JPH05113054A - ダンパー機能をもつアンボンドブレース材 - Google Patents
ダンパー機能をもつアンボンドブレース材Info
- Publication number
- JPH05113054A JPH05113054A JP27523291A JP27523291A JPH05113054A JP H05113054 A JPH05113054 A JP H05113054A JP 27523291 A JP27523291 A JP 27523291A JP 27523291 A JP27523291 A JP 27523291A JP H05113054 A JPH05113054 A JP H05113054A
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- Japan
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- brace material
- steel material
- building
- flat steel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高層建築物の耐震要素、あるいは耐風要素と
して架構フレーム内に軽便に使用される。ダンパー機能
（減衰機能）をもつアンボンドブレース材を提供する。 【構成】 平鋼材１と、この平鋼材１を被覆して補剛す
るコンクリート２とがアンボンド材３により絶縁されて
いるアンボンドブレース材４において、鋼材１として
は、荷重を負担する主鋼材１ａに沿って、降伏歪みが小
さい別種の副鋼材１ｂを重ね合わせたものが配置されて
いる。 【効果】 地震入力等による負荷の大きさに応じて、中
小の地震や強風による建物の揺れを抑制するダンパー機
能を働く範囲と、さらに大きい大地震時の負荷には鋼材
の降伏による塑性変形でエネルギー吸収する機能とを働
くので、従来一般のブレースやアンボンドブレースと同
様の使用態様で、建物の耐震安全性、経済性、及び強風
時の建物の揺れを抑制する居住性の向上が図れる。
して架構フレーム内に軽便に使用される。ダンパー機能
（減衰機能）をもつアンボンドブレース材を提供する。 【構成】 平鋼材１と、この平鋼材１を被覆して補剛す
るコンクリート２とがアンボンド材３により絶縁されて
いるアンボンドブレース材４において、鋼材１として
は、荷重を負担する主鋼材１ａに沿って、降伏歪みが小
さい別種の副鋼材１ｂを重ね合わせたものが配置されて
いる。 【効果】 地震入力等による負荷の大きさに応じて、中
小の地震や強風による建物の揺れを抑制するダンパー機
能を働く範囲と、さらに大きい大地震時の負荷には鋼材
の降伏による塑性変形でエネルギー吸収する機能とを働
くので、従来一般のブレースやアンボンドブレースと同
様の使用態様で、建物の耐震安全性、経済性、及び強風
時の建物の揺れを抑制する居住性の向上が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高層建築物の耐震要
素、あるいは耐風要素として架構フレーム内に軽便に使
用される、ダンパー機能（減衰機能）をもつアンボンド
ブレース材に関する。
素、あるいは耐風要素として架構フレーム内に軽便に使
用される、ダンパー機能（減衰機能）をもつアンボンド
ブレース材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高層建築物の耐震安全性、経済
性、及び強風時の建物の揺れに対する居住性の向上を図
るために、耐震要素、耐風要素としてアンボンドブレー
ス材が使用されている。あるいは偏心ブレース、又はＫ
型ブレースと呼ばれるものなども使用されている。
性、及び強風時の建物の揺れに対する居住性の向上を図
るために、耐震要素、耐風要素としてアンボンドブレー
ス材が使用されている。あるいは偏心ブレース、又はＫ
型ブレースと呼ばれるものなども使用されている。
【０００３】その他、建物の振動を抑制する制振要素
（減衰装置）としては、機械的な摩擦を利用して地震エ
ネルギーを吸収するシリンダー型の摩擦ダンパー、鋼材
の塑性化に伴う履歴吸収エネルギーにより地震エネルギ
ーを吸収する鋼材ダンパー（又はハニカムダンパーとも
呼ばれる）、あるいは鉛の履歴吸収エネルギーにより地
震エネルギーを吸収するシリンダー型の鉛ダンパー（又
は鉛押出しダンパーとも呼ばれる）等々が使用されてい
る。
（減衰装置）としては、機械的な摩擦を利用して地震エ
ネルギーを吸収するシリンダー型の摩擦ダンパー、鋼材
の塑性化に伴う履歴吸収エネルギーにより地震エネルギ
ーを吸収する鋼材ダンパー（又はハニカムダンパーとも
呼ばれる）、あるいは鉛の履歴吸収エネルギーにより地
震エネルギーを吸収するシリンダー型の鉛ダンパー（又
は鉛押出しダンパーとも呼ばれる）等々が使用されてい
る。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】従来、減衰装置とし
て使用されてきた上記の摩擦ダンパー、鋼材ダンパー、
鉛ダンパーなどは、装置自体が高価であるし、その取付
けスペースの確保が難しいほか、耐久性又はメンテナン
スフリーに欠ける等々の問題点がある。従来周知のアン
ボンドブレース材は、鋼材に荷重を負担させ、同鋼材の
座屈を被覆コンクリートによって拘束し補剛する構成の
所謂複合材であり、通常のブレース材と全く同様に建物
の架構フレーム内に耐震要素として使用されている。し
かし、従来のアンボンドブレース材（勿論、通常のブレ
ース材も含む）にはダンパー機能が働かないため、耐
震、耐風性能の向上を図り難いという欠点がある。
て使用されてきた上記の摩擦ダンパー、鋼材ダンパー、
鉛ダンパーなどは、装置自体が高価であるし、その取付
けスペースの確保が難しいほか、耐久性又はメンテナン
スフリーに欠ける等々の問題点がある。従来周知のアン
ボンドブレース材は、鋼材に荷重を負担させ、同鋼材の
座屈を被覆コンクリートによって拘束し補剛する構成の
所謂複合材であり、通常のブレース材と全く同様に建物
の架構フレーム内に耐震要素として使用されている。し
かし、従来のアンボンドブレース材（勿論、通常のブレ
ース材も含む）にはダンパー機能が働かないため、耐
震、耐風性能の向上を図り難いという欠点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した従来技術の課題
を解決するための手段として、この発明に係るダンパー
機能をもつアンボンドブレース材は、図１と２に実施例
を示したように、平鋼材１と、この平鋼材１を被覆して
補剛するコンクリート２とがアンボンド材３により絶縁
されているアンボンドブレース材４において、鋼材１と
しては、荷重を負担する主鋼材１ａに沿って、降伏歪み
が小さい別種の副鋼材１ｂを重ね合わせたものが配置さ
れていることを特徴とする。
を解決するための手段として、この発明に係るダンパー
機能をもつアンボンドブレース材は、図１と２に実施例
を示したように、平鋼材１と、この平鋼材１を被覆して
補剛するコンクリート２とがアンボンド材３により絶縁
されているアンボンドブレース材４において、鋼材１と
しては、荷重を負担する主鋼材１ａに沿って、降伏歪み
が小さい別種の副鋼材１ｂを重ね合わせたものが配置さ
れていることを特徴とする。
【０００６】
【作用】建物に入力された地震エネルギーに起因する荷
重は平鋼材１が負担する。その際に圧縮荷重時に発生し
やすい平鋼材１の座屈は、被覆コンクリート２が拘束し
て補剛する効果により防止される。平鋼材１の荷重変形
曲線を模式化して図３に示したように、主鋼材１ａの初
期剛性β及び耐力ａＰy を示した曲線５に、副鋼材１ｂ
の初期剛性及び耐力が複合された結果、平鋼材１として
の初期剛性α及び耐力Ｐy は曲線６のようになる。比例
限度（副鋼材１ｂの弾性限度）Ｐから耐力（降伏点）Ｐ
y までの範囲は、主鋼材１ａの初期剛性βと同一の傾き
７となる。従って、比例限度Ｐよりも大きく耐力Ｐy ま
での大きさの荷重が作用すると、前記傾き７に沿って所
謂履歴効果を発生し、弾性設計時において、最大ＯＡＢ
Ｃで囲まれた四辺形の面積相当分のひずみエネルギーを
吸収し、地震エネルギーを減衰する。つまり、前記の四
辺形ＯＡＢＣの範囲でエネルギー吸収のダンパー機能
（減衰機能）が発揮される訳である。このアンボンドブ
レース材４は、比例限度Ｐまでの変形量δ1 を超える大
きさの荷重から制振性能が発揮される範囲となり、δ2
以上の変形量を発生する大地震時の建物の制振効果を発
揮することはもちろんのこと、耐力Ｐyの変形量δ2を生
ずる荷重以下の範囲でも、強風とか中小の地震による建
物の揺れを制振することができる。
重は平鋼材１が負担する。その際に圧縮荷重時に発生し
やすい平鋼材１の座屈は、被覆コンクリート２が拘束し
て補剛する効果により防止される。平鋼材１の荷重変形
曲線を模式化して図３に示したように、主鋼材１ａの初
期剛性β及び耐力ａＰy を示した曲線５に、副鋼材１ｂ
の初期剛性及び耐力が複合された結果、平鋼材１として
の初期剛性α及び耐力Ｐy は曲線６のようになる。比例
限度（副鋼材１ｂの弾性限度）Ｐから耐力（降伏点）Ｐ
y までの範囲は、主鋼材１ａの初期剛性βと同一の傾き
７となる。従って、比例限度Ｐよりも大きく耐力Ｐy ま
での大きさの荷重が作用すると、前記傾き７に沿って所
謂履歴効果を発生し、弾性設計時において、最大ＯＡＢ
Ｃで囲まれた四辺形の面積相当分のひずみエネルギーを
吸収し、地震エネルギーを減衰する。つまり、前記の四
辺形ＯＡＢＣの範囲でエネルギー吸収のダンパー機能
（減衰機能）が発揮される訳である。このアンボンドブ
レース材４は、比例限度Ｐまでの変形量δ1 を超える大
きさの荷重から制振性能が発揮される範囲となり、δ2
以上の変形量を発生する大地震時の建物の制振効果を発
揮することはもちろんのこと、耐力Ｐyの変形量δ2を生
ずる荷重以下の範囲でも、強風とか中小の地震による建
物の揺れを制振することができる。
【０００７】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１は本発明に係るアンボンドブレース材４の適用状態
の一例を模式的に簡単化して示している。図中の符号１
０と１１は建物の架構フレームを構成する大梁と柱であ
る。アンボンドブレース材４は、その平鋼材１の両端部
が架構フレームに対して直接ボルト止め又は溶接などの
手段で接合されている。このアンボンドブレース材４
は、通常はプレキャストコンクリート壁板１２と共に架
構フレーム内に建込まれる。
図１は本発明に係るアンボンドブレース材４の適用状態
の一例を模式的に簡単化して示している。図中の符号１
０と１１は建物の架構フレームを構成する大梁と柱であ
る。アンボンドブレース材４は、その平鋼材１の両端部
が架構フレームに対して直接ボルト止め又は溶接などの
手段で接合されている。このアンボンドブレース材４
は、通常はプレキャストコンクリート壁板１２と共に架
構フレーム内に建込まれる。
【０００８】図２は前記アンボンドブレース材４の具体
的構造を示している。平鋼材１としては、荷重を負担す
る２枚の主鋼材１ａに沿ってその両外側に、降伏歪みが
小さい別種（異なる材質）の副鋼材１ｂをサンドイッチ
状に相互に重ね合わせたものが配置され、これがアンボ
ンド材３を介して絶縁したコンクリート２によって被覆
された構成になっている。副鋼材１ｂは、図３の曲線６
を得るために、主鋼材１ａよりも降伏歪みが小さい材質
のものが選択される。また、平鋼材１の構成は、図２に
示した３枚の重ね合わせ構造に限らない。２枚の重ね合
わせ構造、又は４枚以上の重ね合わせ構造で実施するこ
ともできる。
的構造を示している。平鋼材１としては、荷重を負担す
る２枚の主鋼材１ａに沿ってその両外側に、降伏歪みが
小さい別種（異なる材質）の副鋼材１ｂをサンドイッチ
状に相互に重ね合わせたものが配置され、これがアンボ
ンド材３を介して絶縁したコンクリート２によって被覆
された構成になっている。副鋼材１ｂは、図３の曲線６
を得るために、主鋼材１ａよりも降伏歪みが小さい材質
のものが選択される。また、平鋼材１の構成は、図２に
示した３枚の重ね合わせ構造に限らない。２枚の重ね合
わせ構造、又は４枚以上の重ね合わせ構造で実施するこ
ともできる。
【０００９】ちなみに、図２の実施例において、主鋼材
１ａには構造用鋼材(ＳＭ４９０級)(ヤング係数Ｅ＝
２．１×１０3 ｔ／cm2 、降伏応力δy ＝３．３ｔ／cm
2)を使用すると共に副鋼材１ｂには純鉄（ヤング係数Ｅ
＝２．１×１０3ｔ／cm2 、降伏応力δy ＝１．６ｔ／c
m2 ）を使用した場合について述べると、両鋼材１ａ，
１ｂともに厚さは９mm、幅２５０mm、長さ４．２ｍの平
鋼材である。その結果、図３の比例限度Ｐは７２．０
ｔ、複合された平鋼材の耐力Ｐy は１１０．２ｔが得ら
れた。δ1 は０．３２cmであり、δ2 は０．６６cmであ
る。
１ａには構造用鋼材(ＳＭ４９０級)(ヤング係数Ｅ＝
２．１×１０3 ｔ／cm2 、降伏応力δy ＝３．３ｔ／cm
2)を使用すると共に副鋼材１ｂには純鉄（ヤング係数Ｅ
＝２．１×１０3ｔ／cm2 、降伏応力δy ＝１．６ｔ／c
m2 ）を使用した場合について述べると、両鋼材１ａ，
１ｂともに厚さは９mm、幅２５０mm、長さ４．２ｍの平
鋼材である。その結果、図３の比例限度Ｐは７２．０
ｔ、複合された平鋼材の耐力Ｐy は１１０．２ｔが得ら
れた。δ1 は０．３２cmであり、δ2 は０．６６cmであ
る。
【００１０】
【本発明が奏する効果】本発明に係るダンパー機能をも
つアンボンドブレース材は、地震入力等による負荷の大
きさに応じて、中小の地震や強風による建物の揺れを抑
制するダンパー機能を働く範囲と、さらに大きい大地震
時の負荷には鋼材の降伏による塑性変形でエネルギー吸
収する機能とを働くので、従来一般のブレースやアンボ
ンドブレースと同様の使用態様で、建物の耐震安全性、
経済性、及び強風時の建物の揺れを抑制する居住性の向
上が図れるのである。
つアンボンドブレース材は、地震入力等による負荷の大
きさに応じて、中小の地震や強風による建物の揺れを抑
制するダンパー機能を働く範囲と、さらに大きい大地震
時の負荷には鋼材の降伏による塑性変形でエネルギー吸
収する機能とを働くので、従来一般のブレースやアンボ
ンドブレースと同様の使用態様で、建物の耐震安全性、
経済性、及び強風時の建物の揺れを抑制する居住性の向
上が図れるのである。
【図１】本発明のアンボンドブレース材の使用態様を模
式的に示した正面図である。
式的に示した正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】本発明のアンボンドブレース材の荷重変形曲線
を示したグラフである。
を示したグラフである。
１ 平鋼材 ２ コンクリート ３ アンボンド材 ４ アンボンドブレース材 １ａ 主鋼材 １ｂ 副鋼材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 信雄 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内
Claims (1)
- 【請求項１】 平鋼材と、この平鋼材を被覆して補剛す
るコンクリートとがアンボンド材により絶縁されている
アンボンドブレース材において、 鋼材としては、荷重を負担する主鋼材に沿って、降伏歪
みが小さい別種の副鋼材を重ね合わせたものが配置され
ていることを特徴とする、ダンパー機能をもつアンボン
ドブレース材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27523291A JPH05113054A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | ダンパー機能をもつアンボンドブレース材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27523291A JPH05113054A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | ダンパー機能をもつアンボンドブレース材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113054A true JPH05113054A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17552544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27523291A Pending JPH05113054A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | ダンパー機能をもつアンボンドブレース材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05113054A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003044525A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Takenaka Komuten Co Ltd | 建物変形解析方法 |
| US7065927B2 (en) * | 2002-12-05 | 2006-06-27 | Star Seismic, Llc | Seismic braces including pin and collar connection apparatus |
| JP2007191987A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Shimizu Corp | 対震ブレース |
| WO2023037820A1 (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 座屈拘束ブレース、及び耐力構造物 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP27523291A patent/JPH05113054A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003044525A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Takenaka Komuten Co Ltd | 建物変形解析方法 |
| JP4648590B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2011-03-09 | 株式会社竹中工務店 | 建物変形解析装置 |
| US7065927B2 (en) * | 2002-12-05 | 2006-06-27 | Star Seismic, Llc | Seismic braces including pin and collar connection apparatus |
| JP2007191987A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Shimizu Corp | 対震ブレース |
| WO2023037820A1 (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 座屈拘束ブレース、及び耐力構造物 |
| JP2023039167A (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-20 | 日鉄エンジニアリング株式会社 | 座屈拘束ブレース、及び耐力構造物 |
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