(57)【要約】【課題】十分な強度および剛性を確保しつつ形鋼材の断面寸法をコンパクト化するともに、建物外周に配置した場合でも外壁材や断熱材を容易に施工し得る制振間柱を提供する。【解決手段】本発明の制振間柱１０は、上部間柱３０および下部間柱５０が同一断面のＨ形鋼により形成されて、そのウェブの幅方向における中心線上に、複数か所ずつの孔部７０が形成されている。その孔部７０は、Ｈ形鋼の両フランジの板厚中心間寸法Ｗの０．４〜０．６倍の寸法を直径Ｄとする円形の孔部７０である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物架構を構成する上側の横架材に鉛直下向きに取り付けられる上部間柱と、前記横架材の直下に位置する下側の横架材に鉛直上向きに取り付けられる下部間柱と、前記上部間柱と前記下部間柱とを互いに水平方向に変位し得るように結合する粘弾性ダンパーと、を具備する制振間柱において、
前記上部間柱および前記下部間柱は同一断面のＨ形鋼により形成されて、そのウェブが前記各横架材の材心の直下に配置されるとともに、
前記上部間柱および前記下部間柱の各ウェブの幅方向における中心線上に、それぞれ複数か所ずつの孔部が形成されたことを特徴とする制振間柱。
【請求項２】
請求項１に記載された制振間柱において、
前記孔部は、前記Ｈ形鋼の両フランジの板厚中心間寸法Ｗの０．４〜０．６倍の寸法を直径Ｄとする円形の孔部であることを特徴とする制振間柱。
【請求項３】
請求項１または２に記載された制振間柱において、
前記上部間柱および前記下部間柱を形成するＨ形鋼は、その両フランジの板厚中心間寸法Ｗが各フランジ幅Ｆの４〜６倍であり、
かつ、両フランジの板厚中心間寸法Ｗが当該架構の柱配置を規定する平面設計モジュールＭの整数分の１であることを特徴とする制振間柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造等からなる建物架構に設置される制振間柱に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨構造等からなる建物架構においては、地震等による水平方向の振動を減衰させるため、直立材と横架材とによって囲まれた鉛直構面内に制振（制震）装置が設置されることがある。かかる制振装置の例として、例えば特許文献１、２に開示されたような間柱型の制振装置（制振間柱）が公知である。図４および図５に示すように、この種の制振間柱１は、上階の横架材である梁２の下面に柱頭エンドプレート２１を介して鉛直下向きに取り付けられる上部間柱３と、下階の横架材である梁４または基礎の上面に柱脚エンドプレート４１を介して鉛直上向きに取り付けられる下部間柱５とが、粘弾性ダンパー６を介して上下方向に結合された構造を有している。上部間柱３と下部間柱５とは同一断面のＨ形鋼からなり、その強軸方向（ウェブの幅方向）を上下の横架材と平行にして、同一鉛直面内に配置される。
【０００３】
粘弾性ダンパーは、上部間柱３の下端部からＨ形鋼のウェブと同一面内で下向きに突設された鋼製の中板６１と、下部間柱５の上端部からＨ形鋼のウェブと平行に上向きに突設されて中板６１の厚み方向両面に対向する鋼製の外板６２、６２と、中板６１と外板６２、６２との対向面間にそれぞれ接着状態で介在される２層の粘弾性体６３、６３（網掛け部分）とによって構成されている。そして、建物架構に水平荷重が加わり、上階の梁２と下階の梁２とが水平方向に相対変位すると、上部間柱３と下部間柱５も水平方向にずれ、中板６１と外板６２、６２との間に挟まれた粘弾性体６３、６３が水平方向に剪断変形して振動エネルギーを減衰させる作用をなす。
【０００４】
なお、例示形態の粘弾性ダンパーにおいては、中板６１の厚み方向両面を挟むようにして上部間柱３に結合された帯板材６４、６４が、その下端を外板６２、６２の上端よりも下方に突出させて両外板６２、６２の間に差し込まれるとともに、該帯板材６４、６４の厚み方向両外側にも、外板６２、６２の上端より下方に突出する板片６５、６５が添設されて、これらにより外板６２、６２の面外方向への座屈変形が防止されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６４０１５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８３８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
強大な地震力等に対して前記従来のような制振間柱を有効に働かせるには、粘弾性ダンパー自体が優れた減衰性能を有するとともに、上部間柱および下部間柱を構成する形鋼材が十分な強度と剛性を備える必要がある。しかし、形鋼材の強度や剛性を高めるために、そのウェブ幅やフランジ幅を大きくすれば、その構面内に窓その他の開口部を配置する上での制約が大きくなる。また、建物の外周に沿って制振間柱を設置しようとすると、その構面に取り付ける外壁材と制振間柱との間に十分なスペースが確保できず、外壁材を止め付けるための部材や断熱材等の施工が困難になるので、結果的に建物の外周には制振間柱を配置できなくなる、といった不都合も生じる。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、実用的に十分な強度および剛性を確保し得る範囲で形鋼材の断面寸法をコンパクト化するともに、建物の外周に沿って配置した場合でも、外壁材や断熱材の施工を容易にすることができる制振間柱を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するため、本発明の制振間柱は、建物架構を構成する上側の横架材に鉛直下向きに取り付けられる上部間柱と、前記横架材の直下に位置する下側の横架材に鉛直上向きに取り付けられる下部間柱と、前記上部間柱と前記下部間柱とを互いに水平方向に変位し得るように結合する粘弾性ダンパーと、を具備する制振間柱において、前記上部間柱および前記下部間柱は同一断面のＨ形鋼により形成されて、そのウェブが前記各横架材の材心の直下に配置されるとともに、前記上部間柱および前記下部間柱の各ウェブの幅方向における中心線上に、それぞれ複数か所ずつの孔部が形成された、との基本的構成を採用する。
【０００９】
さらに、本発明の制振間柱は、前記孔部が、前記Ｈ形鋼の両フランジの板厚中心間寸法Ｗの０．４〜０．６倍の寸法を直径Ｄとする円形の孔部である、との構成を採用する。
【００１０】
さらに、本発明の制振間柱は、前記上部間柱および前記下部間柱を形成するＨ形鋼の両フランジの板厚中心間寸法Ｗが各フランジ幅Ｆの４〜６倍であり、かつ、両フランジの板厚中心間寸法Ｗが当該架構の柱配置を規定する平面設計モジュールＭの整数分の１である、との構成を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
前述のように構成される本発明の制振間柱は、上部間柱および下部間柱を形成するＨ形鋼のウェブに複数か所の孔部が設けられているので、制振間柱を建物の外周に沿って配置した場合でも、その孔部に手を入れるなどして、外壁材の固定や断熱材の充填作業等を容易に行うことができる。
【００１２】
また、上部間柱および下部間柱を形成するＨ形鋼の断面寸法と、そのウェブに形成する孔部の形状および大きさを適切に選択することで、実用的な強度と剛性を確保しつつ、制振間柱自体をコンパクト化して、壁構面内に納まりよく設置することができる。
【００１３】
これらにより、壁構面に窓等の開口部を設ける上での制約が小さくなり、制振間柱の配置に関する自由度が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る制振間柱の正面図である。
【図２】前記制振間柱のＡ−Ａ断面図である。
【図３】前記制振間柱のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】従来公知の制振間柱の正面図である。
【図５】前記従来公知の制振間柱の粘弾性ダンパー周辺部分の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する複数の実施形態において、図４〜図５に示した従来の制振間柱１と実質的に同一の構成要素には共通の符号を付して、それらの詳細な説明は省略する。
【００１６】
図１〜図３は本発明の実施の形態に係る制振間柱１０を示す。この制振間柱１０は、従来の制振間柱１と同様に、上階の横架材である梁２の下面に柱頭エンドプレート２１を介して鉛直下向きに取り付けられる上部間柱３０と、下階の横架材である梁４（最下階の場合は基礎）の上面に柱脚エンドプレート４１を介して鉛直上向きに取り付けられる下部間柱５０とが、粘弾性ダンパー６０を介して上下方向に結合された構造を有している。上部間柱３０と下部間柱５０とは同一断面のＨ形鋼からなり、その強軸方向（ウェブの幅方向）を上下の横架材と平行にして、同一鉛直面内に配置される。
【００１７】
粘弾性ダンパー６０は、図４〜図５に示した従来公知のものと同様に、上部間柱３０の下端部から下向きに突設された鋼製の中板６１と、下部間柱５０の上端部から上向きに突設されて中板６１の厚み方向両面に対向する鋼製の外板６２、６２と、中板６１と外板６２、６２との対向面間にそれぞれ接着状態で介在される２層の粘弾性体６３、６３（網掛け部分）とによって構成されている。ただし、粘弾性ダンパー６０自体の構成は本発明の要部ではないので、中板６１、外板６２、粘弾性体６３およびそれらを結合する周辺部材の詳細な形態や構造等は、適宜改変されても差し支えない。
【００１８】
本発明の要部は、上部間柱３０および下部間柱５０を形成するＨ形鋼の構成にある。
【００１９】
Ｈ形鋼の断面寸法は、両フランジの板厚中心間寸法Ｗがフランジ幅Ｆの４〜６倍に設定されるとともに、両フランジの板厚中心間寸法Ｗが、当該架構の柱配置を規定する平面設計モジュールＭの整数分の１に設定される。
【００２０】
平面設計モジュールＭとは、建物の平面形態を設計する上での基準となる仮想グリッドの単位寸法である。一般的な工業化住宅等の建物設計においては、柱、壁、開口部等は基本的に、その仮想グリッドに沿って配置される。各種パネル材、枠材、設備ユニットその他の部材の寸法や割付け、細部の納まり等も、そのモジュールＭの整数倍または整数分の１の寸法を基準にして設計される。従来は９１０ｍｍを基準寸法とする「尺モジュール」が広く採用されてきたが、近年の工業化住宅等では１０００ｍｍを基準寸法とする「メーターモジュール」も多用されている。また、１２１８ｍｍを基準寸法とする「インチモジュール」も知られている。
【００２１】
例示形態に係るＨ形鋼の想定寸法は、強軸方向の外のりＨが５０９ｍｍ、フランジ幅Ｆが１００ｍｍ、ウェブ厚ｔ１が６ｍｍ、フランジ厚ｔ２が９ｍｍである。したがって、両フランジの板厚中心間寸法Ｗは５００ｍｍであり、フランジ幅Ｆのちょうど５倍になっている。同時に、この寸法Ｗは、平面設計モジュールＭを１０００ｍｍとしたとき、その１／２となる。両フランジの板厚中心間寸法Ｗについては、これ以外にも、前記した平面設計モジュールＭの１／２、１／３、１／４等の寸法を適宜、採用することが可能である。
【００２２】
このように、上部間柱３０および下部間柱５０を形成するＨ形鋼の断面寸法を平面設計モジュールＭに対応させるとともに、該Ｈ形鋼の強軸方向の幅を弱軸方向の幅（フランジ幅Ｆ）の数倍に設定することで、制振間柱１０の厚さを抑えつつ実用的な強度と剛性を確保することができ、壁構面に取り付けられる他の部材との寸法的な取り合いも好適化することができる。
【００２３】
さらに本発明にあっては、上部間柱３０および下部間柱５０を形成するＨ形鋼に、それぞれ複数か所ずつの孔部７０が形成される。この孔部７０は、制振間柱１０の周囲に他の部材を施工し易くするために設けられるもので、少なくとも施工者の手が入る程度（目安として開口幅１２０ｍｍ以上）の大きさを有する。この孔部７０に、例えば壁構面の屋内側から屋外側に向けて手や工具を差し入れることで、外壁材８の裏面を壁構面に固定する作業や、壁構面の屋外側に断熱材を充填する作業等を行うのが容易になる。この孔部７０には、各種の配線や配管、換気用のダクト等を通すこともできる。また、孔部７０を設けることで、制振間柱１０が軽量化される。
【００２４】
孔部７０は、制振間柱１０の強度および剛性を大きく損なわないよう、各ウェブの幅方向における中心線上に、適切な間隔で配置されるのが好ましい。例示形態にあっては、上部間柱３０および下部間柱５０を形成するＨ形鋼に、それぞれ２か所ずつ、円形の孔部７０が形成されている。それらの孔部７０の直径Ｄは全て、両フランジの板厚中心間寸法Ｗのちょうど１／２の２５０ｍｍになっている。また、上部間柱３０および下部間柱５０のそれぞれにおいて上下に隣接する孔部７０同士の間隔は、約２００ｍｍである。
【００２５】
孔部７０の大きさと配置については、必要とされる制振間柱１０の強度および剛性と、Ｈ形鋼の断面寸法との兼ね合いで、適宜、設計されればよい。目安としては、円形の孔部７０を採用する場合、その直径Ｄが両フランジの板厚中心間寸法Ｗの０．４〜０．６倍であり、上下方向の間隔が、その直径Ｄの０．５〜１．０倍程度となるのが好ましい。
【００２６】
なお、例示形態では、上部間柱３０を形成するＨ形鋼の剛性を高めるため、上部間柱３０と粘弾性ダンパー６０との結合箇所に近接するウェブとフランジとの入隅４か所に、三角スチフナ７１を溶接している。このように、周囲の施工性を損なわない程度の補剛部材を、Ｈ形鋼の断面寸法や孔部７０の加工形態に応じて適宜、追加することは任意である。
【００２７】
前述のような構成を具備する上部間柱３０と下部間柱５０とを粘弾性ダンパー６０によって結合した本発明の制振間柱１０は、例えば大きな開口部が設けられる建物外周の壁面にも納まりよく配置することができる。これにより、建物の設計上の自由度が拡大し、施工性も向上する。
【符号の説明】
【００２８】
１０  制振間柱
２  梁
３０  上部間柱
４  梁
５０  下部間柱
６０  粘弾性ダンパー
７０  孔部
７１  三角スチフナ
Ｗ  両フランジの板厚中心間寸法
Ｄ  孔部の直径
Ｆ  フランジ幅
Ｍ  平面設計モジュール
【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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