特開 2023-99944 制振構造

(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】P2023099944

(43)【公開日】2023-07-14

(54)【発明の名称】制振構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20230707BHJP

   F16F 9/54 20060101ALI20230707BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20230707BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 301

E04H9/02 351

F16F9/54

F16F15/023 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022000229

(22)【出願日】2022-01-04

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅村建次

(72)【発明者】

【氏名】鈴木悠矢

(72)【発明者】

【氏名】蔦壁潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】安藤寿孝

(72)【発明者】

【氏名】木本諭志

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J069

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AC19

2E139AC33

2E139BA01

2E139BD14

2E139BD22

3J048AA06

3J048AB01

3J048AC04

3J048AD05

3J048BE03

3J048DA02

3J048EA38

3J069AA50

3J069CC34

(57)【要約】

【課題】垂れ壁の上端が取り付けられている梁に生じる振動を減衰させることができる技術を得る。
【解決手段】制振構造は、梁と、梁が取り付けられる柱と、梁から下方に垂れ下がり、上端が梁の下面に取り付けられ、側端が柱の側面に取り付けられる垂れ壁と、鉛直方向に対して傾斜する方向に延び、垂れ壁を挟むように一対設けられ、基端が連結部材を介して柱に取り付けられ、先端が他の連結部材を介して梁に取り付けられている減衰材と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

梁と、
前記梁が取り付けられる柱と、
前記梁から下方に垂れ下がり、上端が前記梁の下面に取り付けられ、側端が前記柱の側面に取り付けられる垂れ壁と、
鉛直方向に対して傾斜する方向に延び、前記垂れ壁を挟むように一対設けられ、基端が連結部材を介して前記柱に取り付けられ、先端が他の連結部材を介して前記梁に取り付けられている減衰材と、
を備える制振構造。

【請求項2】

前記垂れ壁の下端には、移動式間仕切壁の上端が取り付けられる取付部材が設けられている、
請求項１に記載の制振構造。

【請求項3】

前記柱は、コンクリートが充填された鋼管柱である、
請求項１又は２に記載の制振構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、構造物の制振構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のパッシブ制震機構は、建築構造物の柱、梁架構面内に交点を解放したクロスのブレースを設け、ブレースの軸方向に伸縮するオイルダンパーを取着してなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－１９５５６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、鉛直方向に対して傾斜する方向に延びるダンパー等の減衰材の基端は、柱の側面に取り付けられ、減衰材の先端は、梁の下面に取り付けられている。

【0005】

ここで、減衰材の先端が取り付けられる梁の下面に、垂れ壁の鉛直方向の上端が取り付けられ、柱の側面に垂れ壁の水平方向の端部が取り付けられることがある。このように、垂れ壁が取り付けられている梁と柱との間に、減衰材を配置することは困難である。換言すれば、垂れ壁の上端が取り付けられている梁に生じる振動を減衰させることは困難である。

【0006】

本願開示の課題は、垂れ壁の上端が取り付けられている梁に生じる振動を減衰させることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様に係る制振構造は、梁と、前記梁が取り付けられる柱と、前記梁から下方に垂れ下がり、上端が前記梁の下面に取り付けられ、側端が前記柱の側面に取り付けられる垂れ壁と、鉛直方向に対して傾斜する方向に延び、前記垂れ壁を挟むように一対設けられ、基端が連結部材を介して前記柱に取り付けられ、先端が他の連結部材を介して前記梁に取り付けられている減衰材と、を備えることを特徴とする。

【0008】

第１態様に係る構成によれば、一対の減衰材が、梁に取り付けられた垂れ壁を挟んで設けられている。そして、減衰材の基端が連結部材を介して柱に取り付けられ、減衰材の先端が他の連結部材を介して梁に取り付けられている。これにより、一対の減衰材によって、垂れ壁の上端が取り付けられる梁に生じる振動を減衰させることができる。

【0009】

第２態様に係る制振構造は、第１態様に記載の制振構造において、前記垂れ壁の下端には、移動式間仕切壁の上端が取り付けられる取付部材が設けられていることを特徴とする。

【0010】

第２態様に係る構成によれば、移動式間仕切壁に起因して生じる梁の振動についても一対の減衰材によって減衰させることができる。

【0011】

第３態様に係る制振構造は、第１又は第２態様に記載の制振構造において、前記柱は、コンクリートが充填された鋼管柱であることを特徴とする。

【0012】

第３態様に係る構成によれば、柱がＨ形鋼の場合と比して、減衰材を支持する支持剛性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、垂れ壁の上端が取り付けられている梁に生じる振動を減衰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示の実施形態に係る制振構造を備えた構造物を示した全体斜視図である。

【図2】本開示の実施形態に係る制振構造を備えた構造物の一般的な架構を示した正面図である。

【図3】本開示の実施形態に係る制振構造を有する架構を示した正面図である。

【図4】本開示の実施形態に係る制振構造を有する架構を示した拡大正面図である。

【図5】本開示の実施形態に係る制振構造を示した側面図である。

【図6】本開示の実施形態に係る制振構造に備えられた減衰材の基端の取付を示した斜視図である。

【図7】本開示の実施形態に係る制振構造に備えられた減衰材の先端の取付を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本開示の実施形態に係る制振構造について図１～図７に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは、鉛直方向であって高さ方向を示し、矢印Ｗは、水平方向であって、幅方向を示し、矢印Ｄは、水平方向であって、奥行き方向を示す。なお、矢印Ｗと矢印Ｄとは、互いに直交する。

【0016】

（構造物１００）
制振構造１０を備えた鉄骨造の構造物１００は、図１に示されるように、奥行き方向に延びている。さらに、構造物１００を奥行き方向に対して直交した面で切断すると、幅方向に延びており、屋根部が円弧状とされている。そして、構造物１００は、奥行き方向に間隔をあけて配置された複数の柱梁架構９０を含んで構成されている。なお、屋根部の形状については、一定勾配の屋根形状等であってもよい。

【0017】

（柱梁架構９０）
柱梁架構９０は、図２に示されるように、幅方向に離間して配置される一対のトラス柱２０と、一対のトラス柱２０の上端部分にかけ渡されたトラス梁３０とを含んで構成されている。

【0018】

本実施形態では、例えば、一対のトラス柱２０の間の距離（図中Ｌ）が、９０〔ｍ〕以上とされており、トラス梁３０は、大スパン梁とされている。

【0019】

さらに、トラス柱２０とトラス梁３０とで構成される隅部には、トラス梁３０に生じる振動の振幅を減衰させる減衰材としてのオイルダンパー１２（以下「ダンパー１２」）が設けられている。また、奥行き方向に並べられた複数の柱梁架構９０のなかにおいて、予め決められた間隔で、図３に示されるように、垂れ壁４０が設けられている。

【0020】

そして、トラス柱２０、トラス梁３０、垂れ壁４０、ダンパー１２、及びダンパー１２を躯体に取り付けるために用いる連結部材５０、７０（図４参照）を含んで、実施形態に係る制振構造１０が構成されている。

【0021】

－トラス柱２０、トラス梁３０－
トラス柱２０は、図２、図３に示されるように、屋内側弦材２２と、屋外側弦材２４と、屋内側弦材２２と屋外側弦材２４との間に設けられた横材２６ａ及び斜材２６ｂとを含んで構成されている。屋内側弦材２２は、断面矩形筒状で、内部にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管である。トラス梁３０は、下弦材３２と、上弦材３４と、上弦材３４と下弦材３２との間に設けられた束材３６ａ及び斜材３６ｂとを含んで構成されている。下弦材３２は、梁の一例であって、屋内側弦材２２は、柱の一例である。

【0022】

－垂れ壁４０－
垂れ壁４０は、図３に示されるように、幅方向に延びている。そして、垂れ壁４０の上端は、下弦材３２の下面に図示せぬ固定具を用いて取り付けられており、垂れ壁４０の側端は、屋内側弦材２２の側面に図示せぬ固定具を用いて取り付けられている。

【0023】

具体的には、垂れ壁４０は、幅方向に間隔をあけて並べられると共に鉛直方向に延びる複数の縦材４２と、幅方向に延びる横材４４と、矩形状のガラス板４６とを含んで構成されている。複数の縦材４２の上端は、下弦材３２の下面に取り付けられており、横材４４は、複数の縦材４２の下端に取り付けられている。また、横材４４の両端が、屋内側弦材２２の側面に取り付けられている。そして、下弦材３２、縦材４２、及び横材４４で囲まれている領域、及び下弦材３２、縦材４２、横材４４、及び屋内側弦材２２で囲まれている領域にガラス板４６が取り付けられている。

【0024】

また、横材４４の下面には、移動式間仕切壁の上端が取り付けられる取付部材４８（図５参照）が設けられている。そして、移動式間仕切壁の上端が取付部材４８を介して横材４４に取り付けられた状態で、移動式間仕切壁の荷重が、垂れ壁４０を介して下弦材３２に負荷されるようになっている。

【0025】

－ダンパー１２－
垂れ壁４０が設けられていない柱梁架構９０においては、図２に示されるように、ダンパー１２の先端は、下弦材３２の下面に取り付けられ、ダンパー１２の基端は、屋内側弦材２２の側面に取り付けられている。そして、ダンパー１２は、鉛直方向に対して傾斜する方向に延びるように配置されている。

【0026】

これに対して、垂れ壁４０が設けられている柱梁架構９０においては、図４、図５に示されるように、ダンパー１２は、垂れ壁４０を挟んで一対設けられている。以下の説明では、垂れ壁４０に対して奥行き方向の手前側のダンパー１２をダンパー１２ａと記載し、垂れ壁４０に対して奥行き方向の奥側のダンパー１２をダンパー１２ｂと記載することがある。なお、ダンパー１２ａとダンパー１２ｂとを区別しない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略することがある。

【0027】

そして、ダンパー１２ａ、１２ｂの基端は、連結部材５０を介して屋内側弦材２２に取り付けられている。また、ダンパー１２ａ、１２ｂの先端は、連結部材７０を介して下弦材３２に取り付けられている。連結部材７０は、他の連結部材の一例である。

【0028】

－連結部材５０－
連結部材５０は、図４、図６に示されるように、プレート材５２、ブラケット材５８、及びガセット材６４、６６、６８を含んで構成されている。

【0029】

プレート材５２の板厚方向は、ダンパー１２が延びる方向とされており、プレート材５２の外形は、奥行き方向に延びる矩形状とされている。そして、このプレート材５２の奥行き方向の手前側の部分に、ダンパー１２ａの基端が取り付けられており、プレート材５２の奥行き方向の奥側の部分に、ダンパー１２ｂの基端が取り付けられている。

【0030】

一方、屋内側弦材２２には、上下方向に離間して設けられるダイヤフラム５６ａ、５６ｂが溶接等を用いて接合されている。ダイヤフラム５６ｂは、屋内側弦材２２から奥行き方向の手前側及び奥側に延びる梁部材２８の上面、及びトラス柱２０の横材２６ａの上面に溶接等を用いて接合されている。また、ダイヤフラム５６ａは、ダイヤフラム５６ｂの上方に配置されている。

【0031】

ブラケット材５８は、板材であって、奥行き方向から見て湾曲状とされている。そして、ブラケット材５８の一辺が、ダイヤフラム５６ａに溶接等を用いて接合されており、ブラケット材５８の他辺が、プレート材５２の裏面において上下方向の中央側の部分に溶接等を用いて接合されている。

【0032】

ガセット材６４は、板材であって、ガセット材６４の板厚方向は、奥行き方向とされている。また、ガセット材６４は、奥行き方向に離間して一対設けられている。そして、ガセット材６４は、ブラケット材５８及びダイヤフラム５６ａの下方に配置されている。さらに、ガセット材６４の一辺は、プレート材５２の裏面において奥行き方向の端部側の部分に溶接等を用いて夫々接合されており、ガセット材６４の他辺は、ダイヤフラム５６ｂに溶接等を用いて夫々接合されている。

【0033】

また、ガセット材６６は、板材であって、ガセット材６６の板厚方向は、奥行き方向とされている。さらに、ガセット材６６は、奥行き方向において一対のガセット材６４の間に配置されている。そして、ガセット材６６は、ブラケット材５８及びダイヤフラム５６ａの下方に配置されている。さらに、ガセット材６６の一辺は、プレート材５２の裏面において奥行き方向の中央側の部分に溶接等を用いて夫々接合されており、ガセット材６６の他辺は、屋内側弦材２２の側面に溶接等を用いて夫々接合されている。

【0034】

ガセット材６８は、板材であって、ガセット材６６の板厚方向は、奥行き方向とされている。また、ガセット材６８は、ブラケット材５８を挟んでガセット材６６の反対側に配置されている。そして、ガセット材６８の一辺は、プレート材５２の裏面において奥行き方向の中央側の部分に溶接等を用いて夫々接合されており、ガセット材６８の他辺は、屋内側弦材２２の側面に溶接等を用いて夫々接合されている。なお、連結部材５０が配置される部分のガラス板４６については、切欠きが形成されている。

【0035】

この構成において、ダンパー１２ａ、１２ｂに入力された荷重は、連結部材５０を介して、屋内側弦材２２、横材２６ａ、及び梁部材２８へ伝達される。

【0036】

－連結部材７０－
連結部材７０は、図４、図７に示されるように、プレート材７２、及びガセット材７４、７６を含んで構成されている。

【0037】

プレート材７２の板厚方向は、ダンパー１２が延びる方向とされており、プレート材７２の外形は、奥行き方向に延びる矩形状とされている。そして、このプレート材７２の奥行き方向の手前側の部分に、ダンパー１２ａの先端が取り付けられており、プレート材７２の奥行き方向の奥側の部分に、ダンパー１２ｂの先端が取り付けられている。

【0038】

一方、下弦材３２には、下弦材３２から奥行き方向の手前側及び奥側に延びる梁部材３８が取り付けられている。

【0039】

ガセット材７４は、板材であって、ガセット材７４の板厚方向は、奥行き方向とされている。また、ガセット材７４は、奥行き方向に離間して一対設けられている。そして、ガセット材７４の一辺は、プレート材７２の裏面において奥行き方向の端部側の部分に溶接等を用いて夫々接合されており、ガセット材７４の他辺は、梁部材３８の下面に溶接等を用いて夫々接合されている。

【0040】

ガセット材７６は、板材であって、ガセット材７６の板厚方向は、奥行き方向とされている。また、ガセット材７６は、奥行き方向において一対のガセット材７４の間に配置されている。そして、ガセット材７６の一辺は、プレート材７２の裏面において奥行き方向の中央側の部分に溶接等を用いて夫々接合されており、ガセット材７６の他辺は、下弦材３２の下面及び垂れ壁４０の縦材４２の側面に溶接等を用いて夫々接合されている。なお、連結部材７０が配置される部分のガラス板４６については、切欠きが形成されている。

【0041】

この構成において、下弦材３２に生じた振動が、連結部材７０を介して、ダンパー１２ａ、１２ｂへ伝達される。

【0042】

（まとめ）
以上説明したように、制振構造１０においては、垂れ壁４０が取り付けられている下弦材３２には、垂れ壁４０が取り付けられていない下弦材３２のように、ダンパー１２を取り付けることができない。そこで、垂れ壁４０を挟んでダンパー１２ａ、１２ｂを一対設け、連結部材５０を介してダンパー１２ａ、１２ｂの基端を屋内側弦材２２に取り付け、連結部材７０を介してダンパー１２ａ、１２ｂの先端を下弦材３２に取り付ける。これにより、垂れ壁４０の上端が取り付けられる下弦材３２（トラス梁３０）に生じる振動を減衰させることができる。

【0043】

また、制振構造１０においては、垂れ壁４０の横材４４の下面には、移動式間仕切壁の上端が取り付けられる取付部材４８が設けられている。換言すると、移動式間仕切壁の荷重が垂れ壁４０を介して下弦材３２に負荷されるようになっている。しかし、移動式間仕切壁に起因して生じる梁の振動についても一対のダンパー１２によって減衰させることができる。

【0044】

また、制振構造１０においては、一対のダンパー１２ａ、１２ｂの基端が連結部材５０を介して取り付けられる屋内側弦材２２は、コンクリートが充填された鋼管柱である。これにより、屋内側弦材がＨ形鋼の場合と比して、ダンパー１２ａ、１２ｂを支持する支持剛性を向上させることができる。

【0045】

また、制振構造１０においては、プレート材５２の奥行き方向の手前側の部分に、ダンパー１２ａの基端が取り付けられており、プレート材５２の奥行き方向の奥側の部分に、ダンパー１２ｂの基端が取り付けられている。このように、１枚のプレート材５２に、一対のダンパー１２ａ、１２ｂの基端がそれぞれ取り付けられることで、ダンパー１２ａ、１２ｂを支持する支持剛性が、ダンパー１２ａとダンパー１２ｂとで相違するのを抑制することができる。

【0046】

また、制振構造１０においては、プレート材７２の奥行き方向の手前側の部分に、ダンパー１２ａの先端が取り付けられており、プレート材７２の奥行き方向の奥側の部分に、ダンパー１２ｂの先端が取り付けられている。このように、１枚のプレート材７２に、一対のダンパー１２ａ、１２ｂの先端がそれぞれ取り付けられることで、ダンパー１２ａ、１２ｂが振動を減衰させる減衰量が、ダンパー１２ａとダンパー１２ｂとで相違するのを抑制することができる。

【0047】

なお、本開示を特定の実施形態について詳細に説明したが、本開示は係る実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、減衰材としてオイルダンパーを用いて説明したが、変形することで減衰効果を生じる部材であればよく、例えば、ばね、アクチュエータ等であってもよい。

【0048】

また、上記実施形態では、鉄骨造の構造物１００に制振構造１０が用いられたが、鉄骨造（Ｓ造）に限定されず、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、又は鉄筋鉄骨コンクリート造（ＳＲＣ造）、木造（Ｗ造）等に制振構造１０を用いてもよい。

【0049】

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、連結部材５０、７０に対して、記載した以外のガセット材又はブラケット材等を用いてもよく、さらには、ガセット材を支持する支持部材を、屋内側弦材２２又は下弦材３２に溶接させてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 制振構造
１２ ダンパー
１２ａ ダンパー
１２ｂ ダンパー
２２ 屋内側弦材（柱の一例）
３２ 下弦材（梁の一例）
４０ 垂れ壁
４８ 取付部材
５０ 連結部材
７０ 連結部材（他の連結部材の一例）
９０ 柱梁架構
１００ 構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】