伸縮させら
れた際に、この伸縮により、各組の作動片１６間にその
長さ方向に沿う相対移動が生じる。そして、この作動片
１６間の相対移動により減衰材６に剪断変形が与えられ
て振動エネルギの吸収が行われ、これによって建築物の
制振が行われる。

この態様においては、作動片１６の積層枚数を増減する
ことにより、減衰作用の調整が容易に行われ、かつ、減
衰材６の加工性ならびに施工性の簡便さと相俟って、構
造物との一体化ならびにその設置のための諸作業が簡素
化される。

なお、前記各態様において示した各構成部材の話形状や
寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可
能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係わる建築物の制振装置
は、建築物の揺れに伴い相対移動させられる複数の建築
物構造体間に、アスファルトとゴムとの混合物からなる
減衰材を一体に介装してなることを特徴とす、るもので
、次のような優れた効果を奏する。

減衰材の固体物としての取り扱いを可能にするとともに
、その形状設定のための加工、ならびに、構造体への取
り付けを容易にして施工性を向上させることができる。

制振度合いの調整を容易にするとともに、設置位置の自
由度を高めて、建築物の形態に合わせた効果的な制振作
用を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１態様を示すもので、
第１図は要部の正面図、第２図は制振効果の説明のため
の参考図、第３図ないし第５図は本発明の第２態様を示
すもので、第３図は正面図、第４図は第３図のＩＶ−Ｉ
Ｖ線に沿う矢視断面図、第５図は制振作用を説明するた
めの参考図、第６図は本発明の第３態様を示す縦断面図
、第７図は本発明の第４態様を示す正面図、第８図ない
し第１θ図は本発明の第５態様を示すもので、第８図は
正面図、第９図は■−■線に沿う矢視断面図、第１θ図
は変形例を示す第９図と同様の図、第１１図ないし第１
３図は本発明の第６態様を示すもので、第１１区は正面
図、第１２図は要部の拡大正面図、第１３図は第１２図
のＸｉ　ＩＩ線に沿う矢視断面図である。 Ａ　−Ｂ　−Ｃ−Ｄ　−Ｅ−Ｆ・・・・・・制振装置、
１・・・・・・柱（構造物）、２・・・・・・梁（構造
物）３・・・・・・壁（構造物）、−１５＝ ５・・・・・・鋼板、６・・・・・・減衰材、７・・・
・・・コンクリート層（構造物）、９・・・・・・中間
柱（構造物）、ｌＯ・・・・・・作動片、ＩＩ・・・・
・・間仕切り壁（構造物）、１４・・・・・・ブレース
（構造物）、＋４ａ・・・７ラング部、１５・・・・・
・閉塞板（構造物）、１６・・・・・・作動片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）建築物の揺れに伴い相対移動させられる複数の建築
   物構造体間に、アスファルトとゴムとの混合物からなる
   減衰材を一体に介装してなることを特徴とする建築物の
   制振装置 ２）構造体が柱と梁との間に取り付けられた鋼板と、こ
   の鋼板の表面に積層されるコンクリート層である請求項
   １記載の建築物の制振装置 ３）構造体の一つが軸組みに架設されるブレースである
   請求項１記載の建築物の制振装置４）構造体が一対の壁
   である請求項１記載の建築物の制振装置 ５）一対の壁の対向面のそれぞれに、相対移動可能に重
   畳させられる作動片を突設し、これらの作動片間に減衰
   材を一体に介装した請求項４記載の建築物の制振装置