JP7656296B2 - 制振装置及びこれを用いた建物の制振構造 - Google Patents

Description

本発明は、建物用の制振装置及びこれを用いた建物の制振構造に関し、特に、施工が容易であり、建物の制振を行うことができる、制振装置及びこれを用いた建物の制振構造に関するものである。

近年、貨物輸送用のコンテナを倉庫や店舗、住居等の建物として利用することが広く行われている。
コンテナを建物として利用する際は、利用する場所に置いて、用途に合わせて改良を行うだけであり、新築の建物に比べて低コストで済むだけでなく、コンテナを置く場所があれば良いため、鉄道高架下などの空きスペースを有効に利用することができる。

実用新案登録第３１９３７１０号

ただし、コンテナハウスを鉄道高架下などに設置した場合には、交通振動の影響を受けることが考えられる。
木造住宅向けには特許文献１に記載されているような制振ダンパーが知られている。
しかし、特許文献１の制振ダンパーは一般住宅の架構に設けるものであり、コンテナハウスに適用することはできない。

本発明は、コンテナハウス等の建物の制振を行うことができる、制振装置及びこれを用いた建物の制振構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の制振装置は、建物下部のコンクリート基礎に固定する固定部材と、前記建物の躯体に固定する建物固定部材と、を含み、前記固定部材は、前記コンクリート基礎の上面に固定する基礎固定プレートと、前記基礎固定プレートから前記躯体の表面と略平行に立設する前面プレートと、を有し、前記建物固定部材は、前記躯体の表面と略平行に配置する背面プレートと、前記背面プレートの幅方向の両端から前記躯体の表面方向に立設する２枚の立設部と、前記立設部の端辺から前記躯体の幅方向の外側に向けて折曲して立設し、前記躯体の表面に当接する建物固定部と、を有し、前記固定部材の前記前面プレートの背面には、中間プレートを当接し、粘弾性体を介して前記中間プレートと前記建物固定部材の前記背面プレートとを接着する。
前記固定部材は、背面ボルト用開口部を有し、前記中間プレートは、長孔である背面用中間ボルト孔を有し、前記建物固定部材は、背面ボルト孔を有し、前記背面ボルト用開口部と前記背面用中間ボルト孔と前記背面ボルト孔に挿通する背面ボルトに背面ナットを螺合して、前記中間プレートと前記建物固定部材との間隔を規定してもよい。
また、本発明の制振装置は、建物下部のコンクリート基礎に固定する固定部材と、前記建物の躯体に固定する建物固定部材と、を含み、前記固定部材は、前記コンクリート基礎の上面に固定する基礎固定プレートと、前記基礎固定プレートに対して前記躯体の表面と略平行に立設する前面プレートと、を有し、前記建物固定部材は平板状であり、前記固定部材の前記前面プレートの背面には、中間プレートを当接し、粘弾性体を介して前記中間プレートと前記建物固定部材とを接着する。
前記固定部材は、長孔である前面ボルト孔を有し、前記中間プレートは、長孔である中間ボルト孔を有し、前記前面ボルト孔と前記中間ボルト孔のうち、いずれか一方は横方向の長孔であり、他方は縦方向の長孔であってもよい。
前記前面ボルト孔と前記中間ボルト孔に挿通するボルトにナットを螺合して、前記固定部材と前記中間プレートとを一体としてもよい。
前記固定部材は、前記基礎固定プレートと、前記前面プレートと、を分割して構成し、前記前面プレートは、両側辺から前記基礎固定プレート側に略垂直に立設する側壁を有し、前記基礎固定プレートは、両側辺から立設する側板を有し、前記前面プレートは、前記基礎固定プレートの両側壁間に嵌合可能であり、前記側壁は、側壁ボルト孔を有し、前記側板は、側板ボルト孔を有し、前記側壁ボルト孔と前記側板ボルト孔に挿通する底部ボルトに底部ナットを螺合して、前記基礎固定プレートと前記前面プレートを一体としてもよい。

また、上記目的を達成するためになされた本発明の建物の制振構造は、前記コンクリート基礎の上面と、前記躯体の底板との間に設ける下制振部材と、前記躯体の底板の上部と、前記コンクリート基礎から立設するアンカーボルトに挿通したアンカープレートとの間に設ける上制振部材と、を有する。
前記下制振部材の周囲を保護材により包囲してもよい。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）粘弾性体が変形し、制振部材とともに建物の制振を行うことができる。
（２）前面ボルト孔と中間ボルト孔は縦方向の長孔と横方向の長孔の組み合わせであるため、ボルトの前面ボルト孔と中間ボルト孔内での位置を調整することで、固定部材を傾いた状態でコンクリート基礎の上面に固定できる。
（３）建物固定部材は立設部を有するため、例えばコンテナハウスのダイヤフラムに干渉しない位置に中間プレートと固定部材を配置することができる。

本発明の建物の制振構造の斜視図 本発明の制振装置の分解斜視図 本発明の建物の制振構造の柱材の下部の説明図 本発明の建物の制振構造の断面図 本発明の建物の制振構造の説明図（１） 本発明の建物の制振構造の説明図（２） 実施例２に係る本発明の建物の制振構造の斜視図 実施例２に係る本発明の制振装置の分解斜視図 実施例２に係る本発明の制振装置の説明図 実施例３に係る本発明の制振装置の分解斜視図 実施例３に係る本発明の制振装置の説明図 実施例４に係る固定部材の斜視図 実施例４に係る固定部材の断面図

図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。なお、本説明における前後、縦横、上下等の方向に関する表現は建物の柱材を基準として定義し、前方とは柱材の表面に直交して離れる方向、縦方向は柱材の高さ方向、横方向は前方向及び縦方向に直交する方向をそれぞれ意味する。

［実施例１］
＜１＞制振装置の概要
本発明の制振装置１は、コンクリート基礎２の上面とコンテナハウスの柱材３の表面に連結して配置する部材である（図１）。
制振装置１は、コンクリート基礎２に固定する固定部材４、固定部材４の背面に設ける中間プレート５、柱材３の表面に固定する建物固定部材６、及び中間プレート５と建物固定部材６の両面に接着する粘弾性体７からなる（図２）。
本実施例においては、制振装置１はコンテナハウスの矩形の柱材３の一面に設けたが、複数面に設けてもよい。

＜２＞固定部材
固定部材４は、コンクリート基礎２の上面に固定する基礎固定プレート４１と、基礎固定プレート４１の後方の端部から柱材３の表面と略平行に立設する前面プレート４２と、からなる側面視略Ｌ字状の鋼製の部材である。
前面プレート４２には、柱材３の開口部３１に対応する位置に、前面開口部４２２を設けてもよい。
前面プレート４２は、その両側辺から基礎固定プレート４１側に略垂直に立設した側壁４３を有する。側壁４３の下端は、基礎固定プレート４１の上面に溶接により固定する。
固定部材４は基礎固定プレート４１を貫通するあと施工アンカー４４により、コンクリート基礎２に固定する。

＜３＞中間プレート
中間プレート５は、固定部材４の前面プレート４２の背面に設ける鋼板である。
中間プレート５の背面には、粘弾性体７を接着する。

＜４＞中間プレートの配置
中間プレート５は粘弾性体７により建物固定部材６に接着されており、粘弾性体７の弾性の範囲内で、建物固定部材６の背面プレート６１と平行方向に移動可能である。
中間プレート５は、上下端付近に中間ボルト孔５１を有する。中間ボルト孔５１は、縦方向の長孔である。
また、固定部材４の前面プレート４２は、中間ボルト孔５１と対応する位置に前面ボルト孔４２１を有する。前面ボルト孔４２１は、横方向の長孔である。
中間プレート５は、前面ボルト孔４２１と中間ボルト孔５１に挿通するボルト５２にナット５３を螺合して、固定部材４１の前面プレート４２の背面に配置する。
中間プレート５は、建物固定部材６及び粘弾性体７を介して柱材３に固定する。一方、固定部材４はコンクリート基礎２に固定するが、コンクリート基礎２の上面に不陸がある場合には、柱材３に対して斜めに傾いてしまう場合がある。このとき、前面ボルト孔４２１と中間ボルト孔５１は縦方向の長孔と横方向の長孔の組み合わせであるため、ナット５３を緩めてボルト５２の前面ボルト孔４２１と中間ボルト孔５１内での位置を調整することで、固定部材４を傾いた状態でコンクリート基礎２の上面に固定できる。
本実施例においては、前面ボルト孔４２１を縦方向の長孔とし、中間ボルト孔５１を横方向の長孔としたが、前面ボルト孔４２１と横方向の長孔とし、中間ボルト孔５１を縦方向の長孔としてもよい。

＜５＞建物固定部材
建物固定部材６は、柱材３の表面と略平行の背面プレート６１、背面プレート６１の幅方向の両端から柱材３の方向に立設する２枚の立設部６２、及び立設部６２の端辺から柱材３の幅方向の外側に折曲して立設する建物固定部６３からなる鋼製の部材である。
建物固定部材６は、建物固定部６３の背面を柱材３の表面に当接し、ビス等（図示せず）により固定する。
建物固定部材６は、背面プレート６１が立設部６２の立設高さ分だけ建物固定部６３から離れている。この立設高さをコンテナハウスのダイヤフラム３２の高さよりも高くすることで、ダイヤフラム３２に干渉しない位置に中間プレート５及び固定部材４を配置することができる。立設部６２及び固定部６３は、ダイヤフラム３２の上下に分割して設けてもよい。
建物固定部材６の背面プレート６１の前面には、粘弾性体７を接着する。

＜６＞粘弾性体
粘弾性体７は高減衰ゴム、アクリルゴム等からなる。
粘弾性体７は、一方の面を中間プレート５の背面に接着し、他方の面を建物固定部材６の背面プレート６１の前面に接着して、固定部材４、中間プレート５、及び建物固定部材６が一体となり、制振装置１となる。
粘弾性体７の両面に中間プレート５と建物固定部材６を接着することにより、粘弾性体７は、中間プレート５と建物固定部材６の相対的な変位に合わせて変形し、制振を行う。

＜７＞制振装置を用いたコンテナハウスの制振構造
次に、上述の制振装置１を用いたコンテナハウスの制振構造について説明する。

＜７．１＞柱材下部の構成
柱材３の下部には、コンクリート基礎２に埋設するアンカーボルト９１を設ける。
コンクリート基礎２の上面には、ウレタンや樹脂等からなる所定の厚さの下制振部材８ａを配置する（図３）。
下制振部材８ａの上面には柱材３の底板となるベースプレート３３が位置する。
ベースプレート３３の上面には鋼製の下アンカープレート９２ａ、上アンカープレート９２ｂで挟持した、下制振部材８ａと同様にウレタンや樹脂等からなる所定の厚さの上制振部材８ｂを配置する。
コンクリート基礎２から立設するアンカーボルト９１は、下制振部材８ａ、ベースプレート３３の開口３３１、下アンカープレート９２ａ、上制振部材８ｂ、上アンカープレート９２ｂを貫通し、上部からアンカーナット９３を螺合することで、コンクリート基礎２上に下制振部材８ａと柱材３を固定する（図４）。
下制振部材８ａはウレタンや樹脂等からなるため、コンテナハウスの自重により圧縮される。このため、コンテナハウスの自重による圧縮量を計算して、下制振部材８ａの厚さを決定する。
下制振部材８ａはウレタンや樹脂等からなるため、防火、防水対策として鋼製の保護材８１により周囲を包囲して保護してもよい。保護材８１は柱材３のベースプレート３３が内部に収まる大きさとする。
なお、本実施例においては、下制振部材８ａを柱材３の直下に設け、上制振部材８ｂを柱材３の内部に設けたが、底板が柱材３から外部に突出している場合には、突出した底板の上下に下制振部材８ａ、上制振部材８ｂを設けてもよい。

＜７．２＞制振構造の作用
（ｉ）下方向への変位（図５）
コンテナハウスに振動が作用すると、下制振部材８ａが圧縮されて、柱材３が沈み込み、柱材３に固定された建物固定部材６が下方に変位する。
一方、コンクリート基礎２に固定された固定部材４とその背面の中間プレート５は変位しない。
よって、振動により柱材３が沈み込むと、中間プレート５と建物固定部材６の相対的な変位が生じるため、粘弾性体７が変形し、下制振部材８ａとともに制振を行う。特に固定部材４は鋼製であり、側壁４３の下端を基礎固定プレート４１の上面に溶接固定しているため強固なため、柱材３の沈み込み量が小さい場合でもその相対的な変位が粘弾性体７の変形に反映される。

また、経時変化によって下制振部材８ａが圧縮されて柱材３が沈み込み、粘弾性体７が変形したままの状態となる場合がある。
このとき、ナット５３を緩めることで、ボルト５２が縦方向の長孔である中間ボルト孔５１内で移動し、中間プレート５の建物固定部材６に対する位置を当初の位置に戻すことができる。

（ｉｉ）上方向への変位（図６）
コンテナハウスに振動が作用すると、上振動部材８ｂが圧縮されて、柱材３が浮き上がり、柱材３に固定された建物固定部材６が上方に変位する。
一方、コンクリート基礎２に固定された固定部材４とその背面の中間プレート５は変位しない。
よって、振動により柱材３が浮き上がると、中間プレート５と建物固定部材６の相対的な変位が生じるため、粘弾性体７が変形し、上制振部材８ｂとともに制振を行う。特に固定部材４は鋼製であり、側壁４３の下端を基礎固定プレート４１の上面に溶接固定しているため強固なため、柱材３の浮き上がり量が小さい場合でもその相対的な変位が粘弾性体７の変形に反映される。

［その他の実施例］
＜１＞建物の形態
上記実施例１では、コンテナハウスの柱材３に制振装置を取り付けた、コンテナハウスの制振構造について説明したが、コンテナハウスに限らず、コンクリート基礎２上に固定する建物であれば、適宜、本発明の制振装置を適用することができる。
また、建物固定部材６は、柱材３に限らず、土台等の躯体に取り付けてもよい。

＜２＞建物固定部材の形状（実施例２）
上記実施例１では、建物固定部材６を、背面プレート６１、背面プレート６１の幅方向の両端から立設する立設部６２、及び立設部６２の端辺から立設する建物固定部６３により構成したが、所定の厚さを有する平板により構成してもよい（図７、８）。
また、発揮したい制振効果に合わせて、建物固定部材６や粘弾性体７の大きさや個数を適宜変更してもよい。
平板の厚さをボルト５２の頭部の高さよりも厚くすることにより、ボルト５２が柱材３に干渉することがない（図９）。平板の厚さをダイヤフラム３２の高さよりも高くすれば、実施例１のコンテナハウスにも適用することができる。

＜３＞背面ボルトによる中間プレートと建物固定部材との間隔の規定（実施例３、図１０）
中間プレート５は、上下端付近に縦方向の長孔である背面用中間ボルト孔５４を有する。
また、建物固定部材６の背面プレート６１は、背面用中間ボルト孔５４と対応する位置に背面ボルト孔６１１を有する。
背面用中間ボルト孔５４と背面ボルト孔６１１に挿通する背面ボルト５５に背面ナット５６を螺合して、中間プレート５と建物固定部材６との間隔を規定し、粘弾性体７により建物固定部材６に接着した中間プレート５が剥がれるのを防止する。背面用中間ボルト孔５４は縦方向の長孔のため、中間プレート５は背面プレート６に対して上下方向に変位することができる。
また、固定部材４の前面プレート４２は、背面用中間ボルト孔５４と対応する位置に背面ボルト用開口部４２３を有する。背面ボルト用開口部４２３は、中間ボルト孔５１と背面用中間ボルト孔５４を合わせた程度の縦方向（図１１）、及び前面ボルト孔４２１と同じ横方向に背面ボルト５５が移動できる大きさの開口とする。これにより、固定部材４を傾いた状態でコンクリート基礎２の上面に固定しても、中間プレート５の建物固定部材６に対する変位を妨げることなく、制振を行うことができる。

＜４＞固定部材の前後方向への変位（実施例４）
固定部材４は、基礎固定プレート４１と前面プレート４２を分割して構成してもよい（図１２）。
基礎固定プレート４１は、両側辺から立設する側板４１１を有する。
前面プレート４２は、両側辺から基礎固定プレート４１側に略垂直に側壁４３を立設する。
前面プレート４２は側壁４３の下部を、基礎固定プレート４１の両側壁４３間に嵌合可能とする。
側壁４３は、側壁ボルト孔４３１を有する。
側板４１１は、側壁ボルト孔４３１と対応する位置に側板ボルト孔４１２を有する。
そして、側壁ボルト孔４３１と側板ボルト孔４１２に挿通する底部ボルト４５に底部ナット４６を螺合して、基礎固定プレート４１と前面プレート４２を一体とすることで、底部ボルト４５を支点として、前面プレート４２を基礎固定プレート４１に対して前後方向に変位することができる。

１ 制振装置
２ コンクリート基礎
３ 柱材、３１ 開口部、３２ ダイヤフラム、３３ ベースプレート、３３１ 開口
４ 固定部材、４１ 基礎固定プレート、４１１ 側板、４１２ 側板ボルト孔、４２ 前面プレート、４２１ 前面ボルト孔、４２２ 前面開口部、４３ 側壁、４３１ 側壁ボルト孔、４４ あと施工アンカー、４５ 底部ボルト、４６ 底部ナット
５ 中間プレート、５１ 中間ボルト孔、５２ ボルト、５３ ナット
６ 建物固定部材、６１ 背面プレート、６２ 立設部、６３ 建物固定部
７ 粘弾性体
８ａ 下制振部材、８ｂ 上制振部材、８１ 保護材
９１ アンカーボルト、９２ａ 下アンカープレート、９２ｂ 上アンカープレート、９３ アンカーナット

Claims (8)

1. 建物下部のコンクリート基礎に固定する固定部材と、
   前記建物の躯体に固定する建物固定部材と、を含み、
   前記固定部材は、前記コンクリート基礎の上面に固定する基礎固定プレートと、前記基礎固定プレートに対して前記躯体の表面と略平行に立設する前面プレートと、を有し、
   前記建物固定部材は、前記躯体の表面と略平行に配置する背面プレートと、前記背面プレートの幅方向の両端から前記躯体の表面方向に立設する２枚の立設部と、前記立設部の端辺から前記躯体の幅方向の外側に向けて折曲して立設し、前記躯体の表面に当接する建物固定部と、を有し、
   前記固定部材の前記前面プレートの背面には、中間プレートを当接し、
   粘弾性体を介して前記中間プレートと前記建物固定部材の前記背面プレートとを接着する、
   制振装置。
2. 前記固定部材は、背面ボルト用開口部を有し、
   前記中間プレートは、長孔である背面用中間ボルト孔を有し、
   前記建物固定部材は、背面ボルト孔を有し、
   前記背面ボルト用開口部と前記背面用中間ボルト孔と前記背面ボルト孔に挿通する背面ボルトに背面ナットを螺合して、前記中間プレートと前記建物固定部材との間隔を規定することを特徴とする、
   請求項１に記載の制振装置。
3. 建物下部のコンクリート基礎に固定する固定部材と、
   前記建物の躯体に固定する建物固定部材と、を含み、
   前記固定部材は、前記コンクリート基礎の上面に固定する基礎固定プレートと、前記基礎固定プレートに対して前記躯体の表面と略平行に立設する前面プレートと、を有し、
   前記建物固定部材は平板状であり、
   前記固定部材の前記前面プレートの背面には、中間プレートを当接し、
   粘弾性体を介して前記中間プレートと前記建物固定部材とを接着する、
   制振装置。
4. 前記固定部材は、長孔である前面ボルト孔を有し、
   前記中間プレートは、長孔である中間ボルト孔を有し、
   前記前面ボルト孔と前記中間ボルト孔のうち、いずれか一方は横方向の長孔であり、他方は縦方向の長孔であり、
   前記前面ボルト孔と前記中間ボルト孔に挿通するボルトにナットを螺合して、前記固定部材と前記中間プレートとを一体とすることを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制振装置。
5. 前記固定部材の前記前面プレートの両側辺から前記基礎固定プレート側に略垂直に立設する側壁を有し、
   前記側壁の下端と前記基礎固定プレートの上面を溶接により固定することを特徴とする、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の制振装置。
6. 前記固定部材は、前記基礎固定プレートと、前記前面プレートと、を分割して構成し、
   前記前面プレートは、両側辺から前記基礎固定プレート側に略垂直に立設する側壁を有し、
   前記基礎固定プレートは、両側辺から立設する側板を有し、
   前記前面プレートは、前記基礎固定プレートの両側壁間に嵌合可能であり、
   前記側壁は、側壁ボルト孔を有し、
   前記側板は、側板ボルト孔を有し、
   前記側壁ボルト孔と前記側板ボルト孔に挿通する底部ボルトに底部ナットを螺合して、前記基礎固定プレートと前記前面プレートを一体とすることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の制振装置。
7. 前記コンクリート基礎の上面と、前記躯体の底板との間に設ける下制振部材と、
   前記躯体の底板の上部と、前記コンクリート基礎から立設するアンカーボルトに挿通したアンカープレートとの間に設ける上制振部材と、を有する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制振装置を用いた、建物の制振構造。
8. 前記下制振部材の周囲を保護材により包囲することを特徴とする、
   請求項７に記載の建物の制振構造。

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