(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震時の振動エネルギーを吸収する制震ダンパーを各階に設置してなる制震建物において、地震時の層間変形による水平せん断力を受ける曲げ柱を各階に設けてそれら各階の曲げ柱を梁を介して上下方向に連続せしめるとともに、各階の曲げ柱に水平せん断力を受けた際に作動して振動エネルギーを吸収する制震ダンパーを設けてなり、それらの制震ダンパーとして、曲げ柱に作用する長期軸力を受ける形態で設置される鋼材ダンパーと、上下階の曲げ柱の間の長期軸力を解放可能な形態で設置されるパネルダンパーとを併用してなることを特徴とする制震建物。
【請求項２】
請求項１記載の制震建物において、鋼材ダンパーはＨ形鋼の形態をなしてその上部と下部が曲げ柱に対して定着される定着部とされかつ中間部が水平せん断力を受けて降伏するせん断降伏部とされ、そのせん断降伏部におけるウェブが軟鋼もしくは極軟鋼からなるせん断パネルにより形成されていることを特徴とする制震建物。
【請求項３】
請求項１または２記載の制震建物において、パネルダンパーは軟鋼もしくは極軟鋼からなる平板状のせん断パネルを主体として形成され、その上部と下部が曲げ柱に対して着脱可能にボルト締結されるものであることを特徴とする制震建物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震時の振動エネルギーを吸収する制震ダンパーを各階に設置してなる制震建物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地震力を低減して耐震性能を向上させることのできる建物の構造として制震構造が一般化しつつある。制震構造は建物内に制震ダンパーを組み込み、その制震ダンパーにより地震エネルギーを吸収して建物の応答（振動）を低減しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、建物に制震ダンパーを組み込む場合、従来一般には制震ダンパーを上下の梁の間に設置することにより層間変位が生じた際にその制震ダンパーを作動させてエネルギーを吸収する構造とすることが通常である。しかし、制震ダンパーを単に上下の梁の間に設置した場合には制震ダンパーに長期軸力が作用してその性能を最大限に発揮できない場合がある。そのため、制震ダンパーを設置するに当たってはそれに過大な長期軸力が作用しない形態で設置するか、あるいは長期軸力が作用しない構造の制震ダンパーを採用する必要があり、そのため施工が煩雑になったりコスト増の要因となるという問題があった。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、制震ダンパーに過大な長期軸力が作用することを回避してその性能を最大限に発揮させることを可能とし、併せて施工性の改善とコストダウンを図ることのできる有効な制震建物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、地震時の振動エネルギーを吸収する制震ダンパーを各階に設置してなる制震建物において、地震時の層間変形による水平せん断力を受ける曲げ柱を各階に設けてそれら各階の曲げ柱を梁を介して上下方向に連続せしめるとともに、各階の曲げ柱に水平せん断力を受けた際に作動して振動エネルギーを吸収する制震ダンパーを設けてなり、それらの制震ダンパーとして、曲げ柱に作用する長期軸力を受ける形態で設置される鋼材ダンパーと、上下階の曲げ柱の間の長期軸力を解放可能な形態で設置されるパネルダンパーとを併用してなることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明の制震建物において、鋼材ダンパーはＨ形鋼の形態をなしてその上部と下部が曲げ柱に対して定着される定着部とされかつ中間部が水平せん断力を受けて降伏するせん断降伏部とされ、そのせん断降伏部におけるウェブが軟鋼もしくは極軟鋼からなるせん断パネルにより形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の制震建物において、パネルダンパーは軟鋼もしくは極軟鋼からなる平板状のせん断パネルを主体として形成され、その上部と下部が曲げ柱に対して着脱可能にボルト締結されるものであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の実施形態である制震建物の概要を示すものである。図示例の制震建物は図１に示すように地上２９階建てのものであって、鉄筋コンクリート（ＲＣ）からなる梁１とプレキャストコンクリート（ＰＣａ）からなる柱２による構造とされ、各階にＰＣａおよび現場打ちコンクリートによる曲げ柱３が梁１を介して上下方向に連続するように設けられている。
【０００９】
図２（ａ）および図３（ａ）に示すように各階の柱２は上下の梁１に対して接合されかつ鉄筋４により定着されている。また、各階の曲げ柱３はいずれも上部３ａと下部３ｂとに分断されていてそれらの間に制震ダンパー５が設けられた構造のものであり、曲げ柱３の上部３ａおよび下部３ｂはそれぞれ垂れ壁と腰壁ともいうべき偏平な断面形状とされて上下の梁１に対して強固に接合されかつ鉄筋６により定着されている。この制震建物では、地震時における層間変形が生じた際には曲げ柱３に水平せん断力が加わり、それにより制震ダンパー５が作動して振動エネルギーを吸収するようになっている。
【００１０】
そして、本実施形態では、上記の制震ダンパー５として、曲げ柱３に作用する長期軸力を受ける形態で設置された鋼材ダンパー５Ａと、上下階の曲げ柱３の間の長期軸力を解放可能な形態で設置されたパネルダンパー５Ｂとを併用し、そのパネルダンパー５Ｂを５層おき（図示例では５階、１０階、１５階、２０階、２５階）に設置して他の層には鋼材ダンパー５Ａを設置するようにしている。
【００１１】
鋼材ダンパー５Ａは、図２（ｂ）〜（ｃ）に示すようにＨ形鋼の形態をなすものであって、その上部と下部がそれぞれ曲げ柱３の上部３ａと下部３ｂに対して埋設されて定着される定着部とされ、かつ中間部がそれらの間において露出してそこが水平せん断力を受けて降伏するせん断降伏部とされており、そのせん断降伏部におけるウェブが軟鋼もしくは極軟鋼からなるせん断パネル７により形成されているものであり、地震時の層間変位によりせん断パネル７がせん断降伏することでその履歴吸収エネルギーにより制震効果が得られるものである。符号８はこの鋼材ダンパー５Ａを設置する際にその下端を下側の梁１に定着して自立させるためのアンカー、９は曲げ柱３に対する定着力を強化するためのスタッド、１０は曲げ柱３の端面の位置に設けられたリブプレートである。
【００１２】
パネルダンパー５Ｂは、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、上下が幅広部とされた軟鋼あるいは極軟鋼からなる板状のせん断パネル１１を主体としてその片面に普通鋼からなる２本のリブ１２を一体に溶接してなるものである。このパネルダンパー５Ｂは２枚１組として用いられ、曲げ柱３に定着されている取付部材１３を上下の幅広部により両側から挟み込んだ状態でそれら取付部材１３に対して高力ボルトにより取り外し可能な状態でボルト締結され、地震時の層間変位によりせん断パネル１１の中央部がせん断降伏することでその履歴吸収エネルギーにより制震効果が得られるものである。符号１４は取付部材１３を曲げ柱３に対して定着するためのアンカー、１５は取付部材１３に対してせん断パネル１１を締結するための当て板である。
【００１３】
本実施形態の制震建物では、図１に示したように上記の鋼材ダンパー５Ａを上下方向に連続的に配置することを基本として５層おきに鋼材ダンパー５Ａに代えて上記のパネルダンパー５Ｂを配置することにより、それら鋼材ダンパー５Ａとパネルダンパー５Ｂの双方に過大な長期軸力が作用することを防止できるものとなっている。
【００１４】
すなわち、パネルダンパー５Ｂは曲げ柱３の上部３ａと下部３ｂの間にボルト締結により着脱可能な状態で設置されるものであるから、その設置を躯体工事が完了した後に行うか、あるいは躯体工事の途中段階においては仮締結しておいて躯体工事完了時点で締結を一旦解除して軸力を解放してからあらためて本締結を行うことにより、このパネルダンパー５Ｂに長期軸力が作用することを自ずと防止することができる。ただし、パネルダンパー５Ｂは鋼材ダンパー５Ａに比較してコスト高であるしその施工もやや複雑であるので、全階においてこのパネルダンパー５Ｂを採用することはコスト増と施工性低下につながり、好ましいことではない。
【００１５】
一方、鋼材ダンパー５Ａは躯体工事の際に曲げ柱３に埋設する形態で設置していくことから曲げ柱３に作用する長期軸力がそのまま鋼材ダンパー５Ａに作用することは避けられず、そのままでは鋼材ダンパー５Ａとしての性能を十分に発揮できないことが懸念される。そこで、上記のように所定間隔で鋼材ダンパー５Ａに代えてパネルダンパー５Ｂを設置することとして、そのパネルダンパー５Ｂの設置を躯体工事が完了した後に行うか、あるいは躯体工事の途中段階においては仮締結しておいて躯体工事完了時点で締結を一旦解除して軸力を解放してからあらためて本締結を行うことにより、そのパネルダンパー５Ｂによって上下階の曲げ柱３間の軸力を解放することができ、そのため各鋼材ダンパー５Ａに作用する長期軸力を大幅に軽減することができ、その結果、鋼材ダンパー５Ａの性能も十分に発揮させることができるものとなる。
【００１６】
以上のように、本実施形態の制震建物は、比較的安価で施工も単純かつ容易に行い得る鋼材ダンパー５Ａを用いることを基本として、その要所にのみパネルダンパー５Ｂを採用することにより、鋼材ダンパー５Ａとパネルダンパー５Ｂの双方の利点を併せ持つものとなり、施工性の低下やコスト増を回避しつつ制震ダンパー５の性能を最大限に発揮させることが可能であり、極めて有効である。
【００１７】
なお、上記実施形態のようにパネルダンパー５Ｂは数層に１層程度の割合で設置することが好ましくかつ現実的であるが、鋼材ダンパー５Ａとパネルダンパー５Ｂの配置は建物の規模や形態、要求される制震性能その他の諸条件を考慮して最適に設計すれば良い。また、鋼材ダンパー５Ａは安価で施工が容易なものであれば良く、パネルダンパー５Ｂも長期軸力を解放し得る形態のものであれば良く、その限りにおいて上記実施形態のものに限らず適宜の制震ダンパー５を採用可能であるし、設置の形態も適宜変更して良い。たとえば、鋼材ダンパー５Ａを曲げ柱３に組み込むことなくそれ自身を曲げ柱として設置することも可能であるし、パネルダンパー５Ｂとしては粘性体ないし粘弾性体の粘性抵抗を利用する粘性系ダンパーも好適に採用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、各階の曲げ柱に制震ダンパーを設けるとともに、それらの制震ダンパーとして、曲げ柱に作用する長期軸力を受ける形態で設置される鋼材ダンパーと、上下階の曲げ柱の間の軸力を解放可能な形態で設置されるパネルダンパーとを併用するものであるので、安価で施工が容易な鋼材ダンパーと、長期軸力を容易に解放可能なパネルダンパーの双方の利点が有効に生かされ、制震性能に優れた制震建物を効率的に施工することが可能である。
【００１９】
請求項２の発明は、Ｈ形鋼の形態をなしかつそのせん断降伏部におけるウェブを軟鋼もしくは極軟鋼からなるせん断パネルにより形成した鋼材ダンパーを採用したので、その鋼材ダンパーは制震ダンパーとして優れた性能を有するものであることはもとより、十分に安価であるしその上下を曲げ柱に埋設するのみで強固に定着可能であるので施工性にも優れ、上記の制震建物に適用するものとして最適である。
【００２０】
請求項３の発明は、軟鋼もしくは極軟鋼からなる平板状のせん断パネルを主体として形成され、その上部と下部が曲げ柱に対して着脱可能にボルト締結されるパネルダンパーを採用したので、そのパネルダンパーは制震ダンパーとして優れた性能を有するものであることはもとより、長期軸力の解放を容易に行い得るものであり、上記の制震建物に適用するものとして最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である制震建物の概要を示す軸組図である。
【図２】  同、鋼材ダンパーの例を示す図である。
【図３】  同、パネルダンパーの例を示す図である。
【符号の説明】
１  梁
２  柱
３  曲げ柱
５  制震ダンパー
５Ａ  鋼材ダンパー（制震ダンパー）
５Ｂ  パネルダンパー（制震ダンパー）
７  せん断パネル
１１  せん断パネル
【図１】
0003707003.tif 000002
【図２】
0003707003.tif 000003
【図３】
0003707003.tif 000004