(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成し、基礎２５上に１階の柱１２を立設し、該１階の柱１２上には１階の通し梁１ａを固設し、１階の通し梁１ａの上に２階の分断柱１５を立設し、２階の分断柱１５の上端に２階の通し梁１ｂを横設し、２階の通し梁１ｂ上には３階の分断柱１６が立設されており、３階の分断柱１６の上端には３階の通し梁１ｃを横設し、１階・２階・３階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６を分断した柱とし、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくした梁勝ち三階建てラーメン構造住宅において、
屋上の小屋面を、前記３階の通し梁１ｃ、及び該３階の通し梁１ｃに接続した小梁４２・・・により構成し、該小梁４２・４２間に２本の梁３２・３２を架設し、該梁３２・３２の間に、２本の梁３５・３５を架設し、該４本の梁３２・３２・３５・３５の間に動吸振器２６を配設し、
該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分に、水平ブレース１を配設し、動吸振器２６は梁で囲まれると共に、水平ブレース４１により囲まれる構成としたことを特徴とする動吸振器の取付構造。
【請求項２】
重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成し、基礎２５上に１階の柱１２を立設し、該１階の柱１２上には１階の通し梁１ａを固設し、１階の通し梁１ａの上に２階の分断柱１５を立設し、２階の分断柱１５の上端に２階の通し梁１ｂを横設し、２階の通し梁１ｂ上には３階の分断柱１６が立設されており、３階の分断柱１６の上端には３階の通し梁１ｃを横設し、１階・２階・３階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６を分断した柱とし、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくした梁勝ち三階建てラーメン構造住宅において、
屋上の小屋面を、前記３階の通し梁１ｃ、及び該３階の通し梁１ｃに接続した小梁４２・・・により構成し、該小梁４２・４２間に２本の梁３２・３２を架設し、該２本の梁３２・３２の間に１本の梁３５を架設し、該１本の小梁４２と梁３２・３２・３５の間に動吸振器２６を配設し、
該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分に、水平ブレース１を配設し、動吸振器２６は梁で囲まれると共に、水平ブレース４１により囲まれる構成としたことを特徴とする動吸振器の取付構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の動吸振器の取付構造において、
該水平ブレース４１の一部を、動吸振器２６に直接接続したことを特徴とする動吸振器の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成した三階建てなどの住宅に、動吸振器を取り付けるための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、市街地においては、建築基準法等の規制により、三階建て住宅を建設することが制限されていたのである。しかし、近年の規制緩和により、三階建て住宅の建設が認められるようになり、従来の二階建て住宅とは、違った設計方式と設計理念の住宅が求められるようになったのである。
また、人口の密集化および地価の高騰等により、市街地に２世代３世代住宅を目的とした三階建て住宅が建設される傾向がある。人口の密集化は、建設作業の増加、工場および事業所周辺の宅地化、交通量の増加を招き、振動公害が問題視されてきており、それらは主に、建設作業、工場、事業所、道路交通を発生源とするものである。これらの振動が建物に伝達され建物内の住人に違和感を与える場合がある。
構造物に加わる振動を低減する方法としては、特開平９−１３７４０号公報に示すごとく、基礎と構造物の間に減衰装置を配するものや、特開平１０−８２２０８号公報に示すごとく、建物の屋上に振動制御を配置するものも知られている。
そして、上記のように立地条件に左右されず、２世代３世代の住人が快適に生活を行える住宅が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、ラーメン工法の鉄骨構造躯体を用いた三階建て住宅は周知とされているのであるが、これらは、マンションや集合住宅等のような、多数の家族が居住するような建物に関するものであり、一戸建ての三階建て住宅の場合には、それに見合ったコストと構造の三階建て住宅の設計と、プランニングが必要となってくるのである。
前述の特開平９−１３７４０号公報に示す技術では、十分な振動除去を行うのが困難であり、地震による建物への負荷を軽減できても、交通振動などの振動公害に適応するのは困難である。
さらに、特開平１０−８２２０８号公報に示す技術では、ビルなどの質量の大きな建物の振動制御を行うものであり、ビルよりはるかに質量の小さい住宅に発生する交通振動等の微振動を対象とはしていない。
上記のように、従来の技術では立地条件に左右されず、自由な居住空間の設計ができ、住人が快適に生活を行える住宅を建設するのは困難である。
【０００４】
住宅においては、住宅用動吸振器を配設することにより、交通振動などの振動面において快適な住環境を確保することができる。
このためには、躯体の振動を確実に動吸振器に伝達するために、動吸振器を住宅に強固に取り付ける必要がある。
また、住宅に動吸振器を取り付ける際に、構成を大幅に変更すると施工費が高くなる。住宅の基本的な構成を維持するとともに動吸振器を配設することが望まれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための構成を説明する。
【０００６】
請求項１においては、重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成し、基礎２５上に１階の柱１２を立設し、該１階の柱１２上には１階の通し梁１ａを固設し、１階の通し梁１ａの上に２階の分断柱１５を立設し、２階の分断柱１５の上端に２階の通し梁１ｂを横設し、２階の通し梁１ｂ上には３階の分断柱１６が立設されており、３階の分断柱１６の上端には３階の通し梁１ｃを横設し、１階・２階・３階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６を分断した柱とし、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくした梁勝ち三階建てラーメン構造住宅において、屋上の小屋面を、前記３階の通し梁１ｃ、及び該３階の通し梁１ｃに接続した小梁４２・・・により構成し、該小梁４２・４２間に２本の梁３２・３２を架設し、該梁３２・３２の間に、２本の梁３５・３５を架設し、該４本の梁３２・３２・３５・３５の間に動吸振器２６を配設し、該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分に、水平ブレース１を配設し、動吸振器２６は梁で囲まれると共に、水平ブレース４１により囲まれる構成としたものである。
【０００７】
請求項２においては、重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成し、基礎２５上に１階の柱１２を立設し、該１階の柱１２上には１階の通し梁１ａを固設し、１階の通し梁１ａの上に２階の分断柱１５を立設し、２階の分断柱１５の上端に２階の通し梁１ｂを横設し、２階の通し梁１ｂ上には３階の分断柱１６が立設されており、３階の分断柱１６の上端には３階の通し梁１ｃを横設し、１階・２階・３階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６を分断した柱とし、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくした梁勝ち三階建てラーメン構造住宅において、屋上の小屋面を、前記３階の通し梁１ｃ、及び該３階の通し梁１ｃに接続した小梁４２・・・により構成し、該小梁４２・４２間に２本の梁３２・３２を架設し、該２本の梁３２・３２の間に１本の梁３５を架設し、該１本の小梁４２と梁３２・３２・３５の間に動吸振器２６を配設し、該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分に、水平ブレース１を配設し、動吸振器２６は梁で囲まれると共に、水平ブレース４１により囲まれる構成としたものである。
【０００８】
請求項３においては、請求項１又は請求項２記載の動吸振器の取付構造において、該水平ブレース４１の一部を、動吸振器２６に直接接続したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
図１は三階建て住宅の構成を示す俯瞰図、図２は本発明に用いる住宅の通し梁１ａと、一階柱１２と二階柱１５の部分の柱・梁接合部を構造を示す斜視図、図３は住宅の振動の受け止め方を示した模式図、図４は動吸振器の作動構成を示す模式図、図５は動吸振器の制振機構を示す模式図、図６は躯体への動吸振器取り付けの一例を示す斜視図、図７は同じく平面図、図８は動吸振器の固設構成の他の例を示す斜視図、図９は躯体への動吸振器取り付けの他の例を示す斜視図、図１０は同じく平面図、図１１は動吸振器の固設構成の他の例を示す斜視図、図１２は動吸振器にブレースを接続する他の例を示す斜視図である。
【００１０】
図１と図２において、三階建て住宅のラーメン工法について説明する。
動吸振器が配設される三階建て住宅のラーメン工法は、図１において、その要部が図示されているように、通し柱および梁により構成されるものではなく、通し梁１ａ・１ｂ・１ｃおよび該通し梁１ａ・１ｂ・１ｃに接続される柱により構成されるものである。
【００１１】
通し柱を有する柱勝ちではなく、通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを有する梁勝ちの構成として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６は、分断された柱であり、図２のごとく、通し梁１ａの上下に接合される構造であるので、一階柱１２の上に、二階柱１５があり、二階柱１５の上に三階柱１６がある必要がなくなり、各階で必要な柱本数をバランス良く自由に配設できるため、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくすることが出来るのである。
図２においては、本発明に用いられる住宅のラーメン工法における梁・柱接合部が図示されており、トルシア型のハイテンションボルトにより、通し梁１ａと一階柱１２と二階柱１５等を連結する構造として、耐震性を向上させているのである。
【００１２】
次に、本発明に用いる住宅の耐振動構成について、図３を用いて説明する。
バランスの悪い住宅２１ｂにおいては、振動を受けた場合には、建物にねじれが生じやすい。この場合に発生する振動にはねじれの要素が加わるため、振動の成分が多くなるとともに、時間的な変化が複雑であり、振動を抑制することが困難である。また、住宅にかかる負荷が大きい。
梁勝ち構造の住宅２１では、水平方向に配設された梁に必要な数の柱をバランス良く配設でき、水平方向に対するバランスおよび剛性が高く、振動を水平に受け止めることができる。
これにより、住宅の受ける振動を単純化でき、該振動を容易に抑制することができる。また、住宅の受ける負荷を軽減でき、住宅の耐久性を向上できる。
【００１３】
次に、動吸振器による住宅の振動抑制の機構について説明する。
住宅の上部には、図４に示すごとく、動吸振器２６が配設されており、該動吸振器２６により振動源より地盤を介して住宅に伝達される振動が解消されるものである。
図４（ａ）に示す状態の住宅が、図４（ｂ）に示すごとく、住宅に振動が伝達されると、図４（ｃ）に示すごとく、住宅が揺れ始める。該住宅が揺れることにより、動吸振器に揺れが伝達され、図４（ｄ）に示すごとく、動吸振器が伝達された揺れを利用した慣性力を住宅に与えるため、図４（ｅ）に示すごとく、住宅の揺れを解消できるのである。
【００１４】
次に動吸振器の構成について説明する。
動吸振器は、一般的に弾性部材Ｓ、減衰部材Ｄおよび質量体Ｍにより構成されており、該弾性部材Ｓ、減衰部材Ｄおよび質量体Ｍが動吸振器のフレームに接続され、該フレームにより動吸振器が住宅に固設されるものである。
また、弾性部材Ｓ、減衰部材Ｄおよび質量体Ｍの結合方法は、図５（ａ）に示すごとく、弾性部材Ｓ、減衰部材Ｄおよび質量体Ｍを直線的に接続することも可能である。また、図５（ｂ）に示すごとく、弾性部材Ｓと減衰部材Ｄを並列に接続して、質量体Ｍに接続する方法などがある。
一般に、質量体Ｍの質量は住宅の約１パーセントとされている。
また、図５（ｃ）に示すごとく、１方向の振動を吸収する動吸振器を２つ配設し、前後左右方向の振動を吸収させることも可能である。
もしくは、１つの質量体Ｍに前後左右方向にそれぞれ一対の弾性部材Ｓおよび減衰部材Ｄを接続し、１つの動吸振器により、前後左右方向の振動を吸収することもできる。
本発明は、動吸振器を特に特定するものではなく、住宅に配置可能であって、振動を吸収できるものであれば良い。特に、１つの質量体に前後左右方向に作用する一対の弾性部材Ｓおよび減衰部材Ｄを接続したものを用いることにより、動吸振器の配置スペースを小さくでき、設置が容易になる。
【００１５】
前述のごとく、動吸振器は、一般的に弾性部材、減衰部材および質量体により構成されるため、一定の周波数特性を有する。周波数特性は、質量体が変位しやすい周波数であり、弾性部材および減衰部材の特性（弾性係数、摩擦係数もしく粘性）を変化させることにより、調節できるものである。
また、減衰部材により、振動を熱エネルギーに変換して、振動の低減を行うため、該減衰部材が作動するための、ある程度のストロークを必要とするものである。また、質量体に発生する慣性力によって、振動を打ち消すためにもある程度のストロークが必要となる。
このため、動吸振器により吸収を行う振動は、ある程度周期の大きいものとなる。振動公害の対象範囲は、一般に１〜８０Ｈｚのものとされている。動吸振器はこの範囲の周波数において、特に、住人が感じやすい２〜５Ｈｚの周波数に対応するものであれば良い。この範囲において、住宅の揺れが動吸振器により低減されるものである。
【００１６】
次に、動吸振器の配設構成について説明する。
動吸振器は、前述のごとく、住宅に伝達された振動を低減させるために、住宅の上部に配設されるものである。また、振動を効率的に吸収するためには、動吸振器の取り付け剛性を高くする必要がある。動吸振器の躯体への取り付け剛性が低い場合には、動吸振器の接続部における制振時の変形により、遊びが生じ動吸振器に住宅の振動が伝達されにくくなる。同様に、動吸振器による振動に対する抗力も住宅に伝達されにくくなることが考えられる。
このため、動吸振器を住宅に取り付ける際には、動吸振器の取り付け剛性を高くし、動吸振器への振動の伝達および、動吸振器の振動に対する抗力を住宅に効率的に伝達する必要がある。
以下において、動吸振器を小屋面に配設する実施例について説明するが、該動吸振器を同様に屋根面もしくは床面の梁に配設することもできる。
【００１７】
動吸振器の取り付け構成の第一実施例について、図６乃至図８を用いて説明する。
図６において、小屋面は梁１ｃおよび該梁１ｃに接続した小梁４２により構成されている。小梁４２間に梁が架設され、該梁間に動吸振器２６が配設されるものである。動吸振器２６は、図７に示すごとく、躯体上部に配設される梁に四方を囲まれている。前記動吸振器２６は、梁１ｃに接続した梁４２・４２間に配設されており、該梁４２・４２間に架設された梁３２・３２および梁３５・３５に固設されている。
また、前記梁３５・３５は梁３２・３２間に配設されて該梁３２・３２に接続されている。動吸振器２６の基礎部２６ｂが梁３５・３２に接続される構成となっている。また、該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分および梁４２・３２により囲まれる部分には水平ブレース１が配設されている。すなわち、動吸振器２６は梁で囲まれるとともに、水平ブレースにより囲まれる構成になっている。これにより、動吸振器２６の梁に対する取り付け剛性を高くすることができるとともに、動吸振器２６の前後左右方向において剛性のバランスを良くし、動吸振器２６の均一な取り付け剛性を実現できる。
また、水平ブレース４１が動吸振器２６が配設される小屋面の梁間に配設されるため、小屋面の面剛性を向上できる。小屋面の面剛性が向上することにより、振動による梁の変形を抑制でき、動吸振器２６の吸振力を躯体に確実に伝達し、制振効果を向上できる。動吸振器が配設される小屋面全体に水平ブレース４１を配設するため、小屋面における剛性が均一化され、剛性のバランスがよくなる。これにより、動吸振器２６の制振効率を向上できる。
【００１８】
上記のごとく、動吸振器を梁により取り囲み、該梁に動吸振器を配設するとともに、動吸振器を取り囲む梁に水平ブレースを接続するので、動吸振器の取り付け剛性を容易に向上できるとともに、該動吸振器が含めれる面内の剛性のバランスを向上できる。これにより、駆体の振動による変形を抑制し、動吸振器の吸振力を確実に住宅に伝達することができる。
【００１９】
次に、動吸振器２６の取り付け構成の第二実施例について、図９乃至図１１において説明する。
図９および図１０に示すごとく、梁１ｃおよび梁４２により構成される小屋面において、動吸振器２６は梁３２・３２および梁４２により支持されている。動吸振器２６の前後左右にはそれぞれ梁３２・３２および梁４２、水平ブレース４１が接続されている。
本実施例においては、動吸振器２６の三方を梁３２・３２・４２により取り囲むとともに、一方に水平ブレース４１を配設し、動吸振器２６の取り付け剛性を向上させるものである。
また、動吸振器２６は、図１１に示すごとく、梁３２・３２間に配設された梁３５上に固設されており、水平ブレース４１は動吸振器２６に直接接続されている。動吸振器２６は梁３５上に固設されるとともに、側方に水平ブレース４１および梁３２・３２・４２を配設するので、動吸振器２６の配置上の自由度を向上させることができる。
また、動吸振器２６が梁３５上に配設された場合においても、側面方向に水平ブレース４１が配設されるため、水平方向の取り付け剛性を容易に向上されることができる。動吸振器２６の側部に直接、水平方向の剛性を向上させるブレースを接続するので、振動が伝達さえれる際の遊びを低減でき、確実な制振を行うことができる。
【００２０】
また、図１２に示すごとく、梁３２・３２間に配設された梁３５上に動吸振器２６を固設し、該動吸振器２６に水平ブレース４１・４１を接続することも可能である。これにより、動吸振器２６の梁への配設を容易に行えるとともに、水平ブレースにより動吸振器２６の水平方向の取り付け剛性を向上できる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の如く、重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成し、基礎２５上に１階の柱１２を立設し、該１階の柱１２上には１階の通し梁１ａを固設し、１階の通し梁１ａの上に２階の分断柱１５を立設し、２階の分断柱１５の上端に２階の通し梁１ｂを横設し、２階の通し梁１ｂ上には３階の分断柱１６が立設されており、３階の分断柱１６の上端には３階の通し梁１ｃを横設し、１階・２階・３階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６を分断した柱とし、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくした梁勝ち三階建てラーメン構造住宅において、屋上の小屋面を、前記３階の通し梁１ｃ、及び該３階の通し梁１ｃに接続した小梁４２・・・により構成し、該小梁４２・４２間に２本の梁３２・３２を架設し、該梁３２・３２の間に、２本の梁３５・３５を架設し、該４本の梁３２・３２・３５・３５の間に動吸振器２６を配設し、該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分に、水平ブレース１を配設し、動吸振器２６は梁で囲まれると共に、水平ブレース４１により囲まれる構成としたので、動吸振器の配設される面の剛性が向上されるとともに、均一化される。これにより、動吸振器周りにおける梁の変形を抑制し、該動吸振器による制振効果を向上できる。
【００２２】
また、動吸振器の取り付け剛性を梁により容易に確保可能であり、ブレースにより小屋面、屋根面もしくは床面の面剛性を向上させるので、動吸振器による制振効果を向上できる。
【００２３】
請求項２に記載のごとく、重量鉄骨Ｈ型鋼により鉄骨躯体を構成し、基礎２５上に１階の柱１２を立設し、該１階の柱１２上には１階の通し梁１ａを固設し、１階の通し梁１ａの上に２階の分断柱１５を立設し、２階の分断柱１５の上端に２階の通し梁１ｂを横設し、２階の通し梁１ｂ上には３階の分断柱１６が立設されており、３階の分断柱１６の上端には３階の通し梁１ｃを横設し、１階・２階・３階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、一階柱１２と二階柱１５と三階柱１６を分断した柱とし、上方階へ行くに連れて、分断柱の数を少なくした梁勝ち三階建てラーメン構造住宅において、屋上の小屋面を、前記３階の通し梁１ｃ、及び該３階の通し梁１ｃに接続した小梁４２・・・により構成し、該小梁４２・４２間に２本の梁３２・３２を架設し、該２本の梁３２・３２の間に１本の梁３５を架設し、該１本の小梁４２と梁３２・３２・３５の間に動吸振器２６を配設し、該動吸振器２６の周りの梁４２・３５・３２により囲まれる部分に、水平ブレース１を配設し、動吸振器２６は梁で囲まれると共に、水平ブレース４１により囲まれる構成としたので、動吸振器の水平方向の取り付け剛性を梁により容易に確保可能であり、ブレースにより小屋面、屋根面もしくは床面の面剛性を向上させ、均一化できる。動吸振器による制振効果を向上できる。
【００２４】
請求項３に記載のごとく、該動吸振器２６に直接ブレース４１を接続するので、動吸振器の配置上の自由度を向上させることができる。
また、動吸振器が梁上に配設された場合においても、側面方向にブレースが配設されるため、水平方向の取り付け剛性を容易に向上されることができる。動吸振器の側部に直接、水平方向の剛性を向上させるブレース４１を接続するので、振動が伝達さえれる際のフリクションロスを低減でき、確実な制振を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  三階建て住宅のラーメン工法を示す俯瞰図。
【図２】  通し梁１ａと、一階柱１２と二階柱１５の部分の柱・梁接合部を構造を示す斜視図。
【図３】  住宅の振動の受け止め方を示した模式図。
【図４】  動吸振器の作動構成を示す模式図。
【図５】  動吸振器の構成を示す模式図。
【図６】  躯体への動吸振器取り付けの一例を示す斜視図。
【図７】  同じく平面図。
【図８】  動吸振器の固設構成の他の例を示す斜視図。
【図９】  躯体への動吸振器取り付けの他の例を示す斜視図。
【図１０】  同じく平面図。
【図１１】  動吸振器の固設構成の他の例を示す斜視図。
【図１２】  動吸振器にブレースを接続する他の例を示す斜視図。
【符号の説明】
１ａ・１ｂ・１ｃ  通し梁
１２・１５・１６  柱
２６  動吸振器
２６ｂ  フレーム
３２・３５  梁
４１  ブレース
４２  小梁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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