特開 2024-125781 制振構造体とこれを備えた構造物

(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】P2024125781

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】制振構造体とこれを備えた構造物

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20240911BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20240911BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 321B

F16F15/02 S

F16F7/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033840

(22)【出願日】2023-03-06

(71)【出願人】

【識別番号】000174943

【氏名又は名称】三井住友建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 隆一

(72)【発明者】

【氏名】松崎 真豊

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正人

(72)【発明者】

【氏名】金子 怜美

(72)【発明者】

【氏名】徳武 茂隆

(72)【発明者】

【氏名】蛭田 駿

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J066

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AC03

2E139AC06

2E139AC65

2E139AC68

2E139AC69

2E139AD03

2E139BA15

2E139BA23

2E139BD22

3J048AA06

3J048AC05

3J048AD12

3J048BA17

3J048BE03

3J048DA06

3J048EA38

3J066AA26

3J066BA01

3J066BB04

3J066BD05

(57)【要約】

【課題】構造物のレイアウト計画の自由度を確保しやすい制振構造体を提供する。
【解決手段】制振構造体４は、構造物の受ける地震力を減衰させる制振部材４１と、少なくとも一つの貫通孔４９，５０と、を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の受ける地震力を減衰させる制振部材と、少なくとも一つの貫通孔と、を有する制振構造体。

【請求項2】

前記制振部材の下方で前記構造物に取り付けられ前記制振部材を支持する下部支持体を有し、前記下部支持体が前記貫通孔を有する、請求項１に記載の制振構造体。

【請求項3】

前記制振部材の上方で前記構造物に取り付けられ前記制振部材を支持する上部支持体を有し、前記上部支持体が前記貫通孔を有する、請求項１に記載の制振構造体。

【請求項4】

前記制振部材の下方で前記構造物に取り付けられ前記制振部材を支持する下部支持体と、前記制振部材の上方で前記構造物に取り付けられ前記制振部材を支持する上部支持体と、を有し、
前記下部支持体と前記上部支持体のそれぞれが前記貫通孔を有する、請求項１に記載の制振構造体。

【請求項5】

前記制振部材は第１の部材と第２の部材とエネルギー減衰体とを有し、
前記エネルギー減衰体は前記第１及び第２の部材と接するとともに、前記第１の部材と前記第２の部材との間の地震時相対変位を低減し、
前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかは、前記エネルギー減衰体と接する領域を避けた部位に前記貫通孔を有する、請求項１に記載の制振構造体。

【請求項6】

前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかは前記構造物に取り付けられている、請求項５に記載の制振構造体。

【請求項7】

前記貫通孔を備え、配管の接続が可能な中空円筒部を有する、請求項１に記載の制振構造体。

【請求項8】

前記貫通孔の面積は５０ｃｍ²以上である、請求項１から７のいずれか１項に記載の制振構造体。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか１項に記載の制振構造体と、
前記貫通孔を貫通する配管、ケーブルまたはダクトと、を有する構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は制振構造体とこれを備えた構造物に関する。

【背景技術】

【0002】

構造物が受ける地震力を減衰させる目的で制振部材が設置されることがある。特許文献１～３には、建物のフロア間に設置された制振部材と、制振部材を上下から支持し、それぞれが梁に固定された一対の架台と、を有する制振構造体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２１８８２５号公報

【特許文献2】特開２０１８－４４３２１号公報

【特許文献3】特開２０１９－１５０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

制振構造体は一般に建物などの構造物の内部に配置されるため、配管やケーブルなどと干渉しやすい。配管やケーブルなどは制振構造体を避けたルートとする必要があるため、構造物のレイアウト計画の自由度が低下し、構造物の制振性能とレイアウト計画とのバランスを取ることが難しい場合がある。

【0005】

本発明は構造物のレイアウト計画の自由度を確保しやすい制振構造体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】

【0006】

本発明の制振構造体は、構造物の受ける地震力を減衰させる制振部材と、少なくとも一つの貫通孔と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、構造物のレイアウト計画の自由度を確保しやすい制振構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】集合住宅の例示的な平面図である。

【図2】図１のＡ部拡大図である。

【図3】比較例のＡ部拡大図である。

【図4】制振構造体の概略斜視図である。

【図5】制振構造体の概略正面図と概略側面図である。

【図6】変形例を含む制振構造体の拡大図である。

【図7】他の変形例に係る制振構造体の概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図面を参照して、本発明の制振構造体と、制振構造体が設置された構造物の実施形態について説明する。構造物の種類は限定されないが、本発明は集合住宅やオフィスビルなどの建物に好適に適用することができる。図１は集合住宅１の平面図の例を示している。集合住宅１は概ね矩形の平面形状を有している。集合住宅１の中央にエレベータ等が配置される共用部２が設けられ、その周囲に複数の住戸３が配置されている。共用部２と住戸３との間に共用廊下７が配置され、外壁１５と共用廊下７に沿って柱１４が配置されている。制振構造体４は共用廊下７に複数個配置されている。制振構造体４は、集合住宅１の外壁１５と平行で互いに直交する中心線Ｘ，Ｙに関して、概ね対称形に配置されているが、非対称に配置されてもよい。また、制振構造体４は住戸３の内部への配置を避けるため、各住戸３の玄関付近に配置されている。図示は省略するが集合住宅１の他のフロアにも複数の制振構造体４が設置されている。図１に示す例では制振構造体４は合計８つ設置されているが、制振構造体４の数は構造物の大きさや構造物に要求される制振性能、あるいは構造物の高さレベル（フロア）によっても異なり、８つに限定されるものではない。

【0010】

図２は図１のＡ部拡大図を示している。住戸３は一つのＬＤＫと一つの寝室の他、トイレ、風呂場、洗面所などを備えている。住戸３には、トイレから外部につながる汚水配管Ｐ１、風呂場や洗面所から外部につながる雑排水配管Ｐ２、キッチンから外部につながるキッチン排水配管Ｐ３などが設けられている。汚水配管Ｐ１と雑排水配管Ｐ２とキッチン排水配管は床下に設けられている。この他、図２には示していないが、給水配管、ガス管、スプリンクラー配管、ケーブル等が天井下に設けられている。配管やケーブルに加えてダクトが設けられていてもよい。以下の説明では配管、ケーブル、ダクトを総称して配管等という。配管等は住戸３の境界壁５を通って住戸３外のシャフトスペース６に接続され、シャフトスペース６を通って地上階または地下階まで延びている。図２に示すように、制振構造体４の全体平面形状はＸ方向に長くＹ方向に短い長方形形状（壁状形状）であるが、Ｘ方向の寸法とＹ方向の寸法がほぼ等しい正方形形状（柱状形状）でもよい。

【0011】

複数の制振構造体４は建物の制振性能の観点から分散設置することが好ましく、且つ前述のように住戸３外に設置することが望ましいため、集合住宅１の中央部ではなく、共用廊下７に配置されることが多い。しかし、住戸３と共用廊下７及びシャフトスペース６との間の境界壁５は玄関の他、配管等の貫通部が設けられるため、制振構造体４は配管等と干渉しやすい。特に集合住宅１では一つのフロアに広い住戸３と狭い住戸３が混在することが多く、狭い住戸３は共用廊下７に面する長さが限定されるため、この問題が顕在化しやすい。

【0012】

図３は比較例の住戸１０３のＡ部拡大図を示している。制振構造体４は玄関横のスペースに配置されている。玄関横のスペースはシャフトスペース６としても利用されるため、制振構造体４はシャフトスペース６と隣接して配置されている。制振構造体４とシャフトスペース６の位置は図２に示す実施形態と実質的に同じである。比較例では、制振構造体４と配管等との干渉を避けるため、全ての配管等を、キッチンを経由して住戸３外に引き出している。この結果、配管等のルートが複雑なものとなる。特に汚水配管Ｐ１については、汚水の円滑な排出のために住戸３外に向かう下り勾配を適正な範囲に収める必要があり、これが困難である場合、トイレの位置の変更が必要となる可能性やシャフトスペース６が大きくなる可能性がある。また、配管等の合理的なルートを確保するため、キッチン、洗面所、風呂場の位置が制約される可能性がある。

【0013】

これに対して、図２に示す実施形態では、後述するように制振構造体４に少なくとも一つの貫通孔を設け、この貫通孔を配管等が貫通するようにしているので、制振構造体４と配管等の干渉を回避することが容易である。従って、制振構造体４を設けない場合と同様の配管等のルート計画が可能となり、集合住宅１のレイアウト設計への影響も最小限に抑えることができる。

【0014】

次に、図４，５，６（ａ）を参照して制振構造体４の具体的な構成について説明する。図４は制振構造体４の概略斜視図を、図５（ａ）は制振構造体４の正面図（図２におけるＡ－Ａ線に沿った断面図）を、図５（ｂ）は制振構造体４の側面図（図２におけるＢ－Ｂ線に沿った断面図）を示している。図６（ａ）は制振構造体４の拡大図である。制振構造体４は集合住宅１の隣接するフロア間、より一般的には構造物の高さ方向における異なるレベル間に設けられている。ここで、異なるレベルを第１のレベルＬ１、第２のレベルＬ２とし、第２のレベルＬ２が第１のレベルＬ１より上方にあるとする。本実施形態では、第１のレベルＬ１は床スラブ１１及び梁１２の上面レベルであり、第２のレベルＬ２は上階の梁１２の下面レベルである。但し、第１のレベルＬ１と第２のレベルＬ２は何ら限定されず、例えば第２のレベルＬ２は、上階の床スラブ１３の下面レベルであってもよい。

【0015】

制振構造体４は、制振部材４１と下部支持体４５と上部支持体４６とを有している。下部支持体４５は制振部材４１の下方の第１のレベルＬ１で建物の梁１２に取り付けられ、制振部材４１を下方から支持する。上部支持体４６は制振部材４１の上方の第２のレベルＬ２で建物の梁１２に取り付けられ、制振部材４１を上方から支持する。下部支持体４５と上部支持体４６は例えば鋼製のプレートやフレームで形成されている。

【0016】

制振部材４１は、下部支持体４５に取り付けられた第１の部材４２と、上部支持体４６に取り付けられた第２の部材４３と、第１の部材４２と第２の部材４３との間に介在するエネルギー減衰体４４と、を有している。第１の部材４２は取付部材４２Ａを有し、取付部材４２Ａが下部接続プレート４７によって下部支持体４５とボルト接合されている。第２の部材４３は取付部材４３Ａを有し、取付部材４３Ａが上部接続プレート４８によって上部支持体４６とボルト接合されている。制振部材４１を下部支持体４５と上部支持体４６を介して取り付けることで、制振部材４１のメンテナンスや取り換えが容易となる。

【0017】

エネルギー減衰体４４はオイルなどの粘性液である。第１の部材４２は粘性液を収容する容器の形状を有し、この容器に鉄板で形成された複数の第２の部材４３が挿入されている。エネルギー減衰体４４は第１の部材４２と第２の部材４３に接するとともに、第１の部材４２と第２の部材４３との間の地震時相対変位を低減し、建物の受ける地震力を減衰させる。

【0018】

下部支持体４５は下部貫通孔４９を有し、上部支持体４６は上部貫通孔５０を有している。これらの貫通孔４９，５０を配管等が貫通している。貫通孔４９，５０は第１のレベルＬ１と第２のレベルＬ２に接しているが、貫通孔４９，５０の高さレベルは何ら限定されない。本実施形態では下部支持体４５に一つの下部貫通孔４９が設けられ、上部支持体４６に一つの上部貫通孔５０が設けられているが、その数は貫通させる配管等の本数によって適宜決定することができる。貫通孔４９，５０の面積も貫通させる配管等の本数や大きさによって適宜決定することができる。本実施形態では、下部貫通孔４９は汚水管Ｐ１と雑排水管Ｐ２を貫通させるために、例えば幅３５０ｍｍ、高さ２００ｍｍの長方形の開口となっている。上部貫通孔５０は天井下を通る２本の配管Ｐ４，Ｐ５を貫通させるために、例えば幅３５０ｍｍ、高さ２００ｍｍの長方形の開口となっている。貫通孔４９，５０の大きさは何ら限定されないが、少なくとも５０ｃｍ²以上であることが好ましい。貫通孔４９，５０の形状も何ら限定されず、矩形、円形など適宜に決定することができる。貫通孔４９，５０の軸方向の中心線は水平方向を向いているが、中心線の角度は水平方向に限定されず、水平方向に対して傾斜していてもよい。

【0019】

図５（ａ）に示すように、下部支持体４５と上部支持体４６はそれぞれ、アンカーボルト８によって、梁１２に固定される。貫通孔４９の下方及び貫通孔５０の上方ではアンカーボルト８は不要である。このため、特に貫通孔５０の上方部分９においては梁１２にアンカーボルト８が設けられないため、梁１２の上方部分９に配管等を通すための梁貫通孔（図示せず）を設けることができる。これに対し、貫通孔４９，５０のない従来の制振構造体の場合、アンカーボルトが下部支持体と上部支持体の全幅に渡って設けられるため、梁１２の上方部分９に相当する領域に梁貫通孔を設けることができない。従って、本実施形態によれば配管等のルート計画の自由度がさらに高められる。なお、梁貫通孔を設けるかどうかは任意である。

【0020】

下部貫通孔４９と上部貫通孔５０のいずれかは省略することもできる。すなわち、下部支持体４５と上部支持体４６の少なくともいずれかが貫通孔４９または５０を有していればよい。例えば、比較的広い住戸３の近傍に設ける制振構造体４の場合、貫通孔を設けなくても配管等のルートを適切に設定できる可能性がある。そのような場合は貫通孔４９，５０の少なくともいずれかを省略することができる。

【0021】

図６（ｂ）～６（ｆ）は本実施形態のいくつかの変形例を示す、制振構造体４の拡大図である。図６（ｂ）を参照すると、上部支持体４６が省略され、第２の部材４３が取付部材４３Ａを介して第２のレベルＬ２で建物に直接取り付けられている。上部貫通孔５０は、第２の部材４３の取付部材４３Ａに設けられている。取付部材４３Ａは、第２の部材４３のエネルギー減衰体４４と接する領域を避けた部位であるので、ここに上部貫通孔５０を設けても制振性能への影響はない。図６（ｃ）を参照すると、下部支持体４５が省略され、第１の部材４２が取付部材４２Ａを介して第１のレベルＬ１で建物に直接取り付けられている。下部貫通孔４９は、第１の部材４２の取付部材４２Ａに設けられている。取付部材４２Ａは、第１の部材４２のエネルギー減衰体４４と接する領域を避けた部位であるので、ここに下部貫通孔４９を設けても制振性能への影響はない。これらの変形例は、制振部材４１の高さと第１のレベルＬ１～第２のレベルＬ２のレベル差の関係から上部支持体４６または下部支持体４５を設けることが難しい場合に好適に適用できる。また、レベル差が十分にある場合は、エネルギー減衰体４４の高さを十分に取ることができるため、制振性能を高めることが可能である。

【0022】

図６（ｄ）～６（ｆ）はエネルギー減衰体４４としてゴムを用いた例を示している。ゴムのエネルギー減衰体４４は第１の部材４２と第２の部材４３に接するとともに、第１の部材４２と第２の部材４３との間の地震時相対変位を吸収する。図６（ｄ）～６（ｆ）はそれぞれ図６（ａ）～６（ｃ）に対応する。従って、エネルギー減衰体４４としてゴムを用いた場合も同様にして貫通孔４９，５０を設けることができる。

【0023】

図７（ａ）は他の変形例を示す図５（ｂ）と同様の図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ部拡大図である。Ｂ部の構成はＡ部と同じであるため、図７（ｂ）において括弧書きで示している。本変形例の制振構造体４は、下部貫通孔４９Ａを備え配管の接続が可能な下部中空円筒部５１と、上部貫通孔５０Ａを備え配管の接続が可能な上部中空円筒部５２と、を有する。下部貫通孔４９Ａは下部中空円筒部５１の中空部であり、上部貫通孔５０Ａは上部中空円筒部５２の中空部である。下部中空円筒部５１と上部中空円筒部５２はそれぞれ、下部支持体４５と上部支持体４６から両側に突き出す配管繋ぎ込み部である。すなわち、下部中空円筒部５１と上部中空円筒部５２の両端にそれぞれ、溶接、フランジ接続等によって配管Ｐ１等を接続することで、下部貫通孔４９及び上部貫通孔５０を配管自体が貫通する場合と同様の構成が実現できる。

【0024】

このような中空円筒部５１，５２を設けることで、下部支持体４５と上部支持体４６の開口部（欠損部）の面積を最小限に抑えることができる。すなわち、下部貫通孔４９Ａの面積は下部貫通孔４９の面積より小さくてよいので（上部貫通孔５０Ａについても同様）、下部支持体４５と上部支持体４６の強度上有利である。また、中空円筒部５１，５２の長さや形状は任意に設定できるため、施工上有利な位置で配管の繋ぎ込みを行うことができる。アンカーボルト８は下部支持体４５と上部支持体４６の全幅に渡って設けることができるため、制振構造体４の支持強度の確保も容易である。下部中空円筒部５１と上部中空円筒部５２は例えば溶接によって下部支持体４５と上部支持体４６に固定されている。下部中空円筒部５１は下部支持体４５の片側からのみ突き出すように設けてもよい（上部中空円筒部５２についても同様）。

【0025】

下部中空円筒部５１と上部中空円筒部５２の設置は任意であり、いずれかだけを設けてもよいし、下部中空円筒部５１と上部中空円筒部５２のいずれかまたは双方を複数個設けてもよい。また、本変形例は図６（ａ）に示す構成を対象としているが、図６（ｂ）～６（ｆ）にも適用可能であり、下部中空円筒部５１と上部中空円筒部５２は、第２の部材４３の取付部材４３Ａまたは第１の部材４２の取付部材４２Ａに設けてもよい。

【符号の説明】

【0026】

１ 建物（構造物の例）
４ 制振構造体
４１ 制振部材
４２ 第１の部材
４３ 第２の部材
４４ エネルギー減衰体
４５ 下部支持体
４６ 上部支持体
４９，４９Ａ 下部貫通孔
５０，５０Ａ 上部貫通孔
５１ 下部中空円筒部
５２ 上部中空円筒部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】