JPS63219926A

JPS63219926A - 弾塑性ダンパ−

Info

Publication number: JPS63219926A
Application number: JP62051288A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Yamada; 俊一山田; Takuji Kobori; 小堀　鐸二; Shigeru Hari; 播　繁; Koji Ishii; 石井　孝二; Isao Nishimura; 功西村; Masatoshi Ishida; 雅利石田
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1988-09-13
Also published as: JPH0468496B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は構造物のジヨイント部に介在され、地震等に
より構造物に生じる振動エネルギーを吸収する弾塑性ダ
ンパーに関する。

（従来の技術および問題点）構造的に分離された構造物間においては熱変形対策のた
め、地震時に部分的に過大な応力が発生するのを防ぐた
め等の目的でエキスバンシゴンジツインドを設けるのが
普通である。エキスパンシゴンジョイントによって分離
される構造物の振動特性はそれぞれ異なるものとなるの
で、地震時におけるそれぞれの構造物の動きの差は大き
くなる。そこで従来は構造物間を連結するジヨイント部
材にオイルダンパー等を介在させ、構造物の振動時にお
ける動きの差を利用して振動エネルギーを吸収している
。

しかしオイルダンパーは一方向の力に対してのみ作用す
るので、構造物の動きを充分検討して配置しなければな
らず、取付は方向を決定するのがきわめて難かしい。ま
た多方向に同時に振動が生じた場合には減震効果が低い
という欠点がある。

また近年構造物の免震を目的として、構造物下端と基礎
との間に支承とダンパーとを兼ねる免震装置を設置する
ことが多い、免震装置の一例としては、第１６図に示す
ように鋼棒２２を鉄筋コンクリートブロック２３に片持
ち状に取付け、その周囲を朝顔状に形成し、大きな水平
力が作用した場合には、鋼棒２２を周囲の鉄筋コンクリ
ートブロック２３で支持するように構成したものが開発
されている。

しかし、この免震装置はダンパー部が鋼棒であるため、
降伏荷重が小さく抵抗モーメントを大きくとれないとい
う問題がある。

この発明は以上の問題点を解決するために創案されたも
ので、減震装置、免震装置の双方に適用でき、取付方向
を決定する必要がな（、塑性変形能力がきわめて大きい
弾塑性ダンパーを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この発明の弾塑性ダンパーは円錐、または頭部の径が小
さく底部の径が大きく外形が少しふくらんだ円錐に近い
回転体形状で、中空のダンパー本体の底部周囲にベース
プレートを一体に設けてなるもので、構造物下端と基礎
との間などに設置される。ベースプレートには複数のボ
ルト挿通孔を穿設し、該挿通孔にボルトを通してナツト
にて締結する。ダンパー本体の頂部はピン接合とし、接
合部に曲げモーメントが生じないようにする。

（実　施　例）以下、この発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図はこの発明の弾塑性ダンパーＡを隣り合う構造物
１．２間のエキスパンションジヨイント３に適用したも
ので、複数の弾塑性ダンパーＡを構造物１，２の側面に
沿って配設してある。

第２図は一方の構造物１に設けた受は部４に弾塑性ダン
パーＡのベースプレートを固定し、該弾塑性ダンパーＡ
の頂部とその上に設置したエキスパンションジヨイント
のスライド部５の先端下端面とをピン接合したものであ
る。

第３図は構造物１下端と基礎６との間に複数の弾塑性ダ
ンパーＡを配設し、免震装置として使用するものである
。

第４図は梁１８下端面と壁１９上端面およびスラブ２０
上端面と壁１９下端面との間に複数の弾塑性ダンパーＡ
を配設したもので、梁１８またはスラブ２０と壁１９と
を弾塑性ダンパーＡを介して連結することにより、水平
力による眉間変形を弾塑性ダンパーＡで吸収し、壁１９
に変形を生じさせないようにしてある。地震時に壁１９
にかかる水平力はダンパーＡのエネルギー吸収能力で決
まるので、壁１９がそれ以上の強度を有していれば破壊
することはない。すなわち壁１９には変形能力は不要で
、必要な強度さえあればよい。

第５図は梁１８下端面と壁１９の上端面との間のみに弾
塑性ダンパーＡを配設したものである。図示していない
が、スラブ２０上端面と壁１９の下端面との間のみに弾
塑性ダンパーＡを配設してもよい。

なお、大地震後はダンパーＡだけを取り替え、壁１９は
そのまま使用する。このことは前述した第１図〜第３図
の各適用例についても同様である。

弾塑性ダンパーＡは第６図に示すように円錐形状のダン
パー本体７とベースプレート８とから構成されており、
ダンパー本体７と該ダンパー本体７底部周囲のベースプ
レート８とは一体に形成されている。ダンパー本体７の
中は空洞とされており、ダンパー本体７の頂部とベース
プレート８の肉厚はダンパー本体７の肉１７より厚く形
成されている。

ベースプレート８にはアンカーボルト９の取付位置に合
わせて複数のボルト挿通孔１０が穿設されており、各ボ
ルト挿通孔ｌＯにアンカーボルト９を挿通し、該アンカ
ーボルト９により上方よりナツト１１を螺着して締結す
ることにより、ベースプレート８を構造物の受は部４（
または基礎６または壁１９）の端面に固定する。

ダンパー本体７先端には連結板１２が位置している。該
連結板１２の中央には嵌合部１３が穿設されており、該
嵌合部１３はダンパー本体７の頂部に嵌合し、ピン接合
している。連結板１２はボルト１４等でエキスパンショ
ンジョイント５下面（または構造物１下端面または梁１
８下端面もしくはスラブ２０の上面）に固定される。

第７図は弾塑性ダンパーＡの第２実施例を示すもので、
ダンパー本体７を頭部の径が小さく底部の径が大きく外
形が少しふくらんだ円錐に近い回転体形状に形成してあ
る。

ここで第８図に示すようにベースプレート８を固定した
弾塑性ダンパーへのダンパー本体７の先端に水平力Ｐが
作用する場合を考える。このときダンパー本体７の曲げ
モーメント図は第９図に示すようになる。

次にダンパー本体７の抵抗モーメントＭ、は下の式で表
わされる。

Ｍ、＝σ、・Ｚ（σｂ：曲げ応力度、Ｚ：断面係数）ところでダンパー本体７は中空円錐形状であるので、上
方から下方へいくに従って断面係数２が増加するから、
曲げ応力度σ、は常にほぼ一定となり、いわゆる平等強
さの梁となる。そしてダンパー本体７の抵抗モーメント
図は第１０図に示すようになる。

また、ダンパー本体７の先端に作用する水平力Ｐが増加
していくと、まずダンパー本体７の一点が降伏し、次々
と縦方向に降伏域が生じ、さらにこの降伏域が円周方向
に拡がってコーン全体が降伏していく。ここで水平力Ｐ
と、ダンパー本体７先端に生じるたわみとの関係を求め
ると、第８図のグラフに示すようになる（Ｐ。

はダンパー本体７の一点が降伏するときの荷重、δアは
そのときのたわみ、Ｐ□８は全体が降伏するときの荷重
、δ１．、ｌはそのときのたわみである。）。図示した
ようにＰｙとＰ　ａａＸＯ差は小さく、δ、とδｍ、ｘ
の差は非常に大きいので、ダンパーの塑性変形能力はき
わめて大きい。

第９図〜第１１図はこの発明の第３実施例を示すもので
ある。この実施例ではダンパー本体７の弾性および塑性
座屈に対する補強のため、および塑性化によって生じる
熱を発散させるために、ダンパー本体７の周囲に水平方
向に突出する複数のフィン１５を一体に設けてある。フ
ィン１５は第９図に示すようにダンパー本体７の外周面
に設けてもよいし、第１０図に示すように内周面に設け
てもよい、また第１１図に示すように内外周の両面に設
けてもよい。

第１２図はこの発明の第４実施例を示すものである。こ
の実施例ではダンパー本体７の中空部にコンクリート１
６（または鉛１７）を詰め、ダンパー本体７の座屈強度
を増強し、ダンパー本体７の塑性化により発生する熱を
吸収や、コンクリートのひび割れおよびひび割れ後の摩
擦（または鉛の塑性変形）よりエネルギー吸収能力を向
上させている。

（発明の効果） ■　ダンパー本体は円錐形状であるため、取付方向を決
定する必要がない。

■　塑性変形能力がきわめて大きく、エネルギー吸収能
力が高い。

■　ダンパー本体の形状および板厚を変えることにより
降伏荷重の大きさを自由に設定することができる。

■　減震装置、免震装置の双方に適用できる。

■　ダンパー本体とベースプレートとは一体であるので
、コンパクトであり、取り替えが容易である。

■　鋳造または鍛造で一体に製造できるので、製作が容
易であり、かつコストが安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の適用例を示す平面図、第２図〜第５
図はそれぞれ他の適用例を示す側面図、第６図はこの発
明の第１実施例を示す断面図、第７図は同じく第２実施
例を示す断面図、第８図はダンパー本体の先端に作用す
る水平力Ｐおよび水平力Ｐにより生じるたわみδの位置
および方向を示す弾塑性ダンパーの斜視図、第９図は第
８図に示す水平力Ｐにより生じるダンパー本体の曲げモ
ーメント図、第１０図はダンパー本体の抵抗モーメント
図、第１１図は水平力Ｐとたわみδとの関係を示すグラ
フ、第１２図〜第１４図はこの発明の第３実施例を示す
断面図、第１５図は第４実施例を示す断面図、第１６図
は従来例を示す断面図である。Ａ・・・弾塑性ダンパー１．２・・・建物、３・・・エキスバンシ目ンジョイン
ト、４・・・受は部、５・・・スライド部、６・・・基
礎、７・・・ダンパー本体、８・・・ベースプレート、
９・・・アンカーボルト、１０・・・ボルト挿通孔、１
１・・・ナツト、１２・・・連結板、１３・・・嵌合部
、１４・・・ボルト、１５・・・フィン、１６・・・コ
ンクリート、１７・・・鉛、１８・・・梁、１９・・・
壁、２０・・・スラブ、２１・・・柱、２２・・・鋼棒
、２３・・・鉄筋コンクリートブロック第８図　　　第９図第１２図 −２」第１６図第１０図　　　　第１１図第１３　　図　　　第１４　１’１７第１５　Ｆ手続補正書昭和６２年　７月２４−日２、　発明の名称偶鳴薯生夕゛ンバー３、　補正をする者ｉ牛との関係　　　特許出願人氏　名　　　　　（１３７）鹿島建設株式会社４、代理
人住　所　０１０７東京都港区赤坂６丁目５番２１号シャ
ドー赤坂５、　補正命令の日付　　　　自発補正６、補
正の対象　　　　　　明細書 °　＾、　・　　− へＧ＋１１　　明細書第９頁第２行目の「第８図」を「第１
１図」と補正する。（２）　　同書同頁第９行目の「第９図〜第１１図」を
「第１２図〜第１４図」と補正する。（３）同書同頁第９行目の「第９図」を「第１２図」と
補正する。（４）同書同頁第１６行目の「第１０図」を「第１３図
」と補正する。（５）同書同頁第９行目の「第１１図」を「第１４図」
と補正する。（６）同書同頁第９行目の「第１２図」を「第１５図」
と補正する。（７）同書第１Ｏ頁第６行目の「・・・・・・向上させ
ている。」の後に次の文を追加する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円錐、または頭部の径が小さく底部の径が大きく
外形が少しふくらんだ円錐に近い回転体形状で、中空の
ダンパー本体底部周囲にベースプレートを一体に形成し
てなることを特徴とする弾塑性ダンパー。
（２）ベーストプレートには複数のボルト挿通孔を穿設
してある特許請求の範囲第１項記載の弾塑性ダンパー。
（３）ダンパー本体の外周面または内周面もしくはその
両面には複数のフィンを設けてある特許請求の範囲第１
項または第２項記載の弾塑性ダンパー。
（４）ダンパー本体の中空部にはコンクリートを詰めて
ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の弾塑性ダ
ンパー。
（５）ダンパー本体の中空部には鉛を詰めてある特許請
求の範囲第１項または第２項記載の弾塑性ダンパー。
（６）ダンパー本体頂部には連結板をピン接合してある
特許請求の範囲第１項または第２項または第３項または
第４項または第５項記載の弾塑性ダンパー。