JPS6187068A

JPS6187068A - 耐震壁

Info

Publication number: JPS6187068A
Application number: JP20667484A
Authority: JP
Inventors: 光生宮崎
Original assignee: Sumitomo Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Construction Co Ltd
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1986-05-02
Also published as: JPH021947B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は地震に対する高い粘性減衰性能を有する耐震
壁に関するもので、各種建築構造物の壁に利用すること
ができる。

〔従来の技術および問題点〕

耐震設計の観点から開発されてきた技術としては空間ユ
ニット用免震支承、粘性ダンパーサポート、プレースダ
ンパー、スリット耐震壁をはじめとする可撓耐震壁、鋼
板内蔵ＲＣ耐震壁等がちる。

特に、建築物の高層化を実現するためには耐震壁の変形
能力を改善することが不可欠で、数多くの可撓耐震壁が
提案されている。その目的とするところは、耐震壁の変
形能力を大きくして剛性の低くて変形能力の大きなフレ
ーム構造と共同して地震力に抵抗させるとともに、建築
構造物の剛性も適度に高めようとするものである（第１
７図参照）。

しかし、これまでの耐震設計における耐震要素はフレー
ム構造、耐震壁、プレース構造等のいずれにおいても、
その本質はその構造要素が水平変形を生じることによっ
てはじめて水平抵抗力が発生することにある。しかも、
大地震時においてはこれらの耐震要素の弾性変形内での
抵抗力では不十分であるだめ、その塑性化を許容し、塑
性域におけるエネルギー吸収能力によって地震エネルギ
ーに耐えようという基本思想に立脚した耐震設計が行な
われている。これは換言する壕でもなく、大地震時にお
いては、建築構造物がかなりの損傷を受けることを前提
としている。

従来の耐震設計におけるもう一つの問題点は非常によく
耐震設計された建築構造物が大地震に耐え得たとした場
合でも、これらの建築物は地震動の継続時間中に非常に
大きな水平加速度を経験する可能性が極めて高いという
ことである。このことは、建築構造体はたとえ損傷を受
けなかったとしても、建物内での家具や設備機器等が転
倒したり、落下物が生じたり、また人間と物との衝突等
という災害の発生する危険性が極めて高いことを・意味
している。

これに対し、特公昭５１−２８２２６号公報には鋼等の
板からなる抵抗板間に粘性物質を充填介在せしめてなる
振動減衰装置を構造物の化粧壁部材間に組み込んだもの
が開示されている。上記装置は左右の柱と上下の梁に囲
まれた空間においてプレースあるいは垂れ壁、腰壁状の
取付部材によって支持され、粘性物質の粘性せん断抵抗
によって板面に沿った方向に抵抗力を発生させて振動を
減衰させるようにしたものである。

捷だ、同様の振動減衰装置は特公昭５４−１９１０８号
、同１９１０９号、同１９１１０号特公昭５４−１９７
０９号、同１９７１０号の発明でも用いられている。

この発明の制震壁はこれらの従来技術をさらに発展させ
たものであり、単に骨組の崩壊を防ぐだけでなく、壁自
体に粘性抵抗による振動減衰機能を与えることにより建
築構造物の地震に対する応答性能を根本的に変え、建物
内部での二次的な抜書を防止して安全性の高い構造物の
構築を可能とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明の制震壁は上階の梁２またはスラブ３より垂下
する垂下壁４と、下階の梁２捷たはスラブ３より立上る
立上り壁５と、前記垂下壁４と立上り壁５間の間隙に充
填した粘性材料６とからなる。

立上り壁５は複数枚の平行な剛性の大きい金属板５ａか
らなり、左右および上端を構造体骨組とわずかな間隙を
もって切り離しである。垂下壁４は−まだは複数枚の剛
性の大きい金属板４ａからなり立とり壁５内へ垂下する
。

なお剛性の大きい板としてはその他ＧＲＣ板、ＦＲＰ板
が使用できる。

粘性材料６としてはシリコン系粘性材料、アスファルト
系粘性材料、またはブタジェン等の樹脂系粘性材料等が
利用できる。これらの粘度は２０．０００〜６０，００
０ポアズ程度であり、減衰力として１０〜１．０００　
ｔｏｎ−ｓｅｅ　７ｃｍ　程度が期待できる。

建物に入力された地震力はこの粘性材料によって吸収さ
れ、制震壁を骨組構造体内にバランスよく配置すること
により、地震時の応答加速度、応答せん断力等大きく減
少させることができる。

〔実施例〕

第１図〜第３図はこの発明の制震壁の一例を示したもの
で、図中、１，２．３はそれぞれ建築構造物の骨組をな
す柱、梁およびスラブである。

制震壁は上階の梁２より垂下する垂下壁４と、下階の梁
２より立上る立上り壁５と、垂下壁４と立上り壁５間の
間隙に充填したブタジェン樹脂等の粘性材料６とからな
る。

第４図に示すように立上り壁５は内面が鋼板５ａ、外面
がコンクリート５ｂからなり、上端が開口する中空の壁
であり、この中空部に垂下壁４が垂下している。

この制震壁を有する構造物が、地震動等の外乱を受ける
と、制震壁の上下階の水平応答゛速度の差に比例した粘
性減衰力が垂下壁４と立上り壁５との間に発生し、構造
物の地震応答を減衰させる。

制震壁の粘性材料６の種類、粘性抵抗面積（第１図を参
照してＡ＝ｂｈＸ２Ｌ配置数等は構造物に望む減衰係数
に応じて自由に選択することができる。また垂下壁４と
立上り壁５の組み合せ数も垂下壁４が１枚の場合（第１
図〜第４図、第５図（ａ）参照）に限らず、第５図（ｂ
）　、　（Ｃ）のように垂下壁４を何重にもして組み合
せることもできる。

なお立上り壁５の外側のコンクｌ）　−ト５　ｂは座屈
止めおよび耐火被覆も兼ねている。

また、制震壁は通常第２図、第３図に示すよう（で、柱
１．梁２て囲まれた部分に、柱１と若干の間隙をもって
設置する（柱ｌの変形能力を阻害しないため）が、柱１
．梁２のない部分で上下のスラブ３間に設置してもよい
。

さらに、通常の純ラーメン構造、耐震壁付ラーメン構造
、壁式構造等種々の構造に組み込むことが可能で、また
構造材料的分類においてもＲＣ造、ＳＲＣ造、Ｓ造、そ
の地金ての構造形式に適用可能である。

次に第６図および第７図に示すモデルを用いた計算例に
ついて説明する。

なお、モデルは３階建、５階建、８階建、１１階建、１
４階建、１７階建、２０階建の７種類について検討を行
ない、入力地震波としては「工ｌレセント口１９４０　
　ＮＳＪを用い、最大入カ加速度は２００Ｇａｌ　　お
よび４００Ｇａｌとしだ。

図中梁のスパンおよび建物の幅、奥行はＢ、＝５　ｍ　
＋　Ｂ２　＝２　ｍ　＋　Ｂ−２４ｍ　＋高さＨ＋　＝
　３　ｍ　。

Ｈ＝６０ｍである。また、各部材は以下の様に仮定した
。

柱：６００Ｘ６００ｍｊ大梁：　４００　Ｘ　７００　ｍＡ地中梁：４００Ｘ１１００ｍｊ充填する粘性材料の粘性係数はη＝２００００ポアズ、
間隙幅ｄｙ＝ｏ、Ｑ５ｃＩｒＬと仮定し、これより、Ｑ−ηＡｄｖ／ｄｙ＝２．０Ｘ１０’Ｘ１．０２Ｘ１０　　Ｘ２２０Ｘ３６
０Ｘ２１０．０５Ｘ１／１０００＝　６４．６　ｔｏｎ　ｊｓｅｃ　７ｃｍとなり、以下
パネル一枚の減衰係数をＣｗ＝　５０　ｔｏｎ　−ｓｅｃ　７ｃｍと設定する。

制震壁は第７図に示すようにＸ方向、Ｙ方向とも各階２
枚設置し、従って減衰係数ば１００　（ｔｏｎ　−ｓｅ
ｃ　７ｍ）　７階となる。また、建物自体の減衰係数は
無視し、減衰力は速度に比例するものとした。− 第８図〜第１６図は計算結果をグラフとして表わしたも
ので、Ｐ、　、　Ｐ２．　Ｎ、　、　Ｎ２　　は次の通
りである。

Ｐｌ：制震壁なし、入力２００ＧａｌＰ２：１間震壁なし、入力４００ＧａｌＮ１：制震壁あ
シ、入力２００ＧａｌＮ２：制震壁あり、入力４００Ｇａｌ第８図、第９図、第１０図はそれぞれ３階建から２０階
建の７種類について、最上階の最大応答加速度、最大応
答せん断係数（ベースシアー係数）、最上階の最大水平
変位を比較したもので、各階数で減衰効果が表われてお
り、高層の建物でも顕著な効果がみられる。

第１１図および第１２図はそれぞれ５階建と２０階建の
建物について各階での最大応答せん：折力を比較したも
ので、制震壁を組み込むことにより応答せん断力は約５
割程度に減少し、しかも非常になめらかな応答となって
いる。

第１３図および第１４図は同様に最大応答せん断係数を
示したもので、特に２０階建では上層階の応答加速度は
半分以下に減少し、建物内における家具の転倒や落下、
衝突等の発生が大幅に減少すると考えられる。

第１５図および第１６図は最大水平変位を比・咬したも
ので、制震壁を組み込むことにより、上層階では層間変
位が非常に小さくなっている。

〔発明の効果〕

この発明の制震壁を建物に組み込むことにより垂下壁と
立上り壁間に充填した粘性材料が地震時のエネルギーを
吸収し、建物の地震応答を大幅に減少させる。また、柱
、梁等の構造要素が抵抗力を発生していない時にも抵抗
し、エネルギーの吸収により構造物の塑性化、損傷の可
能性が大幅に低減される。さらに建物が大地震時に経験
する最大応答加速度が半減し、家具や建物内設備の転倒
、落下、衝突等の危険性が減少する。

また、建物の設計においても、地震応答が減衰されるの
で、経済設計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す壁方向の縦断面図、
第２図は壁と直角方向の縦断面図、第３図は横断面図、
第４図は要部拡大縦断面図、第５図（ａ）　、　（ｂ）
　、　（Ｃ）は壁の構成の概略を示す断面図、第６図は
計算モデルの正面図、第７図はその横断面図、第８図〜
第１６図は計算結果を示したグラフ、第１７図は従来の
耐震構造の特性を示すグラフである。１・・柱、２・・梁、３・・スラブ、４・・垂下壁、５
・・立上り壁、６・・粘性材料。第６図第７図第１１図０　１ＣＸＩ）　　２ＱＩ）　　蕉屯囁大ル答家し１升力　　（ｔｏｎ）、第１２図倉内〜島・賽七７−眸力　　　（ｔｏｎ）第１３図最大ふ・岑七り餘係教第１４図置火メｔジシ昨：　−ｆｔ７．、にイ条４シこ第１５図ゑ大水子ｆ：仇第１６図（循）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数枚の平行な剛性の大きい板５ａを下階の梁２
またはスラブ３より立上げ、左右および上端を構造体骨
組とわずかな間隙をもつて切り離してなる立上り壁５と
、上階の梁２またはスラブ３より前記立上り壁５内へ垂
下させた一または複数枚の剛性の大きい板４ａからなる
垂下壁４と、前記立上り壁５と垂下壁４間の間隙に充填
した粘性材料６とからなり、前記立上り壁５は壁本体を
構成していることを特徴とする耐震壁。
（２）粘性材料６はシリコン系粘性材料、アスファルト
系粘性材料、またはブタジエン等の樹脂系粘性材料であ
る特許請求の範囲第１項記載の耐震壁。
（３）垂下壁４および立上り壁５の剛性の大きい板は鋼
板である特許請求の範囲第１項記載の耐震壁。