JPH0425500Y2 - - 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課題」 周知のように、構造物を大地震に対して耐え得
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、地震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
に大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、柔構造の構造物では、大地震には
耐えられるものの、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、強
風や中小地震に対して敏感に反応して比較的容易
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。

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、強風や中小地震に
対しては充分な剛性で対処して振動を抑制し得る
とともに、大地震に対しては剛性を下げて構造物
への入力を低減し得る有効な制振壁の構造を提供
することにある。

「課題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、平
板状の鋼板と、その鋼板の両面に相対変位可能な
状態で取り付けられてその鋼板を覆うプレキヤス
トコンクリート版とから構成されてなる壁体を、
前記鋼板の上部および下部をそれぞれ前記梁に対
して固定することによつて前記柱、梁間に取り付
けてなり、前記鋼板には、上下方向に沿う互いに
平行な複数のスリツトを設けることによつて、そ
れらスリツト相互間および鋼板の側縁部にそれぞ
れ帯状部を形成し、かつ、それら帯状部のうちの
少なくとも一部のものの幅寸法を他の帯状部の幅
寸法と異なるものとしたことを特徴としている。

「作用」 この考案の制振壁の構造では、強風時や中小地
震等における比較的小さな外力に対しては、壁体
を構成している鋼板がその剛性によつて抵抗して
振動を抑制するとともに、鋼板にはスリツトが形
成されているので大地震時の大きな外力に対して
は鋼板を降伏して構造物への入力を低減する。

そして、鋼板にはスリツトによつて幅寸法の異
なる帯状部が形成されているので、鋼板が大きな
外力を受けたときにはそれらの帯状部が同時に降
伏することなく順次降伏していき、したがつて、
帯状部の幅寸法が全て等しい場合に比して鋼板の
初期剛性は高められ、しかも、鋼板の剛性は変形
が進むに伴つて徐々に低減していくような挙動を
呈する。

「実施例」 以下、この考案の実施例を説明するが、それに
先立ち、まず、この考案の基本となつた制振壁の
構造について第５図ないし第９図を参照して説明
する。

第５図はその構造の制振壁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は柱、
３，４は梁、５はそれらの柱１，２、梁３，４に
よつて囲まれた空間内に取り付けられてこの建築
物の壁を構成する壁体５である。この壁体５は、
鋼板６と、その鋼板６の表裏両面に取り付けられ
た２枚のプレキヤストコンクリート版（以下では
PC版と記す）７，７から構成されたものである。

上記の鋼板６は、柱１，２、梁３，４間の空間
より若干小さい寸法の平板状のものであつて、上
下方向に沿う互いに平行な複数（10本）のスリツ
ト８……が等間隔で切り込まれて形成されてい
て、それらスリツト８……の相互間および鋼板６
の両側縁部にいずれも幅寸法ｂが等しい11枚の帯
状部９……が形成されたものとなつている。そし
てこの鋼板６は、その上部、下部がそれぞれ固定
プレート１０……を介して梁３，４に対して溶接
されて固定されている。

上記の鋼板６の両面には第６図に示すようにそ
れぞれ上記のPC版７，７が取り付けられていて、
これらのPC版７，７により鋼板６の両面は全面
にわたつて覆われている。これらのPC版７，７
は、鋼板６の面外への座屈を防止するとともに、
鋼板６に対する耐火被覆となるものである。これ
らのPC版７，７の鋼板６に対する取り付けは、
鋼板６の上縁部、下縁部にそれぞれ設けられてい
る横長の長孔１１……、および鋼板６の高さ方向
中央位置に設けられている孔１２……にそれぞれ
ボルト１３……を挿通させることによつて行われ
ている。これにより、鋼板６とPC版７，７とは
相対的に変位可能となつていて、後述するように
壁体５が水平力を受けて鋼板６が変形した際にも
PC版７，７には外力が加わることがなく、PC版
７，７が変形したり破壊されることがないように
されている。

上記構造の制振壁にあつては、梁２または梁４
に対して水平外力が加えられてそれらが相対的に
変位したときには、鋼板６はたとえば第７図に示
すように変形することになるが、その際の鋼板６
の挙動は次のようなものとなる。すなわち、第８
図に模式的に示すように外力Ｐに対する帯状部９
の変位量（すなわち鋼板６の変形量）をδとする
と、外力Ｐと変位量δとの関係を表すＰ−δ曲線
（応力−歪曲線）は第９図に示すようなものとな
り、この第９図から明らかなように、外力Ｐが所
定の大きさに達するまでは鋼板６は一定の剛性を
発揮しつつ弾性的に変形していつてその変位量δ
は漸次増大していくが、それ以上の外力に対して
は鋼板６は降伏してしまい、もはや耐力を発揮で
きないことになる。

したがつて、上記のように壁体によれば、建築
物に中小地震や風等の比較的小さな外力が加えら
れたときには、鋼板６の初期剛性によつて外力に
対して充分に抵抗し、もつて建築物の振動を抑制
し得るとともに、大地震等の極めて大きな外力が
加えられたときには、鋼板は降伏してその剛性が
低下するようになつている。

以上でこの考案の基本となつた制振壁の構造に
ついて説明したが、次に、第１図および第２図を
参照してこの考案の第１実施例を、第３図および
第４図を参照して第２実施例を説明する。なお、
これらの第１実施例、第２実施例は、いずれも上
記で説明した壁体における鋼板に形成されている
スリツトの本数およびそれらの間隔を設定するこ
とにより、鋼板の外力に対する剛性を調節するよ
うにしたものであつて、その他の構成は上記のも
のと同一であるので、第１図には第１実施例にお
ける鋼板２０のみを、第３図には第２実施例にお
ける鋼板３０のみを図示し、説明を簡略化する。
また、第１図、第３図中の破線は、鋼板２０，３
０が外力Ｐによつて変形した状態を示している。

まず、第１実施例における鋼板２０には、第１
図に示すように８本のスリツト２１……が等間隔
で形成されていて、それらスリツト相互間に幅寸
法が等しい７枚の第１の帯状部２２……が形成さ
れているとともに、鋼板２０の両側縁部にはそれ
ら第１の帯状部２２よりは幅広の２枚の第２の帯
状部２３，２３がそれぞれ形成されている。第１
の帯状部２１の幅寸法b₁は、上記の鋼板６におけ
る帯状部９の幅寸法ｂと同等であるが、第２の帯
状部２３の幅寸法b₂は第１の帯状部２２の幅寸法
b₁の２倍程度とされている。

このように、幅寸法の異なる２種類の帯状部２
２，２３が形成されていることによつて、この鋼
板２０に加えられる外力Ｐと鋼板２０の変位量δ
との関係を表すＰ−δ曲線は第２図に示すように
なる。第２図において破線は両側部に位置してい
る幅広の第２の帯状部２３のみのＰ−δ曲線、一
点鎖線は内側に位置している第１の帯状部２２の
みのＰ−δ曲線を示し、太実線はそれらの総和と
しての鋼板２０全体のＰ−δ曲線を示している。
また、細実線は、第９図のＰ−δ曲線（帯状部９
の幅寸法が全て等しい場合のＰ−δ曲線）を比較
のために示したものである。

この第２図から明らかなように、鋼板２０に外
力Ｐが加えられたときには、まず幅広の第２の帯
状部２３が降伏し、次いで、第１の帯状部２２が
降伏することになり、したがつて、この鋼板２０
全体の初期剛性は帯状部の幅が全て等しい場合に
比して大きくなり、かつ、鋼板２０の剛性は変形
が進むに従つて２段階にわたつて低下していくこ
とになり、この結果、強風時や中小地震時におけ
る振動抑制効果がより一層高められることにな
る。しかも、鋼板２０全体が最終的に降伏してし
まう時点の外力の大きさは上記の場合と同等であ
り、したがつて、大地震時における大きな外力を
受けた場合には、上記の場合と同様に建築物への
入力を有効に低減させることができるものとなつ
ている。

以上で第１実施例を説明したが、次に第２実施
例を説明する。この第２実施例における鋼板３０
は、第３図に示すように中央部を除いて４本ずつ
合計８本のスリツト３１……が形成されていて、
それらスリツト相互間に幅寸法b₃が等しくされた
６枚の第１の帯状部３２……が、また、鋼板３０
の両側部にそれら第１の帯状部３２よりは幅広
（幅寸法b₄）の２枚の第２の帯状部３３，３３が、
さらに、鋼板３０の中央部には第２の帯状部３３
よりさらに幅広（幅寸法b₅）の第３の帯状部３４
がそれぞれ形成されたものとされている。

このように、幅寸法の異なる３種類の帯状部３
２，３３，３４が形成されていることによつて、
この鋼板３０のＰ−δ曲線は第４図に示すように
なる。第４図において破線は鋼板中央部の最も幅
の広い第３の帯状部３４のＰ−δ曲線、一点鎖線
は両側部に位置している第２の帯状部３３のみの
Ｐ−δ曲線、二点鎖線は第１の帯状部３２のみの
Ｐ−δ曲線を示し、太実線はそれらの総和として
の鋼板３０全体のＰ−δ曲線を示している。ま
た、２本の細実線は、第９図のＰ−δ曲線（帯状
部の幅寸法が全て等しい場合のＰ−δ曲線）、お
よび第１実施例の鋼板２０全体のＰ−δ曲線を比
較のために示したものである。

この第４図から明らかなように、この第２実施
例においても第１実施例の場合と同様に、鋼板３
０に外力Ｐが加えられたときには、まが最も幅広
の第３の帯状部３４、次いで第２の帯状部３３、
次いで第１の帯状部３２の順に順次降伏してい
き、したがつて、鋼板３０全体の剛性は鋼板３０
の変形が進むに従つて３段階にわたつて低下して
いくことになる。この結果、強風時や中小地震時
における振動抑制効果が第１実施例の場合よりさ
らに高められる。また、この第２実施例において
も、鋼板３０全体が最終的に降伏する時点の外力
の大きさは、スリツトを等間隔で設けた場合や第
１実施例の場合と同等であり、大地震時における
大きな外力を受けた場合には建築物への入力を有
効に低減させることができるものとなつている。

以上で説明したように、上記第１、第２実施例
の構造の制振壁は、鋼板にスリツトを設けたこと
によつて、強風時や中小地震時における振動抑制
効果と、大地震時における入力低減効果の双方を
同時に得ることができ、しかも、スリツトの数や
それらの間隔を設定して幅の異なる帯状部を設け
られていることによつて、帯状部の幅寸法が全て
等しい場合に比して上記の効果がより一層高めら
れたものとなつている。

なお、この考案は上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば、帯状部の幅寸法をさらに多
種類としたり、帯状部の幅寸法を全て異なるよう
にする等、設計条件に応じて適宜変更して良いこ
とは勿論である。

また、上記実施例においては、鋼板を切り込む
ことによつてスリツトを形成したが、複数の帯板
状鋼板を若干の隙間をあけて並べてそれらの上
部、下部のみを溶接することで、それら帯板状鋼
板相互間にスリツトを形成することも可能であ
る。

「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、鋼板にスリツトを設けてそれらの相
互間および鋼板側部に帯状部を設けたので、強風
時や中小地震時における比較的小さな外力に対し
ては鋼板の剛性によつて充分な振動抑制効果が得
られるとともに、大地震時における大きな外力に
対しては鋼板が降伏して入力低減効果を得ること
ができ、しかも、幅寸法の異なる帯状部を設けた
ことによつて帯状部の幅寸法が全て同一である場
合に比して上記の効果をより一層高めることがで
きる、という利点があり、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの考案の実施例を示す
図である。第１図および第２図は第１実施例を示
すもので、第１図は第１実施例における鋼板の正
面図、第２図はこの鋼板に加えられる外力と変位
量の関係を表す図である。第３図および第４図は
第２実施例を示すもので、第３図は第２実施例に
おける鋼板の正面図、第４図はこの鋼板に加えら
れる外力と変位量との関係を表す図である。第５
図ないし第９図はこの考案の基本となる制振壁の
構造を示すもので、第５図は壁体の概略構成を示
す正面図、第６図はその側断面図、第７図はこの
壁体における鋼板が変形した状態を示す正面図、
第８図は鋼板の変形を模式的に表した図、第９図
は鋼板に加えられる外力との変位量との関係を表
す図である。 １，２……柱、３，４……梁、５……壁体、７
……プレキヤストコンクリート版（PC版）、２０
……鋼板、２１……スリツト、２２，２３……帯
状部、b₁，b₂……帯状部の幅寸法、３０……鋼
板、３１……スリツト、３２，３３，３４……帯
状部、b₃，b₄，b₅……帯状部の幅寸法。

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、平板状の鋼板
   と、その鋼板の両面に相対変位可能な状態で取り
   付けられてその鋼板を覆うプレキヤストコンクリ
   ート版とから構成されてなる壁体を、前記鋼板の
   上部および下部をそれぞれ前記梁に対して固定す
   ることによつて前記柱、梁間に取り付けてなり、
   前記鋼板には、上下方向に沿う互いに平行な複数
   のスリツトを設けることによつて、それらスリツ
   ト相互間および鋼板の側縁部にそれぞれ帯状部を
   形成し、かつ、それら帯状部のうちの少なくとも
   一部のものの幅寸法を他の帯状部の幅寸法と異な
   るものとしたことを特徴とする制振壁の構造。