(57)【要約】      （修正有）【課題】振動に応じてオイルダンパを効果的に伸縮させることができ振動の減衰効果を高めることができる制振構造を提供する。【解決手段】上部梁１と、下部梁２と、２本の柱３と、２本の柱３それぞれの上端寄りの位置に接合し、接合箇所から垂下するように形成した上部支持体１０と、２本の柱３それぞれの下端寄りの位置に接合し、接合箇所から起立するように形成した下部支持体２０と、上部支持体１０の下部に回動自在に接合し、且つ下部支持体２０の上部に回動自在に接合した揺動体３０と、柱３に回動自在に接合したオイルダンパ５０とを備え、オイルダンパ５０は、揺動体３０の上部支持体１０及び下部支持体２０との接合箇所同士を結ぶ領域よりも横方向に張り出した部位に回動自在に接合し、揺動体３０の回動に伴って伸縮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部梁と、
下部梁と、
前記上部梁と前記下部梁との間に立設された２本の柱と、
前記２本の柱それぞれの上端寄りの位置に接合され、該接合箇所から垂下した上部支持体と、
前記２本の柱それぞれの下端寄りの位置に接合され、該接合箇所から起立した下部支持体と、
前記上部支持体及び前記下部支持体に回動自在に接合されるとともに、前記上部支持体との接合箇所と前記下部支持体との接合箇所とを結ぶ領域よりも横方向に延出した延出部を有し、前記上部支持体と前記下部支持体との相対的変位に応じて揺動する揺動体と、
一端が前記２本の柱のうちいずれか一方の柱に回動自在に接合され、他端が前記揺動体の延出部に回動自在に接合され、前記揺動体の揺動に伴って伸縮するオイルダンパと、を備えたことを特徴とする制振構造。
【請求項２】
前記揺動体の延出部は、前記柱に設けられた一対の面外移動拘束片に挟まれていることを特徴とする請求項１記載の制振構造。
【請求項３】
前記上部支持体及び前記下部支持体は、前記柱に接合するための嵌合部を備え、
前記柱は、前記嵌合部が嵌め込まれる嵌合受け部を備え、
前記嵌合部及び前記嵌合受け部は、互いに当接すると共に水平方向に対して傾斜して形成される勾配面をそれぞれ有することを特徴とする請求項１または２記載の制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時の建物の振動を減衰させる制振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、制振構造については数多くの研究開発がなされており、特に、オイルダンパを用いた制振構造が公知となっている。特許文献１には、逆Ｖ字形状あるいはＶ字形状を成すブレースの先端部分と梁との間にオイルダンパが介装された構造物の制振構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３１１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された制振構造のようにブレースと梁との間にオイルダンパを介装する場合、オイルダンパの伸縮量は層間変位（上層と下層の間の水平方向の相対的な変位）とほぼ等しくなるため調整が難しい。このため、オイルダンパの伸縮量が不足して充分な減衰効果が得られなかったり、オイルダンパの伸縮量が許容値を超えたりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、変位に応じてオイルダンパを効果的に伸縮させることができ振動の減衰効果を高めることができる制振構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る制振構造は、上部梁と、下部梁と、上部梁と下部梁との間に立設された２本の柱と、２本の柱それぞれの上端寄りの位置に接合され、該接合箇所から垂下した上部支持体と、２本の柱それぞれの下端寄りの位置に接合され、該接合箇所から起立した下部支持体と、上部支持体及び下部支持体に回動自在に接合されるとともに上部支持体との接合箇所と下部支持体との接合箇所とを結ぶ領域よりも横方向に延出した延出部を有し、上部支持体と下部支持体との相対的変位に応じて揺動する揺動体と、一端が２本の柱のうちのいずれか一方の柱に回動自在に接合され、他端が揺動体の延出部に回動自在に接合され、揺動体の揺動に伴って伸縮するオイルダンパと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、制振構造に層間変形が生じると、上部梁及び上部支持体が下部梁及び下部支持体に対して水平方向に相対的に変位し、これに伴い揺動体が揺動することでオイルダンパが伸縮する。従って、層間変形による変位を、揺動体を介して確実にオイルダンパに伝達させることが可能となるため、オイルダンパを効果的に伸縮させることができ、振動の減衰効果を高めることができる。
【０００８】
さらに、揺動体の延出部は、柱に設けられた一対の面外移動拘束片に挟まれていると好適である。このように構成することにより、層間変形が生じた際の揺動体の面外方向への移動（はらみ出し）が確実に制限されるため、層間変形による変位をより確実にオイルダンパに伝達させることが可能となり、振動の減衰効果をより高めることができる。
【０００９】
さらに、上部支持体及び下部支持体は、柱に接合するための嵌合部を備え、柱は、嵌合部が嵌め込まれる嵌合受け部を備え、嵌合部及び嵌合受け部は、互いに当接すると共に水平方向に対して傾斜して形成される勾配面をそれぞれ有すると好適である。このように構成することにより、単に接合面同士を当接させてボルト接合する場合と比較して滑りが抑制されることとなり、より一層効果的にオイルダンパを伸縮させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変位に応じてオイルダンパを効果的に伸縮させることができ振動の減衰効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る制振構造の側面図である。
【図２】図１中の柱及び上部支持体の接合部分を示す側面断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図１中の揺動体における支点間距離と回転量との関係を説明する図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る制振構造の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る制振構造について図１〜図４を参照して説明する。制振構造１００は、鉄骨造の建物に用いられる構造であり、この建物は、角形鋼管からなる柱とＨ形鋼からなる梁とを接合して構成された軸組を有する多層建物である。２本の柱に架け渡された梁によってＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルからなる床が支持されており、各階層は下階の床と上階の床とによって挟まれた領域に形成される。制振構造１００は、建物の複数の階層のそれぞれに設けられている。以下、一つの階層を例に制振構造１００について説明する。
【００１４】
制振構造１００は、図１に示すように、水平方向に延びる上部梁１及び下部梁２と、上部梁１及び下部梁２の間に立設された２本の柱３と、２本の柱３の間に設けられた上部支持体１０及び下部支持体２０と、上部支持体１０及び下部支持体２０によって支持された揺動体３０と、一方の柱３と揺動体３０との間に設けられたオイルダンパ５０と、を備えている。
【００１５】
柱３の上端部には、上部梁１との接合部となる柱頭部３ａが設けられており、柱３の下端部には、下部梁２の接合部となる柱脚部３ｂが設けられている。柱３は柱頭部３ａ及び柱脚部３ｂを介して夫々上部梁１及び下部梁２に接合されている。柱３の側面の、後述する揺動体３０の延出部３１の先端に対応する位置には、一対の面外移動拘束片４１が延出部３１を挟むように横並びの状態で突設されており、同様に、延出部３２の先端に対応する位置には、一対の面外移動拘束片４２が横並びの状態で突設されている。
【００１６】
上部支持体１０は、略三角形状の板材からなる揺動支持部１５と、角パイプからなり、一端が揺動支持部１５に溶接された２本の斜材１３と、２本の斜材１３の夫々の他端に溶接された接合部１１と、を備え、全体として側面視で略Ｖ字形状をなしている。上部支持体１０は、接合部１１が２本の柱３それぞれの上端寄り（柱頭部３ａ近傍）の位置に接合されており、その結果として、上部支持体１０が、柱３との接合箇所から垂下した態様を具現化している。なお、逆三角形状となるように配置される上側の揺動支持部１５の頂点（下端）近傍には、揺動体３０を軸支するピンが挿通される孔が穿たれた軸支部１６が形成されている。また、一方の斜材１３は、他方の斜材１３よりも短いため、揺動支持部１５は一方（左）の柱３側に偏った配置となっている。
【００１７】
接合部１１は、図２に示すように、斜材１３の端部に溶接された継手部１１ａと、継手部１１ａに対し柱３と対向するように溶接された座板部１１ｅと、座板部１１ｅの柱３に対向する面の上端及び下端寄りの位置に溶接された一対のクサビ部（嵌合部）１１ｃと、継手部１１ａと座板部１１ｅとに跨るように溶接された一対のリブ部１１ｄとを備えている。また、座板部１１ｅには、ボルト１１ｂを挿通するための４つの孔１１ｆが穿設されている。
【００１８】
一方、柱３における上部支持体１０の接合部１１が接合される部位の表面には、クサビ部１１ｃに対応して上下一対のクサビ受け部（嵌合受け部）３ｃが溶接されている。また、一対のクサビ受け部３ｃの中間位置には所定間隔の空間を形成するためのスペーサ３ｅが溶接されている。また、孔１１ｆに対応してボルト１１ｂが挿通される孔３ｆが穿設されている。柱３の内部側には、裏当て板３ｄが溶接されており、裏当板３ｄの孔３ｆに対応する位置には、ボルト１１ｂと螺合する為のタップ孔が形成されている。
【００１９】
上部支持体１０と柱３とは、孔１１ｆと孔３ｆとの位置合わせを行って、ボルト１１ｂを挿通し、裏当て板３ｄのタップ孔に螺合することで接合されているが、接合部１１のクサビ部１１ｃと柱３のクサビ受け部３ｃには、それぞれ勾配面１１ｇ，３ｇが形成されており、ボルト１１ｂの螺合によって勾配面１１ｇ，３ｇ同士が摺接してクサビ部１１ｃがクサビ受け部３ｃに嵌り込むことで強固に接合される。
【００２０】
下部支持体２０（図１参照）は、上部支持体１０と実質的に同一の構成であり、上部支持体１０と上下及び表裏を反転させて、２本の柱３それぞれの下端寄り（柱脚部３ｂ近傍）の位置に、接合部１１が接合されており、その結果として、下部支持体２０が、柱３との接合箇所から起立した態様を具現化している。なお、三角形状となるように配置される下側の揺動支持部１５の頂点（上端）近傍には軸支部２６が形成されており、この軸支部２６の機能は軸支部１６と実質的に同じである。上部支持体１０の揺動支持体１５（軸支部１６）と上部支持体２０の揺動支持体１５（軸支部２６）とは同一方向に偏在している。
【００２１】
揺動体３０は、板状部材であり、上部支持体１０の軸支部１６及び下部支持体２０の軸支部２６の位置に対応して、ピンを挿通する２つの孔が穿たれており、当該孔及び軸支部１６、２６の孔に挿通されたピンを介して、上部支持体１０及び下部支持体２０に回動自在に接合されている。軸支部１６と軸支部２６を結ぶ領域よりも横方向に延出した延出部３１，３２を有する。延出部３１，３２は、図３に示すように、夫々その先端部がわずかなクリアランスを有して一対の面外移動拘束片４１，４２に挟まれている。
【００２２】
オイルダンパ５０は、オイルが封入された筒状のケーシング５０ａとケーシング５０ａから出没するピストンロッド５０ｂとを備え、一端が柱３から突出したブラケット３３に、他端が揺動体３０の延出部３２の先端部に、夫々ピンを介して回動自在に軸支されている。
【００２３】
次に、制振構造１００に水平方向の力が作用して層間変形が生じたときの動作について説明する。まず、例えば、上部梁１に図１における右方向への力が加えられると、上部梁１が下部梁２に対して相対的に右側に移動する（この際の相対的な変位量がいわゆる「層間変位」である）。これに伴い、２本の柱３が右側に傾き、上部支持体１０が下部支持体２０に対し相対的に右方向に平行移動して両者に「層間変位」に等しい相対的な変位が生じ、この変位に応じて、軸支部１６，２６で軸支された揺動体３０は時計回りに傾く。この際、延出部３２が下方に移動することにより、上側のオイルダンパ５０が引っ張られて伸長するとともに下側のオイルダンパ５０が圧縮されて短縮する。一方、上部梁１に図１における左方向への力が加えられた場合は、各部材の移動方向が左右あるいは上下逆転して、各オイルダンパ５０の伸縮動作が逆となる。このような動作の繰り返しにより、振動が減衰される。
【００２４】
以上、制振構造１００では、層間変形が生じると、上部梁１及び上部支持体１０が下部梁２及び下部支持体２０に対して相対的に変位し、これに伴い揺動体３０が揺動することにより、２本のオイルダンパ５０が伸縮する。従って、層間変形による変位が揺動体３０を介して確実にオイルダンパ５０に伝達されて、オイルダンパ５０を効果的に伸縮させることが可能となり、振動の減衰効果を高めることができる。
【００２５】
また、延在部３１が一対の面外移動拘束片４１に挟まれ、延在部３２が一対の面外移動拘束片４２に挟まれていることにより、層間変形が生じた際の揺動体３０の面外方向（制振構造１００の構面に対する法線方向）への移動（はらみ出し）が確実に制限されるため、層間変形によって生じた力をより確実にオイルダンパ５０に伝達させることが可能となり、振動の減衰効果をより高めることができる。
【００２６】
また、上部支持体１０及び下部支持体２０と２本の柱３との接合部において、継手部１１ａ側のクサビ部１１ｃの勾配面１１ｇと柱３側のクサビ受け部３ｃの勾配面３ｇとが当接するように構成されているので、単に接合面同士を当接させてボルト接合する場合と比較して滑りが抑制され、より一層効果的にオイルダンパ５０を伸縮させることができる。
【００２７】
なお、本実施形態において、軸支部１６，２６間の離隔寸法ａ（図１参照）を増減することにより、所定の層間変位に対するオイルダンパ５０の伸縮量を増減することが可能である。具体的には、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示す、軸支部１６，２６間の離隔寸法のみが異なる２つの制振構造（図４（ａ）の方が軸支部１６，２６間の離隔寸法が小さい）に対し、等しい層間変位ｘを与えた場合、図４（ａ）に示す軸支部１６，２６間の離隔寸法の小さな制振構造の方が、揺動体３０の回転角度が大きくなるので延出部３１，３２の変位も大きくなる。従って、先端に接合されるオイルダンパ５０の伸縮量も大きくなる。
【００２８】
よって、本実施形態では、軸支部１６，２６の離隔寸法を変えることにより、所定の層間変位に対するオイルダンパ５０の伸縮量を調整することが可能となり、例えばオイルダンパ５０の伸縮量を大きくすることにより減衰効果を高めることができ、また、例えばオイルダンパ５０の伸縮量を小さくすることによりオイルダンパ５０の変形限界を超えないようにすることができる等、制振構造１００の設計上の意図を反映させるための各種調整を行うことが可能となる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る制振構造２００について説明する。なお、本実施形態に係る制振構造２００は、第１実施形態に係る制振構造１００と同様の要素や部材を備えており、同様の要素や部材には制振構造１００と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３０】
第１実施形態における制振構造１００との相違点は、上部支持体１０、下部支持体２０、及び揺動体３０が左右対称形となり、左側の柱３と延出部３１との間にも上下２個のオイルダンパ５０が設けられている点である。
【００３１】
以上、本発明について各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。例えば、図１に示す柱頭部３ａの代わりに、上部梁１から柱３，４に水平方向の力のみを伝達し、鉛直方向の力とモーメントを伝達しない鉛直ローラー接合部を用いて柱３と上部梁１とを接合させてもよい。このように鉛直ローラー接合とすることで、上部梁１から２本の柱３，４に対して鉛直方向の力が伝わらなくなり、鉛直方向の力が上階及び下階に伝わらなくなるため、上記制振構造１００，２００の設置位置を考慮することなく各階に対して独立した構造検討を行うことが可能となる。すなわち、上記制振構造１００，２００の位置を変更する際の構造計算が不要となるため、建物の構造計算を簡略化させることができる。
【００３２】
また、オイルダンパ５０は、少なくとも１個設けられていればよく、柱３や揺動体３０との接合位置も適宜調整してよい。また、上部支持体１０及び下部支持体２０、嵌合部１１ｃ及び嵌合受け部３ｃ、揺動体３０等についても適宜異なる形状のものを用いてもよい。
【００３３】
１…上部梁、２…下部梁、３…柱（２本の柱）、３ｃ…クサビ受け部（嵌合受け部）、３ｇ…勾配面（水平方向に対して傾斜して形成される勾配面）、１０，１１０…上部支持体、１１ｃ…クサビ部（嵌合部）、１１ｇ…勾配面（水平方向に対して傾斜して形成される勾配面）、２０，１２０…下部支持体、３０，１３０…揺動体、３１，３２，１３１，１３２…延在部、４１，４２…面外移動拘束片、５０…オイルダンパ、１００，２００…制振構造。
【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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