JPH0633140Y2 - 多段式ｈ型鋼ダンパー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、構造物の耐震対策の一つとして、構造物に取
付け減衰性能を付与するダンパーに関する。

［従来技術］ 従来より構造物の耐震対策の一つとして、下記に示すよ
うに、構造物に取付け減衰性能を付与させる種々のダン
パー等が考案されている。

第６図は、摩擦式ダンパーを示したもので、構造物の柱
６１、梁６２からなる架構６０の中にプレーキャストコ
ンクリート壁（ＰＣ壁）６３を介して摩擦ダンパー６４
を取り付け、地震時の揺動により構造物に生じる層間変
形を摩擦式ダンパー６４に伝達して、摩擦によるエネル
ギー消散を生じさせて、構造物の減衰性能を高めるもの
である。

第７図および第８図は、粘性液体を利用した制震壁を示
したもので、構造物の柱７１、梁７２からなる架構７０
の中に粘性液体７３を内蔵した外部プレート箱７４と、
内部プレート７５からなる制震壁を取り付け、地震時の
揺動により構造物に生じる層間変形を、内部プレート７
５が外部プレート箱７４の中で移動することにより外部
プレート箱７４に内蔵した粘性液体７３に動きを生じさ
せ、この動きによるエネルギー消散を生じさせて、構造
物の減衰性能を高めるものである。

第９図、第１０図および第１１図は、Ｈ型鋼ウェブの弱
軸回りの降伏による履歴エネルギーを利用したＨ型鋼ダ
ンパーを示したもので、構造物の柱９１、梁９２からな
る架構９０の中に山形ラーメンの補剛フレーム９３とＨ
型鋼ダンパー９４を取り付け、地震時の揺動により構造
物に生じる水平力の一部をＨ型鋼に伝達させて、Ｈ型鋼
ウェブの弱軸回りの降伏耐力に達するとウェブが降伏し
て履歴によるエネルギー吸収が行われ、その結果として
構造物に減衰性能が付与される。

［考案が解決しようとする課題］ 前述した従来のダンパー等には、それぞれ下記のような
問題点がある。

第６図で示した摩擦式ダンパーでは、安定した摩擦力を
保持するためのメカニズムが複雑になるため比較的コス
ト高になると共に、第７図の制震壁に比べると簡易では
あるが、メンテナンスが必要である。

第７図に示した粘性液体を利用した制震壁では、粘性を
利用しているために制震容量を大きくすることが困難で
あり、装置自体が大きくならざるを得ない。また、液体
を保持するためのシーリング等メンテナンスが大変であ
る。

第９図に示したＨ型鋼ダンパーでは、メンテナンスは不
用であるが、Ｈ型鋼ウェブの許容変形量には限界がある
ので、層間変位すなわちダンパーのストロークに制限が
ある。

以上のように、従来のダンパー等では、制震容量、スト
ローク、メンテナンス、コストの何れかの面で問題点が
残されている。

本考案は上記のような問題点の解決を図ったものであ
り、制震容量、ストローク、メンテナンス、コストの何
れも満足させることの出来るダンパーを提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案に係る多段式Ｈ型鋼ダンパーは、普通鋼あるいは
伸び能力の高い低強度鋼からなる均等の大きさの複数個
のＨ型鋼を、フランジ部先端を突き合わせて一列に溶接
し１つのユニットとする。このユニットを前記Ｈ型鋼の
長さと同程度の幅を有し、かつ両端に前記Ｈ型鋼の接続
方向に長い長穴をもうけた鋼板を介して、フランジ面上
に複数積層接合する。さらに、構造物が揺動した際に前
記鋼板が水平方向の並進のみを生じ、回転運動が生じな
いようにするため、前記鋼板の長穴に鋼枠を嵌め込むと
ともに、鋼枠に通した４フッ化エチレン樹脂プレートを
介して、前記鋼板と鋼枠をナットで接続している。

［作用］ 本考案における多段式Ｈ型鋼ダンパーは、複数のＨ型項
のフランジどうしを溶接して複数のユニットを形成し、
このユニットを鋼板を介在させて多段に積層して構造物
の層間、例えば、梁間にＨ型鋼ウェブが層間変形に対し
て弱軸になるように取り付ける。構造物が地震力を受け
て層間変形が生じると、多段式Ｈ型鋼ダンパーは地震力
の一部（Ｐ）を分担し、第４図で示すような変形を生
じ、Ｈ型鋼の上フランジと下フランジの水平方向の並進
によりＨ型鋼のウェブには降伏が生じ、この部分で第５
図で示すように履歴カーブを描き、その面積に相当する
エネルギーが制震容量として付与される。なお、制震容
量の大きさはＨ型鋼ウェブ弱軸回りの降伏耐力Ｐｙの和
で調節し、ストロークはＨ型鋼ウェブ１個当たりの許容
変形量δａにＨ型鋼の段数を乗じた値で調節する。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を第１図、第２図および第３図
により説明する。図において、柱１ａと梁１ｂ，１ｃに
より構成された建築構造物１の適当箇所に本考案の多段
式Ｈ型鋼ダンパー２を配置し、前記ダンパー２と、梁１
ｂ間に構造物の層間変形をダンパー２に伝達する補剛フ
レーム３を設けることにより建築構造物１に適用してい
る。

前記多段式Ｈ型鋼ダンパー２は、普通鋼あるいは伸び能
力の高い低強度鋼からなる均等の大きさの複数個のＨ型
鋼のフランジ２ａ，２ｂの先端を所定の均等な幅に切断
して、フランジ２ａ，２ｂの幅を狭くする。次に、複数
個のＨ型鋼のフランジ先端どうしを突き合わせ、一列に
溶接してユニット２Ａ，あるいは２Ｂを形成し、このユ
ニット２Ａ，２Ｂを構造物１が揺動した際にＨ型鋼ウェ
ブ２ｄが層間変形に対して弱軸になるように配置し、鋼
板４を介在させて多段に積層してＨ型鋼の上フランジ２
ａと下フランジ２ｂどうしを鋼板４を介在させた状態
で、高力ボルト２ｅで固着する。また、前記鋼板４は、
鋼板間が水平方向に並進した際に、回転運動を生じない
ように鋼枠５ａで接続し、接続部は長穴５ｂ、４フッ化
エチレン樹脂プレート５ｃ、ナット５ｄから構成された
回転運動拘束金具５で連結したものである。

上記構成により、構造物が地震力を受けて層間変形が生
じると、多段式Ｈ型鋼ダンパー２は鋼板間の水平方向の
並進により第４図で示すような変形を生じ、Ｈ型鋼の上
フランジ２ａと下フランジ２ｂの水平方向の並進により
Ｈ型鋼のウェブ２ｄには降伏が生じ、この部分で第５図
で示すように履歴カーブを描き、その面積に相当するエ
ネルギーが制震容量として付与される。なお、制震容量
の大きさは、Ｈ型鋼ウェブ２ｄ弱軸回りの降伏耐力Ｐｙ
の和で調節し、ストロークは、Ｈ型鋼ウェブ１個当たり
の許容変形量δａに、Ｈ型鋼の段数を乗じた値で調節す
る。

［考案の効果］ 以上のように本考案の多段式Ｈ型鋼ダンパーによれば、
地震時の揺動を多段式Ｈ型鋼ダンパーのエネルギー吸収
能力により抑制できるので、構造物に減衰性能を付与す
る事が出来る。すなわち、揺動エネルギーの吸収をＨ型
鋼ウェブの履歴カーブにより発揮させ、その制震容量は
多段当たりのＨ型鋼ウェブ弱軸回りの降伏耐力の和で調
節でき、ストロークはＨ型鋼ウェブ一個当たりの許容変
形量に段数を乗じた値で調節できる。また、Ｈ型鋼に伸
び能力の高い低強度鋼を使用することで、ストロークの
増大あるいは同一のストロークの場合に段数の低減を図
ることが出来る。さらに、Ｈ型鋼に介在させる鋼板を回
転運動拘束金具により連結させることにより、Ｈ型鋼ウ
ェブの安定した履歴カーブが保持できる。

以上のように、制震容量およびストロークで優れている
と共に、メカニズムが単純であるので、メンテナンスお
よびコスト面でも優れた効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す側面図、第２図は第
１図内II部分の拡大図、第３図は第２図内III〜III矢視
断面図、第４図は外力が作用した際の変形モードを示す
模式図、第５図はＨ型鋼ウェブの履歴を示す模式図、第
６図は従来採用されている第一例を示す側面図、第７図
は従来採用されている第二例を示す側面図、第８図は第
７図内VIII〜VIII矢視断面の拡大図、第９図は従来採用
されている第三例を示す側面図、第１０図は第９図内Ｘ
部分の拡大図、第１１図は第１０図内XI〜XI矢視断面図
である。 １…構造物、１ａ…柱、１ｂ，１ｃ…梁、２…多段式Ｈ
型鋼ダンパー、２ａ，２ｂ…Ｈ型鋼フランジ、２ｃ…溶
接、２ｄ…Ｈ型鋼ウェブ、２ｅ…高力ボルト、２Ａ，２
Ｂ…ユニット、３…補剛フレーム、４…鋼板、５…回転
運動拘束金具、５ａ…鋼枠、５ｂ…長穴、５ｃ…４フッ
化エチレン樹脂プレート、５ｄ…ナット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】均等の大きさの複数個のＨ型鋼ブロック
   を、フランジ部先端を突き合わせて一列に溶接して１つ
   のユニットとし、前記Ｈ型鋼の長さと同程度の幅を有
   し、かつ両端に前記Ｈ型鋼の接続方向に長い長穴をもう
   けた鋼板を介して、前記ユニットをフランジ面上に複数
   積層接合したダンパーであって、前記鋼板の長穴に鋼枠
   を嵌め込むとともに鋼枠に通した４フッ化エチレン樹脂
   プレートを介して、前記鋼板と鋼枠をナットで接続した
   多段式Ｈ型鋼ダンパー