JP2000234454A - 弾塑性ダンパー、および耐震構造 - Google Patents
弾塑性ダンパー、および耐震構造Info
- Publication number
- JP2000234454A JP2000234454A JP11034691A JP3469199A JP2000234454A JP 2000234454 A JP2000234454 A JP 2000234454A JP 11034691 A JP11034691 A JP 11034691A JP 3469199 A JP3469199 A JP 3469199A JP 2000234454 A JP2000234454 A JP 2000234454A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elasto
- plastic
- damper
- plastic damper
- earthquake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
弾塑性ダンパーと、これを用いた耐震構造を提供する。 【解決手段】 構造物に設置されて地震による振動エネ
ルギーを吸収する弾塑性ダンパー10において、ウェブ
部2とウェブ部2をはさんで互いに対向する1組のフラ
ンジ部3、3を有する断面略コ字状の溝型鋼1からな
り、フランジ部3、3の一方を上に、他方を下にして前
記構造物に設置され、ウェブ部2には、水平方向に連続
して孔11、11と切欠き15、15が設けられ、孔1
1、11および切欠き15、15の間には、一定の幅を
有する棒状である中央部12aから上下のフランジ部
3、3に向かって太くなるような形状である、リブ部1
2、12、12が形成されている。
Description
て地震による振動エネルギーを吸収する弾塑性ダンパー
と、これを用いる耐震構造に関する。
く、鋼材からなる弾塑性ダンパーがよく用いられてい
る。図8には、従来用いられている鋼製の弾塑性ダンパ
ーの一般的な例を示した。図8(a)の弾塑性ダンパー
100は、伸び能力の高い低降伏点を有する鋼材ブロッ
クに、六角形の穴を形成したハニカムダンパーである。
この弾塑性ダンパー100は、構造物が地震により振動
した場合、リブ部101の中央部分が塑性変形すること
によって振動エネルギーを吸収し、減衰させる。また、
同図(b)の鋼製の弾塑性ダンパー200は、鋼材ブロ
ックの中央部分に、複数のスリットを形成し、それによ
り、リブ部201、201…を複数形成したものであ
る。この弾塑性ダンパー200においては、構造物が地
震により振動した場合、一定の幅を有するように形成さ
れている各リブ部201の上端および下端が塑性変形す
ることによって振動エネルギーを吸収し、減衰させる。
(a)、(b)に示した弾塑性ダンパー100、200
には、それぞれ次のような問題がある。図8(a)の弾
塑性ダンパー100に用いる低降伏点鋼は、一般鋼材に
比べて生産量が少なく、高価である上に、受注生産のた
め製作期間が長くなり工期の点で不都合が生じることが
あるといった問題があった。
では、振動により各リブ部201の上下端が、まず塑性
変形してしまい、それによって中央部分は塑性変形しな
いまま、それ以上、振動エネルギーを吸収することがで
きなくなってしまう。すなわち、塑性変形することによ
って振動エネルギーを減衰させることを目的とする弾塑
性ダンパーでありながら、十分に塑性変形できない構造
であり、鋼材の能力を十分に発揮できるものではなかっ
た。加えて、以上の理由により、減衰能力が小さいこと
から、必要な耐震効果を得るために、多数の弾塑性ダン
パーを設置しなければならず、構造物によっては適さな
い場合もあった。
やすく、また、高い減衰能力を有し、様々な構造物に適
用可能な弾塑性ダンパーを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、このような弾塑性ダンパーを用いた
耐震構造を提供することを目的とする。
く、請求項1に記載の発明は、構造物に設置されて地震
による振動エネルギーを吸収する弾塑性ダンパーにおい
て、ウェブ部とこのウェブ部をはさんで互いに対向する
1組のフランジ部を有し、断面略コ字状の溝型鋼からな
り、前記1組のフランジ部の一方を上に、他方を下にし
て前記構造物に設置され、前記ウェブ部には、水平方向
に連続して孔あるいは切欠きが設けられ、前記孔あるい
は前記切欠きの間には、一定の幅を有する棒状の中央部
から上下のフランジ部に向かって太くなるような形状で
ある、塑性変形部が形成されていることを特徴とする。
ば、ウェブ部とこのウェブ部をはさんで互いに対向する
1組のフランジ部を有し、断面コ字状の溝型鋼からな
る。このような溝型鋼は、一般的に多く利用されている
ので、安価で、しかも、容易に入手でき、工期の点にお
いても、不都合が生じるようなことはない。
孔あるいは切欠きが設けられ、これら孔あるいは切欠き
の間には、一定の幅を有する棒状の中央部から上下のフ
ランジ部に向かって太くなるような形状である塑性変形
部が形成されている。この形状であれば、この弾塑性ダ
ンパーに地震によって振動が伝わった場合、棒状の中央
部と上下端部の間の台形部分から塑性変形し始め、その
変形が中央部にまで及び、塑性変形部全体が変形するこ
とによって、鋼材の力学的な特性を十分に発揮して、地
震エネルギーを吸収することができる。
については、ウェブ部の両端には切欠きを設け、それ以
外の部分には孔を設ければよい。その形状は、上記のよ
うな形状の塑性変形部が形成されるものであればよい
が、たとえば、八角形の孔や、八角形の半分の大きさの
切欠きが挙げられる。
1に記載の弾塑性ダンパーを設置することを特徴とする
耐震構造である。
に記載の弾塑性ダンパーは、安価で入手しやすいことか
ら、コストの点において、各種構造物に適用しやすい耐
震構造となる。また、構造物に請求項1に記載の弾塑性
ダンパーを設置することを特徴とする耐震構造であるこ
とから、その構造物が地震により振動した場合、弾塑性
ダンパーの塑性変形部が十分に塑性変形することによっ
て、地震エネルギーを吸収し、減衰させることから、十
分な耐震効果が得られる。また、減衰能力が高い弾塑性
ダンパーを設置することから、設置する数が少なくて済
み、多くの弾塑性ダンパーを設置しにくいような状況の
構造物にも適用できる。
およびそれを用いた耐震構造について図面を参照しなが
ら説明する。
示すもので、(a)は正面図、(b)はA−A線に沿っ
た断面図、(c)は上または下から見た平面図である。
図1において、10は弾塑性ダンパー、11は孔、12
はリブ部、3はフランジ部、15は切欠きである。
断面形状がコ字状で、ウェブ部2とフランジ部3、3と
からなる、溝型鋼1を機械加工して製造される。このよ
うな溝型鋼1は、一般鋼材として、しばしば用いられて
いるものである。すなわち、弾塑性ダンパー10は、ウ
ェブ部2に水平方向に連続して八角形の孔11、11
と、ウェブ部2の両端に孔11の半分の大きさの切欠き
15、15を設けたものである。これにより、切欠き1
5と孔11の間、2つの孔11、11間に、一定の幅を
有する棒状の中央部12a(図4)から上下のフランジ
部3、3に向かって太くなるような形状である、リブ部
(塑性変形部))12、12、12が、形成される。弾
塑性ダンパー10に外力が加わった場合、これらリブ部
12…全体が変形することにより、その外力を吸収する
ことになる。
3、3それぞれには、図1(c)に示すように、構造物
の鉄骨梁等へ取り付けるためのボルト穴14、14、1
4が、設けられている。したがって、フランジ部3、3
を取付部として利用して、構造物の鉄骨梁や壁等に対し
て容易に取り付けることができる。
を構造物に設置した際の、耐震構造の一例を示すもので
ある。図3において、20は構造物、21は柱、22は
梁、23は壁を示す。このように、弾塑性ダンパー1
0、10は、図3に示すように、前記ボルト穴14…に
おいてボルト(図示せず)によって、たとえば、壁2
3、23間に、固定されて設置される。
性ダンパー10を設置した耐震構造によれば、地震によ
り構造物20が振動した場合、棒状の中央部12aと上
下端部の間の台形部分から塑性変形し始め、その変形が
中央部12aにまで及び、最終的にはリブ部12全体が
変形することから、鋼材の物性を十分に生かして地震エ
ネルギーを吸収し、高い減衰能力を発揮する。しかも、
高い減衰能力を有するということは、1つの構造物に設
置する数も比較的少なくて済む。したがって、様々な構
造物に利用することが可能であり、多くの弾塑性ダンパ
ーを設置しにくい状況の構造物であっても、適用しやす
い。
ある溝型鋼1に簡単な機械加工を施すことにより得るこ
とができるので、安価で、入手しやすく、工期の点でも
不都合が生じることもない。
利用しているので、溝型鋼全体を効率よく利用できる。
10に設けられる孔や切欠きの具体的な形状は、八角形
に限定されるものではなく、溝型鋼1に対する相対的な
大きさや、設ける数も、適宜、変更可能である。
本発明はこの実施例に限定されるものではない。
の)を加工して、図5に示す、弾塑性ダンパー20を製
造した。弾塑性ダンパー20は、上下のフランジ部2
3、23の間のウェブ部に孔21、21…、及び切欠き
25、25を開け、5本のリブ部22、22…を形成し
たものである。上下のフランジ部23、23にはそれぞ
れボルト穴24、24、24が形成されている。なお、
図5中、矢印と共に示した数字は、長さをミリ(mm)
単位で示したものである。
て降伏実験を行った。この降伏実験においては、2軸1
0t、30t動特性試験機(サギノミヤ製作所製)を用
いた。この試験機に図5の弾塑性ダンパー20をフラン
ジ部23、23が上下方向に位置するようにセットし
た。このとき、図5(a)に示すように、右端のリブ部
22の縁部を、上からイ〜リの9点マーキングした。試
験前のこれら9点の左右方向の位置をそれぞれ0(ゼ
ロ)位置とした。
ー20に対して上から一定の荷重(0.3tf)をかけ
た状態で、上下のフランジ部23、23を固定している
試験機の面板を、それぞれ左右に互い違いの方向に、つ
まり、弾塑性ダンパー20にせん断力がかかるように、
所定の周期(0.005Hz)で往復動作させた。この
とき、前記イ〜リの9点それぞれの左右方向の位置を検
出しながら、前記面板から弾塑性ダンパー20に加える
左右方向の力(せん断方向荷重)を少しずつ大きくして
いった。中央のホ点の位置から最も離れている、イ点、
リ点が最も元の位置に対するずれ(ひずみ)が大きくな
るが、これらの点のひずみが、約2000マイクロ(μ
m)に達したときを降伏点とした。このときのせん断方
向荷重は、2.16tfであった。この荷重をダンパー
の降伏耐力とした。また、ひずみが2000マイクロに
達した後も、そのまま試験を続け、リブ22の1本が破
断したところで、試験を止めた。このときまでの最大せ
ん断方向荷重は、4.59tfであった。この試験の結
果、弾塑性ダンパー20の降伏耐力は2.16tfであ
り、十分実用に耐え得るものであった。
で示したような一定の幅で形成されているリブ部の特性
を計算により求め、比較した。計算に用いた、モデルの
形状は、図6に示すもので、(a)は本発明の弾塑性ダ
ンパーのリブ部の形状を示したもので、(b)(c)は
従来用いられている一定の幅のリブ部の形状を示したも
のである。計算は、弾性力学理論に基づいて行った。こ
の計算においては、ダンパーとして用いる鋼材を、厚さ
8mm、ヤング率(E)=2052(tf/cm2)、
剛性率(G)=810(tf/cm2)、降伏応力度=
3.2(tf/cm2)であると、仮定した。そして、
図6に示す矢印方向(せん断方向)に力を加えたとき
の、降伏耐力、初期剛性を求め、さらに、降伏耐力/初
期剛性を降伏変位として求めた。この結果について、図
6(a)は実施例、(b)(c)はそれぞれ比較例1、
2として、図7に示した。
より、降伏耐力、初期剛性ともに高く、弾塑性ダンパー
として有利である。比較例2は、降伏耐力に関して、実
施例に合わせるため、リブ部の幅を比較例1よりも広げ
たものである。この場合、初期剛性は、実施例より高い
が、板厚に対しリブ部全体の幅が大きいため、曲げねじ
れ座屈を起こす可能性が高い。本発明の弾塑性ダンパー
は、リブ部の形状を工夫することにより、曲げねじれ座
屈を防止し安定した性能を得ることができるため、比較
例2より弾塑性ダンパーとして有利である。
における塑性変形域の中心は図6中の○印を付した部分
であることが分かった。実施例については、台形部分の
中央部に塑性域が生じ、載荷を繰り返すと塑性変形域が
台形全体に広がっていき、やがて、リブ部中央部の一定
の幅の部分にまで、変形が及び、エネルギー吸収量が大
きいことが明らかになった。一方、比較例1、2では、
塑性域はリブ部の端部であり、ここに生じた塑性域は載
荷を繰り返しても、あまり広がらず、エネルギー吸収量
が、実施例に比較して小さいことが分かった。
に多く利用されている溝型鋼を加工して得られることか
ら、安価で、しかも、容易に入手でき、工期の点におい
ても、不都合が生じることはない。また、ウェブ部に
は、水平方向に連続して孔あるいは切欠きが設けられ、
これら孔あるいは切欠きの間には、一定の幅を有する棒
状の中央部から上下のフランジ部に向かって太くなるよ
うな形状である塑性変形部が形成されている。この形状
であれば、この弾塑性ダンパーに地震によって振動が伝
わった場合、棒状の中央部と上下端部の間の台形部分か
ら塑性変形し始め、その変形が中央部にまで及び、塑性
変形部全体が変形することから、鋼材の力学的な特性を
十分に発揮して、地震エネルギーを吸収することができ
る。
に記載の弾塑性ダンパーは、安価で入手しやすいことか
ら、コストの点において、各種構造物に適用しやすい耐
震構造となる。また、構造物に請求項1に記載の弾塑性
ダンパーを設置することを特徴とする耐震構造であるこ
とから、その構造物が地震により振動した場合、塑性変
形部全体が塑性変形することによって、地震エネルギー
を吸収し減衰させることから、十分な耐震効果が得られ
る。また、減衰能力が高い弾塑性ダンパーを設置するこ
とから、設置する数が少なくて済み、多くの弾塑性ダン
パーを設置しにくいような状況の構造物にも適用でき
る。
る。
溝型鋼を示すもので、(a)は正面図、(b)はB−B
線に沿った断面図である。。
の、耐震構造を示す断面図である。
形した状態を示す、正面図である。
たもので、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は
上下方向から見た平面図である。
デルを示したもので、(a)は本発明の弾塑性ダンパー
の形状モデル、(b)および(c)は比較例の弾塑性弾
塑性ダンパーの形状モデルを示したものである。
図表である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 構造物に設置されて地震による振動エネ
ルギーを吸収する弾塑性ダンパーにおいて、 ウェブ部とこのウェブ部をはさんで互いに対向する1組
のフランジ部を有し、断面略コ字状の溝型鋼からなり、 前記1組のフランジ部の一方を上に、他方を下にして前
記構造物に設置され、 前記ウェブ部には、水平方向に連続して孔あるいは切欠
きが設けられ、 前記孔あるいは前記切欠きの間には、一定の幅を有する
棒状の中央部から上下のフランジ部に向かって太くなる
ような形状である、塑性変形部が形成されていることを
特徴とする弾塑性ダンパー。 - 【請求項2】 構造物に請求項1に記載の弾塑性ダンパ
ーを設置することを特徴とする耐震構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03469199A JP4112728B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 弾塑性ダンパー、および耐震構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03469199A JP4112728B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 弾塑性ダンパー、および耐震構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000234454A true JP2000234454A (ja) | 2000-08-29 |
JP4112728B2 JP4112728B2 (ja) | 2008-07-02 |
Family
ID=12421416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03469199A Expired - Fee Related JP4112728B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 弾塑性ダンパー、および耐震構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4112728B2 (ja) |
Cited By (1)
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 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110130514A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-16 | 福建省方鑫建设工程有限公司 | 局部率先破坏的双阶耗能阻尼器及其工作方法 |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP03469199A patent/JP4112728B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
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 |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4112728B2 (ja) | 2008-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101263078B1 (ko) | 접합 철물 및 이것을 구비한 건축물 | |
JP4729134B1 (ja) | 制震用金属板及び建築構造物 | |
KR101321224B1 (ko) | 전단벽형 제진장치 | |
KR101319698B1 (ko) | 캔틸레버 거동식 강재 댐퍼 | |
KR102125691B1 (ko) | 감쇠성능이 향상된 좌굴방지 브레이스 | |
KR101297416B1 (ko) | 외부 부착형 제진 댐퍼 시스템 및 이의 시공방법 | |
KR102447986B1 (ko) | 하이브리드 강재 슬릿 댐퍼 | |
KR101487134B1 (ko) | 베어링을 사용한 캔틸레버형 제진장치 | |
JP4023915B2 (ja) | 制振装置 | |
JPH11343675A (ja) | 制振装置および制振構造物 | |
JPH06300081A (ja) | 制振支持構造 | |
JP2018145676A (ja) | 座屈拘束ブレース | |
JP2000234454A (ja) | 弾塑性ダンパー、および耐震構造 | |
JPH05156839A (ja) | 制振骨組構造 | |
JP2733917B2 (ja) | 制振装置 | |
KR101129479B1 (ko) | 면진 장치용 에너지 흡수장치 | |
JP4289271B2 (ja) | 既存建物の制震改修方法 | |
JP2002030828A (ja) | ブレースダンパー | |
JP3610004B2 (ja) | 建築物の制振装置 | |
JP2005207228A (ja) | 制振壁パネル | |
JP2014222095A (ja) | 摩擦ダンパー | |
JP5447974B2 (ja) | 制振床梁 | |
JP2583390Y2 (ja) | 制振装置 | |
JP2000045563A (ja) | 制振壁パネル | |
KR102074039B1 (ko) | 파형 웨브가 구성된 강재댐퍼와 강재댐퍼를 포함한 프레임형 제진장치 및 이를 이용한 구조물 내진보강방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050912 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160418 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |