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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023106338
(43)【公開日】2023-08-01
(54)【発明の名称】制震装置及び制振構造物
(51)【国際特許分類】
   E04H 9/02 20060101AFI20230725BHJP
   F16F 15/02 20060101ALI20230725BHJP
【FI】
E04H9/02 311
E04H9/02 351
F16F15/02 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023005802
(22)【出願日】2023-01-18
(31)【優先権主張番号】P 2022007290
(32)【優先日】2022-01-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000216025
【氏名又は名称】鉄建建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504136568
【氏名又は名称】国立大学法人広島大学
(74)【代理人】
【識別番号】100121603
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 元昭
(74)【代理人】
【識別番号】100141656
【弁理士】
【氏名又は名称】大田 英司
(74)【代理人】
【識別番号】100067747
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 良昭
(72)【発明者】
【氏名】田川 浩
(72)【発明者】
【氏名】陳 星辰
(72)【発明者】
【氏名】鬼塚 雅嗣
(72)【発明者】
【氏名】坂井 誠
(72)【発明者】
【氏名】上原 誠
(72)【発明者】
【氏名】西村 真
【テーマコード(参考)】
2E139
3J048
【Fターム(参考)】
2E139AA01
2E139AA05
2E139AB03
2E139AC19
2E139BA12
2E139BD15
3J048AA05
3J048AC04
3J048BE01
3J048EA38
(57)【要約】
【課題】組付け性が向上し、意匠性の低下を抑制できる制振装置及び制振構造物を提供することを目的とする。
【解決手段】制振構造物Xの層間における一対の柱部材2と一対の梁部材3によって囲まれる架構1に対して配置される制震装置10を、幅方向Wに移動する中間梁部材20と、架構1において幅方向Wに対向する一対の隅角部5のそれぞれと中間梁部材20とを結ぶ一対のブレース40と、高さ方向Hに対向する一対の梁部材3のうち下梁部材3bに対して中間梁部材20を幅方向Wに移動可能に連結するリニアスライダ30とが備えられ、リニアスライダ30は、下梁部材3bの上面に備えられ、幅方向Wに延伸されたレール31と、中間梁部材20の底面に備えられ、レール31に対して、延伸方向にスライド可能なスライダ32とが設けられ、スライダ32は、レール31に対して、奥行き方向D、及び、レール31から離間する方向に係止する構成である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の層間における一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置される制震装置であって、
水平方向に移動する移動部材と、
前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材と、
前記水平方向に延伸された水平方向部材と、
前記水平方向部材に対して前記移動部材を前記水平方向に移動可能に連結する連結部材とが備えられ、
前記連結部材は、
前記水平方向部材と前記移動部材との対向面のうち一方に備えられ、前記水平方向に延伸されたレール材と、
前記水平方向部材と前記移動部材との対向面のうち他方に備えられ、前記レール材に対して、延伸方向にスライド可能に係止するスライダとが設けられ、
前記スライダは、
水平方向にスライドする前記レール材に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、前記レール材から離間する方向に係止する構成である
制震装置。
【請求項2】
前記水平方向部材は、前記架構において、上下方向に対向する一対の前記梁部材のうち一方の第1梁部材である
請求項1に記載の制震装置。
【請求項3】
前記移動部材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成され、
一対の前記ブレース材は、
一対の前記隅角部のうち前記水平方向の一方側の前記隅角部と、前記移動部材において前記水平方向の他方側の部分とを結ぶ第1ブレース材と、
一対の前記隅角部のうち前記水平方向の前記他方側の前記隅角部と、前記移動部材において前記水平方向の前記一方側の部分とを結ぶ第2ブレース材とが備えられた
請求項2に記載の制震装置。
【請求項4】
前記レール材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成された前記移動部材の両端側のそれぞれに配置されるとともに、
前記移動部材の前記水平方向の移動量より水平方向のスライド量が長く形成された
請求項3に記載の制震装置。
【請求項5】
前記移動部材と前記架構とを減衰可能に連結するダンパが設けられた
請求項4に記載の制震装置。
【請求項6】
請求項1乃至請求項5のうちいずれかに記載の制震装置が、
層間において一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置された
制振構造物。
【請求項7】
構造物の層間における一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置される制震装置であって、
水平方向に移動する移動部材と、
前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材と、
前記水平方向に延伸された水平方向部材と、
前記水平方向部材に対して前記移動部材を前記水平方向に移動可能に連結する連結部材とが備えられ、
前記連結部材は、
前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して枢支する枢支材であり、
前記枢支材は、
前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制する構成である
制震装置。
【請求項8】
前記枢支材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成された前記移動部材の両端側のそれぞれに配置された
請求項7に記載の制震装置。
【請求項9】
前記移動部材と前記架構とを減衰可能に連結するダンパが設けられた
請求項8に記載の制震装置。
【請求項10】
構造物の層間における一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置される制震装置であって、
水平方向に移動する移動部材と、
前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材と、
前記水平方向に延伸された水平方向部材と、
前記水平方向部材に対して前記移動部材を前記水平方向に移動可能に連結する連結部材とが備えられ、
前記連結部材は、
前記水平方向部材と前記移動部材とのうち一方に備えられ、前記他方に向かって延出された延出材と、
前記延出材に備えられ、他方に対して転動して支持する転動材とが設けられ、
前記連結部材は、
前記水平方向部材と前記移動部材との前記他方を、前記一方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制する構成である
制震装置。
【請求項11】
前記連結部材は、
前記水平方向に沿って所定長さに形成された前記移動部材の両端側のそれぞれに配置された
請求項10に記載の制震装置。
【請求項12】
前記移動部材と前記架構とを減衰可能に連結するダンパが設けられた
請求項11に記載の制震装置。
【請求項13】
請求項7乃至請求項12のうちいずれかに記載の制震装置が、
層間において一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置された
制振構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、例えば、本発明は、風や地震等による構造物の振動エネルギを吸収する制振装置及び制振構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、大地震への対策として、例えば、特許文献1に開示されるように、建物の層間に配置される制震装置が用いられている。
特許文献1に記載の制震装置は、建物の躯体に接続されたオイルダンパと、オイルダンパと並列に設けられたPC鋼棒とを備えるとともに、柱と梁によって囲まれる架構に配置したシアリンクブレースと柱とをオイルダンパで接続し、最大層間変形角を低減し、特定層に変形を集中させずに分散、均一化することができるとされている。
しかしながら、このような制震装置は部材が大型化し、組付け性が低下するとともに、意匠性を損なうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020-180547号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで本発明では、組付け性が向上し、意匠性の低下を抑制できる制振装置及び制振構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この発明は、構造物の層間における一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置される制震装置であって、水平方向に移動する移動部材と、前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材と、前記水平方向に延伸された水平方向部材と、前記水平方向部材に対して前記移動部材を前記水平方向に移動可能に連結する連結部材とが備えられ、前記連結部材は、前記水平方向部材と前記移動部材との対向面のうち一方に備えられ、前記水平方向に延伸されたレール材と、前記水平方向部材と前記移動部材との対向面のうち他方に備えられ、前記レール材に対して、延伸方向にスライド可能に係止するスライダとが設けられ、前記スライダは、水平方向にスライドする前記レール材に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、前記レール材から離間する方向に係止する構成であることを特徴とする。
またこの発明は、上述の制震装置が、層間において一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置された制振構造物であることを特徴とする。
【0006】
上述の架構に対して配置される制震装置は、架構を構成する一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれるように配置されてもよいし、架構の近傍において架構に沿って配置されてもよい。
上述の前記移動部材が連結される前記水平部材は、架構を構成する下梁及び上梁あるいは架構の近傍に配置された基礎梁などの水平方向に延伸された部材のうち少なくともいずれかであってもよい。なお、基礎梁としてはH形鋼やコンクリート梁であってもよいし、コンクリート基礎の一部であってもよい。
【0007】
上述の前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部は、上梁部材と柱部材とで構成する隅角部、あるいは下梁部材と柱部材とで構成する隅角部を指す。ブレース材によって連結部材と連結される隅角部は、梁部材と柱部材の交点部分、交点部分近傍の梁部材あるいは柱部材、さらには、交点部分から張り出した張り出し部材が含まれる。
【0008】
上述の前記水平方向に延伸されたレール材は、下梁、上梁或いは近傍の基礎梁で構成する前記水平部材と移動部材のいずれか、あるいは両方に配置されてもよく、上述の前記レール材に対して、延伸方向にスライド可能に係止するスライダは、下梁、上梁或いは近傍の基礎梁で構成する前記水平部材と移動部材のいずれか、あるいは両方に配置されてもよい。
【0009】
なお、レール材及びスライダのうち一方が水平部材に装着されても、水平部材と一体で構成されてもよく、レール材及びスライダのうち他方が移動部材に装着されても、水平部材と一体で構成されてもよい。
なお、レール材及びスライダのうち一方が水平部材に設けられ、レール材及びスライダのうち他方が移動部材に設けられる場合、スライド方向に対して直交する方向にレール材及びスライダが複数設けられてもよい。
【0010】
また、レール材及びスライダが、前記水平部材と移動部材の両方に配置される場合、水平部材にレール材及びスライダが設けられ、水平部材に設けられたレール材に対してスライド可能に移動部材にスライダを設けるとともに、水平部材に設けたスライダがスライド可能となるように、移動部材にレール材を設けることとなる。
【0011】
上記ブレース材は、鋼棒やL形アングルなどの形鋼材、或いはケーブルなどで構成することができる。また、前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材は、1本のブレース材で一対構成してもよいが、複数本ずつのブレース材で対構成してもよい。
【0012】
この発明により、構造物への組付け性が向上し、構造物の意匠性の低下を抑制しながら構造物に制振性を付加することができる。
詳述すると、一対のブレース材で一対の隅角部のそれぞれと結ばれた移動部材が、前記水平方向に延伸されたレール材と、前記レール材に対して、延伸方向にスライド可能に係止するスライダとで構成する連結部材によって水平部材に連結されている。
【0013】
そのため、振動が入力されると架構が変形するが、架構の変形に伴ってブレース材が移動部材を引張り、レール材に対してスライダが水平方向にスライドして移動部材が移動することとなる。
移動部材に作用する引っ張り力に、構面に対して面外方向の力成分やレール材からスライダが離間する方向の力成分を含んでいても、スライダが前記レール材に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、前記レール材から離間する方向に係止する構成であるため、面外方向や離間する方向の移動を規制しながら水平方向に移動することができる。このように、レール材に対してスライダの面外方向及び離間方向の移動が規制されているため、水平方向にスライドしながら振動エネルギを吸収して、制震効果を奏することができる。
【0014】
また、ブレース材は、引張力のみを負担すればよく、換言すると、ブレース材に圧縮力が作用しないため、ブレースをコンパクトな断面の引張部材で構成できる。そのため、圧縮力を負担する必要があるブレース材に比べて制振装置及び制振装置を設けた構造物の意匠性を向上することができる。
【0015】
この発明の態様として、前記水平方向部材は、前記架構において、上下方向に対向する一対の前記梁部材のうち一方の第1梁部材であってもよい。
上記第1梁部材は、架構を構成する下梁及び上梁の少なくとも一方を指す。
【0016】
この発明により、移動部材を連結部材で連結するために、別途基礎梁を設けることなく、架構を構成する一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれるように配置し、制震装置をコンパクトに構成することができる。
【0017】
またこの発明の態様として、前記移動部材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成され、一対の前記ブレース材は、一対の前記隅角部のうち前記水平方向の一方側の前記隅角部と、前記移動部材において前記水平方向の他方側の部分とを結ぶ第1ブレース材と、一対の前記隅角部のうち前記水平方向の前記他方側の前記隅角部と、前記移動部材において前記水平方向の前記一方側の部分とを結ぶ第2ブレース材とが備えられてもよい。
【0018】
この発明により、制振性を向上することができる。
詳述すると、一方側或いは他方側の前記隅角部と、前記移動部材において前記水平方向の一方側或いは他方側の部分とを結ぶブレース材に比べて、第1ブレース材及び第2ブレース材の長さが長くなる。ブレース材の長さが長くなると、架構の内部において、第1ブレース材及び第2ブレース材の傾斜角度が小さくなり、水平方向に近づいていく。第1ブレース材及び第2ブレース材の傾斜角度が小さくなり、水平方向に近づくと、第1ブレース材及び第2ブレース材から移動部材に作用する引っ張り力の水平方向成分が大きくなるため、制振性を向上することができる。
第1ブレース材及び第2ブレース材はともに1本ずつであってもよいし、少なくとも一方が複数本であってもよい。
【0019】
またこの発明の態様として、前記レール材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成された前記移動部材の両端側のそれぞれに配置されるとともに、前記移動部材の前記水平方向の移動量より水平方向のスライド量が長く形成されてもよい。
【0020】
なお、上記連結部材は、前記移動部材の両端側のそれぞれに配置される前記レール材に対して、同数のスライダを備えてもよいし、前記移動部材の両端側のそれぞれに配置される前記レール材に対して、ひとつのスライダで構成してもよい。
【0021】
この発明により、制振性をより確実に得ることができる。
詳しくは、ひとつの連続する連結部材で第1梁部材と移動部材を連結する場合、レール材が長くなり、入力された振動によって第1梁部材とともに変形するおそれがある。これに対して、第1梁部材の両端側にそれぞれに連結部材を設けるため、それぞれの連結部材に設けるレール材の長さが、ひとつの連続する連結部材のレール材より短く形成できる。そのため、第1梁部材が変形してもレール材は変形しづらく、制振性をより確実に得ることができる。
【0022】
またこの発明の態様として、前記移動部材と前記架構とを減衰可能に連結するダンパが設けられてもよい。
この発明により、連結部材によって移動する移動部材の振動をダンパによって減衰できるため、制振性を向上することができる。
【0023】
なお、ダンパは、オイルダンパやエアーダンパ、或いは粘弾性ダンパなどを含む。
また、ダンパが前記移動部材と減衰可能に連結する前記架構とは、隅角部を構成する柱部材及び梁部材の少なくとも一方と直接的に連結すること、あるいは別部材を介在させて間接的に連結することを含む。
【0024】
またこの発明は、構造物の層間における一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置される制震装置であって、水平方向に移動する移動部材と、前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材と、前記水平方向に延伸された水平方向部材と、前記水平方向部材に対して前記移動部材を前記水平方向に移動可能に連結する連結部材とが備えられ、前記連結部材は、前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して枢支する枢支材であり、前記枢支材は、前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制する構成であることを特徴とする。
【0025】
この発明により、構造物への組付け性が向上し、構造物の意匠性の低下を抑制しながら構造物に制振性を付加することができる。
詳述すると、一対のブレース材で一対の隅角部のそれぞれと結ばれた移動部材が、前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して枢支する枢支材で構成する連結部材によって水平部材に連結されている。
【0026】
そのため、振動が入力されると架構が変形するが、架構の変形に伴ってブレース材が移動部材を引張り、枢支材が枢動して移動部材が水平方向に移動することとなる。
移動部材に作用する引っ張り力に、構面に対して面外方向の力成分や離間する方向の力成分を含んでいても、前記枢支材は、前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制する構成であるため、面外方向や離間する方向の移動を規制しながら水平方向に移動することができる。このように、前記枢支材は、前記水平方向部材と前記移動部材との一方を、他方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制するため、水平方向にスライドしながら振動エネルギを吸収して、制震効果を奏することができる。
【0027】
また、ブレース材は、引張力のみを負担すればよく、換言すると、ブレース材に圧縮力が作用しないため、ブレースをコンパクトな断面の引張部材で構成できる。そのため、圧縮力を負担する必要があるブレース材に比べて制振装置及び制振装置を設けた構造物の意匠性を向上することができる。
【0028】
またこの発明の態様として、前記枢支材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成された前記移動部材の両端側のそれぞれに配置されてもよい。
この発明により、制振性をより確実に得ることができる。
【0029】
またこの発明の態様として、前記移動部材と前記架構とを減衰可能に連結するダンパが設けられてもよい。
この発明により、連結部材によって移動する移動部材の振動をダンパによって減衰できるため、制振性を向上することができる。
【0030】
またこの発明は、構造物の層間における一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置される制震装置であって、水平方向に移動する移動部材と、前記架構において前記水平方向に対向する一対の隅角部のそれぞれと前記移動部材とを結ぶ一対のブレース材と、前記水平方向に延伸された水平方向部材と、前記水平方向部材に対して前記移動部材を前記水平方向に移動可能に連結する連結部材とが備えられ、前記連結部材は、前記水平方向部材と前記移動部材とのうち一方に備えられ、前記他方に向かって延出された延出材と、前記延出材に備えられ、他方に対して転動して支持する転動材とが設けられ、前記連結部材は、前記水平方向部材と前記移動部材との前記他方を、前記一方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制する構成であることを特徴とする。
【0031】
この発明により、構造物への組付け性が向上し、構造物の意匠性の低下を抑制しながら構造物に制振性を付加することができる。
詳述すると、一対のブレース材で一対の隅角部のそれぞれと結ばれた移動部材が、前記水平方向部材と前記移動部材とのうち一方に備えられ、前記他方に向かって延出された延出材と、前記延出材に備えられ、他方に対して転動して支持する転動材とで構成する連結部材によって水平部材に連結されている。
【0032】
そのため、振動が入力されると架構が変形するが、架構の変形に伴ってブレース材が移動部材を引張り、前記延出材に備えられた転動材が転動して移動部材が水平方向に移動することとなる。
移動部材に作用する引っ張り力に、構面に対して面外方向の力成分や離間する方向の力成分を含んでいても、前記連結部材は、前記水平方向部材と前記移動部材との前記他方を、前記一方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制する構成であるため、面外方向や離間する方向の移動を規制しながら水平方向に移動することができる。このように、前記連結部材は、前記水平方向部材と前記移動部材との前記他方を、前記一方に対して、前記架構の構面の面外方向、及び、離間する方向に規制するため、水平方向にスライドしながら振動エネルギを吸収して、制震効果を奏することができる。
【0033】
また、ブレース材は、引張力のみを負担すればよく、換言すると、ブレース材に圧縮力が作用しないため、ブレースをコンパクトな断面の引張部材で構成できる。そのため、圧縮力を負担する必要があるブレース材に比べて制振装置及び制振装置を設けた構造物の意匠性を向上することができる。
【0034】
またこの発明の態様として、前記連結部材は、前記水平方向に沿って所定長さに形成された前記移動部材の両端側のそれぞれに配置されてもよい。
この発明により、制振性をより確実に得ることができる。
【0035】
またこの発明の態様として、前記移動部材と前記架構とを減衰可能に連結するダンパが設けられてもよい。
この発明により、連結部材によって移動する移動部材の振動をダンパによって減衰できるため、制振性を向上することができる。
【0036】
またこの発明は、上述の制震装置が、層間において一対の柱部材と一対の梁部材によって囲まれる架構に対して配置された制振構造物であることを特徴とする。
この発明により、容易に制振装置を組付け、意匠性の低下を抑制しながら制振性を有する制振構造物を構築することができる。
【発明の効果】
【0037】
本発明により、組付け性が向上し、意匠性の低下を抑制できる制振装置及び制振構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
図1】架構に設置された制震装置の斜視図。
図2】架構に設置された制震装置の説明図。
図3】架構に設置される制震装置の分解斜視図。
図4】架構に設置された制震装置の振動状況の説明図。
図5】制震装置の実証実験の説明図。
図6】別の実施形態の制震装置の正面図。
図7】架構に設置された、さらに別の実施形態の制震装置の説明図。
図8】架構に設置された、さらに別の実施形態の制震装置の振動状況の説明図。
図9】架構に設置された、別の実施形態の制震装置の説明図。
図10】架構に設置された、別の実施形態の制震装置の説明図。
図11】架構に設置された、別の実施形態の制震装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0039】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
なお、図1は架構1に設置された制震装置10の斜視図を示し、図2は架構1に設置された制震装置10の説明図を示し、図3は架構1に設置される制震装置10の分解斜視図を示し、図4は架構1に設置された制震装置10の振動状況の説明図を示している。
【0040】
なお、図1において、左側WLの柱部材2を透過状態で図示している。また、図2(a)は架構1に設置された制震装置10の正面図を示し、図2(b)は図2(a)のA-A矢視断面図を示している。図4(a)は架構1が右側WRに振動した状態の正面図を示し、図4(b)は架構1が左側WLに振動した状態の正面図を示している。
【0041】
また、図1における上下方向を高さ方向H、図1における左下と右上とを結ぶ方向を幅方向Wとしている。また、図1における右下及び左上を結ぶ方向を、高さ方向H且つ幅方向Wに沿う構面1s(図2(b)参照)に対して、奥行き方向Dとしている、
【0042】
さらには、図1における上下方向の高さ方向Hの上側を上方Hu、下側を下方Hdとし、図1における左下と右上とを結ぶ幅方向Wのうち左下側を左側WL、右上側を右側WRとし、図1における右下及び左上を結ぶ奥行き方向Dのうち右下側を手前側Df、左上側を奥側Dbとしている。
【0043】
制震装置10は、大地震への対策として、制振構造物Xの層間における一対の柱部材2と一対の梁部材3によって囲まれる架構1に配置され、風や地震等による構造物の振動エネルギを吸収する装置である。
【0044】
架構1は、制振構造物Xの層間に形成され、幅方向Wの両側に配置された一対の柱部材2と、高さ方向Hの両側に配置された一対の梁部材3によって、高さ方向Hより幅方向Wに長い大スパンの長方形状に形成されている。
【0045】
柱部材2は、制振構造物Xにおいて複数設けられ、高さ方向Hに延伸されている。柱部材2は、鋼製の中空の四角柱状である。なお、図1乃至図4では、高さ方向Hに延伸された柱部材2のち架構1を構成する一部のみを図示している。
【0046】
梁部材3は、幅方向Wの所定間隔を隔てて配置された一対の柱部材2同士を幅方向Wに連結するH形鋼であり、高さ方向Hに所定間隔を隔てて一対構成されている。
なお、高さ方向Hに所定間隔を隔てて一対構成された梁部材3のうち高さ方向Hの上方Huに配置された梁部材を上梁部材3aとし、下方Hdに配置された梁部材を下梁部材3bとしている。また、上梁部材3aの下方Hdの下面には、後述するブレース40の上端を取り付けるブラケット4が幅方向Wの両側に設けている。
【0047】
図2(b)に示すように、幅方向Wの所定間隔を隔てて配置した一対の柱部材2と、一対の柱部材2同士の間を幅方向Wに連結する一対の梁部材3とで構成した架構1において奥行き方向Dの中央を通り、幅方向W且つ高さ方向Hに沿う仮想平面を構面1sとしている。また、梁部材3と柱部材2とでなす角部を、幅方向Wに対向する一対の隅角部5としている、なお、左側WLの柱部材2と上梁部材3aとでなす隅角部を左側隅角部5Lとし、右側WRの柱部材2と上梁部材3aとでなす隅角部を右側隅角部5Rとしている。
【0048】
このように構成された架構1の内部に配置される制震装置10は、幅方向Wに延びる中間梁部材20、下梁部材3bと中間梁部材20とを連結するリニアスライダ30、隅角部5と中間梁部材20とを結ぶブレース40、柱部材2と中間梁部材20とを緩衝可能に連結するダンパ50、ダンパ50と柱部材2との間に配置されるピース60とを備えている。
【0049】
中間梁部材20は、梁部材3よりひとまわり小さな断面のH形鋼で構成しており、幅方向Wに沿って配置されている。なお、中間梁部材20は、梁部材3の長さの1/3程度の長さに形成している。このように構成された中間梁部材20の上面にはブレース40の下端を取り付けるブラケット21を幅方向Wの両側に設けている。
【0050】
なお、中間梁部材20の底面には、後述するリニアスライダ30のスライダ32を幅方向Wの両側に取り付けている。また、中間梁部材20の幅方向Wの端部にはエンドプレート22を設けている。
【0051】
リニアスライダ30は、幅方向Wに延伸するレール31と、レール31に対して延伸方向にスライドするスライダ32とを備えている。
レール31は、下梁部材3bの上面において幅方向Wに沿って設置されている。レール31は、幅方向Wから視て略正方形状に形成されるとともに、レール31の奥行き方向Dの両側面には、幅方向Wに延びる係止溝311を設けている。なお、レール31は、中間梁部材20の移動量に応じた長さで形成されている。
【0052】
スライダ32は、図2(b)のa部拡大図及び図3のb部拡大図に示すように、中間梁部材20の底面に固定される本体部321と、本体部321の左側WLの両側から下方Hdに向かって突出するとともに、レール31の係止溝311に係止する係止部322とを備え、レール31に対して幅方向Wにスライド可能に組み付けられている。
【0053】
このように構成されたスライダ32は、本体部321をレール31の上面に載置するとともに、係止部322を係止溝311に係止させてレール31と組み付けて構成している。なお、スライダ32における本体部321と係止部322の内面には図示省略する鋼球が複数配置されており、レール31の上面や側面を鋼球が転動するため、スライダ32はレール31に対して滑らかにスライドすることができる。
【0054】
また、本体部321の奥行き方向Dの両側から下方Hdに延びる係止部322をレール31の係止溝311に係止しているため、幅方向Wに延伸されたレール31に対して、奥行き方向Dにずれたり、上方Huに離間したりすることを規制している。
【0055】
上述したレール31に対してスライダ32を組み付けて構成したリニアスライダ30は、幅方向Wに所定間隔を隔てて2つ設けている。詳しくは、2つのリニアスライダ30のレール31は、幅方向Wの中心間距離を、中間梁部材20の長さに合わせて配置しており、各リニアスライダ30のスライダ32は、上述したように、中間梁部材20の底面の両端部に装着している。
【0056】
ブレース40は、隅角部5と中間梁部材20とを連結する鋼棒であり、2本設けている。具体的には、ブレース40は、端部に取付プレート41を設けたひと組の丸鋼棒をターンバックル42で長さ調整可能に連結して構成している。このように構成したブレース40のうち、一方の第1ブレース40aは、右側WRの柱部材2と上梁部材3aとでなす右側隅角部5Rのブラケット4と取付プレート41で枢動可能に連結するとともに、中間梁部材20の左側WLの端部に設けたブラケット21と取付プレート41で枢動可能に連結している。他方の第2ブレース40bは、左側WLの柱部材2と上梁部材3aとでなす左側隅角部5Lのブラケット4と取付プレート41で枢動可能に連結するとともに、中間梁部材20の右側WRの端部に設けたブラケット21と取付プレート41で枢動可能に連結している。そして、ターンバックル42で引張力が作用するように長さ調整している。
【0057】
このように構成した2本のブレース40a,40bは、正面視において、幅方向Wの中央付近で交差することとなる。
そして、第1ブレース40aは右側隅角部5Rと左側WLのブラケット21とを連結し、第2ブレース40bは左側隅角部5Lと右側WRのブラケット21とを連結しているため、第1ブレース40aが右側隅角部5Rと右側WRのブラケット21とを連結し、第2ブレース40bが左側隅角部5Lと左側WLのブラケット21とを連結するブレースに比べて、ブレース40は、長さが長くなり、幅方向Wに対する小さな傾斜角度で配置されることとなる。
【0058】
ダンパ50は、幅方向Wの両側の柱部材2と中間梁部材20との間に配置され、中間梁部材20の振動エネルギを吸収する緩衝装置である。
ダンパ50は、シリンダ51と、ピストン52とで構成され、内部に封入されたオイルなどの流体によって振動エネルギを吸収することができる。
【0059】
このように構成されたダンパ50は、長手方向が幅方向Wに沿うように向けられ、中間梁部材20の幅方向Wの両側において後述するピース60を介して柱部材2との間に配置されている。そして、ピストン52の端部が中間梁部材20のエンドプレート22と連結され、シリンダ51の端部が柱部材2に設けられたピース60と連結されている、
【0060】
ダンパ50と柱部材2との間に配置されるピース60とを備えている。
ピース60は、下梁部材3bと柱部材2との隅角部5に配置され、柱部材2の側面及び下梁部材3bの上面と固定されている。また、ダンパ50のシリンダ51の端部が固定されている。
【0061】
上述のように、各要素が構成された制震装置10は、下梁部材3bの上面にリニアスライダ30を構成するレール31を、幅方向Wに所定間隔を隔てて配置する。
幅方向Wに所定間隔を隔てて配置したレール31に組み付けられたスライダ32を中間梁部材20の底面における両端部に取り付けて、下梁部材3b、リニアスライダ30及び中間梁部材20を組み付ける。この状態では、中間梁部材20は、幅方向Wの両側に設けたリニアスライダ30によって、下梁部材3bに対して幅方向Wに自在にスライドすることができる。
【0062】
また、下梁部材3bと柱部材2とでなす隅角部5にピース60を固定するとともに、梁部材3に対して組み付けられた中間梁部材20とピース60との間にダンパ50を配置する。
さらに、右側隅角部5Rのブラケット4と、中間梁部材20において左側WLのブラケット21とを第1ブレース40aで連結するとともに、左側隅角部5Lのブラケット4と、中間梁部材20において右側WRのブラケット21とを第2ブレース40bで連結する。そして、たるみが生じないように各ブレース40のターンバックル42で長さを調整して、制震装置10の組み付けは完了する。
【0063】
このようにして組み付けられた制震装置10では、中間梁部材20が隅角部5R,5Lとブレース40(40a,40b)で連結されているため、下梁部材3bに対してスライドすることが規制されている。
しかしながら、地震動等の振動が制振構造物Xに入力され、例えば、図4(a)に示すように、上梁部材3aが下梁部材3bに対して右側WRに移動するように変形すると、端部が右側隅角部5Rに接続された第1ブレース40aが左側WLのブラケット21に連結された中間梁部材20を右側WRに引っ張り、中間梁部材20は右側WRに移動する。
【0064】
このとき、中間梁部材20の底面に取り付けられたスライダ32は、レール31に対してスライダ32が離間する方向(上方Hu)や奥行き方向Dにずれることを規制された状態でレール31に対して右側WRにスライドする。
【0065】
また、中間梁部材20が右側WRに移動すると、ピース60を介して中間梁部材20と柱部材2との間に配置されたダンパ50のうち右側WRのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が収縮し、左側WLのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が引っ張られて振動エネルギを吸収することができる。
【0066】
逆に、図4(b)に示すように、上梁部材3aが下梁部材3bに対して左側WLに移動するように変形すると、端部が左側隅角部5Lに接続された第2ブレース40bが右側WRのブラケット21に連結された中間梁部材20を左側WLに引っ張り、中間梁部材20は左側WLに移動する。
【0067】
このとき、中間梁部材20の底面に取り付けられたスライダ32は、レール31に対してスライダ32が離間する方向(上方Hu)や奥行き方向Dにずれることを規制された状態でレール31に対して左側WLにスライドする。
【0068】
また、中間梁部材20が左側WLに移動すると、ピース60を介して中間梁部材20と柱部材2との間に配置されたダンパ50のうち左側WLのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が収縮し、右側WRのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が引っ張られて振動エネルギを吸収することができる。
【0069】
上述したように、制振構造物Xの層間における一対の柱部材2と一対の梁部材3によって囲まれる架構1に配置される制震装置10は、幅方向Wに移動する中間梁部材20と、架構1において幅方向Wに対向する一対の隅角部5のそれぞれと中間梁部材20とを結ぶ一対のブレース40(40a,40b)と、高さ方向Hに対向する一対の梁部材3のうち一方の下梁部材3bに対して中間梁部材20を幅方向Wに移動可能に連結するリニアスライダ30とが備えられている。
【0070】
リニアスライダ30は、下梁部材3bの上面に備えられ、幅方向Wに延伸されたレール31と、中間梁部材20の底面に備えられ、レール31に対して、延伸方向にスライド可能に係止するスライダ32とが設けられ、スライダ32は、幅方向Wにスライドするレール31に対して、奥行き方向D、及び、レール31から離間する方向に係止する構成である。そのため、制振構造物Xへの組付け性が向上し、制振構造物Xの意匠性の低下を抑制しながら制振構造物Xに制振性を付加することができる。
【0071】
詳述すると、一対のブレース40(40a,40b)で一対の隅角部5R,5Lのそれぞれと結ばれた中間梁部材20が、幅方向Wに延伸されたレール31と、レール31に対して、延伸方向にスライド可能に係止するスライダ32とで構成するリニアスライダ30によって下梁部材3bに連結されている。
【0072】
そのため、振動が入力されると架構1が変形するが、架構1の変形に伴ってブレース40が中間梁部材20を引っ張り、レール31に対してスライダ32が幅方向Wにスライドして中間梁部材20が移動することとなる。
【0073】
中間梁部材20に作用する引っ張り力に、奥行き方向Dの力成分やレール31からスライダ32が離間する方向の力成分を含んでいても、スライダ32がレール31に対して、奥行き方向D、及び、レール31から離間する方向に係止する構成であるため、奥行き方向Dや離間する方向(上方Hu)の移動を規制しながら幅方向Wに移動することができる。このように、レール31に対してスライダ32の奥行き方向D及び離間方向の移動が規制されているため、幅方向Wにスライドしながら振動エネルギを吸収して、制震効果を奏することができる。
【0074】
また、ブレース40(40a,40b)は、引張力のみを負担すればよく、換言すると、ブレース40(40a,40b)に圧縮力が作用しないため、ブレース40(40a,40b)をコンパクトな断面の引張部材で構成できる。そのため、圧縮力を負担する必要があるブレースに比べて制震装置10及び制震装置10を設けた制振構造物Xの意匠性を向上することができる。
【0075】
また、中間梁部材20は、幅方向Wに沿って所定長さに形成され、中間梁部材20において左側WLのブラケット21と右側隅角部5Rとを結ぶ第1ブレース40aと、中間梁部材20において右側WRのブラケット21と左側隅角部5Lとを結ぶ第2ブレース40bとが備えられているため、制振性を向上することができる。
【0076】
詳述すると、右側隅角部5Rと右側WRのブラケット21とを結ぶブレースや左側隅角部5Lと左側WLのブラケット21とを結ぶブレースに比べて、ブレース40(40a,40b)の長さが長くなる。ブレース40(40a,40b)の長さが長くなると、架構1の内部において、ブレース40(40a,40b)の傾斜角度が小さくなり、水平方向に近づいていく。ブレース40(40a,40b)の傾斜角度が小さくなり、水平方向に近づくと、ブレース40(40a,40b)から中間梁部材20に作用する引っ張り力の幅方向Wの成分が大きくなるため、制振性を向上することができる。
【0077】
また、リニアスライダ30は、幅方向Wに沿って所定長さに形成された中間梁部材20の両端側のそれぞれに配置されるとともに、中間梁部材20の幅方向Wの移動量より幅方向Wのスライド量が長く形成されているため、制振性をより確実に得ることができる。
【0078】
詳しくは、ひとつの連続するリニアスライダで下梁部材3bと中間梁部材20を連結する場合、レールが長くなり、入力された振動によって下梁部材3bとともに変形するおそれがある。
これに対して、中間梁部材20の両端側にそれぞれにリニアスライダ30を設けるため、それぞれのリニアスライダ30に設けるレール31の長さが、ひとつの連続するリニアスライダのレールより短く形成できる。そのため、下梁部材3bが変形してもレール31は変形しづらく、制振性をより確実に得ることができる。
【0079】
また、中間梁部材20と架構1とを減衰可能に連結するダンパ50が設けられているため、リニアスライダ30によって移動する中間梁部材20の振動をダンパ50によって減衰でき、制振性を向上することができる。
【0080】
続いて、上述の制震装置10による効果を確認するために実施した効果確認試験について図5とともに説明する。
図5に示す効果確認試験では、図5(a)に示すように、架構1を摸したラーメン構造のフレーム模型に対して制震装置10の模型をセットし、自由振動実験を行い、その減衰効果を確認した。
【0081】
その結果、図5(b)に示すように、制震装置10の模型を備えないフレーム模型を自由振動させたパターン(Only Frame)に対し、制震装置10の模型を自由振動させたパターン(Brace&Damper)と、制震装置10におけるダンパ50を備えない模型を自由振動させたパターン(Brace)の両方が、減衰効果があることが確認できた。
【0082】
さらに、制震装置10の模型を自由振動させたパターン(Brace&Damper)は、制震装置10におけるダンパ50を備えない模型を自由振動させたパターン(Brace)より大きな減衰効果があることが確認できた。
具体的には、制震装置10の模型を備えないフレーム模型に振動を作用させた自由振動(Only Frame)の場合の減衰定数が0.7%であるのに対し、制震装置10におけるダンパ50を備えない模型を自由振動させたパターン(Brace)の減衰定数が3.7%、制震装置10の模型を自由振動させたパターン(Brace&Damper)の減衰定数が22%と、大きな減衰効果があることが確認できた。
【0083】
続いて、異なる実施形態の制震装置10Aについて図6とともに説明する。
なお、図6は、異なる実施形態の制震装置10Aの正面図を示している。
図6に示す制震装置10Aは、高さ方向Hに比べて幅方向Wに広い架構1に設けた制震装置10と異なり、幅方向Wに比べて高さ方向Hに高い、つまり縦長長方形状の架構1Aに設けられている。
【0084】
制震装置10Aは、制震装置10と同様に、中間梁部材20、リニアスライダ30、ブレース40、ダンパ50及びピース60を備えている。
しかしながら、制震装置10Aは、架構1を構成する下梁部材3bに対して中間梁部材20をリニアスライダ30で幅方向Wにスライド可能に連結した制震装置10と異なり、架構1Aを構成する上梁部材3aに対して中間梁部材20をリニアスライダ30で幅方向Wにスライド可能に連結している。
【0085】
具体的には、制震装置10Aにおけるレール31は、上梁部材3aの底面に設けられ、スライダ32は中間梁部材20の上面に設けている。そして、下梁部材3bと柱部材2との角部である下隅角部5Ra,5Laにブラケット4を設け、中間梁部材20の底面の幅方向Wに両側に設けたブラケット21とブラケット4とをブレース40で連結している。
【0086】
また、上述の制震装置10では、2組のリニアスライダ30が設けられていたが、制震装置10Aでは2本のレール31が幅方向Wに所定間隔を隔てて設けられているものの、スライダ32は両方のレール31に係止する長さで形成されて中間梁部材20の上面に設けられている。
【0087】
さらに、上述の制震装置10では、柱部材2と下梁部材3bとの隅角部に配置したピース60を介して架構1と中間梁部材20とをダンパ50連結したが、制震装置10Aは、隅角部5の近傍の上梁部材3aに設けられたピース60を介して架構1Aと中間梁部材20とをダンパ50で連結している。
このように、架構1Aに設けられた制震装置10Aは、上述の制震装置10と異なる構成があるものの、制震装置10と同様の効果を奏することができる。
【0088】
続いて、異なる実施形態の制震装置10Bについて図7及び図8とともに説明する。
なお、図7は架構1に設置された制震装置10Bの説明図を示し、図8は、架構1に設置された制震装置10Bの振動状況の説明図を示している。
【0089】
具体的には、また、図7(a)は架構1に設置された制震装置10Bの正面図を示し、図7(b)は図7(a)のB-B矢視断面図を示している。図8(a)は架構1が右側WRに振動した状態の正面図を示し、図8(b)は架構1が左側WLに振動した状態の正面図を示している。
【0090】
制震装置10Bは、制震装置10と同様に、中間梁部材20、ブレース40、ダンパ50及びピース60を備え、上述の架構1に設けられている。なお、上述の制震装置10における構成と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0091】
しかしながら、制震装置10Bは、架構1を構成する下梁部材3bに対して中間梁部材20をリニアスライダ30で幅方向Wにスライド可能に連結した制震装置10と異なり、架構1を構成する下梁部材3bに対して、リンク機構30Bによって中間梁部材20を幅方向Wに移動可能に連結している。
【0092】
具体的には、リンク機構30Bは、下梁部材3b及び中間梁部材20に設けたガセットプレート31bと、ガセットプレート31bのそれぞれに対して枢動可能に枢動軸33bによって軸支されたリンクアーム32bとで構成している。
なお、枢動軸33bは、図7(b)のb部拡大図に示すように、ガセットプレート31bより奥行き方向Dに延びる円柱状である。
【0093】
リンクアーム32bは、長手方向の両端付近に枢動軸33bを軸支する挿通孔を有するアーム部材である。なお、挿通孔は、円柱状の枢動軸33bを長手方向にスライド可能に軸支する長孔状に形成されている。
【0094】
なお、リンク機構30Bにおいて、ガセットプレート31bに対して2組のリンクアーム32b及び枢動軸33bを、幅方向Wに所定間隔を隔てて配置しており、中間梁部材20に対して幅方向Wの両側のそれぞれにリンク機構30Bを備えている。
さらに、リンク機構30Bは、中間梁部材20の奥行き方向Dの手前側Dfと奥側Dbの両側に配置されている。
【0095】
このように構成されたリンク機構30Bを有する制震装置10Bは、上述のリニアスライダ30を有する制震装置10と同様に組付けられ、制震装置10Bを有する制振構造物Xに地震動等の振動が入力され、例えば、図8(a)に示すように、上梁部材3aが下梁部材3bに対して右側WRに移動するように変形すると、端部が右側隅角部5Rに接続された第1ブレース40aが左側WLのブラケット21に連結された中間梁部材20を右側WRに引っ張り、リンクアーム32bは、下梁部材3bに設けられたガセットプレート31bの枢動軸33bを中心として右側WRに枢動し、中間梁部材20は右側WRに移動する。
【0096】
中間梁部材20が右側WRに移動すると、ピース60を介して中間梁部材20と柱部材2との間に配置されたダンパ50のうち右側WRのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が収縮し、左側WLのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が引っ張られて振動エネルギを吸収することができる。
【0097】
逆に、図8(b)に示すように、上梁部材3aが下梁部材3bに対して左側WLに移動するように変形すると、端部が左側隅角部5Lに接続された第2ブレース40bが右側WRのブラケット21に連結された中間梁部材20を左側WLに引っ張り、リンクアーム32bは、下梁部材3bに設けられたガセットプレート31bの枢動軸33bを中心として左側WLに枢動し、中間梁部材20は左側WLに移動する。
【0098】
中間梁部材20が左側WLに移動すると、ピース60を介して中間梁部材20と柱部材2との間に配置されたダンパ50のうち左側WLのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が収縮し、右側WRのダンパ50はシリンダ51に対してピストン52が引っ張られて振動エネルギを吸収することができる。
【0099】
上述したように、制振構造物Xの層間における一対の柱部材2と一対の梁部材3によって囲まれる架構1に配置される制震装置10Bは、幅方向Wに移動する中間梁部材20と、架構1において幅方向Wに対向する一対の隅角部5のそれぞれと中間梁部材20とを結ぶ一対のブレース40(40a,40b)と、高さ方向Hに対向する一対の梁部材3のうち一方の下梁部材3bに対して中間梁部材20を幅方向Wに移動可能に連結するリンク機構30Bとが備えられている。
【0100】
リンク機構30Bは、中間梁部材20を下梁部材3bに対して枢支するリンクアーム32bを備え、リンクアーム32bは、中間梁部材20を、下梁部材3bに対して、架構1の構面の面外方向である奥行き方向D、及び、離間する高さ方向Hに規制する構成である。
【0101】
そのため、制振構造物Xへの組付け性が向上し、制振構造物Xの意匠性の低下を抑制しながら制振構造物Xに制振性を付加することができる。
詳述すると、一対のブレース40(40a,40b)で一対の隅角部5R,5Lと結ばれた中間梁部材20が、中間梁部材20を、下梁部材3bに対して枢支するリンクアーム32bで構成するリンク機構30Bによって水平部材に連結されている。
【0102】
そのため、振動が入力されると架構1が変形するが、架構1の変形に伴ってブレース40(40a,40b)が中間梁部材20を引張り、リンクアーム32bが枢動して中間梁部材20が幅方向Wに移動することとなる。
【0103】
中間梁部材20に作用する引っ張り力に、構面に対して面外方向である奥行き方向Dの力成分や離間する高さ方向Hの力成分を含んでいても、リンクアーム32bは、中間梁部材20を、下梁部材3bに対して、架構1の構面の面外方向である奥行き方向D、及び、離間する高さ方向Hに規制する構成であるため、奥行き方向Dや離間する高さ方向Hの移動を規制しながら幅方向Wに移動することができる。このように、リンクアーム32bは、中間梁部材20を、下梁部材3bに対して、架構1の構面の面外方向である奥行き方向D、及び、離間する高さ方向Hに規制するため、幅方向Wにスライドしながら振動エネルギを吸収して、制震効果を奏することができる。
【0104】
また、ブレース40(40a,40b)は、引張力のみを負担すればよく、換言すると、ブレース40(40a,40b)に圧縮力が作用しないため、ブレースをコンパクトな断面の引張部材で構成できる。そのため、圧縮力を負担する必要があるブレース40(40a,40b)に比べて制振装置及び制振装置を設けた制振構造物Xの意匠性を向上することができる。
【0105】
また、リンクアーム32bは、幅方向Wに沿って所定長さに形成された中間梁部材20の両端側のそれぞれに配置されているため、制振性をより確実に得ることができる。
また、中間梁部材20と架構1とを減衰可能に連結するダンパ50が設けられているため、リンク機構30Bによって移動する中間梁部材20の振動をダンパ50によって減衰でき、制振性を向上することができる。
【0106】
なお、上述の説明では、中間梁部材20の幅方向Wの両側にリンク機構30Bを設けたが、中間梁部材20の幅方向Wの中央付近に複数のリンク機構30Bを設けてもよい。また、リンク機構30Bにおいてガセットプレート31bに対して二組のリンクアーム32b及び枢動軸33bを備えたが、一組のリンクアーム32b及び枢動軸33bだけでもよい。
また、上述の説明では、リンクアーム32bにおける長手方向の両端付近に設けた挿通孔を長孔状に形成したが、真円状の挿通孔であってもよい。
【0107】
続いて、異なる実施形態の制震装置10Cについて説明する。
制震装置10Cは、制震装置10と同様に、中間梁部材20、ブレース40、ダンパ50及びピース60を備え、上述の架構1に設けられている。なお、上述の制震装置10における構成と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0108】
しかしながら、制震装置10Cは、架構1を構成する下梁部材3bに対して中間梁部材20をリニアスライダ30で幅方向Wにスライド可能に連結した制震装置10と異なり、架構1を構成する下梁部材3bに対して、転動機構30Cによって中間梁部材20を幅方向Wに移動可能に連結している。
【0109】
転動機構30Cは、下梁部材3bに備えられ、中間梁部材20に向かって上方Huに延出されたガセットプレート31Cと、ガセットプレート31Cに備えられ、中間梁部材20に対して転動して支持する転動体32Cとが設けられている。そして、転動機構30Cは、下梁部材3bに対して中間梁部材20を、架構1の構面の面外方向である奥行き方向D、及び、離間する高さ方向H方向に規制する構成である。
【0110】
転動機構30Cを備えた制震装置10Cの具体例について、以下で詳細に説明する。
一つ目の転動機構30Caを備えた制震装置10Caについて図9とともに説明する。
【0111】
なお、図9は架構1に設置された制震装置10Caの説明図を示し、図9(a)は架構1に設置された制震装置10Caの正面図を示し、図9(b)は図9(a)のC-C矢視断面図を示している。
【0112】
ガセットプレート31Caは、下梁部材3bから中間梁部材20に向かって上方Huに突出するように、中間梁部材20の奥行き方向Dの手前側Dfと奥側Dbの両側に配置されている。ガセットプレート31Caは、下梁部材3bより上方Huに向かって中間梁部材20の半分の高さを超える程度の高さで形成している。
【0113】
カムフォロア32Caは、図9(b)のc部拡大図に示すように、梁部材3よりひとまわり小さな断面のH形鋼で構成された中間梁部材20における上フランジと下フランジとの間において、少なくとも一方のフランジと当接するようにガセットプレート31Caに取り付けられている。
【0114】
なお、転動機構30Caは、中間梁部材20の幅方向Wの両側のそれぞれにおいて、奥行き方向Dの手前側Dfと奥側Dbの両側に配置されている。
このように構成された転動機構30Caは、中間梁部材20が下梁部材3bに対して幅方向Wに移動すると、中間梁部材20の両フランジの間でカムフォロア32Caが転動することとなる。
なお、転動機構30Caは、中間梁部材20の幅方向Wの両側のそれぞれに備えず、複数のカムフォロア32Caが設けられたひとつの転動機構30Caであってもよい。
【0115】
二つ目の転動機構30Cbを備えた制震装置10Cbについて図10とともに説明する。
なお、図10は架構1に設置された制震装置10Cbの説明図を示し、図10(a)は架構1に設置された制震装置10Cbの正面図を示し、図10(b)は図10(a)のD-D矢視断面図を示している。
【0116】
ガセットプレート31Cbは、下梁部材3bから中間梁部材20に向かって上方Huに突出するように、中間梁部材20の奥行き方向Dの手前側Dfと奥側Dbの両側に配置されている。ガセットプレート31Cbは、下梁部材3bより上方Huに向かって中間梁部材20の半分の高さを超える程度の高さで形成している。
【0117】
カムフォロア32Cbは、図10(b)のd部拡大図に示すように、梁部材3よりひとまわり小さな断面のH形鋼で構成された中間梁部材20における下フランジを上方Huと下方Hdとから挟み込むようにガセットプレート31Cbに取り付けられている。
【0118】
なお、カムフォロア32Cbは、中間梁部材20の下フランジの上側において、幅方向Wの所定間隔を隔てて2つ備えている。また、下フランジの下側においてカムフォロア32Cbは、上側の2つのカムフォロア32Cbとの間に配置され、全部で3つのカムフォロア32Cbが設けられている。
【0119】
また、転動機構30Cbは、中間梁部材20の幅方向Wの両側のそれぞれにおいて、奥行き方向Dの手前側Dfと奥側Dbの両側に配置されている。
このように構成された転動機構30Cbは、中間梁部材20が下梁部材3bに対して幅方向Wに移動すると、中間梁部材20の下フランジを高さ方向Hの両側から挟み込むようにカムフォロア32Cbが転動することとなる。
【0120】
なお、転動機構30Cbは、中間梁部材20の幅方向Wの両側のそれぞれに備えず、複数のカムフォロア32Cbを備えたひとつの転動機構30Cbであってもよい。
また、中間梁部材20の下フランジの上側と下側とで同数のカムフォロア32Cbが設けられてもよい。
【0121】
三つ目の転動機構30Ccを備えた制震装置10Ccについて図11とともに説明する。
なお、図11は架構1に設置された制震装置10Ccの説明図を示し、図11(a)は架構1に設置された制震装置10Ccの正面図を示し、図11(b)は図11(a)のE-E矢視断面図を示している。
【0122】
ガセットプレート31Ccは、下梁部材3bから中間梁部材20に向かって上方Huに突出するように、中間梁部材20の奥行き方向Dの手前側Dfと奥側Dbの両側に配置されている。ガセットプレート31Ccは、下梁部材3bより上方Huに向かって中間梁部材20の上フランジを超える程度の高さで形成している。
【0123】
転動ローラ32Ccは、図11(b)のe部拡大図に示すように、梁部材3よりひとまわり小さな断面のH形鋼で構成された中間梁部材20における上フランジと当接するローラ体で構成し、支持軸33Ccによってガセットプレート31Ccに軸支されている。
【0124】
なお、転動機構30Ccは、中間梁部材20の幅方向Wの両側に配置されている。
このように構成された転動機構30Ccは、中間梁部材20が下梁部材3bに対して幅方向Wに移動すると、中間梁部材20の上フランジの上面を転動ローラ32Ccが転動することとなる。
なお、転動機構30Ccは、中間梁部材20の幅方向Wの両側のそれぞれに備えず、複数の転動ローラ32Ccを備えたひとつの転動機構30Ccであってもよい。
【0125】
上述したように、制振構造物Xの層間における一対の柱部材2と一対の梁部材3によって囲まれる架構1に配置される制震装置10C(10Ca,10Cb,10Cc)は、幅方向Wに移動する中間梁部材20と、架構1において幅方向Wに対向する一対の隅角部5のそれぞれと中間梁部材20とを結ぶ一対のブレース40(40a,40C)と、高さ方向Hに対向する一対の梁部材3のうち一方の下梁部材3bに対して中間梁部材20を幅方向Wに移動可能に連結する転動機構30C(30Ca,30Cb,30Cc)とが備えられている。
【0126】
転動機構30Cは、下梁部材3bに備えられ、中間梁部材20に向かって延出されたガセットプレート31C(31Ca,31Cb,31Cc)と、ガセットプレート31Cに備えられ、中間梁部材20に対して転動して支持する転動体32C(32Ca,32Cb,32Cc)とが設けられ、転動機構30Cは、中間梁部材20を下梁部材3bに対して、架構1の構面の面外方向である奥行き方向D、及び、離間する高さ方向Hに規制する構成であるため、制振構造物Xへの組付け性が向上し、制振構造物Xの意匠性の低下を抑制しながら制振構造物Xに制振性を付加することができる。
【0127】
詳述すると、一対のブレース40(40a,40C)で一対の隅角部5のそれぞれと結ばれた中間梁部材20が、下梁部材3bに備えられ、中間梁部材20に向かって延出されたガセットプレート31Cと、ガセットプレート31Cに備えられ、中間梁部材20に対して転動して支持する転動体32Cとで構成する転動機構30Cによって下梁部材3bに連結されている。
【0128】
そのため、振動が入力されると架構1が変形するが、架構1の変形に伴ってブレース40(40a,40C)が中間梁部材20を引張り、ガセットプレート31Cに備えられた転動体32Cが転動して中間梁部材20が水平方向に移動することとなる。
【0129】
中間梁部材20に作用する引っ張り力に、構面に対して面外方向である奥行き方向Dの力成分や離間する高さ方向Hの力成分を含んでいても、転動機構30Cは、下梁部材3bに対して中間梁部材20を、架構1の構面の面外方向、及び、離間する高さ方向Hに規制する構成であるため、面外方向や離間する高さ方向Hの移動を規制しながら水平方向に移動することができる。このように、転動機構30Cは、下梁部材3bに対して中間梁部材20を、架構1の構面の面外方向である奥行き方向D、及び、離間する高さ方向Hに規制するため、水平方向にスライドしながら振動エネルギを吸収して、制震効果を奏することができる。
【0130】
また、ブレース40(40a,40C)は、引張力のみを負担すればよく、換言すると、ブレース40(40a,40C)に圧縮力が作用しないため、ブレースをコンパクトな断面の引張部材で構成できる。そのため、圧縮力を負担する必要があるブレース40(40a,40C)に比べて制振装置及び制振装置を設けた制振構造物Xの意匠性を向上することができる。
【0131】
また、転動機構30Cは、水平方向に沿って所定長さに形成された中間梁部材20の両端側のそれぞれに配置されているため、制振性をより確実に得ることができる。
また、中間梁部材20と架構1とを減衰可能に連結するダンパ50が設けられているため、転動機構30Cによって移動する中間梁部材20の振動をダンパ50によって減衰でき、制振性を向上することができる。
【0132】
また、上述の制震装置が、層間において一対の柱部材2と一対の梁部材3によって囲まれる架構1に対して配置された制振構造物Xは、容易に制震装置10Cを組付け、意匠性の低下を抑制しながら制振性を有することができる。
【0133】
以上、本発明の構成と、前述の実施態様との対応において、本発明の構造物及び制振構造物は制振構造物Xに対応し、
以下同様に、
水平部材は上梁部材3a,下梁部材3bに対応し、
柱部材は柱部材2に対応し、
梁部材は梁部材3に対応し、
架構は架構1,1Aに対応し、
制震装置は制震装置10,10A,10B,10Cに対応し、
水平方向は幅方向Wに対応し、
移動部材は中間梁部材20に対応し、
一対の隅角部は隅角部5に対応し、
ブレース材はブレース40に対応し、
上下方向は高さ方向Hに対応し、
第1梁部材は下梁部材3bに対応し、
連結部材はリニアスライダ30、リンク機構30B,転動機構30Cに対応し、
レール材はレール31に対応し、
スライダはスライダ32に対応し、
構面は構面1sに対応し、
面外方向は奥行き方向Dに対応し、
離間する方向は上方Huに対応し、
一方側の隅角部は右側隅角部5Rに対応し、
他方側の部分は左側WLのブラケット21に対応し、
第1ブレース材は第1ブレース40aに対応し、
他方側の隅角部は左側隅角部5Lに対応し、
一方側の部分は右側WRのブラケット21に対応し、
第2ブレース材は第2ブレース40bに対応し、
ダンパはダンパ50に対応し
枢支材はリンクアーム32bに対応し、
延出材はガセットプレート31C(31Ca,31Cb,31Cc)に対応し、
転動材は転動体32C(32Ca,32Cb,32Cc)に対応するも、上記実施形態に限定するものではない。
【0134】
例えば、上述の説明では、リニアスライダ30で下梁部材3bと中間梁部材20とを幅方向Wにスライド可能に連結し、上方Huの隅角部5と中間梁部材20とをブレース40で結んだが、リニアスライダ30によって中間梁部材20と上梁部材3aとをスライド可能に連結するとともに、下方Hdの隅角部5と中間梁部材20とをブレース40で結んで制震装置10を構成してもよい。
【0135】
また、上述の説明では、リニアスライダ30を構成するレール31を下梁部材3bの上面に設けるとともに、リニアスライダ30を構成するスライダ32を中間梁部材20の底面に設けたが、レール31を中間梁部材20の底面に設け、スライダ32を下梁部材3bの上面に設けてもよい。
【0136】
また、下梁部材3bの上面にレール31とスライダ32との両方を備えるとともに、中間梁部材20の底面に、下梁部材3bの上面に備えたレール31とスライダ32とのそれぞれに対応するように、スライダ32とレール31とを備えてもよい。この場合、上述の制震装置10より2倍のリニアスライダ30を備えるため、制振性をより向上することができる。
【0137】
また、上述の説明では、中間梁部材20と柱部材2との間に配置するダンパ50を、ピース60を介して柱部材2に固定したが、柱部材2と中間梁部材20との間の間隔とダンパ50との長さとの関係によってはピース60を設けず、ダンパ50と柱部材2や梁部材3と直接連結してもよい。
【0138】
また、上述の説明では、中間梁部材20の幅方向Wの両側の柱部材2との間にダンパ50を配置したが、幅方向Wの一方側にのみ、ダンパ50を配置してもよいし、上述の効果確認試験の結果からダンパ50を設けなくてもよい。さらには、ダンパ50の代わりに、レール31同士間の梁部材3と中間梁部材20との間に粘弾性ダンパを設けてもよい。この場合であっても、ダンパ50を設けた場合と同様の効果を奏することができる。
【0139】
また、上述の架構1.1Aに関する説明において、ダンパ50は隅角部5或いは上梁部材3aに設けたピース60を介して、架構1と中間梁部材20とを連結したが、架構1,1Aを構成する柱部材2及び梁部材3の少なくとも一方と直接的に連結するように構成してもよい。
【0140】
さらには、下梁部材3bの上面にリニアスライダ30を構成するレール31を設けたが、制振構造物Xのフロア面との高さ関係によっては、下梁部材3bの上面に高さ調整用の鋼材を設け、高さ調整用の鋼材を介してレール31を設けてもよい。あるいは、下梁部材3bの上面がスラブの天端面より低く、下梁部材3bとレール31との間にスラブコンクリートの一部が介在してもよい。
【0141】
さらには、リニアスライダ30を構成するレール31とスライダ32のうち一方が梁部材3と一体構成されてもよいし、リニアスライダ30を構成するレール31とスライダ32のうち他方が中間梁部材20と一体構成されてもよい。
【0142】
また、梁部材3に設けられたレール31は、奥行き方向Dに複数並列配置されてもよい。また、奥行き方向Dに複数並列配置されたレール31に対応して、中間梁部材20に設けられたスライダ32を奥行き方向Dに複数並列配置してもよいが、複数並列配置されたレール31に対してひとつのスライダ32で係止するように構成してもよい。
【0143】
また、上述の説明では、ブレース40を鋼棒で構成したが、L形アングルなどの形鋼材で構成してもよいし、ケーブルなどで構成してもよい。
また、ブレース40は1本の第1ブレース40aと1本の第2ブレース40bとで構成したが、第1ブレース40aと第2ブレース40bとの少なくとも一方を奥行き方向Dに所定間隔を隔てて複数配置してブレース40を構成してもよい。
【符号の説明】
【0144】
1,1A…架構
1s…構面
2…柱部材
3…梁部材
3b…下梁部材
5…隅角部
5L…左側隅角部
5R…右側隅角部
10,10A,10B,10C…制震装置
20…中間梁部材
21…ブラケット
30…リニアスライダ
30B…リンク機構
30C…転動機構
31…レール
31C,31Ca,31Cb,31Cc…ガセットプレート
32…スライダ
32b…リンクアーム
32C…転動体
32Ca,32Cb…カムフォロア
32Cc…転動ローラ
40…ブレース
40a…第1ブレース
40b…第2ブレース
50…ダンパ
D…奥行き方向
H…高さ方向
Hu…上方
W…幅方向
WL…左側
WR…右側
X…制振構造物
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11