JP3716049B2 - ピン構造梁の制震（振）用減衰継手 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨造の高層、超高層ビルの制震（振）手段、具体的には、ピン構造梁の制震（振）用減衰継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄骨造の梁の継手は、図３に示すように、梁１のウェブやフランジ５を添板２と高張力ボルト３で堅結したものであった。通常、ビルの構造解析は剪断変形のみを考慮して行っていたが、ビルが高層化、超高層化するにしたがって、地震、風による力が作用したときには大きな曲げ応力も生じる。
【０００３】
したがって、図３に示すような継手を堅結した梁では、梁の長手方向の入力に対しては剛であるが、曲げ変形に対しては非常に弱いのが問題であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、構造体の曲げ変形に基づいて生じる上下成分を吸収することを目的とし、梁とその継手の添板との摩擦力を構造減衰に活用しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の構成は、特許請求の範囲に記載のとおりの制震（振）用減衰継手である。即ち、
（１）梁と梁を連結する際に使用する添板と梁ウェブ、梁フランジとが接触する面が制震（振）上必要とする摩擦係数（μ＝０．１〜０．６）となる程度の粗面化処理を施されて結合されていると共に、添板と梁ウェブ、梁フランジとは、その継手の梁と水平方向の中心部は強力ボルトで且つ継手の梁と水平方向の端部は滑りボルトをもって、滑りボルト自体に、その弾性範囲内の予張力が与えられるようにして結合されている減衰継手。
【０００６】
（２）添板と梁ウェブ、梁フランジとが接触する粗面化面に厚さ４０〜１５０μ特に最適範囲４０〜１００μの亜鉛メッキ層を有する上記（１）記載の減衰継手。
【０００８】
上記粗面化処理は具体的にはショットピーニング法等が挙げられる。
【０００９】
また、亜鉛メッキ層は溶融亜鉛を対象となる添板、梁ウェブ、梁フランジの粗面化面に接触させることによって形成されるもので、その厚さは４０〜１５０μで、その作用は、梁下添板の防錆のほか内部減衰作用すなわち、亜鉛メッキ層が振動時剪断変形し、亜鉛の内部摩擦による減衰の作用がある。要するに接触面を粗面化により摩擦係数を大としたり、又、亜鉛メッキをさらに施すことによって滑らかにして摩擦係数を小さくしたりして、接触面の粗さの状態を変えることにより、摩擦係数をコントロールして継手部において減衰する。さらに本発明では上記摩擦係数をコントロールしたものをプレテンションを与えて高力ボルトによって緊結することによりその振動範囲をコントロールする場合もある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において摩擦係数を調節するための処理法の組合せを具体的に例示すると下記のようなものがある。
【００１１】
（１）添板と梁のウェブ、添板と梁のフランジとの接触面にショットピーニングを施して、この表面に凹凸をつくり、接触面の摩擦係数を大きくしたもの。
【００１２】
（２）上記（１）のショットピーニングを施した上に、亜鉛メッキを施して滑らかにして摩擦係数を小さくすることによって振動減衰したもの。
【００１３】
（３）上記（１）のショットピーニングしたものにプリテンションを与えて、振動を減衰した上に、振動範囲を小さくしたもの。
【００１４】
（４）上記（２）のショットピーニングおよび亜鉛メッキをしたものにプリテンションを与えて振動を減衰した上に振動範囲を小さくした継手である。
【００１５】
継手部の揺動減衰作用を設定するには、上記４条件の中から適当な手段を選択して実施すればよい。
【００１６】
図面を参照して具体的に説明すると、図１は本発明の減衰継手を有する梁の一実施例の正面図、図２は梁の側面の略図である。梁１のウェブ側面およびフランジ部に添板２を当て、強力ボルト３と滑りボルト４で固定している。梁１と添板２との滑り面６の摩擦抵抗が、この発明における振動減衰の作用を示すものである。
【００１７】
以下、実施例によって、本発明を具体的に説明する。
【００１８】
【実施例】
本実施例は請求項３に関するもので、添板と梁との接触面をショットピーニング処理して摩擦係数μ＝０．３程度になるように粗面化処理をしたもの、およびこれらにさらに防錆処理のためとエネルギ吸収のために４０〜１００μ程度の亜鉛メッキ処理を施したものを用意し、各階の所望減衰度に応じて適宜組合せ、図１の場合には添板２を強力ボルト３をもって梁１のウェブを強固に固着し、添板２の他端はプリテンションを与えられた適度に小径の滑りボルト４によって、振動の早期に滑りが生じるように結合し、エネルギ吸収するようにする。このような構成をもって

という条件を仮定して、地動地震入力５０カインの場合で、各階に減衰継手を配置した場合を想定すると建物構造減衰定数は約２３％となる。
【００１９】
この値は、通常、構造減衰定数が２％であることと比較すると、大幅なエネルギー吸収が期待できるといえる。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のピン構造梁の制震（振）用減衰継手を用いることによって、地震の際の揺動のエネルギーを大幅に吸収することができ、揺動を減衰する効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減衰継手を有する梁の一実施例の正面図、
【図２】図１の梁の側面の略図、
【図３】従来の継手を有する梁の正面図。
【符号の説明】
１ 梁
２ 添板
３ 強力ボルト
４ 滑りボルト
５ フランジ部
６ 滑り面

Claims (2)

1. 梁と梁を連結する際に使用する添板と梁ウェブ、梁フランジとが接触する面が制震（振）上必要とする摩擦係数（μ＝０．１〜０．６）となる程度の粗面化処理を施されて結合されていると共に、添板と梁ウェブ、梁フランジとは、その継手の梁と水平方向の中心部は強力ボルトで且つ継手の梁と水平方向の端部は滑りボルトをもって、滑りボルト自体に、その弾性範囲内の予張力が与えられるようにして結合されていることを特徴とする減衰継手。
2. 前記添板と梁ウェブ、梁フランジとが接触する粗面化面に厚さ４０〜１５０μの亜鉛メッキ層を有することを特徴とする請求項１記載の減衰継手。

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