(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱梁架構内に、ブレースにダンパーを組み込んだブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物であり、前記柱梁架構を構成する柱の上端部または下端部の外周部に梁と切り離して補強プレートを一体化し、前記補強プレートに前記ブレース型ダンパーの端部を接合してあり、前記補強プレートは、バンド状に形成して前記柱の外周部である柱の外周面を覆い一体化してあり、前記バンド状の補強プレートの内側には、前記柱の断面内に位置する中仕切りプレートを設けてあることを特徴とするブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物。
【請求項２】
柱梁架構内に、ブレースにダンパーを組み込んだブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物であり、前記柱梁架構を構成する柱の上端部または下端部の外周部に梁と切り離して補強プレートを一体化し、前記補強プレートに前記ブレース型ダンパーの端部を接合してあり、前記補強プレートは、バンド状に形成して前記柱の外周部である柱断面内の外周部に配設し一体化してあることを特徴とするブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物。
【請求項３】
前記バンド状の補強プレートの内側には、前記柱の断面内に位置する中仕切りプレートを設けてある請求項２記載のブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物。
【請求項４】
前記ブレース形ダンパーのダンパーとして、オイルダンパーを用いている請求項１、２または３記載のブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物。
【請求項５】
前記ブレース型ダンパーの他端部は、前記柱梁架構を構成する梁に定着部材を埋め込み、前記定着部材より前記梁の上面または下面に突出させた接合部材に接合してあり、前記定着部材を前記梁の軸方向に延びる形鋼で構成する共に、該定着部材の軸方向両端部または軸方向両端部および中間部に、該定着部材を軸方向に移動させようとする力に対し、軸方向のいずれの方向についてもコンクリートに圧縮力を与える形で面で抵抗し、その軸線方向への移動を阻止するための支圧フランジを取付けてある請求項１、２、３または４記載のブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、建築構造物や土木構造物などの鉄筋コンクリート構造物において、地震や風などの外乱に対し抵抗力や減衰力を発生させるためのブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築構造物や土木構造物などの鉄筋コンクリート構造物において、ブレース型ダンパーを組み込むための構造としては、従来、鉄骨部材を鉄筋コンクリート造の柱梁接合部に内蔵させ、その鉄骨部材に溶接で固定されたガセットプレートを介してブレース型ダンパーを取付け、ダンパーから伝達された抵抗力あるいは減衰力を本体柱梁架構に伝達する構造が知られている。
【０００３】
また、このようなブレース型ダンパーは構面内にＶ字型あるいは逆Ｖ字型に組み込まれる場合が多いが、その場合、ブレース型ダンパーの一方の端部が梁中央部に取付けられることになる。そのような構造としては、梁のコンクリートの打設に先立ってアンカーをセットし、アンカーに取付けたガセットプレートにブレース型ダンパーの端部を接合するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
まず、上述したブレース型ダンパーの柱梁接合部位置での取付け構造については、以下のような問題点がある。
【０００５】
▲１▼鉄筋コンクリート造柱梁接合部は柱の鉄筋並びに梁の鉄筋が縦横無尽に配置される箇所であり、上述したガセットプレート等をセットすることが非常に困難な上、そのガセットプレートには数多くの鉄筋を通すための穴をあけざるを得なくなる。つまり、鉄骨鉄筋コンクリート造の接合部よりもさらに過酷な状況となる。
【０００６】
▲２▼ブレースを取り合わせるためだけに柱および梁に鉄骨を配置することは工期の短縮に逆行し、施工日数が増加する。
【０００７】
▲３▼柱梁接合部内に鉄骨部材やガセットプレートが埋め込まれていることで、鉄筋を組み立てた後のコンクリートの充填性にも問題がある。
【０００８】
また、柱と梁の両方に跨がって、ガセットプレートを取付けるような例も知られているが、建物を設計する際には、梁端（柱との付け根）にヒンジ（塑性域）を生じさせることで地震等の外乱のエネルギーを吸収させるように設計を行っており、地震等による損傷が梁端に発生することから、ブレース型ダンパーを安定的に取付ける構造としては合理的でない。
【０００９】
一方、ブレース型ダンパーの梁中央部での取付け構造については、取付け作業に手間がかかる他、ブレース型ダンパーから梁中央部に作用する力に対し、通常のアンカーでは十分な応力の伝達が期待できないという課題がある。
【００１０】
本願発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、安定した信頼性の高い接合部により、地震や風などの外乱に対してダンパー機能を十分に発揮させることができ、かつ施工性に優れた合理的なブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明は、柱梁架構内に、ブレースにダンパーを組み込んだブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物であり、前記柱梁架構を構成する柱の上端部または下端部の外周部に梁と切り離して補強プレートを一体化し、前記補強プレートに前記ブレース型ダンパーの端部を接合してあり、前記補強プレートは、バンド状に形成して前記柱の外周部である柱の外周面を覆い一体化してあり、前記バンド状の補強プレートの内側には、前記柱の断面内に位置する中仕切りプレートを設けてあることを特徴とするものである。
【００１２】
ブレース型ダンパーのダンパーとしては、オイルダンパー、摩擦ダンパーその他、従来の制震用に開発されている種々のダンパーが利用可能である。なお、本願発明で言うブレースにダンパーを組み込んだブレース型ダンパーというのは、ブレースの中間にダンパーを取付けたものだけでなく、ダンパー全体がブレースとなるものを含むことを意味している。
【００１３】
補強プレートは、柱の外周部に一体化されることで、柱の配筋に影響を及ぼさない構造としている。この補強プレートを梁と切り離しているのは、地震時に塑性化する可能性のある梁端にブレース型ダンパーからのせん断力あるいは軸力が直接作用しないようにするためである。従って、例えば、表面仕上げなどとの関係で一部梁に当接するような部分があっても、力の直接的な伝達が実質的になされないものであればよい。
【００１４】
補強プレートとブレース型ダンパーの端部との接合は、例えば、補強プレートにガセットプレートを溶接して、ガセットプレートにブレース型ダンパーの端部をボルトあるいはピンなどで接合する方法等が一般的であるが、特に限定されない。
【００１５】
ブレース型ダンパーの少なくとも一端が柱側だけに取付くことにより、柱への付加せん断力、あるいは付加軸力が大きくならないかという点については、オイルダンパー等の減衰装置を建物に組み込んだ場合、建物の応答とダンパーの応答には位相差が生じ、建物の応答が最大になる時点では、ダンパーの力は必ずしも最大にはならないため、一般的にはその付加される応力も小さい。
【００１６】
また、例えばオイルダンパー等の場合、弁の操作等によりリリーフさせることも可能であり、最大減衰力に制限を加えることができるため、それによって付加応力を抑えることも可能である。
【００１７】
なお、この補強プレートは、前述のように柱の上端部または下端部において柱と一体化させている。
【００１８】
一般的なＶ字型あるいは逆Ｖ字型に配置されるブレース型ダンパーの場合、柱に接合される端部についてはＶ字型の場合には柱の上端部、逆Ｖ字型の場合には柱の下端部に補強プレートを配置し、これにブレース型ダンパーを接合するのが効率的な配置となる。
【００１９】
また、この補強プレートの構成としては、この請求項１の形態のものの他、請求項２に記載したものが考えられる。
【００２０】
請求項１は、前記補強プレートが、前記柱の外周面を覆うバンド状の補強プレートである場合であり、その内側に、前記柱の断面内に位置する中仕切りプレートを設けてある。
【００２１】
バンド状の補強プレートを柱の外周面を覆うように配置することで、リング状に閉じた断面が形成され、柱と一体化した状態において、それ自体で高い剛性が得られる。
【００２２】
請求項２は、前記補強プレートが、前記柱の外周部である柱の断面内外周部に配設したバンド状の補強プレートである場合である。
すなわち、請求項２に係る発明は、柱梁架構内に、ブレースにダンパーを組み込んだブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物であり、前記柱梁架構を構成する柱の上端部または下端部の外周部に梁と切り離して補強プレートを一体化し、前記補強プレートに前記ブレース型ダンパーの端部を接合してあり、前記補強プレートは、バンド状に形成して前記柱の外周部である柱断面内の外周部に配設し一体化してあることを特徴とするものである。
【００２３】
これは、例えば、意匠的に、補強プレートを外周面に露出させたくない場合を想定したものである。
【００２４】
請求項３は、請求項２に係るブレース型ダンパーの取付けた鉄筋コンクリート構造物において、前記バンド状の補強プレートの内側に、前記柱の断面内に位置する中仕切りプレートが設けられている場合を限定したものである。
【００２５】
補強プレートをリング状に閉じた構造とすることで、補強プレートの変形を抑制することができるが、さらに中仕切りプレートで内側をつなぐことで、ブレース型ダンパーの取付け位置などでの局部的な変形を最小限に抑えることができる。
請求項４は、請求項１、２または３に係る鉄筋コンクリート構造物において、前記ブレース形ダンパーのダンパーとして、オイルダンパーを用いている場合を限定したものである。
【００２６】
請求項５は、請求項１〜４に係るブレース型ダンパーの取付けた鉄筋コンクリート構造物において、前記ブレース型ダンパーの他端部は、前記柱梁架構を構成する梁に定着部材を埋め込み、前記定着部材より前記梁の上面または下面に突出させた接合部材に接合してあり、前記定着部材を前記梁の軸方向に延びる形鋼で構成する共に、該定着部材の軸方向両端部または軸方向両端部および中間部に、該定着部材を軸方向に移動させようとする力に対し、軸方向のいずれの方向についてもコンクリートに圧縮力を与える形で面で抵抗し、その軸線方向への移動を阻止するための支圧フランジを取付けてある場合を限定したものである。
【００２７】
例えば、この定着部材を梁の軸方向中央部に埋め込んだ場合は、ブレース型ダンパーの一端が梁の軸方向中央部に取付けられることになり、前述した一般的な配置形態として、ブレース型ダンパーを構面内にＶ字型あるいは逆Ｖ字型に納めることができる。
【００２８】
また、この定着部材を梁の柱近傍部に埋め込んだ場合は、ブレース型ダンパーの端部が梁の柱近傍部に取付けられることになり、一本のブレース型ダンパーを柱の近傍部に取付けるような形態にすることができる。
【００２９】
定着部材としては、短尺のＨ形鋼などが適するが、その他、溝形鋼やＴ形鋼などでもよい。この形鋼とした定着部材は、コンクリート中に埋め込まれた状態での周囲のコンクリートとの付着により、ブレース型ダンパーからの力を梁にスムーズに伝達できる。
【００３１】
ブレース型ダンパーは、この定着部材の上面または下面に突出させたガセットプレートなどの接合部材にボルトあるいはピンなどで取り付けることができる。なお、定着部材と接合部材が一体のものであってもよい。
【００３２】
上述のように、定着部材には、その軸方向への移動を阻止するための支圧フランジ（以下、単に「フランジ」という）を取付けてある。
【００３３】
梁の軸方向に延びる定着部材のみの場合、基本的にはコンクリートとの付着によって抵抗する形だが、定着部材にフランジを設けることで、フランジからコンクリートに圧縮力が作用する形で、定着部材を梁断面内により確実に定着させ、ブレース型ダンパーのダンパー機能を確実に発揮させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明に係るブレース型ダンパーの取付け構造全体の概要を示したもので、鉄筋コンクリート造建物の柱１と梁２で構成される柱梁架構内に、それぞれ２本のブレース型ダンパー３をＶ字型に配置している。
【００３５】
１つの構面についてみると、Ｖ字型に配置に配置された２本のブレース型ダンパー３の上端部を、柱梁接合部（パネルゾーン）の直下である柱１の上端部外周面に一体化したバンド状の補強プレート４に接合している。
【００３６】
なお、本実施形態においては、補強プレート４にガセットプレート５を溶接し、このガセットプレート５にピン６でブレース型ダンパー３の端部をピン接合している。また、本実施形態では補強プレート４を柱１の上端部において一体化しているが、柱１の下端部において一体化する形態も考えられる。
【００３７】
図２はこのような補強プレート４のより具体的な一実施形態を示したもので、本願の請求項１に対応するものである。図２(a) 中、１ａは柱１の主筋、１ｂはフープ筋であり、柱１のコンクリートは省略している。
【００３８】
本実施形態において、柱１の上端部外周面にバンド状の補強プレート４に設けたガセットプレート５に、ブレース型ダンパー３をピン６によりピン接合している点は図１と同様であるが、柱１の外周面を一周して角筒状となる補強プレート４の内側にさらに中仕切りプレート７を設け、補強プレート４の内面および中仕切りプレート７にシアコネクターとしてのスタッド８を溶植し、柱１のコンクリートとより一体性を高め、補強プレート４の変形を防止している。
【００３９】
また、図２（ｂ）  に示されるように、本実施形態において梁２はハーフプレキャスト梁部材２ａを用い、現場打ちコンクリート（図示せず）と一体化することで梁２が形成されるようになっている。この梁２を構成するハーフプレキャスト梁部材２ａの下面と補強プレート４は接しておらず、ブレース型ダンパー３からのせん断力あるいは軸力が直接、梁２には作用しない構造となっている。
【００４０】
なお、補強プレート４を設けた部分においては、補強プレート４ならびに中仕切りプレート７によって補強されるので、柱１のフープ筋１ｂはそのまま設けてもよいが、省略することもできる。このフープ筋１ｂの省略は、中仕切りプレート７を含む補強プレート４の設置が容易になる。
【００４１】
また、図３において、補強プレート４の内側に設ける中仕切りプレート７の別形態を示している。前述した図２（ａ）  の形態では各中仕切りプレート７を平行に設けているのに対し、この図３の形態では各中仕切りプレート７を十字状に交差するようにして設けている。
【００４２】
詳述すると、図２（ａ）  の実施形態では、補強プレート４（角筒幅方向）の中央位置に設けたガセットプレート５に連続するようにして、中央に設けた中仕切りプレート７と、この中央の中仕切りプレート７の両側に設けた両中仕切りプレート７とが、それぞれ平行となるようにして設けられている。
【００４３】
これに対し、図３（ａ）  の実施形態では、補強プレート４（角筒幅方向）の中央位置に設けたガセットプレート５に連続するようにして、中央に設けた中仕切りプレート７と、この中央の中仕切りプレート７に交差するようにして、中央に設けた中仕切りプレート７とが、十字状に交差するようにして設けられている。
【００４４】
図４は、補強プレート４の他の実施形態を示したもので、本願の請求項２に対応したものである。本実施形態での補強プレート４は、バンド状に形成して柱１の外周部である柱１の断面内外周部に配設し一体化している。
【００４５】
これは、例えば、意匠的に、補強プレート４を外周面に露出させたくない場合を想定したものである。
【００４６】
この外周面に露出させたくない場合としては、「前述した柱１の外周面を覆い一体化した構成が、柱１および梁２を現場打ちで構築することを想定しているのに対し、プレキャスト部材である柱および梁を組立てて構築する場合は、柱１の外周面を覆うように設ける必要がない。」ということが考えられる。
【００４７】
そして、この場合、バンド状の補強プレート４を柱１の断面内外周部に配設（柱１内に埋設）することで、本願発明の補強プレート４の効果を発揮させつつ、プレキャスト部材としての体裁を整えることができる。
【００４８】
一方、図１の実施形態において、ブレース型ダンパー３の下端部は梁２の中央部に埋め込んだ短尺のＨ形鋼からなる定着部材９の上面に突出する接合部材（ガセットプレート１０）に対し、ピン６によりピン接合している。
【００４９】
本実施形態において、接合部材であるガセットプレート１０は定着部材９の上面に突出しているが、２本のブレース型ダンパー３をＶ字型の頂部が上になるように配置する場合、当然、ガセットプレート１０は定着部材９の下面に突出する形態になる。
【００５０】
また、この２本のブレース型ダンパー３をＶ字型の頂部が上になるように配置する場合には、当然、ブレース型ダンパー３の下端部を、柱梁接合部の直上である柱１の下端部外周面に一体化した補強プレート４に接合することになる。
【００５１】
なお、図１の実施形態では定着部材９を梁２の中央部分に埋め込んでいるが、図５に示すように、柱１の近傍部分に埋め込んで、定着部材９（ガセットプレート１０）に１本のブレース型ダンパー３をピン接合する形態も考えられる。
【００５２】
図６は定着部材９のより具体的な一実施形態を示したもので、本願の請求項５に対応するものである。図中、２ａは梁２の上端筋１ｂであり、梁２のコンクリートは省略している。
【００５３】
本実施形態において、定着部材９として短尺のＨ形鋼を用い、その上フランジの上面にガセットプレート１０を一体化し、ブレース型ダンパー３の下端部をピン６によりピン接合している点は図１と同様である。
【００５４】
定着部材９を構成するＨ形鋼のウェブにはシアコネクターとしてのスタッド１１が溶植されており、梁２のコンクリートとの付着性をより高めている。また、定着部材９を構成するＨ形鋼のフランジは、梁２におけるブレース型ダンパー３の接合面に平行となるようにしており、定着部材９を梁２の軸線と直交する方向へ移動させる力に対して抵抗する。
【００５５】
さらに、定着部材９の両端部には、円盤状のフランジ１２を取付けてある。このフランジ１２は、梁２のコンクリート内で定着部材９を軸方向に移動させようとする力に対し、軸方向のいずれの方向についてもコンクリートに圧縮力を与える形で面で抵抗して、定着部材９の安定性をより高めている。
【００５６】
この他、定着部材９の形態としては、上記スタッド１１を省略したもの、あるいはスタッド１１を設ける代わりに定着部材９の端部以外の中間部にも軸方向の力に抵抗するフランジ１２を設けたものなど種々の形態が考えられる。
【００５７】
例えば、図７に示すような実施形態の定着部材９が考えられる。なお、図７中、１０ａは、定着部材９のフランジと平行にして、ガセットプレート１０に設けた補強リブである。
【００５８】
本実施形態での定着部材９は、その両端部以外の中間部にも、スタッド１１の代わりとして前述したフランジ１２を設けていると共に、両端部および中間部の各フランジ１２を上方へ延ばして、梁２から突出する部分を含めたガセットプレート１０の補強材としている。
【００５９】
詳述すると、定着部材９の両端部のフランジ１２は、ガセットプレート１０の梁２から突出する部分まで延びて、ガセットプレート１０の両側端面および補強リブ１０ａの両側端面に一体化している。また、定着部材９の中間部のフランジ１２は、ガセットプレート１０の梁２から突出した部分まで延びて、ガセットプレート１０の中間部分および補強リブ１０ａの中間部分に一体化している。
【００６０】
このような本実施形態にすると、各フランジ１２によって、定着部材９の強度と共に、梁２から突出する部分を含めたガセットプレート１０の強度を向上させることができる。
【００６１】
【発明の効果】
本願の請求項１〜４に係る発明は、鉄筋コンクリート構造物における柱梁架構内へのブレース型ダンパーの取付けについて、地震等の外乱により損傷を受けることが想定される梁端部での取付けを避け、梁に比べて耐力が大きく、耐久性も高い柱部材の柱頭あるいは柱脚に取付けることにより、合理的かつシンプルな構造となっている。
【００６２】
また、ブレース型ダンパーを柱の外周部に位置する補強プレートに取付けるため、柱梁接合部に配される鉄筋群に悪影響を与えることがなく、また施工時のコンクリートの充填の妨げとならないため、施工性もよい。
【００６３】
ダンパーを組み込んだブレースの取付け構造であり、通常のダンパーのないブレースのように、せん断力や軸力が直接伝達される構造と異なり、柱端部の負担が大きくならないため、ブレース型ダンパーの機能との組み合わせにおいて、合理的な取付け構造となる。
【００６４】
本願の請求項５に係る発明は、鉄筋コンクリート構造物における柱梁架構内へのブレース型ダンパーの取付けについて、その一端を梁の断面内構成する断面内に設けた定着部材を利用して取付けるものであり、単にブレース型ダンパーからの力が作用する部分を補強するだけでなく、コンクリート断面内に定着された定着部材とコンクリートとの間でスムーズな力の伝達が図れる。
【００６５】
さらに定着部材にアンカー機能を有する支圧フランジを取付けることで定着部材の軸方向への移動を阻止するものであるが、フランジは常にコンクリートに圧縮力を作用させる方向に機能するため、ブレース型ダンパーから梁への軸力がコンクリートの圧縮強度と定着部材とコンクリートとの付着によってスムーズに伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る鉄筋コンクリート構造物におけるブレース型ダンパーの取付け構造全体の概要を示す斜視図である。
【図２】本願発明におけるブレース型ダンパーの取付け構造の一実施形態を示したもので、(a) は水平断面図で、(b) は鉛直断面図である。
【図３】本願発明におけるブレース型ダンパーの取付け構造の他の実施形態を示したもので、(a) は水平断面図で、(b) は鉛直断面図である。
【図４】本願発明におけるブレース型ダンパーの取付け構造のさらに他の実施形態を示したもので、(a) は水平断面図で、(b) は鉛直断面図である。
【図５】本願発明におけるブレース型ダンパーの取付け構造のさらに他の実施形態を示す概略図である。
【図６】本願発明における定着部材の一実施形態を示す斜視図である。
【図７】本願発明における定着部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…柱、２…梁、３…ブレース型ダンパー、４…補強プレート、５…ガセットプレート、６…ピン、７…中仕切りプレート、８…スタッド、９…定着部材、１０…ガセットプレート、１１…スタッド、１２…フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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