JP5180559B2

JP5180559B2 - 制震構造及び建物

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Publication number: JP5180559B2
Application number: JP2007289418A
Authority: JP
Inventors: 和彦岡下; 直人田中; 高太郎永井; 和貴二川; 和宏野原
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: JP2009114740A

Description

本発明は、地震時における振動エネルギーを制震装置によって吸収させる制震構造及び同制震構造を備えた建物に関するものである。

従来、建物ユニットを複数組み付けて成る施工性などに優れるユニット建物においても、地震時における振動エネルギーを制震装置によって吸収させる制震構造は多く適用されている（例えば特許文献１等を参照）。
特開２００５−２３５９６号公報

上記した従来の制震構造では、建物ユニットの柱梁架構に窓や出入り口などの開口部を様々な態様で設けられるように設計の自由度の高さを考慮して、柱梁架構内に、制震装置を備えたこの柱梁架構よりも横幅が小さい制震パネルを、様々な配置で嵌め込んで設置していた。

しかしながら、この制震構造は、いずれにしても建物ユニットの柱梁架構内に制震パネルを嵌め込んで設置するので、その分だけ設計の自由度は低い。

また、この制震パネルは、一対の間柱間に各種ダンパーなどから成る制震装置を架設し、天井梁と床梁に一対の間柱のそれぞれの上下端部を接合して柱梁架構内に設置した構成なので、地震時において建物ユニットへ水平外力が入力した際、天井梁及び床梁の間柱の接合された部位並びに間柱の上下端部に大きな応力が集中して発生するため、この制震パネルが接合された天井梁及び床梁の部分が水平方向だけでなく上下方向にも変形してしまい、制震装置の変形量はその分小さくなってしまい、期待するほどの振動エネルギーを吸収できず、大きな制震性能を発揮できなかった。

さらに、天井梁及び床梁は座屈しないように大断面のものを使用しなければならず、間柱の上下端部の接合部はスチフナーなどで補強する必要があり、施工が煩雑なうえに、不経済であった。

そこで、本発明は、設計の自由度が高く、大きな制震性能を発揮でき、施工性に優れ、経済的に実施できる制震構造及び同制震構造を備えた建物を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の制震構造は、柱と梁とを剛接して成る複数の建物ユニットが間隔を設けて配置され、前記間隔を設けた部分に制震装置が架設されていることを特徴とする。

ここで、前記間隔を設けた部分において、一方の前記建物ユニットの上側の剛接合部と他方の前記建物ユニットの下側の剛接合部との間に制震装置が斜めに架設されている。

また、前記間隔を設けた部分において、隣り合う前記建物ユニットの上側のみの剛接合部間が連結部材で連結されている。

さらに、前記制震装置は、油圧ダンパー、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー又はこれらを複合したダンパーであるとよい。

また、本発明の建物は、上記したいずれかの制震構造を備えていることを特徴とする。

このように構成された本発明の制震構造は、建物ユニットが間隔を設けて配置され、この間隔を設けた部分に制震装置が架設された構成となっているので、建物ユニットの柱梁架構内に制震パネルなどを設置する必要がないため、従来技術に比べて、より設計の自由度が高い。

ここで、間隔を設けた部分において、一方の建物ユニットの上側の剛接合部と他方の建物ユニットの下側の剛接合部との間に制震装置が斜めに架設されているので、制震装置の変形量は最も大きくなり、期待する振動エネルギーを吸収でき、大きな制震性能を発揮できる。また、制震装置が架設される箇所が建物ユニットの最も強度の大きい剛接合部であるため、わざわざスチフナーなどで補強する必要がなく、施工性に優れる。さらに、地震時に応力が集中して発生する箇所もこの剛接合部となるので、従来技術に比べて、天井梁及び床梁を大断面にする必要もないので、経済的に実施することができる。

また、間隔を設けた部分において、隣り合う建物ユニットの上側のみの剛接合部間が連結部材で連結されているので、隣り合う建物ユニットが、風荷重などの水平力を伝達する必要が有る際に、この連結部材を介して水平力を伝達することができる。

さらに、制震装置が、油圧ダンパー、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー又はこれらを複合したダンパーである場合は、交換や調整の必要がないので、地震が継続的に起こったときにも対応でき、実用性に優れ、そのうえ経済的である。

また、このように構成された本発明の建物は、上記したいずれかの制震構造を備えた構成となっているので、設計の自由度が高く、施工性に優れ、経済的に実施できる。

以下、本発明の制震構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

先ず、実施例１の制震構造について説明する。

実施例１の制震構造は、図１に示したような４本の柱１，・・・と梁としての４本の天井梁２，・・・及び４本の床梁３，・・・とを剛接して８つの剛接合部Ｇ１〜Ｇ８を有する建物ユニット４が、図２に示したように、間隔を設けて２つ配置されている。

そして、間隔を設けて隣り合う２つの建物ユニット４，４の前方上側の剛接合部Ｇ１と前方上側の剛接合部Ｇ５との間が連結部材５で連結されている。

また、後方上側の剛接合部Ｇ２と後方上側の剛接合部Ｇ６との間も連結部材５で連結されている。

さらに、左側の建物ユニット４の前方下側の剛接合部Ｇ４と右側の建物ユニット４の前方上側の剛接合部Ｇ５との間に、ブレース材６，６を介して、制震装置としての油圧ダンパー７が架設された構成である。

ここで、連結部材５は、天井梁２，２間に風荷重などの水平力を伝達する役割をすればよいだけのものなので、その両端部を剛接合部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６へピン接合するだけでもよい。

但し、風荷重などの水平力を伝達する必要がない場合は、連結部材５を設けないでもよい。

また、制震装置には、油圧ダンパー７を使用したが、これに限定されず、摩擦ダンパーや粘弾性ダンパー又はこれらを複合したダンパーなどの交換や調整の必要がないダンパーが好適に使用される。

但し、鋼材ダンパーなどの交換や調整が必要なダンパーを使用してもよい。

このように構成された本発明の制震構造は、建物ユニット４，４が間隔を設けて配置され、この間隔を設けた部分に制震装置としての油圧ダンパー７が架設された構成となっているので、建物ユニット４，４の柱梁架構内に制震パネルなどを設置する必要がないため、従来技術に比べて、より設計の自由度が高い。

ここで、間隔を設けた部分において、一方の建物ユニット４の上側の剛接合部Ｇ５と他方の建物ユニット４の下側の剛接合部Ｇ４との間に制震装置としての油圧ダンパー７が斜めに架設されているので、油圧ダンパー７の変形量は最も大きくなり、期待する振動エネルギーを吸収でき、大きな制震性能を発揮できる。

また、油圧ダンパー７が架設される箇所が建物ユニット４，４の最も強度の大きい剛接合部Ｇ４，Ｇ５であるため、わざわざスチフナーなどで補強する必要がなく、施工性に優れる。

さらに、地震時に応力が集中して発生する箇所もこの剛接合部Ｇ４，Ｇ５となるので、従来技術に比べて、天井梁２，・・・及び床梁３，・・・を大断面にする必要もないため、経済的に実施することができる。

また、間隔を設けた部分において、隣り合う建物ユニット４，４の上側の剛接合部Ｇ１，Ｇ５間とＧ２，Ｇ６間が連結部材５，５で連結されているので、隣り合う建物ユニット４，４が、風荷重などの水平力を伝達する必要が有る際には、この連結部材５，５を介して水平力を伝達することができる。

さらに、制震装置が油圧ダンパー７であるので、交換や調整の必要がなく、地震が継続的に起こったときにも対応でき、実用性に優れ、そのうえ経済的である。

以下、本発明の建物を実現する最良の形態を、図面に示す実施例２〜５に基づいて説明する。

先ず、実施例２の建物について説明する。

実施例２の建物は、上記した実施例１の制震構造を備えた建物としてのユニット建物Ｂ１において実施される。

図３に示したように、このユニット建物Ｂ１は、建物ユニット４Ａ〜４Ｆを、Ｘ方向に妻面を向けて２つ配置し、これをＹ方向に３列配置して成る。

そして、建物ユニット４Ａと建物ユニット４Ｂの内側桁面間及び建物ユニット４Ｅと建物ユニット４Ｆの内側桁面間に間隔が設けられて、これらの外側妻面間にそれぞれ上記した実施例１の制震構造Ｓが設けられている。

また、建物ユニット４Ａと建物ユニット４Ｆの内側妻面間及び建物ユニット４Ｃと建物ユニット４Ｄの内側妻面間に間隔が設けられて、これらの外側桁面間にもそれぞれ上記した実施例１の制震構造Ｓが設けられている。

さらに、建物ユニット４Ｂと建物ユニット４Ｃの内側桁面間及び建物ユニット４Ｄと建物ユニット４Ｅの内側桁面間は、それぞれ通常のユニット建物同様に略隙間なく組み付けられている。

ここで、各制震構造Ｓを構成する連結部材５は、実施例１で述べたように、天井梁２，２間に風荷重などの水平力を伝達する役割をすればよいだけのものなので、外側にだけ設けている。

このように構成された本発明の建物は、上記した実施例１の制震構造Ｓを備えた構成となっているので、設計の自由度が高く、大きな制震性能を発揮でき、施工性に優れ、経済的に実施できる。

次に、実施例３の建物について説明する。

実施例３の建物も、上記した実施例１の制震構造を備えた建物としてのユニット建物Ｂ２において実施される。

図４に示したように、このユニット建物Ｂ２は、実施例２の構成に加え、建物ユニット４Ｂと建物ユニット４Ｅの外側寄りの桁面間及び建物ユニット４Ｅと建物ユニット４Ｆの内側妻面間にそれぞれ上記した実施例１の制震構造Ｓが設けられている。

すなわち、この実施例３は、より制震性能を高めるために制震構造Ｓを設けた数が多いことが実施例２と主に異なる。なお、他の構成は、実施例２と略同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

このように構成された実施例３の建物は、実施例２と略同様な効果を奏するので、説明を省略する。

次に、実施例４の建物について説明する。

実施例４の建物も、上記した実施例１の制震構造を備えた建物としてのユニット建物Ｂ３において実施される。

図５に示したように、このユニット建物Ｂ３は、実施例２の構成に加え、建物ユニット４Ｂとして、その内側妻面が建物ユニット４Ｅの内側妻面まで届く長さのものを使用している。

すなわち、この実施例４は、建物ユニット４Ｂのサイズを長くして建物ユニット４Ｅに組み付けたことが実施例２と主に異なる。なお、他の構成は、実施例２と略同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

このように構成された実施例４の建物は、実施例２，３と略同様な効果を奏するので、説明を省略する。

次に、実施例５の建物について説明する。

実施例５の建物も、上記した実施例１の制震構造を備えた建物としてのユニット建物Ｂ４において実施される。

図６に示したように、このユニット建物Ｂ４は、建物ユニット４Ａ，４ＦをＸ方向に妻面を向けて２つ配置し、建物ユニット４Ｃ，４ＤもＸ方向に妻面を向けて２つ配置し、その間に建物ユニット４Ｂ，４Ｇ，４Ｈ，４ＥをＸ方向に桁面を向けて４つ配置して成る。

そして、建物ユニット４Ａの内側桁面と建物ユニット４Ｂ及び建物ユニット４Ｇの平面視で上側の妻面との間に間隔が設けられて、建物ユニット４Ａの外側妻面と建物ユニット４Ｂの外側桁面との間に上記した実施例１の制震構造Ｓが設けられている。

また、建物ユニット４Ｆの内側桁面と建物ユニット４Ｅ及び建物ユニット４Ｈの平面視で上側の妻面との間に間隔が設けられて、建物ユニット４Ｆの外側妻面と建物ユニット４Ｅの外側桁面との間に上記した実施例１の制震構造Ｓが設けられている。

さらに、建物ユニット４Ｇ，４Ｈの内側桁面間に間隔が設けられて、これらの両側の妻面間にそれぞれ上記した実施例１の制震構造Ｓが設けられている。

また、建物ユニット４Ａ，４Ｆの内側妻面間、建物ユニット４Ｃ，４Ｄの内側妻面間、建物ユニット４Ｂ，４Ｇの内側桁面間、建物ユニット４Ｅ，４Ｈの内側桁面間、建物ユニット４Ｃの内側桁面と建物ユニット４Ｂ，４Ｇの平面視で下側の妻面との間及び建物ユニット４Ｄの内側桁面と建物ユニット４Ｅ，４Ｈの平面視で下側の妻面との間は、それぞれ通常のユニット建物同様に略隙間なく組み付けられている。

すなわち、この実施例５は、より多くの建物ユニット４Ａ〜４Ｈを用いたことと、建物ユニット４Ａ〜４Ｈ及び制震構造Ｓの配置の仕方が実施例２と主に異なる。なお、他の構成は、実施例２と略同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

このように構成された実施例５の建物は、実施例２〜４と略同様な効果を奏するので、説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の形態を実施例に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施例２〜５における建物ユニットの個数や配置並びに制震構造Ｓの数や配置に限定されず、様々な態様で実施できる。

また、前記実施例２〜５では、簡単に説明するために、平屋のユニット建物Ｂ１〜Ｂ４を適用したが、２階以上のユニット建物でも同様に実施することができる。

実施例１の制震構造に使用される建物ユニットの概略構成を示す斜視図である。実施例１の制震構造の概略構成を示す斜視図である。実施例２の建物の概略構成を示す平面図である。実施例３の建物の概略構成を示す平面図である。実施例４の建物の概略構成を示す平面図である。実施例５の建物の概略構成を示す平面図である。

符号の説明

１柱
２天井梁（梁）
３床梁（梁）
Ｇ１〜Ｇ８剛接合部
４，４Ａ〜４Ｈ建物ユニット
５連結部材
７油圧ダンパー（制震装置）
Ｓ制震構造
Ｂ１〜Ｂ４ユニット建物（建物）

Claims

柱と梁とを剛接して成る複数の建物ユニットが間隔を設けて配置され、前記間隔を設けた部分に制震装置が架設されており、
前記間隔を設けた部分において、
一方の前記建物ユニットの上側の剛接合部と他方の前記建物ユニットの下側の剛接合部との間に制震装置が斜めに架設されているとともに、
隣り合う前記建物ユニットの上側のみの剛接合部間が連結部材で連結されていることを特徴とする制震構造。
前記連結部材の両端部は、前記剛接合部とピン接合されていることを特徴とする請求項１に記載の制震構造。
前記制震装置は、複数箇所に架設されており、少なくとも１箇所の架設面は、他の架設面と直交していることを特徴とする請求項１又は２に記載の制震構造。
前記制震装置は、油圧ダンパー、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー又はこれらを複合したダンパーであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制震構造。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載した制震構造を備えていることを特徴とする建物。