JP3100130B2 - 制震ブレース - Google Patents
制震ブレースInfo
- Publication number
- JP3100130B2 JP3100130B2 JP10377776A JP37777698A JP3100130B2 JP 3100130 B2 JP3100130 B2 JP 3100130B2 JP 10377776 A JP10377776 A JP 10377776A JP 37777698 A JP37777698 A JP 37777698A JP 3100130 B2 JP3100130 B2 JP 3100130B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brace
- plate
- vibration control
- side joining
- steel
- 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
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
て従来から重用されてきたブレース材の変形性能とエネ
ルギー吸収性能を飛躍的に高めることにより、構造物の
耐震安全性を向上させると共に、風や交通振動、その他
の動的外力によって発生する構造物の振動を効果的に抑
制できる制震・制振構造物を経済的に実現する方法に関
するものである。
造物の耐震安全性を高め、また風その他の動的外力によ
る構造物の振動を抑制して居住性能を改善するために、
構造物にエネルギー吸収装置を取付け、構造物の減衰性
能を高める方法が開発・実用化されてきている。建築構
造物用の代表的な減衰装置としては各種の鋼材ダンパー
や粘弾性ダンパー、壁形状をした粘性減衰装置「制震
壁」(特公告平2−1947)などがある。
は、耐震壁とブレースがある。両要素ともに、主として
その水平耐力によって地震力に抵抗する部材であるが、
その性能を改善する試みとして、耐震壁にスリットを設
けて変形能力を高めたスリット耐震壁や、鋼製ブレース
の挫屈を防止する鞘管を設けたアンボンドブレースなど
がある。
すように骨組み構造物の優れた耐震要素の一つであり、
特に鋼構造物においては重要な役割を担ってきた。在来
型鋼製ブレース(図1(1))は、線材部材であるため
配置計画と施工が容易であり、耐震壁に比較すると建築
動線の阻害程度も小さいなどの長所を有している反面、
その耐力が挫屈に支配されるため引張力と圧縮力で耐力
が異なること、挫屈後の耐力が急低下するため、圧縮側
での大きな履歴エネルギー吸収は期待し難いなどの弱点
を持っている。
を実現するために、ブレース結合部をずらして梁リンク
部に塑性変形を集中させる偏心ブレース(図1(2))
やブレース鋼材をコンクリート部材で被覆し、鋼材とコ
ンクリートの接触面の付着を切ったアンボンドブレース
(図1(3))などが実用化されている。
と大きなエネルギー吸収が期待できるが、鋼材の塑性変
形を基本メカニズムとしているため、偏心ブレースでは
梁のリンク部に、アンボンドブレースではブレース芯材
に大きな累積塑性変形が集中し、疲労破壊のためにやが
ては取り替えが必要となる。また、阪神大震災以降、鋼
材の塑性変形を利用するエネルギー吸収装置として低降
伏点鋼を利用した各種の鋼材ダンパーが高層ビルなどに
採用される事例が増加しているが、これらも取り替えを
前提としたシステムであることに違いはない。
張耐力と同等とするためには、被覆材(鋼管コンクリー
ト)の挫屈耐力を芯鋼材の引張降伏耐力以上にする必要
があり、その結果部材断面は大きくなり、部材重量も大
きくなる。
を背景に考案されたもので、「鋼材ブレースの簡便さ、
施工性のよさ等を残したまま、挫屈が発生せず、抵抗力
を任意且つ容易に調整でき、大きなエネルギー吸収が可
能でしかも取り替え不要というブレースを実現するこ
と」を本発明の目的課題としている。
び挫屈防止を考慮したアンボンドブレース共に、ブレー
ス鋼材の塑性変形によってエネルギー吸収を図っている
ために、鋼材に累積損傷が集中し疲労破断の発生は不可
避である。在来型ブレースの簡便さと施工性の良さを維
持するためにブレース本体は鋼製ブレースを用いること
を基本とし、ブレースおよび隣接の梁材の塑性化を避け
るために、本発明はブレースや梁を構成する鋼材を弾性
領域内で使用することを基本原則とする。
は、ブレースに発生する応力を架構の水平変形に拘わら
ず常にある一定軸力(=降伏耐力)以下に抑制しなけれ
ばならない。これを実現する方法として、本発明は、ブ
レース端部もしくはブレース材中間部に「鉛のせん断降
伏によるエネルギー吸収部位」(以下「鉛コアシアキ
ー」と呼ぶ)を導入する。
い金属であり、密閉状態において純せん断変形を与える
と、一定の降伏せん断耐力を保ったまま大きな塑性せん
断変形を生じる性質を有することを利用するものであ
る。
階に結合されているが、鉛コアシアキー部において相対
移動可能に分離されている。分離部の相対変位に伴って
鉛コアシアキーにせん断変形を起こさせ、鉛の塑性せん
断変形に伴って大きな履歴エネルギーを吸収させる。
力であり、鉛の降伏後耐力は変形に拘わらず一定である
ため、ブレース材の発生軸力を一定に制限することがで
きる。また、その抵抗力は、鉛コアシアキーのせん断面
積の大きさにより自由に調整することができる。
離されているブレース材自体の相対変形には制限がな
く、鉛コアシアキーが追従できるせん断変形量をブレー
ス材の許容変形とすることができる。この変形量はせん
断を受ける鉛コアシアキーの厚さと直径で調節可能であ
り、ブレース材の軸変形や建築構造物の層間変位に対し
て充分大きな値を確保することは容易である。
来型ブレースと殆ど同じ簡明さを有し、任意の抵抗力を
持ち、大きなエネルギー吸収が可能で且つ挫屈や疲労破
壊を生じないブレースを経済的に実現することが可能と
なった。
説明する。
レース(2)、アンボンドブレース(3)および本発明
の制震ブレース(4)の骨組み構造物への取付形状の比
較図である。本発明の制震ブレースは、その取付位置、
取付要領、部材断面の大きさともに在来型ブレースと殆
ど同じでアンボンドブレースのように大断面大重量とな
らず、施工方法も容易であることが判る。
を示したもので、請求項1において鉛コアシアキー部を
ブレースの下階側端部に設ける場合を示している。ブレ
ース材上階側の固定方法は在来型ブレースと同様の方法
とすることができ、本例では上階梁に溶接されたガセッ
トプレートに高力ボルト接合する例を示している。
の構成詳細を示している。図3は請求項1の基本型を示
しており、ブレース材41に高力ボルト接合された接合
板A=61が下階側の柱と梁に溶接された2枚の接合板
B=62に挟まれている。鉛コアシアキー51が両接合
板を貫通して配置されており、その両外端は蓋板52で
密閉されている。
触して配置されており、2枚の接合板の間隔は連結板7
2により溶接されており、また通しボルト71により一
定間隔に保たれている。また、通しボルト71は、接合
板A=61が主としてブレース材軸方向には自由に移動
可能であるが材軸直交方向には移動しないように拘束す
る位置保持装置(ホルダー)としての機能も有してい
る。
軸方向に相対移動可能であり、その相対変位により鉛コ
アシアキーにせん断変形を強制し、そのせん断抵抗力が
ブレース抵抗力となってブレース両端の上階および下階
に作用することになる。尚、図3の基本型の鉛コアシア
キーは2面せん断としての抵抗力を発生する機構となっ
ている。
求項2を示したもので、請求項1における接合板A=6
1を省略した例を示している。即ち、2面せん断の場
合、下階の柱梁に固定されている接合板B=62は1枚
しかなく、この接合板Bをブレース材が直接挟み込んで
おり、両者を貫通して鉛コアシアキー51が配置されて
いる。鉛コアシアキーの両外端は蓋板52で密閉されて
いる。
にブレース材と一体化されて現場に搬入され、接合板B
が柱梁に現場溶接されるのが一般的施工方法となる。
アシアキーの抵抗力を高めたい場合に接合板AおよびB
を複数枚に増やすだけでブレース抵抗力を容易に高めら
れることを示している。図5は、接合板A=61を3
枚、接合板B=62を2枚とすることにより、4面せん
断機構を構成し、鉛コアシアキーは同一断面積であるに
も拘わらず図3の基本型の2倍の抵抗力が得られる例を
示している。接合板を更に増やすことにより抵抗力を容
易に高められることは明白である。
ス材軸中央に鉛コアシアキーを設ける請求項4の構成例
を示している。図6(1)は、ブレース材の一方をH型
鋼、他方を2本の溝型鋼で構成した場合であり、両ブレ
ース材のウエブ板を貫通して鉛コアシアキー51を配置
しており、両ブレース材が材軸方向に相対変位すること
により鉛コアシアキーにせん断抵抗力を発生させる。両
ブレース材の端部は、在来型ブレースと同様の方法で上
階および下階の梁部材等に固定される。
とした例で、外径寸法と内径寸法のほぼ等しい2本の角
形鋼管を嵌合し、両ブレース材の材軸方向相対変位によ
り鉛コアシアキーにせん断抵抗力を発生させるものであ
る。
の耐震設計において重要な役割を担ってきた従来のブレ
ース材に対して以下の利点を有しており、低層建物から
超高層建物まで優れた耐震性能を付与することが可能で
ある。 ブレースの降伏耐力を任意に設定でき、大きなエネル
ギー吸収性能を容易に付与できる。 ブレース抵抗力、エネルギー吸収性能を鉛コアの大き
さで容易に調整できるため、大容量の抵抗力を低コスト
で実現できる。 在来型ブレース、アンボンドブレースの鋼製ブレース
および各種の鋼材ダンパーは全て、鋼材の降伏が発生す
るまでエネルギー吸収性能が発生しないのに対して、本
制震ブレースは小さな歪み領域でも鉛コアがエネルギー
吸収性能を発揮するため、小さく弱い振動入力から強い
入力まで幅広い振動外乱に対して、構造物の減衰性能を
高め、振動抑制効果を発揮する。 ブレース本体の応力は弾性領域内にとどめ、エネルギ
ー吸収は超塑性金属の鉛コア部で行う。鉛は金属組織の
回復能力を有しており、多数回の繰り返し使用に対して
も疲労破断を生ぜず、取り替え不要である。 従って、疲労破壊の恐れから在来型ブレースおよび各
種の鋼材ダンパーが暴風時振動対策用のエネルギー吸収
装置として使用できないのに対して、本制震ブレースは
地震のみならず、暴風対策、季節風、交通振動などあら
ゆる振動に対して制震(制振)効果を発揮させることが
できる。 復元力特性がほぼ完全なバイリニア型の履歴ループを
示すので、地震応答解析のモデル化が簡明であり、性能
評価が明快で容易である。 ブレース外観、取付方法などは、在来の一般的ブレー
スと殆ど同じ扱いが可能であり、またアンボンドブレー
スのように重量も大きくならないため、取り扱い、施工
が判りやすく容易である。 鉛コアは遅い速度での加力にはクリープ特性を発現し
て応力を発生しないので、施工誤差や温度変化によって
内部応力が発生しない。従って、特に超高層ビルや長大
な構造物の耐震要素として有利である。
在来型ブレースやアンボンドブレースにはない多くの長
所を有している。本制震ブレースを採用すれば、低層建
物から超高層建物まで大きなエネルギー吸収性能を経済
的に付与することが可能であり、優れた制震構造物の実
現と普及に大きく貢献するものである。
ースの取付形状比較図 (1)在来型ブレースの取付状況・形状図 (2)偏心ブレースの取付状況・形状図 (3)アンボンドブレースの取付状況・形状図 (4)本発明の制震ブレースの取付状況・形状図
明図
に設けた場合のブレース構成例 (1)ブレース材をH型鋼および溝型鋼で構成する場合 (2)ブレース材を角形鋼管で構成する場合
接合用ガセットプレート 21:偏心ブレース 22:偏心ブレ
ース用リンク部 31:アンボンドブレース 41:制震ブレース(鉛コア部材端部配置型)ブレース
軸材 42:制震ブレース(鉛コア部材中央内蔵型)ブレース
軸材 43:ブレース軸材位置保持ホルダー 51:鉛コアシアキー 52:鉛コア蓋
板 61:接合板A(ブレース側接合板) 62:接合板B
(梁・柱側接合板) 71:接合板ホルダー(通しボルト) 72:接合板B
結合板 73:高力ボルト
Claims (4)
- 【請求項1】 構造物に一端を固定し、他端にブレース
側接合板を固定したブレース材と、前記ブレース側接合
板を挟んで隙間無く接触して配置された2枚の柱側接合
板と、 前記ブレース側接合板と前記2枚の柱側接合板の貫通孔
を貫通して配置された鉛コアシアキーと、 前記柱側接合板の外側で前記貫通孔を密閉する蓋板とを
備えたことを特徴とする制震ブレース。 - 【請求項2】 請求項1に記載の制震ブレースにおい
て、 前記ブレース側接合板を複数枚とし、各ブレース側接合
板の間に新たな柱側接合板を配置したことを特徴とする
制震ブレース。 - 【請求項3】 構造物に一端を固定した2枚のブレース
材と、 前記2枚のブレース材の他端に挟まれて隙間無く接触し
て配置された柱側接合板と、 前記2枚のブレース材と前記柱側接合板貫通孔を貫通し
て配置された鉛コアシアキーと、 前記2枚のブレース材の外側で前記貫通孔を密閉する蓋
板とを備えたことを特徴とする制震ブレース。 - 【請求項4】 構造物にそれぞれ一端を固定し、互いに
隙間がないように接触したまま、 その他端を材軸方向に相対変位可能に連結した2本のブ
レース材と、 前記2本のブレース材の貫通孔を貫通して配置された鉛
コアシアキーと、 前記2枚のブレース材の外側で前記貫通孔を密閉する蓋
板とを備えたことを特徴とする制震ブレース。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10377776A JP3100130B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 制震ブレース |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10377776A JP3100130B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 制震ブレース |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000179181A JP2000179181A (ja) | 2000-06-27 |
JP3100130B2 true JP3100130B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=18509149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10377776A Expired - Fee Related JP3100130B2 (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 制震ブレース |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3100130B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102605873A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-25 | 北京工业大学 | 两端带钢板夹铅层耗能装置的约束屈曲支撑及制作方法 |
CN113152710A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-23 | 河北工业大学 | 一种自复位往复耗能防屈曲支撑 |
CN114718210B (zh) * | 2022-04-21 | 2023-11-21 | 烟台大学 | 一种具有变形放大功能的剪切钢板阻尼器 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP10377776A patent/JP3100130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000179181A (ja) | 2000-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1948878B1 (en) | Structure with increased damping by means of fork configuration dampers | |
KR100952404B1 (ko) | 하이브리드 비좌굴 가새 | |
JP2003193699A (ja) | 弾塑性・粘弾性ブレース | |
JP2003261993A (ja) | 柱と梁の接合構造 | |
JP3389521B2 (ja) | 張力構造用振動エネルギー吸収装置及びその施工法 | |
JP4746023B2 (ja) | 鉄骨構造物の耐震改修方法及び耐震鉄骨構造物 | |
JP3100130B2 (ja) | 制震ブレース | |
JP3931944B2 (ja) | 制震ダンパーおよびその設置構造 | |
JP3772245B2 (ja) | 複合型ダンパーによる制振架構 | |
JPH11350778A (ja) | 制震ダンパーおよび制震構造 | |
JP2009161937A (ja) | 制震架構 | |
JP4277649B2 (ja) | 複合ダンパーおよび柱梁構造物 | |
JP3493495B2 (ja) | エネルギ吸収機構を備えた柱梁接合部 | |
JPH10280725A (ja) | 制振躯体構造 | |
JP4071192B2 (ja) | 建築構造物の制振構造 | |
JP4282199B2 (ja) | 制振ダンパ装置 | |
JP5478131B2 (ja) | ブレース構造、及び該ブレース構造を有する建物 | |
JPH10292845A (ja) | 弾塑性ダンパー | |
JP3671311B2 (ja) | 既存建築物の制振補強構造 | |
JP5338382B2 (ja) | 制振パネル | |
JP2005314917A (ja) | 制振間柱 | |
JP3279237B2 (ja) | 制振建築構造骨組 | |
JPH0762927A (ja) | 制振機能を持つ偏心ブレース構造 | |
JP3028034B2 (ja) | 制振構造物 | |
JP2715710B2 (ja) | 制振機能を持つ偏心ブレース構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130818 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140818 Year of fee payment: 14 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |