構造体及び建築物
【課題】制震機能を有する構造体及びこの構造体を用いて構築された建築物を提供する。
【解決手段】地震等によって、建築物１０の各層が左右方向に水平変形したり、建築物１０全体が曲げ変形したりすると、制震装置３００の支承部３５２と支承部３５４との間隔が離れたり縮まったりする。これにより、第一アーム３０２と第二アーム３１２との連結部分に設けられた回転支承３５８と、対向角部１１２同士の接合部に設けられた支承部３５６と、間隔が変化しダンパー３２２の全長が伸縮して制震される。また、枠体１００を別途工場等で大量生産することが可能であるので、骨格部２００の製造コストを下げることができる。よって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体４００を製造することができる。また、優れた耐震性能を有する建築物１０の建築コストを下げることができる。
【解決手段】地震等によって、建築物１０の各層が左右方向に水平変形したり、建築物１０全体が曲げ変形したりすると、制震装置３００の支承部３５２と支承部３５４との間隔が離れたり縮まったりする。これにより、第一アーム３０２と第二アーム３１２との連結部分に設けられた回転支承３５８と、対向角部１１２同士の接合部に設けられた支承部３５６と、間隔が変化しダンパー３２２の全長が伸縮して制震される。また、枠体１００を別途工場等で大量生産することが可能であるので、骨格部２００の製造コストを下げることができる。よって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体４００を製造することができる。また、優れた耐震性能を有する建築物１０の建築コストを下げることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体及びこの構造体を用いて構築された建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な建築構造として、柱と梁とを剛接合したラーメン構造が知られている。ラーメン構造は、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、及び鉄骨鉄筋コンクリート造等の多くの建築物に採用されている。
【０００３】
また、柱と梁とで構成される架構に、トグル機構を有する制震装置を配置して、耐震性能を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、規格化された構成部材が着脱自在に接続された外殻架構及び耐震架構で建築物の架構を構成することで、構成部材を再使用可能とすると共に、広い空間をローコストで構築できる建築物が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９０７７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、一般的な柱と梁とを剛接合したラーメン構造等の従来と異なる構造体、及びここの構造体を用いて、耐震性能に優れた建築物を建築することが試みられている。
【０００７】
本発明は、上記を考慮し、従来と異なる構造体及びこの構造体を用いて構築された建築物を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体の辺部同士又は前記枠体の角部同士が接合された骨格部と、辺部同士又は角部同士接合された一方の前記枠体における接合部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、接合された他方の前記枠体における前記接後部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記接合部位の端部に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、を備えている。
【０００９】
請求項１の発明では、枠体が積み上げられ接合された骨格部と制震装置とを備える従来（例えば、ラーメン構造）と異なる構造体となっている。そして、構造体は骨格部と制震装置とを備えているので、構造体自体が制震機能を有している。また、骨格部を構成する枠体を規格化し、別途工場等で大量生産することで、枠体、及び骨格部の製造コストを下げることができる。したがって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体が製造できる。
【００１０】
請求項２の発明は、奇数の辺部を持つ多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体における水平に配置された辺部同士が接合されると共に、前記枠体の角部同士が接合された循環構造の骨格部と、前記角部同士が接合された一方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、前記角部同士が接合された他方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記角部同士の接合部位に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、を備えている。
【００１１】
請求項２の発明では、枠体が積み上げられ接合された循環構造の骨格部と制震装置とを備える従来（例えば、ラーメン構造）と異なる構造体となっている。そして、構造体は骨格部と制震装置とを備えているので、構造体自体が制震機能を有している。
【００１２】
また、枠体が積み上げられて接合されることによって循環構造の骨格部が形成される。よって、骨格部を構成する枠体を規格化し、別途工場等で大量生産することで、枠体、及び骨格部の製造コストを下げることができる。したがって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体が製造できる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載の構造体において、前記枠体は、三角形状とされている。
【００１４】
請求項３の発明では、枠体を三角形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい形状となり、大きな水平耐力を有する。よって、骨格部及び構造体が大きな水平力を負担でき、水平変形（水平変位）に対して強い構造となる（大きな水平耐力を有する）。したがって、構造体は優れた制震性能を有する。
【００１５】
なお、骨格部（構造体）全体が曲がる曲げ変形、例えば、角部同士の接合部位を中心とする回転（曲げ）は、制震装置によって抑制される。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の構造体において、前記枠体は、正五角形状とされている。
【００１７】
請求項４の発明では、枠体を正五角形形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい形状となり、大きな水平耐力を有する。これにより、骨格部及び構造体が大きな水平力を負担でき、水平変形（水平変位）に対して強い構造となる（大きな水平耐力を有する）。したがって、構造体は優れた制震性能を有する。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構造体において、前記枠体を構成する各辺部は、角部で回転可能に連結されている。
【００１９】
請求項５の発明では、枠体を構成する各辺部は、角部で回転可能に連結されている。すなわち、枠体は柔構造となっている。よって、地震等の振動による構造体にかかる力が効果的に吸収される。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構造体を用いて構築されている。
【００２１】
請求項６の発明では、制震機能を有する構造体を用いて構築さているので、耐震性能に優れた建築物となる。
【００２２】
また、例えば、骨格部を構成する枠体を規格化し、別途工場等で大量生産することが可能であるので、建築物の建築コストを下げることができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項６に記載の建築物において、前記構造体の前記骨格部が軸力と水平力を負担している。
【００２４】
請求項７の発明では、構造体の骨格部が建築物の軸力と水平力を負担すると共に構造体の制震装置が建築物を効果的に制震するので、耐震性能に優れた建築物となる。
【００２５】
ここで、一般的には、ラーメン構造等の本発明が適用されていない従来の建築物（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さは、意匠設計よりも地震時における水平耐力の確保を目的として決定されることが多い。
【００２６】
これに対して、本発明が適用された建築物は、前述したように、構造体の骨格部が軸力と水平力を負担すると共に構造体の制震装置が効果的に制震する。よって、本発明が適用された建築物は、柱の配置位置（柱割り）や太さによることなく、優れた耐震性能が得られる。したがって、建築物（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さの選択の自由度が広がり、この結果、意匠設計の自由度が広がる。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、従来（例えば、ラーメン構造）と異なる優れた制震機能を有する構造体を製造することができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、従来（例えば、ラーメン構造）と異なる優れた制震機能を有する構造体を製造することができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、大きな水平力を負担することができる優れた制震機能を有する構造体とすることができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、大きな水平力を負担することができる優れた制震機能を有する構造体とすることができる。
【００３１】
請求項５の発明では、枠体を柔構造とすることで、構造体にかかる力を効果的に吸収することができる。
【００３２】
請求項６の発明では、耐震性能に優れた建築物とすることができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、構造体の骨格部が建築物の軸力と水平力を負担すると共に構造体の制震装置が建築物を効果的に制震するので、耐震性能に優れた建築物となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態の構造体を示す正面図である。
【図３】図２に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。
【図４】図１に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図５】構造体（建築物）が曲げ変形した場合の制震装置の動作を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の第二実施形態の構造体を示す正面図である。
【図８】図７に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。
【図９】図６に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示
【図１０】（Ａ）に示すように、三角形と矩形状とで構成されている五角形の枠体を示す図であり、（Ｂ）は枠体の矩形状の部分が水平変形した状態を示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態の構造体が間隔をあけずに並んで設けられた建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図１２】第一実施形態の変形例としての建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図１３】第二実施形態の第一変形例としての建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図１４】第三実施形態の構造体を示す正面図である。
【図１５】図１４の構造体が間隔をあけずに並んで設けられた構造を示す正面図である。
【図１６】第二実施形態の第二変形例としての構造体を構成する枠体を示す斜視図である。
【図１７】図１６の枠体を用いて構成された構造体を示す正面図である。
【図１８】建築物（構造体）全体が曲げ変形した状態を模式的に図示した模式図である。
【図１９】第四実施形態の構造体を示す正面図である。
【図２０】第四実施形態の第一変形例の構造体を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜第一実施形態＞
まず、図１〜図５を用いて、本発明の第一実施形態を詳細に説明する。図１は第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。図２は本発明の第一実施形態の構造体を示す正面図である。図３は、図２に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。図４は、図１に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示す正面図である。図５は、構造体（建築物）が曲げ変形した場合の制震装置の動作を模式的に示す模式図である。なお、図３を除く各図における図面の上下方向が建築物の上下方向である。
【００３６】
図３に示すように、枠体１００は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が三角形状（本実施形態では、略正三角形）とされている。なお、本実施形態では、枠体１００は、建築現場で溶接等によって組み立てるのではなく、予め工場などで製造され建築現場に搬入される（現場で溶接等によって組み立てもよい）。
【００３７】
図１と図４とに示すように、建築物１０は、本実施形態においては、基礎（図示略）の上に構築された複数階のビルとされている。また、建築物１０は、骨格部２００と制震装置３００とを有する構造体４００（図２も参照）を用いて構築されている。また、構造体４００の骨格部２００が建築物１０の軸力と水平力を負担する構成となっている。なお、本実施形態では判りやすくするため、図４に示すようにＩ層〜ＩＩＩ層の３階建てとされている。
【００３８】
図２に示すように、構造体４００を構成する骨格部２００は、正立状態の枠体１００Ａと倒立状態の枠体１００Ｂとを交互に積み上げて接合することによって構成されている。なお、以降、正立状態の枠体１００Ａを示す場合には符号の後にＡを付し、倒立状態の枠体１００Ｂを示す場合には符号の後にＢを付する。両者を区別する必要がない場合は、Ａ又はＢを省略する。また、水平に配置された辺部を水平辺部１０２とし、水平辺部１０２と対向する角部を対向角部１１２とする（図３も参照）。
【００３９】
そして、正立状態の枠体１００Ａの水平辺部１０２Ａと倒立状態の枠体１００Ｂの水平辺部１０２Ｂとが接合される共に、正立状態の枠体の対向角部１１２Ａと倒立状態の枠体１００Ｂの対向角部１１２Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部２００が構成されている（水平辺部１０２同士が接合されると共に対向角部１１２同士が接合される）。
【００４０】
なお、水平辺部１０２同士及び対向角部１１２同士の接合方法はどのような方法であってもよい。例えば、溶接によって接合されてもよいし、ボルトとナットによって接合されていてもよい。
【００４１】
骨格部２００における対向角部１１２同士が接合された一対の枠体１００Ａ，１００Ｂには、それぞれトグル機構を有する制震装置３００が設けられている。
【００４２】
図１と図４とに示すように、構造体４００は、建築物１０の各側壁部分に水平方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、本実施形態においては、建築物１０の側壁部の両端部に構造体４００が設けられている。また、制震装置３００は、各構造体４００（骨格部２００）における外側に設けられている。左右の構造体４００は、制装置３００の配置位置が異なり左右対称である以外は、同様の構成であるので、図の右側の構造体４００を代表して説明する。
【００４３】
図２に示すように、制震装置３００は、第一アーム３０２、第二アーム３１２、及びダンパー３２２が主要な構成要素されている。正立状態の下側（一方）の枠体１００Ａにおける対向角部１１２Ａの隣の角部１１４Ａ設けられた支承部３５２に第一アーム３０２の一端部３０４が回転可能に連結されている。倒立状態の上側（他方）の枠体１００Ｂにおける対向角部１１２Ｂの隣の角部１１４Ｂに設けられた支承部３５４に第二アーム３１２の一端部３１４が回転可能に連結されている。そして、これら第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが、回転可能に連結されている。
【００４４】
なお、本実施形態においては、第一アーム３０２と第二アーム３１２とは、略同じ長さとされているが、これに限定されない。第一アーム３０２の方が第二アーム３１２よりも長くてもよいし、或いは逆に第二アーム３１２の方が第一アーム３０２よりも長くてもよい。
【００４５】
また、本実施形態においては、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが外側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されている。しかし、後述する第二実施形態のように、内側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されていてもよい（図７、図９参照）。
【００４６】
ダンパー３２２の一端部３２４は、対向角部１１２Ａと対向角部１１２Ｂとが接合された接合部に設けられた支承部３５６に回転可能に連結されている。また、ダンパー３２２の他端部３２６は、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６との連結部に設けられた回転支承３５８に回転可能に連結されている。
【００４７】
なお、回転支承３５８がない構造、すなわち、ダンパー３２２の他端部３２６、第一アーム３０２の他端部３０６、及び第二アーム３１２の他端部３１６を一箇所（一つのピン）で回転可能に連結した構造であってもよい。なお、ダンパー３２２の種類（構造）は特に限定されない、例えば、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー、摩擦ダンパー、回転質量ダンパー等を用いることができる。或いは、複数のダンパーが組み合わされて構成されたダンパー（例えば、弾塑性ダンパーと粘弾性ダンパーとが組み合わされたダンパー等）であってもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、前述したように、対向角部１１２同士が接合された一対の枠体１００Ａ，１００Ｂに一つ制震装置３００が設けられている。しかし、後述する第二実施形態のように一対の枠体１００Ａ，１００Ｂの左右にそれぞれ制震装置３００が設けられていてもよい（図７、図９参照）。
【００４９】
図１と図４とに示すように、構造体４００の骨格部２００を構成する枠体１００の水平辺部１０２の端部間には、接続梁２０が接合されている。よって、枠体１００の水平辺部１０２と接続梁２０とで、建築物１０の梁が構成されている。なお、接続梁２０と枠体１００の水平辺部１０２との接合は、どのような接合方法であってもよい。溶接で接合されていてもよいし、ボルトとナットで接合されていてもよい。
【００５０】
枠体１００の水平辺部１０２と接続梁２０とで構成された梁の内側に、梁２２が配置されている。また、建築物１０の角部は、梁２２の端部同士が交差されている（内側に向けて矩形状に凹んだ形状とされている）。なお、この梁２２が交差した角部に柱２４を設けてもよい。
【００５１】
また、梁２２と枠体１００の水平部１０２とが連結梁２９で接続されている。更に梁２２と接続梁２０とが連結梁２７で接続されている。なお、連結梁２７及び連結梁２９のいずれか一方のみを備える構造であってもよい。また、梁２２の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれている。そして、この小梁の上に構造床（スラブ）（図示略）が作られている。なお、図示は省略しているが、外壁や内壁等の壁も設けられている。
【００５２】
また、構造体４００（骨格部２００）における制震装置３００が設けられていない側の、構造体４００（骨格部２００）間には、ワイヤー３２０が交差するように張られている。より詳しく説明すると、一方の構造体４００の枠体１００Ａの角部１１６Ａと他方の構造体４００の斜め上方側に隣接する枠体１００Ｂの角部１１６Ｂとがワイヤー３２０で連結されている。なお、図４では、図が煩雑になるのを避けるため、ワイヤー３２０の図示は省略されている。また、ワイヤー以外のもので連結してもよい。或いは、ワイヤーで連結されていなくてもよい。
【００５３】
なお、上述したように、本実施形態においては、構造体４００は各側壁部分に間隔をあけて二つ設けられているが、これに限定されない。一つで設けられていてもよいし、三つ以上設けられていてもよい。更に、建築物１０の側壁部分以外、例えば、内部の壁部に設けられていてもよい。
【００５４】
また、図１１に示すように、構造体４００（骨格部２００）が間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。この場合、枠体１００の水平辺部１０２の左右の端部同士が接続されてもよい。
【００５５】
つぎに本実施形態の作用について説明する。
【００５６】
地震等によって、建築物１０の各層が左右方向に水平変形したり、建築物１０（構造体４００）全体が曲げ変形したりすると（図１８参照）、制震装置３００の支承部３５２と支承部３５４との間隔が離れたり縮まったりする。これにより、第一アーム３０２と第二アーム３１２との連結部分に設けられた回転支承３５８と、対向角部１１２同士の接合部に設けられた支承部３５６と、の間隔が変化しダンパー３２２の全長が伸縮する。
【００５７】
このとき、ダンパー３２２の軸方向の変位量（伸縮量）が増幅されて大きくなる。つまり、トグル機構によって、小さい変位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立する。よって、ダンパー３２２によって効果的に制震される。
【００５８】
また、枠体１００を三角形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体１００自体が大きな水平力を負担することができる（三角形は水平変形（水平変位）しにくい形状）。よって、骨格部２００は大きな水平力を負担することができ、水平変形（水平変位）に対して強い構造となる。したがって、構造体４００は、優れた耐震性能を有する。
【００５９】
ここで、図１８に示すように、一例として建築物１０（構造体４００）全体が曲げ変形した場合を説明する。
【００６０】
このような変形に対しては図５に示すように制震装置３００によって、対向角部１１２同士の接合部位を中心とする回転（曲げ）が抑制されることによって制震される。具体的には、図５（Ａ）に示すように、上側の枠体１００Ｂが左側に傾くように回転した場合は、ダンパー３２２の全長が短縮し制震される。また、図５（Ｂ）に示すように、上側の枠体１００Ｂが右側に傾くように回転した場合は、ダンパー３２２の全長が伸長し制震される。
【００６１】
なお、図５、図１８は、判りやすくするため、実際よりも極端に大きく変形（回転）させている。実際の地震時などにおける変形（回転）量は僅かである。
【００６２】
このように、構造体４００の骨格部２００が建築物１０の軸力と水平力を負担すると共に、トグル機構を有する制震装置３００によって効果的に建築物１０を制震する。よって、耐震性能に優れた建築物１０となる。
【００６３】
また、枠体１００が積み上げられて接合されることによって循環構造の骨格部２００が形成される。よって、骨格部２００を構成する枠体１００を規格化し、別途工場等で大量生産することで、枠体１００の製造コストを下げることができる。つまり、骨格部２００の製造コストを下げることができる。よって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体４００を製造することができる。
【００６４】
また、このように低コストで製造される構造体４００を用いて構築することによって、優れた耐震性能を有する建築物１０の建築コストを下げることができる。
【００６５】
更に前述したように、構造体４００の骨格部２００（構造体４００）は建築物１０の軸力と水平力を負担する。別の言い方をすると、建築物１０の柱及び梁の一部又は全部を、骨格部２００（構造体４００）が構成する。よって、例えば、ラーメン構造の架構に制震装置を設ける従来の建築物とは全く異なる意匠を実現することができる。
【００６６】
ここで、一般的には、ラーメン構造等の本発明が適用されていない従来の建築物（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さは、意匠設計よりも地震時における水平耐力の確保を目的として決定されることが多い。これに対して、本発明が適用された構造体４００は、骨格部２００が建築物１０の軸力と水平力を負担すると共に構造体４００の制震装置３００が建築物１０を効果的に制震するので、この構造体４００を用いて構築された建築物１０は、柱の配置位置（柱割り）や太さによることなく、大きな水平耐力（優れた耐震性能）が得られる。よって、建築物１０（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さの選択の自由度が広がり、この結果、意匠設計の自由度が広がる。
【００６７】
＜第一実施形態の変形例＞
つぎに、第一実施形態の変形例について図１２を用いて説明する。図１２は、第一実施形態の変形例の建築物１９の構造を模式的に示す正面図である。前述したように、図４に示すように第一実施形態の建築物１０は、Ｉ層〜ＩＩＩ層の３階建てとされていたが、図１２に示すように、第一実施形態の変形例の建築物１９は、Ｉ層〜ＶＩ層の６階建とされている。また、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６８】
建築物１９は、構造体４００の間に構造体４０１が配置されている（構造体が三つ並んで配置されている）。真中に配置された構造体４０１は、両端の構造体４００と枠体１００一つ分上下にずれて配置されている。そして、構造体４０１の水平辺部１０２同士が接合された端部と、両端の構造体４００の角部１１２同士が接合された部位と、が接続梁２１で接続されている。
【００６９】
なお、同様に水平辺部１０２と接続梁２１とで構成された梁の内側に、梁（小梁）（図示略）が配置され連結梁（図示略）で水平辺部１０２、接続梁２１と接続されている。ままた、梁（小梁）の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれ、構造床（スラブ）（図示略）が設けられている。
【００７０】
＜第二実施形態＞
つぎに、図６〜図９を用いて、本発明の第二実施形態について説明する。図６は第二実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。図７は本発明の第二実施形態の構造体を示す正面図である。図８は、図７に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。図９は、図６に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示す正面図である。なお、図８を除く各図における図面の上下方向が建築物の上下方向である。また、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７１】
図８に示すように、枠体１５０は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正五角形状とされている。なお、本実施形態においても、枠体１５０は、建築現場で溶接等によって製造するのではなく、予め工場などで製造され建築現場に搬入される。
【００７２】
図６と図９とに示すように、建築物１１は、基礎（図示略）の上に構築された本実施形態では、Ｉ層〜ＩＩＩ層（図１１参照）の３階建てのビルとされている。また、建築物１１は、骨格部２５０と制震装置３００とを有する構造体４５０（図７も参照）を用いて構築されている。なお、本実施形態においても、構造体４５０の骨格部２５０が建築物１１の軸力と水平力を負担する構成となっている。
【００７３】
図７に示すように、構造体４５０を構成する骨格部２５０は、正立状態の枠体１５０Ａと倒立状態の枠体１５０Ｂとを交互に積み上げて接合することによって構成されている。なお、以降、正立状態の枠体１５０Ａを示す場合には符号の後にＡを付し、倒立状態の枠体１５０Ｂを示す場合には符号の後にＢを付する。両者を区別する必要がない場合は、Ａ又はＢを省略する。また、水平に配置された辺部を水平辺部１５２とし、水平辺部１５２と対向する角部を対向角部１６２とする（図８も参照）。
【００７４】
そして、正立状態の枠体１５０Ａの水平辺部１５２Ａと倒立状態の枠体１５０Ｂの水平辺部１５２Ｂとが接合される共に、正立状態の枠体１５０Ａの対向角部１６２Ａと倒立状態の枠体１５０Ｂの対向角部１６２Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部２５００が構成されている（水平辺部１５２同士が接合されると共に対向角部１６２同士が接合される）。
【００７５】
なお、水平辺部１５２同士及び対向角部１６２同士の接合方法はどのような方法であってもよい。例えば、溶接によって接合されてもよいし、ボルトとナットによって接合されていてもよい。
【００７６】
骨格部２５０における対向角部１６２同士が接合された一対の枠体１５０Ａ，１５０Ｂの左右にトグル機構を有する制震装置３００が設けられている（制震装置３００が二つ設けられている）。
【００７７】
制震装置３００は、第一アーム３０２、第二アーム３１２、及びダンパー３２２が主要な構成要素されている。
【００７８】
一方の制震装置３００は、正立状態の下側（一方）の枠体１５０Ａにおける対向角部１６２Ａの隣の角部１６４Ａに設けられた支承部３５２に第一アーム３０２の一端部３０４が回転可能に連結されている。倒立状態の上側（他方）の枠体１５０Ｂにおける対向角部１６２Ｂの隣の角部１６４Ｂに設けられた支承部３５４に、第二アーム３１２の一端部３１４が回転可能に連結されている。そして、これら第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが、回転可能に連結されている。
【００７９】
他方の制震装置３００は、正立状態の下側（一方）の枠体１５０Ａにおける対向角部１６２Ａの隣の角部１７０Ａに設けられた支承部３５２に第一アーム３０２の一端部３０４が回転可能に連結されている。倒立状態の上側（他方）の枠体１５０Ｂにおける対向角部１６２Ｂの隣の角部１７０Ｂに設けられた支承部３５４に、第二アーム３１２の一端部３１４が回転可能に連結されている。そして、これら第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが、回転可能に連結されている。
【００８０】
なお、本実施形態においては、第一アーム３０２と第二アーム３１２とは、略同じ長さとされているが、これに限定されない。第一アーム３０２の方が第二アーム３１２よりも長くてもよいし、或いは逆に第二アーム３１２の方が第一アーム３０２よりも長くてもよい。
【００８１】
また、本実施形態においては、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが内側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されている。しかし、前述した第一実施形態のように、外側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されていてもよい（図１、図２、図４参照）。
【００８２】
ダンパー３２２の一端部３２４は、対向角部１６２Ａと対向角部１６２Ｂとが接合された接合部に設けられた支承部３５６に回転可能に連結されている。また、ダンパー３２２の他端部３２６は、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６との連結部に設けられた回転支承３５８に回転可能に連結されている。
【００８３】
なお、回転支承３５８がない構造、すなわち、ダンパー３２２の他端部３２６、第一アーム３０２の他端部３０６、及び第二アーム３１２の他端部３１６を一箇所（一つのピン）で回転可能に連結した構造であってもよい。
【００８４】
なお、本実施形態では、前述したように対向角部１１２同士が接合された一対の枠体１５０Ａ，１５０Ｂの左右に夫々、合計２つの制震装置３００が設けられている。しかし、前述した第一実施形態のように一対の枠体１００Ａ，１００Ｂの左右のいずれかにのみ制震装置３００が設けられていてもよい（図１、図２、図４参照）。
【００８５】
図６と図９とに示すように、本実施形態では、構造体４５０は、建築物１１の側壁部分に水平方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、構造体４５０は、間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。また、間隔をあけずに並んで設けられている場合は、隣合う枠部１５０の角部同士が接合されていてもよい（枠体の形状は異なるが第一実施形態の図１１を参照）。
【００８６】
構造体４５０の骨格部２５０を構成する枠体１５０の水平辺部１５２の端部の間には、接続梁２０が接合されている。よって、枠体１５０の水平辺部１５２と接続梁２０とで、建築物１１の梁が構成されている。なお、接続梁２０と枠体１５０の水平辺部１５２との接合は、どのような接合方法であってもよい。溶接で接合されていてもよいし、ボルトとナットで接合されていてもよい。
【００８７】
また、枠体１５０の水平辺部１５２と接続梁２０とで構成された梁の間に、格子状に小梁（図示略）が組まれ構造床（スラブ）（図示略）が作られている。なお、図示は省略しているが、外壁や内壁等の壁も設けられている。
【００８８】
図６に示すように、枠体１５０の水平辺部１５２と接続梁２０とで構成された梁の内側に梁２２が配置されている。また、建築物１１の角部は、梁２２の端部同士が交差されている（内側に向けて矩形状に凹んだ形状とされている）。なお、この角部の角部に柱２４を設けてもよい。
【００８９】
また、梁２２と枠体１５０の水平部１５２とが連結梁２７で接続されている。更に梁２２と接続梁２０とが連結梁２９で接続されている。なお、連結梁２７及び連結梁２９のいずれか一方のみを備えていてもよい。また、梁２２の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれている。そして、この小梁の上に構造床（スラブ）（図示略）が作られている。なお、図示は省略しているが、外壁や内壁等の壁も設けられている。
【００９０】
つぎに本実施形態の作用について説明する。
【００９１】
地震等によって、建築物１１の各層が左右方向に水平変形したり、建築物１１全体が曲げ変形したりすると、制震装置３００の支承部３５２と支承部３５４との間隔が離れたり縮まったりする。これにより、第一アーム３０２と第二アーム３０２との連結部分に設けられた回転支承３５８と、対向角部１１２同士の接合部に設けられた支承部３５６と、の間隔が変化しダンパー３２２の全長が伸縮する。
【００９２】
このとき、ダンパー３２２の軸方向の変位量（伸縮量）が増幅されて大きくなる。つまり、トグル機構によって、小さい変位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立する。よって、ダンパー３２２によって効果的に制震される。
【００９３】
また、枠体１５０を略正五角形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい構造となる。よって、骨格部２００自体が水平変形（水平変位）に対して強い構造とされる。なお、図１０（Ａ）に示すように、五角形であっても、三角形９０２と矩形状９０４とで構成されている枠体９００場合は、図１０（Ｂ）矩形状９０４の部分が水平変形しやすいので、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい構造とする観点からは好ましくない。なお、図１０の構造も本願発明に含まれる。
【００９４】
また、対向角部１５２同士の接合部位を中心とする回転（曲げ）も、第一実施形態と同様に制震装置３００によって抑制される（図５（Ａ）と図５（Ｂ）を参照）。
【００９５】
このように、構造体４５０の骨格部２５０が建築物１１の軸力と水平力を負担すると共に、トグル機構を有する制震装置３００によって効果的に建築物１１を制震する。よって、耐震性能に優れた建築物１０となる。
【００９６】
また、骨格部２５０を構成する枠体１５０を規格化し、別途工場等で大量生産することで、骨格部２５０の製造コストを下げることができる。よって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体４５０を製造することができると共に、優れた耐震性能を有する建築物１０の建築コストを下げることができる。
【００９７】
更に、建築物１１の柱及び梁の一部又は全部を骨格部２５０が構成するので、例えば、ラーメン構造の架構に制震装置を設ける従来の建築物とは全く異なる意匠を実現することができる。また、本発明が適用された構造体４５０は、骨格部２５０が建築物１１の軸力と水平力を負担すると共に構造体４５０の制震装置３００が建築物１１を効果的に制震するので、この構造体４５０を用いて構築された建築物１１は、柱の配置位置（柱割り）や太さによることなく、優れた耐震性能が得られる。よって、建築物１１（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さの選択の自由度が広がり、この結果、意匠設計の自由度が広がる。
【００９８】
＜第二実施形態の第一変形例＞
つぎに、第二実施形態の第一変形例について図１３を用いて説明する。図１３は、第二実施形態の第一変形例の建築物１７の構造を模式的に示す正面図である。前述したように、図９に示すように第二実施形態の建築物１１は、Ｉ層〜ＩＩＩ層の３階建てとされていたが、図１３に示すように、第二実施形態の第二変形例の建築物１７は、Ｉ層〜ＩＸ層の９階建とされている。なお、第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９９】
建築物１７は、隣り合う構造体４５０を構成する枠体１５０の角部１７０Ｂ間が接続梁２１で接合されると共に、角部１７０Ａ間が接続梁２３で接合されている。
【０１００】
そして、接続梁２１、接続梁２３の内側に、梁（小梁）（図示略）が配置されていると共に、梁（小梁）の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれ、構造床（スラブ）（図示略）が作られている。また、各層（各階）の階高が同じとなるように枠体１５０の形状が調整されている。
【０１０１】
＜第二実施形態の第二変形例＞
ここで、上述したように、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい剛構造とする観点からは、水平方向に変形しやすい形状（例えば、図１０参照）でない方が望ましい。
【０１０２】
しかし、枠体の形状を調整し、地震等の振動により構造体及び建築物にかかる力が効果的に吸収されるようにしてもよい。例えば、水平方向に変形しやすい形状（例えば、図１０参照）とし、構造体及び建築物にかかる力が効果的に吸収されるよい。
【０１０３】
更に、枠体の各辺部を回転可能にピン（回転軸）で連結した柔構造とすることで、構造体及び建築物にかかる力が効果的（積極的）に吸収されるようにしてもよい。よって、つぎに、枠体の各辺部を回転可能にピンで連結し、効果的に力が吸収されることを目的とする構造体の一例を図１６と図１７を用いて説明する。なお、枠体の形状はどのような形状であってもよいが、ここでは、第二実施形態の略正五角形の枠体１５０の各辺部１５２、１５４、１５６、１５８を角部で回転可能にピン接合した構成で説明する（第二実施形態の第二変形例とする）。
【０１０４】
図１６は、枠体１５１を示す斜視図である。図１７は、枠体１５１を用いて構成された構造体４５１を示す正面図である。なお、第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０５】
図１６と図１７とに示すように、枠体１５１は、枠形状が略正五角形状とされている。図７に示すように、構造体４５１を構成する骨格部２５１は、正立状態の枠体１５１Ａと倒立状態の枠体１５１Ｂとを交互に積み上げて接合することによって構成されている。
【０１０６】
そして、正立状態の枠体１５１Ａの水平辺部１５２Ａと倒立状態の枠体１５１Ｂの水平辺部１５２Ｂとが接合される共に、正立状態の枠体１５１Ａの対向角部１６２Ａと倒立状態の枠体１５１Ｂの対向角部１６２Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部２５１が構成されている（水平辺部１５２同士が接合されると共に対向角部１６２同士が接合される）。
【０１０７】
図１６と図１７に示すように、枠体１５１は、各辺部１５２、１５４、１５６、１５８、１６０は、角部１６２、１６４、１６６、１６８、１７０でピン１７１によって、回転可能に連結されている。
【０１０８】
したがって、枠体１５１は柔構造となり、この結果、骨格部２５１も柔構造となる。よって、地震等の振動による構造体４５１（骨格部２５１）にかかる力が効果的に吸収され、その結果、構造体４５１を用いて構築された建築物（図示略）の耐震性能が向上される。
【０１０９】
ここで、枠体の形状は、三角形（第一実施形態）や五角形（第二実施形態）に限定されない。三角形や五角形以外の多角形状の枠体（但し、ラーメン構造を除く）であればよい。よって、つぎに正六角形の枠体と正方形の枠体との例について、説明する。なお、枠体の形状は、正多角形でなくてもよい（例えば、二等辺三角形や菱形、或いは、図１０のような形状等）。
【０１１０】
＜第三実施形態＞
つぎに、略正六角形の枠体で構成された第三実施形態の構造体について、図１４を用いて説明する。なお、図１４は、略正六角形の枠体で構成された第三実施形態の構造体を示す正面図である。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１１】
図１４に示すように、枠体５５０は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正六角形状とされている。構造体５５０を構成する骨格部６５０は、枠体７００を交互に積み上げて接合することによって構成されている。なお、以降、便宜上、下側の枠体７００を示す場合には符号の後にＡを付し、上側の枠体７００を示す場合には符号の後にＢを付する。両者を区別する必要がない場合は、Ａ又はＢを省略する。また、水平に配置された辺部を水平辺部７０２、７０８とする。
【０１１２】
そして、枠体７００Ａの水平辺部７０２Ａと枠体７００Ｂの水平辺部７０８Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部６５０が構成されている。
【０１１３】
骨格部６５０における水平辺部７０２Ａ、７０８Ｂが接合された一対の枠体７００Ａ，７００Ｂの左右にトグル機構を有する制震装置３００が設けられている（制震装置３００が二つ設けられている）。
【０１１４】
そして、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、このような構成の構造体５５０を用いて、建築物（図示略）が構成される（例えば、構造体４００、４５０が構造体５５０に置き換えられた構造）。
【０１１５】
なお、構造体５５０は各側壁部分に間隔をあけて設けられてもよいし、図１５に示すように、構造体５５０（骨格部６５０）が間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。この場合、隣合う枠体７００の角部７２４と角部７３０が接続されてもよい。
【０１１６】
＜第四実施形態＞
つぎに、略正方形の枠体で構成された第四実施形態の構造体について、図１９を用いて説明する。なお、図１９は、略正方形の枠体で構成された第四実施形態の構造体を示す正面図である。なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１７】
図１９に示すように、枠体５６０は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正方形とされている。構造体５６０を構成する骨格部６６０は、枠体７１０を交互に積み上げて接合することによって構成されている。
【０１１８】
そして、枠体７１０の角部７７４と枠体７１０の角部７７０とが接合されることによって、循環構造の骨格部６６０が構成されている。
【０１１９】
骨格部６６０における一対の枠体７１０の左右にトグル機構を有する制震装置３００が設けられている（制震装置３００が二つ設けられている）。
【０１２０】
そして、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、このような構成の構造体５６０を用いて、建築物（図示略）が構成される（例えば、構造体４００、４５０、５５０に置き換えられた構造）。
【０１２１】
なお、構造体５６０は各側壁部分に間隔をあけて設けられてもよいし、構造体５６０（骨格部６６０）が間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。この場合、隣合う枠体７１０の角部７７６と角部７７２が接続されてもよい。
【０１２２】
また、枠体６６０は、各辺部７８０、７８２、７８４、７８６は、角部７７０、７７２、７７４、７７６でピン１７１によって、回転可能に連結されている。
【０１２３】
したがって、枠体６６０は柔構造となり、この結果、骨格部６６０も柔構造となる。よって、地震等の振動による構造体５６０（骨格部６６０）にかかる力が効果的に吸収され、その結果、構造体５６０を用いて構築された建築物（図示略）の耐震性能が向上される。
【０１２４】
＜第四実施形態の変形例＞
つぎに、第四実施形態の変形例の構造体について、図２０を用いて説明する。なお、図２０は第四変形例の構造体を示す正面図である。なお、第四実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２５】
図２０に示すように、枠体５６１は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正方形とされている。構造体５６１を構成する骨格部６６１は、枠体７１０を交互に積み上げてピン１７１で連結し接合することによって構成されている。
【０１２６】
つまり、上側の枠体７１０の角部７７４と下側の枠体７１０の角部７７０とが、ピン１７１によって連結されることによって、循環構造の骨格部６６１が構成されている。
【０１２７】
言い換えると、上側の枠体６６１の辺部７８２、７８４と下側の枠体６６１の７８０、７８６とが、一つのピン１７１によって、回転可能に連結されている。
【０１２８】
なお、本発明は変形例を含む上記実施形態に限定されない。
【０１２９】
例えば、ビル以外の建築物にも本発明を適用することができる。例えば、鉄塔などにも本発明を適用することができる。
【０１３０】
また、本発明は適用された構造体が建築物の水平力と軸力を主として負担しない構造であってもよい。特に枠体を柔構造とした場合は、建築物の水平力と軸力を構造体が負担しない（或いは主として負担しない）構造とすることで、主に水平力・軸力を主に負担する構造体（例えば、本発明が適用あれていない従来の柱と梁で構成された架構）と制震機能を主に発揮する構造体との両方を設け、機能分離を図ることができる。
【０１３１】
また、本発明が適用された剛構造の枠体で構成された構造体（第一実施形態や第二実施形態）と、本発明が適用された柔構造の枠体で構成された構造体（第二実施形態の第二変形例、第四実施形態、第四実施形態の第一変形例）と、の両方を用いて建築物を構築してもよい。
【０１３２】
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３３】
１０ 建築物
１１ 建築物
１７ 建築物
１９ 建築物
２０ 接続梁
１００ 枠体
１０２ 水平辺部（辺部）
１１２ 対向角部（角部）
１５０ 枠体
１５１ 枠体
１５２ 水平辺部（辺部）
１６２ 対向角部（角部）
１７１ ピン（回転軸）
２００ 骨格部
２５０ 骨格部
３００ 制震装置
３０２ 第一アーム
３１２ 第二アーム
３２０ ワイヤー
３２２ ダンパー
４００ 構造体
４５０ 構造体
５５０ 構造体
５６０ 構造体
５６１ 構造体
６５０ 骨格部
６６０ 骨格部
６６１ 骨格部
７００ 枠体
７１０ 枠体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体及びこの構造体を用いて構築された建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な建築構造として、柱と梁とを剛接合したラーメン構造が知られている。ラーメン構造は、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、及び鉄骨鉄筋コンクリート造等の多くの建築物に採用されている。
【０００３】
また、柱と梁とで構成される架構に、トグル機構を有する制震装置を配置して、耐震性能を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、規格化された構成部材が着脱自在に接続された外殻架構及び耐震架構で建築物の架構を構成することで、構成部材を再使用可能とすると共に、広い空間をローコストで構築できる建築物が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９０７７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、一般的な柱と梁とを剛接合したラーメン構造等の従来と異なる構造体、及びここの構造体を用いて、耐震性能に優れた建築物を建築することが試みられている。
【０００７】
本発明は、上記を考慮し、従来と異なる構造体及びこの構造体を用いて構築された建築物を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体の辺部同士又は前記枠体の角部同士が接合された骨格部と、辺部同士又は角部同士接合された一方の前記枠体における接合部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、接合された他方の前記枠体における前記接後部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記接合部位の端部に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、を備えている。
【０００９】
請求項１の発明では、枠体が積み上げられ接合された骨格部と制震装置とを備える従来（例えば、ラーメン構造）と異なる構造体となっている。そして、構造体は骨格部と制震装置とを備えているので、構造体自体が制震機能を有している。また、骨格部を構成する枠体を規格化し、別途工場等で大量生産することで、枠体、及び骨格部の製造コストを下げることができる。したがって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体が製造できる。
【００１０】
請求項２の発明は、奇数の辺部を持つ多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体における水平に配置された辺部同士が接合されると共に、前記枠体の角部同士が接合された循環構造の骨格部と、前記角部同士が接合された一方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、前記角部同士が接合された他方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記角部同士の接合部位に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、を備えている。
【００１１】
請求項２の発明では、枠体が積み上げられ接合された循環構造の骨格部と制震装置とを備える従来（例えば、ラーメン構造）と異なる構造体となっている。そして、構造体は骨格部と制震装置とを備えているので、構造体自体が制震機能を有している。
【００１２】
また、枠体が積み上げられて接合されることによって循環構造の骨格部が形成される。よって、骨格部を構成する枠体を規格化し、別途工場等で大量生産することで、枠体、及び骨格部の製造コストを下げることができる。したがって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体が製造できる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２に記載の構造体において、前記枠体は、三角形状とされている。
【００１４】
請求項３の発明では、枠体を三角形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい形状となり、大きな水平耐力を有する。よって、骨格部及び構造体が大きな水平力を負担でき、水平変形（水平変位）に対して強い構造となる（大きな水平耐力を有する）。したがって、構造体は優れた制震性能を有する。
【００１５】
なお、骨格部（構造体）全体が曲がる曲げ変形、例えば、角部同士の接合部位を中心とする回転（曲げ）は、制震装置によって抑制される。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の構造体において、前記枠体は、正五角形状とされている。
【００１７】
請求項４の発明では、枠体を正五角形形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい形状となり、大きな水平耐力を有する。これにより、骨格部及び構造体が大きな水平力を負担でき、水平変形（水平変位）に対して強い構造となる（大きな水平耐力を有する）。したがって、構造体は優れた制震性能を有する。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構造体において、前記枠体を構成する各辺部は、角部で回転可能に連結されている。
【００１９】
請求項５の発明では、枠体を構成する各辺部は、角部で回転可能に連結されている。すなわち、枠体は柔構造となっている。よって、地震等の振動による構造体にかかる力が効果的に吸収される。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構造体を用いて構築されている。
【００２１】
請求項６の発明では、制震機能を有する構造体を用いて構築さているので、耐震性能に優れた建築物となる。
【００２２】
また、例えば、骨格部を構成する枠体を規格化し、別途工場等で大量生産することが可能であるので、建築物の建築コストを下げることができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項６に記載の建築物において、前記構造体の前記骨格部が軸力と水平力を負担している。
【００２４】
請求項７の発明では、構造体の骨格部が建築物の軸力と水平力を負担すると共に構造体の制震装置が建築物を効果的に制震するので、耐震性能に優れた建築物となる。
【００２５】
ここで、一般的には、ラーメン構造等の本発明が適用されていない従来の建築物（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さは、意匠設計よりも地震時における水平耐力の確保を目的として決定されることが多い。
【００２６】
これに対して、本発明が適用された建築物は、前述したように、構造体の骨格部が軸力と水平力を負担すると共に構造体の制震装置が効果的に制震する。よって、本発明が適用された建築物は、柱の配置位置（柱割り）や太さによることなく、優れた耐震性能が得られる。したがって、建築物（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さの選択の自由度が広がり、この結果、意匠設計の自由度が広がる。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、従来（例えば、ラーメン構造）と異なる優れた制震機能を有する構造体を製造することができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、従来（例えば、ラーメン構造）と異なる優れた制震機能を有する構造体を製造することができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、大きな水平力を負担することができる優れた制震機能を有する構造体とすることができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、大きな水平力を負担することができる優れた制震機能を有する構造体とすることができる。
【００３１】
請求項５の発明では、枠体を柔構造とすることで、構造体にかかる力を効果的に吸収することができる。
【００３２】
請求項６の発明では、耐震性能に優れた建築物とすることができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、構造体の骨格部が建築物の軸力と水平力を負担すると共に構造体の制震装置が建築物を効果的に制震するので、耐震性能に優れた建築物となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態の構造体を示す正面図である。
【図３】図２に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。
【図４】図１に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図５】構造体（建築物）が曲げ変形した場合の制震装置の動作を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の第二実施形態の構造体を示す正面図である。
【図８】図７に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。
【図９】図６に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示
【図１０】（Ａ）に示すように、三角形と矩形状とで構成されている五角形の枠体を示す図であり、（Ｂ）は枠体の矩形状の部分が水平変形した状態を示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態の構造体が間隔をあけずに並んで設けられた建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図１２】第一実施形態の変形例としての建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図１３】第二実施形態の第一変形例としての建築物の構造を模式的に示す正面図である。
【図１４】第三実施形態の構造体を示す正面図である。
【図１５】図１４の構造体が間隔をあけずに並んで設けられた構造を示す正面図である。
【図１６】第二実施形態の第二変形例としての構造体を構成する枠体を示す斜視図である。
【図１７】図１６の枠体を用いて構成された構造体を示す正面図である。
【図１８】建築物（構造体）全体が曲げ変形した状態を模式的に図示した模式図である。
【図１９】第四実施形態の構造体を示す正面図である。
【図２０】第四実施形態の第一変形例の構造体を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜第一実施形態＞
まず、図１〜図５を用いて、本発明の第一実施形態を詳細に説明する。図１は第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。図２は本発明の第一実施形態の構造体を示す正面図である。図３は、図２に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。図４は、図１に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示す正面図である。図５は、構造体（建築物）が曲げ変形した場合の制震装置の動作を模式的に示す模式図である。なお、図３を除く各図における図面の上下方向が建築物の上下方向である。
【００３６】
図３に示すように、枠体１００は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が三角形状（本実施形態では、略正三角形）とされている。なお、本実施形態では、枠体１００は、建築現場で溶接等によって組み立てるのではなく、予め工場などで製造され建築現場に搬入される（現場で溶接等によって組み立てもよい）。
【００３７】
図１と図４とに示すように、建築物１０は、本実施形態においては、基礎（図示略）の上に構築された複数階のビルとされている。また、建築物１０は、骨格部２００と制震装置３００とを有する構造体４００（図２も参照）を用いて構築されている。また、構造体４００の骨格部２００が建築物１０の軸力と水平力を負担する構成となっている。なお、本実施形態では判りやすくするため、図４に示すようにＩ層〜ＩＩＩ層の３階建てとされている。
【００３８】
図２に示すように、構造体４００を構成する骨格部２００は、正立状態の枠体１００Ａと倒立状態の枠体１００Ｂとを交互に積み上げて接合することによって構成されている。なお、以降、正立状態の枠体１００Ａを示す場合には符号の後にＡを付し、倒立状態の枠体１００Ｂを示す場合には符号の後にＢを付する。両者を区別する必要がない場合は、Ａ又はＢを省略する。また、水平に配置された辺部を水平辺部１０２とし、水平辺部１０２と対向する角部を対向角部１１２とする（図３も参照）。
【００３９】
そして、正立状態の枠体１００Ａの水平辺部１０２Ａと倒立状態の枠体１００Ｂの水平辺部１０２Ｂとが接合される共に、正立状態の枠体の対向角部１１２Ａと倒立状態の枠体１００Ｂの対向角部１１２Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部２００が構成されている（水平辺部１０２同士が接合されると共に対向角部１１２同士が接合される）。
【００４０】
なお、水平辺部１０２同士及び対向角部１１２同士の接合方法はどのような方法であってもよい。例えば、溶接によって接合されてもよいし、ボルトとナットによって接合されていてもよい。
【００４１】
骨格部２００における対向角部１１２同士が接合された一対の枠体１００Ａ，１００Ｂには、それぞれトグル機構を有する制震装置３００が設けられている。
【００４２】
図１と図４とに示すように、構造体４００は、建築物１０の各側壁部分に水平方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、本実施形態においては、建築物１０の側壁部の両端部に構造体４００が設けられている。また、制震装置３００は、各構造体４００（骨格部２００）における外側に設けられている。左右の構造体４００は、制装置３００の配置位置が異なり左右対称である以外は、同様の構成であるので、図の右側の構造体４００を代表して説明する。
【００４３】
図２に示すように、制震装置３００は、第一アーム３０２、第二アーム３１２、及びダンパー３２２が主要な構成要素されている。正立状態の下側（一方）の枠体１００Ａにおける対向角部１１２Ａの隣の角部１１４Ａ設けられた支承部３５２に第一アーム３０２の一端部３０４が回転可能に連結されている。倒立状態の上側（他方）の枠体１００Ｂにおける対向角部１１２Ｂの隣の角部１１４Ｂに設けられた支承部３５４に第二アーム３１２の一端部３１４が回転可能に連結されている。そして、これら第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが、回転可能に連結されている。
【００４４】
なお、本実施形態においては、第一アーム３０２と第二アーム３１２とは、略同じ長さとされているが、これに限定されない。第一アーム３０２の方が第二アーム３１２よりも長くてもよいし、或いは逆に第二アーム３１２の方が第一アーム３０２よりも長くてもよい。
【００４５】
また、本実施形態においては、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが外側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されている。しかし、後述する第二実施形態のように、内側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されていてもよい（図７、図９参照）。
【００４６】
ダンパー３２２の一端部３２４は、対向角部１１２Ａと対向角部１１２Ｂとが接合された接合部に設けられた支承部３５６に回転可能に連結されている。また、ダンパー３２２の他端部３２６は、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６との連結部に設けられた回転支承３５８に回転可能に連結されている。
【００４７】
なお、回転支承３５８がない構造、すなわち、ダンパー３２２の他端部３２６、第一アーム３０２の他端部３０６、及び第二アーム３１２の他端部３１６を一箇所（一つのピン）で回転可能に連結した構造であってもよい。なお、ダンパー３２２の種類（構造）は特に限定されない、例えば、弾塑性ダンパー、粘弾性ダンパー、摩擦ダンパー、回転質量ダンパー等を用いることができる。或いは、複数のダンパーが組み合わされて構成されたダンパー（例えば、弾塑性ダンパーと粘弾性ダンパーとが組み合わされたダンパー等）であってもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、前述したように、対向角部１１２同士が接合された一対の枠体１００Ａ，１００Ｂに一つ制震装置３００が設けられている。しかし、後述する第二実施形態のように一対の枠体１００Ａ，１００Ｂの左右にそれぞれ制震装置３００が設けられていてもよい（図７、図９参照）。
【００４９】
図１と図４とに示すように、構造体４００の骨格部２００を構成する枠体１００の水平辺部１０２の端部間には、接続梁２０が接合されている。よって、枠体１００の水平辺部１０２と接続梁２０とで、建築物１０の梁が構成されている。なお、接続梁２０と枠体１００の水平辺部１０２との接合は、どのような接合方法であってもよい。溶接で接合されていてもよいし、ボルトとナットで接合されていてもよい。
【００５０】
枠体１００の水平辺部１０２と接続梁２０とで構成された梁の内側に、梁２２が配置されている。また、建築物１０の角部は、梁２２の端部同士が交差されている（内側に向けて矩形状に凹んだ形状とされている）。なお、この梁２２が交差した角部に柱２４を設けてもよい。
【００５１】
また、梁２２と枠体１００の水平部１０２とが連結梁２９で接続されている。更に梁２２と接続梁２０とが連結梁２７で接続されている。なお、連結梁２７及び連結梁２９のいずれか一方のみを備える構造であってもよい。また、梁２２の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれている。そして、この小梁の上に構造床（スラブ）（図示略）が作られている。なお、図示は省略しているが、外壁や内壁等の壁も設けられている。
【００５２】
また、構造体４００（骨格部２００）における制震装置３００が設けられていない側の、構造体４００（骨格部２００）間には、ワイヤー３２０が交差するように張られている。より詳しく説明すると、一方の構造体４００の枠体１００Ａの角部１１６Ａと他方の構造体４００の斜め上方側に隣接する枠体１００Ｂの角部１１６Ｂとがワイヤー３２０で連結されている。なお、図４では、図が煩雑になるのを避けるため、ワイヤー３２０の図示は省略されている。また、ワイヤー以外のもので連結してもよい。或いは、ワイヤーで連結されていなくてもよい。
【００５３】
なお、上述したように、本実施形態においては、構造体４００は各側壁部分に間隔をあけて二つ設けられているが、これに限定されない。一つで設けられていてもよいし、三つ以上設けられていてもよい。更に、建築物１０の側壁部分以外、例えば、内部の壁部に設けられていてもよい。
【００５４】
また、図１１に示すように、構造体４００（骨格部２００）が間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。この場合、枠体１００の水平辺部１０２の左右の端部同士が接続されてもよい。
【００５５】
つぎに本実施形態の作用について説明する。
【００５６】
地震等によって、建築物１０の各層が左右方向に水平変形したり、建築物１０（構造体４００）全体が曲げ変形したりすると（図１８参照）、制震装置３００の支承部３５２と支承部３５４との間隔が離れたり縮まったりする。これにより、第一アーム３０２と第二アーム３１２との連結部分に設けられた回転支承３５８と、対向角部１１２同士の接合部に設けられた支承部３５６と、の間隔が変化しダンパー３２２の全長が伸縮する。
【００５７】
このとき、ダンパー３２２の軸方向の変位量（伸縮量）が増幅されて大きくなる。つまり、トグル機構によって、小さい変位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立する。よって、ダンパー３２２によって効果的に制震される。
【００５８】
また、枠体１００を三角形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体１００自体が大きな水平力を負担することができる（三角形は水平変形（水平変位）しにくい形状）。よって、骨格部２００は大きな水平力を負担することができ、水平変形（水平変位）に対して強い構造となる。したがって、構造体４００は、優れた耐震性能を有する。
【００５９】
ここで、図１８に示すように、一例として建築物１０（構造体４００）全体が曲げ変形した場合を説明する。
【００６０】
このような変形に対しては図５に示すように制震装置３００によって、対向角部１１２同士の接合部位を中心とする回転（曲げ）が抑制されることによって制震される。具体的には、図５（Ａ）に示すように、上側の枠体１００Ｂが左側に傾くように回転した場合は、ダンパー３２２の全長が短縮し制震される。また、図５（Ｂ）に示すように、上側の枠体１００Ｂが右側に傾くように回転した場合は、ダンパー３２２の全長が伸長し制震される。
【００６１】
なお、図５、図１８は、判りやすくするため、実際よりも極端に大きく変形（回転）させている。実際の地震時などにおける変形（回転）量は僅かである。
【００６２】
このように、構造体４００の骨格部２００が建築物１０の軸力と水平力を負担すると共に、トグル機構を有する制震装置３００によって効果的に建築物１０を制震する。よって、耐震性能に優れた建築物１０となる。
【００６３】
また、枠体１００が積み上げられて接合されることによって循環構造の骨格部２００が形成される。よって、骨格部２００を構成する枠体１００を規格化し、別途工場等で大量生産することで、枠体１００の製造コストを下げることができる。つまり、骨格部２００の製造コストを下げることができる。よって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体４００を製造することができる。
【００６４】
また、このように低コストで製造される構造体４００を用いて構築することによって、優れた耐震性能を有する建築物１０の建築コストを下げることができる。
【００６５】
更に前述したように、構造体４００の骨格部２００（構造体４００）は建築物１０の軸力と水平力を負担する。別の言い方をすると、建築物１０の柱及び梁の一部又は全部を、骨格部２００（構造体４００）が構成する。よって、例えば、ラーメン構造の架構に制震装置を設ける従来の建築物とは全く異なる意匠を実現することができる。
【００６６】
ここで、一般的には、ラーメン構造等の本発明が適用されていない従来の建築物（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さは、意匠設計よりも地震時における水平耐力の確保を目的として決定されることが多い。これに対して、本発明が適用された構造体４００は、骨格部２００が建築物１０の軸力と水平力を負担すると共に構造体４００の制震装置３００が建築物１０を効果的に制震するので、この構造体４００を用いて構築された建築物１０は、柱の配置位置（柱割り）や太さによることなく、大きな水平耐力（優れた耐震性能）が得られる。よって、建築物１０（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さの選択の自由度が広がり、この結果、意匠設計の自由度が広がる。
【００６７】
＜第一実施形態の変形例＞
つぎに、第一実施形態の変形例について図１２を用いて説明する。図１２は、第一実施形態の変形例の建築物１９の構造を模式的に示す正面図である。前述したように、図４に示すように第一実施形態の建築物１０は、Ｉ層〜ＩＩＩ層の３階建てとされていたが、図１２に示すように、第一実施形態の変形例の建築物１９は、Ｉ層〜ＶＩ層の６階建とされている。また、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６８】
建築物１９は、構造体４００の間に構造体４０１が配置されている（構造体が三つ並んで配置されている）。真中に配置された構造体４０１は、両端の構造体４００と枠体１００一つ分上下にずれて配置されている。そして、構造体４０１の水平辺部１０２同士が接合された端部と、両端の構造体４００の角部１１２同士が接合された部位と、が接続梁２１で接続されている。
【００６９】
なお、同様に水平辺部１０２と接続梁２１とで構成された梁の内側に、梁（小梁）（図示略）が配置され連結梁（図示略）で水平辺部１０２、接続梁２１と接続されている。ままた、梁（小梁）の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれ、構造床（スラブ）（図示略）が設けられている。
【００７０】
＜第二実施形態＞
つぎに、図６〜図９を用いて、本発明の第二実施形態について説明する。図６は第二実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を示す斜視図である。図７は本発明の第二実施形態の構造体を示す正面図である。図８は、図７に示す第一実施形態の構造体を構成する枠体を示す斜視図である。図９は、図６に示す第一実施形態の構造体を用いて構築された建築物の構造を模式的に示す正面図である。なお、図８を除く各図における図面の上下方向が建築物の上下方向である。また、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７１】
図８に示すように、枠体１５０は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正五角形状とされている。なお、本実施形態においても、枠体１５０は、建築現場で溶接等によって製造するのではなく、予め工場などで製造され建築現場に搬入される。
【００７２】
図６と図９とに示すように、建築物１１は、基礎（図示略）の上に構築された本実施形態では、Ｉ層〜ＩＩＩ層（図１１参照）の３階建てのビルとされている。また、建築物１１は、骨格部２５０と制震装置３００とを有する構造体４５０（図７も参照）を用いて構築されている。なお、本実施形態においても、構造体４５０の骨格部２５０が建築物１１の軸力と水平力を負担する構成となっている。
【００７３】
図７に示すように、構造体４５０を構成する骨格部２５０は、正立状態の枠体１５０Ａと倒立状態の枠体１５０Ｂとを交互に積み上げて接合することによって構成されている。なお、以降、正立状態の枠体１５０Ａを示す場合には符号の後にＡを付し、倒立状態の枠体１５０Ｂを示す場合には符号の後にＢを付する。両者を区別する必要がない場合は、Ａ又はＢを省略する。また、水平に配置された辺部を水平辺部１５２とし、水平辺部１５２と対向する角部を対向角部１６２とする（図８も参照）。
【００７４】
そして、正立状態の枠体１５０Ａの水平辺部１５２Ａと倒立状態の枠体１５０Ｂの水平辺部１５２Ｂとが接合される共に、正立状態の枠体１５０Ａの対向角部１６２Ａと倒立状態の枠体１５０Ｂの対向角部１６２Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部２５００が構成されている（水平辺部１５２同士が接合されると共に対向角部１６２同士が接合される）。
【００７５】
なお、水平辺部１５２同士及び対向角部１６２同士の接合方法はどのような方法であってもよい。例えば、溶接によって接合されてもよいし、ボルトとナットによって接合されていてもよい。
【００７６】
骨格部２５０における対向角部１６２同士が接合された一対の枠体１５０Ａ，１５０Ｂの左右にトグル機構を有する制震装置３００が設けられている（制震装置３００が二つ設けられている）。
【００７７】
制震装置３００は、第一アーム３０２、第二アーム３１２、及びダンパー３２２が主要な構成要素されている。
【００７８】
一方の制震装置３００は、正立状態の下側（一方）の枠体１５０Ａにおける対向角部１６２Ａの隣の角部１６４Ａに設けられた支承部３５２に第一アーム３０２の一端部３０４が回転可能に連結されている。倒立状態の上側（他方）の枠体１５０Ｂにおける対向角部１６２Ｂの隣の角部１６４Ｂに設けられた支承部３５４に、第二アーム３１２の一端部３１４が回転可能に連結されている。そして、これら第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが、回転可能に連結されている。
【００７９】
他方の制震装置３００は、正立状態の下側（一方）の枠体１５０Ａにおける対向角部１６２Ａの隣の角部１７０Ａに設けられた支承部３５２に第一アーム３０２の一端部３０４が回転可能に連結されている。倒立状態の上側（他方）の枠体１５０Ｂにおける対向角部１６２Ｂの隣の角部１７０Ｂに設けられた支承部３５４に、第二アーム３１２の一端部３１４が回転可能に連結されている。そして、これら第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが、回転可能に連結されている。
【００８０】
なお、本実施形態においては、第一アーム３０２と第二アーム３１２とは、略同じ長さとされているが、これに限定されない。第一アーム３０２の方が第二アーム３１２よりも長くてもよいし、或いは逆に第二アーム３１２の方が第一アーム３０２よりも長くてもよい。
【００８１】
また、本実施形態においては、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６とが内側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されている。しかし、前述した第一実施形態のように、外側に向かって凸となるように所定の角度を持って連結されていてもよい（図１、図２、図４参照）。
【００８２】
ダンパー３２２の一端部３２４は、対向角部１６２Ａと対向角部１６２Ｂとが接合された接合部に設けられた支承部３５６に回転可能に連結されている。また、ダンパー３２２の他端部３２６は、第一アーム３０２の他端部３０６と第二アーム３１２の他端部３１６との連結部に設けられた回転支承３５８に回転可能に連結されている。
【００８３】
なお、回転支承３５８がない構造、すなわち、ダンパー３２２の他端部３２６、第一アーム３０２の他端部３０６、及び第二アーム３１２の他端部３１６を一箇所（一つのピン）で回転可能に連結した構造であってもよい。
【００８４】
なお、本実施形態では、前述したように対向角部１１２同士が接合された一対の枠体１５０Ａ，１５０Ｂの左右に夫々、合計２つの制震装置３００が設けられている。しかし、前述した第一実施形態のように一対の枠体１００Ａ，１００Ｂの左右のいずれかにのみ制震装置３００が設けられていてもよい（図１、図２、図４参照）。
【００８５】
図６と図９とに示すように、本実施形態では、構造体４５０は、建築物１１の側壁部分に水平方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、構造体４５０は、間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。また、間隔をあけずに並んで設けられている場合は、隣合う枠部１５０の角部同士が接合されていてもよい（枠体の形状は異なるが第一実施形態の図１１を参照）。
【００８６】
構造体４５０の骨格部２５０を構成する枠体１５０の水平辺部１５２の端部の間には、接続梁２０が接合されている。よって、枠体１５０の水平辺部１５２と接続梁２０とで、建築物１１の梁が構成されている。なお、接続梁２０と枠体１５０の水平辺部１５２との接合は、どのような接合方法であってもよい。溶接で接合されていてもよいし、ボルトとナットで接合されていてもよい。
【００８７】
また、枠体１５０の水平辺部１５２と接続梁２０とで構成された梁の間に、格子状に小梁（図示略）が組まれ構造床（スラブ）（図示略）が作られている。なお、図示は省略しているが、外壁や内壁等の壁も設けられている。
【００８８】
図６に示すように、枠体１５０の水平辺部１５２と接続梁２０とで構成された梁の内側に梁２２が配置されている。また、建築物１１の角部は、梁２２の端部同士が交差されている（内側に向けて矩形状に凹んだ形状とされている）。なお、この角部の角部に柱２４を設けてもよい。
【００８９】
また、梁２２と枠体１５０の水平部１５２とが連結梁２７で接続されている。更に梁２２と接続梁２０とが連結梁２９で接続されている。なお、連結梁２７及び連結梁２９のいずれか一方のみを備えていてもよい。また、梁２２の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれている。そして、この小梁の上に構造床（スラブ）（図示略）が作られている。なお、図示は省略しているが、外壁や内壁等の壁も設けられている。
【００９０】
つぎに本実施形態の作用について説明する。
【００９１】
地震等によって、建築物１１の各層が左右方向に水平変形したり、建築物１１全体が曲げ変形したりすると、制震装置３００の支承部３５２と支承部３５４との間隔が離れたり縮まったりする。これにより、第一アーム３０２と第二アーム３０２との連結部分に設けられた回転支承３５８と、対向角部１１２同士の接合部に設けられた支承部３５６と、の間隔が変化しダンパー３２２の全長が伸縮する。
【００９２】
このとき、ダンパー３２２の軸方向の変位量（伸縮量）が増幅されて大きくなる。つまり、トグル機構によって、小さい変位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立する。よって、ダンパー３２２によって効果的に制震される。
【００９３】
また、枠体１５０を略正五角形状とすることで、例えば、矩形状（架構）と比較して、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい構造となる。よって、骨格部２００自体が水平変形（水平変位）に対して強い構造とされる。なお、図１０（Ａ）に示すように、五角形であっても、三角形９０２と矩形状９０４とで構成されている枠体９００場合は、図１０（Ｂ）矩形状９０４の部分が水平変形しやすいので、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい構造とする観点からは好ましくない。なお、図１０の構造も本願発明に含まれる。
【００９４】
また、対向角部１５２同士の接合部位を中心とする回転（曲げ）も、第一実施形態と同様に制震装置３００によって抑制される（図５（Ａ）と図５（Ｂ）を参照）。
【００９５】
このように、構造体４５０の骨格部２５０が建築物１１の軸力と水平力を負担すると共に、トグル機構を有する制震装置３００によって効果的に建築物１１を制震する。よって、耐震性能に優れた建築物１０となる。
【００９６】
また、骨格部２５０を構成する枠体１５０を規格化し、別途工場等で大量生産することで、骨格部２５０の製造コストを下げることができる。よって、製造コストを下げつつ制震機能を有する構造体４５０を製造することができると共に、優れた耐震性能を有する建築物１０の建築コストを下げることができる。
【００９７】
更に、建築物１１の柱及び梁の一部又は全部を骨格部２５０が構成するので、例えば、ラーメン構造の架構に制震装置を設ける従来の建築物とは全く異なる意匠を実現することができる。また、本発明が適用された構造体４５０は、骨格部２５０が建築物１１の軸力と水平力を負担すると共に構造体４５０の制震装置３００が建築物１１を効果的に制震するので、この構造体４５０を用いて構築された建築物１１は、柱の配置位置（柱割り）や太さによることなく、優れた耐震性能が得られる。よって、建築物１１（内部）における柱の配置位置（柱割り）や太さの選択の自由度が広がり、この結果、意匠設計の自由度が広がる。
【００９８】
＜第二実施形態の第一変形例＞
つぎに、第二実施形態の第一変形例について図１３を用いて説明する。図１３は、第二実施形態の第一変形例の建築物１７の構造を模式的に示す正面図である。前述したように、図９に示すように第二実施形態の建築物１１は、Ｉ層〜ＩＩＩ層の３階建てとされていたが、図１３に示すように、第二実施形態の第二変形例の建築物１７は、Ｉ層〜ＩＸ層の９階建とされている。なお、第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９９】
建築物１７は、隣り合う構造体４５０を構成する枠体１５０の角部１７０Ｂ間が接続梁２１で接合されると共に、角部１７０Ａ間が接続梁２３で接合されている。
【０１００】
そして、接続梁２１、接続梁２３の内側に、梁（小梁）（図示略）が配置されていると共に、梁（小梁）の内側には、格子状に小梁（図示略）が組まれ、構造床（スラブ）（図示略）が作られている。また、各層（各階）の階高が同じとなるように枠体１５０の形状が調整されている。
【０１０１】
＜第二実施形態の第二変形例＞
ここで、上述したように、枠体自体が水平変形（水平変位）しにくい剛構造とする観点からは、水平方向に変形しやすい形状（例えば、図１０参照）でない方が望ましい。
【０１０２】
しかし、枠体の形状を調整し、地震等の振動により構造体及び建築物にかかる力が効果的に吸収されるようにしてもよい。例えば、水平方向に変形しやすい形状（例えば、図１０参照）とし、構造体及び建築物にかかる力が効果的に吸収されるよい。
【０１０３】
更に、枠体の各辺部を回転可能にピン（回転軸）で連結した柔構造とすることで、構造体及び建築物にかかる力が効果的（積極的）に吸収されるようにしてもよい。よって、つぎに、枠体の各辺部を回転可能にピンで連結し、効果的に力が吸収されることを目的とする構造体の一例を図１６と図１７を用いて説明する。なお、枠体の形状はどのような形状であってもよいが、ここでは、第二実施形態の略正五角形の枠体１５０の各辺部１５２、１５４、１５６、１５８を角部で回転可能にピン接合した構成で説明する（第二実施形態の第二変形例とする）。
【０１０４】
図１６は、枠体１５１を示す斜視図である。図１７は、枠体１５１を用いて構成された構造体４５１を示す正面図である。なお、第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０５】
図１６と図１７とに示すように、枠体１５１は、枠形状が略正五角形状とされている。図７に示すように、構造体４５１を構成する骨格部２５１は、正立状態の枠体１５１Ａと倒立状態の枠体１５１Ｂとを交互に積み上げて接合することによって構成されている。
【０１０６】
そして、正立状態の枠体１５１Ａの水平辺部１５２Ａと倒立状態の枠体１５１Ｂの水平辺部１５２Ｂとが接合される共に、正立状態の枠体１５１Ａの対向角部１６２Ａと倒立状態の枠体１５１Ｂの対向角部１６２Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部２５１が構成されている（水平辺部１５２同士が接合されると共に対向角部１６２同士が接合される）。
【０１０７】
図１６と図１７に示すように、枠体１５１は、各辺部１５２、１５４、１５６、１５８、１６０は、角部１６２、１６４、１６６、１６８、１７０でピン１７１によって、回転可能に連結されている。
【０１０８】
したがって、枠体１５１は柔構造となり、この結果、骨格部２５１も柔構造となる。よって、地震等の振動による構造体４５１（骨格部２５１）にかかる力が効果的に吸収され、その結果、構造体４５１を用いて構築された建築物（図示略）の耐震性能が向上される。
【０１０９】
ここで、枠体の形状は、三角形（第一実施形態）や五角形（第二実施形態）に限定されない。三角形や五角形以外の多角形状の枠体（但し、ラーメン構造を除く）であればよい。よって、つぎに正六角形の枠体と正方形の枠体との例について、説明する。なお、枠体の形状は、正多角形でなくてもよい（例えば、二等辺三角形や菱形、或いは、図１０のような形状等）。
【０１１０】
＜第三実施形態＞
つぎに、略正六角形の枠体で構成された第三実施形態の構造体について、図１４を用いて説明する。なお、図１４は、略正六角形の枠体で構成された第三実施形態の構造体を示す正面図である。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１１】
図１４に示すように、枠体５５０は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正六角形状とされている。構造体５５０を構成する骨格部６５０は、枠体７００を交互に積み上げて接合することによって構成されている。なお、以降、便宜上、下側の枠体７００を示す場合には符号の後にＡを付し、上側の枠体７００を示す場合には符号の後にＢを付する。両者を区別する必要がない場合は、Ａ又はＢを省略する。また、水平に配置された辺部を水平辺部７０２、７０８とする。
【０１１２】
そして、枠体７００Ａの水平辺部７０２Ａと枠体７００Ｂの水平辺部７０８Ｂとが接合されることによって、循環構造の骨格部６５０が構成されている。
【０１１３】
骨格部６５０における水平辺部７０２Ａ、７０８Ｂが接合された一対の枠体７００Ａ，７００Ｂの左右にトグル機構を有する制震装置３００が設けられている（制震装置３００が二つ設けられている）。
【０１１４】
そして、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、このような構成の構造体５５０を用いて、建築物（図示略）が構成される（例えば、構造体４００、４５０が構造体５５０に置き換えられた構造）。
【０１１５】
なお、構造体５５０は各側壁部分に間隔をあけて設けられてもよいし、図１５に示すように、構造体５５０（骨格部６５０）が間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。この場合、隣合う枠体７００の角部７２４と角部７３０が接続されてもよい。
【０１１６】
＜第四実施形態＞
つぎに、略正方形の枠体で構成された第四実施形態の構造体について、図１９を用いて説明する。なお、図１９は、略正方形の枠体で構成された第四実施形態の構造体を示す正面図である。なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１７】
図１９に示すように、枠体５６０は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正方形とされている。構造体５６０を構成する骨格部６６０は、枠体７１０を交互に積み上げて接合することによって構成されている。
【０１１８】
そして、枠体７１０の角部７７４と枠体７１０の角部７７０とが接合されることによって、循環構造の骨格部６６０が構成されている。
【０１１９】
骨格部６６０における一対の枠体７１０の左右にトグル機構を有する制震装置３００が設けられている（制震装置３００が二つ設けられている）。
【０１２０】
そして、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、このような構成の構造体５６０を用いて、建築物（図示略）が構成される（例えば、構造体４００、４５０、５５０に置き換えられた構造）。
【０１２１】
なお、構造体５６０は各側壁部分に間隔をあけて設けられてもよいし、構造体５６０（骨格部６６０）が間隔をあけずに並んで設けられていてもよい。この場合、隣合う枠体７１０の角部７７６と角部７７２が接続されてもよい。
【０１２２】
また、枠体６６０は、各辺部７８０、７８２、７８４、７８６は、角部７７０、７７２、７７４、７７６でピン１７１によって、回転可能に連結されている。
【０１２３】
したがって、枠体６６０は柔構造となり、この結果、骨格部６６０も柔構造となる。よって、地震等の振動による構造体５６０（骨格部６６０）にかかる力が効果的に吸収され、その結果、構造体５６０を用いて構築された建築物（図示略）の耐震性能が向上される。
【０１２４】
＜第四実施形態の変形例＞
つぎに、第四実施形態の変形例の構造体について、図２０を用いて説明する。なお、図２０は第四変形例の構造体を示す正面図である。なお、第四実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２５】
図２０に示すように、枠体５６１は、Ｈ鋼材、ボックス鋼材、ＣＦＴ（コンクリート充填鋼管）等によって構成され、枠形状が略正方形とされている。構造体５６１を構成する骨格部６６１は、枠体７１０を交互に積み上げてピン１７１で連結し接合することによって構成されている。
【０１２６】
つまり、上側の枠体７１０の角部７７４と下側の枠体７１０の角部７７０とが、ピン１７１によって連結されることによって、循環構造の骨格部６６１が構成されている。
【０１２７】
言い換えると、上側の枠体６６１の辺部７８２、７８４と下側の枠体６６１の７８０、７８６とが、一つのピン１７１によって、回転可能に連結されている。
【０１２８】
なお、本発明は変形例を含む上記実施形態に限定されない。
【０１２９】
例えば、ビル以外の建築物にも本発明を適用することができる。例えば、鉄塔などにも本発明を適用することができる。
【０１３０】
また、本発明は適用された構造体が建築物の水平力と軸力を主として負担しない構造であってもよい。特に枠体を柔構造とした場合は、建築物の水平力と軸力を構造体が負担しない（或いは主として負担しない）構造とすることで、主に水平力・軸力を主に負担する構造体（例えば、本発明が適用あれていない従来の柱と梁で構成された架構）と制震機能を主に発揮する構造体との両方を設け、機能分離を図ることができる。
【０１３１】
また、本発明が適用された剛構造の枠体で構成された構造体（第一実施形態や第二実施形態）と、本発明が適用された柔構造の枠体で構成された構造体（第二実施形態の第二変形例、第四実施形態、第四実施形態の第一変形例）と、の両方を用いて建築物を構築してもよい。
【０１３２】
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３３】
１０ 建築物
１１ 建築物
１７ 建築物
１９ 建築物
２０ 接続梁
１００ 枠体
１０２ 水平辺部（辺部）
１１２ 対向角部（角部）
１５０ 枠体
１５１ 枠体
１５２ 水平辺部（辺部）
１６２ 対向角部（角部）
１７１ ピン（回転軸）
２００ 骨格部
２５０ 骨格部
３００ 制震装置
３０２ 第一アーム
３１２ 第二アーム
３２０ ワイヤー
３２２ ダンパー
４００ 構造体
４５０ 構造体
５５０ 構造体
５６０ 構造体
５６１ 構造体
６５０ 骨格部
６６０ 骨格部
６６１ 骨格部
７００ 枠体
７１０ 枠体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体の辺部同士又は前記枠体の角部同士が接合された骨格部と、
辺部同士又は角部同士が接合された一方の前記枠体における接合部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、接合された他方の前記枠体における前記接後部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記接合部位の端部に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、
を備える構造体。
【請求項２】
奇数の辺部を持つ多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体における水平に配置された辺部同士が接合されると共に、前記枠体の角部同士が接合された循環構造の骨格部と、
前記角部同士が接合された一方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、前記角部同士が接合された他方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記角部同士の接合部位に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、
を備える構造体。
【請求項３】
前記枠体は、三角形状とされている請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
前記枠体は、正五角形状とされている請求項２に記載の構造体。
【請求項５】
前記枠体を構成する各辺部は、角部で回転可能に連結されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構造体。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構造体を用いて構築された建築物。
【請求項７】
前記構造体の前記骨格部が軸力と水平力を負担する請求項６に記載の建築物。
【請求項１】
多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体の辺部同士又は前記枠体の角部同士が接合された骨格部と、
辺部同士又は角部同士が接合された一方の前記枠体における接合部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、接合された他方の前記枠体における前記接後部位の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記接合部位の端部に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、
を備える構造体。
【請求項２】
奇数の辺部を持つ多角形状の枠体が積み上げられて構成され、前記枠体における水平に配置された辺部同士が接合されると共に、前記枠体の角部同士が接合された循環構造の骨格部と、
前記角部同士が接合された一方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結された第一アームと、前記角部同士が接合された他方の前記枠体における前記角部の隣の角部に回転可能に一端部が連結されると共に他端部が前記第一アームの他端部と所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、一端部が前記角部同士の接合部位に回転可能に連結されると共に他端部が前記第一アームと前記第二アームとの連結部位に回転可能に連結されたダンパーと、を有する制震装置と、
を備える構造体。
【請求項３】
前記枠体は、三角形状とされている請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
前記枠体は、正五角形状とされている請求項２に記載の構造体。
【請求項５】
前記枠体を構成する各辺部は、角部で回転可能に連結されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構造体。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構造体を用いて構築された建築物。
【請求項７】
前記構造体の前記骨格部が軸力と水平力を負担する請求項６に記載の建築物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１８０５８３（Ｐ２０１０−１８０５８３Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３６１７（Ｐ２００９−２３６１７）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【出願人】（５０４００４０８３）株式会社ｉ２Ｓ２ (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【出願人】（５０４００４０８３）株式会社ｉ２Ｓ２ (28)
【Ｆターム（参考）】
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