(57)【要約】【課題】振動を受けた際に柱材が変形したりせず、振動がダンパーに対して直接的に作用し、ダンパーが効率良く振動エネルギーを十分に吸収して振動を効果的に減衰させ、建物へのダメージを低減することが可能な建物の制震構造を提供する。【解決手段】軸組フレーム１は、左右一対の柱材２ａ，２ｂと、それらの柱材２ａ，２ｂの上側の端縁同士および柱材２ａ，２ｂの下側の端縁同士をそれぞれ接続する横架材３ａ，３ｂとによって、縦長の長方形状に組み付けられている。そして、各柱材２ａ，２ｂの内側には、それぞれ、角鋼によって形成された補強材４ａ，４ｂが、固定されている。さらに、左右の補強材４ａ，４ｂと上側の横架材３ａとが接合する仕口、および、左右の補強材４ａ，４ｂと下側の横架材３ｂとが接合する仕口には、それぞれ、粘弾性ダンパー５，５・・が設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の柱材と上下の横架材とから構成される軸組フレームにダンパーを設置してなる建物の制震構造であって、
左右の柱材の内側に補強材が固着されているとともに、その補強材と下側の横架材とが接合する仕口、および／または、前記補強材と上側の横架材とが接合する仕口にダンパーが設置されていることを特徴とする建物の制震構造。
【請求項２】
補強材が、矩形状、コ字状、Ｃ字状、Ｈ字状の内のいずれかの断面形状を有する鋼材であることを特徴とする請求項１に記載の建物の制震構造。
【請求項３】
ダンパーが、粘弾性ダンパーであることを特徴とする請求項１、または２に記載の建物の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震により発生する振動の減衰を図るために木造住宅や軽量鉄骨住宅に採用される制震構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木造構造、鉄骨構造（Ｓ構造）、あるいは鉄骨鉄筋コンクリート構造（ＳＲＣ構造）等の架構式構造の建物の制震構造として、左右の柱材と上下の横架材とからなる軸組フレームを構成し、その軸組フレーム内に各種のダンパーを付設することにより、地震による振動エネルギーを粘性減衰エネルギーとして吸収して制震効果を得るものが知られている。具体的には、左右の柱材と上下の横架材とが接合する仕口に、２枚の鋼板同士に粘弾性体を挟み込んだダンパーを設置したもの（特許文献１）、超塑性合金によって形成されたダンパーを設置したもの（特許文献２）、金属板間に粘弾性材を層状に積層してなるダンパーを設置したもの（特許文献３）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９５５０６号公報
【特許文献２】特開２００５−４２４０３号公報
【特許文献３】特開２００５−７６３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の仕口にダンパーを設置した制震構造においては、ダンパーの感度を下げると（大きな振動が加わらなければ作動しないようにすると）、柱材と横架材とのなす角度を９０°に保持しようとする力が作用して柱材が変形するために、地震等により振動を受けた際にダンパーが振動エネルギーのごく一部を吸収するに留まり、十分な制震効果を得ることができない。反対に、ダンパーの感度を上げると（小さな振動が加わっても作動するようにすると）、柱材が変形する事態は生じなくなるものの、振動を受けた際にダンパーが振動エネルギーを吸収し切れないため、十分な制震効果を得ることができない。
【０００５】
柱材の剛性を高くすることによって、そのような不具合は解消できるものの、ダンパーを設置する箇所に規格を外れた剛性の高い柱材を用いると、施工工程数の増加や材料コストの増加を招く結果となる。また、ダンパーの個数を増やして柱材の変形を防止する方法も考えられるが、同様にコスト高を招いてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の建物の制震構造が有する問題点を解消し、振動を受けた際に柱材が変形したりせず、振動がダンパーに対して直接的に作用し、ダンパーが効率良く振動エネルギーを十分に吸収して振動を効果的に減衰させ、建物へのダメージを低減することが可能な建物の制震構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる本発明の内、請求項１に記載された発明は、左右の柱材と上下の横架材とから構成される軸組フレームにダンパーを設置してなる建物の制震構造であって、左右の柱材の内側に補強材が固着されているとともに、その補強材と下側の横架材とが接合する仕口、および／または、前記補強材と上側の横架材とが接合する仕口にダンパーが設置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、補強材が、矩形状、コ字状、Ｃ字状、Ｈ字状の内のいずれかの断面形状を有する鋼材であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、ダンパーが、粘弾性ダンパーであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載された建物の制震構造は、振動時に力が加わり易い柱材が補強材によって補強されているため、設置されたダンパーの感度に拘わらず、振動を受けた際に柱材が変形したりせず、振動がダンパーに対して直接的に作用し、ダンパーが効率良く振動エネルギーを十分に吸収して振動を効果的に減衰させる。したがって、建物へのダメージを非常に効果的に低減することができる。また、ダンパーを設置する箇所に剛性の高い柱材を用いたり、設置するダンパーの個数を増やしたりする必要がないので、安価に構築することができる。さらに、既築の住宅等の制震改修工事においても、柱材を補強材で補強し、仕口にダンパーを設置するだけで、容易に採用することができる。
【００１１】
請求項２に記載された建物の制震構造は、柱材が頑強な鋼材によって補強されているため、振動を受けた際に柱が変形する事態が高い精度で防止されるので、ダンパーによる振動の減衰機能の信頼性が高い。
【００１２】
請求項３に記載された建物の制震構造は、ダンパーによる振動の減衰機能の調整が容易であり、不必要に剛性の高い補強材を使用する必要がないので、非常に安価に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の建物の制震構造の実施の一形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の建物の制震構造を採用した軸組フレームを示したものである。軸組フレーム１は、所定の間隔をおいて鉛直に配置された左右一対の柱材２ａ，２ｂと、それらの柱材２ａ，２ｂの上側の端縁同士および柱材２ａ，２ｂの下側の端縁同士をそれぞれ接続する横架材（梁）３ａ，３ｂとによって、高さが２，４００〜３，５００ｍｍで幅が９００〜２，０００ｍｍの縦長の長方形状に組み付けられている。
【００１４】
各横架材３ａ，３ｂは、四角柱状の木材によって形成されており、横架材３ａは、断面が１８０ｍｍ×１０５ｍｍの長方形状になっており、横架材３ｂは、断面が１０５ｍｍ×１０５ｍｍの正方形状になっている。また、各柱材２ａ，２ｂも、各横架材３ａ，３ｂと同様に、四角柱状の木材によって形成されており、断面が１０５ｍｍ×１０５ｍｍの正方形状になっている。各柱材２ａ，２ｂおよび各横架材３ａ，３ｂは、木材同士の軸組とボルト・ナットの組み合わせにより一体的に組み付けられている。
【００１５】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面を示したものであり、各柱材２ａ，２ｂの内側には、それぞれ、複数の貫通穴（木ビス用）を有する補強材４ａ，４ｂが、木ビス８，８・・によって固着されている。各補強材４ａ，４ｂは、角鋼によって形成されており、断面が６０ｍｍ×３０ｍｍの長方形状になっている。さらに、左右の補強材４ａ，４ｂと上側の横架材３ａとが接合する仕口、および、左右の補強材４ａ，４ｂと下側の横架材３ｂとが接合する仕口には、それぞれ、粘弾性ダンパー５，５・・が設置されている。
【００１６】
図３は、仕口の粘弾性ダンパー５の設置部分（図１における波線の部分）を示したものであり、図４は、図３におけるＢ−Ｂ線断面を示したものである。各粘弾性ダンパー５，５・・は、片側の端縁をＬ字状に折り曲げた２枚の金属板６ａ，６ｂの間に、粘弾性体（合成ゴム）７を介在させた構造を有している。なお、図示されていないが、粘弾性ダンパー５においては、２枚の金属板６ａ，６ｂが所定の間隔以上に離れないようにネジによって固定されている。かかる粘弾性ダンパー５は、金属板６ａの折り曲げ部分を補強材４ａ（４ｂ）に螺着するとともに、金属板６ｂの折り曲げ部分を横架材３ａ（３ｂ）に螺着することによって、仕口に取り付けられている。また、各仕口においては、粘弾性ダンパー５の長手方向と補強材４ａ，４ｂ（横架材３ａ，３ｂ）とのなす角が４５°になるように調整されている。
【００１７】
上記の如く構成された軸組フレーム１においては、粘弾性ダンパー５，５・・の感度に拘わらず、振動を受けた際に柱材２ａ，２ｂが変形したりせず、振動が粘弾性ダンパー５，５・・に対して直接的に作用し、粘弾性ダンパー５，５・・が効率良く振動エネルギーを十分に吸収して振動を効果的に減衰させる。したがって、建物へのダメージを非常に効果的に低減することができる。
【００１８】
なお、本発明の建物の制震構造の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、軸組フレームやダンパー等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【００１９】
たとえば、本発明の制震構造が採用される軸組フレームは、上記実施形態の如く、木材を組み付けたものに限定されず、鋼材（軽量鉄骨）を組み付けたものでも良い。また、柱材と横架材とをボルト・ナットによって螺着したものに限定されず、柱材と横架材とを溶接して固定したもの等に変更することも可能である。
【００２０】
一方、柱材に固着させる補強材は、上記実施形態の如く、矩形状の断面形状を有する鋼材（角型鋼管）に限定されず、短形状の断面形状を有する木材や、Ｃ字状、コ字状、Ｈ字状等の断面形状を有する鋼材等に変更することも可能である。加えて、補強材を柱材に固着させる方法も、木ビスに限定されず、ボルトとナットとによって螺着する方法や、溶接によって補強材を柱材に固着する方法等を採用することも可能である。
【００２１】
また、仕口に取り付けられるダンパーは、上記実施形態の如く、２枚の金属板の間に粘弾性体を介在させた粘弾性ダンパーに限定されず、大径および小径の２つの筒状体の間に粘弾性体を介在させた粘弾性ダンパー、金属からなる弾性ダンパーやオイルダンパー等に変更することも可能である。
【００２２】
加えて、本発明の制震構造が採用される軸組フレームは、上記実施形態の如く、左右の柱材（補強材）と下側の横架材とが接合する仕口と、左右の柱材（補強材）と上側の横架材とが接合する仕口との両方にダンパーを設置したものに限定されず、図５の如く、左右の柱材２ａ，２ｂ（補強材４ａ，４ｂ）と下側の横架材３ｂとが接合する仕口のみにダンパー５，５を設置したものに変更することも可能である。なお、このような構成は、軸組フレームの上方に窓を設置する場合等に好適に用いることができる。
【００２３】
また、ダンパーの設置態様は、上記実施態様の如く、ダンパーの長手方向と柱材（横架材）とのなす角を４５°に調整したものに限定されず、柱材（横架材）に対するダンパーの傾斜角度を適宜調整することができる。なお、ダンパーの長手方向と柱材（横架材）とのなす角が４０°以上５０°未満となるように調整した場合には、ダンパーが効率的に減衰機能を奏するものとなる、というメリットがある。
【００２４】
さらに、本発明の制震構造が採用される軸組フレームは、上記実施形態の如く、左右の柱材の内側（ダンパーの設置側）に補強材を固着したものに限定されず、左右の柱材の外側に補強材を固着したものに変更することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】軸組フレームの正面を示す説明図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面を示す説明図である。
【図３】ダンパーの設置部位を示す説明図である（ａは、正面図であり、ｂは、斜視図である）。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ線断面を示す説明図である。
【図５】軸組フレームの変更例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・軸組フレーム、２ａ，２ｂ・・柱材、３ａ，３ｂ・・横架材、４ａ，４ｂ・・補強材、５・・粘弾性ダンパー。
【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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