(57)【要約】【課題】前後左右及び上下方向のいずれの変位動作即ち３Ｄ動作に対してもそれらの変位エネルギーを簡素でコンパクトな構造により効率良く吸収でき、増幅機能をもたせる場合もそれを簡素な構造でもたせうる制震間柱構造を提供する。【解決手段】間柱３が、上下の梁１，２に固定された上下の間柱部分４，５と、上下の間柱部分にわたされた中間間柱部分６とを備え、中間間柱部分６は、上下の間柱部分４，５に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、下間柱部分５に対して上下方向に相対変位可能、上間柱部分４に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接され、中間間柱部分６の上下の端部の両方に連接位置を越えて突出する突出部８，１１が一体的に設けられ、対応する上下の間柱部分４，５に、該突出部の動きを減衰する粘性体９，９が設けられている。【選択図】      図１
2007297876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間柱が、上梁側に固定された上間柱部分と、下梁側に固定された下間柱部分と、上下の間柱部分にわたされた中間間柱部分とを備え、
中間間柱部分は、上間柱部分と下間柱部分の両方に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上間柱部分と下間柱部分のいずれか一方に対して上下方向に相対変位可能、もう一方に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接され、
中間間柱部分の上下の端部の一方又は両方に連接位置を越えて突出する、中間間柱部分と一体の突出部が備えられると共に、対応する上下いずれか一方又は両方の間柱部分に、該突出部の動きを減衰するエネルギー吸収手段が設けられていることを特徴とする制震間柱の構造。
【請求項２】
間柱が、上梁側に固定された上間柱部分と、下梁側に固定された下間柱部分と、上下の間柱部分にわたされた中間間柱部分とを備え、
中間間柱部分は、上間柱部分と下間柱部分の両方に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上間柱部分と下間柱部分のいずれか一方に対して上下方向に相対変位可能、もう一方に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接され、
上下の間柱部分の一方又は両方に、連接位置を越えて突出する突出部が一体に備えられると共に、対応する中間間柱部分の上下いずれか一方又は両方に、該突出部の動きを減衰するエネルギー吸収手段が設けられていることを特徴とする制震間柱の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震間柱の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
制震間柱の構造として、上梁側に固定された上間柱部分と、下梁側に固定された下間柱部分とを、極低降伏点鋼などの先行降伏部材を介して連結し、地震や風などによって建物に水平力が作用して建物が層間変位をすると、そのエネルギーを先行降伏部材が塑性変形をして吸収し、建物を制震するようになされたものは、従来より提供されている。
【０００３】
また、上梁側に固定されたプレート状の上間柱部分と、下梁側に固定されたプレート状の下間柱部分とを重なり状態にし、それらの間に粘弾性体を介設し、該粘弾性体をせん断変形させて、建物の層間変位エネルギーを吸収して建物を制震するようになされたものも提供されている。
【特許文献１】特開２００３−１２９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、いずれの制震間柱の構造も、前後左右及び上下方向のいずれの変位動作、即ち３Ｄ動作に対してもそれらの変位エネルギーを効率良く吸収することができるようにしたり、増幅機構をもたせようとすると、構造が複雑で大掛かりなものになってしまい、施工面やコスト面において不利を招いてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、前後左右及び上下方向のいずれの変位動作に対してもそれらの変位エネルギーを簡素でコンパクトな構造により効率良く吸収することができ、また、増幅機能をもたせる場合もそれを簡素な構造でもたせることができる制震間柱の構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、間柱が、上梁側に固定された上間柱部分と、下梁側に固定された下間柱部分と、上下の間柱部分にわたされた中間間柱部分とを備え、
中間間柱部分は、上間柱部分と下間柱部分の両方に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上間柱部分と下間柱部分のいずれか一方に対して上下方向に相対変位可能、もう一方に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接され、
中間間柱部分の上下の端部の一方又は両方に連接位置を越えて突出する、中間間柱部分と一体の突出部が備えられると共に、対応する上下いずれか一方又は両方の間柱部分に、該突出部の動きを減衰するエネルギー吸収手段が設けられていることを特徴とする制震間柱の構造によって解決される。
【０００７】
この制震間柱の構造では、中間間柱部分がすべての方向に傾き可能で、かつ、上間柱部分と下間柱部分のいずれか一方に対して上下方向に相対変位可能、もう一方に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接されているので、中間間柱部分に備えられている突出部とエネルギー吸収手段との干渉により、前後左右及び上下方向のいずれの変位動作に対しても、簡素でコンパクトな構造により、それらの変位エネルギーを効率良く吸収することができる。
【０００８】
しかも、このように、中間間柱部分がすべての方向に傾き可能で、かつ、上間柱部分と下間柱部分のいずれか一方に対して上下方向に相対変位可能、もう一方に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接されているので、前後左右及び上下方向のいずれの変位動作においても中間間柱部分や上下の間柱部分に大きな曲げモーメントがかかることがなく、各間柱部分に大きな曲げモーメントに耐える強度をもたせる必要がなくなり、それによって、間柱部分のサイズを小さくしたりすることなども可能になる。
【０００９】
また、中間間柱部分の長さ寸法を小さくするだけで大きな増幅率を確保することができ、増幅機能を簡素な構造でもたせることができる。
【００１０】
また、上記の課題は、間柱が、上梁側に固定された上間柱部分と、下梁側に固定された下間柱部分と、上下の間柱部分にわたされた中間間柱部分とを備え、
中間間柱部分は、上間柱部分と下間柱部分の両方に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上間柱部分と下間柱部分のいずれか一方に対して上下方向に相対変位可能、もう一方に対して上下方向に相対変位を規制された状態に連接され、
上下の間柱部分の一方又は両方に、連接位置を越えて突出する突出部が一体に備えられると共に、対応する中間間柱部分の上下いずれか一方又は両方に、該突出部の動きを減衰するエネルギー吸収手段が設けられていることを特徴とする制震間柱の構造によっても同様に解決される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の制震間柱の構造は、以上のとおりのものであるから、前後左右及び上下方向のいずれの変位動作に対してもそれらの変位エネルギーを簡素でコンパクトな構造により効率良く吸収することができ、また、増幅機能をもたせる場合もそれを簡素な構造でもたせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１（イ）（ロ）に示す第１実施形態の制震間柱の構造において、１，２はＨ形鋼などからなる上下の梁、３は間柱であり、間柱３は、上梁１の下面部に固定された上間柱部分４と、下梁２の上面部に固定された下間柱部分５と、上下の間柱部分４，５にわたされた鋼管などからなる中間間柱部分６とを備えている。
【００１４】
中間間柱部分６は、その上下両端部に、図１（ハ）（ニ）に示すように、蓋板６ａ，６ａが固着状態に取り付けられると共に、各蓋板６ａ，６ａには中間間柱部分６の本体部よりも細い軸部６ｂ，６ｃが外方に突出するように固着状態に取り付けられ、そして、上軸部６ｂの長さ方向中間部にはボール部７が備えられている。
【００１５】
上間柱部分４は、図１（ハ）に示すように、鋼管の上下の端部を閉じるなどして内部を密閉された中空体などからなっていて、下端部を閉じる二重の蓋板４ａ，４ａが備えられ、該蓋板４ａ，４ａの中央部には孔４ｂ，４ｂが設けられ、該孔４ｂ，４ｂは二つで太鼓状をしていて、該孔４ｂ，４ｂの部分を連接位置として、中間間柱部分６の上軸部６ｂのボール部７が保持され、それにより、中間間柱部分６は、上間柱部分４に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上下方向に相対変位を規制された状態に上間柱部分４に連接されている。
【００１６】
そして、上軸部６ｂにおいて、ボール部７よりも先端側を上突出部８とし、該上突出部８は、上間柱部分４の中空部内に突出し、該中空部内にはエネルギー吸収手段としての粘性体９が収容されており、該粘性体９中に浸漬状態にされている。本実施形態に用いられている上突出部８は、側方に張り出す複数枚の水平円板１０…が上下方向に互いに間隔をおいて備えられたものからなっている。
【００１７】
また、下間柱部分５も、図１（ニ）に示すように、鋼管の上下の端部を閉じるなどして内部を密閉された中空体などからなっていて、下端部を閉じる蓋板５ａの中央部には孔５ｂが設けられ、該孔５ｂは鼓状をしていて、該孔５ｂ部分を連接位置として中間間柱部分６の下軸部６ｃが通され、それにより、中間間柱部分６は、下間柱部分５に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上下方向に相対変位可能に下間柱部分５に連接されている。
【００１８】
そして、下軸部６ｃの先端側を下突出部１１とし、該下突出部１１は、上突出部８と同様に、側方に張り出す複数枚の水平円板１０…が上下方向に互いに間隔をおいて備えられたものからなっていて、下間柱部分５の中空部内に突出し、該中空部内にはエネルギー吸収手段としての粘性体９が収容されており、該粘性体９中に浸漬状態にされている。
【００１９】
上記の構造では、図２に示すように、地震や風などにより水平方向の層間変位を生じると、その変位方向が前後方向であろうと左右方向であろうと、中間間柱部分６が上下の間柱部分４，５との連接位置を中心として変位方向に傾き、それによって、中間間柱部分６の上下の突出部８，１１が上下の間柱部分４，５内の粘性体９，９内で傾動し、該粘性体９，９によるエネルギー吸収作用によって、層間変位動作が減衰されていく。
【００２０】
更に、水平方向の層間変位によって中間間柱部分６が傾いたり直立状態になったりすることにより、中間間柱部分６の下突出部１１は、図２（ハ）に示すように、下間柱部分５に対して上下に動くことができ、その動きエネルギーも該粘性体９が吸収して層間変位動作が減衰されるのに役立つと共に、中間間柱部分６の下突出部１１が下間柱部分５に対して上下に動くことができることにより、中間間柱部分６に対する力学的な負荷も小さく抑えられる。もちろん、地震等による上下方向の動きに対しても、そのエネルギーを粘性体９が吸収して上下方向の変位動作が減衰される。
【００２１】
このように、上記の制震間柱の構造では、前後左右及び上下方向のいずれの変位動作に対してもそれらの変位エネルギーを効率良く吸収することができ、しかも、それを簡素でコンパクトな構造により実現することができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、中間間柱部分６と上間柱部分４とが上下方向の変位を規制され、中間間柱部分６と下間柱部分５とが上下方向に変位可能にされているが、その逆であってもよい。
【００２３】
図３に示す第２実施形態の制震間柱の構造は、中間間柱部分６が、第１実施形態における上下の軸部６ｂ，６ｃと同様の外周サイズの短尺な軸体からなっている。そして、上下の間柱部分４，５の先端部は接近配置状態にされ、軸体６の上端部に設けられたボール部７が、上間柱部分４の二重蓋板４ａ，４ａの太鼓状の孔４ｂ，４ｂに保持されて、軸体６は、上間柱部分４に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上下方向に相対変位を規制された状態に上間柱部分４に連接されている。また、軸体６の下端側は、下間柱部分５の蓋板５ａの鼓状の孔５ｂに通されて、軸体６は、下間柱部分５に対してすべての方向に傾き可能で、かつ、上下方向に相対変位可能に下間柱部分５に連接されている。そして、下間柱部分５内にエネルギー吸収手段としての粘性体９が収容され、軸体６の下端側を下突出部１１とし、該下突出部１１が粘性体９中に浸漬状態にされている。なお、本実施形態では上間柱部分４側の粘性体は省略されている。
【００２４】
この構造では、上下の間柱部分４，５の先端部を近接配置状態にし、中間間柱部分６を短尺にした構造にしていることにより、水平方向の層間変位を大きく増幅して粘性体９に伝えることができて効率的なエネルギー吸収を行わせることができ、しかも、それを特別な増幅機構を備えさせることなく実現することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、中間間柱部分６が下梁２寄りに位置して備えられているが、上梁１寄りに位置して備えられていてもよいし、上下の梁１，２間の高さ方向の中央部ないしは中間部に備えられていてもよい。また、本実施形態では、下間柱部分５にのみ粘性体９が備えられているが、上間柱部分４にのみ粘性体が備えられた構造であってもよい。
【００２６】
図４（イ）に示す第３実施形態の制震間柱の構造は、下間柱部分５の高さ寸法が腰壁の高さ寸法をし、上間柱部分４の高さ寸法が垂れ壁の高さ寸法をし、それらを第２実施形態と同様の細い軸体からなる中間間柱部分６で連接したもので、更に、軸体６の上端部には、ボール部７を介して上突出部８が備えられ、該上突出部８が、上間柱部分４内に収容されたエネルギー吸収手段としての粘性体９中に浸漬状態にされている。
【００２７】
この構造では、第２実施形態の場合に比べて増幅の大きさは小さいが、その分、中間間柱部分６の上下両側でエネルギー吸収が行われて、エネルギーが効果的に吸収される。上下の間柱部分４，５を腰壁や垂れ壁に内設して用いると効果的である。
【００２８】
図４（ロ）に示す第４実施形態の制震間柱の構造は、第３実施形態の細い軸体からなる中間間柱部分６が更に長くされていて、上間柱部分４が上梁１の高さ寸法領域範囲内に収められると共に、下間柱部分５が下梁２の高さ寸法領域範囲内に収められた構造になっている。この構造では、中間間柱部分６には、地震等による層間変位時に曲げモーメントがかかりにくいのでこのような細い軸体を用いても支障はなく、建物への組込み状態をスッキリとしたものにすることができる。
【００２９】
図４（ハ）（ニ）には、粘性体９中に浸漬される中間間柱部分６に備えられる突出部の変形例を示しており、該突出部１１は、垂直板１２の先端部に水平円板部１３を設けたものからなっている。また、図５（ハ）に示すものでは、突出部１１がホイッパー形をしたものからなっている。
【００３０】
また、図５（イ）（ロ）には、中間間柱部分６と下間柱部分５との上下方向の相対変位を可能にする構造の変形例を示しており、下間柱部分５の孔５ｂは内周の形状とサイズが深さ方向に一定の孔からなっていて、中間間柱部分６には、該孔５ｂ内に配置されるボール部１４が備えられている。この構造によれば、図５（ロ）に示すように、上下方向の相対的な動きや傾斜の動きにおいて、孔５ｂとボール部１４との間に隙間を生じるおそれが少なくなり、粘性体９中への外部からのゴミの侵入をダイレクトタッチ構造で確実に防ぐことができる。
【００３１】
図５（ニ）に示す例は、エネルギー吸収手段として粘弾性体を用いたもので、下突出部１１の先端部と下間柱部分５の内部底面部との間に粘弾性体１５が介設され、該粘弾性体１５がせん断変形や、圧縮、引張りの変形をすることによりエネルギーを吸収して減衰が行われる。
【００３２】
図６（イ）に示す例は、突出部１１の先端と下間柱部分５の内部底面部とをコイルバネ１６で連結したもので、バネ１６によって復元作用が奏されるようになされている。このバネ１６の作用で、層間変位時の粘性体９内での突出部１１の過度な動きも抑制されるようになされていてもよい。
【００３３】
図６（ロ）に示す例は、突出部１１の外周部と下間柱部分５の内部周面部との間に湾曲板バネ１７…が介設されたもので、図６（イ）に示すバネ１６と同様の作用が奏される。
【００３４】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、エネルギー吸収手段として、粘性体９や粘弾性体１５を用いた場合を示したが、摩擦によってエネルギーを吸収するようになされたものであってもよいし、種々のものが採用されてよい。
【００３５】
また、突出部８，９の傾動動作を回転運動に変換し、該回転運動を歯車機構やベルト機構によって増幅して回転羽根車を粘性体中で回転させて粘性体にエネルギーを吸収させるというようなエネルギー吸収構造が採用されてもよい。
【００３６】
更に、上下の間柱部分４，５や中間間柱部分６の形態に制限はなく、各種形態のものが採用されてよい。
【００３７】
また、上記の実施形態では、中間間柱部分６の上下の端部の一方又は両方に連接位置を越えて突出する突出部８，１１が備えられると共に、対応する上下いずれか一方又は両方の間柱部分４，５に、該突出部８，１１の動きを減衰するエネルギー吸収手段９が設けられている場合を示したが、上下の間柱部分の一方又は両方に、連接位置を越えて突出する突出部が一体に備えられると共に、対応する中間間柱部分の上下いずれか一方又は両方に、該突出部の動きを減衰するエネルギー吸収手段が設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態の制震間柱の構造を示すもので、図（イ）は全体正面図、図（ロ）は全体の断面正面図、図（ハ）は上梁側の部分を拡大して示す断面正面図、図（ニ）は下梁側の部分を拡大して示す断面正面図である。
【図２】同制震間柱の構造の作動条体を示すもので、図（イ）は全体の断面正面図、図（ロ）は上梁側の部分を拡大して示す断面正面図、図（ハ）は下梁側の部分を拡大して示す断面正面図である。
【図３】第２実施形態の制震間柱の構造を示すもので、図（イ）は、全体の断面正面図、図（ロ）は上梁側の部分を拡大して示す断面正面図、図（ハ）は下梁側の部分を拡大して示す断面正面図である。
【図４】図（イ）は第３実施形態の制震間柱の構造を示す全体の断面正面図、図（ロ）は第４実施形態の制震間柱の構造を示す全体の断面正面図、図（ハ）は変形例を示す断面正面図、図（ニ）は図（ハ）のＩ−Ｉ線断面矢視図である。
【図５】図（イ）及び図（ロ）は他の変形例の構造と作動状態とを示す断面正面図、図（ハ）及び図（ニ）はそれぞれ更に他の変形例を示す断面正面図である。
【図６】図（イ）は更に他の変形例を示す断面正面図、図（ロ）は更に他の変形例を示す断面正面図、図（ハ）は図（ロ）のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…上梁
２…下梁
３…間柱
４…上間柱部分
５…下間柱部分
６…中間間柱部分
８…上突出部
９…粘性体（エネルギー吸収手段）
１１…下突出部
１５…粘弾性体（エネルギー吸収手段）
【図１】
2007297876.tif 000003
【図２】
2007297876.tif 000004
【図３】
2007297876.tif 000005
【図４】
2007297876.tif 000006
【図５】
2007297876.tif 000007
【図６】
2007297876.tif 000008