JP2601439Y2 - ブレース装置 - Google Patents

ブレース装置

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JP2601439Y2
JP2601439Y2 JP1993054897U JP5489793U JP2601439Y2 JP 2601439 Y2 JP2601439 Y2 JP 2601439Y2 JP 1993054897 U JP1993054897 U JP 1993054897U JP 5489793 U JP5489793 U JP 5489793U JP 2601439 Y2 JP2601439 Y2 JP 2601439Y2
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久義 石橋
則光 林田
恵司 坂尾
茂樹 草場
隆司 久保
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案はブレース装置に関するも
のであり、特に、建築物や土木構造物の耐震用として用
いられる。
【0002】
【従来の技術】従来の此種ブレースについて図6乃至図
9に従って説明する。
【0003】図6は鉄骨構造を示したものであり、同図
(a)は鉄骨梁1a,1b間にX形にブレース母材2
a,2bが張設されている。又、同図(b)は前記鉄骨
梁1a,1b間にK形にブレース母材3a,3bを設け
たものである。そして、何れの構成も地震や強風等から
建築物を保護するために設けられている。
【0004】而して、図7は図6の鉄骨梁1aに矢印方
向の水平力が作用したときのブレース母材2a,2b又
は3a,3bの分散荷重の状況を示す。図7(a)に於
て、鉄骨梁1aに矢印方向の水平力が作用した場合は、
ブレース母材2aにはその両端方向へ引張力Pが作用
し、ブレース母材2bにはその両端から中心方向へ圧縮
力Oが作用する。又、同図(b)に於て、矢印方向の水
平力が鉄骨梁1aに作用した場合は、ブレース母材3a
にはその両端方向へ引張力Pが作用し、ブレース母材3
bにはその両端から中心方向へ圧縮力Oが作用する。
尚、地震や強風等の揺れに於ては、鉄骨梁1a及び1b
に作用する水平力の方向が反転することにより交番荷重
を受けることになる。
【0005】更に、図8に於いて、図6(a)に示すブ
レース母材2aの引張力と変形との関係を説明すれば、
1 からA2 の間は引張力に抗しながら引張力に比例し
てブレース母材2aが僅かに弾性変形する。引張力が一
定以上になればA2 で降伏点となり、A2 からA3 の間
でブレース母材2aは塑性変形を生じる。A3 で引張力
を解除すれば、A3 からA4 の間はブレース母材2aが
僅かに収縮するが、圧縮力が作用するとA5 で座屈が生
じ、A5 からA6 までは圧縮力には抵抗できずに変形の
みが増大する。次に、新たに引張力を付加したときは、
破線で示すようにA6 からA7 に至るまでは引張に対す
る抵抗力が生じないで単純に伸長する。そして、A7
降は前述と同様なサイクルの反復となる。
【0006】この結果、図9に示した構造物における交
番荷重と変形との関係のとおり、復元力特性の履歴面積
は非常に小さくなり耐震性が劣るものとなる。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】従来のブレースは上述
せる如く、引張と圧縮との交番荷重を受けた場合、圧縮
力に対しては座屈する反面、引張力が作用したときに瞬
時に抵抗せず、その結果、前述したように履歴面積が極
めて小となる。
【0008】そこで、ブレース母材の断面積を必要以上
に大とせずに座屈を防止し、簡単な構成で地震や強風等
の振動から建築物を保護するために解決すべき技術的課
題が生じてくるのであり、本考案はこの課題を解決する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この考案は上記目的を達
成するために提案されたものであり、柱梁構造骨組に取
付けられるブレース装置であって、該ブレース装置はブ
レース母材及び該ブレース母材に連設されるダンパ装置
から成り、且つ、該ダンパ装置は油圧シリンダにて形成
され、該油圧シリンダには圧力油が充填されると共に、
該油圧シリンダはロッド側油室とボトム側油室とを逆止
弁を介して連結されて成るブレース装置に於て、前記ダ
ンパ装置に介装されている逆止弁によって、前記ブレー
ス装置が圧縮方向の動作は許容され、伸長方向の動作は
規制されているブレース装置を提供するものである。
【0010】
【作用】本考案のブレース装置に地震や強風等の揺れに
よる引張力が作用したときは、該ブレース装置はダンパ
装置のロッド側油室とボトム側油室とを連結する油路に
設けられた逆止弁により、油の流動が阻止される。斯く
して、前記ブレース母材には引張力に対して強固な抵抗
力が生じる。
【0011】一方、該ブレース装置に圧縮力が作用した
ときは、前記油路を経由して油が容易に流動できるた
め、該ブレース装置が収縮し前記ブレース母材が座屈す
ることはない。
【0012】斯くして、建築物の柱梁構造骨組の変形が
阻止される。
【0013】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図1乃至図5に従
って詳述する。図1は本考案の要部であるダンパ装置1
1の縦断正面図であり、同図に従って該ダンパ装置11
の構成について説明する。
【0014】同図(a)に於いて、12はシリンダーで
あり、該シリンダー12はピストン13を内蔵するとと
もに、該ピストン13に固着されたロッド14の先端部
14aとシリンダー12のボトム側とに、夫々取付け部
15,15が固設される。更に、シリンダー12の内部
には圧力油16が充填されており、該シリンダー12の
ロッド側油室12aとボトム側油室12bとを連結する
油路12cを該シリンダー12の外部に設けるととも
に、該油路12cには前記ロッド側油室12aから前記
ボトム側油室12bへの油16の流動を阻止する逆止弁
17を設ける。依って、本ダンパ装置は圧縮方向の動作
については許容し、伸長方向の動作については規制され
る構造となっている。
【0015】又、同図(b)は、機能については同図
(a)と同様であるが、シリンダー12のロッド側油室
12aとボトム側油室12bとの間の油路12d,12
d及び、逆止弁17a,17aをピストン13aに内設
した例を示したものであり、上記以外の他の構成につい
ては同図(a)と同様である。尚、前記油路12d,1
2d及び逆止弁17a,17aについては2個の例を示
したが、2個に限定されるべきではなく、1個以上設け
ればよい。
【0016】更に、同図(c)は同図(b)と同様な構
成に付加して、シリンダー12の外側面に円筒体18を
遊嵌した例を示す。而して、該円筒体18は、その一端
部をロッド側取付け部15に固着してロッド14の曲げ
剛性を助成している。
【0017】次に、本ダンパ装置の取付実施例について
図2に従って説明する。同図は建築物の鉄骨構造の要部
を示したものであり、鉄骨柱21,21が立設され、該
鉄骨柱21,21間には上下に鉄骨梁22,23が夫々
平行に架設されている。
【0018】図2(a)はX形ブレース構成を示し、鉄
骨柱21,21と鉄骨梁22,23との接続隅部にプレ
ート24a,24a,24b,24bを溶着し、上部の
夫々のプレート24a,24aにダンパ装置11,11
の一方の取付け部15,15をボルト締め等の手段によ
って連結する。更に、該ダンパ装置11,11の他方の
取付け部15,15にブレース母材25,25の一端部
を連結するとともに、該ブレース母材25,25をX状
に交鎖させて該ブレース母材25,25の他端部を下部
のプレート24b,24bに連結する。
【0019】又、図2(b)はK形ブレース構成を示し
たものであり、上部の鉄骨梁22の略中央部位にプレー
ト24cを固設し、該プレート24cに2個のダンパ装
置11,11の一方の取付け部15,15を連結する。
更に、該ダンパ装置11,11の他方の取付け部15,
15にブレース母材25a,25aの一端部を連結する
とともに、該ブレース母材25a,25aを交鎖せずに
その他端部を下部のプレート24b,24bに夫々連結
する。
【0020】次に、X形ブレース構成をベースとして、
外力に対して本ダンパ装置を1個用いた場合と、2個用
いた場合との夫々の復元力特性について図3に従って説
明する。
【0021】図3(a)は1個のダンパ装置Aがブレー
ス母材A1に介装され、鉄骨梁22に矢印方向の交番外
力が作用する場合を示し、図3(b)は前記図3(a)
に示した交番外力が作用した場合の該ダンパ装置A及び
ブレース母材A1の復元力特性を示す。
【0022】:引張方向の力が作用すると、ダンパ装
置Aは引張力に対して直ちに抵抗するが、その引張力に
比例してブレース母材A1は僅かに弾性変形をし、引張
力が一定以上になれば降伏点Uとなる。
【0023】:ブレース母材A1は降伏点Uから塑性
変形を生じる。
【0024】:引張力が解除されるとブレース母材A
1は僅かに収縮する。
【0025】:圧縮力が作用すると直ちにダンパ装置
Aは収縮して変形0となる。
【0026】:更に、ダンパ装置Aが収縮してV点に
達する。
【0027】:次のサイクルの交番外力による引張力
が作用したときは、該引張力に対して直ちに抵抗し、該
ブレース母材A1は僅かに弾性変形する。
【0028】:降伏点に達したときは塑性変形を生じ
る。
【0029】以降は前記乃至の工程を反復する。
【0030】図4(a)は、図3(a)と同様に1個の
ダンパ装置Bがブレース母材B1に介装された例を示
し、図4(b)は該ダンパ装置B及びブレース母材B1
の復元力特性を示す。同図において、:圧縮方向の
力が作用すると、直ちにダンパ装置Bが収縮する。
【0031】:引張方向の力が作用するとブレース母
材B1は引張力に抵抗しながら伸長し、引張力が一定以
上になれば降伏点Uとなる。
【0032】:ブレース母材B1は塑性変形により
伸長するとともに、ダンパ装置Bも引張されてV点に達
する。
【0033】:引張力が解除されるとブレース母材B
1は僅かに収縮する。
【0034】:次のサイクルの交番外力が作用したと
きは、上述の乃至の復元力特性を反復する。
【0035】図5(a)は2個のダンパ装置A,BがX
形に構成されているブレース母材A1,A2の夫々に介
装した例を示し、図5(b)は前記構成における復元力
特性を示す。
【0036】:右矢印方向の外力が作用すると、外力
に対してダンパ装置Bは収縮するが、ダンパ装置Aは直
ちに抵抗し、その外力に比例してブレース母材A1は僅
かに弾性変形しながら引張力が一定以上になれば降伏点
U2となる。
【0037】:ブレース母材A1は降伏点U2から塑
性変形を生じる。
【0038】:右矢印方向の外力が解除されると、ブ
レース母材A1は僅かに収縮する。次に、左矢印方向の
外力が作用するとダンパ装置Aは収縮するが、ダンパ装
置Bは直ちに抵抗し、ブレース母材B1は引張力に抵抗
しながら伸長する。そして、引張力が一定以上になれば
降伏点U3となる。
【0039】:ブレース母材B1は塑性変形により
伸長するとともにダンパ装置Bも引張されてV2点に達
する。
【0040】:左矢印方向の外力が解除されると、ブ
レース母材B1は僅かに収縮する。
【0041】:次のサイクルの交番外力が作用したと
きは、上述の乃至の復元力特性を反復する。
【0042】而して、本ダンパ装置を2個用いたX形ブ
レース構成は、図3(b)と図4(b)とにおける夫々
の復元力特性を加えた合成復元力特性となり、外力に対
して図5(b)に示す如き履歴面積の大きい復元力特性
を有するので、地震時等の振動エネルギーを効果的に吸
収して建築物の耐震性を向上する。
【0043】尚、本考案は、本考案の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本考案が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
【0044】
【考案の効果】本考案は上記一実施例にて詳述せる如
く、油圧シリンダーを用いたダンパ装置は、引張力に対
しては抵抗し、圧縮力に対しては抵抗せずに収縮する。
そのため、引張力と圧縮力との交番外力に対して復元力
の履歴面積が大となって外力のエネルギーの吸収性能が
向上し、極めて高い耐震性能が得られる。
【0045】斯くして、簡単な構成によって建築物等の
耐震性の向上及び軽量化に寄与できる等、正に諸種の実
用的価値ある考案である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本考案の要部であるダンパ装置の一実施例を示
し、その縦断正面図。 (b)ダンパ装置の他の実施例を示し、その縦断正面
図。 (c)ダンパ装置の更に他の実施例を示し、その縦断正
面図。
【図2】 (a)ダンパ装置の取付例を示す解説図。 (b)ダンパ装置の他の取付例を示す解説図。
【図3】 (a)1個のダンパ装置の取付例を示す解説図。 (b)図3(a)における復元力特性図。
【図4】 (a)1個のダンパ装置の他の取付例を示す解説図。 (b)図4(a)における復元力特性図。
【図5】 (a)2個のダンパ装置の取付例を示す解説図。 (b)図5(a)における復元力特性図。
【図6】 (a)従来例を示し、X形ブレース構成の解説図。 (b)従来例を示し、K形ブレース構成の解説図。
【図7】 (a)図6(a)における荷重解説図。 (b)図6(b)における荷重解説図。
【図8】従来形のブレース母材における引張力と変形と
の関係を示すグラフ。
【図9】従来形のブレース母材における交番荷重と変形
との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
11 ダンパ装置 12 シリンダー 12a ロッド側油室 12b ボトム側油室 12c 油路 15 取付け部 16 油 17 逆止弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 草場 茂樹 茨城県つくば市大字鬼ケ窪字下山1043番 1 株式会社熊谷組技術研究所内 (72)考案者 久保 隆司 茨城県つくば市大字鬼ケ窪字下山1043番 1 株式会社熊谷組技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−15544(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04B 1/16 - 1/18 E04H 9/02 311

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱梁構造骨組に取付けられるブレース装
    置であって、該ブレース装置はブレース母材及び該ブレ
    ース母材に連設されるダンパ装置から成り、且つ、該ダ
    ンパ装置は油圧シリンダにて形成され、該油圧シリンダ
    には圧力油が充填されると共に、該油圧シリンダはロッ
    ド側油室とボトム側油室とを逆止弁を介して連結されて
    成るブレース装置に於て、前記ダンパ装置に介装されて
    いる逆止弁によって、前記ブレース装置が圧縮方向の動
    作は許容され、伸長方向の動作は規制されるように構成
    されたことを特徴とするブレース装置。
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