(57)【要約】【課題】コンパクト化させることにより、コストの低減が図れるうえ、設置位置の制約を少なくすることができ、また、取付部の剛性を高めることでダンパー性能を高めることができる。【解決手段】平行に配置される複数の鋼板６の間に粘弾性体７を挟み込ませた粘弾性ダンパー１を上部梁３Ａと下部梁３Ｂとの間に備えるようにした。粘弾性ダンパー１は、互いに平行に配列された５枚の鋼板６と、これら鋼板６どうしの間に挟持された粘弾性体７とからなり、上部梁３Ａと下部梁３Ｂのそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート製のＲＣスタブ４Ａ、４Ｂの双方に対して、鋼板６が交互に剛接合により固定される構成とした。【選択図】図２
2011256577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置される複数の鋼板の間に粘弾性体を挟み込ませた粘弾性ダンパーを二部材間に備えた制震構造であって、
前記粘弾性ダンパーは、
互いに平行に配列された５枚以上の鋼板と、これら鋼板どうしの間に挟持された粘弾性体とからなり、
前記二部材のそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート製の突出体の双方に対して、前記鋼板が交互に剛接合により固定されていることを特徴とする粘弾性ダンパーを備えた制震構造。
【請求項２】
前記粘弾性体ダンパーは、境界梁ダンパーとして機能することを特徴とする請求項１に記載の粘弾性ダンパーを備えた制震構造。
【請求項３】
一対の突出体間において、５枚以上の鋼板と粘弾性体との組合せからなる前記粘弾性体ダンパーが前記鋼板と前記粘弾性体との積層方向に複数組配列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘弾性ダンパーを備えた制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物に組み込む制震ダンパーの形式としては、壁型、ブレース型、境界梁型、間柱型などがあり、制震デバイスは、鋼材（極軟鋼ＬＹ１００や軟鋼ＬＹ２２５）や粘弾性体を用いるのが一般的である。その中でも粘弾性体ダンパーは、大容量でエネルギー吸収性に優れている。また、粘弾性体の厚さを最適化することで、風震動に対する居住性向上にも効果がある。
一方で、底降伏点鋼を用いたＨ鋼型境界梁ダンパーは、平面計画上の自由度および減衰効果が大きい優れた性能を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、建物の一対の柱間に形成されており、建物壁における下支持手段及び上支持手段と、上部に開口を有して、下部で下支持手段に下部固定手段を介して固定された箱体と、箱体に対して隙間をもって箱体内に配されており、上部で支持手段に上部固定手段を介して固定された抵抗板と、箱体と当該箱体内に配された抵抗板との間の隙間に充填された粘性体とを具備した構成の制震壁について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９４１２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の粘弾性体ダンパーでは、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１では、超高層あるいは高層のＲＣ集合住宅に粘弾性ダンパーを組み込む場合、効果的な減衰力を得るための粘弾性ダンパーが大型であることにより、設置箇所が限定されてしまう。しかも、架構と粘弾性ダンパーとの接合には、大型の鋼材を用いて接合しているので、制震動作を繰り返すうちにボルト等に緩みが生じ、ダンパー性能が低下するおそれがあった。
また、粘弾性ダンパーとＲＣフレームとの取合い部に大型の鋼材が必要なため、コストが増大するといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、コンパクト化させることにより、コストの低減が図れるうえ、設置位置の制約を少なくすることができる粘弾性ダンパーを備えた制震構造を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、取付部の剛性を高めることでダンパー性能を高めることができる粘弾性ダンパーを備えた制震構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、平行に配置される複数の鋼板の間に粘弾性体を挟み込ませた粘弾性ダンパーを二部材間に備えた制震構造であって、粘弾性ダンパーは、互いに平行に配列された５枚以上の鋼板と、これら鋼板どうしの間に挟持された粘弾性体とからなり、二部材のそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート製の突出体の双方に対して、鋼板が交互に剛接合により固定されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、５枚以上の鋼板どうしの間に粘弾性体を挟持させることで、粘弾性体が４層以上となり、粘弾性ダンパーを複々層化させることで容量を低下させずに見附面積（正面から見た面積）を小さくすることが可能となる。そして、粘弾性ダンパーの取付部に設けられる鉄筋コンクリート製の突出体の形状も小さくすることができるので、その取付部に用いられていた鋼材数量を削減することができる。しかも突出体をプレキャストコンクリート製とすることで、現場での施工の効率化が図れる利点がある。したがって、階層が高い建物の場合であっても、比較的低コストで粘弾性ダンパーを採用することができる。
また、粘弾性ダンパーの鋼板と突出体との取付部の剛性が高められているので、鋼材同士による接合の場合に比べて、緩みの発生が抑えられ、ダンパー性能の向上を図ることができる。
さらに、複数の粘弾性体の厚みを適宜調整することで、風や小規模の地震による小さな変形から大規模な地震による大きな変形に対して効果的に変形させて、建物に作用する振動エネルギーを吸収して制震することができ、これにより居住性向上に効果的な粘弾性ダンパーを実現することができる。
【０００９】
また、本発明に係る粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、粘弾性体ダンパーは、建物に設けられる耐震壁と柱とを連結する境界梁ダンパーとする方が一層効果的である。
すなわち、複々層化された粘弾性体を有する粘弾性ダンパーにより微小変形から減衰力を生じさせることが可能な境界梁ダンパーを実現することができる。
【００１０】
また、本発明に係る粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、一対の突出体間において、５枚以上の鋼板と粘弾性体との組合せからなる粘弾性体ダンパーが鋼板と粘弾性体との積層方向に複数組配列されていてもよい。
この場合、二部材における鋼板と粘弾性体との積層方向の長さ寸法が大きい場合に適用することができ、複数組の粘弾性体ダンパーを配列することでしてダンパー性能をさらに高めることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の粘弾性ダンパーを備えた制震構造によれば、粘弾性ダンパーを複々層とすることで、正面視から見た粘弾性ダンパーの面積が小さくなるので、粘弾性ダンパーの取付部に設けられる突出体の形状も小さくすることが可能となり、従来のように取付部に用いられる大型の鋼材が不要となることから、コストの低減が図れるうえ、粘弾性ダンパーのコンパクト化により設置位置の制約を少なくすることができる。
また、粘弾性ダンパーの取付部を鉄筋コンクリート製の突出体とすることで、この取付部の剛性が高められ、これによりダンパー性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による制震構造を示す立面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第２の実施の形態による制震構造を示す斜視図である。
【図４】図３に示す制震構造の立面図である。
【図５】図４に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】第３の実施の形態による制震構造の縦断面図であって、図２に対応する図である。
【図７】第４の実施の形態による制震構造の縦断面図であって、図５に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施の形態による粘弾性ダンパーを備えた制震構造について、図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本第１の実施の形態による制震構造は、建物の柱２、２と梁３（上部梁３Ａ、下部梁３Ｂ）とによって囲まれる架構面Ｒ内に設置され、建物に作用する地震や風などの振動エネルギーを減少または減衰させる粘弾性ダンパー１を備えたものである。
【００１４】
すなわち、粘弾性ダンパー１は、上部梁３Ａおよび下部梁３Ｂのそれぞれに設けられた鉄筋コンクリート造スタブ（以下、「ＲＣスタブ４（４Ａ、４Ｂ」という）と、一対のＲＣスタブ４Ａ、４Ｂのそれぞれに固定された基板５（５Ａ、５Ｂ）と、架構面Ｒに対して直交する方向に平行に配列されるとともに、上下に対向配置される基板５Ａ、５Ｂに対して交互に固定された複数枚（ここでは５枚）の鋼板６（６１〜６５）と、これら鋼板６、６どうしの間に挟持された粘弾性体７とを備えて概略構成されている。ここで、ＲＣスタブ４は、本発明のコンクリート製の突出体に相当する。
【００１５】
ＲＣスタブ４Ａ、４Ｂは、それぞれ鋼板６および粘弾性体７の幅寸法（図１の正面視で左右方向に相当）よりも大きい寸法のブロック形状をなし、上下部梁３Ａ、３Ｂに対して一体的に設けられている。具体的にＲＣスタブ４は、梁３と同時にコンクリート打設により施工されても良いし、プレキャストコンクリート製として予め製作しておき、適宜な接合手段により現場で梁３に接合させるものであっても良い。
【００１６】
基板５Ａ、５Ｂは、平板をなし、複数枚の鋼板６をＲＣスタブ４に接合するために介装された部材であり、図示しないボルト、アンカー等によってＲＣスタブ４に対して固定されている。そして、基板５Ａ、５Ｂの互いに対向する側の面５ａには、上述したように鋼板６が溶接等の接合手段によって固定されている。すなわち、下側の基板５Ａには、互いに一定の間隔をもって配置される一対の鋼板６、６の下端６ａが固定されている。一方、上側の基板５Ｂには、互いに一定の間隔をもって配置される３枚の鋼板６の上端６ｂが固定されている。
【００１７】
鋼板６は、所定の厚さ寸法を有し、本実施の形態では５枚のそれぞれが粘弾性体７を挟持させた状態で配列されている。それら５枚のうち両端と中央の鋼板（これを第１鋼板６１、６２、６３とする）のそれぞれの上端６ａが上側の基板５Ａに接合されている。そして、これら第１鋼板６１、６２、６３のそれぞれの間に配置される鋼板（これを第２鋼板６４、６５とする）の下端６ｂが下側の基板５Ｂに接合されている。つまり、上部梁３Ａ側に固定される第１鋼板６（６１、６２、６３）と、下部梁３Ｂ側に固定される第２鋼板６４、６５とが交互に平行に積層され、それぞれの鋼板同士の間に粘弾性体７が挟持されたた構造となっている。
【００１８】
粘弾性体７は、第１鋼板６１〜６３と第２鋼板６４、６５とが互いに重なる範囲に設けられており、例えばゴム材、樹脂材などの部材を採用することができ、同種の部材、或いは異種の部材を使用してもかまわない。
【００１９】
そして、粘弾性ダンパー１は、厚さ方向に貫通する連通孔（図示省略）が適宜数設けられており、これら連通孔にボルトを挿通させナットを螺合させて締め付けることで、これら複数の鋼板６（６１〜６５）と粘弾性体７どうしが互いに所定の摩擦力をもって連結されている。
【００２０】
次に、このように構成される粘弾性ダンパーを備えた制震構造の作用について、図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本制震構造では、鋼板６、６どうしの間に粘弾性体７を挟持させることで、４層の粘弾性体７となることになり、粘弾性ダンパー１を複々層化させることで容量を低下させずに見附面積（正面から見た面積）を小さくすることが可能となる。そして、粘弾性ダンパー１の取付部に設けられるＲＣスタブ４の形状も小さくすることができるので、その取付部に用いられていた鋼材数量を削減することができる。
しかも、ＲＣスタブ４をプレキャストコンクリート製とすることで、現場での施工の効率化が図れる利点がある。したがって、階層が高い建物の場合であっても、比較的低コストで粘弾性ダンパーを採用することができる。
【００２１】
また、粘弾性ダンパー１の鋼板６とＲＣスタブ４との取付部の剛性が高められているので、鋼材同士による接合の場合に比べて、緩みの発生が抑えられ、ダンパー性能の向上を図ることができる。
さらに、複数の粘弾性体７、７、…の厚みを適宜調整することで、風や小規模の地震による小さな変形から大規模な地震による大きな変形に対して効果的に変形させて、建物に作用する振動エネルギーを吸収して制震することができ、これにより居住性向上に効果的な粘弾性ダンパー１を実現することができる。
【００２２】
上述のように本第１の実施の形態による粘弾性ダンパーを備えた制震構造では、粘弾性ダンパー１を複々層とすることで、正面視から見た粘弾性ダンパー１の面積が小さくなるので、粘弾性ダンパー１の取付部に設けられるＲＣスタブ４の形状も小さくすることが可能となり、従来のように取付部に用いられる大型の鋼材が不要となることから、コストの低減が図れるうえ、粘弾性ダンパー１のコンパクト化により設置位置の制約を少なくすることができる。
また、粘弾性ダンパー１の取付部をＲＣスタブ４とすることで、この取付部の剛性が高められ、これによりダンパー性能を高めることができる。
【００２３】
次に、本発明の他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００２４】
図３に示すように、第２の実施の形態による制震構造は、境界梁ダンパーの鋼材を粘弾性ダンパー１Ａに置き換えることで、微小変形から減衰力を生じさせることを可能としたものである。
ここで、図３乃至図５の符号２Ａ、２Ｂはそれぞれ第１柱、第２柱を示し、符号８は両柱２Ａ、２Ｂの間で一定の間隔をあけて配置される耐震壁を示している。これら第１柱２Ａ、第２柱２Ｂ、および耐震壁８は鉄筋コンクリート造からなる。
【００２５】
本制震構造は、図３および図４に示すように、第１柱２Ａ、第２柱２Ｂのそれぞれと耐震壁８の間には、互いに連結するようにして材軸方向（減衰方向）を水平方向に向けた粘弾性ダンパー１Ａが設けられている。粘弾性ダンパー１Ａは、両端部にＲＣ梁９（鉄筋コンクリート製の突出体）が設けられた構成となっている。
【００２６】
具体的に粘弾性体ダンパー１Ａは、図５に示すように、耐震壁８側に固定される複数（３枚）の第１鋼板６（６１、６２、６３）と、第１柱２Ａ側に固定される複数（２枚）の第２鋼板６４、６５とが、第１鋼板６１、６２、６３を外側に配置させた状態で交互に平行に積層され、それぞれの鋼板６、６同士の間に粘弾性体７が挟持されたている。そして、これら鋼板６と粘弾性体７とが積層された粘弾性ダンパー１Ａは、厚さ方向に貫通する連通孔（図示省略）が適宜数設けられており、これら連通孔にボルトを挿通させナットで締め付けることで、これら鋼板６、粘弾性体７どうしが互いに所定の摩擦力をもって連結されている。
【００２７】
本第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏し、地震力に比べて微小な変形である風振動に対して効果的な境界梁ダンパーを実現することができる。
【００２８】
次に、図６に示すように、第３の実施の形態による制震構造は、上述した第１の実施の形態による５枚の鋼板６と粘弾性体７との組合せからなる粘弾性体ダンパー１が一対のＲＣスタブ４Ｃ、４Ｄ（突出体）間において、５枚の鋼板６、６、…と粘弾性体７、７、…との組合せからなる粘弾性体ダンパー１が鋼板６と粘弾性体７との積層方向（矢印Ｘ方向）に複数組（ここでは２組）配列された構成となっている。ここで、ＲＣスタブ４Ｃ、４Ｄは、第１の実施の形態によるＲＣスタブ４Ａ、４Ｂ（図２参照）の前記積層方向Ｘの長さ寸法が略２倍と大きくなっている。
この場合、上部梁３Ａおよび下部梁３Ｂの前記積層方向Ｘの長さ寸法が大きい場合に適用することができ、２組の粘弾性体ダンパー１、１を配列することでしてダンパー性能をさらに高めることが可能である。
【００２９】
次に、図７に示すように、第４の実施の形態による制震構造は、上述した第２の実施の形態による５枚の鋼板６と粘弾性体７との組合せからなる粘弾性体ダンパー１Ａが一対のＲＣ梁９Ａ、９Ａ（突出体）間において、５枚の鋼板６、６、…と粘弾性体７、７、…との組合せからなる粘弾性体ダンパー１Ａが鋼板６と粘弾性体７との積層方向（矢印Ｘ方向）に複数組（ここでは２組）配列された構成となっている。ここで、ＲＣ梁９Ａ、９Ａは、第２の実施の形態によるＲＣ梁９、９（図５参照）の前記積層方向Ｘの長さ寸法が略２倍と大きくなっている。
本第４の実施の形態による制震構造の場合、ＲＣ梁９Ａ、９Ａの前記積層方向Ｘの長さ寸法が大きい場合に適用することができ、２組の粘弾性体ダンパー１Ａ、１Ａを配列することでしてダンパー性能をさらに高めることが可能である。
【００３０】
以上、本発明による粘弾性ダンパーを備えた制震構造の第１乃至第４の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の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、本実施の形態では５枚の鋼板６を設けた複々層化された粘弾性ダンパー１、１Ａとしているが、鋼板の設置数量に限定されることはなく、要は５枚以上の鋼板を備えた構造であればよいのである。
その他、粘弾性ダンパー１、１Ａにおいて、鋼板６の厚さ寸法、粘弾性体７の材質、鋼板６と粘弾性体７との取り付け構造、ＲＣスタブ４（４Ａ〜４Ｄ）やＲＣ梁９、９Ａの大きさ、軸方向の長さ寸法については、とくに制限されることはなく、適宜設定することが可能である。
また、粘弾性ダンパー１、１Ａと突出体（ＲＣスタブ４やＲＣ梁９、９Ａ）との間に介装される基板５は、省略することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１、１Ａ  粘弾性ダンパー
２  柱
３  梁
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ  ＲＣスタブ（突出体）
５、５Ａ、５Ｂ  基板
６  鋼板
７  粘弾性体
８  耐震壁
９、９Ａ  ＲＣ梁（突出体）
６１、６２、６３  第１鋼板
６４、６５  第２鋼板
Ｒ  架構面
【図１】
2011256577.tif 000003
【図２】
2011256577.tif 000004
【図３】
2011256577.tif 000005
【図４】
2011256577.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011256577.tif 000008
【図７】
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