(57)【要約】【課題】しっかりとした初期剛性を発揮しながら、地震時にはエネルギー吸収による制震作用を効果的に行える、簡素な構造の建物制震構造を提供する。【解決手段】上拘束部６と下拘束部７との間に配置されたＵ字形弾塑性ダンパー８が、その対向辺部８ａ，８ａの一方を上、もう一方を下、Ｕ字状湾曲部８ｂを左又は右に位置させた姿勢状態にされ、上対向辺部８ａが上拘束部６の下面に沿わされると共にその先端部が上拘束部８に連結され、下対向辺部８ａが下拘束部７の上面に沿わされると共にその先端部が下拘束部７に連結され、層間変位によって、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が、上下の拘束部６，７の両拘束面によって上下方向への変形を拘束されながら湾曲部８ｂの位置を移動させていく弾塑性変形を行い、エネルギーを吸収するようになされている。【選択図】      図１
2009270336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部が階上側に剛接合されて垂れ下げられた上剛体と、下端部が下階側に剛接合されて上方に立ち上げられた下剛体とが備えられ、
前記上剛体の下端部に上拘束部が剛接合されると共に、前記下剛体の上端部に下拘束部が剛接合され、上拘束部の下面と下拘束部の上面とが上下方向において対向し、これら拘束面間にＵ字形弾塑性ダンパーが配設され、
該Ｕ字形弾塑性ダンパーは、その対向辺部の一方を上、もう一方を下、Ｕ字状湾曲部を左又は右に位置させた姿勢状態にされて、上対向辺部が上拘束部の下面に沿わされると共に該上対向辺部の先端部が上拘束部に連結され、下対向辺部が下拘束部の上面に沿わされると共に該下対向辺部の先端部が下拘束部に連結され、
層間変位によって上下の剛体が左右方向に相対変位をすると、前記Ｕ字形弾塑性ダンパーが、上下の拘束部の両拘束面によって上下方向への変形を拘束されながら湾曲部の位置を移動させていく弾塑性変形を行い、エネルギーを吸収するようになされていることを特徴とする建物制震構造。
【請求項２】
前記上下の剛体は、前記層間変位によって左右方向への相対変位量が大きくなると、上下方向において接近する相対変位をするようになされており、それに伴い、上下の拘束部も上下方向において接近する相対変位をするようになされて、層間変位により左右方向への上下の拘束部の相対変位量が大きくなると、Ｕ字形弾塑性ダンパーが上下方向に圧縮され、その湾曲部の曲率半径が小さくなって、エネルギー吸収能力が高められるようになされている請求項１に記載の建物制震構造。
【請求項３】
左端部が左柱又は左側枠に剛接合されて右方に突出する左剛体と、右端部が右柱又は右側枠に剛接合されて左方に突出する右剛体とが備えられ、
左剛体の右端部に左拘束部が剛接合されると共に、右剛体の左端部に右拘束部が剛接合され、左拘束部の右側面と右拘束部の左側面とが左右方向において対向し、これら拘束面間にＵ字形弾塑性ダンパーが配設され、
該Ｕ字形弾塑性ダンパーは、その対向辺部の一方を左、もう一方を右、Ｕ字状湾曲部を上又は下に位置させた姿勢状態にされて、左対向辺部が左拘束部の右側面に沿わされると共に該左対向辺部の先端部が左拘束部に連結され、右対向辺部が右拘束部の左側面に沿わされると共に該右対向辺部の先端部が右拘束部に連結され、
層間変位によって左右の拘束部が上下方向に相対変位をすると、前記Ｕ字形弾塑性ダンパーが、左右の拘束部の両拘束面によって左右方向への変形を拘束されながら湾曲部の位置を移動させていく弾塑性変形を行い、エネルギーを吸収するようになされていることを特徴とする建物制震構造。
【請求項４】
前記左右の拘束部は、前記層間変位によって上下方向への相対変位量が大きくなると、左右方向に接近する相対変位をし、層間変位により上下方向への左右の拘束部の相対変位量が大きくなると、Ｕ字形弾塑性ダンパーが左右方向に圧縮され、その湾曲部の曲率半径が小さくなって、エネルギー吸収能力が高められるようになされている請求項３に記載の建物制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、種々の建物制震構造が提供されているが、しっかりとした初期剛性を発揮することができながら、地震時にはエネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができる、簡素な構造の建物制震構造は、未だ提供されていない。
【特許文献１】特開２００６−１５２７８８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４０３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、しっかりとした初期剛性を発揮することができながら、地震時にはエネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができる、簡素な構造の建物制震構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題は、上端部が階上側に剛接合されて垂れ下げられた上剛体と、下端部が下階側に剛接合されて上方に立ち上げられた下剛体とが備えられ、
前記上剛体の下端部に上拘束部が剛接合されると共に、前記下剛体の上端部に下拘束部が剛接合され、上拘束部の下面と下拘束部の上面とが上下方向において対向し、これら拘束面間にＵ字形弾塑性ダンパーが配設され、
該Ｕ字形弾塑性ダンパーは、その対向辺部の一方を上、もう一方を下、Ｕ字状湾曲部を左又は右に位置させた姿勢状態にされて、上対向辺部が上拘束部の下面に沿わされると共に該上対向辺部の先端部が上拘束部に連結され、下対向辺部が下拘束部の上面に沿わされると共に該下対向辺部の先端部が下拘束部に連結され、
層間変位によって上下の剛体が左右方向に相対変位をすると、前記Ｕ字形弾塑性ダンパーが、上下の拘束部の両拘束面によって上下方向への変形を拘束されながら湾曲部の位置を移動させていく弾塑性変形を行い、エネルギーを吸収するようになされていることを特徴とする建物制震構造によって解決される（第１発明）。
【０００５】
この構造では、上拘束部と下拘束部の上下の拘束面間にＵ字形弾塑性ダンパーが配置され、層間変位時に、該Ｕ字形弾塑性ダンパーが、上下の拘束部によって上下方向への変形を拘束されるようになされているので、Ｕ字形弾塑性ダンパーに対するこの変形拘束力によって、高い初期剛性が確保され、しっかりとした初期剛性を発揮することができる。
【０００６】
しかも、地震による層間変形時は、Ｕ字形弾塑性ダンパーは、上下の拘束部によって上下方向への変形を拘束されながら湾曲部の位置を移動させていく弾塑性変形を行うようになされているので、エネルギーを安定効果的に吸収することができて、エネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができる。
【０００７】
加えて、Ｕ字形弾塑性ダンパーを上下の拘束部で拘束しただけの構造であるから、簡素な構造でそれを実現することができる。
【０００８】
第１発明において、前記上下の剛体は、前記層間変位によって左右方向への相対変位量が大きくなると、上下方向において接近する相対変位をするようになされており、それに伴い、上下の拘束部も上下方向において接近する相対変位をするようになされて、層間変位により左右方向への上下の拘束部の相対変位量が大きくなると、Ｕ字形弾塑性ダンパーが上下方向に圧縮され、その湾曲部の曲率半径が小さくなって、エネルギー吸収能力が高められるようになされているとよい（第２発明）。
【０００９】
この場合は、大地震等により上下の拘束部の左右方向における相対変位量が大きくなるとＵ字形弾塑性ダンパーの湾曲部の曲率半径が小さくなってエネルギー吸収能力が高められるようになされているので、大地震時の揺れを小さく抑えることができる。
【００１０】
また、上記の課題は、左端部が左柱又は左側枠に剛接合されて右方に突出する左剛体と、右端部が右柱又は右側枠に剛接合されて左方に突出する右剛体とが備えられ、
左剛体の右端部に左拘束部が剛接合されると共に、右剛体の左端部に右拘束部が剛接合され、左拘束部の右側面と右拘束部の左側面とが左右方向において対向し、これら拘束面間にＵ字形弾塑性ダンパーが配設され、
該Ｕ字形弾塑性ダンパーは、その対向辺部の一方を左、もう一方を右、Ｕ字状湾曲部を上又は下に位置させた姿勢状態にされて、左対向辺部が左拘束部の右側面に沿わされると共に該左対向辺部の先端部が左拘束部に連結され、右対向辺部が右拘束部の左側面に沿わされると共に該右対向辺部の先端部が右拘束部に連結され、
層間変位によって左右の拘束部が上下方向に相対変位をすると、前記Ｕ字形弾塑性ダンパーが、左右の拘束部の両拘束面によって左右方向への変形を拘束されながら湾曲部の位置を移動させていく弾塑性変形を行い、エネルギーを吸収するようになされていることを特徴とする建物制震構造によって解決される（第３発明）。
【００１１】
この構造では、左右の拘束部の拘束面間にＵ字形弾塑性ダンパーが配置され、層間変位時に、該Ｕ字形弾塑性ダンパーが、左右の拘束部によって左右方向への変形を拘束されるようになされているので、Ｕ字形弾塑性ダンパーに対するこの変形拘束力によって、高い初期剛性が確保され、しっかりとした初期剛性を発揮することができる。
【００１２】
しかも、地震による層間変形時は、Ｕ字形弾塑性ダンパーは、左右の拘束部によって左右方向への変形を拘束されながら湾曲部の位置を移動させていく弾塑性変形を行うようになされているので、エネルギーを安定効果的に吸収することができて、エネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができる。
【００１３】
第３発明において、前記左右の拘束部は、前記層間変位によって上下方向への相対変位量が大きくなると、左右方向に接近する相対変位をし、層間変位により上下方向への左右の拘束部の相対変位量が大きくなると、Ｕ字形弾塑性ダンパーが左右方向に圧縮され、その湾曲部の曲率半径が小さくなって、エネルギー吸収能力が高められるようになされているとよい（第４発明）。
【００１４】
この場合は、大地震等により左右の拘束部の上下方向における相対変位量が大きくなるとＵ字形弾塑性ダンパーの湾曲部の曲率半径が小さくなってエネルギー吸収能力が高められるようになされているので、大地震時の揺れを小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のとおりのものであるから、しっかりとした初期剛性を発揮することができながら、地震時にはエネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができ、しかも、それを簡素な構造で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示す第１実施形態の建物制震構造は、建物の壁に組み込まれて建物を制震する制震パネル１に適用したもので、該制震パネル１は、図１（イ）に示すように、上枠２ａと下枠２ｂと左右の側枠２ｃ，２ｃとが方形環状に組まれた鋼製のパネルフレーム２を備え、該パネルフレーム２内に上下の剛体４，５が備えられ、上剛体４は、その上端部が、階上側となるパネルフレーム２の上部側に剛接合されてパネルフレーム２内で垂れ下げられ、下剛体５は、その下端部が、階下側となるパネルフレーム２の下部側に剛接合されてパネルフレーム２内で立ち上げられている。
【００１７】
そして、図１（ロ）に示すように、上剛体４の下端部に上拘束部６が剛接合されると共に、下剛体５の上端部に下拘束部７が剛接合され、上拘束部６の下面６ａと下拘束部７の上面７ａとが上下方向において対向し、これら拘束面６ａ，７ａ間にＵ字形弾塑性ダンパー８が配設されている。
【００１８】
Ｕ字形弾塑性ダンパー８は、鋼材や、あるいは金属製の超塑性素材などをＵ字形に曲成した板状のものからなっていて、一方の対向辺部８ａを上、もう一方対向辺部８ａを下、Ｕ字状湾曲部８ｂを左又は右に位置させた姿勢状態にされると共に、湾曲部８ｂが上下の拘束部６，７間の外に突出しないように配設され、上対向辺部８ａが上拘束部６の下面６ａに沿わされると共に該上対向辺部８ａの先端部が上拘束部６にボルト９等によって連結され、また、下対向辺部８ａが下拘束部７の上面に沿わされると共に該下対向辺部８ａの先端部が下拘束部７にボルト９等によって連結されている。
【００１９】
そして、上記の制震パネル１は、建物の壁に組み込まれ、地震等による建物の層間変位によって、図２（イ）（ロ）に示すように、上下の剛体４，５が左右方向に相対変位をすると、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が、上下の拘束部６，７の両拘束面６ａ，７ａによって上下方向への変形を拘束されながら湾曲部８ｂの位置を移動させていく弾塑性変形を行ってエネルギーを吸収するようになされている。
【００２０】
また、上記の制震パネル１は、建物に組み込まれることで、そのパネルフレームが、建物の層間変位によって平行四辺形状に変形し、それによって、上下の剛体４，５が、上下方向において接近する相対変位をするようになされており、それに伴い、上下の拘束部６，７も上下方向において接近する相対変位をして、層間変位により左右方向への上下の拘束部６，７の相対変位量が大きくなると、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が上下方向に圧縮され、その湾曲部８ｂの曲率半径が小さくなって、エネルギー吸収能力が高められるようになされている。
【００２１】
また、本実施形態では、上下の拘束部６，７間にＵ字形弾塑性ダンパー８，８が対で備えられ、一方のＵ字形弾塑性ダンパー８は湾曲部８ｂを左、もう一方のＵ字形弾塑性ダンパー８は湾曲部８ｂを右に位置させるように配置された構造となっていて、建物の左右いずれの層間変位動作においても同じ制震作用が行われるようになされている。
【００２２】
上記の制震パネル１によれば、上拘束部６と下拘束部７の上下の拘束面６ａ，７ａ間にＵ字形弾塑性ダンパー８が配置され、建物の層間変位時に、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が、上下の拘束部６，７によって上下方向への変形を拘束されるようになされているので、Ｕ字形弾塑性ダンパー８に対するこの変形拘束力によって、高い初期剛性が確保され、しっかりとした初期剛性を発揮することができる。
【００２３】
しかも、地震による層間変形時は、Ｕ字形弾塑性ダンパー８は、上下の拘束部６，７によって上下方向への変形を拘束されながら湾曲部８ｂの位置を移動させていく弾塑性変形を行うようになされているので、エネルギーを安定効果的に吸収することができて、エネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができる。
【００２４】
加えて、Ｕ字形弾塑性ダンパー８を上下の拘束部６，７で拘束しただけの構造であるから、簡素な構造でそれを実現することができる。
【００２５】
更に、大地震等により上下の拘束部６，７の左右方向における相対変位量が大きくなるとＵ字形弾塑性ダンパー８の湾曲部８ｂの曲率半径が小さくなってエネルギー吸収能力が高められるようになされているので、大地震時の揺れを小さく抑えることができる。
【００２６】
図３及び図４に示す第２実施形態は、図３（イ）に示すように、第１実施形態と同様の方形環状パネルフレーム２内に左右の剛体４，５が備えられ、左剛体４は、その左端部がパネルフレーム２の左部側に剛接合されて、パネルフレーム２内で右方に突出し、右剛体５は、その右端部がパネルフレーム２の右部側に剛接合されて、パネルフレーム２内で左方に突出し、図３（ロ）に示すように、左剛体４の右端部に左拘束部６が剛接合されると共に、右剛体５の左端部に右拘束部７が剛接合され、左拘束部６の右側面６ａと右拘束部７の左側面７ａとが左右方向において対向し、これら拘束面６ａ，７ａ間にＵ字形弾塑性ダンパー８が配設されている。
【００２７】
Ｕ字形弾塑性ダンパー８は、その一方の対向辺部８ａを左、もう一方の対向辺部８ａを右、Ｕ字状湾曲部８ｂを上又は下に位置させた姿勢状態にされると共に、湾曲部８ｂが左右の拘束部６，７間の外に突出しないように配設されて、左対向辺部８ａが左拘束部６の右側面６ａに沿わされると共に該左対向辺部８ａの先端部が左拘束部６にボルト９等により連結され、右対向辺部８ａが右拘束部７の左側面７ａに沿わされると共に該右対向辺部８ａの先端部が右拘束部７にボルト９等により連結されている。
【００２８】
そして、上記の制震パネル１は、建物の壁に組み込まれ、地震等による建物の層間変位によって、図４（イ）（ロ）に示すように、左右の拘束部６，７が上下方向に相対変位をすると、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が、左右の拘束部６，７の両拘束面６ａ，７ａによって左右方向への変形を拘束されながら湾曲部８ｂの位置を移動させていく弾塑性変形を行ってエネルギーを吸収するようになされている。
【００２９】
また、上記の制震パネル１は、建物に組み込まれることで、そのパネルフレームが、建物の層間変位によって平行四辺形状に変形し、それによって、左右の拘束部６，７が、左右方向において接近する相対変位をするようになされており、層間変位により上下方向への左右の拘束部６，７の相対変位量が大きくなると、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が左右方向に圧縮され、その湾曲部８ｂの曲率半径が小さくなって、エネルギー吸収能力が高められるようになされている。
【００３０】
また、本実施形態においても、左右の拘束部６，７間にＵ字形弾塑性ダンパー８，８が対で備えられ、一方のＵ字形弾塑性ダンパー８は湾曲部８ｂを上、もう一方のＵ字形弾塑性ダンパー８は湾曲部８ｂを下に位置させるように配置された構造となっていて、建物の左右いずれの層間変位動作においても同じ制震作用が行われるようになされている。
【００３１】
この制震パネル１においても、左拘束部６と右拘束部７の左右の拘束面６ａ，７ａ間にＵ字形弾塑性ダンパー８が配置され、建物の層間変位時に、Ｕ字形弾塑性ダンパー８が、左右の拘束部６，７によって左右方向への変形を拘束されるようになされているので、Ｕ字形弾塑性ダンパー８に対するこの変形拘束力によって、高い初期剛性が確保され、しっかりとした初期剛性を発揮することができる。
【００３２】
しかも、地震による層間変形時は、Ｕ字形弾塑性ダンパー８は、左右の拘束部６，７によって左右方向への変形を拘束されながら湾曲部８ｂの位置を移動させていく弾塑性変形を行うようになされているので、エネルギーを安定効果的に吸収することができて、エネルギー吸収による制震作用を効果的に行うことができる。
【００３３】
加えて、Ｕ字形弾塑性ダンパー８を左右の拘束部６，７で拘束しただけの構造であるから、簡素な構造でそれを実現することができる。
【００３４】
更に、大地震等により左右の拘束部６，７の上下方向における相対変位量が大きくなるとＵ字形弾塑性ダンパー８の湾曲部８ｂの曲率半径が小さくなってエネルギー吸収能力が高められるようになされているので、大地震時の揺れを小さく抑えることができる。
【００３５】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、本発明の機構部分をパネルに組み込み、このパネルを建物の壁に組み込んで建物を制震建物にする場合を示したが、非パネル式で建物に組み込まれる建物制震構造に構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態の建物制震構造に用いられる制震パネルを示すもので、図（イ）は全体正面図、図（ロ）は制震機構部の拡大正面図である。
【図２】図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ、層間変位時の制震機構部の作動状態を示す拡大正面図である。
【図３】第２実施形態の建物制震構造に用いられる制震パネルを示すもので、図（イ）は全体正面図、図（ロ）は制震機構部の拡大正面図である。
【図４】図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ、層間変位時の制震機構部の作動状態を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
４…上剛体，左剛体
５…下剛体，右剛体
６…上拘束部，左拘束部
７…下拘束部，右拘束部
６ａ，７ａ…拘束面
８…Ｕ字形弾塑性ダンパー
８ａ…対向辺部
８ｂ…湾曲部
【図１】
2009270336.tif 000003
【図２】
2009270336.tif 000004
【図３】
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【図４】
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