JP2000027482A - 制振構造体 - Google Patents
制振構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合部材の変形領域が歪み硬化領域に到達し
にくく、山形架構の開口面積を大きく取れる制振構造体
を提供する。 【解決手段】 柱１１,１１と梁１２,１２とで構成され
た枠体内に山形架構１３を配置する。上層階の梁１２と
山形架構１３の水平部材１５との間に接合部材１６を取
り付ける。接合部材１６は、「く」字状の板状部を有す
る。板状部の初期長Ｌ0は、設計地震外力によって上記
枠体が最大変形した時点における板状部の長さをＬとし
た場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)が降伏領域と歪み
硬化領域との境界の歪度以下になるように設定する。こ
うして、接合部材１６の変形領域が歪み硬化領域まで到
達しないようにする。また、接合部材１６を「く」字状に
して垂直方向の長さの増大を防ぎ、山形架構１３の開口
面積を大きく取る。
にくく、山形架構の開口面積を大きく取れる制振構造体
を提供する。 【解決手段】 柱１１,１１と梁１２,１２とで構成され
た枠体内に山形架構１３を配置する。上層階の梁１２と
山形架構１３の水平部材１５との間に接合部材１６を取
り付ける。接合部材１６は、「く」字状の板状部を有す
る。板状部の初期長Ｌ0は、設計地震外力によって上記
枠体が最大変形した時点における板状部の長さをＬとし
た場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)が降伏領域と歪み
硬化領域との境界の歪度以下になるように設定する。こ
うして、接合部材１６の変形領域が歪み硬化領域まで到
達しないようにする。また、接合部材１６を「く」字状に
して垂直方向の長さの増大を防ぎ、山形架構１３の開口
面積を大きく取る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、風や地震等に起
因する構造物の振動を抑制するための制振構造体に関す
る。
因する構造物の振動を抑制するための制振構造体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、風や地震等に起因する構造物
の振動を抑制するための制振構造体として、特開平５−
４４３５６号公報に開示されているようなものがある。
この制振構造体は建物の制振構造体であり、図５に示す
ように、構造用鋼から成る柱１,１と梁２,２とで囲まれ
た枠体内に構造用鋼の水平部材４と傾斜部材５,５とか
ら成る山形架構３を配置し、梁２と山形架構３の水平部
材４とを接合部材６を介して結合してなる。
の振動を抑制するための制振構造体として、特開平５−
４４３５６号公報に開示されているようなものがある。
この制振構造体は建物の制振構造体であり、図５に示す
ように、構造用鋼から成る柱１,１と梁２,２とで囲まれ
た枠体内に構造用鋼の水平部材４と傾斜部材５,５とか
ら成る山形架構３を配置し、梁２と山形架構３の水平部
材４とを接合部材６を介して結合してなる。
【０００３】上記制振構造体における接合部材６は、図
５に示すようなＨ型断面の低降伏応力鋼で構成されてお
り、梁２あるいは山形架橋３の水平部材４から受ける力
に対して、ウエッブ部６aの剪断応力で抵抗させるもの
である。そして、大地震を受けた場合にはウエッブ６a
を降伏させ、図６に示すように剪断変形させることによ
って地震エネルギーを吸収させ、その結果大きい減衰力
を受けることを期待するものである。
５に示すようなＨ型断面の低降伏応力鋼で構成されてお
り、梁２あるいは山形架橋３の水平部材４から受ける力
に対して、ウエッブ部６aの剪断応力で抵抗させるもの
である。そして、大地震を受けた場合にはウエッブ６a
を降伏させ、図６に示すように剪断変形させることによ
って地震エネルギーを吸収させ、その結果大きい減衰力
を受けることを期待するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記制
振構造体においては、以下のような問題がある。すなわ
ち、図７に示すように、鋼材に所定以上の外力(引張応
力)が作用すると降伏し、しばらくの間外力が加わると
容易に変形する降伏領域ａが続く。そして、更に外力が
加わると、外力が加わっても容易に変形しない歪み硬化
領域ｂに移行する。図８は、鋼材に繰り返し剪断荷重を
かけた場合の変位と荷重とのヒステリシス曲線を示す。
上記歪み硬化領域ｂまで変形させた場合には、図中破線
で示すようなハードニング型の変位−荷重特性を示す。
振構造体においては、以下のような問題がある。すなわ
ち、図７に示すように、鋼材に所定以上の外力(引張応
力)が作用すると降伏し、しばらくの間外力が加わると
容易に変形する降伏領域ａが続く。そして、更に外力が
加わると、外力が加わっても容易に変形しない歪み硬化
領域ｂに移行する。図８は、鋼材に繰り返し剪断荷重を
かけた場合の変位と荷重とのヒステリシス曲線を示す。
上記歪み硬化領域ｂまで変形させた場合には、図中破線
で示すようなハードニング型の変位−荷重特性を示す。
【０００５】鋼材を地震エネルギーの吸収ダンパとして
利用する上記制振構造体では、上記降伏領域ａについて
は、地震応答解析を行う際に構造系の復元力特性のモデ
ル化が容易に行えて設計が簡単である。ところが、歪み
硬化領域ｂ(ハードニング領域)については、構造系の復
元力特性のモデル化が難しく設計が煩雑となる。また、
上記歪み硬化領域ｂは、降伏領域ａから切断点までの過
渡的な不安定領域である。それだけではなく、外力に対
する抵抗力が生ずるため、その抵抗力が構造系を構成す
る梁２や山形架橋３に流れて行く。したがって、梁２や
山形架橋３を強化しなければならなくなる等の問題があ
る。したがって、上記制振構造体を設計する場合には変
形領域が降伏領域ａ内に収まるようにする方が望まし
い。
利用する上記制振構造体では、上記降伏領域ａについて
は、地震応答解析を行う際に構造系の復元力特性のモデ
ル化が容易に行えて設計が簡単である。ところが、歪み
硬化領域ｂ(ハードニング領域)については、構造系の復
元力特性のモデル化が難しく設計が煩雑となる。また、
上記歪み硬化領域ｂは、降伏領域ａから切断点までの過
渡的な不安定領域である。それだけではなく、外力に対
する抵抗力が生ずるため、その抵抗力が構造系を構成す
る梁２や山形架橋３に流れて行く。したがって、梁２や
山形架橋３を強化しなければならなくなる等の問題があ
る。したがって、上記制振構造体を設計する場合には変
形領域が降伏領域ａ内に収まるようにする方が望まし
い。
【０００６】ところで、図５に示すように、接合部材６
をＨ型断面の低降伏応力鋼で構成した場合のウエッブ部
６aは板状鋼材である。そして、板状鋼材の歪度は外力
が作用しない場合の初期長に反比例するので、上記初期
長が長いほど地震時に歪み硬化領域ｂに到達しにくいこ
とになる。ところが、決まった大きさの枠体内におい
て、板状鋼材の長さを長くすると、つまりＨ型断面の低
降伏応力鋼６のウエッブ部６aの長さを長くすると、山
形架構３下の利用可能な有効面積が減少してドアや通路
として使用する際の制約が生ずるという問題がある。
をＨ型断面の低降伏応力鋼で構成した場合のウエッブ部
６aは板状鋼材である。そして、板状鋼材の歪度は外力
が作用しない場合の初期長に反比例するので、上記初期
長が長いほど地震時に歪み硬化領域ｂに到達しにくいこ
とになる。ところが、決まった大きさの枠体内におい
て、板状鋼材の長さを長くすると、つまりＨ型断面の低
降伏応力鋼６のウエッブ部６aの長さを長くすると、山
形架構３下の利用可能な有効面積が減少してドアや通路
として使用する際の制約が生ずるという問題がある。
【０００７】そこで、この発明の目的は、接合部材の変
形領域が歪み硬化領域に到達しにくく、山形架構の開口
面積を大きく取れる制振構造体を提供することにある。
形領域が歪み硬化領域に到達しにくく、山形架構の開口
面積を大きく取れる制振構造体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、構造用鋼で成る２本の柱と
構造用鋼で成る２本の梁とで囲まれた枠体内に,構造用
鋼で成る傾斜部材と構造用鋼で成る水平部材とを有する
山形架構を配置し,上記山形架構の傾斜部材の下端部を
上記枠体に結合する一方,上記水平部材を上記構造用鋼
より降伏点の低い低降伏応力鋼で成る接合部材を介して
上記枠体を構成する上側の梁に結合した制振構造体にお
いて、上記接合部材は、湾曲した形状を有すると共に、
上記梁の延在方向に並設された複数の板状部を備えてい
ることを特徴としている。
め、請求項１に係る発明は、構造用鋼で成る２本の柱と
構造用鋼で成る２本の梁とで囲まれた枠体内に,構造用
鋼で成る傾斜部材と構造用鋼で成る水平部材とを有する
山形架構を配置し,上記山形架構の傾斜部材の下端部を
上記枠体に結合する一方,上記水平部材を上記構造用鋼
より降伏点の低い低降伏応力鋼で成る接合部材を介して
上記枠体を構成する上側の梁に結合した制振構造体にお
いて、上記接合部材は、湾曲した形状を有すると共に、
上記梁の延在方向に並設された複数の板状部を備えてい
ることを特徴としている。
【０００９】上記構成によれば、柱と梁とで囲まれた枠
体内に設置された山形架構の水平部材と上記枠体を構成
する上側の梁とに取り付けられた接合部材は、低降伏応
力鋼で形成されると共に、湾曲した複数の板状部を有し
ている。したがって、上記枠体に力が作用した場合に
は、上記板状部の湾曲部の開角によって、上記梁の水平
部材に対する相対変位によって上記板状部に掛かる引っ
張り力が緩和される。さらに、上記板状部は湾曲してい
るために、上記上側の梁と水平部材との間隔を広げるこ
となく上記板状部の初期長を長くでき、上記板状部に掛
かる歪度が小さくなる。したがって、上記板状部の変形
領域が歪み硬化領域に到達しにくくなる。その場合に、
上記上側の梁と水平部材との間隔は広げる必要がないた
めに、上記枠体内における上記山形架構下の利用可能な
面積を広く取ることが可能となる。
体内に設置された山形架構の水平部材と上記枠体を構成
する上側の梁とに取り付けられた接合部材は、低降伏応
力鋼で形成されると共に、湾曲した複数の板状部を有し
ている。したがって、上記枠体に力が作用した場合に
は、上記板状部の湾曲部の開角によって、上記梁の水平
部材に対する相対変位によって上記板状部に掛かる引っ
張り力が緩和される。さらに、上記板状部は湾曲してい
るために、上記上側の梁と水平部材との間隔を広げるこ
となく上記板状部の初期長を長くでき、上記板状部に掛
かる歪度が小さくなる。したがって、上記板状部の変形
領域が歪み硬化領域に到達しにくくなる。その場合に、
上記上側の梁と水平部材との間隔は広げる必要がないた
めに、上記枠体内における上記山形架構下の利用可能な
面積を広く取ることが可能となる。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明の制振構造体において、上記接合部材の板状部
の初期長Ｌ0は、設計地震外力によって上記枠体が最大
変形した時点における上記板状部の長さをＬとした場合
に、下記の式で求められる平均歪度εの値が上記低降伏
応力鋼の引っ張り試験における降伏領域と歪み硬化領域
との境界の歪度以下になるように設定されていることを
特徴としている。 ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)
係る発明の制振構造体において、上記接合部材の板状部
の初期長Ｌ0は、設計地震外力によって上記枠体が最大
変形した時点における上記板状部の長さをＬとした場合
に、下記の式で求められる平均歪度εの値が上記低降伏
応力鋼の引っ張り試験における降伏領域と歪み硬化領域
との境界の歪度以下になるように設定されていることを
特徴としている。 ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)
【００１１】上記構成によれば、外力によって上記枠体
が最大変形した場合でも、上記板状部の変形領域は歪み
硬化領域に到達することはない。したがって、上記枠
体,山形架構および接合部材によって、効果的且つ安定
した制振効果が得られる。
が最大変形した場合でも、上記板状部の変形領域は歪み
硬化領域に到達することはない。したがって、上記枠
体,山形架構および接合部材によって、効果的且つ安定
した制振効果が得られる。
【００１２】また、請求項３に係る発明は、請求項１あ
るいは請求項２に係る発明の制振構造体において、上記
接合部材は、剪断塑性ダンパとして機能するようになっ
ていることを特徴としている。
るいは請求項２に係る発明の制振構造体において、上記
接合部材は、剪断塑性ダンパとして機能するようになっ
ていることを特徴としている。
【００１３】上記構成によれば、上記枠体を構成する上
側の梁と下側の梁とに水平方向の力が掛かった場合に、
上記接合部材は剪断塑性ダンパとして機能することによ
って有効な制振効果が得られる。
側の梁と下側の梁とに水平方向の力が掛かった場合に、
上記接合部材は剪断塑性ダンパとして機能することによ
って有効な制振効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の制振
構造体を示す図である。図１において、１１,１１は構
造用鋼から成る柱であり、１２,１２は構造用鋼から成
る梁である。そして、柱１１,１１と梁１２,１２とで囲
まれた枠体内には、構造用鋼で成る山形架構１３を配置
している。この山形架構１３は、柱１１,１１と下層階
の梁１２との交差位置に一端がボルト等で結合されて上
層階の梁１２の中央部に向かって延在する２本の傾斜部
材１４,１４と、梁１２に平行に配置されて中央部に両
傾斜部材１４,１４の他端がボルト等で取り付けられた
水平部材１５とで構成される。
態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の制振
構造体を示す図である。図１において、１１,１１は構
造用鋼から成る柱であり、１２,１２は構造用鋼から成
る梁である。そして、柱１１,１１と梁１２,１２とで囲
まれた枠体内には、構造用鋼で成る山形架構１３を配置
している。この山形架構１３は、柱１１,１１と下層階
の梁１２との交差位置に一端がボルト等で結合されて上
層階の梁１２の中央部に向かって延在する２本の傾斜部
材１４,１４と、梁１２に平行に配置されて中央部に両
傾斜部材１４,１４の他端がボルト等で取り付けられた
水平部材１５とで構成される。
【００１５】上記上層階の梁１２と水平部材１５との間
には所定の間隔を有し、その間隔に上記構造用鋼よりも
降伏点の低い低降伏応力鋼で形成された接合部材１６を
３個配置し、各接合部材１６の上側部を上層階の梁１３
に固定する一方、下側部を水平部材１５に固定してい
る。
には所定の間隔を有し、その間隔に上記構造用鋼よりも
降伏点の低い低降伏応力鋼で形成された接合部材１６を
３個配置し、各接合部材１６の上側部を上層階の梁１３
に固定する一方、下側部を水平部材１５に固定してい
る。
【００１６】図２は、相対的に平行移動する２つの部材
(梁１２,１２に相当)間を連結する連結部材(接合部材１
６に相当)の変形状態を示す。図２(a)は、２つの部材１
７,１８を連結する連結部材１９が平面を成す板状体の
場合である。また、図２(b)は、２つの部材２０,２１を
連結する連結部材２２が湾曲した板状体の場合である。
今、部材１７と部材２０との相対移動に伴う連結部材１
９,２２の変形量は同じΔＬであるとする。そうする
と、連結部材１９の歪みε1は、ε1＝ΔＬ/Ｌ1(Ｌ1＝連
結部材１９の初期長)となる。また、連結部材２２の歪
みε2は、ε2＝ΔＬ/Ｌ2（Ｌ2＝連結部材２２の初期長)
となる。ここで、Ｌ1＜Ｌ2であるから、ε1＞ε2とな
る。すなわち、上記連結部材を湾曲させて初期長を長く
することによって、相対的に平行移動する２つの部材の
間隔を変えることなく同じ変形量に対する上記連結部材
の歪み量を小さくでき、地震時に歪み硬化領域に到達し
にくくできる。
(梁１２,１２に相当)間を連結する連結部材(接合部材１
６に相当)の変形状態を示す。図２(a)は、２つの部材１
７,１８を連結する連結部材１９が平面を成す板状体の
場合である。また、図２(b)は、２つの部材２０,２１を
連結する連結部材２２が湾曲した板状体の場合である。
今、部材１７と部材２０との相対移動に伴う連結部材１
９,２２の変形量は同じΔＬであるとする。そうする
と、連結部材１９の歪みε1は、ε1＝ΔＬ/Ｌ1(Ｌ1＝連
結部材１９の初期長)となる。また、連結部材２２の歪
みε2は、ε2＝ΔＬ/Ｌ2（Ｌ2＝連結部材２２の初期長)
となる。ここで、Ｌ1＜Ｌ2であるから、ε1＞ε2とな
る。すなわち、上記連結部材を湾曲させて初期長を長く
することによって、相対的に平行移動する２つの部材の
間隔を変えることなく同じ変形量に対する上記連結部材
の歪み量を小さくでき、地震時に歪み硬化領域に到達し
にくくできる。
【００１７】そこで、本実施の形態においては、上記接
合部材１６に、図３に示すように、上記梁１２,１２の
延在方向に並設されて「く」字状に同じ方向に折れ曲がっ
た複数の板状部２７,２７,…を持たせるのである。この
板状部２７は、１枚の低降伏応力鋼板２５に「く」字状の
複数本の溝２６,２６,…を平行して設けて、各溝２６の
間で構成するのである。そして、その場合における板状
部２７,２７,…の初期長Ｌ0を、設計地震外力によって
上記枠体が最大変形した時点における板状部２７の長さ
をＬとした場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値が図
７に示す降伏領域ａと歪み硬化領域ｂとの境界の歪度以
下になるように設定するのである。尚、本実施の形態に
おいては、１枚の低降伏応力鋼板２５に設けられた「く」
字状の複数本の溝２６,２６,…の間で接合部材１６の板
状部２７を構成しているが、図４(a)に示すように、
「く」字状に屈曲したウエッブ部２８を有する複数本のＭ
型断面の低降伏応力鋼を配列して構成しても構わない。
合部材１６に、図３に示すように、上記梁１２,１２の
延在方向に並設されて「く」字状に同じ方向に折れ曲がっ
た複数の板状部２７,２７,…を持たせるのである。この
板状部２７は、１枚の低降伏応力鋼板２５に「く」字状の
複数本の溝２６,２６,…を平行して設けて、各溝２６の
間で構成するのである。そして、その場合における板状
部２７,２７,…の初期長Ｌ0を、設計地震外力によって
上記枠体が最大変形した時点における板状部２７の長さ
をＬとした場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値が図
７に示す降伏領域ａと歪み硬化領域ｂとの境界の歪度以
下になるように設定するのである。尚、本実施の形態に
おいては、１枚の低降伏応力鋼板２５に設けられた「く」
字状の複数本の溝２６,２６,…の間で接合部材１６の板
状部２７を構成しているが、図４(a)に示すように、
「く」字状に屈曲したウエッブ部２８を有する複数本のＭ
型断面の低降伏応力鋼を配列して構成しても構わない。
【００１８】上記構成を有する制振構造体は、以下のよ
うに動作する。図４は、風や地震時における制振構造体
の状態を示す。図４(a)は本実施の形態における制振構
造体の場合を示し、図４(b)は従来の制振構造体の場合
を示す。地震時に上記枠体に水平力が作用すると、梁１
２には水平変形と回転変形とが生じて、梁１２は山形架
構１３の水平部材１５に対して破線で示すように相対変
位する。その場合に、図４(a)に示すように、接合部材
２９は「く」字状に屈曲している。そのために、梁１２の
水平部材１５に対する相対変位によってウエッブ部２８
に掛かる引っ張り応力を屈曲角度θの初期屈曲角度θ0
からの開角によって緩和できる。
うに動作する。図４は、風や地震時における制振構造体
の状態を示す。図４(a)は本実施の形態における制振構
造体の場合を示し、図４(b)は従来の制振構造体の場合
を示す。地震時に上記枠体に水平力が作用すると、梁１
２には水平変形と回転変形とが生じて、梁１２は山形架
構１３の水平部材１５に対して破線で示すように相対変
位する。その場合に、図４(a)に示すように、接合部材
２９は「く」字状に屈曲している。そのために、梁１２の
水平部材１５に対する相対変位によってウエッブ部２８
に掛かる引っ張り応力を屈曲角度θの初期屈曲角度θ0
からの開角によって緩和できる。
【００１９】さらに、上記接合部材２９のウエッブ部２
８の初期長Ｌ0は、設計地震外力によって上記枠体が最
大変形した時点におけるウエッブ部２８の長さをＬとし
た場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値が降伏領域ａ
と歪み硬化領域ｂの境界の歪度以下になるように設定さ
れている。したがって、地震時において、上記枠体が変
形してもウエッブ部２８の変形領域が上記「歪み硬化領
域ｂ」まで到達することがなく、効果的且つ安定した制
振効果を得ることができるのである。
８の初期長Ｌ0は、設計地震外力によって上記枠体が最
大変形した時点におけるウエッブ部２８の長さをＬとし
た場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値が降伏領域ａ
と歪み硬化領域ｂの境界の歪度以下になるように設定さ
れている。したがって、地震時において、上記枠体が変
形してもウエッブ部２８の変形領域が上記「歪み硬化領
域ｂ」まで到達することがなく、効果的且つ安定した制
振効果を得ることができるのである。
【００２０】これに対して、図４(b)に示すように、ウ
エッブ部が平面の板状体である複数本のＨ型断面の低降
伏応力鋼で成る従来の接合部材３１では、本実施の形態
における接合部材２９のような「く」字状のウエッブ部２
８の開角による水平変形と回転変形との吸収効果(水平
力と回転力との緩和効果)は期待できない。また、その
初期長Ｌ0'(≒Ｌ1)も短く、設計地震外力によって上記
枠体が最大変形した時点における接合部材３１の長さを
Ｌ'とした場合に、平均歪度ε(＝Ｌ'/Ｌ0'−１)の値が
降伏領域ａと歪み硬化領域ｂの境界の歪度以下になるよ
うに設定されてはいない。したがって、従来の接合部材
３１では、地震時において、上記枠体が上記設計地震外
力程度の力によって大きく変形した場合には、接合部材
３１の変形領域が上記「歪み硬化領域ｂ」に到達してしま
い、有効に且つ安定して制振効果を得ることができない
のである。
エッブ部が平面の板状体である複数本のＨ型断面の低降
伏応力鋼で成る従来の接合部材３１では、本実施の形態
における接合部材２９のような「く」字状のウエッブ部２
８の開角による水平変形と回転変形との吸収効果(水平
力と回転力との緩和効果)は期待できない。また、その
初期長Ｌ0'(≒Ｌ1)も短く、設計地震外力によって上記
枠体が最大変形した時点における接合部材３１の長さを
Ｌ'とした場合に、平均歪度ε(＝Ｌ'/Ｌ0'−１)の値が
降伏領域ａと歪み硬化領域ｂの境界の歪度以下になるよ
うに設定されてはいない。したがって、従来の接合部材
３１では、地震時において、上記枠体が上記設計地震外
力程度の力によって大きく変形した場合には、接合部材
３１の変形領域が上記「歪み硬化領域ｂ」に到達してしま
い、有効に且つ安定して制振効果を得ることができない
のである。
【００２１】このように、本実施の形態においては、構
造用鋼から成る柱１１,１１と梁１２,１２とで囲まれた
枠体内に、構造用鋼で成る山形架構１３を配置する。そ
して、上層階の梁１２と山形架構１３の水平部材１５と
の間に、梁１２,１２の延在方向に並設されて「く」字状
に同じ方向に折れ曲がった複数の板状部２７,２８を有
する接合部材１６,２９を取り付ける。そして、上記板
状部２７,２８の初期長Ｌ0を、設計地震外力によって上
記枠体が最大変形した時点における板状部２７,２８の
長さをＬとした場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値
が降伏領域ａと歪み硬化領域ｂとの境界の歪度以下にな
るように設定している。
造用鋼から成る柱１１,１１と梁１２,１２とで囲まれた
枠体内に、構造用鋼で成る山形架構１３を配置する。そ
して、上層階の梁１２と山形架構１３の水平部材１５と
の間に、梁１２,１２の延在方向に並設されて「く」字状
に同じ方向に折れ曲がった複数の板状部２７,２８を有
する接合部材１６,２９を取り付ける。そして、上記板
状部２７,２８の初期長Ｌ0を、設計地震外力によって上
記枠体が最大変形した時点における板状部２７,２８の
長さをＬとした場合に、平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値
が降伏領域ａと歪み硬化領域ｂとの境界の歪度以下にな
るように設定している。
【００２２】したがって、上記梁１２の水平部材１５に
対する相対変位によって板状部２７,２８に掛かる引っ
張り応力を、「く」字状の板状部２７,２８の屈曲角度θ
の開角によって緩和できる。また、接合部材１６,２９
の変形領域が歪み硬化領域ｂまで到達することを防止で
き、効果的且つ安定した制振効果を得ることができる。
尚、接合部材１６,２９における板状部２７,２８の初期
長Ｌ0を平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値が降伏領域ａと
歪み硬化領域ｂの境界の歪度以下になるように設定する
ことは、板状部２７,２８の形状が直であっても可能で
はある。しかしながら、その場合には、接合部材１６,
２９の垂直方向の長さが長くなるため、その分だけ山形
架構１３下の利用可能面積が減少してしまうのである。
すなわち、本実施の形態によれば、地震時に接合部材の
変形領域が歪み硬化領域に到達しにくい制振構造体を、
簡単な構造で得ることができる。さらに、制振効果を損
なうことなく山形架構１３における開口部の面積を大き
く取ることができ、上記開口部にドアや通路を設ける場
合の制約がなくなるのである。
対する相対変位によって板状部２７,２８に掛かる引っ
張り応力を、「く」字状の板状部２７,２８の屈曲角度θ
の開角によって緩和できる。また、接合部材１６,２９
の変形領域が歪み硬化領域ｂまで到達することを防止で
き、効果的且つ安定した制振効果を得ることができる。
尚、接合部材１６,２９における板状部２７,２８の初期
長Ｌ0を平均歪度ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)の値が降伏領域ａと
歪み硬化領域ｂの境界の歪度以下になるように設定する
ことは、板状部２７,２８の形状が直であっても可能で
はある。しかしながら、その場合には、接合部材１６,
２９の垂直方向の長さが長くなるため、その分だけ山形
架構１３下の利用可能面積が減少してしまうのである。
すなわち、本実施の形態によれば、地震時に接合部材の
変形領域が歪み硬化領域に到達しにくい制振構造体を、
簡単な構造で得ることができる。さらに、制振効果を損
なうことなく山形架構１３における開口部の面積を大き
く取ることができ、上記開口部にドアや通路を設ける場
合の制約がなくなるのである。
【００２３】尚、上記接合部材１６,２９を構成する
「く」字状の板状部２７,２８の屈曲角度θが開角する場
合に、板状部２７,２８の屈曲部の変形領域がハードニ
ング領域に入ることが考えられる。したがって、板状部
２７,２８の屈曲部の厚みを他の部分より厚くしたり、
上記屈曲部の屈曲率を滑らかにすることが望ましい。
「く」字状の板状部２７,２８の屈曲角度θが開角する場
合に、板状部２７,２８の屈曲部の変形領域がハードニ
ング領域に入ることが考えられる。したがって、板状部
２７,２８の屈曲部の厚みを他の部分より厚くしたり、
上記屈曲部の屈曲率を滑らかにすることが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の制振構造体は、柱と梁とで囲まれた枠体内に配
置された山形架構の水平部材を上記枠体の上側の梁に結
合する接合部材は、湾曲した形状を有すると共に、上記
梁の延在方向に並設された複数の板状部を有しているの
で、上記枠体に力が作用した場合には、上記板状部の湾
曲部の開角によって上記板状部に掛かる引っ張り力を緩
和できる。さらに、上記板状部は湾曲しているので、上
記上側の梁と水平部材との間隔を広げることなく上記板
状部の初期長を長くでき、上記板状部に掛かる歪度を小
さくできる。したがって、上記板状部の変形領域を歪み
硬化領域に到達しにくくできる。その場合に、上記上側
の梁と水平部材との間隔を広げる必要がないために、上
記枠体内における上記山形架構の開口面積を大きく取る
ことができ、上記開口を利用する場合の制約をなくすこ
とができる。
る発明の制振構造体は、柱と梁とで囲まれた枠体内に配
置された山形架構の水平部材を上記枠体の上側の梁に結
合する接合部材は、湾曲した形状を有すると共に、上記
梁の延在方向に並設された複数の板状部を有しているの
で、上記枠体に力が作用した場合には、上記板状部の湾
曲部の開角によって上記板状部に掛かる引っ張り力を緩
和できる。さらに、上記板状部は湾曲しているので、上
記上側の梁と水平部材との間隔を広げることなく上記板
状部の初期長を長くでき、上記板状部に掛かる歪度を小
さくできる。したがって、上記板状部の変形領域を歪み
硬化領域に到達しにくくできる。その場合に、上記上側
の梁と水平部材との間隔を広げる必要がないために、上
記枠体内における上記山形架構の開口面積を大きく取る
ことができ、上記開口を利用する場合の制約をなくすこ
とができる。
【００２５】また、請求項２に係る発明の制振構造体に
おける上記接合部材の板状部の初期長Ｌ0は、設計地震
外力によって上記枠体が最大変形した時点における上記
板状部の長さをＬとした場合に、下記の式で求められる
平均歪度εの値が上記低降伏応力鋼の引っ張り試験にお
ける降伏領域と歪み硬化領域との境界の歪度以下になる
ように設定されるので、外力によって上記枠体が最大変
形した場合に、上記板状部の変形領域が歪み硬化領域に
到達することを防止できる。したがって、上記枠体,山
形架構および接合部材によって、効果的且つ安定した制
振効果を得ることができる。 ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)
おける上記接合部材の板状部の初期長Ｌ0は、設計地震
外力によって上記枠体が最大変形した時点における上記
板状部の長さをＬとした場合に、下記の式で求められる
平均歪度εの値が上記低降伏応力鋼の引っ張り試験にお
ける降伏領域と歪み硬化領域との境界の歪度以下になる
ように設定されるので、外力によって上記枠体が最大変
形した場合に、上記板状部の変形領域が歪み硬化領域に
到達することを防止できる。したがって、上記枠体,山
形架構および接合部材によって、効果的且つ安定した制
振効果を得ることができる。 ε(＝Ｌ/Ｌ0−１)
【００２６】また、請求項３に係る発明の制振構造体に
おける上記接合部材は、剪断塑性ダンパとして機能する
ようになっているので、上記枠体を構成する上側の梁と
下側の梁とに水平方向の力が掛かった場合に、上記接合
部材は剪断塑性ダンパとして機能して有効な制振効果を
得ることができる。
おける上記接合部材は、剪断塑性ダンパとして機能する
ようになっているので、上記枠体を構成する上側の梁と
下側の梁とに水平方向の力が掛かった場合に、上記接合
部材は剪断塑性ダンパとして機能して有効な制振効果を
得ることができる。
【図１】この発明の制振構造体を示す図である。
【図２】相対的に平行移動する２つの部材間を連結する
連結部材の変形状態を示す図である。
連結部材の変形状態を示す図である。
【図３】図１における接合部材の一例を示す図である。
【図４】風や地震時における制振構造体の変形状態を示
す図である。
す図である。
【図５】従来の制振構造体を示す図である。
【図６】図５に示す制振構造体が大地震を受けて剪断変
形した状態を示す図である。
形した状態を示す図である。
【図７】鋼材の歪度−引張応力特性を示す図である。
【図８】鋼材に繰り返し剪断荷重を掛けた場合の変位と
荷重とのヒステリシス曲線を示す図である。
荷重とのヒステリシス曲線を示す図である。
１１…柱、 １２…梁、１３…
山形架構、 １４…傾斜部材、１５…
水平部材、 １６,２９…接合部材、
２５…低降伏応力鋼板、 ２６…溝、２７…
板状部、 ２８…ウエッブ部。
山形架構、 １４…傾斜部材、１５…
水平部材、 １６,２９…接合部材、
２５…低降伏応力鋼板、 ２６…溝、２７…
板状部、 ２８…ウエッブ部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 一夫 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 舟山 勇司 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 Ｆターム(参考） 3J048 AA02 AB01 AC06 BC09 EA38
Claims (3)
- 【請求項１】 構造用鋼で成る２本の柱と構造用鋼で成
る２本の梁とで囲まれた枠体内に、構造用鋼で成る傾斜
部材と構造用鋼で成る水平部材とを有する山形架構を配
置し、上記山形架構の傾斜部材の下端部を上記枠体に結
合する一方、上記水平部材を上記構造用鋼より降伏点の
低い低降伏応力鋼で成る接合部材を介して上記枠体を構
成する上側の梁に結合した制振構造体において、 上記接合部材は、湾曲した形状を有すると共に、上記梁
の延在方向に並設された複数の板状部を備えていること
を特徴とする制振構造体。 - 【請求項２】 請求項１に記載の制振構造体において、 上記接合部材の板状部の初期長Ｌ0は、設計地震外力に
よって上記枠体が最大変形した時点における上記板状部
の長さをＬとした場合に、下記の式で求められる平均歪
度εの値が上記低降伏応力鋼の引っ張り試験における降
伏領域と歪み硬化領域との境界の歪度以下になるように
設定されていることを特徴とする制振構造体。 ε(＝Ｌ/Ｌ0−１) - 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載の制振
構造体において、 上記接合部材は、剪断塑性ダンパとして機能するように
なっていることを特徴とする制振構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19282598A JP3366862B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 制振構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19282598A JP3366862B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 制振構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000027482A true JP2000027482A (ja) | 2000-01-25 |
| JP3366862B2 JP3366862B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=16297612
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19282598A Expired - Fee Related JP3366862B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 制振構造体 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3366862B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010116973A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toyama Prefecture | 履歴ダンパおよび木造構造物の壁 |
| JP2010526973A (ja) * | 2007-05-15 | 2010-08-05 | クリストポウロス，コンスタンチン | 鋳造構造の降伏ヒューズ部材 |
| WO2010103842A1 (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-16 | 新日本製鐵株式会社 | 連結金物、制振構造、及び建築構造物 |
| JP2014095260A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Okabe Co Ltd | 筋交い金物 |
| JP2016069836A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 大和ハウス工業株式会社 | せん断ダンパー |
| JP2017020336A (ja) * | 2016-09-26 | 2017-01-26 | 岡部株式会社 | 筋交い金物 |
| JP2019218713A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 大和ハウス工業株式会社 | 耐力壁 |
| JP7502742B2 (ja) | 2020-02-28 | 2024-06-19 | 学校法人 名城大学 | 制振装置、建物、応力付与部材及び制振装置の設置方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5201626B2 (ja) * | 2008-02-01 | 2013-06-05 | 日新製鋼株式会社 | 住宅用制振装置 |
| JP5201627B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2013-06-05 | 日新製鋼株式会社 | 住宅用制振装置 |
-
1998
- 1998-07-08 JP JP19282598A patent/JP3366862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010526973A (ja) * | 2007-05-15 | 2010-08-05 | クリストポウロス，コンスタンチン | 鋳造構造の降伏ヒューズ部材 |
| JP4727710B2 (ja) * | 2008-11-12 | 2011-07-20 | 富山県 | 履歴ダンパおよび木造構造物の壁 |
| JP2010116973A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toyama Prefecture | 履歴ダンパおよび木造構造物の壁 |
| TWI399473B (zh) * | 2009-03-12 | 2013-06-21 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 接合金屬件，抑振構造及建築構造物 |
| JP4729132B2 (ja) * | 2009-03-12 | 2011-07-20 | 新日本製鐵株式会社 | 連結金物、制振構造、及び建築構造物 |
| CN102348859A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | 新日本制铁株式会社 | 连结用金属器具、减振构造以及建筑构造物 |
| WO2010103842A1 (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-16 | 新日本製鐵株式会社 | 連結金物、制振構造、及び建築構造物 |
| US8590220B2 (en) | 2009-03-12 | 2013-11-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Metal joint, damping structure, and architectural construction |
| CN102348859B (zh) * | 2009-03-12 | 2013-12-04 | 新日铁住金株式会社 | 连结用金属器具、减振构造以及建筑构造物 |
| JP2014095260A (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Okabe Co Ltd | 筋交い金物 |
| JP2016069836A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 大和ハウス工業株式会社 | せん断ダンパー |
| JP2017020336A (ja) * | 2016-09-26 | 2017-01-26 | 岡部株式会社 | 筋交い金物 |
| JP2019218713A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 大和ハウス工業株式会社 | 耐力壁 |
| JP7142477B2 (ja) | 2018-06-18 | 2022-09-27 | 大和ハウス工業株式会社 | 耐力壁 |
| JP7502742B2 (ja) | 2020-02-28 | 2024-06-19 | 学校法人 名城大学 | 制振装置、建物、応力付与部材及び制振装置の設置方法 |
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