JP3531841B2 - 制振装置 - Google Patents

制振装置

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JP3531841B2
JP3531841B2 JP23133894A JP23133894A JP3531841B2 JP 3531841 B2 JP3531841 B2 JP 3531841B2 JP 23133894 A JP23133894 A JP 23133894A JP 23133894 A JP23133894 A JP 23133894A JP 3531841 B2 JP3531841 B2 JP 3531841B2
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剛史 三山
清 田中
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勝 石井
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株式会社フジタ
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄骨構造物の他、鉄筋コ
ンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート、混合構造にも適用
される制振装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】本発明者等は特願平6−106858号
において、柱aと梁bで構成された骨組の中に鋼製間柱
cを配設し、同間柱における上下梁に取り付く上部c1
及び下部c2 は夫々コンクリート部dで補剛され、中央
部c3 はウエブc3 ′及びフランジのいずれか一方が強
度の低い鋼材より構成され、他方は一般の構造用鋼材又
は高強度鋼材よりH型断面に構成され、ウエブc3 ′に
はリブeが取り付けられ、且つ間柱中央部と間柱上部又
は下部がエンドプレートf若しくはスプライスプレート
を介してボルト接合された制振装置を提案した。図中g
は鉄筋である。(図5参照)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記制振装置において
は、(イ)間柱中央部はH型断面となっていて、フラン
ジ又はウエブのいずれか一方は強度の低い鋼材を用いて
構成されているので、前記間柱中央部をスプライスプレ
ートを介して間柱上部、及び間柱下部と接合する場合、
間柱中央部のウエブの強度が低いと十分なボルト接合強
度が得られない場合がある。また建物の水平変形が進む
と、間柱中央部のせん断変形も大きくなり、ウエブに座
屈を発生することがある。この座屈が建物の水平変形の
増大に伴って大きくなると、スプライスプレートの部分
まで座屈波が進み間柱の耐力、変形能力の低下を招来す
ることがある。
【0004】(ロ)また間柱の上部及び下部の剛性を上
げるためにコンクリートで補剛しているので、コンクリ
ート打設に時間とコストが多くかかることがある。特に
前記補剛鉄筋コンクリートの幅が間柱鉄骨の上下部の鉄
骨より大きな寸法となっている場合は、コンクリート打
設用型枠が必要となり、手間がかかる。 (ハ)更にまた間柱中央部分のウエブにリブを取り付
け、変形能力が大きくなるようにしているが、リブ取付
間隔をどの程度にすればよいか明らかでない。
【0005】本発明は前記した制振装置の問題点に鑑み
て提案されたもので、その目的とするところは、変形能
力、耐力の低下を招来することがなく、制振効果及び施
工性の優れた制振装置を提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る制振装置は、相対する上下梁間にボル
ト接合された間柱が、補剛された間柱上下部と、同間柱
上下部間にスプライスプレートを介して接合された間柱
中央部より構成され、同間柱中央部は水平面で切断した
断面がH型断面に形成され、同間柱中央部のフランジ部
は一般鋼材又は強度の高い鋼材よりなり、同間柱中央
上部固定部と中エネルギー吸収部と下部固定部とよ
り構成され、前記中エネルギー吸収部のウエブは強度
の低い鋼材よりなり、前記上部固定部及び前記固定
のウエブは一般鋼材又は強度の高い鋼材よりなり、
記間柱中央部のウエブには、前記中エネルギー吸収部
と前記上部固定部との間及び前記中央エネルギー吸収部
と前記固定部との間に、前記間柱中央部の一方のフ
ランジ部から他方のフランジ部まで延在する横リブが配
設されて構成されている。
【0007】
【作用】本発明に係る制振装置は前記したように、相対
する上下梁間にボルト接合された間柱が、間柱上部と間
柱中央部と間柱下部の3部位に分けられ、地震,風等の
外力によって建物が変形すると、間柱の上下端間に変形
を生起し、建物の変形が大きくなった場合、前記間柱中
央部のウエブにおける中央エネルギー吸収部は左右二辺
をフランジで、上下2辺を横リブで囲まれているので、
エネルギー吸収部にせん断座屈を生じても固定部に、せ
ん断座屈波の影響は殆んど伝わらない。即ち座屈の山谷
はリブとフランジで囲まれた中だけで生じ固定部に山谷
は生じない。
【0008】また固定部は一般鋼材又は強度の高い鋼材
より構成されているので、ボルト接合強度は十分に確保
され、ボルト本数も固定部が強度の低い鋼材より構成さ
れた場合に比して少なくて済む。更に本発明によればH
型断面に形成された前記間柱における上下固定部は補剛
されているので変形しにくくなるため、間柱中央部は大
きく変形して、十分なエネルギー吸収を行う。
【0009】更にまた本発明によれば、前記間柱中央部
分の低強度の鋼材より構成されたウエブには上下横リブ
と、中央縦リブとが設けられたことによって、同リブに
よって変形能力が高められる。請求項2の発明は前記リ
ブの設けられたせん断パネルのせん断実験によると、リ
ブ間隔の等価幅厚比(リブを取り付けた状態で得られる
ウエブの弾性座屈耐力と等しい弾性座屈耐力を有する二
辺固定、二辺単純支持の正方形パネルの1辺の長さと板
厚の比)70以下で十分な変形能力があることが明らか
にされ、また幅厚比を30以下に小さくすると、せん断
パネルの変形能力は十分にあるが、せん断耐力が増大
し、間柱上部及び間柱下部の設計が難しくなるという事
実に基いて提案されたもので、幅厚比を30〜70とす
ることによって建物に取り付けやすく、変形能力が十分
にある制振ダンパが構成されるものである。
【0010】請求項3の発明は、前記間柱上下部を補剛
用の鉄筋コンクリートで打設するのに当り、H型断面に
形成された間柱上下部のフランジを型枠として、ウエブ
部分のみ鉄筋コンクリートを打設することによって、平
行な型枠を不要ならしめ、施工を簡略化したものであ
る。請求項4の発明は、前記H型断面の間柱上下部の横
リブ間に鋼製ブレースを配設したことによって、同間柱
上下部がコンクリートを打設することなしに補剛され、
施工が簡略化されるとともに、間柱の上下部が前記ブレ
ースによって高い剛性を賦与され、変形しにくくなる。
そのため間柱中央部は大きく変形して十分なエネルギー
吸収効果を発揮する。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。図1及び図2は本発明の第1の実施例を示し、Aは
建物の骨組における相対する上下のH型鋼骨製の梁で、
同上各梁間に間柱Bがボルト1で接合されている。前記
間柱Bは間柱上部Bと間柱中央部Bと間柱下部B
との3部位に分けられ、間柱上部Bと間柱下部B
は夫々水平面で切断した断面がH型断面に形成され、同
間柱上下部には夫々ウエブ面に横リブ2が上下に配設さ
れるとともに、同各横リブ2及びフランジ3間にブレー
ス4が配設されている。前記間柱中央部B も同様に、
水平面で切断した断面がH型断面に形成され、間柱上下
部B 、B と間柱中央部B とは、それぞれのウエブ
どうし、及び対応するフランジ部どうしが、スプライス
プレート7を介して接合されている。
【0012】また前記間柱中央部Bは上部固定部
’と中央エネルギー吸収部B’’と下部固定部B
’’’に分けられ、この間柱中央部Bのフランジ5
と、この間柱中央部B 上部固定部B’及び下部固
定部B’’’のウエブ6は一般鋼材又は強度の高い鋼
材より構成され、前記上部固定部B’及び下部固定部
’’’は夫々間柱上部B及び間柱下部Bとスプ
ライスプレート7を介してボルト8で接合されている。
一方、中央エネルギー吸収部B’’’のウエブ9は
強度の低い鋼材より構成され、上下の横リブ10とそれ
ら横リブ10の一方から他方まで延在する中央縦リブ1
1とが取りつけられており、その取付間隔は等価幅厚比
で30〜70の範囲になるように構成されている。
た、図から明らかなように、間柱中央部B のウエブに
取りつけられた上下の横リブ10は、中央エネルギー吸
収部B ’’’と上部固定部B ’との間、及び中央エ
ネルギー吸収部B ’’’と下部固定部B ’’との間
に配設されており、この間柱中央部B の一方のフラン
ジ5から他方のフランジ5まで延在している。
【0013】図3及び図4は本発明の第2の実施例を示
し、間柱上部B1 及び間柱下部B3のフランジ3を型枠
として上下の横リブ2間に鉄筋コンクリート12を打設
し、平行する縦型枠を別に使用することなく、簡単な施
工で前記間柱上部B1 及び間柱下部B3 を鉄筋コンクリ
ートによって補剛したものである。図中、前記実施例と
均等部分には同一符号が付されている。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば前記したように、相対す
る上下梁間にボルト接合された間柱が、間柱上部と間柱
中央部と間柱下部の3部位に分けられ、間柱中央部は上
部固定部と中央エネルギー吸収部と下部固定部に区分さ
れ、間柱中央部のフランジ及び上下固定部の各ウエブが
一般鋼材又は強度の高い鋼材より構成されているのに対
して、中央エネルギー吸収部のウエブは低強度の鋼材よ
り構成されている。
【0015】従って建物に地震や風による外力が加わっ
て建物が変形し、その際、前記間柱の配設された層にも
層間変形を生じ、この変形が大きくなると、間柱の前記
中央エネルギー吸収部は塑性変形が生じる。この塑性変
形履歴によって建物の振動は小さくなる。而して間柱上
部及び間柱下部はH型断面に形成され、補剛されている
ので、小さい層間変形で前記間柱のエネルギー吸収部が
エネルギー吸収を始め、制振効果が高められるものであ
る。
【0016】また間柱のエネルギー吸収部のウエブは上
下横リブと中央縦リブが設けられているので、変形能力
が高くなっている。更に前記間柱におけるエネルギー吸
収部と上下固定部との間にはリブが配設されており、同
固定部は一般鋼材又は高強度の鋼材より構成されている
ので、前記エネルギー吸収部におけるウエブに座屈が発
生しても、固定部はあまりその影響を受けず、ボルト接
合部に十分に強度を持たすことが可能となる。
【0017】請求項2の発明は間柱中央部における強度
の低いウエブに設けたリブの取付間隔を、等価幅厚比で
30〜70としたことによって、間柱の変形能力が高く
なる。請求項3の発明においては前記間柱上下部がH型
断面に形成され、フランジを型枠としてウエブ部分のみ
鉄筋コンクリートを打設されていることによって同鉄筋
コンクリートによって間柱上下部が補剛されるものであ
り、この際前記フランジが側型枠として利用されること
によって施工性が向上される。
【0018】請求項4の発明は前記間柱上下部の横リブ
間に鋼製ブレースを配設したことによって、間柱上下部
の剛性が向上され、鉄筋コンクリートによって補剛した
場合に比して施工性が著しく向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制振装置の第1の実施例を示す正
面図である。
【図2】図1の矢視イ−イ図である。
【図3】本発明に係る制振装置の第2の実施例を示す正
面図である。
【図4】図3の矢視ロ−ロ図である。
【図5】従来構造を示す正面図である。
【符号の説明】
A 梁 B 間柱 B1 間柱上部 B2 間柱中央部 B2 ′ 上部固定部 B2 ′′ 中央エネルギー吸収部 B2 ′′′ 下部固定部 B3 間柱下部 1 ボルト 2 横リブ 3 フランジ 4 ブレース 5 間柱中央部のフランジ 6 間柱固定部のウエブ 7 スプライスプレート 8 ボルト 9 中央エネルギー吸収部のウエブ 10 横リブ 11 中央縦リブ 12 鉄筋コンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 勝 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目6番15号 株式会社フジタ内 (56)参考文献 特開 平5−311921(JP,A) 実開 平7−21927(JP,U) 実開 平5−38218(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04H 9/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対する上下梁間にボルト接合された間
    柱が、補剛された間柱上下部と、同間柱上下部間にスプ
    ライスプレートを介して接合された間柱中央部より構成
    され、同間柱中央部は水平面で切断した断面がH型断面
    に形成され、同間柱中央部のフランジ部は一般鋼材又は
    強度の高い鋼材よりなり、同間柱中央部は上部固定部と
    エネルギー吸収部と下部固定部とより構成され、前
    記中エネルギー吸収部のウエブは強度の低い鋼材より
    なり、前記上部固定部及び前記固定部のウエブは一
    般鋼材又は強度の高い鋼材よりなり、前記間柱中央部の
    ウエブには、前記中エネルギー吸収部と前記上部固定
    部との間及び前記中央エネルギー吸収部と前記固定
    部との間に、前記間柱中央部の一方のフランジ部から他
    方のフランジ部まで延在する横リブが配設されている
    とを特徴とする制振装置。
  2. 【請求項2】 前記間柱中央部の前記中央エネルギー吸
    収部のウエブには、一方の前記横リブから他方の前記横
    リブまで延在する縦リブが取りつけられ、該中央エネル
    ギー吸収部のウエブに設けたそれらリブの取付間隔を等
    価幅厚比で30〜70の範囲になるように構成した請求
    項1記載の制振装置。
  3. 【請求項3】 前記間柱上下部は水平面で切断した断面
    H型断面に形成され、同間柱上下部と前記間柱中央部
    とは、それぞれのウエブどうし、及び対応するフランジ
    部どうしが、スプライスプレートを介して接合されてお
    り、同間柱上下部のフランジを型枠として同間柱上下部
    のウエブ部分のみ鉄筋コンクリートを打設してなる請求
    項1記載の制振装置。
  4. 【請求項4】 前記間柱上下部は水平面で切断した断面
    H型断面に形成され、同間柱上下部と前記間柱中央部
    とは、それぞれのウエブどうし、及び対応するフランジ
    部どうしが、スプライスプレートを介して接合されてお
    り、同間柱上下部の各々のウエブに、上下の横リブを配
    設するとともにそれら上下の横リブ間に鋼製ブレースを
    配設した請求項1記載の制振装置。
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