JP6143082B2 - ブレースダンパー - Google Patents

Description

本発明は、建物などの構造物にブレースとして設置されるとともに構造物の振動エネルギーを吸収するダンパーとしても機能するブレースダンパーに関する。

地震や強風などに対する構造物の応答性を低減させるために、構造物の要所にダンパーを設置することが行われている。近年の構造物の地震被害では、ブレースの座屈による被害が多く見られることから、その対抗策として、例えば特許文献１や特許文献２に開示されたブレースダンパーの使用が広く検討されている。

これらに開示されたブレースダンパーは、帯板状の鋼板からなるブレース芯材と、このブレース芯材を両側から挟みこむように配置された一対の溝形鋼（狭持部材）と、溝形鋼のフランジ部同士をブレース芯材を跨いで連結するカバープレート（接続部材）とを備えている。
ブレース芯材の長手方向の中間部には、両端部よりも小さな断面となるように形成された降伏部が形成されている。ブレースダンパーが長手方向に所定以上の力を受けたときに降伏部が降伏することで減衰効果を発揮し、ブレースダンパーに作用する振動エネルギーを吸収することができる。

特開２００９−０１９４２５号公報 特許第３９４１０２８号公報

近年、ブレースダンパーの高性能化に伴い、ブレースダンパーの長手方向における高耐力化が望まれている。ブレースダンパーの高耐力化を実現するためには、芯材の長手方向に直交する面による断面積を大きくする必要がある。この面による断面形状が長方形である芯材の断面積を大きくするには、芯材の板厚を大きくするか、幅を大きくする方法が考えられる。芯材の幅を大きくする場合、ブレースダンパーの外形寸法が大きくなり、意匠上好ましくないうえに、設置スペースも広く必要になるという問題がある。一方で、芯材の板厚を大きくする場合、鋼材を製造する会社であるミルメーカーの規格による制約を受け、芯材の価格が割高となる。特に、芯材に低降伏点鋼を使用する場合には、大臣認定された低降伏点鋼の最大厚さが４０ｍｍであり、厚さが４０ｍｍを越える場合には対応できない。

芯材の長手方向に直交する面による断面形状を十字状にした場合、芯材の幅を大きくせずに断面積を拡大できる。この場合、芯材と芯材に対して直交する方向に延びる部材とは、溶接により接合することになる。このため、ブレースダンパーの両端部が接合された構造物が振動したときにこの接合部分にひずみや応力が集中し、ブレースダンパーの耐疲労性能が劣化する。
また、芯材を厚さ方向に重ねた場合には、複数の芯材の座屈を拘束するのに必要な力である補剛力が増加する恐れがある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、長手方向の耐力を増加させつつ補剛力が増加するのを抑えたブレースダンパーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のブレースダンパーは、長手方向の中央部が板状であって、前記長手方向に直交する断面積が前記長手方向のそれぞれの端部よりも前記長手方向の前記中央部の方が狭く、前記中央部が互いに同一の断面形状に形成されて前記中央部の厚さ方向に重ねられた少なくとも２以上の芯材と、少なくとも２以上の前記芯材の前記中央部を前記厚さ方向に挟むように配置された一対の狭持部材と、一対の前記狭持部材における少なくとも２以上の前記芯材における前記中央部の幅方向の一方の端部同士を少なくとも２以上の前記芯材を跨いで固定するとともに、前記幅方向の他方の端部同士を少なくとも２以上の前記芯材を跨いで固定する一対の接続部材と、を備え、少なくとも２以上の前記芯材は、前記長手方向の一方の前記端部同士が固定されるとともに、前記長手方向の他方の前記端部同士が固定され、少なくとも２以上の前記芯材の座屈モードが同じであることを特徴としている。

また、上記のブレースダンパーにおいて、少なくとも２以上の前記芯材の前記端部における互いに接触する面には、摩擦面処理が施されていることがより好ましい。
また、上記のブレースダンパーにおいて、少なくとも２以上の前記芯材の前記中央部同士は接続されていないことがより好ましい。
また、上記のブレースダンパーにおいて、それぞれの前記芯材は、前記長手方向の位置によらず前記幅方向の長さが等しいことがより好ましい。

本発明のブレースダンパーによれば、長手方向の耐力を増加させつつ補剛力が増加するのを抑えることができる。

本発明の第１実施形態のブレースダンパーの要部の側面図である。 図１中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。 図１中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。 圧縮荷重を作用させたときの同ブレースダンパーの変形を模式的に示す図である。 圧縮荷重を作用させたときの同ブレースダンパーの変形を模式的に示す図である。 圧縮荷重を作用させたときの比較例のブレースダンパーの変形を模式的に示す図である。 圧縮荷重を作用させたときの比較例のブレースダンパーの変形を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態のブレースダンパーの要部の側面図である。 図８中の切断線Ａ３−Ａ３の断面図である。 図８中の切断線Ａ４−Ａ４の断面図である。 同ブレースダンパーに関連する実験結果を説明する図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係るブレースダンパーの第１実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜異ならせてある。
図１から図３に示すように、本実施形態のブレースダンパー１は、板状に形成されて自身の厚さ方向Ｄに重ねられた２つの芯材１０、２０と、芯材１０、２０の長手方向Ｆの中央部１０ａ、２０ａを厚さ方向Ｄに挟むように配置された一対の溝形鋼（狭持部材）３１、３２と、溝形鋼３１、３２における芯材１０、２０の幅方向Ｅの一方の端部同士、他方の端部同士をそれぞれ固定するカバープレート（接続部材）３３、３４とを備えている。

芯材１０は、板状部材１１の長手方向Ｆの一方側および他方側に、板状部材１１に直交するように補強板１２（一方の補強板１２は不図示。）をそれぞれ固定させて構成されている。
板状部材１１は、長手方向Ｆの位置によらず厚さ方向Ｄの長さ（以下、単に「厚さ」と称する。）が等しく、かつ、幅方向Ｅの長さ（以下、単に「幅」と称する。）が等しい。板状部材１１は、厚さよりも、長手方向Ｆの長さ（以下、単に「長さ」と称する。）や幅の方が長い。
補強板１２は板状部材１１の長手方向Ｆの一方側および他方側のみに固定されているため、板状部材１１の長手方向Ｆの中央部は、芯材１０の中央部１０ａとなる。
補強板１２は、板状部材１１の幅方向Ｅの中央部に長手方向Ｆに延びるように配置されている。各補強板１２と板状部材１１の端部１１ｂとは、部分溶込み溶接などによる接続部１３によりそれぞれ固定されている（図２参照。）。板状部材１１の端部１１ｂおよび補強板１２で、芯材１０の端部１０ｂを構成する。

各補強板１２は板状部材１１の幅の範囲内で板状部材１１に固定されているため、芯材１０は長手方向Ｆの位置によらず幅が等しい。
このように構成された芯材１０は、図３に示す中央部１０ａにおける長手方向Ｆに直交する平面による断面積が、図２に示す端部１０ｂの長手方向Ｆに直交する平面による断面積よりも狭い。中央部１０ａの断面は板状部材１１のみで構成され、端部１０ｂの断面は主に板状部材１１および補強板１２で構成される。芯材１０の中央部１０ａは、前述の端部１０ｂよりも断面積が狭いことで、端部１０ｂよりも降伏しやすい降伏部となる。

芯材２０は、芯材１０と芯材２０とが接触する面である基準面Ｐに対して、芯材１０に対称（面対称）になるように形成されている。
すなわち、芯材２０は、図２および図３に示すように、板状部材２１の長手方向Ｆの一方側および他方側に、板状部材２１に直交するように補強板２２（一方の補強板２２は不図示。）をそれぞれ固定させて構成されている。板状部材２１は、板状部材１１と中央部および端部がそれぞれ同一の形状に形成されている。補強板２２は、補強板１２と同一の形状に形成されている。
補強板２２は、板状部材２１の幅方向Ｅの中央部に長手方向Ｆに延びるように配置されている。各補強板２２と板状部材２１の端部２１ｂとは、部分溶込み溶接などによる接続部２３によりそれぞれ固定されている（図２参照。）。板状部材２１の長手方向Ｆの端部２１ｂおよび補強板２２で、芯材２０の端部２０ｂを構成する。
芯材２０では、中央部２０ａが降伏部となる。

板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂの互いに接触する面１１ｃ、２１ｃには、算術平均粗さＲａなどの表面粗さを大きくする摩擦面処理が施されていることが好ましい（図２参照。）。
板状部材１１、２１、および補強板１２、２２を形成する材料は、例えば、ＬＹ１００やＬＹ２５５などの建築構造用低降伏点鋼、ＳＮ４００などの建築構造用圧延鋼材を好適に用いることができる。
板状部材１１、２１は、長手方向Ｆの一方の端部１１ｂ、２１ｂ同士が、部分溶込み溶接などによる接続部１６により固定されている。接続部１６は、板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂにおける幅方向Ｅの両端にそれぞれ設けられている。接続部１６が設けられる長手方向Ｆの範囲は、板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂにおける摩擦面処理された範囲Ｒ１（図１参照。）内であることが好ましい。

板状部材１１、２１の長手方向Ｆの他方の端部１１ｂ、２１ｂ同士も、同様に不図示の接続部により固定されている。すなわち、板状部材１１、２１は、それぞれの端部１１ｂ、２１ｂ同士は固定されているが、中央部同士は互いに接触しているだけで固定されてはいない。

溝形鋼３１は、自身のウェブ部３１ａが板状部材１１、２１に対して平行に配置されるとともに、自身のフランジ部３１ｂ、３１ｃがカバープレート３３、３４にそれぞれ固定されている。溝形鋼３１のウェブ部３１ａの長手方向Ｆの端部には、ウェブ部３１ａを厚さ方向Ｄに貫通するとともに長手方向Ｆに延びる切欠き３１ｄが形成されている。フランジ部３１ｂ、３１ｃには、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔が形成されている。
溝形鋼３１は、フランジ部３１ｂ、３１ｃがウェブ部３１ａに対して板状部材１１とは反対側に配置されている。溝形鋼３１のウェブ部３１ａの幅Ｌ１は、板状部材１１、２１の幅よりも長い。
補強板１２の芯材１０の中央部１０ａ側の端部は、溝形鋼３１の切欠き３１ｄ内に配されている（図１参照。）。

溝形鋼３２は、前述の基準面Ｐに対して、溝形鋼３１に対称になるように形成されている。すなわち、溝形鋼３２は、自身のウェブ部３２ａが板状部材１１、２１に対して平行に配置されるとともに、自身のフランジ部３２ｂ、３２ｃがカバープレート３３、３４にそれぞれ固定されている。溝形鋼３２のウェブ部３２ａの長手方向Ｆの端部には、ウェブ部３２ａを厚さ方向Ｄに貫通するとともに長手方向Ｆに延びる切欠き３２ｄが形成されている（図３参照。）。フランジ部３２ｂ、３２ｃには、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔が形成されている。溝形鋼３２は、フランジ部３２ｂ、３２ｃがウェブ部３２ａに対して板状部材２１とは反対側に配置されている。
溝形鋼３１、３２は、長手方向Ｆにおいて芯材１０、２０の中央部１０ａ、２０ａが設けられた範囲に配置されている。溝形鋼３１、３２としては、日本工業規格に規定された既成のものを適宜選択して使用することができる。

この例では、図３に示すように、板状部材１１の中央部と溝形鋼３１のウェブ部３１ａとの間に、ゴムシート（弾性部材）４１が配置されている。ゴムシート４１は、板状部材１１と、この板状部材１１に対して厚さ方向Ｄに隣合う溝形鋼３１と間に配置されている。板状部材１１の中央部とゴムシート４１とが接触し、ゴムシート４１と溝形鋼３１のウェブ部３１ａとが接触するように配置される。同様に、板状部材２１の中央部と溝形鋼３２のウェブ部３２ａとの間に、ゴムシート４２が配置されている。板状部材２１の中央部とゴムシート４２とが接触し、ゴムシート４２と溝形鋼３２のウェブ部３２ａとが接触するように配置される。
ゴムシート４１、４２としては、クロロプレンゴムなどの高分子系材料を適宜選択して用いることができる。ゴムシート４１は、例えば、予め溝形鋼３１のウェブ部３１ａに貼付けられた状態で組立てられ、板状部材１１と溝形鋼３１と間に配置される。

カバープレート３３、３４は、図１および図３に示すように、板状に形成されている。カバープレート３３、３４には、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔が形成されている。
溝形鋼３１、３２のフランジ部３１ｂ、３２ｂとカバープレート３３とは、フランジ部３１ｂ、３２ｂの透孔、およびカバープレート３３の透孔に挿通された高力ボルト４６により固定されている。溝形鋼３１、３２のフランジ部３１ｃ、３２ｃとカバープレート３４とは、フランジ部３１ｃ、３２ｃの透孔、およびカバープレート３４の透孔に挿通された高力ボルト４６により固定されている。

図３に示すように、溝形鋼３１、３２のウェブ部３１ａ、３２ａの幅Ｌ１が板状部材１１、２１の幅よりも長く、板状部材１１、２１よりもウェブ部３１ａ、３２ａの方が幅方向Ｅにそれぞれ突出している。すなわち、溝形鋼３１、３２の幅は芯材１０、２０の幅よりも長い。このため、板状部材１１、２１とカバープレート３３、３４との間に隙間Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ形成されている。カバープレート３３、３４は、板状部材１１、２１に接触することなく、板状部材１１、２１を跨いだ状態で溝形鋼３１、３２のフランジ部３１ｂ、３２ｂ、フランジ部３１ｃ、３２ｃにそれぞれ固定されている。

なお、本ブレースダンパー１において、ダンパーとしての性能を決定する芯材１０、２０の断面積は、板状部材１１、２１の断面積となる。この例では、芯材１０、２０の端部１０ｂ、２０ｂの長手方向Ｆに直交する平面による断面は、図２に示す十字状になる。

このように構成されたブレースダンパー１において、本実施形態では構造物に接合するときに、ブレースダンパー１の長手方向Ｆの端部を予め以下のように処理している。なお、この例においては、図１に示すように、構造物Ｗは厚さ方向Ｄに重ねられた２つの板材Ｗ１（一方の板材Ｗ１は不図示。）で構成されている。なお、構造物Ｗを１つの板材で構成してもよい。

板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂにおける補強板１２を幅方向Ｅに挟む位置に、厚さ方向Ｄに貫通する不図示の透孔を形成する。補強板１２、２２に、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔を形成する。

２つの板材Ｗ１における各補強板１２、２２に対応する位置（長手方向Ｆに見たときに各補強板１２、２２に重なる位置。）に、長手方向Ｆに延びる一対の第２の補強板Ｗ６を２つの板材Ｗ１を厚さ方向Ｄに挟むように配置し、固定する（一方の第２の補強板Ｗ６は不図示。）。これらの第２の補強板Ｗ６には、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔が形成されている。２つの板材Ｗ１における第２の補強板Ｗ６を幅方向Ｅに挟む位置には、厚さ方向Ｄに貫通する不図示の透孔が形成されている。
なお、構造物Ｗが２つの板材Ｗ１からなる場合には、２つの板材Ｗ１の互いに接触する面の長手方向Ｆにおける範囲Ｒ２内は、摩擦面処理されることが好ましい。

図１および図２に示すように、板状部材１１、２１の端面と２つの板材Ｗ１の端面とを対向させるとともに、補強板１２、２２の端面と第２の補強板Ｗ６の端面とを対向させる。
板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂと２つの板材Ｗ１の端部とを厚さ方向Ｄに挟むように一対の芯材側連結板Ｗ１１を配置する。
各芯材側連結板Ｗ１１に形成された不図示の透孔、および板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂの透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、板状部材１１、２１に一対の芯材側連結板Ｗ１１を固定する。同様に、各芯材側連結板Ｗ１１に形成された透孔、および２つの板材Ｗ１の透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、２つの板材Ｗ１に一対の芯材側連結板Ｗ１１を固定する。
板状部材１１、２１の端部１１ｂ、２１ｂは、一対の芯材側連結板Ｗ１１を介して高力ボルトＷ１２により接合され、厚さ方向Ｄに圧縮荷重を受ける。このため、摩擦面処理を施された面１１ｃ、２１ｃにより、板状部材１１および板状部材２１が相対的に幅方向Ｅや長手方向Ｆに移動するのが防止される。すなわち、摩擦接合される。

補強板１２、２２と第２の補強板Ｗ６とを幅方向Ｅに挟むように一対の補強側連結板Ｗ１３をそれぞれ配置する。
各補強側連結板Ｗ１３に形成された不図示の透孔、および補強板１２、２２の透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、各補強板１２、２２に一対の補強側連結板Ｗ１３を固定する。同様に、各補強側連結板Ｗ１３に形成された透孔、および第２の補強板Ｗ６の透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、第２の補強板Ｗ６に一対の補強側連結板Ｗ１３を固定する。

このように、連結板Ｗ１１、Ｗ１３、および高力ボルトＷ１２により、構造物Ｗにブレースダンパー１における芯材１０、２０の長手方向Ｆの一方の端部１０ｂ、２０ｂ側を接合する。ブレースダンパー１における芯材１０、２０の長手方向Ｆの他方の端部１０ｂ、２０ｂ側も、不図示の構造物Ｗに同様に接合する。

両端部が構造物Ｗに接合されたブレースダンパー１は、芯材１０、２０が厚さ方向Ｄにおいて溝形鋼３１、３２に挟まれているため、溝形鋼３１、３２が芯材１０、２０の座屈を有効に防止することができ、座屈強度に優れたものとなっている。また、ブレースダンパー１が長手方向Ｆに引張りまたは圧縮の変動荷重を受けたときに、芯材１０、２０の中央部１０ａ、２０ａが長手方向Ｆに変形して降伏することで減衰効果を発揮し、中央部１０ａ、２０ａが鋼材ダンパーとして機能する。
板状部材１１の中央部と溝形鋼３１との間、板状部材２１の中央部と溝形鋼３２との間にはゴムシート４１、４２がそれぞれ配置されている。このため、芯材１０、２０に対して溝形鋼３１、３２が長手方向Ｆに相対的に滑るように移動することができる。

このように、ブレースダンパー１は、ブレースとしての機能とダンパーとしての機能を併せ持つものである。ブレースダンパー１を構造物Ｗに設置することで、構造物Ｗに対する優れた補剛効果と振動エネルギーの吸収効果とを同時に発揮することができる。

次に、以上のように構成されたブレースダンパー１の作用について、ブレースダンパー１に長手方向Ｆの圧縮荷重を作用させた場合の変形のモデルで説明する。ここでは、芯材が２つの場合の例について説明する。なお、以下の図４から図７においては、芯材のみを模式的に示す。
芯材１０と芯材２０とは基準面Ｐに対して対称に形成されているため、柱状物の座屈しやすさを表す細長比が芯材１０と芯材２０とで等しくなる。荷重Ｘ１を作用させたときに幅方向Ｅに見て、座屈モードに応じて、図４に示すように芯材１０、２０が同様に変形する場合と、図５に示すように基準面Ｐに対して線対称に変形する場合とがあるが、芯材１０、２０の座屈モードはいずれの場合も同じものとなる。したがって、安定した振動エネルギーの吸収性能が得られ、芯材１０、２０の補剛力Ｘ２が増加することが抑えられる。

これに対して、比較例のブレースダンパー１０１、１０２に圧縮荷重を作用させた場合の変形のモデルを図６および図７に示す。
図６に示すブレースダンパー１０１には、１つの芯材１０６のみが備えられている。この場合には、前述のように芯材の価格が割高となったり、厚さが４０ｍｍを越える場合には対応できなくなるという問題がある。
図７に示すブレースダンパー１０２には、３つの芯材１０６、１０７、１０８が備えられている。ただし、芯材１０６、１０７、１０８の厚さ（厚さ方向Ｄの長さ。）は互いに異なる。このため、芯材１０６、１０７、１０８の座屈モードが互いに異なり、ブレースダンパー１０２全体としての座屈モードが複雑になり、安定した振動エネルギーの吸収性能が得られない。また、本実施形態のブレースダンパー１に比べて、高次の座屈モードとなって不図示の溝形鋼３１、３２との接触箇所が増えるため、補剛力Ｘ２が増加する。

以上説明したように、本実施形態のブレースダンパー１によれば、長手方向Ｆに直交する断面積は、芯材１０の端部１０ｂよりも中央部１０ａが狭く、芯材２０の端部２０ｂよりも中央部２０ａが狭い。そして、互いに同一の形状に形成された中央部１０ａおよび中央部２０ａを厚さ方向Ｄに重ねている。このため、芯材１０、２０を低降伏点鋼で形成する場合でも、芯材１０、２０の中央部１０ａ、２０ａを全体として厚く構成することができ、ブレースダンパー１の長手方向Ｆの耐力を増加させることができる。また、芯材１０、２０の座屈モードが同じになるため、芯材１０、２０の補剛力が増加するのを抑えることができる。
狭持部材が溝形鋼３１、３２であるため既成のものを使用することができ、ブレースダンパー１の製造コストを抑制するとともに、ブレースダンパー１の強度を高めることができる。

ブレースダンパー１は、ゴムシート４１、４２を備えている。このため、芯材１０、２０と溝形鋼３１、３２とが長手方向Ｆに相対的に移動するのを容易にし、芯材１０、２０を安定して降伏させることができる。
芯材１０は長手方向Ｆの位置によらず幅が等しいため、長手方向Ｆの位置によらず厚さと幅が等しい板状部材１１に補強板１２を固定することで、芯材１０を構成することができる。板状部材１１には既成の板材を使用することができるため、板状部材１１の歩留まりが向上し、ブレースダンパー１の製造コストをさらに抑制することができる。

芯材１０、２０を端部１０ｂ、２０ｂ同士のみにおいて、部分溶込み溶接などによる接続部１６により固定している。したがって、降伏部である芯材１０、２０の中央部１０ａ、２０ａの近傍に溶接による接続部が無く、この溶接による接続部からブレースダンパー１が疲労などにより破損するのを防止することができる。
芯材１０、２０の端部１０ｂ、２０ｂが高力ボルトＷ１２により接合されるだけでなく前述のように摩擦接合されるため、接続部１６にひずみや応力が集中することを緩和することができる。芯材１０、２０の端部１０ｂ、２０ｂが摩擦接合されるため、溶接により発生させる必要がある接合力を小さくすることができる。これにより、接続部１６の長さを短くすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８から図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図８から図１０に示すように、本実施形態のブレースダンパー２は、第１実施形態のブレースダンパー１に対して、芯材５０、６０の形状、芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂ同士が固定されている態様、および溝形鋼３１、３２に切欠き３１ｄ、３２ｄが形成されていないことのみが異なる。

芯材５０は、板状に形成されている。芯材５０は、長手方向Ｆの中央部が幅方向Ｅの両側が切欠かれることで中央部５０ａが形成されている。芯材５０は、長手方向Ｆの位置によらず厚さが等しい。芯材５０は、図１０に示す中央部５０ａにおける長手方向Ｆに直交する平面による断面積が、図９に示す端部５０ｂの長手方向Ｆに直交する平面による断面積よりも狭い。
芯材６０は、芯材５０と同一の板状に形成されている。すなわち、芯材６０には芯材５０の中央部５０ａと同一形状の中央部６０ａが形成されている（図１０参照。）。芯材５０、６０は、厚さ方向Ｄに重ねられている。芯材５０、６０は、第１実施形態の芯材１０と同一の材料で形成することができる。

本ブレースダンパー２は、芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂ同士が前述の接続部１６により固定されていない。芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂには、補強板１２、２２に代えて、長手方向Ｆに延びる一対の補強板７１が端部５０ｂ、６０ｂを幅方向Ｅに挟むように配置されている。
芯材５０の端部５０ｂと補強板７１、芯材６０の端部６０ｂと補強板７１は、部分溶込み溶接などによる接続部７２によりそれぞれ固定されている（図９参照。）。この例では、芯材５０、６０および一対の補強板７１の長手方向Ｆに直交する平面による断面は、図９に示すＨ字状になる。
図９に示すように、芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂの互いに接触する面５０ｃ、６０ｃには、前述の摩擦面処理が施されていることが好ましい。

このように構成されたブレースダンパー２において、本実施形態では構造物に接合するときに、ブレースダンパー２の長手方向Ｆの端部を予め以下のように処理している。
芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂに、厚さ方向Ｄに貫通する不図示の透孔を形成する。補強板７１に、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔を形成する。

図８および図９に示すように、２つの板材Ｗ１における各補強板７１に対応する位置（長手方向Ｆに見たときに各補強板７１に重なる位置。）に、長手方向Ｆに延びる一対の第２の補強板Ｗ２１を２つの板材Ｗ１を幅方向Ｅに挟むように配置する。各第２の補強板Ｗ２１には、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔が形成されている。２つの板材Ｗ１と第２の補強板Ｗ２１とは、図示はしないが部分溶込み溶接などで固定する。
長手方向Ｆに延びる一対の芯材側連結板Ｗ２２を芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂ、および２つの板材Ｗ１を厚さ方向Ｄに挟むように配置する。
各芯材側連結板Ｗ２２に形成された不図示の透孔、および芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂの透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、芯材５０、６０に一対の芯材側連結板Ｗ２２を固定する。同様に、各芯材側連結板Ｗ２２に形成された透孔、および２つの板材Ｗ１の透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、２つの板材Ｗ１に一対の芯材側連結板Ｗ２２を固定する。

長手方向Ｆに延びる補強側連結板Ｗ２３および一対の補強側連結補助板Ｗ２４を、補強板７１および補強板Ｗ２１を幅方向Ｅに挟むように配置する。これら補強側連結板Ｗ２３および一対の補強側連結補助板Ｗ２４には、幅方向Ｅに貫通する不図示の透孔が形成されている。
補強側連結板Ｗ２３および一対の補強側連結補助板Ｗ２４に形成された透孔、および補強板７１の透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、補強板７１に補強側連結板Ｗ２３および一対の補強側連結補助板Ｗ２４を固定する。同様に、補強側連結板Ｗ２３および一対の補強側連結補助板Ｗ２４に形成された透孔、および第２の補強板Ｗ２１の透孔に挿通された高力ボルトＷ１２により、第２の補強板Ｗ２１に補強側連結板Ｗ２３および一対の補強側連結補助板Ｗ２４を固定する。

このように、連結板Ｗ２２、Ｗ２３、補強側連結補助板Ｗ２４、および高力ボルトＷ１２により、構造物Ｗにブレースダンパー２における芯材５０、６０の長手方向Ｆの一方の端部５０ｂ、６０ｂ側を接合する。ブレースダンパー２における芯材５０、６０の長手方向Ｆの他方の端部５０ｂ、６０ｂ側も、不図示の構造物Ｗに同様に接合する。
このように構成された本実施形態のブレースダンパー２によれば、長手方向Ｆの耐力を増加させつつ補剛力が増加するのを抑えることができる。
芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂが高力ボルトＷ１２により接合されるだけでなく前述のように摩擦接合されるため、補強側連結板Ｗ２３および補強側連結補助板Ｗ２４にひずみや応力が集中することを緩和することができる。芯材５０、６０の端部５０ｂ、６０ｂが摩擦接合されるため、高力ボルトＷ１２により発生させる必要がある接合力を小さくすることができる。これにより、補強側連結板Ｗ２３および補強側連結補助板Ｗ２４の長さを短くすることができる。

ここで、本実施形態のブレースダンパーに関連する試験結果について説明する。
図１１は、互いの厚さのみ異なる３枚（３つ）の芯材においてそれぞれの端部同士を固定した芯材セットと、１枚（１つ）の芯材からなる芯材単体とを試験体として用いた試験結果である。芯材セットの各芯材と芯材単体とは、厚さ以外の形状が等しく、材質も同一である。３枚の芯材のうち、中央の芯材の厚さは１６ｍｍであり、両側の芯材の厚さはそれぞれ４．５ｍｍである。芯材単体の厚さは、芯材セットの３枚の芯材の厚さの合計に等しく、２５ｍｍである。
なお、芯材セットは各芯材の厚さが異なるため、本発明のブレースダンパーの芯材とはなり得ない。また、芯材単体は枚数が１枚であるため、本発明のブレースダンパーの芯材とはなり得ない。

図１１において、縦軸は補剛力を表し、横軸は荷重Ｘ１を芯材の降伏荷重Ｘｙで除した耐力上昇率βを表す。
鋼材は繰返し振幅を受けると、ひずみ硬化現象によって荷重Ｘ１が上昇するため、耐力上昇率βが増加する。芯材セットおよび芯材単体のいずれも、耐力上昇率βが増加するのにしたがって補剛力が増加するが、芯材単体よりも芯材セットの方が補剛力の上昇が早く、補剛力の最大値も大きくなることが分かった。
すなわち、芯材セットと芯材単体とで全体としての形状および材質は同一である。ただし、芯材セットは厚さ方向に３つに分割されていることで、補剛力の上昇が早く、補剛力の最大値も大きくなっている。

以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態および第２実施形態では、芯材の数は２つであるとしたが、芯材の数は３以上であるとしてもよい。ただし、芯材の数は２つであることが好ましい。
狭持部材が溝形鋼３１、３２であるとした。しかし、狭持部材はこれに限定されず、平板を用いてもよい。

芯材と溝形鋼３１との間に作用する摩擦力、および芯材と溝形鋼３２との間に作用する摩擦力が小さい場合には、ブレースダンパーにゴムシート４１、４２は備えられなくてもよい。
板状部材１１、２１の面１１ｃ、２１ｃ、芯材５０、６０の面５０ｃ、６０ｃや２つの板材Ｗ１に、摩擦面処理は施されなくてもよい。このように構成しても、芯材同士、２つの板材Ｗ１同士を高力ボルトＷ１２により接合することができるからである。
前記第１実施形態では、ブレースダンパー１の芯材１０、２０の端部１０ｂ、２０ｂと構造物Ｗとを、連結板Ｗ１１、Ｗ１３、および高力ボルトＷ１２により接合した。しかし、この端部１０ｂ、２０ｂと構造物Ｗとを溶接などにより接合してもよい。前記第２実施形態においても同様である。
また、高力ボルトに代えて、狭持部材である溝形鋼３１、３２と接続部材であるカバープレート３３、３４とを溶接などにより接合してもよい。

１、２ ブレースダンパー
１０、２０、５０、６０ 芯材
１０ａ、２０ａ、５０ａ、６０ａ 中央部
１０ｂ、２０ｂ、５０ｂ、６０ｂ 端部
３１、３２ 溝形鋼（狭持部材）
３１ａ、３２ａ ウェブ部
３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃ フランジ部
３３、３４ カバープレート（接続部材）
４１、４２ ゴムシート（弾性部材）
Ｄ 厚さ方向
Ｅ 幅方向
Ｆ 長手方向

Claims (4)

1. 長手方向の中央部が板状であって、前記長手方向に直交する断面積が前記長手方向のそれぞれの端部よりも前記長手方向の前記中央部の方が狭く、前記中央部が互いに同一の断面形状に形成されて前記中央部の厚さ方向に重ねられた少なくとも２以上の芯材と、
   少なくとも２以上の前記芯材の前記中央部を前記厚さ方向に挟むように配置された一対の狭持部材と、
   一対の前記狭持部材における少なくとも２以上の前記芯材における前記中央部の幅方向の一方の端部同士を少なくとも２以上の前記芯材を跨いで固定するとともに、前記幅方向の他方の端部同士を少なくとも２以上の前記芯材を跨いで固定する一対の接続部材と、
   を備え、
   少なくとも２以上の前記芯材は、
   前記長手方向の一方の前記端部同士が固定されるとともに、
   前記長手方向の他方の前記端部同士が固定され、
   少なくとも２以上の前記芯材の座屈モードが同じであることを特徴とするブレースダンパー。
2. 少なくとも２以上の前記芯材の前記端部における互いに接触する面には、摩擦面処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のブレースダンパー。
3. 少なくとも２以上の前記芯材の前記中央部同士は接続されていないことを特徴とする請求項１または２に記載のブレースダンパー。
4. それぞれの前記芯材は、前記長手方向の位置によらず前記幅方向の長さが等しいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブレースダンパー。

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