JP7539261B2

JP7539261B2 - 履歴型ダンパ構造体

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Publication number: JP7539261B2
Application number: JP2020099556A
Authority: JP
Inventors: 昭二森川; 清相田; 邦昭三好
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2024-08-23
Anticipated expiration: 2040-06-08
Also published as: JP2021193253A

Description

本発明は、履歴型ダンパ構造体に関する。

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、柱および梁からなる鉄骨構造物の斜材（ブレース）として用いられる履歴型ダンパ構造体が記載されている。この履歴型ダンパ構造体は、長手方向の両端に配置される一対の履歴型ダンパ部と、一対の履歴型ダンパ部同士を繋ぐ中間部とを備えて構成され、その両端部がボルト継手を介して鉄骨構造物に固定されている。

一対の履歴型ダンパ部は、各々、鋼板が組み合わされてなる芯材と、芯材の周囲に配設された補剛鋼管とを有している。地震により履歴型ダンパ構造体が所定の大きさ以上の交番軸力を受けると、芯材が塑性変形することでエネルギを吸収するようになっている。また、中間部は、芯材より高剛性な丸鋼管から構成されており、交番軸力が作用したときに、一対の履歴型ダンパ部に軸力を伝達する。

特許第５２１６０５０号公報

ところで、既設のボイラプラントにおいて、例えば特許文献１に記載の履歴型ダンパ構造体を用いて、ボイラ支持鉄骨の耐震補強工事を行う場合が考えられる。しかしながら、ボイラ支持鉄骨の周囲には、既に各種配管や各種電気ケーブルおよび機器類が設置されており、履歴型ダンパ構造体をボイラ支持鉄骨に固定するためのスペースが制限される。そのため、特許文献１に記載の履歴型ダンパ構造体の外形を小型化することが求められている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その主な目的は、外形を小型化できる履歴型ダンパ構造体を提供することにある。

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、鉛直方向に延びる複数の柱と、複数の前記柱の間に亘って水平方向に延びる複数の梁との間に設けられる履歴型ダンパ構造体であって、長手方向の両端に配置され、塑性変形によりエネルギを吸収する一対の履歴型ダンパ部と、前記一対の履歴型ダンパ部を繋ぐ中間部と、を備え、前記中間部は、長手方向に延びる中空の矩形状部材から成ると共に、前記矩形状部材に形成された４つの表面を有し、前記４つの表面のうち対向する２つの表面は、前記柱と前記梁とによって形成される平面に対して平行であり、残りの対向する２つの表面は、前記平面に対して直交することを特徴とする。

本発明によれば、履歴型ダンパ構造体の外形を小型化できる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係る履歴型ダンパ構造体の全体構成を示す側面図。第１実施形態に係る履歴型ダンパ構造体の構成を示し、（ａ）は部分縦断面図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ－２ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の２ｃ－２ｃ矢視断面図。（ａ）は図１に示す履歴型ダンパ構造体の全体構成を示す上面図、（ｂ）は（ａ）に示す履歴型ダンパ構造体を構成する中間部の斜視図、（ｃ）は（ａ）の３ｃ－３ｃ矢視断面図、（ｄ）は（ａ）の３ｄ－３ｄ矢視断面図。（ａ）～（ｄ）は、図１に示す履歴型ダンパ構造体の組立方法を説明する図。第１実施形態に係る履歴型ダンパ構造体の効果を従来技術と比較した図。（ａ）は第２実施形態に係る履歴型ダンパ構造体の全体構成を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の６ｂ－６ｂ矢視断面図、（ｃ）は第３実施形態に係る履歴型ダンパ構造体の全体構成を説明する側面図、（ｄ）は（ｃ）の６ｄ－６ｄ矢視断面図、（ｅ）は第４実施形態に係る履歴型ダンパ構造体の全体構成を説明する側面図、（ｆ）は（ｅ）の６ｆ－６ｆ矢視断面図。図６（ｆ）の別の実施形態を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、履歴型ダンパ構造体１００は、鉛直方向に延びる複数の柱２と、複数の柱２の間に亘って水平方向に延びる複数の梁３とから構成される鉄骨構造物１において、これら柱２、梁３間に対角線上に設けられている。この履歴型ダンパ構造体１００は、長手方向の両端に配置される一対の履歴型ダンパ部１１と、一対の履歴型ダンパ部１１を繋ぐ中間部２０とを備えている。一対の履歴型ダンパ部１１は、各々、芯材１２と補剛鋼管１８を備える。履歴型ダンパ構造体１００は、柱２と梁３の間の対角接合部にそれぞれ取付けられた接合部材４に、ボルト継手１５により継手部１３を介して固定される。

＜芯材１２＞
芯材１２は、均一な厚さの鋼板を組合せることで断面が十字状を成している（図２（ｂ））。芯材１２は、一端が中間部２０に接続され、また他端に継手部１３が設けられる。芯材１２は、中間部２０との接続端から継手部１３を含め、軸方向に一体的に形成されている。履歴型ダンパ部１１は、所定の大きさ以上の交番軸力が作用すると、芯材１２が塑性変形することによりエネルギを吸収する。芯材１２と中間部２０とを接続するには、例えば割り込みガゼットプレートを用いる等の公知の方法で行えばよい。また、継手部１３には接合部材４とボルト継手１５により接合させるためのボルト孔１４が設けられている（図２（ａ））。さらに、芯材１２には、その剛性向上を目的として、継手部１３が設けられる側に、例えば溶接等の公知の手法によって複数の鋼製の補剛板１６が固定されている（図２（ｃ））。

＜補剛鋼管１８＞
補剛鋼管１８は、断面が矩形であって、芯材１２の周囲に所定の隙間ｄを介して配設される。補剛鋼管１８内部では、十字状の芯材１２を構成する突出板１２ａ～１２ｄの各頂部が補剛鋼管１８の各角部に対向している。補剛鋼管１８は、芯材１２が交番軸力を受けた際に所定の隙間ｄを超える量の変形を阻止することにより、芯材１２が座屈するのを拘束する。これにより、芯材１２は圧縮軸力を受けたときにも引張り力を受けたときと同様の弾塑性挙動を示す。補剛鋼管１８は、一端が中間部２０に接続され、他端に芯材１２が貫通する開放端部１９が設けられている（図２（ａ））。芯材１２は、開放端部１９を貫通していることで、交番軸力を受けた際の伸縮が許容される。

＜中間部２０＞
中間部２０は、一対の履歴型ダンパ部１１の間に位置して、両者を繋ぐ。中間部２０は、芯材１２よりも高剛性に構成されており、交番軸力が作用したときに、一対の履歴型ダンパ部１１に軸力を伝達する。中間部２０を設けることで、中間部２０を設けない場合であって履歴型ダンパ構造が全長に亘って占めている構造に比べて、履歴型ダンパ部１１の製作精度管理が容易になり、履歴型ダンパ構造体１００の長尺化が可能となる。そして、降伏軸力の調整は履歴型ダンパ部１１で、また、軸剛性の調整は中間部２０でというように、個別に調整できるので、履歴型ダンパ構造体１００について最適な部材特性を設定することが可能となる。なお、中間部２０の形状の詳細については、後述する。

＜履歴型ダンパ構造体の基本的な作用＞
例えば、地震荷重が作用すると履歴型ダンパ構造体１００は交番軸力（引張り力および圧縮力）を受けるが、この軸力は履歴型ダンパ構造体１００両端の継手部１３を介して履歴型ダンパ部１１の芯材１２を経て中間部２０に伝わる。そして、引張り軸力が芯材１２の降伏軸力（＋Ｎｙ）に達すると塑性変形（＋δ）が生じ、圧縮軸力が芯材１２の降伏軸力（－Ｎｙ）に達すると塑性変形（－δ）が生ずる。この際、圧縮軸力を受けた芯材１２は座屈変形しようとするが、補剛鋼管１８によってその変形が拘束されて座屈が防止される。こうして、履歴型ダンパ構造体１００の全体が履歴曲線を描いて応答し、その結果、地震エネルギが吸収されて振動は減衰する。

なお、以上の履歴の過程において、交番軸力が作用しない定常な状態では芯材１２に引張り力が作用すると、芯材１２は開放端部１９を通過して補剛鋼管１８の外部に露出する場合があるが、仮にこの外部に露出した芯材１２が圧縮軸力を受けても、補剛板１６によってその芯材１２は局部的な座屈変形を生じないようになっている。

＜中間部２０の形状＞
図１，３を参照して、第１実施形態に係る中間部２０の形状の詳細について説明する。図１および図３（ａ），（ｂ）に示すように、中間部２０は、長手方向（図３（ａ）の左右方向、別言すれば軸方向）に延びる中空の矩形状鋼管（矩形状部材）から成り、この矩形状鋼管に形成された４つの表面とこれら４つの表面に対応する４つの裏面とを有している。４つの表面は、前面２０ａ、この前面２０ａと対向する後面２０ｂ、これら前面２０ａおよび後面２０ｂに対して直交する上面２０ｃ、この上面２０ｃに対向する下面２０ｄから成る。

図１に示すように、履歴型ダンパ構造体１００が鉄骨構造物１に固定されている状態においては、中間部２０の前面２０ａおよび後面２０ｂ（対向する２つの表面）は、柱２と梁３とによって形成される平面Ｒに対して平行な面となっている。一方、中間部２０の上面２０ｃおよび下面２０ｄ（残りの対向する２つの表面）は、その平面Ｒに対して直交する面となっている。なお、本実施形態では、中間部２０を長手方向（軸方向）に直交する面で切断した縦断面の形状が「正方形」であるが、「長方形」であっても良い。ここで、「正方形」とは、四隅が完全に直角の形状だけでなく、製造上、四隅がＲ形状になっている場合も含む。「長方形」の場合も同様である。

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、中間部２０は、長手方向に沿った中央位置において、この方向に直交する方向に沿って２つに分割可能な分割構造を有している。具体的には、中間部２０は、第１中間部２１と、第２中間部２２とを有する。第１中間部２１の一端部は履歴型ダンパ部１１（芯材１２）に接続され、第１中間部２１の他端部は第２中間部２２に接続されている。同様に、第２中間部２２の一端部は履歴型ダンパ部１１（芯材１２）に接続され、第２中間部２２の他端部は第１中間部２１に接続されている。

第１中間部２１と第２中間部２２とは、これら第１中間部２１および第２中間部２２の接続部を跨いでその表面側および裏面側に配置される長尺平板状の複数のスプライスプレート（「スプライシングプレート」とも称される。）２３を介して接続される。以下、第１実施形態において、表面側に配置されたスプライスプレート（第１連結プレート）２３を「第１スプライスプレート２３」と表記し、裏面側に配置されたスプライスプレート（第２連結プレート）２３を「第２スプライスプレート２３」と表記する。

第１スプライスプレート２３および第２スプライスプレート２３には、複数（第１実施形態例では１８個）のボルト孔２３ａが形成されており、第１中間部２１および第２中間部２２には、各スプライスプレート２３が取り付けられた状態において、そのボルト孔２３ａに対応する位置にそれぞれボルト孔２０ｅが形成されている。そして、第１スプライスプレート２３のボルト孔２３ａ、第１中間部２１および第２中間部２２のボルト孔２０ｅ、および第２スプライスプレート２３のボルト孔２３ａにボルト２４ａが挿入され、この挿入されたボルト２４ａにナット２４ｂが取り付けられている（図３（ｃ））。なお、履歴型ダンパ構造体１００に作用する交番軸力およびスプライスプレート２３の大きさ等により、ボルト２４ａの配置を考慮し、ボルト径、ボルト員数が決まるため、種々のボルト個数となる。よって、ボルト孔２３ａ，２０ｅの個数は上記した１８個に限定されることなく、例えば１２個とし、これらボルト孔２３ａ，２０ｅにボルト２４ａを挿入しても良い。

また、第１中間部２１および第２中間部２２には、それぞれ、第１スプライスプレート２３および第２スプライスプレート２３が配置される位置の近傍に、円形状の開口窓（貫通孔）２５が形成されている。具体的には、第１中間部２１の前面２０ａおよび後面２０ｂには、第１スプライスプレート２３および第２スプライスプレート２３の一方の端部に隣接するように開口窓２５が形成されている。また、同様に、第２中間部２２の前面２０ａおよび後面２０ｂには、第１スプライスプレート２３および第２スプライスプレート２３の他方の端部に隣接するように開口窓２５が形成されている。開口窓２５の大きさは、作業者の手指、腕、肘等が挿入可能な大きさに設定されている。なお、開口窓２５の形状は円形状に限定されない。また、この開口窓２５を塞ぐように塞ぎ板２６が取り付けられている（図３（ｄ））。

＜履歴型ダンパ構造体１００の組立方法＞
次に、図４を参照して、第１実施形態に係る履歴型ダンパ構造体１００の組立方法について説明する。なお、説明の便宜上、図４においては、中間部２０のみを図示しており、履歴型ダンパ部１１等の構成は図示していない。

まず、第１中間部２１の一端側および第２中間部２２の一端側に、例えば割り込みガゼットプレートを溶接接合することにより、一対の履歴型ダンパ部１１（芯材１２の一端）を接続する（不図示）。

次に、図４（ａ）に示すように、第２中間部２２の他端側（履歴型ダンパ部１１が取り付けられる端部と反対側）の表面に第１スプライスプレート２３の一端側を配置し、第２中間部２２の他端側の裏面に第２スプライスプレート２３の一端側を配置する。このとき、第１スプライスプレート２３に設けられた複数のボルト孔２３ａと、第２スプライスプレート２３に設けられた複数のボルト孔２３ａと、第２中間部２２に設けられた複数のボルト孔２０ｅとの位置合わせをする。

そして、第１スプライスプレート２３、第２中間部２２、および第２スプライスプレート２３の全部又は一部のボルト孔２０ｅ，２３ａに対して、第２中間部２２の開口窓２５に作業者が手指、腕、肘等を入れて、ボルト２４ａを挿入し、挿入したボルト２４ａにナット２４ｂを締結（仮締）する。これにより、第１スプライスプレート２３の一端側と第２スプライスプレート２３の一端側とが第２中間部２２に固定（半固定）される。この一連の作業を第２中間部２２の残りの表面および裏面についても行う。

こうして、第１スプライスプレート２３および第２スプライスプレート２３は、それぞれの一端側が第２中間部２２に固定（半固定）され、その他端側に、第１中間部２１を挿入するための隙間Ｓ（図４（ａ））が形成される。

次に、図４（ｂ）に示すように、第１スプライスプレート２３と第２スプライスプレート２３との間に設けられた隙間Ｓに、第１中間部２１の他端側を挿入し、第１中間部２１と第２中間部２２の端部同士が当接するまで、第１中間部２１を第２中間部２２に向かって押し込む（図４（ｃ））。

第１スプライスプレート２３に設けられた複数のボルト孔２３ａと、第２スプライスプレート２３に設けられた複数のボルト孔２３ａと、第１中間部２１に設けられたボルト孔２０ｅの位置合わせをする。そして、第１中間部２１の開口窓２５から作業者が手指、腕、肘等を入れて、各ボルト孔２０ｅ，２３ｅにボルト２４ａを挿入し、挿入されたボルト２４ａにナット２４ｂを締結する。そして、図４（ａ）の状態で、仮締のボルト２４ａも合わせ全てのボルト２４ａを締結する。なお、図４（ａ）の状態で、ボルト２４ａを一部のボルト孔２０ｅ，２３ａにのみ挿入している場合には、ボルト２４ａを挿していない個所全てにボルト２４ａを挿入し、挿入されたボルト２４ａにナット２４ｂを締結する。これにより、第１スプライスプレート２３の他端側と第２スプライスプレート２３の他端側とが第１中間部２１に固定される（図４（ｄ））。このような作業を第１中間部２１の全ての表面および裏面について行った後に、最後に全ての開口窓２５を塞ぎ板２６で覆う。以上の手順により、第１中間部２１および第２中間部２２が、第１スプライスプレート２３および第２スプライスプレート２３を介して接続され、履歴型ダンパ構造体１００の組立作業が完了する。

＜効果の説明＞
まず、中間部２０の断面形状を正方形にしたことによる外形寸法上の効果について説明する。部材に発生する最大応力σ_maxは、σ_max＝Ｍ／Ｚの式により求まる。ここで、Ｍは曲げモーメント、Ｚは断面係数である。この式より、曲げモーメントＭが一定のとき、部材に発生する最大応力σ_maxを一定とするには、断面係数Ｚを一定にすれば良い。断面係数Ｚは、部材の断面形状に応じて定まるため、各種部材のそれぞれの断面積と断面係数Ｚが等しくなるように各部材の外形寸法を求めて比較すれば、同一の設計条件下（即ち、曲げモーメントＭが一定、最大応力σ_maxが一定の場合）において最も外形寸法が小さい断面形状を知ることができる。

図５は、上記した同一の設計条件下において、断面形状が正方形、円形、菱形の場合の外形寸法を比較したものである。なお、図５において、Ｌ１は各断面の中立軸、Ｌ２は正方形の断面上端を通る直線、Ｌ３は正方形の断面下端を通る直線、Ｌ４は円形の断面上端を通る直線、Ｌ５は円形の断面下端を通る直線、Ｌ６は菱形の断面上端を通る直線、Ｌ７は菱形の断面下端を通る直線である。

図５に示すように、正方形の外形寸法ｈ_１は上線Ｌ２と下線Ｌ３との間の長さに相当し、円形の外形寸法ｈ_２は上線Ｌ４と下線Ｌ５との間の長さに相当し、菱形の外形寸法ｈ_３は上線Ｌ６と下線Ｌ７との間の長さに相当する。そのため、正方形と円形と菱形との間の外形寸法の大小関係は、「ｈ_１＜ｈ_２＜ｈ_３」となる。したがって、断面が正方形である場合には、断面が円形である場合に比べて外形寸法を（ｈ_２－ｈ_１）だけ小さくすることができ、断面が菱形である場合に比べて外形寸法を（ｈ_３－ｈ_１）だけ小さくすることができる。

このように、断面積（単位長さ当たりの質量に対応）および曲げモーメントＭが一定で、中間部２０に作用する最大応力σ_maxが一定になるように設計する場合、断面形状が正方形の方が、他の断面（円形、菱形）に比べて外形寸法を最も小型化ができる。そして、第１実施形態では、中間部２０を、断面が正方形に形成された中空の矩形状鋼管で構成したので、履歴型ダンパ構造体１００の外形寸法が従来に比べてコンパクトとなる。

また、既設のボイラプラントにおいて耐震補強工事を行う場合、ボイラ支持鉄骨の周囲には、既に各種配管や各種電気ケーブルおよび機器類を含む敷設物が設置されているため、履歴型ダンパ構造体を取り付けるスペースが非常に狭い場合が多い。ところが、第１実施形態によれば、中空の正方形断面を有する中間部２０により小型化が図られているため、狭いスペースであっても、大がかりな改造工事を行うことなく、履歴型ダンパ構造体１００を取り付けることができる。より具体的には、履歴型ダンパ構造体１００を取り付けるために、ボイラ支持鉄骨に取り付けられている配管、電気ケーブル、機器類等との干渉を避けるための分解作業や改造工事の工数を低減できる。

また、第１実施形態において、中間部２０は、第１中間部２１と第２中間部２２とに分割可能である。そのため、中間部２０を一体で取り扱う場合に比べて、第１中間部２１および第２中間部２２の取り扱いが容易である。例えば、中間部２０を一体で吊り下げる場合に比べて、長さが約半分となるため、第１中間部２１および第２中間部２２をそれぞれ移動させるとき、機器等との干渉が少なくなるため取り回しがし易くなり、かつ、吊り下げ荷重も約半分となるため、吊り下げ治具や吊り下げ装置を小型化できる。特に、既設のボイラプラントでは、取り回しのためのスペースおよび設置後のスペースが限られているため、中間部２０が分割構造であると非常に利便性が高い。また、中間部２０を分解して運搬することができるため、メンテナンス用の床や足場も小型・軽量化できる。

また、履歴型ダンパ構造体１００は、中間部２０を分割できるため、長さ、質量とも約半分にすることができる。このような履歴型ダンパ構造体１００を既設の鉄骨構造物１に取り付ける際には、履歴型ダンパ構造体１００をボイラ建屋外からボイラ建屋内に取り込み、所定の設置場所に移動させなければならないが、この移動途中には、干渉物（機器、配管等）が多く存在し、かつ、当然ながらアクセス用の床が設置されてない。また、仮にアクセス用の床が設置されていても床の強度が満足しない場合がある。

このような事情から履歴型ダンパ構造体１００をボイラ建屋内の所定の設置場所に移動させるルートにおいて、既設の鉄骨構造物１の梁３に履歴型ダンパ構造体１００の荷重を一時的に預ける場合がある。この場合、以下に示す第１ケース～第４ケースが考えられる。第１ケースは、単に、吊ラグを梁３に溶接等によって取り付けて、この吊ラグを介して梁３に履歴型ダンパ構造体１００の荷重を預ける場合であり、この場合には、特に問題とならない。

これに対して、第２ケースは、履歴型ダンパ構造体１００を移動させるための荷重を吊り下げる位置に梁３がない場合であり、この場合には、新たに梁３を設置しなければならない。また、第３ケースは、その荷重を吊り下げる位置の梁３の強度が不足する場合であり、この場合には、既設の梁３の補強を行わなければならない。さらに、第４ケースは、既設の鉄骨構造物１に上記したアクセス用の床が設置されており、この床を移動させる場合であり、この場合においても、強度不足が生じるときには、床の補強、床梁の補強およびその他支障項目の排除等を行わなければならない。従って、上記した第３ケースおよび第４ケースの場合には、上述のような補強、追設補強が生じるため、履歴型ダンパ構造体１００は、長さは短い方が、また、質量（荷重）は軽い方が、補強範囲および補強内容を少なくすることができる。

また、第１実施形態において、第１中間部２１と第２中間部２２との接続部を跨いでその表面側に配置される第１スプライスプレート２３と、その裏面側に配置される第２スプライスプレート２３とを介して、第１中間部２１および第２中間部２２が接続される構成であるため、第１中間部２１と第２中間部２２とを接続する作業が簡単である。さらに、２つのスプライスプレート２３で第１中間部２１と第２中間部２２とを接続しているため、履歴型ダンパ構造体１００に作用する荷重が大きい場合でも、その荷重に耐えることができる。

また、第１実施形態において、第１中間部２１および第２中間部２２には、それぞれ、開口窓２５が設けられているため、スプライスプレート２３の取付作業時に特殊工具等を用意する必要がなく、複雑な作業が不要である。また、開口窓２５を塞ぐ塞ぎ板２６が設けられているため、中間部２０内に雨水や埃が入るのを防止できる利点もある。なお、第１実施形態で説明した組立方法は、中間部２０が菱形断面の矩形状部材であっても適用可能である。

（その他の実施形態への言及）
次に、中間部２０の分割構造の他の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記した第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。

（第２実施形態）
図６（ａ），（ｂ）を参照して、第２実施形態に係る履歴型ダンパ構造体２００について説明する。この履歴型ダンパ構造体２００は、第１中間部２１と第２中間部２２とが、スプライスプレート２３を用いることなく、フランジ部２７ａ，２７ｂを介して接続されている点で第１実施形態と異なっている。

第１中間部２１の他端部には第１フランジ部２７ａが設けられており、第２中間部２２の他端部には第２フランジ部２７ｂが設けられている。第１フランジ部２７ａおよび第２フランジ部２７ｂには、それぞれ複数（第２実施形態では１２個）のボルト孔（不図示）が形成されており、これらボルト孔にボルト２４ａが挿入されている。

第２実施形態に係る履歴型ダンパ構造体２００の組立方法について説明する。まず、第１中間部２１および第２中間部２２の一端側に、それぞれ履歴型ダンパ部１１を接続する。次いで、第１中間部２１の第１フランジ部２７ａと第２中間部２２の第２フランジ部２７ｂとを当接させる。この状態で第１中間部２１側から各フランジ部２７ａ，２７ｂに形成されたボルト孔にボルト２４ａを挿入し、第２中間部２２側からナット（不図示）を取り付けて締結することにより、第１フランジ部２７ａと第２フランジ部２７ｂとを接続する。これにより、この履歴型ダンパ構造体２００の組立作業が完了する。

第２実施形態に係る履歴型ダンパ構造体２００によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、第１フランジ部２７ａおよび第２フランジ部２７ｂを介して第１中間部２１および第２中間部２２を接続できるため、組立作業が簡単である。なお、第２実施形態は、鉄骨構造物１に作用する荷重の大きさが比較的小さい場合に採用することが好ましい。

（第３実施形態）
図６（ｃ），（ｄ）を参照して、第３実施形態に係る履歴型ダンパ構造体３００について説明する。この履歴型ダンパ構造体３００は、第１中間部２１と第２中間部２２とが、スプライスプレート２３を用いることなく、溶接により接合されている点で第１実施形態と異なっている。

第３実施形態に係る履歴型ダンパ構造体３００の組立方法について説明する。まず、第１中間部２１および第２中間部２２の一端側に、それぞれ履歴型ダンパ部１１を接続する。次いで、第２中間部２２の他端側と第１中間部２１の他端側とを突き合わせて、溶接により両者を接合する。これにより、この履歴型ダンパ構造体３００の組立作業が完了する。

第３実施形態に係る履歴型ダンパ構造体３００によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、鉄骨構造物１に作用する荷重の大きさが非常に大きい場合に有効である。

（第４実施形態）
図６（ｅ），（ｆ）および図７を参照して、第４実施形態に係る履歴型ダンパ構造体４００について説明する。この履歴型ダンパ構造体４００は、スプライスプレート２３が第１中間部２１と第２中間部２２との接続部の表面側にのみ配置されている点が、第１実施形態と異なっている。

第４実施形態に係る履歴型ダンパ構造体４００の組立方法について説明する。まず、第１中間部２１および第２中間部の一端側に、それぞれ履歴型ダンパ部１１を接続する。次いで、第２中間部２２の他端側における４つの表面に、それぞれ、ボルト２４ａを用いてスプライスプレート（連結プレート）２３の一端側を取り付ける。次いで、第２中間部２２の他端側と第１中間部２１の他端側とを当接させた状態で、第１中間部２１の他端側における４つの表面に、ボルト２４ａを用いてスプライスプレート２３の他端側を取り付ける。これにより、この履歴型ダンパ構造体４００の組立作業が完了する。

第４実施形態に係る履歴型ダンパ構造体４００によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。特に、第４実施形態では、スプライスプレート２３の枚数が第１実施形態より少ないため、第１実施形態より組立作業時間を短縮できる。なお、第４実施形態は、第１実施形態よりも鉄骨構造物１に作用する荷重が小さい場合に適用するのが好ましい。また、第４実施形態においても、第１実施形態に示す開口窓２５を設けても良い。さらに、ボルト２４ａおよびナット２４ｂを用いてスプライスプレート２３を中間部２０に取り付けた図７のような構成にしても良い。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

例えば上記実施形態では、図１に示すように、履歴型ダンパ構造体１００の両端は、柱２と梁３の間の対角接合部にそれぞれ取付けられた接合部材４に固定されていたが、これに限られない。例えば履歴型ダンパ構造体１００の一端部は柱２と梁３の間の接合部材４に固定される一方、履歴型ダンパ構造体１００の他端部は梁３の中央部に固定されてもよい。

また、第１実施形態では、中間部２０は分割構造を有していたが、これに限られず、中間部２０を一体構造としても良い。また、第１実施形態では、開口窓２５は、中間部２０の前面２０ａと後面２０ｂに形成されていたが、この構成に限られず、中間部２０の上面２０ｃおよび下面２０ｄに形成されていても良いし、全ての面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに設けても良い。

２柱
３梁
１１履歴型ダンパ部
２０中間部
２０ａ前面（対向する２つの表面）
２０ｂ後面（対向する２つの表面）
２０ｃ上面（残りの対向する２つの表面）
２０ｄ下面（残りの対向する２つの表面）
２１第１中間部
２２第２中間部
２３スプライスプレート（連結プレート、第１連結プレート、第２連結プレート）
２５開口窓（貫通孔）
２７ａ第１フランジ部
２７ｂ第２フランジ部
１００，２００，３００，４００履歴型ダンパ構造体
Ｒ平面

Claims

鉛直方向に延びる複数の柱と、複数の前記柱の間に亘って水平方向に延びる複数の梁との間に設けられる履歴型ダンパ構造体であって、
長手方向の両端に配置され、塑性変形によりエネルギを吸収する一対の履歴型ダンパ部と、
前記一対の履歴型ダンパ部を繋ぐ中間部と、を備え、
前記中間部は、長手方向に延びる中空の矩形状部材から成ると共に、前記矩形状部材に形成された４つの表面を有し、
前記４つの表面のうち対向する２つの表面は、前記柱と前記梁とによって形成される平面に対して平行であり、残りの対向する２つの表面は、前記平面に対して直交することを特徴とする履歴型ダンパ構造体。
請求項１に記載の履歴型ダンパ構造体において、
前記中間部は、長手方向に分割可能な第１中間部および第２中間部を有し、
前記第１中間部と前記第２中間部とは、溶接により接合されることを特徴とする履歴型ダンパ構造体。
請求項１に記載の履歴型ダンパ構造体において、
前記中間部は、長手方向に分割可能な第１中間部および第２中間部を有し、
前記第１中間部には第１フランジ部が設けられ、前記第２中間部には第２フランジ部が設けられ、
前記第１中間部と前記第２中間部とは、前記第１フランジ部および前記第２フランジ部を介して接続されることを特徴とする履歴型ダンパ構造体。
請求項１に記載の履歴型ダンパ構造体において、
前記中間部は、長手方向に分割可能な第１中間部および第２中間部を有し、
前記第１中間部と前記第２中間部とは、両者を跨いで表面側に配置される連結プレートを介して接続されることを特徴とする履歴型ダンパ構造体。
請求項１に記載の履歴型ダンパ構造体において、
前記中間部は、長手方向に分割可能な第１中間部および第２中間部を有し、
前記第１中間部と前記第２中間部とは、両者を跨いで表面側に配置される第１連結プレートおよび裏面側に配置される第２連結プレートを介して接続されることを特徴とする履歴型ダンパ構造体。
請求項５に記載の履歴型ダンパ構造体において、
前記第１中間部および前記第２中間部には、それぞれ、前記第１連結プレートおよび前記第２連結プレートが配置される位置の近傍に、作業者の手指、腕、肘等が挿入可能な大きさの貫通孔が設けられることを特徴とする履歴型ダンパ構造体。