(57)【要約】【課題】  従来に比べて大きな制震効果が得られ、施工も容易で低コストな制震構造を提供する。【解決手段】  制震ダンパー１は、矩形状の鋼板からなる第一プレート２と矩形状の鋼板からなる第二プレート３が交互に積層され、第一プレート２と第二プレート３との間に粘弾性体が介装された構成となっている。複数の第一プレート２、２の基端部はフランジプレートに溶接されており、フランジプレートの長手方向両端部は連層構面Ｐの上側コーナー部に第一斜材４を介してそれぞれ取り付けられ、第一斜材４、４は立面視逆ハの字状に配設されている。一方、複数の第二プレート３、３、３の基端部はフランジプレートに溶接されており、フランジプレートの長手方向両端部は連層構面Ｐの下側コーナー部に第二斜材５を介してそれぞれ取り付けられ、第二斜材５、５は立面視ハの字状に配設されている。【選択図】      図１
2006225960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する矩形状の第一プレートと矩形状の第二プレートの間に粘弾性体が介装されてなる制震ダンパーが、鉛直方向に連なる複数の構面から構成される連層構面内に配置され、
前記第一プレートの上側角部は前記連層構面の上側コーナー部にそれぞれ第一斜材を介して固定され、前記第二プレートの下側角部は前記連層構面の下側コーナー部にそれぞれ第二斜材を介して固定されていることを特徴とする制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造物に種々の制震ダンパー（エネルギー吸収機構）を設置することにより、地震時あるいは強風時の構造物の応答を低減させる制震構法が開発され適用されてきている。制震ダンパーは２種類に大別することができ、鋼材（例えば低降伏点鋼材）の降伏によってエネルギーを吸収する履歴系ダンパーと、粘弾性材料の粘性抵抗を利用してエネルギーを吸収する粘弾性系ダンパーがある。履歴系ダンパー、粘弾性系ダンパーともに制震ダンパーを建物内に配置する場合は、各階に設置する方式が採られており、柱と梁で囲まれた構面内に、壁型、間柱型、ブレース型のいずれかの方式で設置されている。
【特許文献１】特開平５−２３９９５３号公報  （第２−３頁、第２−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の設置方式では、制震ダンパーが設置されている階の層間変形が当該制震ダンパーに伝達されることになるが、階ごとの層間変形はそれほど大きくないため、制震ダンパーの性能が十分に発揮されているとはいえない。また、建物が高層になると、建物の応答変形に占める曲げ変形成分が卓越し、制震ダンパーに伝達されるせん断変形成分が小さくなるため、制震ダンパーによる制震効果が十分に発揮されなくなるという問題もある。
他方、特許文献１には、少ない台数のダンパーで建物の振動を効果的に制御するため、建物の最下層にダンパーを設置し、このダンパーと最上部の梁とを通層壁で連結する発明が開示されており、特許文献１に記載された発明によれば、制震ダンパーに伝達される変形が従来の設置方式に比べて大きくなり、大きな制震効果を期待することができる。
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、通層壁に過大な曲げモーメントが生じないように、通層壁の両側をローラーを介して柱に支持させる必要があり、施工性やコストの点で難点がある。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、従来に比べて大きな制震効果が得られ、施工も容易で低コストな制震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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る制震構造は、対向する矩形状の第一プレートと矩形状の第二プレートの間に粘弾性体が介装されてなる制震ダンパーが、鉛直方向に連なる複数の構面から構成される連層構面内に配置され、前記第一プレートの上側角部は前記連層構面の上側コーナー部にそれぞれ第一斜材を介して固定され、前記第二プレートの下側角部は前記連層構面の下側コーナー部にそれぞれ第二斜材を介して固定されていることを特徴とする。
構面は、柱と梁で囲まれた仮想鉛直面であり、一般に建物の階ごとに形成される。連層構面は、この構面が鉛直方向に複数連なった仮想鉛直面であり、複数階に跨るものである。
本発明では、複数階に跨るように制震ダンパーを配置しているので、複数階分の総変形が制震ダンパーに伝達され、制震ダンパー一台当たりの制震効果が大幅に増大する。これにより、制震ダンパーの設置台数が削減され、コストダウンが可能となる。
また、本発明では、対向する矩形状の第一プレートと矩形状の第二プレートの間に粘弾性体が介装された制震ダンパーを使用し、第一プレートの上側角部を連層構面の上側コーナー部にそれぞれ第一斜材を介して固定し、第二プレートの下側角部を連層構面の下側コーナー部にそれぞれ第二斜材を介して固定する構成としているので施工が容易であるうえ、第一プレートと第二プレートが連層構面内で相対的に回転することにより粘弾性体がせん断変形して曲げに対して抵抗する。このため、曲げ変形モードが卓越するような建物に対しても大きな制震効果を発揮することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、対向する矩形状の第一プレートと矩形状の第二プレートの間に粘弾性体が介装された制震ダンパーを連層構面内に配置して、第一プレートの上側角部を連層構面の上側コーナー部にそれぞれ第一斜材を介して固定するとともに、第二プレートの下側角部を連層構面の下側コーナー部にそれぞれ第二斜材を介して固定する構成としたので、従来に比べて大きな制震効果が得られるうえ、施工も容易で低コストな制震構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る制震構造の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る制震構造の一実施形態を示す概略立面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図１は、構面が曲げ変形している状態を示しており、制震ダンパーの動きを明確にするために制震ダンパーの変形を誇張して表わしている。
なお、以下の説明では、「２層」、「３層」、「多層」のように「層」という用語を使用する場合があるが、「階」と同意義である。
【０００８】
制震ダンパー１は、矩形状の鋼板からなる第一プレート２と矩形状の鋼板からなる第二プレート３が交互に積層され、第一プレート２と第二プレート３との間に粘弾性体６が介装された構成となっている。複数の第一プレート２、２の基端部はフランジプレート２ａに溶接されており、複数の第一プレート２、２が一体として動くようになっている。同様に、複数の第二プレート３、３、３の基端部はフランジプレート３ａに溶接されており、複数の第二プレート３、３、３が一体として動くようになっている。
なお、図示していないが、制震ダンパー１の外面には座屈防止用のリブが格子状に配設されている。
【０００９】
図１（ａ）は構面Ｐ１、Ｐ２からなる連層構面Ｐ内に制震ダンパー１を配置する（２層間に制震ダンパー１を配置する）場合を示し、図１（ｂ）は構面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からなる連層構面Ｐ内に制震ダンパー１を配置する（３層間に制震ダンパー１を配置する）場合を示している。制震ダンパー１を連層構面Ｐ内に配置する際は、フランジプレート２ａの長手方向両端部を連層構面Ｐの上側コーナー部に第一斜材４を介してそれぞれ取り付け、第一斜材４、４を立面視逆ハの字状に配設する。一方、フランジプレート３ａの長手方向両端部は、連層構面Ｐの下側コーナー部に第二斜材５を介してそれぞれ取り付け、第二斜材５、５を立面視ハの字状に配設する。
建物が曲げ変形すると、第一プレート２と第二プレート３が連層構面Ｐ内で相対的に回転（本例では第一プレート２が右回転）することにより、粘弾性体６がせん断変形し曲げに対して抵抗する。
【００１０】
次に、本発明に係る制震構造の制震効果について建物の地震応答解析による検証を行ったので、以下に解析条件および解析結果を示す。
対象建物は１５階建て鉄骨造事務所ビルを想定し、１次固有周期２秒、減衰定数（全モード）２％の１５質点せん断型モデルに置換した。従って、本解析では、建物の曲げ変形は考慮していない。
制震ダンパーを構成する粘弾性体は厚さ１０ｍｍの高減衰ゴムとし、高減衰ゴムの加振周期依存性、歪依存性、および温度依存性（気温２０℃）を考慮した解析を実施した。但し、第一斜材および第二斜材の剛性は考慮していない。
また、入力地震波は建築センター波レベル２とした。
【００１１】
制震ダンパーの配置ケースとしては、制震ダンパーを設置しない場合、各層（階）に制震ダンパーを配置した場合、２層間に制震ダンパーを配置した場合、および３層間に制震ダンパーを配置した場合の４ケースとし、制震ダンパーを配置する場合は、各層の最大層間変形角が略１／２００（０．００５）となるように粘弾性体の面積を設定した。
【００１２】
図３は、建物各階の最大層間変形角を制震ダンパーの配置条件をパラメータとして示した図である。図中、Ｎは制震ダンパーを設置しない場合、Ｄ１は各層に制震ダンパーを配置した場合、Ｄ２は２層間に制震ダンパーを配置した場合、Ｄ３は３層間に制震ダンパーを配置した場合の結果をそれぞれ示している。同図より、制震ダンパーを建物に配置した場合、各階の最大層間変形角が略１／２００に収まっていることがわかる。
【００１３】
図４は、各階の最大層間変形角を１／２００に抑えるために必要とされる粘弾性体面積を階ごとに示したものであり、（ａ）は制震ダンパーを各層に配置した場合、（ｂ）は制震ダンパーを２層間に配置した場合、（ｃ）制震ダンパーを３層間に配置した場合である。なお、図４（ｂ）、（ｃ）では、制震ダンパーが実際に配置される高さより上方側の階に粘弾性体面積を示している。必要とされる総粘弾性体面積は、制震ダンパーを各層に配置した場合には３９１ｍ２であるのに対し、制震ダンパーを２層間に配置した場合は１３７ｍ２（各層配置の３５％）、制震ダンパーを３層間に配置した場合は１０１ｍ２（各層配置の２６％）となる。この結果より、制震ダンパーを多層間に配置することにより、大幅に制震ダンパーの設置台数を削減できることがわかる。
【００１４】
本実施形態による制震構造では、制震ダンパー１を２層間または３層間に配置しているので、２層または３層分の総変形が制震ダンパー１に伝達されることになり、制震ダンパー１一台当たりの制震効果が大幅に増大する。これにより、制震ダンパー１の設置台数が削減され、コストダウンが可能となる。
また、本実施形態による制震構造では、対向する矩形状の第一プレート２と矩形状の第二プレート３の間に粘弾性体６が介装された制震ダンパー１を使用し、第一プレート２を支持するフランジプレート２ａの長手方向両端部を連層構面Ｐの上側コーナー部にそれぞれ第一斜材４を介して固定し、第二プレート３を支持するフランジプレート３ａの長手方向両端部を連層構面Ｐの下側コーナー部にそれぞれ第二斜材５を介して固定する構成としているで施工が容易であるうえ、第一プレート２と第二プレート３が連層構面Ｐ内で相対的に回転することにより粘弾性体６がせん断変形して曲げに対して抵抗する。このため、曲げ変形モードが卓越するような建物に対しても大きな制震効果を発揮することができる。
【００１５】
以上、本発明に係る制震構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、２層間および３層間に制震ダンパーを配置した例を示しているが、４層以上に跨るように制震ダンパーを配置してもよいことは言うまでもない。また、上記の実施形態では、制震ダンパーを構成している粘弾性体は４層としたが、これに限定されるものではなく、設計条件に応じて層数を設定すればよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る制震構造の一実施形態を示す概略立面図であり、（ａ）は制震ダンパーを２層間に配置した場合、（ｂ）制震ダンパーを３層間に配置した場合である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】建物各階の最大層間変形角を制震ダンパーの配置条件をパラメータとして示した図である。
【図４】各階の最大層間変形角を１／２００に抑えるために必要とされる粘弾性体面積を階ごとに示したものであり、（ａ）は制震ダンパーを各層に配置した場合、（ｂ）は制震ダンパーを２層間に配置した場合、（ｃ）制震ダンパーを３層間に配置した場合である。
【符号の説明】
【００１７】
１  制震ダンパー
２  第一プレート
３  第二プレート
４  第一斜材
５  第二斜材
６  粘弾性体
Ｐ  連層構面
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  構面
【図１】
2006225960.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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