(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一階・二階・三階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、該通し梁１ａ・１ｂ・１ｃの上下に一階・二階・三階の分断柱１２・１５・１６を接続する、鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラーメン構造の三階建て住宅において、
三階の通し梁１ｃ・１ｃ間に動吸振器２６を設置した場合にも、屋根板であるＡＬＣを三階の通し梁１ｃ上に配設することが可能とすべく、該動吸振器２６の上面を梁１ｃの上面の高さ以下とするための構成であって、該動吸振器２６は該三階の通し梁１ｃ・１ｃに取付部材３１を介して固設され、該取付部材３１は側面視階段状に構成されており、この階段状の板体を補強するように、垂直方向に板体が接続され、前記取付部材３１の高い側板体の上面は、梁１ｃの面にボルトを締結することにより固設され、また、取付部材３１の低い側板体の上面は、動吸振器２６の下面にボルトで締結し、該動吸振器２６の高さが梁１ｃの高さより高い場合においても、前記取付部材３１により、動吸振器２６の下面が梁１ｃの下面より下側に位置することにより、該動吸振器２６の上面が梁１ｃの上面より低位置になるように配設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号公報に示す如く、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号公報に示す如く、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。
一階・二階・三階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、該通し梁１ａ・１ｂ・１ｃの上下に一階・二階・三階の分断柱１２・１５・１６を接続する、鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラーメン構造の三階建て住宅において、三階の通し梁１ｃ・１ｃ間に動吸振器２６を設置した場合にも、屋根板であるＡＬＣを三階の通し梁１ｃ上に配設することが可能とすべく、該動吸振器２６の上面を梁１ｃの上面の高さ以下とするための構成であって、該動吸振器２６は該三階の通し梁１ｃ・１ｃに取付部材３１を介して固設され、該取付部材３１は側面視階段状に構成されており、この階段状の板体を補強するように、垂直方向に板体が接続され、前記取付部材３１の高い側板体の上面は、梁１ｃの面にボルトを締結することにより固設され、また、取付部材３１の低い側板体の上面は、動吸振器２６の下面にボルトで締結し、該動吸振器２６の高さが梁１ｃの高さより高い場合においても、前記取付部材３１により、動吸振器２６の下面が梁１ｃの下面より下側に位置することにより、該動吸振器２６の上面が梁１ｃの上面より低位置になるように配設したものである。
【０００６】
【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は動吸振器の躯体への固設状態示す斜視図、図７は同じく側面断面図、図８は動吸振器の梁への固定構成を示す側面図、図９は動吸振器取り付け金具の構成を示す斜視図、図１０は動吸振器の梁への固定構成の第二構成例を示す平面図、図１１は図１０におけるＡ−Ａ線断面図、図１２は図１０におけるＢ−Ｂ線断面図、図１３は図１０におけるＣ−Ｃ線断面図、図１４は動吸振器の梁への固定構成の第三構成例を示す平面図、図１５は図１４におけるＡ−Ａ線断面図、図１６は図１４におけるＢ−Ｂ線断面図、図１７は図１４におけるＣ−Ｃ線断面図、図１８は動吸振器の梁への固定構成の第４構成例を示す平面図、図１９は同じく側面図、図２０は動吸振器の梁への固定構成の第５構成例を示す平面図、図２１は同じく側面図である。
【０００７】
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。
【０００８】
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の如く、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よ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。
【０００９】
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。
【００１０】
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に示す如く、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）に示す如く、住宅に振動が伝達されると、図４（ｃ）に示す如く、住宅が揺れ始める。このように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）に示す如く、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）に示す如く、住宅の揺れを解消できるのである。
【００１１】
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）に示す如く、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）に示す如く、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）に示す如く、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。
【００１２】
前述の如く、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。
【００１３】
次に、動吸振器の配設構成について説明する。
動吸振器は、前述の如く、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。
【００１４】
図６において、動吸振器２６は住宅の屋根梁となる梁１ｃに固設されている。動吸振器２６は躯体上部に配設される梁１ｃ接続された梁に四方を囲まれている。動吸振器２６の四方を梁により囲むため、動吸振器２６の梁１ｃ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、該動吸振器２６の四方を梁１ｃにより囲む構成になっているので、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。これにより、動吸振器２６の吸振力を住宅全体に伝達できるように構成されている。
【００１５】
次に、動吸振器２６の梁への取り付け構成の第一構成例について、図７乃至図９を用いて説明する。
動吸振器２６は梁１ｃ間に配設されている。該梁１ｃに動吸振器２６は取付部材３１を介して固設されている。梁１ｃ・１ｃ間において、動吸振器２６の上面は梁１ｃより上に出ないように設置されている。
動吸振器２６の上面を梁１ｃの上面の高さ以下とするため、屋根板であるＡＬＣを梁上に配設でき、動吸振器２６の配設により、ＡＬＣの配置が影響をうけることがない。このため、住宅の基本構成を変更することなく、梁間に動吸振器２６を配設することができる。
すなわち、動吸振器２６の上面が通し梁１ｃの上面より低い位置に成るように構成するため、梁１ｃより上に配設する住宅の構成部材の配置構成を変更する必要がなくなる。これにより、従来の施工方法を大幅に変更することなく、動吸振器を配設することができ、施工コストの上昇を軽減できる。
【００１６】
取付部材３１は、図９に示す如く、側面視階段状に構成されており、この階段状の板体を補強するように、垂直方向に直行した板体が接続された形状になっている。前記取付部材３１の高い側板体の上面は、梁１ｃの下面にボルトを締結することにより固設されている。また、取付部材３１の低い側板体の上面は、動吸振器２６の下面にボルトを締結することにより固設されている。
すなわち、前記取付部材３１により、動吸振器２６の下面が梁１ｃの下面より下側に位置するように構成されるものである。これにより、動吸振器２６の高さが梁１ｃの高さより高い場合においても、該動吸振器２６の上面が梁１ｃの上面より低位置に成るように配設されるものである。梁１ｃの下面および動吸振器２６の下面に取付部材３１が接続されるため、該取付部材３１と梁１ｃ、および動吸振器２６の接続面積を大きくとることができ、接続部の負荷を軽減できるとともに、動吸振器２６の梁１ｃへの取り付け剛性を向上できる。
【００１７】
次に、動吸振器２６の梁への取り付け構成の第二構成例について、図１０乃至図１３を用いて説明する。
第二構成例において用いられる動吸振器はフレーム２６ｂおよび本体部２６ｃより構成されものであり、フレーム２６ｂ上に本体部２６ｃが配設されて動吸振器２６となるものである。
動吸振器２６の前後左右には、梁３２・３３が配設されており、梁３３はプレート３３ｂを介して梁３２に固設されている。また、梁３２は梁１ｃに固設されているものである。動吸振器２６と梁３２・３３は取付部材３４により接続されている。前記取付部材３４は板状部材を側面視Ｌ字状に構成したものであり、外側（曲がっている方向とは反対側）に２つのステー３４ａが設けられている。該ステー３４ａは垂直方向に配設されており、梁３２・３３に固定されるものである。
前記取付部材３４の下部の水平部上側に動吸振器２６のフレーム２６ｂが配設され、ボルトにより固定されるものである。取付部材３４は動吸振器２６の四方に配設されており、該動吸振器２６よりの振動に対する抗力を梁３３・３２に効率的に伝達するものである。
また、動吸振器２６が配設される部位剛性が梁３２・３３が接続されることにより向上する。このため、梁の変形による吸振力の低下を減少できる。
【００１８】
次に、動吸振器２６の梁への取り付け構成の第三構成例について、図１４乃至図１７を用いて説明する。
第三構成例において、動吸振器２６の前後左右には、梁３２・３３が配設されており、梁３３はプレート３３ｃを介して梁３２に固設されている。梁３３は梁３２より低い位置に配設されており、図１６に示す如く、梁３２の上部と梁３３の中央部がプレート３３ｃにより接続されるものである。
動吸振器２６のフレーム２６ｂは二組のＨ鋼により構成されている。そのうちの梁３２と平行に配設されたＨ鋼がそれぞれ梁３３・３３に接続され、該一組のＨ鋼に他の一組のＨ鋼が直交するように接続され、フレーム２６ｂが構成されている。該フレーム２６ｂは梁３３に固設されており、フレーム２６ｂ上に本体部２６ｃが配設されるものである。
上記の如くフレーム２６ｂにより、動吸振器２６が直接、梁３３に接続される構成となり、特に接続のための金具を必要とせず、簡便な構成により動吸振器２６を梁に固設し、効率的な振動の抑制を行うことができる。
【００１９】
次に、動吸振器２６の梁への取り付け構成の第四構成例について、図１８および図１９を用いて説明する。
梁３２・３２間には梁３５・３５が架設されており、該梁３２・３５はプレートを介して固定されている。梁３５は梁３２より高さ寸法の小さいＨ鋼により構成されており、梁３２・３５の下面の高さが一致するように構成されている。
梁３５の上面には動吸振器２６が配設され、該梁３５に動吸振器２６が固設されるものである。このため、簡便な構成により動吸振器２６を梁に固設できるとともに、動吸振器２６と住宅の躯体間の接続個所を減少でき、接続部における遊びを低減し、動吸振器２６の取り付け剛性を容易に向上できる。
【００２０】
次に、動吸振器２６の梁への取り付け構成の第五構成例について、図２０および図２１を用いて説明する。
第五構成例において、動吸振器２６は梁３５・３２に囲まれており、取付部材３６・３６・３６・・・により梁３２・３５に固設されているものである。前記取付部材３６は階段面状に構成されており、動吸振器２６を梁３２・３５の下面より低い位置に配設するものである。
取付部材３６を介して動吸振器２６を梁に固設するため、図２１に示す如く、動吸振器２６の上面を梁３２の上面位置より低くできる。これにより、動吸振器２６の配設により躯体および躯体上に固設するＡＬＣの配置構成を変更する必要がなく、交通振動に対応した住宅を容易に構成することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
一階・二階・三階の通し梁１ａ・１ｂ・１ｃを主体として、該通し梁１ａ・１ｂ・１ｃの上下に一階・二階・三階の分断柱１２・１５・１６を接続する、鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラーメン構造の三階建て住宅において、三階の通し梁１ｃ・１ｃ間に動吸振器２６を設置した場合にも、屋根板であるＡＬＣを三階の通し梁１ｃ上に配設することが可能とすべく、該動吸振器２６の上面を梁１ｃの上面の高さ以下とするための構成であって、該動吸振器２６は該三階の通し梁１ｃ・１ｃに取付部材３１を介して固設され、該取付部材３１は側面視階段状に構成されており、この階段状の板体を補強するように、垂直方向に板体が接続され、前記取付部材３１の高い側板体の上面は、梁１ｃの面にボルトを締結することにより固設され、また、取付部材３１の低い側板体の上面は、動吸振器２６の下面にボルトで締結し、該動吸振器２６の高さが梁１ｃの高さより高い場合においても、前記取付部材３１により、動吸振器２６の下面が梁１ｃの下面より下側に位置することにより、該動吸振器２６の上面が梁１ｃの上面より低位置になるように配設したので、梁の上に配置するＡＬＣなどに影響を与えることなく、動吸振器を配設することができる。
また、通し梁より上に配設する住宅の構成部材の配置構成を変更する必要がなくなる。これにより、従来の施工方法を大幅に変更することなく、動吸振器を配設することができコストの上昇を軽減できる。
【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】  動吸振器の躯体への固設状態示す斜視図。
【図７】  同じく側面断面図。
【図８】  動吸振器の梁への固定構成を示す側面図。
【図９】  動吸振器取り付け金具の構成を示す斜視図。
【図１０】  動吸振器の梁への固定構成の第２構成例を示す平面図。
【図１１】  図１０におけるＡ−Ａ線断面図。
【図１２】  図１０におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図１３】  図１０におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図１４】  動吸振器の梁への固定構成の第３構成例を示す平面図。
【図１５】  図１４におけるＡ−Ａ線断面図。
【図１６】  図１４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図１７】  図１４におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図１８】  動吸振器の梁への固定構成の第４構成例を示す平面図。
【図１９】  同じく側面図。
【図２０】  動吸振器の梁への固定構成の第５構成例を示す平面図。
【図２１】  同じく側面図。
【符号の説明】
１ａ・１ｂ・１ｃ    通し梁
１５  二階柱
１６  三階柱
２５  基礎部
２６  動吸振器
３１  取付部材
３２・３３  梁
３３ｃ  プレート
３４  取付部材
３５  梁
３６  取付部材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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