(57)【要約】【課題】制震装置の挙動の安定性向上【解決手段】  ここで提案される制震装置２００では、第２の方向Ｄ２に沿った第１サイドプレート２１１の座屈荷重と第２の方向Ｄ２に沿った第２サイドプレート２１２の座屈荷重とを合わせた合計座屈荷重と、第１の方向Ｄ１に沿った中間プレート２１０の座屈荷重との差が、中間プレート２１０の座屈荷重の２０％以下である。【選択図】図２
2018178391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間プレートと、
前記中間プレートの一方の面に対向した第１サイドプレートと、
前記中間プレートの他方の面に対向した第２サイドプレートと、
前記中間プレートと前記第１サイドプレートとの間に配置され、前記中間プレートと前記第１サイドプレートとにそれぞれ接着された第１粘弾性体と、
前記中間プレートと前記第２サイドプレートとの間に配置され、前記中間プレートと前記第２サイドプレートとにそれぞれ接着された第２粘弾性体と
を備え、
前記中間プレートは、
前記第１粘弾性体と前記第２粘弾性体とが接着された部位から第１の方向に沿ってはみ出ており、かつ、当該はみ出た部位の端部に設けられた第１取付部を備え、
前記第１サイドプレートと前記第２サイドプレートは、
前記第１の方向とは反対の第２の方向において、前記第１粘弾性体または前記第２粘弾性体とが接着された部位からはみ出ており、かつ、当該はみ出た部位の端部に設けられた第２取付部を備え、
前記第２の方向に沿った前記第１サイドプレートの座屈荷重と前記第２の方向に沿った前記第２サイドプレートの座屈荷重とを合わせた合計座屈荷重と、前記第１の方向に沿った前記中間プレートの座屈荷重との差が、前記中間プレートの座屈荷重の２０％以下である、制震装置。
【請求項２】
前記第１の方向に沿った前記中間プレートの長さは、前記第２の方向に沿った前記第１サイドプレートの長さおよび前記第２の方向に沿った前記第２サイドプレートの長さの何れよりも短い、請求項１に記載された制震装置。
【請求項３】
前記中間プレートの長さは、前記第１サイドプレートの長さおよび前記第２サイドプレートの長さの何れよりも２０％以上短い、請求項２に記載された制震装置。
【請求項４】
前記第１方向に直交する断面における前記中間プレートの厚さは、
前記第２方向に直交する断面における前記第１サイドプレートの厚さおよび前記第２サイドプレートの厚さの何れよりも厚い、請求項１から３までの何れか一項に記載された制震装置。
【請求項５】
前記中間プレートの断面二次モーメントは、前記第１サイドプレートの断面二次モーメントと前記第２サイドプレートの断面二次モーメントの何れよりも高い、請求項１から４までの何れか一項に記載された制震装置。
【請求項６】
前記中間プレートの曲げ剛性は、前記第１サイドプレートの曲げ剛性と前記第２サイドプレートの曲げ剛性の何れよりも高い、請求項１から５までの何れか一項に記載された制震装置。
【請求項７】
前記第１取付部は、一方向に向いた第１取付面を有し、かつ、
前記第２取付部は、前記一方向に対して直交した他の方向に向いた第２取付面を有する、請求項１から６までの何れか一項に記載された制震装置。
【請求項８】
請求項７に記載された制震装置と、
下部構造材と、
前記下部構造材から立ち上がった複数の柱と、
前記複数の柱に支持され、前記下部構造材の上方に配置された上部構造材と
を備え、
前記下部構造材または前記上部構造材と、前記複数の柱のうちの一つの柱とが接続された複数の角部のうち、少なくとも一つの角部において、当該角部を構成する前記下部構造材と前記柱または前記上部構造材と前記柱のうち一方の部材に前記制震装置の第１取付部が取り付けられ、かつ、他方の部材に前記制震装置の第２取付部が取り付けられた、建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震装置および建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００９−７４２９４号公報には、左右の柱材（補強材）と下側の横架材とが接合する仕口と、左右の柱材（補強材）と上側の横架材とが接合する仕口との両方にダンパーを設置した建物の制震構造が開示されている。ここでダンパーには、２枚の金属板の間に粘弾性体を介在させた粘弾性ダンパー、大径および小径の２つの筒状体の間に粘弾性体を介在させた粘弾性ダンパー、金属からなる弾性ダンパーやオイルダンパー等が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７４２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、大きな地震では、弾性材料に生じるせん断変位が大きくなる。せん断変位が大きくなるとその分、弾性材料からの反力が大きくなる。ここでは、かかる大きな反力に対して制震装置の挙動を安定させ、適切に性能を発揮し得る、全く新しい構成を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで提案される制震装置は、中間プレートと、中間プレートの一方の面に対向した第１サイドプレートと、中間プレートの他方の面に対向した第２サイドプレートと、中間プレートと第１サイドプレートとの間に配置され、中間プレートと第１サイドプレートとにそれぞれ接着された第１粘弾性体と、中間プレートと前記第２サイドプレートとの間に配置され、前記中間プレートと前記第２サイドプレートとにそれぞれ接着された第２粘弾性体とを備えている。
中間プレートは、第１粘弾性体と第２粘弾性体とが接着された部位から第１の方向に沿ってはみ出ており、かつ、当該はみ出た部位の端部に設けられた第１取付部を備えている。第１サイドプレートと第２サイドプレートは、第１の方向とは反対の第２の方向において、第１粘弾性体または第２粘弾性体が接着された部位からはみ出ており、かつ、当該はみ出た部位の端部に設けられた第２取付部を備えている。
第２の方向に沿った第１サイドプレートの座屈荷重と第２の方向に沿った第２サイドプレートの座屈荷重とを合わせた合計座屈荷重と、第１の方向に沿った中間プレートの座屈荷重との差が、中間プレートの座屈荷重の２０％以下である。
【０００６】
かかる制震装置によれば、特に、圧縮荷重を受けた際に制震装置の挙動が安定し、第１粘弾性体と第２粘弾性体とに適切なせん断変形が付与され、制震装置の適切な機能が発揮される。
【０００７】
具体的な態様として、例えば、第１の方向に沿った中間プレートの長さは、第２の方向に沿った第１サイドプレートの長さおよび第２の方向に沿った第２サイドプレートの長さの何れよりも短いとよい。例えば、中間プレートの長さは、第１サイドプレートの長さおよび第２サイドプレートの長さの何れよりも２０％以上短いとよい。このように、中間プレートと、第１サイドプレートと、第２サイドプレートの長さを調整することによって、第２の方向に沿った第１サイドプレートの座屈荷重と第２の方向に沿った第２サイドプレートの座屈荷重とを合わせた合計座屈荷重と、第１の方向に沿った中間プレートの座屈荷重との差が、中間プレートの座屈荷重の２０％以下としてもよい。
【０００８】
また、他の具体的な態様として、例えば、第１方向に直交する断面における中間プレートの厚さは、第２方向に直交する断面における第１サイドプレートの厚さおよび第２サイドプレートの厚さの何れよりも厚くしてもよい。また、他の具体的な態様として、例えば、中間プレートの断面二次モーメントは、第１サイドプレートの断面二次モーメントと第２サイドプレートの断面二次モーメントの何れよりも高くしてもよい。また、他の具体的な態様として、例えば、中間プレートの曲げ剛性は、第１サイドプレートの曲げ剛性と第２サイドプレートの曲げ剛性の何れよりも高くしてもよい。これらの態様は、適宜に組み合わすことができる。これらの態様によって、第１サイドプレートの座屈荷重と第２の方向に沿った第２サイドプレートの座屈荷重とを合わせた合計座屈荷重と、第１の方向に沿った中間プレートの座屈荷重との差が、中間プレートの座屈荷重の２０％以下としてもよい。
【０００９】
制震装置の第１取付部は、一方向に向いた第１取付面を有し、かつ、第２取付部は、前記一方向に対して直交した他の方向に向いた第２取付面を有していてもよい。かかる構成によれば、制震装置は、建物の構造材の角部に取り付けられる。そして、建物の揺れに対して、圧縮荷重および引張荷重を受け、それに応じたせん断変形を第１粘弾性体と第２粘弾性体とに生じさせ、その反力によって建物に生じる揺れを早期に減衰させることができる。
【００１０】
また、ここで提案される建物は、下部構造材と、下部構造材から立ち上がった複数の柱と、複数の柱に支持され、下部構造材の上方に配置された上部構造材とを備えている。さらに、下部構造材または上部構造材と、複数の柱のうちの一つの柱とが接続された複数の角部のうち、少なくとも一つの角部において、当該角部を構成する下部構造材と柱または上部構造材と柱のうち一方の部材に第１取付部が取り付けられ、かつ、他方の部材に第２取付部が取り付けられた制震装置を備えている。かかる建物によれば、制震装置において、第２の方向に沿った第１サイドプレートの座屈荷重と第２の方向に沿った第２サイドプレートの座屈荷重とを合わせた合計座屈荷重と、第１の方向に沿った中間プレートの座屈荷重との差が、中間プレートの座屈荷重の２０％以下である。かかる制震装置は、特に、圧縮荷重を受けた際に挙動が安定し、第１粘弾性体と第２粘弾性体とに適切なせん断変形が付与される。このため建物の揺れに対して圧縮荷重を受ける制震装置の挙動が安定し、制震装置の適切な機能が発揮され、建物の揺れが早期に減衰しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ここで提案される制震装置２００が取付けられた建物１００を示す正面図である。
【図２】図２は、制震装置２００の正面図である。
【図３】図３は、図２に示された制震装置２００の平面図である。
【図４】図４は、図２に示された制震装置２００の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、ここで提案される制震装置および建物を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
〈建物１００〉
図１は、ここで提案される制震装置２００が取付けられた建物１００を示す正面図である。建物１００は、図１に示すように、下部構造材１０２と、複数の柱１０３，１０４と、上部構造材１０５とを備えている。
【００１４】
下部構造材１０２は、図示は省略するが、例えば、建物の基礎の上に配置され、基礎に設けられたアンカーボルトに固定されている。複数の柱１０３，１０４は、下部構造材１０２に接合され、下部構造材１０２から上方に立ち上げられている。図１では、下部構造材１０２に接合された複数の柱のうち２本の柱１０３，１０４が図示されているが、下部構造材１０２には、他にも複数の柱が接合されている。上部構造材１０５は、複数の柱１０３，１０４に支持されており、下部構造材１０２の上方に配置されている。
【００１５】
制震装置２００は、下部構造材１０２と一対の柱１０３，１０４と上部構造材１０５とが接続された角部Ｃ１〜Ｃ４のうち、少なくとも一つの角部に取付けられている。ここで、制震装置２００は、当該角部を構成している下部構造材１０２と柱１０３，１０４または上部構造材１０５と柱１０３，１０４に取付けられている。なお、図１に示す形態では、下部構造材１０２と、複数の柱のうち一対の柱１０３，１０４と、上部構造材１０５とで囲まれた矩形の空間Ａ１において、下部構造材１０２と一対の柱１０３，１０４と上部構造材１０５とが接続された４つの角部Ｃ１〜Ｃ４に、制震装置２００がそれぞれ取付けられている。
【００１６】
〈制震装置２００〉
本発明者は、上記の下部構造材１０２と一対の柱１０３，１０４と上部構造材１０５とが接続された角部Ｃ１〜Ｃ４のうち、少なくとも一つの角部に取付けられる制震装置２００について、全く新しい形態を提案する。
図２は、制震装置２００の正面図である。図３は、図２に示された制震装置２００の平面図である。図４は、図２に示された制震装置２００の右側面図である。
制震装置２００は、基本的な構成要素として、図２に示すように、中間プレート２１０と、第１サイドプレート２１１と、第２サイドプレート２１２と、第１粘弾性体２１３と、第２粘弾性体２１４とを備えている。
【００１７】
中間プレート２１０は、図３および図４に示すように、制震装置２００の一方のプレートである。中間プレート２１０は、一方の面に第１粘弾性体２１３が接着され、他方の面に第２粘弾性体２１４が接着されている。第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とは、制震装置２００の他方のプレートである。第１サイドプレート２１１は、中間プレート２１０の一方の面に対向している。第２サイドプレート２１２は、中間プレート２１０の他方の面に対向している。第１粘弾性体２１３は、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１との間に配置され、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１とにそれぞれ接着されている。第２粘弾性体２１４は、中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２との間に配置され、中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２とにそれぞれ接着されている。
【００１８】
この実施形態では、図２および図３に示すように、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２と、中間プレート２１０とは、法線方向において対向した矩形の対向領域Ｓを有している。第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とは、それぞれ当該矩形の対向領域Ｓよりも一回り小さく、当該対向領域Ｓに収まる矩形のブロック状に成形されている。なお、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４の形状は、かかる形状に限定されず、例えば、円形でもよい。また、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４は、それぞれ複数の粘弾性体で構成されていてもよい。つまり、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１との間には、第１粘弾性体２１３として複数の粘弾性体が配置されていてもよい。中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２との間には、第２粘弾性体２１４として複数の粘弾性体が配置されていてもよい。また、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４が、中間プレート２１０に接着されている位置は、中間プレート２１０の表裏において一致していなくてもよい。
【００１９】
この実施形態では、中間プレート２１０には、上述した第１の方向Ｄ１に沿って延びた長尺の鋼板が用いられている。中間プレート２１０は、第１の方向Ｄ１に直交する断面において、厚さが３．２ｍｍ、幅が７０ｍｍの矩形断面を有している。第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２には、上述した第２の方向Ｄ２に沿って延びた長尺の鋼板が用いられている。第２の方向Ｄ２に直交する断面において、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２は、厚さが３．２ｍｍ、幅が７０ｍｍの矩形断面（つまり、中間プレート２１０と同じ断面形状）をそれぞれ有している。上述した中間プレート２１０、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２は、例えば、所要の厚さの鋼板を、所定の形状にそれぞれ切り出すまたは打ち抜くことによって作製される。なお、この実施形態では、中間プレート２１０、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２には、それぞれ鋼板が用いられているが、所要の剛性を備えていればよく、鋼板に限定されない。例えば、軽量化を図るためアルミ製としてもよい。また、各部材の寸法は適宜に変更が可能であり、例示された寸法に限定されない。
【００２０】
なお、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の断面形状は、ここで例示する形状に限定されない。また、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２は、鋼板からなるが、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とには、所要の機械的特性を有する材料が採用されるとよい。かかる観点において、特に限定されない限りにおいて、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とは、それぞれ鋼板に限定されない。
【００２１】
この実施形態では、中間プレート２１０の表面および第１サイドプレート２１１の表面には、第１粘弾性体２１３が接着された部位に粗面加工が施されている。また、中間プレート２１０の表面および第２サイドプレート２１２の表面には、第２粘弾性体２１４が接着された部位に粗面加工が施されている。粗面加工は、所要の接着強度を確保するものであり、例えば、ショットブラストによって加工されているとよい。なお、粗面加工は、ショットブラストに限らず、ヤスリで表面に微細な傷を付けたり、薬品を吹き付けるなどして化学的な作用によって粗面を加工してもよい。
【００２２】
この実施形態では、粗面加工が施された中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１の表面に接着剤を塗る。そして、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１との間に第１粘弾性体２１３となるゴム素材を挟む。中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２の表面に接着剤を塗る。中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２との間に第２粘弾性体２１４となるゴム素材を挟む。第１粘弾性体２１３および第２粘弾性体となるゴム素材は、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とによって挟まれた状態で金型に配置される。さらに、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１との間、および、中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２との間では、第１粘弾性体２１３および第２粘弾性体となるゴム素材の側面に成型用の部材が当てられる。ゴム素材は、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とによって挟まれた状態で成型される。また、ゴム素材は、成形時に加硫接着によって、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１および中間プレート２１０と第２サイドプレート２１２にそれぞれ接着される。
【００２３】
〈第１粘弾性体２１３，第２粘弾性体２１４〉
第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４には、高減衰性を有する粘弾性ゴム（制震ゴム）が好適に採用されうる。高減衰性を有する粘弾性ゴム（制震ゴム）には、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム素材（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、あるいは、これらのゴムのうち複数のゴム素材を混合したゴム素材に、高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物を用いることができる。高減衰性を発揮する添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。中間プレート２１０、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２と、第１粘弾性体２１３および第２粘弾性体２１４との接着は、それぞれ加硫接着によって接着されているとよい。
【００２４】
〈第１取付部２１０ａ、第２取付部２１１ａ、２１２ａ〉
中間プレート２１０は、図２に示すように、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とが接着された部位から第１の方向Ｄ１に沿って延び、当該延びた部位の端部に第１取付部２１０ａが設けられている。
第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２は、第１粘弾性体２１３または第２粘弾性体２１４とが接着された部位から第１の方向Ｄ１とは反対の第２の方向Ｄ２に延び、当該延びた部位の端部に第２取付部２１１ａ、２１２ａが設けられている。
【００２５】
つまり、中間プレート２１０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とは、図２に示すように、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とが接着された部位から一直線Ｌ１に沿って伸びている。第１取付部２１０ａと第２取付部２１１ａ、２１２ａとは、当該一直線Ｌ１に沿って延びた中間プレート２１０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とのそれぞれの端部に設けられている。
【００２６】
この実施形態では、制震装置２００は、図１に示すように、下部構造材１０２と一対の柱１０３，１０４と上部構造材１０５とが接続された４つの角部Ｃ１〜Ｃ４のうち、一つの角部に取付けられる。図１に示された形態では、４つの角部Ｃ１〜Ｃ４にそれぞれ制震装置２００が取り付けられている。制震装置２００は、角部Ｃ１〜Ｃ４に取り付けられるため、中間プレート２１０の第１取付部２１０ａは一方向に向いた取付面２１０ａ１，２１０ａ２を有している。第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の第２取付部２１１ａ、２１２ａは、一方向に対して直交した他の方向に向いた第２取付面２１１ａ１、２１２ａ１を有している。つまり、中間プレート２１０に設けられた第１取付部２１０ａの取付面２１０ａ１，２１０ａ２の法線方向と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２に設けられた第２取付部２１１ａ、２１２ａの取付面２１１ａ１、２１２ａ１の法線方向とは、直交する向きに向けられている。この実施形態では、建物１００の下部構造材１０２と一対の柱１０３，１０４と上部構造材１０５とに対して、それぞれ大凡４５度の角度で斜めに取り付けられている。
【００２７】
この実施形態では、第１取付部２１０ａは、図２および図３に示すように、中間プレート２１０の端部の中間部において２つに分けられおり、正面側に向けて折り曲げられた取付面２１０ａ１と、背面側に向けて折り曲げられた取付面２１０ａ２とを備えている。ここで、中間プレート２１０の正面側は、第１粘弾性体２１３および第１サイドプレート２１１が設けられた側であり、背面側は、第２粘弾性体２１４および第２サイドプレート２１２が設けられた側である。
【００２８】
取付面２１０ａ１，２１０ａ２は、中間プレート２１０に第１粘弾性体２１３および第２粘弾性体２１４が接着された面に対して、それぞれ直角に折り曲げられている。また、当該折り曲げられた角部には、部分的に反対側に折り曲げられたリブ２１０ａ３が設けられている。当該リブ２１０ａ３によって、取付面２１０ａ１，２１０ａ２を設けるのに折り曲げられた角部に所要の剛性が確保されている。
【００２９】
図３に示すように、第１サイドプレート２１１の取付面２１１ａ１は、第１サイドプレート２１１に第１粘弾性体２１３が接着された側とは反対側に向けて直角に折り曲げられている。第２サイドプレート２１２の取付面２１２ａ１は、第２サイドプレート２１２に第２粘弾性体２１４が接着された側とは反対側に向けて直角に折り曲げられている。取付面２１１ａ１，２１２ａ１を形成するのに折り曲げられた角部には、部分的に反対側に折り曲げられたリブ２１１ａ２，２１２ａ２が設けられている。当該リブ２１１ａ２，２１２ａ２が設けられていることによって、当該角部に所要の剛性が確保されている。
【００３０】
〈制震装置２００の挙動〉
大きな地震時に建物１００に揺れが生じると、建物１００の下部構造材１０２と上部構造材１０５とが相対的に変位する。例えば、図１に示すように、建物１００の下部構造材１０２と上部構造材１０５とが、Ｚ方向に相対的に変位する。図１のようにＺ方向に変位した際、角部Ｃ１，Ｃ４に取り付けられた制震装置２００は圧縮力を受け、角部Ｃ２，Ｃ３に取り付けられた制震装置２００は引張力を受ける。圧縮力は、上述した直線Ｌ１に沿って中間プレート２１０に設けられた第１取付部２１０ａと、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とに設けられた第２取付部２１１ａ、２１２ａとの距離が短くなることに起因して作用する。引張力は、上述した直線Ｌ１に沿って第１取付部２１０ａと、第２取付部２１１ａ、２１２ａとの距離が長くなることに起因して作用する。
【００３１】
引張力に対しては、直線Ｌ１に沿って第１取付部２１０ａと、第２取付部２１１ａ、２１２ａとの距離が伸ばされる（図２参照）。これに応じて、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とにせん断変形が生じる。圧縮力に対しては、直線Ｌ１に沿って第１取付部２１０ａと、第２取付部２１１ａ、２１２ａとの距離が縮められる。これに応じて、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とにせん断変形が生じる。この制震装置２００の第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４に生じるせん断変形に応じて反力を作用させ、建物１００に生じる変位を小さく抑制することができる。
【００３２】
ところで、図１に示すように、建物１００の下部構造材１０２と、複数の柱のうち一対の柱１０３，１０４と、上部構造材１０５とで囲まれた矩形の空間Ａ１は、建物１００の壁を構成する。このため、矩形の空間Ａ１の前面と背面は、壁板などで覆われる。壁面の美観を確保するため、制震装置２００は、かかる建物１００の壁内に収められることが望ましい。このため、所要の薄さが求められる。かかる求めに対して、この実施形態では、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２（図２参照）などが、上述のように薄板で構成されている。中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２には、圧縮方向に対して（換言すると、直線Ｌ１に沿って）長尺の薄板である。このため、制震装置２００に想定以上の大きな圧縮力が作用する際には、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の座屈が問題になる可能性があると本発明者は考えた。
【００３３】
例えば、この実施形態では、図２〜図４に示すように、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とは、圧縮力を受ける方向に直交する断面において、それぞれ断面形状が大凡同じである。また、用いられている材料が同じであり、曲げ剛性が大凡同じである。この場合、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２とは、それぞれ長ければ長いほど、座屈荷重が小さくなる。中間プレート２１０が一本で圧縮荷重を受けるのに対して、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２は、２本で圧縮荷重を受けている。仮に、中間プレート２１０の長さと、第１サイドプレート２１１の長さと、第２サイドプレート２１２の長さとが同じであれば、中間プレート２１０が最も先に座屈しうる。第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２が座屈しなくても、中間プレート２１０が座屈すると、制震装置２００が適切に機能しなくなりうる。
【００３４】
例えば、直線Ｌ１に直交する断面において、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の断面形状を同じとし、かつ、同じ材料を用いて制震装置２００のサンプルを作成した。ここで、制震装置２００の直線Ｌ１に沿った中間プレート２１０の長さＡと、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の長さＢを変えた複数のサンプルを作成した。そして、それぞれについて制震装置２００を直線Ｌ１に沿って圧縮させた場合の耐荷重を調べた。本発明者が試験した結果では、制震装置２００の直線Ｌ１に沿った中間プレート２１０の長さＡと、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の長さＢとの関係では、長さＡ，Ｂが同じである場合、（つまり、Ａ：Ｂ＝１：１）、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２よりも先に、中間プレート２１０が座屈する。
【００３５】
本発明者が試験した例では、制震装置２００を直線Ｌ１に沿って圧縮させた場合の耐荷重は、１７．１ｋＮであった。長さＡ，Ｂとの関係を、Ａ：Ｂ＝１：１．５とし、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２を、中間プレート２１０に対して１．５倍長くした。なお、制震装置２００の直線Ｌ１に沿った長さは同じとした。この場合、直線Ｌ１に沿って制震装置２００を圧縮させた場合の耐荷重は、２０．１ｋＮであった。このように、中間プレート２１０の長さＡと、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の長さＢとを調整するだけでも、直線Ｌ１に沿って制震装置２００を圧縮させた場合の耐荷重が改善されることが見出された。
【００３６】
本発明者は、基本的な構成要素として、図２に示すように、中間プレート２１０と、第１サイドプレート２１１と、第２サイドプレート２１２と、第１粘弾性体２１３と、第２粘弾性体２１４とを備えた制震装置２００について、中間プレート２１０が局部的に座屈する事象を見出した。これについて、本発明者は、独自の検討を基に、第２の方向Ｄ２に沿った第１サイドプレート２１１の座屈荷重Ｆ１と第２の方向Ｄ２に沿った第２サイドプレート２１２の座屈荷重Ｆ２とを合わせた合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、第１の方向Ｄ１に沿った中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０とを、理想的には大凡等しくするとよいとの考えに至った。上述した合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差｛（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｆ０｝が小さくなればなるほど、中間プレート２１０が先に座屈するというような局部座屈事象が起こりにくくなる。
【００３７】
換言すると、｛（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｆ０｝が０に近づくほど、上述のような局部座屈事象が生じ難くなる。その結果、圧縮荷重に対する制震装置２００の終局的な破壊形態が全体座屈あるいはそれに近い状態となりうる。このため、制震装置２００の耐荷重性能が向上し、地震時において安定した性能が得られる。また、全体として制震装置２００の耐荷重性能が向上するので、同じ耐荷重性能を得る場合には、各部材の強度を低くでき、その分、材料コストを低く抑えることができ、かつ、軽量化を図ることができる。
【００３８】
かかる検討において、具体的には、上述した合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差｛（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｆ０｝は、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下とすることを、本発明者は提案する。なお、上述した合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差｛（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｆ０｝は、より好ましくは、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の１５％以下、さらに好ましくは中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の１０％以下であるとよい。
【００３９】
〈中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０、合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）の算出）
例えば、第１の方向Ｄ１に沿った中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０と、第２の方向Ｄ２に沿った第１サイドプレート２１１の座屈荷重Ｆ１と、第２の方向Ｄ２に沿った第２サイドプレート２１２の座屈荷重Ｆ２は、それぞれオイラーの式によって設計上求められうる。ただし、座屈荷重Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２は、各プレートをどのように支持するかなどによって、条件が変わる。このため、実際上は、さらに試験やコンピュータによるシミュレーションなどによって座屈荷重Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２を得てもよい。
【００４０】
例えば、図２に示す形態では、直線Ｌ１に沿って制震装置２００が圧縮される際、中間プレート２１０は、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とが取り付けられた部位と、第１取付部２１０ａとに圧縮荷重を受ける。中間プレート２１０が圧縮荷重を受ける実質的な距離は、例えば、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とに取り付けられた部位と、第１取付部２１０ａとの距離Ａで規定するとよい。座屈荷重Ｆ０を計算する際の中間プレート２１０の長さは、かかる距離Ａとしてもよい。距離Ａは、より具体的には、中間プレート２１０の、第１の方向Ｄ１に直交する幅方向の中間を通り、かつ、第１の方向Ｄ１に沿った長さで規定されうる。
【００４１】
第１サイドプレート２１１は、第１粘弾性体２１３に取り付けられた部位と、第２取付部２１１ａとで圧縮荷重を受ける。第１サイドプレート２１１が圧縮荷重を受ける実質的な距離は、例えば、第１粘弾性体２１３に取り付けられた部位と、第２取付部２１１ａとの距離Ｂで規定するとよい。座屈荷重Ｆ１を計算する際の第１サイドプレート２１１の長さは、かかる距離Ｂとしてもよい。距離Ｂは、より具体的には、第１サイドプレート２１１の、第２の方向Ｄ２に直交する幅方向の中間を通り、第２の方向Ｄ２に沿って規定されうる。
【００４２】
第２サイドプレート２１２は、第２粘弾性体２１４に取り付けられた部位と、第２取付部２１２ａとで圧縮荷重を受ける。第２サイドプレート２１２が圧縮荷重を受ける実質的な距離は、例えば、第２粘弾性体２１４に取り付けられた部位と、第２取付部２１２ａとの距離Ｃで規定するとよい。座屈荷重Ｆ２を計算する際の第２サイドプレート２１２の長さは、かかる距離Ｃとしてもよい。距離Ｃは、より具体的には、第２サイドプレート２１２の、第２の方向Ｄ２に直交する幅方向の中間を通り、第２の方向Ｄ２に沿って規定されうる。
【００４３】
図２および図３に示すように、ここで例示される形態では、同形状の第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４が、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２に対して第２取付部２１１ａ、２１２ａから同じ距離に取り付けられている。このため、この実施形態では、上述した距離Ｂと距離Ｃは、同じ距離である。
【００４４】
以下に、上述した合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差｛（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｆ０｝を、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下とするための、好適な実施の形態を説明する。
【００４５】
例えば、第１の方向Ｄ１に沿った中間プレート２１０の長さは、第２の方向Ｄ２に沿った第１サイドプレート２１１の長さおよび第２の方向Ｄ２に沿った第２サイドプレート２１２の長さの何れよりも短いとよい。より具体的には、かかる中間プレート２１０の長さは、第１サイドプレート２１１の長さおよび第２サイドプレート２１２の長さの何れよりも２０％以上短いとよい。例えば、中間プレート２１０の長さは、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２の何れよりも２０％以上（例えば、３０％以上短い）とよい。また、中間プレート２１０の長さは、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２の何れよりも８０％以下程度（例えば、７０％以下程度）短いとよい。図２に示す形態では、中間プレート２１０の長さＡは、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２の長さＢ，Ｃの大凡半分程度である。
【００４６】
中間プレート２１０の長さは、例えば、中間プレート２１０が圧縮荷重を受ける実質的な距離とするとよい。図２の形態では、例えば、上述した距離Ａとするとよい。第１サイドプレート２１１の長さは、第１粘弾性体２１３に取り付けられた部位と、第２取付部２１１ａとで圧縮荷重を受ける実質的な距離とするとよい。例えば、上述した距離Ｂとするとよい。第２サイドプレート２１２は、第２粘弾性体２１４に取り付けられた部位と、第２取付部２１２ａとで圧縮荷重を受ける実質的な距離とするとよい。例えば、上述した距離Ｃとするとよい。
【００４７】
この場合、制震装置２００は、例えば、図１に示すように、下部構造材１０２と、複数の柱のうち一対の柱１０３，１０４と、上部構造材１０５とで囲まれた矩形の空間Ａ１の角部Ｃ１〜Ｃ４に対して、それぞれ大凡４５度の角度Ｒ（図２参照）で斜めに取り付けられている。上述のように、中間プレート２１０の長さを、第１サイドプレート２１１の長さと第２サイドプレート２１２の長さの何れよりも短くすると、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４が配置される位置が、制震装置２００の長さ方向の中心からずれる。
【００４８】
このように、ここで提案される制震装置２００は、中間プレート２１０の長さと、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２の長さとが異なり、長さ方向の中心から第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４がずれる。つまり、制震装置２００の直線Ｌ１に沿った長さ方向の中心に、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４が配置されない。このため、見た目のアンバランスさを有する。しかしながら、本発明者の知見として、見た目のアンバランスさは、実際上、大きな問題を生じさせない。
【００４９】
他方で、ここで提案される制震装置２００は、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）との差が、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下であり、座屈荷重Ｆ０と、合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）とが大凡同じである。このため、特に、圧縮荷重を受けた際に制震装置２００の挙動が安定し、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とに適切なせん断変形が付与され、制震装置２００の適切な機能が発揮されうる。つまり、ここで提案される制震装置２００は、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とが制震装置２００の直線Ｌ１に沿った長さ方向の中心からずれることによる見た目のアンバランスさに反し、実挙動上では安定した性能を発揮しうる。
【００５０】
また、他の形態として、第１方向に直交する断面における中間プレート２１０の厚さは、第２方向に直交する断面における第１サイドプレート２１１の厚さおよび第２サイドプレート２１２の厚さの何れよりも厚くてもよい。このように、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の厚さを調整してもよい。このことによって、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）との差を、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下としてもよい。
【００５１】
さらには、中間プレート２１０の断面二次モーメントが、第１サイドプレート２１１の断面二次モーメントと第２サイドプレート２１２の断面二次モーメントの何れよりも大きくしてもよい。つまり、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の断面形状を調整してよい。例えば、中間プレート２１０の表面にリブを設けてもよい。このような構成によって、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）との差を、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下としてもよい。また、このような構成は、さらに上述した中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２との長さを調整することによって、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）とを調整する構成を組み合わせてもよい。
【００５２】
また、他の形態として、中間プレート２１０の曲げ剛性は、第１サイドプレート２１１の曲げ剛性と第２サイドプレート２１２の曲げ剛性の何れよりも高くてもよい。例えば、中間プレート２１０には、第１サイドプレート２１１や第２サイドプレート２１２よりも剛性が高い材料を用いるとよい。このような構成によって、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０と、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）との差を、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下としてもよい。また、このような構成は、さらに上述した中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２との長さを調整する構成や、中間プレート２１０と第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２との断面二次モーメントを調整する構成を、適宜に組み合わせてもよい。
【００５３】
ここで、一般的に、曲げ剛性ＥＩは、曲げ剛性ＥＩ＝弾性係数Ｅ×断面二次モーメントＩで求められる。中間プレート２１０、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２に用いられる材料が変更されれば、弾性係数Ｅが変わる。また、直線Ｌ１に直交する断面形状が変更すれば、断面二次モーメントが変わる。特に断面二次モーメントＩは、直線Ｌ１に直交する断面の厚みの３乗と比例する。このため、例えば、中間プレート２１０、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２にリブなどをつけることによって、曲げ剛性ＥＩを格段に向上させることができる。
【００５４】
ここで提案される建物１００は、図１に示すように、下部構造材１０２と、下部構造材１０２から立ち上がった複数の柱１０３，１０４と、複数の柱１０３，１０４に支持され、下部構造材１０２の上方に配置された上部構造材１０５とを備えている。そして、下部構造材１０２または上部構造材１０５と、複数の柱１０３，１０４のうちの一つの柱とが接続された複数の角部Ｃ１〜Ｃ４のうち、少なくとも一つの角部において、当該角部を構成する下部構造材１０２と柱１０３，１０４または上部構造材１０５と柱１０３，１０４のうち一方の部材に制震装置２００の第１取付部２１０ａが取り付けられ、かつ、他方の部材に制震装置２００の第２取付部２１１ａ、２１２ａ（図３および図４参照）が取り付けられている。
【００５５】
ここで提案された制震装置２００は、上述のように第１サイドプレート２１１の座屈荷重Ｆ１と第２サイドプレート２１２の座屈荷重Ｆ２とを合わせた合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差が、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０の２０％以下である。第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２の合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差が小さい。かかる制震装置２００は、特に、圧縮荷重を受けた際に挙動が安定し、第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４とに適切なせん断変形が付与される。このため建物１００の揺れに対して圧縮荷重を受ける制震装置２００の挙動が安定し、制震装置２００の適切な機能が発揮され、建物１００の揺れが早期に減衰する。
【００５６】
以上のとおり、ここで提案される制震装置および建物について、種々説明したが、ここで提案される制震装置および建物は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態や変形例に限定されない。
【００５７】
例えば、上述した実施形態では、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の長さが同じであるが、第１サイドプレート２１１と第２サイドプレート２１２の長さを変えてもよい。第１粘弾性体２１３と第２粘弾性体２１４は、直線Ｌ１に沿った中間プレート２１０の長さ方向において、同じ位置に設けられているが、直線Ｌ１に沿った中間プレート２１０の長さ方向において、異なる位置に設けられていてもよい。また、中間プレート２１０の表裏で、粘弾性体の数や配置が異なっていてもよい。この場合も、適宜に中間プレート２１０、第１サイドプレート２１１および第２サイドプレート２１２の曲げ剛性を適宜に調整するとよい。その結果、上述のように第１サイドプレート２１１の座屈荷重Ｆ１と第２サイドプレート２１２の座屈荷重Ｆ２とを合わせた合計座屈荷重（Ｆ１＋Ｆ２）と、中間プレート２１０の座屈荷重Ｆ０との差｛（Ｆ１＋Ｆ２）−Ｆ０｝を小さく設定するとよい。
【符号の説明】
【００５８】
１００  建物
１０２  下部構造材
１０３，１０４  柱
１０５  上部構造材
２００  制震装置
２１０  中間プレート
２１０ａ  第１取付部
２１０ａ１，２１０ａ２  第１取付面
２１０ａ３  リブ
２１１  第１サイドプレート
２１１ａ  第２取付部
２１１ａ１  第２取付面
２１１ａ２  リブ
２１２  第２サイドプレート
２１２ａ  第２取付部
２１２ａ１  第２取付面
２１３  第１粘弾性体
２１４  第２粘弾性体
Ｃ１−Ｃ４  角部
Ｄ１  第１の方向
Ｄ２  第２の方向
【図１】
2018178391.tif 000003
【図２】
2018178391.tif 000004
【図３】
2018178391.tif 000005
【図４】
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