JP3016634B2 - 制振構造体 - Google Patents

制振構造体

Info

Publication number
JP3016634B2
JP3016634B2 JP3223570A JP22357091A JP3016634B2 JP 3016634 B2 JP3016634 B2 JP 3016634B2 JP 3223570 A JP3223570 A JP 3223570A JP 22357091 A JP22357091 A JP 22357091A JP 3016634 B2 JP3016634 B2 JP 3016634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
absorbing
vibration absorbing
plate
brace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3223570A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0544356A (ja
Inventor
良比呂 崎野
修 小島
正実 花井
Original Assignee
日本鋼管株式会社
正実 花井
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本鋼管株式会社, 正実 花井 filed Critical 日本鋼管株式会社
Priority to JP3223570A priority Critical patent/JP3016634B2/ja
Publication of JPH0544356A publication Critical patent/JPH0544356A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3016634B2 publication Critical patent/JP3016634B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、風や地震等に起因する
構造物の振動を抑制するための制振構造体に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】かかる制振構造体の一つとして、従来、
ブレースと柱もしくは梁の構造部材との間に鋼材の塑性
変形を利用した吸振部材設けたものが知られている。
【0003】上記吸振部材は、通常の風力の風や交通振
動等による小さな外力に対しては弾性域における変形に
留まり、ブレースを設けることで構造物の剛性を上げる
ことにより、構造物の振動を小さくすることができる。
【0004】また、地震や強風による大きな外力に対し
ては、吸振部材が塑性化してそのヒステリシスにより振
動エネルギを吸収して構造物の振動を大きく減衰せしめ
ている。したがって、ヒステリシスループの面積が大き
い程、吸収エネルギも大となる。また、吸振部材の塑性
化により構造物の剛性が低下して固有周期が長くなるの
で、地震に関して構造物の共振点をずらすことができ
る。
【0005】 図7〜図9に従来の制振構造体の例を示
す。図7の例にあっては、H形鋼の柱51,51と梁5
2,52とが形成する面内にブレース53,53が設け
られている。該ブレース53,53は一端が柱51と梁
52との交点に結合され、他端は水平部材54によって
互に連結されている。すなわち、ブレース53,53は
その他端側での延長線が上方の梁52を越えた位置で交
わるようになっている。互に平行な梁52と水平部材5
4との間には、複数の吸振部材55が設けられている。
該吸振部材55は柱、梁と同一材料のH形鋼を、そのフ
ランジ部55Aが梁52と水平部材54に固定されるよ
うにして形成されている。かかる制振構造体にあって
は、例えば横方向(梁の長手方向)の大きな外力に対し
て、吸振部材55の紙面に直角な方向に延びるウェブ部
55Bにおける曲げによってエネルギを吸収せんとして
いる。
【0006】 次に、図8に示すものにあっては、ブレ
ース63,62はその延長線が上方の梁62の手前位置
で交わるように構成され、その交点部と上方の梁6
間に、吸振部材65がブレース63,63の連結部材6
4を介して設けられている。吸振部材65は、柱・梁と
同一材料もしくはこれと同等の強度をもって作られてお
り、図8において紙面に直な方向に延びるフランジ
65A及び中間リブ部65Bを有してはいるものの(図
9参照)、紙面内で拡がるウェブ部65Cの剪断変形に
より吸振を行う。上記フランジ部65A、中間リブ部6
5Bは、ウェブ部65Cの面を座屈を起こさずに一定に
保つための補強をなしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の制振構造体にあっては次のような問題をかかえて
いる。
【0008】 先ず、図7の制振構造体の場合、ブレー
ス53,53の延長線の交点が梁52上にないために、
これらの部材には軸力のみならず付加曲げモーメントを
受けてしまうので、局部応力が大きくならないように上
記各部材の断面を大きくせねばならない。また、吸振部
材55に関しては、ウェブ部55Bが容易に曲げ変形を
生じてしまうために、小さな外力の場合、ブレース
よび吸振部材による構造物の剛性の向上を期待するため
には、数多くの吸振部材が必要となる。また、大きな外
力に対しては、ウェブ部の端部にて最大応力が生じ塑性
変形がここに集中してしまうので吸振部材の吸収エネル
ギは小さい。
【0009】 次に、図8の制振構造体の場合、図7の
場合と同様に、ブレース63,63の延長線の交点が梁
62上にないために、これらの部材が付加曲げモーメン
トを受ける。そのため、吸振部材65にも偏心による曲
げモーメントと、梁62との接合部の回転が生じ、上下
の梁の相対水平変位(層間変形)中に占める吸振部材6
5の剪断変形の割合が少なくなり、従って吸収エネルギ
も少なくなる。また、吸振部材は板材の強軸方向の剪断
抵抗を利用しているので、端部に塑性変形が集中するこ
とがなく、吸振部材の剪断剛性も大きいのでブレースお
よび吸振部材による構造物の剛性の向上も大きいが、
吸振部材はその耐力も大きいために、該吸振部材が十分
にエネルギを吸収するまでブレースや柱・梁を前述の曲
げモーメントに対して弾性に保つためには、これらの部
材を大きくしなければならない。さりとて、吸振部材た
るウェブ部の耐力を小さくするためにこれを薄くすると
座屈が生じ易く、エネルギ吸収性能が低下し、繰返し荷
重に弱くなる。また、耐力を小さくするために寸法を小
さくすると、大変形時の剪断歪が大きくなりすぎて疲労
強度が低下する。これに加えて、ブレースが柱と梁で囲
まれる空間の中央部に位置しているので、構造物として
上記空間を窓・出入口のための開口部として確保するこ
とがむずかしく、建築計画上の自由度が小さくなる。
【0010】 本発明は、かかる問題を解決し、吸振部
材の剪断降伏応力をブレース等よりも小さくして、
振部材のみに降伏を起こさせるとともに、その塑性変形
のヒステリシスループを大きくすることによって吸振エ
ネルギを大とする制振構造体を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面内に、該
面内での剪断力を受ける低降伏応力度鋼部材を吸振部材
として構造用鋼のブレースを介して設けた制振構造体に
おいて、低降伏応力度鋼部材は、柱と梁とで囲まれた面
内に拡がる板状部と、該板状部の側縁のうち剪断力に対
して直角方向な側縁に設けられたフランジ部と、剪断力
に対して平行な側縁に設けられたブレース材への結合部
とを有していることにより達成される。
【0012】
【作用】上述のごとくの本発明によれば、降伏応力
吸振部材たる低降伏応力鋼部材の方がこれを支持する
ブレース、柱、梁よりも低いために、早く塑性変形を生
ずる。しかも、該低降伏応力鋼部材はエネルギの殆ど
を剪断変形として板部全体で吸収するので、塑性変形の
集中がなくその吸収エネルギは大きい。
【0013】 かくして、吸振性が良く、またブレー
ス、柱、梁等の断面を大きくすることなしにこれらを弾
性に保つ
【0014】
【実施例】以下、添付図面の図1〜図6にもとづいて本
発明の実施例を説明する。
【0015】 図1の実施例の制振構造体において、1
は柱、2は梁であり、共に構造用鋼で、例えばH形鋼か
ら成っていて、互に溶接あるいはボルト等で結合されて
いる。図において柱1、梁2の下方の二箇所の交点A,
Bには構造用鋼の溝形鋼から成る二本のブレース3のそ
れぞれの一端が接手部材4を介してボルト結合されてい
る。上記二本のブレース3,3の延長線の交点Cは上方
の梁2の軸線上に位置している。そして、該ブレース
3,3の他端は、上方の梁2に対し平行に配された支持
部材5に接手部材6を介してボルト結合されている。
【0016】 上記支持部材5と上方の梁2とは、支持
部材5の両端近傍で結合部材7,7により、そしてそれ
らの中間にて吸振部材8により連結されている。吸振部
材8は、構造用鋼よりも降伏応力の低い、いわゆる低
降伏応力鋼で作られている。例えば、該低降伏応力
鋼はその降伏応力が5〜20Kgf/mm2 、伸び
が30%以上のものとして知られている。本発明では、
これらの範囲のものは吸振部材としていづれも使用可能
であるが、降伏応力が10Kgf/mm2、伸びが5
0%程度であるのが望ましい。
【0017】上記結合部材7はH形のものとして作られ
ており、そのウェブ部は図1において紙面に直角な方向
に配置され、両フランジ部が梁2及び支持部材5にボル
ト等で結合されている。
【0018】 一方、吸振部材8は、図2に見られるよ
うに、上下に結合板部8A,8A、両端側にフランジ
8B,8Bそして結合板部8A及びフランジ部8Bに囲
まれた範囲に設けられた板状部8Cとを有している。こ
の吸振部材8は、少なくとも該板状部8Cが低降伏応力
鋼で作られているが、吸振部材8の全体が低降伏応力
鋼で作られていてもよい。結合板部8Aには、梁2そ
して支持部材5との結合用のボルト孔8A’が穿設され
ている。フランジ部8Bは図1及び図2において紙面に
直角な面に配されていて、中間部は上下端に対して幅
にテーパをもって切り込み部8B’が形成されている。
そして、板状部8Cは図1及び図2において紙面に平行
な面に位置する板材から成り、周囲が上記結合板部8A
及びフランジ部8Bに溶接によって固着されている。
【0019】次に、かかる本実施例の制振構造体につい
て、その吸振原理を説明する。
【0020】 先ず、通常の風力の力や交通振動等に起
因する小さな外力に対しては、ブレースによる剛性の付
加により振動を小さくし、地震等の大きな外力に対して
は、吸振部材が塑性化することによりヒステリシスルー
プを描き、エネルギを吸収するということは、従来のも
のと同じである。
【0021】 本実施例では、大きな外力を受けた際、
図3に示されるように吸振部材8が剪断変形を起こす。
吸振部材8の板状部8Cは、その降伏応力がこれを支
えているブレース3や柱1、梁2よりも低いために、
レース3や柱1,梁2の断面を大きくしたり、剪断抵抗
部材の厚さを薄くしたり、寸法を小さくしなくとも横方
向の剪断を受けてブレース3や柱1,梁2よりも十分
い時期に塑性域に入り、繰り返しに対して安定したヒス
テリシスループを描いて振動エネルギを吸収する。その
とき、本実施例では、従来のごとく曲げによらず板状部
8C全体の剪断塑性変形によってエネルギを吸収するの
で、吸振部材の吸収エネルギは大きなものとなる。さら
に本実施例のごとく、好ましい形態としてフランジ部8
Bを設ければ、板状の剪断抵抗部8Cは板面を常に平坦
に保つのでほぼ純粋に剪断抵抗のみによって上記エネル
ギを吸収しその能力は高く維持される。また、フランジ
部8Bに切り込み部8B’が形成されているので、フラ
ンジ部8Bの上下端における溶接部分に応力が集中する
ことが回避される。なお、吸振部材8において、結合板
8A,8Aとフランジ板8B,8Bからなる部分は、そ
れら相互の接合に溶接を用いずに、二個のH型鋼を互い
のフランジを突き合わせるように用いることによって、
簡単に図2のような吸振部材の8A,8A,8B,8B
と同じ構成を得ることができる。この場合、図2におけ
る結合板8A,8Aとフランジ板8B,8Bに対応する
部分の接合に溶接を用いていないので、図2のごとくフ
ランジ板8B,8Bに切り込み部8B’を形成すること
なしに大きなエネルギ吸収能力が得られる。
【0022】 本実施例、結合部材7はこれを設ける
ことにより、吸振部材をほぼ純粋に剪断のみがかかる状
態にすることができるので、そのエネルギ吸収効率を高
めるとともに、梁2及び支持部材5の曲げモーメントを
著しく減少させることができる
【0023】 また、本実施例では、ブレース3,3の
延長線の交点Cが梁2の軸線上に位置するために、構造
体をなす各部材曲げモーメントが小さくなり、梁やブ
レースの断面を大きくする必要がない。このようにする
ことによっても、本実施例では、外力のエネルギを曲げ
によらず、そのほぼ全部を吸振部材8の剪断抵抗によっ
て吸収できるように構成される。
【0024】本実施例では吸振部材はブレースと梁とに
より支えられ、ブレースの延長線の交点を梁の軸線上に
位置せしめることにより、各部材に曲げモーメントを生
じないようにしたが、他の構成、例えば、図4〜図6の
ごとく、軸線が梁と柱の支点を通るブレース13のみに
よって吸振部材18を支えるようにしても同じ効果を得
られる。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上のごとく、低降伏応力
部材を用いその剪断抵抗で振動エネルギを吸収すること
としたので、ブレース、柱そして梁よりも先に降伏しこ
れらの部材に過大な応力をもたらさない。また、剪断抵
抗にもとづくヒステリシスループの描く吸収エネルギは
きわめて大きくなり、制振構造体としての能力が増大す
る。かくして、柱、梁の断面を大きくせずともそれらの
強度を十分確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての制振構造体の正面図
である。
【図2】図1の吸振部材の一部破断斜視図である。
【図3】図1の制振構造体の変形時の正面図である。
【図4】他の実施例の制振構造体の概要正面図である。
【図5】さらに他の実施例の制振構造体の概要正面図で
ある。
【図6】さらに他の実施例の制振構造体の概要正面図で
ある。
【図7】従来の制振構造体の正面図である。
【図8】他の従来の制振構造体の正面図である。
【図9】図8におけるIX−IX断面図である。
【符号の説明】
1 柱 2 梁 3 ブレース 8 低降伏応力鋼部材(吸振部材) 8A フランジ部 8B ウェブ部 8C 板状部 13 ブレース 18 低降伏応力鋼部材(吸振部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花井 正実 広島県東広島市鏡山二丁目365,3−302 (56)参考文献 特開 平2−186024(JP,A) 特開 平3−144080(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04H 9/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造用鋼から成る柱と梁とで囲まれた面
    内に、該面内での剪断力を受ける低降伏応力度鋼部材を
    吸振部材として構造用鋼のブレースを介して設けた制振
    構造体において、低降伏応力度鋼部材は、柱と梁とで囲
    まれた面内に拡がる板状部と、該板状部の側縁のうち剪
    断力に対して直角方向な側縁に設けられたフランジ部
    と、剪断力に対して平行な側縁に設けられたブレース材
    への結合部とを有していることを特徴とする制振構造
    体。
  2. 【請求項2】 フランジ部は両端の結合板部との接続部
    分に対して中央部分が幅狭になっていることとする請求
    に記載の制振構造体。
JP3223570A 1991-08-09 1991-08-09 制振構造体 Expired - Fee Related JP3016634B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3223570A JP3016634B2 (ja) 1991-08-09 1991-08-09 制振構造体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3223570A JP3016634B2 (ja) 1991-08-09 1991-08-09 制振構造体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0544356A JPH0544356A (ja) 1993-02-23
JP3016634B2 true JP3016634B2 (ja) 2000-03-06

Family

ID=16800237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3223570A Expired - Fee Related JP3016634B2 (ja) 1991-08-09 1991-08-09 制振構造体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3016634B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009203788A (ja) * 2008-02-01 2009-09-10 Nisshin Steel Co Ltd 住宅用制振装置
JP2009287231A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Nisshin Steel Co Ltd 住宅用制振装置
JP2010037871A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Shinmaywa Engineering Ltd 鉄骨構造物の制振ダンパー機構及び立体駐車塔
KR101651849B1 (ko) 2015-11-17 2016-08-30 장극관 슬릿 댐퍼를 이용한 개구부의 내진 보강체 및 그 내진 보강방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100667243B1 (ko) * 2005-10-13 2007-01-12 한국건설기술연구원 바닥판 보강 장치 및 이를 이용한 바닥판 보강 공법
JP5681437B2 (ja) * 2010-10-13 2015-03-11 日新製鋼株式会社 木造住宅用制震装置
JP6096134B2 (ja) * 2014-01-27 2017-03-15 大和ハウス工業株式会社 ダンパー
GB2539469A (en) * 2015-06-17 2016-12-21 Univ Warwick Brace assembly

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009203788A (ja) * 2008-02-01 2009-09-10 Nisshin Steel Co Ltd 住宅用制振装置
JP2009287231A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Nisshin Steel Co Ltd 住宅用制振装置
JP2010037871A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Shinmaywa Engineering Ltd 鉄骨構造物の制振ダンパー機構及び立体駐車塔
KR101651849B1 (ko) 2015-11-17 2016-08-30 장극관 슬릿 댐퍼를 이용한 개구부의 내진 보강체 및 그 내진 보강방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0544356A (ja) 1993-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI396790B (zh) 接合金屬件及具有該金屬件之建築物
JP4861067B2 (ja) 鉄骨架構
US5271197A (en) Earthquake resistant multi-story building
JP2003049558A (ja) 制振間柱
JP3016634B2 (ja) 制振構造体
JP3451328B2 (ja) エネルギ吸収機構を備えた柱梁接合部
JP3286611B2 (ja) 弾塑性エネルギー吸収体
JP2000204788A (ja) 鋼製制震ダンパ―および鋼製制震ダンパ―による制震装置
JP3638142B2 (ja) 柱と梁の接合装置
JP2602888Y2 (ja) 弾塑性ダンパー
JP3493495B2 (ja) エネルギ吸収機構を備えた柱梁接合部
JP4181680B2 (ja) 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とこれの設計方法
JP3397220B2 (ja) 制振装置
JP5338382B2 (ja) 制振パネル
JPH10280725A (ja) 制振躯体構造
JP2973787B2 (ja) 制振機能を持つ偏心ブレース構造
JPH10227061A (ja) 偏心型引張ブレース構造
KR20000040240A (ko) 댐퍼 접합부를 구비한 철골구조
JP2715710B2 (ja) 制振機能を持つ偏心ブレース構造
JP3780744B2 (ja) 建屋構造
JP2000120299A (ja) 構造物用制振装置
JP3531841B2 (ja) 制振装置
JP3225454B2 (ja) 建築物の躯体構造
JP3358512B2 (ja) 高ダンピング特性を有する鋼製構造部材
JP4030689B2 (ja) 鋼管柱とブレース部材の接合構造

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees