JP2008157021A - 制震ブレースダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】 ダンパー全体を小形化し、ダンパー近傍の空間を有効利用できるようにすると共に、その製作においてコストダウンを計る。
【解決手段】 対をなすブレース主材の一方の対向端部に凹部を形成すると共に、対をなすブレース主材の他方の対向端部に凸部を形成し、前記凹・凸部は逃がし用の間隙を介して相互に嵌め合せ、双方のブレース主材は凹・凸部の近傍においてエネルギー吸収要素である連結板を介しボルト結合させることにより連結したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、鉄骨構造物等のブレース（筋かい）部分に設けられて地震時や強風下の振動エネルギーを吸収するための剪断変形型の制震ブレースダンパーの改良に関する。前記の剪断変形型のダンパーとは、地震時等に板部材（エネルギー吸収板）に主として剪断作用を付与させることにより振動エネルギーを吸収するものである。

従来のこの種の剪断変形型のダンパーとしては、例えば、特許文献１に開示されたものを挙げることができる。

同公報に示されたものは、ダンパー本体が、２枚のベースプレートを有し、前記ベースプレート間に板状に形成された振動エネルギー吸収格子をベースプレート間を接続する形で１個以上備え、前記振動エネルギー吸収格子にスリットを介してエネルギー吸収部分をベースプレート方向に複数個有しており、ダンパー本体はフレームを介して構造物の骨組に取り付けられて構成されている。

しかしながら、前記公報に開示された従来の剪断変形型のダンパーにはなお改善されるべき問題点が見られる。すなわち、一つには、フレームを含む全体構造が極めて大形であるため、柱や梁が構成する構造物の骨組付近の空間の有効利用については支障を来たすことであり、他の一つには、振動エネルギー吸収格子の形状が複雑であるため、その製作には切削加工等を要し、コスト高になることである。
特開平２−３００４７６号公報

この発明の制震ブレースダンパー及びそれに用いるエネルギー吸収体は、ダンパー全体を小形化し、ダンパー近傍の空間を有効利用できるようにすると共に、その製作においてコストダウンを計ることを目的として提案されたものである。

上記の目的を達成するため、請求項１の制震ブレースダンパーは、対をなすブレース主材の一方の対向端部に凹部を形成すると共に、対をなすブレース主材の他方の対向端部に凸部を形成し、前記凹・凸部は逃がし用の間隙を介して相互に嵌め合せ、双方のブレース主材は凹・凸部の近傍においてエネルギー吸収要素である連結板を介しボルト結合させることにより連結したことを特徴とする。

それに加えて、請求項２に係る制震ブレースダンパーは、前記連結板に開口を設けたことを特徴とする。

以上に説明したこの発明の制震ブレースダンパー及びそれに用いるエネルギー吸収体によれば、次に示すような効果が達成される。

この発明の制震ブレースダンパー及びそれに用いるエネルギー吸収体は、いずれも新規な構成のものとして提案されており、しかも全体は小形化され、それらが組み付けられる構造物の骨組における空間は有効利用されることになる。剪断作用のためのパネル部分であるエネルギー吸収体の連結板は単なる平板体であるから、その製作においてコストダウンが計れ、振動エネルギーの吸収量についての設計の変更は、エネルギー吸収体の連結板の材質、大きさ（長さや厚さ等）又はそれに形成される開口を変えるだけで容易に行うことができる。

ブレース主材としては市販のＨ形鋼を用いることができるので、低価格にして容易に供給できる。

エネルギー吸収体の一部をなす連結板はブレース主材にボルト結合されているので、エネルギー吸収体の連結板が塑性変形したり損傷した場合は、容易に交換することができる。本発明による制震ブレースダンパーを適用することによって、従来フレームに比して地震時の最大応答水平変位が６割〜７割に低減する。さらに、大地震に対しては、従来のフレームでは柱および梁の一部に許容応力度を上回る外力が作用する場合でも、本発明の制震ブレースダンパーを適用することによって、当該制震ブレースダンパーが振動エネルギーを吸収するので、全ての部材が許容応力度以内となる。

以下、図面に示す２つの実施形態に基づいてこの発明について説明する。図１〜図３はこの発明の第１実施形態の制震ブレースダンパーを、図４は第２実施形態をそれぞれ表わしている。これらの各実施形態において、同一の符号で指し示す部材ないし部位は相互に等効の部材ないし部位を示している。

図１は、鉄骨構造物その他の構造物に対し、２組の本発明の制震ブレースダンパーが装着されている例を示している。同図で符号１は柱、２は梁、３は本発明の制震ブレースダンパーにおける対をなすブレース主材、４は制震ブレースダンパーの一部をなすエネルギー吸収体をそれぞれ示している。

図１〜図３に示す第１実施形態において、ブレース主材３，３はエネルギー吸収体４を中間部に配置し、柱１と梁２とで成る構造物の骨組の隅角部に掛け渡して固定してあるが、本発明の制震ブレースダンパーは構造物の筋かい部分に設けるならば、どのように組み込んでもよい。基本的には、この制震ブレースダンパーは柱と梁との間又は、梁と梁との間に傾斜させて設けるのが普通である。

図２及び図３に示す第１実施形態のエネルギー吸収体については、対をなすブレース材９，９の一方のものの対向端部に凹部９１を形成すると共に、対をなすブレース材９，９の他方のものの対向端部に凸部９２を形成し、前記凹部９１及び凸部９２は逃がし用の間隙Ｓを介して相互に嵌め合せ、更に、双方のブレース材９，９は凹・凸部９１，９２の近傍において、エネルギー吸収要素である連結板１０を介してボルト結合６させることにより連結させ、このようにして組立体として構成してある。

一対のブレース材９，９は、それらの両者をブレース主材３，３とすれば、全体は制震ブレースダンパーとして作用する。つまり、図１のエネルギー吸収体４を本ディテールは示している。

一対のブレース材９，９は例えば共に横断面Ｈ形の形鋼とすると好ましく、それら形鋼からなるブレース材９，９のウエブ９３，９３の対向端部間には、幅方向に任意数の連結板１０を配設し、一方のブレース材９、連結板１０及び他方の取付板９の間をボルト結合６する。例えば双方のブレース材９，９はそれらのウエブ９３，９３の対向端部において２枚１組の連結板１０，１０で挟み付けるようにして、その重合部をボルト結合手段６で締着結合させる事を可とする。

前記の連結板１０は鋼鉄，軟鋼鉄，アルミニウムその他任意の金属材料で製作することができるが、極軟鋼鉄で製作するを可とする。図示はしないが、この連結板１０には第２実施形態の連結板１０と同様に矩形状，丸形又はＸ字状等の開口を形成することができる。

図４（ａ），（ｂ）に示す第２実施形態の制震ブレースダンパーは、連結板１０が上下方向中間部で分断されている構成が図２に示す第１実施形態の連結板１０と相違し、他の構成は第１実施形態と同じである。

図４（ｃ）〜（ｈ）は連結板１０の他の形態例を示し、（ｃ），（ｄ）の連結板１０は、複数のボルト孔６１と複数の長孔からなる開口４４が図示配置で設けられたスリット型であり、（ｅ），（ｆ）の連結板１０は、Ｘ字状の孔からなる開口４４が図示配置で設けられたＸ型であり、（ｇ），（ｈ）の連結板１０は、複数の丸孔がパンチングにより図示のように千鳥状に配置された開口４４が設けられてなるパンチ型の例を示す。

次に、本発明に係る第１，第２実施形態のエネルギー吸収体（又は制震ブレースダンパー）の作用について、図２，図３及び図４を参照して説明する。図２，図４（ａ），（ｂ）はエネルギー吸収体の常態を示しており、図３は地震等により構造物における柱及び梁で成る骨組に変形を生じ、ブレースダンパーに引張力が作用した状態を示している。

ブレースダンパーに引張力が作用すると、連結板１０は、図３においてＶ字状をなすようにして弾性変形の領域又は塑性変形の領域で剪断的に変形し、ここに、地震や風から付与される振動エネルギーが吸収される。

図示はしないが、前記ブレースダンパーに圧縮力が作用すると、連結板１０は上述の作用に準じて逆Ｖ字状に変形し、同様に地震や風から付与される振動エネルギーが吸収される。

この発明に係る第１実施形態の制震ブレースダンパーの使用態様を示す側面図。 （ａ）はこの発明に係る第１実施形態の制震ブレースダンパー又はエネルギー吸収体の要部を常時において示す側面図、（ｂ）はその横断面図。 図２（ａ）のブレースダンパー又はエネルギー吸収体の要部を振動エネルギー吸収の作用状態で示す側面図。 （ａ）はこの発明に係る第２実施形態の制震ブレースダンパー又はエネルギー吸収体の要部を常態において示す側面図、（ｂ）はその横断面図、（ｃ）〜（ｈ）は連結板の６つの形態例を示す側面図。

符号の説明

１ 柱
２ 梁
３ ブレース主材
４ エネルギー吸収体
４４ 開口
６ ボルト結合手段
６１ ボルト孔
９ ブレース材
９１ 凹部
９２ 凸部
９３ ウエブ
１０ 連結板
Ｓ 間隙

Claims (2)

1. 対をなすブレース主材の一方の対向端部に凹部を形成すると共に、対をなすブレース主材の他方の対向端部に凸部を形成し、前記凹・凸部は逃がし用の間隙を介して相互に嵌め合せ、双方のブレース主材は凹・凸部の近傍においてエネルギー吸収要素である連結板を介しボルト結合させることにより連結したことを特徴とする制震ブレースダンパー。
2. 前記連結板に開口を形成したことを特徴とする請求項１記載の制震ブレースダンパー。

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