JPH076567B2 - 構造物用弾塑性ダンパー - Google Patents

構造物用弾塑性ダンパー

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JPH076567B2
JPH076567B2 JP63333906A JP33390688A JPH076567B2 JP H076567 B2 JPH076567 B2 JP H076567B2 JP 63333906 A JP63333906 A JP 63333906A JP 33390688 A JP33390688 A JP 33390688A JP H076567 B2 JPH076567 B2 JP H076567B2
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俊一 山田
鐸二 小堀
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Kajima Corp
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Kajima Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、2つの構造体間に介在して地震エネルギー
を吸収する曲げ降伏型の構造物用弾塑性ダンパーに関す
るものである。
〔従来の技術〕
出願人は、構造体間に介在して地震エネルギーを吸収す
る曲げ降伏型の弾塑性ダンパーとして、特開昭63−2199
26号公報に記載される外形が釣鐘型の弾塑性ダンパーや
特開昭63−219927号公報に記載される外形が鼓型の弾塑
性ダンパーを開発している。
これらの弾塑性ダンパーは、部材の曲げ降伏によるエネ
ルギー吸収が全体で行われるようにしたものである。
前者は一端から他端に向って順次外径が大きくなる釣鐘
型のダンパー本体を形成し、外径が大きくなる側に設け
たフランジにより一方の構造体に固定し、外径が小さく
なる側には他方の構造体にピン接合するための頭部を形
成している。この場合、水平方力によって弾塑性ダンパ
ーに生ずる曲げモーメントはフランジ側で最大となり、
ピン接合となる頭部で最小となる。
これに対し、後者は中央の小径部から両端に向って順次
外径が大きくなる鼓形のダンパー本体を形成し、連結さ
れるそれぞれの構造体に両端のフランジ部を剛結できる
ようにし、取付方法の簡略化を図ったものであり、曲げ
モーメントは両端で最大(符号は逆)、中央で最小とな
る。
これらの弾塑性ダンパーは、構造体間に設置するにあた
り、取付方向を決定する必要がなく水平面内の全方向に
機能し、降伏荷重の大きさを自由に設定することがで
き、かつ塑性域におけるエネルギー吸収能力が大きいと
いう利点がある。
特に、断面係数が弾塑性ダンパーに生ずる曲げモーメン
トに合わせてほぼ直線的に変化するようにすることで、
ダンパー本体のほぼ全体が塑性変形し、ダンパー本体全
体でエネルギーを吸収するため、塑性変形能力が大き
く、エネルギー吸収能力が高い。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上述の弾塑性ダンパーにおいて、さらに大きな
塑性変形能力が必要な場合、弾塑性ダンパー全体の寸法
を大きくする必要がある。
特に、鼓型の弾塑性ダンパーは、釣鐘型の弾塑性ダンパ
ー比べて取付構造が簡単となるものの、高さが高くなる
傾向にあり、製作面でも運搬、据付の面でも取扱い難く
なるという問題がある。
この発明は、これらの問題を解決すべく、上述の曲げ降
伏型の弾塑性ダンパーを改良発展させたものであり、十
分なエネルギー吸収能力が期待でき、かつ取扱いが容易
な構造物用弾塑性ダンパーを提供することを目的として
いる。
〔課題を解決するための手段〕
以下、この発明の概要を実施例の符号を用いて説明す
る。
この発明の構造物用弾塑性ダンパーは、構造体6A,6B間
に介在して地震エネルギーを吸収する曲げ降伏型の弾塑
性ダンパーであり、一端から他端に向って順次外径が大
きくなる外形が釣鐘型のダンパー本体の両端部にフラン
ジ部を形成してなる釣鐘型弾塑性ダンパー2を、2個直
列に配置してフランジ部どうしを連結したものである。
外径が小さくなる側のフランジ部3,3どうしを連結する
ことで、全体として鼓型の弾塑性ダンパー1が構成さ
れ、その両端、すなわち外径が大きくなる側のフランジ
部4,4をそれぞれ対向する構造体6A,6Bに固定すること
で、上述した特開昭63−219927号公報記載の鼓型の弾塑
性ダンパーと同様に機能させることができるる。
また、外径が小さくなる側のフランジ部3,3を向き合わ
せて2個直列に配置した釣鐘型弾塑性ダンパー2,2のフ
ランジ部3,3間に一方の構造体6Aを構成する部材を挟み
込み、これらを連結して鼓型の弾塑性ダンパーを構成
し、両端のフランジ部4,4を両方とも他方の同じ構造体6
Bに固定し、弾塑性ダンパーとして機能させることもで
きる。
この場合の各釣鐘型弾塑性ダンパー2は、外径の大きい
側の基端部を固定端とする片持ち梁と見なせるため、外
径の小さい側の先端の曲げ応力が小さくなる。すなわ
ち、2個の釣鐘型弾塑性ダンパー2,2によって構成され
る鼓型の弾塑性ダンパー1の両端および中央に水平力が
作用したときの曲げモーメントは、両端で最大(同符
号)、中央で最小となる。
さらに、上の場合と逆に、外径が大きくなる側のフラン
ジ部4,4を向き合わせて2個直列に配置した釣鐘型弾塑
性ダンパー2,2のフランジ部4,4間に一方の構造体6Bを構
成する部材を挟み込み、これらを連結してビア樽型の弾
塑性ダンパーを構成し、両端のフランジ部3,3を両方と
も他方の同じ構造体6Aに固定し、弾塑性ダンパーとして
機能させることもできる。
この場合のビア樽型の弾塑性ダンパーの両端および中央
に水平力が作用したときの曲げモーメントは中央で最
大、両端で最小となる。
〔実施例〕
次に、図示した実施例について説明する。
第1図および第2図は、本発明の一実施例における弾塑
性ダンパー1の組立て前と組立て後の形状を示したもの
で、弾塑性ダンパー1は2個の釣鐘型弾塑性ダンパー2,
2を連結することで一体的に構成されている。
各釣鐘型弾塑性ダンパー2は、軽量化を図るため、中空
断面形に形成され、かつ両端にそれぞれフランジ部3,4
が設けられている。
このように形成された2個の釣鐘型弾塑性ダンパー2,2
の外径が小さい側のフランジ部3,3どうしを突き合わ
せ、フランジ3,3を複数本の高力ボルト5(第3図参
照)、溶接(第4図参照)、あるいは釣鐘型弾塑性ダン
パー2,2の中心軸を通るボルト5(第5図参照)などに
より連結することで、全体として鼓型の弾塑性ダンパー
1が構成される。
この弾塑性ダンパー1は、例えば建物の梁と壁との間や
隣り合う建物のエキスパンションジョイント部等、構造
体間に設置され、鼓型の両端に位置するフランジ部4,4
を高力ボルト5などで構造体に固定することができる
(第2図参照)。
第6図は上述のように構成された弾塑性ダンパー1の上
下端に水平力Pが作用したときの曲げモーメントを示し
たもので、上下端で最大、中央部で最小になる。
また、この曲げモーメントによる弾塑性ダンパー1の曲
げ応力度σは、次式にによって求めることができる。
σ=M/Z (M:曲げモーメント、Z:断面係数) この鼓型の弾塑性ダンパー1の径は上下端で最大で、中
央に向かって徐々に小さくなっており、断面係数Zも上
下端より中央に向かって徐々に小さくなっている。従っ
て、曲げ応力度σは弾塑性ダンパー1の軸方向にほぼ
一定となる。
このような形態において、外力Pが増加すると、まず弾
塑性ダンパー1の外縁部の1点で降伏が生じ、中央部を
除き次々と、ほぼ同時に縦方向に降伏域が生じる。さら
に、この降伏域が水平力の作用方向について水平断面内
側に広がり、ダンパー本体の最外縁から中立軸へ向かっ
て全体が降伏していく。
第7図は外力Pと弾塑性ダンパー1の歪みδとの関係を
示したものである。図中、Pは中空部の1点が降伏す
るときの荷重であり、δはそのときのたわみである。
また、Pmaxは全体が降伏した後、応力が上昇し最大応
力に達したときの荷重であり、δmaxはそのときのたわ
みである。図に示されるように、δとδmaxの差が非
常に大きく、この弾塑性ダンパーの塑性変形能力が極め
て大きいことが分かる。
第8図〜第10図は弾塑性ダンパー1の設置方法の一例を
示したもので、まず現場で釣鐘型弾塑性ダンパー2,2を
連結して一体の鼓型に形成し、その後、所定の場所に設
置する場合である。下端のフランジ4を一方の構造体A
に高力ボルト5で固定し、上端のフランジ4をフィラー
プレート7を介して高力ボルト5で他方での構造体6Bに
固定している。
第11図〜第15図は弾塑性ダンパー1の他の設置方法を示
したもので、まず下側の釣鐘型弾塑性ダンパー2を一方
の構造体6Aに高力ボルト5でボルト止めする。続いて、
上側の釣鐘型弾塑性ダンパー2を先に取り付けた下側の
釣鐘型弾塑性ダンパー2にフランジ3,3どうしを突き合
わせて高力ボルト5で連結し、鼓型の弾塑性ダンパー1
を形成するとともに、上端のフランジ4を利用して他方
の構造体6Bに固定する。
第16図〜第20図は弾塑性ダンパー1のさらに他の設置方
法を示したもので、この例では弾塑性ダンパー1の上端
をブラケット8を介して構造体6Bに接合している。
第21図は弾塑性ダンパー1を建物の柱9A,9B間に横向き
に取り付けた場合を示したものである。
第22図は2個直列に配置した釣鐘型弾塑性ダンパー2,2
のフランジ部3,3間に一方の構造体6Aを構成する部材を
挟み込み、これらを連結して鼓型の弾塑性ダンパー1を
構成し、両端のフランジ部4,4を他方の構造体6Bを構成
する部材に固定した場合の実施例を示したものである。
第23図は外径が大きくなる側のフランジ部4,4を向き合
わせて2個直列に配置した釣鐘型弾塑性ダンパー2,2の
フランジ部4,4間に一方の構造体6Bを構成する部材を挟
み込み、これらを連結してビア樽型の弾塑性ダンパーを
構成し、両端のフランジ部3,3を他方の構造体6Aを構成
する部材に固定した場合の実施例を示したものである。
第24図〜第26図は第23図の実施例における設置方法の一
例を示したものである。まず、上下の釣鐘型弾塑性ダン
パー2,2のフランジ部4,4で構造体6Bを挟み込むようにし
てボルト止めし、このようにしてビア樽型とした弾塑性
ダンパーの上下端のフランジ部3,3を他方の構造体6Aに
ボルト止めする。この場合も、フィラーープレート7を
介するなどして高さを調整することができる。
この場合の各釣鐘型弾塑性ダンパー2は、径の大きい側
の基端部を固定端とする片持ち梁と見なせるため、先端
の曲げ応力が小さくなる。すなわち、2個の釣鐘型弾塑
性ダンパー2,2からなるビア樽型の弾塑性ダンパー全体
としてみると、両端および中央に水平力が作用したと
き、曲げモーメントは中央で最大、両端で最小となる。
〔発明の効果〕
この発明の鼓型弾塑性ダンパーまたはビア樽型弾塑性ダ
ンパーは、2個の釣鐘型弾塑性ダンパーをボルト止めあ
るいは溶接などにより組み立て、一体化するものである
ため、製造、運搬および据付時における部品化が可能で
あり、取扱いが極めて容易である。
また、この発明の弾塑性ダンパーを構造する釣鐘型弾塑
性ダンパーは、両端部にフランジ部が形成されているた
め、これらのフランジ部を利用して2個の釣鐘型弾塑性
ダンパーをボルト止めあるいは溶接などにより簡単に連
結し、組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明の一実施例におけ
る弾塑性ダンパーの組立て前と組立て後の形状を示す正
面図、第3図〜第5図はそれぞれ釣鐘型弾塑性ダンパー
どうしの連結部の例を示す正面図、第6図は第2図の実
施例において両端に水平荷重が作用したときの曲げモー
メント図、第7図荷重・変形曲線図、第8図〜第10図は
本発明の弾塑性ダンパーの設置方法を示す正面図、第11
図〜第15図は本発明の弾塑性ダンパーの他の設置方法を
示す正面図、第16図〜第20図は本発明の弾塑性ダンパー
のさらに他の設置方法を示す正面図、第21図は本発明の
弾塑性ダンパーのさらに他の設置方法を示す正面図、第
22図は2個直列に配置した釣鐘型弾塑性ダンパーの間に
一方の構造体を構成する部材が介在する場合の本発明の
弾塑性ダンパーの一実施例を示す正面図、第23図は全体
形状をビア樽型とした本発明の弾塑性ダンパーの一実施
例を示す正面図、第24図〜第26図は第23図の実施例にお
ける設置方法の一例を示す正面図である。 1……弾塑性ダンパー、2……釣鐘型弾塑性ダンパー、
3,4……フランジ部、5……ボルト、6A,6B……構造体、
7……フィラープレート、8……ブラケット、9A,9B…
…柱

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】構造体間に介在して地震エネルギーを吸収
    する曲げ降伏型の弾塑性ダンパーであり、一端から他端
    に向って順次外径が大きくなる外形が釣鐘型のダンパー
    本体の両端部にフランジ部を形成してなる釣鐘型弾塑性
    ダンパーを、2個直列に配置し、前記フランジ部どうし
    を連結することで鼓型の弾塑性ダンパーを構成したこと
    を特徴とする構造物用弾塑性ダンパー。
  2. 【請求項2】2個直列に配置した釣鐘型弾塑性ダンパー
    の間に一方の構造体を構成する部材を介して前記フラン
    ジ部どうしを連結してある請求項1記載の構造物用弾塑
    性ダンパー。
  3. 【請求項3】構造体間に介在して地震エネルギーを吸収
    する曲げ降伏型の弾塑性ダンパーであり、一端から他端
    に向って順次外径が大きくなる外形が釣鐘型のダンパー
    本体の両端部にフランジ部を形成してなる釣鐘型弾塑性
    ダンパーを、2固直列に配置し、間に一方の構造体を構
    成する部材を介して前記フランジ部どうしを連結するこ
    とビア樽型の弾塑性ダンパーを構成したことを特徴とす
    る構造物用弾塑性ダンパー。
JP63333906A 1988-12-28 1988-12-28 構造物用弾塑性ダンパー Expired - Lifetime JPH076567B2 (ja)

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JP5614627B2 (ja) * 2010-06-02 2014-10-29 清水建設株式会社 建物連結システム
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