(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱及び梁に囲まれた構面内に架構ブレースを一体に結合して配置する制震装置において、
ピストンロッドがシリンダーを貫通する両ロッドタイプのオイルダンパーと、前記オイルダンパーのシリンダーに設けてあって前記架構ブレースに結合する取付部とを有し、かつ、前記ピストンロッドの両端を接触させて前記オイルダンパーを内蔵する堀込みを有したオイルダンパー内蔵梁を単体で構成し、前記オイルダンパー内蔵梁の端部を前記梁に接合して当該梁に組み込まれた形態で前記オイルダンパーの中心軸、前記梁の梁芯及び前記架構ブレースの交叉点を互いに一致させることを特徴とする制震装置。
【請求項２】
前記ピストンロッドの端部は両端が曲面加工されておりその一端は調整ねじによってその長さを調節できることを特徴とする請求項１に記載の制震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の制震装置に関し、特に、構造体の架構を構成するブレースを梁内に内蔵したオイルダンパーと一体に結合する制震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の設計基準だけでは大きな地震力に対して必ずしも完全でないとの認識から、建物の耐震安全性がクローズアップされてきており、その対策として地震力を大幅に減らすことのできる免震・制震構造が注目を浴び社会的な関心事になっている。このため、各方面から免震・制震構造に関する提案が数多く為されているが、簡便にして効果的な制震構造は未だ未開発の状況にある。
【０００３】
特に、オイルダンパーをＶ型もしくはＫ型ブレースと組み合わせた制震構造は、地震時の層間変形を効果的にオイルダンパーに伝えることができることとシンプルな構成で制震架構を構築できるために広く採用されている。
従来のオイルダンパーをＶ型ブレースと組み合わせた制震構造は、図４に示すように柱、梁で構成される構面の中にＶ型ブレース２２を架構して、下部の大梁２３の上に装着したオイルダンパー２４にＶ型ブレース２２を取り付けるのが一般的であった。
【０００４】
この構造では、一般的にオイルダンパー２４に偏心曲げが掛からないように配慮するためにブレースの交叉点２５をオイルダンパーの中心軸に設定するように構成し、結果的に大梁の梁芯２６とは図示のように間隔ｈだけ偏心させることになっていた。
従って、従来の制震装置は、大梁２３の上にオイルダンパー２４を配置することで偏心間隔ｈにより曲げモーメントを大梁２３に生じさせることになる。又、オイルダンパーの高さだけ各種ブレースの勾配が小さくなるために通路等の開口部の寸法を確保するのが困難になり、特にＫ型ブレースの場合には天井高が下がったり設備配管の障害になってしまう等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、オイルダンパーをＶ型もしくはＫ型ブレースと組み合わせた制震構造が抱えていた間題点である、大梁の上にオイルダンパーが突出させていたことで大梁に曲げモーメントを生じさせていた、床レベルでの構造部材やダンパーの専有面積が大きくＶ型もしくはＫ型ブレースの勾配が小さいために通路等の開口寸法の確保が困難になっていた点を改善し、外観上の形態を一般のＶ型もしくはＫ型ブレース架構と同様にして耐火被覆の必要性をなくし構造計画上も特別な制約のない簡便な制震装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、梁内にオイルダンパーを内蔵し、該オイルダンパーと柱及び梁に囲まれた構面内に配置した架構ブレースとを一体に結合する制震装置であり、ピストンロッドがシリンダーを貫通する両ロッドタイプのオイルダンパーと、前記オイルダンパーのシリンダーに設けてあって前記架構ブレースに結合する取付部とを有し、かつ、前記ピストンロッドの両端を接触させて前記オイルダンパーを内蔵する堀込みを有したオイルダンパー内蔵梁を単体で構成することで、当該オイルダンパー内蔵梁の加工を工場等で別途に精度良く行い、さらに梁心と架構ブレースの交叉点とを一致させることやオイルダンパーを両ロッドタイプ及び粘性系にすることで、大梁に曲げモーメントを発生させることなく制震効率を向上させ、風荷重のような微少変形にも有効に働く、構造計画上や施工面でも支障を生じることのない制震装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による制震装置を説明するために示す構面内の正面図である。本発明による制震装置１は、梁内にオイルダンパーを内蔵した「オイルダンパー内蔵梁」２を下部の大梁３に組み込んでおき、「オイルダンパー内蔵梁」２内のオイルダンパー４と柱及び梁に囲まれた構面５内に配置した架構ブレース６とを一体に結合することで構成されている。
下部の大梁３に組み込まれたオイルダンパー４の中心軸、梁芯及び架構ブレース６の交叉点とは、互いに一致するように組み立てられており、これによって従来のオイルダンパーをＶ型もしくはＫ型ブレースと組み合わせた制震構造が抱えていた問題点である大梁への曲げモーメントをなくしている。
以上の構成によって、本発明による制震装置は建物における地震時の層間変形をそのままオイルダンパーに伝達し、オイルダンパーの粘性抵抗を制震力とすることで地震エネルギーを効果的に吸収することができる。
【０００８】
次に、「オイルダンパー内蔵梁」２の構造について図２に基づいて説明する。
「オイルダンパー内蔵梁」２は、大梁の中央部に相当する位置に掘込み７を作り、この掘込み７にピストンロッド１６がシリンダー１３を貫通する両ロッドタイプのオイルダンパー４を配置する。この掘込み７の両端にはオイルダンパー４のピストンロッド１６の両端が接触して、その反力を受けるように機能することから両端は充分な強度を持った加力板８、８として構成する。
【０００９】
オイルダンパー４が、床下の掘込まれたスペースに設置されているためにオイルダンパーの取付け、取外しが簡単であると共に面外変形拘束（ふれ止め）も容易に対応できる。そして、加力板８の裏面には、後述する梁端部Ｈ形鋼のウェブを延長して溶接しているので、加力板８には曲げ応力が発生しない。
オイルダンパー４は、従来のようにクレビスやボールジョイントを使用することがないので、特別の加工や装備を何ら必要としていない。
オイルダンパー４のシリンダーには、架構ブレース６と結合するためのブレース取付部９が設けてあり、現場で架構ブレース６を組み立てる際にオイルダンパー４の取付部９と架構ブレース６とを高力ボルト等で一体に接合する。
【００１０】
オイルダンパー４は、建物が地震力を受けて構造体に層間変形が起こると、Ｖ型ブレースの水平剛性が大きいために、下部の大梁３と架構ブレース６との間で発生する相対変位の大部分を受けてその減衰機能を発揮させ、地震力を抑えるように働いて建物を地震から守るように機能する。
【００１１】
「オイルダンパー内蔵梁」２の掘込み７を設けた部分は、梁幅が若干膨らんだ形状になるが、その両側は、上下フランジにふさぎ板１０を溶接付けして箱形を形成している。そして、その先端では端部Ｈ形鋼１１、１１と一体になっており、端部Ｈ形鋼には現場において大梁と高力ボルトで摩擦接合ができるようにボルト孔１２を設けている。
【００１２】
「オイルダンパー内蔵梁」２が、以上のように単体として構成されていることから、「オイルダンパー内蔵梁」の加工は工場等で別途に精度良く行うことができ、建築現場には通常の鉄骨建方と同様に大梁及びブレースの組立取付時に持ち込み、「オイルダンパー内蔵梁」２の配置を調整してから高力ボルトによる摩擦接合もしくは現場溶接で接合する。
「オイルダンパー内蔵梁」２に取り付けられたオイルダンパー４は、その中心軸と中心点が大梁の梁芯及びＶ型ブレースの交叉点と一致させてあるので、建物に地震力が加わって構造体に層間変形を生じても、Ｖ型ブレースからの力は大梁に梁芯方向の力としてのみ加えられ大梁には曲げモーメントが発生せず、オイルダンパーにも軸芯方向の水平力のみが作用して回転やねじれを生じることがない。
【００１３】
オイルダンパー４は、図３に示すようにシリンダー１３の中に２つの油室１４，１５を有しており、ピストンロッド１６の端部は両端が曲面加工されておりその一端は調整ねじ１７によってその長さを調節できるようにしている。
両油室は、お互いにバルブ１９とオリフィス２０とを並列に接続した制御部２１を介して通管路２２で接続している。
従って、シリンダー１３を固定してピストンロッド１６を仮に左に移動させると油室１４の圧力が高まり油室１５の圧力が減少する。この圧力差によってオイルが通管路内をオリフィス２０を介して移動し、オリフィス２０での抵抗力が減衰力として活用されることになる。
【００１４】
オイルダンパー４の減衰特性は、オリフィス２０と並列に接続したバルブ２１の開閉度に応じて調整することが可能であるから、減衰度が過度に高くなって構造体に障害を与えたり、逆に減衰度が低すぎて制震作用が不足することがないようにその減衰度を適宜設定することができる。
又、オイルとして粘性系のものを用いると建物の微少変形や風荷重時にも有効な制震構造とすることができるので居住性の向上が図られるばかりでなく、加速度の低減効果が大きいことから建物の構造上の安全性のみならず、建物内の設備や什器備品の転倒落下を防止できる。
【００１５】
なお、、梁内にオイルダンパーを内蔵している大梁に直交する小梁との取り合いは、梁の両側面とも床と同じ変形をするために通常の仕口部と同様に簡便なガセットプレート接合とすることで対応できる。
又、上述の架構ブレースとしてはＶ型ブレースを採用した場合について主として説明してきたが、上部の大梁に下側から掘込みを設けてオイルダンパーを取り付けこれとＫ型ブレースを接合するという具合に、本発明の基本精神を逸脱しない範囲において他の架構ブレースを採用することは当然に本発明の範疇に含まれるものである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、梁内にオイルダンパーを内蔵し、該オイルダンパーと柱及び梁に囲まれた構面内に配置した架構ブレースとを一体に結合する制震装置であり、さらに梁心と架構ブレースの交叉点とを一致させることやオイルダンパーを両ロッドタイプにするものであるから、下記の効果を奏するものである。
（１）外観上の形態は一般の鉄骨造でみられる架構ブレースの場合と同様なので、設計上の特別な制約がなく従来の耐震設計と同様に本発明による制震装置を採用できる。
（２）梁上にオイルダンパーが出っ張らないので、床レベルでの構造部材やダンパーの専有面積を小さくでき、架構ブレースの水平面に対する勾配を大きくとれ通路開口等も大きくとれる。
（３）梁心と架構ブレースの交叉点とが一致しているので、梁に偏心による曲げモーメントが作用せず、架構ブレースからの力によって梁や床スラブに曲げ、剪断クラックを生ずる恐れがない。又、架構ブレースにも同様に偏芯曲げが生じない。さらに、オイルダンパーにも回転を生じないことから無理な力が作用せず構造体との取り付けが簡便でよく、安全性も確保される。
（４）梁内にオイルダンパーを内蔵しているので、層間変形がそのままオイルダンパーの剪断変形になり制震効率がよく、地震時の応答が小さくなるから構造体の断面を小さくできコストダウンを図れる。又、オイルダンパーを床下の掘込まれたスペースに設置しているためにオイルダンパーの取付け、取外しが簡単であると共に面外変形拘束（ふれ止め）も容易に対応できる。
（５）オイルダンパーは、ピストンと一体化したロッドがシリンダーを貫通する両ロッドタイプであるから左右いずれからの変形に対しても同じ特性を発揮できる。又、その両端にクレビスやボールジョイントを必要としないので、全体の長さが短くコンパクトになり、可動機構を必要にしないことからダンパーのコストダウンを図れる。
（６）オイルダンパーは、粘性系の減衰装置であり、構造体の残留変形が小さく地震後の建物に有害な残留変形を残さずに機能を維持でき、バルブの調整で減衰性能やリリーフ荷重を任意に調整することができる。又、風荷重のような微少変形にも有効な制震機能を発揮し、加速度の大きな低減効果を生かして建物内の設備や什器備品の転倒落下を防止できる。
さらに、「オイルダンパー内蔵梁」として工場で製作でき、現場での取り付け作業がない。そして、メンテナスフリーであるばかりでなく、オイルダンパーに異常が発生してもその取り替えも簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制震装置の構面内の正面図
【図２】本発明による「オイルダンパー内蔵梁」の斜視図
【図３】オイルダンパー
【図４】従来のブレース制震装置
【符号の説明】
１  制震装置
２  「オイルダンパー内蔵梁」
３  大梁
４  オイルダンパー
５  構面
６  架構ブレース
７  掘込み
８  加力板
９  ブレース取付部
１０  ふさぎ板
１１  端部Ｈ形鋼
１３  シリンダー
１４、１５  油室
１６  ピストンロッド
１７  調整ねじ
１８  バルブ
１９  オリフィス
２０  制御部
２１  通管路
２２  Ｖ型ブレース
２３  大梁
２４  オイルダンパー
２５  ブレースの交叉点
２６  大梁の梁心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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