JP3864360B2 - 粘弾性壁の設置構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の間に粘弾性体を挟み込んだ構成の粘弾性壁を上下の梁の間に設置するための構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、建物に耐震ダンパーとして設置する粘弾性壁が開発され、実用化されている。これは、図8に示すように上下の梁1a,1bの間に壁として設置されるもので、上側の梁1aに固定されて立ち下がる1枚の内鋼板2aと、下側の梁1bに固定されて立ち上がる2枚の外鋼板2bとの間に、アスファルト等の粘弾性体3を接着状態で挟み込んだもので、地震時に建物が層間変位した際に双方の鋼板2a、2bが面内で相対変位し、その際に生じる粘弾性体3の粘性抵抗力によって振動エネルギーを吸収して建物の振動を減衰させるものである。
【0003】
そのような粘弾性壁を上下の梁1a,1bの間に設置するには、図8に示しているように、内鋼板2aの上端部に予め水平な固定板4を溶接しておいてそれを上側の梁1aの下フランジにボルト締結するとともに、外鋼板2bの下端部には予めT形断面の固定金物5をボルト締結しておいてそれを下側の梁1bの上フランジにボルト締結する、という構造が採用されることが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような粘弾性壁には、建物の層間変位により大きな剪断力QとモーメントMが作用するものであり、粘弾性壁を梁1a,1bに対して締結しているボルトは当然にそのような剪断力QとモーメントMに抗し得るものでなければならない。この場合、ボルトの軸方向引張耐力は剪断耐力に比較して劣ることが通常であることから、ボルトの所要本数はモーメントMにより決定されるものである。そして、粘弾性壁に作用するモーメントMは粘弾性壁のアスペクト比W/Hが小さくなるほど、つまり縦長の形状になるほど大きくなり、それに伴いボルトの所要本数も増大し、アスペクト比が1程度以上(つまりほぼ正方形からそれよりも縦長)の場合にはボルトピッチが非現実な程度にまで細かくなるほど多数のボルトが必要となるものであった。したがって従来においてはアスペクト比が2〜3程度の横長の粘弾性壁を採用せざるを得ず、それが設計上の制約や粘弾性壁の小型化、軽量化を図る上での障害となっており、ボルトの所要本数を削減し得る有効な改善策が要望されていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、本発明は、少なくとも一対の鋼板の間に粘弾性体を接着状態で挟み込んだ構成の粘弾性壁を上下の梁の間に配置して、一方の鋼板の端部を上下の梁のいずれか一方に対して固定するとともに、他方の鋼板の端部をいずれか他方の梁に対して固定することにより、それら鋼板を建物の層間変位により相対変位せしめて前記粘弾性体の粘性抵抗力により減衰効果を得るようにした粘弾性壁の設置構造であって、前記鋼板の端部をほぼその全幅にわたる長さの第1の固定金物を介して梁に対してボルト締結するとともに、該第1の固定金物の端部に近接する位置に第2の固定金物を梁に溶接して固定して、該第2の固定金物と前記鋼板の側部をボルト締結するか、あるいは、前記鋼板の端部をその全幅よりも長い第1の固定金物を介して梁に対してボルト締結するとともに、該第1の固定金物の端部に近接する位置に第2の固定金物を梁に溶接して固定して、該第2の固定金物と前記第1の固定金物の端部を添え板を介してボルト締結するようにしたものである。
【0006】
本発明においては、前記第1の固定金物としてウエブとフランジを有するT形断面の鋼材を用いて、そのウエブを鋼板端部にボルト締結し、フランジを梁にボルト締結すれば良い。また、前記第2の固定金物としては棒状ないし帯板状の鋼材を用いて、該第2の固定金物を前記鋼板の側部もしくは前記第1の固定金物の端部に添う位置でその基端部を梁に溶接して固定すれば良い。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図8に示した構成の粘弾性壁の下端部を下側の梁1bに対して固定するに際して本発明を適用した場合の実施形態について説明する。
【0008】
図1〜図3は第1実施形態を示すものであって、これは粘弾性壁の下端部を第1の固定金物10を介して梁1bに対して固定することを基本としている。第1の固定金物10は図8に示したものにおける固定金物5と同様にウエブ10aとフランジ10bとを有するT形断面の鋼材からなるもので、そのウエブ10aが2枚の外鋼板2bの間に挟み込まれてボルト締結され、フランジ10bが梁1bのフランジに密着してボルト締結されるものである。
【0009】
以上の構成は、第1の固定金物10の全長が外鋼板2bの全幅寸法よりやや短くされていることを除いて図8に示した従来の場合と同様であり、粘弾性壁に作用する剪断力Qは基本的にこの第1の固定金物10に対するボルト締結力により十分に抗し得るものであるが、以上の構成に加えて本第1実施形態では、第1の固定金物10の両端部に近接する位置に、肉厚の棒状ないし帯板状の鋼材からなる第2の固定金物11をその下端部を梁1bのフランジに溶接することで固定し、その第2の固定金物11を2枚の外鋼板2bにより挟み込んだ状態でそれら外鋼板2bの下端部の両側部をこの第2の固定金物11に対して直接的にボルト締結するようにしている。
【0010】
上記のように、第2の固定金物11を溶接により梁1bに固定することにより、その溶接による固着力はボルト締結力に比較して遙かに大きなものとなるから、この構造では特に第2の固定金物11により粘弾性壁に作用するモーメントMに対して十分に抗することができるものとなり、その分、第1の固定金物10を梁1bに対して締結するボルトの所要本数を削減することができる。このため、粘弾性壁のアスペクト比が1程度ないしそれより小さいような場合においてもボルト本数を現実的な程度に留めることが可能となり、それ故に従来においては不可能であった小アスペクト比の粘弾性壁を実現することができ、その結果、設計上の制約を解消し、粘弾性壁の小型化や軽量化を図ることが可能となる。
【0011】
上記の場合の作業手順としては、第1の固定金物10を予め粘弾性壁に取り付けておくとともに、第2の固定金物11を予め梁1bに溶接しておき、その第2の固定金物11に差し込むようにして粘弾性壁を建て込んでそれらをボルト締結すれば良い。あるいは他の手順として、可能であれば第2の固定金物11を予め粘弾性壁に取り付けておいて、粘弾性壁を建て込んでから第2の固定金物の下端部を梁1bに溶接しても良い。
【0012】
図4〜図6は第2実施形態を示すものである。上記第1実施形態では第2の固定金物11を外鋼板2bに対して直接的に締結したが、本第2実施形態では第2の固定金物21を第1の固定金物20に対して締結するようにしている。すなわち、本第2実施形態では第1の固定金物20の全長を外鋼板2bの全幅寸法よりもやや長くするとともに、そのウエブ20aの両端部には立ち上げ部20cを形成しておいてその立ち上げ部20cを外鋼板2bの外側に露出せしめておき、その立ち上げ部20cと第2の固定金物21とを添え板22を介してボルト締結するようにしている。
【0013】
本第2実施形態では、外鋼板2bは第1の固定金物20、添え板22を介して間接的に第2の固定金物21に対して締結されるが、その第2の固定金物21は溶接により梁1bに固定されていることから、その溶接による固着力により外鋼板2bに作用するモーメントMに対する抗力は第1実施形態の場合と同様に発揮される。
【0014】
また、この場合の作業手順としては、第1の固定金物20を予め粘弾性壁に取り付けておくとともに、第2の固定金物21を予め梁1bに溶接しておき、それら第2の固定金物21の間に粘弾性壁を配置して各第2の固定金物21と第1の固定金物20の各立ち上げ部20cとを添え板22を介して締結すれば良く、したがって第1実施形態の場合に比較して粘弾性壁の建て込み作業をより容易に行い得る。
【0015】
なお、本発明の構造は上記実施形態のように3枚の鋼板からなる粘弾性壁に適用するのみならず、より多数枚の鋼板からなる粘弾性壁に対しても同様に適用できるものである。そして、第1、第2の固定金物の形状や寸法、その設置位置等は、対象とする粘弾性壁の形態や寸法等に対応させて適宜変更すれば良い。要は、第2の固定金物を梁に対してボルト締結ではなく溶接することで十分なモーメント抗力を発揮し得るものとすれば良いのであり、たとえば、図4および図6に示しているように第2の固定金物21が柱30に近接して設けられる場合にはそれを柱30に対して溶接することも考えられる。
【0016】
また、上記実施形態は外鋼板2bの下端部を下側の梁1bに固定する場合のものであるが、上記構造の天地を逆にすることで内鋼板2aの上端部を上側の梁1aに固定する場合にも本発明を同様に適用することができる。ただし、1枚の内鋼板2aを梁1aに対して固定する場合には、本発明によらずとも、たとえば図7に示すように上側の梁1aのフランジに垂直な固定金物40を溶接して垂下し、その固定金物40に対して内鋼板2aを2枚の添え板41を介してボルト締結することにより十分なモーメント抗力が確保できる。しかし、図7に示すような構造を、2枚の外鋼板2bの下端部を下側の梁1bに固定するための構造として採用することは、粘弾性壁の建て込み作業が困難であるので現実的でなく、少なくとも外鋼板2bの下端部の固定は本発明によることが最適である。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼板の端部をほぼその全幅にわたる長さの第1の固定金物を介して梁に対してボルト締結するとともに、該第1の固定金物の端部に近接する位置に第2の固定金物を梁に溶接して固定して、該第2の固定金物に対して鋼板の側部をボルト締結するか、あるいは、鋼板の端部をその全幅よりも長い第1の固定金物を介して梁に対してボルト締結するとともに、該第1の固定金物の端部に近接する位置に第2の固定金物を梁に溶接して固定して、該第2の固定金物と第1の固定金物の端部を添え板を介してボルト締結するようにしたので、特に第2の固定金物により粘弾性壁に作用するモーメントに対して十分に抗することができるものとなる。
そのため、本発明によればボルトの所要本数を削減することができ、その結果、粘弾性壁のアスペクト比が小さいような場合においてもボルト本数を現実的な程度に留めることが可能となり、従来においては不可能であった小アスペクト比の粘弾性壁を実現することができ、設計上の制約を解消し、粘弾性壁の小型化や軽量化を図ることが可能となるという格別の効果を奏する。
また、第1の固定金物としてウエブとフランジを有するT形断面の鋼材を用いて、そのウエブを鋼板端部にボルト締結しフランジを梁にボルト締結すれば、鋼板および梁に対する第1の固定金物の締結を容易かつ確実に行うことができる。
また、第2の固定金物として棒状ないし帯板状の鋼材を用いてそれを鋼板の側部もしくは第1の固定金物の端部に添う位置でその基端部を梁に溶接して固定すれば、第2の固定金物は最も効率的にモーメント抗力を発揮し得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態を示す分解斜視図である。
【図2】 同、立断面図である。
【図3】 同、部分平面図である。
【図4】 本発明の第2実施形態を示す分解斜視図である。
【図5】 同、立断面図である。
【図6】 同、部分平面図である。
【図7】 鋼板端部を梁に固定するための他の構造の一例を示す図である。
【図8】 粘弾性壁の設置構造の従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1a,1b 梁
2a,2b 鋼板
3 粘弾性体
10 第1の固定金物
10a ウエブ
10b フランジ
11 第2の固定金物
20 第1の固定金物
20a ウエブ
20b フランジ
20c 立ち上がり部
21 第2の固定金物
22 添え板
Claims (4)
- 少なくとも一対の鋼板の間に粘弾性体を接着状態で挟み込んだ構成の粘弾性壁を上下の梁の間に配置して、一方の鋼板の端部を上下の梁のいずれか一方に対して固定するとともに、他方の鋼板の端部をいずれか他方の梁に対して固定することにより、それら鋼板を建物の層間変位により相対変位せしめて前記粘弾性体の粘性抵抗力により減衰効果を得るようにした粘弾性壁の設置構造であって、
前記鋼板の端部をほぼその全幅にわたる長さの第1の固定金物を介して梁に対してボルト締結するとともに、該第1の固定金物の端部に近接する位置に第2の固定金物を梁に溶接して固定して、該第2の固定金物と前記鋼板の側部をボルト締結することを特徴とする粘弾性壁の設置構造。 - 少なくとも一対の鋼板の間に粘弾性体を接着状態で挟み込んだ構成の粘弾性壁を上下の梁の間に配置して、一方の鋼板の端部を上下の梁のいずれか一方に対して固定するとともに、他方の鋼板の端部をいずれか他方の梁に対して固定することにより、それら鋼板を建物の層間変位により相対変位せしめて前記粘弾性体の粘性抵抗力により減衰効果を得るようにした粘弾性壁の設置構造であって、
前記鋼板の端部をその全幅よりも長い第1の固定金物を介して梁に対してボルト締結するとともに、該第1の固定金物の端部に近接する位置に第2の固定金物を梁に溶接して固定して、該第2の固定金物と前記第1の固定金物の端部を添え板を介してボルト締結することを特徴とする粘弾性壁の設置構造。 - 前記第1の固定金物としてウエブとフランジを有するT形断面の鋼材を用いて、そのウエブを鋼板端部にボルト締結しフランジを梁にボルト締結することを特徴とする請求項1または2記載の粘弾性壁の設置構造。
- 前記第2の固定金物として棒状ないし帯板状の鋼材を用いて該第2の固定金物を前記鋼板の側部もしくは前記第1の固定金物の端部に添う位置でその基端部を梁に溶接して固定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の粘弾性壁の設置構造。
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