(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の躯体を構成する柱であって、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部と、前記隙間に介在して前記躯体部同士を結合させる粘弾性体部と、を備え、
前記躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの前記躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、
前記粘弾性体部は、前記隙間に粘弾性を有する物質が充填されて十字状となることを特徴とする柱。
【請求項２】
建築物の躯体を構成する梁であって、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部と、前記隙間に介在して前記躯体部同士を結合させる粘弾性体部と、を備え、
前記躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの前記躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、
前記粘弾性体部は、前記隙間に粘弾性を有する物質が充填されて十字状となることを特徴とする梁。
【請求項３】
請求項１記載の柱と請求項２記載の梁とを組み合わせてなることを特徴とする耐震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の躯体を構成する柱、梁及び耐震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の建築構造物の構造形式の一つとして、図１に示すような柱、梁で構成されるラーメン構造がある。このような構造物は、地震時において揺れを生じ、人に不安感、不快感などを与え、更に大きな地震時には揺れが増大し、構造物の損傷、崩壊に至る危険性がある。そこで、従来より、構造物の耐震性能を向上させるための種々の耐震機構が構造物に設けられている。
構造物の耐震性能を向上させる方法としては、例えば、オイルダンパー、積層ゴムなどの免震部材を使用したものなどが知られている。
オイルダンパーや積層ゴムは、いずれも地震時の揺れを減衰させるものである。
【０００３】
ところで、例えば、一般の構造物の場合、躯体を形成する柱や梁などは、鉄筋、或いは鉄筋コンクリート等で出来ていているため、ほとんど減衰性能を有しておらず、そこで、壁やブレースなどに前記減衰方法による減衰機構を組み込ませて減衰性能を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記減衰機構を壁やブレースに組み込ませるものの場合、壁やブレースに減衰機構を設けなければならなかったので、構造物の設計の自由度が損なわれてしまうという問題があった。
また、柱や梁自体の減衰性能が低いので、構造物が大きくなると、上記減衰機構も大がかりとなってコスト的にも問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するために為されたものであって、設計の自由度を損なわず、且つ耐震性能に優れた柱、梁及び耐震構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、建築物の躯体を構成する柱であって、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部と、前記隙間に介在して前記躯体部同士を結合させる粘弾性体部と、を備え、
前記躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの前記躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、
前記粘弾性体部は、前記隙間に粘弾性を有する物質が充填されて十字状となることを特徴としている。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部間の該隙間に介在する粘弾性体部によって、地震時に柱に作用する揺れを減衰させることが出来ることとなって、例えば、この柱を用いて建築物を構築すれば、耐震性能に優れた建築物とすることが出来る。即ち、この柱を使用すれば、地震によって建築物の柱にせん断変形が生じた場合に、躯体部と粘弾性体部との間に抵抗力が発生し、そのエネルギーが粘弾性部において熱などに変換されることとなって、建築物に作用する揺れを減衰させることが出来る。従って、必ずしも壁やブレースに減衰機能を設ける必要がなくなることとなって、建築物の設計の自由度が損なわれてしまうことなく、耐震性能を向上させることが出来る。  また、従来のように、壁やブレースに耐震機構を設ける必要がないので、構造物が大きくなっても、上記減衰機構を大がかりにする必要がなくなることとなってコスト削減も図れる。
また、躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、粘弾性体部が、十字状に配置されるので、四方向の揺れに対して安定した耐震性能を発揮させることが出来る。即ち、躯体部は、通常、断面が矩形状のものが多く使用され、躯体部用材料としても、例えば、角形鋼管など矩形状のものが使用される。そして、例えば、２つの躯体部を粘弾性体部で接合させた場合、接合面と略垂直な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来るが、接合面と略水平な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来ない。従って、断面が矩形状の躯体部を前後に２つづつ配置させることによって、粘弾性体を十字に配置させることが出来ることとなって、水平二方向からの地震に対して効果的に減衰機能を発揮させることが出来る。
【０００８】
ここで、躯体部は、構造物の躯体を構成する材料から出来ていて、例えば、鋼管、鉄筋、型鋼、鉄筋コンクリート、木材など躯体を構成可能な材料であればどのようなものであってもよい。粘弾性体部とは、固体でありながら弾性のほか粘性をも有する物資からなるものであって、高分子物質が代表的であり、例えば、合成樹脂、合成ゴム、天然ゴム、アクリル系高分子などを使用するが、これに限るものではなく、全ての粘弾性体が含まれる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、建築物の躯体を構成する梁であって、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部と、前記隙間に介在して前記躯体部同士を結合させる粘弾性体部と、を備え、
前記躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの前記躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、
前記粘弾性体部は、前記隙間に粘弾性を有する物質が充填されて十字状となることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部間の該隙間に介在する粘弾性体部によって、地震時に梁に作用する揺れを減衰させることが出来ることとなって、例えば、この梁を用いて建築物を構築すれば、耐震性能に優れた建築物とすることが出来る。即ち、この梁を使用すれば、地震によって建築物の柱にせん断変形が生じた場合に、躯体部と粘弾性体部との間に抵抗力が発生し、そのエネルギーが粘弾性部において熱などに変換されることとなって、建築物に作用する揺れを減衰させることが出来る。従って、必ずしも壁やブレースに減衰機能を設ける必要がなくなることとなって、建築物の設計の自由度が損なわれてしまうことなく、耐震性能を向上させることが出来る。  また、従来のように、壁やブレースに耐震機構を設ける必要がないので、構造物が大きくなっても、上記減衰機構を大がかりにする必要がなくなることとなってコスト削減も図れる。
また、躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、粘弾性体部が、十字状に配置されるので、四方向の揺れに対して安定した耐震性能を発揮させることが出来る。即ち、躯体部は、通常、断面が矩形状のものが多く使用され、躯体部用材料としても、例えば、角形鋼管など矩形状のものが使用される。そして、例えば、２つの躯体部を粘弾性体部で接合させた場合、接合面と略垂直な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来るが、接合面と略水平な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来ない。従って、断面が矩形状の躯体部を前後に２つづつ配置させることによって、粘弾性体を十字に配置させることが出来ることとなって、水平二方向からの地震に対して効果的に減衰機能を発揮させることが出来る。
【００１１】
請求項３記載の発明は、耐震構造において、請求項１記載の柱と請求項２記載の梁とを組み合わせてなることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、建築物の躯体を構成する柱及び梁に設けられた粘弾性体部によって、地震時の柱の揺れを減衰させることが出来ることとなって、建築物の耐震性能を向上させることが出来る。即ち、地震時の水平方向の揺れは、柱により伝達されるので、柱に減衰機構を設けることにより、より効果的な耐震構造にすることが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係る構造用部材及び耐震構造の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される架構の正面図である。また、図２は、本発明に係る構造用部材としての柱の断面図である。図３は、図１の架構にせん断変形が作用した場合を模式的に示した図である。
【００１４】
図１に示す架溝１は、構成用部材としての柱２と、この柱２と交差するように設けられた梁３からなるいわゆるラーメン構造となっている。
前記柱２は、図２の断面図に示すように、躯体部としての４つの角形鋼管２１…が、所定の隙間ａを有するように前後に２つづつ配置されて、全体の断面が矩形状となるように構成されている。そして、前記角形鋼管２１…同士の隙間ａには、粘弾性体部としての合成樹脂２２が十字状に充填されていて、この合成樹脂２２を介して前記角形鋼管２１…同士が接合されるようになっている。
【００１５】
前記角形鋼管２１…は、架溝の躯体を構成するものであり、４つの角形鋼管２１…によって所定の構造強度が得られるようになっている。
なお、躯体部としては、前記角形鋼管２１…の他、例えば、鉄筋コンクリート、或いは鉄筋など、躯体を構成可能なものであればどのようなものでもよい。
【００１６】
前記合成樹脂２２が充填される隙間ａは設計事項であり、柱２に要求される構造強度及び減衰性能を考慮して決定されるが、経験則としては、柱２の全幅に対して合成樹脂２２が０．５〜１．０程度であることが望ましい。
前記合成樹脂２２は、弾性のほか粘性をも有する物資であり、高いエネルギー損失率を有している。
従って、例えば、図２に示すように、地震によって、柱２にせん断変形が生じた場合に、前記角形鋼管２１…と前記合成樹脂２２との間に抵抗力が発生し、そのエネルギーを前記合成樹脂２２において熱などに変換させて損失させることが出来ることとなって、架溝１に作用する地震による揺れを減衰させることが出来る。よって、必ずしも壁やブレースに減衰機構を設ける必要がなくなることとなって、建築物の設計の自由度が損なわれてしまうことなく、耐震性能を向上させることが出来る。
なお、粘弾性体部としては、前記合成樹脂以外にも、例えば、合成ゴムなどでもよし、高分子樹脂などでもよい。
【００１７】
また、従来のように、壁やブレースに減衰機構を設ける必要がないので、構造物が大きくなっても、減衰機構を大がかりにする必要がなくなることとなってコスト削減も図れる。
また、前記合成樹脂２２が十字状に配置されるので、水平二方向の揺れに対して安定した耐震性能を発揮させることが出来る。
なお、上記実施の形態においては、架溝１の柱にのみ本発明を適用したが、梁３にも適用してもよい。そうすることによりより減衰機能を高めることが出来る。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部間の該隙間に介在する粘弾性体部によって、地震時に柱に作用する揺れを減衰させることが出来ることとなって、例えば、この柱を用いて建築物を構築すれば、耐震性能に優れた建築物とすることが出来る。即ち、この柱を使用すれば、地震によって建築物の柱にせん断変形が生じた場合に、躯体部と粘弾性体部との間に抵抗力が発生し、そのエネルギーが粘弾性部において熱などに変換されることとなって、建築物に作用する揺れを減衰させることが出来る。従って、必ずしも壁やブレースに減衰機能を設ける必要がなくなることとなって、建築物の設計の自由度が損なわれてしまうことなく、耐震性能を向上させることが出来る。  また、従来のように、壁やブレースに耐震機構を設ける必要がないので、構造物が大きくなっても、上記減衰機構を大がかりにする必要がなくなることとなってコスト削減も図れる。
また、躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、粘弾性体部が、十字状に配置されるので、四方向の揺れに対して安定した耐震性能を発揮させることが出来る。即ち、躯体部は、通常、断面が矩形状のものが多く使用され、躯体部用材料としても、例えば、角形鋼管など矩形状のものが使用される。そして、例えば、２つの躯体部を粘弾性体部で接合させた場合、接合面と略垂直な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来るが、接合面と略水平な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来ない。従って、断面が矩形状の躯体部を前後に２つづつ配置させることによって、粘弾性体を十字に配置させることが出来ることとなって、水平二方向からの地震に対して効果的に減衰機能を発揮させることが出来る。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、所定の隙間を有して配置された複数の躯体部間の該隙間に介在する粘弾性体部によって、地震時に梁に作用する揺れを減衰させることが出来ることとなって、例えば、この梁を用いて建築物を構築すれば、耐震性能に優れた建築物とすることが出来る。即ち、この梁を使用すれば、地震によって建築物の柱にせん断変形が生じた場合に、躯体部と粘弾性体部との間に抵抗力が発生し、そのエネルギーが粘弾性部において熱などに変換されることとなって、建築物に作用する揺れを減衰させることが出来る。従って、必ずしも壁やブレースに減衰機能を設ける必要がなくなることとなって、建築物の設計の自由度が損なわれてしまうことなく、耐震性能を向上させることが出来る。  また、従来のように、壁やブレースに耐震機構を設ける必要がないので、構造物が大きくなっても、上記減衰機構を大がかりにする必要がなくなることとなってコスト削減も図れる。
また、躯体部は、断面が矩形状のものからなり、４つの躯体部が前後に２つづつ配置されて矩形状となるようにされ、粘弾性体部が、十字状に配置されるので、四方向の揺れに対して安定した耐震性能を発揮させることが出来る。即ち、躯体部は、通常、断面が矩形状のものが多く使用され、躯体部用材料としても、例えば、角形鋼管など矩形状のものが使用される。そして、例えば、２つの躯体部を粘弾性体部で接合させた場合、接合面と略垂直な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来るが、接合面と略水平な方向の地震に対しては、効果的に減衰機能を発揮させることが出来ない。従って、断面が矩形状の躯体部を前後に２つづつ配置させることによって、粘弾性体を十字に配置させることが出来ることとなって、水平二方向からの地震に対して効果的に減衰機能を発揮させることが出来る。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、建築物の躯体を構成する柱及び梁に設けられた粘弾性体部によって、地震時の柱の揺れを減衰させることが出来ることとなって、建築物の耐震性能を向上させることが出来る。即ち、地震時の水平方向の揺れは、柱により伝達されるので、柱に減衰機構を設けることにより、より効果的な耐震構造にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造用部材が適用される架構の正面図である。
【図２】本発明に係る構造用部材としての柱の断面図である。
【図３】図１において、水平方向に地震力が作用した場合における架構の変形を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１    架溝
２    柱（構造用部材）
３    梁
２１    角形鋼管（躯体部）
２２    合成樹脂（粘弾性体部）
ａ    隙間
【図１】
0003891688.tif 000002
【図２】
0003891688.tif 000003
【図３】
0003891688.tif 000004