知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-04-12
(45)【発行日】2024-04-22
(54)【発明の名称】連結制振構造
(51)【国際特許分類】
E04H 9/02 20060101AFI20240415BHJP
F16F 15/02 20060101ALI20240415BHJP
F16F 15/04 20060101ALI20240415BHJP
F16F 15/023 20060101ALI20240415BHJP
【ＦＩ】
E04H9/02 351
E04H9/02 341A
F16F15/02 C
F16F15/04 P
F16F15/023 A
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020025566
(22)【出願日】2020-02-18
(65)【公開番号】P2021130924
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2022-12-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】村瀬 充
【審査官】須永 聡
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０８１４６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２３２２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２２６０９６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｈ ９／０２
Ｆ１６Ｆ １５／０２
Ｆ１６Ｆ １５／０４
Ｆ１６Ｆ １５／０２３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１構造体と第２構造体とを連結する慣性質量ダンパおよびばね部材を有し、前記慣性質量ダンパと前記ばね部材とは、第１構造体と第２構造体との間に直列に配置され、
前記ばね部材は、積層ゴムと、該積層ゴムの下側に接合された下側フランジ鋼板と、該積層ゴムの上側に接合された上側フランジ鋼板と、を有する免震装置であり、
前記第１構造体と前記第２構造体とは、それぞれの上層部どうし、中間部どうし、および下層部どうしの少なくとも１つが連結部を介して連結され、
前記慣性質量ダンパおよび前記ばね部材は、前記連結部に設けられており、
前記連結部は、前記第１構造体および前記第２構造体の一方とは剛接合され、他方とはエクスパンションジョイントを介して接合され、
前記下側フランジ鋼板は、前記連結部に接合されて前記第１構造体および前記第２構造体の一方と連結され、
前記上側フランジ鋼板は、前記慣性質量ダンパを介して前記第１構造体および前記第２構造体の他方と連結されていることを特徴とする連結制振構造。
【請求項2】
前記慣性質量ダンパおよび前記ばね部材の少なくとも一方と並列に設けられる減衰要素を有することを特徴とする請求項１に記載の連結制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連結制振構造に関する。
【背景技術】
【0002】
２棟の建物などの２つの構造体を粘性ダンパや鋼材ダンパ等の制振ダンパで連結する連結制振構造が知られている（例えば、特許文献１－３参照）。連結制振構造は、建物の層間に制振ダンパを設置する制振構造に比べて制振ダンパのストロークを確保することができるため、効率良く制振効果を発揮させることができる。連結制振構造を採用した実例は、数多くあり、集合住宅の居住部とコアとを制振ダンパで連結した例が多く知られている。近年は、免震構造の居住部と、耐震構造のコアと、を制振ダンパで連結し、更に効率良く制振効果を発揮させた例も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第５３２００３１号公報
【文献】特許第５３８２４５７号公報
【文献】特許第５６１４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の連結制振構造では以下のような問題があった。
最適な制振効果を発揮させるには比較的多くの制振ダンパが必要となるが、２棟の建物を連結する連結通路に制振ダンパを設ける場合、制振ダンパを設置するスペースが小さく所望の数の制振ダンパを設けることができない。このため、２棟の建物を連結する連結通路に制振ダンパを設ける場合では制振効果を十分に発揮できないことがある。
構造物の下層部では棟間変形が小さくなるため、下層部を連結した場合、制振効果が小さくなることがある。
２つの構造物の固有周期が近いと、制振効果が小さくなることがある。
このような問題があるため、実際に採用されている連結制振構造の事例の多くは、集合住宅の居住部とコアとを制振ダンパで連結する事例で、２棟の建物を連結したり、２棟の建物の間の連結通路に制振ダンパを設けたりする事例はほとんどない。
最適な制振効果を発揮させるには比較的多くの制振ダンパが必要となるが、２棟の建物を連結する連結通路に制振ダンパを設ける場合、制振ダンパを設置するスペースが小さく所望の数の制振ダンパを設けることができない。このため、２棟の建物を連結する連結通路に制振ダンパを設ける場合では制振効果を十分に発揮できないことがある。
構造物の下層部では棟間変形が小さくなるため、下層部を連結した場合、制振効果が小さくなることがある。
２つの構造物の固有周期が近いと、制振効果が小さくなることがある。
このような問題があるため、実際に採用されている連結制振構造の事例の多くは、集合住宅の居住部とコアとを制振ダンパで連結する事例で、２棟の建物を連結したり、２棟の建物の間の連結通路に制振ダンパを設けたりする事例はほとんどない。
【0005】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、設置スペースを縮小することができ、かつ十分な制振効果を得ることができる連結制振構造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】
上記目的を達成するため、本発明に係る連結制振構造は、第１構造体と第２構造体とを連結する慣性質量ダンパおよびばね部材を有し、前記慣性質量ダンパと前記ばね部材とは、第１構造体と第２構造体との間に直列に配置され、前記ばね部材は、積層ゴムと、該積層ゴムの下側に接合された下側フランジ鋼板と、該積層ゴムの上側に接合された上側フランジ鋼板と、を有する免震装置であり、前記第１構造体と前記第２構造体とは、それぞれの上層部どうし、中間部どうし、および下層部どうしの少なくとも１つが連結部を介して連結され、前記慣性質量ダンパおよび前記ばね部材は、前記連結部に設けられており、前記連結部は、前記第１構造体および前記第２構造体の一方とは剛接合され、他方とはエクスパンションジョイントを介して接合され、前記下側フランジ鋼板は、前記連結部に接合されて前記第１構造体および前記第２構造体の一方と連結され、前記上側フランジ鋼板は、前記慣性質量ダンパを介して前記第１構造体および前記第２構造体の他方と連結されていることを特徴とする。
【0007】
本発明では、慣性質量ダンパおよびばね部材の直列機構が第１構造体と第２構造体との間の棟間変形を増幅させることができるため、慣性質量ダンパおよびばね部材が有する制振効果を効率よく発揮させることができる。慣性質量ダンパと直列に配置されるばね部材が免震装置であることにより、第１構造体と第２構造体との連結部分を大ストロークに対応させることができる。従来の２棟の建物を連結する連結制振構造に比べ制振部材（慣性質量ダンパやばね部材）を効率よく機能させることができるため、制振部材の量を減らすことができる。これにより、制振部材の設置スペースを縮小することができるため、制振部材を設置するスペースが小さい場合でも十分な制振効果を得ることができる。
また、第１構造体の下層部と第２構造体の下層部とを連結するように慣性質量ダンパおよびばね部材を設ける場合でも、棟間変形を増幅させて制振部材の制振効果を効率よく発揮させることができるため、十分な制振効果を得ることができる。
また、慣性質量ダンパおよびばね部材は、第１構造体および第２構造体の固有周期が近接している場合において、２棟いずれにも同調して振動する効果を発揮する。したがって、第１構造体と第２構造体との固有周期が近接していても十分な制振効果を得ることができる。
また、第１構造体の下層部と第２構造体の下層部とを連結するように慣性質量ダンパおよびばね部材を設ける場合でも、棟間変形を増幅させて制振部材の制振効果を効率よく発揮させることができるため、十分な制振効果を得ることができる。
また、慣性質量ダンパおよびばね部材は、第１構造体および第２構造体の固有周期が近接している場合において、２棟いずれにも同調して振動する効果を発揮する。したがって、第１構造体と第２構造体との固有周期が近接していても十分な制振効果を得ることができる。
【0008】
また、制振部材が設けられる箇所が限定されている場合でも、必要となる制振部材を設置することができるため、十分な制振効果を得ることができる。
【0009】
また、本発明に係る連結制振構造では、前記慣性質量ダンパおよび前記ばね部材の少なくとも一方と並列に設けられる減衰要素を有していてもよい。
減衰要素の減衰量を調整することで、慣性質量ダンパやばね部材の変形を規定の値に調整することができる。更に、第１構造体と第２構造体との間に減衰要素を設け、この減衰要素の減衰量も併せて調整することで、慣性質量ダンパやばね部材の変形を規定の値に調整することができる。
減衰要素の減衰量を調整することで、慣性質量ダンパやばね部材の変形を規定の値に調整することができる。更に、第１構造体と第２構造体との間に減衰要素を設け、この減衰要素の減衰量も併せて調整することで、慣性質量ダンパやばね部材の変形を規定の値に調整することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、設置スペースを縮小することができ、かつ十分な制振効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態による連結制振構造の連結建物の一例を示す模式図である。
【図2】連結部を示す図である。
【図3】従来の連結制振構造の連結建物の一例を示す模式図である。
【図4】実施形態による連結制振構造の加速度伝達関数を示すグラフである。
【図5】従来の連結制振構造の加速度伝達関数を示すグラフである。
【図6】本発明の実施形態による連結制振構造の連結建物の２＋２質点モデルを示す模式図である。
【図7】従来の連結制振構造の連結建物の２＋２質点モデルを示す模式図である。
【図8】入力地震動ＯＳ１（基盤波）を示すグラフである。
【図9】ＯＳ１ Ｓｄ ｈ＝０．０５の応答スペクトル図である。
【図10】ＯＳ１ Ｓａ ｈ＝０．０５の応答スペクトル図である。
【図11】実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第１建物（主構造）の変位応答の比較を示すグラフである。
【図12】実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第１建物（主構造）の加速度応答の比較を示すグラフである。
【図13】実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第２建物（副構造）の変位応答の比較を示すグラフである。
【図14】実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第２建物（副構造）の加速度応答の比較を示すグラフである。
【図15】実施形態による連結制振構造の相対変位応答を示すグラフである。
【図17】従来の連結制振構造の相対変位応答を示すグラフである。
【図19】実施形態の連結制振構造に更に減衰要素を追加した連結制振構造の模式図である。
【図20】減衰要素を追加した実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第１建物（主構造）の変位応答の比較を示すグラフである。
【図21】減衰要素を追加した実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第１建物（主構造）の加速度応答の比較を示すグラフである。
【図22】減衰要素を追加した実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第２建物（副構造）の変位応答の比較を示すグラフである。
【図23】減衰要素を追加した実施形態による連結制振構造、従来の連結制振構造および連結無しの制振構造それぞれの第２建物（副構造）の加速度応答の比較を示すグラフである。
【図24】減衰要素を追加した実施形態による連結制振構造の相対変位応答を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態による連結制振構造について、図１－図２６に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による連結制振構造は、それぞれ地盤に支持された２つの建物１１，１２が連結部１３で連結された連結建物１に採用されている。
２つの建物１１，１２のうちの一方を第１建物１１（第１構造物）とし、他方を第２建物１２（第２構造物）とする。
第１建物１１および第２建物１２は、耐震構造、制振構造あるいは免震構造で、建物減衰１１２，１２２、および建物質量１１３，１２３にて構成される。
連結部１３は、第１建物１１と第２建物１２とを連結している。連結部１３は、第１建物１１と第２建物１２とを連結するだけではなく、第１建物１１と第２建物１２とを行き来するための連結通路として設けることも想定している。
図１に示すように、本実施形態による連結制振構造は、それぞれ地盤に支持された２つの建物１１，１２が連結部１３で連結された連結建物１に採用されている。
２つの建物１１，１２のうちの一方を第１建物１１（第１構造物）とし、他方を第２建物１２（第２構造物）とする。
第１建物１１および第２建物１２は、耐震構造、制振構造あるいは免震構造で、建物減衰１１２，１２２、および建物質量１１３，１２３にて構成される。
連結部１３は、第１建物１１と第２建物１２とを連結している。連結部１３は、第１建物１１と第２建物１２とを連結するだけではなく、第１建物１１と第２建物１２とを行き来するための連結通路として設けることも想定している。
【0013】
連結制振構造は、第１建物１１と第２建物１２との間に直列に設けられた慣性質量ダンパ２およびばね部材３と、慣性質量ダンパ２と並列に設けられた第１減衰要素４と、ばね部材３と並列に設けられた第２減衰要素５と、を有している。第１減衰要素４および第２減衰要素５は、粘性ダンパなどで構成されている。
ばね部材３には、免震装置が用いられている。本実施形態では、ばね部材３の免震装置は、数十ｃｍの大変形を許容可能に構成されている。
慣性質量ダンパ２、ばね部材３、第１減衰要素４および第２減衰要素５は、連結部１３に設けられている。
ばね部材３には、免震装置が用いられている。本実施形態では、ばね部材３の免震装置は、数十ｃｍの大変形を許容可能に構成されている。
慣性質量ダンパ２、ばね部材３、第１減衰要素４および第２減衰要素５は、連結部１３に設けられている。
【0014】
本実施形態では、連結部１３は、第１建物１１と剛接合され、第２建物１２とはエクスパンションジョイント１３１を介して接合されている。
ばね部材３の免震装置は、積層ゴム３１と、積層ゴム３１の下側に接合された下側フランジ鋼板３２と、積層ゴム３１の上側に接合された上側フランジ鋼板３３と、を有している。ばね部材３は、下側フランジ鋼板３２と上側フランジ鋼板３３とが積層ゴム３１を介して接合され、水平方向に相対変位可能に構成されている。
下側フランジ鋼板３２は、連結部１３に接合されている。上側フランジ鋼板３３は、第２建物１２に慣性質量ダンパ２を介して接合されている。
図１と図２とでは、慣性質量ダンパ２とばね部材３との配列が異なっているが、慣性質量ダンパ２とばね部材３とが直列に配置されていればよい。
第１減衰要素４および第２減衰要素５は、オイルダンパなどの粘性減衰要素や、減衰こまや、高減衰積層ゴムなどのデバイスが採用されている。第１減衰要素４および第２減衰要素５に採用されるデバイスを調整することで減衰量を調整することができる。
ばね部材３の免震装置は、積層ゴム３１と、積層ゴム３１の下側に接合された下側フランジ鋼板３２と、積層ゴム３１の上側に接合された上側フランジ鋼板３３と、を有している。ばね部材３は、下側フランジ鋼板３２と上側フランジ鋼板３３とが積層ゴム３１を介して接合され、水平方向に相対変位可能に構成されている。
下側フランジ鋼板３２は、連結部１３に接合されている。上側フランジ鋼板３３は、第２建物１２に慣性質量ダンパ２を介して接合されている。
図１と図２とでは、慣性質量ダンパ２とばね部材３との配列が異なっているが、慣性質量ダンパ２とばね部材３とが直列に配置されていればよい。
第１減衰要素４および第２減衰要素５は、オイルダンパなどの粘性減衰要素や、減衰こまや、高減衰積層ゴムなどのデバイスが採用されている。第１減衰要素４および第２減衰要素５に採用されるデバイスを調整することで減衰量を調整することができる。
【0015】
本実施形態による連結制振構造の連結建物１と、従来の連結制振構造の連結建物１０との伝達関数の比較を行う。
本実施形態による連結制振構造の連結建物１は、第１建物１１と第２建物１２との間に上述しているように慣性質量ダンパ２、ばね部材３、第１減衰要素４および第２減衰要素５が設けられているのに対し、図３に示す従来の連結制振構造の連結建物１０は、第１建物１１Ａと第２建物１２Ａとの間にばね部材３Ａが減衰要素５Ａと並列に設けられている。
本実施形態による連結制振構造の連結建物１と従来の連結制振構造の連結建物１０とは、第１建物１１，１１Ａと第２建物１２，１２Ａとの間に設けられている装置以外は同じ形態である。すなわち、従来の連結制振構造の連結建物１０は、本実施形態による連結制振構造の連結建物１から慣性質量ダンパ２および第１減衰要素４を除いた構造と同じ構造となっている。
本実施形態による連結制振構造の連結建物１は、第１建物１１と第２建物１２との間に上述しているように慣性質量ダンパ２、ばね部材３、第１減衰要素４および第２減衰要素５が設けられているのに対し、図３に示す従来の連結制振構造の連結建物１０は、第１建物１１Ａと第２建物１２Ａとの間にばね部材３Ａが減衰要素５Ａと並列に設けられている。
本実施形態による連結制振構造の連結建物１と従来の連結制振構造の連結建物１０とは、第１建物１１，１１Ａと第２建物１２，１２Ａとの間に設けられている装置以外は同じ形態である。すなわち、従来の連結制振構造の連結建物１０は、本実施形態による連結制振構造の連結建物１から慣性質量ダンパ２および第１減衰要素４を除いた構造と同じ構造となっている。
【0016】
本実施形態による連結制振構造の連結建物１、従来の連結制振構造の連結建物１０それぞれの設計諸元は以下のとおりとする。
本実施形態による連結制振構造の連結建物１の諸元
第１建物１１の質量ｍ１＝９６００ｔｏｎ
第２建物１２の質量ｍ２＝９６００ｔｏｎ
第１建物１１の１次固有周期Ｔ１＝３．５ｓｅｃ
第２建物１２の１次固有周期Ｔ２＝２．５ｓｅｃ
構造減衰は、第１建物１１および第２建物１２それぞれの棟で減衰定数ｈ＝２％とする。
慣性質量ｚ＝９６０ｔｏｎ（第１建物１１の質量ｍ１の１０％）
ばね要素ｋｄ＝３７１３ｋＮ/ｍ（第１建物１１の剛性ｋ１の１２％）
第１減衰要素４の減衰定数ｈｄ１＝０％
第２減衰要素５の減衰定数ｈｄ２＝２％
本実施形態による連結制振構造の連結建物１の諸元
第１建物１１の質量ｍ１＝９６００ｔｏｎ
第２建物１２の質量ｍ２＝９６００ｔｏｎ
第１建物１１の１次固有周期Ｔ１＝３．５ｓｅｃ
第２建物１２の１次固有周期Ｔ２＝２．５ｓｅｃ
構造減衰は、第１建物１１および第２建物１２それぞれの棟で減衰定数ｈ＝２％とする。
慣性質量ｚ＝９６０ｔｏｎ（第１建物１１の質量ｍ１の１０％）
ばね要素ｋｄ＝３７１３ｋＮ/ｍ（第１建物１１の剛性ｋ１の１２％）
第１減衰要素４の減衰定数ｈｄ１＝０％
第２減衰要素５の減衰定数ｈｄ２＝２％
【0017】
従来の連結制振構造の連結建物１０の諸元
第１建物１１Ａの質量ｍ１＝９６００ｔｏｎ
第２建物１２Ａの質量ｍ２＝９６００ｔｏｎ
第１建物１１Ａの１次固有周期Ｔ１＝３．５ｓｅｃ
第２建物１２Ａの１次固有周期Ｔ２＝２．５ｓｅｃ
構造減衰は、第１建物１１Ａおよび第２建物１２Ａそれぞれの棟で減衰定数ｈ＝２％とする。
ばね要素ｋｄ＝０ｋＮ/ｍ（本比較においてばね要素での連結は考慮しない）
減衰要素５Ａの減衰定数ｈｄ＝１４％
従来の連結制振構造の連結建物１０では、定点理論適用時の最適な粘性ダンパ量とする。
第１建物１１Ａの質量ｍ１＝９６００ｔｏｎ
第２建物１２Ａの質量ｍ２＝９６００ｔｏｎ
第１建物１１Ａの１次固有周期Ｔ１＝３．５ｓｅｃ
第２建物１２Ａの１次固有周期Ｔ２＝２．５ｓｅｃ
構造減衰は、第１建物１１Ａおよび第２建物１２Ａそれぞれの棟で減衰定数ｈ＝２％とする。
ばね要素ｋｄ＝０ｋＮ/ｍ（本比較においてばね要素での連結は考慮しない）
減衰要素５Ａの減衰定数ｈｄ＝１４％
従来の連結制振構造の連結建物１０では、定点理論適用時の最適な粘性ダンパ量とする。
【0018】
図４に本実施形態による連結制振構造の伝達関数を示し、図５に従来の連結制振構造の伝達関数を示す。
図４に示すように、本実施形態による連結制振構造では、中間節点の伝達関数が主構造や副構造の伝達関数に比べ大きくなっており、２棟（第１建物１１および第２建物１２）の棟間変形より増幅されることがわかる。また、本実施形態による連結制振構造は、粘性ダンパ量が２％の伝達関数とピークの値が、図５に示す従来の連結制振構造の粘性ダンパ量が１４％の伝達関数とピークの値と同等である。従って、本実施形態による連結制振構造は、従来の連結制振構造の７倍の減衰効果があることがわかる。
図４に示すように、本実施形態による連結制振構造では、中間節点の伝達関数が主構造や副構造の伝達関数に比べ大きくなっており、２棟（第１建物１１および第２建物１２）の棟間変形より増幅されることがわかる。また、本実施形態による連結制振構造は、粘性ダンパ量が２％の伝達関数とピークの値が、図５に示す従来の連結制振構造の粘性ダンパ量が１４％の伝達関数とピークの値と同等である。従って、本実施形態による連結制振構造は、従来の連結制振構造の７倍の減衰効果があることがわかる。
【0019】
続いて、地震時最大応答の比較を行う。図６および図７に示すように、解析に用いるモデルは以下の２＋２質点モデルとする。図６に本実施形態による連結制振構造の２＋２質点モデルを示す。図７に従来の連結制振構造の２＋２質点モデルを示す。本実施形態による連結制振構造、および従来の連結制振構造ともに建物諸元を上記と同様とする。
２質点のため、それぞれの質点の質量は、建物質量９６００ｔｏｎの半分の４８００ｔｏｎとした。
応答解析に用いる入力地震動は、長周期地震動を対象とし、南海トラフ沿いの巨大地震における大阪圏での基整促波であるＯＳ１の基盤波とする。図８に入力地震動を示し、図９および図１０にＯＳ１応答スペクトル図を示す。
２質点のため、それぞれの質点の質量は、建物質量９６００ｔｏｎの半分の４８００ｔｏｎとした。
応答解析に用いる入力地震動は、長周期地震動を対象とし、南海トラフ沿いの巨大地震における大阪圏での基整促波であるＯＳ１の基盤波とする。図８に入力地震動を示し、図９および図１０にＯＳ１応答スペクトル図を示す。
【0020】
図１１－図１４に本実施形態による連結制振構造（ｈｄ＝２％）、従来の連結制振構造（ｈｄ＝１４％）、連結の無い制振構造（ｈｄ＝０％）の比較を主構造（第１建物）、副構造（第２建物）別に変位応答、加速度応答について示す。
本実施形態による連結制振構造は、２つの構造物を連結することで応答を大きく低減可能である。本実施形態による連結制振構造の第１建物１１（主構造）については、従来の連結制振構造の第１建物１１Ａ（主構造）と比較して同程度の応答低減効果がある。
本実施形態による連結制振構造と、従来の連結制振構造の伝達関数とは、ピーク値が同程度であるが、最大応答に差が生じる要因は、ピーク値を生じる周波数帯が異なることおよび、連結部１３の慣性質量ダンパ２およびばね部材３がＴＭＤと同様、定常状態において最も効果を発揮することと考えられる。
本実施形態による連結制振構造は、２つの構造物を連結することで応答を大きく低減可能である。本実施形態による連結制振構造の第１建物１１（主構造）については、従来の連結制振構造の第１建物１１Ａ（主構造）と比較して同程度の応答低減効果がある。
本実施形態による連結制振構造と、従来の連結制振構造の伝達関数とは、ピーク値が同程度であるが、最大応答に差が生じる要因は、ピーク値を生じる周波数帯が異なることおよび、連結部１３の慣性質量ダンパ２およびばね部材３がＴＭＤと同様、定常状態において最も効果を発揮することと考えられる。
【0021】
図１５－図１８に上記の検討における、棟間変形（第１建物１１と第２建物１２との間の変形）の比較を示す。図１５、図１６は、本実施形態による連結制振構造について示し、図１７、図１８は、従来の連結制振構造について示している。
ｕ１－ｕ２は、棟間変形を示し、ｕ１－ｕｄならびにｕｄ－ｕ２は、それぞれ慣性質量ダンパ２のストロークおよびばね部材３のストロークを示す。
棟間変形の最大値が４６ｃｍ程度であるのに対し、慣性質量ダンパ２やばね部材３のストロークは、７３ｃｍ程度に増幅しており、本実施形態による連結制振構造は、２棟の棟間変形を増幅させる効果を有することがわかる。
一方で、従来の連結制振構造の場合、棟間変形の最大値は３７ｃｍ程度である。粘性ダンパ量を多くすると棟間変形が減り、制振効果が小さくなることがわかる。
ｕ１－ｕ２は、棟間変形を示し、ｕ１－ｕｄならびにｕｄ－ｕ２は、それぞれ慣性質量ダンパ２のストロークおよびばね部材３のストロークを示す。
棟間変形の最大値が４６ｃｍ程度であるのに対し、慣性質量ダンパ２やばね部材３のストロークは、７３ｃｍ程度に増幅しており、本実施形態による連結制振構造は、２棟の棟間変形を増幅させる効果を有することがわかる。
一方で、従来の連結制振構造の場合、棟間変形の最大値は３７ｃｍ程度である。粘性ダンパ量を多くすると棟間変形が減り、制振効果が小さくなることがわかる。
【0022】
上記の地震応答解析結果では、本実施形態による連結制振構造のばね部材３の最大変形が７３ｃｍと大きく、通常の免震装置の許容変形量６０ｃｍを超える恐れがある。
ばね部材３の最大変形を６０ｃｍ以内に納めるため、本実施形態による連結制振構造の第１減衰要素４および第２減衰要素５の減衰定数を調整し、図１９に示すように第１建物１１と第２建物との間に第１減衰要素４および第２減衰要素５と並列となるように第３減衰要素６を設置する。
第１減衰要素４の減衰定数ｈｄ１＝１．５％、第２減衰要素５の減衰定数ｈｄ２＝２％、第３減衰要素６の減衰定数ｈｄ３＝４％とする。この場合におけるダンパ量の合計（減衰定数の合計）はｈｄ＝７．５％となる。
図７に示す従来の連結制振構造では、減衰要素５Ａの減衰定数ｈｄ＝１４％となる。このため、図１９に示す第１減衰要素４、第２減衰要素５および第３減衰要素６を有する連結制振構造の上記のダンパ量の合計は、図７に示す従来の連結制振構造の約半分となる。
ばね部材３の最大変形を６０ｃｍ以内に納めるため、本実施形態による連結制振構造の第１減衰要素４および第２減衰要素５の減衰定数を調整し、図１９に示すように第１建物１１と第２建物との間に第１減衰要素４および第２減衰要素５と並列となるように第３減衰要素６を設置する。
第１減衰要素４の減衰定数ｈｄ１＝１．５％、第２減衰要素５の減衰定数ｈｄ２＝２％、第３減衰要素６の減衰定数ｈｄ３＝４％とする。この場合におけるダンパ量の合計（減衰定数の合計）はｈｄ＝７．５％となる。
図７に示す従来の連結制振構造では、減衰要素５Ａの減衰定数ｈｄ＝１４％となる。このため、図１９に示す第１減衰要素４、第２減衰要素５および第３減衰要素６を有する連結制振構造の上記のダンパ量の合計は、図７に示す従来の連結制振構造の約半分となる。
【0023】
図２０－図２３に第３減衰要素を設置した本実施形態による連結制振構造（ｈｄ＝７．５％）、従来の連結制振構造（ｈｄ＝１４％）、連結の無い制振構造（ｈｄ＝０％）の比較を主構造（第１建物）、副構造（第２建物）別に変位応答、加速度応答について示す。図２３、図２４に、上記の検討における、棟間変形（第１建物１１と第２建物１２との間の変形）の比較を示す。
本実施形態による連結制振構造の最大応答は、従来の連結制振構造の最大応答とほぼ同等であり、慣性質量ダンパ２やばね部材３のストロークも６０ｃｍ以内に納めることができる。このように、減衰定数の調整で上記のストロークは調整ができ、許容ストローク以内でできるだけ大きくすることで本実施形態による連結制振構造の制振効果を増大させることができる。
本実施形態による連結制振構造の最大応答は、従来の連結制振構造の最大応答とほぼ同等であり、慣性質量ダンパ２やばね部材３のストロークも６０ｃｍ以内に納めることができる。このように、減衰定数の調整で上記のストロークは調整ができ、許容ストローク以内でできるだけ大きくすることで本実施形態による連結制振構造の制振効果を増大させることができる。
【0024】
次に、上記の本実施形態による連結制振構造の作用・効果について説明する。
上記の本実施形態による連結制振構造では、慣性質量ダンパ２およびばね部材３の直列機構が第１建物１１と第２建物１２との間の棟間変形を増幅させることができるため、慣性質量ダンパ２およびばね部材３が有する制振効果を効率よく発揮させることができる。慣性質量ダンパ２と直列に配置されるばね部材３が免震装置であることにより、第１構造体と第２構造体との連結部１３を大ストロークに対応させることができる。従来の２棟の建物を連結する連結制振構造に比べ制振部材（慣性質量ダンパやばね部材）を効率よく機能させることができるため、制振部材の量を減らすことができる。これにより、制振部材の設置スペースを縮小することができるため、制振部材を設置するスペースが小さい場合でも十分な制振効果を得ることができる。
また、第１建物１１の下層部と第２建物１２の下層部とを連結するように慣性質量ダンパ２およびばね部材３を設ける場合でも、棟間変形を増幅させて制振部材の制振効果を効率よく発揮させることができるため、十分な制振効果を得ることができる。
また、慣性質量ダンパ２およびばね部材３は、第１建物１１および第２建物１２の固有周期が近接している場合において、２棟いずれにも同調して振動する効果を発揮する。したがって、第１建物１１と第２建物１２との固有周期が近接していても十分な制振効果を得ることができる。
上記の本実施形態による連結制振構造では、慣性質量ダンパ２およびばね部材３の直列機構が第１建物１１と第２建物１２との間の棟間変形を増幅させることができるため、慣性質量ダンパ２およびばね部材３が有する制振効果を効率よく発揮させることができる。慣性質量ダンパ２と直列に配置されるばね部材３が免震装置であることにより、第１構造体と第２構造体との連結部１３を大ストロークに対応させることができる。従来の２棟の建物を連結する連結制振構造に比べ制振部材（慣性質量ダンパやばね部材）を効率よく機能させることができるため、制振部材の量を減らすことができる。これにより、制振部材の設置スペースを縮小することができるため、制振部材を設置するスペースが小さい場合でも十分な制振効果を得ることができる。
また、第１建物１１の下層部と第２建物１２の下層部とを連結するように慣性質量ダンパ２およびばね部材３を設ける場合でも、棟間変形を増幅させて制振部材の制振効果を効率よく発揮させることができるため、十分な制振効果を得ることができる。
また、慣性質量ダンパ２およびばね部材３は、第１建物１１および第２建物１２の固有周期が近接している場合において、２棟いずれにも同調して振動する効果を発揮する。したがって、第１建物１１と第２建物１２との固有周期が近接していても十分な制振効果を得ることができる。
【0025】
また、本実施形態による連結制振構造では、第１建物１１と第２建物１２とは、それぞれの高さ方向の中間部が連結部１３を介して連結され、慣性質量ダンパ２およびばね部材３は、連結部１３に設けられている。
このような構成とすることにより、制振部材が設けられる箇所が連結部１３（連結通路）に限定されている場合でも、必要となる制振部材を設置することができるため、十分な制振効果を得ることができる。
このような構成とすることにより、制振部材が設けられる箇所が連結部１３（連結通路）に限定されている場合でも、必要となる制振部材を設置することができるため、十分な制振効果を得ることができる。
【0026】
また、本実施形態による連結制振構造では、慣性質量ダンパ２と並列に設けられる第１減衰要素４、およびばね部材３と並列に設けられる第２減衰要素５を有している。
このような構成とすることにより、第１建物１１と第２建物１２との棟間変位を減衰させることができる。
これらのことにより、本実施形態による連結制振構造では、第１減衰要素４および第２減衰要素５の減衰量を調整することで、慣性質量ダンパ２やばね部材３の変形を規定の値に調整することができる。更に、図１９に示すように、第１建物１１と第２建物１２との間に第３減衰要素６を設け、この第３減衰要素６の減衰量も併せて調整することで、慣性質量ダンパ２やばね部材３の変形を規定の値に調整することができる。
このような構成とすることにより、第１建物１１と第２建物１２との棟間変位を減衰させることができる。
これらのことにより、本実施形態による連結制振構造では、第１減衰要素４および第２減衰要素５の減衰量を調整することで、慣性質量ダンパ２やばね部材３の変形を規定の値に調整することができる。更に、図１９に示すように、第１建物１１と第２建物１２との間に第３減衰要素６を設け、この第３減衰要素６の減衰量も併せて調整することで、慣性質量ダンパ２やばね部材３の変形を規定の値に調整することができる。
【0027】
以上、本発明による連結制振構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、第１建物１１と第２建物１２とを慣性質量ダンパ２およびばね部材３で連結する構成であるが、集合住宅の居住部とコアとを慣性質量ダンパ２およびばね部材３で連結する構成としてもよい。
例えば、上記の実施形態では、第１建物１１と第２建物１２とを慣性質量ダンパ２およびばね部材３で連結する構成であるが、集合住宅の居住部とコアとを慣性質量ダンパ２およびばね部材３で連結する構成としてもよい。
【0028】
上記の実施形態では、第１建物１１と第２建物１２とは、連結部１３を介して連結され、慣性質量ダンパ２およびばね部材３は、連結部１３に設けられているが、連結部１３が設けられておらず、慣性質量ダンパ２およびばね部材３が第１構造体と第２構造体とを直接連結してもよい。第１建物１１と第２建物１２との間に連結部１３が設けられていても、連結部１３には慣性質量ダンパ２およびばね部材３を設けずに、慣性質量ダンパ２およびばね部材３が第１構造体と第２構造体とを直接連結してもよい。
【0029】
第１建物１１と第２建物１２とを連結する連結部１３は、第１建物１１と第２建物１２とをそれぞれの上層部どうしを連結するように設けられていてもよいし、中間部どうしを連結するように設けられていてもよいし、下層部どうしを連結するように設けられていてもよい。第１建物１１と第２建物１２との間に複数の連結部１３が設けられていてもよい。このような場合は、慣性質量ダンパ２およびばね部材３が１つの連結部１３のみに設けられていてもよいし、複数の連結部１３に設けられていてもよい。
【0030】
上記の実施形態では、慣性質量ダンパ２と並列に設けられる第１減衰要素４と、ばね部材３と並列に設けられる第２減衰要素５と、が設けられているが、いずれか一方のみが設けられていてもよい。図１９に示すように、第１建物１１と第２建物１２との間に第３減衰要素６を設けて、第３減衰要素６で第１建物１１と第２建物１２とを直接連結してもよい。
また、慣性質量ダンパ２およびばね部材３は、上記の実施形態のように第１減衰要素４、第２減衰要素５と並列に設けられていてもよいし、それ自体が減衰要素を持つものであってもよい。
また、慣性質量ダンパ２およびばね部材３は、上記の実施形態のように第１減衰要素４、第２減衰要素５と並列に設けられていてもよいし、それ自体が減衰要素を持つものであってもよい。
【符号の説明】
【0031】
１ 連結建物
２ 慣性質量ダンパ
３ ばね部材
４ 第１減衰要素
５ 第２減衰要素
６ 第３減衰要素
１１ 第１建物（第１構造物）
１２ 第２建物（第２構造物）
１３ 連結部
２ 慣性質量ダンパ
３ ばね部材
４ 第１減衰要素
５ 第２減衰要素
６ 第３減衰要素
１１ 第１建物（第１構造物）
１２ 第２建物（第２構造物）
１３ 連結部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】