JP6345002B2 - 座屈拘束型ダンパーシステム - Google Patents

Description

本発明は座屈拘束型ダンパーシステム、特に、地震時に、橋梁、水門、タンク、ビル、倉庫、あるいは煙突等の構造物に発生する地震力を低減するための座屈拘束型ダンパーシステムに関する。

地震時に構造物に発生する地震力を低減するための方法として、挙動の異なる２つの部材間（例えば、上部工と下部工との間）にダンパーを設置して、地震時の両者間の相対変位によって生じるダンパーの変形でもって地震エネルギーを吸収するものがある。
そして、塑性変形性能に優れたダンパーとして、鋼材を用いた履歴型制振部材である軸力降伏型の座屈拘束ブレースが多用されている。座屈拘束ブレースは、軸力が作用する軸力材と、軸力が作用しない状態で軸力材を包囲する補剛管とから形成され、軸力（圧縮力）による軸力材の座屈を、補剛管が抑えることで、軸力材の塑性変形量（地震エネルギーの吸収量）の増大を図っている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３２４６６５６号公報（第３頁、図１）

しかしながら、特許文献１に開示された軸力降伏型の座屈拘束ブレースは、大きな塑性変形量（地震エネルギーの吸収量）を可能にするものの、以下のような問題があった。
すなわち、地震時に橋梁の上部工と下部工との間に生じる相対変位は、極めて大きいため、上部工と下部工との間に座屈拘束ブレースを設置して制震を図ろうとする場合には、建築物などに設置する場合に比べて、伸縮量の大きいものが要求される。たとえば、橋梁の可動支承に並列でダンパーを設置する場合には、最大伸縮量が１００ｍｍ程度必要な場合がある。
通常、座屈拘束型ダンパーを使用する場合、安定的な履歴曲線が得られる限界伸縮量は、軸力材（芯材または内管に同じ）の長さの２〜４％程度であることから、１００ｍｍの最大伸縮量を確保するためには、軸力材の長さを２．５〜５．０ｍにしなければならない。
しかし、橋梁下部には多数の部材があるため、このような長尺の軸力材を有する座屈拘束ブレースを設置することは困難であるという問題があった。

本発明は上記問題を解決するものであって、大きな塑性変形量（地震エネルギーの吸収量）を確保すると共に、橋梁下部等の比較的狭い空間に設置することができる座屈拘束型ダンパーシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係る座屈拘束型ダンパーシステムは、３本以上の奇数本の座屈拘束型ダンパーがジグザクに接続されたものであって、前記座屈拘束型ダンパーは、当該座屈拘束型ダンパーに作用する軸力により伸縮変形する軸力材と、前記軸力材を包囲する補剛管と、前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸びたところで、前記軸力材の伸びを拘束する第１のストッパー構造と、前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ縮んだところで、前記軸力材の縮みを拘束する第２のストッパー構造と、を有することを特徴とする。
（２）本発明に係る座屈拘束型ダンパーシステムは、基準軸に対して互いに平行で、基準軸に対して対称な位置に配置された一対の座屈拘束型ダンパーからなる座屈拘束型ダンパーセットが、ジグザクに奇数セット接続されたものであって、前記座屈拘束型ダンパーは、当該座屈拘束型ダンパーに作用する軸力により伸縮変形する軸力材と、前記軸力材を包囲する補剛管と、前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸びたところで、前記軸力材の伸びを拘束する第１のストッパー構造と、前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ縮んだところで、前記軸力材の縮みを拘束する第２のストッパー構造と、を有し、前記座屈拘束型ダンパーセットを構成する一方の座屈拘束型ダンパーと、前記座屈拘束型ダンパーセットを構成する他方の座屈拘束型ダンパーとは、接続部材によって接続されていることを特徴とする。

（３）前記（１）または（２）において、前記座屈拘束型ダンパーは、該軸力材の両端部に接続された取付板を更に有し、前記第１ストッパー構造及び前記第２ストッパー構造は、前記軸力材の所定の変形量だけ変形することにより前記取付板と前記補剛管とが当接する構造を備えることを特徴とする。
（４）前記（１）または（２）において、前記座屈拘束型ダンパーは、該軸力材の両端部に接続された取付板と、前記補剛管の両端部に接続された延長部材を更に有し、前記第１ストッパー構造は、前記軸力材の所定の変形量だけ変形することにより前記取付板と前記延長部材とが当接する構造を備え、前記第２ストッパー構造は、前記軸力材の所定の変形量だけ変形することにより前記取付板と前記補剛管とが当接する構造を備えることを特徴とする。

（５）前記（３）において、前記第１ストッパー構造及び前記第２ストッパー構造は、前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸縮したところで、前記軸力材に作用する荷重の増分が前記補剛管に負担され、前記補剛管が弾性的に伸縮する間、前記軸力材の伸縮量が限界伸縮量を超えないように、前記取付板の一部と前記補剛管の一部との遊間が設定されていることを特徴とする。
（６）前記（４）において、前記第１ストッパー構造及び前記第２ストッパー構造は、前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸縮したところで、前記軸力材に作用する荷重の増分が前記補剛管に負担され、前記補剛管が弾性的に伸縮する間、前記軸力材の伸縮量が限界伸縮量を超えないように、前記取付板の一部と前記補剛管の一部との遊間、または前記取付板の一部と前記延長部材の一部との遊間が設定されていることを特徴とする。

（７）前記（３）または（５）において、前記取付板に取付板突起および取付板内側突起が設けられ、前記補剛管の両端に補剛管端板が設けられ、前記補剛管端板は、前記取付板が通過可能で、前記取付板突起および取付板内側突起が通過不可能な補剛管端板案内孔が形成され、前記取付板は、前記補剛管端板が前記取付板突起と前記取付板内側突起との間に位置した状態で、前記補剛管端板案内孔を通過し、前記取付板突起と前記補剛管端板との間および前記取付板内側突起と前記補剛管端板との間に、それぞれ長手方向に所定の遊間が形成されていることを特徴とする。
（８）前記（４）または（６）において、前記取付板に取付板突起が設けられ、前記補剛管の両端に補剛管端板が設けられ、前記補剛管端板は、前記取付板が通過可能で、前記取付板突起が通過不可能な補剛管端板案内孔が形成され、前記延長部材に延長部材端板が設けられ、前記延長部材端板は、前記取付板が通過可能で、前記取付板突起が通過不可能な延長部材止まり孔が前記延長部材端板に形成され、前記取付板突起は、前記補剛管端板と前記延長部材端板との間に、長手方向に所定の遊間を空けて配置されていることを特徴とする。

（ｉ）本発明に係る座屈拘束型ダンパーシステムは、軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸縮したところで、軸力材に接続された取付板の一部が補剛管の一部または延長部材の一部に当接する座屈拘束型ダンパーを、３本以上の奇数本有する。そのため、それぞれの座屈拘束型ダンパーは、前記当接をした後に作用する荷重の増分を補剛管が負担することから、軸力材は破壊することなく、補剛管が軸力材の降伏荷重（Ｐｙ）を超えた荷重に支持する。そして、座屈拘束型ダンパーが順次、より大きな荷重に支持するから、大きな塑性変形量（地震エネルギーの吸収量）を確保することができる。
さらに、３本以上の奇数本の座屈拘束型ダンパーがジグザクに接続されたものであるから、橋梁下部等の比較的狭い空間に設置することができる。
（ｉｉ）また、本発明に係る座屈拘束型ダンパーシステムは、基準軸に対して互いに平行で、基準軸に対して対称な位置に配置された一対の座屈拘束型ダンパーからなる座屈拘束型ダンパーセットが、ジグザクに奇数セット接続されたものであるから、それぞれの座屈拘束型ダンパーセットに回転力が作用しないため、座屈拘束型ダンパーシステムにも回転力が作用しない。よって、座屈拘束型ダンパーシステムは、安定した伸縮が可能であり、回転力による余計な応力が発生しないため、信頼性や耐久性が向上する。

本発明の実施の形態１に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。 図１に示す座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーを説明するものであって、（ａ）は一部を透過して示す側面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）は正面視の断面図。 図１に示す座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーの作用を説明する荷重・伸縮量曲線であって、（ａ）は本発明の座屈拘束型ダンパー、（ｂ）は比較材としての特許文献１に記載された座屈拘束型ダンパー。 図１に示す座屈拘束型ダンパーシステムの作用を説明する荷重・伸縮量曲線。 本発明の実施の形態２に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。 図５に示す座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、（ａ）は図５の（ａ）のＡ断面における断面図、（ｂ）は図５の（ａ）のＢ断面における断面図、（ｃ）は図５の（ａ）のＣ断面における断面図。 本発明の実施の形態１または２に係る座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーのその他の形態を説明するものであって、（ａ）は一部を透過して示す側面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）および（ｄ）は正面視の断面図。 本発明の実施の形態１または２に係る座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーのその他の形態を説明するものであって、（ａ）は一部を透過して示す側面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）および（ｄ）は正面視の断面図。 本発明の実施の形態３に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は部材の連結系統を示す構成図。 図９に示す座屈拘束型ダンパーシステムにおける（ａ）〜（ｄ）はそれぞれＡ視〜Ｄ視の正面図。 本発明の実施の形態４に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、設置状況を示す側面図。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。なお、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。また、説明の便宜上、図１における左側を「左」と、右側を「右」と、左右方向を「水平方向」と称し、部位の名称に「左または右」を付す。

（座屈拘束型ダンパーシステム）
図１において、座屈拘束型ダンパーシステム１０００は、略Ｚ字状（ジグザク状に同じ）に配置された第１座屈拘束型ダンパー１００、第２座屈拘束型ダンパー２００、および第３座屈拘束型ダンパー３００（これについては別途詳細に説明する）を有している。
このとき、下部工４の上面には可動支承５が設置され、上部工１は水平であって、橋軸方向９に移動可能なように可動支承５によって支持されている。
そして、上部工１の下面に取付部材２が設置され、取付部材２に第１座屈拘束型ダンパー１００の左取付板１３０ａが回動自在に接続されている。
そして、第１座屈拘束型ダンパー１００の右取付板１３０ｂと第２座屈拘束型ダンパー２００の右取付板２３０ｂとが回動自在に接続されている。したがって、第１座屈拘束型ダンパー１００の補剛管１２０と第２座屈拘束型ダンパー２００の補剛管２２０とは略平行に対向している。

さらに、第２座屈拘束型ダンパー２００の左取付板２３０ａと第３座屈拘束型ダンパー３００の左取付板３３０ａとが回動自在に接続されている。したがって、第２座屈拘束型ダンパー２００の補剛管２２０と第３座屈拘束型ダンパー３００の補剛管３２０とは略平行に対向している。
そして、下部工４の側面に取付部材３が設置され、取付部材３に第３座屈拘束型ダンパー３００の右取付板３３０ｂが回動自在に接続されている。
また、補剛管１２０、補剛管２２０、および補剛管３２０は、橋軸方向９に伸縮可能であって、橋軸方向９に対して水平面内を垂直方向８に移動不可能に側面支持材６ａ、６ｂによって支持されている。このとき、補剛管１２０および補剛管３２０は、水平に支持されているため、補剛管２２０の水平方向に対して傾動することになる。

（座屈拘束型ダンパー）
図２は本発明の実施の形態１に係る座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーを説明するものであって、（ａ）は一部を透過して示す側面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）は正面視の断面図である。
なお、第１座屈拘束型ダンパー１００、第２座屈拘束型ダンパー２００、および第３座屈拘束型ダンパー３００は、何れも同じ構造であるから、以下、第１座屈拘束型ダンパー１００について説明する。なお、第２座屈拘束型ダンパー２００および第３座屈拘束型ダンパー３００については、各部位に付した符号の１桁目および２桁目は第１座屈拘束型ダンパー１００の各部位に付した符号に同じで、符号の３桁目をそれぞれ「２」および「３」に読み替えるものとする。

（軸力材）
図２において、第１座屈拘束型ダンパー１００は軸力材（芯材）１１０と、軸力材１１０を包囲して、軸力材１１０の面外変形を拘束する補剛管１２０と、軸力材１１０の両端にそれぞれ接続された左取付板１３０ａおよび右取付板１３０ｂと、補剛管１２０内に充填された拘束材１４０と、を有している。
軸力材（芯材）１１０は塑性変形可能な材料の板材であって、例えば、低降伏点鋼（極軟鋼）等であるが、本発明はその材質を限定するものではない。また、板材からなる軸力材を示しているが、本発明はその形状を限定するものではなく、例えば、断面十字や、筒状（鋼管）等であってもよい。

（取付板）
左取付板１３０ａは軸力材１１０よりも広幅の板材であって、テーパ部１３２ａを介して幅が狭くなった一方の端部１３１ａにおいて軸力材１１０に接続され、他方の端部１３５ａ近くに貫通孔１３４ａが形成されている。また、テーパ部１３２ａと貫通孔１３４ａとの間の両面には、それぞれ突出した左取付板突起１３３ａが設けられている。
右取付板１３０ｂは左取付板１３０ａと面対称の構成であって、テーパ部１３２ｂ、他方の端部１３１ｂ、端部１３５ｂ、貫通孔１３４ｂを具備し、左取付板１３０ａの各部位に付した符号の添え字「ａ」を「ｂ」に読み替えたものに同じであるから、説明を省略する。

（補剛管）
補剛管１２０は、断面四角形の筒体であって、両端にはそれぞれ左補剛管端板１２１ａおよび右補剛管端板１２１ｂが設置されている。
そして、左補剛管端板１２１ａには左取付板１３０ａが通過可能で、左取付板突起１３３ａが通過不可能な左補剛管端板案内孔１２２ａが形成されている。さらに、左補剛管端板１２１ａには断面四角形の筒体である左延長部材１２３ａが接続され、左延長部材１２３ａには、左取付板１３０ａに対向し、左取付板突起１３３ａが通過不可能な左延長部材止まり孔１２５ａが形成された左延長部材端板１２４ａが、両内面から突出した状態で設けられている。
したがって、左取付板１３０ａの左取付板突起１３３ａは、左補剛管端板１２１ａと左延長部材端板１２４ａとによって、軸方向（長手方向）の移動が拘束されている。すなわち、「ストッパー構造」が形成されている。
このとき、左補剛管端板１２１ａと左取付板突起１３３ａとの間に遊間Δが、左取付板突起１３３ａと左延長部材端板１２４ａとの間に遊間Δが、それぞれ形成されている。

また、同様に、右補剛管端板１２１ｂには、右補剛管端板案内孔１２２ｂが形成され、右補剛管端板１２１ｂに右延長部材１２３ｂが接続され、右取付板１３０ｂに対向し、右取付板突起１３３ｂが通過不可能な右延長部材止まり孔１２５ｂが形成された右延長部材端板１２４ｂが、両内面から突出した状態で設けられている。また、右延長部材１２３ｂには右延長部材端板１２４ｂが設けられているため、右取付板１３０ｂの右取付板突起１３３ｂは、右補剛管端板１２１ｂと右延長部材端板１２４ｂとに軸方向（長手方向）の移動が拘束されている。すなわち、「ストッパー構造」が形成されている。
このとき、右補剛管端板１２１ｂと右取付板突起１３３ｂとの間に遊間Δが、右取付板突起１３３ｂと右延長部材端板１２４ｂとの間に遊間Δが、それぞれ形成されている。
なお、補剛管１２０は普通鋼によって形成されているが、本発明はこれに限定するものではない。

（拘束材）
拘束材１４０は、補剛管１２０内に充填されたモルタル等であるが、本発明は、その材質を限定するものではなく、また、拘束材１４０を充填しなくてもよい。また、軸力材１１０と補剛管１２０とが摺動する部位にライナー材を配置してもよい。

（座屈拘束型ダンパーの作用）
図３は本発明の実施の形態１に係る座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーの作用を説明する荷重・伸縮量曲線であって、（ａ）は図２に示す座屈拘束型ダンパー、（ｂ）は比較材としての特許文献１に記載された座屈拘束型ダンパーである。なお、図３において、縦軸は座屈拘束型ダンパーに作用する荷重（軸力）、横軸は座屈拘束型ダンパーの伸縮量である。
図３の（ｂ）において、比較材としての特許文献１に記載された座屈拘束型ダンパーは、当該座屈拘束型ダンパーに作用する軸力が増加すると降伏し、その後も、軸力の作用が継続すると軸力材は限界伸縮量（δｕ）を到達し、破壊することになる。このとき、当該座屈拘束型ダンパーに作用する軸力が軸力材１１０の降伏荷重（Ｐｙ）を超えることはない。

図３の（ａ）において、第１座屈拘束型ダンパー１００は、作用する軸力が増加すると降伏し（状態Ａ）、その後も、軸力の作用が継続すると軸力材１１０は圧縮（または伸長）し、圧縮量（または伸長量）が「２×Δ」になったところで、左補剛管端板１２１ａと左取付板突起１３３ａとが当接すると共に、右補剛管端板１２１ｂと右取付板突起１３３ｂとが当接する（状態Ｂ、または、左取付板突起１３３ａと左延長部材端板１２４ａとが当接すると共に、右取付板突起１３３ｂと右延長部材端板１２４ｂとが当接する）。
そして、その後も、第１座屈拘束型ダンパー１００が伸縮量が増加すると、軸力材１１０の圧縮量（または伸長量）が限界伸縮量（δｕ）を到達したところで、軸力材１１０は破壊することになるものの（状態Ｄ）、作用する軸力は補剛管１２０によって負担されるため、作用する軸力は、軸力材１１０の降伏荷重（Ｐｙ）を超えることになる（状態Ｅ）。すなわち、作用する軸力は軸力材１１０の降伏荷重（Ｐｙ）を超えても、補剛管１２０は弾性変形をし、軸力材１１０は限界伸縮量（δｕ）に到達しないから、第１座屈拘束型ダンパー１００は破壊することなく、作用する軸力を負担することができる。
そうすると、補剛管１２０が降伏する前であって、軸力材１１０の圧縮量（または伸長量）が限界伸縮量（δｕ）に到達する前に、荷重方向が逆転し、同様の荷重が繰り返された場合、軸力材１１０は、状態Ｃから、状態Ｆ、状態Ｇ、状態Ｈ、状態Ｃを呈し、状態Ｃ、状態Ｆ、状態Ｇ、および状態Ｈによって囲まれた平行四辺形に相当するエネルギー（変形エネルギー）を吸収する。

（座屈拘束型ダンパーシステムの作用）
図４は本発明の実施の形態１に係る座屈拘束型ダンパーシステムの作用を説明する荷重・伸縮量曲線であって、縦軸は座屈拘束型ダンパーシステムに作用する軸力、横軸は座屈拘束型ダンパーシステムの伸縮量（上部工１と下部工４との相対変位に同じ）である。
座屈拘束型ダンパーシステム１０００は、前記のように、第１座屈拘束型ダンパー１００、第２座屈拘束型ダンパー２００、および第３座屈拘束型ダンパー３００を有している。ここで、軸力材１１０、軸力材２１０および軸力材３１０の降伏荷重を、それぞれ「σｙ１」、「σｙ２」および「σｙ３」とし、「σｙ１＜σｙ２＜σｙ３」の関係があるとする。なお、それぞれの降伏荷重の相違は、製作上のバラツキ等によって生じる意図しない不可避的な場合と、積極的に相違させた意図的な場合とがある。

図４において、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重が、軸力材１１０の降伏荷重「σｙ１」になった時点で、第１座屈拘束型ダンパー１００の軸力材１１０は降伏し、さらに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００の圧縮量（または伸長量）が「２×Δ」になった時点で、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重は、補剛管１２０によって支持され、降伏荷重「σｙ１」よりも大きくなる。
そして、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重が、軸力材１１０の降伏荷重「σｙ１」よりも大きくなって、第２座屈拘束型ダンパー２００の軸力材２１０は降伏荷重「σｙ２」になった時点で、第２座屈拘束型ダンパー２００の軸力材２１０は降伏し、さらに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００の圧縮量（または伸長量）が「４×Δ」になった時点で、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重は、補剛管１２０および補剛管２２０によって支持され、降伏荷重「σｙ２」よりも大きくなる。

さらに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重が、軸力材２１０の降伏荷重「σｙ２」よりも大きくなって、軸力材３１０の降伏荷重「σｙ３」になった時点で、第３座屈拘束型ダンパー３００の軸力材３１０は降伏し、さらに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００の圧縮量（または伸長量）が「６×Δ」になった時点で、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重は、補剛管１２０、補剛管２２０および補剛管３２０によって支持され、降伏荷重「σｙ３」よりも大きくなる。
なお、降伏荷重「σｙ３」が作用しても、補剛管１２０、補剛管２２０および補剛管３２０は降伏しないものとしている。

以上のように、座屈拘束型ダンパーシステム１０００に作用する荷重は、最終的には補剛管１２０、補剛管２２０および補剛管３２０によって支持されるから、降伏荷重「σｙ３」よりも大きくなる。そして、座屈拘束型ダンパーシステム１０００の圧縮量（または伸長量）が、第１座屈拘束型ダンパー１００、第２座屈拘束型ダンパー２００および第３座屈拘束型ダンパー３００の遊間Δを全て足し合わせた遊間総和「６×Δ」にいたるまでは、それぞれの軸力材１１０、軸力材２１０および軸力材３１０の圧縮量（または伸長量）が限界伸縮量以下に保たれるため、全体として安定した履歴曲線が得られる。

すなわち、座屈拘束型ダンパーシステム１０００によると、第１座屈拘束型ダンパー１００等を接続する本数分だけ、限界伸縮量を増加させることができる。たとえば、前記比較材の座屈拘束型ダンパーによれば、最大伸縮量１００ｍｍを確保する必要がある場合に、２．５〜５．０ｍの軸力材が必要であったが、座屈拘束型ダンパーシステム１０００によると、第１座屈拘束型ダンパー１００等の長さを、０．８３〜１．７ｍの長さに抑えることができ、狭小な現場条件の場合にも適用が可能となる。
なお、本発明に使用する第１座屈拘束型ダンパー１００等の本数は３本に限らず、３本以上の奇数本（５本、７本・・・・）の何れであってもよく、その本数分だけ、座屈拘束型ダンパーシステム１０００の長さを縮小する効果が得られる。

［実施の形態２］
図５および図６は本発明の実施の形態２に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、図５の（ａ）は側面図、図５の（ｂ）は平面図、図６の（ａ）は図５の（ａ）のＡ断面における断面図、図６の（ｂ）は図５の（ａ）のＢ断面における断面図、図６の（ｃ）は図５の（ａ）のＣ断面における断面図である。
なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（座屈拘束型ダンパーシステム）
図５および図６において、座屈拘束型ダンパーシステム２０００は、ジグザク状に配置された第１座屈拘束型ダンパー１００、第２座屈拘束型ダンパー２００、第３座屈拘束型ダンパー３００、第４座屈拘束型ダンパー４００、および第５座屈拘束型ダンパー５００を有している。
なお、第４座屈拘束型ダンパー４００および第５座屈拘束型ダンパー５００は、第１座屈拘束型ダンパー１００と同じ構造であるから、各部位に付した符号の１桁目および２桁目は第１座屈拘束型ダンパー１００の各部位に付した符号に同じで、符号の３桁目をそれぞれ「４」および「５」に読み替えるものとする。

すなわち、上部工１の下面に取付部材２が設置され、取付部材２に第１座屈拘束型ダンパー１００の左取付板１３０ａが接続され、第１座屈拘束型ダンパー１００の右取付板１３０ｂと第２座屈拘束型ダンパー２００の右取付板２３０ｂとが第１連結部材６１２によって接続されている。
また、第２座屈拘束型ダンパー２００の左取付板２３０ａと第３座屈拘束型ダンパー３００の左取付板３３０ａとが第２連結部材６２３によって接続され、第３座屈拘束型ダンパー３００の右取付板３３０ｂと第４座屈拘束型ダンパー４００の右取付板４３０ｂとが第３連結部材６３４によって接続されている。
さらに、第４座屈拘束型ダンパー４００の左取付板４３０ａと第５座屈拘束型ダンパー５００の左取付板５３０ａとが第４連結部材６４５によって接続されている。
そして、第５座屈拘束型ダンパー５００の右取付板５３０ｂが回動自在に接続されている。

また、補剛管１２０、補剛管２２０、補剛管３２０、補剛管４２０および補剛管５２０は、橋軸方向９のみに移動可能に外周支持材７ａ、７ｂによって支持されている。なお、補剛管１２０等は降伏しないため、それぞれの伸縮量は小さいことから、補剛管１２０等が、外周支持材７ａまたは外周支持材７ｂの一方または両方に固定されてもよい。
なお、軸力材１１０は断面十字であるが、本発明はこれに限定するものではなく、平板状や筒状であってもよい。

以上のように、座屈拘束型ダンパーシステム２０００に作用する荷重は、最終的には補剛管１２０、補剛管２２０、補剛管３２０、補剛管４２０および補剛管５２０によって支持され、座屈拘束型ダンパーシステム２０００の圧縮量（または伸長量）が、第１座屈拘束型ダンパー１００、第２座屈拘束型ダンパー２００、第３座屈拘束型ダンパー３００、第４座屈拘束型ダンパー４００および第５座屈拘束型ダンパー５００の遊間Δを全て足し合わせた遊間総和「１０×Δ」にいたるまでは、それぞれの軸力材１１０、軸力材２１０、軸力材３１０、軸力材４１０および軸力材５１０の圧縮量（または伸長量）が、限界伸縮量以下に保たれるため、全体として安定した履歴曲線が得られる。

すなわち、座屈拘束型ダンパーシステム２０００によると、第１座屈拘束型ダンパー１００等を接続する本数分だけ、限界伸縮量を増加させることができる。たとえば、前記比較材の座屈拘束型ダンパーによれば、最大伸縮量１００ｍｍを確保する必要がある場合に、２．５〜５．０ｍの軸力材が必要であったが、座屈拘束型ダンパーシステム２０００によると、第１座屈拘束型ダンパー１００等の長さを、０．５〜１．０ｍの長さに抑えることができ、狭小な現場条件の場合にも適用が可能となる。

［座屈拘束型ダンパーのその他の形態］
図７は本発明の実施の形態１または２に係る座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーのその他の形態を説明するものであって、（ａ）は一部を透過して示す側面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）および（ｄ）は正面視の断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図７において、座屈拘束型ダンパー８００は、第１座屈拘束型ダンパー１００（実施の形態１）における左延長部材１２３ａおよび右延長部材１２３ｂを撤去して、左取付板１３０ａおよび右取付板１３０ｂの補剛管１２０に包囲された範囲に、それぞれ左取付板内側突起１３６ａおよび右取付板内側突起１３６ｂを設けたものである。

このとき、左取付板内側突起１３６ａは左補剛管端板案内孔１２２ａを通過不可能であり、右取付板内側突起１３６ｂは右補剛管端板案内孔１２２ｂを通過不可能である。
そして、左補剛管端板１２１ａと左取付板内側突起１３６ａとの間、および右補剛管端板１２１ｂと右取付板内側突起１３６ｂとの間には、それぞれ遊間Δが形成されている。したがって、軸力材１１０が「２×Δ」だけ伸びた以降は、軸力材１１０にかかる荷重の増分は補剛管１２０によって負担されることになる。
すなわち、座屈拘束型ダンパー８００は第１座屈拘束型ダンパー１００と同じ作用効果を奏する。

［座屈拘束型ダンパーのその他の形態］
図８は本発明の実施の形態１または２に係る座屈拘束型ダンパーシステムを形成する座屈拘束型ダンパーのその他の形態を説明するものであって、（ａ）は一部を透過して示す側面図、（ｂ）は平面視の断面図、（ｃ）および（ｄ）は正面視の断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図８において、座屈拘束型ダンパー９００は、座屈拘束型ダンパー８００（図７参照）における軸力材１１０を断面十字状の軸力材１５０にしたものである。

すなわち、軸力材１５０は軸力材１１０に軸力材垂直部１１９を設置したものに同じである。そして、左取付板１６０ａおよび右取付板１６０ｂは断面十字状であって、左取付板１３０ａおよび右取付板１３０ｂにそれぞれ左取付板垂直部１３９ａおよび右取付板垂直部１３９ｂを設置したものである。なお、図８において、テーパ部１３２ａ、１３２ｂは形成されていないが、テーパ部１３２ａ、１３２ｂを形成してもよい。
また、左補剛管端板案内孔１２２ａおよび右補剛管端板案内孔１２２ｂは十字状であって、それぞれ左取付板垂直部１３９ａおよび右取付板垂直部１３９ｂが通過可能な開口部が形成されている。
したがって、座屈拘束型ダンパー９００は、座屈拘束型ダンパー８００と同じ作用効果、すなわち、第１座屈拘束型ダンパー１００と同じ作用効果を奏する。

［実施の形態３］
図９および図１０は本発明の実施の形態３に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、図９の（ａ）は平面図、図９の（ｂ）は側面図、図９の（ｃ）は部材の連結系統を示す構成図、図１０の（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図９の（ｂ）に示すＡ視〜Ｄ視の正面図である。なお、実施の形態１または実施の形態２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

図９および図１０において、座屈拘束型ダンパーシステム３０００は、第１座屈拘束型ダンパー９０１、第２座屈拘束型ダンパー９０２、第３座屈拘束型ダンパー９０３、第４座屈拘束型ダンパー９０４、第５座屈拘束型ダンパー９０５、および第６座屈拘束型ダンパー９０６を有し、これらは何れも座屈拘束型ダンパー９００（図８参照）であるから、説明を省略する。
橋軸方向９に平行で、取付部材２の所定位置と取付部材３の所定位置とを結ぶ仮想線を「基準軸１０」とすると、第１座屈拘束型ダンパー９０１と第４座屈拘束型ダンパー９０４とは互いに基準軸１０に平行で、基準軸１０に対して対称な位置に配置され、第１座屈拘束型ダンパー９０１の左取付板１６０ａと第４座屈拘束型ダンパー９０４の左取付板１６０ａとは接続部材７１１によって接続され、第１座屈拘束型ダンパー９０１の右取付板１６０ｂと第４座屈拘束型ダンパー９０４の右取付板１６０ｂとは接続部材７１３によって接続され、第１座屈拘束型ダンパーセット９１４を形成している。

同様に、第２座屈拘束型ダンパー９０２と第５座屈拘束型ダンパー９０５とは互いに基準軸１０に平行で、基準軸１０に対して対称な位置に配置され、第２座屈拘束型ダンパー９０２の左取付板１６０ａと第５座屈拘束型ダンパー９０５の左取付板１６０ａとは接続部材７２３によって接続され、第２座屈拘束型ダンパー９０２の右取付板１６０ｂと第５座屈拘束型ダンパー９０５の右取付板１６０ｂとは接続部材７２２によって接続され、第２座屈拘束型ダンパーセット９２５を形成している。
同様に、第３座屈拘束型ダンパー９０３と第６座屈拘束型ダンパー９０６とは互いに基準軸１０に平行で、基準軸１０に対して対称な位置に配置され、第３座屈拘束型ダンパー９０３の左取付板１６０ａと第６座屈拘束型ダンパー９０６の左取付板１６０ａとは接続部材７２３によって接続され、第３座屈拘束型ダンパー９０３の右取付板１６０ｂと第６座屈拘束型ダンパー９０６の右取付板１６０ｂとは接続部材７１３によって接続され、第３座屈拘束型ダンパーセット９３６を形成している。

すなわち、第３座屈拘束型ダンパーセット９３６は、右側の端部が接続部材７１３によって第１座屈拘束型ダンパーセット９１４の右側の端部に接続され、左側の端部が接続部材７２３によって第２座屈拘束型ダンパーセット９２５の左側の端部に接続されている。
したがって、第１座屈拘束型ダンパーセット９１４、第３座屈拘束型ダンパーセット９３６および第２座屈拘束型ダンパーセット９２５は、ジグザクに連結され、外周支持材７ａおよび外周支持材７ｂによって、橋軸方向９（基準軸１０方向に同じ）に相対的に移動可能に支持されている。

したがって、座屈拘束型ダンパーシステム３０００は、座屈拘束型ダンパーシステム１０００（実施の形態１）と同様の作用効果を奏する。
このとき、第１座屈拘束型ダンパーセット９１４は、基準軸１０に対して互いに平行で、基準軸１０に対して対称な位置に配置された第１座屈拘束型ダンパー９０１および第４座屈拘束型ダンパー９０４（一対の座屈拘束型ダンパー）からなるから、接続部材７１１に回転力が作用しない。同様に、接続部材７１３、接続部材７２３および接続部材７２２に回転力が作用しない。したがって、座屈拘束型ダンパーシステム３０００には、回転力が作用しないから、安定した伸縮が可能であり、回転力による余計な応力が発生しないため、信頼性や耐久性が向上している。
なお、以上は、第１座屈拘束型ダンパー９０１等として、座屈拘束型ダンパー９００を用いているが、本発明はこれに限定するものではなく、第１座屈拘束型ダンパー１００等や座屈拘束型ダンパー８００を用いてもよい。また、一対の座屈拘束型ダンパーから構成される座屈拘束型ダンパーセットの数（セット数）は、３セット以上の奇数であればよい。さらに、座屈拘束型ダンパーセットを複数対の座屈拘束型ダンパーから構成してもよい。

［実施の形態４］
図１１は本発明の実施の形態４に係る座屈拘束型ダンパーシステムを説明するものであって、設置状況を示す側面図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号（添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ」除く数字）を付し、一部の説明を省略する。なお、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

図１１において、橋梁４０００は、上部工１ａが図示しない橋脚に設置された図示しない支承と、橋脚４ａに設置された支承４１ａとに支持され、同様に、上部工１ｂが橋脚４ａに設置された支承４２ａと橋脚４ｂに設置された支承４１ｂとに支持され、上部工１ｃが橋脚４ｂに設置された支承４２ｂと橋脚４ｃに設置された支承４１ｃとに支持され、上部工１ｄが橋脚４ｃに設置された支承４２ｃと図示しない橋脚に設置された図示しない支承とに支持されている。
そして、上部工１ａに設置された取付部材２２ａと上部工１ｂに設置された取付部材２１ｂとに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ａの両端が接続されている。同様に、上部工１ｂに設置された取付部材２２ｂと上部工１ｃに設置された取付部材２１ｃとに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ｂの両端が接続されている。上部工１ｃに設置された取付部材２２ｃと上部工１ｄに設置された取付部材２１ｄとに、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ｃの両端が接続されている。

このとき、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ａ、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ｂ、および座屈拘束型ダンパーシステム１０００ｃは、何れも座屈拘束型ダンパーシステム１０００（実施の形態１）に同じであるが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれ、座屈拘束型ダンパーシステム２０００（実施の形態２）や座屈拘束型ダンパーシステム３０００（実施の形態３）であってもよい。
すなわち、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ａ等は、上部工１ａ等の分割位置に配置され、分割位置には、上部工１ａ等の温度変化による変形や通行する車両の荷重による変形に伴う伸縮分だけの間隙が設けられている。
したがって、座屈拘束型ダンパーシステム１０００ａ等を上部工１ａ等の分割位置に配置することによって、地震発生時に、隣り合う上部工１ａ等の間に相対偏位が生じた場合、第１座屈拘束型ダンパー１００等の伸縮が発生する。よって、地震エネルギーが吸収され、橋梁４０００の耐震性が向上している。

本発明によれば、大きな塑性変形量（地震エネルギーの吸収量）を確保すると共に、比較的狭い空間に設置することができるから、橋梁下部等に限定されることなく、土木構造物や建築構造物の制振耐震部材として、広く利用することができる。

１ 上部工
２ 取付部材
３ 取付部材
４ 下部工
５ 可動支承
６ａ 側面支持材
６ｂ 側面支持材
７ａ 外周支持材
７ｂ 外周支持材
８ 垂直方向
９ 橋軸方向
１０ 基準軸
２１ｂ 取付部材
２１ｃ 取付部材
２１ｄ 取付部材
２２ａ 取付部材
２２ｂ 取付部材
２２ｃ 取付部材
４１ａ 支承
４１ｂ 支承
４１ｃ 支承
４２ａ 支承
４２ｂ 支承
４２ｃ 支承
１００ 第１座屈拘束型ダンパー
１１０ 軸力材
１１９ 軸力材垂直部
１２０ 補剛管
１２１ａ 左補剛管端板
１２１ｂ 右補剛管端板
１２２ａ 左補剛管端板案内孔
１２２ｂ 右補剛管端板案内孔
１２３ａ 左延長部材
１２３ｂ 右延長部材
１２４ａ 左延長部材端板
１２４ｂ 右延長部材端板
１２５ａ 左延長部材止まり孔
１２５ｂ 右延長部材止まり孔
１３０ａ 左取付板
１３０ｂ 右取付板
１３１ａ 一方の端部
１３１ｂ 他方の端部
１３２ａ テーパ部
１３２ｂ テーパ部
１３３ａ 左取付板突起
１３３ｂ 右取付板突起
１３４ａ 貫通孔
１３４ｂ 貫通孔
１３５ａ 端部
１３５ｂ 端部
１３６ａ 左取付板内側突起
１３６ｂ 右取付板内側突起
１３９ａ 左取付板垂直部
１３９ｂ 右取付板垂直部
１４０ 拘束材
１５０ 軸力材
１６０ａ 左取付板
１６０ｂ 右取付板
２００ 第２座屈拘束型ダンパー
２１０ 軸力材
２２０ 補剛管
２３０ａ 左取付板
２３０ｂ 右取付板
３００ 第３座屈拘束型ダンパー
３１０ 軸力材
３２０ 補剛管
３３０ａ 左取付板
３３０ｂ 右取付板
４００ 第４座屈拘束型ダンパー
４１０ 軸力材
４２０ 補剛管
４３０ａ 左取付板
４３０ｂ 右取付板
５００ 第５座屈拘束型ダンパー
５１０ 軸力材
５２０ 補剛管
５３０ａ 左取付板
５３０ｂ 右取付板
６１２ 連結部材
６２３ 連結部材
６３４ 連結部材
６４５ 連結部材
７１１ 接続部材
７１３ 接続部材
７２２ 接続部材
７２３ 接続部材
８００ 座屈拘束型ダンパー
９００ 座屈拘束型ダンパー
９０１ 第１座屈拘束型ダンパー
９０２ 第２座屈拘束型ダンパー
９０３ 第３座屈拘束型ダンパー
９０４ 第４座屈拘束型ダンパー
９０５ 第５座屈拘束型ダンパー
９０６ 第６座屈拘束型ダンパー
９１４ 第１座屈拘束型ダンパーセット
９２５ 第２座屈拘束型ダンパーセット
９３６ 第３座屈拘束型ダンパーセット
１０００ 座屈拘束型ダンパーシステム
１０００ａ 座屈拘束型ダンパーシステム
１０００ｂ 座屈拘束型ダンパーシステム
１０００ｃ 座屈拘束型ダンパーシステム
２０００ 座屈拘束型ダンパーシステム
３０００ 座屈拘束型ダンパーシステム
４０００ 橋梁
Δ 遊間

Claims (8)

1. ３本以上の奇数本の座屈拘束型ダンパーがジグザクに接続されたものであって、
   前記座屈拘束型ダンパーは、
   当該座屈拘束型ダンパーに作用する軸力により伸縮変形する軸力材と、
   前記軸力材を包囲する補剛管と、
   前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸びたところで、前記軸力材の伸びを拘束する第１のストッパー構造と、
   前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ縮んだところで、前記軸力材の縮みを拘束する第２のストッパー構造と、を有することを特徴とする座屈拘束型ダンパーシステム。
2. 基準軸に対して互いに平行で、基準軸に対して対称な位置に配置された一対の座屈拘束型ダンパーからなる座屈拘束型ダンパーセットが、ジグザクに奇数セット接続されたものであって、
   前記座屈拘束型ダンパーは、
   当該座屈拘束型ダンパーに作用する軸力により伸縮変形する軸力材と、
   前記軸力材を包囲する補剛管と、
   前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸びたところで、前記軸力材の伸びを拘束する第１のストッパー構造と、
   前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ縮んだところで、前記軸力材の縮みを拘束する第２のストッパー構造と、を有し、
   前記座屈拘束型ダンパーセットを構成する一方の座屈拘束型ダンパーと、前記座屈拘束型ダンパーセットを構成する他方の座屈拘束型ダンパーとは、接続部材によって接続されていることを特徴とする座屈拘束型ダンパーシステム。
3. 前記座屈拘束型ダンパーは、
   該軸力材の両端部に接続された取付板を更に有し、
   前記第１ストッパー構造及び前記第２ストッパー構造は、
   前記軸力材の所定の変形量だけ変形することにより前記取付板と前記補剛管とが当接する構造を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の座屈拘束型ダンパーシステム。
4. 前記座屈拘束型ダンパーは、
   該軸力材の両端部に接続された取付板と、前記補剛管の両端部に接続された延長部材とを更に有し、
   前記第１ストッパー構造は、
   前記軸力材の所定の変形量だけ変形することにより前記取付板と前記延長部材とが当接する構造を備え、
   前記第２ストッパー構造は、
   前記軸力材の所定の変形量だけ変形することにより前記取付板と前記補剛管とが当接する構造を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の座屈拘束型ダンパーシステム。
5. 前記第１ストッパー構造及び前記第２ストッパー構造は、
   前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸縮したところで、前記軸力材に作用する荷重の増分が前記補剛管に負担され、
   前記補剛管が弾性的に伸縮する間、前記軸力材の伸縮量が限界伸縮量を超えないように、前記取付板の一部と前記補剛管の一部との遊間が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の座屈拘束型ダンパーシステム。
6. 前記第１ストッパー構造及び前記第２ストッパー構造は、
   前記軸力材が軸方向に所定の変形量だけ伸縮したところで、前記軸力材に作用する荷重の増分が前記補剛管に負担され、
   前記補剛管が弾性的に伸縮する間、前記軸力材の伸縮量が限界伸縮量を超えないように、前記取付板の一部と前記補剛管の一部との遊間、または前記取付板の一部と前記延長部材の一部との遊間が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の座屈拘束型ダンパーシステム。
7. 前記取付板に取付板突起および取付板内側突起が設けられ、
   前記補剛管の両端に補剛管端板が設けられ、
   前記補剛管端板は、
   前記取付板が通過可能で、前記取付板突起および取付板内側突起が通過不可能な補剛管端板案内孔が形成され、
   前記取付板は、
   前記補剛管端板が前記取付板突起と前記取付板内側突起との間に位置した状態で、前記補剛管端板案内孔を通過し、前記取付板突起と前記補剛管端板との間および前記取付板内側突起と前記補剛管端板との間に、それぞれ長手方向に所定の遊間が形成されていることを特徴とする請求項３又は５に記載の座屈拘束型ダンパーシステム。
8. 前記取付板に取付板突起が設けられ、
   前記補剛管の両端に補剛管端板が設けられ、
   前記補剛管端板は、
   前記取付板が通過可能で、前記取付板突起が通過不可能な補剛管端板案内孔が形成され、
   前記延長部材に延長部材端板が設けられ、
   前記延長部材端板は、
   前記取付板が通過可能で、前記取付板突起が通過不可能な延長部材止まり孔が前記延長部材端板に形成され、
   前記取付板突起は、
   前記補剛管端板と前記延長部材端板との間に、長手方向に所定の遊間を空けて配置されていることを特徴とする請求項４又は６に記載の座屈拘束型ダンパーシステム。

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