JP2002173981A - ブレースダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 座屈強度に優れたブレースとしての機能と減
衰性能に優れたダンパーとしての機能を併せ持つ有効な
構造部材を実現する。 【解決手段】 両端が建物に対して固定されるブレース
本体１と、ブレース本体を両側から挟み込んだ形態でそ
の周囲に装着されて軸方向変形を許容しつつ座屈を防止
する対の拘束部材からなる。ブレース本体は所定位置に
開口部４が形成されることで所定軸力を受けた際に降伏
する降伏部１ａが設定された帯板状の極軟鋼からなり、
その開口部に拘束部材どうしを連結する連結部材が通さ
れる。降伏部はブレース本体の中央部に開口部を長穴と
して形成することで設定されている。拘束部材としてチ
ャンネル鋼材２を採用し、連結部材として綴りボルト８
を採用し、それを開口部内に配したスペーサー７に挿通
せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
るダンパーとしても機能するブレースダンパーに関す
る。

【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、鋼材ダンパー、粘弾性体ダンパー等がよく用
いられる。

【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。

【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。そのた
め、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。

【０００５】上記問題点を解決するため、本発明は、座
屈強度に優れたブレースとしての機能と減衰性能に優れ
たダンパーとしての機能を併せ持つ有効な構造部材であ
るブレースダンパーを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、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
ギーを吸収するダンパーとしても機能するブレースダン
パーであって、両端が建物に対して固定されるブレース
本体と、ブレース本体を両側から挟み込んだ形態でその
周囲に装着されることによりブレース本体の軸方向変形
を許容しつつその座屈を防止する対の拘束部材からな
り、前記ブレース本体は帯板状の鋼板からなるものであ
って、その所定位置には開口部が形成されてそこでの断
面積が他の部分よりも小さくされることで所定軸力を受
けた際に降伏する降伏部が設定されており、前記開口部
には前記対の拘束部材どうしを相互に連結してそれら拘
束部材の面外変形を防止する連結部材を挿通せしめてな
ることを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明のブレ
ースダンパーであって、ブレース本体が極軟鋼からな
り、そのブレース本体に降伏部を設定するための開口部
がブレース本体の長さ方向中央部かつ幅方向中央部にお
いて軸方向に長い長穴として形成されていることを特徴
とする。

【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であって、拘束部材がダンパー本
体を挟み込むウェブ部とその両側縁部に一体に形成され
た対のフランジ部を有するチャンネル鋼材からなり、連
結部材がそれらチャンネル鋼材の双方のウェブ部どうし
を連結する綴りボルトからなり、その綴りボルトを、ブ
レース本体の開口部内に配して対の拘束部材間に介装せ
しめたスペーサーに挿通せしめてなることを特徴とす
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図２は本発明の実施形態で
あるブレースダンパーを示すものである。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
着されてブレース本体１の座屈を防止する拘束部材とし
ての対のチャンネル鋼材２からなる。

【００１０】ブレース本体１は帯板状の鋼板（フラット
バー）であって、その両端部が建物に対して固定される
ことでこれ自体が通常のブレースとして機能するもので
ある。ブレース本体１の端部両面にはリブプレート３が
溶接されていて、ブレース本体１の両端部における横断
面形状は十字形をなすものとされている。本実施形態に
おけるブレース本体１は極軟鋼（低降伏点鋼）からなる
もので、その中央部に開口部４が形成されることで所定
軸力を受けた際に降伏する降伏部１ａが設定されてい
る。すなわち、本実施形態ではブレース本体１の長さ方
向中央部かつ幅方向中央部において開口部４が軸方向に
長い長穴として形成されており、そのような開口部４が
形成されることでブレース本体１の中央部における断面
積が他の部分よりも絞られており、したがってその開口
部４の両側の帯板状の部分が局所的に降伏する降伏部１
ａとされている。

【００１１】拘束部材としてのチャンネル鋼材２はウェ
ブ部２ａとフランジ部２ｂを有し、ウェブ部２ａにより
ブレース本体１を両側から挟み込んだ状態で、フランジ
部２ｂに帯鋼板からなるカバープレート５がボルト６に
より締結されることで全体としてＨ型断面となるように
組み立てられている。また、ブレース本体１に形成され
ている上記の開口部４内には３枚の円形のスペーサー７
が配置されて双方のチャンネル鋼材２のウェブ２ａ間に
介装されており、それぞれのスペーサー７に挿通せしめ
られた３本の綴りボルト８（連結部材）により双方のチ
ャンネル鋼材２が相互に連結されてそれらの面外変形が
確実に防止されるようになっている。さらに、ブレース
本体１の両端側においては２本の綴りボルト９がウェブ
部２ａとブレース本体１とを貫通してそれらを締結して
いる。そのように組み立てられた対のチャンネル鋼材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
はチャンネル鋼材２および開口部４内に配置されたスペ
ーサー７に対して相対的に変形可能とされているととも
に、一方の綴りボルト９を通すための貫通孔は軸方向に
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２の端部には上記のリブプレート
３との干渉を避けるためのスリット１１が形成されてい
る。

【００１２】さらに、図１（ｂ）や図２に示すように、
各チャンネル鋼材２のウェブ部２ａとブレース本体１の
表面との間にはそれらをアンボンド（非付着）状態に維
持して相対変形を許容せしめるための緩衝材１２が介装
され、同様の緩衝材１２はブレース本体１の小口部とカ
バープレート５との間の要所（図１（ｃ）参照）にも介
装されている。緩衝材１２としてはたとえばクロロプレ
ンゴム等の高分子系材料からなるシート材が好適に採用
可能である。

【００１３】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、したがってこれを建物に設
置することで建物に対する優れた補剛効果と振動エネル
ギー吸収効果とを同時に得ることができるものである。

【００１４】すなわち、このブレースダンパーはブレー
ス本体１が通常のブレースと同様に機能し、特にその外
側に装着されたチャンネル鋼材２がブレース本体１の座
屈を有効に防止するので座屈強度に優れたものとなって
いる。また、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することでそれ自体が鋼材ダンパ
ーとして機能するものであり、特にブレース本体１とし
て極軟鋼を採用してその中央部に降伏部１ａを設定して
いることから、所定軸力を受けた際に降伏部１ａが確実
に降伏して鋼材ダンパーとして優れた減衰効果が得られ
るものとなっている。

【００１５】ただし、本実施形態のブレースダンパーに
あっては、ブレース本体１の中央部に開口部４を形成し
てそこでの断面積を絞ることで降伏部１ａを設定してい
ることから、降伏部１ａでの座屈強度は他の部分よりも
低下することが避けられず、そのため、チャンネル鋼材
２による拘束力が十分でない場合には、ブレース本体１
が過大な圧縮軸力を受けた際に図３に誇張して示してい
るように降伏部１ａにおいて局部座屈が生じてそこで破
断が生じてしまうことも想定される。そこで、そのよう
な事態を確実に防止するべく、本実施形態のブレースダ
ンパーは上述のように開口部４内にスペーサー７を配置
するとともにそれに挿通せしめた綴りボルト８によって
双方のチャンネル鋼材２どうしを連結し、これによりチ
ャンネル鋼材２の面外への変形を確実に防止して降伏部
１ａに対する拘束力を他の部分よりも増強し、以て降伏
部１ａにおける局部座屈や破断を確実に防止できるもの
となっている。

【００１６】また、このブレースダンパーは、帯板状の
ブレース本体１の両面に緩衝材１２を介して一対のチャ
ンネル鋼材２を装着し、それらチャンネル鋼材２どうし
を綴りボルト８により連結するという極めて簡単な構成
のものであるから、容易にかつ安価に組み立てることが
できるものであるし、その外観は実質的にＨ形鋼と変わ
るものではないので通常のブレースと同様に取り扱うこ
とができるし、通常のブレースと同様の形態で建物に設
置することができるものである。勿論、このブレースダ
ンパーは、ブレース本体１の材質やその断面積、降伏部
１ａでの降伏強度、拘束部材としてのチャンネル鋼材２
による拘束力その他を適宜設定することで、ブレースお
よび鋼材ダンパーとしての性能を自由にかつ幅広く調整
できることは言うまでもない。

【００１７】なお、上記実施形態はあくまで一例であっ
て本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適
宜の設計的変更が可能である。たとえば、上記実施形態
ではブレース本体１の中央部に軸方向に長い長穴として
の開口部４を形成することで降伏部１ａを設定すること
としたが、所望の降伏強度が設定できかつ拘束部材どう
しを連結するための連結部材を通すことができるような
開口部を形成する限りにおいて降伏部の設定は任意であ
り、必要であれば複数の開口部により複数の降伏部を形
成することでも良い。また、上記実施形態では長穴とし
ての開口部４内に３つの円形のスペーサー７を介装する
ようにしたのであるが、図４に示すように開口部４より
もやや短い程度の長さを有する１枚のスペーサー７ａを
用いることでも良く、その場合はブレース本体１ａが横
方向に座屈しようとする際にスペーサー７ａがより確実
に拘束力を発揮することになる。さらに、上記実施形態
では拘束部材としてチャンネル鋼材２を採用したが、開
口部に通した連結部材により相互に連結されることでブ
レース本体１の座屈を有効に防止できる形態のものであ
ればチャンネル鋼材２に限らず他の部材を拘束部材とし
て採用可能である。ブレース本体１に対する拘束部材の
装着の形態も所期の効果が得られるように最適設計すれ
ば良いし、差し支えなければ上記実施形態において開口
部４内に配置したスペーサー７も省略して良い。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明のブレースダンパーは、
降伏部を設定した帯板状の鋼板からなるブレース本体に
その軸方向変形を許容しつつ面外変形を拘束して座屈を
防止する拘束部材を装着したものであるから、座屈強度
に優れたブレースとしての機能と減衰性能に優れたダン
パーとしての機能を併せ持つものであり、特に、ブレー
ス本体に形成した開口部に通した連結部材によって双方
の拘束部材を連結したので、拘束部材の面外変形を確実
に防止でき、したがって降伏部に対する拘束力を他の部
分よりも有効に増強し得て降伏部において生じることが
想定される局部座屈や破断を確実に防止できる効果があ
る。

【００１９】請求項２の発明のブレースダンパーは、ブ
レース本体として極軟鋼を採用し、その長さ方向中央部
に開口部を長穴として形成することで降伏部を設定した
ので、降伏範囲が降伏部に集約かつ限定されて確実かつ
効率的な減衰効果が得られる。

【００２０】請求項３の発明のブレースダンパーは、拘
束部材としてチャンネル鋼材を採用し、それらを連結す
るための連結部材として綴りボルトを採用し、その綴り
ボルトを開口部に配したスペーサーに通したので、汎用
の鋼材と資材を用いて安価かつ簡便に組み立て可能であ
るし、Ｈ形鋼と同様の外観を呈するものであるので取り
扱いが容易であり、建物に対する設置の形態も通常のブ
レースの場合と何等変わることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の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）は側面図、（ｂ）は
（ａ）におけるｂ−ｂ線視断面図、（ｃ）はブレース本
体のみを示す側面図である。

【図２】 同、（ａ）は図１（ａ）におけるIIａ−IIａ
線視拡大断面図、（ｂ）は図１（ａ）におけるIIｂ−II
ｂ線視拡大断面図である。

【図３】 同、連結部材による連結の効果を説明するた
めの図であって、連結部材による拘束部材どうしの連結
を省略した場合に懸念される局部座屈の状況を示すもの
である。

【図４】 同、スペーサーの他の例を示す図である。

【符号の説明】

１ ブレース本体 １ａ 降伏部 ２ チャンネル鋼材（拘束部材） ２ａ ウェブ部 ２ｂ フランジ部 ４ 開口部 ７ スペーサー ７ａ スペーサー ８ 綴りボルト（連結部材） １２ 緩衝材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E001 DG01 DG02 DH39 EA06 FA03 GA52 GA55 GA59 GA74 HB02 HD01 HE01 KA03 LA01 2E125 AA04 AA14 AA33 AB01 AB05 AB08 AC14 AC15 AG03 AG04 AG12 AG31 AG41 AG57 BB06 BB09 BB22 BB35 BC09 BD01 BE08 BF04 CA05 CA14 CA15 CA65 EA25 EB06 3J066 AA26 BA03 BB01 BC05 BD10 BF01 BG05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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ダンパーとしても機
   能するブレースダンパーであって、両端が建物に対して
   固定されるブレース本体と、ブレース本体を両側から挟
   み込んだ形態でその周囲に装着されることによりブレー
   ス本体の軸方向変形を許容しつつその座屈を防止する対
   の拘束部材からなり、前記ブレース本体は帯板状の鋼板
   からなるものであって、その所定位置には開口部が形成
   されてそこでの断面積が他の部分よりも小さくされるこ
   とで所定軸力を受けた際に降伏する降伏部が設定されて
   おり、前記開口部には前記対の拘束部材どうしを相互に
   連結してそれら拘束部材の面外変形を防止する連結部材
   を挿通せしめてなることを特徴とするブレースダンパ
   ー。
2. 【請求項２】 請求項１記載のブレースダンパーであっ
   て、ブレース本体が極軟鋼からなり、そのブレース本体
   に降伏部を設定するための開口部がブレース本体の長さ
   方向中央部かつ幅方向中央部において軸方向に長い長穴
   として形成されていることを特徴とするブレースダンパ
   ー。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のブレースダンパ
   ーであって、拘束部材がダンパー本体を挟み込むウェブ
   部とその両側縁部に一体に形成された対のフランジ部を
   有するチャンネル鋼材からなり、連結部材がそれらチャ
   ンネル鋼材の双方のウェブ部どうしを連結する綴りボル
   トからなり、その綴りボルトを、ブレース本体の開口部
   内に配して対の拘束部材間に介装せしめたスペーサーに
   挿通せしめてなることを特徴とするブレースダンパー。