(57)【要約】【課題】建物の振動を抑制する制振構造体を、効率よく設計する。【解決手段】建物を構成する２つの骨組６、６と、力学的に非対称性を有して骨組６、６間に配された第１エネルギー吸収体８ａと第２エネルギー吸収体８ｂとを少なくとも含む制振構造体２の設計方法である。この設計方法は、制振構造体２に基づいて、複数の要素バネ２４を含む水平バネ系モデル２３を設定する工程Ｓ１と、水平バネ系モデル２３の各要素バネ２４の剛性を計算する計算工程Ｓ２と、計算された各要素バネ２４の剛性に基づいて、水平バネ系モデル２３が表す制振構造体２の性能を評価する工程Ｓ３とを含んでいる。水平バネ系モデル２３は、第１自由度２６ａと、第２自由度２６ｂとが並列に定義された２自由度を持っている。第２自由度２６ｂは、第１エネルギー吸収体８ａの剛性に対応する第１要素バネ２４ａと、第２エネルギー吸収体８ｂの剛性に対応する第２要素バネ２４ｂとを並列に含んで定義される。【選択図】図５
2015158064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物を構成する２つの骨組と、前記骨組の変形が伝達されるように前記骨組間の架構面に配されたエネルギー吸収体とを含み、前記エネルギー吸収体は、力学的に非対称性を有して前記骨組間に配された第１エネルギー吸収体と第２エネルギー吸収体とを少なくとも含む制振構造体の設計方法であって、
前記制振構造体に基づいて、複数の要素バネを含む水平バネ系モデルを設定する工程と、
前記水平バネ系モデルの各要素バネの剛性を計算する計算工程と、
前記計算された各要素バネの剛性に基づいて、前記水平バネ系モデルが表す前記制振構造体の性能を評価する工程とを含み、
前記水平バネ系モデルは、第１自由度と、第２自由度とが並列に定義された２自由度を持ち、
前記第１自由度は、前記骨組の前記架構面に沿った水平方向の変位に対応するものとして定義され、
前記第２自由度は、前記第１自由度の変位に沿った前記エネルギー吸収体の変位に対応するものとして定義され、
しかも、前記第２自由度は、前記第１エネルギー吸収体の剛性に対応する第１要素バネと、前記第２エネルギー吸収体の剛性に対応する第２要素バネとを並列に含んで定義されることを特徴とする制振構造体の設計方法。
【請求項２】
前記第１自由度は、前記骨組の剛性に対応する第３要素バネで定義される請求項１記載の制振構造体の設計方法。
【請求項３】
前記第２自由度は、
前記第１要素バネに直列で連結される第４要素バネ、
前記第２要素バネに直列で連結される第５要素バネ、及び
前記第４要素バネと前記第５要素バネとの並列バネに直列で連結される第６要素バネを含み、
前記第４要素バネ、前記第５要素バネ及び前記第６要素バネの合成バネは、前記第１エネルギー吸収体と前記骨組との間の剛性、及び、前記第２エネルギー吸収体と前記骨組との間の剛性の相互作用バネに対応し、
前記合成バネは、前記制振構造体に与えられる水平荷重を、前記第１要素バネ及び前記第２要素バネに分配して作用させる請求項１又は２記載の制振構造体の設計方法。
【請求項４】
前記計算工程は、
前記制振構造体の４つの状態の前記制振構造体の水平変形を計算する水平変形計算工程と、
前記４つの状態の前記制振構造体の水平変形の計算結果に基づいて、前記各要素バネの剛性を計算するバネ剛性計算工程を含み、
前記４つの状態は、前記制振構造体から前記第１エネルギー吸収体及び前記第２エネルギー吸収体が省略された第１状態、
前記制振構造体の前記第１エネルギー吸収体及び前記第２エネルギー吸収体が剛体として配置された第２状態、
前記制振構造体の前記第１エネルギー吸収体が剛体として配置されるとともに前記第２エネルギー吸収体が省略された第３状態、及び、
前記制振構造体の前記第２エネルギー吸収体が剛体として配置されるとともに前記第１エネルギー吸収体が省略された第４状態を含む請求項３記載の制振構造体の設計方法。
【請求項５】
前記水平変形計算工程は、前記第１状態での水平荷重ＦNに基づいて、前記第１エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNU、及び、前記第２エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNLを計算する工程を含み、
前記バネ剛性計算工程は、計算された各変形量ＵdNU、ＵdNL及び下記式（１）を用いて、前記第１要素バネの剛性ＫdU、及び、前記第２要素バネの剛性ＫdLを計算する工程を含む請求項４記載の制振構造体の設計方法。
【数１】
2015158064.tif 000010
ただし、ＳdU：第１エネルギー吸収体の剛性
ＳdL：第２エネルギー吸収体の剛性
ＵN：第１状態の制振構造体の水平変形量
【請求項６】
前記バネ剛性計算工程は、下記式（２）を用いて、前記第３要素バネの剛性Ｋfs、前記第４要素バネの剛性ＫA、前記第５要素バネの剛性ＫB、及び、前記第６要素バネの剛性ＫCを計算する工程を含む請求項４又は５記載の制振構造体の設計方法。
【数２】
2015158064.tif 000011
ただし、ＫN：第１状態の制振構造体の水平剛性
ＫR：第２状態の制振構造体の水平剛性
ＫRU：第３状態の制振構造体の水平剛性
ＫRL：第４状態の制振構造体の水平剛性
Ｋ’R：第２状態の第２自由度の水平剛性
Ｋ’RU：第３状態の第２自由度の水平剛性
Ｋ’RL：第４状態の第２自由度の水平剛性
ＦN：第１状態の制振構造体への水平荷重
ＦR：第２状態の制振構造体への水平荷重
ＦRU：第３状態の制振構造体への水平荷重
ＦRL：第４状態の制振構造体への水平荷重
ＵN：第１状態の制振構造体の水平変形量
ＵR：第２状態の制振構造体の水平変形量
ＵRU：第３状態の制振構造体の水平変形量
ＵRL：第４状態の制振構造体の水平変形量
【請求項７】
前記水平変形計算工程は、コンピュータに、前記第１状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第１制振構造体モデルを定義する工程と、
前記コンピュータが、前記第１制振構造体モデルに前記第１状態の水平荷重ＦNを定義して、前記第１状態の水平変形量ＵNを計算する工程とを含む請求項４乃至６記載の制振構造体の設計方法。
【請求項８】
前記第１エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNU、及び、前記第２エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNLは、前記第１制振構造体モデルに基づいて計算される請求項７記載の制振構造体の設計方法。
【請求項９】
前記水平変形計算工程は、コンピュータに、前記第２状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第２制振構造体モデルを定義する工程と、
前記コンピュータが、前記第２制振構造体モデルに前記第２状態の水平荷重ＦRを定義して、前記第２状態の水平変形量ＵRを計算する工程と、
前記コンピュータに、前記第３状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第３制振構造体モデルを定義する工程と、
前記コンピュータが、前記第３制振構造体モデルに前記第３状態の水平荷重ＦRUを定義して、前記第３状態の水平変形量ＵRUを計算する工程と、
前記コンピュータに、前記第４状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第４制振構造体モデルを定義する工程と、
前記コンピュータが、前記第４制振構造体モデルに前記第４状態の水平荷重ＦRLを定義して、前記第４状態の水平変形量ＵRLを計算する工程とを含む請求項４乃至８のいずれかに記載の制振構造体の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の振動を抑制する制振構造体を、効率よく設計する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、二つの骨組と、この骨組間の架構面に配されたエネルギー吸収体とを含む制振構造体を提案している。このような制振構造体は、骨組間のせん断変形を、エネルギー吸収体が吸収し、建物の変形や振動を効果的に抑制することができる。
【０００３】
また、下記非特許文献１は、制振構造体を水平バネ系モデルに変換する方法を提案している。このような水平バネ系モデルは、例えば、エネルギー吸収体の剛性に対応する第１要素バネ、骨組の剛性に対応する第２要素バネ、及び、エネルギー吸収体と骨組との間の剛性に対応する第３要素バネを含んでいる。
【０００４】
このような水平バネ系モデルでは、３つの要素バネの剛性を計算するだけで、制振構造体の挙動を評価することができる。従って、下記非特許文献１の方法では、制振構造体を効率よく設計するのに役立つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２８５５００号公報
【非特許文献１】笠井和彦、岩崎啓介、「様々な形式の制振構造における自由度縮約法と水平バネ系への変換法」、日本建築学会構造系論文集、２００６年７月、第６０５号、ｐ．３７−４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献１の方法では、一つのエネルギー吸収体が設けられた制振構造体、又は、力学的に対称性を有して骨組間に配された一対のエネルギー吸収体が設けられた制振構造体を対象としている。このため、上記非特許文献１の方法では、例えば、エネルギー吸収体と骨組との間の剛性やエネルギー吸収体自体の剛性等が、第１エネルギー吸収体と第２エネルギー吸収体とで異なることにより、力学的に非対称性を有して骨組間に配された一対のエネルギー吸収体が設けられた制振構造体については、正確に評価することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、力学的に非対称性を有して骨組間に配された第１エネルギー吸収体と第２エネルギー吸収体と含む制振構造体を、効率よく設計するための方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、建物を構成する２つの骨組と、前記骨組の変形が伝達されるように前記骨組間の架構面に配されたエネルギー吸収体とを含み、前記エネルギー吸収体は、力学的に非対称性を有して前記骨組間に配された第１エネルギー吸収体と第２エネルギー吸収体とを少なくとも含む制振構造体の設計方法であって、前記制振構造体に基づいて、複数の要素バネを含む水平バネ系モデルを設定する工程と、前記水平バネ系モデルの各要素バネの剛性を計算する計算工程と、前記計算された各要素バネの剛性に基づいて、前記水平バネ系モデルが表す前記制振構造体の性能を評価する工程とを含み、前記水平バネ系モデルは、第１自由度と、第２自由度とが並列に定義された２自由度を持ち、前記第１自由度は、前記骨組の前記架構面に沿った水平方向の変位に対応するものとして定義され、前記第２自由度は、前記第１自由度の変位に沿った前記エネルギー吸収体の変位に対応するものとして定義され、しかも、前記第２自由度は、前記第１エネルギー吸収体の剛性に対応する第１要素バネと、前記第２エネルギー吸収体の剛性に対応する第２要素バネとを並列に含んで定義されることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記第１自由度は、前記骨組の剛性に対応する第３要素バネで定義されるのが望ましい。
【００１０】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記第２自由度は、前記第１要素バネに直列で連結される第４要素バネ、前記第２要素バネに直列で連結される第５要素バネ、及び、前記第４要素バネと前記第５要素バネとの並列バネに直列で連結される第６要素バネを含み、前記第４要素バネ、前記第５要素バネ及び前記第６要素バネの合成バネは、前記第１エネルギー吸収体と前記骨組との間の剛性、及び、前記第２エネルギー吸収体と前記骨組との間の剛性の相互作用バネに対応し、前記合成バネは、前記制振構造体に与えられる水平荷重を、前記第１要素バネ及び前記第２要素バネに分配して作用させるのが望ましい。
【００１１】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記計算工程は、前記制振構造体の４つの状態の前記制振構造体の水平変形を計算する水平変形計算工程と、前記４つの状態の前記制振構造体の水平変形の計算結果に基づいて、前記各要素バネの剛性を計算するバネ剛性計算工程を含み、前記４つの状態は、前記制振構造体から前記第１エネルギー吸収体及び前記第２エネルギー吸収体が省略された第１状態、前記制振構造体の前記第１エネルギー吸収体及び前記第２エネルギー吸収体が剛体として配置された第２状態、前記制振構造体の前記第１エネルギー吸収体が剛体として配置されるとともに前記第２エネルギー吸収体が省略された第３状態、及び、前記制振構造体の前記第２エネルギー吸収体が剛体として配置されるとともに前記第１エネルギー吸収体が省略された第４状態を含むのが望ましい。
【００１２】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記水平変形計算工程は、前記第１状態での水平荷重ＦNに基づいて、前記第１エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNU、及び、前記第２エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNLを計算する工程を含み、前記バネ剛性計算工程は、計算された各変形量ＵdNU、ＵdNL及び下記式（１）を用いて、前記第１要素バネの剛性ＫdU、及び、前記第２要素バネの剛性ＫdLを計算する工程を含むのが望ましい。
【数１】
2015158064.tif 000003
ただし、ＳdU：第１エネルギー吸収体の剛性
ＳdL：第２エネルギー吸収体の剛性
ＵN：第１状態の制振構造体の水平変形量
【００１３】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記バネ剛性計算工程は、下記式（２）を用いて、前記第３要素バネの剛性Ｋfs、前記第４要素バネの剛性ＫA、前記第５要素バネの剛性ＫB、及び、前記第６要素バネの剛性ＫCを計算する工程を含むのが望ましい。
【数２】
2015158064.tif 000004
ただし、ＫN：第１状態の制振構造体の水平剛性
ＫR：第２状態の制振構造体の水平剛性
ＫRU：第３状態の制振構造体の水平剛性
ＫRL：第４状態の制振構造体の水平剛性
Ｋ’R：第２状態の第２自由度の水平剛性
Ｋ’RU：第３状態の第２自由度の水平剛性
Ｋ’RL：第４状態の第２自由度の水平剛性
ＦN：第１状態の制振構造体への水平荷重
ＦR：第２状態の制振構造体への水平荷重
ＦRU：第３状態の制振構造体への水平荷重
ＦRL：第４状態の制振構造体への水平荷重
ＵN：第１状態の制振構造体の水平変形量
ＵR：第２状態の制振構造体の水平変形量
ＵRU：第３状態の制振構造体の水平変形量
ＵRL：第４状態の制振構造体の水平変形量
【００１４】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記水平変形計算工程は、コンピュータに、前記第１状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第１制振構造体モデルを定義する工程と、前記コンピュータが、前記第１制振構造体モデルに前記第１状態の水平荷重ＦNを定義して、前記第１状態の水平変形量ＵNを計算する工程とを含むのが望ましい。
【００１５】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記第１エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNU、及び、前記第２エネルギー吸収体に作用する変形量ＵdNLは、前記第１制振構造体モデルに基づいて計算されるのが望ましい。
【００１６】
本発明に係る前記制振構造体の設計方法において、前記水平変形計算工程は、コンピュータに、前記第２状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第２制振構造体モデルを定義する工程と、前記コンピュータが、前記第２制振構造体モデルに前記第２状態の水平荷重ＦRを定義して、前記第２状態の水平変形量ＵRを計算する工程と、前記コンピュータに、前記第３状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第３制振構造体モデルを定義する工程と、前記コンピュータが、前記第３制振構造体モデルに前記第３状態の水平荷重ＦRUを定義して、前記第３状態の水平変形量ＵRUを計算する工程と、前記コンピュータに、前記第４状態の制振構造体を、有限個の要素で離散化した第４制振構造体モデルを定義する工程と、前記コンピュータが、前記第４制振構造体モデルに前記第４状態の水平荷重ＦRLを定義して、前記第４状態の水平変形量ＵRLを計算する工程とを含むのが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、建物を構成する２つの骨組と、骨組の変形が伝達されるように骨組間の架構面に配されたエネルギー吸収体とを含む制振構造体の設計方法である。エネルギー吸収体は、力学的に非対称性を有して骨組間に配された第１エネルギー吸収体と第２エネルギー吸収体とを少なくとも含んでいる。
【００１８】
本発明の設計方法では、制振構造体に基づいて、複数の要素バネを含む水平バネ系モデルを設定する工程と、水平バネ系モデルの各要素バネの剛性を計算する計算工程と、計算された各要素バネの剛性に基づいて、水平バネ系モデルが表す制振構造体の性能を評価する工程とを含んでいる。
【００１９】
水平バネ系モデルは、第１自由度と、第２自由度とが並列に定義された２自由度を持っている。第１自由度は、骨組の架構面に沿った水平方向の変位に対応するものとして定義されている。第２自由度は、第１自由度の変位に沿ったエネルギー吸収体の変位に対応するものとして定義されている。しかも、第２自由度は、第１エネルギー吸収体の剛性に対応する第１要素バネと、第２エネルギー吸収体の剛性に対応する第２要素バネとを並列に含んで定義されている。
【００２０】
このような水平バネ系モデルでは、第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体の各変位を独立して表すことができる。従って、本発明の制振構造体の設計方法では、力学的に非対称性を有して配された一対のエネルギー吸収体が設けられた制振構造体の挙動を、正確に評価することができるため、制振構造体を効率よく設計することができる。      
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の制振構造体の一例を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本実施形態の制振構造体の設計方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。
【図５】本実施形態の水平バネ系モデルを示す図である。
【図６】本実施形態の計算工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態の変形計算工程の一例を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の制振構造体モデルの正面図である。
【図９】（ａ）は、第１制振構造体モデルを示す正面図、（ｂ）は、第２制振構造体モデルを示す正面図、（ｃ）は、第３制振構造体モデルを示す正面図、（ｄ）は、第４制振構造体モデルを示す正面図である。
【図１０】第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体の各せん断変形量を計算するのに用いられる制振構造体モデルの正面図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】本実施形態のバネ剛性計算工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）は、第２状態の第２自由度を示す図、図１２（ｂ）は、第３状態の第２自由度を示す図、図１２（ｃ）は、第４状態の第２自由度を示す図である。
【図１４】評価工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１５】制振構造体への水平荷重と、制振構造体の水平変形量との関係を示すグラフである。
【図１６】第１エネルギー吸収体の変形量と、第２エネルギー吸収体の変形量との関係を示すグラフである。
【図１７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態の制振構造体を示す模式図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態の制振構造体を示す模式図である。
【図１９】（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態の制振構造体を示す模式図である。
【図２０】実施例及び実験例での各エネルギー吸収体へのせん断荷重と、各エネルギー吸収体のせん断変形量との関係を示すグラフである。
【図２１】実施例及び実験例での制振構造体への水平荷重と、制振構造体の水平変形量との関係を示すグラフである。
【図２２】実施例及び実験例での第１エネルギー吸収体のせん断変形量と、第２エネルギー吸収体のせん断変形量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の制振構造体の設計方法（以下、単に「設計方法」ということがある）は、例えば、一般的な住宅やビル等の建物に用いられる耐力フレーム等の制振構造体を設計するための方法である。
【００２３】
図１は、本実施形態の制振構造体２の一例を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本実施形態では、制振構造体２が、鉄骨軸組構造住宅の１階の軸組構造体の一部を構成する耐力フレーム２Ａである場合が例示される。この制振構造体２は、建物の基礎３と、該基礎３に沿ってその上を水平にのびる梁４との間の空間に架設されている。
【００２４】
本実施形態の制振構造体２は、建物を構成する２つの骨組６、６と、骨組６、６間の架構面７に配されたエネルギー吸収体８とを含んで構成されている。
【００２５】
２つの骨組６、６は、建物を直接支える主架構、又は、主架構を補強する補助架構を構成するものである。主架構を構成する骨組６、６としては、例えば、柱６ａ又は梁４が含まれる。本実施形態の骨組６、６は、補助架構（耐力フレーム２Ａ）を構成する柱６ａ、６ａである場合が例示される。なお、骨組６、６は、柱６ａと梁４との組み合わせであってもよい。
【００２６】
２つの柱６ａ、６ａは、基礎３と梁４との間を上下にのび、かつ、水平方向に互いに離間して配置されている。各柱６ａ、６ａは、例えば、断面角パイプ状の鉄骨柱として形成されている。また、各柱６ａ、６ａの上端及び下端には、各柱６ａ、６ａに対して鍔状にのびる上フランジ１１及び下フランジ１２がそれぞれ設けられている。
【００２７】
各上フランジ１１、１１は、梁４のフランジ部４ｆに、ボルト等で固定されている。一方、各下フランジ１２、１２は、基礎３から上方に突出するアンカーボルト３ａに、箱状をなす取付金物１３を介して固定されている。これにより、各柱６ａ、６ａは、基礎３と梁４との間で強固に固定される。
【００２８】
また、各柱６ａ、６ａには、制振構造体２の幅方向の内側に小長さでのびる突板部１５が設けられている。この突板部１５の垂直方向の長さは、柱６ａの垂直方向の長さよりも小に設定され、かつ、柱６ａよりも薄い板状に形成されている。
【００２９】
本実施形態のエネルギー吸収体８は、第１エネルギー吸収体８ａと第２エネルギー吸収体８ｂとを含んで構成されている。第１エネルギー吸収体８ａは、架構面７の上方に配置されている。また、第２エネルギー吸収体８ｂは、第１エネルギー吸収体８ａよりも下方に配置されている。また、各エネルギー吸収体８ａ、８ｂの上端側及び下端側には、突板部１５、１５間を連結して、柱６ａ、６ａ間の過度な変形を防ぐ横桟１９が設けられている。
【００３０】
図２に示されるように、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂは、例えば、ハット形鋼で構成されている。第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂには、制振構造体２の幅方向の両外側にのびる一対のフランジ１７、１７を有している。第１エネルギー吸収体８ａのフランジ１７ａ、及び、第２エネルギー吸収体８ｂのフランジ１７ｂは、柱６ａ、６ａの各突板部１５、１５にボルト１８等で固定されている。これにより、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂは、柱６ａ、６ａの変形が伝達されるように、架構面７に固着される。
【００３１】
このような制振構造体２は、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが変形することにより、柱６ａ、６ａ間の水平方向のせん断変形を吸収することができるため、建物の変形や振動を効果的に抑制することができる。なお、本実施形態では、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂがハット形鋼である場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂとしては、力学特性としてバネ剛性を有するものであれば良く、例えば、座屈拘束ブレース材、スリット鋼材ダンパー、又は、摩擦ダンパー等であってもよい。
【００３２】
ところで、梁４に固着されている柱６ａ、６ａの上端側は、基礎３に固着されている柱６ａ、６ａの下端側に比べて剛性が小さい。このため、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂは、力学的に非対称性を有して、柱６ａ、６ａ間に配置されている。
【００３３】
図３は、本実施形態の制振構造体の設計方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。図４は、本実施形態の設計方法を実行するコンピュータの斜視図である。本実施形態の設計方法では、コンピュータ２１が用いられている。コンピュータ２１は、本体２１ａ、キーボード２１ｂ、マウス２１ｃ及びディスプレイ装置２１ｄを含んでいる。この本体１ａには、例えば、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリ、磁気ディスクなどの記憶装置及びディスクドライブ装置２１ａ１、２１ａ２が設けられている。また、記憶装置には、本実施形態の設計方法の処理手順（プログラム）が予め記憶されている。この処理手順は、コンピュータ２１の演算処理装置によって実行される。なお、設計方法では、コンピュータ２１を用いることなく、手動で計算してもよいのは言うまでもない。
【００３４】
本実施形態の設計方法では、先ず、制振構造体２に基づく水平バネ系モデルが設定される（工程Ｓ１）。図５は、本実施形態の水平バネ系モデル２３を示す正面図である。
【００３５】
水平バネ系モデル２３は、図１に示した制振構造体２を、複数の要素バネ２４を含むモデルに縮約したものである。この水平バネ系モデル２３は、第１自由度２６ａと、第２自由度２６ｂとが並列に定義された２自由度を持っている。また、本実施形態の水平バネ系モデル２３は、第１要素バネ２４ａ、第２要素バネ２４ｂ、第３要素バネ２４ｃ、第４要素バネ２４ｄ、第５要素バネ２４ｅ及び第６要素バネ２４ｆを含む６つの要素バネ２４から構成されている。
【００３６】
第１自由度２６ａは、図１に示した柱６ａの架構面７に沿った水平方向の変位に対応するものとして定義されている。一方、第２自由度２６ｂは、第１自由度２６ａの変位に沿ったエネルギー吸収体８（図１に示す）の変位に対応するものとして定義されている。
【００３７】
第１自由度２６ａは、第３要素バネ２４ｃのみで定義されている。この第３要素バネ２４ｃは、柱６ａ、６ａの剛性に対応するものである。このような第３要素バネ２４ｃは、図１に示した柱６ａ、６ａのうち、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの影響を受けない部分の変位を定義することができる。
【００３８】
第２自由度２６ｂは、第１要素バネ２４ａと、第２要素バネ２４ｂとを並列に含んで定義されている。第１要素バネ２４ａは、第１エネルギー吸収体８ａの剛性に対応するものである。また、第２要素バネ２４ｂは、第２エネルギー吸収体８ｂの剛性に対応するものである。このような第１要素バネ２４ａ及び第２要素バネ２４ｂは、上記非特許文献１の方法とは異なり、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの各変位を独立して表すことができる。
【００３９】
また、第２自由度２６ｂは、第４要素バネ２４ｄ、第５要素バネ２４ｅ及び第６要素バネ２４ｆを含んで定義されている。第４要素バネ２４ｄは、第１要素バネ２４ａに直列で連結されている。第５要素バネ２４ｅは、第２要素バネ２４ｂに直列で連結されている。第６要素バネ２４ｆは、第４要素バネ２４ｄと第５要素バネ２４ｅとの並列バネに、直列で連結されている。
【００４０】
このような第４要素バネ２４ｄ、第５要素バネ２４ｅ及び第６要素バネ２４ｆの合成バネは、第１エネルギー吸収体８ａと柱６ａとの間の剛性、及び、第２エネルギー吸収体８ｂと柱６ａとの間の剛性の相互作用バネに対応している。従って、合成バネは、制振構造体２に与えられる水平荷重を、第１要素バネ２４ａ及び第２要素バネ２４ｂに分配して作用させることができる。また、合成バネは、図１に示した柱６ａ、６ａのうち、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの影響を受ける部分の変位を、水平バネ系モデル２３に定義することができる。
【００４１】
このような水平バネ系モデル２３は、多自由度をもつ制振構造体２（図１に示す）を、２自由度に縮約することができるため、制振構造体２の性能を効率的に評価するのに役立つ。
【００４２】
次に、本実施形態の設計方法では、水平バネ系モデル２３の各要素バネ２４ａ〜２４ｆの剛性が計算される（計算工程Ｓ２）。図６は、本実施形態の計算工程Ｓ２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
上記非特許文献１の制振構造体では、１つのエネルギー吸収体、又は、力学的に対称性を有して配された２つのエネルギー吸収体から構成されていた。このため、上記非特許文献１では、制振構造体からエネルギー吸収体が省略された状態Ｎと、エネルギー吸収体が剛体として配置された状態Ｒと含む２つの状態での水平変形の計算結果に基づいて、各要素バネの剛性が計算されていた。
【００４４】
一方、本実施形態の制振構造体２には、上述したように、力学的に非対称性を有して柱６ａ、６ａ間に配された２つのエネルギー吸収体８、８を含んで構成されている。このため、本実施形態の計算工程Ｓ２では、第１状態Ｔ１〜第４状態Ｔ４の各制振構造体２の水平変形の計算結果に基づいて、各要素バネ２４の剛性が計算される。
【００４５】
本実施形態において、第１状態Ｔ１は、図１に示した制振構造体２から、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが省略された状態である。また、第２状態Ｔ２は、制振構造体２の第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが剛体として配置された状態である。さらに、第３状態Ｔ３は、制振構造体２の第１エネルギー吸収体８ａが剛体として配置されるとともに、第２エネルギー吸収体８ｂが省略された状態である。また、第４状態Ｔ４は、制振構造体２の第２エネルギー吸収体８ｂが剛体として配置されるとともに、第１エネルギー吸収体８ａが省略された状態である。
【００４６】
本実施形態の計算工程Ｓ２では、先ず、４つの状態の制振構造体２の水平変形が計算される（変形計算工程Ｓ２１）。本実施形態の制振構造体２の変形は、コンピュータ２１を用いたシミュレーションによって計算される。図７は、本実施形態の変形計算工程Ｓ２１の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
本実施形態の変形計算工程Ｓ２１では、先ず、コンピュータ２１に、図１に示した制振構造体２をモデル化した制振構造体モデル２７が入力される（工程Ｓ２１１）。図８は、本実施形態の制振構造体モデル２７の正面図である。
【００４８】
制振構造体モデル２７は、図１に示した制振構造体２を、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Ｆ（ｉ）（ｉ＝１、２、…）で離散化することで設定される。さらに、本実施形態では、図１に示した梁４を、有限個の要素Ｆ（ｉ）で離散化した梁モデル２８が設定される。
【００４９】
要素Ｆ（ｉ）としては、例えば、線状の要素、面状の要素、又は、体状の要素を適宜採用することができる。線状の要素としては、例えば、棒要素又は梁要素が含まれる。面状の要素としては、例えば、板要素が含まれる。さらに、体状の要素としては、例えば、立体要素が含まれる。
【００５０】
数値解析法としては、例えば、線材理論に基づく骨組のマトリクス解析法や、有限要素法、有限体積法、差分法、又は、境界要素法を適宜採用することができる。本実施形態では、梁要素と板要素による有限要素解析が採用される。
【００５１】
また、各要素Ｆ（ｉ）には、要素番号、節点２９の番号、節点２９の座標値、及び、材料特性などの数値データが定義される。
【００５２】
制振構造体モデル２７は、図１に示した制振構造体２の２つの柱６ａ、６ａを要素Ｆ（ｉ）でモデル化した２つの柱モデル３１、３１、第１エネルギー吸収体８ａが配される領域を要素Ｆ（ｉ）で特定した第１剛体モデル３２ａ、及び、第２エネルギー吸収体８ｂが配される領域を要素Ｆ（ｉ）で特定した第２剛体モデル３２ｂを含んで構成されている。このようなモデルの設定（モデリング）は、例えば、制振構造体モデル２７の設計データ（例えば、ＣＡＤデータ）と、メッシュ化ソフトウェアとを用いることにより、容易に実施することができる。
【００５３】
柱モデル３１、３１は、図１に示した柱６ａ、６ａと同様に、上フランジ３４、下フランジ３５及び突板部３６を含んで構成されている。また、下フランジ１２の下端には、図１に示した取付金物１３をモデル化した金物モデル３３が設定されている。
【００５４】
本実施形態の第１剛体モデル３２ａの形状は、図１に示した第１エネルギー吸収体８ａの形状と異なっている。第１剛体モデル３２ａは、各柱モデル３１、３１の突板部３６、３６に沿ってのびる一対の固定部４１、４１と、固定部４１、４１から制振構造体モデル２７の幅方向の内側にのびる一対のアーム４２、４２と、アーム４２、４２間を連結する連結部４３とを含んで構成されている。これらの固定部４１、アーム４２及び連結部４３は、線状の要素Ｆ（ｉ）でモデル化されている。
【００５５】
固定部４１、４１の上下方向の長さは、図１に示した第１エネルギー吸収体８ａのフランジ１７ａの上下方向の長さと同一に設定されている。また、固定部４１、４１、アーム４２、４２及び連結部４３を構成する要素Ｆ（ｉ）には、変形を許容しない剛体を定義しうる材料特性が入力される。このような第１剛体モデル３２ａは、要素Ｆ（ｉ）の数を減らしつつ、第１エネルギー吸収体８ａが配される領域を剛に定義した状態を、コンピュータ２１に再現することができる。
【００５６】
第２剛体モデル３２ｂは、第１剛体モデル３２ａと同様に、一対の固定部４１、４１と、一対のアーム４２、４２と、連結部４３とを含んで構成されている。このような第２剛体モデル３２ｂも、第２エネルギー吸収体８ｂが配される領域を剛に定義した状態を、コンピュータ２１に再現することができる。このように設定された制振構造体モデル２７及び梁モデル２８は、コンピュータ２１に記憶される。
【００５７】
また、制振構造体モデル２７には、境界条件が設定される。本実施形態では、制振構造体モデル２７の金物モデル３３が移動不能に設定される。また、制振構造体モデル２７の上フランジ３４と、梁モデル２８との固着が定義される。これにより、制振構造体モデル２７は、図１に示した基礎３及び梁４に固定された制振構造体２を再現することができる。なお、制振構造体モデル２７には、アンカーボルト３ａ（図１に示す）やボルトを含む固定具の剛性や、固定具と制振構造体２との摩擦等が考慮されるのが望ましい。このような境界条件は、コンピュータ２１に記憶される。
【００５８】
次に、変形計算工程Ｓ２１では、コンピュータ２１に、第１状態Ｔ１の制振構造体２をモデル化した第１制振構造体モデル２７ａが定義される（工程Ｓ２１２）。図９（ａ）は、第１制振構造体モデルを示す正面図、（ｂ）は、第２制振構造体モデルを示す正面図、（ｃ）は、第３制振構造体モデルを示す正面図、（ｄ）は、第４制振構造体モデルを示す正面図である。
【００５９】
上述したように、第１状態Ｔ１は、制振構造体２から第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが省略された状態である。従って、図９（ａ）に示されるように、工程Ｓ２１２では、図８に示した制振構造体モデル２７において、第１剛体モデル３２ａ及び第２剛体モデル３２ｂを消去している。これにより、工程Ｓ２１２では、第１状態Ｔ１の制振構造体２を、図８に示した有限個の要素Ｆ（ｉ）で離散化した第１制振構造体モデル２７ａを容易に定義することができる。このような第１制振構造体モデル２７ａは、コンピュータ２１に記憶される。
【００６０】
次に、変形計算工程Ｓ２１では、コンピュータ２１が、第１制振構造体モデル２７ａに第１状態の水平荷重ＦNを定義して、第１状態の水平変形量ＵNを計算する（工程Ｓ２１３）。本実施形態では、水平荷重ＦNが、梁モデル２８に設定される。これにより、工程Ｓ２１３では、第１制振構造体モデル２７ａの水平方向の変形を計算することができる。
【００６１】
第１制振構造体モデル２７ａを含む制振構造体モデル２７の変形計算は、静的線形解析、又は、非線形解析によって行われる。この変形計算では、各要素Ｆ（ｉ）の形状及び材料特性などをもとに、各要素Ｆ（ｉ）の剛性マトリクスが作成される。さらに、これらのマトリクスが組み合わされて、全体の系の剛性マトリックスが作成される。そして、コンピュータ２１が、前記各種の条件を当てはめて荷重ベクトル及び変位ベクトルを作成し、これらと前記剛性マトリクスとの吊り合い方程式から、第１制振構造体モデル２７ａの変形計算を行う。このような変形計算は、例えば、 MIDAS IT 社製の midas Gen などの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算できる。
【００６２】
また、第１状態の水平変形量ＵNは、変形前の柱モデル３１の上端の任意の位置３７（図８に示す）と、変形後の柱モデル３１の前記位置３７との水平方向の距離の最大値である。計算された第１状態の水平変形量ＵNは、コンピュータ２１に記憶される。
【００６３】
次に、変形計算工程Ｓ２１では、コンピュータ２１が、第１状態の水平荷重ＦNに基づいて、第１エネルギー吸収体８ａに作用する変形量ＵdNU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂに作用する変形量ＵdNLを計算する（工程Ｓ２１４）。本実施形態の工程Ｓ２１４では、第１制振構造体モデル２７ａに基づいて、第１エネルギー吸収体８ａに作用する変形量ＵdNU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂに作用する変形量ＵdNLが計算される。本実施形態の各変形量ＵdNU及びＵdNLは、せん断変形量である。なお、各変形量ＵdNU及びＵdNLは、必要に応じて、軸変形量、曲げ変形量、又は、摩擦変形量であってもよい。図１０は、第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体の各変形量ＵdNU、ＵdNLを計算するのに用いられる制振構造体モデルの正面図である。
【００６４】
本実施形態の工程Ｓ２１４では、先ず、第１制振構造体モデル２７ａの突板部３６、３６から、第１制振構造体モデル２７ａの幅方向内側に小長さで突出する一対の突片４５、４５が設定される。この突片４５、４５は、板状に設定され、図８に示した有限個の要素Ｆ（ｉ）でモデル化されている。また、突片４５、４５は、第１制振構造体モデル２７ａの幅方向内側の端部４５ｔ、４５ｔが、互いに当接している。このような各突片４５、４５は、各突板部３６、３６への固定が定義される。
【００６５】
本実施形態の一対の突片４５、４５は、第１剛体モデル３２ａ（図８に示す）の上端の位置に配される第１突片４５ａ、４５ａ、第１剛体モデル３２ａの下端の位置に配される第２突片４５ｂ、４５ｂ、第２剛体モデル３２ｂ（図８に示す）の上端の位置に配される第３突片４５ｃ、４５ｃ、及び、第２剛体モデル３２ｂの下端の位置に配される第４突片４５ｄ、４５ｄを含んでいる。本実施形態では、第１制振構造体モデル２７ａの変形前の状態において、各端部４５ｔ、４５ｔの上下方向の中央位置４２、４２が、上下方向で一致するように配置されている。
【００６６】
次に、工程Ｓ２１４では、工程Ｓ２１３と同様に、第１状態の水平荷重ＦNを定義して、第１制振構造体モデル２７ａの変形が計算される。この第１制振構造体モデル２７ａの変形計算に基づいて、第１エネルギー吸収体８ａ（図１に示した）に作用する変形量ＵdNU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂに作用する変形量ＵdNLが計算される。
【００６７】
第１エネルギー吸収体８ａに作用する変形量ＵdNUは、第１突片４５ａ、４５ａの変位量Ｌ１ａと、第２突片４５ｂ、４５ｂの変位量Ｌ１ｂとを平均することによって計算される。図１１は、図１０の部分拡大図である。第１突片４５ａ、４５ａの変位量Ｌ１ａは、第１制振構造体モデル２７ａが水平荷重ＦN（図１０に示す）で変形した状態において、第１突片４５ａ、４５ａの中央位置４２の上下方向の相対変位量であり、第１エネルギー吸収体８ａの上端の幅方向中央位置でのせん断変形量とみなすことができる。また、第２突片４５ｂ、４５ｂの変位量Ｌ１ｂ（図示省略）は、第１突片４５ａ、４５ａの変位量Ｌ１ａと同様に計算される。このような変形量ＵdNUは、水平荷重ＦNによって変形した制振構造体モデル２７において、第１エネルギー吸収体８ａのせん断変形量とみなすことができる。
【００６８】
第２エネルギー吸収体８ｂに作用する変形量ＵdNLは、図１０に示した第３突片４５ｃ、４５ｃの変位量Ｌ１ｃと、第４突片４５ｄ、４５ｄの変位量Ｌ１ｄとの平均によって計算される。第３突片４５ｃ、４５ｃの変位量Ｌ１ｃ、及び、第４突片４５ｄ、４５ｄの変位量Ｌ１ｄは、第１突片４５ａ、４５ａの変位量Ｌ１ａと同様に計算される。このような変形量ＵdNLは、水平荷重ＦNによって変形した制振構造体モデル２７において、第２エネルギー吸収体８ｂのせん断変形量とみなすことができる。
【００６９】
次に、変形計算工程Ｓ２１では、図９に示されるように、コンピュータ２１に、第２状態の制振構造体２をモデル化した第２制振構造体モデル２７ｂが定義される（工程Ｓ２１５）。上述したように、第２状態Ｔ２は、制振構造体２の第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが剛体として配置された状態である。従って、工程Ｓ２１５では、図８に示した制振構造体モデル２７がそのまま用いられる。これにより、工程Ｓ２１５では、第２状態の制振構造体２を、有限個の要素Ｆ（ｉ）で離散化した第２制振構造体モデル２７ｂを設定することができる。第２制振構造体モデル２７ｂは、コンピュータ２１に記憶される。
【００７０】
次に、変形計算工程Ｓ２１では、コンピュータ２１が、第２制振構造体モデル２７ｂに第２状態の水平荷重ＦRを定義して、第２状態の水平変形量ＵRを計算する（工程Ｓ２１６）。本実施形態では、水平荷重ＦRは、梁モデル２８に設定される。これにより、工程Ｓ２１６では、第２制振構造体モデル２７ｂの水平方向の変形を計算することができる。なお、第２状態の水平変形量ＵRは、第１状態の水平変形量ＵNと同様に計算される。第２状態の水平変形量ＵRは、コンピュータ２１に記憶される。
【００７１】
次に、変形計算工程Ｓ２１は、コンピュータ２１に、第３状態の制振構造体２をモデル化した第３制振構造体モデル２７ｃが定義される（工程Ｓ２１７）。上述したように、第３状態Ｔ３は、制振構造体２の第１エネルギー吸収体８ａが剛体として配置されるとともに、第２エネルギー吸収体８ｂが省略された状態である。従って、工程Ｓ２１７では、図８に示した制振構造体モデル２７において、第２剛体モデル３２ｂのみを消去している。これにより、工程Ｓ２１７では、第３状態の制振構造体２を、図８に示した有限個の要素Ｆ（ｉ）で離散化した第３制振構造体モデル２７ｃを容易に定義することができる。このような第３制振構造体モデル２７ｃは、コンピュータ２１に記憶される。
【００７２】
次に、変形計算工程Ｓ２１は、コンピュータ２１が、第３制振構造体モデル２７ｃに、第３状態の水平荷重ＦRUを定義して、第３状態の水平変形量ＵRUを計算する（工程Ｓ２１８）。本実施形態では、水平荷重ＦRUは、梁モデル２８に設定される。これにより、工程Ｓ２１８では、第３制振構造体モデル２７ｃの水平方向の変形を計算することができる。なお、第３状態の水平変形量ＵRUは、第１状態の水平変形量ＵNと同様に計算される。第３状態の水平変形量ＵRUは、コンピュータ２１に記憶される。
【００７３】
次に、変形計算工程Ｓ２１は、コンピュータ２１に、第４状態の制振構造体２を、有限個の要素Ｆ（ｉ）で離散化した第４制振構造体モデル２７ｄが定義される（Ｓ２１９）。上述したように、第４状態Ｔ４は、制振構造体２の第２エネルギー吸収体８ｂが剛体として配置されるとともに、第１エネルギー吸収体８ａが省略された状態である。従って、工程Ｓ２１９では、図８に示した制振構造体モデル２７において、第１剛体モデル３２ａのみを消去している。これにより、工程Ｓ２１９では、第４制振構造体モデル２７ｄを容易に定義することができる。このような第４制振構造体モデル２７ｄは、コンピュータ２１に記憶される。
【００７４】
次に、変形計算工程Ｓ２１は、コンピュータ２１が、第４制振構造体モデル２７ｄに第４状態の水平荷重ＦRLを定義して、第４状態の水平変形量ＵRLが計算される（工程Ｓ２２０）。本実施形態では、水平荷重ＦRLは、梁モデル２８に設定されている。これにより、工程Ｓ２２０では、第４制振構造体モデル２７ｄの水平方向の変形を計算することができる。なお、第４状態の水平変形量ＵRLは、第１状態の水平変形量ＵNと同様に計算される。第４状態の水平変形量ＵRLは、コンピュータ２１に記憶される。
【００７５】
次に、計算工程Ｓ２では、４つの状態の制振構造体２の変形の計算結果に基づいて、各要素バネ２４の剛性が計算される（バネ剛性計算工程Ｓ２２）。図１２は、本実施形態のバネ剛性計算工程Ｓ２２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
バネ剛性計算工程Ｓ２２では、先ず、コンピュータ２１が、図５に示した第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU、及び、第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLを計算する（工程Ｓ２２１）。この工程Ｓ２２１では、工程Ｓ２１４で求められた第１エネルギー吸収体８ａに作用する変形量ＵdNU、第２エネルギー吸収体８ｂに作用する変形量ＵdNL、及び、下記式（１）を用いて、第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU、及び、第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLが計算される。
【００７７】
【数１】
2015158064.tif 000005
ただし、ＳdU：第１エネルギー吸収体の剛性
ＳdL：第２エネルギー吸収体の剛性
ＵN：第１状態の制振構造体の水平変形量
【００７８】
上記式（１）において、αNUは、第１エネルギー吸収体８ａに作用する変形量ＵdNUと、第１状態の制振構造体の水平変形量ＵNとの比率である。この比率αNUは、制振構造体の水平変形量ＵNに対して、第１エネルギー吸収体８ａにどれだけ変形が作用するかを示すものである。また、本実施形態の剛性ＳdUは、第１エネルギー吸収体８ａのせん断剛性である。本実施形態では、上記非特許文献１と同様に、比率αNUの二乗に、第１エネルギー吸収体８ａの剛性ＳdUを乗じることにより、第１要素バネ２４ａの剛性ＫdUが求められる。
【００７９】
上記式（１）において、αNLは、第２エネルギー吸収体８ｂに作用する変形量ＵdNLと、第１状態の制振構造体の水平変形量ＵNとの比率である。この比率αNLも、制振構造体の水平変形量ＵNに対して、第２エネルギー吸収体８ｂにどれだけ変形が作用するかを示すものである。また、本実施形態の剛性ＳdLは、第１エネルギー吸収体８ｂのせん断剛性である。本実施形態では、比率αNLの二乗に、第２エネルギー吸収体８ｂの剛性ＳdLを乗じることにより、第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLが求められる。これらの第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU、及び、第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLは、コンピュータ２１に記憶される。
【００８０】
本実施形態では、第１エネルギー吸収体８ａの剛性ＳdU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂの剛性ＳdLが、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂを用いた引張試験等によって予め測定されている。なお、各剛性ＳdU及びＳdLを求める方法としては、本実施形態に限定されるわけではなく、例えば、各エネルギー吸収体８ａ、８ｂをモデル化したエネルギー吸収体モデル（図示省略）を用いて、非線形有限要素解析法による解析結果等から設定されてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU及び第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLが計算によって求められるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU及び第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLは、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂを用いた実験によって求められてもよいのは言うまでもない。
【００８２】
次に、バネ剛性計算工程Ｓ２２では、コンピュータ２１が、下記式（２）を用いて、第３要素バネの剛性Ｋfs、第４要素バネの剛性ＫA、第５要素バネの剛性ＫB、及び、第６要素バネの剛性ＫCを計算する（工程Ｓ２２２）。
【００８３】
【数２】
2015158064.tif 000006
ただし、ＫN：第１状態の制振構造体の水平剛性
ＫR：第２状態の制振構造体の水平剛性
ＫRU：第３状態の制振構造体の水平剛性
ＫRL：第４状態の制振構造体の水平剛性
Ｋ’R：第２状態の第２自由度の水平剛性
Ｋ’RU：第３状態の第２自由度の水平剛性
Ｋ’RL：第４状態の第２自由度の水平剛性
ＦN：第１状態の制振構造体への水平荷重
ＦR：第２状態の制振構造体への水平荷重
ＦRU：第３状態の制振構造体への水平荷重
ＦRL：第４状態の制振構造体への水平荷重
ＵN：第１状態の制振構造体の水平変形量
ＵR：第２状態の制振構造体の水平変形量
ＵRU：第３状態の制振構造体の水平変形量
ＵRL：第４状態の制振構造体の水平変形量
【００８４】
上述したように、図５に示した第３要素バネ２４ｃは、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの影響を受けない柱６ａ、６ａの剛性を定義するものである。従って、第３要素バネの剛性Ｋfsは、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが省略された第１状態の制振構造体の水平剛性ＫNと同一とみなすことができる。なお、第１状態の制振構造体の水平剛性ＫNは、上記式（２）に示されるように、第１状態の制振構造体への水平荷重ＦNを、第１状態の制振構造体の水平変形量ＵNで除することによって求められる。これにより、第３要素バネ２４ｃの剛性Ｋfsを求めることができる。この剛性Ｋfsは、コンピュータ２１に記憶される。
【００８５】
図５に示されるように、第４要素バネ２４ｄ、第５要素バネ２４ｅ及び第６要素バネ２４ｆは、水平バネ系モデル２３の第２自由度２６ｂを定義するのに用いられている。このため、本実施形態では、水平バネ系モデル２３の第２自由度２６ｂにおいて、第４要素バネ２４ｄの剛性ＫA、第５要素バネ２４ｅの剛性ＫB及び第６要素バネ２４ｆの剛性ＫCが計算される。
【００８６】
本実施形態では、先ず、図１３（ａ）に示す第２状態Ｔ２の第２自由度２６ｂの水平剛性Ｋ’R、図１３（ｂ）に示す第３状態Ｔ３の第２自由度２６ｂの水平剛性Ｋ’RU、及び、図１３（ｃ）に示す第４状態Ｔ４の第２自由度２６ｂの水平剛性Ｋ’RLが計算される。そして、これらの水平剛性Ｋ’R、Ｋ’RU、Ｋ’RLに基づいて、第４要素バネ２４ｄの剛性ＫA、第５要素バネ２４ｅの剛性ＫB、及び、第６要素バネ２４ｆの剛性ＫCが計算される。なお、各第２自由度２６ｂでは、計算を簡略化するために、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂが完全剛体と仮定し、第１要素バネ２４ａ及び第２要素バネ２４ｂ（図５に示す）を省略している。
【００８７】
第２状態の第２自由度２６ｂの水平剛性Ｋ’Rは、上記式（２）に示されるように、第２状態の制振構造体２の水平剛性ＫRから、第１自由度２６ａの水平剛性（即ち、第１状態の制振構造体の水平剛性ＫN）を減じることによって求めることができる。なお、第２状態の制振構造体２の水平剛性ＫRは、第２状態の制振構造体への水平荷重ＦRを、第２状態の制振構造体の水平変形量ＵRで除することによって求めることができる。
【００８８】
第３状態の第２自由度の水平剛性Ｋ’RUは、第３状態の制振構造体２の水平剛性ＫRUから、第１自由度２６ａの水平剛性（即ち、第１状態の制振構造体の水平剛性ＫN）を減じることによって求めることができる。なお、第３状態の制振構造体２の水平剛性ＫRUは、第３状態の制振構造体への水平荷重ＦRUを、第３状態の制振構造体の水平変形量ＵRUで除することによって求めることができる。
【００８９】
第４状態の第２自由度の水平剛性Ｋ’RLは、第４状態の制振構造体２の水平剛性ＫRLから、第１自由度２６ａの水平剛性（即ち、第１状態の制振構造体の水平剛性ＫN）を減じることによって求めることができる。なお、第４状態の制振構造体２の水平剛性ＫRLは、第４状態の制振構造体への水平荷重ＦRLを、第４状態の制振構造体の水平変形量ＵRLで除することによって求めることができる。
【００９０】
図１３（ａ）に示されるように、第２状態Ｔ２の第２自由度２６ｂは、第４要素バネ２４ｄと第５要素バネ２４ｅとの並列バネに、第６要素バネ２４ｆを直列で連結する水平バネ系モデルとして定義することができる。
【００９１】
図１３（ｂ）に示されるように、第３状態Ｔ３は、第２エネルギー吸収体８ｂ（図１に示す）が省略されるため、第２要素バネ２４ｂ（図５に示す）が配されている位置が切断されている。このため、第３状態Ｔ３では、第２要素バネ２４ｂに直列で連結されていた第５要素バネ２４ｅを無視することができる。従って、第３状態Ｔ３の第２自由度２６ｂは、第４要素バネ２４ｄと第６要素バネ２４ｆとを直列で連結する水平バネ系モデルとして定義することができる。
【００９２】
図１３（ｃ）に示されるように、第４状態Ｔ４は、第１エネルギー吸収体８ａ（図１に示す）が省略されるため、第１要素バネ２４ａ（図５に示す）が配されている位置が切断されている。このため、第４情愛Ｔ４では、第１要素バネ２４ａ（図５に示す）に直列で連結されていた第４要素バネ２４ｄを無視することができる。従って、第４状態Ｔ４の第２自由度２６ｂは、第５要素バネ２４ｅと第６要素バネ２４ｆとを直列で連結する水平バネ系モデルとして定義することができる。
【００９３】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示した水平バネ系モデルを考慮すると、第２状態の第２自由度の水平剛性Ｋ’R、第３状態の第２自由度の水平剛性Ｋ’RU、及び、第４状態の第２自由度の水平剛性Ｋ’RLと、第４要素バネの剛性ＫA、第５要素バネの剛性ＫB、及び、第６要素バネの剛性ＫCとの関係は、下記式（３）で定義することができる。
【００９４】
【数３】
2015158064.tif 000007
【００９５】
上記式（３）は、さらに、下記式（４）のように展開することができる。この下記式（４）を展開し、さらに解の公式を用いることにより、第４要素バネの剛性ＫA、第５要素バネの剛性ＫB、及び、第６要素バネの剛性ＫCを、上記式（２）のように特定することができる。
【００９６】
【数４】
2015158064.tif 000008
【００９７】
このように、工程Ｓ２２２では、上記式（２）を用いて、第３要素バネの剛性Ｋfs、第４要素バネの剛性ＫA、第５要素バネの剛性ＫB、及び、第６要素バネの剛性ＫCを、容易に計算することができる。これらの剛性Ｋfs、ＫA、ＫB及びＫCは、コンピュータ２１に記憶される。
【００９８】
次に、本実施形態の設計方法では、計算された各要素バネ２４の剛性に基づいて、水平バネ系モデル２３が表す制振構造体の性能が評価される（評価工程Ｓ３）。図１４は、評価工程Ｓ３の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００９９】
本実施形態の評価工程Ｓ３では、先ず、コンピュータ２１が、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSを求める（工程Ｓ３１）。この工程Ｓ３１では、図５に示した水平バネ系モデル２３において、第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU、第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdL、第３要素バネ２４ｃの剛性Ｋfs、第４要素バネ２４ｄの剛性ＫA、第５要素バネ２４ｅの剛性ＫB、及び、第６要素バネ２４ｆの剛性ＫCが合成される。このような要素バネ２４の合成により、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSを求めることができる。なお、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSは、下記式（５）の関係を有している。
【０１００】
【数５】
2015158064.tif 000009
ただし、ＦS：制振構造体への水平荷重
ＵS：制振構造体の水平変形量
【０１０１】
図１５は、制振構造体２への水平荷重ＦSと、制振構造体の水平変形量ＵSとの関係を示すグラフである。本実施形態の工程Ｓ３１では、上記式（４）に基づいて、図１５に示される制振構造体２への水平荷重ＦSと、制振構造体の水平変形量ＵSとの関係を求めることができる。このような水平荷重ＦSと水平変形量ＵSとの関係は、制振構造体２の力学特性、及び、各エネルギー吸収体８、８の挙動を評価するのに役立つ。
【０１０２】
次に、評価工程Ｓ３では、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSが許容範囲内であるか否かが判断される（工程Ｓ３２）。工程Ｓ３２では、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSが許容範囲内であると判断された場合、次の工程Ｓ３３が実行される。一方、全体の水平剛性ＫSが、許容範囲内にないと判断された場合には、制振構造体２の設計因子（例えば、柱６ａ、６ａ、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂ）の少なくとも一つが変更されて（工程Ｓ３４）、工程Ｓ１〜工程Ｓ３が再度実施される。これにより、本実施形態の設計方法では、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSが許容範囲内になるまで、制振構造体２の設計因子が変更されるため、建物の変形や振動を抑制することができる制振構造体２を設計することができる。
【０１０３】
次に、評価工程Ｓ３では、コンピュータ２１が、第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLを求める（工程Ｓ３３）。この工程Ｓ３３では、先ず、制振構造体２への水平荷重ＦSに対して、第１エネルギー吸収体８ａが負担するせん断力ＦdU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂが負担するせん断力ＦdLがそれぞれ求められる。そして、第１エネルギー吸収体８ａのせん断力ＦdUを、第１エネルギー吸収体の剛性（せん断剛性）ＳdUで除することにより、第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdUが求められる。また、第２エネルギー吸収体８ｂのせん断力ＦdLを、第２エネルギー吸収体の剛性（せん断剛性）ＳdLで除することにより、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLが求められる。なお、これらの変形量ＵdU及びＵdLは、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂのせん断変形量である。
【０１０４】
工程Ｓ３３では、図１６に示されるように、第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdUと、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLとの関係を示すグラフが求められるのが望ましい。このような第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdUと、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLとの関係は、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの変形量（せん断変形量）の違いを的確に把握することができるため、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの挙動や、求められる剛性を把握するのに役立つ。
【０１０５】
次に、評価工程Ｓ３では、第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLが、許容範囲内であるか否かが判断される（工程Ｓ３５）。工程Ｓ３５では、許容範囲内であると判断された場合、水平バネ系モデル２３に基づいて、２つの柱６ａ、６ａ、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂを含む制振構造体２が製造される（工程Ｓ３６）。一方、第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLが、許容範囲内にないと判断された場合には、制振構造体２の設計因子（例えば、柱６ａ、６ａ、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂ）の少なくとも一つが変更されて（工程Ｓ３４）、工程Ｓ１〜工程Ｓ３が再度実施される。
【０１０６】
これにより、本実施形態の設計方法では、制振構造体２の全体の水平剛性ＫSだけでなく、第１エネルギー吸収体８ａの変形量ＵdU、及び、第２エネルギー吸収体８ｂの変形量ＵdLが許容範囲内になるまで、制振構造体２の設計因子が変更されるため、建物の変形や振動を効果的に抑制することができる制振構造体２を確実に設計することができる。
【０１０７】
本実施形態の設計方法では、第１エネルギー吸収体８ａ及び第２エネルギー吸収体８ｂの各変位を独立して表すことができる水平バネ系モデル２３が用いられるため、力学的に非対称性を有して配された一対のエネルギー吸収体８ａ、８ｂが設けられた制振構造体２の挙動を、短期間かつ低コストで、正確に評価することができる。従って、本実施形態の設計方法では、制振構造体２を効率よく設計することができる。しかも、本実施形態では、第１要素バネ２４ａ〜第６要素バネ２４ｆを含む図５に示した水平バネ系モデル２３が用いられるため、制振構造体２の挙動をより正確に評価することができる。
【０１０８】
また、工程Ｓ３４では、水平バネ系モデル２３から求められる制振構造体２の全体の水平剛性ＫSが許容範囲になるように、第１要素バネ２４ａの剛性ＫdU、及び、第２要素バネ２４ｂの剛性ＫdLが逆算されてもよい。これにより、水平剛性ＫSを許容範囲内にすることができる各エネルギー吸収体８ａ、８ｂの剛性を、容易に求めることができるため、制振構造体２を効率よく設計することができる。
【０１０９】
図１７（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態の制振構造体２を示す模式図である。本実施形態の設計方法では、例えば、図１７（ａ）、（ｂ）に示されるような制振構造体２に対しても、適用することができる。
【０１１０】
図１７（ａ）に示される制振構造体２は、前実施形態と同様に、２つの柱６ａ、６ａ間の架構面７に、２つのエネルギー吸収体８ｃ、８ｄが配置されている。この制振構造体２では、上側のエネルギー吸収体８ｃと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの距離Ｌ２ａ、及び、下側のエネルギー吸収体８ｄと柱６ａとの交点から下側の梁４ｂまでの距離Ｌ２ｂが、それぞれ異なっている。
【０１１１】
図１７（ｂ）に示される制振構造体２は、柱６ａと上側の梁４ａとの間の架構面７に筋違状に配置される上側のエネルギー吸収体８ｃと、柱６ａと下側の梁４ｂとの間の架構面７に、筋違状に配置される下側のエネルギー吸収体８ｄとを含んでいる。この制振構造体２では、上側のエネルギー吸収体８ｃと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの垂直方向の距離Ｌ２ａ、及び、下側のエネルギー吸収体８ｄと柱６ａとの交点から下側の梁４ｂまでの垂直方向の距離Ｌ２ｂが、それぞれ異なっている。
【０１１２】
図１７（ａ）、（ｂ）に示される制振構造体２では、上側のエネルギー吸収体８ｃ及び下側のエネルギー吸収体８ｄが、力学的に非対称性を有して、架構面７に配置されている。このような制振構造体２の場合には、例えば、上側のエネルギー吸収体８ｃを第１要素バネ２４ａ（図５に示す）とし、下側のエネルギー吸収体８ｄを第２要素バネ２４ｂ（図５に示す）とする水平バネ系モデル２３を定義して、制振構造体２の性能が評価されるのが望ましい。これにより、本発明の設計方法では、力学的に非対称性を有して配された一対のエネルギー吸収体８ｃ、８ｄが設けられた制振構造体２の挙動を、正確に評価することができるため、制振構造体を効率よく設計することができる。
【０１１３】
図１８（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態の制振構造体を示す模式図である。図１８（ａ）に示される制振構造体２は、２つの梁４ａ、４ｂ間の架構面７に、２つのエネルギー吸収体８ｃ、８ｄが配置されている。この制振構造体２では、一方側のエネルギー吸収体８ｃと梁４ａ、４ｂとの各交点から一方側の柱６ａまでの距離Ｌ２ａ、及び、他方側のエネルギー吸収体８ｄと梁４ａ、４ｂとの各交点から他方側の柱６ａまでの距離Ｌ２ｂが、それぞれ異なっている。
【０１１４】
図１８（ｂ）に示される制振構造体２は、柱６ａと上側の梁４ａとの間の架構面７に方杖状に配置される２つのエネルギー吸収体８ｃ、８ｄを含んでいる。この制振構造体２では、一方側のエネルギー吸収体８ｃと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの距離Ｌ２ａ、及び、他方側のエネルギー吸収体８ｄと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの距離Ｌ２ｂが同一に設定されている。しかしながら、一方側のエネルギー吸収体８ｃと上側の梁４ａとの交点から一方側の柱６ａまでの距離Ｌ２ｃ、及び、他方側のエネルギー吸収体８ｄと上側の梁４ａとの交点から他方側の柱６ａまでの距離Ｌ２ｄが、それぞれ異なっている。
【０１１５】
図１８（ａ）、（ｂ）に示される制振構造体２では、一方側のエネルギー吸収体８ｃ及び他方側のエネルギー吸収体８ｄが、力学的に非対称性を有して、架構面７に配置されている。このような制振構造体２の場合も、例えば、一方側のエネルギー吸収体８ｃを第１要素バネ２４ａ（図５に示す）とし、他方側のエネルギー吸収体８ｄを第２要素バネ２４ｂ（図５に示す）とする水平バネ系モデル２３を定義して、制振構造体２の性能が評価されるのが望ましい。
【０１１６】
図１９（ａ）、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態の制振構造体を示す模式図である。図１９（ａ）に示される制振構造体２は、柱６ａと上側の梁４ａとの間の架構面７に方杖状に配置される２つのエネルギー吸収体８ｃ、８ｄ、及び、２つの柱６ａ、６ａ間の架構面７に配置される一つのエネルギー吸収体８ｅを含んで構成されている。
【０１１７】
この制振構造体２では、一方側のエネルギー吸収体８ｃと上側の梁４ａとの交点から柱６ａまでの水平方向の距離Ｌ２ａ、及び、他方側のエネルギー吸収体８ｄと上側の梁４ａとの交点から柱６ａまでの水平方向の距離Ｌ２ｂが同一に設定されている。さらに、一方側のエネルギー吸収体８ｃと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの垂直方向の距離Ｌ２ｃ、及び、他方側のエネルギー吸収体８ｄと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの垂直方向の距離Ｌ２ｄが同一に設定されている。このため、一方側のエネルギー吸収体８ｃ及び他方側のエネルギー吸収体８ｄは、力学的に対称性を有して架構面７に配置されている。
【０１１８】
従って、図１９（ａ）に示される制振構造体２では、２つのエネルギー吸収体８ｃ、８ｄと、下側のエネルギー吸収体８ｅとが、力学的に非対称性を有して、架構面７に配置されている。このような制振構造体２の場合は、例えば、一方側のエネルギー吸収体８ｃ及び他方側のエネルギー吸収体８ｄを第１要素バネ２４ａ（図５に示す）とし、下側のエネルギー吸収体８ｄを第２要素バネ２４ｂ（図５に示す）とする水平バネ系モデル２３を定義して、制振構造体２の性能が評価されるのが望ましい。
【０１１９】
図１９（ｂ）に示される制振構造体２は、柱６ａ、６ａと上側の梁４ａとの間の架構面７に方杖状に配置される上側のエネルギー吸収体８ｃ、８ｄ、及び、柱６ａ、６ａと下側の梁４ｂとの間の架構面７に方杖状に配置される下側のエネルギー吸収体８ｆ、８ｇを含んで構成されている。
【０１２０】
この制振構造体２では、上側のエネルギー吸収体８ｃ、８ｄと上側の梁４ａとの交点から柱６ａまでの水平方向の各距離Ｌ２ａ、及び、下側のエネルギー吸収体８ｆ、８ｇと下側の梁４ｂとの交点から柱６ａまでの水平方向の各距離Ｌ２ｂが同一に設定されている。しかしながら、上側のエネルギー吸収体８ｃ、８ｄと柱６ａとの交点から上側の梁４ａまでの垂直方向の各距離Ｌ２ｃ、及び、下側のエネルギー吸収体８ｆ、８ｇと柱６ａとの交点から下側の梁４ｂまでの垂直方向の各距離Ｌ２ｄが、それぞれ異なっている。
【０１２１】
従って、図１９（ｂ）に示される制振構造体２では、上側のエネルギー吸収体８ｃ、８ｄと、下側のエネルギー吸収体８ｆ、８ｇとが、力学的に非対称性を有して、架構面７に配置されている。このような制振構造体２の場合は、例えば、上側のエネルギー吸収体８ｃ、８ｄを第１要素バネ２４ａ（図５に示す）とし、下側のエネルギー吸収体８ｆ、８ｇを第２要素バネ２４ｂ（図５に示す）とする水平バネ系モデル２３を定義して、制振構造体２の性能が評価されるのが望ましい。
【０１２２】
このように、本発明の設計方法では、力学的に非対称性を有して骨組６、６間に配されたエネルギー吸収体８を含む様々な制振構造体２の挙動を、正確に評価することができるため、制振構造体２を効率よく設計することができる。
【０１２３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【０１２４】
図３、図６、図７、図１２及び図１４に示した処理手順に従い、図１に示した制振構造体に基づいて、図５に示した水平バネ系モデルを設定し、制振構造体の性能が評価された（実施例）。また、図１に示した制振構造体を実際に製造し、制振構造体の性能が評価された（実験例）。
【０１２５】
実施例及び実験例では、制振構造体への水平荷重、制振構造体の水平変形量、第１エネルギー吸収体のせん断変形量、及び、第２エネルギー吸収体のせん断変形量がそれぞれ計算又は測定された。なお、第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体は、同一のものが採用されている。また、図２０は、実施例及び実験例での各エネルギー吸収体へのせん断荷重と、各エネルギー吸収体のせん断変形量との関係を示すグラフである。このグラフに示されるように、実施例の第１エネルギー吸収体の剛性ＳdU、及び、第２エネルギー吸収体の剛性ＳdLは、実験例の第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体のせん断剛性に一致するように設定されている。
【０１２６】
図２１は、実施例及び実験例での制振構造体への水平荷重と、制振構造体の水平変形量との関係を示すグラフである。図２２は、実施例及び実験例での第１エネルギー吸収体のせん断変形量と、第２エネルギー吸収体のせん断変形量との関係を示すグラフである。また、共通仕様、及び、各要素バネの剛性の計算結果は、次のとおりである。
制振構造体（耐力壁）：
高さ：２７５０mm、幅：４５０mm
柱（断面角パイプ状の鉄骨柱）：
幅：８０mm、奥行：８０mm、厚さ：３．２mm
突板部の厚さ：６．０mm
梁：
高さ：２００mm、幅：１００mm、ウエブ厚さ：３．２mm
フランジ厚さ：４．５mm
第１エネルギー吸収体、第２エネルギー吸収体（ハット形鋼）：
山幅：２００mm、山高：３５mm、せん断方向長さ：９５０mm、
厚さ：２．３mm、突板部との接合間隔（水平方向）：２４０mm
第１状態：
水平荷重ＦN：１００００Ｎ、水平変形量ＵN：９９．３８２mm
水平剛性ＫN：１００．６２２kN／m
αNU：０．１６７、αNL：０．１５９
第２状態：
水平荷重ＦR：１００００Ｎ、水平変形量ＵR：５．１６１mm
水平剛性ＫR：１９３７．４６４kN／m
第２自由度の水平剛性ＫR：１８３６．８４３kN／m
第３状態：
水平荷重ＦRU：１００００Ｎ、水平変形量ＵRU：１０．５８７mm
水平剛性ＫRU：９４４．５２６kN／m
第２自由度の水平剛性ＫRU：８４３．９０４kN／m
第４状態：
水平荷重ＦRL：１００００Ｎ、水平変形量ＵRL：１０．５６４mm
水平剛性ＫRL：６４２．５２４kN／m
第２自由度の水平剛性ＫRL：５４１．９０２kN／m
係数：
ａ：−４５１．０３６
ｂ：−９１４６２６．９３２
ｃ：８４００１２９４６．２４５
水平バネ系モデル：
第１要素バネの剛性ＫdU：最大１３３８kN／m〜最小５２kN／m（マルチリニア）
第２要素バネの剛性ＫdL：最大１２１８kN／m〜最小４７kN／m（マルチリニア）
第３要素バネの剛性Ｋfs：１０１kN／m、６９kN／m（バイリニア）
第４要素バネの剛性ＫA：６４４kN／m
第５要素バネの剛性ＫB：４５２kN／m
第６要素バネの剛性ＫC：−２７１４kN／m
【０１２７】
テストの結果、図２１に示されるように、実施例及び実験例は、制振構造体への水平荷重と、制振構造体の水平変形量との関係が広範囲で一致することが確認できた。さらに、実施例では、上記非特許文献１とは異なり、第１エネルギー吸収体のせん断変形量、及び、第２エネルギー吸収体のせん断変形量を独立して求めることができるため、第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体の挙動を評価することができた。
【０１２８】
しかも、図２２に示されるように、実施例及び実験例は、第１エネルギー吸収体のせん断変形量と、第２エネルギー吸収体のせん断変形量との関係も一致することが確認できた。従って、本発明の設計方法では、力学的に非対称性を有して配された第１エネルギー吸収体及び第２エネルギー吸収体が設けられた制振構造体の挙動を、正確に評価することができるため、制振構造体を効率よく設計できることが確認できた。
【符号の説明】
【０１２９】
６      骨組
８ａ    第１エネルギー吸収体
８ｂ    第２エネルギー吸収体
２３      水平バネ系モデル
２４ａ    第１要素バネ
２４ｂ    第２要素バネ
２６ａ    第１自由度
２６ｂ    第２自由度
【図１】
2015158064.tif 000012
【図２】
2015158064.tif 000013
【図３】
2015158064.tif 000014
【図４】
2015158064.tif 000015
【図５】
2015158064.tif 000016
【図６】
2015158064.tif 000017
【図７】
2015158064.tif 000018
【図８】
2015158064.tif 000019
【図９】
2015158064.tif 000020
【図１０】
2015158064.tif 000021
【図１１】
2015158064.tif 000022
【図１２】
2015158064.tif 000023
【図１３】
2015158064.tif 000024
【図１４】
2015158064.tif 000025
【図１５】
2015158064.tif 000026
【図１６】
2015158064.tif 000027
【図１７】
2015158064.tif 000028
【図１８】
2015158064.tif 000029
【図１９】
2015158064.tif 000030
【図２０】
2015158064.tif 000031
【図２１】
2015158064.tif 000032
【図２２】
2015158064.tif 000033