JPH10231640A - 建築構造物の制振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の粘性壁はその大きさのために現場への
輸送運搬、取り付け作業時のハンドリング等が非常に行
い難く、作業性に劣る等の問題があった。また、架構に
設置した場合、上下端に生じるモーメントが大きいこと
により、架構を構成する柱や梁に対する負担が大きい等
の問題があった。 【解決手段】 建築構造物の架構の左右の柱１Ａ、１Ｂ
と上部梁２Ａ、下部梁２Ｂとで囲まれた開口部３内に、
下部梁２Ｂに制振壁１０が設置されるとともにこの制振
壁１０の上端辺と上部梁２Ａとの間にブレース４、５が
架設された制振構造を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震動を始めとす
る振動を吸収するための建築構造物の制振構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築構造物の制震安定性を高める
ための技術として免震構造や制振構造が注目を集めてい
る。高度に情報化の進んだ現在の社会においては、建築
構造物だけでなく、その内部に収納されているコンピュ
ーター等の電子機器や通信施設といった設備が非常に重
要な意味をもつようになってきたためである。もしも大
地震によってこれらの設備の機能が停止あるいは破壊さ
れたならば社会に与える影響は極めて大きなものになる
と予想される。

【０００３】上記のような制振構造として、建築構造物
の架構の左右の柱と上下の梁とで囲まれた開口部内に粘
性壁を設置する制振構造が挙げられる。粘性壁は、開口
部の面方向に沿って下部梁に接合された一方の壁体と、
この壁体と平行に配置されて上部梁に接合された他方の
壁体とを備え、さらにこれら壁体間に粘性体（もしくは
粘弾性体）が介装されたものである。

【０００４】この粘性壁を備える建築構造物に、地震や
風等により振動が発生すると、双方の壁体が相対的に変
位しながら面方向に振動し、双方の壁体間に介装された
粘性体がせん断変形しながらその振動エネルギーを吸収
するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な粘性壁を備える制振構造においては次のような問題が
あった。すなわち、粘性壁の大きさが架構の開口部全体
に広がる程のものであることから、現場への輸送運搬、
取り付け作業時のハンドリング等が非常に行い難く、作
業性に劣る。また、粘性壁の上下端に生じるモーメント
が大きいことにより、下部梁および上部梁との接合を図
る高張力ボルトに作用する軸力が大きくなるとともに上
下の梁に作用する外力も大きくなり、架構を構成する柱
や梁といった構造部材に対する負担が大きい。さらに、
架構の寸法に合わせて粘性壁を加工成形しなければなら
ず、粘性壁を既成の部材として製作することが困難であ
るので、粘性壁自体の調達コストが嵩む。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、構造が単純でありながら制振性に優れ、しかも
施工面においてコストの削減と工期の短縮を図れる建築
構造物の制振構造を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、柱と梁とからなる建築構造物の架構の
左右の柱と上下の梁とで囲まれた開口部内に、下部梁に
制振壁が設置されるとともにこの制振壁の上端辺と上部
梁との間にブレースが架設された制振構造を構築する。
この制振構造における制振壁は、架構の開口部の面方向
に沿って配置され、上下の梁にそれぞれ固定される２個
の構成部材を有するものとし、下部梁上に設置される一
方の構成部材は上面が開放した箱形としてその内部には
両側板と平行に平板を設置して複数の空間を形成し、ブ
レースが固定される他方の構成部材には一方の構成部材
の内部に設けられた複数の空間に挿入配置される複数の
平板を設置する。そして、一方の構成部材に配設された
平板と他方の構成部材に配設された平板とを互い違いに
重なり合うように組み合わせて配置するとともに、一方
の構成部材の内部に粘性体を充填することによって制振
壁の内部に粘性体と平板との積層部を構成する。

【０００８】なお、上記の制振構造は、制振壁を上部梁
に設置するとともに制振壁の下端辺と下部梁との間にブ
レースを架設して構築してもよい。また、粘性体にかえ
て粘弾性体を採用してもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る建築構造物の制振構
造の一実施形態を図１ないし図３に示して説明する。図
１には鉄骨造もしくは鉄骨鉄筋コンクリート造の建築構
造物の架構において左右の柱１Ａ、１Ｂと上部梁２Ａ、
下部梁２Ｂとで囲まれた開口部３を示している。開口部
３を構成する下部梁２Ｂの中央には制振壁１０が立設さ
れており、さらにこの制振壁１０の上端と、上部梁２Ａ
と左右の柱１Ａ、１Ｂとの接合部との間にはそれぞれブ
レース４、５が架設されている。

【００１０】ブレース４、５は架構側に固定された一端
部４ａ、５ａと、制振壁１０側に固定された他端部４
ｂ、５ｂとから構成されており、部材中央が高張力ボル
トによって連結されている。また、ブレース４、５の交
差するゲージ芯Ｃは制振壁１０の中央に位置するように
設定されている。

【００１１】制振壁１０は、開口部３の面方向に沿って
配置され、上部梁２Ａ、下部梁２Ｂにそれぞれ固定され
る２個の構成部材２０、３０を有している。

【００１２】一方の構成部材２０は、下部梁２Ｂの中央
に溶接された下部取り付け鋼材２１上に高張力ボルトに
よって固定されている。また、一方の構成部材２０は上
面２２が開放した箱形の形状を有しており、図２に示す
ように、その内部には両側面の鋼板２３、２３と平行に
鋼板（平板）２４が設置されており、各鋼板の間には空
間２５、２５が形成されている。

【００１３】他方の構成部材３０は、ブレース４、５の
下端に接合された上部取り付け鋼材３１に高張力ボルト
によって固定されている。ここで、ブレース４、５は上
部梁２Ａに取り合う十分な剛性を備えていることから、
ブレース４、５と剛に接合された上部取り付け鋼材３１
は、上部梁２Ａと一体化して水平に変位するように設置
されている。

【００１４】他方の構成部材３０には、一方の構成部材
２０の内部に設けられた複数の空間２５、２５に挿入配
置される複数の鋼板（平板）３２、３２が垂設されてい
る。なお、他方の構成部材３０はユニット化されてお
り、高張力ボルトの螺合を解くことで上部取り付け鋼材
３１から取り外し可能となっている。

【００１５】図３に示すように、一方の構成部材２０に
配設された鋼板２３、２４と他方の構成部材３０に配設
された鋼板３２、３２とは、互い違いに重なり合うよう
に組み合わされて配置され、交互に配設された各鋼板２
３、２４、３２の間には等しい間隔を空けて間隙３３、
３３、…が設けられている。さらに、一方の構成部材２
０の内部に設けられた空間２５にはブタン系の高分子材
料等からなる粘性体４０が充填されており、これによっ
て間隙３３、３３、…には粘性体４０がそれぞれ介在す
ることとなり、制振壁１０の内部に鋼板と粘性体との積
層部５０が構成されている。

【００１６】上記のように構成された制振構造を有する
建築構造物に、地震や風等により振動が発生した場合、
上部取り付け鋼材３１にはブレース４、５を介して上部
梁２Ａの振動が伝達されることとなる。このとき、他方
の構造部材３０に垂設された鋼板３２は一方の構造部材
２０に設けられた鋼板２３、２４に対して面方向に変位
しながら振動する。各鋼板間に介在する粘性体４０は、
双方の構成部材２０、３０に設けられた鋼板どうしが面
方向に振動することによりせん断変形して振動エネルギ
ーを吸収する。

【００１７】上記のように構成された制振構造によれ
ば、粘性体を利用した制振壁とブレースを組み合わせた
ことにより、振動エネルギーの吸収効率がより大きな制
振構造を容易に構築することができる。さらに、制振壁
１０には、一方の構造部材２０に配設された複数の鋼板
２３、２４と、他方の構造部材３０に配設された鋼板３
２とが互い違いに重なり合うように組み合わされて配置
されるとともに鋼板の間に粘性体４０が介装されて積層
部５０が構成されており、粘性体４０のせん断面積が制
振壁１０の見かけ上の面積よりも格段に広く確保されて
いるので、従来の粘性壁と同様の制振性を発揮すること
ができる。

【００１８】しかも、制振壁１０の高さが従来の粘性壁
に比べて低いため、制振壁１０の上下端に生じる転倒モ
ーメントが低減され、下部取り付け鋼材２１および上部
取り付け鋼材３１との接合を図る高張力ボルトに作用す
る軸力が小さくなり、上下の梁に作用する外力も小さく
なることから、架構を構成する柱や梁といった構造部材
に対する負担を軽減することができる。また、ブレース
４、５の交差するゲージ芯が制振壁１０の中央に位置し
ているので、制振壁１０の回転を防止しつつ、建築構造
物の層間変位を有効に制振壁１０のせん断変形とするこ
とができる。

【００１９】粘性体４０は静的荷重に対する剛性をもた
ず、制振構造には振動を受けた後にも応力が残らないの
で、地震後にも有害な残留変形を残さず、建築構造物と
しての機能を維持することができる。

【００２０】制振壁１０に粘性体４０を採用しているこ
とから、微震動や風を原因とする小さな振動に対しても
有効に作用する制振構造を実現して建築構造物内部の居
住性の向上を図ることができる。

【００２１】ブレース４、５の長さ、下部取り付け鋼材
２１および上部取り付け鋼材３１の高さ寸法等を調整す
ることで建築構造物のスパンや階高に影響されることな
く同一寸法の制振壁１０を使用することができ、制振壁
１０を既成サイズ化することが可能となる。このことか
ら、制振壁１０を既成サイズ化し量産化を図れば調達コ
ストの削減が可能である。

【００２２】制振壁１０の大きさが従来の粘性壁に比べ
て格段に小さいために輸送運搬、現場での取り付け作業
時のハンドリングが容易になる。また、制振壁１０以外
にも、ブレース４、５、下部取り付け鋼材２１および上
部取り付け鋼材３１というようにユニット化した部材を
現場で制振構造を構築するため、各ユニットの運搬や取
り付け施工が容易になり、作業性が向上して工期の短縮
を図ることができる。

【００２３】制振壁１０の上方にはブレース４、５が配
設されており、ブレース部分以外は壁の厚さ方向に向け
て貫通した状態となっているので、壁を貫通する方向に
設備配管を収めるスペースを確保することができ、建築
構造物の内部設計の自由度を高めることができる。

【００２４】なお、上記の実施形態における制振壁１０
の構造は、積層部をさらに多重に構成し、制振壁に付与
すべき制振性を高めることも可能である。また、粘性体
４０に代えて粘弾性体を介装してもよい。また、制振壁
１０を上部梁から垂設するとともに制振壁１０の下端辺
と下部梁２Ｂとの間にブレースを架設した制振構造とし
てもよい。さらに、上記の実施形態に限らず、例えば既
存建築物の外周部や間仕切壁に本発明の制振構造を採用
すれば、既存建築物に対して制振補強を行うことも可能
である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の建築構造
物の制振構造によれば、粘性体を利用した制振壁とブレ
ースを組み合わせたことにより、振動エネルギーの吸収
効率がより大きな制振構造を容易に構築することができ
る。これにより、従来は制振壁を設置することが困難で
あった建築構造物にも有効な制振構造を採用することが
できる。

【００２６】さらに、制振壁には、一方の構造部材に配
設された平板と他方の構造部材に配設された平板とが互
い違いに重なり合うように組み合わされて配置されると
ともに各平板の間に粘性体が介装されて積層部が構成さ
れ、粘性体のせん断面積が格段に広く確保されるので、
従来の粘性壁と同様の制振性を発揮することができる。

【００２７】制振壁の高さが従来の粘性壁に比べて低
く、制振壁の上下端に生じる回転モーメントが低減され
るので、架構を構成する柱や梁といった構造部材に対す
る負担を軽減することができる。

【００２８】制振壁に粘性体を採用することから、微震
動や風を原因とする小さな振動に対しても有効に作用す
る制振構造を実現して建築構造物内部の居住性の向上を
図ることができる。また、粘性体は静的荷重に対する剛
性をもたないために制振構造には振動を受けた後にも応
力が残らない。したがって地震後にも有害な残留変形を
残さず、建築構造物としての機能を維持することができ
る。

【００２９】制振壁の大きさが従来の粘性壁に比べて小
さいために輸送運搬、現場での取り付け作業時のハンド
リングが容易になり、これによって作業性の向上を図る
ことができる。

【００３０】制振壁の上方にはブレースが配設されてお
り、ブレース部分以外は壁の厚さ方向に向けて貫通した
状態となるので、壁を貫通する向きに設備配管を収める
スペースを確保することができ、内部設計の自由度を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る建築構造物の制振構造の一実施
形態を示す側方平面図である。

【図２】 図１に示した制振壁の分解斜視図である。

【図３】 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図で
ある。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ 柱 ２Ａ、２Ｂ 梁 ３ 開口部 ４、５ ブレース １０ 制振壁 ２０ 一方の構造部材 ２３、２４ 鋼板（平板） ３０ 他方の構造部材 ３２ 鋼板（平板） ４０ 粘性体 ５０ 積層部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱と梁とからなる建築構造物の架構の左
   右の柱と上下の梁とで囲まれた開口部内において、下部
   梁上に制振壁が設置されるとともに該制振壁の上端と上
   部梁との間にブレースが架設された制振構造であって、 前記制振壁は、前記開口部の面方向に沿って配置され、
   上下の梁にそれぞれ固定される２個の構成部材を有して
   おり、 下部梁に固定される一方の構成部材は上面が開放した箱
   形であり、その内部には両側板と平行に平板が設置され
   て複数の空間が形成され、 ブレースが固定される他方の構成部材には、前記一方の
   構成部材の内部に形成された複数の空間に挿入配置され
   る複数の平板が設置され、 一方の構成部材に配設された平板と他方の構成部材に配
   設された平板とが互い違いに重なり合うように組み合わ
   されて配置されるとともに一方の構成部材の内部には粘
   性体が充填されることによって制振壁の内部に粘性体と
   平板との積層部が構成されていることを特徴とする建築
   構造物の制振構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された建築構造物の制振
   構造において、 前記制振壁が上部梁に設置されるとともに該制振壁の下
   端辺と下部梁との間にブレースが架設されていることを
   特徴とする建築構造物の制振構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載された建築構造
   物の制振構造において、 粘性体にかえて粘弾性体が採用されていることを特徴と
   する建築構造物の制振構造。