JP2002004463A - 耐震架構構造及びその設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ダンパーやＲＣラーメン架構を大断面とせずと
も、またコストのかかる中間梁を配置せずとも耐震架構
の耐震性を向上させる。 【構成】本発明に係る高架橋の下部構造１は、互いに対
向する位置にて立設された橋脚状の一対の柱２、２と該
柱の頂部に架け渡された梁３とからなるＲＣラーメン架
構４と、該ＲＣラーメン架構の構面内に配置されたダン
パーブレース機構５とから概ね構成してある。ダンパー
ブレース機構５は、鉛直変位ダンパーとしての履歴減衰
型せん断ダンパー６と、該鉛直変位ダンパーを挟むよう
にしてその両側方に頂点にてそれぞれ接合された一対の
横Ｖ字状ブレース９、９とから構成してあり、該各横Ｖ
字状ブレースの２つの他端を柱２、２の中間位置近傍で
あって互いに上下に離間した位置にそれぞれ接合してあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐震性が要求され
る耐震架構構造及びその設計方法、特に道路、鉄道等に
供される高架橋の下部構造に適用される耐震架構構造及
びその設計方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路、鉄道等の橋梁には、河川、海峡等
を横断する狭義の橋梁のほかに市街地において連続的に
建設される、いわゆる高架橋がある。かかる高架橋は、
効率的な土地利用の観点から、道路上、鉄道上あるいは
河川上の空間に連続して建設されるものであり、道路と
道路あるいは道路と鉄道とが平面で交差する場合にそれ
らのいずれかを高架橋とすることにより、交通渋滞を解
消することも可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる高架橋を構築す
るにあたり、従来は、ＲＣラーメン架構からなる橋脚で
下部構造を構築するのが一般的であったが、最近では、
該ＲＣラーメン架構にダンパーブレースを組み合わせた
下部構造が研究開発されている。

【０００４】この下部構造は、ＲＣラーメン架構の構面
内にダンパーブレースを配置してなるものであり、耐震
性を向上させることができるという点で今後多いに期待
されているものである。

【０００５】しかしながら、ダンパーブレースを構成す
るダンパーを例えば鋼製ダンパーで構成する場合、材料
特性上、その許容変形量をあまり大きくとることができ
ず、大地震時においては、かかる鋼製ダンパーが先に破
断し、ＲＣラーメン架構の靭性能を十分に活かすことが
できないという問題を生じていた。

【０００６】また、ダンパーが比較的小さな変形で破断
してしまう場合には、ダンパーやＲＣラーメン架構の耐
力を増加せざるを得ないが、その場合には、当然ながら
基礎や杭にも耐力増加が要求されることとなり、結局、
全体として大断面の構造となり、コスト面で問題を生じ
ていた。

【０００７】また、比較的高さの高い高架橋では、強度
あるいは剛性確保の関係上、中間高さ位置に梁を架け渡
す必要があるが、かかる中間梁は、橋軸及びその直交方
向に配置されるため、配筋が複雑となってコストを押し
上げる原因となるという問題を生じていた。

【０００８】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、ダンパーやＲＣラーメン架構を大断面とせず
とも、またコストのかかる中間梁を配置せずとも耐震性
を向上させることが可能な耐震架構構造及びその設計方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る耐震架構構造は請求項１に記載したよ
うに、互いに対向する位置にて立設された一対の柱と該
柱の頂部に架け渡された梁とからなるＲＣラーメン架構
と、該ＲＣラーメン架構の構面内に配置されたダンパー
ブレース機構とからなるとともに、該ダンパーブレース
機構を鉛直変位ダンパーと該鉛直変位ダンパーを挟むよ
うにしてその両側方に頂点にてそれぞれ接合された一対
の横Ｖ字状ブレースとから構成し、該各横Ｖ字状ブレー
スの２つの他端を前記各柱の中間位置近傍であって互い
に上下に離間した位置にそれぞれ接合したものである。

【００１０】また、本発明に係る耐震架構構造は、前記
鉛直変位ダンパーを、水平方向の強制変形を吸収可能な
ダンパーとしたものである。

【００１１】また、本発明に係る耐震架構構造の設計方
法は請求項３に記載したように、互いに対向する位置に
て立設された一対の柱と該柱の頂部に架け渡された梁と
からなるＲＣラーメン架構と、該ＲＣラーメン架構の構
面内に配置されたダンパーブレース機構とからなるとと
もに、該ダンパーブレース機構を鉛直変位ダンパーと該
鉛直変位ダンパーを挟むようにしてその両側方に頂点に
てそれぞれ接合された一対の横Ｖ字状ブレースとから構
成し、該各横Ｖ字状ブレースの２つの他端を前記各柱の
中間位置近傍であって互いに上下に離間した位置にそれ
ぞれ接合してなる耐震架構構造の設計方法であって、該
耐震架構構造を、前記ＲＣラーメン架構の剛接点を回転
バネに置換したＲＣ解析モデルと、前記柱及び前記梁を
それぞれ仮想剛体柱、仮想剛体梁に置換して互いにピン
接合するとともに前記ダンパーブレース機構を前記各横
Ｖ字状ブレースの２つの他端が前記各仮想剛体柱の中間
位置近傍であって互いに上下に離間した位置にそれぞれ
接合してなるダンパーブレース解析モデルとに分解した
状態で個別にモデル化し、

【００１２】前記耐震架構構造に作用させる設計外力Ｐ
のうち、前記ダンパーブレース解析モデルの負担分Ｐdb
を、Ｈを前記仮想剛体柱の高さ、Ｂを前記仮想剛体梁の
長さ、Ｑをダンパーの荷重変位特性として

【００１３】Ｐdb＝（Ｂ／Ｈ）Ｑ

【００１４】とするとともに、前記ＲＣ解析モデルの負
担分Ｐrcを、

【００１５】Ｐrc＝Ｐ―Ｐdb

【００１６】とし、前記ダンパーブレース解析モデルに
Ｐdbを、前記ＲＣ解析モデルにＰrcをそれぞれ作用させ
て弾塑性解析を個別に行い、前記耐震架構構造の断面設
計を行うものである。

【００１７】本発明に係る耐震架構構造においては、大
地震時において柱の上下端に塑性ヒンジを生じるように
しておけば、各柱は、その上下端でのみ曲率が生じ、中
間位置近傍ではほぼ直線状に傾斜する変形状態となる。

【００１８】そして、鉛直変位ダンパーは、かかる直線
傾斜状態の柱から強制変形を受けることになるため、該
ダンパーに生じる相対鉛直変形量は、梁の長さをＢ、柱
の高さをＨとしたときのＲＣラーメン架構の縦横比Ｂ／
Ｈの大きさに応じてＲＣラーメン架構に生じる水平変形
量ΔＨよりも低減され、（Ｂ／Ｈ）ΔＨとなる。例え
ば、縦横比Ｂ／Ｈが二分の１の細長いＲＣラーメン架構
であれば、鉛直変位ダンパーに生じる相対鉛直変形量
は、ＲＣラーメン架構に生じる水平変形量ΔＨのほぼ二
分の一となる。

【００１９】したがって、この場合について言えば、Ｒ
Ｃラーメン架構が従来よりも二倍の変形量まで変形する
ことが可能となり、ＲＣラーメン架構の靭性は十分に活
用される。

【００２０】なお、各横Ｖ字状ブレースは、直線傾斜状
態となった柱から傾斜方向の強制変形を受け、該強制変
形によってそれらの頂点で鉛直変位ダンパーから鉛直方
向の反力を受けるだけなので、各横Ｖ字状ブレースは、
三角トラスに似た構造となり、曲げモーメントがほとん
ど発生しない。したがって、横Ｖ字状ブレースは、それ
らの端部をピン接合とせずとも実質的にはトラス構造と
して設計することが可能となる。

【００２１】上述した本発明に係る耐震架構構造を設計
するには、まず、耐震架構構造をＲＣ解析モデルとダン
パーブレース解析モデルの２つに分解した状態でモデル
化する。これは、ＲＣラーメン架構とダンパーブレース
機構とが混在した全体系で考えた場合にそのモデル化が
煩雑かつ困難になったり、解析時間が長くなったりして
実用化に適さないことに鑑みたものである。

【００２２】ここで、ＲＣ解析モデルは、ＲＣラーメン
架構をその柱の上下端で塑性化させることを前提とし、
ＲＣラーメン架構の剛接点（柱頭及び柱脚）を回転バネ
に置換したものと考えてモデル化する。

【００２３】一方、ダンパーブレース解析モデルは、上
述の柱及び梁をそれぞれ仮想剛体柱、仮想剛体梁に置換
して互いにピン接合するとともに、上述のダンパーブレ
ース機構を各横Ｖ字状ブレースの２つの他端が各仮想剛
体柱の中間位置近傍であって互いに上下に離間した位置
にそれぞれ接合してなるものと考えてモデル化する。

【００２４】これは、ＲＣラーメン架構をその柱の上下
端で塑性化させることを前提とした場合、柱は、その上
下端でのみ曲率を持ち、中間位置では、直線状に傾いた
状態となるとともに、鉛直変位ダンパーにはかかる変形
状態のＲＣラーメン架構から強制変形が作用することと
なるため、結局、ＲＣラーメン架構の全体変形のうち、
上述した縦横比Ｂ／Ｈに応じた比率分が鉛直変位ダンパ
ーに強制変形として入り、その結果として、鉛直変位ダ
ンパーが相対変形を生ずる。

【００２５】したがって、柱及び梁をそれぞれ仮想剛体
柱、仮想剛体梁に置換して互いにピン接合し、該仮想剛
体柱にダンパーブレース機構の各横Ｖ字状ブレースを上
述したように接合されてなるものと考えてモデル化を行
うことは、工学的に十分な妥当性を持つ。

【００２６】このようにＲＣ解析モデルとダンパーブレ
ース解析モデルのモデル化が終了したならば、耐震架構
構造に作用させるべき設計外力Ｐを、ＲＣ解析モデルと
ダンパーブレース解析モデルのそれぞれに分配する、す
なわち、ダンパーブレース解析モデルにはＰdbを、ＲＣ
解析モデルにはＰrcをそれぞれ作用させて弾塑性解析を
個別に行い、しかる後にそれぞれの解析結果にしたがっ
て耐震架構構造の断面設計を行う。

【００２７】ここで、ダンパーブレース解析モデルの負
担分Ｐdbは、Ｈを仮想剛体柱の高さ、Ｂを仮想剛体梁の
長さ、Ｑをダンパーの荷重変位特性としたならば、

【００２８】Ｐdb＝（Ｂ/Ｈ）Ｑ

【００２９】と表すことができるとともに、ＲＣ解析モ
デルの負担分Ｐrcについては、

【００３０】Ｐrc＝Ｐ―Ｐdb

【００３１】と表すことができる。

【００３２】この式からわかるように、ダンパーブレー
ス解析モデルの負担分Ｐdbは、（Ｂ/Ｈ）が決まれば、
後はダンパーの荷重変位特性Ｑによって一義的に決定さ
れることとなり、本来であれば、ＲＣラーメン架構とダ
ンパーブレース機構とが混在した複雑な構造モデルとし
て解析しなければならないものが、ＲＣラーメン架構と
ダンパーブレース機構とを独立させて個別に解析できる
ようになり、設計実務上、きわまえて有効な簡略設計方
法となる。

【００３３】本発明で言うところの耐震架構構造がどの
部位に適用されるかは任意であり、例えば建築物の耐震
壁に適用してもよいし、高架橋の下部構造である橋脚に
適用してもよい。なお、高架橋は、鉄道用高架橋、道路
用高架橋などを含む概念であり、その用途が任意である
ことは言うまでもない。

【００３４】横Ｖ字状ブレースは、主として鉄骨ブレー
ス材を採用することが可能である。

【００３５】鉛直変位ダンパーは、典型的には、極軟鋼
やスリット入り薄鋼板等で構成した履歴減衰型せん断ダ
ンパーが考えられるが、相対鉛直変形によって減衰力を
発揮できるものであればいかなる原理、構造のダンパー
でもよく、履歴減衰型曲げダンパーなども採用可能であ
る。

【００３６】なお、本発明でいう「中間位置近傍」と
は、柱の脚部及び頭部を除いた適宜位置という意味であ
って、それらの間であればいかなる場所でもよい。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る耐震架構構造
及びその設計方法の実施の形態について、添付図面を参
照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品
等については同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３８】図１は、本実施形態に係る耐震架構構造と
しての高架橋の下部構造を橋軸方向から見た正面図であ
る。同図でわかるように、本実施形態に係る高架橋の下
部構造１は、互いに対向する位置にて立設された橋脚状
の一対の柱２、２と該柱の頂部に架け渡された梁３とか
らなるＲＣラーメン架構４と、該ＲＣラーメン架構の構
面内に配置されたダンパーブレース機構５とから概ね構
成してあり、柱２は、杭７を打ち込んだ上でその上に設
けられたフーチング８に立設してある。

【００３９】ダンパーブレース機構５は、鉛直変位ダン
パーとしての履歴減衰型せん断ダンパー６と、該鉛直変
位ダンパーを挟むようにしてその両側方に頂点にてそれ
ぞれ接合された一対の横Ｖ字状ブレース９、９とから構
成してあり、該各横Ｖ字状ブレースの２つの他端を柱
２、２の中間位置近傍であって互いに上下に離間した位
置にそれぞれ接合してある。

【００４０】履歴減衰型せん断ダンパー６は、地震時の
振動エネルギーを履歴減衰によって吸収し、橋軸に直交
する方向の高架橋の揺れを速やかに収斂させるようにな
っている。

【００４１】かかる履歴減衰型せん断ダンパー６は、通
常の薄鋼板にスリットを多数入れて構成したり、極軟鋼
で形成されたもので構成することが可能であり、必要に
応じて補剛リブを設け、局部座屈を防止するのが望まし
い。かかる履歴減衰型せん断ダンパー６は、メンテナン
ス時に交換できるよう、横Ｖ字状ブレース９、９の間に
着脱自在に取り付けておくのがよい。

【００４２】横Ｖ字状ブレース９は、例えば鉄骨材で構
成することが可能であり、互いに９０゜の角度で配置さ
れているのが望ましい。

【００４３】本実施形態に係る耐震架構構造としての高
架橋の下部構造１においては、まず、大地震時において
柱の上下端に塑性ヒンジを生じるようにしておくことを
前提とする。このようにすれば、各柱２は、その上下端
でのみ曲率が生じ、中間位置近傍ではほぼ直線状に傾斜
する変形状態となる。

【００４４】そして、履歴減衰型せん断ダンパー６は、
かかる直線傾斜状態の柱２から強制変形を受けることに
なるため、該履歴減衰型せん断ダンパーに生じる相対鉛
直変形量δdは、図２に示すように、梁の長さをＢ、柱
の高さをＨとしたときのＲＣラーメン架構４の縦横比Ｂ
／Ｈの大きさに応じてＲＣラーメン架構４に生じる水平
変形量ΔＨよりも低減され、（Ｂ／Ｈ）ΔＨとなる。

【００４５】すなわち、ＲＣラーメン架構４のせん断変
形角をθとすると、

【００４６】 δｄ＝２・tanθ・Ｂ／２、tanθ＝ΔＨ／Ｈ

【００４７】であるので、δｄは（Ｂ／Ｈ）ΔＨとな
る。

【００４８】例えば、縦横比Ｂ／Ｈが二分の１の細長い
ＲＣラーメン架構であれば、鉛直変位ダンパーに生じる
相対鉛直変形量δｄは、ＲＣラーメン架構４に生じる水
平変形量ΔＨのほぼ二分の一となる。

【００４９】したがって、この場合について言えば、履
歴減衰型せん断ダンパー６が先行破断することなく、Ｒ
Ｃラーメン架構４が従来よりも二倍の変形量まで変形す
ることが可能となり、ＲＣラーメン架構４の靭性は十分
に活用される。

【００５０】なお、各横Ｖ字状ブレース９、９は、直線
傾斜状態となった柱２、２から傾斜方向の強制変形を受
け、該強制変形によってそれらの頂点で履歴減衰型せん
断ダンパー６から鉛直方向の反力を受けるだけなので、
各横Ｖ字状ブレース９、９は、三角トラスに似た構造と
なり、曲げモーメントがほとんど発生しない。したがっ
て、横Ｖ字状ブレース９、９は、それらの端部を柱２、
２にピン接合とせずとも実質的にはトラス構造として設
計することが可能となる。

【００５１】次に、本発明に係る耐震架構構造としての
高架橋の下部構造１を設計するには、まず、耐震架構構
造である高架橋の下部構造１を、図３に示すようにＲＣ
解析モデル１１と、ダンパーブレース解析モデル１２の
２つに分解した状態でモデル化する。これは、ＲＣラー
メン架構４とダンパーブレース機構５とが混在した全体
系で考えた場合にそのモデル化が煩雑かつ困難になった
り、解析時間が長くなったりして実用化に適さないこと
に鑑みたものである。

【００５２】ここで、ＲＣ解析モデル１１は、ＲＣラー
メン架構４をその柱２の上下端で塑性化させることを前
提とし、ＲＣラーメン架構の剛接点（柱頭及び柱脚）を
同図に示すように回転バネ２１に置換したものと考えて
モデル化する。

【００５３】なお、回転バネ２１は、変位（回転量）に
関して非線形のバネであって、回転量が小さい領域、つ
まり弾性領域では、剛接に相当する大きな剛性を持つ
が、変形が進むにつれて塑性化し、大変形領域では、剛
性が小さな塑性ヒンジとなるような特性として付与され
るものである。

【００５４】一方、ダンパーブレース解析モデル１２
は、上述の柱２及び梁３をそれぞれ仮想剛体柱２２、仮
想剛体梁２３に置換して互いにピン接合するとともに、
上述のダンパーブレース機構５を各横Ｖ字状ブレース
９、９の２つの他端が各仮想剛体柱２２、２２の中間位
置近傍であって互いに上下に離間した位置にそれぞれ接
合してなるものと考えてモデル化する。

【００５５】これは、ＲＣラーメン架構４をその柱２の
上下端で塑性化させることを前提とした場合、柱２は、
その上下端でのみ曲率を持ち、中間位置では、直線状に
傾いた状態となるとともに、履歴減衰型せん断ダンパー
６にはかかる変形状態のＲＣラーメン架構４から強制変
形が作用することとなるため、結局、ＲＣラーメン架構
４の全体変形ΔＨのうち、上述した縦横比Ｂ／Ｈに応じ
た比率分が履歴減衰型せん断ダンパー６に強制変形とし
て入り、その結果として、履歴減衰型せん断ダンパー６
に生ずる相対変形δｄは、（Ｂ／Ｈ）ΔＨとなる。

【００５６】したがって、柱２及び梁３をそれぞれ仮想
剛体柱２２、仮想剛体梁２３に置換して互いにピン接合
し、該仮想剛体柱にダンパーブレース機構５の各横Ｖ字
状ブレース９、９を上述したように接合されてなるもの
と考えてモデル化を行うことは、工学的に十分な妥当性
を持つ。

【００５７】このようにＲＣ解析モデル１１とダンパー
ブレース解析モデル１２のモデル化が終了したならば、
耐震架構構造である高架橋の下部構造１に作用させるべ
き設計外力Ｐを、ＲＣ解析モデル１１とダンパーブレー
ス解析モデル１２のそれぞれに分配する、すなわち、ダ
ンパーブレース解析モデル１２にはＰdbを、ＲＣ解析モ
デル１１にはＰrc（Ｐrc＝Ｐ―Ｐdb）をそれぞれ作用さ
せて弾塑性解析を個別に行い、しかる後にそれぞれの解
析結果にしたがって耐震架構構造の断面設計を行うとと
もに、高架橋の下部構造１の全体性能については、それ
ぞれの解析結果を重ね合わせたものとして評価する。

【００５８】ここで、履歴減衰型せん断ダンパー６の荷
重変位特性（相対変形量ΔＨに対する荷重）をＱと定義
したならば、該ダンパーに強制的な相対変形（Ｂ／Ｈ）
ΔＨが入るのであるから、ダンパーブレース解析モデル
１２の負担分Ｐdbは、その強制変形から自ずと定まり、
（Ｂ／Ｈ）Ｑと表すことができる。

【００５９】この式からわかるように、ダンパーブレー
ス解析モデル１２の負担分Ｐdbは、（Ｂ/Ｈ）が決まれ
ば、後はダンパーの荷重変位特性Ｑによって一義的に決
定されることとなる。

【００６０】以上説明したように、本実施形態に係る高
架橋の下部構造１によれば、履歴減衰型せん断ダンパー
６は、直線傾斜状態の柱２から強制変形を受けることに
なるため、該履歴減衰型せん断ダンパーに生じる相対鉛
直変形量δdは、ＲＣラーメン架構４の縦横比Ｂ／Ｈの
大きさに応じてＲＣラーメン架構４に生じる水平変形量
ΔＨよりも低減され、（Ｂ／Ｈ）ΔＨとなる。

【００６１】したがって、例えばＢ／Ｈ＝１／２となる
ような場合には、ＲＣラーメン架構４を従来よりも二倍
の変形量まで変形させてその靭性を十分に活用すること
が可能となり、履歴減衰型せん断ダンパー６の履歴減衰
による振動エネルギー吸収作用と相まって、大断面設計
とせずとも、より合理的な断面設計で大地震に十分な耐
震性を確保することが可能となる。ここで、従来のよう
な中間梁を省略することができることは言うまでもな
い。

【００６２】また、本実施形態に係る高架橋の下部構造
１によれば、各横Ｖ字状ブレース９、９は、直線傾斜状
態となった柱２から傾斜方向の強制変形を受け、該強制
変形によってそれらの頂点で履歴減衰型せん断ダンパー
６から鉛直方向の反力を受けるだけなので、各横Ｖ字状
ブレース９、９は、三角トラスに似た構造となり、曲げ
モーメントがほとんど発生しない。

【００６３】したがって、横Ｖ字状ブレース９、９は、
それらの端部をピン接合とせずとも実質的にはトラス構
造として設計することが可能となり、比較的小さな断面
の鉄骨材で構成することができるとともに、柱２との接
合箇所を剛接合としても該箇所にて曲げ破壊する懸念も
なくなる。

【００６４】なお、本実施形態に係る高架橋の下部構造
１によれば、ＲＣラーメン架構４の構面内に横Ｖ字状ブ
レース９、９を配置してあるため、基礎梁を設置せずと
も、橋軸に直交する水平方向の剛性を十分に確保するこ
とが可能となる。

【００６５】また、本実施形態に係る耐震架構構造の設
計方法によれば、本来であれば、ＲＣラーメン架構４と
ダンパーブレース機構５とが混在した複雑な構造モデル
として解析しなければならないものが、ＲＣラーメン架
構４とダンパーブレース機構５とを独立させて個別に解
析できるようになり、設計実務上、きわまえて有効な簡
略設計方法となる。

【００６６】本実施形態では、鉛直変位ダンパーとして
履歴減衰型せん断ダンパー６を採用したが、鉛直相対変
位に対して減衰力を発揮するものであればどのようなダ
ンパーでもよく、例えば履歴減衰型曲げダンパーを使用
することも可能である。

【００６７】また、本実施形態では特に言及しなかった
が、水平方向の強制変形を吸収可能なダンパーを採用す
れば、該ダンパーに軸力が発生しないため、上述した作
用効果に加えて、大変形時における軸力の影響を取り除
くことができるという作用効果も奏する。

【００６８】図４乃至図９は、このような水平変位吸収
型ダンパーを示したものである。なお、これらはすべて
履歴減衰型曲げダンパーで構成してあるが、せん断ダン
パーでも同様に構成可能であることは言うまでもない。

【００６９】まず、図４に示した水平変位吸収型ダンパ
ー２４は、横Ｖ字状ブレース９、９の頂部にそれぞれダ
ンパ部材２５ａ、２５ｂを対向配置し、それらの先端
を、横Ｖ字状ブレース９、９の鉛直相対変位に対しては
曲げ変形が生じるようにかつ水平相対変位（同図矢印方
向）に対してはこれを許容できるように相互に連結して
ある。

【００７０】すなわち、ダンパ部材２５ａ、ダンパ部材
２５ｂの先端にはそれぞれ凹部２６、凸部２７を形成し
てあり、凹部２６内に凸部２７を進退自在に嵌め込むこ
とによって、横Ｖ字状ブレース９、９の水平相対変位を
吸収しつつ、鉛直力を相互に伝達可能な構造となってい
る。

【００７１】次に、図５に示した水平変位吸収型ダンパ
ー３０は、横Ｖ字状ブレース９、９の頂部に円筒状凹部
３１が形成されたダンパ部材３２と、円筒状凸部３３が
形成されたダンパ部材３４をそれぞれ設け、ダンパ部材
３２の円筒状凹部３１にダンパ部材３４の円筒状凸部３
３を進退自在に挿入してなる。

【００７２】本変形例の作用効果については、上述した
変形例とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略
する。

【００７３】次に、図６に示した水平変位吸収型ダンパ
ー４０は、一方の横Ｖ字状ブレース９の頂部に水平に突
設された一対のダンパ部材４２、４２で他方の横Ｖ字状
ブレース９の頂部に水平に突設されたダンパ部材４１を
挟み込んでなる。かかる構造は、基本的には、図４に示
したものと同じであり、その作用効果については繰り返
し説明することは省略するが、図４の変形例とは異な
り、鉛直方向の繰り返し強制変形によってダンパ部材４
２、４２の間隔が拡がり、ダンパ部材４１との接触が維
持できなくなる懸念がある。

【００７４】そのため、ダンパ部材４２、４２に設けら
れた丸孔４５及びダンパ部材４１に形成された長孔４３
にボルト４４を通し、これらダンパ部材の曲げ変形が拘
束されない程度になおかつ横Ｖ字状ブレース９、９同士
の水平相対変位の吸収が妨げられることがない程度にナ
ット４６で緩く締め付けてある。したがって、鉛直方向
の繰り返し強制変形によってダンパ部材４２、４２の間
隔が拡がる懸念がないのであれば、ボルト４４及びナッ
ト４６による締結を省略してもよい。

【００７５】次に、図７に示した水平変位吸収型ダンパ
ー４７は、図６で用いたダンパ部材４２、ダンパ部材４
１を交互に配置して櫛状構造としてある。かかる構成に
おける作用効果は、図６の変形例とほぼ同様であるので
その内容については省略するが、ダンパ部材４１やダン
パ部材４２の配置組数を変更することによって、エネル
ギー減衰量や曲げ剛性を適宜設定することが可能となる
という作用効果も奏する。

【００７６】次に、図８に示した水平変位吸収型ダンパ
ー５０は、図６や図７のようにダンパ部材４１とダンパ
部材４２とを直接接触させて鉛直力を伝達させるのでは
なく、ダンパ部材４１とダンパ部材４２との間にボルト
５１及びナット５２を介在させ、該ボルトのせん断力を
介してダンパ部材４１とダンパ部材４２で鉛直力を伝達
させるようになっている。ちなみに、本変形例は、図６
に示す構造を水平軸線廻りに直角に回転させたものに相
当する。

【００７７】次に、図９(a)に示した水平変位吸収型ダ
ンパー６０は、一方の横Ｖ字状ブレース９の頂部に取り
付けられた基部６１と該基部から突設されたダンパ本体
６２ａとからなるダンパ部材６３ａと、他方の横Ｖ字状
ブレース９の頂部に取り付けられた基部６１と該基部か
ら突設されたダンパ本体６２ｂとからなるダンパ部材６
３ｂとからなるとともに、ダンパ部材６３ａ及びダンパ
部材６３ｂをそれらの先端にて互いに嵌合して構成して
あり、基部６１は、ダンパ本体６２ａ、６２ｂよりも拡
幅形成してある。

【００７８】かかる構成によれば、基部６１において曲
げモーメントが最大となるものの、該基部での引張応力
が低減されるため、接合箇所での破断を未然に防止する
ことが可能となる。

【００７９】また、同図(b)に示す水平変位吸収型ダン
パー７０のように、基部断面を徐々に拡幅してテーパ状
としたダンパ部材７１ａ、ダンパ部材７１ｂを使用すれ
ば、引張応力が同じ領域、ひいては曲げ降伏域が拡が
り、エネルギー吸収性能を向上させることも可能とな
る。

【００８０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る耐震架
構構造によれば、ＲＣラーメン架構を従来よりも変形さ
せてその靭性を十分に活用することが可能となり、ダン
パーの減衰による振動エネルギー吸収作用と相まって、
大断面設計とせずとも、より合理的な断面設計で大地震
に十分な耐震性を確保することが可能となる。

【００８１】また、本発明に係る耐震架構構造の設計方
法によれば、本来であれば、ＲＣラーメン架構とダンパ
ーブレース機構とが混在した複雑な構造モデルとして解
析しなければならないものが、ＲＣラーメン架構とダン
パーブレース機構とを独立させて個別に解析できるよう
になり、設計実務上、きわまえて有効な簡略設計方法と
なる。

【００８２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る耐震架構構造としての高架橋
の下部構造を橋軸方向から見た正面図。

【図２】本実施形態に係る耐震架構構造としての高架橋
の下部構造の作用を示した概念図。

【図３】本実施形態に係る耐震架構構造の設計方法の基
本的な考え方を示した概念図。

【図４】変形例に係る鉛直変位ダンパーの詳細図であ
り、(a)は正面図、(b)は(a)のＡ−Ａ線に沿う鉛直断面
図。

【図５】変形例に係る鉛直変位ダンパーの詳細図。

【図６】変形例に係る鉛直変位ダンパーの詳細図であ
り、(a)は正面図、(b)は平面図。

【図７】変形例に係る鉛直変位ダンパーの詳細図。

【図８】変形例に係る鉛直変位ダンパーの詳細図であ
り、(a)は正面図、(b)は(a)のＢ−Ｂ線に沿う鉛直断面
図。

【図９】変形例に係る鉛直変位ダンパーの詳細図。

【符号の説明】

１ 高架橋の下部構造（耐震
架構構造） ２ 柱 ３ 梁 ４ ＲＣラーメン架構 ５ ダンパーブレース機構 ６ 履歴減衰型せん断ダンパ
ー（鉛直変位ダンパー） ９ 横Ｖ字状ブレース １１ ＲＣ解析モデル １２ ダンパーブレース解析モ
デル ２１ 回転バネ ２２ 仮想剛体柱 ２３ 仮想剛体梁 ２４、３０、４０、４７、５０、６０、７０水平変位吸
収型ダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｂ 1/98 Ｅ０４Ｂ 1/98 Ｅ Ｅ０４Ｈ 9/02 ３１１ Ｅ０４Ｈ 9/02 ３１１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する位置にて立設された一対
   の柱と該柱の頂部に架け渡された梁とからなるＲＣラー
   メン架構と、該ＲＣラーメン架構の構面内に配置された
   ダンパーブレース機構とからなるとともに、該ダンパー
   ブレース機構を鉛直変位ダンパーと該鉛直変位ダンパー
   を挟むようにしてその両側方に頂点にてそれぞれ接合さ
   れた一対の横Ｖ字状ブレースとから構成し、該各横Ｖ字
   状ブレースの２つの他端を前記各柱の中間位置近傍であ
   って互いに上下に離間した位置にそれぞれ接合したこと
   を特徴とする耐震架構構造。
2. 【請求項２】 前記鉛直変位ダンパーを、水平方向の強
   制変形を吸収可能なダンパーとした請求項１記載の耐震
   架構構造。
3. 【請求項３】 互いに対向する位置にて立設された一対
   の柱と該柱の頂部に架け渡された梁とからなるＲＣラー
   メン架構と、該ＲＣラーメン架構の構面内に配置された
   ダンパーブレース機構とからなるとともに、該ダンパー
   ブレース機構を鉛直変位ダンパーと該鉛直変位ダンパー
   を挟むようにしてその両側方に頂点にてそれぞれ接合さ
   れた一対の横Ｖ字状ブレースとから構成し、該各横Ｖ字
   状ブレースの２つの他端を前記各柱の中間位置近傍であ
   って互いに上下に離間した位置にそれぞれ接合してなる
   耐震架構構造の設計方法であって、該耐震架構構造を、
   前記ＲＣラーメン架構の剛接点を回転バネに置換したＲ
   Ｃ解析モデルと、前記柱及び前記梁をそれぞれ仮想剛体
   柱、仮想剛体梁に置換して互いにピン接合するとともに
   前記ダンパーブレース機構を前記各横Ｖ字状ブレースの
   ２つの他端が前記各仮想剛体柱の中間位置近傍であって
   互いに上下に離間した位置にそれぞれ接合してなるダン
   パーブレース解析モデルとに分解した状態で個別にモデ
   ル化し、 前記耐震架構構造に作用させる設計外力Ｐのうち、前記
   ダンパーブレース解析モデルの負担分Ｐdbを、Ｈを前記
   仮想剛体柱の高さ、Ｂを前記仮想剛体梁の長さ、Ｑをダ
   ンパーの荷重変位特性として Ｐdb＝（Ｂ／Ｈ）Ｑ とするとともに、前記ＲＣ解析モデルの負担分Ｐrcを、 Ｐrc＝Ｐ―Ｐdb とし、前記ダンパーブレース解析モデルにＰdbを、前記
   ＲＣ解析モデルにＰrcをそれぞれ作用させて弾塑性解析
   を個別に行い、前記耐震架構構造の断面設計を行うこと
   を特徴とする耐震架構構造の設計方法。