JP2009019425A - Brace damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物にブレースとして設置されると共に、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ものである。 The present invention relates to a brace damper that is installed as a brace in a building and also functions as a damper that absorbs vibration energy of the building.
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。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ることから、その対抗策として、ブレースダンパーの使用が広く検討されている。 As a method for reducing the responsiveness of a building to earthquakes or strong winds, a method of installing a damper at a key point of the building is generally well known. In recent years, earthquake damage to buildings is often caused by brace buckling, so the use of brace dampers has been widely studied as a countermeasure.
軸力に抵抗するブレースダンパーは、機構が簡単で設計的にも扱いやすいため、最も普及しており、特許文献1や特許文献2にその例が開示されている。 Brace dampers that resist axial force are the most popular because they have a simple mechanism and are easy to handle in design, and examples thereof are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2.
図2は従来のブレースダンパーの一例を示しており、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
このブレースダンパーは、所定軸力により降伏する降伏部(L2で示す範囲)を有する帯板状の鋼板からなるブレース芯材130と、当該ブレース芯材130を両側からウェブ部111で挟み込む形態で当該ブレース芯材130の両側に装着されることにより、ブレース芯材130の軸方向変形を許容しつつその座屈を防止する拘束部材としての一対の溝形鋼(チャンネル材)110と、当該溝形鋼110のフランジ部112同士をブレース芯材130を跨いで高力ボルト150により連結する一対のカバープレート120とを備えている。ブレース芯材130は、溝形鋼110の長さL3よりも大きな長さL1を有している。
FIG. 2 shows an example of a conventional brace damper, where (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a transverse sectional view.
The brace damper includes a
また、拘束部材である溝形鋼110の剛性を強化するために、各ウェブ部111に、ブレース芯材130の材軸方向に沿って延びる横リブを溶接して取り付けたものもある。
ところで、上述した従来のブレースダンパーでは、一対の溝形鋼110とカバープレート120を拘束部材として用いているだけなので、高耐力・高剛性が要求される用途には、強度が不足する傾向があった。そこで、溝形鋼110のウェブ部111に横リブを溶接することも行われているが、横リブを溶接して取り付ける場合、加工工数が増えるので、コスト高になる問題があった。
また、ブレース芯材130の板幅を拡げることも考えられるが、市販の溝形鋼のウェブ高さは400mmが最大であるため、鋼板を加工して拘束部材を製作する必要があり、現実的ではない。
By the way, in the conventional brace damper mentioned above, since a pair of
Although it is conceivable to increase the plate width of the
本発明は、上記事情を考慮し、値段の安い市販品をそのままボルトで連結するだけで、高耐力化・高剛性化が図れるようにしたブレースダンパーを提供することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a brace damper that can achieve high strength and high rigidity by simply connecting a commercially available product at a low price with a bolt as it is.
請求項1の発明は、所定軸力により降伏する降伏部を有する帯板状の鋼板からなるブレース芯材と、当該ブレース芯材を両側からウェブ部で挟み込む形態で当該ブレース芯材の左右両側に装着されることにより、前記ブレース芯材の軸方向変形を許容しつつその座屈を防止する拘束部材としての左右対をなす溝形鋼と、当該溝形鋼のフランジ部同士を前記ブレース芯材を跨いで連結する一対のカバープレートとを備えるブレースダンパーにおいて、前記溝形鋼を上下方向に並べて複数対設け、上下に隣接する前記溝形鋼のフランジ部同士をボルトで連結すると共に、最外側の左右の溝形鋼のフランジ部同士を前記カバープレートで連結したことを特徴としている。 The invention according to claim 1 is a brace core made of a strip-shaped steel plate having a yielding portion that yields by a predetermined axial force, and the brace core is sandwiched between the web portions from both sides on both left and right sides of the brace core. By mounting, the brace core material that forms a pair of left and right grooves as a restraining member that allows the brace core material to be deformed in the axial direction and prevents buckling thereof, and the flange portions of the groove steel material are connected to each other. In a brace damper including a pair of cover plates that are connected across a plurality of pairs, the grooved steels are arranged in a vertical direction and a plurality of pairs are provided, and the flanges of the grooved steels adjacent to each other in the vertical direction are connected with bolts, and the outermost side The flange portions of the left and right channel steels are connected by the cover plate.
請求項2の発明は、請求項1に記載のブレースダンパーであって、前記ブレース芯材は極軟鋼または軟鋼からなり、前記ブレース芯材の材軸方向中間部を両端部よりも小さな断面とすることで前記降伏部が形成されていることを特徴としている。 Invention of Claim 2 is the brace damper of Claim 1, Comprising: The said brace core material consists of a very mild steel or a mild steel, and makes the material axial direction intermediate part of the said brace core material a cross section smaller than both ends. Thus, the yield portion is formed.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のブレースダンパーであって、前記溝形鋼の長手方向に間隔をおいて、各溝形鋼の上下のフランジ間に溶接することで縦リブを設けたことを特徴としている。 The invention of claim 3 is the brace damper according to claim 1 or 2, wherein the longitudinal ribs are welded between the upper and lower flanges of each channel steel at intervals in the longitudinal direction of the channel steel. It is characterized by providing.
請求項1の発明によれば、上下に隣接する溝形鋼のフランジ部同士をボルトで連結していることにより、ボルトで連結されたフランジ部が、長手方向に沿って延びる横リブの役割を果たす。そのため、市販の溝形鋼をボルトで連結するという安価な構成を採用しながら、拘束部材の高耐力化及び高剛性化を図ることができる。また、複数対の溝形鋼を使用することにより、中に入れるブレース芯材の断面サイズの大型化が図れるから、それによる高耐力化及び高剛性化も図れる。 According to the invention of claim 1, the flange portions of the grooved steel adjacent to each other in the vertical direction are connected by bolts, so that the flange portions connected by the bolts serve as horizontal ribs extending along the longitudinal direction. Fulfill. Therefore, it is possible to increase the yield strength and rigidity of the restraining member while adopting an inexpensive configuration in which commercially available channel steel is connected with bolts. Moreover, since the cross-sectional size of the brace core material to be inserted can be increased by using a plurality of pairs of channel steels, it is possible to increase the strength and rigidity.
請求項2の発明によれば、極軟鋼(極低降伏点鋼)または軟鋼のような、構造物を構成する鋼材よりも低い降伏強度を有する材料をブレース芯材に使用することにより、高い塑性エネルギー吸収能を有するブレースダンパーを実現することができる。しかも、ブレース芯材の材軸方向中間部には両端部よりも小さな断面からなる降伏部が形成されているため、他の部分に比べて降伏部には大きな歪が発生することになり、容易に降伏部で降伏させることができる。 According to the invention of claim 2, by using a material having a lower yield strength than the steel material constituting the structure, such as extremely mild steel (very low yield point steel) or mild steel, high plasticity can be obtained. A brace damper having energy absorption capability can be realized. Moreover, since a yield portion having a smaller cross section than both ends is formed in the intermediate portion in the axial direction of the brace core material, a large strain is generated in the yield portion compared to other portions, and it is easy. Can yield at the surrender.
請求項3の発明によれば、適当な箇所に縦リブを入れたので、溝形鋼の捩れ剛性や曲げ剛性を高めることができる。 According to invention of Claim 3, since the vertical rib was put in the appropriate location, the torsional rigidity and bending rigidity of channel steel can be improved.
以下、本発明に係るブレースダンパーの実施形態について図面に基いて説明する。
図1は本発明に係るブレースダンパーの実施形態の構成を示す図で、(a)は一部構成を示す側面図、(b)は(a)のIb−Ib矢視断面図である。
Hereinafter, embodiments of a brace damper according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing a configuration of an embodiment of a brace damper according to the present invention, in which FIG. 1A is a side view showing a partial configuration, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG.
本実施形態によるブレースダンパーは、所定軸力により降伏する降伏部を有する帯板状の鋼板からなるブレース芯材30と、ブレース芯材30を両側からウェブ部11で挟み込む形態でブレース芯材30の左右両側に装着されることにより、ブレース芯材30の軸方向変形を許容しつつその座屈を防止する拘束部材としての左右2対の溝形鋼10A〜10Dと、これら溝形鋼10A〜10Dのフランジ部12同士をブレース芯材30を跨いで連結する一対のカバープレート20とを具備するものである。
The brace damper according to the present embodiment includes a
2対の溝形鋼10A〜10Dは、上下方向(縦方向)に並べて配置されており、上下に隣接する溝形鋼10A〜10Dのフランジ部12同士が高力ボルト50で連結されている。また、最外側の左右の溝形鋼10A〜10Dのフランジ部12同士が、カバープレート20を介して高力ボルト50により連結されている。
The two pairs of
ブレース芯材30は、塑性エネルギー吸収能の高い極軟鋼(極低降伏点鋼)または軟鋼からなる。ブレース芯材30の長手方向の中間部は、両端部に比べて幅が狭くなっており、その部分が断面積の小さな降伏部となっている(従来品と同じ)。そして、所定の軸力がブレース芯材30に作用すると、端部に比べて大きな歪が降伏部に発生し、降伏部が容易に降伏するようになっている。
The
一方、ブレース芯材30の端部はブレースダンパー自体の端部でもあり、それら両端部が高力ボルトによって構造物に固定されることで、ブレースダンパーが架構にブレースとして据え付けられる。ブレース芯材30の端部両面には、図示しないが、例えば、リブプレートがブレース芯材の材軸に沿って溶接されており、それによりブレースダンパーの両端部が十字断面に形成されている。
On the other hand, the ends of the
ブレース芯材30の表面と溝形鋼10A〜10Dのウェブ部11との間には、それらをアンボンド状態に保持できるように図示しない厚さ1mm 程度の緩衝材が介装されている。緩衝材としては、ブレース芯材30と溝形鋼10A〜10Dとの相対変形を阻害せず音も生じない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である。
Between the surface of the
また、溝形鋼10A〜10Dの適当箇所には、長手方向に間隔をおいて、各溝形鋼10A〜10Dの上下のフランジ12間に溶接することで、必要数の縦リブ40が設けられている。
なお、縦リブ40として溝形鋼2段分の高さを有するものを使用し、上下に隣接している溝形鋼10A〜10B、あるいは溝形鋼10C〜10Dの、重なり合っている双方のフランジ部12を所定幅で切り欠いて、そこに縦リブ40を差し込むようにすることもできる。
In addition, the required number of
In addition, the thing which has the height for two steps of the channel steel is used as the
この実施形態のブレースダンパーでは、上下に隣接する溝形鋼10A〜10Dのフランジ部12同士をボルト50で連結していることにより、ボルト50で連結された中央のフランジ部11が、長手方向に沿って延びる横リブの役割を果たすことになる。そのため、市販の溝形鋼10A〜10Dをボルト50で連結するという安価な構成を採用しながら、拘束部材(溝形鋼10A〜10D及びカバープレート20)の高耐力化及び高剛性化を図ることができる。また、左右2対の溝形鋼10A〜10Dを使用することにより、中に入れるブレース芯材30の断面サイズの大型化が図れるから、それによる高耐力化及び高剛性化も図れる。
In the brace damper of this embodiment, the
また、極軟鋼(極低降伏点鋼)または軟鋼のような、構造物を構成する鋼材よりも低い降伏強度を有する材料をブレース芯材30に使用しているので、高い塑性エネルギー吸収能を有するブレースダンパーを実現することができる。しかも、ブレース芯材30の材軸方向の中間部には両端部よりも小さな断面からなる降伏部を形成しているため、他の部分に比べて降伏部に大きな歪を発生させることができ、容易に降伏部で降伏させることができる。
なお、ブレース芯材30の材軸方向の中間部を両端部と同じ幅とし、通常の耐震ダンパーとして使用することもできる。
In addition, since a material having a lower yield strength than the steel material constituting the structure, such as extremely mild steel (very low yield point steel) or mild steel, is used for the
In addition, the intermediate part of the
また、溝形鋼10A〜10Dの長手方向の適当な箇所に縦リブ40を入れることにより、溝形鋼10A〜10Dの捩れ剛性や曲げ剛性を高めることができ、よりブレースダンパーとしての剛性アップを図ることができる。
In addition, by inserting the
なお、上記実施形態では、溝形鋼10A〜10Dを上下2段に重ねる場合を示したが、3段以上に重ねることも可能である。
In addition, in the said embodiment, although the case where groove-
10A,10B,10C,10D 溝形鋼
11 ウェブ部
12 フランジ部
40 縦リブ
50 高力ボルト
10A, 10B, 10C,
Claims (3)
前記溝形鋼を上下方向に並べて複数対設け、上下に隣接する前記溝形鋼のフランジ部同士をボルトで連結すると共に、最外側の左右の溝形鋼のフランジ部同士を前記カバープレートで連結したことを特徴とするブレースダンパー。 By attaching the brace core material made of a strip-shaped steel plate having a yield portion yielded by a predetermined axial force, and the brace core material on both the left and right sides of the brace core material in a form sandwiched between the web portions from both sides, A pair of groove steels that form a pair of left and right as restraining members that allow axial deformation of the brace core material and prevent buckling thereof, and a pair of flange portions of the groove steel members that straddle the brace core material In a brace damper comprising a cover plate,
A plurality of pairs of groove steels are arranged in the vertical direction, and the flange parts of the groove steels adjacent to each other in the vertical direction are connected with bolts, and the flange parts of the outermost left and right groove steels are connected with the cover plate. A brace damper characterized by that.
前記ブレース芯材は極軟鋼または軟鋼からなり、前記ブレース芯材の材軸方向中間部を両端部よりも小さな断面とすることで前記降伏部が形成されていることを特徴とするブレースダンパー。 The brace damper according to claim 1,
The brace damper is characterized in that the brace core material is made of extremely mild steel or mild steel, and the yield portion is formed by making the material axial direction intermediate portion of the brace core material a cross section smaller than both end portions.
前記溝形鋼の長手方向に間隔をおいて、各溝形鋼の上下のフランジ間に溶接することで縦リブを設けたことを特徴とするブレースダンパー。 The brace damper according to claim 1 or 2,
A brace damper characterized in that vertical ribs are provided by welding between the upper and lower flanges of each channel steel at intervals in the longitudinal direction of the channel steel.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018031151A (en) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 新明和工業株式会社 | Brace material having irregularly shaped cross-section of steel structure, and configuration method for the same |
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2007
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