JP2002147052A - Brace damper - Google Patents
Brace damperInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、建物にブレースの
形態で設置されることで地震や風による振動を吸収し減
衰せしめるブレースダンパーに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brace damper which is installed in a building in the form of a brace to absorb and attenuate vibrations caused by an earthquake or wind.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地震や強風等に対する建物の応答性を低
減する方法として、建物の要所にダンパーを設置する方
法が一般によく知られている。ダンパーとしては、摩擦
ダンパー、低降伏鋼材ダンパー、粘弾性体ダンパー等が
よく用いられる。2. Description of the Related Art As a method of reducing the response of a building to an earthquake, a strong wind, or the like, a method of installing a damper at a key point of the building is generally well known. As the damper, a friction damper, a low-yield steel damper, a viscoelastic damper and the like are often used.
【０００３】一方、近年の建物の地震被害では、ブレー
スの座屈による被害が多く見られ、それが建物全体の被
害を大きくすることから、ブレースの座屈を防止するた
めの補強を行うことが検討されている。On the other hand, in recent earthquake damages to buildings, buckling of braces is often observed, and the damage to the whole building is increased. Therefore, reinforcement to prevent buckling of braces is required. Are being considered.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来では、上述した建
物の応答性低減のためのダンパーの設置と、ブレースの
設置およびその座屈防止のための補強は、それぞれの目
的を達成するためだけに別々に行われている。そして、
ブレースとダンパーとを併設するために十分な設置スペ
ースが必要であるし、それらを設置するために架構の開
口が狭められる等の不都合が生じていた。Conventionally, the installation of the damper for reducing the responsiveness of the building, the installation of the brace, and the reinforcement for preventing the buckling of the brace are only performed to achieve the respective objects. It is done separately. And
A sufficient installation space is required to provide the brace and the damper together, and there have been inconveniences such as the opening of the frame being narrowed in order to install them.
【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、ブレースの座
屈防止を図ることができ、しかもそのブレースに鋼材系
ダンパーおよび粘性系ダンパーとしての機能を併せ持た
せることのできる有効なブレースダンパーを提供するこ
とを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an effective brace damper capable of preventing buckling of a brace and having the function of both a steel damper and a viscous damper. It is intended to be.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、両端
が建物に対して固定されるブレース本体と、ブレース本
体の周囲に装着されてその軸方向変形を許容しつつ座屈
を防止する拘束部材と、それらブレース本体と拘束部材
との間に介装された粘弾性体から構成され、建物にブレ
ースとして設置されるとともに建物の振動エネルギーを
吸収するブレースダンパーであって、前記ブレース本体
は所定軸力を受けた際に降伏する帯板状の鋼板からな
り、前記拘束部材はブレース本体を両側から挟み込んだ
状態で連結された一対のチャンネル鋼材を有してなり、
各チャンネル鋼材とブレース本体との間に前記粘弾性体
を接着状態で挟み込んでなることを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, there is provided a brace body having both ends fixed to a building, and a brace mounted around the brace body to prevent buckling while permitting its axial deformation. A brace damper, which is constituted by a viscoelastic body interposed between the restraining member and the brace body and the restraining member, and is installed as a brace in a building and absorbs vibration energy of the building, wherein the brace body is It is made of a strip-shaped steel plate that yields when subjected to a predetermined axial force, and the restraining member has a pair of channel steel members connected while sandwiching the brace body from both sides,
The viscoelastic body is sandwiched between each channel steel material and the brace body in an adhesive state.
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明のブレ
ースダンパーにおけるブレース本体が極低降伏点鋼から
なることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the brace damper according to the first aspect, the brace body is made of an extremely low yield point steel.
【０００８】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明のブレースダンパーにおけるブレース本体と各チャン
ネル鋼材との間に帯板状の鋼板を介装し、その鋼板とブ
レース本体およびチャンネル鋼材との間に粘弾性体を接
着状態で挟み込んでなることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the brace damper of the first or second aspect, a strip-shaped steel plate is interposed between the brace main body and each channel steel material, and the steel plate, the brace main body and the channel steel material are interposed. Characterized in that a viscoelastic body is sandwiched therebetween in an adhesive state.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ブレースダンパーの概略構成を示すもので、（ａ），
（ｂ）は一端側の側面図および平断面図、（ｃ），
（ｄ）は横断面図である。図１（ａ），（ｂ）では一端
側を示すにとどめてあるが、このブレースダンパーの他
端側は対称をなして同様に構成されている。FIG. 1 shows a schematic configuration of a brace damper according to an embodiment of the present invention.
(B) is a side view and a plan sectional view of one end side, (c),
(D) is a cross-sectional view. Although only one end is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the other end of the brace damper is symmetrically configured similarly.
【００１０】本実施形態のブレースダンパーは、ブレー
ス本体１と、その周囲に装着された拘束部材２と、それ
らブレース本体１と拘束部材２との間に介装された粘弾
性体３を主体として構成されている。The brace damper of the present embodiment mainly includes a brace body 1, a restraining member 2 mounted around the brace body, and a viscoelastic body 3 interposed between the brace body 1 and the restraining member 2. It is configured.
【００１１】ブレース本体１は帯板状の鋼板（フラット
バー）であって、これ自体が通常のブレースとして機能
するものであり、その端部は建物側のガセットプレート
４に対してスプライスプレート５を介してボルト締結さ
れて固定されるようになっている。符号６はブレース本
体１の端部両面に溶接された補強リブであり、この補強
リブ６も同様にガセットプレート４に対して固定される
ようになっている。そして、本実施形態におけるブレー
ス本体１は所定軸力を受けた際に降伏する極低降伏点鋼
（極軟鋼）からなり、中間部が降伏部とされてそこでの
高さ寸法が両端部よりもやや小さく設定されている。The brace body 1 is a strip-shaped steel plate (flat bar), which itself functions as a normal brace. The end of the brace body 1 is provided with a splice plate 5 with respect to a gusset plate 4 on the building side. It is fixed by being bolted through. Reference numeral 6 denotes a reinforcing rib welded to both ends of the brace body 1, and the reinforcing rib 6 is similarly fixed to the gusset plate 4. The brace body 1 in the present embodiment is made of an extremely low yield point steel (extremely mild steel) that yields when subjected to a predetermined axial force, and a middle portion is a yield portion, and a height dimension there is larger than that of both end portions. It is set a little smaller.
【００１２】拘束部材２は、ブレース本体１を両側から
挟み込む一対のチャンネル鋼材７と、それらチャンネル
鋼材７のフランジ部に対してボルト１３により締結され
てそれらチャンネル鋼材７どうしを連結する帯鋼板から
なるカバープレート８とにより構成され、ブレース本体
１を貫通させた綴りボルト９により左右のチャンネル鋼
材７を連結することでブレース本体１の周囲に装着され
ている。この拘束部材２はブレース本体１の面外方向へ
の変形を拘束してその座屈を防止するものであるが、ブ
レース本体１の軸方向の変形は拘束しないものとされ、
そのためブレース本体１に対する綴りボルト９の貫通部
は軸方向に長い長穴（ルーズホール）１０として形成さ
れている。なお、チャンネル鋼材７の端部には上記の補
強リブ６との干渉を避けるためのスリット１１が形成さ
れている。The restraining member 2 comprises a pair of channel steel members 7 sandwiching the brace body 1 from both sides, and a strip steel plate fastened by bolts 13 to the flange portions of the channel steel members 7 to connect the channel steel members 7 to each other. The left and right channel steel members 7 are connected to each other by spelling bolts 9 penetrating the brace body 1, and are mounted around the brace body 1. The restraint member 2 restrains the brace body 1 from deforming in the out-of-plane direction to prevent buckling thereof, but does not restrain the brace body 1 from deforming in the axial direction.
Therefore, a penetrating portion of the spelling bolt 9 with respect to the brace body 1 is formed as an elongated hole (loose hole) 10 which is long in the axial direction. Note that a slit 11 is formed at an end of the channel steel member 7 to avoid interference with the reinforcing rib 6.
【００１３】そして、各チャンネル鋼材７とブレース本
体１との間に上記の粘弾性体３が接着状態で挟み込まれ
ている。粘弾性体３としては、ゴム系のもの、アクリル
系のもの、アスファルト系のもの、シリコン系のもの等
の高分子系材料からなるものが好適に採用可能である。
なお、（ｄ）に示すようにブレース本体１の中間部（降
伏部）ではその両面にのみ粘弾性体３を介装している
が、ブレース本体１の端部においては（ｃ）に示すよう
にチャンネル鋼材７のスリット１１の部分を除いてブレ
ース本体１の全周にわたって粘弾性体３を介装してい
る。The viscoelastic body 3 is sandwiched between each channel steel member 7 and the brace body 1 in an adhesive state. As the viscoelastic body 3, a material made of a polymer material such as a rubber material, an acrylic material, an asphalt material, or a silicon material can be suitably used.
In addition, as shown in (d), the viscoelastic body 3 is interposed only on both surfaces in the middle part (yield part) of the brace main body 1, but as shown in (c) at the end of the brace main body 1. The viscoelastic body 3 is interposed over the entire circumference of the brace body 1 except for the slit 11 of the channel steel material 7.
【００１４】以上の構成のもとに、本実施形態のブレー
スダンパーはブレースとしての機能とダンパーとしての
機能を併せ持つものであり、したがってブレースとして
の補剛効果とダンパーによる振動エネルギー吸収効果と
を同時に得ることができるものである。With the above configuration, the brace damper of the present embodiment has both a function as a brace and a function as a damper. Therefore, the stiffening effect as a brace and the vibration energy absorbing effect by the damper are simultaneously achieved. What you can get.
【００１５】すなわち、このブレースダンパーにあって
は、基本的にブレース本体１が通常のブレースと同様に
機能するとともに、拘束部材２がブレース本体１の座屈
を防止するので座屈強度に優れたブレースとして有効に
機能するものである。また、拘束部材２に対するブレー
ス本体１の軸方向の変形が許容されていることから、ブ
レース本体１が軸方向に変形した際には粘弾性体３に剪
断変形が生じ、それにより振動エネルギーが吸収されて
優れた減衰効果が得られる。That is, in the brace damper, the brace body 1 basically functions in the same manner as a normal brace, and the restraining member 2 prevents the brace body 1 from buckling, so that the buckling strength is excellent. It functions effectively as a brace. Further, since the axial deformation of the brace body 1 with respect to the restraining member 2 is allowed, when the brace body 1 is deformed in the axial direction, the viscoelastic body 3 undergoes shear deformation, thereby absorbing vibration energy. As a result, an excellent damping effect can be obtained.
【００１６】しかも、このブレースダンパーは、ブレー
ス本体１が軸方向に変形して降伏した際にはそれ自体が
鋼材ダンパーとして機能するものであり、特に、本実施
形態ではブレース本体１を極低降伏点鋼により形成して
いることから優れた減衰効果が得られるものとなってい
る。すなわち、このブレースダンパーは、極低降伏点鋼
からなるブレース本体１による鋼材系ダンパーと、粘弾
性体３による粘性系ダンパーとを組み合わせたものとな
っており、これ自体が鋼材系ダンパーと粘性系ダンパー
の双方の長所、つまり、大地震時の層間変形や層剪断力
の低減に大きな効果があり低価格で耐久性と安定性に優
れるという鋼材系ダンパーの長所と、中小地震や風によ
る微小変形に対しても有効に作動し特に応答加速度の低
減に効果があるという粘性系ダンパーの長所を併せ持つ
ものであり、極めて有効なものである。Moreover, this brace damper itself functions as a steel damper when the brace body 1 is deformed in the axial direction and yields. Particularly, in this embodiment, the brace body 1 has an extremely low yield. Since it is made of spot steel, an excellent damping effect can be obtained. That is, this brace damper is a combination of a steel damper made of a brace body 1 made of an extremely low yield point steel and a viscous damper made of a viscoelastic body 3, which itself is a steel material damper and a viscous damper. The advantages of both types of dampers, namely, the advantages of steel-based dampers, which have a great effect on reducing interlayer deformation and layer shear force during large earthquakes, are low-priced and have excellent durability and stability, and small deformations due to small and medium-sized earthquakes and wind The viscous damper has an advantage that it operates effectively and is particularly effective in reducing the response acceleration, and is extremely effective.
【００１７】そのうえ、このブレースダンパーは、帯板
状のブレース本体１の両面に一対のチャンネル鋼材７を
装着してそれらの間に粘弾性体３を介装しただけの極め
て簡単な構成のものであるから、容易にかつ安価に製作
できるものであるし、その外観は実質的にＨ形鋼と変わ
るものではないから運搬や施工の際の取り扱いも何等面
倒ではなく、さほどの設置スペースも必要としない。In addition, the brace damper has a very simple structure in which a pair of channel steel members 7 are mounted on both sides of a band-shaped brace body 1 and a viscoelastic body 3 is interposed between them. Therefore, it can be easily and inexpensively manufactured, and its appearance is not substantially different from that of H-section steel, so handling during transportation and construction is not troublesome, and a large installation space is required. do not do.
【００１８】勿論、このブレースダンパーは、ブレース
本体１の材質やその軸断面積、降伏部の長さ等を調節す
ることでブレースおよび鋼材ダンパーとしての性能（降
伏強度や減衰性能等）を自由にかつ幅広く調整でき、粘
弾性体３の材質や剪断面積、厚さ等を調節することで粘
性系ダンパーとしての性能を自由にかつ幅広く調整でき
るし、鋼材系ダンパーとしての性能と粘性系ダンパーと
しての性能の比率の設定も自由に行い得る。Of course, this brace damper can freely control the performance (yield strength, damping performance, etc.) as a brace and a steel damper by adjusting the material of the brace body 1, its axial cross-sectional area, the length of the yield portion, and the like. It can be adjusted widely, and the performance as a viscous damper can be freely and widely adjusted by adjusting the material, shear area, thickness, etc. of the viscoelastic body 3, and the performance as a steel damper and the viscous damper can be adjusted. The performance ratio can be freely set.
【００１９】図２は他の実施形態を示す。これは、ブレ
ース本体１と各チャンネル鋼材７との間に帯板状の鋼板
１２を介装してその一端部をブレース本体１に対して固
定し、その鋼板１２とブレース本体１およびチャンネル
鋼材７との間にも粘弾性体３を接着状態で挟み込んだも
のである。この場合は粘弾性体３の剪断面積が上記実施
形態のものより倍増し、したがってより大きなエネルギ
ー吸収効果が得られるものとなる。なお、必要であれば
上記の鋼板１２をさらに多重に介装することも勿論可能
である。FIG. 2 shows another embodiment. This is because a strip-shaped steel plate 12 is interposed between the brace body 1 and each of the channel steel members 7 and one end thereof is fixed to the brace body 1, and the steel plate 12, the brace body 1 and the channel steel member 7 are fixed. Also, the viscoelastic body 3 is sandwiched therebetween in an adhesive state. In this case, the shear cross-sectional area of the viscoelastic body 3 is doubled as compared with that of the above-described embodiment, so that a larger energy absorbing effect can be obtained. If necessary, it is of course possible to further interpose the steel plate 12 in multiple layers.
【００２０】以上で本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されることなく、ブレース本
体の周囲に拘束部材を装着して座屈を防止しかつそれら
の間に粘弾性体を介装するという構成を採用する限りに
おいて、細部の構成は適宜の設計的変更が可能である。
たとえばブレース本体としては上記実施形態のように極
低降伏点鋼を採用することが好適であるが、所望の降伏
強度や所望の減衰性能が得られる場合には軟鋼その他の
鋼材を採用することも可能であるし、必要に応じてブレ
ース本体に降伏強度を調節するような加工を施すことも
考えられる。また、拘束部材としては一対のチャンネル
鋼材によりブレース本体を挟み込んでその座屈を防止す
るように構成すれば良く、その限りにおいてたとえばカ
バープレートを省略する等の適宜の変更が可能である。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a restraining member is attached around the brace body to prevent buckling and to prevent buckling therebetween. As long as the configuration in which the elastic body is interposed is adopted, the detailed configuration can be appropriately changed in design.
For example, as the brace body, it is preferable to use an ultra-low yield point steel as in the above embodiment, but if a desired yield strength or a desired damping performance is obtained, mild steel or another steel material may be used. It is possible, and it is also conceivable to subject the brace body to processing to adjust the yield strength as necessary. In addition, the restraining member may be configured to sandwich the brace body between a pair of channel steel materials to prevent buckling, and to this extent, appropriate changes such as omitting a cover plate are possible.
【００２１】[0021]
【発明の効果】請求項１の発明は、両端が建物に対して
固定されて所定軸力を受けた際に降伏するブレース本体
と、ブレース本体の周囲に装着されてその軸方向変形を
許容しつつ座屈を防止する拘束部材と、それらブレース
本体と拘束部材との間に介装された粘弾性体から構成さ
れたものであるので、拘束部材がブレース本体の座屈を
防止して座屈強度に優れたブレースとして機能すること
はもとより、ブレース本体の降伏により鋼材系ダンパー
として機能するとともに、粘弾性体による粘性系ダンパ
ーとしても機能し、したがってこのブレースダンパー単
体で大地震時はもとより中小地震や風による微小変形に
対しても優れた振動抑制効果が得られ、しかも構成が簡
単で安価に製作でき、取り扱いや施工も面倒ではなく、
さほどの設置スペースを必要とせず、ブレースとしての
性能、鋼材系ダンパーとしての性能、粘性系ダンパーと
しての性能を自由にかつ幅広く調整することもでき、極
めて有効である。According to the first aspect of the present invention, a brace body which is fixed to the building at both ends and which yields when subjected to a predetermined axial force, and which is mounted around the brace body and allows its axial deformation. The buckling member includes a restraining member for preventing buckling and a viscoelastic body interposed between the brace body and the restraining member. In addition to functioning as a high-strength brace, it functions not only as a steel damper due to the yield of the brace body, but also as a viscous damper made of a viscoelastic body. Excellent vibration suppression effect can be obtained against minute deformation due to wind and wind, and it can be manufactured at a low cost with a simple configuration, and handling and construction are not troublesome,
It does not require much installation space, and can freely and widely adjust the performance as a brace, the performance as a steel damper, and the performance as a viscous damper, which is extremely effective.
【００２２】請求項２の発明は、ブレース本体を極低降
伏点鋼からなるものとしたので、ブレース本体自体が優
れた鋼材系ダンパーとして機能し得る。According to the second aspect of the present invention, since the brace body is made of extremely low yield point steel, the brace body itself can function as an excellent steel damper.
【００２３】請求項３の発明は、ブレース本体と各チャ
ンネル鋼材との間に帯板状の鋼板を介装し、その鋼板と
ブレース本体およびチャンネル鋼材との間に粘弾性体を
接着状態で挟み込んだので、粘弾性体の剪断面積を大き
く確保し得て優れたエネルギー吸収効果が得られる。According to a third aspect of the present invention, a strip-shaped steel plate is interposed between the brace body and each channel steel material, and a viscoelastic body is sandwiched between the steel plate and the brace body and the channel steel material in an adhesive state. Therefore, a large shear area of the viscoelastic body can be secured, and an excellent energy absorbing effect can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本発明の一実施形態であるブレースダンパー
を示す図であって、（ａ）はその一端部を示す側面図、
（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ（ａ）におけるｂ−
ｂ矢視図、ｃ−ｃ矢視図、ｄ−ｄ矢視図である。FIG. 1 is a view showing a brace damper according to one embodiment of the present invention, wherein (a) is a side view showing one end thereof,
(B), (c), and (d) are b-
They are a view on arrow b, a view on arrow cc, and a view on arrow dd.
【図２】 本発明の他の実施形態であるブレースダンパ
ーを示す断面図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は
（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図である。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing a brace damper according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG.
１ ブレース本体 ２ 拘束部材 ３ 粘弾性体 ７ チャンネル鋼材 １２ 鋼板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brace body 2 Restraining member 3 Viscoelastic body 7 Channel steel 12 Steel plate
───────────────────────────────────────────────────── 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 2/56 ６４３ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６４３Ａ Ｆ１６Ｆ 15/04 Ｆ１６Ｆ 15/04 Ａ Ｆターム(参考） 2E002 FA02 FB15 JB02 JB14 JB16 MA12 MA13 2E125 AA33 AB02 AB05 AB08 AC14 AC15 AE13 AG03 AG04 AG12 AG32 AG45 BA55 BB02 BB08 BB11 BB13 BB22 BB37 BD01 BD03 BE02 BE08 BF06 BF08 CA05 CA07 CA14 CA65 EA25 3J048 AA03 AC06 BA18 BD08 BE10 DA04 EA38 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) E04B 2/56 643 E04B 2/56 643A F16F 15/04 F16F 15/04 A F-term (Reference) 2E002 FA02 FB15 JB02 JB14 JB16 MA12 MA13 2E125 AA33 AB02 AB05 AB08 AC14 AC15 AE13 AG03 AG04 AG12 AG32 AG45 BA55 BB02 BB08 BB11 BB13 BB22 BB37 BD01 BD03 BE02 BE08 BF06 BF08 CA05 CA07 CA14 CA65 EA25 3J048 AA03 AC06 BA18
Claims (3)
本体と、ブレース本体の周囲に装着されてその軸方向変
形を許容しつつ座屈を防止する拘束部材と、それらブレ
ース本体と拘束部材との間に介装された粘弾性体から構
成され、建物にブレースとして設置されるとともに建物
の振動エネルギーを吸収するブレースダンパーであっ
て、前記ブレース本体は所定軸力を受けた際に降伏する
帯板状の鋼板からなり、前記拘束部材はブレース本体を
両側から挟み込んだ状態で連結された一対のチャンネル
鋼材を有してなり、各チャンネル鋼材とブレース本体と
の間に前記粘弾性体を接着状態で挟み込んでなることを
特徴とするブレースダンパー。1. A brace body having both ends fixed to a building, a restraining member mounted around the brace body to prevent buckling while allowing its axial deformation, and a brace body and a restraining member. A brace damper, which is composed of a viscoelastic body interposed between the braces and is installed in the building as a brace and absorbs vibration energy of the building, wherein the brace body yields when subjected to a predetermined axial force. It is made of a plate-like steel plate, and the restraining member has a pair of channel steel materials connected with the brace body sandwiched from both sides, and the viscoelastic body is bonded between each channel steel material and the brace body. A brace damper characterized by being sandwiched between.
て、ブレース本体が極低降伏点鋼からなることを特徴と
するブレースダンパー。2. The brace damper according to claim 1, wherein the brace body is made of an extremely low yield point steel.
ーであって、ブレース本体と各チャンネル鋼材との間に
帯板状の鋼板を介装し、その鋼板とブレース本体および
チャンネル鋼材との間に粘弾性体を接着状態で挟み込ん
でなることを特徴とするブレースダンパー。3. The brace damper according to claim 1, wherein a strip-shaped steel plate is interposed between the brace body and each of the channel steel materials, and between the steel plate and the brace body and the channel steel material. A brace damper characterized by sandwiching a viscoelastic body in an adhesive state.
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