JPH0544356A - 制振構造体 - Google Patents
制振構造体Info
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- JPH0544356A JPH0544356A JP22357091A JP22357091A JPH0544356A JP H0544356 A JPH0544356 A JP H0544356A JP 22357091 A JP22357091 A JP 22357091A JP 22357091 A JP22357091 A JP 22357091A JP H0544356 A JPH0544356 A JP H0544356A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大型化せずとも吸収エネルギの大きな制振構
造体を提供することを目的とする。 【構成】 構造用鋼から成る柱１と梁２で囲まれた面内
に、該面内での剪断力を受ける低降伏応力鋼部材８を吸
振部材として構造用鋼のブレース３を介して設けてい
る。
造体を提供することを目的とする。 【構成】 構造用鋼から成る柱１と梁２で囲まれた面内
に、該面内での剪断力を受ける低降伏応力鋼部材８を吸
振部材として構造用鋼のブレース３を介して設けてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、風や地震等に起因する
構造物の振動を抑制するための制振構造体に関するもの
である。
構造物の振動を抑制するための制振構造体に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】かかる制振構造体の一つとして、従来、
ブレースと柱もしくは梁の構造部材との間に吸振部材が
設けられたものが知られている。
ブレースと柱もしくは梁の構造部材との間に吸振部材が
設けられたものが知られている。
【０００３】上記吸振部材は、通常の風力の風や交通振
動等による小さな外力に対しては弾性域における変形に
留まり、ブレースを設けることで構造物の剛性を上げる
ことにより、構造物の振動を小さくすることができる。
動等による小さな外力に対しては弾性域における変形に
留まり、ブレースを設けることで構造物の剛性を上げる
ことにより、構造物の振動を小さくすることができる。
【０００４】また、地震や強風による大きな外力に対し
ては、吸振部材が塑性化してそのヒステリシスにより振
動エネルギを吸収して構造物の振動を大きく減衰せしめ
ている。したがって、ヒステリシスループの面積が大き
い程、吸収エネルギも大となる。また、吸振部材の塑性
化により構造物の剛性が低下して固有周期が長くなるの
で、地震に関して構造物の共振点をずらすことができ
る。
ては、吸振部材が塑性化してそのヒステリシスにより振
動エネルギを吸収して構造物の振動を大きく減衰せしめ
ている。したがって、ヒステリシスループの面積が大き
い程、吸収エネルギも大となる。また、吸振部材の塑性
化により構造物の剛性が低下して固有周期が長くなるの
で、地震に関して構造物の共振点をずらすことができ
る。
【０００５】図７〜図９に従来の制振構造体の例を示
す。図７の例にあっては、Ｈ形鋼の柱５１，５１と梁５
２，５２とが形成する面内にブレース５３，５３が設け
られている。該ブレース５３，５３は一端が柱５１と梁
５２との交点に結合され、他端は水平部材５４によって
互に連結されている。すなわち、ブレース５３，５３は
その他端側での延長線が上方のブレースを越えた位置で
交わるようになっている。互に平行な梁５２と水平部材
５４との間には、複数の吸振部材５５が設けられてい
る。該吸振部材５５は柱、梁と同一材料のＨ形鋼を、そ
のフランジ部５５Ａが梁５２と水平部材５４に固定され
るようにして形成されている。かかる制振構造体にあっ
ては、例えば横方向（梁の長手方向）の大きな外力に対
して、吸振部材５５の紙面に直角な方向に延びるウェブ
部５５Ｂにおける曲げによってエネルギを吸収せんとし
ている。
す。図７の例にあっては、Ｈ形鋼の柱５１，５１と梁５
２，５２とが形成する面内にブレース５３，５３が設け
られている。該ブレース５３，５３は一端が柱５１と梁
５２との交点に結合され、他端は水平部材５４によって
互に連結されている。すなわち、ブレース５３，５３は
その他端側での延長線が上方のブレースを越えた位置で
交わるようになっている。互に平行な梁５２と水平部材
５４との間には、複数の吸振部材５５が設けられてい
る。該吸振部材５５は柱、梁と同一材料のＨ形鋼を、そ
のフランジ部５５Ａが梁５２と水平部材５４に固定され
るようにして形成されている。かかる制振構造体にあっ
ては、例えば横方向（梁の長手方向）の大きな外力に対
して、吸振部材５５の紙面に直角な方向に延びるウェブ
部５５Ｂにおける曲げによってエネルギを吸収せんとし
ている。
【０００６】次に、図８に示すものにあっては、ブレー
ス６３，６３はその延長線が上方の梁６２の手前位置で
交わるように構成され、その交点部と上方の梁６３の間
に、吸振部材６５がブレース６３，６３の連結部材６４
を介して設けられている。吸振部材６５は、柱・梁と同
一材料もしくはこれと同等の強度をもって作られてお
り、図８において紙面に直下な方向に延びるウェブ部６
５Ａ及び中間リブ部６５Ｂを有してはいるものの（図９
参照）、紙面内で拡がるウェブ部６５Ｃの剪断で吸振を
行う。上記ウェブ部６５Ａ、中間リブ部６５Ｂは、ウェ
ブ部６５Ｃの面を座屈を起こさずに一定に保つための補
強をなしている。
ス６３，６３はその延長線が上方の梁６２の手前位置で
交わるように構成され、その交点部と上方の梁６３の間
に、吸振部材６５がブレース６３，６３の連結部材６４
を介して設けられている。吸振部材６５は、柱・梁と同
一材料もしくはこれと同等の強度をもって作られてお
り、図８において紙面に直下な方向に延びるウェブ部６
５Ａ及び中間リブ部６５Ｂを有してはいるものの（図９
参照）、紙面内で拡がるウェブ部６５Ｃの剪断で吸振を
行う。上記ウェブ部６５Ａ、中間リブ部６５Ｂは、ウェ
ブ部６５Ｃの面を座屈を起こさずに一定に保つための補
強をなしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の制振構造体にあっては次のような問題をかかえて
いる。
従来の制振構造体にあっては次のような問題をかかえて
いる。
【０００８】先ず、図７の制振構造体の場合、ブレース
５３，５３の延長線の交点が柱あるいは梁上にないため
に、これらの部材には軸力のみならず曲げモーメントを
受けてしまうので、局部応力が大きくならないように上
記各部材の断面を大きくせねばならない。また、吸振部
材５５に関しては、ウェブ部５５Ｂが容易に曲げ変形を
生じてしまうために、小さな外力の場合、ブレースによ
る構造物の剛性の向上が小さく、構造物の振動を小さく
する効果が少ない。また、大きな外力に対しては、ウェ
ブ部の端部にて最大応力が生じ塑性変形がここに集中し
てしまうので吸振部材の吸収エネルギは小さい。
５３，５３の延長線の交点が柱あるいは梁上にないため
に、これらの部材には軸力のみならず曲げモーメントを
受けてしまうので、局部応力が大きくならないように上
記各部材の断面を大きくせねばならない。また、吸振部
材５５に関しては、ウェブ部５５Ｂが容易に曲げ変形を
生じてしまうために、小さな外力の場合、ブレースによ
る構造物の剛性の向上が小さく、構造物の振動を小さく
する効果が少ない。また、大きな外力に対しては、ウェ
ブ部の端部にて最大応力が生じ塑性変形がここに集中し
てしまうので吸振部材の吸収エネルギは小さい。
【０００９】次に、図８の制振構造体の場合、やはりブ
レースの延長線の交点が柱あるいは梁上にないために、
曲げモーメントを生じてしまい、各部材の断面積を大き
くせねばならないことは、図７の場合と同様である。こ
れに加え、ブレースが柱と梁で囲まれる空間の中央部に
位置しているので、構造物として上記空間を窓・出入口
のための開口部として確保することができない。また、
吸振部材は板材の強軸方向の剪断抵抗を利用しているの
で剪断剛性が大きく、ブレースによる構造物の剛性の向
上が大きい。また、剪断抵抗を利用しているので端部に
弾性変形が集中することがなく吸収エネルギも大きい。
しかしながら、該吸振部材はその耐力も大きいために、
該吸振部材が十分にエネルギを吸収するまでブレースや
柱・梁を弾性に保つためには、これらの部材の断面を大
きくしなければならない。さりとて、吸振部材たるウェ
ブ部の耐力を小さくするためにこれを薄くすると座屈が
生じ易く、エネルギ吸収性能が低下し、繰返し荷重に弱
くなる。また、耐力を小さくするために寸法を小さくす
ると、大変形時の剪断歪が大きくなりすぎて疲労強度が
低下する。
レースの延長線の交点が柱あるいは梁上にないために、
曲げモーメントを生じてしまい、各部材の断面積を大き
くせねばならないことは、図７の場合と同様である。こ
れに加え、ブレースが柱と梁で囲まれる空間の中央部に
位置しているので、構造物として上記空間を窓・出入口
のための開口部として確保することができない。また、
吸振部材は板材の強軸方向の剪断抵抗を利用しているの
で剪断剛性が大きく、ブレースによる構造物の剛性の向
上が大きい。また、剪断抵抗を利用しているので端部に
弾性変形が集中することがなく吸収エネルギも大きい。
しかしながら、該吸振部材はその耐力も大きいために、
該吸振部材が十分にエネルギを吸収するまでブレースや
柱・梁を弾性に保つためには、これらの部材の断面を大
きくしなければならない。さりとて、吸振部材たるウェ
ブ部の耐力を小さくするためにこれを薄くすると座屈が
生じ易く、エネルギ吸収性能が低下し、繰返し荷重に弱
くなる。また、耐力を小さくするために寸法を小さくす
ると、大変形時の剪断歪が大きくなりすぎて疲労強度が
低下する。
【００１０】本発明は、かかる問題を解決し、吸振部材
の降伏応力をブレース等よりも小さくして、塑性変形の
ヒステリシスループを大きくすることによって剪断抵抗
にもとづく吸振エネルギを大とする制振構造体を提供す
ることを目的とする。
の降伏応力をブレース等よりも小さくして、塑性変形の
ヒステリシスループを大きくすることによって剪断抵抗
にもとづく吸振エネルギを大とする制振構造体を提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面内に、該
面内での剪断力を受ける低降伏応力鋼部材を吸振部材と
して構造用鋼のブレースを介して設けたことにより達成
される。
的は、構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面内に、該
面内での剪断力を受ける低降伏応力鋼部材を吸振部材と
して構造用鋼のブレースを介して設けたことにより達成
される。
【００１２】
【作用】上述のごとくの本発明によれば、降伏応力は吸
振部材たる低降伏応力鋼部材の方がこれを支持するブレ
ース、柱、梁よりも低いために、早く塑性変形を生ず
る。しかも、該低降伏応力鋼部材はエネルギの殆どを剪
断抵抗として吸収するので、その吸収エネルギは大き
い。
振部材たる低降伏応力鋼部材の方がこれを支持するブレ
ース、柱、梁よりも低いために、早く塑性変形を生ず
る。しかも、該低降伏応力鋼部材はエネルギの殆どを剪
断抵抗として吸収するので、その吸収エネルギは大き
い。
【００１３】かくして、吸振性が良く、またブレース、
柱、梁等に塑性変形をもたらさない。
柱、梁等に塑性変形をもたらさない。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面の図１〜図６にもとづいて本
発明の実施例を説明する。
発明の実施例を説明する。
【００１５】図１の実施例の制振構造体において、１は
柱、２は梁であり、共に構造用鋼で、例えばＨ形鋼から
成っていて、互に溶接あるいはボルト等で結合されてい
る。図において柱１、梁２の下方の二箇所の交点Ａ，Ｂ
には構造用鋼の溝形鋼から成る二本のブレース３のそれ
ぞれの一端が接手部材４を介してボルト結合されてい
る。上記二本のブレース３，３の延長線の交点Ｃは上方
の梁２の軸線上に位置している。そして、該ブレース
３，３の他端は、上方の梁２に対し平行に配されたブレ
ースと同様の部材から成る支持部材５に接手部材６を介
してボルト結合されている。
柱、２は梁であり、共に構造用鋼で、例えばＨ形鋼から
成っていて、互に溶接あるいはボルト等で結合されてい
る。図において柱１、梁２の下方の二箇所の交点Ａ，Ｂ
には構造用鋼の溝形鋼から成る二本のブレース３のそれ
ぞれの一端が接手部材４を介してボルト結合されてい
る。上記二本のブレース３，３の延長線の交点Ｃは上方
の梁２の軸線上に位置している。そして、該ブレース
３，３の他端は、上方の梁２に対し平行に配されたブレ
ースと同様の部材から成る支持部材５に接手部材６を介
してボルト結合されている。
【００１６】上記支持部材５と上方の梁２とは、支持部
材５の両端近傍で結合部材７，７により、そしてそれら
の中間にて吸振部材８により連結されている。吸振部材
８は、構造用鋼よりも降伏応力の低い、いわゆる低降伏
応力鋼で作られている。例えば、該低降伏応力鋼はその
降伏応力が５〜２０Kgf/mm2 、伸びが３０％以上のもの
として知られている。本発明では、これらの範囲のもの
は吸振部材としていづれも使用可能であるが、降伏応力
が１０Kgf/mm2、伸びが５０％程度であるのが望まし
い。
材５の両端近傍で結合部材７，７により、そしてそれら
の中間にて吸振部材８により連結されている。吸振部材
８は、構造用鋼よりも降伏応力の低い、いわゆる低降伏
応力鋼で作られている。例えば、該低降伏応力鋼はその
降伏応力が５〜２０Kgf/mm2 、伸びが３０％以上のもの
として知られている。本発明では、これらの範囲のもの
は吸振部材としていづれも使用可能であるが、降伏応力
が１０Kgf/mm2、伸びが５０％程度であるのが望まし
い。
【００１７】上記結合部材７はＨ形のものとして作られ
ており、そのウェブ部は図１において紙面に直角な方向
に配置され、両フランジ部が梁２及び支持部材５にボル
ト等で結合されている。
ており、そのウェブ部は図１において紙面に直角な方向
に配置され、両フランジ部が梁２及び支持部材５にボル
ト等で結合されている。
【００１８】一方、吸振部材８は、図２に見られるよう
に、上下にフランジ部８Ａ，８Ａ、両端側にウェブ部８
Ｂ，８Ｂそしてフランジ部８Ａ及びウェブ部８Ｂに囲ま
れた範囲に設けられた板状部８Ｃとを有している。この
吸振部材８は、少なくとも該板状部８Ｃが低降伏応力鋼
で作られているが、吸振部材８の全体が低降伏応力鋼で
作られていてもよい。フランジ部８Ａには、梁２そして
支持部材５との結合用のリベット孔８Ａ’が穿設されて
いる。ウェブ部８Ｂは図１及び図２において紙面に直角
な面に配されていて、中間部は上下端に対して幅拡にテ
ーパをもって切り込み部８Ｂ’が形成されている。そし
て、板状部８Ｃは図１及び図２において紙面に平行な面
に位置する板材から成り、周囲が上記フランジ部８Ａ及
びウェブ部８Ｂに溶接によって固着されている。
に、上下にフランジ部８Ａ，８Ａ、両端側にウェブ部８
Ｂ，８Ｂそしてフランジ部８Ａ及びウェブ部８Ｂに囲ま
れた範囲に設けられた板状部８Ｃとを有している。この
吸振部材８は、少なくとも該板状部８Ｃが低降伏応力鋼
で作られているが、吸振部材８の全体が低降伏応力鋼で
作られていてもよい。フランジ部８Ａには、梁２そして
支持部材５との結合用のリベット孔８Ａ’が穿設されて
いる。ウェブ部８Ｂは図１及び図２において紙面に直角
な面に配されていて、中間部は上下端に対して幅拡にテ
ーパをもって切り込み部８Ｂ’が形成されている。そし
て、板状部８Ｃは図１及び図２において紙面に平行な面
に位置する板材から成り、周囲が上記フランジ部８Ａ及
びウェブ部８Ｂに溶接によって固着されている。
【００１９】次に、かかる本実施例の制振構造体につい
て、その吸振原理を説明する。
て、その吸振原理を説明する。
【００２０】先ず、通常の風力の力や交通振動等に起因
する小さな外力に対しては、ブレースによる剛性の付加
により振動を小さくし、地震等の大きな外力に対して
は、塑性域でのヒステリシスループを描く変形によって
吸収するということには、従来のものと同じである。
する小さな外力に対しては、ブレースによる剛性の付加
により振動を小さくし、地震等の大きな外力に対して
は、塑性域でのヒステリシスループを描く変形によって
吸収するということには、従来のものと同じである。
【００２１】本実施例では、大きな外力を受けた際、図
３に示されるように剪断変形を起こす。吸振部材８の板
状部８Ｃは、その降伏応力がこれを支えているブレース
３や柱１、梁２よりも低いために、剪断抵抗部材の厚さ
を薄くしたり、寸法を小さくしなくとも横方向の剪断を
受けて早い時期に塑性域に入りヒステリシスループを描
いて振動エネルギを吸収する。そのとき、本実施例で
は、従来のごとく曲げによらず剪断抵抗によって吸収す
るので、その値は大きい。その結果、全体の吸収エネル
ギは大きなものとなる。さらに本実施例のごとく、好ま
しい形態としてウェブ部８Ｂを設ければ、板状の剪断抵
抗部８Ｃは板面を常に平坦に保つのでほぼ純粋に剪断抵
抗のみによって上記エネルギを吸収しその能力は高く維
持される。また、ウェブ部８Ｂに切り込み部８Ｂ’が形
成されているので、ウェブ部８Ｂの上下端における溶接
部分に応力が集中することが回避される。
３に示されるように剪断変形を起こす。吸振部材８の板
状部８Ｃは、その降伏応力がこれを支えているブレース
３や柱１、梁２よりも低いために、剪断抵抗部材の厚さ
を薄くしたり、寸法を小さくしなくとも横方向の剪断を
受けて早い時期に塑性域に入りヒステリシスループを描
いて振動エネルギを吸収する。そのとき、本実施例で
は、従来のごとく曲げによらず剪断抵抗によって吸収す
るので、その値は大きい。その結果、全体の吸収エネル
ギは大きなものとなる。さらに本実施例のごとく、好ま
しい形態としてウェブ部８Ｂを設ければ、板状の剪断抵
抗部８Ｃは板面を常に平坦に保つのでほぼ純粋に剪断抵
抗のみによって上記エネルギを吸収しその能力は高く維
持される。また、ウェブ部８Ｂに切り込み部８Ｂ’が形
成されているので、ウェブ部８Ｂの上下端における溶接
部分に応力が集中することが回避される。
【００２２】なお、本実施例では、結合部材７は必須の
ものではないが、これを設けることにより、吸振部材を
ほぼ純粋に剪断のみがかかる状態にすることができ
る。。
ものではないが、これを設けることにより、吸振部材を
ほぼ純粋に剪断のみがかかる状態にすることができ
る。。
【００２３】また、本実施例では、ブレース３，３の延
長線の交点Ｃが梁２の軸線上に位置するために、構造体
をなす各部材には曲げモーメントが作用せず、梁やブレ
ースの断面を大きくする必要がない。このようにするこ
とによっても、本実施例では、外力のエネルギを曲げに
よらず、ほぼ全部を軸方向力すなわち剪断抵抗によって
吸収できるように構成される。
長線の交点Ｃが梁２の軸線上に位置するために、構造体
をなす各部材には曲げモーメントが作用せず、梁やブレ
ースの断面を大きくする必要がない。このようにするこ
とによっても、本実施例では、外力のエネルギを曲げに
よらず、ほぼ全部を軸方向力すなわち剪断抵抗によって
吸収できるように構成される。
【００２４】本実施例では吸振部材はブレースと梁とに
より支えられ、ブレースの延長線の交点を梁の軸線上に
位置せしめることにより、各部材に曲げモーメントを生
じないようにしたが、他の構成、例えば、図４〜図６の
ごとく、軸線が梁と柱の支点を通るブレース１３のみに
よって吸振部材１８を支えるようにしても同じ効果を得
られる。
より支えられ、ブレースの延長線の交点を梁の軸線上に
位置せしめることにより、各部材に曲げモーメントを生
じないようにしたが、他の構成、例えば、図４〜図６の
ごとく、軸線が梁と柱の支点を通るブレース１３のみに
よって吸振部材１８を支えるようにしても同じ効果を得
られる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のごとく、低降伏応力鋼部
材を用いその剪断抵抗で振動エネルギを吸収することと
したので、ブレース、柱そして梁よりも先に降伏しこれ
らの部材に過大な応力をもたらさない。また、剪断抵抗
にもとづくヒステリシスループの描く吸収エネルギはき
わめて大きくなり、制振構造体としての能力が増大す
る。かくして、柱、梁の断面を大きくせずともそれらの
強度を十分確保できる。
材を用いその剪断抵抗で振動エネルギを吸収することと
したので、ブレース、柱そして梁よりも先に降伏しこれ
らの部材に過大な応力をもたらさない。また、剪断抵抗
にもとづくヒステリシスループの描く吸収エネルギはき
わめて大きくなり、制振構造体としての能力が増大す
る。かくして、柱、梁の断面を大きくせずともそれらの
強度を十分確保できる。
【図１】本発明の一実施例としての制振構造体の正面図
である。
である。
【図２】図１の吸振部材の一部破断斜視図である。
【図３】図１の制振構造体の変形時の正面図である。
【図４】他の実施例の制振構造体の概要正面図である。
【図５】さらに他の実施例の制振構造体の概要正面図で
ある。
ある。
【図６】さらに他の実施例の制振構造体の概要正面図で
ある。
ある。
【図７】従来の制振構造体の正面図である。
【図８】他の従来の制振構造体の正面図である。
【図９】図８におけるIX−IX断面図である。
１ 柱 ２ 梁 ３ ブレース ８ 低降伏応力鋼部材（吸振部材） ８Ａ フランジ部 ８Ｂ ウェブ部 ８Ｃ 板状部 １３ ブレース １８ 低降伏応力鋼部材（吸振部材）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２】
【従来の技術】かかる制振構造体の一つとして、従来、
ブレースと柱もしくは梁の構造部材との間に鋼材の塑性
変形を利用した吸振部材を設けたものが知られている。
ブレースと柱もしくは梁の構造部材との間に鋼材の塑性
変形を利用した吸振部材を設けたものが知られている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 図７〜図９に従来の制振構造体の例を示
す。図７の例にあっては、Ｈ形鋼の柱５１，５１と梁５
２，５２とが形成する面内にブレース５３，５３が設け
られている。該ブレース５３，５３は一端が柱５１と梁
５２との交点に結合され、他端は水平部材５４によって
互に連結されている。すなわち、ブレース５３，５３は
その他端側での延長線が上方の梁５２を越えた位置で交
わるようになっている。互に平行な梁５２と水平部材５
４との間には、複数の吸振部材５５が設けられている。
該吸振部材５５は柱、梁と同一材料のＨ形鋼を、そのフ
ランジ部５５Ａが梁５２と水平部材５４に固定されるよ
うにして形成されている。かかる制振構造体にあって
は、例えば横方向（梁の長手方向）の大きな外力に対し
て、吸振部材５５の紙面に直角な方向に延びるウェブ部
５５Ｂにおける曲げによってエネルギを吸収せんとして
いる。
す。図７の例にあっては、Ｈ形鋼の柱５１，５１と梁５
２，５２とが形成する面内にブレース５３，５３が設け
られている。該ブレース５３，５３は一端が柱５１と梁
５２との交点に結合され、他端は水平部材５４によって
互に連結されている。すなわち、ブレース５３，５３は
その他端側での延長線が上方の梁５２を越えた位置で交
わるようになっている。互に平行な梁５２と水平部材５
４との間には、複数の吸振部材５５が設けられている。
該吸振部材５５は柱、梁と同一材料のＨ形鋼を、そのフ
ランジ部５５Ａが梁５２と水平部材５４に固定されるよ
うにして形成されている。かかる制振構造体にあって
は、例えば横方向（梁の長手方向）の大きな外力に対し
て、吸振部材５５の紙面に直角な方向に延びるウェブ部
５５Ｂにおける曲げによってエネルギを吸収せんとして
いる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 次に、図８に示すものにあっては、ブレ
ース６３，６２はその延長線が上方の梁６２の手前位置
で交わるように構成され、その交点部と上方の梁６２の
間に、吸振部材６５がブレース６３，６３の連結部材６
４を介して設けられている。吸振部材６５は、柱・梁と
同一材料もしくはこれと同等の強度をもって作られてお
り、図８において紙面に直角な方向に延びるフランジ部
６５Ａ及び中間リブ部６５Ｂを有してはいるものの（図
９参照）、紙面内で拡がるウェブ部６５Ｃの剪断変形に
より吸振を行う。上記フランジ部６５Ａ、中間リブ部６
５Ｂは、ウェブ部６５Ｃの面を座屈を起こさずに一定に
保つための補強をなしている。
ース６３，６２はその延長線が上方の梁６２の手前位置
で交わるように構成され、その交点部と上方の梁６２の
間に、吸振部材６５がブレース６３，６３の連結部材６
４を介して設けられている。吸振部材６５は、柱・梁と
同一材料もしくはこれと同等の強度をもって作られてお
り、図８において紙面に直角な方向に延びるフランジ部
６５Ａ及び中間リブ部６５Ｂを有してはいるものの（図
９参照）、紙面内で拡がるウェブ部６５Ｃの剪断変形に
より吸振を行う。上記フランジ部６５Ａ、中間リブ部６
５Ｂは、ウェブ部６５Ｃの面を座屈を起こさずに一定に
保つための補強をなしている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 先ず、図７の制振構造体の場合、ブレー
ス５３，５３の延長線の交点が梁５２上にないために、
これらの部材には軸力のみならず付加曲げモーメントを
受けてしまうので、局部応力が大きくならないように上
記各部材の断面を大きくせねばならない。また、吸振部
材５５に関しては、ウェブ部５５Ｂが容易に曲げ変形を
生じてしまうために、小さな外力の場合に、ブレースお
よび吸振部材による構造物の剛性の向上を期待するため
には、数多くの吸振部材が必要となる。また、大きな外
力に対しては、ウェブ部の端部にて最大応力が生じ塑性
変形がここに集中してしまうので吸振部材の吸収エネル
ギは小さい。
ス５３，５３の延長線の交点が梁５２上にないために、
これらの部材には軸力のみならず付加曲げモーメントを
受けてしまうので、局部応力が大きくならないように上
記各部材の断面を大きくせねばならない。また、吸振部
材５５に関しては、ウェブ部５５Ｂが容易に曲げ変形を
生じてしまうために、小さな外力の場合に、ブレースお
よび吸振部材による構造物の剛性の向上を期待するため
には、数多くの吸振部材が必要となる。また、大きな外
力に対しては、ウェブ部の端部にて最大応力が生じ塑性
変形がここに集中してしまうので吸振部材の吸収エネル
ギは小さい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】 次に、図８の制振構造体の場合、図７の
場合と同様に、ブレース６３，６３の延長線の交点が梁
６２上にないために、これらの部材が付加曲げモーメン
トを受ける。そのため、吸振部材６５にも偏心による曲
げモーメントと、梁６２との接合部の回転が生じ、上下
の梁の相対水平変位（層間変形）中に占める吸振部材６
５の剪断変形の割合が少なくなり、従って吸収エネルギ
も少なくなる。また、吸振部材は板材の強軸方向の剪断
抵抗を利用しているので、端部に塑性変形が集中するこ
とがなく、吸振部材の剪断剛性も大きいのでブレースお
よび吸振部材による構造物の剛性の向上も大きいが、該
吸振部材はその耐力も大きいために、該吸振部材が十分
にエネルギを吸収するまでブレースや柱・梁を前述の曲
げモーメントに対して弾性に保つためには、これらの部
材を大きくしなければならない。さりとて、吸振部材た
るウェブ部の耐力を小さくするためにこれを薄くすると
座屈が生じ易く、エネルギ吸収性能が低下し、繰返し荷
重に弱くなる。また、耐力を小さくするために寸法を小
さくすると、大変形時の剪断歪が大きくなりすぎて疲労
強度が低下する。これに加えて、ブレースが柱と梁で囲
まれる空間の中央部に位置しているので、構造物として
上記空間を窓・出入口のための開口部として確保するこ
とがむずかしく、建築計画上の自由度が小さくなる。
場合と同様に、ブレース６３，６３の延長線の交点が梁
６２上にないために、これらの部材が付加曲げモーメン
トを受ける。そのため、吸振部材６５にも偏心による曲
げモーメントと、梁６２との接合部の回転が生じ、上下
の梁の相対水平変位（層間変形）中に占める吸振部材６
５の剪断変形の割合が少なくなり、従って吸収エネルギ
も少なくなる。また、吸振部材は板材の強軸方向の剪断
抵抗を利用しているので、端部に塑性変形が集中するこ
とがなく、吸振部材の剪断剛性も大きいのでブレースお
よび吸振部材による構造物の剛性の向上も大きいが、該
吸振部材はその耐力も大きいために、該吸振部材が十分
にエネルギを吸収するまでブレースや柱・梁を前述の曲
げモーメントに対して弾性に保つためには、これらの部
材を大きくしなければならない。さりとて、吸振部材た
るウェブ部の耐力を小さくするためにこれを薄くすると
座屈が生じ易く、エネルギ吸収性能が低下し、繰返し荷
重に弱くなる。また、耐力を小さくするために寸法を小
さくすると、大変形時の剪断歪が大きくなりすぎて疲労
強度が低下する。これに加えて、ブレースが柱と梁で囲
まれる空間の中央部に位置しているので、構造物として
上記空間を窓・出入口のための開口部として確保するこ
とがむずかしく、建築計画上の自由度が小さくなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 本発明は、かかる問題を解決し、吸振部
材の剪断降伏応力度をブレース等よりも小さくして、吸
振部材のみに降伏を起こさせるとともに、その塑性変形
のヒステリシスループを大きくすることによって吸振エ
ネルギを大とする制振構造体を提供することを目的とす
る。
材の剪断降伏応力度をブレース等よりも小さくして、吸
振部材のみに降伏を起こさせるとともに、その塑性変形
のヒステリシスループを大きくすることによって吸振エ
ネルギを大とする制振構造体を提供することを目的とす
る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面内に、該
面内での剪断力を受ける低降伏応力度鋼部材を吸振部材
として構造用鋼のブレースを介して設けたことにより達
成される。
的は、構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面内に、該
面内での剪断力を受ける低降伏応力度鋼部材を吸振部材
として構造用鋼のブレースを介して設けたことにより達
成される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【作用】上述のごとくの本発明によれば、降伏応力度は
吸振部材たる低降伏応力度鋼部材の方がこれを支持する
ブレース、柱、梁よりも低いために、早く塑性変形を生
ずる。しかも、該低降伏応力度鋼部材はエネルギの殆ど
を剪断変形として板部全体で吸収するので、塑性変形の
集中がなくその吸収エネルギは大きい。
吸振部材たる低降伏応力度鋼部材の方がこれを支持する
ブレース、柱、梁よりも低いために、早く塑性変形を生
ずる。しかも、該低降伏応力度鋼部材はエネルギの殆ど
を剪断変形として板部全体で吸収するので、塑性変形の
集中がなくその吸収エネルギは大きい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】 かくして、吸振性が良く、またブレー
ス、柱、梁等の断面を大きくすることなしにこれらを弾
性に保つ。
ス、柱、梁等の断面を大きくすることなしにこれらを弾
性に保つ。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 図１の実施例の制振構造体において、１
は柱、２は梁であり、共に構造用鋼で、例えばＨ形鋼か
ら成っていて、互に溶接あるいはボルト等で結合されて
いる。図において柱１、梁２の下方の二箇所の交点Ａ，
Ｂには構造用鋼の溝形鋼から成る二本のブレース３のそ
れぞれの一端が接手部材４を介してボルト結合されてい
る。上記二本のブレース３，３の延長線の交点Ｃは上方
の梁２の軸線上に位置している。そして、該ブレース
３，３の他端は、上方の梁２に対し平行に配された支持
部材５に接手部材６を介してボルト結合されている。
は柱、２は梁であり、共に構造用鋼で、例えばＨ形鋼か
ら成っていて、互に溶接あるいはボルト等で結合されて
いる。図において柱１、梁２の下方の二箇所の交点Ａ，
Ｂには構造用鋼の溝形鋼から成る二本のブレース３のそ
れぞれの一端が接手部材４を介してボルト結合されてい
る。上記二本のブレース３，３の延長線の交点Ｃは上方
の梁２の軸線上に位置している。そして、該ブレース
３，３の他端は、上方の梁２に対し平行に配された支持
部材５に接手部材６を介してボルト結合されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 上記支持部材５と上方の梁２とは、支持
部材５の両端近傍で結合部材７，７により、そしてそれ
らの中間にて吸振部材８により連結されている。吸振部
材８は、構造用鋼よりも降伏応力度の低い、いわゆる低
降伏応力度鋼で作られている。例えば、該低降伏応力度
鋼はその降伏応力度が５〜２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 、伸び
が３０％以上のものとして知られている。本発明では、
これらの範囲のものは吸振部材としていづれも使用可能
であるが、降伏応力度が１０Ｋｇｆ／ｍｍ2、伸びが５
０％程度であるのが望ましい。
部材５の両端近傍で結合部材７，７により、そしてそれ
らの中間にて吸振部材８により連結されている。吸振部
材８は、構造用鋼よりも降伏応力度の低い、いわゆる低
降伏応力度鋼で作られている。例えば、該低降伏応力度
鋼はその降伏応力度が５〜２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 、伸び
が３０％以上のものとして知られている。本発明では、
これらの範囲のものは吸振部材としていづれも使用可能
であるが、降伏応力度が１０Ｋｇｆ／ｍｍ2、伸びが５
０％程度であるのが望ましい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】 一方、吸振部材８は、図２に見られるよ
うに、上下に結合板部８Ａ，８Ａ、両端側にフランジ部
８Ｂ，８Ｂそして結合板部８Ａ及びフランジ部８Ｂに囲
まれた範囲に設けられた板状部８Ｃとを有している。こ
の吸振部材８は、少なくとも該板状部８Ｃが低降伏応力
度鋼で作られているが、吸振部材８の全体が低降伏応力
度鋼で作られていてもよい。結合板部８Ａには、梁２そ
して支持部材５との結合用のボルト孔８Ａ’が穿設され
ている。フランジ部８Ｂは図１及び図２において紙面に
直角な面に配されていて、中間部は上下端に対して幅狭
にテーパをもって切り込み部８Ｂ’が形成されている。
そして、板状部８Ｃは図１及び図２において紙面に平行
な面に位置する板材から成り、周囲が上記結合板部８Ａ
及びフランジ部８Ｂに溶接によって固着されている。
うに、上下に結合板部８Ａ，８Ａ、両端側にフランジ部
８Ｂ，８Ｂそして結合板部８Ａ及びフランジ部８Ｂに囲
まれた範囲に設けられた板状部８Ｃとを有している。こ
の吸振部材８は、少なくとも該板状部８Ｃが低降伏応力
度鋼で作られているが、吸振部材８の全体が低降伏応力
度鋼で作られていてもよい。結合板部８Ａには、梁２そ
して支持部材５との結合用のボルト孔８Ａ’が穿設され
ている。フランジ部８Ｂは図１及び図２において紙面に
直角な面に配されていて、中間部は上下端に対して幅狭
にテーパをもって切り込み部８Ｂ’が形成されている。
そして、板状部８Ｃは図１及び図２において紙面に平行
な面に位置する板材から成り、周囲が上記結合板部８Ａ
及びフランジ部８Ｂに溶接によって固着されている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】 先ず、通常の風力の力や交通振動等に起
因する小さな外力に対しては、ブレースによる剛性の付
加により振動を小さくし、地震等の大きな外力に対して
は、吸振部材が塑性化することによりヒステリシスルー
プを描き、エネルギを吸収するということは、従来のも
のと同じである。
因する小さな外力に対しては、ブレースによる剛性の付
加により振動を小さくし、地震等の大きな外力に対して
は、吸振部材が塑性化することによりヒステリシスルー
プを描き、エネルギを吸収するということは、従来のも
のと同じである。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】 本実施例では、大きな外力を受けた際、
図３に示されるように吸振部材８が剪断変形を起こす。
吸振部材８の板状部８Ｃは、その降伏応力度がこれを支
えているブレース３や柱１、梁２よりも低いために、ブ
レース３や柱１，梁２の断面を大きくしたり、剪断抵抗
部材の厚さを薄くしたり、寸法を小さくしなくとも横方
向の剪断を受けてブレース３や柱１，梁２よりも十分早
い時期に塑性域に入り、繰り返しに対して安定したヒス
テリシスループを描いて振動エネルギを吸収する。その
とき、本実施例では、従来のごとく曲げによらず板状部
８Ｃ全体の剪断塑性変形によってエネルギを吸収するの
で、吸振部材の吸収エネルギは大きなものとなる。さら
に本実施例のごとく、好ましい形態としてフランジ部８
Ｂを設ければ、板状の剪断抵抗部８Ｃは板面を常に平坦
に保つのでほぼ純粋に剪断抵抗のみによって上記エネル
ギを吸収しその能力は高く維持される。また、フランジ
部８Ｂに切り込み部８Ｂ’が形成されているので、フラ
ンジ部８Ｂの上下端における溶接部分に応力が集中する
ことが回避される。なお、吸振部材８において、結合板
８Ａ，８Ａとフランジ板８Ｂ，８Ｂからなる部分は、そ
れら相互の接合に溶接を用いずに、二個のＨ型鋼を互い
のフランジを突き合わせるように用いることによって、
簡単に図２のような吸振部材の８Ａ，８Ａ，８Ｂ，８Ｂ
と同じ構成を得ることができる。この場合、図２におけ
る結合板８Ａ，８Ａとフランジ板８Ｂ，８Ｂに対応する
部分の接合に溶接を用いていないので、図２のごとくフ
ランジ板８Ｂ，８Ｂに切り込み部８Ｂ’を形成すること
なしに大きなエネルギ吸収能力が得られる。
図３に示されるように吸振部材８が剪断変形を起こす。
吸振部材８の板状部８Ｃは、その降伏応力度がこれを支
えているブレース３や柱１、梁２よりも低いために、ブ
レース３や柱１，梁２の断面を大きくしたり、剪断抵抗
部材の厚さを薄くしたり、寸法を小さくしなくとも横方
向の剪断を受けてブレース３や柱１，梁２よりも十分早
い時期に塑性域に入り、繰り返しに対して安定したヒス
テリシスループを描いて振動エネルギを吸収する。その
とき、本実施例では、従来のごとく曲げによらず板状部
８Ｃ全体の剪断塑性変形によってエネルギを吸収するの
で、吸振部材の吸収エネルギは大きなものとなる。さら
に本実施例のごとく、好ましい形態としてフランジ部８
Ｂを設ければ、板状の剪断抵抗部８Ｃは板面を常に平坦
に保つのでほぼ純粋に剪断抵抗のみによって上記エネル
ギを吸収しその能力は高く維持される。また、フランジ
部８Ｂに切り込み部８Ｂ’が形成されているので、フラ
ンジ部８Ｂの上下端における溶接部分に応力が集中する
ことが回避される。なお、吸振部材８において、結合板
８Ａ，８Ａとフランジ板８Ｂ，８Ｂからなる部分は、そ
れら相互の接合に溶接を用いずに、二個のＨ型鋼を互い
のフランジを突き合わせるように用いることによって、
簡単に図２のような吸振部材の８Ａ，８Ａ，８Ｂ，８Ｂ
と同じ構成を得ることができる。この場合、図２におけ
る結合板８Ａ，８Ａとフランジ板８Ｂ，８Ｂに対応する
部分の接合に溶接を用いていないので、図２のごとくフ
ランジ板８Ｂ，８Ｂに切り込み部８Ｂ’を形成すること
なしに大きなエネルギ吸収能力が得られる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】 本実施例の、結合部材７はこれを設ける
ことにより、吸振部材をほぼ純粋に剪断のみがかかる状
態にすることができるので、そのエネルギ吸収効率を高
めるとともに、梁２及び支持部材５の曲げモーメントを
著しく減少させることができる。
ことにより、吸振部材をほぼ純粋に剪断のみがかかる状
態にすることができるので、そのエネルギ吸収効率を高
めるとともに、梁２及び支持部材５の曲げモーメントを
著しく減少させることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】 また、本実施例では、ブレース３，３の
延長線の交点Ｃが梁２の軸線上に位置するために、構造
体をなす各部材の曲げモーメントが小さくなり、梁やブ
レースの断面を大きくする必要がない。このようにする
ことによっても、本実施例では、外力のエネルギを曲げ
によらず、そのほぼ全部を吸振部材８の剪断抵抗によっ
て吸収できるように構成される。
延長線の交点Ｃが梁２の軸線上に位置するために、構造
体をなす各部材の曲げモーメントが小さくなり、梁やブ
レースの断面を大きくする必要がない。このようにする
ことによっても、本実施例では、外力のエネルギを曲げ
によらず、そのほぼ全部を吸振部材８の剪断抵抗によっ
て吸収できるように構成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花井 正実 広島県東広島市鏡山二丁目365，３−302
Claims (5)
- 【請求項１】 構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面
内に、該面内での剪断力を受ける低降伏応力鋼部材を吸
振部材として構造用鋼のブレースを介して設けたことと
する制振構造体。 - 【請求項２】 低降伏応力鋼部材は、柱と梁とで囲まれ
た面内に拡がる板状部と、該板状部の側縁のうち剪断力
に対して直角方向な側縁に設けられたフランジ部と、剪
断力に対して平行な側縁に設けられたブレース材への結
合部とを有していることとする請求項１に記載の制振構
造体。 - 【請求項３】 フランジ部は両端の結合部との接続部分
に対して中央部分が幅狭になっていることとする請求項
２に記載の制振構造体。 - 【請求項４】 ブレースが柱と梁との交点に結合されて
いることとする請求項１ないし請求項３のうちの１つに
記載の制振構造体。 - 【請求項５】 複数のブレースもしくはそれらの延長線
の交点が柱もしくは梁上に位置していることとする請求
項１ないし請求項３のうちの１つに記載の制振構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3223570A JP3016634B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 制振構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3223570A JP3016634B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 制振構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544356A true JPH0544356A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3016634B2 JP3016634B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=16800237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3223570A Expired - Fee Related JP3016634B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 制振構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016634B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100667243B1 (ko) * | 2005-10-13 | 2007-01-12 | 한국건설기술연구원 | 바닥판 보강 장치 및 이를 이용한 바닥판 보강 공법 |
| JP2012082633A (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 木造住宅用制震装置 |
| JP2015140524A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 大和ハウス工業株式会社 | ダンパー |
| GB2539469A (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-21 | Univ Warwick | Brace assembly |
| JP2017057660A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 株式会社エム・テック | 耐震・制震構造 |
| JP2019218713A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 大和ハウス工業株式会社 | 耐力壁 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5201626B2 (ja) * | 2008-02-01 | 2013-06-05 | 日新製鋼株式会社 | 住宅用制振装置 |
| JP5201627B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2013-06-05 | 日新製鋼株式会社 | 住宅用制振装置 |
| JP5368747B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2013-12-18 | 新明和エンジニアリング株式会社 | 鉄骨構造物の制振ダンパー機構及び立体駐車塔 |
| KR101651849B1 (ko) | 2015-11-17 | 2016-08-30 | 장극관 | 슬릿 댐퍼를 이용한 개구부의 내진 보강체 및 그 내진 보강방법 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3223570A patent/JP3016634B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100667243B1 (ko) * | 2005-10-13 | 2007-01-12 | 한국건설기술연구원 | 바닥판 보강 장치 및 이를 이용한 바닥판 보강 공법 |
| JP2012082633A (ja) * | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 木造住宅用制震装置 |
| JP2015140524A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 大和ハウス工業株式会社 | ダンパー |
| GB2539469A (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-21 | Univ Warwick | Brace assembly |
| JP2017057660A (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 株式会社エム・テック | 耐震・制震構造 |
| JP2019218713A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 大和ハウス工業株式会社 | 耐力壁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3016634B2 (ja) | 2000-03-06 |
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