(57)【要約】【課題】粘弾性体に対して適切なせん断力を伝達しうる制震装置の提案【解決手段】  制震装置１００は、粘弾性体１０３が接着された第１プレート１０１と第２プレート１０２とのうち一方のプレートに取り付けられたせん断降伏部材１０４を備えている。せん断降伏部材１０４は、取り付けられるプレートと法線方向を揃えて取り付けられる板状部１０４ａと、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのせん断変位の方向Ｄにおける板状部１０４ａの両端に設けられた曲げ規制部とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下の横材に取付けられる制震装置であって、
第１プレートと、
前記第１プレートの法線方向に対向する第２プレートと、
前記第１プレートと前記第２プレートとの間に配置され、前記第１プレートと前記第２プレートとに接着された粘弾性体と、
前記第１プレートと前記第２プレートとのうち一方のプレートに取り付けられたせん断降伏部材と、
前記せん断降伏部材に取り付けられ、前記上下の横材のうち一方の横材に接続される第１接続部を有する第１基材と、
前記第１プレートと前記第２プレートとのうち他方のプレートに取り付けられ、前記上下の横材のうち他方の横材に接続される第２接続部を有する第２基材と
を備え、
前記せん断降伏部材は、
前記取り付けられるプレートと法線方向を揃えて取り付けられる板状部と、
前記第１プレートと前記第２プレートとのせん断変位の方向における前記板状部の両端に設けられた曲げ規制部と
を有する、
制震装置。
【請求項２】
前記曲げ規制部は、前記板状部に直交するように設けられたフランジである、請求項１に記載された制震装置。
【請求項３】
前記板状部は、せん断方向に沿った横孔が形成されている、請求項１または２に記載された制震装置。
【請求項４】
前記板状部は、せん断方向に沿った複数の孔が形成されている、請求項１または２に記載された制震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００１−１４６８５６号公報には、粘弾性材を介して複数の鋼板を積層してなる粘弾性ダンパーを建物に設置する構造に関する発明が開示されている。同公報では、例えば、上下方向に多数のスリットを形成したプレート（同公報において、スプライスプレートと称されるプレート）を介して、粘弾性ダンパーを建物のフレームに締結することが開示されている。この場合、地震により過大な層間変位や層間速度が生じて粘弾性ダンパーが過大な剪断力を負担した場合に、上記プレートが降伏して、粘弾性ダンパーからフレームへ過大な変形力が伝達されるのが防止される、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、建物に制震装置を取り付ける場合、建物の上下の横材の間隔に対して、左右の間隔が狭い矩形の空間に配置される場合がある。例えば、木造軸組構造では、耐力壁を構成する上下の横材（例えば、梁と土台）と一対の柱とで囲まれた空間に、制震装置を取り付けるスペースが設けられる。木造軸組構造では、耐力壁を構成する柱の間隔が９０ｃｍ程度であり、上下の横材の間隔に対して柱の間隔は狭い。このため、制震装置が設置される空間は、上下方向に長い長方形の空間となり得る。このような空間に対応して上下方向に長い制震装置を設置する場合、上下の横材が水平方向に相対的に変位し、粘弾性ダンパーを取り付ける部材に曲げ変形が生じ、制震装置に適切なせん断方向の力が作用しないことが生じうる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで提案される制震装置は、上下の横材に取付けられる。制震装置は、第１プレートと、第１プレートの法線方向に対向する第２プレートと、第１プレートと第２プレートとの間に配置され、第１プレートと第２プレートとに接着された粘弾性体と、第１プレートと第２プレートとのうち一方のプレートに取り付けられたせん断降伏部材と、せん断降伏部材に取り付けられ、上下の横材のうち一方の横材に接続される第１接続部を有する第１基材と、第１プレートと第２プレートとのうち他方のプレートに取り付けられ、上下の横材のうち他方の横材に接続される第２接続部を有する第２基材とを備えている。ここで、せん断降伏部材は、取り付けられるプレートと法線方向を揃えて取り付けられる板状部と、第１プレートと第２プレートとのせん断変位の方向における板状部の両端に設けられた曲げ規制部とを有している。
【０００６】
この制震装置では、建物に取り付けられる第１基材と第２基材の相対的な変位に応じて、粘弾性体にせん断力が伝わる。この際、第１基材と第２基材の急激な相対的な変位に応じて過大なせん断力が作用する場合に、せん断降伏部材が適切に降伏する。このため、制震装置が受けるせん断力が緩和され、制震装置が取付けられる周辺部材が損傷しにくくなる。この際、せん断降伏部材は、取り付けられるプレートと法線方向を揃えて取り付けられる板状部と、第１プレートと第２プレートとのせん断変位の方向における板状部の両端に設けられた曲げ規制部とを有している。このため、せん断降伏部材は、せん断力に対して曲がりにくく、粘弾性体に対して適切なせん断力を伝達することができる。
【０００７】
曲げ規制部は、例えば、板状部に直交するように設けられたフランジであってもよい。板状部は、第２方向に沿った横孔が形成されていてもよい。また、板状部は、第２方向に沿った複数の孔が形成されていてもよい。これらの構成によれば、せん断降伏部材をより適切に機能させうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、制震装置１００の正面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図３は、他の実施形態に係る制震装置１００Ａの正面図である。
【図４】図４は、他の実施形態に係る制震装置１００Ｂの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、ここで提案される制震装置を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
ここで、図１は、制震装置１００の正面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。制震装置１００の縦断側面図である。
【００１１】
ここで提案される制震装置１００は、第１プレート１０１と、第２プレート１０２と、粘弾性体１０３と、せん断降伏部材１０４と、第１基材１０５と、第２基材１０６とを備えている。制震装置１００は、建物２００の上下の横材（梁２０１と土台２０２）と、左右の縦材（柱２０３，２０４）で囲まれる矩形領域に配置されている。
【００１２】
第１プレート１０１と第２プレート１０２とは、粘弾性体１０３を挟み、加硫接着したプレートである。第２プレート１０２は、第１プレート１０１の法線方向に対向している。この実施形態では、第１プレート１０１は、矩形の鋼板である。第１プレート１０１の長辺は左右横方向に沿って配置され、短辺は上下方向に沿って配置されている。第１プレート１０１の下部に偏った位置には、第１プレート１０１の両面に粘弾性体１０３が接着されている。第１プレート１０１の上部には、取付部としてボルト挿通孔が設けられている。
【００１３】
第２プレート１０２は、この実施形態では、２枚の矩形の鋼板であり、第１プレート１０１の両面に対向している。第２プレート１０２は、上部に偏った位置に粘弾性体１０３が接着されている。第２プレート１０２の下部には取付部としてボルト挿通孔が設けられている。
【００１４】
粘弾性体１０３は、第１プレート１０１と第２プレート１０２との間に配置され、第１プレート１０１と第２プレート１０２とに接着されている。この実施形態では、粘弾性体１０３は、第１プレート１０１と第２プレート１０２とに加硫接着されており、矩形の板状に成形されている。第１プレート１０１は、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５を介して梁２０１に取付けられている。第２プレート１０２は、第２基材１０６を介して土台２０２に取り付けられている。このため、梁２０１と土台２０２との相対的なせん断変位は、第１プレート１０１と第２プレート１０２に伝達される。粘弾性体１０３には、第１プレート１０１と第２プレート１０２とに伝達されるせん断力に応じたせん断力が入力される。また、この実施形態では、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのせん断変位の方向Ｄは、水平方向（左右幅方向）に沿った方向である。
【００１５】
せん断降伏部材１０４は、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのうち一方のプレートに取り付けられているとよい。この実施形態では、せん断降伏部材１０４は、第１プレート１０１の上部に取付けられている。せん断降伏部材１０４は、上部と下部との間で作用するせん断力に対して、第１基材１０５と第２基材１０６よりも先行して降伏する。せん断降伏部材１０４は、板状部１０４ａと、曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃとを備えている。板状部１０４ａは、第１プレート１０１に取り付けられる。曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃは、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのせん断変位の方向Ｄにおける板状部１０４ａの両端（つまり、左右幅方向の両端）に設けられている。
【００１６】
この実施形態では、板状部１０４ａは、第１プレート１０１よりも幅が広い板状の部材である。曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃは、板状部１０４ａの左右の両端縁に沿って板状部１０４ａに直交したフランジで構成されている。板状部１０４ａには、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのせん断変位の方向Ｄにおける両端に曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃが設けられているため、せん断降伏部材１０４は、上部と下部とにせん断力が作用した場合に曲がりにくく、適切にせん断変形する。
【００１７】
第１基材１０５は、せん断降伏部材１０４に取り付けられ、建物２００の一方の横材（この実施形態では、梁２０１）に接続される接続部１０５ａを有している。この実施形態では、第１基材１０５は、Ｈ形鋼であり、せん断降伏部材１０４よりも高い剛性を有している。第１基材１０５の上端には、接続部１０５ａとしてフランジが設けられている。フランジ１０５ａには、梁２０１へ接続するためのボルト挿通孔が形成されている。第１基材１０５のフランジ１０５ａは、梁２０１の下面に重ねられてボルト２０１ａによって締結されている。
【００１８】
第２基材１０６は、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのうち、せん断降伏部材１０４が取り付けられていない第２プレート１０２に取り付けられる。そして、建物２００の他方の横材（この実施形態では、土台２０２）に接続される接続部を有している。この実施形態では、第２基材１０６は、Ｈ形鋼であり、せん断降伏部材１０４よりも高い剛性を有している。第２基材１０６の下端には、接続部としてフランジ１０６ａが設けられている。フランジ１０６ａには、土台２０２へ接続するためのボルト挿通孔が形成されている。土台２０２には、コンクリート基礎２１０に設けられたアンカーボルト２１２が露出している。第２基材１０６のフランジ１０６ａは、かかるアンカーボルト２１２に固定されている。また、第２基材１０６の上端部には、第２プレート１０２が取付けられる取付部が設けられている。この実施形態では、取付部として、第２基材１０６の上端部に、第２プレート１０２の下部に形成されたボルト挿通孔に対応したボルト挿通孔が形成されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、第１プレート１０１とせん断降伏部材１０４は上下に重ねられて、当該重ねられた部位を跨ぐように両面に取付プレート１１１が当てられている。そして、締結部材１１３によって、第１プレート１０１とせん断降伏部材１０４と取付プレート１１１とが締結されている。この実施形態では、上下に重ねた第１プレート１０１およびせん断降伏部材１０４のボルト挿通孔に対応させて、取付プレート１１１にボルト挿通孔が形成されている。そして、上下に重ねた第１プレート１０１とせん断降伏部材１０４のボルト挿通孔に、取付プレート１１１のボルト挿通孔が合わされ、合わされたボルト締結孔に、締結部材１１３としてのボルトが装着され、ナットで止められている。この構造によって、第１プレート１０１とせん断降伏部材１０４とが締結されている。
【００２０】
せん断降伏部材１０４は第１基材１０５に取付けられている。この実施形態では、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５とは、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５とを上下に重ねられており、当該重ねられた部位を跨ぐように両面にプレート１１５が当てられている。そして、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５とプレート１１５とが溶接されている。この実施形態では、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５は、ともにＨ形鋼であり、Ｈ形鋼のフランジ部分も上下に重ねられており、当該重ねられた部位を跨ぐようにプレート１１６が当てられている。そして、当該プレート１１６もせん断降伏部材１０４と第１基材１０５とに溶接されている。なお、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５とは、第１基材１０５と第２基材１０６との相対的なせん断変位がせん断降伏部材１０４に適切に伝わるように取付けられているとよい。かかる観点において、せん断降伏部材１０４と第１基材１０５との取付構造は、必ずしも溶接に限定されない。
【００２１】
前面と背面の２枚の第２プレート１０２の下部は、Ｈ形鋼からなる第２基材１０６の平板部１０６ｂを挟むように配置され、締結部材１１７によって締結されている。この実施形態では、第２プレート１０２と第２基材１０６のボルト挿通孔が合わされて、締結部材１１７としてのボルトが挿通されてナットで止められている。この実施形態では、２枚の第２プレート１０２の間隔を保つために、第２基材１０６と第２プレート１０２との間には、スペーサ１１８を介在させている。
【００２２】
この制震装置１００は、上下の横材（梁２０１と土台２０２）の相対的な変位に応じて、第１基材１０５と第２基材１０６とにせん断変位が生じる。そして、せん断降伏部材１０４、第１プレート１０１および第２プレート１０２と介して、粘弾性体１０３にせん断変位が入力される。
【００２３】
建物２００に取り付けられる第１基材１０５と第２基材１０６の相対的な変位に応じて、制震装置１００にせん断力が伝わる。この際、せん断降伏部材１０４が、板状部１０４ａの両端に設けられた曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃによって曲げ変形が抑制される。このため、せん断降伏部材１０４は、第１基材１０５と第２基材１０６の急激な相対的な変位に応じて過大なせん断力が作用する場合には、せん断降伏部材１０４が適切に降伏し、制震装置１００に伝わるせん断力が緩和される。せん断降伏部材１０４は、第１基材１０５や第２基材１０６よりも先に降伏するので、第１基材１０５や第２基材１０６が損傷することが防止される。この際、せん断降伏部材１０４は、取り付けられるプレート（この実施形態では、第１プレート１０１）と法線方向を揃えて取り付けられる板状部１０４ａと、第１プレート１０１と第２プレート１０２とのせん断変位の方向Ｄにおける板状部１０４ａの両端に設けられた曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃとを有している。このため、せん断降伏部材１０４は、せん断力に対して曲がりにくく、粘弾性体１０３に対して適切なせん断力を伝達することができる。
【００２４】
曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃは、上述した実施形態のように、板状部に直交するように設けられたフランジであってもよい。これにより、上部と下部に過度なせん断力が作用した場合に、せん断降伏部材１０４の曲げ降伏よりも、せん断降伏が先行する。なお、曲げ規制部１０４ｂ，１０４ｃは、せん断降伏部材１０４の上部と下部にせん断力が作用した場合に、せん断降伏部材１０４が曲がるのを抑制する機能を奏すれば良い。かかる観点において、例えば、せん断降伏部材１０４は、幅方向の両端部の肉厚が厚くなっていてもよい。また、せん断降伏部材１０４は、幅方向の両端部を補強する補強材が溶接されていてもよい。このような構成によって、上部と下部に過度なせん断力が作用した場合に、せん断降伏部材１０４の曲げ降伏よりも、せん断降伏が先行するように、せん断降伏部材１０４の板状部１０４ａの断面積分布（換言すれば強度分布）が調整されているとよい。
【００２５】
以上のように、ここで提案される制震装置１００によれば、建物２００に取り付けられる第１基材１０５と第２基材１０６の相対的な変位に応じて、粘弾性体１０３にせん断力が伝わる。この際、第１基材１０５と第２基材１０６の急激な相対的な変位に応じて過大なせん断力が作用する場合に、せん断降伏部材１０４が適切に降伏する。このため、制震装置１００が受けるせん断力が緩和され、制震装置１００が取付けられる周辺部材が損傷しにくくなる。
【００２６】
図３は他の実施形態に係る制震装置１００Ａの正面図である。図４は他の実施形態に係る制震装置１００Ｂの正面図である。図３と図４はそれぞれせん断降伏部材１０４の変形例を示している。せん断降伏部材１０４の板状部１０４ａは、上部と下部に過度なせん断力が作用した場合に、せん断降伏部材１０４が降伏するとよい。このため、板状部１０４ａの中央部には、例えば、図３に示すように、横方向に沿った横孔１０４ａ１が形成されていてもよい。また、図４に示すように、板状部１０４ａの中央部には、横方向に沿った複数の孔１０４ａ２が形成されていてもよい。このような横孔１０４ａ１や横方向に沿った複数の孔１０４ａ２によっては、板状部１０４ａの中央部の断面積が減少し、断面積分布が板状部１０４ａの両端部に偏る。これにより、上部と下部に過度なせん断力が作用した場合に、せん断降伏部材１０４の曲げ降伏よりも、せん断降伏が先行する。また、板状部１０４ａがせん断降伏する位置やせん断降伏するせん断力が調整され、より適切にせん断降伏部材１０４を機能する。
【符号の説明】
【００２７】
１００、１００Ａ、１００Ｂ  制震装置
１０１  第１プレート
１０２  第２プレート
１０３  粘弾性体
１０４  せん断降伏部材
１０４ａ  板状部
１０４ａ１  横孔
１０４ａ２  複数の孔
１０４ｂ，１０４ｃ  規制部
１０５  第１基材
１０５ａ  フランジ（接続部）
１０６  第２基材
１０６ａ  フランジ（接続部）
１０６ｂ  平板部
１１１  取付プレート
１１３  締結部材
１１５  プレート
１１６  プレート
１１７  締結部材
１１８  スペーサ
２００  建物
２０１  梁
２０１ａ  ボルト
２０２  土台
２０３，２０４  柱
２１０  コンクリート基礎
２１２  アンカーボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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