JPH0547566U - 鋼材ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板の中間部に複数個の開口が２方向に距離
をおいて千鳥状に穿設された板状の鋼材ダンパーにより
効率的なエネルギー吸収能力を持たせる。 【構成】 鋼板1₀の中間部に複数個の開口1aが２方向に
距離をおいて千鳥状に穿設され、面内の１方向の正負の
荷重を負担して開口1a回りの本体1₁が曲げ降伏し、エネ
ルギーを吸収するもので、開口1aが加力時にその方向に
直交する方向の本体1₁に生ずる曲げモーメント分布に囲
まれた六角形状，または八角形状、あるいはそれらに近
似した形状をすることにより、より効率的なエネルギー
の吸収能力を持つものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は面内の引張力や圧縮力を内部で曲げモーメントに置き換えてエネル ギーの吸収を行う、鋼材ダンパーに関するものである。

【０００２】

【考案が解決しようとする課題】

地震時等に構造物に入力する振動エネルギーを、固有振動数の異なる構造物間 や、距離を隔てて切り離された構造部材間等に跨って設置され、両者間の相対移 動時の外力を負担して塑性変形するときの履歴エネルギーを利用して吸収する、 板状のダンパーを出願人は幾つか提案している。

【０００３】 これは鋼板の中間部に複数個の開口を穿設することにより面内剛性を低下させ 、鋼板に塑性変形能力を持たせたもので、構造部材間等の、対向する方向に直交 する方向の相対移動時に作用する面内のせん断力を鋼板に負担させ、せん断力の 作用方向に間隔をおいて穿設された開口の回りの板部分に生ずる曲げモーメント によって鋼板本体を曲げ降伏させ、塑性化させることによりエネルギーの吸収を 行い、特に開口の形状を曲げモーメント分布に対応させることによって効率的に エネルギーを吸収する、という特徴を持っている。

【０００４】 この板状ダンパーは開口が１方向に適当な間隔をおいて配列することによりそ の方向のせん断力に対して作動するものであるが、これに対し、開口を複数段に 配列し、各段の開口を互いに千鳥状にずらすことによりせん断力に代え、構造部 材間等の対向する方向の相対移動時に面内の引張力や圧縮力を外力として作用さ せ、この外力を内部で曲げモーメントとして負担して作動するダンパーを特開平 3-183873号で加えて提案している。

【０００５】 この考案はこの面内の１方向の正負荷重に対して作動する板状ダンパーを発展 させたもので、より効率的なエネルギーの吸収を可能にする形状のダンパーを加 えて提案しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

複数段に開口が配列される鋼材ダンパー（特開平3-183873号）は、鋼板の中間 部に複数個の開口を２方向に距離を隔てて千鳥状に穿設したもので、引張力と圧 縮力に対して開口回りの本体が曲げ降伏するものであるが、本考案では開口を六 角形状，または八角形状、あるいはそれらに近似した形状に穿設することにより 、より効率的なエネルギー吸収能力を鋼材ダンパーに付与する。

【０００７】 開口は鋼板の中間部に２方向に互いに距離をおいて穿設され、千鳥状に配列す ることにより鋼板の両端間に加わる面内の１方向の引張力や圧縮力の正負の荷重 によって開口回りの本体に曲げモーメントが働き、本体が曲げ降伏してエネルギ ーを吸収する。

【０００８】 特開平3-183873号の鋼材ダンパーのように、開口が千鳥に２方向に配列した鋼 板の本体が１方向の正負の荷重を受けた場合に、本体に生ずる曲げモーメントは 図２に示すように、荷重作用方向に直交する方向の、図１に鎖線で示す開口に囲 まれた最小単位の本体上に、その中央部が反曲点となる直線状の分布となり、ま た全体では荷重作用方向の本体の中央に関してその方向に対称に表れ、この曲げ モーメント分布に囲まれた部分は八角形状，もしくはそれに近い六角形状をする ことから、開口の形状をこの八角形や六角形、あるいはそれらに近似した形状に することによって荷重作用方向に直交する方向の本体が全長に亘って均等に降伏 する状態が得られ、エネルギーの吸収能力が高められる。

【０００９】

【実施例】

以下本考案を一実施例を示す図面に基づいて説明する。

【００１０】 この考案の鋼材ダンパー１は図１に示すように鋼板1₀の中間部に複数個の開口 1aを２方向に距離をおいて千鳥状に穿設したもので、矢印で示す面内の１方向の 正負の繰り返し荷重に対して開口1a回りの本体1₁が曲げ降伏することによりエネ ルギーを吸収するものである。

【００１１】 図２は図１に示す、開口1aが千鳥に配列された鋼材ダンパー１に引張力を加え た場合の鋼材ダンパー１の本体1₁に生ずる曲げモーメントの分布を示したもので ある。ここに示すように曲げモーメントは荷重作用方向に直交する方向の本体1₁ に表れ、圧縮力の場合はこの方向の本体1₁に関して引張力の場合と逆に表れるが 、鋼材ダンパー１が面内の引張力や圧縮力を受けた場合、図１に鎖線で示す本体 1₁の最小単位には、その部分の曲げモーメント図である図３に示すように荷重作 用方向の本体1₂，1₂の隣接する区間の中央が反曲点となる直線状の分布となり、 また全体的には図２に示すように荷重作用方向の本体1₂の中央に関してその方向 に対称に表れる。

【００１２】 図１に示すように開口1aは八角形や六角形、あるいはそれに近似した形状に穿 設され、この形状は図２に示す曲げモーメント図上、曲げモーメント分布に囲ま れた空白部分の形状に対応しており、全体ではこの開口1aが荷重作用方向に直交 する方向に互いに半ピッチずれて千鳥状に配列される。

【００１３】 図３は図１中、鎖線で囲まれた最小単位の本体1₁に生ずる曲げモーメントを示 したものであるが、両図に示すように開口1aが上記形状に形成されることにより 図１に鎖線で囲まれた本体1₁の形状、すなわち荷重作用方向の幅はその部分の曲 げモーメントの分布状態に対応し、中央部より両側の荷重作用方向の本体1₂，1₂ 側へかけて次第に拡大するするため、本体1₁は引張力と圧縮力によってそれに直 交する方向の、最小単位の本体1₂，1₂間で均等に降伏し、効率的にエネルギーを 吸収することになる。

【００１４】 この鋼材ダンパー１は例えば隣接し、エキスパンションジョイントで接続する 、固有振動数の異なる構造物間を始め、水平面内等、ある面内で１方向の相対変 位が生ずる構造物間の他、構造物の架構内で互いに距離を隔てて切り離される、 耐震要素とフレーム間，あるいは耐震要素内等、図１に矢印で示す加力方向に相 対変形を生ずる構造部材間，または非構造部材間、もしくはその両者間に跨って 設置される。

【００１５】 また鋼材ダンパー１は板状の状態から筒状に加工されることにより軸力を負担 するボルトやアンカーボルトの一部として、あるいは鉄筋やボルトを連結するカ プラーとしても利用され、それが接続する構造部材間や非構造部材間等の相対変 形に伴う圧縮力や引張力を受けたときに減衰力を発揮するダンパーとして機能す る。

【００１６】

【考案の効果】

この考案は以上の通りであり、千鳥状に配列された開口を、正負の荷重に対し て荷重作用方向の本体に表れる曲げモーメント分布に囲まれた形状に対応させ、 六角形状，または八角形状、あるいはそれらに近似した形状に穿設したものであ るため、本体を全長に亘って均等に降伏させることができ、より効率的にエネル ギーを吸収させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼材ダンパーの製作例を示した立面図である。

【図２】図１に示す鋼材ダンパーに引張力を加えた場合
に本体に生ずる曲げモーメント図である。

【図３】図１の鎖線で囲まれた本体に生ずる曲げモーメ
ント図である。

【符号の説明】

１……鋼材ダンパー、1₀……鋼板、1₁……本体、1₂……
本体、1a……開口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田中 直樹 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)考案者 福元 敏之 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の中間部に複数個の開口が２方向に
   距離をおいて千鳥状に穿設され、面内の１方向の引張
   力，または圧縮力を負担して開口回りの本体が曲げ降伏
   し、エネルギーを吸収するダンパーであり、開口は六角
   形状，または八角形状、あるいはそれらに近似した形状
   をしていることを特徴とする鋼材ダンパー。