(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオールが１個の仮想回転中心（Ｐ）を中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する左右２個の支持手段はその法線（Ｒ）が前記仮想回転中心（Ｐ）を通る配置とし、
同カーテンウオールの上部を上位の梁に支持するファスナーで同カーテンウオールを鉛直方向に自在支持させ、
前記カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する左右２個の支持手段に減衰機能を持たせてカーテンウオールのロッキング回転時に減衰力を発生させることを特徴とする、ロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法。
【請求項２】
カーテンウオール下部の支持手段とは別異に、カーテンウオールの下部と下位の梁との間にオイルダンパーを設置して併用することを特徴とする、請求項１に記載したロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法。
【請求項３】
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオールが１個の仮想回転中心（Ｐ）を中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオールの下部中央の仮想回転中心（Ｐ）の位置をピンによるヒンジ構造で下位の梁に支持させ、
同カーテンウオールの前記仮想回転中心（Ｐ）を通る垂線上の上部を上位の梁に支持するファスナーで同カーテンウオールを鉛直方向に自在支持させ、
前記カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する前記ピンを点対称とする左右２カ所の位置にカーテンウオールのロッキング回転時に減衰力を発生する粘弾性ダンパーを設置することを特徴とする、ロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法。
【請求項４】
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオールが１個の仮想回転中心（Ｐ）を中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する支持手段である高減衰ゴム装置は、その法線（Ｒ）が前記仮想回転中心（Ｐ）を通る配置で左右に２個設置されており、
同カーテンウオールの上部を上位の梁に支持するファスナーは、ピン又はボルトが、支持金物のルーズホール内に通された構成としてカーテンウオールが鉛直方向に自在支持されており、
カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する左右２個の前記高減衰ゴム装置の減衰機能によりカーテンウオールの前記ロッキング回転時に減衰力を発生して制震することを特徴とする、ロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置。
【請求項５】
カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する左右２個の支持手段は、滑り支承であることを特徴とする、請求項４に記載したロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置。
【請求項６】
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオールが１個の仮想回転中心（Ｐ）を中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオールの下部中央の仮想回転中心（Ｐ）の位置がピンによるヒンジ構造で下位の梁に支持されており、
同カーテンウオールの前記仮想回転中心（Ｐ）を通る垂線上の上部を上位の梁に支持するファスナーは、ピン又はボルトが、支持金物のルーズホール内に通された構成としてカーテンウオールが鉛直方向に自在支持されており、
カーテンウオールの下部を下位の梁に支持する前記ピンを点対称とする左右２カ所の位置に、カーテンウオールの前記ロッキング回転時に減衰力を発生する粘弾性ダンパーが設置されていることを特徴とする、ロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置。
【請求項７】
カーテンウオールの上部を上位の梁に支持するファスナーは、一端を柱へ固定され、他端がカーテンウオールの上部へ固定されて水平方向に配置された、面外方向および水平方向の剛性が大で、上下方向の剛性は低い平鋼板を含む構成であることを特徴とする、請求項４又は６に記載したロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、近年実績が増加しつつあるロッキング方式のカーテンウオールの取り付け手段を利用して実施される建物の制震方法及び制震装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
強風や地震に対する建物の揺れを低減する手段として、建物の層間にダンパーを設置する技術が公知であり、近年は特に鉄骨造の高層ビルに広く実施されている。例えば図６と図７は柱１と梁２が形成する柱梁架構の面内に組み入れたブレース３にオイルダンパー４を組み合わせた実施例を示す。図８は柱梁架構の面内に壁５を利用した粘弾性ダンパー６を組み込んだ例を示す。ダンパーとしては、この他にも粘性体ダンパーや鋼材系のダンパーなど多種多様なものが使用されている。
【０００３】
図６、図７、図８に例示したように、建物の層間にダンパーを設置する場合には、層間変形をダンパーへ剛に伝達し、そして、ダンパーの減衰力を層間へ剛に伝達する必要がある。そのため剛なブレース３や壁５などの伝達機構が必要であるが、そのため伝達機構がコストアップの要因となるばかりか、建物設計上の配置計画においても非常に大きな制約条件となっている。
【０００４】
一方、既存のカーテンウオールを利用してダンパーを設置する発明も公知である。例えば、
（１）実公平４−１１０９３号公報に開示された「粘性減衰装置内蔵式カーテンウオール」は、カーテンウオールの内側に沿って減衰用壁体を設け、その壁体とカーテンウオールとの間に減衰用粘性体を充填封入した構成である。地震により建物に層間変形が発生すると、カーテンウオールと減衰用壁体との間にずれが起こり、そこに介在する粘性体にずれの相対移動速度に応じた抵抗が生じ減衰作用が働く構成である。この発明は、カーテンウオールが水平に移動する、所謂スウエー方式のカーテンウオールに実施される技術であり、ロッキング方式のカーテンウオールには適用が困難であるし、仮に適用しても効果が低い技術である。
【０００５】
（２）特開平１１−２９３８１１号公報に開示された「鉄骨ラーメン構造の制震装置」は、所謂ロッキング方式のカーテンウオールを利用して建物の振動性状を改善する発明である。ラーメン構造の躯体に対してカーテンウオールが回転可能な状態で取り付けられている場合に、そのカーテンウオールと躯体との間に、水平力に伴う躯体の小さい揺れに対してはカーテンウオールの回転を防止するが、それ以上に大きい揺れに対しては伸長するか収縮してカーテンウオールの回転を許容するコイルバネ或いはゴム等の弾性体を設けた構成である。この発明は、弾性体の予圧縮力により小振幅に対するカーテンウオールの浮き上がり（回転）を抑制し、建物架構の剛性にカーテンウオールの剛性を附加するものである。つまり剛性の附加を目的とするのみで、減衰機能は無いから、効果的な制震作用を期待できない。また、小振幅時にはカーテンウオールの移動が抑制される為、仮に減衰装置が付加されても、減衰機能が働かず、効果を奏さない。
【０００６】
（３）特公平８−６５０２号公報に開示された「カーテンウオールを利用した動吸振器」は、カーテンウオールの質量を利用してマスダンパー（動吸振器）を構成するものである。建物の壁面に、カーテンウオールを、層間変形に追従できるようスライド自在に支持するファスナーとして、断面欠損部を設けて変形能力を高めた弾塑性ダンパー（Ｌ字形状の支持金具）を用いる。前記弾塑性ダンパーの剛性と減衰量を建物の固有振動数に応じた値に設計し、カーテンウオールを重りとする動吸振器を構成している。したがって、カーテンウオールは建物の振動に応じて自由に振動する構成である。
【０００７】
（４）以上のように、現在のところはロッキング方式のカーテンウオールに対して、カーテンウオールを利用した有効な制震方法或いは制震装置は未だ無いというのが実状である。
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ロッキング方式のカーテンウオールを利用した有効な制震方法及び制震装置を提供することである。
【０００９】
本発明の次の目的は、地震によるカーテンウオールの小振幅から大振幅まで幅広い振動に対して減衰装置が有効に機能して減衰効果を発揮する、ロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法及び制震装置を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、カーテンウオールの支持部材（支持手段）に弾性機能あるいは減衰機能を持たせることによりコンパクトな制震機構を実現する、ロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法及び制震装置を提供することである。
【００１１】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係るロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法は、
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオール１０が１個の仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する左右２個の支持手段はその法線Ｒが前記仮想回転中心Ｐを通る配置とし、
同カーテンウオール１０の上部を上位の梁２に支持するファスナーで同カーテンウオール１０を鉛直方向に自在支持させ、
前記カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する左右２個の支持手段に減衰機能を持たせてカーテンウオール１０のロッキング回転時に減衰力を発生させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法において、
カーテンウオール下部の支持手段とは別異に、カーテンウオール１０の下部と下位の梁２との間にオイルダンパー１８を設置して併用することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法は、
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオール１０が１個の仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオール１０の下部中央の仮想回転中心Ｐの位置をピン２２によるヒンジ構造で下位の梁２に支持させ、
同カーテンウオール１０の前記仮想回転中心Ｐを通る垂線の上部を上位の梁２に支持するファスナーで同カーテンウオール１０を鉛直方向に自在支持させ、
前記カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する前記ピン２２を点対称とする左右２カ所の位置にカーテンウオール１０のロッキング回転時に減衰力を発生する粘弾性ダンパー２１を設置することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置は、
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオール１０が１個の仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する支持手段である高減衰ゴム装置１１は、その法線Ｒが前記仮想回転中心Ｐを通る配置で左右に２個設置されており、
同カーテンウオール１０の上部を上位の梁２に支持するファスナーは、ピン又はボルト１２が、支持金物１３のルーズホール１４内に通された構成としてカーテンウオール１０が鉛直方向に自在支持されており、
カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する左右２個の前記高減衰ゴム装置１１の減衰機能によりカーテンウオール１０の前記ロッキング回転時に減衰力を発生して制震することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載した発明は、請求項４に記載したロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置において、
カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する左右２個の支持手段は、滑り支承１６であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置は、
地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオール１０が１個の仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転するように、同カーテンウオール１０の下部中央の仮想回転中心Ｐの位置がピン２２によるヒンジ構造で下位の梁２に支持されており、
同カーテンウオール１０の前記仮想回転中心Ｐを通る垂線上の上部を上位の梁２に支持するファスナーは、ピン又はボルト１２が、支持金物１３のルーズホール１４内に通された構成としてカーテンウオール１０が鉛直方向に自在支持されており、
カーテンウオール１０の下部を下位の梁２に支持する前記ピン２２を点対称とする左右２カ所の位置に、カーテンウオール１０の前記ロッキング回転時に減衰力を発生する粘弾性ダンパー２１が設置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載した発明は、請求項４又は６に記載したロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置において、
カーテンウオール１０の上部を上位の梁２に支持するファスナーは、一端を柱１へ固定され、他端がカーテンウオール１０の上部へ固定されて水平方向に配置された、面外方向および水平方向の剛性が大で、上下方向の剛性は低い平鋼板１５を含む構成であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下に、請求項１〜３に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオール利用の制震方法を実施する、請求項４〜７に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオール利用の制震装置を、図１〜図５に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
本発明の要点は、地震等により建物に発生する層間変形に伴いカーテンウオール１０が１個の仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転するように支持し、このとき発生するロッキング回転の変形時に減衰力を発生する構成及び（又は）配置で減衰装置を設置することである。
【００２０】
先ず図１ａ、ｂに示した実施形態は、カーテンウオール１０を下位の梁２へ支持する左右２個の支持手段が、その法線Ｒが前記仮想回転中心Ｐを通る配置の高減衰ゴム装置１１で構成されている。同カーテンウオール１０の上部を支持するファスナーは、前記の仮想回転中心Ｐを通る垂線Ｑ上に位置させたボルト（又はピン）１２が、上位の梁２へ固定された支持金物１３のルーズホール１４内に通され、面外方向の外力に耐える構造に締結した構成とされている。
【００２１】
したがって、地震時に水平力を受けた建物が層間変形を生ずると、図１ｂに例示したように、カーテンウオール１０は、高減衰ゴム装置１１の剪断変形と、ボルト１２がルーズホール１４内を移動する自在性とにより仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転する。
【００２２】
その結果、高減衰ゴム装置１１は、図１ａとｂを対比すると明白な変形を生じて減衰力を発生する。即ち、高減衰ゴム装置１１のゴムは、厚さが１cm〜３cm程度のものであり、剪断剛性が圧縮剛性に比較して極めて小さい。そのため外力が作用した場合には容易に剪断方向に変形する性質があり、応答性良く仮想回転中心Ｐを中心とする剪断変形を発生し減衰作用を奏する。しかも高減衰ゴム装置１１の特性として、前記のように変形した後は、カーテンウオール１０を原位置へ戻そうとする復元力をも働くのである。
【００２３】
ここで、本発明が上記の構成で実現するカーテンウオール１０のロッキング回転と、従来一般に建物の層間変形に従って発生していたカーテンウオールのロッキング動作の違いについて説明する。
【００２４】
従来タイプのロッキング回転動作は、図９ａ〜ｃに大振幅時の概念図を示したように、カーテンウオール１０の２カ所の支持点３１、３２のうちの１カ所３１又は３２のみで支持し、この支持点を回転中心としてロッキング回転し、他の支持点は浮き上がる態様である。そのため浮き上がった支持点が原位置へ復帰する際には衝撃的な振動と騒音を発生する。しかも、特に居住性が問題となる小振幅時には、カーテンウオール１０の重量がそのまま抵抗作用を奏して変位を生じないため、仮にダンパーを設置していても、建築構造物に対する制震効果はほとんど望めないのである。
【００２５】
これに対して、本願発明の例えば図１の実施形態の場合には、高減衰ゴム装置１１の弾性によりカーテンウオール１０は極めて動きやすく（柔らかく）支持されているので、小振幅時にも応答性よく仮想回転中心Ｐを中心とするロッキング回転をする。従って、ダンパーの減衰効果が有効に働くのである。
【００２６】
カーテンウオール１０の上部を支持するファスナーとしては、図１のように１個だけの構成に限らない。図示することは省略したが、カーテンウオール１０の上方の二隅、或いは上下の四隅の位置に図１と同様な構成で自在性のあるファスナーを使用して実施することができる。
【００２７】
あるいは別異のファスナーとして、図２ａ、ｂに示した実施形態のように、面外方向への支持力を充分発揮するように紙面と垂直な方向に適度な幅寸を有する平鋼板１５の左端を柱１へ固定し、右端をカーテンウオール１０に固定した構成のファスナーを使用することもできる。
【００２８】
前記平鋼板１５は、面外方向及び水平方向の剛性は大きいが、上下方向には剛性が低い。そのため地震等による層間変形に伴い、カーテンウオール１０が１個の仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転するように支持し、且つ面外方向の拘束効果を期待できる。前記平鋼板１５をファスナーとして複数設置する場合には、仮想回転中心Ｐと結ぶ法線方向の剛性が低くなるように、前記法線に対して直角な向きに設置する。
【００２９】
次に、図３ａ、ｂは、カーテンウオール１０の支持と減衰装置を兼ねる手段として、左右一対の滑り支承１６を用いた実施形態を示している。
【００３０】
滑り支承１６を構成する滑り材１６ａは摩擦係数が小さいものであり、これは下位のベース１６ｂに固定されている。一方、カーテンウオール１０の側のマウント１６ｃが滑り材１６ａの上を滑るのであり、その際の摩擦力で振動エネルギーを吸収し減衰作用を発揮する構成である。
【００３１】
上記構成の滑り支承１６には復元力は発生しない。しかし、建築構造物の架構自体に原形に復元しようとする復元力が発生するので、カーテンウオール１０も原位置へ復元する。
【００３２】
図３のような滑り支承１６を実施する場合には、よりスムーズな滑りを実現するために、滑り面を、仮想回転中心Ｐを中心とする円弧面で構成するのが一層好ましい。
【００３３】
なお、図３の実施形態において、カーテンウオール１０の上部を支持する手段は、実質図１の実施形態と同じであるが、カーテンウオール１０の上部に取り付けたピン１２が、梁２へ垂直に平行に固定した左右のガイド板１７、１７が形成するルーズホール１４内を移動自在に構成されている。
【００３４】
以上は、カーテンウオール１０の支持手段が減衰装置を兼ねるように複合化した実施形態を示したが、この限りではない。支持手段と減衰装置を別異の独立した構成又は併用型の構成で実施することもできる。
【００３５】
図４は、図３に示した滑り支承１６の他にオイルダンパー１８を併用して減衰効果を高めた構成の実施形態を示している。
【００３６】
オイルダンパー１８は、仮想回転中心Ｐを通る直線Ｑに対して直角ないわゆる接線方向の配置とし、且つ、カーテンウオール１０との連結点１９及び梁２との連結点２０にそれぞれ回転自在継手が使用されている。
【００３７】
したがって、地震等による水平力が作用すると、カーテンウオール１０が仮想回転中心Ｐを中心として面内方向にロッキング回転することには支障がない。そして、前記ロッキング回転の変形を利用してオイルダンパー１８が効果的に減衰力を発揮するのである。
【００３８】
図５ａ、ｂは、更に明解にカーテンウオール１０の支持手段と減衰装置とを機能分化して独立させた構成の実施形態を示している。カーテンウオール１０の支持手段には機械的なピン構造を採用し、減衰装置として粘弾性ダンパー２１が使用されている。
【００３９】
即ち、カーテンウオール１０の下部の支持は、ロッキング回転の回転中心となるピン２２が、カーテンウオール側のブラケット及び梁側のブラケットを重ね合わせて、面外力に耐える剛性を発揮するようにヒンジ構造に締結した構成とされている。上部の支持は、図３の実施形態と同様に、カーテンウオール１０の前記回転中心を通る垂線上の上部に取り付けたピン１２が、梁２へ垂直に固定した左右のガイド板１７，１７が形成するルーズホール１４内を移動自在に構成されている。
【００４０】
粘弾性ダンパー２１は、前記回転中心のピン２２を点対称とする配置で一対設置されている。即ち、カーテンウオール１０の側から突き出された可動腕２１ａの両側に、梁２へ固定した固定腕２１ｂを等間隔に配置して、固定腕２１ｂと可動腕２１ａとの間に粘弾性体２１ｃを設置した構成である。
【００４１】
したがって、地震等による建物の層間変形に伴い、カーテンウオール１０は図５ｂのようにピン２２を中心として面内方向に容易にロッキング回転し、そのとき粘弾性体がエネルギを吸収して減衰力を発揮するのである。
【００４２】
【本発明が奏する効果】
請求項１〜３に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオールを利用する制震方法、及び請求項４〜７に記載した発明に係るロッキング方式のカーテンウオールを利用する制震装置は、地震等によるカーテンウオールのロッキング回転に敏感に応答して、小振幅から大振幅まで幅広い振動に対して減衰装置が有効に機能して減衰効果を発揮する。しかも支持点が浮き上がることは決して無いので、原位置への復元の際に衝撃的な振動や騒音を発生することもない。
【００４３】
本発明に係るカーテンウオール利用の制震方法及び制震装置は、カーテンウオールのロッキング回転を利用する構成であるから、他の通常の制震装置のように建物設計上の平面計画を阻害しないので、幅広く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ、ｂは本発明に係る制震装置の第１実施形態を静止時と変形時を概念的に示した立面図である。
【図２】ａ、ｂは本発明に係る制震装置の第２実施形態を静止時と変形時を概念的に示した立面図である。
【図３】ａ、ｂは本発明に係る制震装置の第３実施形態を静止時と変形時を概念的に示した立面図である。
【図４】本発明に係る制震装置の第４実施形態の静止時を概念的に示した立面図である。
【図５】ａ、ｂは本発明に係る制震装置の第５実施形態を静止時と変形時を概念的に示した立面図である。
【図６】従来のブレースとダンパー組み合わせた例を示した立面図である。
【図７】従来のブレースとダンパー組み合わせた他の例を示した立面図である。
【図８】従来の壁とダンパー組み合わせた例を示した立面図である。
【図９】ａ〜ｃは従来型のカーテンウオールの大振幅時のロッキング回転を概念的に説明した図である。
【符号の説明】
１０      カーテンウオール
Ｐ        仮想回転中心
１１      減衰装置（高減衰ゴム装置）
１６      滑り支承
１８      オイルダンパー
２１      粘弾性ダンパー
１２      支持点
【図１】
0003916213.tif 000002
【図２】
0003916213.tif 000003
【図３】
0003916213.tif 000004
【図４】
0003916213.tif 000005
【図５】
0003916213.tif 000006
【図６】
0003916213.tif 000007
【図７】
0003916213.tif 000008
【図８】
0003916213.tif 000009
【図９】
0003916213.tif 000010