(57)【要約】【課題】  コストアップの少ない簡単な構造で、動的荷重に対する制震機能と静的荷重に対する耐力発生とを両立させる。【解決手段】  左右の柱２，２と上下の横架材３，３とで形成される軸組フレーム１におけるフレーム面内の下端側に、ブレース６，６を用いて柱２，２を互いに連結する固定領域４を形成し、固定領域４を除くフレーム面内の上側に、柱２，２の左右方向の変位を許容すると共に、ダンパー８，８を備えて水平方向の振動を減衰可能な制震領域５を形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の柱と上下の横架材とで形成される軸組フレームにおけるフレーム面の上下端の少なくとも一方側に、少なくともブレースを用いて前記両柱を互いに連結する固定領域を形成し、前記固定領域を除く前記フレーム面内に、前記両柱の左右方向の変位を許容すると共に、ダンパーを備えて水平方向の振動を減衰可能な制震領域を形成したことを特徴とする建物の制震構造。
【請求項２】
固定領域を、柱間でＸ状に架設される一対のブレースで形成し、制震領域を、前記柱間でＸ状に架設されて長手方向に伸縮可能な一対のダンパーで形成した請求項１に記載の建物の制震構造。
【請求項３】
固定領域を、柱間で斜めに架設される１つのブレースと、そのブレースにおける制震領域側の端部から前記柱間に架設される中桟とから形成し、制震領域を、前記柱間で前記ブレースと上下軸対称で斜めに架設されて長手方向に伸縮可能な１つのダンパーで形成した請求項１に記載の建物の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等の建物に、地震や風等の外力による震動を減衰させるために設けられる制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の制震構造として、柱と横架材とからなる軸組フレーム内に、ダンパーをブレースとして組み込む構造が知られている。このダンパーとしては、板体や筒体等を長手方向に重ね合わせた複数の制震部材と、その制震部材の重合部間に接着される粘弾性体とからなる粘弾性ダンパーがよく用いられる。これにより、加振時には、制震部材の相反方向への動作に伴う粘弾性体の剪断変形で振動減衰作用を得ることができる。また、特許文献１には、軸組フレーム内に、フレーム状の上枠及び下枠を取り付けて上下枠の左右を柔軟性を有する側板で連結し、両枠間の空間内に一対の油圧ダンパを設けてなる制振壁パネルを設けて、小さな振動が加わった場合でも、側板の変形によって上下枠を相対的に変位させて油圧ダンパの動作を可能とした発明が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４５５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、建物には、地震等による動的荷重の他、風による静的荷重が加わることがある。このような静的荷重（特に長時間の静的荷重）には、応力緩和が大きい粘弾性ダンパーには対抗する応力を発生させることができず、変位の増大を許してしまう。この現象は特許文献１のような制振壁パネルであっても同様で、小さな振動であっても油圧ダンパの減衰力に頼る構造は変わらないから、静的荷重に対する耐力は期待できない。特にここでは、フレーム状の上下枠を側板で連結する特殊な構造であるため、構造が複雑化してコストアップにも繋がる。
【０００５】
そこで、本発明は、コストアップの少ない簡単な構造で、地震等による動的荷重に対して減衰効果が得られるのは勿論、風等による静的荷重に対しても好適な耐力を発生させることができる建物の制震構造を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、左右の柱と上下の横架材とで形成される軸組フレームにおけるフレーム面の上下端の少なくとも一方側に、少なくともブレースを用いて両柱を互いに連結する固定領域を形成し、固定領域を除くフレーム面内に、両柱の左右方向の変位を許容すると共に、ダンパーを備えて水平方向の振動を減衰可能な制震領域を形成したことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、固定領域及び制震領域を外力に対してバランス良く対応できる好適な形態とするために、固定領域を、柱間でＸ状に架設される一対のブレースで形成し、制震領域を、柱間でＸ状に架設されて長手方向に伸縮可能な一対のダンパーで形成したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、固定領域及び制震領域をより低コストで簡単に形成するために、固定領域を、柱間で斜めに架設される１つのブレースと、そのブレースにおける制震領域側の端部から柱間に架設される中桟とから形成し、制震領域を、柱間でブレースと上下軸対称で斜めに架設されて長手方向に伸縮可能な１つのダンパーで形成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、地震による加振時には、ダンパーの減衰力と柱の曲げ剛性とによって好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、柱の曲げ剛性によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
そして、これらの効果は通常のブレースやダンパーを用いた固定領域と制震領域との配置形態のみによって得られるため、構造が簡単で済み、コストの低減が図られる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、固定領域及び制震領域を、動的荷重や静的荷重に対してバランス良く対応できる好適な形態とすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、固定領域及び制震領域を最小限の構成部で簡単に形成でき、一層の低コスト化が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）は、木造住宅に用いられる軸組フレームの正面図で、軸組フレーム１は、左右一対の柱２，２と、柱２，２の上端間及び下端間に架設される一対の横架材３，３とで形成され、軸組フレーム１のフレーム面内には、固定領域４と制震領域５とが上下方向に分割形成されている。まず固定領域４は、フレーム面の略下半分側で、柱２，２と横架材３との下方の仕口部と柱２，２の中間部との間でＸ状に架設される一対のブレース６，６で形成されて、柱２，２を互いに連結している。
【０００９】
一方、制震領域５は、フレーム面の略上半分側で、ブレース６，６の上端部と上方の仕口部際に設けたガセットプレート７，７との間で同じくＸ状に架設されて両端が夫々ピン結合される一対のダンパー８，８で形成されて、水平方向の振動を減衰可能としている。このダンパー８には、周知の粘弾性ダンパーやオイルダンパー等が採用される。粘弾性ダンパーとしては、一方の板状の制震部材と、他方の板状の制震部材とを重ね合わせ、その重合部分間に粘弾性体を接着した積層タイプや、径の異なる一方の筒状の制震部材と、他方の筒状の制震部材とを同軸で遊挿させ、その重合部分間に粘弾性体を接着したスリーブタイプ等が用いられる。何れも長手方向で引張及び圧縮力が作用すると同方向へ伸縮動作して減衰作用を生じさせるものである。
【００１０】
以上の如く構成された軸組フレーム１においては、地震による加振時に、フレーム面方向に沿って水平方向の外力（動的荷重）が断続的に作用すると、下側の固定領域４ではブレース６，６によって柱２，２の変形が規制される一方、同図（Ｂ）に示すように、左右方向の変位が許容される上側の制震領域５が水平方向へ変形する。よって、各ダンパー８には軸方向への引張力と圧縮力とが交互に加わる。すると、各ダンパー８が長手方向に伸縮動作してエネルギーを吸収し、減衰作用を生じさせる。特にここでは、制震領域５側での柱２，２の曲げ変形によって反力が発生するため、ダンパー８の減衰力と柱２の曲げ剛性とによって動的荷重を好適に吸収できる。
【００１１】
一方、軸組フレーム１に、風等によって水平方向の外力が静的荷重として加わった際には、ダンパー８は、静的荷重の増大に連れて一方が長手方向に伸張動作、他方が長手方向に収縮動作して、変位量を徐々に増大させるが、減衰作用は生じない。しかし、同図（Ｂ）のように制震領域５側で柱２，２が同様に水平方向に曲げ変形することで反力が発生するため、この曲げ剛性によって静的荷重に抵抗でき、耐力を発生させることができる。
【００１２】
このように、上記形態の軸組フレーム１によれば、柱２，２と横架材３，３とで形成される軸組フレーム１におけるフレーム面の下端側に、ブレース６，６を用いて両柱２，２を互いに連結する固定領域４を形成し、固定領域４を除くフレーム面内に、両柱２，２の左右方向の変位を許容すると共に、ダンパー８，８を備えて水平方向の振動を減衰可能な制震領域５を形成したことで、地震による加振時には、ダンパー８の減衰力と柱２の曲げ剛性とによって好適な制震機能を維持でき、信頼性や耐久性に優れる。一方、風等による静的荷重に対しては、柱２の曲げ剛性によって確実に耐力を発生させて静的荷重に対抗することができる。
そして、これらの効果は、通常のブレース６やダンパー８を用いた固定領域４と制震領域５との配置形態のみによって得られるため、構造が簡単で済み、コストの低減が図られる。
【００１３】
また、この形態では、固定領域４を、柱２，２間でＸ状に架設される一対のブレース６，６で形成し、制震領域５を、柱２，２間でＸ状に架設されて長手方向に伸縮可能な一対のダンパー８，８で形成したことで、固定領域４及び制震領域５を、動的荷重や静的荷重に対してバランス良く対応できる好適な形態とすることができる。
【００１４】
以下、変更例について説明する。
上記形態では、フレーム面の下側に固定領域４を、上側に制震領域５を夫々分割形成しているが、図２に示す軸組フレーム１ａに示すようにこれを逆にして、フレーム面の上側にＸ状のブレース６，６からなる固定領域４を、下側に、両ブレース６の下端と下方の仕口部際に設けたガセットプレート９，９との間にＸ状に架設されるダンパー８，８からなる制震領域５を夫々形成しても差し支えない。勿論ダンパーの端部はピン結合以外にボルトや溶接等で固定しても良いし、ダンパーの固定領域側の端部はブレースでなく柱に固定しても良い。これは以下の変更例においても同様である。
【００１５】
また、フレーム面の上下何れか一方に固定領域を、他方に制震領域を設ける形態に限らず、図３に示す軸組フレーム１ｂに示すように、フレーム面内の上下端にＸ状のブレース１１，１１からなる固定領域１０，１０を夫々形成し、上下の固定領域１０，１０間に、夫々ブレース１１の端部でピン結合されるダンパー８，８をＸ状に架設して制震領域１２を形成しても、上記形態と同様の効果が得られる。特にこの制震構造では、上下に固定領域１０，１０を配したことで、軸組フレーム自体の剛性を上げつつ制震機能を維持可能となる。
【００１６】
また、固定領域及び制震領域において、ブレース及びダンパーはＸ状に架設されるものに限らず、図４に示す軸組フレーム１ｃのように、固定領域１３を、柱２，２間の下方で斜めに架設される１つのブレース１４と、そのブレース１４における上側の端部から他方の柱側へ架設される中桟１５とから形成し、制震領域１６を、柱２，２間の上方でブレース１４と上下軸対称で斜めに架設される１つのダンパー１７で形成したＫ型としても良い。中桟１５は、ブレース１４及びダンパー１７が中間部位で連結されない右側の柱２の剛性を得るためのもので、勿論この形態は上下や左右を逆にしても差し支えない。
【００１７】
一方、制震領域において、ダンパーとして粘弾性ダンパーを用いる場合は、上記形態のようなブレース型とする以外に、図５に示す軸組フレーム１ｄのように、上側の制震領域１８において、台形状のやぐらフレーム１９，１９を上下軸対称で、且つ短辺部２０，２０同士が制震領域１８の中央部で重なるようにフレーム面と平行に配設し、両短辺部２０，２０の重合部間にシート状の粘弾性体２１を接着する構造等も採用可能である。この場合も制震領域１８の変形に伴うやぐらフレーム１９，１９の相対移動で粘弾性体２１を剪断変形させて減衰作用を得ることができる。勿論この形態も下側の固定領域２２と上下逆にすることができる。このようにすると、固定領域２２及び制震領域１８を最小限の構成部で簡単に形成でき、先の形態と比較して低コスト化が期待できる。
【００１８】
そして、フレーム面内での固定領域と制震領域との割合は、上記形態のように略半分ずつに設定されるものではなく、想定される層間変位と柱の剛性とを考慮して決定すれば良い。
その他、本発明は木造に限らず、軸組フレームを利用する建物であれば、軽量鉄骨構造等の他の構造にも採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）は軸組フレームの正面図、（Ｂ）は水平荷重作用時の挙動を示す説明図である。
【図２】軸組フレームの変更例を示す正面図である。
【図３】軸組フレームの変更例を示す正面図である。
【図４】軸組フレームの変更例を示す正面図である。
【図５】軸組フレームの変更例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１，１ａ〜１ｄ・・軸組フレーム、２・・柱、３・・横架材、４，１０，１２，１３，２２・・固定領域、５，１６，１８・・制震領域、６，１１，１４・・ブレース、８，１７・・ダンパー、１５・・中桟。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006336336.tif 000005
【図４】
2006336336.tif 000006
【図５】
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