JPH0412220Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、建築・土木構造物の壁を構成する
とともに、地震あるいは風等の外力に起因してこ
の構造物に引き起こされる振動を制御し得る制振
壁の構造に関するものである。

「従来の技術およびその問題点」 周知のように、構造物を地震や風等の外力に対
して耐え得るようにするためには、構造物の剛性
を高めて剛構造とし、外力に対する耐力を増強す
る、ということが従来最も一般的であつた。そし
て従来の剛構造の構造物においては、柱、梁間に
耐力壁やブレースを固定的に設けて、その耐力壁
やブレースに外力（特に地震時の水平力）の一部
を負担させることにより、剛性を高めていること
が一般的である。

ところで、剛性の高い剛構造の構造物では、地
震力が構造物に直接的に伝達されるから地震時入
力が大きくなつて必ずしも好ましくなく、このた
め、超高層ビル等においては軽量で柔軟な構造
（柔構造）が採用されることが一般的となつてい
る。ところが、柔構造の構造物は、その固有振動
数が低く、また、内部の振動減衰も小さくなる傾
向にあるので、外力の影響により比較的容易にし
かも振幅の大きな振動が発生してしまうことがあ
り、居住性の低下が問題とされることがあつた。

そこで、近年においては、構造物の内部に振動
エネルギーを吸収する装置を備え、振動が発生し
たときにはその装置によつて振動エネルギーを吸
収し振動を抑制する、という制振構造の検討がな
されている。そして、現在までのところ、たとえ
ば建築物の屋上に液体貯留タンクを設けてその液
体の振動によつて振動エネルギーを吸収するもの
や、屋上に重りブロツクを設けてその慣性力を利
用して振動エネルギーを吸収するもの、等の種々
の制振装置が既に提案されている。

しかしながら、現在までに提案されている上記
のような制振装置では、いずれも屋上等に充分な
設置スペースが必要となるので構造物の規模、面
積によつては適用できない場合があり、また、各
種の制御装置やセンサ等の多数の付属機器が必要
であつて装置が複雑かつ大掛かりとなり、コスト
の点で難があるものであつた。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、上記のような制振
装置を用いることなく構造物の振動を制御して有
効に抑制し得る手段を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この考案は、構造物の柱、梁間に設けられてこ
の構造物の壁を構成するとともに、この構造物の
振動を制御するための制振壁の構造であつて、こ
の構造物に加えられる外力の一部を負担し得るプ
レキヤストコンクリート製の壁体の下部を梁に対
して固定するとともに、その壁体の上部中央位置
に、ピストンおよびそのピストンの移動を制動す
る弾性部材を内蔵するシリンダを固定し、そのピ
ストンに、この壁体の上部に位置する梁に沿つて
延在する連結部材の一端を連結するとともに、そ
の連結部材の他端を前記梁の端部に固定すること
によつて、前記壁体の上部を前記梁に対してその
長さ方向に相対変位可能に、かつ弾性的に連結し
てなることを特徴としている。

「作用」 この考案の制振壁の構造は、従来においては
柱、梁間に固定的に設けられる耐震要素としての
プレキヤストコンクリート製の壁体の上部を、梁
に対して弾性的に連結することにより、その壁体
に外力の一部を負担させて耐震効果を発揮させる
とともに、制振効果も併せて発揮させるものであ
る。

すなわち、この構造では、構造物に外力が作用
したときには壁体の上部と梁とが相対的に変位す
るが、シリンダ内に内蔵された弾性部材の弾性力
によつてその変位が抑制され、この構造物への地
震時入力が低減する。

「実施例」 以下、この考案の一実施例を第１図ないし第９
図を参照して説明する。

第１図はこの実施例の構造が採用された建築物
の部分立面図であつて、図中符号１，２は互いに
隣り合つて立設されている柱、３はそれらの柱
１，２間に架け渡された梁、４はその梁３の上階
に位置している同様の梁である。これらの柱１，
２、梁３，４はいずれも鉄骨（この例ではＨ型
鋼）からなつている。

これらの柱１，２、梁３，４によつて囲まれた
空間内には、この建築物の壁を構成し、かつ外力
を負担する壁体５が取り付けられている。この壁
体５は、上記の空間より若干小さい寸法とされた
プレキヤストコンクリート製のものであつて、柱
１，２、梁３，４との間に若干の隙間が確保され
た状態で取り付けられている。なお、その隙間
は、図示しない内装材あるいは耐火被覆材により
塞がれるようになつている。

上記の壁体５には第１図に示すように下部両側
から上部中央にかけて鉄骨プレートからなるブレ
ース６，７が埋設されているとともに、それらの
ブレース６，７の上端同士を連結しているプレー
ト８の下部が埋設されており、そのプレート８の
上部は壁体５の上部中央位置に形成されている切
欠部９に露出している。そして、この壁体５は、
その下部が、梁３の上フランジ３ａにブレース
６，７の下端がそれぞれ溶接されることによつて
梁３に対して固定されているが、この壁体５の上
部は梁４に対して相対移動可能な状態で弾性的に
連結されている。

すなわち、上記のプレート８の上縁には、壁体
５の中央に位置してシリンダ１０が固定されてい
る。このシリンダ１０は、詳細を第２図ないし第
４図に示すように中空角筒状のものであつて、そ
の内部は隔壁１１によつて２分されており、その
隔壁１１の両側にはそれぞれこのシリンダ１０の
長さ方向に移動自在なピストン１２ａ，１２ｂが
配されており、それらのピストン１２ａ，１２ｂ
と隔壁１１との間にはそれぞれコイルバネ（弾性
部材）１３ａ，１３ｂが配され、それらのコイル
バネ１３ａ，１３ｂの両端にはそれぞれピストン
１２ａ，１２ｂと隔壁１１に固定されていて、こ
れらのコイルバネ１３ａ，１３ｂによつてピスト
ン１２ａ，１２ｂの移動が制動されるようになつ
ている。またピストン１２ａ，１２ｂ相互間には
粘性流体１４が封入されており、その粘性流体１
４はピストン１２ａ，１２ｂの移動に伴つて隔壁
１１に形成されている孔１５……を通して流通で
きるようになつている。

上記シリンダ１０内の各ピストン１２ａ，１２
ｂには連結部材１６ａ，１６ｂの基端がそれぞれ
溶接されて連結されている。これらの連結部材１
６ａ，１６ｂは第３図、第５図ないし第７図に示
すように断面Ｔ字状の長尺の鉄骨からなるもので
あつて、それぞれ梁４の下方において梁４に沿つ
て延びており、それらの先端部（第１図において
連結部材１６ａの左端、連結部材１６ｂの右端）
は柱１，２の近傍において固定プレート１７ａ，
１７ｂを介して梁４の下フランジ４ａに対してそ
れぞれ固定されている。また、連結部材１６ａ，
１６ｂの中間部分は、梁４の下フランジ４ａに形
成されている長穴１８を通してボルト１９，ナツ
ト２０により所定の間隔で梁４から支持されてい
る。

以上により、壁体５の上部は、その中央位置に
おいてシリンダ１０、コイルバネ１３ａ，１３
ｂ、ピストン１２ａ，１２ｂ、連結部材１６ａ，
１６ｂを介して梁４に対して弾性的にかつ相対移
動可能な状態で連結されている。そして、連結部
材１６ａ，１６ｂは、柱１，２、梁３，４に外力
が加えられた際には梁４とともに壁体５に対して
相対的に変位するとともに、これらの連結部材１
６ａ，１６ｂは梁４に対して相対的に伸縮できる
ようにもなつている。

上記のように壁体５の上部を梁４に対して弾性
的に連結することによつて、この構造では、耐震
効果と制振効果を同時に発揮できるものであり、
その作用を第８図を参照して説明する。

第８図イはこの建築物に外力が加わらない通常
時の状態を示しており、この状態では柱１，２は
鉛直となつていて壁体５は柱１，２、梁３，４と
の間に所定の隙間を有する状態となつている。

この状態から、第８図ロに示すように地震力あ
るいは風力等の水平外力が図において左から加え
られたとすると、梁３，４は層間変位を生じる。
そして、壁体５の下部は梁３に対して固定されて
いるので梁３と壁体５とは相対的に変位すること
はないが、壁体５の上部は梁４に弾性的に連結さ
れているので、梁４は壁体５に対して相対的に変
位することになり、梁４に一端が固定されている
連結部材１６ａ，１６ｂも梁４とともに壁体５に
対して相対的にそれぞれ変位する。すなわち、連
結部材１６ａはピストン１２ａをシリンダ１０の
内部に向かつて押し込むように移動し、また連結
部材１６ｂはピストン１２ｂをシリンダ１０の内
部から引き出すように移動する。

この際、ピストン１２ａはコイルバネ１３ａを
圧縮し、ピストン１２ｂはコイルバネ１３ｂを引
き伸ばすから、それらのコイルバネ１３ａ，１３
ｂの弾性力による反力を受けて連結部材１６ａは
縮み、連結部材１６ｂは伸びるが、同時にコイル
バネ１３ａ，１３ｂも弾性変形して伸縮するの
で、耐力壁を梁４に対して直接的にかつ固定的に
設ける従来一般の場合に比して剛性が適度に弱め
られ、この建築物への外力の入力が低減されるこ
とになる。また、シリンダ１０内に封入されてい
る粘性流体１４の粘性抵抗および孔１５……を流
通する際の流通抵抗によつてもピストン１２ａ，
１２ｂの移動が制動され、かつコイルバネ１３
ａ，１３ｂの振動が速やかに減衰させられ、した
がつて、外力によつてこの建築物に引き起こされ
る振動は有効に抑制され、かつ吸収されて、制振
効果が発揮されることになる。

そして、壁体５が剪断降伏する以前に連結部材
１６ａ，１６ｂが降伏するように設計することに
より、この構造においては降伏後も耐力を保持し
つつ大変形に追従させることが可能となり、充分
な耐震効果も発揮する。このことについてこの構
造の復元力特性を示す第９図を参照して説明す
る。第９図において破線は単に固定的に設けられ
た従来の耐力壁のＰ−δ曲線であり、実線は上記
構造のＰ−δ曲線である。図中のQy点はこの構
造における連結部材１６ａ，１６ｂの降伏点であ
る。この図から、従来の耐力壁では降伏後、早期
に破壊されてしまう（図中の×点）のに対し、こ
の構造ではバネ定数（すなわち剛性）が従来の耐
力壁の場合に比して適度に下げられ、かつ、降伏
後も大変形はするものの耐力は失わないというこ
とがわかる。

なお、上記実施例ではシリンダ１０内にコイル
バネ１３ａ，１３ｂを設けたが、コイルバネに代
えて皿バネあるいはその他の弾性部材を用いても
良い。複数の皿バネを重ねて用いた場合には、各
皿バネ間の摩擦による減衰効果が生じるため、粘
性流体１４は省略しても良い。

また、上記では１つのシリンダ１０の内部を隔
壁１１により２分して２つのピストン１２ａ，１
２ｂを配した構成としたが、シリンダ自体を２つ
に分割し、それぞれを各々別に壁体５に対して固
定するように構成しても良い。

「考案の効果」 以上で詳細に説明したように、この考案の制振
壁の構造は、壁体の上部を梁に対して弾性的に連
結した構成としたので、構造物への地震時入力が
低減され、また、振動が有効に抑制され、したが
つて、充分な耐震効果を発揮できるとともに併せ
て制振効果も発揮し得る。したがつて、従来の制
振装置を用いる場合のように格別の設置スペース
を必要とすることなく、また、コストもさほど増
大することなく、制振構造を容易に実現できる、
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図はこの考案の実施例を示す
図であつて、第１図はこの実施例の構造による建
築物の部分立面図、第２図は第１図の部の拡大
図、第３図は第２図の−線矢視図、第４図は
第２図の−線矢視図、第５図は第１図の部
の拡大図、第６図は第５図の−線矢視図、第
７図は第６図の−線矢視図、第８図はこの構
造の作用を説明するための図であつて、このうち
イは通常時の状態、同ロは外力が加えられた状態
をそれぞれ示す図、第９図はこの構造の復元力特
性を示す図である。 １，２……柱、３，４……梁、５……壁体、１
０……シリンダ、１２ａ，１２ｂ……ピストン、
１３ａ，１３ｂ……コイルバネ（弾性部材）、１
６ａ，１６ｂ……連結部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 構造物の柱、梁間に設けられてこの構造物の壁
   を構成するとともに、この構造物の振動を制御す
   るための制振壁の構造であつて、この構造物に加
   えられる外力の一部を負担し得るプレキヤストコ
   ンクリート製の壁体の下部を梁に対して固定する
   とともに、その壁体の上部中央位置に、ピストン
   およびそのピストンの移動を制動する弾性部材を
   内蔵するシリンダを固定し、そのピストンに、こ
   の壁体の上部に位置する梁に沿つて延在する連結
   部材の一端を連結するとともに、その連結部材の
   他端を前記梁の端部に固定することによつて、前
   記壁体の上部を前記梁に対してその長さ方向に相
   対変位可能に、かつ弾性的に連結してなることを
   特徴とする制振壁の構造。