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公開番号2024172930
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023090997
出願日2023-06-01
発明の名称制振装置
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類E04H 9/02 20060101AFI20241205BHJP(建築物)
要約【課題】ギャップを有しつつ、設置スペースを縮小できるとともに設置コストを抑えることができる制振装置を提供する。
【解決手段】第1取付部3は、芯材21の第1端部21aを柱12(第1構造体)に取り付け、芯材21と柱12との軸線方向の相対変位を拘束する。第2取付部4は、芯材21の第2端部21bをシアリンクブレース14(第2構造体)に取り付け、芯材21とシアリンクブレース14とが互いに離れる引張方向の第1ギャップ量および互いに近づく圧縮方向の第2ギャップ量の相対変位を許容するギャップを有する。柱12とシアリンクブレース14とが引張方向に相対変位し、芯材21とシアリンクブレース14との相対変位量が第1ギャップ量を超えると芯材21に引張力が作用し、柱12とシアリンクブレース14とが圧縮方向に相対変位し、芯材21とシアリンクブレース14との相対変位量が第2ギャップ量を超えると芯材21に圧縮力が作用する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
相対変位可能な第１構造体と第２構造体との間に設けられ、
前記第１構造体と前記第２構造体との相対変位を抑制するダンパー本体部と、
前記ダンパー本体部を前記第１構造体に取り付ける第１取付部と、
前記ダンパー本体部を前記第２構造体に取り付ける第２取付部と、を有し、
前記ダンパー本体部は、
鋼製の芯材と、
前記芯材が同軸に挿入され、前記芯材の座屈を拘束する鋼管と、を有し、
前記芯材の軸線方向の一方側の第１端部は、前記鋼管の軸線方向の一方側の第１端部と固定され、
前記芯材の軸線方向の他方側の第２端部は、前記鋼管の軸線方向の他方側の第２端部から突出し、
前記第１取付部は、
前記芯材の第１端部を前記第１構造体に取り付け、前記芯材と前記第１構造体との軸線方向の相対変位を拘束し、
前記第２取付部は、
前記芯材の第２端部を前記第２構造体に取り付け、前記芯材と前記第２構造体とが軸線方向における互いに離れる引張方向の第１ギャップ量、および互いに近づく圧縮方向の第２ギャップ量の相対変位を許容するギャップを有し、
前記第１構造体と前記第２構造体とが引張方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第１ギャップ量を超えると、前記芯材に引張力が作用し、
前記第１構造体と前記第２構造体とが圧縮方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第２ギャップ量を超えると、前記芯材に圧縮力が作用する制振装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第２取付部は、前記第２構造体に固定され前記芯材の第２端部側が挿入される作用部材と、
前記芯材に固定され、前記作用部材よりも前記芯材の第２端部側に前記第１ギャップ量の間隔をあけて配置される引張接触部材と、
前記芯材に固定され、前記作用部材よりも前記芯材の第１端部側に前記第２ギャップ量の間隔をあけて配置される圧縮接触部材と、を有し、
前記第１構造体と前記第２構造体とが引張方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第１ギャップ量を超えると、前記作用部材が前記引張接触部材に接触して前記芯材に引張力が作用し、
前記第１構造体と前記第２構造体とが圧縮方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第２ギャップ量を超えると、前記作用部材が前記圧縮接触部材に接触して前記芯材に圧縮力が作用する請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記引張接触部材および前記作用部材の少なくとも一方には、他方と接触する面に緩衝材が設けられ、
前記圧縮接触部材および前記作用部材の少なくとも一方には、他方と接触する面に緩衝材が設けられている請求項２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記第１ギャップ量と前記第２ギャップ量とは、等しく設定されている請求項１から３のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項５】
前記第１構造体は、建物の層間に設けられた柱とブレースのいずれか一方であり、
前記第２構造体は、前記柱と前記ブレースの他方であり、
前記第１ギャップ量および前記第２ギャップ量は、層間の１／２００以上１／８０以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項６】
前記鋼管の弾性座屈耐力は、前記芯材の圧縮降伏荷重よりも大きい請求項１から３のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項７】
初期状態において前記芯材の外周面と、前記鋼管の内周面との接触を防止する接触防止部材を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の制振装置。
【請求項８】
前記接触防止部材は、前記鋼管の内周面から突出し、
初期状態では前記接触防止部材の先端部と前記芯材の外周面との間に隙間が設けられている請求項７に記載の制振装置。
【請求項９】
前記接触防止部材の先端部と前記芯材の外周面との隙間は、１ｍｍ以上、かつ前記芯材の直径と前記鋼管の内径との差の１／２以下である請求項８に記載の制振装置。
【請求項１０】
前記第１構造体は、免震層の下方の下部構造体および前記免震層の上方の上部構造体のいずれか一方であり、
前記第２構造体は、前記下部構造体および前記上部構造体の他方であり、
前記第１取付部は、前記芯材の第１端部を前記第１構造体にピン接合し、
前記第２取付部は、前記芯材の第２端部を前記第２構造体にピン接合している請求項１から３のいずれか一項に記載の制振装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
地震時の建物の変形を抑制することを目的として、建物に鉄骨ブレースや制震ダンパーなどを設けることがある。極大地震に対応するためには、より多くの鉄骨ブレースや制震ダンパーなどを建物に設ける必要がある。一方で、鉄骨ブレースや制震ダンパーなどの耐震要素を増やしすぎると建物が短周期化するため、中小地震に対してはかえって応答加速度を増大させることになる。
これに対し、鉄骨ブレースや鋼材ダンパーに所定の大きさの変位を許容するギャップを設け、中小地震によって生じるような所定値以下の変位では作用せず、極大地震によって生じるような所定値を超える変位に対してのみ作用するようにした制振装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、免震建物に免震層の過大変形を抑制するフェールセーフとして設けられる制振装置においても、ギャップを設け、中小地震によって生じるような所定値以下の免震層の変形に対しては作用せず、極大地震や風荷重によって生じるような所定値を超える免震層の変形に対しては作用する制振装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上記のようなギャップを設けた制振装置には、例えば、テンションロッドやタイロッドなどと呼ばれる芯材が引張力にのみ作用してエネルギーを吸収するディティールの鋼材ダンパーが使用される。このような鋼材ダンパーを使用することによって、高耐力かつコンパクトさらにローコストの制振装置を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１８０５４７号公報
特開２０２２－１２３４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鋼材ダンパーなどの引張力にのみ作用する、すなわち１方向にしか作用しないディティールの制振装置を採用する場合、１方向に対して対称なるように対に設置する必要がある。このため、制振装置の設置台数が多くなり、設置スペースが広くなるとともに設置コストが嵩むという問題がある。
さらに、芯材が引張降伏して塑性変形すると残留変形が生じ、繰り返し作用した状況に応じてギャップ量が徐々に大きくなり、エネルギー吸収性能が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ギャップを有しつつ、設置スペースを縮小できるとともに設置コストを抑えることができる制振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る制振装置は、相対変位可能な第１構造体と第２構造体との間に設けられ、前記第１構造体と前記第２構造体との相対変位を抑制するダンパー本体部と、前記ダンパー本体部を前記第１構造体に取り付ける第１取付部と、前記ダンパー本体部を前記第２構造体に取り付ける第２取付部と、を有し、前記ダンパー本体部は、鋼製の芯材と、前記芯材が同軸に挿入され、前記芯材の座屈を拘束する鋼管と、を有し、前記芯材の軸線方向の一方側の第１端部は、前記鋼管の軸線方向の一方側の第１端部と固定され、前記芯材の軸線方向の他方側の第２端部は、前記鋼管の軸線方向の他方側の第２端部から突出し、前記第１取付部は、前記芯材の第１端部を前記第１構造体に取り付け、前記芯材と前記第１構造体との軸線方向の相対変位を拘束し、前記第２取付部は、前記芯材の第２端部を前記第２構造体に取り付け、前記芯材と前記第２構造体とが軸線方向における互いに離れる引張方向の第１ギャップ量、および互いに近づく圧縮方向の第２ギャップ量の相対変位を許容するギャップを有し、前記第１構造体と前記第２構造体とが引張方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第１ギャップ量を超えると、前記芯材に引張力が作用し、前記第１構造体と前記第２構造体とが圧縮方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第２ギャップ量を超えると、前記芯材に圧縮力が作用する。
【０００９】
本発明では、芯材が座屈を拘束する鋼管に挿入されているため、芯材が引張力のみでなく圧縮力に対しても作用する。制振装置は、引張方向の第１ギャップ量および圧縮方向の第２ギャップ量の相対変位を許容するギャップを有するため、引張方向および圧縮方向のいずれの方向の振動に対しても、ギャップ量を超えた場合に作用する構成にすることができる。これにより、制振装置は、第１ギャップ量および第２ギャップ量を調整することによって、中小地震に対しては作用せず、極大地震に対して作用する構成にすることができる。
制振装置は、１台で引張方向および圧縮方向の両方向の変位に対して作用するため、引張力のみに作用する制振装置を圧縮方向および引張方向それぞれに対して設置する場合と比べて、設置台数を半分にできる。このため、制振装置の設置スペースを縮小できるとともに、設置や管理にかかるコストを削減できる。
ギャップが第２構造体に取り付けられた第２取付部に設けられていることにより、ギャップ量を超える変形が生じた場合に、第２取付部から芯材に直接荷重が伝達する形態にできるため、制振装置を簡便な構造、かつ納まりをコンパクトにできる。
【００１０】
また、本発明に係る制振装置では、前記第２取付部は、前記第２構造体に固定され前記芯材の第２端部側が挿入される作用部材と、前記芯材に固定され、前記作用部材よりも前記芯材の第２端部側に前記第１ギャップ量の間隔をあけて配置される引張接触部材と、前記芯材に固定され、前記作用部材よりも前記芯材の第１端部側に前記第２ギャップ量の間隔をあけて配置される圧縮接触部材と、を有し、前記第１構造体と前記第２構造体とが引張方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第１ギャップ量を超えると、前記作用部材が前記引張接触部材に接触して前記芯材に引張力が作用し、前記第１構造体と前記第２構造体とが圧縮方向に相対変位して、前記芯材と前記第２構造体との相対変位量が前記第２ギャップ量を超えると、前記作用部材が前記圧縮接触部材に接触して前記芯材に圧縮力が作用するようにしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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