JP4819198B2 - Consolidated hardware - Google Patents
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Description
本発明は、複数の対象部材間を連結し、これら対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する連結金物に関する。
本願は、2010年01月13日に、日本に出願された特願2010−005013号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a connecting hardware that connects a plurality of target members and exhibits energy absorption performance according to relative displacement between the target members.
This application claims priority on 2010/01/13 based on Japanese Patent Application No. 2010-005013 for which it applied to Japan, and uses the content for it here.
近年より、防災意識の向上に伴って、地震時の揺れを制震ダンパーによって抑える制震構造を採用した、住宅やマンション等の建築構造物が増えている。この種の制震構造に用いられる制震ダンパーとしては、例えば、鋼材が圧縮・引張時に降伏し、塑性化する履歴にて、振動エネルギーを吸収する鋼材ダンパーが、低コストで大きな減衰性能を発揮できることから、多くの建築構造物で採用されている。鋼材ダンパーの中でも、軸力に抵抗するブレースダンパーは機構が簡単で設計的にも扱いやすいため、最も普及している。 In recent years, with the improvement of disaster prevention awareness, there are an increasing number of building structures such as houses and condominiums that employ a vibration control structure that suppresses vibrations during earthquakes with vibration control dampers. As a damping damper used in this type of damping structure, for example, a steel damper that absorbs vibration energy in the history of steel yielding and plasticizing when compressed and tensioned exhibits high damping performance at low cost. Because it can be used, it is used in many building structures. Among steel dampers, brace dampers that resist axial force are the most popular because they have a simple mechanism and are easy to handle in terms of design.
従来構造としては、例えば、特許文献1に、第1連結部と第2連結部との間に連結された減衰部材が曲げ−せん断降伏するように、この減衰部材の幅寸法をその両端部よりも中央部で小さくした連結金物が提案されている。この連結金物によれば、地震のような繰り返し荷重を受けた場合には、減衰部材の中央部のせん断耐力が上昇し始め、両端部が曲げ降伏して両端ヒンジ状態となり、この両端ヒンジ状態における負担せん断力を略上限耐力とした履歴ループを描いて変形する。このような履歴ループを描くことで、上記連結金物(ダンパー用鋼板)は、履歴吸収エネルギーに応じた減衰効果(履歴減衰)を発揮することが可能となる。 As a conventional structure, for example, in Patent Document 1, the width dimension of the damping member is determined from both ends so that the damping member coupled between the first coupling portion and the second coupling portion undergoes bending-shear yield. There is also proposed a small joint hardware at the center. According to this connection hardware, when a repeated load such as an earthquake is applied, the shear strength of the central part of the damping member starts to increase, both ends bend and yield, and both ends are in a hinge state. It deforms by drawing a hysteresis loop with the applied shear force as the upper limit proof stress. By drawing such a history loop, the connecting hardware (damper steel plate) can exhibit a damping effect (history damping) corresponding to the history absorbed energy.
特許文献2には、振動エネルギーを吸収できるダンピング特性を有する鋼製構造部材が提案されている。この鋼製構造部材は、構造物の骨組の連結に用いられるものであって、H形鋼部材と、このH形鋼部材のウェブにほぼ直交して連結された鋼板とを有し、塑性変形部のウェブが塑性変形することにより、骨組の挙動を弾性挙動範囲内にとどめている。 Patent Document 2 proposes a steel structural member having a damping characteristic capable of absorbing vibration energy. This steel structural member is used for connecting a framework of a structure, and has an H-shaped steel member and a steel plate connected substantially orthogonally to the web of the H-shaped steel member, and is plastically deformed. Since the web of the part is plastically deformed, the behavior of the frame is kept within the elastic behavior range.
特許文献3には、鋼板にスリットを形成した鋼製弾塑性ダンパーが開示されている。この鋼製弾塑性ダンパーは、その中央部における幅寸法が両端部の幅寸法よりも小さい形状を有している。 Patent Document 3 discloses a steel elastic-plastic damper in which a slit is formed in a steel plate. This steel elasto-plastic damper has a shape in which the width dimension at the center is smaller than the width dimension at both ends.
ところで、上述した特許文献1の図1等には、上記ダンパー用鋼板が、その両縁に隣接した各連結用鋼板に取り付けられ、これら2枚の連結用鋼板間を架設する2枚の補強鋼材が上記ダンパー用鋼板の上下端双方に設けられた構成が開示されている。しかしながら、この構成によれば、ダンパー用鋼板や連結用鋼板、補強鋼材といった多数の部材を個別に製作し、さらにこれらを最後に組み立てる構成としていることから、製造労力が過大になり、また材料コストの上昇を招く原因にもなる。 By the way, in FIG. 1 etc. of the above-mentioned Patent Document 1, the above-mentioned damper steel plate is attached to each connecting steel plate adjacent to both edges thereof, and two reinforcing steel members erected between these two connecting steel plates. However, the structure provided in both the upper and lower ends of the said steel plate for dampers is disclosed. However, according to this configuration, a large number of members such as a damper steel plate, a connecting steel plate, and a reinforcing steel material are individually manufactured, and these are assembled last, resulting in excessive manufacturing labor and material costs. It also causes the rise of.
また、この特許文献1における図8〜図10等には、スリットを形成したダンパー用鋼板の側縁を折り曲げた構成が開示されている。かかる構成によれば、ダンパーを構成するスリットと、その側縁との間にある程度の幅寸法を確保していることから、ダンパー用鋼板の変形量が小さな範囲では、このダンパー用鋼板が取り付けられる形鋼の面外変形を抑制することができる。さらに、ダンパー用鋼板の両側縁にフランジ部を有することから、ダンパー用鋼板自身の曲げ剛性も向上できる。しかしながら、この構成では、ダンパー用鋼板の塑性変形が進むことで発生したダンパー内の引張り応力を、このダンパー用鋼板が取り付けられる形鋼自身が直接負担する必要がある。しかしながら、上記形鋼が、面外方向の引張り応力を負担するための剛性と耐力を有していない場合には、上記形鋼が面外変形して、ダンパー用鋼板のエネルギー吸収量が小さくなってしまう虞がある。 Moreover, the structure which bent the side edge of the steel plate for dampers which formed the slit in FIG. 8-10 in this patent document 1 is disclosed. According to such a configuration, a certain amount of width is secured between the slit constituting the damper and the side edge thereof, so that the damper steel plate can be attached within a small deformation amount of the damper steel plate. Out-of-plane deformation of the shape steel can be suppressed. Furthermore, since it has a flange part in the both-sides edge of the steel plate for dampers, the bending rigidity of steel plate itself for dampers can also be improved. However, in this configuration, it is necessary that the section steel to which the damper steel plate is attached directly bears the tensile stress in the damper generated by the plastic deformation of the damper steel plate. However, when the shape steel does not have the rigidity and proof strength to bear the tensile stress in the out-of-plane direction, the shape steel is deformed out of plane, and the energy absorption amount of the damper steel plate is reduced. There is a risk that.
特許文献2に開示の構造では、上記鋼製構造部材が取り付けられる形鋼自身の面外変形を防止するのが困難であるため、同形鋼の面外剛性確保とダンパー端部の剛性確保のために、この形鋼の板厚を厚くする必要があった。また、この特許文献2の開示技術では、多数の部材を個別に製作し、さらにこれらを最後に組み立てる構成としていることから、製造労力が過大になり、また材料コストの上昇を招いていた。 In the structure disclosed in Patent Document 2, it is difficult to prevent out-of-plane deformation of the shape steel to which the steel structural member is attached, so that the out-of-plane rigidity of the same shape steel and the rigidity of the end of the damper are ensured. In addition, it was necessary to increase the thickness of the shape steel. Further, in the disclosed technique of Patent Document 2, since a large number of members are individually manufactured and assembled at the end, the manufacturing labor is excessive and the material cost is increased.
更に特許文献3の開示技術も同様に、上記鋼製弾塑性ダンパーが取り付けられる取付側部材が面外変形しないように、同取付側部材の断面大径化や板厚増加を行う必要があり、材料コストの上昇を招くという問題点があった。また、上記鋼製弾塑性ダンパーと取付側部材の曲げ剛性は小さいという問題点もあった。 Furthermore, the disclosure technique of Patent Document 3 also needs to increase the cross-sectional diameter and increase the plate thickness of the mounting side member so that the mounting side member to which the steel elastic-plastic damper is mounted is not deformed out of plane. There was a problem that the material cost was increased. There is also a problem that the bending rigidity of the steel elasto-plastic damper and the attachment side member is small.
即ち、この特許文献1〜3では、面外剛性、曲げ剛性、エネルギー吸収特性、更には製造労力の全てを向上させることができないという問題点があった。 That is, Patent Documents 1 to 3 have a problem that all of out-of-plane rigidity, bending rigidity, energy absorption characteristics, and manufacturing labor cannot be improved.
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、その目的とするところは、面外剛性、曲げ剛性、及びエネルギー吸収特性の何れについても極めて簡易な構成で向上させることが可能な連結金物を提供することにある。 The present invention has been devised to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to improve any of out-of-plane rigidity, bending rigidity, and energy absorption characteristics with a very simple configuration. It is to provide a connected hardware that is possible.
本発明は,上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
すなわち、
(1)本発明の一態様に係る連結金物は、一対の対象部材間を連結し、これら対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する連結金物であって、前記各対象部材の一方に連結されるウェブと、このウェブの、前記相対変位の方向に交差する交差方向の両端に設けられてかつ、前記各対象部材の他方に連結される一対のフランジからなる第1連結部とを備えた溝形鋼をなし;前記ウェブが、前記交差方向に複数連なって形成されたダンパー片が、前記相対変位に応じて塑性変形することにより、前記エネルギー吸収性能を発揮するダンパー部と、このダンパー部と前記各フランジとの間に設けられた介在部と、複数連なって形成された前記ダンパー片の間に設けられて前記一方の対象部材が連結される第2連結部と、を有し;前記介在部及び前記フランジを含めて割り当てられた一対の枠縁部と、これら枠縁部の、前記相対変位方向の各端部間を架設するように前記ウェブに割り当てられた架設部とを有する。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems and achieve the object.
That is,
(1) connecting hardware according to one embodiment of the present invention connected between a pair of object member, a connecting hardware to exert energy absorption performance in accordance with the relative displacement between these target member, wherein each target member A web connected to one side, and a first connecting portion provided at both ends of the web in a crossing direction intersecting the direction of the relative displacement and including a pair of flanges connected to the other of the target members; a damper unit the web, damper piece formed by continuous multiple in the intersecting direction, by plastic deformation in response to the relative displacement, to exert the energy absorption performance; interposition steel without a having a An intermediate portion provided between the damper portion and the flanges, and a second connecting portion provided between the damper pieces formed in a plurality and connected to the one target member. teeth; before It has a pair of frame edge portion allocated including interposing portion and the flange, these frame edge, and said bridging portion assigned to the web to bridging between the ends of the relative displacement direction.
(2)上記(1)に記載の連結金物では、前記各ダンパー片の、前記交差方向の中央部における幅寸法が、同中央部の両端における幅寸法より小さくてもよい。 (2) In the connecting hardware described in (1) above, the width dimension of each damper piece at the central portion in the intersecting direction may be smaller than the width dimension at both ends of the central portion.
(3)上記(1)に記載の連結金物が、前記ウェブ部を正面視した場合の、前記介在部の幅寸法をsとし、前記ダンパー片の前記介在部側の端部の幅寸法をd2としたときに、下式(1)を満たしてもよい。
√3/4×d2≦s・・・(1)(3) In the connection hardware according to (1), when the web part is viewed from the front, the width dimension of the interposition part is s, and the width dimension of the end part on the interposition part side of the damper piece is d. When set to 2 , the following expression (1) may be satisfied.
√3 / 4 × d 2 ≦ s (1)
(4)上記(1)に記載の連結金物では、前記一方の対象部材に対する連結位置が、前記各ダンパー片間の連設部位に割り当てられていてもよい。 (4) In the connection hardware according to the above (1), the connection position with respect to the one target member may be assigned to a continuous portion between the damper pieces.
(5)上記(1)に記載の連結金物を1対、これら連結金物の前記各フランジの縁部同士を互いに突き合わせて繋げた形状を有し、前記相対変位の方向に垂直な断面で見た場合に矩形状の形鋼をなしている構成を採用してもよい。 (5) A pair of the connecting hardware described in the above (1) has a shape in which the edges of the flanges of the connecting hardware are butted against each other, and viewed in a cross section perpendicular to the direction of the relative displacement. You may employ | adopt the structure which has comprised the rectangular shape steel in a case.
(6)上記(1)〜(5)の何れか1項に記載の連結金物が、変態誘起塑性を有してもよい。 (6) The connection hardware according to any one of (1) to (5) may have transformation-induced plasticity.
(7)上記(6)に記載の連結金物は、その表面に、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、または電着塗装による補強層が形成されていてもよい。 (7) The connection hardware according to (6) may have a reinforcing layer formed on the surface thereof by hot dip galvanization, electrogalvanization, or electrodeposition coating.
上記態様に係る連結金物によれば、各対象部材間の相対的な移動に対するエネルギー吸収特性を向上させることが可能となる。また、枠縁部が各架設部に対して応力を伝達するために、その剛性を向上させる必要があるが、この枠縁部がフランジを含む構成であるため、断面二次モーメントを向上させることができ、枠縁部自身の曲げ剛性を向上させることが可能となる。 According to the connection metal fitting which concerns on the said aspect, it becomes possible to improve the energy absorption characteristic with respect to the relative movement between each object member. Moreover, in order for the frame edge part to transmit stress to each installation part, it is necessary to improve its rigidity. However, since this frame edge part includes a flange, the cross-sectional secondary moment should be improved. It is possible to improve the bending rigidity of the frame edge itself.
また、架設部を設けたことによりウェブ部の面外変形を抑制し、ダンパー片による安定したエネルギー吸収特性を得ることが可能となる。 Further, by providing the erection part, it is possible to suppress the out-of-plane deformation of the web part and to obtain a stable energy absorption characteristic by the damper piece.
更に、上記態様に係る連結金物によれば、これを構成するダンパー部、架設部、枠縁部は何れも一枚の鋼板を加工することにより割り当てられたものであって、各部材を個別に製作して事後的に接合したものではない。このため、各部材を接合したり溶接したりする必要も無くなり、製造労力の負担軽減、材料コストの抑制を図ることが可能となる。 Furthermore, according to the connection metal fitting which concerns on the said aspect, the damper part, erection part, and frame edge part which comprise this are all allocated by processing one steel plate, Comprising: It was not manufactured and joined after the fact. For this reason, it is not necessary to join or weld each member, and it becomes possible to reduce the burden of manufacturing labor and to suppress the material cost.
以下、本発明の各実施形態として、建築構造物を構成する一対の対象部材間に連結され、これら対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する連結金物について、図面を参照しながら詳細に説明をする。 Hereinafter, as each embodiment of the present invention, a connection hardware connected between a pair of target members constituting a building structure and exhibiting energy absorption performance according to relative displacement between the target members will be described with reference to the drawings. Details will be described.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る連結金物1の詳細構造を示す斜視図であり、図2はその平面図であり、図3は図2の紙面左より見た場合の側面図を示している。連結金物1は、長方形状のウェブ2と、このウェブ2の両端である各長辺に一体かつ直角に形成された一対のフランジ3とを有する溝形鋼に形成された、一枚の鋼板である。[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a detailed structure of a connecting hardware 1 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a side view when viewed from the left side of FIG. Is shown. The connecting hardware 1 is a single steel plate formed of channel steel having a rectangular web 2 and a pair of flanges 3 formed integrally and at right angles on each long side of the web 2. is there.
ウェブ2には、複数のスリット孔21が、ウェブ2の板厚方向に貫通するように形成されている。これらスリット孔21は、ウェブ2の長手方向Aと直交する幅方向Bに向けて縦長となるように構成されている。本実施形態では、これらスリット孔21の形状をひし形としているが、ひし形のみに限定されるものではなく、幅方向Bに向けて縦長となる長方形としてもよいし、その他の多角形状、不定形状を採用してもよい。これらスリット孔21は、ウェブ2の幅方向Bに沿って見た場合に所定間隔をおいて2個穿設されているが、この幅方向Bへの穿設個数は2個のみに限らず、3個以上形成してもよい。なお、この幅方向Bに沿って互いに隣接する一対のスリット孔21間は、第2連結部28として割り当られている。各スリット孔21は、ウェブ2の長手方向Aに沿って見た場合には、所定間隔をおいて複数(本実施形態では4個)が列をなして配置されている。 A plurality of slit holes 21 are formed in the web 2 so as to penetrate in the thickness direction of the web 2. These slit holes 21 are configured to be vertically long in the width direction B perpendicular to the longitudinal direction A of the web 2. In the present embodiment, the shape of the slit holes 21 is a rhombus, but is not limited to a rhombus, and may be a rectangle that is vertically long in the width direction B, or other polygonal shapes or indefinite shapes. It may be adopted. Two slit holes 21 are formed at predetermined intervals when viewed along the width direction B of the web 2, but the number of holes in the width direction B is not limited to two, Three or more may be formed. A pair of slit holes 21 adjacent to each other along the width direction B is assigned as a second connecting portion 28. When viewed along the longitudinal direction A of the web 2, a plurality of slit holes 21 (four in the present embodiment) are arranged in a row at a predetermined interval.
また、ウェブ2には、長手方向Aの両端位置に各スリット孔22が形成されている。これらスリット孔22は、各スリット孔21と比較して開口面積がより大きくなっている。これらスリット孔22の幅方向Bの幅寸法は、幅方向Bに2個配列させた各スリット孔21の両端の幅寸法と一致している。また、各スリット孔21が幅方向Bに複数に亘って並べられているのに対して、各スリット孔22はそれぞれ、幅方向Bに長い一つの孔として形成されている。これらスリット孔22の形状はいかなるものであってもよいが、本実施形態では、幅方向Bの略中央部分が長手方向Aの端部に向けて先細りでかつ、長手方向Aに沿って見た場合の寸法が、各スリット孔21の寸法よりも大きくされている。これにより、ウェブ2上で振動吸収を行う際に、第2連結部28の可動域を十分に確保することが可能となり、大地震によりウェブ2の変形量が大きくなる場合においても対応することが可能となっている。また、スリット孔22の、各スリット孔21に隣接する側の縁部22a1は、略菱形に形成されている各スリット孔21の輪郭形状とほぼ線対称となるような形状に形成されている。 The web 2 has slit holes 22 formed at both end positions in the longitudinal direction A. These slit holes 22 have a larger opening area than the slit holes 21. The width dimension of these slit holes 22 in the width direction B matches the width dimension of both ends of each slit hole 21 arranged in the width direction B. Each slit hole 21 is arranged in a plurality in the width direction B, whereas each slit hole 22 is formed as one long hole in the width direction B. The slit hole 22 may have any shape, but in the present embodiment, the substantially central portion in the width direction B is tapered toward the end in the longitudinal direction A and viewed along the longitudinal direction A. The size of the case is larger than the size of each slit hole 21. Thereby, when absorbing vibration on the web 2, it is possible to sufficiently secure the movable range of the second connecting portion 28, and it is possible to cope with the case where the deformation amount of the web 2 increases due to a large earthquake. It is possible. Further, the edge 22a1 on the side adjacent to each slit hole 21 of the slit hole 22 is formed in a shape that is substantially line symmetrical with the outline shape of each slit hole 21 formed in a substantially rhombus shape.
さらに、各スリット孔22の、前記縁部22a1に対向する側の縁部22a2は、上述のように、長手方向Aの端部に向けて鈍角をなして先細りとなっており、さらにそれらの先細りの先端部22a3が、所定寸法(例えば4mm)を有してかつ幅方向Bに沿って平坦な形状を有している。
そして、この縁部22a2の先端部22a3に対向するように、縁部22a1の中央位置に、凸部22a4が形成されている。この凸部22a1の形状としては、例えば、縁部22a1からの突出長さが5mmでかつ幅方向Bに沿った幅寸法が4mmのものを採用することができる。Furthermore, as described above, the edge 22a2 on the side facing each of the edges 22a1 of each slit hole 22 is tapered at an obtuse angle toward the end in the longitudinal direction A, and further, the taper thereof. The front end portion 22a3 has a predetermined dimension (for example, 4 mm) and a flat shape along the width direction B.
And the convex part 22a4 is formed in the center position of edge part 22a1 so that the front-end | tip part 22a3 of this edge part 22a2 may be opposed. As the shape of the convex portion 22a1, for example, a protruding length from the edge portion 22a1 is 5 mm and a width dimension along the width direction B is 4 mm.
この凸部22a4を設けた理由であるが、これは、第2連結部28を対象部材に溶接固定する際に、第2連結部28の、長手方向Aに沿った両端まで確実に溶接することが難しい場合があり、溶接が不十分であるために上記両端より剥がれてしまう虞があるからである。本実施形態のように各第2連結部28の両端を延長するように各凸部22a4を設けることで、より確実な溶接固定を容易に得ることが可能となる。 The reason for providing the convex portion 22a4 is that when the second connecting portion 28 is fixed to the target member by welding, it is surely welded to both ends along the longitudinal direction A of the second connecting portion 28. This is because the welding may be difficult and may be peeled off from both ends due to insufficient welding. By providing each convex part 22a4 so that both ends of each 2nd connection part 28 may be extended like this embodiment, it becomes possible to obtain more reliable welding fixation easily.
また、前記先端部22a3を平坦形状とした理由であるが、これは、平たい前記凸部22a4の先端形状に合わせたためである。このような平坦形状を採用することにより、架設部31の中央部の断面丈d0(図2参照)を、平坦部が無い場合よりも大きく取ることが可能となる。その結果、架設部31の剛性をより高くすることが可能となるので好ましい。The reason is that the tip 22a3 has a flat shape because it matches the tip of the flat convex portion 22a4. By adopting such a flat shape, the cross-sectional height d 0 (see FIG. 2) of the central portion of the erection portion 31 can be made larger than when there is no flat portion. As a result, the rigidity of the erection part 31 can be further increased, which is preferable.
なお、各スリット21,22の幅方向Bに沿った各端部は、ウェブ2とその両端にある各フランジ3との境界線から間隔sだけウェブ2内面側に離間していることが必須である。すなわち、前記介在部2Xの幅寸法と等しい間隔sだけ、各スリット21,22の各端部が、各フランジ3からウェブ2の内面側に離間している。 In addition, it is essential that each edge part along the width direction B of each slit 21 and 22 is spaced apart from the boundary line of the web 2 and each flange 3 in the both ends by the space | interval s to the web 2 inner surface side. is there. That is, the end portions of the slits 21 and 22 are separated from the flanges 3 toward the inner surface side of the web 2 by an interval s equal to the width dimension of the interposition portion 2X.
上述のような形状及び配置で各スリット孔21,22を形成することにより、ウェブ2には、複数のダンパー部26が形成されている。図4は、各ダンパー部26の詳細形状を示している。 A plurality of damper portions 26 are formed in the web 2 by forming the slit holes 21 and 22 in the shape and arrangement as described above. FIG. 4 shows the detailed shape of each damper portion 26.
ダンパー部26は、図4中の点線で囲まれている2つのダンパー片25を有している。これらダンパー片25は、長手方向Aに隣接する一対のスリット21間或いは長手方向Aに隣接するスリット21,22間に設けられている。各ダンパー片25は、その長手方向Aへの相対変位に応じて塑性変形することにより、エネルギー吸収機能を発揮する。これらダンパー片25は、幅方向Bに沿って2個が連設されている。これらダンパー片25は、幅方向Bの両端部が、ウェブ2とその両端にある各フランジ3との境界線から間隔sだけウェブ2内面側に離間していることが必要である。 The damper part 26 has two damper pieces 25 surrounded by a dotted line in FIG. These damper pieces 25 are provided between a pair of slits 21 adjacent to each other in the longitudinal direction A or between slits 21 and 22 adjacent to each other in the longitudinal direction A. Each damper piece 25 exhibits an energy absorbing function by being plastically deformed in accordance with the relative displacement in the longitudinal direction A thereof. Two of these damper pieces 25 are continuously provided along the width direction B. These damper pieces 25 are required to have both end portions in the width direction B separated from the boundary line between the web 2 and each flange 3 at both ends thereof by an interval s toward the inner surface side of the web 2.
ダンパー片25は、各スリット孔21が上述したように略菱形を有していることから、幅方向Bに沿った中央部における断面丈d1が、その両端における断面丈d2よりも小さくなっている。また幅方向Bに沿って互いに隣接する一対のダンパー片25間は、第2連結部28を介して連設されている。なお、長手方向Aに沿って連なる各第2連結部28と、これらの両端に位置する一対の前記凸部22a4とが、前記対象部材への固定部分となっており、本実施形態では溶接による固定を前提としているため、ボルト孔が形成されていない。ただし、その固定は溶接のみに限定されるものではないから、ボルト孔を形成しておき、ボルト等の固定部材により固定するようにしてもよい。Since each slit hole 21 has a substantially rhombus as described above, the damper piece 25 has a cross-sectional height d 1 at the center along the width direction B smaller than a cross-sectional height d 2 at both ends thereof. ing. A pair of damper pieces 25 adjacent to each other along the width direction B are connected via a second connecting portion 28. In addition, each 2nd connection part 28 continued along the longitudinal direction A and a pair of said convex part 22a4 located in these both ends become the fixing | fixed part to the said object member, and it is by welding in this embodiment. Since it is assumed to be fixed, bolt holes are not formed. However, since the fixing is not limited only to welding, a bolt hole may be formed and fixed by a fixing member such as a bolt.
前記間隔sは、ダンパー片25の両端部における断面丈d2に対し、下記(1)式を満たしても良い。
√3/4×d2≦s・・・(1)
また、ダンパー片25の形状については、ダンパー片25の中央部の断面丈d1と両端部の断面丈d2との関係が下記(2)式を満たしても良い。
L:ダンパー片25の幅方向Bに沿った長さ(mm)
d1:ダンパー片25の中央部における断面丈(mm)
d2:ダンパー片25の両端部における断面丈(mm)The interval s may satisfy the following expression (1) with respect to the cross-sectional height d 2 at both ends of the damper piece 25.
√3 / 4 × d 2 ≦ s (1)
Further, the shape of the damper piece 25, the relationship between the cross-sectional height d 2 of the sectional length d 1 and both ends of the central portion of the damper piece 25 may satisfy the following equation (2).
L: Length of the damper piece 25 along the width direction B (mm)
d 1 : Section height (mm) at the center of the damper piece 25
d 2 : Section height (mm) at both ends of the damper piece 25
ダンパー片25の形状が上記(2)式を満たす場合は、ダンパー片25の中央部と両端部とがほぼ同時に曲げせん断降伏し、塑性変形領域がダンパー片25の全域に拡大し、ダンパー片25のエネルギー吸収量が増加することとなる。また、ダンパー片25の塑性変形領域が拡大することで、塑性化後の耐力上昇も抑えることができる。 When the shape of the damper piece 25 satisfies the above equation (2), the central portion and both end portions of the damper piece 25 are bent and sheared almost simultaneously, and the plastic deformation region expands to the entire area of the damper piece 25. The amount of energy absorption increases. In addition, since the plastic deformation region of the damper piece 25 is expanded, an increase in yield strength after plasticization can be suppressed.
図2に示すように、本実施形態の連結金物1には、一対の枠縁部32が設けられている。これら枠縁部32は、フランジ3と、ウェブ2におけるフランジ3に近接する部位とにより構成される。ここで、ウェブ2におけるフランジ3に近接する部位とは、ウェブ2の幅方向Bの端部からスリット孔21の端部に至るまでの間隔sで示される領域である介在部2Xを意味する。即ち、この枠縁部32は、ダンパー部26の幅方向Bの端部からフランジ3を含むまでの領域に対して割り当てられたものである。 As shown in FIG. 2, a pair of frame edges 32 are provided on the connection hardware 1 of the present embodiment. These frame edge portions 32 are configured by the flange 3 and a portion of the web 2 adjacent to the flange 3. Here, the part close to the flange 3 in the web 2 means the interposition part 2X which is an area indicated by the interval s from the end of the web 2 in the width direction B to the end of the slit hole 21. That is, the frame edge portion 32 is assigned to a region from the end portion in the width direction B of the damper portion 26 to the flange 3.
また、本実施形態の連結金物1には、そのウェブ2に一対の架設部31が割り当てられている。これら架設部31は、長手方向Aの各端部において前記一対の枠縁部32間を架設するように、ウェブ2上に割り当てられている。これら架設部31は、幅方向Bに沿って略中央部分が狭小化されており、これによりダンパー片25の長手方向Aに沿った稼働領域が確保されている。なお、この架設部31と枠縁部32との境界であるが、以下の説明においては、便宜上、間隔sを示す直線よりもフランジ3側が枠縁部32であり、幅方向Bの中央側が架設部31と定義する。 In addition, a pair of erection portions 31 are assigned to the web 2 in the connection hardware 1 of the present embodiment. These installation parts 31 are allocated on the web 2 so as to install between the pair of frame edge parts 32 at each end in the longitudinal direction A. These erected portions 31 have a substantially central portion that is narrowed along the width direction B, thereby securing an operating region along the longitudinal direction A of the damper piece 25. In addition, although it is a boundary between the erection part 31 and the frame edge part 32, in the following description, the flange 3 side is the frame edge part 32 from the straight line indicating the interval s, and the center side in the width direction B is erection for convenience. Part 31 is defined.
なお、連結金物1を構成するダンパー部26、架設部31、枠縁部32は、何れも一枚の鋼板を加工することにより割り当てられたものであって、それぞれ独立したユニットを製作して事後的に連結したのではない。
図1に示すように、各フランジ3には、その長手方向Aに沿って複数(本実施形態では4つ)の雌ネジ穴3aが等間隔をおいてその板厚方向に貫通するように形成されている。これら雌ネジ穴3aには、この連結金物1を対象部材にフランジ3において固定する際の固定部材(例えば後述のドリルネジ57)が螺着される。なお、本実施形態では各フランジ3の取り付けをドリルネジ57により行うものとしているが、この構成のみに限らず、溶接により固定してもよい。
なお、本実施形態におけるフランジ3の形状は、図3に示したように、鋼板の側縁を折り曲げた形状を採用しているが、この他に、例えば同図の視線で見た場合に、ウェブ2に対して垂直をなすT字形状にしてもよい。The damper part 26, the erection part 31, and the frame edge part 32 constituting the connection hardware 1 are all assigned by processing a single steel plate, and each of the independent parts is manufactured after the fact. It was not connected.
As shown in FIG. 1, a plurality (four in this embodiment) of female screw holes 3a are formed in each flange 3 along the longitudinal direction A so as to penetrate in the plate thickness direction at equal intervals. Has been. A fixing member (for example, a drill screw 57 to be described later) for fixing the coupling metal 1 to the target member at the flange 3 is screwed into the female screw holes 3a. In the present embodiment, the flanges 3 are attached by the drill screws 57. However, the present invention is not limited to this configuration and may be fixed by welding.
In addition, as shown in FIG. 3, the shape of the flange 3 in this embodiment employs a shape obtained by bending the side edge of the steel plate. A T-shape that is perpendicular to the web 2 may be used.
上述の如き構成からなる連結金物1を使用する場合には、振動エネルギーを吸収するための対象部材に取り付けて使用する。具体的には、各フランジ3を第1連結部とし、上述したように幅方向Bに隣接するスリット21間を第2連結部28とし、これら第1連結部及び第2連結部28それぞれを対象部材に取り付ける。 When the connecting hardware 1 having the above-described configuration is used, it is used by being attached to a target member for absorbing vibration energy. Specifically, each flange 3 is a first connecting portion, and the slit 21 adjacent in the width direction B is a second connecting portion 28 as described above, and each of the first connecting portion and the second connecting portion 28 is an object. Attach to the member.
すなわち、前記第1連結部である各フランジ3を、一方の対象部材に連結し、第2連結部28を他方の対象部材に連結する。 That is, each flange 3 that is the first connecting portion is connected to one target member, and the second connecting portion 28 is connected to the other target member.
図5,6は、連結金物1で一対の対象部材間を連結した例を示している。この例では、一方の対象部材を溝形鋼169とし、他方の対象部材をアンカーボルト91に連結される鋼管92としている。 5 and 6 show an example in which a pair of target members are connected by the connecting hardware 1. In this example, one target member is a channel steel 169, and the other target member is a steel pipe 92 connected to the anchor bolt 91.
以下、図5,6の連結構造の組立について説明する。
まず、鋼管92を一対の連結金物1間に挟み込み、それぞれの第2連結部28において、例えば溶接等により固定する。
続いて、上述のようにして組み上げた部品を、溝形鋼169内に通した状態で、複数のドリルネジ57により固定する。
最後に、鋼管92内にアンカーボルト91を挿通させ、さらにこのアンカーボルト91の上下よりナット105が鋼管92の上下端に当接するまで螺合させることで、上記連結構造が組み上がる。Hereinafter, assembly of the connection structure shown in FIGS.
First, the steel pipe 92 is sandwiched between the pair of connecting hardwares 1 and fixed at each second connecting portion 28 by, for example, welding.
Subsequently, the parts assembled as described above are fixed by a plurality of drill screws 57 while being passed through the channel steel 169.
Finally, the anchor bolt 91 is inserted into the steel pipe 92, and the nut 105 is screwed from above and below the anchor bolt 91 until it contacts the upper and lower ends of the steel pipe 92, thereby assembling the above connecting structure.
上記構成を備えるエネルギー吸収構造では、上述した対象部材が、アンカーボルト91に連結された鋼管92と、溝形鋼169とに相当する。即ち、この溝形鋼169が例えば、各種建築構造物や、スチールハウス等の薄型軽量形鋼構造物等の柱部材などに適用される場合、一方の対象部材であるアンカーボルト91が図中の部材軸方向Cに向けて変位することになる。その結果、これら対象部材(アンカーボルト91、溝形鋼169)の間に介装されている連結金物1の第2連結部28にも部材軸方向Cに沿ってせん断応力が負荷され、曲げモーメントも同様に負荷される。 In the energy absorbing structure having the above configuration, the above-described target member corresponds to the steel pipe 92 connected to the anchor bolt 91 and the channel steel 169. That is, when this grooved steel 169 is applied to, for example, various building structures, pillar members such as thin and light shaped steel structures such as steel houses, the anchor bolt 91 as one target member is shown in the figure. It is displaced toward the member axial direction C. As a result, the second connecting portion 28 of the connecting hardware 1 interposed between these target members (anchor bolt 91, channel steel 169) is also subjected to a shearing stress along the member axial direction C, and a bending moment. Is similarly loaded.
連結金物1の応力ベクトル分布の一例として、図7に示すようなベクトル分布が挙げられる。第1連結部としての各フランジ3に、同図中に示す長手方向Aに沿った応力σAが負荷されることから、この応力σAが枠縁部32に負荷されることになる。また、第2連結部28に対しては、図中の長手方向Aにおいて応力σBが負荷される。連結金物1は、このような応力σA,σBが負荷された結果、架設部31に対して応力σCが負荷されることになる。また、応力σA,σBに基づいて、ダンパー片25においては、このダンパー片25自身が大きく変形することによって、曲げモーメントとせん断力の他に、応力σDが作用する。この応力σDの作用により、ダンパー片25には引張り応力が発生する。As an example of the stress vector distribution of the connecting hardware 1, a vector distribution as shown in FIG. Each flange 3 of the first coupling part, since the stress sigma A along the longitudinal direction A shown in the figure are loaded, so that the stress sigma A is loaded to the frame edge portion 32. Further, a stress σ B is applied to the second connecting portion 28 in the longitudinal direction A in the drawing. As a result of the stresses σ A and σ B being applied to the connecting hardware 1, the stress σ C is applied to the installation part 31. Further, in the damper piece 25 based on the stresses σ A and σ B , the damper piece 25 itself is greatly deformed, so that the stress σ D acts in addition to the bending moment and the shearing force. By the action of the stress sigma D, tensile stress is generated in the damper piece 25.
応力σA,σBが負荷されると、先ず、各ダンパー片25が曲げモーメントとせん断力を受けて降伏する。各スリット孔21を幅方向Bに向けて長径化させたことにより、各対象部材間の相対変位に応じてダンパー片25が相対変位方向(長手方向Aに同じ)に沿って曲げせん断降伏することが可能である。また、各対象部材間において長手方向Aに沿った相対変位が繰り返し生じると、これに応じて各ダンパー片25が塑性化し、その結果として各ダンパー片25によるエネルギー吸収が実現される。各ダンパー片25の塑性変形量が大きくなると、各ダンパー片25には、曲げモーメントとせん断力の他に、上記の引張り力(σDとは逆向きの応力)が発生し始める。When the stresses σ A and σ B are applied, first, each damper piece 25 is subjected to a bending moment and a shearing force to yield. By increasing the diameter of each slit hole 21 in the width direction B, the damper piece 25 bends and yields along the relative displacement direction (same as the longitudinal direction A) according to the relative displacement between the target members. Is possible. In addition, when relative displacement along the longitudinal direction A repeatedly occurs between the target members, the damper pieces 25 are plasticized accordingly, and as a result, energy absorption by the damper pieces 25 is realized. When plastic deformation of each damper piece 25 is increased, each damper piece 25, in addition to the bending moment shear tensile force of the (stress opposite to the sigma D) begins to occur.
本実施形態では一対の架設部31を設けていることから、各ダンパー片25に発生した引張り応力は、各枠縁部32を介して、各架設部31に作用することとなる。これら架設部31は、応力σCに相当する抵抗力を有しているので、ダンパー片25に発生した引張り応力は架設部31で負担することが可能となる。すなわち、連結金物1における長手方向Aの両端(架設部31)の幅寸法が縮んでしまうのを防ぐことが出来る。In the present embodiment, since the pair of erection parts 31 are provided, the tensile stress generated in each damper piece 25 acts on each erection part 31 via each frame edge part 32. Since these erection parts 31 have a resistance equivalent to the stress σ C , it is possible to bear the tensile stress generated in the damper piece 25 by the erection part 31. That is, it is possible to prevent the width dimension of both ends (the erection portion 31) in the longitudinal direction A of the connection hardware 1 from being reduced.
なお、架設部31の中央部の断面丈d0(図2参照)に関しては、下記(3)式を満足するようなd0の値を採用しても良い。ただし、本実施形態では、架設部31の中央部の断面丈d0を特に下記(3)式の範囲のみに限定するものではない。
d0:架設部31の中央部の断面丈(mm)
e:長手方向Aの両端位置にあるダンパー部26の端部から架設部31の中央断面部の中心までの距離(mm)
n:長手方向Aに沿って連設されたダンパー片25の段数(図7の場合はn=5)
t:連結金物1の板厚(mm)
Zp:枠縁部32の塑性断面係数(mm3)Regarding the cross-sectional length d 0 of the central portion of the bridging portion 31 (see FIG. 2) may be adopted a value of d 0 that satisfies the following equation (3). However, in the present embodiment is not particularly limited only to the scope of the following expression (3) a cross-section length d 0 of the central portion of the bridging portion 31.
d 0 : sectional height (mm) of the central portion of the erection part 31
e: Distance (mm) from the end portion of the damper portion 26 at both end positions in the longitudinal direction A to the center of the central cross section of the erection portion 31
n: The number of stages of the damper pieces 25 arranged along the longitudinal direction A (n = 5 in the case of FIG. 7)
t: Plate thickness (mm) of the connecting hardware 1
Z p : Plastic section modulus of frame edge portion 32 (mm 3 )
上記(3)式を満たすように架設部31の中央部の断面丈d0を設定することで、架設部31が枠縁部32よりも先に崩壊することは無くなり、ダンパー片25に発生した引張り応力を安定的に負担することができる。また、架設部31の中央部の断面丈d0を、ダンパー片25の中央部の断面丈d1の1.5倍以上に設定すれば、架設部31が破断すること無く安定的に上記応力を負担することができる。なお、ダンパー片25から架設部31までの距離eは、ダンパー片25に想定される長手方向Aの塑性変形量の最大値以上に設定すれば良い。By setting the cross-sectional height d 0 of the central part of the erection part 31 so as to satisfy the above expression (3), the erection part 31 does not collapse before the frame edge part 32 and is generated in the damper piece 25. A tensile stress can be stably borne. Also, without stably the stress to the section length d 0 of the central portion of the bridging portion 31 is set to be more than 1.5 times the cross section length d 1 of the central portion of the damper piece 25, installing portion 31 is broken Can bear. The distance e from the damper piece 25 to the installation part 31 may be set to be equal to or greater than the maximum value of the amount of plastic deformation in the longitudinal direction A assumed for the damper piece 25.
仮に架設部31が存在しない場合の連結金物1を図8Aに示す。この場合、同図に示すように、上記応力σA,σBが負荷されると、ダンパー片25において発生した応力σDを架設部31で支持することができなくなる。その結果、ダンパー片25は、幅方向Bにおいて縮んでしまい、図8Bに示すように、連結金物1を構成する形鋼が図中D方向に向けて面外変形してしまう。FIG. 8A shows the connection hardware 1 when the installation part 31 is not present. In this case, as shown in the figure, when the stresses σ A and σ B are applied, the stress σ D generated in the damper piece 25 cannot be supported by the installation portion 31. As a result, the damper piece 25 shrinks in the width direction B, and as shown in FIG. 8B, the section steel constituting the connection hardware 1 is deformed out of plane in the direction D in the figure.
一方、架設部31を設けた本実施形態では、このような面外変形を抑制し、ダンパー片25により安定的にエネルギーを吸収することが可能となる。 On the other hand, in the present embodiment in which the installation portion 31 is provided, such out-of-plane deformation can be suppressed and energy can be stably absorbed by the damper piece 25.
また、本実施形態の連結金物1によれば、上述したように各枠縁部32を備えている。特にこれら枠縁部32は、架設部31に対して応力を伝達する必要があるため、十分な剛性と耐力を有する必要がある。かかる点において、この枠縁部32は、フランジ3を含むものとして構成している。すなわち、図9A中のドットを付した領域がこの枠縁部32であり、これが応力伝達経路となるが、フランジ3の存在により断面二次モーメントを向上させることができ、枠縁部32自身の曲げ剛性と塑性断面係数とを向上させることが可能となる。 Moreover, according to the connection metal fitting 1 of this embodiment, each frame edge part 32 is provided as mentioned above. In particular, since these frame edge portions 32 need to transmit stress to the erection portion 31, they need to have sufficient rigidity and strength. In this respect, the frame edge portion 32 is configured to include the flange 3. That is, the region with dots in FIG. 9A is the frame edge 32, which becomes a stress transmission path, but the cross-sectional secondary moment can be improved by the presence of the flange 3, and the frame edge 32 itself It is possible to improve the bending rigidity and the plastic section modulus.
これに対して、枠縁部32にフランジ3が形成されていない図9Bの如き形態では、ドットで示す応力伝達経路が平板として構成されることになり、曲げ剛性と曲げ耐力が十分に確保できない。曲げ剛性と曲げ耐力が低いと、架設部31へ伝えられるべき応力が枠縁部32の曲げ変形に費やされてしまい、架設部31への応力伝達が著しく損なわれる。この場合、枠縁部32の曲げ変形を抑制するための前記応力伝達経路を確保するためには、枠縁部32の剛性をさらに補う必要が生じ、製造労力が過大となってしまう。 On the other hand, in the configuration as shown in FIG. 9B in which the flange 3 is not formed on the frame edge portion 32, the stress transmission path indicated by the dots is configured as a flat plate, and sufficient bending rigidity and bending strength cannot be ensured. . If the bending rigidity and the bending strength are low, the stress to be transmitted to the erection part 31 is consumed for the bending deformation of the frame edge part 32, and the stress transmission to the erection part 31 is significantly impaired. In this case, in order to secure the stress transmission path for suppressing the bending deformation of the frame edge portion 32, it is necessary to further supplement the rigidity of the frame edge portion 32, and the manufacturing labor is excessive.
図10は、枠縁部32にフランジ3を含む場合(図9Aに示した本実施形態の場合)と、フランジ3を含まない場合(図9Bに示した比較例の場合)とについて、枠縁部32の各剛性(曲げ剛性、ねじり剛性)の理論値と、枠縁部32の弾性曲げ変形によるエネルギー損失量の理論値との比率を示したものである。縦軸にはその比率を示し、横軸は、枠縁部32のフランジ幅長hoを枠縁部32の離間距離sで除算した値を示したものである。図10には、離間距離sを一定にして、フランジ幅長hoを様々に変化させた場合の結果が示される。図10の横軸の値が0の場合が、枠縁部32にフランジが無い場合を示しており、縦軸は、これを基準値(=1)としている。 FIG. 10 shows the frame edge when the frame edge portion 32 includes the flange 3 (in the case of the present embodiment shown in FIG. 9A) and when the flange 3 is not included (in the comparative example shown in FIG. 9B). The ratio between the theoretical value of each rigidity (bending rigidity and torsional rigidity) of the portion 32 and the theoretical value of the energy loss due to the elastic bending deformation of the frame edge portion 32 is shown. The vertical axis represents the ratio, and the horizontal axis represents the value obtained by dividing the flange width length ho of the frame edge 32 by the separation distance s of the frame edge 32. FIG. 10 shows the results when the flange width length ho is variously changed while the separation distance s is constant. The case where the value of the horizontal axis in FIG. 10 is 0 indicates a case where the frame edge portion 32 has no flange, and the vertical axis indicates this as a reference value (= 1).
図10より、枠縁部32のフランジ幅長hoが大きくなるほど、枠縁部32の弾性曲げ剛性と弾性ねじり剛性が共に大きくなることが解る。これより、枠縁部32の弾性変形を抑制し、安定的な応力伝達が可能となる。また、枠縁部32の弾性曲げ変形と弾性ねじり変形を抑制することで、ダンパー部25に塑性変形を集中させることができる。その結果、ダンパー部25のエネルギー吸収を効率的に行うことができる。図10に示すように、例えば枠縁部32のフランジ幅長hoを枠縁部32の離間距離sの1.5倍に設けることで、その枠縁部32の弾性曲げ変形によって発生するエネルギー吸収の損失量を40%程度低減することが可能となる。 From FIG. 10, it can be seen that as the flange width length ho of the frame edge portion 32 increases, both the elastic bending rigidity and the elastic torsional rigidity of the frame edge portion 32 increase. Accordingly, elastic deformation of the frame edge portion 32 is suppressed, and stable stress transmission is possible. Further, by suppressing the elastic bending deformation and elastic torsional deformation of the frame edge portion 32, the plastic deformation can be concentrated on the damper portion 25. As a result, the energy absorption of the damper part 25 can be performed efficiently. As shown in FIG. 10, for example, by providing the flange width length ho of the frame edge 32 to 1.5 times the separation distance s of the frame edge 32, energy absorption generated by elastic bending deformation of the frame edge 32 is achieved. Loss amount can be reduced by about 40%.
枠縁部32のフランジ幅長hoが大きくなるほど、枠縁部32の曲げ剛性とねじり剛性は大きくなり、連結金物1のエネルギー吸収性能も向上する。一方で、枠縁部32を溝型鋼169のフランジ部102に取り付けるためには、結果的にフランジ3の幅長hoは制限されることとなり、さらにダンパー用鋼板としての経済性も踏まえると、フランジ幅長hoは、枠縁部32の離間距離sの1.5〜2.0倍に設定しておけば安定的な応力伝達が可能となる。 As the flange width length ho of the frame edge portion 32 increases, the bending rigidity and torsional rigidity of the frame edge portion 32 increase, and the energy absorption performance of the connecting hardware 1 also improves. On the other hand, in order to attach the frame edge portion 32 to the flange portion 102 of the grooved steel 169, as a result, the width length ho of the flange 3 is limited, and further considering the economical efficiency as a damper steel plate, If the width ho is set to 1.5 to 2.0 times the separation distance s of the frame edge 32, stable stress transmission is possible.
上述の枠縁部32を備える本実施形態の連結金物1では、ダンパー用鋼板内にフランジ3を有する枠縁部32を設けたことで、一枚の鋼板でエネルギー吸収と応力伝達機構とを両立させることが可能となる。その結果、この連結金物1の製造労力、コストを低減させつつ枠縁部32の曲げ剛性とねじり剛性を向上させて、さらに連結金物1自身のエネルギー吸収量も増大させることが可能となる。 In the connection hardware 1 of this embodiment provided with the above-mentioned frame edge part 32, by providing the frame edge part 32 which has the flange 3 in the steel plate for dampers, energy absorption and a stress transmission mechanism are made compatible with one steel plate. It becomes possible to make it. As a result, it is possible to improve the bending rigidity and torsional rigidity of the frame edge portion 32 while reducing the manufacturing labor and cost of the connecting hardware 1 and further increase the energy absorption amount of the connecting hardware 1 itself.
更に本実施形態の連結金物1を構成するダンパー部26、架設部31、枠縁部32は、何れも、一枚の鋼板を加工することにより割り当てられたものであって、それぞれ独立したユニットを事後的に接合したものではない。このため、各部材を接合したり溶接したりする必要も無くなり、製造労力の負担軽減、材料コストの抑制を図ることが可能となる。 Furthermore, the damper part 26, the erection part 31, and the frame edge part 32 which comprise the connection metal fitting 1 of this embodiment are all allocated by processing one steel plate, Comprising: Each unit is independent. It was not joined after the fact. For this reason, it is not necessary to join or weld each member, and it becomes possible to reduce the burden of manufacturing labor and to suppress the material cost.
また、本実施形態では、スリット21,22の幅方向Bの各端部が、フランジ3から間隔sだけ離間していることを必須としている。これにより、連結金物1としての剛性を向上させることができる、以下、その剛性向上について検証を行ったので説明をする。 Further, in the present embodiment, it is essential that the end portions in the width direction B of the slits 21 and 22 are separated from the flange 3 by the interval s. Thereby, the rigidity as the connection metal fitting 1 can be improved. Hereinafter, since the rigidity improvement was verified, it will be described.
図11A及び11Bは、間隔s(介在部2X)の有無による効果を検証するための試験体を示している。図11Aは、せん断区間が無い試験体121を示し、また図11Bはせん断区間のある試験体122を示している。これら試験体121,122に対して、その左右両端を把持し、図中E方向に向けて繰り返し荷重を負荷する試験を行った。その結果、図11A,11Bに示すようなせん断応力と曲げモーメントが各試験体121、122において発生することになる。 11A and 11B show a test body for verifying the effect of the presence or absence of the interval s (intervening portion 2X). FIG. 11A shows a test body 121 without a shearing section, and FIG. 11B shows a test body 122 with a shearing section. These test bodies 121 and 122 were subjected to a test in which both left and right ends were gripped and a load was repeatedly applied in the direction E in the figure. As a result, shear stress and bending moment as shown in FIGS. 11A and 11B are generated in each of the test bodies 121 and 122.
次に、この繰り返し荷重を負荷した各試験体121,122について、それぞれ初期剛性を測定した。この初期剛性は、試験体121,122における図中E方向への変形量δdと、P/Pyとの関係から求める。このP/Pyは、これら試験体121,122に実際に負荷した荷重Pと、この試験体121,122の降伏荷重Pyとから求められる。Next, the initial stiffness of each of the test bodies 121 and 122 loaded with this repeated load was measured. The initial stiffness, and deformation amount [delta] d to figure E direction in the specimen 121 is obtained from the relationship between P / Py. The P / Py is obtained from the load P actually applied to the test bodies 121 and 122 and the yield load Py of the test bodies 121 and 122.
図12は、間隔sを有する試験体122における変形量δd(mm)を横軸とし、またP/Pyを縦軸にとったグラフを示している。P/Pyは、±1.0を超える範囲において変動し、また変形量δdの最大は、7mm程度であることが分かる。また、この図12より、面積の大きなヒステレリスのループが描かれており、大きな履歴減衰が得られることが分かる。この図12の傾向から、初期剛性(kN/mm)は、ヒステレリスのループの最初の立ち上がり角度から求める。FIG. 12 shows a graph in which the amount of deformation δ d (mm) in the test body 122 having the interval s is on the horizontal axis and P / Py is on the vertical axis. P / Py is varied in a range of more than ± 1.0, and the maximum deformation amount [delta] d is found to be about 7 mm. In addition, FIG. 12 shows that a hysteresis loop having a large area is drawn, and a large hysteresis attenuation is obtained. From the tendency of FIG. 12, the initial stiffness (kN / mm) is obtained from the initial rising angle of the hysteresis loop.
このような方法に基づいて初期剛性を求めた結果、間隔sの無い試験体121の初期剛性は37.5(kN/mm)であり、一方、間隔sのある試験体122の初期剛性は75.0(kN/mm)であった。即ち、間隔sのある試験体122の初期剛性は、間隔sの無い試験体121と比較して、2倍も上昇していることが確認された。従って、間隔sを設けることにより、連結金物1の剛性をより向上させることが可能となる。 As a result of obtaining the initial stiffness based on such a method, the initial stiffness of the test body 121 without the interval s is 37.5 (kN / mm), while the initial stiffness of the test body 122 with the interval s is 75. 0.0 (kN / mm). That is, it was confirmed that the initial stiffness of the test body 122 with the interval s was increased by a factor of two compared to the test body 121 without the interval s. Therefore, by providing the interval s, the rigidity of the connection hardware 1 can be further improved.
[第2実施形態]
図13は、本発明の第2実施形態に係る連結金物301の詳細構造を示す斜視図である。以下の説明においては、上記第1実施形態との相違点を中心に説明し、その他の同一構成要素に関しては同一符号を用いてそれらの説明を省略する。[Second Embodiment]
FIG. 13 is a perspective view showing a detailed structure of the connection hardware 301 according to the second embodiment of the present invention. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be used for other same components, and the description thereof will be omitted.
本実施形態の連結金物301は、上記第1実施形態における一対のスリット孔22の形状に対し、一部が異なっている。すなわち、図13に示すように、本実施形態のスリット孔22Aでは、前記縁部22a1に前記凸部22a4が形成されておらず、縁部22a1の中央22A4が完全に先細りとなっている。また、縁部22a2も、平坦な前記先端部22a3が形成されておらず、縁部22a2の中央22A3が完全に先細りとなっている。 The connection hardware 301 of the present embodiment is partially different from the shape of the pair of slit holes 22 in the first embodiment. That is, as shown in FIG. 13, in the slit hole 22A of the present embodiment, the convex portion 22a4 is not formed on the edge portion 22a1, and the center 22A4 of the edge portion 22a1 is completely tapered. Also, the edge 22a2 is not formed with the flat tip portion 22a3, and the center 22A3 of the edge 22a2 is completely tapered.
本実施形態のスリット孔22Aと、上記第1実施形態におけるスリット孔22との相違点を、図14を参照して説明する。なお、図14の(a)が上記第1実施形態におけるスリット孔22を示し、(b)が本実施形態におけるスリット孔22Aを示す。
図14の(a)に示すスリット孔22の場合、第2連結部28の確実な溶接固定と、幅広な断面丈d0の確保による架設部31の剛性強化を得ることができる。
一方、図14の(b)に示すスリット孔22Aの場合、前記凸部22a4や平坦な前記先端部22a3が無い分、各ダンパー部26の変形量をより大きく確保することができる。すなわち、上記第1実施形態に係る連結金物1の変形量をSt1とし、本実施形態に係る連結金物301の変形量をSt2とした場合、St2>St1となり、連結金物301の方がより高いエネルギー吸収性能を発揮することができる。なお、本実施形態の場合、前記凸部22a4を備える代わりに、ボルト固定により第2連結部28の固定を行うようにすれば、溶接性の問題を生じることがない。Differences between the slit hole 22A of the present embodiment and the slit hole 22 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 14A shows the slit hole 22 in the first embodiment, and FIG. 14B shows the slit hole 22A in the present embodiment.
For slit 22 shown in (a) of FIG. 14, it is possible to obtain reliable welded and second connecting portions 28, the rigidity strengthening installing portion 31 by securing the wide cross-section length d 0.
On the other hand, in the case of the slit hole 22A shown in FIG. 14 (b), the amount of deformation of each damper portion 26 can be further ensured because there is no convex portion 22a4 or flat tip portion 22a3. That is, when the deformation amount of the connection hardware 1 according to the first embodiment is St1, and the deformation amount of the connection hardware 301 according to the present embodiment is St2, St2> St1, and the connection hardware 301 has higher energy. Absorption performance can be demonstrated. In the case of the present embodiment, if the second connecting portion 28 is fixed by bolts instead of providing the convex portions 22a4, the problem of weldability does not occur.
[第3実施形態]
図15は、本発明の第3実施形態に係る連結金物401のフランジ3Aの部分拡大斜視図である。以下の説明においては、上記第1実施形態との相違点を中心に説明し、その他の同一構成要素に関しては同一符号を用いてそれらの説明を省略する。[Third Embodiment]
FIG. 15 is a partially enlarged perspective view of the flange 3A of the connection hardware 401 according to the third embodiment of the present invention. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be used for other same components, and the description thereof will be omitted.
本実施形態では、フランジ3Aとして、その先端を裏側に折り返した、折り返し部39を形成している。このような折り返し部39を形成させることにより、フランジ3Aの実質的な板厚を増加させることが可能となる。その結果、枠縁部32における曲げ剛性を更に向上させることが可能となる。また、このような折り返し部39を形成することにより、ドリルねじ40を螺着させる際の傾倒を防止することもでき、施工性を向上させることも可能となる。より具体的に言うと、フランジ3Aの外側部分と折り返し部39との双方を貫通するように雌ネジ穴3aを形成しておく。そして、フランジ3Aを対象部材に固定する際に、2つの雌ネジ穴3aの双方にドリルねじ40を螺着させることで、ドリルネジ40がその長手方向において2点支持されるので、ドリルねじ40の傾倒を防止することができる。 In the present embodiment, a folded portion 39 is formed as the flange 3 </ b> A with its tip folded back to the back side. By forming such a folded portion 39, the substantial plate thickness of the flange 3A can be increased. As a result, the bending rigidity at the frame edge portion 32 can be further improved. Moreover, by forming such a folding | returning part 39, the tilting at the time of screwing the drill screw 40 can also be prevented, and it becomes possible to improve workability. More specifically, the female screw hole 3a is formed so as to penetrate both the outer portion of the flange 3A and the folded portion 39. When fixing the flange 3A to the target member, the drill screw 40 is supported at two points in the longitudinal direction by screwing the drill screw 40 into both of the two female screw holes 3a. Tilt can be prevented.
[第4実施形態]
図16は、本発明の第4実施形態に係る連結金物501の斜視図である。以下の説明においては、上記第1実施形態との相違点を中心に説明し、その他の同一構成要素に関しては同一符号を用いてそれらの説明を省略する。[Fourth Embodiment]
FIG. 16 is a perspective view of a connecting hardware 501 according to the fourth embodiment of the present invention. In the following description, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be used for other same components, and the description thereof will be omitted.
本実施形態の連結金物501は、溝形鋼を適用する代わりに、図16に示すように断面矩形状の形鋼を採用している。すなわち、本実施形態の連結金物501は、上記第1実施形態で説明した連結金物1を1対、これら連結金物1の各フランジ3の縁部同士を互いに突き合わせて繋げた形状を有し、相対変位の方向である長手方向Aに垂直な断面で見た場合に、矩形状の形鋼をなしている。
本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることが出来る。さらに、本実施形態によれば、2枚の連結金物1を2回に分けて取り付ける代わりに、1つの連結金物501を1回で取り付けることができるので、施工性が良い。しかも、2枚の連結金物1間の位置合わせが不要である点からも、施工性が良い。
さらに言うと、第2連結部28に連結される対象部材のねじりに対して、より高い抵抗力を発揮させることが可能である。As shown in FIG. 16, the connecting hardware 501 of the present embodiment employs a steel having a rectangular cross section as shown in FIG. That is, the connecting hardware 501 of the present embodiment has a shape in which a pair of the connecting hardware 1 described in the first embodiment and the edges of the flanges 3 of the connecting hardware 1 are abutted to each other and connected to each other. When viewed in a cross section perpendicular to the longitudinal direction A, which is the direction of displacement, a rectangular shaped steel is formed.
According to this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to this embodiment, instead of attaching the two connecting hardware 1 in two steps, one connecting hardware 501 can be attached in one time, so that the workability is good. And workability is also good from the point that the alignment between the two connection hardware 1 is unnecessary.
Furthermore, it is possible to exert a higher resistance against torsion of the target member connected to the second connecting portion 28.
以上説明の第1〜第4実施形態において説明した連結金物1,301,401,501の材質としては、所謂、低合金系鋼材(TRIP鋼)を採用することが好ましい。このTRIP鋼は、常温時の鋼材中に意図的に高炭素濃度のオーステナイト相を残留させて、オーステナイト相がマルテンサイト変態することで、高強度で大きな伸び性能を発現する変態誘起塑性効果(TRIP効果)を発揮する低合金系鋼材である。このTRIP鋼としては、例えば、熱間圧延で製造されており、その化学成分が、いずれも重量%で、Cが10.5×10−2、Siが139.3×10−2、Mnが137×10−2、Pが9×10−3、Sが1×10−3、Niが1×10−3、Crが20×10−3であり、また結晶組織は主相がフェライト、第二相がベイナイトと残留オーステナイトから形成されているものが例示できる。低合金であり、溶接性にも優れ、また高価なCr、Ni、Mnなどの元素の重量%も低いことから、変態誘起塑性を有する建築ダンパーとしての連結金物1,301,401,501をより安価に製作することが可能となる。As the material of the connecting hardware 1, 301, 401, 501 described in the first to fourth embodiments described above, it is preferable to employ a so-called low alloy steel (TRIP steel). This TRIP steel intentionally leaves an austenite phase with a high carbon concentration in the steel material at room temperature, and the austenite phase undergoes martensitic transformation, thereby producing a transformation-induced plastic effect (TRIP) that exhibits high strength and large elongation performance. This is a low-alloy steel material that exhibits an effect). As this TRIP steel, for example, it is manufactured by hot rolling, and the chemical components thereof are all by weight%, C is 10.5 × 10 −2 , Si is 139.3 × 10 −2 , and Mn is 137 × 10 −2 , P is 9 × 10 −3 , S is 1 × 10 −3 , Ni is 1 × 10 −3 , Cr is 20 × 10 −3 , and the crystal structure is ferrite, An example in which two phases are formed from bainite and retained austenite can be exemplified. Since it is a low alloy, excellent in weldability, and has a low weight% of expensive elements such as Cr, Ni, Mn, etc., the connecting hardware 1,301, 401, 501 as a construction damper having transformation-induced plasticity is more It can be manufactured at low cost.
図17に示すように、TRIP鋼は、降伏強度が430N/mm2以上であり、降伏強度と伸びの積が130N/mm2以上である。このような降伏強度、および、降伏強度と伸びの積の閾値は、どちらも、従来の建築制震ダンパー用鋼板において高降伏強度とエネルギー吸収性能が最も優れた高降伏点鋼のデータ(サンプル数n=51749)を用いて、これらのデータの95.5%上限信頼限界値を超える値に設定されている。従来の建築制震ダンパー用鋼板(高降伏点鋼、極低降伏点鋼、低降伏点鋼)は、上記2つの閾値を同時に満たさないので、既存の建築制震ダンパー用鋼板よりも、高強度でかつ大きなエネルギー吸収量を発揮することが出来る。
すなわち、連結金物1,301,401,501は、従来のせん断ダンパーと比較して、より小型化(鋼板量の削減化)され、さらにエネルギー吸収量も大きくすることが可能となる。As shown in FIG. 17, TRIP steel has a yield strength of 430 N / mm 2 or more, and a product of yield strength and elongation is 130 N / mm 2 or more. Both the yield strength and the threshold value of the product of yield strength and elongation are the data of high yield point steel with the highest yield strength and energy absorption performance of conventional steel plates for building vibration control (number of samples). n = 51749), which is set to a value exceeding the 95.5% upper reliability limit value of these data. Conventional steel plates for building dampers (high yield point steel, extremely low yield point steels, low yield point steels) do not satisfy the above two thresholds at the same time, so they are stronger than existing steel plates for building dampers And can exhibit a large amount of energy absorption.
That is, the connecting hardware 1,301, 401, 501 can be further downsized (reduced steel plate amount) and the energy absorption amount can be increased as compared with the conventional shear damper.
また、免震装置内のエネルギー吸収部材として開発された、TRIP効果を有する従来のオーステナイト系ステンレス鋼棒よりも高降伏強度でかつ低合金で、また、炭素鋼との電蝕の恐れも無いので、エネルギー吸収部49の小型化と製造コスト大幅削減、耐食性向上にも寄与できる。
なお、引張強度が590N/mm2以上のTRIP鋼板(サンプル数n=495)では、降伏強度の平均値は478N/mm2、降伏強度と伸びの積の平均値は175N/mm2である。このTRIP鋼の統計データの68.3%下限信頼限界値は、降伏強度が463N/mm2、降伏強度と伸びの積が164N/mm2、また、95.5%下限信頼限界値は、降伏強度が448N/mm2、降伏強度と伸びの積が152N/mm2、さらに、99.7%下限信頼限界値は、降伏強度が433N/mm2、降伏強度と伸びの積が141N/mm2である。したがって、引張強度が590N/mm2以上で変態誘起塑性を有するTRIP鋼については、特別な処理・工程を鋼材に施すこと無く、好ましい要件である、降伏強度が430N/mm2以上でかつ、降伏強度と伸びの積が130N/mm2以上を満足することができる。
例えば、連結金物1は、図18に示すように、降伏強度(応力)と伸び(歪み)が高降伏点鋼よりも大きい特性を有している。In addition, it has been developed as an energy absorbing member in seismic isolation devices, has higher yield strength and lower alloy than conventional austenitic stainless steel rods with TRIP effect, and there is no risk of electrical corrosion with carbon steel. Further, it is possible to contribute to the downsizing of the energy absorbing portion 49, the significant reduction in manufacturing cost, and the improvement of corrosion resistance.
Note that in a TRIP steel plate (number of samples n = 495) having a tensile strength of 590 N / mm 2 or more, the average value of yield strength is 478 N / mm 2 , and the average value of products of yield strength and elongation is 175 N / mm 2 . The 68.3% lower confidence limit of the statistical data of TRIP steels, yield strength 463N / mm 2, the product of the yield strength and elongation 164n / mm 2, also is 95.5% lower confidence limit value, the yield strength 448N / mm 2, yield strength and elongation of the product is 152N / mm 2, further 99.7% lower confidence limit value, the yield strength of 433N / mm 2, yield strength and the product of elongation 141N / mm 2 It is. Accordingly, for TRIP steel having a tensile strength of 590 N / mm 2 or more and transformation-induced plasticity, the yield strength is 430 N / mm 2 or more, which is a preferable requirement, without applying special treatment / process to the steel material. The product of strength and elongation can satisfy 130 N / mm 2 or more.
For example, as shown in FIG. 18, the connecting hardware 1 has characteristics that yield strength (stress) and elongation (strain) are larger than those of high yield point steel.
以上説明のように、連結金物1,301,401,501の素材として、変態誘起塑性を有するとともに、降伏強度が430N/mm2以上700N/mm2以下でかつ、この降伏強度と伸びとの積が130N/mm2以上250N/mm2以下であるTRIP鋼を用いた場合、単位体積あたりのエネルギー吸収量を従来の極低降伏点鋼や高降伏点鋼よりも大きくでき、エネルギー吸収性能を向上できる。さらには、自己損傷抑制機能を有するTRIP鋼を用いているため、耐亀裂発生特性と耐亀裂進展特性を向上でき、また溶接性も向上できる。As described above, as the material of the coupling hardware 1,301,401,501, and having a transformation-induced plasticity, and yield strength of 430N / mm 2 or more 700 N / mm 2 or less, the product of this yield strength and elongation If but using TRIP steel is 130N / mm 2 or more 250 N / mm 2 or less, the energy absorption amount per unit volume can be increased than the conventional extremely low yield steel and high yield point steels, improve energy absorption performance it can. Furthermore, since TRIP steel having a self-damage suppressing function is used, crack resistance and crack growth characteristics can be improved, and weldability can also be improved.
なお、上記降伏強度としては、440N/mm2以上650N/mm2以下であることがより好ましく、さらには450N/mm2以上600N/mm2以下であることが最も好ましい。
同様に、上記の、降伏強度と伸びとの積としては、145N/mm2以上240N/mm2以下であることがより好ましく、さらには160N/mm2以上230N/mm2以下であることが最も好ましい。
TRIP鋼の上記降伏強度の上限値を700N/mm2とし、さらに降伏強度と伸びの積に関する上限値を250N/mm2としたが、その理由は、以下の通りである。すなわち、これら上限値を上回るTRIP鋼を用いた場合、特性のばらつきが大きくなり、製造困難になる。さらに、連結金物と、この連結金物を取付ける対象部材との間における強度的なバランスを維持することが困難になり、その結果として適切な構造設計を行うことができなくなる。このような理由により、上記上限値を規定した。As the above-mentioned yield strength is more preferably 440 N / mm 2 or more 650 N / mm 2 or less, and most preferably further is 450 N / mm 2 or more 600N / mm 2 or less.
Similarly, the above description, as the product of the yield strength and elongation, more preferably 145N / mm 2 or more 240 N / mm 2 or less, most even more is 160 N / mm 2 or more 230N / mm 2 or less preferable.
The upper limit value of the yield strength of TRIP steel was set to 700 N / mm 2, and the upper limit value related to the product of the yield strength and the elongation was set to 250 N / mm 2 for the following reason. That is, when TRIP steel exceeding these upper limit values is used, the dispersion of characteristics becomes large, and manufacturing becomes difficult. Furthermore, it becomes difficult to maintain a strong balance between the connecting hardware and the target member to which the connecting hardware is attached, and as a result, an appropriate structural design cannot be performed. For this reason, the above upper limit is specified.
さらに、連結金物1,301,401,501の表面に溶融亜鉛めっき、または、電気亜鉛めっき、または、電着塗装による補強層を形成した場合、時効硬化により降伏比を大きくすることができ、降伏後の耐力上昇を抑えることができる。さらには、防蝕効果も副次的に得られるので、より長寿命を得ることができる。また、めっき処理などにより降伏強度を上げることができるので、めっき処理しないものと同様の降伏強度を維持しつつ鋼板使用量を減らすことができ、更なる小型化や軽量化を図れる。 Furthermore, when a reinforced galvanized, electrogalvanized, or electrodeposition-coated reinforcing layer is formed on the surface of the connecting hardware 1,301,401,501, the yield ratio can be increased by age hardening, yielding Later increase in yield strength can be suppressed. Furthermore, since the anticorrosion effect is also obtained as a secondary effect, a longer life can be obtained. Further, since the yield strength can be increased by plating treatment or the like, the amount of steel sheet used can be reduced while maintaining the same yield strength as that not subjected to plating treatment, and further miniaturization and weight reduction can be achieved.
以下、本発明の各実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
[実施例1]
本実施例1では、連結金物の形状及び材質がエネルギー吸収量に与える影響を調べた。すなわち、(a)図19に示すように前記介在部2Xの無い形状を有するとともに非TRIP鋼(析出強化鋼)をその素材とする比較例である連結金具500と、(b)図1で説明した本発明構造を適用するとともにTRIP鋼をその素材とする本実施例である上記連結金具1とを用意した。
本実施例の連結金具1の素材であるTRIP鋼は、変態誘起塑性を有するとともに、降伏強度が430N/mm2以上700N/mm2以下でかつ、この降伏強度と伸びとの積が130N/mm2以上250N/mm2以下である。また、比較例である連結金具500の引張強度(降伏強度)のレベルは上記実施例とほぼ同じであるが、降伏強度と伸びの積が実施例1よりも小さい。[Example 1]
In Example 1, the influence of the shape and material of the connecting hardware on the amount of energy absorption was examined. That is, (a) a connection fitting 500 which is a comparative example using a non-TRIP steel (precipitation strengthened steel) as a raw material and having a shape without the interposition part 2X as shown in FIG. 19, and (b) described in FIG. The above-described connecting metal fitting 1 which is the present embodiment using TRIP steel as a raw material was prepared.
TRIP steel is a material connecting fitting 1 of this example was found to have a transformation-induced plasticity, yield strength 430N / mm 2 or more 700 N / mm 2 or less and the product is 130N / mm between the yield strength and elongation 2 or more and 250 N / mm 2 or less. Moreover, the level of the tensile strength (yield strength) of the connection fitting 500 which is a comparative example is substantially the same as that of the above embodiment, but the product of the yield strength and the elongation is smaller than that of the first embodiment.
これら比較例及び本実施例のそれぞれについて繰返漸増試験を行った結果を、図20の(a)及び(b)に示す。なお、図20の(a)が比較例の試験結果であり、(b)が本実施例の試験結果を示す。
図20の(a)及び(b)を対比して解るように、(b)に示す本実施例では、荷重−変形曲線が、面積の大きなヒステレシスのループを描き、エネルギー吸収性能が向上している。また、繰り返し描かれるループの総面積を累積エネルギー吸収量として算出したところ、本実施例の連結金具1は、比較例の連結金具500に比較して剛性が2.0倍に増大し、なおかつエネルギー吸収量が4.1倍に増大していることが確認された。この大幅な性能向上は、連結金具1の形状と、素材としてTRIP鋼を用いたこととの組合せによる相乗効果として得られたものである。The results of repeated gradual increase tests for each of these comparative examples and this example are shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b). 20A shows the test result of the comparative example, and FIG. 20B shows the test result of the present example.
As can be seen by comparing (a) and (b) of FIG. 20, in the present embodiment shown in (b), the load-deformation curve draws a large hysteresis loop, and the energy absorption performance is improved. Yes. Further, when the total area of the loops drawn repeatedly was calculated as the accumulated energy absorption amount, the connection fitting 1 of this example increased in rigidity by 2.0 times compared to the connection fitting 500 of the comparative example, and energy was reduced. It was confirmed that the amount of absorption increased 4.1 times. This significant performance improvement is obtained as a synergistic effect by the combination of the shape of the connecting metal fitting 1 and the use of TRIP steel as a material.
[実施例2]
本実施例2では、エネルギー吸収量に対する前記補強層の影響を調べた。すなわち、図1で説明した上記連結金具1に溶融めっき処理を施して前記補強層を形成した本実施例と、図1で説明した上記連結金具1に前記補強層を形成しない比較例とを用意した。
これら比較例及び本実施例のそれぞれについて低サイクル疲労試験を行った結果である荷重−変形曲線を、図21に示す。この図21において、灰色の履歴が本実施例を示し、黒い履歴が比較例を示している。
低サイクル疲労試験の結果、溶融亜鉛めっき処理、電気めっき処理、電着塗装処理のいずれの処理を施しても、降伏強度、降伏比(YR)、降伏強度×伸びの値が比較例よりも大きくなることが確認された。具体的には、本実施例の連結金具1は、比較例に比べて、エネルギー吸収量が1.4倍に増加することが確認された。この更なる性能向上は、連結金具1の形状と、素材としてTRIP鋼を用いたことと、補強層を設けたことと、の3つの組合せによる相乗効果として得られたものである。[Example 2]
In Example 2, the influence of the reinforcing layer on the amount of energy absorption was examined. That is, the present embodiment in which the connecting layer 1 described in FIG. 1 is subjected to a hot dipping process to form the reinforcing layer and the comparative example in which the reinforcing layer is not formed in the connecting member 1 described in FIG. 1 are prepared. did.
FIG. 21 shows a load-deformation curve which is a result of conducting a low cycle fatigue test for each of these comparative examples and this example. In FIG. 21, the gray history indicates the present example, and the black history indicates the comparative example.
As a result of the low cycle fatigue test, the yield strength, yield ratio (YR), and yield strength x elongation values are larger than those of the comparative examples, regardless of whether hot dip galvanizing, electroplating or electrodeposition coating is applied. It was confirmed that Specifically, it was confirmed that the amount of energy absorption of the connecting metal fitting 1 of this example increased by 1.4 times compared to the comparative example. This further performance improvement is obtained as a synergistic effect by the combination of the shape of the connecting metal fitting 1, the use of TRIP steel as a material, and the provision of a reinforcing layer.
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の各実施形態中に記載したが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。すなわち、本発明は、技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた各実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができる。 Although the best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been described in the above embodiments, the present invention is not limited to these. That is, the present invention allows those skilled in the art to make various modifications to the embodiments described above in terms of shape, material, quantity, and other detailed configurations without departing from the scope of the technical idea and object. Can do.
本発明によれば、面外剛性、曲げ剛性、及びエネルギー吸収特性の何れについても極めて簡易な構成で向上させることが可能な連結金物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a connecting hardware that can improve any of out-of-plane rigidity, bending rigidity, and energy absorption characteristics with a very simple configuration.
1,301,401,501 連結金物
2 ウェブ
2X 介在部
3,3A フランジ
21,22,22A スリット孔
25 ダンパー片
26 ダンパー部
28 第2連結部
31 架設部
32 枠縁部
57 ドリルネジ
91 アンカーボルト
92 鋼管
105 ナット
169 溝形鋼DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,301,401,501 Connection metal | hardware 2Web 2X Interposition part 3,3A Flange 21,22,22A Slit hole 25 Damper piece 26 Damper part 28 2nd connection part 31 Construction part 32 Frame edge part 57 Drill screw 91 Anchor bolt 92 Steel pipe 105 Nut 169 Channel steel
Claims (7)
前記各対象部材の一方に連結されるウェブと、このウェブの、前記相対変位の方向に交差する交差方向の両端に設けられてかつ、前記各対象部材の他方に連結される一対のフランジからなる第1連結部とを備えた溝形鋼をなし;
前記ウェブが、
前記交差方向に複数連なって形成されたダンパー片が、前記相対変位に応じて塑性変形することにより、前記エネルギー吸収性能を発揮するダンパー部と、
このダンパー部と前記各フランジとの間に設けられた介在部と、
複数連なって形成された前記ダンパー片の間に設けられて前記一方の対象部材が連結される第2連結部と、
を有し;
前記介在部及び前記フランジを含めて割り当てられた一対の枠縁部と、
これら枠縁部の、前記相対変位方向の各端部間を架設するように前記ウェブに割り当てられた架設部とを有する;
ことを特徴とする連結金物。A connecting hardware that connects a pair of target members and exhibits energy absorption performance according to the relative displacement between these target members,
A web connected to one of the respective target members, the web, and provided at both ends of a direction crossing the direction of the relative displacement, a pair of flanges which are connected to the other of each of said target member A channel steel with a first connecting part ;
The web
The damper piece formed in a row in the intersecting direction is plastically deformed according to the relative displacement, thereby exhibiting the energy absorption performance,
An intervening portion provided between the damper portion and each flange;
A second connecting portion that is provided between the damper pieces formed in a plurality and connected to the one target member;
Having
A pair of frame edges assigned including the interposition part and the flange;
These frame edges, and a said bridging portion assigned to the web to bridging between the ends of the relative displacement direction;
Connected hardware characterized by that.
√3/4×d2≦s・・・(1)When viewed from the front of the web portion, the width dimension of the intervening portion and s, the width of the end portion of the intermediate portion side of the damper piece is taken as d 2, satisfying the following formula (1) The connection metal fitting according to claim 1 characterized by things.
√3 / 4 × d 2 ≦ s (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019135660A1 (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-11 | 고려대학교 산학협력단 | Strip-type steel damper having reduced cross section part |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5765187B2 (en) * | 2011-10-28 | 2015-08-19 | 新日鐵住金株式会社 | Vibration control device |
JP6348085B2 (en) * | 2014-09-29 | 2018-06-27 | 大和ハウス工業株式会社 | Seismic control structure of wooden buildings |
DE102019201682A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | Maurer Engineering Gmbh | Structural damper with at least one at least partially ladder-like shear damping part |
JP7237698B2 (en) * | 2019-03-29 | 2023-03-13 | オークマ株式会社 | Cutting tools |
US20220173474A1 (en) * | 2019-03-29 | 2022-06-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Power supply device, electric vehicle and power storage device provided with said power supply device, and fastening member for power supply device |
CN112343197B (en) * | 2020-10-20 | 2022-03-15 | 汕头大学 | Staged energy-consumption buckling-restrained brace system and process based on paper folding structure |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01203543A (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-16 | Kajima Corp | Elasto-plastic damper |
JPH1181738A (en) * | 1997-09-09 | 1999-03-26 | Kajima Corp | Steel made elasto-plastic damper coated with paint |
JP2008308911A (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Satou:Kk | Diagonal support device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4959934A (en) * | 1988-01-27 | 1990-10-02 | Kajima Corporation | Elasto-plastic damper for use in structure |
JP2940890B2 (en) * | 1991-11-29 | 1999-08-25 | 鹿島建設株式会社 | Elasto-plastic damper mounting structure |
JP2813122B2 (en) * | 1993-12-09 | 1998-10-22 | 株式会社熊谷組 | Elasto-plastic damper |
TWM242534U (en) * | 2002-12-17 | 2004-09-01 | Yan-Bo Wang | An universal structure of non-welding anti-quake device |
US8511025B2 (en) * | 2008-01-24 | 2013-08-20 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Metal joint and building comprising the same |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01203543A (en) * | 1988-02-05 | 1989-08-16 | Kajima Corp | Elasto-plastic damper |
JPH1181738A (en) * | 1997-09-09 | 1999-03-26 | Kajima Corp | Steel made elasto-plastic damper coated with paint |
JP2008308911A (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Satou:Kk | Diagonal support device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019135660A1 (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-11 | 고려대학교 산학협력단 | Strip-type steel damper having reduced cross section part |
Also Published As
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