JPH11256871A - 制震ダンパーおよび制震構造 - Google Patents

制震ダンパーおよび制震構造

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JPH11256871A
JPH11256871A JP6147798A JP6147798A JPH11256871A JP H11256871 A JPH11256871 A JP H11256871A JP 6147798 A JP6147798 A JP 6147798A JP 6147798 A JP6147798 A JP 6147798A JP H11256871 A JPH11256871 A JP H11256871A
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Kazuhiko Isoda
和彦 磯田
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、地震などのエネルギーを吸収する
制震ダンパーおよび制震構造に関し、特に局部的な変形
の集中を生じることがなく、製作、維持が容易な制震ダ
ンパーに関し、さらに設置に際して、従来の耐震構造に
おける間柱、壁、梁と比較して、構造計画上、建築計画
上の制約のない制震構造に関する。 【解決手段】 本発明による制震ダンパーは、普通鋼材
または高張力鋼から成る、一対の長尺の鋼材を互いに所
定の間隔を隔てて、軟鋼または極軟鋼から成るつなぎ部
材にて所定の個所で接続している。また本発明による制
震構造は、前記制震ダンパーを、柱および梁からなる構
面内に配置し上下の梁から構面内に突出された、取り付
け部材に接続した耐震間柱、上下の梁から構面内に突出
された、複数の取り付け部材に複数の前記制震ダンパー
を接続した耐震壁、および前記制震ダンパーを、互いに
対向する柱間に設けられた取り付け部材間に接続した、
制震梁を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震などのエネル
ギーを吸収する制震ダンパーおよび制震構造に関し、特
に局部の変形を生じることがなく、その降伏荷重や復元
力特性を容易にコントロールできる制震ダンパーと、設
置に際して構造計画上、建築計画上に制約のない制震構
造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の制震ダンパーのひとつとして、図
6(a)に示すように対向する上下の梁12、12間
に、H型鋼からなる鋼材13を配設し、その中間部のウ
エブ14を極軟鋼とした耐震ダンパーを、間柱17とし
て取り付けたものがある。
【0003】このような制震ダンパーでは、地震などに
よる水平の外力が働くと、上下の梁12、12は互いに
ずれる方向に変位するので、間柱17の中央部に剪断力
が働き、中央部のウエブ14に応力が集中し、中央部の
ウエブ14は、極軟鋼からなるのでこの部分が大きく変
形してエネルギーを吸収する。その変形は、図6(b)
に示すように間柱17の中央部で極めて大きくなるの
で、仕上げ材にまでその影響を及ぼすことになり、仕上
げ材が破損したり、脱落しないように、間柱17には直
接仕上げ材を取り付けずに別途に、仕上げ材を取り付け
るための下地部材を設ける必要があった。さらに、間柱
17の中央部に塑性変形が生じてしまうと、間柱17の
その後の耐力上昇は期待出来なくなり、地震後にかなり
の残留変形が生じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
制震ダンパーの問題点であった局部の変形を生じること
が無く、その降伏荷重や復元力特性を容易にコントロー
ルできる制震ダンパーと、設置に際して構造計画上、建
築計画上に制約のない、この制震ダンパーを利用した制
震構造を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による制震ダンパ
ーは、普通鋼材または高張力鋼から成る一対の長尺の鋼
材を、互いに所定の間隔を隔てて、軟鋼または極軟鋼か
ら成るつなぎ部材にて所定個所を接続したので、局部の
変形を生じることがなく、その降伏荷重や復元力特性を
容易にコントロールでき、製作が容易で、維持も容易で
ある。
【0006】本発明による制震構造は、前記制震ダンパ
ーを柱および梁からなる構面内に配置し、上下の梁から
構面内に突出された取り付け部材に接続して耐震間柱と
しており、また、複数の前記制震ダンパーを柱および梁
からなる構面に配置し、上下の梁から構面内に突出され
た複数の取り付け部材に接続して耐震壁とし、さらに、
前記制震ダンパーを、互いに対向する柱に設けられた取
り付け部材間に、接続して制震梁としたので、その設置
に際して、従来の耐震構造における間柱、壁、梁と比較
して、構造計画上、建築計画上の制約がない。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態の耐
震間柱構造立面図である。
【0008】対向する柱1、1と梁2、2で囲まれた構
面内に制震ダンパー5を配置している。制震ダンパー5
は、普通鋼からなるH型鋼3、3を、そのフランジを対
向させて所定の間隔をとって配置し、極軟鋼から成る鋼
板4により所定のピッチで各々のフランジと鋼板4の小
口とを、溶接により一体化し制震ダンパー5が形成され
る。制震ダンパー5の、上下の梁2、2への取り付け
は、固定された取り付けブラケット6、6に制震ダンパ
ー5のH型鋼3、3の外側のフランジとウエブを接続固
定してなり、間柱7を形成している。
【0009】このように制震ダンパー5は、曲げ剛性の
小さいH型鋼3、3を鋼板4で連結して全体として曲げ
剛性の大きい制震ダンパーとしたので、地震などによる
水平力により、H型鋼3、3が材長方向に互いにずれる
方向に変位した場合には、鋼板4に剪断力が作用し、極
軟鋼で構成されている鋼板4は降伏しやすく、地震など
の水平力のエネルギーを容易に吸収する。
【0010】さらに、この制震ダンパー5はH型鋼3、
3の間に所定のピッチで複数の鋼板4を一体化している
ので、図2に示すように、H型鋼3、3は全体が相互に
ずれるように移動して、局部的な変形の集中を生じな
い。したがって、仕上げ材や設備機器などの、間柱に取
り付けてあるものの破損や、脱落はなく、仕上げ用に間
柱とは別途の仕上げ材取り付け下地を設ける必要がな
い。また耐震間柱7として用いられた制震ダンパー5
は、鋼板4が最終的に塑性変形を起こしても、H型鋼
3、3は曲げ剛性の小さい2つの間柱として存在するの
で構造的に安全であり、地震後の残留変形も小さい。
【0011】H型鋼3、3を接続する鋼板4は、その形
状も長方形に関わらず、鼓型等の任意の形状を選択で
き、その板厚や寸法などを調整することにより、制震ダ
ンパーの降伏荷重や復元力特性を容易にコントロールで
きる。また、鋼板4と、H型鋼3との接続も、図3
(a)に示すように、鋼板4の小口両端にウエブ状の鋼
材4´を取り付け固定して一体化したものを、ボルトに
より固定することもできる。さらにH型鋼に代えて、各
種の常用される鋼材を用いることができるのはいうまで
もなく、図3(b)に示すように、一対のカットT鋼3
´、3´を用いた場合には、カットT鋼板3´のウエブ
と鋼板4をラップさせて、側部からボルト止めして固定
してもよい。このように、制震ダンパー5は、構成部材
から成り立っているので、その製作や、維持管理も非常
に容易である。
【0012】ここで、制震ダンパーの復元力特性を検討
してみる。図4(a)に示すようにH型鋼3として、材
質SM490A、H−300×300×10×5を用い
て、極軟鋼の鋼板4として、材質SLY-100、幅1
20mm、高さ200mm、厚み12mmを用いて、そ
の取り付けピッチを500mmとし、間柱7の存在する
階の階高を4mとして、極軟鋼の剪断降伏応力度を0.
9t/cm2とした場合の復元力特性を求めてみると、
図4(b)に示すような復元力特性図が得られる。この
ように鋼材4の変位が0.49cmのときから制震ダン
パーとしてその効果を発揮しはじめ、制震ダンパーとし
て十分な機能を持っていることが分かる。
【0013】さらに、柱1、1および梁2、2で囲まれ
た構面内に制震ダンパー5を、前記耐震間柱7とした場
合と同様の取り付け方法により複数個接続して設置する
ことで、耐震壁とする場合には、より大きなエネルギー
吸収能力を持つ耐震壁を実現できる。
【0014】図5は、本発明実施例の制震梁構造を示す
図である。柱1、1には、制震梁22が取り付け固定さ
れている。制震梁22は、普通鋼からなる一対の離間し
たH型鋼3、3が、極軟鋼からなる鋼板4により所定の
ピッチで溶接により固定一体化された、制震ダンパー5
を、柱1、1のブラケット23、23に取り付けて制震
梁構造を形成している。このような制震梁構造とした場
合には、その設置に際して、通常の梁と大きな違いがな
いので、構造計画上、建築計画上の制約がない。
【0015】本発明の制震ダンパー5を構成するH型鋼
3の鋼材の材質は、普通鋼に変えて高張力鋼としてもよ
い。また鋼板4も、前記鋼材より強度の低い材質が選択
されればよく、極軟鋼に代えて、軟鋼でもよく、さらに
鉛を選択することも可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明による制震ダンパーは、普通鋼材
または高張力鋼から成る、一対の長尺の鋼材を、互いに
所定の間隔を隔てて、軟鋼または極軟鋼から成るつなぎ
部材にて所定個所接続したので、局部的な変形の集中を
生じることがなく、またその降伏荷重や復元力特性を容
易にコントロールでき、製作が容易であり、維持も容易
である。また本発明による制震構造は、既に述べた構造
としたので、大きなエネルギー吸収が実現でき、その設
置に際しても、従来の耐震構造における間柱、壁、梁と
比較して構造計画、建築計画上の制約がない効果を奏し
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による耐震間柱立面図
【図2】本発明による耐震間柱変形形状図
【図3】制震ダンパー断面図
【図4】制震ダンパー復元力特性図
【図5】本発明による制震梁立面図
【図6】従来の耐震間柱立面図及び変形形状図
【符号の説明】
1:柱 2:梁 3:H型鋼 4:鋼板 5:制震ダンパー 6:ブラケット 7:耐震間柱 22:制震梁 23:ブラケット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 普通鋼材または高張力鋼から成る一対の
    長尺の鋼材を、互いに所定の間隔を隔てて、軟鋼または
    極軟鋼から成るつなぎ部材にて所定個所を接続して一体
    としたことを特徴とする制震ダンパー。
  2. 【請求項2】 柱および梁からなる構面内に配置され上
    下の梁から構面内に対向して突出された取り付け部材
    に、普通鋼材または高張力鋼から成る一対の長尺の鋼材
    を、互いに所定の間隔を隔てて、軟鋼または極軟鋼から
    成るつなぎ部材にて所定個所を接続して一体とした制震
    ダンパーを接続して耐震間柱としたことを特徴とする制
    震構造。
  3. 【請求項3】 柱および梁からなる構面に配置され上下
    の梁から構面内に対向して突出された、複数の取り付け
    部材に、普通鋼材または高張力鋼から成る一対の長尺の
    鋼材を、互いに所定の間隔を隔てて、軟鋼または極軟鋼
    から成るつなぎ部材にて所定個所を接続して一体とした
    制震ダンパーを複数個接続して耐震壁としたことを特徴
    とする制震構造。
  4. 【請求項4】 互いに対向する柱に設けられた取り付け
    部材間に、普通鋼材または高張力鋼から成る一対の長尺
    の鋼材を、互いに所定の間隔を隔てて軟鋼または極軟鋼
    から成るつなぎ部材にて所定個所を接続して一体とした
    制震ダンパーを接続して制震梁とした制震構造。
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