(57)【要約】【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ことを目的とする。【解決手段】上部梁１と、下部梁２と、上部梁１と下部梁２との間に立設された２本の柱３と、２本の柱３の夫々に接合された２つの支持体１１と、２つの支持体１１に跨って回動自在に接合され、２つの支持体１１との接合箇所よりも上方向又は下方向に延出したブラケット部３０ｂを有して、２つの支持体１１の相対的変位に応じて揺動する揺動体３０と、一端が柱３に回動自在に接合され、他端が揺動体３０のブラケット部３０ｂに回動自在に接合され、揺動体３０ｂの揺動に伴って伸縮するオイルダンパ５０と、を備えることを特徴とする。【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本の柱の夫々に接合された２つの支持体と、
前記２つの支持体に跨って回動自在に接合され、前記２つの支持体との接合箇所よりも上方向又は下方向に延出した延出部を有して、前記２つの支持体の相対的変位に応じて揺動する揺動体と、
一端が前記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２つの支持体に跨って接合された鋼材ダンパを備えたことを特徴とする請求項１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伸縮量の調整が難しい。このため、伸縮量が不足して充分な減衰効果が得られなかったり、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本の柱の夫々に接合された２つの支持体と、２つの支持体に跨って回動自在に接合され、２つの支持体との接合箇所よりも上方向又は下方向に延出した延出部を有して、２つの支持体の相対的変位に応じて揺動する揺動体と、一端が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、上部梁が下部梁に対して水平方向に移動し、２本の柱が傾くと共に、２つの支持体が相対的に上下方向に変位し、これに伴い揺動体が揺動することで共に、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、２つの支持体の間に極低降伏点鋼からなる鋼材ダンパが設けられていることが好適である。本構成では、オイルダンパと鋼材ダンパとを備えるので、夫々の特性を生かしたチューニングすることによって、振動の減衰効果をより高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
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】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る制振構造の側面図である。
【図２】本実施形態に係る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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の実施形態に係る制振構造について図１，図２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３とＨ形鋼からなる上部梁１及び下部梁２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（不図示）に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。
【００１３】
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の間に設けられたる上部制振体１０及び下部制振体２０と、を備えている。
【００１４】
柱３の上端部には、上部梁１との接合部となる柱頭部３ｄが設けられており、柱３の下端部には、下部梁２との接合部となる柱脚部３ｅ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にボルト接合されている。
【００１５】
上部制振体１０は、２つの支持体１１との間に跨って接合された鋼材ダンパ１５及び揺動体３０と、揺動体３０と一方の柱３との間に介装されたオイルダンパ５０と、を備えている。
【００１６】
支持体１１は、縦枠１１ｂと、一端が縦枠１１ｂの高さ方向の中心位置に溶接されて縦枠１１ｂに対して直角をなす水平枠１１ｆと、一端が縦枠１１ｂの上端に溶接されて斜め下方に向けて延在する斜め枠１１ｃと、一端が縦枠１１ｂの下端に溶接されて斜め上方に向けて延在する斜め枠１１ｄと、斜め枠１１ｃ、斜め枠１１ｄ、及び水平枠１１ｆの他端が溶接された接合板１１ｅと、を備え、側面視で略二等辺三角形をなしている。
【００１７】
支持体１１は、縦枠１１ｂを柱３の側面に当接しその上端と下端を柱３にボルト接合することによって、柱３に取り付けられており、２本の柱３の夫々に取り付けられた支持体１１は、同一の面内において接合板１１ｅどうしが互いに近接するように構成されている。
【００１８】
接合板１１ｅは、上下方向に延在するように形成され、その上部には、軸支部１６が設けられている。軸支部１６は、箱状の揺動体３０の内寸法に対応した厚みを有し、揺動体３０に挿入され、ピン１９を介して揺動体３０を回動自在に支持する。
【００１９】
鋼材ダンパ１５は、極低降伏点鋼からなり、中央にくびれ部１５ａを有して、側面視で蝶形をなす。鋼材ダンパ１５は、２つの支持体１１の接合板１１ｅに跨って両者を連結するようにボルト１８によって着脱自在に接合されている。鋼材ダンパ１５は、くびれ部１５ａが所定の値を超える外力によって塑性変形することによりエネルギーを吸収するように構成されている。
【００２０】
揺動体３０は、支持体１１の軸支部１６を受け入れる開口が下端に形成された箱状の本体部３０ａと、本体部３０ａの上端から張り出したブラケット部３０ｂとを有する。揺動体３０は、開口に挿入された接合板１１ｅの軸支部１６に、ピン１９を介して回動自在に接合されて、２つの支持体１１どうしを連結している。ブラケット部３０ｂは、支持体１１と揺動体３０との接合箇所である軸支部１６の位置よりも上方に延出しており、揺動体３０の延出部を構成している。
【００２１】
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とを備える。ケーシング５０ａの基端部は、一方の柱３の柱頭部３ｄにピンを介して回動自在に軸支されており、ピストンロッド５０ｂの先端部は、揺動体３０のブラケット部３０ｂにピンを介して回動自在に軸支されている。オイルダンパ５０は、揺動体３０と柱３との間の相対的な変位に伴ってピストンロッド５０ｂが引っ張られたり押し込まれたりすることで伸縮する。
【００２２】
下部制振体２０は、上部制振体１０と同一の構成要素を備えたものであるが、柱３に対する取り付け位置と向きのみが異なる。すなわち、下部制振体２０は、上部制振体１０の下方に近接して、上部制振体１０と上下対称の関係となるように、２本の柱３に取り付けられている。
【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し、これに伴い、２本の柱３の柱頭部３ｄが右側に傾き、２つの支持体１１の間に上下方向の相対的な変位が生じる。そして、この変位に応じて、揺動体３０が反時計回りに回動することにより、オイルダンパ５０が伸長する。また、接合板１１ｅどうしを連結する鋼材ダンパ１５は、そのくびれ部１５ａがねじれるようにせん断変形するが、その変形量が所定値を超えると塑性域に達し塑性変形する。そして、上部梁１に図１における左方向への力が加えられた際は、上記と左右逆方向の変位が生じ、オイルダンパ５０は縮退する。このような動作を繰り返すことによって、オイルダンパ５０が伸縮するとともに、鋼材ダンパ１５が塑性変形して、エネルギーを吸収し振動を減衰させることができる。
【００２４】
制振構造１００では、オイルダンパ５０と鋼材ダンパ１５とを備えるハイブリッドダンパが構成されており、例えば、比較的小さな層間変形に対しては主にオイルダンパ５０が減衰効果を発揮し、比較的大きな層間変形に対しては、鋼材ダンパ１５が減衰効果を発揮するようにチューニングを施すことによって、相補作用を発揮させることができる。
【００２５】
また、制振構造１００では、２つの軸支部１６の離隔寸法ａを調整することにより、層間変位に対する揺動体３０の回動角度が調整できるように構成されている。
【００２６】
具体的には、例えば図２に示すように、離隔寸法ａのみが異なる２つの制振構造１００（一方の制振構造１００の離隔寸法をａ１、他方の制振構造１００の離隔寸法をａ１よりも大きなａ２とする）に、等しい層間変位を与えた場合、２つの軸支部１６間の上下方向の相対的変位ｘは等しいので、前者の揺動体３０の回動角度θ１は、後者の揺動体３０の回動角度θ２より小さくなる。このように、２つの軸支部１６離隔寸法ａを調整することによって、オイルダンパ５０の伸縮量が調整でき、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振動の吸収性能を高めたり、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の伸縮限界を超えないようにする等の各種調整を行うことが可能となる。
【００２７】
以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上部梁１と柱３との接合部において、柱頭部３ｄの代わりに、上部梁１から柱３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。
【００２８】
また、上記の実施形態では、上部制振体１０及び下部制振体２０の両方を用いた例について説明したが、いずれか一方を省略してもよい。また、支持体及び揺動体の形状は上記に限定されず、適宜異なる形状のものを用いてもよい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、鋼材ダンパ１５は、上部制振体１０、下部制振体２０にそれぞれ１個ずつ設けられているが、鋼材ダンパ１５の個数は必要とされるエネルギー吸収量等に応じて適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…上部梁、２…下部梁、３…柱（２本の柱）、１１…支持体、１５…鋼材ダンパ、３０…揺動体、３０ｂ…ブラケット部（延出部）、５０…オイルダンパ。
【図１】
2014101640.tif 000003
【図２】
2014101640.tif 000004