JP2017106608A - Earthquake-proof damper device and structure having earthquake-proof damper device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物の制震ダンパー装置、及び、制震ダンパー装置を有する構造体であって、建築構造物あるいは土木構造物に組み込まれて地震エネルギーを吸収する制震ダンパー装置、及び、制震ダンパー装置を有する構造体に関する。 The present invention relates to a structure damping damper device and a structure having the damping damper device, which is incorporated in a building structure or a civil engineering structure and absorbs earthquake energy, and a damping damper device. The present invention relates to a structure having a seismic damper device.
例えば橋梁構造の場合、上部工に作用する地震荷重を橋脚や基礎の設計荷重として考慮し、これに対して十分安全になるように、橋脚や基礎の構造を決定している。
しかし、大地震による地震荷重を考慮して設計した場合、非常に大きい地震荷重に耐えるようにするために、橋脚や基礎が大規模になり、多額の工事費、長い工期が必要となる。また、河川や道路に近接した場所では橋脚や基礎が占有できる範囲に制限があり、強大な地震荷重に対して適切な構造設計ができない場合がある。
さらに、既設の橋梁を耐震補強する場合、大地震の荷重を設計荷重として考慮すると、既設の橋脚や基礎を大規模に改修することが必要となり、耐震補強が困難なことがある。
このような地震荷重に対処するために、橋梁の上部工と橋脚との間にせん断部材を介在させた制振ダンパー装置を組み込み、橋脚に作用する地震荷重を低減させる工法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
For example, in the case of a bridge structure, the seismic load acting on the superstructure is considered as the design load of the pier and foundation, and the structure of the pier and foundation is determined so as to be sufficiently safe against this.
However, when designing in consideration of the earthquake load caused by a large earthquake, in order to withstand a very large earthquake load, the piers and foundations become large-scale, requiring a large construction cost and a long construction period. In addition, there is a limit to the range that can be occupied by bridge piers and foundations in places close to rivers and roads, and there are cases where an appropriate structural design cannot be made against a strong earthquake load.
In addition, when retrofitting existing bridges, considering the load of a large earthquake as a design load, existing bridge piers and foundations need to be retrofitted on a large scale, and seismic reinforcement may be difficult.
In order to cope with such seismic load, a method of reducing the seismic load acting on the bridge pier by incorporating a damping damper device with a shearing member interposed between the bridge superstructure and the pier is known ( For example, see Patent Document 1).
このような、せん断部材を介在させた制震ダンパー装置は、例えば橋梁の上部工と橋脚との間など地震時の相対変位が大きくなる部位に採用すると、せん断部材が変位に追従できずに塑性変形能の限界を超える。すると、せん断部材に破断や座屈が生じ、地震力に対する抵抗力が発揮されず、地震エネルギーの吸収能力が低下してしまう。
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、制震ダンパー装置を相対変位が大きくなる部位に採用しても、せん断部材が十分な地震エネルギーの吸収能力を発揮することができる制震ダンパー装置、及び、制震ダンパー装置を有する構造体を提供することを目的とする。
If such a damping damper device with a shearing member is used in a part where the relative displacement during an earthquake is large, for example, between the bridge superstructure and the pier, the shearing member cannot follow the displacement and becomes plastic. Exceeds the limit of deformability. Then, the shearing member is broken or buckled, and the resistance to the seismic force is not exhibited, and the seismic energy absorbing ability is lowered.
The present invention has been made to solve such a problem, and even if the damping damper device is employed in a portion where the relative displacement is large, the shearing member can exhibit a sufficient seismic energy absorption capability. It is an object of the present invention to provide a seismic damper device that can be used, and a structure including the seismic damper device.
本発明に係る制震ダンパー装置は、第1固定板と、第2固定板と、円筒形状の第1せん断管と、円筒形状の第2せん断管と、前記第1せん断管と前記第2せん断管とを接続する第1接続部と、を有し、前記第1固定板と前記第1せん断管の一端側とが接続され、前記第1せん断管の他端側と前記第1接続部とが接続され、前記第1接続部と前記第2せん断管の一端側とが接続され、前記第2せん断管の他端側と前記第2固定板とが接続されたものである。
また、本発明に係る構造体は、上記の制震ダンパー装置を有し、前記第1固定板は、第1構造体に取り付けられ、前記第2固定板は、第2構造体に取り付けられたものである。
The damping damper device according to the present invention includes a first fixed plate, a second fixed plate, a cylindrical first shear tube, a cylindrical second shear tube, the first shear tube, and the second shear plate. A first connection part for connecting a pipe, the first fixing plate and one end side of the first shear pipe are connected, and the other end side of the first shear pipe and the first connection part Are connected, the first connection portion is connected to one end side of the second shear tube, and the other end side of the second shear tube is connected to the second fixing plate.
Further, a structure according to the present invention includes the above-described vibration damper device, wherein the first fixing plate is attached to the first structure, and the second fixing plate is attached to the second structure. Is.
本発明に係る制震ダンパー装置、及び、制震ダンパー装置を有する構造体によれば、地震時に相対変位が大きくなる部位の間に採用しても、複数のせん断部材が水平方向の大きな変位に対応することで、地震エネルギーの吸収能力を発揮することができる。 According to the seismic damper device and the structure having the seismic damper device according to the present invention, the plurality of shearing members can be displaced in the horizontal direction even if they are employed between the parts where the relative displacement becomes large during an earthquake. By responding, it can demonstrate its ability to absorb seismic energy.
以下、実施の形態1〜4に係る制震ダンパー装置の採用部位として、橋梁を例に説明する。
[実施の形態1]
<制震ダンパー装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置を説明する側面図である。
図2は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置の鉛直方向断面図である。
図3は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置の図2におけるA−A断面図である。
図4は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置の図2におけるB−B断面図である。
図5は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置の図2におけるC−C断面図である。
Hereinafter, a bridge will be described as an example of an adopted part of the vibration damper device according to the first to fourth embodiments.
[Embodiment 1]
<Configuration of seismic damper device>
FIG. 1 is a side view for explaining a vibration damping damper device according to the first embodiment.
FIG. 2 is a vertical sectional view of the vibration damping damper device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 of the vibration damping damper device according to the first embodiment.
4 is a cross-sectional view of the seismic damper device according to
5 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 2 of the vibration damping damper device according to the first embodiment.
図1において、橋梁の下部構造物である橋脚1と、上部構造物である上部工2との間に、制震ダンパー装置10および支承20が組み込まれている。
橋脚1は、例えば円柱形状の鉄筋コンクリート製であり、その上面は水平面として形成されている。上部工2は、例えば橋梁の水平方向に渡された主桁であり、鉄筋コンクリート製や鉄骨製の構造部材である。
なお、以下の説明の便宜上、橋梁(上部工2)の長手方向をX方向、橋梁(上部工2)の幅方向をY方向、橋脚1の上下方向をZ方向とし、X−Y面は水平面に平行であるとする。
In FIG. 1, a damping
The
For convenience of the following description, the longitudinal direction of the bridge (superstructure 2) is the X direction, the width direction of the bridge (superstructure 2) is the Y direction, and the vertical direction of the
制震ダンパー装置10は、橋脚1の上面に設置される第1固定板11と、上部工2の下面に取り付けられる反力部材12とを有している。第1固定板11は、図5に示すように例えば正方形の鋼板材である。また、反力部材12は、図3に示すように、中央に矩形形状の凹部12aを有する、例えば鋼製部材として形成されている。
The vibration damping
制震ダンパー装置10は、図3に示すように、反力部材12の凹部12a内に収納される第2固定板13を有している。第2固定板13は、反力部材12の凹部12aの内周面にその両端部が当接する例えば矩形形状の鋼板部材として構成されている。
第2固定板13と第1固定板11との間には、円筒形状の第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16とを各せん断管の中心軸同士が同軸上に重なるように配置されている。第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16とは、例えば鋼管製で形成されている。
As shown in FIG. 3, the vibration damping
Between the second fixed
第1せん断管14は、3本のせん断管の中で最も細く、上端が第2固定板13に溶接等で固定されている。第1せん断管14の下端は円板状の第1接続板17(本発明の第1接続部に相当する)に溶接等で固定されている。
第1せん断管14の外周側には、第2せん断管15が配置されている。第2せん断管15の内径は、第1せん断管14の外径よりも大きく構成されている。第2せん断管15の下端は第1接続板17に溶接等で固定されている。第2せん断管15の上端は、リング形状の第2接続板18(本発明の第2接続部に相当する)に溶接等で固定されている。
The
A
第2せん断管15の外周側には、第3せん断管16が配置されている。第3せん断管16の内径は、第2せん断管15の外径よりも大きく構成されている。第3せん断管16の下端は第1固定板11に溶接等で固定されている。第3せん断管16の上端は第2接続板18に溶接等で固定されている。
A
このように、実施の形態1に係る制震ダンパー装置10は、第2固定板13と第1固定板11との間に、異なる外径の第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16とを各せん断管の中心軸同士が同軸上となるように配置し、各せん断管の各端部を第1接続板17と第2接続板18とを用いて順に接続している。
As described above, the vibration damping
支承20は、上部工2を橋脚1に対して移動可能に支持するものであって、橋脚1の上面に固定される下支承板20aと、上部工2の下面に設置される上支承板20bと、下支承板20aと上支承板20bとによって挟まれた支承球体20cと、を具備している。このとき、支承球体20cは球体であるから、何れの方向に向かっても回転することができるため、上部工2は、橋脚1に対して水平面内を何れの方向に向かっても移動可能に支持されている。
The
<作用>
実施の形態1に係る制震ダンパー装置10に、地震力が作用した際の変形状態について、図6、7を用いて説明する。
図6は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置に水平外力F1が加わった際の鉛直断面図である。
実施の形態1に係る制震ダンパー装置10に水平外力が加わると、橋脚1と上部工2とに水平方向の相対的な変位が生じる。このとき、制震ダンパー装置10第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16とは、順番に異なる方向にせん断変形する。
<Action>
The deformation state when the seismic force is applied to the damping
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view when a horizontal external force F1 is applied to the vibration damping damper device according to the first embodiment.
When a horizontal external force is applied to the damping
図6に示すように橋脚1に対して紙面上左側に水平外力F1が作用する場合、第3せん断管16に反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第2接続板18を介して、第2せん断管15に同一のせん断力F2として作用する。さらに、このせん断力F2は、第1接続板17を介して、第1せん断管14に同一のせん断力F2として作用する。そして、第1せん断管14から第2固定板13に伝わり、上部工2の反力部材12にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
As shown in FIG. 6, when the horizontal external force F1 acts on the
このときの、第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16に作用するせん断力と水平方向の変形量との関係を、図6、7を用いて説明する。
図7は、実施の形態1に係る制震ダンパー装置に作用するせん断力と変形量の関係を説明した図である。
X軸に水平方向の変位を示し、Y軸に水平外力F1を示している。
はじめに、第1せん断管14、第2せん断管15、第3せん断管16のそれぞれについての変形を説明する。
The relationship between the shear force acting on the
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the shear force acting on the seismic damper device according to the first embodiment and the amount of deformation.
The X axis indicates the horizontal displacement, and the Y axis indicates the horizontal external force F1.
First, the deformation of each of the
図7におけるラインaは、第1せん断管14のみに水平外力F1を加えたときの変位d1を示している。変位ゼロから水平外力F1に比例する弾性変形が発生し、その後、水平外力F1=f1となったときに水平外力F1が一定となる塑性変形に移行する。
同様に、ラインbは、第2せん断管15のみに水平外力F1を加えたときの変位d2を示し、ラインcは、第3せん断管16のみに水平外力F1を加えたときの変位d3を示している。ラインb、cもラインaと同様に、変位ゼロから水平外力F1に比例する弾性変形が発生し、その後、水平外力F1=f2、f3となったときに、水平外力F1が一定となる塑性変形にそれぞれ移行する。
A line a in FIG. 7 indicates the displacement d1 when the horizontal external force F1 is applied only to the
Similarly, the line b indicates the displacement d2 when the horizontal external force F1 is applied only to the
次に、実施の形態1に係る制震ダンパー装置10の変形について図7を用いて説明する。
橋脚1に水平外力F1が作用すると、第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16とがそれぞれ弾性変形し、ラインAのように水平外力F1と比例して変形が進行する。次に、水平外力F1=f1となったときに、第1せん断管14が塑性変形に移行する。よって、ラインBのように水平外力F1=f1となって変形が進む。
第1せん断管14の塑性変形が終了すると、第2せん断管15と第3せん断管16が弾性変形するラインCとなる。そして、水平外力F1=f2となったときに、第2せん断管15が塑性変形に移行する。よって、ラインDのように水平外力F1=f2となって変形が進む。
Next, a modification of the vibration damping
When the horizontal external force F1 acts on the
When the plastic deformation of the
第2せん断管15の塑性変形が終了すると、第3せん断管16が弾性変形するラインEとなる。そして、水平外力F1=f3となったときに、第3せん断管16が塑性変形に移行する。よって、ラインFのように水平外力F1=f3となって変形が進む。
よって、図6、7に示すように、最終的な水平方向の変位は、水平外力F1=f3となるときに、第1せん断管14の変位d1と、第2せん断管15の変位d2と、第3せん断管16の変位d3とを合計し、合計変位δ=d1+d2+d3となる。
When the plastic deformation of the
Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, the final horizontal displacement is such that when the horizontal external force F1 = f3, the displacement d1 of the
<効果>
実施の形態1に係る制震ダンパー装置10は、地震時に相対変位が大きくなる例えば橋脚1と上部工2との間に採用しても、複数のせん断部材が水平方向の大きな変位に対応することで、地震エネルギーの吸収能力を発揮することができる。すなわち、第1せん断管14、第2せん断管15、第3せん断管16の各端部を接続部材により変位に対して直列に接続したため、各せん断管のせん断変形量の合計寸法まで変位を許容することが可能となる。
また、大きい変位に対応するために長尺のせん断部材を採用することがないので、コンパクトな制震ダンパー装置となり、狭小な設置場所にも対応することが可能となる。
<Effect>
Even if the
Further, since a long shearing member is not employed to cope with a large displacement, a compact vibration damper device can be provided, and a narrow installation place can be accommodated.
さらに、制震ダンパー装置10は、任意の方向に作用する地震荷重に対して、地震荷重の方向に関わらず制振機能を発揮することができる。また、構造が簡素なため、例えば、ほこり、落葉、錆等に晒される橋梁に組み込まれた場合でも、メンテナンス(保守点検)が容易で、長期的に安定した制振機能を発揮することができる。
なお、上記実施の形態1の例では、第1せん断管14と第2せん断管15と第3せん断管16とを三重に重ねたせん断部材の構成としたが、鋼管等を複数重ねる構成であればこの例と同様の作用効果を発揮することが可能である。
Furthermore, the
In the example of the first embodiment, the
[実施の形態2]
<制震ダンパー装置の構成>
図8は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置のY方向鉛直断面図(図10のB−B断面)である。
図9は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置のX方向鉛直断面図(図10のC−C断面)である。
図10は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置のZ方向水平断面図(図9のA−A断面)である。
[Embodiment 2]
<Configuration of seismic damper device>
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view in the Y direction (cross section BB in FIG. 10) of the vibration damping damper device according to the second embodiment.
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view in the X direction (CC cross section in FIG. 10) of the vibration damper device according to the second embodiment.
FIG. 10 is a Z-direction horizontal cross-sectional view (cross-section A-A in FIG. 9) of the vibration damping damper device according to the second embodiment.
実施の形態2においては、実施の形態1と同様に、橋梁の下部構造物である橋脚1と、上部構造物である上部工2との間に、制震ダンパー装置30および支承20が組み込まれている。
なお、以下の説明の便宜上、橋梁(上部工2)の長手方向をX方向、橋梁(上部工2)の幅方向をY方向、橋脚1の上下方向をZ方向とし、X−Y面は水平面に平行であるとする。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the damping
For convenience of the following description, the longitudinal direction of the bridge (superstructure 2) is the X direction, the width direction of the bridge (superstructure 2) is the Y direction, and the vertical direction of the
制震ダンパー装置30は、橋脚1の上面に設置される第1固定板31と、上部工2の下面に取り付けられる一対の反力部材32とを有している。第1固定板31は、例えば長方形の鋼板材である。また、反力部材32は、図8−10に示すように、一面に矩形形状の凹部32aを有する、例えば直方体状の鋼製部材として形成されている。
The damping
制震ダンパー装置30は、図8に示すように、反力部材32の凹部32a内に収納される第2固定板33を有している。第2固定板33は、凹部32aの内周面に当接する例えば矩形形状の鋼板部材として構成されている。また、X方向における第2固定板33と反力部材32の凹部32aとの間には、第2固定板33が摺動することが可能な隙間32bが形成されている。この隙間32bのX方向寸法は例えば20mm程度とすることができる。隙間32bを設ける理由は、橋梁(上部工2)の長手方向における鋼材の熱膨張を吸収する逃げとして必要なためである。
第2固定板33と第1固定板31との間には、円筒形状の第1せん断管34と第2せん断管35とが、外周面同士を対向させた状態で並列に配置されている。すなわち、第1せん断管34と第2せん断管35とは中心軸同士が平行に離間した状態で並んで配置されている。第1せん断管34と第2せん断管35とは、例えば鋼管で形成されている。
As shown in FIG. 8, the
Between the second fixed
第1せん断管34の下端は、第1固定板31の上面に例えば溶接にて固定されている。第1せん断管34の上端は矩形状の第1接続板37に例えば溶接にて固定されている。
第2せん断管35の上端は、第2固定板33の下面に例えば溶接にて固定されている。第2せん断管35の下端は矩形状の第2接続板38に例えば溶接にて固定されている。
第1接続板37と第2接続板38とは、鉛直方向に平行に配置された一対の第3接続板39に例えば溶接にて固定されている。
なお、第1接続板37と第2接続板38と第3接続板とが一体となった構成を本発明の第1接続部とする。
The lower end of the
The upper end of the
The
In addition, the structure which the
このように、実施の形態2に係る制震ダンパー装置30は、第2固定板33と第1固定板31との間に、第1せん断管34と第2せん断管35とを、第1接続板37と第2接続板38と第3接続板39と(本発明の第1接続部)を介して配置している。
As described above, the vibration damping
<作用>
実施の形態2に係る制震ダンパー装置30に、橋梁の長手方向(X方向)の地震力が作用した際の変形状態について、図11〜13を用いて説明する。
図11は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置の一方側からX方向の水平外力が加わった際のY方向鉛直断面図(図10のB−B断面)である。
図12は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置の他方側からX方向の水平外力が加わった際のY方向鉛直断面図(図10のB−B断面)である。
図13は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置に作用するX方向の水平外力と水平変位との関係を説明した図である。
<Action>
A deformation state when the seismic force in the longitudinal direction (X direction) of the bridge is applied to the damping
FIG. 11 is a Y direction vertical sectional view (BB cross section in FIG. 10) when a horizontal external force in the X direction is applied from one side of the vibration damping damper device according to the second embodiment.
FIG. 12 is a vertical sectional view in the Y direction when a horizontal external force in the X direction is applied from the other side of the vibration damping damper device according to Embodiment 2 (BB cross section in FIG. 10).
FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the horizontal external force in the X direction and the horizontal displacement acting on the vibration damping damper device according to the second embodiment.
実施の形態2に係る制震ダンパー装置30にX方向の水平外力が加わると、橋脚1と上部工2とに水平方向の相対的な変位が生じる。このとき、制震ダンパー装置30の第1せん断管34と第2せん断管35とは、同一方向にせん断変形する。
図11に示すように橋脚1に対して紙面上左側に水平外力F1が作用する場合、第1せん断管34に反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第1接続板37、第3接続板39、第2接続板38を順に介して、第2せん断管35に同一のせん断力F2として作用する。そして、第2せん断管35から第2固定板33に伝わり、上部工2に配置された反力部材32にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
When a horizontal external force in the X direction is applied to the vibration damping
As shown in FIG. 11, when a horizontal external force F1 acts on the
次に、図12に示すように、橋脚1に対して図11とは反対側から紙面上右側に水平外力F1が作用する場合も図11と同様に、第1せん断管34に反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第1接続板37、第3接続板39、第2接続板38を順に介して、第2せん断管35に同一のせん断力F2として作用する。そして、第2せん断管35から第2固定板33に伝わり、上部工2に配置された反力部材32にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
Next, as shown in FIG. 12, when a horizontal external force F1 acts on the
このとき、第1せん断管34と第2せん断管35に作用するせん断力と水平方向の変位との関係を、図13を用いて説明する。
図13は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置に作用するX方向の水平外力と水平変位との関係を説明した図である。
X軸に水平方向の変位を示し、Y軸に水平外力F1を示している。
At this time, the relationship between the shear force acting on the
FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the horizontal external force in the X direction and the horizontal displacement acting on the vibration damping damper device according to the second embodiment.
The X axis indicates the horizontal displacement, and the Y axis indicates the horizontal external force F1.
橋脚1に橋梁の長手方向(X方向)の水平外力F1=200kNが作用した例について説明する。
橋脚1に水平外力F1=200kNが作用すると、制震ダンパー装置30は原点から凹部32aの隙間32b(例えば20mm)内を移動し、点aまで水平移動する。このとき発生するせん断力はゼロである。
An example in which a horizontal external force F1 = 200 kN in the longitudinal direction (X direction) of the bridge is applied to the
When a horizontal external force F1 = 200 kN is applied to the
次に、点aにて第2固定板33が一方の反力部材32に当接すると、せん断力が立ち上がり、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始する。点bでせん断力が200kNに達すると、点cまでの間、塑性変形が進行する。なお、点cでは、図11に示す制震ダンパー装置30の変形形状となっている。点cでは、原点からの変位が例えば60mmとなっており、変位の内訳は初期スライド量として隙間32bで20mm、第1せん断管34の弾性変形と塑性変形との和が20mm、第2せん断管35の弾性変形と塑性変形との和が20mmとなっている。
Next, when the
次に、点cから水平外力F1の作用方向が逆転すると、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始し、点dまで形状が回復する。点dから点eまでは隙間32b内をスライド量40mm分(隙間32bの長さ20mm×2箇所)水平移動する。
次に、点eにて第2固定板33が他方の反力部材32に当接すると、せん断力が立ち上がり、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始する。点fでせん断力が200kNに達すると、点gまでの間、塑性変形が進行する。なお、点gでは、図12に示す制震ダンパー装置30の変形形状となっている。点gでは、原点からの変位が例えば60mmとなっており、変位の内訳は隙間32bで20mm、第1せん断管34の弾性変形と塑性変形との和が20mm、第2せん断管35の弾性変形と塑性変形との和が20mmとなっている。
Next, when the acting direction of the horizontal external force F1 is reversed from the point c, the
Next, when the
次に、点gから水平外力F1の作用方向が逆転すると、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始し、点hまで形状が回復する。点hから点iまでは隙間32b内をスライド量40mm分(隙間32bの長さ20mm×2箇所)水平移動する。点iにて第2固定板33が一方の反力部材32に再び当接すると、せん断力が立ち上がり、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始する。点jでせん断力が200kNに達すると、点cまでの間、塑性変形が進行する。
実施の形態2に係る制震ダンパー装置30は、このような変形のサイクルを繰り返し、橋梁の長手方向(X方向)の振幅(地震エネルギー)を吸収する。
Next, when the acting direction of the horizontal external force F1 is reversed from the point g, the
The vibration
次に、橋脚1に橋梁の長手方向(X方向)の水平外力F1=400kNが作用した例について説明する。
この場合も、水平外力F1=200kNが作用した例と同様のサイクルを描くが、制震ダンパー装置30に作用するせん断力と変位が水平外力F1=200kNの場合と比較して増大する。すなわち、点c’→点d’→点e’→点f’→点g’→点h’→点i’→点j’→点c’の順に第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形と塑性変形を繰り返し、橋梁の長手方向(X方向)の振幅(地震エネルギー)を吸収する。
Next, an example in which a horizontal external force F1 = 400 kN in the longitudinal direction (X direction) of the bridge is applied to the
In this case as well, a cycle similar to that of the example in which the horizontal external force F1 = 200 kN is drawn, but the shearing force and the displacement acting on the damping
次に、実施の形態2に係る制震ダンパー装置30に、橋梁の短手方向(Y方向)の地震力が作用した際の変形状態について、図14〜16を用いて説明する。
図14は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置の一方側からY方向の水平外力が加わった際のX方向鉛直断面図(図10のC−C断面)である。
図15は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置の他方側からY方向の水平外力が加わった際のX方向鉛直断面図(図10のC−C断面)である。
図16は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置に作用するY方向の水平外力と水平変位との関係を説明した図である。
Next, the deformation state when the seismic force in the short direction (Y direction) of the bridge is applied to the damping
FIG. 14 is an X-direction vertical sectional view (CC cross-section in FIG. 10) when a horizontal external force in the Y direction is applied from one side of the vibration damping damper device according to the second embodiment.
15 is a vertical cross-sectional view in the X direction when a horizontal external force in the Y direction is applied from the other side of the vibration damping damper device according to Embodiment 2 (CC cross section in FIG. 10).
FIG. 16 is a diagram for explaining the relationship between the horizontal external force in the Y direction and the horizontal displacement acting on the vibration damping damper device according to the second embodiment.
実施の形態2に係る制震ダンパー装置30にY方向の水平外力が加わると、橋脚1と上部工2とに水平方向の相対的な変位が生じる。このとき、制震ダンパー装置30の第1せん断管34と第2せん断管35とは、同一方向にせん断変形する。
図14に示すように橋脚1に対して紙面上左側に水平外力F1が作用する場合、第1せん断管34に反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第1接続板37、第3接続板39、第2接続板38を順に介して、第2せん断管35に同一のせん断力F2として作用する。そして、第2せん断管35から第2固定板33に伝わり、上部工2に配置された反力部材32にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
When a horizontal external force in the Y direction is applied to the vibration damping
As shown in FIG. 14, when a horizontal external force F1 acts on the
次に、図15に示すように、橋脚1に対して図14とは反対側から紙面上右側に水平外力F1が作用する場合も図14と同様に、第1せん断管34に反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第1接続板37、第3接続板39、第2接続板38を順に介して、第2せん断管35に同一のせん断力F2として作用する。そして、第2せん断管35から第2固定板33に伝わり、上部工2に配置された反力部材32にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
Next, as shown in FIG. 15, when a horizontal external force F1 acts on the
このとき、第1せん断管34と第2せん断管35に作用するせん断力と水平方向の変位との関係を、図16を用いて説明する。
図16は、実施の形態2に係る制震ダンパー装置に作用するY方向の水平外力と水平変位との関係を説明した図である。
X軸に水平方向の変位を示し、Y軸に水平外力F1を示している。
At this time, the relationship between the shear force acting on the
FIG. 16 is a diagram for explaining the relationship between the horizontal external force in the Y direction and the horizontal displacement acting on the vibration damping damper device according to the second embodiment.
The X axis indicates the horizontal displacement, and the Y axis indicates the horizontal external force F1.
橋脚1に橋梁の短手方向(Y方向)の水平外力F1=200kNが作用した例について説明する。
橋脚1に水平外力F1=200kNが作用すると、制震ダンパー装置30は、原点にて第2固定板33が一方の反力部材32に当接する。すると、せん断力が立ち上がり、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始する。点aでせん断力が200kNに達すると、点bまでの間、塑性変形が進行する。なお、点bでは、図14に示す制震ダンパー装置30の変形形状となっている。点bでは、原点からの変位が例えば40mmとなっており、変位の内訳は、第1せん断管34の弾性変形と塑性変形との和が20mm、第2せん断管35の弾性変形と塑性変形との和が20mmとなっている。
An example in which a horizontal external force F1 = 200 kN in the short direction (Y direction) of the bridge is applied to the
When a horizontal external force F1 = 200 kN is applied to the
次に、点bから水平外力F1の作用方向が逆転すると、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始し、点cまで形状が回復する。
次に、点cにて第2固定板33が他方の反力部材32に当接すると、せん断力が立ち上がり、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始する。点dでせん断力が200kNに達すると、点eまでの間、塑性変形が進行する。なお、点eでは、図15に示す制震ダンパー装置30の変形形状となっている。点eでは、原点からの変位が例えば40mmとなっており、変位の内訳は、第1せん断管34の弾性変形と塑性変形との和が20mm、第2せん断管35の弾性変形と塑性変形との和が20mmとなっている。
Next, when the acting direction of the horizontal external force F1 is reversed from the point b, the
Next, when the
次に、点eから水平外力F1の作用方向が逆転すると、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始し、点fまで形状が回復する。点fにて第2固定板33が一方の反力部材32に再び当接すると、せん断力が立ち上がり、第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形を開始する。点gでせん断力が200kNに達すると、点bまでの間、塑性変形が進行する。
実施の形態2に係る制震ダンパー装置30は、このような変形のサイクルを繰り返し、橋梁の短手方向(Y方向)の振幅(地震エネルギー)を吸収する。
Next, when the acting direction of the horizontal external force F1 is reversed from the point e, the
The damping
次に、橋脚1に橋梁の短手方向(Y方向)の水平外力F1=400kNが作用した例について説明する。
この場合も、水平外力F1=200kNが作用した例と同様のサイクルを描くが、制震ダンパー装置30に作用するせん断力と変位が水平外力F1=200kNの場合と比較して増大する。すなわち、点b’→点c’→点d’→点e’→点f’→点g’→点b’の順に第1せん断管34と、第2せん断管35とが弾性変形と塑性変形を繰り返し、橋梁の短手方向(Y方向)の振幅(地震エネルギー)を吸収する。
Next, an example in which a horizontal external force F1 = 400 kN in the short direction (Y direction) of the bridge acts on the
In this case as well, a cycle similar to that of the example in which the horizontal external force F1 = 200 kN is drawn, but the shearing force and the displacement acting on the damping
<効果>
実施の形態2に係る制震ダンパー装置30は、地震時に相対変位が大きくなる例えば橋脚1と上部工2との間に採用しても、複数のせん断部材が水平方向の大きな変位に対応することで、地震エネルギーの吸収能力を発揮することができる。すなわち、複数の第1せん断管34と第2せん断管35の各端部を接続部材により変位に対して直列に接続したため、各せん断管のせん断変形量の合計寸法まで変位を許容することが可能となる。
また、大きい変位に対応するために長尺のせん断部材を採用することがないので、コンパクトな制震ダンパー装置となり、狭小な設置場所にも対応することが可能となる。
<Effect>
Even if the
Further, since a long shearing member is not employed to cope with a large displacement, a compact vibration damper device can be provided, and a narrow installation place can be accommodated.
さらに、制震ダンパー装置10は、任意の方向に作用する地震荷重に対して、地震荷重の方向に関わらず制振機能を発揮することができる。また、構造が簡素なため、例えば、ほこり、落葉、錆等に晒される橋梁に組み込まれた場合でも、メンテナンス(保守点検)が容易で、長期的に安定した制振機能を発揮することができる。
なお、上記実施の形態2の例では、第1せん断管34と第2せん断管35とを2本並列に配置したせん断部材の構成としたが、鋼管等を複数並列に並べる構成であればこの例と同様の作用効果を発揮することが可能である。
Furthermore, the
In the example of the second embodiment, the configuration is a shear member in which two
[実施の形態3]
<制震ダンパー装置の構成>
図17は、実施の形態3に係る制震ダンパー装置の図18におけるB−B断面図である。
図18は、実施の形態3に係る制震ダンパー装置の図17におけるA−A断面図である。
[Embodiment 3]
<Configuration of seismic damper device>
FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 18 of the vibration damping damper device according to the third embodiment.
18 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 17 of the vibration damper device according to the third embodiment.
実施の形態3においては、実施の形態1と同様に、橋梁の下部構造物である橋脚1と、上部構造物である上部工2との間に、制震ダンパー装置40および支承20が組み込まれている。
なお、以下の説明の便宜上、橋梁(上部工2)の長手方向をX方向、橋梁(上部工2)の幅方向をY方向、橋脚1の上下方向をZ方向とし、X−Y面は水平面に平行であるとする。
In the third embodiment, as in the first embodiment, the damping
For convenience of the following description, the longitudinal direction of the bridge (superstructure 2) is the X direction, the width direction of the bridge (superstructure 2) is the Y direction, and the vertical direction of the
制震ダンパー装置40は、橋脚1の上面に設置される第1固定板41と、上部工2の下面に取り付けられる一対の反力部材42とを有している。第1固定板41は、例えば長方形の鋼板材である。また、反力部材42は、図17、18に示すように、一面に矩形形状の凹部42aを有する、例えば直方体状の鋼製部材として形成されている。
The damping
制震ダンパー装置40は、図17に示すように、両端部を反力部材42の凹部42a内に収納される第2固定板43を有している。第2固定板43は、反力部材42の凹部42aの内周面に両端部が当接する例えば矩形形状の鋼板部材として構成されている。
第2固定板43と第1固定板41との間には、円筒形状のせん断管44が配置されている。せん断管44の外周側には、せん断管44の外径よりも大きい内径を有する補剛管45(本発明の補強部材に相当する)が配置されている。せん断管44と補剛管45とは、例えば鋼管で形成されている。
As shown in FIG. 17, the vibration damping
A
せん断管44の下端は、第1固定板41の上面に自由状態で載置されているか、もしくは、溶接等にて固定されている。また、せん断管44の上端は、第2固定板43の下面に例えば溶接にて固定されている。補剛管45の下端は矩形状の第1固定板41の上面に例えば溶接で固定されている。また、補剛管45の上端は、第2固定板43の下面から距離を置いて形成されている。
なお、補剛管45は、第2固定板43の下面に例えば溶接で固定され、補剛管45の下端が第1固定板41の上面と距離をおいて形成される形状でもよい。
The lower end of the
The stiffening
<作用>
実施の形態3に係る制震ダンパー装置40に、地震力が作用した際の変形状態について、図19を用いて説明する。
図19は、実施の形態3に係る制震ダンパー装置に作用するせん断力と変形量の関係を説明した図である。
X軸に水平方向の変位を示し、Y軸に水平外力F1を示している。
<Action>
A deformation state when a seismic force acts on the damping
FIG. 19 is a diagram for explaining the relationship between the shear force acting on the damping damper device according to the third embodiment and the amount of deformation.
The X axis indicates the horizontal displacement, and the Y axis indicates the horizontal external force F1.
橋脚1に橋梁の長手方向(X方向)の水平外力F1=200kNが作用した例について説明する。
橋脚1に水平外力F1=200kNが作用すると、制震ダンパー装置30は、原点にて第2固定板43が一方の反力部材32に当接する。すると、せん断力が立ち上がり、せん断管44が弾性変形を開始する。点aでせん断力が200kNに達すると、点bまでの間、塑性変形が進行する。点bでは、原点からの変位が例えば20mmとなっており、変位の内訳は、せん断管44の弾性変形と塑性変形との和が20mm進行した状態となっている。
An example in which a horizontal external force F1 = 200 kN in the longitudinal direction (X direction) of the bridge is applied to the
When the horizontal external force F1 = 200 kN acts on the
次に、点bから水平外力F1の作用方向が逆転すると、せん断管44が弾性変形を開始し、点cまで形状が回復する。
次に、点cにて第2固定板43が他方の反力部材32に当接すると、せん断力が立ち上がり、せん断管44が弾性変形を開始する。点dでせん断力が200kNに達すると、点eまでの間、塑性変形が進行する。点eでは、原点からの変位が例えば20mmとなっており、変位の内訳は、せん断管44の弾性変形と塑性変形との和が20mm進行した状態となっている。
Next, when the acting direction of the horizontal external force F1 is reversed from the point b, the
Next, when the
次に、点eから水平外力F1の作用方向が逆転すると、せん断管44が弾性変形を開始し、点fまで形状が回復する。点fにて第2固定板43が一方の反力部材42に再び当接すると、せん断力が立ち上がり、せん断管44が弾性変形を開始する。点gでせん断力が200kNに達すると、点bまでの間、塑性変形が進行する。
実施の形態3に係る制震ダンパー装置40は、このような変形のサイクルを繰り返し、橋梁の長手方向(X方向)の振幅(地震エネルギー)を吸収する。
Next, when the acting direction of the horizontal external force F1 is reversed from the point e, the
The
次に、橋脚1に橋梁の長手方向(Y方向)の水平外力F1=400kNが作用した例について説明する。
この場合も、水平外力F1=200kNが作用した例と同様のサイクルを描くが、制震ダンパー装置40に作用するせん断力と変位が水平外力F1=200kNの場合と比較して増大する。すなわち、点b’→点c’→点d’→点e’→点f’→点g’→点b’の順にせん断管44が弾性変形と塑性変形を繰り返し、橋梁の短手方向(Y方向)の振幅(地震エネルギー)を吸収する。
Next, an example in which a horizontal external force F1 = 400 kN in the longitudinal direction (Y direction) of the bridge is applied to the
In this case as well, a cycle similar to the example in which the horizontal external force F1 = 200 kN is applied is drawn, but the shearing force and displacement acting on the damping
<効果>
実施の形態3に係る制震ダンパー装置40は、せん断管44の外周側に補剛管45が配置されている。このため、地震時に相対変位が大きくなる例えば橋脚1と上部工2との間に採用しても、補剛管45がせん断管44の変形をある程度の範囲内に収める働きをする。
すなわち、補剛管45がせん断管44の塑性変形を許容範囲内に抑制することで、せん断管44の形状の座屈を防ぎ、時間の長い振幅にも対応することが可能となる。
<Effect>
In the
That is, the stiffening
なお、実施の形態3に係る補剛管45は、例えば実施の形態1に係る第1せん断管14、第2せん断管15、第3せん断管16の外周側や、実施の形態2に係る第1せん断管34、第2せん断管35の外周側に配置することで、実施の形態3に係る制震ダンパー装置40と同様の効果を奏することが可能である。
The stiffening
[実施の形態4]
<制震ダンパー装置の構成>
図20は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の平面図である。
図21は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の側面図である。
図22は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置に水平外力が加わり変形した際の側面図である。
[Embodiment 4]
<Configuration of seismic damper device>
FIG. 20 is a plan view of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 21 is a side view of the vibration damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 22 is a side view when the seismic damper device according to Embodiment 4 is deformed by applying a horizontal external force.
実施の形態4においては、実施の形態1と同様に、橋梁の下部構造物である橋脚1と、上部構造物である上部工2との間に、制震ダンパー装置50および支承20が組み込まれている。
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, the damping
制震ダンパー装置50は、橋脚(図示しない)の上面に設置される第1固定板51と、上部工(図示しない)の下面に取り付けられる反力部材(図示しない)とを有している。第1固定板51は、例えば長方形の鋼板材である。
The damping
制震ダンパー装置50は、両端部を反力部材の凹部内等に収納される第2固定板53を有している。第2固定板53は、反力部材の凹部の内周面に両端部が当接する例えば矩形形状の鋼板部材として構成されている。
第2固定板53と第1固定板51との間には、円筒形状のせん断管54が配置されている。せん断管54は、例えば鋼管で形成されている。せん断管54の外周側には、せん断管54の外面から離間して一対のせん断変形拘束部材55a(本発明の補強部材に相当する)が配置されている。一対のせん断変形拘束部材55aは、図20、21に示すようにせん断管54を挟んで対向する位置に第1固定板51から立設されている。せん断変形拘束部材55aは、例えば平板状の鋼板で形成されている。
The vibration damping
A
せん断管54の下端は、第1固定板51の上面に例えば溶接にて固定されている。また、せん断管54の上端は、第2固定板53の下面に例えば溶接にて固定されている。せん断変形拘束部材55aの下端は矩形状の第1固定板51の上面に例えば溶接で固定されている。また、せん断変形拘束部材55aの上端は、第2固定板53の下面から微少距離、離間して形成されている。
The lower end of the
<せん断変形拘束部材の変形例>
図23は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の変形例1を示す平面図である。
図24は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の変形例2を示す平面図である。
図25は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の変形例3を示す平面図である。
図26は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の変形例4を示す平面図である。
図27は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の変形例4を示す側面図である。
図28は、実施の形態4に係る制震ダンパー装置の変形例4に水平外力が加わり変形した際の側面図である。
上記せん断変形拘束部材55aは平板状の鋼材を2枚対向させて配置した構成としたが、この他にも例えば図23に示すように矩形形状の第1固定板51と第2固定板53の四隅に長方形形状のせん断変形拘束部材55b(本発明の補強部材に相当する)を4本柱状に立設して制震ダンパー装置50を構成することができる。
<Modified example of shear deformation restraining member>
FIG. 23 is a plan view showing a first modification of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 24 is a plan view showing a second modification of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 25 is a plan view of a third modification of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 26 is a plan view showing a fourth modification of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 27 is a side view showing a fourth modification of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment.
FIG. 28 is a side view when a horizontal external force is applied to the fourth modification of the vibration damping damper device according to the fourth embodiment to deform it.
The shear
また、例えば図24に示すように矩形形状の第1固定板51と第2固定板53の四辺に沿って平板形状のせん断変形拘束部材55c(本発明の補強部材に相当する)を4枚に立設して制震ダンパー装置50を構成することができる。
また、例えば図25に示すように円筒形状のせん断変形拘束部材55d(本発明の補強部材に相当する)をせん断管54の周囲に立設して制震ダンパー装置50を構成することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 24, four flat plate-shaped shear
Further, for example, as shown in FIG. 25, a damping
さらに、図26〜28に示すように、円筒形状のせん断変形拘束部材55e(本発明の補強部材に相当する)をせん断管54の内部に収納して制震ダンパー装置50を構成することも可能である。
Furthermore, as shown in FIGS. 26 to 28, it is also possible to configure the vibration damping
<作用効果>
実施の形態4に係るせん断管54は、水平外力F1を繰り返し受けて変形し座屈すると急激に耐力を失い、エネルギー吸収能が減少する。これを防止するために、せん断変形拘束部材55をせん断管54の周囲または内部に配置する。せん断変形拘束部材55によって、せん断管54の上部と下部とに配置された第1固定板51と第2固定板53との間隔を一定に拘束する。すなわち、せん断管54が変形し、第1固定板51と第2固定板53とが平行な位置から傾斜した場合に、せん断変形拘束部材55の上端が第2固定板53の下面に当接し、傾斜角度が大きくなることを防止する。
<Effect>
When the
すると、繰り返し水平外力F1を受けて、せん断管54が変形する場合でも、せん断管54の座屈が防止される。よって、第1固定板51と第2固定板53とが平行な位置から傾斜して大きな変位が生じた場合でも、せん断管54の塑性変形状態を保持し、エネルギー吸収能力を維持することができる。
Then, even when the
なお、実施の形態4に係るせん断変形拘束部材55は、例えば実施の形態1に係る第1せん断管14、第2せん断管15、第3せん断管16の外周側または内周側や、実施の形態2に係る第1せん断管34、第2せん断管35の外周側または内周側に配置することで、実施の形態4に係る制震ダンパー装置50と同様の効果を奏することが可能である。
The shear
[実施の形態5]
<制震ダンパー装置の構成>
図29は、実施の形態5に係る制震ダンパー装置のY方向鉛直断面図(図30のB−B断面)である。
図30は、実施の形態5に係る制震ダンパー装置のX方向鉛直断面図(図29のA−A断面)である。
[Embodiment 5]
<Configuration of seismic damper device>
FIG. 29 is a vertical sectional view in the Y direction of the vibration damping damper device according to Embodiment 5 (BB cross section in FIG. 30).
FIG. 30 is a vertical cross-sectional view in the X direction of the vibration damper device according to the fifth embodiment (cross section AA in FIG. 29).
実施の形態5においては、実施の形態1と同様に、橋梁の下部構造物である橋脚1と、上部構造物である上部工2との間に、制震ダンパー装置30および支承20が組み込まれている。
なお、以下の説明の便宜上、橋梁(上部工2)の長手方向をX方向、橋梁(上部工2)の幅方向をY方向、橋脚1の上下方向をZ方向とし、X−Y面は水平面に平行であるとする。
In the fifth embodiment, as in the first embodiment, the damping
For convenience of the following description, the longitudinal direction of the bridge (superstructure 2) is the X direction, the width direction of the bridge (superstructure 2) is the Y direction, and the vertical direction of the
制震ダンパー装置60は、橋脚1の上面に設置される第1固定板61と、上部工2の下面に取り付けられる一対の反力部材62とを有している。第1固定板61は、例えば長方形の鋼板材である。また、反力部材62は、図29、30に示すように、一面に矩形形状の凹部62aを有する、例えば直方体状の鋼製部材として形成されている。
The vibration damping
制震ダンパー装置60は、図29に示すように、反力部材62の凹部62a内に収納される第2固定板63を有している。第2固定板63は、凹部62aの内周面に当接する例えば矩形形状の鋼板部材として構成されている。
なお、X方向における第2固定板63と反力部材62の凹部62aとの間には、第2固定板63が摺動することが可能な隙間が形成されていてもよい。隙間を設ける理由は、橋梁(上部工2)の長手方向における鋼材の熱膨張を吸収するためである。
第2固定板63と第1固定板61との間には、円筒形状の第1せん断管64aと、第2せん断管64bと、第3せん断管64cとが、外周面同士を対向させた状態で並列に配置されている。すなわち、第1せん断管64aと、第2せん断管64bと、第3せん断管64cとは、中心軸同士が平行に離間した状態で並んで配置されている。第1せん断管64aと、第2せん断管64bと、第3せん断管64cとは、例えば鋼管で形成されている。
As shown in FIG. 29, the
Note that a gap in which the
Between the second fixed
第1せん断管64aの下端は、第1固定板61の上面に例えば溶接にて固定されている。第1せん断管64aの上端は、長尺形状の第1接続板65の下面に取り付けられた取付管65a内に挿入されて、例えば溶接にて固定されている。
第2せん断管64bの上端は、第1接続板65の下面に例えば溶接にて固定されている。第2せん断管64bの下端は長尺形状の第2接続板66の上面に例えば溶接にて固定されている。
第3せん断管64cの下端は、第2接続板66の上面に取り付けられた取付管66a内に挿入されて、例えば溶接にて固定されている。第3せん断管64cの上端は、第2固定板63の下面に例えば溶接にて固定されている。
The lower end of the
The upper end of the
The lower end of the
ここで、第1せん断管64aと、第2せん断管64bと、第3せん断管64cの各中心軸は、図30に示す平面視で略正三角形となるように配置される。すなわち、第1接続板65と第2接続板66とが図30に示す平面視でV字形状となるように配置される。
Here, the central axes of the
このように、実施の形態5に係る制震ダンパー装置60は、第2固定板63と第1固定板61との間に、第1せん断管64aと第2せん断管64bと第3せん断管64cとを、第1接続板65と第2接続板66とを介して配置している。
As described above, the vibration damping
<作用>
実施の形態5に係る制震ダンパー装置60に、橋梁の長手方向(X方向)の地震力が作用した際の変形状態について、図31〜34を用いて説明する。
図31は、実施の形態5に係る制震ダンパー装置の一方側からX方向の水平外力が加わった際のY方向鉛直断面図(図32のB−B断面)である。
図32は、実施の形態5に係る制震ダンパー装置のZ方向水平断面図(図31のA−A断面)である。
図33は、実施の形態5に係る制震ダンパー装置の他方側からX方向の水平外力が加わった際のY方向鉛直断面図(図34のB−B断面)である。
図34は、実施の形態5に係る制震ダンパー装置のZ方向水平断面図(図33のA−A断面)である。
<Action>
A deformation state when a seismic force in the longitudinal direction (X direction) of the bridge is applied to the damping
FIG. 31 is a Y direction vertical sectional view (BB cross section in FIG. 32) when a horizontal external force in the X direction is applied from one side of the vibration damping damper device according to the fifth embodiment.
FIG. 32 is a Z direction horizontal sectional view (AA cross section of FIG. 31) of the vibration damper device according to the fifth embodiment.
FIG. 33 is a Y direction vertical sectional view (cross section BB in FIG. 34) when a horizontal external force in the X direction is applied from the other side of the vibration damping damper device according to the fifth embodiment.
FIG. 34 is a Z-direction horizontal cross-sectional view (cross-section AA in FIG. 33) of the vibration damper device according to the fifth embodiment.
実施の形態5に係る制震ダンパー装置60にX方向の水平外力が加わると、橋脚1と上部工2とに水平方向の相対的な変位が生じる。このとき、制震ダンパー装置60の第1せん断管64aと第3せん断管64cとは、図31に示すように同一方向にせん断変形し、第2せん断管64bは、第1せん断管64aと第3せん断管64cの逆方向にせん断変形する。
図31、32に示すように橋脚1に対して紙面上左側に水平外力F1が作用する場合、第1せん断管64aに反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第1接続板65、第2せん断管64b、第2接続板66、を順に介して、第3せん断管64cに同一のせん断力F2として作用する。そして、第3せん断管64cから第2固定板63に伝わり、上部工2に配置された反力部材62にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
When a horizontal external force in the X direction is applied to the damping
As shown in FIGS. 31 and 32, when the horizontal external force F1 acts on the
次に、図33、34に示すように、橋脚1に対して図31とは反対側から紙面上右側に水平外力F1が作用する場合も図31と同様に、第1せん断管64aに反力としてF1と同一のせん断力F2が作用する。このせん断力F2は、第1接続板65、第2せん断管64b、第2接続板66、を順に介して、第3せん断管64cに同一のせん断力F2として作用する。そして、第3せん断管64cから第2固定板63に伝わり、上部工2に配置された反力部材62にせん断力F2と同一の反力F3として作用する。
Next, as shown in FIGS. 33 and 34, when a horizontal external force F1 acts on the
このとき、第1せん断管64aと第2せん断管64bと第3せん断管64cとに作用するせん断力と水平方向の変位との関係は、実施の形態2に係る図16と同様に変化する。
このように第1せん断管64aと第2せん断管64bと第3せん断管64cとが弾性変形と塑性変形とを繰り返し、振幅(地震エネルギー)を吸収する。
At this time, the relationship between the shear force acting on the
In this way, the
<効果>
実施の形態5に係る制震ダンパー装置60は、地震時に相対変位が大きくなる例えば橋脚1と上部工2との間に採用しても、複数のせん断部材が水平方向の大きな変位に対応することで、地震エネルギーの吸収能力を発揮することができる。すなわち、複数の第1せん断管64aと第2せん断管64bと第3せん断管64cの各端部を接続部材により変位に対して直列に接続したため、各せん断管のせん断変形量の合計寸法まで変位を許容することが可能となる。
また、大きい変位に対応するために長尺のせん断部材を採用することがないので、コンパクトな制震ダンパー装置となり、狭小な設置場所にも対応することが可能となる。
<Effect>
Even if the
Further, since a long shearing member is not employed to cope with a large displacement, a compact vibration damper device can be provided, and a narrow installation place can be accommodated.
さらに、制震ダンパー装置60は、任意の方向に作用する地震荷重に対して、地震荷重の方向に関わらず制振機能を発揮することができる。また、構造が簡素なため、例えば、ほこり、落葉、錆等に晒される橋梁に組み込まれた場合でも、メンテナンス(保守点検)が容易で、長期的に安定した制振機能を発揮することができる。
なお、上記実施の形態5の例では、第1せん断管64aと第2せん断管64bと第3せん断管64cとを3本並列に配置したせん断部材の構成としたが、鋼管等を複数並列に並べる構成であればこの例と同様の作用効果を発揮することが可能である。
Furthermore, the
In the example of the fifth embodiment, the configuration is a shear member in which three
1 橋脚(本発明の第2構造体に相当する)、2 上部工(本発明の第1構造体に相当する)、10 制震ダンパー装置、11 第1固定板、12 反力部材、12a 凹部、13 第2固定板、14 第1せん断管、15 第2せん断管、16 第3せん断管、17 第1接続板、18 第2接続板、20 支承、20a 下支承板、20b 上支承板、20c 支承球体、30 制震ダンパー装置、31 第1固定板、32 反力部材、32a 凹部、32b 隙間、33 第2固定板、34 第1せん断管、35 第2せん断管、37 第1接続板、38 第2接続板、39 第3接続板、40 制震ダンパー装置、41 第1固定板、42 反力部材、42a 凹部、43 第2固定板、44 せん断管、45 補剛管(本発明の補強部材に相当する)、50 制震ダンパー装置、51 第1固定板、53 第2固定板、54 せん断管、55,55a,55b,55c,55d,55e せん断変形拘束部材(本発明の補強部材に相当する)、60 制震ダンパー装置、61 第1固定板、62 反力部材、62a 凹部、63 第2固定板、64a 第1せん断管、64b 第2せん断管、64c 第3せん断管、65 第1接続板、65a 取付管、66 第2接続板、66a 取付管、F1 水平外力、F2 せん断力、F3 反力。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pier (equivalent to the 2nd structure of this invention) 2 Superstructure (equivalent to the 1st structure of this invention) 10 Damping damper device, 11 1st fixed plate, 12 Reaction force member, 12a Recessed part , 13 2nd fixing plate, 14 1st shear tube, 15 2nd shear tube, 16 3rd shear tube, 17 1st connection plate, 18 2nd connection plate, 20 support, 20a lower support plate, 20b upper support plate, 20c bearing ball, 30 vibration control damper device, 31 first fixing plate, 32 reaction force member, 32a recess, 32b gap, 33 second fixing plate, 34 first shear tube, 35 second shear tube, 37 first connection plate , 38 Second connection plate, 39 Third connection plate, 40 Damping damper device, 41 First fixing plate, 42 Reaction member, 42a Recess, 43 Second fixing plate, 44 Shear tube, 45 Stiffening tube (present invention) 5) Seismic damper device, 51 First fixed plate, 53 Second fixed plate, 54 Shear tube, 55, 55a, 55b, 55c, 55d, 55e Shear deformation restraining member (corresponding to the reinforcing member of the present invention), 60 Damping Damper device, 61 first fixing plate, 62 reaction member, 62a recess, 63 second fixing plate, 64a first shear tube, 64b second shear tube, 64c third shear tube, 65 first connection plate, 65a mounting tube , 66 Second connection plate, 66a Mounting pipe, F1 horizontal external force, F2 shear force, F3 reaction force.
Claims (16)
第2固定板と、
円筒形状の第1せん断管と、
円筒形状の第2せん断管と、
前記第1せん断管と前記第2せん断管とを接続する第1接続部と、
を有し、
前記第1固定板と前記第1せん断管の一端側とが接続され、
前記第1せん断管の他端側と前記第1接続部とが接続され、
前記第1接続部と前記第2せん断管の一端側とが接続され、
前記第2せん断管の他端側と前記第2固定板とが接続され
たことを特徴とする制震ダンパー装置。 A first fixed plate;
A second fixing plate;
A cylindrical first shear tube;
A cylindrical second shear tube;
A first connection portion connecting the first shear tube and the second shear tube;
Have
The first fixing plate and one end of the first shear pipe are connected;
The other end side of the first shear tube and the first connection portion are connected,
The first connection portion and one end side of the second shear pipe are connected;
A damping damper device, wherein the other end of the second shear pipe is connected to the second fixing plate.
第2固定板と、
円筒形状の第1せん断管と、
円筒形状の第2せん断管と、
円筒形状の第3せん断管と、
前記第1せん断管と前記第2せん断管とを接続する第1接続部と、
前記第2せん断管と前記第3せん断管とを接続する第2接続部と、
を有し、
前記第1固定板と前記第1せん断管の一端側とが接続され、
前記第1せん断管の他端側と前記第1接続部とが接続され、
前記第1接続部と前記第2せん断管の一端側とが接続され、
前記第2せん断管の他端側と前記第2接続部とが接続され、
前記第2接続部と前記第3せん断管の一端側とが接続され、
前記第3せん断管の他端側と前記第2固定板とが接続され
たことを特徴とする制震ダンパー装置。 A first fixed plate;
A second fixing plate;
A cylindrical first shear tube;
A cylindrical second shear tube;
A cylindrical third shear tube;
A first connection portion connecting the first shear tube and the second shear tube;
A second connection portion connecting the second shear tube and the third shear tube;
Have
The first fixing plate and one end of the first shear pipe are connected;
The other end side of the first shear tube and the first connection portion are connected,
The first connection portion and one end side of the second shear pipe are connected;
The other end side of the second shear tube and the second connection part are connected,
The second connection portion and one end side of the third shear tube are connected,
A damping damper device, wherein the other end of the third shear pipe is connected to the second fixing plate.
前記第1固定板は、第1構造体に取り付けられ、
前記第2固定板は、第2構造体に取り付けられたことを特徴とする構造体。 The damping damper device according to claim 1,
The first fixing plate is attached to the first structure;
The structure according to claim 2, wherein the second fixing plate is attached to the second structure.
前記第2構造体は、前記橋梁の橋脚であり、
前記第1固定板は、前記上部工の長手方向に対して摺動自在に取り付けられたことを特徴とする請求項15に記載の構造体。 The first structure is a bridge superstructure,
The second structure is a pier of the bridge;
The structure according to claim 15, wherein the first fixing plate is slidably attached to a longitudinal direction of the superstructure.
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