(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の鉛直荷重を支える柱と、この柱の側面に並置されていると共に、天井梁側と床梁側との間に介在されて、柱の水平方向の振動を減衰させる制震手段と、一端部が天井梁側に他端部が地盤の基礎に夫々固定されていると共に、制震手段を間にして鉛直方向に立設された一対の補強フレーム手段とを具備しており、制震手段は、上部に開口を有すると共に下部に底壁板を有して、当該底壁板の部位で床梁側に連結された箱体と、この箱体の開口を通って箱体内外に伸張しており、箱体外に位置した部位で天井梁側に連結された抵抗板と、箱体内において当該箱体と抵抗板との間の隙間に充填された粘性体とを具備している制震構造物。
【請求項２】
各補強フレーム手段は、天井梁側及び床梁側に固定された補強フレームを具備している請求項１に記載の制震構造物。
【請求項３】
天井梁及び床梁の夫々は、底壁板及び抵抗板の夫々が連結された水平フランジ部を有したＨ形鋼を具備しており、水平フランジ部には取付け板が取付けられており、補強フレーム手段は、取付け板に固定されている請求項１又は２に記載の制震構造物。
【請求項４】
各補強フレーム手段は角部材を具備している請求項１から３のいずれか一項に記載の制震構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物等の構造物の鉛直荷重を支える柱の地震、風、交通振動等による横（水平）方向の変形振動を可及的速やかに減衰させて、これにより構造物の制震を行うようにした制震構造物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
建築物としての事業用又は事務所用のビル、集合住宅、戸建住宅、橋脚、橋台等の構造物の地震、風、交通振動等に起因する横（水平）方向振動を可及的速やかに減衰させるために、鉛ダンパ、粘性ダンパ、鋼棒ダンパ等の振動減衰装置が用いられるが、斯かる振動減衰装置は、多くの場合、構造物と地盤との間に配置されるので、既設の構造物に対しては適用し難いという問題を有している。
【０００３】
一方、構造物の壁内に上記のような減衰装置を設置した所謂免震壁は、既設の構造物に対しても容易に適用できるのであるが、斯かる免震壁では、新設、既設に拘らず、適用に当たって制震効果を得るに必要な個数の壁が存在しない場合には、構造物内に新たな壁を設置して構造物内を小さく仕切る必要が生じ、また、構造物内の室と室とを結ぶ通路とすべき場所にはその設置ができず、この点において設置の自由度が制限されることになる。
【０００４】
そこで、箱体内に抵抗板を配置すると共に、箱体と抵抗板との間の隙間に粘性体を充填し、箱体に対する抵抗板の相対的変位で粘性体を剪断して、この粘性体の剪断によって相対的変位エネルギを吸収するようにした振動減衰装置を柱の側面に並置すると上記の問題を解決し得るのであるが、斯かる振動減衰装置では、通常、抵抗板を天井梁に、箱体を床梁に夫々固定する結果、上記の相対的変位において大きな回転モーメントが箱体及び抵抗板を介して天井梁及び床梁に加わることとなる。
【０００５】
しかしながら、既存の構造物では、天井梁及び床梁自体に斯かる大きな回転モーメントに対する耐力を期待し難く、この耐力を得るための天井梁及び床梁の取り替えは大幅な改修工事となり、また、新設の構造物では、大きな強度をもった天井梁及び床梁とする必要があり、いずれにしても極めて多くの経費と時間とを必要とする。
【０００６】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、新設、既設に拘らず、構造物内を小さく仕切る必要もなく、しかも、通路空間に制限されることなしに、地震、風、交通振動等による横方向の柱の変形振動を可及的速やかに減衰させて、これにより構造物の制震を行うようにすると共に、新設の構造物では、必要以上の大きな強度をもった天井梁及び床梁を用いなくても、また、既存の構造物では、天井梁及び床梁の取り替えなしに、大きな回転モーメントに対する耐力をもった制震構造物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の制震構造物は、構造物の鉛直荷重を支える柱と、この柱の側面に並置されていると共に、天井梁側と床梁側との間に介在されて、柱の水平方向の振動を減衰させる制震手段と、一端部が天井梁側に他端部が地盤の基礎に夫々固定されていると共に、制震手段を間にして鉛直方向に立設された一対の補強フレーム手段とを具備しており、ここで、制震手段は、上部に開口を有すると共に下部に底壁板を有して、当該底壁板の部位で床梁側に連結された箱体と、この箱体の開口を通って箱体内外に伸張しており、箱体外に位置した部位で天井梁側に連結された抵抗板と、箱体内において当該箱体と抵抗板との間の隙間に充填された粘性体とを具備している。
【０００８】
第一の態様の制震構造物によれば、制震手段が構造物の鉛直荷重を支える柱の側面に並置されているので、地震、風、交通振動等による水平方向（横方向）の柱の変形振動を可及的速やかに減衰させて、これにより構造物の制震を行うことができ、しかも、制震手段のために構造物内を小さく仕切る必要もなく、また、通路空間に制限されることなしに制震手段を設置できて、好ましく制震化された構造物を提供できる上に、制震手段の制震動作に伴って生じる大きな回転モーメントを一対の補強フレーム手段で受容できるので、新設の構造物では、必要以上の大きな強度をもった天井梁及び床梁を用いなくても、また、既存の構造物では、天井梁及び床梁の取り替えなしに、少ない経費と時間とで更に好ましく制震化された構造物を提供できる。
【０００９】
また、第一の態様の制震構造物によれば、制震手段が、箱体と、この箱体の開口を通って箱体内外に伸張した抵抗板と、箱体と抵抗板との間の隙間に充填された粘性体とを具備してなるために、柱の側面からの制震手段の出っ張りを極めて小さくでき、制震手段を設けても構造物の周りに所望の大きさの空間を維持できる。
【００１０】
本発明における各補強フレーム手段は、天井梁側及び床梁側に固定された補強フレームを具備していてもよく、また本発明では、天井梁及び床梁の夫々は、底壁板及び抵抗板の夫々が連結された水平フランジ部を有したＨ形鋼を具備し、水平フランジ部には取付け板が取付けられており、補強フレーム手段は、取付け板に固定されていてもよく、更には、各補強フレーム手段は、角部材を具備していてもよい。
【００１１】
本発明において、基礎とこの基礎上の床梁との間の柱の部位に制震手段が配置される場合には、基礎を床梁側とし、基礎上の床梁を天井梁側とみなして、制震手段は、一方では基礎側に、他方では床梁側に夫々連結されるようになっており、斯かる連結態様も本発明は含むのである。
【００１２】
次に本発明を、図面に示す好ましい具体例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明は、これら具体例に何ら限定されないのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１から図４において、本例の制震構造物としての高層の建物１は、建物１の鉛直荷重を支えるように、鉛直方向Ｖに伸びて配された複数の四角の柱（角柱）２と、各角柱２を橋絡して各角柱２間に水平方向Ｈに伸びて配された複数の梁３と、建物１の所与の階の所与の柱２、例えば各階における各角柱２の対向する側面４及び５に並置されている一対の制震手段６と、一端部７が天井梁３側に他端部８が地盤９の基礎１０に夫々固定されていると共に、各制震手段６を間にして鉛直方向Ｖに立設された二対の補強フレーム手段１１とを具備している。
【００１４】
角柱２は、鉄筋又は鉄骨入りのコンクリート製であって、梁３の夫々の一端部を支持している。
【００１５】
天井梁３及び床梁３の夫々は、水平フランジ部１５を有したＨ形鋼を具備しており、Ｈ形鋼からなる各梁３の一端部において、制震手段６が配される水平フランジ部１５には、ボルト１６により取付け板１７及び１８がしっかりと取付けられている。
【００１６】
側面４に配された制震手段６と側面５に配された制震手段６とは同様に構成されているので、以下、側面４に配された制震手段６について説明する。
【００１７】
制震手段６は、上部に開口２１を有すると共に下部に底壁板２２を有して、底壁板２２で床側の梁３に連結された箱体２４と、箱体２４の開口２１を通って箱体２４内外に伸張しており、箱体２４外に位置した部位で天井側の梁３に連結された二枚の抵抗板２６と、箱体２４と当該箱体２４内に位置した抵抗板２６の部位との間の隙間及び箱体２４内に位置した抵抗板２６相互の間の隙間に充填された粘性体２７とを具備している。
【００１８】
箱体２４は、底壁板２２に加えて、底壁板２２に溶接等により固着された一対の幅広側壁板３１及び３２と、横方向において互いに対向して配されていると共に、底壁板２２並びに幅広側壁板３１及び３２に溶接等により固着された一対の狭幅側壁板３３及び３４と、下縁が底壁板２２に溶接等により固着されていると共に二枚の抵抗板２６間に、当該二枚の抵抗板２６と隙間をもって配された中間板３５とを有しており、一方の幅広側壁板３１は、角柱２の側面４に対面して配されており、中間板３５と二枚の抵抗板２６との間の隙間にも粘性体２７が充填されている。広い開口２１を得るべく、幅広側壁板３１及び３２の各上縁には、当該幅広側壁板３１及び３２並びに一対の狭幅側壁板３３及び３４に溶接等により固着された断面Ｌ字状の開口形成部材３６が設けられている。底壁板２２と取付け板１７との間には、当該底壁板２２及び取付け板１７の夫々に溶接等により固着された連結板３７が設けられて、斯かる連結板３７及び取付け板１７を介して箱体２４は、底壁板２２で床側の梁３に連結されている。
【００１９】
スペーサ３８により互いに離間された抵抗板２６の夫々は、幅広側壁板３１及び３２並びに中間板３５と平行になるように配されており、その上端で溶接等により取付け板１７に固着されて、斯かる取付け板１７を介して各抵抗板２６は、箱体２４外に位置した部位で天井側の梁３に連結されている。
【００２０】
幅広側壁板３１及び３２並びに中間板３５と二枚の抵抗板２６との間には、適宜なスペーサが摺動自在に介在されており、斯かるスペーサにより幅広側壁板３１及び３２並びに中間板３５と二枚の抵抗板２６との間の狭幅の隙間が確保されている。
【００２１】
側面４に配された一対の補強フレーム手段１１と側面５に配された一対の補強フレーム手段１１は、互いに同様に構成されており、以下、側面４に配された一対の補強フレーム手段１１について説明すると、側面４に配された補強フレーム手段１１の夫々は、制震手段６を間にして、天井梁３側及び床梁３側の取付け板１７の夫々にボルト４１により固定された補強フレーム４２と、上下の水平フランジ部１５の間で、床梁３側及び天井梁３側の取付け板１７の夫々にボルト４１により固定された補強フレーム４３と、最下位の階の床梁３側（地盤９側からは天井梁３側）の取付け板１７及び基礎１０にボルト４１及びアンカーボルト４４により固定された補強フレーム４５とを具備しており、本例では補強フレーム４２、４３及び４５の夫々は角部材からなっている。
【００２２】
以上の建物１によれば、地震、風、交通振動等により天井側の梁３が床側の梁３に対して水平方向（横方向）Ｈに変位して角柱２が横方向Ｈに撓み変形すると、箱体２４と抵抗板２６との間に相対変位が生じる結果、この相対変位により粘性体２７が剪断され、粘性体２７の剪断によって天井側の梁３の床側の梁３に対する水平方向Ｈの相対的変位エネルギが吸収され、而して、地震、風、交通振動等に起因する建物１の水平方向Ｈの振動が可及的速やかに減衰され、これにより角柱２の側面４及び５に並置された制震手段６でもって建物１の制震を行うことができ、しかも、制震手段６のために建物１内を小さく仕切る必要もなく、また、通路空間に制限されることなしに制震手段６を設置できる。
【００２３】
また建物１では、地震等の振動に起因する柱２の変形で、天井梁３側と床梁３側とに方向Ｒの回転モーメントが生じても、この回転モーメントを補強フレーム手段１１で確実に受容できる結果、回転モーメントによる天井梁３及び床梁３の方向Ｒの揺動を回避でき、制震手段６の制震機能を所望に発現できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、新設、既設に拘らず、構造物内を小さく仕切る必要もなく、しかも、通路空間に制限されることなしに、地震、風、交通振動等による横方向の柱の変形振動を可及的速やかに減衰させて、これにより構造物の制震を行うようにすると共に、新設の構造物では、必要以上の大きな強度をもった天井梁及び床梁を用いなくても、また、既存の構造物では、天井梁及び床梁の取り替えなしに、大きな回転モーメントに対する耐力をもった制震構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にしたがう制震構造物の一具体例の全体概略図である。
【図２】図１に示す例の柱周りの拡大詳細説明図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図３に示すＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１  建物
２  柱
３  梁
４、５  側面
６  制震手段
７  一端部
８  他端部
９  地盤
１０  基礎
１１  補強フレーム手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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