JP4187230B2 - 間柱タイプの制振装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は間柱タイプの制振装置に関し、特に鉄骨構造物において入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収する間柱タイプの制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震に対抗すべき構造物の設計手法として、一般に耐震構造に基づく設計が行われている。一方、最近では、構造物の振動応答を制御して地震による構造物の揺れを積極的に低減し、地震に対する恐怖を低減するとともに、構造物に付設された給水設備などの重要な機能を維持しようという試みがなされている。この種の構造は、制振構造と呼ばれている。制振構造では、地震による振動に限定されることなく、風による振動、交通による振動、機械の稼動による振動などの他の振動も外乱として処理される。
【０００３】
制振構造は、免震構造、エネルギ吸収機構、質量効果機構、および自動制御機構に分類される。さらに、エネルギ吸収機構は、履歴減衰機構、摩擦減衰機構、および粘性減衰機構に分類される。
なお、鉄骨構造物に用いられる履歴減衰部材の具体例として、アンボンドブレース、極低降伏点鋼鋼板壁、極低降伏点鋼間柱などが知られている。
【０００４】
上述した各種の履歴減衰部材のうち、典型的な間柱タイプの履歴減衰部材（制振装置）は、上階の梁部材と下階の梁部材との間に取り付けられたＨ形断面を有する間柱であって、そのフランジ部分は一般の建築用鋼材から形成され、そのウェブ部分は一般の建築用鋼材よりもかなり低い降伏点を有する鋼材、すなわち極低降伏点鋼から形成されている。また、従来の間柱タイプの制振装置は、その両端が対応する梁部材または梁部材から延びたブラケットに対して剛接合されている。制振装置としての間柱には、地震などによる水平力を受けて、曲げモーメント、せん断力および軸力が発生する。
【０００５】
この場合、上述したように、制振装置のウェブ部分に極低降伏点鋼が使用されているので、ウェブ部分のせん断降伏がフランジ部分の曲げ降伏に先行する。したがって、ウェブ部分の塑性変形により、入力された振動エネルギが履歴エネルギとして消費（吸収）される。その結果、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
なお、本明細書において、一般の建築用鋼材よりもかなり低い降伏点を有する鋼材を「極低降伏点鋼」と総称する。すなわち、本明細書において、「極低降伏点鋼」は、いわゆる「極軟鋼」や「低降伏点鋼」などを含む広い概念を包括している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の間柱タイプの制振装置において、負担せん断力を、ひいては制振効率を向上させるには、曲げ剛性を大きく確保しなければならない。また、曲げ剛性を大きく確保するには、たとえばＨ形断面を有する間柱の成（見付け巾）を大きくする必要がある。一方、建物の平面的用途上の制約から各階プランが共通になる場合が多く、制振装置としての間柱は、各層に亘って鉛直方向に沿って連なるように配置されるのが通常である。
【０００７】
このように、曲げ剛性が高く且つ両端が剛接合された間柱が連層で配置される場合、これらの間柱は最下層から最上層までキャンチレバー状に延びることになり、各間柱に発生する曲げモーメントはキャンチレバーとしての全体曲げモーメントの影響を受けることになる。したがって、特に比較的下層に配置された間柱では、非常に大きな曲げモーメントを負担することになる。その結果、比較的下層に配置された間柱では、せん断変形よりも曲げ変形が支配的になり、制振効率が低下してしまうという不都合があった。また、発生する大きな曲げモーメントに対してフランジ部分を弾性設計することが現実的に困難になるという不都合があった。
【０００８】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ大きなせん断力を負担することのできる、制振効率の高い間柱タイプの制振装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、対向する一対の梁部材の間に取り付けられた間柱の形態を有する制振装置であって、
前記間柱の少なくとも一部は、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成され、
前記間柱の一方の端部と前記一対の梁部材のうちの一方の梁部材とは、前記一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを伝達するように接合され、
前記間柱の他方の端部と前記一対の梁部材のうちの他方の梁部材とは、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達しないように接合され、
前記間柱の他方の端部は、水平方向に沿って間隔を隔てた一対の支圧面を有し、
前記他方の梁部材は、前記一対の支圧面の各々に当接するように形成された一対の支圧面を有し、
前記間柱の一対の支圧面と前記他方の梁部材の一対の支圧面との当接により、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、前記平面内のせん断力を伝達することを特徴とする制振装置を提供する。
【００１０】
第１発明の好ましい態様によれば、前記間柱の他方の端部は、前記他方の梁部材に向かって突出した一対のプレート部材または１つのプレート部材を有し、前記他方の梁部材は、前記間柱の他方の端部に向かって突出した１つのプレート部材または一対のプレート部材を有し、 前記一対のプレート部材は、その互いに対向する一対の端面が前記１つのプレート部材の一対の端面と当接するように取り付けられている。この場合、前記一対のプレート部材または１つのプレート部材と前記他方の梁部材との間、および前記１つのプレート部材または一対のプレート部材と前記制振装置の他方の端部との間には、所定の間隔が確保されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の第２発明では、対向する一対の梁部材の間に取り付けられた間柱の形態を有する制振装置であって、
前記間柱は、前記一対の梁部材のうちの一方の梁部材に対して一方の端部が剛接合された第１間柱と、前記一対の梁部材のうちの他方の梁部材に対して一方の端部が剛接合された第２間柱とを有し、
前記第１間柱の他方の端部と前記第２間柱の他方の端部とは、前記一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを実質的に伝達しないように接合され、
前記第１間柱および前記第２間柱の少なくとも一部は、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成され、
前記第１間柱の他方の端部は、水平方向に沿って間隔を隔てた一対の支圧面を有し、
前記第２間柱の他方の端部は、前記一対の支圧面の各々に当接するように形成された一対の支圧面を有し、
前記第１間柱の一対の支圧面と前記第２間柱の一対の支圧面との当接により、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、前記平面内のせん断力を伝達することを特徴とする制振装置を提供する。
【００１２】
第２発明の好ましい態様によれば、前記第１間柱の他方の端部は、前記第２間柱の他方の端部に向かって突出した一対のプレート部材または１つのプレート部材を有し、前記第２間柱の他方の端部は、前記第１間柱の他方の端部に向かって突出した１つのプレート部材または一対のプレート部材を有し、前記一対のプレート部材は、その互いに対向する一対の端面が前記１つのプレート部材の一対の端面と当接するように取り付けられている。この場合、前記一対のプレート部材または１つのプレート部材と前記第２間柱の他方の端部との間、および前記１つのプレート部材または一対のプレート部材と前記第１間柱の他方の端部との間には、所定の間隔が確保されていることが好ましい。
【００１３】
また、第１発明および第２発明の好ましい態様によれば、前記履歴減衰部材は、曲げ降伏に先行してせん断降伏が早期に起こるように設計されている。この場合、 前記履歴減衰部材を構成する部分のうち、主として曲げモーメントを負担する部分は一般の建築用鋼材から形成され、主としてせん断力を負担する部分は一般の建築用鋼材よりも実質的に降伏点の低い鋼材から形成されていることが好ましい。さらにこの場合、前記履歴減衰部材は、１つのウェブ部分と一対のフランジ部分とを備えた全体的にＨ形の断面を有し、前記ウェブ部分は、前記平面に沿って配置され、且つ前記降伏点の低い鋼材から形成されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１発明では、制振装置を構成する間柱の一端と一方の梁部材とが剛接合され、その他端と他方の梁部材とがピン接合されている。換言すると、第１発明では、間柱の柱頭または柱脚がピン接合されている。ただし、本明細書において、「ピン接合」とは、一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、この平面内における水平せん断力を伝達するように構成された接合を意味している。
【００１５】
一方、第２発明では、制振装置を構成する間柱が一方の梁部材に剛接合された第１間柱と他方の梁部材に剛接合された第２間柱とから構成され、第１間柱と第２間柱とがピン接合されている。
なお、第１発明および第２発明において、制振装置を構成する間柱の少なくとも一部が、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成されている。すなわち、第２発明では、第１間柱および第２間柱の少なくとも一部が、履歴減衰部材から構成されている。
【００１６】
図１は、従来の両端剛接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。また、図２は、第１発明にしたがう柱頭ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。さらに、図３は、第１発明にしたがう柱脚ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。また、図４は、第２発明にしたがう中間ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。なお、図１〜図４では、各層の間柱が負担するせん断力が例示的に一定となるように設定している。
【００１７】
図１に示すように、従来の間柱タイプの制振装置では間柱の柱頭および柱脚がともに剛接合されているので、各間柱に発生する曲げモーメントはキャンチレバーとしての全体曲げモーメントの影響を受け、下層に配置された間柱では非常に大きな曲げモーメントを負担することがわかる。
これに対して、図２および図３に示すように、第１発明にしたがう制振装置では、間柱の柱頭または柱脚がピン接合されているので、各間柱に発生する曲げモーメントはほぼ同じとなり、下層に配置された間柱では図１に示す従来技術よりもかなり小さい曲げモーメントしか負担しないことがわかる。
【００１８】
また、図４に示すように、第２発明にしたがう制振装置では、間柱の中間部がピン接合されているので、各間柱に発生する曲げモーメントは第１発明の場合よりもさらに小さく（たとえば半分）なることがわかる。
以上のように、本発明の制振装置では、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。その結果、本発明の制振装置が組み込まれた構造物では、たとえば地震により入力された振動エネルギを高い制振効率で履歴エネルギとして吸収し、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
【００１９】
本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第１実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。また、図６は、第１実施例にかかる制振装置が組み込まれた１つの典型的な柱梁架構部を拡大して示す図である。さらに、図７は、第１実施例にかかる制振装置の構成を概略的に示す拡大図である。なお、第１実施例では、柱頭ピン接合間柱タイプの制振装置に本発明を適用している。
【００２０】
第１実施例の制振装置を構成する間柱１は、図５および図６に示すように、複数の柱部材２と複数の梁部材３とから構成された鉄骨ラーメン構造物において、鉛直方向に沿った一連の柱梁架構部に組みこまれている。すなわち、各制振装置は、図６を参照すると、上階の梁部材３ａと下階の梁部材３ｂとの間に取り付けられた間柱の形態をしている。なお、間柱１が取り合う各梁部材は、一対の斜め補強部材４ａおよび４ｂと支柱部材５とによって補強されているが、これら一対の斜め補強部材４および支柱部材５によって補強された梁部材全体（３〜５）が１つの梁部材を構成しているものと考えることができる。
【００２１】
また、制振装置を構成する間柱１の柱頭は上階の梁部材３ａ（厳密には梁部材３ａの支柱部材５）に対してピン接合され、その柱脚は下階の梁部材３ｂに対して剛接合されている。すなわち、ウェブ部分はボルトとプレートとを用いて、フランジ部分は現場溶接により（あるいはボルトとプレートとを用いて）、剛接合されている。
さらに、図７を参照すると、間柱１は、一対のフランジ部分１１ａおよび１１ｂと１つのウェブ部分１２とから構成され、全体的にＨ形の断面を有する。そして、フランジ部分１１ａおよび１１ｂは一般の建築用鋼材から形成され、ウェブ部分１２は一般の建築用鋼材よりもかなり低い降伏点を有する鋼材、すなわち極低降伏点鋼から形成されている。
【００２２】
また、ウェブ部分１２は、図７の紙面の表側において鉛直方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の補剛部材１２ａと、紙面の裏側において水平方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の補剛部材１２ｂとによって補剛されている。したがって、たとえば地震に際して間柱１に面内曲げモーメントと面内水平せん断力とが作用すると、ウェブ部分１２のせん断降伏がフランジ部分１１の曲げ降伏に先行するが、ウェブ部分１２は実質的にせん断座屈することなく安定的な塑性変形により、入力された振動エネルギを履歴エネルギとして消費（吸収）する。
【００２３】
このように、第１実施例では、制振装置を構成する間柱１の全体が履歴減衰部材として構成され、その柱頭が梁部材に対してピン接合されている。なお、上述したように、本発明におけるピン接合とは、面内曲げモーメントを実質的に伝達することなく、せん断力を伝達するような接合である。本発明で要求されるピン接合の性能の特徴は、次のとおりである。
▲１▼ 伝達すべきせん断力が非常に大きい（たとえば数百トン）。
▲２▼ 伝達すべきせん断力の方向が面内水平方向の１つ（ただし向きは双方）だけである。すなわち、他の２つの主軸方向（面内鉛直方向および面外水平方向）に沿って伝達すべきせん断力がない。
▲３▼ ピンとしての所要の面内回転角が非常に小さい（たとえば０．００５ラジアン以下）。
【００２４】
上述の特徴に鑑みて、本実施例では、メタルタッチを利用したピン接合を提案している。図８は、第１実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分（図６のＡ部分）の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
図８に示すように、上階の梁部材３ａの支柱部材５には、制振装置を構成する間柱１へ向かって突出したプレート部材２１が、工場溶接によって取り付けられている。一方、間柱１の柱頭には梁部材３ａへ向かって突出した一対のプレート部材２２および２３が、現場溶接によって取り付けられている。図８（ｂ）に明瞭に示すように、各プレート部材２１〜２３は、水平方向に延びるように配置され、その厚さ方向と鉛直方向とが一致している。
【００２５】
この場合、梁部材３ａ側に取り付けられたプレート部材２１の一方の端面（支圧面）２１ａと間柱１側に取り付けられた一方のプレート部材２２の一方の端面２２ａとがメタルタッチ（当接）するようにプレート部材２２の現場溶接が行われる。また、梁部材３ａ側に取り付けられたプレート部材２１の他方の端面２１ｂと間柱１側に取り付けられた他方のプレート部材２３の一方の端面２３ａとがメタルタッチするようにプレート部材２３の現場溶接が行われる。一対のプレート部材２２および２３の溶接は下向きとなるので、現場溶接の管理は比較的容易である。なお、梁部材３ａ側に取り付けられたプレート部材２１と間柱１との間、および間柱１側に取り付けられた一対のプレート部材２２および２３と梁部材３ａとの間には、所定の間隔（クリアランス）が確保されている。こうして、本実施例のピン接合では、メタルタッチの形成と所定のクリアランスの確保とにより、面内曲げモーメントを実質的に伝達することなく、面内水平方向のせん断力だけを伝達することができる。
【００２６】
以上のように、第１実施例では、制振装置を構成する間柱の柱頭が対向する梁部材に対してピン接合されているので、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。その結果、本実施例の制振装置が組み込まれた構造物では、たとえば地震により入力された振動エネルギを高い制振効率で履歴エネルギとして吸収し、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
【００２７】
図９は、本発明の第２実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。図１０は、第２実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
第２実施例は、第１実施例と類似している。しかしながら、第１実施例では間柱の柱頭がピン接合されているの対し、第２実施例では間柱の柱脚がピン接合されている点が基本的に相違している。そこで、第２実施例では、第１実施例と基本的に同様の構成を有するピン接合を採用しているが、柱脚ピン接合に応じて所要の修正を加えている。
【００２８】
図１０に示すように、下階の梁部材には、制振装置を構成する間柱１へ向かって突出したプレート部材３１が、現場溶接によって取り付けられている。一方、間柱１の柱脚には梁部材へ向かって突出した一対のプレート部材３２および３３が、工場溶接によって取り付けられている。この場合、プレート部材３１の一方の端面３１ａとプレート部材３２の一方の端面３２ａとがメタルタッチし、且つプレート部材３１の他方の端面３１ｂとプレート部材３３の一方の端面３３ａとがメタルタッチするように、プレート部材３１の現場溶接が行われる。プレート部材３１の溶接は下向きとなるので、現場溶接の管理は比較的容易である。
【００２９】
なお、プレート部材３１と間柱１との間、および一対のプレート部材３２および３３と梁部材との間には、第１実施例と同様に、所定のクリアランスが確保されている。こうして、第２実施例のピン接合においても、面内曲げモーメントを実質的に伝達することなく、面内水平方向のせん断力だけを伝達することができる。その結果、第２実施例の場合も、第１実施例と同様に、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。
【００３０】
上述の第１実施例および第２実施例以外にも、様々な変形例が本発明の範囲内において可能である。以下、図１１〜図２１を参照して、本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する。なお、図１１〜図２１において、斜線部は履歴減衰部材を表している（図５および図９においても同様）。また、図１１〜図２１において、丸印はピン接合を表している（図２〜図４、図５および図９においても同様）。
図１１では、制振装置を構成する間柱１の全体が履歴減衰部材から構成され、その柱頭がピン接合されている。第１実施例に対応するタイプである。
【００３１】
図１２では、制振装置を構成する間柱１の全体が履歴減衰部材から構成され、その柱脚がピン接合されている。第２実施例に対応するタイプである。
図１３では、制振装置を構成する間柱１が第１間柱１ａと第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。また、第１間柱１ａの全体および第２間柱１ｂの全体がともに履歴減衰部材から構成されている。
【００３２】
図１４では、制振装置を構成する間柱１の一部（上方部分）だけが履歴減衰部材から構成され、その柱頭がピン接合されている。この場合、図１５に示すように、下階の梁部材に対して一対の斜め補強部材４ａおよび４ｂを付設することもできる。
図１６では、制振装置を構成する間柱１の一部（下方部分）だけが履歴減衰部材から構成され、その柱脚がピン接合されている。この場合、図１７に示すように、上階の梁部材に対して一対の斜め補強部材４ａおよび４ｂを付設することもできる。
【００３３】
図１８では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、下方の第２間柱１ｂの全体だけが履歴減衰部材から構成されている。
図１９では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、上方の第１間柱１ａの全体だけが履歴減衰部材から構成されている。
【００３４】
図２０では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、下方の第２間柱１ｂの一部（上方部分）だけが履歴減衰部材から構成されている。
図２１では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、上方の第１間柱１ａの一部（下方部分）だけが履歴減衰部材から構成されている。
【００３５】
なお、上述の各実施例では、鉄骨ラーメン構造物に本発明の制振装置を適用しているが、鉄骨以外の適当な構造物やラーメン構造以外の他の適当な構造に対しても本発明を適用することができる。
また、上述の各実施例では、せん断降伏先行型の制振装置に本発明を適用しているが、たとえば曲げ降伏先行型の制振装置に対しても本発明を適用することができる。
さらに、上述の各実施例および各変形例に限定されることなく、本発明の範囲内においてさらに様々な変形例が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の制振装置では、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。その結果、本発明の制振装置が組み込まれた構造物では、たとえば地震により入力された振動エネルギを高い制振効率で履歴エネルギとして吸収し、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の両端剛接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図２】第１発明にしたがう柱頭ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図３】第１発明にしたがう柱脚ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図４】第２発明にしたがう中間ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図５】本発明の第１実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。
【図６】第１実施例にかかる制振装置が組み込まれた１つの典型的な柱梁架構部を拡大して示す図である。
【図７】第１実施例にかかる制振装置の構成を概略的に示す拡大図である。
【図８】第１実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分（図６のＡ部分）の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
【図９】本発明の第２実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。
【図１０】第２実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
【図１１】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１２】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１３】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１４】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１５】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１６】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１７】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１８】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１９】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図２０】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図２１】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【符号の説明】
１ 間柱（制振装置）
２ 柱部材
３ 梁部材
４ 斜め補強部材
５ 支柱部材
１１ フランジ部分
１２ ウェブ部分
２１〜２３ プレート部材
３１〜３３ プレート部材
【発明の属する技術分野】
本発明は間柱タイプの制振装置に関し、特に鉄骨構造物において入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収する間柱タイプの制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震に対抗すべき構造物の設計手法として、一般に耐震構造に基づく設計が行われている。一方、最近では、構造物の振動応答を制御して地震による構造物の揺れを積極的に低減し、地震に対する恐怖を低減するとともに、構造物に付設された給水設備などの重要な機能を維持しようという試みがなされている。この種の構造は、制振構造と呼ばれている。制振構造では、地震による振動に限定されることなく、風による振動、交通による振動、機械の稼動による振動などの他の振動も外乱として処理される。
【０００３】
制振構造は、免震構造、エネルギ吸収機構、質量効果機構、および自動制御機構に分類される。さらに、エネルギ吸収機構は、履歴減衰機構、摩擦減衰機構、および粘性減衰機構に分類される。
なお、鉄骨構造物に用いられる履歴減衰部材の具体例として、アンボンドブレース、極低降伏点鋼鋼板壁、極低降伏点鋼間柱などが知られている。
【０００４】
上述した各種の履歴減衰部材のうち、典型的な間柱タイプの履歴減衰部材（制振装置）は、上階の梁部材と下階の梁部材との間に取り付けられたＨ形断面を有する間柱であって、そのフランジ部分は一般の建築用鋼材から形成され、そのウェブ部分は一般の建築用鋼材よりもかなり低い降伏点を有する鋼材、すなわち極低降伏点鋼から形成されている。また、従来の間柱タイプの制振装置は、その両端が対応する梁部材または梁部材から延びたブラケットに対して剛接合されている。制振装置としての間柱には、地震などによる水平力を受けて、曲げモーメント、せん断力および軸力が発生する。
【０００５】
この場合、上述したように、制振装置のウェブ部分に極低降伏点鋼が使用されているので、ウェブ部分のせん断降伏がフランジ部分の曲げ降伏に先行する。したがって、ウェブ部分の塑性変形により、入力された振動エネルギが履歴エネルギとして消費（吸収）される。その結果、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
なお、本明細書において、一般の建築用鋼材よりもかなり低い降伏点を有する鋼材を「極低降伏点鋼」と総称する。すなわち、本明細書において、「極低降伏点鋼」は、いわゆる「極軟鋼」や「低降伏点鋼」などを含む広い概念を包括している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の間柱タイプの制振装置において、負担せん断力を、ひいては制振効率を向上させるには、曲げ剛性を大きく確保しなければならない。また、曲げ剛性を大きく確保するには、たとえばＨ形断面を有する間柱の成（見付け巾）を大きくする必要がある。一方、建物の平面的用途上の制約から各階プランが共通になる場合が多く、制振装置としての間柱は、各層に亘って鉛直方向に沿って連なるように配置されるのが通常である。
【０００７】
このように、曲げ剛性が高く且つ両端が剛接合された間柱が連層で配置される場合、これらの間柱は最下層から最上層までキャンチレバー状に延びることになり、各間柱に発生する曲げモーメントはキャンチレバーとしての全体曲げモーメントの影響を受けることになる。したがって、特に比較的下層に配置された間柱では、非常に大きな曲げモーメントを負担することになる。その結果、比較的下層に配置された間柱では、せん断変形よりも曲げ変形が支配的になり、制振効率が低下してしまうという不都合があった。また、発生する大きな曲げモーメントに対してフランジ部分を弾性設計することが現実的に困難になるという不都合があった。
【０００８】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ大きなせん断力を負担することのできる、制振効率の高い間柱タイプの制振装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、対向する一対の梁部材の間に取り付けられた間柱の形態を有する制振装置であって、
前記間柱の少なくとも一部は、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成され、
前記間柱の一方の端部と前記一対の梁部材のうちの一方の梁部材とは、前記一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを伝達するように接合され、
前記間柱の他方の端部と前記一対の梁部材のうちの他方の梁部材とは、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達しないように接合され、
前記間柱の他方の端部は、水平方向に沿って間隔を隔てた一対の支圧面を有し、
前記他方の梁部材は、前記一対の支圧面の各々に当接するように形成された一対の支圧面を有し、
前記間柱の一対の支圧面と前記他方の梁部材の一対の支圧面との当接により、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、前記平面内のせん断力を伝達することを特徴とする制振装置を提供する。
【００１０】
第１発明の好ましい態様によれば、前記間柱の他方の端部は、前記他方の梁部材に向かって突出した一対のプレート部材または１つのプレート部材を有し、前記他方の梁部材は、前記間柱の他方の端部に向かって突出した１つのプレート部材または一対のプレート部材を有し、 前記一対のプレート部材は、その互いに対向する一対の端面が前記１つのプレート部材の一対の端面と当接するように取り付けられている。この場合、前記一対のプレート部材または１つのプレート部材と前記他方の梁部材との間、および前記１つのプレート部材または一対のプレート部材と前記制振装置の他方の端部との間には、所定の間隔が確保されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の第２発明では、対向する一対の梁部材の間に取り付けられた間柱の形態を有する制振装置であって、
前記間柱は、前記一対の梁部材のうちの一方の梁部材に対して一方の端部が剛接合された第１間柱と、前記一対の梁部材のうちの他方の梁部材に対して一方の端部が剛接合された第２間柱とを有し、
前記第１間柱の他方の端部と前記第２間柱の他方の端部とは、前記一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを実質的に伝達しないように接合され、
前記第１間柱および前記第２間柱の少なくとも一部は、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成され、
前記第１間柱の他方の端部は、水平方向に沿って間隔を隔てた一対の支圧面を有し、
前記第２間柱の他方の端部は、前記一対の支圧面の各々に当接するように形成された一対の支圧面を有し、
前記第１間柱の一対の支圧面と前記第２間柱の一対の支圧面との当接により、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、前記平面内のせん断力を伝達することを特徴とする制振装置を提供する。
【００１２】
第２発明の好ましい態様によれば、前記第１間柱の他方の端部は、前記第２間柱の他方の端部に向かって突出した一対のプレート部材または１つのプレート部材を有し、前記第２間柱の他方の端部は、前記第１間柱の他方の端部に向かって突出した１つのプレート部材または一対のプレート部材を有し、前記一対のプレート部材は、その互いに対向する一対の端面が前記１つのプレート部材の一対の端面と当接するように取り付けられている。この場合、前記一対のプレート部材または１つのプレート部材と前記第２間柱の他方の端部との間、および前記１つのプレート部材または一対のプレート部材と前記第１間柱の他方の端部との間には、所定の間隔が確保されていることが好ましい。
【００１３】
また、第１発明および第２発明の好ましい態様によれば、前記履歴減衰部材は、曲げ降伏に先行してせん断降伏が早期に起こるように設計されている。この場合、 前記履歴減衰部材を構成する部分のうち、主として曲げモーメントを負担する部分は一般の建築用鋼材から形成され、主としてせん断力を負担する部分は一般の建築用鋼材よりも実質的に降伏点の低い鋼材から形成されていることが好ましい。さらにこの場合、前記履歴減衰部材は、１つのウェブ部分と一対のフランジ部分とを備えた全体的にＨ形の断面を有し、前記ウェブ部分は、前記平面に沿って配置され、且つ前記降伏点の低い鋼材から形成されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１発明では、制振装置を構成する間柱の一端と一方の梁部材とが剛接合され、その他端と他方の梁部材とがピン接合されている。換言すると、第１発明では、間柱の柱頭または柱脚がピン接合されている。ただし、本明細書において、「ピン接合」とは、一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、この平面内における水平せん断力を伝達するように構成された接合を意味している。
【００１５】
一方、第２発明では、制振装置を構成する間柱が一方の梁部材に剛接合された第１間柱と他方の梁部材に剛接合された第２間柱とから構成され、第１間柱と第２間柱とがピン接合されている。
なお、第１発明および第２発明において、制振装置を構成する間柱の少なくとも一部が、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成されている。すなわち、第２発明では、第１間柱および第２間柱の少なくとも一部が、履歴減衰部材から構成されている。
【００１６】
図１は、従来の両端剛接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。また、図２は、第１発明にしたがう柱頭ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。さらに、図３は、第１発明にしたがう柱脚ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。また、図４は、第２発明にしたがう中間ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。なお、図１〜図４では、各層の間柱が負担するせん断力が例示的に一定となるように設定している。
【００１７】
図１に示すように、従来の間柱タイプの制振装置では間柱の柱頭および柱脚がともに剛接合されているので、各間柱に発生する曲げモーメントはキャンチレバーとしての全体曲げモーメントの影響を受け、下層に配置された間柱では非常に大きな曲げモーメントを負担することがわかる。
これに対して、図２および図３に示すように、第１発明にしたがう制振装置では、間柱の柱頭または柱脚がピン接合されているので、各間柱に発生する曲げモーメントはほぼ同じとなり、下層に配置された間柱では図１に示す従来技術よりもかなり小さい曲げモーメントしか負担しないことがわかる。
【００１８】
また、図４に示すように、第２発明にしたがう制振装置では、間柱の中間部がピン接合されているので、各間柱に発生する曲げモーメントは第１発明の場合よりもさらに小さく（たとえば半分）なることがわかる。
以上のように、本発明の制振装置では、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。その結果、本発明の制振装置が組み込まれた構造物では、たとえば地震により入力された振動エネルギを高い制振効率で履歴エネルギとして吸収し、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
【００１９】
本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第１実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。また、図６は、第１実施例にかかる制振装置が組み込まれた１つの典型的な柱梁架構部を拡大して示す図である。さらに、図７は、第１実施例にかかる制振装置の構成を概略的に示す拡大図である。なお、第１実施例では、柱頭ピン接合間柱タイプの制振装置に本発明を適用している。
【００２０】
第１実施例の制振装置を構成する間柱１は、図５および図６に示すように、複数の柱部材２と複数の梁部材３とから構成された鉄骨ラーメン構造物において、鉛直方向に沿った一連の柱梁架構部に組みこまれている。すなわち、各制振装置は、図６を参照すると、上階の梁部材３ａと下階の梁部材３ｂとの間に取り付けられた間柱の形態をしている。なお、間柱１が取り合う各梁部材は、一対の斜め補強部材４ａおよび４ｂと支柱部材５とによって補強されているが、これら一対の斜め補強部材４および支柱部材５によって補強された梁部材全体（３〜５）が１つの梁部材を構成しているものと考えることができる。
【００２１】
また、制振装置を構成する間柱１の柱頭は上階の梁部材３ａ（厳密には梁部材３ａの支柱部材５）に対してピン接合され、その柱脚は下階の梁部材３ｂに対して剛接合されている。すなわち、ウェブ部分はボルトとプレートとを用いて、フランジ部分は現場溶接により（あるいはボルトとプレートとを用いて）、剛接合されている。
さらに、図７を参照すると、間柱１は、一対のフランジ部分１１ａおよび１１ｂと１つのウェブ部分１２とから構成され、全体的にＨ形の断面を有する。そして、フランジ部分１１ａおよび１１ｂは一般の建築用鋼材から形成され、ウェブ部分１２は一般の建築用鋼材よりもかなり低い降伏点を有する鋼材、すなわち極低降伏点鋼から形成されている。
【００２２】
また、ウェブ部分１２は、図７の紙面の表側において鉛直方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の補剛部材１２ａと、紙面の裏側において水平方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の補剛部材１２ｂとによって補剛されている。したがって、たとえば地震に際して間柱１に面内曲げモーメントと面内水平せん断力とが作用すると、ウェブ部分１２のせん断降伏がフランジ部分１１の曲げ降伏に先行するが、ウェブ部分１２は実質的にせん断座屈することなく安定的な塑性変形により、入力された振動エネルギを履歴エネルギとして消費（吸収）する。
【００２３】
このように、第１実施例では、制振装置を構成する間柱１の全体が履歴減衰部材として構成され、その柱頭が梁部材に対してピン接合されている。なお、上述したように、本発明におけるピン接合とは、面内曲げモーメントを実質的に伝達することなく、せん断力を伝達するような接合である。本発明で要求されるピン接合の性能の特徴は、次のとおりである。
▲１▼ 伝達すべきせん断力が非常に大きい（たとえば数百トン）。
▲２▼ 伝達すべきせん断力の方向が面内水平方向の１つ（ただし向きは双方）だけである。すなわち、他の２つの主軸方向（面内鉛直方向および面外水平方向）に沿って伝達すべきせん断力がない。
▲３▼ ピンとしての所要の面内回転角が非常に小さい（たとえば０．００５ラジアン以下）。
【００２４】
上述の特徴に鑑みて、本実施例では、メタルタッチを利用したピン接合を提案している。図８は、第１実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分（図６のＡ部分）の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
図８に示すように、上階の梁部材３ａの支柱部材５には、制振装置を構成する間柱１へ向かって突出したプレート部材２１が、工場溶接によって取り付けられている。一方、間柱１の柱頭には梁部材３ａへ向かって突出した一対のプレート部材２２および２３が、現場溶接によって取り付けられている。図８（ｂ）に明瞭に示すように、各プレート部材２１〜２３は、水平方向に延びるように配置され、その厚さ方向と鉛直方向とが一致している。
【００２５】
この場合、梁部材３ａ側に取り付けられたプレート部材２１の一方の端面（支圧面）２１ａと間柱１側に取り付けられた一方のプレート部材２２の一方の端面２２ａとがメタルタッチ（当接）するようにプレート部材２２の現場溶接が行われる。また、梁部材３ａ側に取り付けられたプレート部材２１の他方の端面２１ｂと間柱１側に取り付けられた他方のプレート部材２３の一方の端面２３ａとがメタルタッチするようにプレート部材２３の現場溶接が行われる。一対のプレート部材２２および２３の溶接は下向きとなるので、現場溶接の管理は比較的容易である。なお、梁部材３ａ側に取り付けられたプレート部材２１と間柱１との間、および間柱１側に取り付けられた一対のプレート部材２２および２３と梁部材３ａとの間には、所定の間隔（クリアランス）が確保されている。こうして、本実施例のピン接合では、メタルタッチの形成と所定のクリアランスの確保とにより、面内曲げモーメントを実質的に伝達することなく、面内水平方向のせん断力だけを伝達することができる。
【００２６】
以上のように、第１実施例では、制振装置を構成する間柱の柱頭が対向する梁部材に対してピン接合されているので、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。その結果、本実施例の制振装置が組み込まれた構造物では、たとえば地震により入力された振動エネルギを高い制振効率で履歴エネルギとして吸収し、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
【００２７】
図９は、本発明の第２実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。図１０は、第２実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
第２実施例は、第１実施例と類似している。しかしながら、第１実施例では間柱の柱頭がピン接合されているの対し、第２実施例では間柱の柱脚がピン接合されている点が基本的に相違している。そこで、第２実施例では、第１実施例と基本的に同様の構成を有するピン接合を採用しているが、柱脚ピン接合に応じて所要の修正を加えている。
【００２８】
図１０に示すように、下階の梁部材には、制振装置を構成する間柱１へ向かって突出したプレート部材３１が、現場溶接によって取り付けられている。一方、間柱１の柱脚には梁部材へ向かって突出した一対のプレート部材３２および３３が、工場溶接によって取り付けられている。この場合、プレート部材３１の一方の端面３１ａとプレート部材３２の一方の端面３２ａとがメタルタッチし、且つプレート部材３１の他方の端面３１ｂとプレート部材３３の一方の端面３３ａとがメタルタッチするように、プレート部材３１の現場溶接が行われる。プレート部材３１の溶接は下向きとなるので、現場溶接の管理は比較的容易である。
【００２９】
なお、プレート部材３１と間柱１との間、および一対のプレート部材３２および３３と梁部材との間には、第１実施例と同様に、所定のクリアランスが確保されている。こうして、第２実施例のピン接合においても、面内曲げモーメントを実質的に伝達することなく、面内水平方向のせん断力だけを伝達することができる。その結果、第２実施例の場合も、第１実施例と同様に、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。
【００３０】
上述の第１実施例および第２実施例以外にも、様々な変形例が本発明の範囲内において可能である。以下、図１１〜図２１を参照して、本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する。なお、図１１〜図２１において、斜線部は履歴減衰部材を表している（図５および図９においても同様）。また、図１１〜図２１において、丸印はピン接合を表している（図２〜図４、図５および図９においても同様）。
図１１では、制振装置を構成する間柱１の全体が履歴減衰部材から構成され、その柱頭がピン接合されている。第１実施例に対応するタイプである。
【００３１】
図１２では、制振装置を構成する間柱１の全体が履歴減衰部材から構成され、その柱脚がピン接合されている。第２実施例に対応するタイプである。
図１３では、制振装置を構成する間柱１が第１間柱１ａと第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。また、第１間柱１ａの全体および第２間柱１ｂの全体がともに履歴減衰部材から構成されている。
【００３２】
図１４では、制振装置を構成する間柱１の一部（上方部分）だけが履歴減衰部材から構成され、その柱頭がピン接合されている。この場合、図１５に示すように、下階の梁部材に対して一対の斜め補強部材４ａおよび４ｂを付設することもできる。
図１６では、制振装置を構成する間柱１の一部（下方部分）だけが履歴減衰部材から構成され、その柱脚がピン接合されている。この場合、図１７に示すように、上階の梁部材に対して一対の斜め補強部材４ａおよび４ｂを付設することもできる。
【００３３】
図１８では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、下方の第２間柱１ｂの全体だけが履歴減衰部材から構成されている。
図１９では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、上方の第１間柱１ａの全体だけが履歴減衰部材から構成されている。
【００３４】
図２０では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、下方の第２間柱１ｂの一部（上方部分）だけが履歴減衰部材から構成されている。
図２１では、制振装置を構成する間柱１が上方の第１間柱１ａと下方の第２間柱１ｂとから構成され、第１間柱１ａと第２間柱１ｂとがピン接合されている。そして、上方の第１間柱１ａの一部（下方部分）だけが履歴減衰部材から構成されている。
【００３５】
なお、上述の各実施例では、鉄骨ラーメン構造物に本発明の制振装置を適用しているが、鉄骨以外の適当な構造物やラーメン構造以外の他の適当な構造に対しても本発明を適用することができる。
また、上述の各実施例では、せん断降伏先行型の制振装置に本発明を適用しているが、たとえば曲げ降伏先行型の制振装置に対しても本発明を適用することができる。
さらに、上述の各実施例および各変形例に限定されることなく、本発明の範囲内においてさらに様々な変形例が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の制振装置では、負担する曲げモーメントの大きさを良好に抑えつつ、大きなせん断力を負担することができる。その結果、本発明の制振装置が組み込まれた構造物では、たとえば地震により入力された振動エネルギを高い制振効率で履歴エネルギとして吸収し、構造物の揺れを良好に抑えつつ、振動エネルギを早期に減衰させ、柱あるいは大梁などの主架構を健全なまま残すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の両端剛接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図２】第１発明にしたがう柱頭ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図３】第１発明にしたがう柱脚ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図４】第２発明にしたがう中間ピン接合間柱タイプの制振装置が負担する曲げモーメントを模式的に示す図である。
【図５】本発明の第１実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。
【図６】第１実施例にかかる制振装置が組み込まれた１つの典型的な柱梁架構部を拡大して示す図である。
【図７】第１実施例にかかる制振装置の構成を概略的に示す拡大図である。
【図８】第１実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分（図６のＡ部分）の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
【図９】本発明の第２実施例にかかる複数の制振装置が組み込まれた構造物全体をモデル化して示す図である。
【図１０】第２実施例におけるピン接合の構成を概略的に説明する図であって、（ａ）はピン接合部分の拡大図であり、（ｂ）はその斜視図である。
【図１１】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１２】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１３】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１４】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１５】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１６】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１７】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１８】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図１９】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図２０】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【図２１】本発明の基本的なバリエーションについて、網羅的に説明する図である。
【符号の説明】
１ 間柱（制振装置）
２ 柱部材
３ 梁部材
４ 斜め補強部材
５ 支柱部材
１１ フランジ部分
１２ ウェブ部分
２１〜２３ プレート部材
３１〜３３ プレート部材
Claims (9)
- 対向する一対の梁部材の間に取り付けられた間柱の形態を有する制振装置であって、
前記間柱の少なくとも一部は、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成され、
前記間柱の一方の端部と前記一対の梁部材のうちの一方の梁部材とは、前記一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを伝達するように接合され、
前記間柱の他方の端部と前記一対の梁部材のうちの他方の梁部材とは、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達しないように接合され、
前記間柱の他方の端部は、水平方向に沿って間隔を隔てた一対の支圧面を有し、
前記他方の梁部材は、前記一対の支圧面の各々に当接するように形成された一対の支圧面を有し、
前記間柱の一対の支圧面と前記他方の梁部材の一対の支圧面との当接により、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、前記平面内のせん断力を伝達することを特徴とする制振装置。 - 前記間柱の他方の端部は、前記他方の梁部材に向かって突出した一対のプレート部材または１つのプレート部材を有し、
前記他方の梁部材は、前記間柱の他方の端部に向かって突出した１つのプレート部材または一対のプレート部材を有し、
前記一対のプレート部材は、その互いに対向する一対の端面が前記１つのプレート部材の一対の端面と当接するように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。 - 前記一対のプレート部材または１つのプレート部材と前記他方の梁部材との間、および前記１つのプレート部材または一対のプレート部材と前記制振装置の他方の端部との間には、所定の間隔が確保されていることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
- 対向する一対の梁部材の間に取り付けられた間柱の形態を有する制振装置であって、
前記間柱は、前記一対の梁部材のうちの一方の梁部材に対して一方の端部が剛接合された第１間柱と、前記一対の梁部材のうちの他方の梁部材に対して一方の端部が剛接合された第２間柱とを有し、
前記第１間柱の他方の端部と前記第２間柱の他方の端部とは、前記一対の梁部材を含む平面内の曲げモーメントを実質的に伝達しないように接合され、
前記第１間柱および前記第２間柱の少なくとも一部は、構造物に入力された振動エネルギを履歴エネルギとして吸収するための履歴減衰部材から構成され、
前記第１間柱の他方の端部は、水平方向に沿って間隔を隔てた一対の支圧面を有し、
前記第２間柱の他方の端部は、前記一対の支圧面の各々に当接するように形成された一対の支圧面を有し、
前記第１間柱の一対の支圧面と前記第２間柱の一対の支圧面との当接により、前記平面内の曲げモーメントを実質的に伝達することなく、前記平面内のせん断力を伝達することを特徴とする制振装置。 - 前記第１間柱の他方の端部は、前記第２間柱の他方の端部に向かって突出した一対のプレート部材または１つのプレート部材を有し、
前記第２間柱の他方の端部は、前記第１間柱の他方の端部に向かって突出した１つのプレート部材または一対のプレート部材を有し、
前記一対のプレート部材は、その互いに対向する一対の端面が前記１つのプレート部材の一対の端面と当接するように取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の制振装置。 - 前記一対のプレート部材または１つのプレート部材と前記第２間柱の他方の端部との間、および前記１つのプレート部材または一対のプレート部材と前記第１ 間柱の他方の端部との間には、所定の間隔が確保されていることを特徴とする請求項５に記載の制振装置。
- 前記履歴減衰部材は、曲げ降伏に先行してせん断降伏が早期に起こるように設計されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制振装置。
- 前記履歴減衰部材を構成する部分のうち、主として曲げモーメントを負担する部分は一般の建築用鋼材から形成され、主としてせん断力を負担する部分は一般の建築用鋼材よりも実質的に降伏点の低い鋼材から形成されていることを特徴とする請求項７に記載の制振装置。
- 前記履歴減衰部材は、１つのウェブ部分と一対のフランジ部分とを備えた全体的にＨ形の断面を有し、
前記ウェブ部分は、前記平面に沿って配置され、且つ前記降伏点の低い鋼材から形成されていることを特徴とする請求項８に記載の制振装置。
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