特許 7344836 柱梁架構体に設置される制振装置のタイロッドに引張力を導入する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-06

(45)【発行日】2023-09-14

(54)【発明の名称】柱梁架構体に設置される制振装置のタイロッドに引張力を導入する方法

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20230907BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20230907BHJP

   F16F 15/04 20060101ALI20230907BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 351

F16F15/023 Z

F16F15/04 A

F16F15/02 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020083321

(22)【出願日】2020-05-11

(65)【公開番号】P2021179086

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-11-15

(73)【特許権者】

【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】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平田 裕一

(72)【発明者】

【氏名】原田 浩之

(72)【発明者】

【氏名】川島 学

【審査官】伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／１１６７７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１９５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３６２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｈ ９／００ － ９／１６

Ｆ１６Ｆ １５／００ － １５／３６

Ｆ１６Ｆ ７／００ － ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱及び梁の一方を構成して互いに対向する第１部材及び第２部材を含む柱梁架構体に対して前記第１部材に平行な所定方向に長さを有するシーソー部材と、前記シーソー部材における前記所定方向の中間部及び前記第１部材に接合して、前記シーソー部材を前記第１部材に対して前記柱梁架構体の構面に直交する軸線方向回りに回転可能にするピン接合体と、制振力を加えるべく前記シーソー部材及び前記第１部材に連結したダンパーと、一端部が前記シーソー部材における前記所定方向の一端部に前記軸線方向回りに回転可能に接合され、他端部が前記柱梁架構体における前記第２部材の一端側の隅部に前記軸線方向回りに回転可能に接合された第１タイロッドと、前記第１タイロッドに交差するように配置され、一端部が前記シーソー部材における前記所定方向の他端部に前記軸線方向回りに回転可能に接合され、他端部が前記柱梁架構体における前記第２部材の他端側の隅部に前記軸線方向回りに回転可能に接合された第２タイロッドとを備える制振装置において、前記第１タイロッド及び前記第２タイロッドに引張力を導入する方法であって、
前記ピン接合体及び前記シーソー部材を前記柱梁架構体に設置するステップと、
前記第１タイロッド及び前記第２タイロッドを前記シーソー部材及び対応する前記隅部に接合するステップと、
前記接合するステップの前又は後に、前記ダンパーを前記シーソー部材及び前記第１部材に連結するステップとを備え、
前記接合するステップは、前記第２タイロッドが前記シーソー部材及び前記隅部に接合し、前記シーソー部材が設置完了後の姿勢に対して前記第２タイロッドが短くなる向きに傾き、かつ、前記第１タイロッドの前記一端部及び前記他端部の一方が前記シーソー部材又は対応する前記隅部に連結した状態で、ジャッキによって前記第１タイロッドの前記一端部及び前記他端部の他方を引っ張ることにより前記第１タイロッドに引張力を導入して、前記第１タイロッドの前記一端部及び前記他端部の前記他方を対応する前記隅部又は前記シーソー部材に連結することを含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記第２タイロッドはターンバックルを含み、
前記接合するステップは、前記シーソー部材が設置完了後に所望の姿勢となるように、前記第１タイロッドに引張力が加わっていない状態で前記ターンバックルを回して前記第２タイロッドの長さ及び前記シーソー部材の傾きを調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１タイロッドの前記一端部及び前記他端部の前記他方は、前記シーソー部材に接合する前記一端部であり、
前記接合するステップは、前記第１タイロッドに引張力を導入するときの反力が前記シーソー部材に加わるように、前記ジャッキを前記シーソー部材に取り付け、引張力の導入後に前記ジャッキを前記シーソー部材から取り外すことを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、柱梁架構体に設置されてタイロッド及びダンパーを備える制振装置のタイロッドに引張力を導入する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

柱梁架構体に設置される耐震部材としてブレースが挙げられる。ブレースは互いに交差するように柱梁架構体の対角線上に１対設けられる。特許文献１は、このような１対のブレースに類似する構造を備える制振装置を記載している。特許文献１に記載の制振装置は、梁に回転可能に支持された平行部材（シーソー部材）と、梁及び平行部材を連結する１対のダンパーと、互いに交差し、一端部において平行部材の端部に回転可能に支持され、他端部において他の梁の端部に回転可能に支持された第１ブレース及び第２ブレース（タイロッド）とを備える。第１ブレースは、クロスターンバックルを含み、第２ブレースは、クロスターンバックルに設けられた貫通孔を貫通している。

【0003】

地震時に、第１及び第２ブレースの一方が引張力を受け伸長すると平行部材の一端側を引き上げ、平行部材の他端側が下降して第１及び第２ブレースの他方の端部が引き下げられる。この平行部材の変位によって柱梁架構体の対角線が短くなることに起因する第１及び第２ブレースの他方の短くなる方向への変位が吸収されるため、該他方は、圧縮力をほとんど受けない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５５１５１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の制振装置の第１及び第２ブレースは、地震時にわずかに圧縮力を受けるおそれがあるため、あらかじめ双方に引張力を導入しておくことが望ましい。第１及び第２ブレースがターンバックルを含む構造であれば、作業員がターンバックルを回転させることにより引張力を導入できるが、人力でターンバックルを回転させて十分な引張力を導入することは困難である。第１及び第２ブレースにそれぞれジャッキ等により引張力を導入することは、手間がかかるとともに、クロスターンバックルの貫通孔の位置と貫通孔に挿通される第２ブレースとの位置を合わせる必要がある等、施工精度の管理が難しかった。

【0006】

このような問題に鑑み、本発明は、柱梁架構体に設置される制振装置のタイロッドに簡便に十分な引張力を導入できる方法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】

【0007】

本発明のある実施形態は、柱及び梁の一方を構成して互いに対向する第１部材（１３）及び第２部材（１４）を含む柱梁架構体（１１）に対して前記第１部材（１３）に平行な所定方向に長さを有するシーソー部材（１５）と、前記シーソー部材における前記所定方向の中間部及び前記第１部材（１３）に接合して、前記シーソー部材（１５）を前記第１部材（１３）に対して前記柱梁架構体（１１）の構面に直交する軸線方向回りに回転可能にするピン接合体（１６）と、制振力を加えるべく前記シーソー部材（１５）及び前記第１部材（１３）に連結したダンパー（１７）と、一端部が前記シーソー部材（１５）における前記所定方向の一端部に前記軸線方向回りに回転可能に接合され、他端部が前記柱梁架構体（１１）における前記第２部材（１４）の一端側の隅部に前記軸線方向回りに回転可能に接合された第１タイロッド（１８）と、前記第１タイロッド（１８）に交差するように配置され、一端部が前記シーソー部材（１５）における前記所定方向の他端部に前記軸線方向回りに回転可能に接合され、他端部が前記柱梁架構体（１１）における前記第２部材（１４）の他端側の隅部に前記軸線方向回りに回転可能に接合された第２タイロッド（１９）とを備える制振装置（１０）において、前記第１タイロッド（１８）及び前記第２タイロッド（１９）に引張力を導入する方法であって、前記ピン接合体（１７）及び前記シーソー部材（１５）を前記柱梁架構体（１１）に設置するステップと、前記第１タイロッド（１８）及び前記第２タイロッド（１９）を前記シーソー部材（１５）及び対応する前記隅部に接合するステップと、前記接合するステップの前又は後に、前記ダンパー（１７）を前記シーソー部材（１５）及び前記第１部材（１３）に連結するステップとを備え、前記接合するステップは、前記第２タイロッド（１９）が前記シーソー部材（１５）及び前記隅部に接合し、前記シーソー部材（１５）が設置完了後の姿勢に対して前記第２タイロッド（１９）が短くなる向きに傾き、かつ、前記第１タイロッド（１８）の前記一端部及び前記他端部の一方が前記シーソー部材（１５）又は対応する前記隅部に連結した状態で、ジャッキ（２４）によって前記第１タイロッドの前記一端部及び前記他端部の他方を引っ張ることにより前記第１タイロッド（１８）に引張力を導入して、前記第１タイロッド（１８）の前記一端部及び前記他端部の前記他方を対応する前記隅部又は前記シーソー部材（１５）に連結することを含むことを特徴とする。

【0008】

この方法によれば、ジャッキにより第１タイロッドを引っ張るため、十分な引張力を導入することができ、第２タイロッドに直接に引張力を加えなくとも第２タイロッドに引張力が導入されるため、簡便に第１及び第２タイロッドの双方に引張力を導入できる。

【0009】

本発明のある実施形態は、上記構成において、前記第２タイロッド（１９）はターンバックル（２３）を含み、前記接合するステップは、前記シーソー部材（１５）が設置完了後に所望の姿勢となるように、前記第１タイロッドに引張力が加わっていない状態で前記ターンバックル（２３）を回して前記第２タイロッド（１９）の長さ及び前記シーソー部材（１５）の傾きを調整することを含むことを特徴とする。

【0010】

この構成によれば、ターンバックルを回すことにより、導入される引張力の値及びシーソー部材の姿勢を容易に調整することができる。

【0011】

本発明のある実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記第１タイロッド（１８）の前記一端部及び前記他端部の前記他方は、前記シーソー部材（１５）に接合する前記一端部であり、前記接合するステップは、前記第１タイロッド（１８）に引張力を導入するときの反力が前記シーソー部材（１５）に加わるように、前記ジャッキ（２４）を前記シーソー部材（１５）に取り付け、引張力の導入後に前記ジャッキ（２４）を前記シーソー部材（１５）から取り外すことを含むことを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、第１タイロッドの一端部のシーソー部材への接合を容易に行える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、柱梁架構体に設置される制振装置のタイロッドに簡便に十分な引張力を導入できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る制振装置の正面図

【図2】実施形態に係る制振装置の設置手順を示す説明図

【図3】実施形態に係る制振装置の設置手順を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0016】

図１は実施形態に係る制振装置１０を示す。制振装置１０は、建物の柱梁架構体１１に設置される。柱梁架構体１１は、鉛直方向に延在し互いに隣り合う１対の柱部材１２と、１対の柱部材１２間に水平に掛け渡された梁部材である第１部材１３と、第１部材１３よりも上層において１対の柱部材１２間に水平に掛け渡された梁部材である第２部材１４とを備える。柱梁架構体１１は、鉄骨造、鉄筋コンクリート等のコンクリート造、若しくは木造、又は、これらの複合構造等である。図示する柱梁架構体１１は、１対の柱部材１２並びに第１及び第２部材１３，１４がＨ形鋼によって構成された鉄骨造である。

【0017】

制振装置１０は、シーソー部材１５と、シーソー部材１５と第１部材１３とを接合して、シーソー部材１５を第１部材１３に対して回転可能に支持するピン接合体１６と、第１部材１３とシーソー部材１５の両端部とを互いに連結する１対のダンパー１７と、互いに交差するように配置され、それぞれ一端部においてシーソー部材１５の互いに異なる端部にピン接合し、他端部において柱梁架構体１１における第２部材１４の相反する側と柱部材１２との隅部にピン接合する第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９とを備える。

【0018】

シーソー部材１５は、第１部材１３と平行な方向に長手方向の長さを有する長尺材を含み、例えば、形鋼や鋼管等の鋼材から構成される。シーソー部材１５は、柱梁架構体１１の構面に直交する軸線回りの曲げに対する剛性、耐力が高いことが好ましい。

【0019】

ピン接合体１６は、第１部材１３に固定された下部１６ａと、シーソー部材１５の長手方向の中央の下面に固定された上部１６ｂとを含み、上部１６ｂが下部１６ａに柱梁架構体１１の構面に直交する軸線部２０回りに回転可能に支持される。このため、シーソー部材１５は、第１部材１３に対して軸線部２０回りに回転可能である。ピン接合体１６は、例えばクレビスによって構成されてもよい。

【0020】

１対のダンパー１７は、ピン接合体１６を挟むように配置され、それぞれ、下端部にて第１部材１３に固定され、上端部にてシーソー部材１５の長手方向の相反する端部の下面に固定される。ダンパー１７は、制振ダンパーであって、例えば、鋼材ダンパー等の履歴型ダンパー、オイルダンパー又は粘弾性ダンパー等である。１対のダンパー１７は、互いに同じものでも異なるものでもよい。

【0021】

第１タイロッド１８は、互いの遠位側の端部がフォーク状に形成された２つの鋼棒１８ａ，１８ｂと、２つの鋼棒１８ａ，１８ｂの互いに近接する側の端部を互いに連結するクロスターンバックル２１とを含む。クロスターンバックル２１は貫通孔２１ａを有する。第１タイロッド１８の下端部は、シーソー部材１５の長手方向の一方の端部（図の左端部）に柱梁架構体１１の構面に直交する軸線回りに回転可能に接合する。第１タイロッド１８の上端部は、柱梁架構体１１における図の右側の柱部材１２と第２部材１４の右端部とによって形成される隅部にガセットプレート２２を介して柱梁架構体１１の構面に直交する軸線回りに回転可能に接合する。

【0022】

第２タイロッド１９は、互いの遠位側の端部がフォーク状に形成された２つの鋼棒１９ａ，１９ｂと、２つの鋼棒１９ａ，１９ｂの互いに近接する側の端部を互いに連結するターンバックル２３とを含む。第２タイロッド１９の下端部は、シーソー部材１５の長手方向の他方の端部（図の右端部）に柱梁架構体１１の構面に直交する軸線回りに回転可能に接合する。第２タイロッド１９の上端部は、柱梁架構体１１における図の左側の柱部材１２と第２部材１４の左端部とによって形成される隅部にガセットプレート２２を介して柱梁架構体１１の構面に直交する軸線回りに回転可能に接合する。第２タイロッド１９における下側の鋼棒１９ｂがクロスターンバックル２１の貫通孔２１ａを貫通している。

【0023】

貫通孔２１ａ、すなわち、第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９の交差部は、上下方向においてピン接合体１６の軸線部２０に整合し、第１部材１３と第２部材１４との間の中央よりも下方に位置する。また、軸線部２０から第１タイロッド１８とシーソー部材１５との互いの接合部までの距離は、軸線部２０から第２タイロッド１９とシーソー部材１５との互いの接合部までの距離に等しい。第１タイロッド１８とシーソー部材１５との互いの接合部及び第２タイロッド１９とシーソー部材１５との互いの接合部は、１対のダンパー１７とシーソー部材１５との互いの連結部に上下方向において整合することが好ましい。

【0024】

地震時に第２部材１４が第１部材１３に対して図１の右方に向かう地震力（慣性力）を受けると、１対の柱部材１２が右に傾くように第２部材１４が第１部材１３に対して平行移動し、柱梁架構体１１は平行四辺形に変形する。変形した柱梁架構体１１では変形前に比べて、右上隅と左下隅とを結ぶ対角線が長くなり、左上隅と右下隅とを結ぶ対角線が短くなる。柱梁架構体１１の右上隅と左下隅とを結ぶ対角線が長くなるため、第１タイロッド１８に引張力が生じ、この引張力が地震力に抵抗する方向に柱梁架構体１１に作用する。また、第１タイロッド１８に生じた引張力によってが、シーソー部材１５が軸線部２０回りに時計回りに回転する。この回転は、第２タイロッド１９の下端部が接合したシーソー部材１５の右端部を下降させる。このシーソー部材１５の動きによる第２タイロッド１９を伸長させる方向の変位量が、柱梁架構体１１の左上隅と右下隅とを結ぶ対角線が短くなることによる第２タイロッド１９を圧縮させる方向の変位量に概ね等しいため、第２タイロッド１９の長さは非地震時の長さと略変わらず、第２タイロッド１９に圧縮力が加わることが抑制される。

【0025】

続いて、地震の振動方向が変化し、第２部材１４が第１部材１３に対して図１の左方に向かう地震力を受けると、柱部材１２が右に傾いた状態から鉛直の状態に戻る間も、ダンパー１７からの減衰力によって、第２タイロッド１９に引張力が生じ、この引張力が柱梁架構体１１に対して地震力に抵抗する方向に作用する。

【0026】

柱部材１２が左に傾くと、変形した柱梁架構体１１では変形前に比べて、左上隅と右下隅とを結ぶ対角線が長くなり、右上隅と左下隅とを結ぶ対角線が短くなる。柱梁架構体１１の左上隅と右下隅とを結ぶ対角線が長くなるため、第２タイロッド１９に引張力が生じ、この引張力が地震力に抵抗する方向に柱梁架構体１１に作用する。また、第２タイロッド１９に生じた引張力によって、シーソー部材１５が軸線部２０回りに反時計回りに回転する。この回転は、第１タイロッド１８の下端部が接合したシーソー部材１５の左端部を下降させる。このシーソー部材１５の動きによる第１タイロッド１８を伸長させる方向の変位量が、柱梁架構体１１の右上隅と左下隅とを結ぶ対角線が短くなることによる第１タイロッド１８を圧縮させる方向の変位量に概ね等しいため、第１タイロッド１８の長さは非地震時の長さと略変わらず、第１タイロッド１８に圧縮力が加わることが抑制される。

【0027】

続いて、地震の振動方向が変化し、第２部材１４が第１部材１３に対して図１の右方に向かう地震力を受けると、柱部材１２が左に傾いた状態から鉛直の状態に戻る間も、ダンパー１７からの減衰力によって、第１タイロッド１８に引張力が生じ、この引張力が柱梁架構体１１に対して地震力に抵抗する方向に作用する。

【0028】

制振装置１０は、地震時に以上のような動きを繰り返す。

【0029】

１対のダンパー１７はシーソー部材１５に回転に抵抗する方向に力を加えるため、１対のダンパー１７は、シーソー部材１５並びに第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９を介して、柱梁架構体１１に制振力を加える。

【0030】

上述のように、地震時に第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９に圧縮力が加わることが抑制される。しかし、地震時に第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９にわずかに圧縮力が加わるおそれがあるので、あらかじめ、第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９の双方に引張力を導入しておくことが望ましい。この引張力の値は、地震時に第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９に加わるおそれのある圧縮力よりも大きく設定される。図２及び図３を参照して、第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９への引張力の導入手順について説明する。

【0031】

図２に示すように、作業員は、ピン接合体１６、シーソー部材１５、１対のダンパー１７及びガセットプレート２２を柱梁架構体１１に設置する。

【0032】

次に、図３に示すように、作業員は、第１タイロッド１８の上端部を柱梁架構体１１の右上隅のガセットプレート２２にピン接合し、第２タイロッド１９をクロスターンバックル２１の貫通孔２１ａに挿通し、第２タイロッド１９の両端部をそれぞれシーソー部材１５の右端部及び柱梁架構体１１の左上のガセットプレート２２にピン接合する。この時、第２タイロッド１９は、設置完了後の長さよりも短い長さを有し、シーソー部材１５は右端部が上昇するように傾いた状態にある。導入する引張力に基づき、第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９の伸縮量が算定されており、必要に応じて、設置完了後に所定値の引張力が得られるとともにシーソー部材１５が第１部材１３に平行になるように、ターンバックル２３を回転させて、第２タイロッド１９の長さ及びシーソー部材１５の傾きを調整する。

【0033】

作業員は、ジャッキ２４によって、第１タイロッド１８の下端部を引っ張ることにより第１タイロッド１８に引張力を導入し、第１タイロッド１８の下端部をシーソー部材１５の左端部にピン接合する。この時、シーソー部材１５が時計回りに回転して第１部材１３と平行になり、第１タイロッド１８及び第２タイロッド１９に互いに略等しい引張力が導入される。シーソー部材１５の第１部材１３に対する平行精度を確保できなかった場合には、作業員は、第１タイロッド１８の下端部のシーソー部材１５の左端部への接合を解除し、ターンバックル２３を回転させてシーソー部材１５の傾きを調整した後、第１タイロッド１８への引張力の導入及びシーソー部材１５への接合をやり直す。作業員がジャッキ２４を第１タイロッド１８から取り外すことにより、制振装置１０の設置が完了する。ジャッキ２４として、センターホールジャッキ等を使用できる。ジャッキ２４をシーソー部材１５に取り付けて第１タイロッド１８をジャッキ２４で引っ張る時の反力をシーソー部材１５からとれば、ジャッキ２４によって第１タイロッド１８に導入される引張力は、設置完了後の第１タイロッド１８に生じる引張力に等しい。第１タイロッド１８をジャッキ２４で引っ張るときの反力を第１部材１３からとれば、ジャッキ２４によって第１タイロッド１８に導入される引張力は、設置完了後の第１タイロッド１８に生じる引張力よりも大きく、第１タイロッド１８をシーソー部材１５に接合後、シーソー部材１５が回転して、第１タイロッド１８に生じている引張力が減少し、第２タイロッド１９に引張力が生じる。

【0034】

このように、ジャッキ２４を用いることにより、十分な引張力を導入できる。また、第２タイロッド１９をジャッキ２４で引っ張らなくとも、第１タイロッド１８をジャッキ２４で引っ張ることにより、第２タイロッド１９にも引張力が導入されるため、簡便に引張力を導入することができる。

【0035】

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。第２部材が第１部材の下方に設置された梁部材でもよく、第１部材及び第２部材が柱部材であってもよい。クロスターンバックルは、第１タイロッドではなく第２タイロッドに設けられて、第１タイロッドがクロスターンバックルの貫通孔を貫通していてもよい。また、クロスターンバックルを設けず、単に、第１タイロッド及び第２タイロッドが、柱梁架構体の構面に直交する方向に互いにわずかにずれて配置されてもよい。第１タイロッドの下端部をシーソー部材にピン接合した後、第１タイロッドの上端部をジャッキで引っ張って該上端部をガセットプレートにピン接合してもよい。１対のダンパーは、第１及び第２タイロッドに引張力を導入した後に設置してもよい。

【符号の説明】

【0036】

１０：制振装置
１１：柱梁架構体
１２：柱部材
１３：第１部材（下層の梁部材）
１４：第２部材（上層の梁部材）
１５：シーソー部材
１６：ピン接合体
１７：ダンパー
１８：第１タイロッド
１９：第２タイロッド
２０：軸線部
２３：ターンバックル
２４：ジャッキ

【図1】

【図2】

【図3】