JP7377753B2 - 制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、制振装置に関する。

建築物の制振装置は、様々な手法により振動エネルギを吸収することによって振動を抑制する。例えば、特許文献１、２には、低降伏点鋼の板材（以下、低降伏点鋼板という場合がある）を用い、振動によって生じるせん断力がこの板材を塑性変形させることによって振動エネルギを吸収する制振装置が開示されている。

特許３３９７２２０号公報 特開２００１－２３４９７４号公報

いずれの制振装置においても低降伏点鋼板とこれを保持するための構造体とを含むが、低降伏点鋼板における振動エネルギの吸収をさらに効率的に行うための保持構造の開発が望まれている。

本発明の目的の一つは、振動エネルギを効率的に吸収するための板材の保持構造を提供することにある。

本発明の一実施形態によれば、変形領域、当該変形領域の一端部に設けられた第１保持領域、および当該変形領域の他端部に設けられた第２保持領域を含む第１板部であって、前記第１保持領域と前記第２保持領域とが前記変形領域よりも低い降伏せん断力を有する第１板部と、前記第１板部の第１面側に配置される第２板部と、前記第２板部を前記第１保持領域において前記第１板部に対して回転可能な状態で固定する第１固定部と、前記第２板部を前記第２保持領域において前記第１板部に対して回転可能な状態で固定する第２固定部と、を備える制振装置が提供される。

前記第１板部の前記第１面側とは反対の第２面側に配置される第３板部をさらに備え、前記第１固定部は、前記第１保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に対して回転可能な状態で固定し、前記第２固定部は、前記第２保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に対して回転可能な状態で固定してもよい。

複数の前記第２板部が、前記第１板部の前記第１面側に配置されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、変形領域、当該変形領域の一端部に設けられた第１保持領域、および当該変形領域の他端部に設けられた第２保持領域を含む第１板部であって、前記第１保持領域と前記第２保持領域とが前記変形領域よりも低い降伏せん断力を有する第１板部と、前記第１板部の第１面側に配置され、一方向に延びるスリットを含む第２板部と、前記第２板部を前記第１保持領域において前記第１板部に対して固定する第１固定部と、前記第２板部を前記第２保持領域において前記第１板部に対して固定する第２固定部と、を備える制振装置が提供される。

前記第１板部の前記第１面側とは反対の第２面側に配置され、一方向に延びるスリットを含む第３板部をさらに備え、前記第１固定部は、前記第１保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に固定し、前記第２固定部は、前記第２保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に固定してもよい。

前記スリットは、前記第１固定部と前記第２固定部とを結ぶ第１方向に沿って延びていてもよい。

前記第１保持領域は、前記第１固定部が配置される第１領域、および前記第１領域に対して前記変形領域とは反対側において前記第１板部を建築物の構造体に固定可能なスプライスプレートに覆われる第２領域を含み、前記第２保持領域は、前記第２固定部が配置される第３領域、および前記第３領域に対して前記変形領域とは反対側において前記第１板部を前記建築物の構造体に固定可能なスプライスプレートに覆われる第４領域を含んでもよい。

前記第１保持領域および前記第２保持領域は、前記変形領域よりも、前記第１固定部と前記第２固定部とを結ぶ第１方向を法線とする面の断面積が大きくてもよい。

前記変形領域は、前記第１保持領域側において前記断面積が徐々に変化してもよい。

前記第２板部と前記第１板部との間に配置された補助板をさらに備えてもよい。

前記第２板部は、前記第１板部とは反対側の面から突出するリブを含んでもよい。

前記リブは、前記第１固定部と前記第２固定部とを結ぶ第１方向と垂直な第２方向に延在して配置されてもよい。

本発明によれば、振動エネルギを効率的に吸収するための板材の保持構造を提供することができる。

本発明の第１実施形態における制振装置の配置例を示す図である。 本発明の第１実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 図２におけるＡ１－Ａ２切断線での断面を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態における制振装置の動きを示す図である。 本発明の第２実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 本発明の第３実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 本発明の第４実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 本発明の第５実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 本発明の第６実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 図９におけるＢ１－Ｂ２切断線での断面を説明するための模式図である。 本発明の第７実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 本発明の第８実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 図１２におけるＣ１－Ｃ２切断線での断面を説明するための模式図である。 本発明の第８実施形態における制振装置の動きを示す図である。 本発明の第９実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 図１５におけるＤ１－Ｄ２切断線での断面を説明するための模式図である。 本発明の第１０実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 本発明の第１１実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。 図１８におけるＥ１－Ｅ２切断線での断面を説明するための模式図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

＜第１実施形態＞
［概要］
図１は、本発明の第１実施形態における制振装置の配置例を示す図である。第１実施形態における制振装置１は、振動エネルギを効率的に吸収するための低降伏点鋼板１０（第１板部）の保持構造を含み、建築物の構造体を構成する上下に分かれた間柱９０ｕ、９０ｂの間に配置される。この例では、間柱９０ｕは、Ｈ形鋼であり、ウェブ９５ｕおよびウェブ９５ｕの両端に接続されたフランジ９２ｕ、９４ｕを含む。間柱９０ｂは、Ｈ形鋼であり、ウェブ９５ｂおよびウェブ９５ｂの両端に接続されたフランジ９２ｂ、９４ｂを含む。間柱９０ｕ、９０ｂは、その長手方向が鉛直方向に沿うように配置されている。低降伏点鋼板１０は、振動エネルギを吸収するためのダンパとなる板材の一例であって以下に説明するようにウェブ９５よりも低い降伏せん断力を有する板材であれば、合金や鉄鋼など様々な構造および材質に変更可能である。

以下、説明の便宜上、空間上の方向としてｘ、ｙ、ｚ軸を以下の通り定義する。ｘ軸方向（第１方向）は、ウェブ９５の面内方向のうち、間柱９０ｕ、９０ｂの長手方向、すなわちフランジ９２ｕ、９４ｕ、９２ｂ、９４ｂが延在する方向に対応し、この例では鉛直方向である。ｙ軸方向（第２方向）は、ウェブ９５ｕ、９５ｂの面内方向のうちｘ方向に垂直な方向に対応する。ｚ軸方向（第３方向）は、ｘ軸方向とｙ軸方向とに垂直な方向、すなわちウェブ９５ｕ、９５ｂの法線方向に対応する。なお、ｘ軸方向、ｙ軸方向およいｚ軸方向のいずれも、その軸方向に沿った方向を意味し、正方向（図示における矢印の向き）を示すのでは無く、正方向および負方向の双方を示すものとする。すなわち、ｘ軸方向といえば、図１における上下方向を意味する。

制振装置１は、低降伏点鋼板１０および拘束部２０を含む。低降伏点鋼板１０は、ｘ軸方向およびｙ軸方向に拡がる面を含む板状の部材であり、ウェブ９５ｕとウェブ９５ｂとの間において、ウェブ９５ｕ、９５ｂから離隔して配置されている。上部固定部７０は、低降伏点鋼板１０の上端部とウェブ９５ｕとに接続されている。下部固定部７５は、低降伏点鋼板１０の下端部とウェブ９５ｂとに接続されている。上部固定部７０と下部固定部７５との双方によって、ウェブ９５ｕ、９５ｂに対する低降伏点鋼板１０の位置が固定されている。これによって、低降伏点鋼板１０はウェブ９５ｕ、９５ｂに保持されている。

拘束部２０は、２枚の板材によって低降伏点鋼板１０を挟むことで、低降伏点鋼板１０のｚ軸方向の変形を制限するように、第１固定部４０および第２固定部５０によって低降伏点鋼板１０に固定されている。このとき、第１固定部４０は、拘束部２０を低降伏点鋼板１０に対してｘｙ面内において回転可能な状態で固定している。第２固定部５０は、拘束部２０を低降伏点鋼板１０に対してｘｙ面内において回転可能な状態で固定している。言い換えると、低降伏点鋼板１０は、低降伏点鋼板１０の座屈（ｚ軸方向への変形）を制限された状態であって、かつ、面内方向（ｘｙ面内方向）の変形を妨げない状態で、拘束部２０に挟まれている。

地震等により建築物が振動すると、間柱９０ｕ、９０ｂを介して制振装置１に振動が伝達される。制振装置１における低降伏点鋼板１０がせん断力によってｘｙ面内方向において塑性変形することで、振動エネルギが吸収される。このとき、拘束部２０によって、低降伏点鋼板１０のｚ軸方向の変形が制限される。このようにして建築物の振動が抑制される。続いて、制振装置１の詳細構造について説明する。

［制振装置の構成］
図２は、本発明の第１実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。図３は、図２におけるＡ１－Ａ２切断線での断面を説明するための模式図である。上述したように、制振装置１は、ウェブ９５ｕ、９５ｂから離隔して配置された低降伏点鋼板１０を含む。

低降伏点鋼板１０は、ウェブ９５ｕ、９５ｂに対して、より低い降伏せん断力を有する鋼板である。低降伏点鋼板１０は、ｘ軸方向の両端部の領域として上部保持領域１０ｕ（第１保持領域）および下部保持領域１０ｂ（第２保持領域）を含み、上部保持領域１０ｕと下部保持領域１０ｂとの間に配置された変形領域１０ｍを含む。すなわち、変形領域１０ｍの一端部に上部保持領域１０ｕが設けられ、他端部に下部保持領域１０ｂが設けられている。上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂは、いずれも四角形の領域でありｙ軸方向に長手を有する。変形領域１０ｍは、四角形の領域でありｘ軸方向とｙ軸方向の長さが概ね等しい正方形に近いが、ｘ軸方向およびｙ軸方向のいずれか一方に長手を有してもよい。この例では、ｙ軸方向に関し、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂは、変形領域１０ｍよりも長い。そのため、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂは、変形領域１０ｍよりも降伏せん断力が高くなっている。

ここで、本明細書内で示す降伏せん断力について簡単に説明する。ｙ軸方向への降伏せん断力は、ｘ軸方向を法線方向とする面（ｙ軸およびｚ軸を含む面）の断面積Ａに比例する。また、この断面積Ａとせん断応力度（降伏点）τとの積が降伏せん断力Ｑとなる。したがって、せん断応力度τが変化しない状況では、断面積Ａが小さいほど、降伏せん断力Ｑが小さくなる。低降伏点鋼板１０におけるｙ軸方向の長さをＤとし、ｚ軸方向の長さ（厚さに相当）をｔとすると、Ａは、Ｄとｔの積で表される。

この例では、変形領域１０ｍの断面積Ａ１は、後述する高力ボルト７４が貫通する領域を考慮しても上部保持領域１０ｕの断面積Ａ２よりも小さい。下部保持領域１０ｂについても上部保持領域１０ｕと同様である。したがって、変形領域１０ｍは、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂよりも、低い降伏せん断力を有する。

上部保持領域１０ｕは、上側の第１接続領域１０１ｕ（第２領域）と下側の第２接続領域１０２ｕ（第１領域）とを含む。第１接続領域１０１ｕと上部保持領域１０ｕの上方向に位置するウェブ９５ｕとが、上部固定部７０を介して接続されている。上部固定部７０は、スプライスプレート７１、７２および高力ボルト７３、７４を含む。上部保持領域１０ｕおよびウェブ９５ｕは、スプライスプレート７１とスプライスプレート７２とに挟まれることでこれらに覆われている。変形領域１０ｍよりも先に降伏しないように、スプライスプレート７１、７２は、変形領域１０ｍよりも高い降伏せん断力を有する。高力ボルト７３は、スプライスプレート７１、７２およびウェブ９５ｕを貫通してこれらの構成を互いに固定する。高力ボルト７４は、スプライスプレート７１、７２および上部保持領域１０ｕを貫通してこれらの構成を互いに固定する。上部保持領域１０ｕは、変形領域１０ｍよりも高い降伏せん断力を有するため、変形領域１０ｍより降伏しにくく、上部固定部７０により安定した固定が可能になる。なお、スプライスプレート７１、７２は、ｙ軸方向に関して上部保持領域１０ｕの一部を覆っているが、全体を覆っていてもよい。

下部保持領域１０ｂは、下側の第１接続領域１０１ｂ（第４領域）と上側の第２接続領域１０２ｂ（第３領域）とを含む。第１接続領域１０１ｂと下部保持領域１０ｂの下方向に位置するウェブ９５ｂとが、下部固定部７５を介して接続されている。下部固定部７５は、スプライスプレート７６、７７および高力ボルト７８、７９を含む。下部保持領域１０ｂおよびウェブ９５ｂは、スプライスプレート７６とスプライスプレート７７とに挟まれることでこれらに覆われている。変形領域１０ｍよりも先に降伏しないように、スプライスプレート７６、７７は、少なくとも変形領域１０ｍよりも高い降伏せん断力を有する。高力ボルト７８は、スプライスプレート７６、７７およびウェブ９５ｂを貫通してこれらの構成を互いに固定する。高力ボルト７９は、スプライスプレート７６、７７および下部保持領域１０ｂを貫通してこれらの構成を互いに固定する。下部保持領域１０ｂは、変形領域１０ｍよりも高い降伏せん断力を有するため、変形領域１０ｍより降伏しにくく、下部固定部７５により安定した固定が可能になる。なお、スプライスプレート７６、７７は、ｙ軸方向に関して下部保持領域１０ｂの一部を覆っているが、全体を覆っていてもよい。

拘束部２０は、第１拘束板２１（第２板部）および第２拘束板２２（第３板部）を含む。第１拘束板２１および第２拘束板２２は、いずれも四角形の鋼板である。第１拘束板２１および第２拘束板２２が、低降伏点鋼板１０における変形領域１０ｍよりも面外変形に対する剛性が高いことが好ましい。第１拘束板２１と第２拘束板２２とは、第１固定部４０および第２固定部５０によって低降伏点鋼板１０に固定されている。このとき、第１拘束板２１および第２拘束板２２は、第１固定部４０によって低降伏点鋼板１０に回転可能な状態で固定されている。また、第１拘束板２１および第２拘束板２２は、第２固定部５０によって低降伏点鋼板１０に回転可能な状態で固定されている。

第１固定部４０は、ボルト等の固定具４５を有する。固定具４５は、第１拘束板２１、第２拘束板２２およびこれらに挟まれた上部保持領域１０ｕ（より詳細には、第２接続領域１０２ｕ）を貫通して、これらの構成を互いにｘｙ面内で回転可能な状態で固定する。この回転の中心は、固定具４５の位置に対応する。第２固定部５０は、ボルト等の固定具５５を有する。固定具５５は、第１拘束板２１、第２拘束板２２およびこれらに挟まれた下部保持領域１０ｂ（より詳細には、第２接続領域１０２ｂ）を貫通して、これらの構成を互いにｘｙ面内で回転可能な状態で固定する。この回転の中心は、固定具５５の位置に対応する。

［制振装置の動き］
続いて、間柱９０ｕ、９０ｂに振動が伝達されたときの制振装置１の動きについて説明する。

図４は、本発明の第１実施形態における制振装置の動きを示す図である。図５に示す例では、間柱９０ｕ、９０ｂにおいてｙ軸方向の振動が生じた場合の制振装置１の動きを示している。図５に示すように、間柱９０ｕ、９０ｂがｙ軸方向に振動すると、低降伏点鋼板１０において面内での塑性変形を生じ、これにより振動エネルギが吸収される。

低降伏点鋼板１０は、ｘ軸方向の両端が固定される一方、ｙ軸方向の両端は固定されていない。そのため、低降伏点鋼板１０は、ｙ軸方向の振動によるせん断力を効率的に塑性変形に用いることができる。塑性変形は、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂよりも変形領域１０ｍにおいて生じる。一方、変形領域１０ｍは、拘束部２０によってｚ軸方向の移動が抑制されているため、変形領域１０ｍが面内で塑性変形をすることに対して影響をほとんど与えない。このように、低降伏点鋼板１０は、面外方向への変形（座屈）が抑制された状態で、せん断力を効率的に塑性変形に用いて振動エネルギを吸収することができる。

より詳細には、この例では拘束部２０は、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂのそれぞれに対して面内で回転可能な状態で固定されている。したがって、間柱９０ｕ、９０ｂの振動により第１固定部４０と第２固定部５０との位置関係に歪みが生じたとしても、拘束部２０は、変形領域１０ｍの塑性変形とはほぼ独立した状態で位置関係の歪みに対応して回転して追従する。その結果、拘束部２０は、第１固定部４０および第２固定部５０に大きな負荷を発生させずに、低降伏点鋼板１０の面外方向への変形（座屈）を抑制する。

＜第２実施形態～第５実施形態＞
第１実施形態における低降伏点鋼板１０、拘束部２０（第１拘束板２１、第２拘束板２２）は、いずれも四角形の鋼板であったが、四角形に限られない。以下、第２実施形態から第５実施形態として、様々な形状について例示する。

図５は、本発明の第２実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。第２実施形態における制振装置１Ａは、低降伏点鋼板１０とは異なる形状を有する低降伏点鋼板１０Ａを含む。低降伏点鋼板１０Ａにおける変形領域１０ｍは、上部保持領域１０ｕとの境界部分および下部保持領域１０ｂとの境界部分において、ｘ軸方向に移動するに伴い徐々にｙ軸方向の長さが変化する領域１０ｃを有する。言い換えると、領域１０ｃにおける断面積Ａ（ｘ軸方向を法線方向とする面の断面積）は、上述した上部保持領域１０ｕの断面積Ａ２から変形領域１０ｍの断面積Ａ１まで徐々に小さくなり、変形領域１０ｍは、上部保持領域１０ｕ側において、断面積（第１方向を法線とする面の断面積）が徐々に変化する領域を有するともいえる。下部保持領域１０ｂの断面積と断面積Ａ１との関係も同様である。このようにすると、低降伏点鋼板１０Ａにおいて、低降伏点鋼板１０よりも応力集中をする領域を低減することができる。

図６は、本発明の第３実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。第３実施形態における制振装置１Ｂは、第１実施形態における低降伏点鋼板１０とは異なる形状を有する低降伏点鋼板１０Ｂを含む。低降伏点鋼板１０Ｂにおける変形領域１０ｍＢは、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂの双方からｘ軸方向の中央部分に向けて、徐々にｙ軸方向の長さが短くなり中央部分でｙ軸方向の長さが極小になる形状を有する。言い換えると、変形領域１０ｍＢの断面積Ａ１は、上部保持領域１０ｕの断面積Ａ２からｘ軸方向の中央部分に向けて徐々に小さくなり、変形領域１０ｍＢは、上部保持領域１０ｕ側において、断面積（第１方向を法線とする面の断面積）が徐々に変化する領域を有するともいえる。下部保持領域１０ｂの断面積と断面積Ａ１との関係も同様である。変形領域１０ｍＢは、この例では、ｙ軸方向の両端の縁部形状ＣＢ１、ＣＢ２として曲線形状（例えば円弧形状）を有している。このようにすると、低降伏点鋼板１０Ｂにおいて、低降伏点鋼板１０よりも応力集中をする領域を低減することができる。また、ｘ軸方向の中央部分は、他の部分よりもｙ軸方向の長さが短いことによって降伏せん断力が小さくなるため、変形しやすい領域となる。したがって、この例のように、変形領域１０ｍＢのうち少なくともｘ軸方向の中央部分において拘束板が配置されていることにより、変形領域１０ｍＢの面外方向への変形（座屈）を効率的に抑制することができる。

図７は、本発明の第４実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。第４実施形態における制振装置１Ｃは、第１実施形態における低降伏点鋼板１０とは異なる形状を有する低降伏点鋼板１０Ｃを含む。低降伏点鋼板１０Ｃにおける変形領域１０ｍＣは、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂの双方からｘ軸方向の中央部分に向けて、徐々にｙ軸方向の長さが短くなり中央部分でｙ軸方向の長さが極小になる形状を有する。言い換えると、変形領域１０ｍＣの断面積Ａ１は、上部保持領域１０ｕの断面積Ａ２からｘ軸方向の中央部分に向けて徐々に小さくなり、変形領域１０ｍＣは、上部保持領域１０ｕ側において、断面積（第１方向を法線とする面の断面積）が徐々に変化する領域を有するともいえる。下部保持領域１０ｂの断面積と断面積Ａ１との関係も同様である。変形領域１０ｍＣは、この例では、ｙ軸方向の両端の縁部形状ＣＣ１、ＣＣ２として２つの直線を組み合わせた形状を有している。このようにすると、低降伏点鋼板１０Ｃにおいて、低降伏点鋼板１０よりも応力集中をする領域を低減することができる。また、ｘ軸方向の中央部分は、他の部分よりもｙ軸方向の長さが短いことによって降伏せん断力が小さくなるため、変形しやすい領域となる。したがって、この例のように、変形領域１０ｍＣのうち少なくともｘ軸方向の中央部分において拘束板が配置されていることにより、変形領域１０ｍＣの面外方向への変形（座屈）を効率的に抑制することができる。

図８は、本発明の第５実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。第５実施形態における制振装置１Ｄは、第３実施形態における拘束部２０とは異なる形状を有する拘束部２０Ｄを含む。拘束部２０Ｄにおける第１拘束板２１Ｄは、ｘ軸方向両端からｘ軸方向の中央部分に向けて、徐々にｙ軸方向の長さが長くなり中央部分でｙ軸方向の長さが極大になる形状を有する。第１拘束板２１Ｄは、この例では、変形領域１０ｍＢを覆う部分におけるｙ軸方向の縁部形状ＣＤ１として曲線形状（例えば円弧形状）を有している。第１拘束板２１Ｄに対応する第２拘束板２２Ｄ（図示せず）についても、第１拘束板２１Ｄと同じ形状を有する。

この縁部形状ＣＤ１は、この例では、概ね変形領域１０ｍＢの縁部形状ＣＢ１とｘ軸に対して対称な形状を有しているが、違う形状であってもよい。上述したように、変形領域１０ｍＢは、ｘ軸方向の中央部分において変形しやすい。したがって、図８に示すように縁部形状ＣＤ１と縁部形状ＣＢ１とが、ｘ軸方向の中央部分で短い距離を有することで、変形領域１０ｍが面外方向（ｚ軸方向）に変形（座屈）することを効率的に抑制することができる。

なお、この縁部形状ＣＤ１、ＣＤ２は、この形状に限らず、様々な形状が取り得る。例えば、第１拘束板２１Ｄは、第４実施形態における変形領域１０ｍＣの外縁形状ＣＣ１のように、ｙ軸方向の縁部形状として２つの直線を組み合わせた形状を有していてもよい。ここで、後述の第６実施形態で説明するリブを設ける場合、他の部分より幅が長い領域、特に、第１拘束板２１Ｄの幅が急激に大きくなるような領域において、ｘ軸方向に沿ったリブを配置するとより効果的である。この例では、第１拘束板２１Ｄのｘ軸方向の中央部分においてｘ軸方向に沿ったリブを配置するとより効果的である。

＜第６実施形態＞
第１実施形態における拘束部２０は、補剛構造を有することにより、低降伏点鋼板１０における変形領域１０ｍの面外方向への移動をさらに効率的に抑制してもよい。補剛構造としては様々な構造が取り得るが、第６実施形態では補剛構造としてリブを用いた例について説明する。

図９は、本発明の第６実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。図１０は、図１１におけるＢ１－Ｂ２切断線での断面を説明するための模式図である。第６実施形態における制振装置１Ｅは、第１実施形態における拘束部２０に補剛構造が設けられた拘束部２０Ｅを含む。

拘束部２０Ｅは、第１拘束板２１、第２拘束板２２、第１リブ２５および第２リブ２６を含む。第１リブ２５は、第１拘束板２１のうち変形領域１０ｍとは反対側の面から突出した板状部材である。第１リブ２５は、第１拘束板２１に対して略垂直な面を有し、ｚ軸方向に沿って見た場合にｙ軸方向に長手を有する。この例では、２つの第１リブ２５が第１拘束板２１に対して設けられている。第１拘束板２１に対して１つの第１リブ２５だけが設けられていてもよいし、さらに多くの第１リブ２５が設けられていてもよい。また、第１リブ２５の形状は、ｚ軸方向に沿って見た場合にｙ軸方向に沿って長手を有する場合に限らず、他の方向に沿って長手を有してもよいし、途中で曲がった形状を有してもよい。すなわち、第１リブ２５は、平面を有する板状に限らず、曲面を有する板状であってもよい。さらに、第１リブ２５は、格子形状のように複数の方向の面が交差する構造を組み合わせた構造を有してもよい。第２拘束板２２と第２リブ２６との関係についても、第１拘束板２１と第１リブ２５との関係と同様であるため、その関係の説明を省略する。

このように、リブ等の補剛部材を用いることにより、第１拘束板２１および第２拘束板２２の剛性が大きくなるため、低降伏点鋼板１０の変形領域１０ｍの面外方向への変形（座屈）をより強固に抑制することができる。

＜第７実施形態＞
第１実施形態では、１つの低降伏点鋼板１０に対して１つの拘束部２０が設けられていたが、複数の拘束部が設けられてもよい。第７実施形態では、１つの低降伏点鋼板１０に対して２つの拘束部２０ａＦ、２０ｂＦが設けられた制振装置１Ｆについて説明する。

図１１は、本発明の第７実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。第７実施形態における制振装置１Ｆは、拘束部２０ａＦおよび拘束部２０ｂＦを含む。拘束部２０ａＦおよび拘束部２０ｂＦのいずれも、第１実施形態における拘束部２０と同様に第１拘束板２１と第２拘束板２２との組に相当する構成を有し、それぞれｙ軸方向の長さが短くなっている点で異なっている。

すなわち、拘束部２０ａＦにおける第１拘束板２１ａＦ（および図示しない第２拘束板２２ａＦ）は、第１固定部４０ａＦ（固定具４５ａＦ）によって低降伏点鋼板１０（上部保持領域１０ｕ）に対して回転可能な状態で固定されている。拘束部２０ｂＦにおける第１拘束板２１ｂＦ（および図示しない第２拘束板２２ｂＦ）は、第１固定部４０ｂＦ（固定具４５ｂＦ）によって低降伏点鋼板１０（上部保持領域１０ｕ）に対して回転可能な状態で固定されている。拘束部２０ｂＦにおける第１拘束板２１ｂＦ（および図示しない第２拘束板２２ｂＦ）は、第１固定部４０ｂＦ（固定具４５ｂＦ）によって低降伏点鋼板１０（上部保持領域１０ｕ）に対して回転可能な状態で固定されている。拘束部２０ｂＦにおける第１拘束板２１ｂＦ（および図示しない第２拘束板２２ｂＦ）は、第１固定部４０ｂＦ（固定具４５ｂＦ）によって低降伏点鋼板１０（下部保持領域１０ｂ）に対して回転可能な状態で固定されている。

一方、拘束部２０は、変形領域１０ｍのｙ軸方向の中央部分（１／２の部分）に配置されていたが、拘束部２０ａＦおよび拘束部２０ｂＦは、変形領域１０ｍにおけるｙ軸方向の１／４の部分および３／４の部分に配置されている。なお、拘束部２０ａＦおよび拘束部２０ｂＦは、このような配置に限られず、変形領域１０ｍをｙ軸方向に均等に分けるように配置されてもよい。例えば、拘束部２０ａＦおよび拘束部２０ｂＦが互いにｙ軸方向の中央部分に近づくことで、変形領域１０ｍの中央部分における面外方向への変形抑制（座屈抑制）効果を高めるようにしてもよい。

＜第８実施形態＞
第１実施形態では、拘束部２０は、低降伏点鋼板１０に対して回転可能な状態で固定されていたが、板状部材の構造を異ならせることで低降伏点鋼板１０に対して回転可能ではない状態で固定されていてもよい。第８実施形態では、両持ち構造かつ回転可能でない状態で低降伏点鋼板１０に固定されていてもよい拘束部の構造について説明する。

図１２は、本発明の第８実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。図１３は、図１２におけるＣ１－Ｃ２切断線での断面を説明するための模式図である。第８実施形態における制振装置１Ｇは、拘束部２０Ｇを含む。拘束部２０Ｇは、第１固定部４０Ｇおよび第２固定部５０Ｇによって、低降伏点鋼板１０に固定されている。

拘束部２０Ｇは、第１拘束板２１Ｇおよび第２拘束板２２Ｇを含む。第１拘束板２１Ｇは、ｘ軸方向に長手を有する複数のスリット２８Ｇが形成されている。第２拘束板２２Ｇは、ｘ軸方向に長手を有する複数のスリット２９Ｇが形成されている。第１拘束板２１Ｇおよび第２拘束板２２Ｇは、スリットが形成されることにより、狭い幅でｘ軸方向に長手を有する複数の板状部材を端部でつないだ構造を有している。

第１固定部４０Ｇは、高力ボルト等の固定具４５Ｇを有する。固定具４５Ｇは、第１拘束板２１Ｇ、第２拘束板２２Ｇおよびこれらに挟まれた低降伏点鋼板１０の上部保持領域１０ｕを貫通して、これらの構成を互いに固定する。第２固定部５０Ｇは、高力ボルト等の固定具５５Ｇを有する。固定具５５Ｇは、第１拘束板２１Ｇ、第２拘束板２２Ｇおよびこれらに挟まれた低降伏点鋼板１０の下部保持領域１０ｂを貫通して、これらの構成を互いに固定する。

続いて、間柱９０ｕ、９０ｂに振動が伝達されたときの制振装置１Ｇの動きについて説明する。

図１４は、本発明の第８実施形態における制振装置の動きを示す図である。図１４は、第１実施形態において説明した図４に対応する。上述したように、第１拘束板２１Ｇおよび第２拘束板２２Ｇは、スリット２８Ｇ、２９Ｇによって幅の狭い複数の板状部材を接続した構造を有している。この幅の狭い板状部材は、その両端部分（スリットの両端部分）の近傍において、ｘｙ面内で変形しやすい構造を有している。したがって、間柱９０ｕ、９０ｂの振動により第１固定部４０Ｇと第２固定部５０Ｇとの位置関係に歪みが生じたとしても、図１４に示すように拘束部２０Ｇにおけるスリット両端近傍においてｘｙ面内での変形をすることで、拘束部２０Ｇは、第１固定部４０Ｇおよび第２固定部５０Ｇに大きな負荷を発生させずに、低降伏点鋼板１０の面外方向への変形（座屈）を抑制する機能を維持する。

＜第９実施形態＞
第１実施形態においては、ｙ軸方向に関し、上部保持領域１０ｕおよび下部保持領域１０ｂは、変形領域１０ｍよりも長くすることによって強度を高めていたが、厚さ（ｚ軸方向の長さ）を厚くすることによって降伏せん断力を高めてもよい。

図１５は、本発明の第９実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。図１６は、図１５におけるＤ１－Ｄ２切断線での断面を説明するための模式図である。第９実施形態における制振装置１Ｈは、低降伏点鋼板１０Ｈを含む。低降伏点鋼板１０Ｈは、上部保持領域１０ｕＨ、下部保持領域１０ｂＨおよび変形領域１０ｍＨを含む。上部保持領域１０ｕＨおよび下部保持領域１０ｂＨは、変形領域１０ｍＨと比べて、ｙ軸方向の長さが同じである。一方、上部保持領域１０ｕＨおよび下部保持領域１０ｂＨは、変形領域１０ｍＨと比べて厚くなっている。これによって、上部保持領域１０ｕＨおよび下部保持領域１０ｂＨは、変形領域１０ｍＨと比べて降伏せん断力が高くなっている。

この例では、上部保持領域１０ｕＨおよび下部保持領域１０ｂＨはウェブ９５ｕ、９５ｂとほぼ同じ厚さであるため、低降伏点鋼板１０Ｈをウェブ９５ｕ、９５ｂに固定する方法は、第１実施形態と同じく上部固定部７０および下部固定部７５によって実現される。一方、変形領域１０ｍＨは上部保持領域１０ｕＨおよび下部保持領域１０ｂＨよりも薄いため、拘束部２０Ｈでは、例えば、第１拘束板２１と変形領域１０ｍＨとの間に、第１拘束板２１に固定された補助板２３が配置されている。第２拘束板２２と変形領域１０ｍＨとの間にも、第２拘束板２２に固定された補助板２４が配置されている。この例では、拘束板と拘束板に固定された補助板とは別体に形成された鋼板であるが、一体に形成された鋼板であってもよい。

なお、上部保持領域１０ｕＨおよび下部保持領域１０ｂＨに対する変形領域１０ｍＨの位置が、ｚ軸方向における中央部分である例を図１６に示したが、中央部分でなく一方に偏った位置であってもよい。この場合には変形領域１０ｍＨの両面に配置される補助板の厚さが異なっていてもよいし、一方の補助板が設けられていなくてもよい。また、上部保持領域１０ｕＨ（下部保持領域１０ｂＨ）から変形領域１０ｍＨまでの間において、徐々に薄くなる領域が配置されてもよく、言い換えると、変形領域１０ｍＨは、上部保持領域１０ｕＨ（下部保持領域１０ｂＨ）側において、断面積（第１方向を法線とする面の断面積）が徐々に変化する領域を有してもよい。

＜第１０実施形態＞
第１実施形態における拘束部２０において、ｘ軸方向の縁部形状が直線でなくてもよい。第１０実施形態では、ｘ軸方向の縁部形状が直線ではない例について説明する。

図１７は、本発明の第１０実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。第１０実施形態における制振装置１Ｊは、第１実施形態における拘束部２０とは異なる形状を有する拘束部２０Ｊを含む。拘束部２０Ｊにおける第１拘束板２１Ｊは、ｙ軸方向両端からｙ軸方向の中央部分に向けて、徐々にｘ軸方向の長さが長くなり中央部分でｘ軸方向の長さが極大になる形状を有する。この例では、拘束部２０Ｊは、ｘ軸方向の縁部形状ＣＪａ、ＣＪｂとして曲線形状（例えば円弧形状）を有している。第１拘束板２１Ｊは、第１拘束板２１Ｊに対応する第２拘束板２２Ｊ（図示せず）についても、第１拘束板２１Ｊと同じ形状を有する。

このように、固定具４５からｙ軸方向に離れるほど、縁部形状ＣＪａとスプライスプレート７１との距離が大きくなり、固定具５５からｙ軸方向に離れるほど、縁部形状ＣＪｂとスプライスプレート７６との距離が大きくなる。これによって、固定具４５と固定具５５との位置関係がずれて第１拘束板２１Ｊが回転した場合であっても、第１拘束板２１Ｊがスプライスプレート７１、７６に対して接触しにくい構成が実現される。これによって、固定具４５とスプライスプレート７１との距離および固定具５５とスプライスプレート７６との距離を小さくすることができる。なお、縁部形状ＣＪａ、ＣＪｂが円弧形状を含む場合、この円弧の曲率半径が固定具４５と固定具５５との距離より小さいことが望ましい。

＜第１１実施形態＞
第１実施形態における低降伏点鋼板１０の変形領域１０ｍは概ね均一な厚さを有していたが、一部の領域において厚さが異なっていてもよい。第１１実施形態では、変形領域の中央部分に窪みを有する例について説明する。

図１８は、本発明の第１１実施形態における制振装置の構造を説明するための図である。図１９は、図１８におけるＥ１－Ｅ２切断線での断面を説明するための模式図である。第１１実施形態における制振装置１Ｋは、低降伏点鋼板１０とは異なる表面形状を有する低降伏点鋼板１０Ｋを含む。低降伏点鋼板１０Ｋにおける変形領域１０ｍＫは、中央部分において、窪み領域１０Ｋｈを有する。窪み領域１０Ｋｈは、図１８に示すようにｚ軸方向に沿って見た場合に円形であり、図１９に示すようにｘ軸方向に沿って見た場合に中央部分ほど深くなるように形成されている。この例では、窪み領域１０Ｋｈの表面は、球面の一部の形状を有している。したがって、変形領域１０ｍＫは、窪み領域１０Ｋｈの中央部分において最も薄くなっている。このようにすると、変形領域１０ｍＫの中央部分において降伏せん断力を低くすることができる。

なお、変形領域１０ｍＫにおいて、複数の窪み領域１０Ｋｈが配置されてもよい。また、窪み領域１０Ｋｈの形状は、図１８、図１９に示す形状に限らず、様々に変更可能である。また、変形領域１０ｍＫのうち窪み領域１０Ｋｈが形成されることによって薄くなる領域がｚ軸方向における中央部分である例を図１９に示したが、中央部分でなく一方に偏った位置であってもよい。その結果、窪み領域１０Ｋｈは、変形領域１０ｍＫのいずれかの面にのみ配置されてもよい。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上述した各実施形態は、互いに組み合わせたり、置換したりして適用することが可能である。また、上述した各実施形態では、以下の通り変形して実施することも可能である。なお、以下の記載では、第１実施形態を基準に変形した例を示しているが、その他の実施形態を基準としても変形が可能である。

（１）第１実施形態において、低降伏点鋼板１０、第１拘束板２１、第２拘束板２２、スプライスプレート７１、７２、７６、７７、ウェブ９５ｕ、９５ｂのそれぞれに対する板厚の大小関係が、図３において一例として示されているが、各構成間の板厚の大小関係は、図示した例とは異なる関係であってもよい。

（２）第１実施形態において、制振装置１は、ウェブに対してフランジが結合されたＨ形鋼に接続されていたが、ウェブおよびフランジに相当する少なくとも２枚の鋼板が角度を持って形成されている鋼材、例えば、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼、Ｚ形鋼、溝形鋼、山形鋼など、他の形状の鋼材に配置されていてもよい。

（３）第１実施形態において摩擦接合のための高力ボルトを用いた鋼材間の固定は、支圧接合など別の接合方法による固定であってもよい。

（４）第１実施形態において第２拘束板２２が存在しなくてもよい。すなわち、低降伏点鋼板１０に対して一面側のみに拘束板が配置されていてもよい。このように、低降伏点鋼板１０の一面側のみに拘束板が配置されていたとしても、低降伏点鋼板１０の面外方向の変位を抑制することができる。第１実施形態のように低降伏点鋼板１０の両面に拘束板が配置されている場合には、低降伏点鋼板１０の面外方向の変位をより強く抑制することができるが、本変形例によれば、使用する鋼材の量を削減することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ…制振装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｈ…低降伏点鋼板、１０ｍ，１０ｍＢ，１０ｍＣ，１０ｍＨ，１０ｍＫ…変形領域、１０ｕ，１０ｕＨ…上部保持領域、１０ｂ，１０ｂＨ…下部保持領域、１０ｃ…領域、１０Ｋｈ…窪み領域、２０，２０ａＦ，２０ｂＦ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｊ…拘束部、２１，２１ａＦ，２１ｂＦ，２１Ｄ，２１Ｇ，２１Ｊ…第１拘束板、２２，２２ａＦ，２２ｂＦ，２２Ｄ，２２Ｇ，２２Ｊ…第２拘束板、２３，２４…補助板、２５…第１リブ、２６…第２リブ、２８Ｇ，２９Ｇ…スリット、４０，４０ａＦ，４０ｂＦ，４０Ｇ…第１固定部、４５，４５ａＦ，４５ｂＦ，４５Ｇ…固定具、５０，５０Ｇ…第２固定部、５５，５５Ｇ…固定具、７０…上部固定部、７１，７２，７６，７７…スプライスプレート、７３，７４，７８，７９…高力ボルト、７５…下部固定部、９０，９０ｂ，９０ｕ…間柱、９２ｂ，９２ｕ，９４ｂ，９４ｕ…フランジ、９５ｂ，９５ｕ…ウェブ、１０１ｂ，１０１ｕ…第１接続領域、１０２ｂ，１０２ｕ…第２接続領域

Claims (12)

1. 変形領域、当該変形領域の一端部に設けられた第１保持領域、および当該変形領域の他端部に設けられた第２保持領域を含む第１板部であって、前記第１保持領域と前記第２保持領域とが前記変形領域よりも低い降伏せん断力を有する第１板部と、
   前記第１板部の第１面側に配置される第２板部と、
   前記第２板部を前記第１保持領域において前記第１板部に対して回転可能な状態で固定する第１固定部と、
   前記第２板部を前記第２保持領域において前記第１板部に対して回転可能な状態で固定する第２固定部と、
   を備える制振装置。
2. 前記第１板部の前記第１面側とは反対の第２面側に配置される第３板部をさらに備え、
   前記第１固定部は、前記第１保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に対して回転可能な状態で固定し、
   前記第２固定部は、前記第２保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に対して回転可能な状態で固定する、請求項１に記載の制振装置。
3. 複数の前記第２板部が、前記第１板部の前記第１面側に配置されている、請求項１または請求項２に記載の制振装置。
4. 変形領域、当該変形領域の一端部に設けられた第１保持領域、および当該変形領域の他端部に設けられた第２保持領域を含む第１板部であって、前記第１保持領域と前記第２保持領域とが前記変形領域よりも低い降伏せん断力を有する第１板部と、
   前記第１板部の第１面側に配置され、一方向に延びるスリットを含む第２板部と、
   前記第２板部を前記第１保持領域において前記第１板部に対して固定する第１固定部と、
   前記第２板部を前記第２保持領域において前記第１板部に対して固定する第２固定部と、
   を備える制振装置。
5. 前記第１板部の前記第１面側とは反対の第２面側に配置され、一方向に延びるスリットを含む第３板部をさらに備え、
   前記第１固定部は、前記第１保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に固定し、
   前記第２固定部は、前記第２保持領域において、前記第２板部と前記第３板部とを前記第１板部に固定する、請求項４に記載の制振装置。
6. 前記スリットは、前記第１固定部と前記第２固定部とを結ぶ第１方向に沿って延びている、請求項４または請求項５に記載の制振装置。
7. 前記第１保持領域は、前記第１固定部が配置される第１領域、および前記第１領域に対して前記変形領域とは反対側において前記第１板部を建築物の構造体に固定可能なスプライスプレートに覆われる第２領域を含み、
   前記第２保持領域は、前記第２固定部が配置される第３領域、および前記第３領域に対して前記変形領域とは反対側において前記第１板部を前記建築物の構造体に固定可能なスプライスプレートに覆われる第４領域を含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の制振装置。
8. 前記第１保持領域および前記第２保持領域は、前記変形領域よりも、前記第１固定部と
   前記第２固定部とを結ぶ第１方向を法線とする面の断面積が大きい、請求項１から請求項７のいずれかに記載の制振装置。
9. 前記変形領域は、前記第１保持領域側において前記断面積が徐々に変化する領域を含む、請求項８に記載の制振装置。
10. 前記第２板部と前記第１板部との間に配置された補助板をさらに備える、請求項８または請求項９に記載の制振装置。
11. 前記第２板部は、前記第１板部とは反対側の面から突出するリブを含む、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の制振装置。
12. 前記リブは、前記第１固定部と前記第２固定部とを結ぶ第１方向と垂直な第２方向に延在して配置されている、請求項１１に記載の制振装置。

Images