JP4238993B2 - 制振壁 - Google Patents

Description

本発明は、地震や強風による建物の振動を吸収し減衰させるエネルギー吸収機構（ダンパー）としての制振壁に関する。

この種の制振壁として、たとえば特許文献１には粘弾性壁と称される制振ダンパーが開示されている。これは、建物の上下の梁の間に壁の形態で設置されるもので、上側の梁に固定されて立ち下がる２枚の外鋼板の間に、下側の梁に固定されて立ち上がる１枚の内鋼板を面内相対変位可能に積層し、それら外鋼板と内鋼板との間に粘弾性材を接着状態で介装した構成のものであり、建物の層間変形を粘弾性材の粘弾性抵抗により有効に抑制し吸収し得るものである。
特開２００１−４９８８９号公報

上記のような粘弾性壁は予め工場製作され、躯体工事の段階で現場に搬入されて設置されるのであるが、この種の粘弾性壁は壁の形態であることから必然的にかなりの幅と高さを有する大きなものとなるので、その製作のための機材や設備が大がかりとなって製作コストが嵩むものであった。また、そのような大きな粘弾性壁を現場に搬入して設置する作業は必ずしも容易ではないし、搬入経路の確保や充分な作業スペースの確保も必要となり、将来的に交換するようなことも極めて困難である。

このように、従来の粘弾性壁はその寸法が大きなものであることから、製造、運搬、設置のいずれにおいても取り扱い難く、それぞれの作業に多大の手間とコストを要するものであるので、その点での有効な改善策が望まれていた。

なお、特許文献１には、全体としてアスペクト比（高さ寸法に対する幅寸法の比）を大きくする（つまり横長の形態とする）目的で、複数の粘弾性壁を横方向に並べて設置することも記載されている。このようにすれば、全体をはじめから１枚の粘弾性壁として製作する場合に較べれば各粘弾性壁の幅寸法を半分にできるので製造や運搬、設置は容易となるが、その場合にもそれぞれの粘弾性壁の高さ寸法は階高に相当するものとなるから、それ以上の小型化はできず、依然として同様の問題が残るものである。

上記事情に鑑み、本発明は、複数のユニットが上下に複数段にわたって連結されることで構成される制振壁であって、各ユニットはいずれも第１の鋼板と第２の鋼板とが制振材を介して面内相対変位可能に積層された構成とされ、各ユニットにおける各鋼板には他のユニットの各鋼板に対して継手板を介してボルト締結により連結するための延出部が形成されていて、各段のユニットにおける第１の鋼板どうしおよび第２の鋼板どうしがそれぞれ前記延出部を介して連結され、最上段のユニットにおける第１の鋼板の上部および最下段のユニットにおける第２の鋼板の下部がそれぞれ建物に対して固定されて設置され、各鋼板に形成されている前記延出部はそれぞれ左右対称形をなして形成され、かつ第１の鋼板に形成されている延出部と第２の鋼板に形成されている延出部とは相互に重ならない位置に形成されていることを特徴とするものである。

本発明の制振壁では、前記第１の鋼板に形成されている延出部を該第１の鋼板の中央部に設け、前記第２の鋼板に形成されている延出部を該第２の鋼板の両端部に設けることが良い。

本発明の制振壁は、それぞれが上述した粘弾性壁と同様に機能するユニットを上下に複数段にわたって連結することで建物に設置されるものであるので、全体として１枚の制振壁として機能して優れた制振効果を発揮し得ることはもとより、各ユニットの高さ寸法を階高に制約されることなく充分に小さくすることができる。したがって、各ユニットの製作のみならず、その搬送、現場での設置作業も容易に行うことが可能となり、全体として充分なコストダウンを図ることができる。特に、各ユニットにおける各鋼板に、それら鋼板どうしを継手板を介して連結するための延出部をそれぞれ左右対称形をなすように、かつ相互に重ならない位置に設けておくことにより、連結作業も何等面倒なく容易に行うことができる。

本発明の実施形態である制振壁を図１〜図２に示す。本実施形態の制振壁は上述した従来の粘弾性壁と同様に上下の梁１，２の間に設置されて地震時や強風時には同様に機能して制振効果を発揮するものであるが、本実施形態の制振壁は２台のユニットＡ，Ｂを上下に連結した構成とされている。

それらユニットＡ，Ｂは、いずれも１枚の内鋼板３（第１の鋼板）の両面側に２枚の外鋼板４（第２の鋼板）を面内相対変位可能に積層するとともに、それら内鋼板３と外鋼板４の間に制振材５を接着状態で挟み込んだ構成のものである。制振材５としては従来の粘弾性壁において採用されている粘弾性材のみならず、所望の制振効果が得られるものであれば他の素材も採用可能であり、特に各種の粘性体、高減衰ゴム、鉛等が好適に採用可能である。

上下のユニットＡ，Ｂは内鋼板３どうしおよび外鋼板４どうしがそれぞれ連結されるものであり、それら内鋼板３および外鋼板４には連結のための延出部６，７が、図１に示すようにそれぞれ左右対称形をなすように、かつ互いに重ならない位置に形成されている。

すなわち、図１に示すように、上段のユニットＡの下部においては、外鋼板４の下部両側に下方に延出している延出部７が形成されていて、それら延出部７の間には相対的に上方に凹む凹部が形成されており、また、内鋼板３の下部中央部には下方に延出している延出部６が形成されていて、その両側には相対的に上方に凹む凹部が形成されており、これによりそれらの延出部６，７はいずれも凹部の位置に露出してそれら延出部６，７どうしが重ならないようにされている。

一方、下段のユニットＢの上部は上段のユニットＡの下部と対称形をなすように形成されていて、外鋼板４の上部両側には上方に延出している延出部７が形成されていて、それら延出部７の間には相対的に下方に凹む凹部が形成されており、また、内鋼板３の上部中央部には上方に延出している延出部６が形成されていて、その両側には相対的に下方に凹む凹部が形成されている。

そして、図２（ａ）に示すように双方のユニットＡ，Ｂの内鋼板３の延出部６どうしが継手板８を介してボルト締結されるようになっており、また図２（ｂ）に示すように双方のユニットＡ，Ｂの外鋼板４の延出部７どうしが継手板１０を介してボルト締結されるようになっており、これにより双方の内鋼板３どうしおよび外鋼板４どうしをそれぞれ干渉が生じることなくかつ単なるボルト締結作業のみで連結することができるものとなっている。

この制振壁を建物に設置するには、上側の梁１の下面に２枚のガセットプレート１１を溶接しておき、それらの間に上段のユニットＡの内鋼板３の上部を差し込んでボルト締結して固定する。また、下側の梁２の上面にはガセットプレート１２を溶接しておき、それに対して下段側のユニットＢの外鋼板４の下部を２枚の継手板１３を介してボルト締結して固定する。そして、それら双方のユニットＡ，Ｂの内鋼板３どうしおよび外鋼板４どうしを上記のようにして継手板８，１０を介してボルト締結して連結する。なお、図２（ｂ）に示しているように、双方のユニットＡ，Ｂにおける外鋼板４の延出部７の内側にはスペーサ１４を介装し、下段のユニットＢの外鋼板４の下部内側にはスペーサ１５を介装する必要があるので、それらスペーサ１４，１５をユニットＡ，Ｂを製作する際に予め組み込んでおくと良い。

本実施形態の制振壁は、それぞれが上述した粘弾性壁と同様に機能するユニットＡ，Ｂを上下２段に連結することで全体として１枚の制振壁として機能して優れた制振効果を発揮し得ることはもとより、各ユニットＡ，Ｂの高さ寸法を階高の半分以下とすることができ、したがって従来のように高さ寸法が階高に相当するような大きさの１枚の粘弾性壁を製作する場合に較べれば、個々のユニットＡ，Ｂを遙かに簡易にかつ安価に製作することが可能となる。また、各ユニットＡ，Ｂは小型化により自ずと軽量化され、したがって搬送も容易となるし、上記の手順によることで建物への設置作業も遙かに容易となる。勿論、搬送経路や作業スペースも確保し易くなるし、将来的に交換するような必要が生じた場合も各ユニットに解体することで容易に対応することが可能となる。

なお、上記実施形態では、上側の梁１に対して固定する第１の鋼板を内鋼板３とし、下側の梁２に対して固定する第２の鋼板を外鋼板４としたが、全体の天地を逆にして、外鋼板４を第１の鋼板として上側の梁１に対して固定し、内鋼板３を第２の鋼板として下側の梁２に対して固定することでも良い。また、たとえば３枚の外鋼板の間に２枚の内鋼板を積層する等、各鋼板の積層枚数とそれらの間に介装する制振材の層数は適宜増減することが可能である。

また、上記実施形態ではユニットＡ，Ｂを上下２段に連結する場合の例であるが、階高が特に大きいような場合には、同様の構成でユニットを３段以上に連結することでも良い。その場合、最上段および最下段のユニットは上記のユニットＡ，Ｂと同様のもので良く、中間の段のユニットは、その上部が上段のユニットの下部に連結され、下部が下段のユニットの上部に連結されるように、その上部と下部の双方にそれぞれ内鋼板３の延出部６と外鋼板４の延出部７を形成しておけば良いことは言うまでもない。

さらに、各ユニットを上記のように上下に連結することに加え、特許文献１に示されるように横方向に連結することも考えられる。その場合、多数（少なくとも４台）のユニットを上下のみならず左右に連結することで１枚の制振壁を構成することになるから、個々のユニットをより小形軽量化することが可能となる。

本発明の実施形態である制振壁を示す正面図である。 同、断面図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ ユニット
１，２ 梁
３ 内鋼板（第１の鋼板）
４ 外鋼板（第２の鋼板）
５ 制振材
６，７ 延出部
８，１０，１３ 継手板
１１，１２ ガセットプレート
１４，１５ スペーサ

Claims (2)

1. 複数のユニットが上下に複数段にわたって連結されることで構成される制振壁であって、各ユニットはいずれも第１の鋼板と第２の鋼板とが制振材を介して面内相対変位可能に積層された構成とされ、各ユニットにおける各鋼板には他のユニットの各鋼板に対して継手板を介してボルト締結により連結するための延出部が形成されていて、各段のユニットにおける第１の鋼板どうしおよび第２の鋼板どうしがそれぞれ前記延出部を介して連結され、最上段のユニットにおける第１の鋼板の上部および最下段のユニットにおける第２の鋼板の下部がそれぞれ建物に対して固定されて設置され、各鋼板に形成されている前記延出部はそれぞれ左右対称形をなして形成され、かつ第１の鋼板に形成されている延出部と第２の鋼板に形成されている延出部とは相互に重ならない位置に形成されていることを特徴とする制振壁。
2. 請求項１記載の制振壁であって、
   前記第１の鋼板に形成されている延出部が該第１の鋼板の中央部に設けられ、前記第２の鋼板に形成されている延出部が該第２の鋼板の両端部に設けられていることを特徴とする制振壁。

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