(57)【要約】【課題】中桟を備える耐力壁において、中桟の断面積の増大に頼らずに耐力壁の高剛性化を図る。【解決手段】耐力壁１は、柱２間に設けられた中桟３と、上記中桟３に接合された上側ダンパー４および下側ダンパー５と、上記柱２の上部側と上記上側ダンパー４とに接続された上側ブレース６と、上記柱２の下部側と上記下側ダンパー５とに接続された下側ブレース７と、を備えている。上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５とは、互いに水平方向に位置をずらして設けられており、上記中桟３に生じる曲げモーメントが小さくなるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱間に設けられた中桟と、上記中桟に接合された上側ダンパーおよび下側ダンパーと、上記柱の上部側と上記上側ダンパーとに接続された上側ブレースと、上記柱の下部側と上記下側ダンパーとに接続された下側ブレースと、を備えており、上記上側ダンパーと上記下側ダンパーとが互いに水平方向に位置をずらして設けられていることを特徴とする耐力壁。
【請求項２】
請求項１に記載の耐力壁において、上記上側ダンパーが上記中桟に接合する接合領域の中心位置と上記下側ダンパーが上記中桟に接合する接合領域の中心位置との離間距離Ｗは、柱間距離をＢとすると、０．１Ｂ＜Ｗ＜０．８Ｂとされたことを特徴とする耐力壁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の耐力壁において、上記上側ダンパーおよび上記下側ダンパーは、上記中桟の水平方向中央位置から等距離離れて設けられたことを特徴とする耐力壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中桟を有する耐力壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来の耐力壁１０１を示す。この耐力壁１０１は、柱１０２間に設けられた中桟１０３と、上記中桟１０３の水平方向中央位置にそれぞれ設けられた上側ダンパー１０４および下側ダンパー１０５と、上記柱１０２の上部側と上記上側ダンパー１０４とに接続された上側ブレース１０６と、上記柱１０２の下部側と上記下側ダンパー１０５とに接続された下側ブレース１０７と、を備えている。そして、各柱１０２の上端は梁１０８に固定され、下端は基礎１０９に固定されている。
【０００３】
また、特許文献１には、建物構面内の耐震要素を介して、オイルダンパーを２層又は多層を通して設置し、該オイルダンパーの面外安定確保のために設ける金物部分に、補助ダンパーを併設してなる２層又は多層通しオイルダンパー設置における非設置層の制震構造が開示されている。具体的には、Ｘ字状を形成する建物の２層通しのブレースの交点は、ブレース側に固定されたダボピンを挿通する長孔が穿設され、該長孔の両側に沿って補助ダンパーを配置し、該補助ダンパーをブレース側と挟持するようなブラケットを介して、水平にオイルダンパーで上記ブレースを接合してなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−８５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の耐力壁１０１においては、上側ダンパー１０４および下側ダンパー１０５として特に鋼材系ダンパーを用いる場合は、ダンパー降伏後からエネルギー吸収を始めるため、耐力壁１０１の中桟１０３にはダンパー降伏以前に曲がることのないよう、高い剛性が必要とされる。しかしながら、上記中桟１０３の剛性を高めるとした場合には、その断面形状が大きくなり、耐力壁１０１の製造コストが高くなる等の問題を生じる。
【０００６】
また、上記特許文献１に開示された制振構造は、Ｘ字状ブレース上側のＶ字状の下端部とＸ字状ブレース下側の逆Ｖ字状の上端部との間に水平にオイルダンパーを設けることに起因して上記Ｖ字状ブレース部の下端部と逆Ｖ字状ブレースの上端部とが水平方向にずれて位置させたに過ぎないものであり、中桟を備えない構造となることから、この構造は上記耐力壁１０１に適用できるものではない。
【０００７】
この発明は、上記の事情に鑑み、中桟を備える耐力壁において、中桟の断面積の増大に頼らずに耐力壁の高剛性化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の耐力壁は、上記の課題を解決するために、柱間に設けられた中桟と、上記中桟に接合された上側ダンパーおよび下側ダンパーと、上記柱の上部側と上記上側ダンパーとに接続された上側ブレースと、上記柱の下部側と上記下側ダンパーとに接続された下側ブレースと、を備えており、上記上側ダンパーと上記下側ダンパーとが互いに水平方向に位置をずらして設けられていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成であれば、地震の横揺れによって上記上側ダンパーおよび上記下側ダンパーの各々には、水平方向のせん断力が生じ、また、このせん断力に応じて上下方向の反力が生じることになるが、上記上側ダンパーと上記下側ダンパーとが互いに水平方向に位置をずらして設けられていることで、上記上下方向の反力が相殺され、この相殺によって上記中桟に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。これにより、上記中桟の曲げ変形を当該中桟の断面積増大に頼ることなく抑制することができ、耐力壁のコスト上昇を抑えつつ耐力壁の高剛性化が図れる。
【００１０】
上記上側ダンパーが上記中桟に接合する接合領域の中心位置と上記下側ダンパーが上記中桟に接合する接合領域の中心位置との離間距離Ｗは、柱間距離をＢとすると、０．１Ｂ＜Ｗ＜０．８Ｂとされていてもよい。
【００１１】
上記上側ダンパーおよび上記下側ダンパーは、上記中桟の水平方向中央位置から等距離離れて設けられていてもよい。これによれば、上記中桟の上下側で対称なダンパーブレース構造となり、上側ブレースと下側ブレースの共通化が図れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明であれば、中桟を備える耐力壁において、地震時の横揺れで上記中桟に変形が生じるのを当該中桟の断面積の増大に頼らずに抑制し、耐力壁のコスト上昇を抑えつつ耐力壁の高剛性化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る耐力壁を示した説明図である。
【図２】図１の耐力壁における中桟に生じる曲げモーメントを説明する説明図である。
【図３】図１の耐力壁における水平変位−水平荷重特性を示したグラフであり、対比として従来の耐力壁における水平変位−水平荷重特性も示している。
【図４】本発明の他の実施形態に係る耐力壁を示した説明図である。
【図５】従来の耐力壁を示した説明図である。
【図６】図５の耐力壁における中桟に生じる曲げモーメントを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示しているように、この実施形態の耐力壁１は、建物の柱２間に水平に設けられた中桟３と、上記中桟３に設けられた上側ダンパー４および下側ダンパー５と、各柱２の上部側と上記上側ダンパー４とに接続された略Ｖ字状の２本の上側ブレース６と、各柱２の下部側と上記下側ダンパー５とに接続された略逆Ｖ字状の２本の下側ブレース７と、を備えている。各柱２の上端（柱頭部）は梁８の下面側に固定されており、下端（柱脚部）は梁（または基礎）９の上面側に固定されている。
【００１５】
上記柱２および中桟３は、例えば、角形鋼管からなり、上記柱２の高さ方向の中間位置に上記中桟３が横配置され、この中桟３の両端が上記柱２の内側面に例えば溶接固定されている。また、上記柱２の断面形状は上記中桟３の断面形状よりも大きくされている。上記２本の柱２の中心軸間距離（柱間距離Ｂ）は、例えば、９１０ｍｍとされる。また、上記柱２の高さＨは、例えば、２６００ｍｍ程度とされる。
【００１６】
また、上記上側ブレース６および上記下側ブレース７についても、例えば、角形鋼管等を用いて作製することができる。上記上側ブレース６の上端側は、上記柱２の内側の面に例えば溶接によって固定されており、下端側は上記上側ダンパー４の上面部に例えば溶接によって固定されている。同様に、上記下側ブレース７の下端側は、上記柱２の内側の面に例えば溶接によって固定されており、上端側は上記下側ダンパー５の下面部に例えば溶接によって固定されている。もちろん、このような直接的な溶接固定に限らず、他の部材を介在させて溶接されてもよいし、また、ボルト等の締結部材による固定を採用することもできる。
【００１７】
上記上側ダンパー４の下面部は、上記中桟３の上面部に例えば溶接によって接合されており、上記下側ダンパー５の上面部は、上記中桟３の下面部に例えば溶接によって接合されている。また、上記上側ダンパー４および上記下側ダンパー５は、例えば、四角形の鋼板に複数の開口部が形成されて成り、弾塑性変形によってエネルギーを吸収できる構造になっている。上記上側ダンパー４および上記下側ダンパー５は、このような鋼材系のダンパーに限られるものではない。
【００１８】
そして、上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５とは、互いに水平方向に位置がずれている。上記２本の上側ブレース６の長さおよび配置の角度は互いに相違しており、上記２本の下側ブレース７の長さおよび配置の角度も互いに相違している。また、上記上側ダンパー４および上記下側ダンパー５は、上記中桟３の水平方向中央位置から等距離離れて設けられている。
【００１９】
また、上記上側ダンパー４が上記中桟３に接合する接合領域の中心位置と上記下側ダンパー５が上記中桟３に接合する接合領域の中心位置との離間距離Ｗが、上記接合領域の長さＬよりも長くされており（Ｗ＞Ｌ）、上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５とは水平方向に重ならずに位置している。ここで、上記離間距離Ｗは、上記柱間距離Ｂに対して、０．１Ｂ＜Ｗ＜０．８Ｂとすることができる。また、好ましくは、ブレース６、７の製作上の観点からＷ＜０．６Ｂとし、上下ダンパーの位置をずらすことによる効果獲得の観点から０．２Ｂ＜Ｗとする。
【００２０】
なお、上記離間距離Ｗと上記長さＬとが等しい（Ｗ＝Ｌ）構造とされる場合は、上記上側ダンパー４の右側の縦辺と上記下側ダンパー５の左側の縦辺の位置が上記中桟３の水平方向中央位置で一致することになる。
【００２１】
上記耐力壁１によれば、地震の横揺れにより、上記上側ダンパー４および上記下側ダンパー５の各々には、図２に示しているように、水平方向のせん断力が生じ、また、このせん断力に応じて上下方向の反力が生じることになるが、上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５とが互いに水平方向に位置をずらして設けられていることで、上記上下方向の反力が相殺され、この相殺によって上記中桟３に生じる曲げモーメントＭ′を従来の曲げモーメントＭよりも小さくすることができる（Ｍ′＜Ｍ）。これにより、上記中桟３の曲げ変形を当該中桟３の断面積増大に頼ることなく抑制することができ、耐力壁１のコスト上昇を抑えつつ耐力壁１の高剛性化が図れる。
【００２２】
上記離間距離Ｗ＝３４０ｍｍとされた耐力壁１に水平荷重を加えたときの実験結果（水平荷重特性−水平変位）を、図３において実線（勾配Ｋ１）で示す。また、従来構造の耐力壁１０１（上下ダンパーの位置をずらさない（Ｗ＝０）こと以外の他の条件は同じとする）の実験結果を点線（勾配Ｋ２）で示す。上記耐力壁１であれば、従来の耐力壁１０１と比べて、水平荷重に対する変位量が小さくなり（グラフの勾配が大きくなり）、初期剛性が概ね２０％向上し（Ｋ１／Ｋ２≒１．２１）、耐力壁１の剛性が向上したことが分かる。
【００２３】
上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５とが水平方向に重ならずに設けられていると（Ｗ＞Ｌ）、Ｗ≦Ｌとされる場合に比べて、各ダンパー４、５と当該ダンパーに近い側の柱２との間の中桟部分（柱側の中桟部分）の長さを短くできるので、当該柱側の中桟部分での曲がりを抑制できる。もちろん、このような設定に限定されるものではなく、上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５の位置が互いに水平方向にずれていれば、上記上側ダンパー４と上記下側ダンパー５とが水平方向に一部重なるとしても、従来の耐力壁１０１に比べれば、上記中桟３に生じる曲げモーメントは小さくなるので、上記中桟３に変形が生じるのを抑制して剛性を高めることが可能である。
【００２４】
また、上記離間距離Ｗが上記柱間距離Ｂとの関係で、０．２Ｂ＜Ｗ＜０．６Ｂとされていると、上記中桟３に生じる曲げモーメントを小さくすることと、上記ブレース６、７が柱２に接近しすぎることによる当該ブレースの配置（ブレース加工、溶接等）の困難化の回避との両立が図れる。
【００２５】
また、上記上側ダンパー４および上記下側ダンパー５が上記中桟３の水平方向中央位置から等距離離れて設けられていると、上記中桟３の上下側で対称なダンパーブレース構造となり、上側ブレース６と下側ブレース７の共通化が図れる。
【００２６】
上記中桟３の上下で対称なダンパーブレース構造とすることに限定されない。図４に示す耐力壁１は、上記中桟３の下側のダンパーブレース構造については、下側ダンパー５を中桟３の左右方向中央位置に設けており、上側のダンパーブレース構造については、上側ダンパー４を中桟３の左右方向中央位置から左方向にずらして設けている。このような構造でも、従来構造の耐力壁１０１に比べれば、上記中桟３に生じる曲げモーメントは小さくなり、上記中桟３に変形が生じるのを抑制することが可能である。
【００２７】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１          ：耐力壁
２          ：柱
３          ：中桟
４          ：上側ダンパー
５          ：下側ダンパー
６          ：上側ブレース
７          ：下側ブレース
８          ：梁
９          ：梁（または基礎）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017160711.tif 000007
【図６】
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