(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する方向に接合される一対の軸組部材の接合部に設けられる制震構造であって、粘弾性材料を挟み込んで重ね合わせた複数枚のプレート部材を、前記接合部の角部に近接する部位において、前記角部を挟んだ前記一対の軸組部材の内側側面に各々片持ち状態で互い違いに固定することにより構成され、かつ前記複数枚のプレート部材は、各々、角部側の縁部が角部側に屈曲又は湾曲した平面形状を有する帯状重ね合わせプレート部と、該帯状重ね合わせプレート部の一端部を垂直に折り曲げることにより形成されると共に固定孔が設けられた固定プレート部とからなり、各プレート部材は、前記帯状重ね合わせプレート部の角部側の縁部を角部側に屈曲又は湾曲させた片持ち状態で、前記固定プレート部を前記角部から離して前記一対の軸組部材の内側側面に固定して取り付けられていることにより、前記複数枚のプレート部材の重ね合わせ部と前記角部との間に開口が形成されていること特徴とする制震構造。
【請求項２】
粘弾性材料を挟み込んで重ね合わせた一対のプレート部材を、前記接合部の角部に近接する部位において、前記一対の軸組部材に各々片持ち状態で固定することにより構成される請求項１記載の制震構造。
【請求項３】
前記複数枚のプレート部材の重ね合わせ部と前記角部との間に形成された開口に、筋交い金物が取り付けられている請求項１又は２記載の制震構造。
【請求項４】
前記固定孔の周囲を囲む環状突起を前記固定プレート部の外側面に突出させて形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制震構造。
【請求項５】
前記固定プレート部の側縁部と前記帯状重ね合わせプレート部の側縁部とを接続する補強リブが、帯状重ね合わせプレート部の基端部の両側に一体として設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交差する方向に接合される一対の軸組部材の接合部に設けられる制震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
軸組部材は、建物の骨組み構造を構成する部材である。各軸組部材は交差する方向に互いに接合されて、フレームやその他の枠組を形成する。このような骨組み構造は、地震時等において建物を変形させる荷重を受ける場合には、接合部に大きな変形が生じやすい。このような変形に対処するために、接合部を剛接合として変形を抑えることが考えられるが、特に木造建物においては、仕口による接合部を剛接合とすることが困難である。
【０００３】
一方、変形し易い接合部の構造を利用したものとして、当該接合部にダンパーを取り付けることによって所定の剛性と減衰性を付与し、地震時の振動力を建物全体に分散させると共に建物の構造減衰を増加さることにより、耐震性能を向上させた制震構造が採用されている。
【０００４】
かかる制震構造に用いられるダンパーとして、三角形形状をしたプレート部材とプレート部材との間に粘弾性体を挟み込んでなる粘弾性ダンパーが知られている。この粘弾性ダンパーによれば、三角形形状の角部を一対の軸組部材による接合部の角部に配置しつつ当該接合部に取り付けられ、粘弾性体をせん断変形させることにより、地震荷重や風荷重による大振幅から小振幅までの振動エネルギーを安定して吸収することが可能になる。
【０００５】
しかしながら、軸組部材の接合部の角部付近には柱脚金物や筋交い金物等の各種の金物が取り付けられる場合が多いため、従来の粘弾性ダンパーを用いた制震構造によれば、これらの金物との干渉を避けるための工夫が必要であった。また、粘弾性ダンパーは高価な部材であることから、安価で効率良く耐震性能を向上させる制震構造の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、これらの従来の課題に着目してなされたもので、各種の金物との干渉を避けつつ接合部に容易に設けることができると共に、安価で効率良く耐震性能を向上させることのできる制震構造を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、三角形形状をした粘弾性ダンパーを、これの角部を一対の軸組部材による接合部の角部に配置しつつ当該接合部に設置した場合、粘弾性ダンパーの角部に近い部分は、耐震性能に有効に寄与していないことを知見した。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、交差する方向に接合される一対の軸組部材の接合部に設けられる制震構造であって、粘弾性材料を挟み込んで重ね合わせた複数枚のプレート部材を、前記接合部の角部に近接する部位において、前記角部を挟んだ前記一対の軸組部材の内側側面に各々片持ち状態で互い違いに固定することにより構成され、かつ前記複数枚のプレート部材は、各々、角部側の縁部が角部側に屈曲又は湾曲した平面形状を有する帯状重ね合わせプレート部と、該帯状重ね合わせプレート部の一端部を垂直に折り曲げることにより形成されると共に固定孔が設けられた固定プレート部とからなり、各プレート部材は、前記帯状重ね合わせプレート部の角部側の縁部を角部側に屈曲又は湾曲させた片持ち状態で、前記固定プレート部を前記角部から離して前記一対の軸組部材の内側側面に固定して取り付けられていることにより、前記複数枚のプレート部材の重ね合わせ部と前記角部との間に開口が形成されていること特徴とする制震構造を提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項１記載の発明）。
【０００９】
本発明の制震構造は、粘弾性材料を挟み込んで重ね合わせた一対のプレート部材を、前記接合部の角部に近接する部位において、前記一対の軸組部材に各々片持ち状態で固定することにより構成されることが好ましい（請求項２記載の発明）。
【００１１】
本発明の制震構造は、前記固定孔の周囲を囲む環状突起を前記固定プレート部の外側面に突出させて形成することが好ましい（請求項４記載の発明）。
【００１２】
ここで、上記記載におけるプレート部材は、例えばステンレス等による鋼板プレートや、樹脂プレート等からなるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態の制震構造１０は、図１に示すように、例えば木造建物において、軸組部材である上梁１１、下梁１２及び柱１３によって構成される４角形状のフレーム構造１４の耐震性能を向上させるべく採用されたものである。上梁１１、下梁１２及び柱１３は、各々矩形断面を有する角材であって、柱１３の上下の両端面を上梁１１又は下梁１２の下面又は上面に当接させた状態で、互いに垂直に交差する方向に接合することによって、４角形状の骨組であるフレーム構造１４が形成される。本実施形態の制震構造１０は、フレーム構造１４の４隅に位置する軸組部材１１，１２，１３の接合部２１に後述する制震装置１５を設置することにより構成される。
【００１４】
本実施形態によれば、図２及び図３に示すように、制震装置１５は、粘弾性材料１６を挟み込みんで重ね合わせた一対の鋼製プレート部材１７からなり、各鋼製プレート部材１７は、屈曲した平面形状を有する帯状重ね合わせプレート部１８と、帯状重ね合わせプレート部１８の一端部を垂直に折り曲げることにより形成されると共に、複数の固定孔１９が設けられた固定プレート部２０とからなる。
【００１５】
そして、粘弾性材料１６を挟み込んで重ね合わせた一対の鋼製プレート部材１７を、例えば上梁１１と柱１３との接合部２１の角部２２に近接する部位において、角部２２を挟んだ上梁１１の内側側面２３と柱１３の内側側面２４に各々片持ち状態で互い違いに固定することによって、本実施形態の制震構造１０が構成される。また、本実施形態の制震構造１０によれば、一対の鋼製プレート部材１７は、角部２２から離れて固定されていることにより、一対の鋼製プレート部材１７の重ね合わせ部２５と角部２２との間には開口２６が形成される。
【００１６】
一対の鋼製プレート部材１７は、対称な同一形状を有し、厚さ２〜１０ｍｍ程度の例えばステンレスプレートを加工して形成される。各鋼製プレート部材１７の帯状重ね合わせプレート部１８は、先端側の略３／４の部分が４５度の角度で屈曲した帯状プレートであって、その屈曲部分は幅１００〜１０００ｍｍ程度の帯状の重ね合わせ部２５を構成する。各鋼製プレート部材１７の固定プレート部２０は、帯状重ね合わせプレート部１８の基端部を２５〜３００ｍｍの幅で垂直に折り曲げることにより、基端部に沿って１００〜１０００ｍｍの長さで形成される。固定プレート部２０には、その中央部に例えばラグスクリュー２７等の固定用金具を打ち込んで固定するための固定孔１９が３箇所に形成されている。
【００１７】
また、本実施形態によれば、固定孔１９の周囲を囲む環状突起２９が固定プレート部２０の外側面に突出して形成されている（図３参照）。さらに、本実施形態によれば、固定プレート部２０の側縁部と帯状重ね合わせプレート部１８の側縁部とを接続するようにして、直角三角形状の補強リブ２８が、帯状重ね合わせプレート部１８の基端部の両側に一体として設けられている。この補強リブ２８によって、垂直に折れ曲がった状態の固定プレート部２０を強固に支持して地震時における振動力を軸組部材１１，１３から制震装置１５に一層スムースに伝達させることが可能になり、また作用する方向に対して垂直な方向に制震装置１５が振動するのを効果的に防止することが可能になる。
【００１８】
一対の鋼製プレート部材１７に挟まれる粘弾性材料１６は、例えば粘弾性ゴムやアクリル系等の高分子材料による粘弾性体からなる。粘弾性材料１６は、例えば１〜１０ｍｍ程度の厚さで、両面を各鋼製プレート部材１７に密着接合させた状態で挟み込まれ、一対の鋼製プレート部材１７のせん断方向のズレに応じてせん断変形することにより、地震荷重や風荷重等による振動エネルギーを効果的に吸収する。
【００１９】
上述の構成を有する制震装置１５は、工場で予め製造され、建設現場に搬入して、例えば上梁１１と柱１３との接合部２１に設置される。すなわち、角部２２に近接する部位において、角部２２を挟んだ上梁１１の内側側面２３と柱１３の内側側面２４に対して、固定プレート部２０の先端縁部が例えば各内側側面２３，２４の中心線に沿うように位置決めしつつ、一対の鋼製プレート部材１７を各々片持ち状態で上梁１１と柱１３に固定する。かかる固定作業は、位置決めした後、固定プレート部２０の外側面に突出する環状突起２９を上梁１１や柱１３の内側側面２３，２４に食い込ませつつ、ラグスクリュー２７をねじ込むようにして固定孔１９に打ち込むことにより行われる。これにより鋼製プレート部材１７は位置ズレを生じることなく各々強固に固定されて、本実施形態の制震構造１０が設けられることになる。
【００２０】
本実施形態の制震構造１０によれば、一対の鋼製プレート部材１７の各帯状重ね合わせプレート部１８は４５度の角度で角部２２側に屈曲するものであり、固定プレート部２０は、上梁１１や柱１３の内側側面２３，２４において角部２２から例えば１００〜４００ｍｍ離れて固定される。これによって、一対の鋼製プレート部材１７の重ね合わせ部２５と角部２２との間には相当の大きさの開口２６が形成されることになり、この開口２６には、例えば筋交い金物３０等の各種の金物を制震装置１５と干渉させることなく取り付けることが可能になる。
【００２１】
また、本実施形態の制震構造１０によれば、地震荷重や風荷重による振動力を受けた場合に、一対の鋼製プレート部材１７がズレるのに伴って粘弾性材料１６がせん断変形することにより、エネルギーを効果的に吸収すると共にこれらの荷重を建物全体に分散させる。ここで、一対の鋼製プレート部材１７の重ね合わせ部２５と角部２２との間には相当の大きさの開口２６が形成されているが、角部２２に近い部分においては、粘弾性材料１６を挟み込んだ重ね合わせ部２５を配置しても、この部分は耐震性能に有効に寄与しないことから、この部分を開口２６としても、効率良く耐震性能を向上させることが可能である。したがって、本実施形態によれば、角部２２に近い部分を開口２６とすることにより、粘弾性材料１６の使用面積、及び鋼製プレート部材１７を構成するプレートの使用量を少なくして施工コストを低減できると共に、制震装置１５の軽量化によって施工性を向上させることも可能になる。
【００２２】
すなわち、本実施形態の制震構造１０によれば、各種の金物３０との干渉を避けつつ接合部２１に容易に設けることができると共に、安価で効率良く耐震性能を向上させることができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明の制震構造は、図４に示すように３枚又は４枚のプレート部材３１を粘弾性材料３２を挟み込みつつ重ね合わせて構成することもできる。また、図５（ａ），（ｂ）に示すように、プレート部材３３，３４の帯状重ね合わせプレート部３５，３６の平面形状を、例えば角部３７を中心として円弧状に湾曲する形状としたり（（ａ））、直角に屈曲する形状（（ｂ））とすることもできる。円弧状に湾曲する形状とすることによって、振動力に対して特に効率の良い制震構造とすることが可能になる。直角に屈曲する形状とすることにより、プレート部材の製造を効率良く行うことが可能になる。さらに、本発明の制震構造及び制震装置は、梁と柱の接合部だけでなく、その他の軸組部材の接合部に設けることもできる。さらにまた、本発明は木造建物の軸組部材に限定されることなく鋼製の軸組部材等に対しても採用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の制震構造によれば、各種の金物との干渉を避けつつ接合部に容易に設けることができると共に、安価で効率良く耐震性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る制震構造が設けられる軸組部材の接合部を説明する正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制震構造の構成を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る制震構造の構成を示す斜視図である。
【図４】３枚のプレート部材を重ね合わせて構成した制震装置の略示断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、帯状重ね合わせプレート部の他の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  制震構造
１１  上梁（軸組部材）
１２  下梁（軸組部材）
１３  柱（軸組部材）
１４  フレーム構造
１５  制震装置
１６  粘弾性材料
１７  鋼製プレート部材（プレート部材）
１８  帯状重ね合わせプレート部
１９  固定孔
２０  固定プレート部
２１  接合部
２２  角部
２３  上梁の内側側面
２４  柱の内側側面
２５  重ね合わせ部
２６  開口
２７  ラグスクリュー
２８  補強リブ
２９  環状突起
３０  筋交い金物
【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】
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