TWI399473B - 接合金屬件，抑振構造及建築構造物 - Google Patents

Description

接合金屬件，抑振構造及建築構造物 發明領域

本發明關於接合於一對對象構件之間，並可發揮已因應此等對象構件之間相對變位之能量吸收性能的接合金屬件、使用此接合金屬件的抑振構造及採用該抑振構造的建築構造物。

本發明依據2009年3月12日向日本申請之特願2009-059393號主張優先權，並將該內容援用於本發明。

發明背景

近年來，隨著防災意識的提升，採用以抑震阻尼器來抑制地震時的搖動之抑震構造的住宅或公寓等建築構造物正增加中。作為此種抑震構造中的抑震阻尼器者，例如為利用隨著鋼材而降伏之履歷吸收能量的鋼材阻尼器，由於成本低且能發揮大的衰減性能，因此被採用於多數的建築構造物。特別是，抵抗軸力之支撐式阻尼器(brace damper)的機構簡單且設計上也易於處理，所以最普及。

例如，專利文獻1所揭示的技術中，提出了在柱的腳部與基礎部分之間介入裝設有底板式阻尼器(base plate damper)的抑振構造。該底板於拉力作用於柱時彎曲降伏或剪力降伏，而以吸收因其遲滯能量產生於柱腳部之拉力的狀態，能發揮抑振機能。

又，專利文獻2揭示了採用降伏彎曲-剪力降伏形狀的 阻尼器用鋼板，即使該阻尼器用鋼板於剪力降伏之後反覆受到荷重，也能抑制該剪切力上升的技術。

將薄板單體作為抑振阻尼器來利用的專利文獻1、2所揭示的技術中，任一者均假定藉由一片薄板以發揮如上所述之剪力降伏所造成的能量吸收機能。但是，該一片薄板反面存在著面內剛性、面外剛性不足的問題，或是因發生屈曲而造成能量吸收量減少的問題。

假使，從提升面內及面外剛性且提升挫屈防止性的觀點，在增加作為該抑振阻尼器利用之鋼板厚度的情形下，會產生隨著該重量增加使接合組裝時的施工性惡化，或是材料成本增加的問題。又，為了確保振動能量的吸收量，有必要將阻尼器部分的形狀尺寸設得大，然而，在要實現確保小型化與高能量吸收性能兩者的情形下，乃有成為障礙的問題。

更加於此，將單板的厚度予以增加來使用的情形下，為了要阻止於阻尼器端部的彎曲應力或剪切應力之反力的安裝構件不降伏，乃不得不設成厚度化及大型化。而且，一旦使用板厚大的阻尼器時，相對於阻尼器端部的彎曲變形或剪切變形則固定度相對於變小，而會有阻尼器本身的剛性降低的問題。

又，習知技術上也有提出藉著使折板收縮以吸收振動能量的抑振阻尼器。其中特別是例如專利文獻3所示，提出了設成朝軸組的面內結構方向或面外結構方向彎曲的形狀，而且藉著朝軸組的面內結構方向或面外結構方向變形 以吸收變位的抑振裝置。

然而，該專利文獻3所揭示的技術中，始終假定在相互正交之柱與樑之間之接合部的內側安裝抑震阻尼器。所以，此揭示的技術所提出的折板狀的抑振阻尼器用以吸收的能量並非如此大者，即使可達到的剛性低也足夠。又，假定對間隔短的接合部之間安裝的狀態，因此2~3段程度之使山部及谷部交互連續的折板來構成。而且，由於始終以折板的收縮來進行變形吸收模式者，因此，在使振動能量的吸收量提升的觀點上構成障礙，又，存在著抑振阻尼器本身的剛性也小的問題。

專利文獻4揭示有藉由Zn-Al類合金製且呈波板狀的區隔板，將相互對向且分離設置的Zn-Al類合金製的各板材之間區分成複數的空間以構築成蜂巢狀構造的技術。

但是，該專利文獻4所揭示的技術中，並非假定區隔板本身為藉由塑性變形所造成能量吸收的構件，因此，無法吸收大地震所造成的大能量。

又，該揭示技術中作為能量吸收對象的振動例如為居住者的腳步聲等較小的生活振動。雖然可利用該區隔板的彈性變形及衰減效果來抑制如此的生活振動，但是，該構成畢竟無法抑制如地震動那般大的振動。即，畢竟該專利文獻4並未假定根據地震動所進行的能量吸收。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1 特開2004-92096號公報

專利文獻2 特開2008-111332號公報

專利文獻3 特開2002-235457號公報

專利文獻4 特開平1-202431號公報

發明概要

本發明係鑑於上述各種問題而想出並完成的發明，其目的在於提供可接合於一對象構件之間且可發揮對應了此等對象構件之間的相對變位之能量吸收性能的接合金屬件，特別是，提供可提升對伴隨著地震等所造成的振動能量的吸收性能且可提升剛性的接合金屬件及抑振阻尼器、以及使用該等接合金屬件及抑振阻尼器的建築構造物。

本發明人為了解決上述課題，發明了可接合於上下一對象構件之間且可發揮對應了此等對象構件之間之水平方向的相對變位之能量吸收性能的接合金屬件，

該接合金屬件係沿著第1方向交互形成有山部及谷部，且該等山部與谷部之間形成有腹板部。而，使山部接合於一方的對象構件，且使谷部接合於另一方的對象構件。而，藉由因應朝向第2方向之各對象構件之間的相對變位而使腹板部塑性變形以使發揮能量吸收性能。

此情形下，以預先在接合金屬件之腹板部形成有朝其板厚方向貫穿該腹板部的狹縫，以降低在腹板部的降伏應力，而能使上述塑性變形更有效地產生。其結果，能有效 地發揮所希望的能量吸收性能。

又，本發明亦以降低降伏應力為一目的，惟，也可將狹縫的形狀設成最適化以使彎曲．剪切同時降伏。此情形下，伴隨著形成狹縫，可使腹板部的塑性變形量更增大而能使能量吸收量增大。其結果，能抑制腹板部於降伏後的應力上升而能防止其周邊(山部及谷部)的損傷。又，藉由在腹板部加入狹縫而將塑性變形限定於腹板部的面內以達到可避免不穩定舉動。

又，本發明人為了解決上述課題，發明了可發揮對應了作為對象構件之斜撐主材之間相對變位之能量吸收性能的抑振構造。該抑振構造包含有可安裝於建築構造物之一對前述斜撐主材、及沿著第1方向交互形成有山部及谷部，且在該等山部及谷部之間形成有腹板部的接合金屬件。而，將前述山部安裝於一方的對象構件，且將前述谷部安裝於另一方的對象構件。而，以因應沿著第2方向之各對象構件之間的相對變位使腹板部塑性變形，能發揮能量吸收性能。

以上表示了本發明的概要，而更具體上，本發明人發明了以下的樣態所示的接合金屬件、具有該接合金屬件的抑振構造及運用該抑振構造的建築構造物。

(1)本發明之接合金屬件，係用以接合可沿著一個方向自如地相對變位的一對對象構件之間者，包含有：用以對前述各對象構件之一方安裝的複數第1安裝部；用以對前述各對象構件之另一方安裝的第2安裝部；及，用以連繫前述 各第1安裝部及第2安裝部之間的複數片板部；前述各第1安裝部之相對於前述一方對象構件的安裝方向，與前述第2安裝部之相對於前述另一方對象構件的安裝方向係設定成前述板部之表面沿著前述相對變位的方向。

(2)上述(1)記載之接合金屬件，係包含前述第1安裝部與前述板部與前述第2安裝部以該順序連續而形成之山谷部的折板。

(3)上述(1)記載之接合金屬件，也可設成前述各板部之降伏強度的總和較前述各對象構件之其中任一方的降伏強度低。

(4)上述(1)記載之接合金屬件，也可於前述各板部形成有沿著該等板厚方向貫穿的孔。

(5)上述(4)記載之接合金屬件，也可採用沿著前述相對變位的方向形成有複數前述孔，且於該等孔之間的部分形成有狹窄部的構成。

(6)本發明之抑振構造，係包含有：構成建築構造物之一部分並且可沿著一個方向自如地相對變位的一對對象構件；及，接合該等對象構件之間之上述(1)~(5)之其中任一項記載的接合金屬物。

(7)上述(6)記載之抑振構造，也可採用前述各對象構件之一方為H形鋼，前述各對象構件之另一方為鋼管或槽形輕型鋼，前述各第1安裝部安裝於前述H型鋼之腹板部，前述第2安裝部安裝於前述鋼管或前述槽形輕型鋼的構成。

(8)上述(7)記載之抑振構造，也可採用前述鋼管或前 述槽形輕型鋼的下端固定於地面，而前述H形鋼為柱體的構成。

(9)本發明之建築構造物，係包含有上述(6)記載的抑振構造。

(10)上述(9)記載之建築構造物，也可為薄型輕量形鋼構造物。

使用上述(1)記載之接合金屬件以接合一對對象構件之間，在該等對象構件之間產生相對變位時，各板部會沿著該相對變位的方向塑性變形。藉由該塑性變形，各板部可發揮抑制了應力上升之穩定的能量吸收性能。其結果，可達到發揮抑制各對象構件之間相對變位的抑振機能。而且，各對象構件之間藉由複數片板部而達到接合，因此，可較一片板部的情形更提升剛性。

進一步而言，各板部藉由第1安裝部及第2安裝部，而處於沿著相對變位方向之該等板部的兩緣(即，形成在各板部與第1安裝部及第2安裝部之間的兩緣)被拘束的狀態。因此，該等板部沿著相對變位的方向塑性變形時，該等板部的兩緣以被拘束的狀態塑性變形，因此，即使各板部產生垂直該等板部之兩緣且沿著該等板部之軸線周圍扭轉的力量，也將藉由上述拘束而能阻止該扭力。其結果，扭轉剛性提高，因此能防止因各板部發生扭轉橫倒而導致能量吸收性的降低。所以，與無第1安裝部及第2安裝部的情形相比較，各板部能沿著相對變位的方向確實地塑性變形，因 此可達到更穩定地吸收能量。

依據以上的說明，將該接合金屬件使用於作為建築構造物之一部分的對象構件之間的情形下，可提升伴隨著地震等所產生之振動能量的吸收性能，且可達到提升剛性。

上述(2)的情形下，以折板來構成接合金屬件，因此在藉由該接合金屬件接合各對象構件之間的情形下，一片折板多次往返於該等對象構件之間，所以可將藉於各對象構件之間的板部數量設得多。其結果，可達到宛如多數接合金屬件配設於各對象構件之間的構造。如此一來，即使是單體的接合金屬件，也能利用多數片板部來吸收各對象構件之間所產生的相對變位能量，所以，可較習知構造更增加相對變位能量吸收的效率而能達到提升耐震性能。

進一步而言，由於係以折板來構成接合金屬件，因此能提升各板部之面內與面外之彎曲剛性與扭轉剛性。即，各板部不僅例如將於後述之第5圖所示箭頭R1方向的彎曲剛性(面內的彎曲剛性)，且同圖之箭頭R2方向的彎曲剛性(面外的彎曲剛性)也提高。再者，各板部不僅第5圖所示箭頭N1方向的扭轉剛性，且同圖之箭頭N2方向的扭轉剛性也提高。所以，能達到抑制各板部之彎曲屈曲或扭轉屈曲等不穩定的現象。又，以將一片鋼板折彎加工而能製造一片折板的接合金屬件，所以，可達到不須以熔接等方式來連結複數片板部之間的工程，能達到廉價地製造。

上述(4)的情形下，可將孔周圍部分的剛性設得較第1安裝部及第2安裝部與板部之間連續部分的剛性還弱，因 此，使孔周圍部分優先塑性變形而能發揮能量吸收性能。其結果，可達到將作用於上述連續部分的反力折制得小。

又，藉由孔的形成而使各板部容易塑性變形，因此，阻止該等板部塑性變形時之反力的各對象構件所被要求的剛性及強度可設得低。其結果能達到有助於該等對象構件的薄厚度化、小型化。

又，將反板部予以薄厚度化並配置多列的情形下，能提高該等板部每一片的固定度(相對於一片板部的剛性及強度，對象構件之剛性及強度的程度)。其結果，可抑制對象構件的變形，且能提高各板部所構成之阻尼器整體的剛性，所以，能達到提升各板部的能量吸收性能。

圖式簡單說明

第1圖係顯示本發明之第1實施形態的圖式，且係顯示採用了具有接合金屬件之抑振構造之建築構造物骨架之一例的正面圖。

第2A圖係顯示同該抑振構造的圖式，且係第1圖之A部放大圖。

第2B圖係顯示同該抑振構造的圖式，且係第2A圖之B-B剖面圖。

第3圖係用以說明同該抑振構造之結構的分解立體圖。

第4圖係顯示本發明之接合金屬件之一部分的立體圖。

第5圖係顯示同該接合金屬件之變形例的圖式，且係相當於第4圖的立體圖。

第6圖係用以說明本發明之接合金屬件之動作的部分 放大圖。

第7圖係顯示運用了本發明之抑振構造之建築構造物之柱材的根本部分例子的正面圖。

第8圖係顯示第7圖所示形態之變形例的圖式，且係在第7圖之C-C線所見情形的剖面圖。

第9圖係顯示本發明之抑振構造之另一其他例的正面圖。

第10A圖係顯示同該抑振構造之詳細的放大圖。

第10B圖係第10A圖之D-D剖面圖。

第11圖係顯示本發明之第2實施形態之接合金屬件之詳細構造的立體圖。

第12圖係使用同該接合金屬件之抑振構造的立體圖。

第13圖係在垂直於其長邊方向的剖面看到同該抑振構造情形的剖面圖。

第14圖係說明本發明之接合金屬件之一實施例的部分立體圖。

第15圖係說明同該實施例的部分放大圖。

用以實施發明之形態

一面參照圖式一面於以下說明接合於一對對象構件之間，並可發揮已因應此等對象構件之間相對變位之能量吸收性能的接合金屬件、使用該接合金屬件的抑振構造及採用該抑振構造的建築構造物的實施形態。

[第1實施形態]

第1圖係顯示配設有本發明之抑振構造之第1實施形態抑振阻尼器10之建築構造物1骨架的正面圖。此建築構造物1包含有複數根鋼管柱2與接合於此等鋼管柱2之間的複數根樑材3。

各鋼管柱2包含有在垂直於該長邊方向的剖面觀看時之剖面形狀為四角框形狀且具有預定板厚的鋼管21、及具有較該鋼管21還厚之板厚的柱樑接合部22。各柱樑接合部22係以對鋼管21之上下端頂接的狀態，藉由熔接從此等鋼管的外側沿著垂直方向接合著。鋼管21及各柱樑接合部22藉由熱間成形而構成外周形狀或各角落部的外周曲率。

各鋼管柱2在發生因大地震所造成大的搖動時，具有支撐鐵骨構造物1之自重且防止其倒塌或崩落的功能。在大地震所造成之大應力作用時，從防止該鋼管柱2最先降伏情形的觀點，以設計成以設置將於後述之抑振阻尼器(抑振構造)10的狀態，特別地將該鋼管柱2的變形量抑制得小。

各樑材3包含有朝水平方向延伸的腹板部31、及沿著該腹板部31之上下端緣設置的一對翼板(flange)部32a、32b，即所謂H形鋼。該樑材3係藉由例如壓延加工來製造。又，該樑材3並非僅限定於所謂的H形鋼者，也能以其等以外的形狀來構成。

各樑材3以頂接於對應其各端面3a之鋼管柱2的外面，即，以頂接於柱樑接合部22外面的狀態來熔接，藉此，相對於該柱樑接合部22呈一體化。其結果，該樑材3對柱樑接合部22剛性接合而構成鋼骨框架構造。

鋼管柱2之鋼管21堆疊於柱樑接合部22上之後，藉由熔接而固定於其上。如此一來，各鋼管柱2藉由鋼管21與柱樑接合部22沿著垂直方向交互堆疊接合起來，而由最下層朝最上層連續配置，以建構成鋼骨構造物1。而，於鋼骨構造物1的最下層，各鋼管柱2的下端固定於地上。順便說明，第1圖顯示各鋼管柱2與各樑材3交互正交且接合之鋼骨框架構造的一部分。

在樑材3與位於其兩側之各鋼管柱2的各交叉部，分別設有朝上的接合構件25。又，在另一側的樑材3的下部中央，接合構件26設置成朝下。此等接合構件25、26分別藉由熔接或螺栓接合等而牢固地固定著。

本實施形態之抑振阻尼器10的一端安裝成可對該接合構件25自如地搖動，相對於此，另一端則安裝成可對該接合構件26自如地搖動。抑振阻尼器10包含有包含對象構件的兩根斜撐主材41a、41b及抑振部42。抑振部42的一側端部安裝於斜撐主材41a，相對於此，另一側端部則安裝於斜撐主材41b。換言之，安裝於一側接合構件25的斜撐主材41a藉由抑振部42而安裝於已安裝在另一側接合構件26的斜撐主材41b。而，此等斜撐主材41a、41b與抑振部42沿著此等的延伸方向同軸配置著。

第2A圖係顯示抑振部42近旁之詳細構造之第1圖的A部放大圖。又，第2B圖係顯示第2A圖之B-B剖面圖。

抑振部42係在使斜撐主材41a的一端與斜撐主材41b的一端相互突合的狀態下，藉由具有矩形狀剖面之一根鋼管 43及4個接合金屬件6而接合。第3圖係用以說明安裝該抑振部42的分解立體圖，第4圖係顯示接合金屬件6之一部分的立體圖。

如第2A圖~第3圖所示，斜撐主材41a、41b分別包含有延著一個方向延伸的腹板部52、及沿著該腹板部52之上下緣部設置成一體的一對翼板部51a、51b，即所謂的H形鋼。

各接合金屬件6包含有使一片長方形的鋼板沿著其長邊方向D1交互形成之複數(圖式中的例子為兩個)山部61與複數(圖式中的例子為兩個)谷部62。更具體而言，以將前述鋼板沿著其長邊方向D1交互略垂直地折彎，即所謂折彎加工而形成山部61與谷部62。又，此等山部61與谷部62之間連續形成有腹板部(板部)63。

該接合金屬件6的各山部61藉由複數根螺栓57而安裝於前述腹板部52，相對於此，各谷部62藉由複數根螺栓56而安裝於鋼管43。

如此一來，接合金屬件6之各山部61及各谷部62分別安裝於對象構件。又，本發明所稱對象構件乃指該接合金屬件6的安裝對象，若是以例子舉出本實施形態之抑振部42，可安裝山部61的腹板部52與可安裝谷部的鋼管43分別為對象構件。

如第4圖所示，於接合金屬件6之各腹板部63形成有一處以上(圖式所示例子為5處)的狹縫孔(孔)65。此等狹縫孔65於上述腹板部63上係配置於至少與前述長邊方向D1正交的方向(即，沿著斜撐主材41a、41b之軸線方向E相互隔著等 間隔配置)。又，狹縫孔65的配置並非僅限定於圖式的一例者，也可設成複數列。又，不僅限於該狹縫孔65規則地排列的情形，也可隨機分布。

狹縫孔65可為任何的形狀，然而，最好是至少與對象構件的軸線方向正交，並相對於對象構件(腹板部52、鋼管43)表面沿著略法線方向即F方向形成縱長的形狀。又，第4圖的例子顯示著採用菱形的狹縫孔65的情形，但是，並非僅限定於此者，也可採用長方形，也可採用其他多角形狀、不定形狀。

以預先將狹縫孔65形成於各腹板部63，而能降低此等腹板部63的降伏強度。具體上，於各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間沿著前述軸線方向E負載應力σ_E ，而於此等對象構件(腹板部52、鋼管43)之間發生沿著前述軸線方向E的相對變位時，能使各腹板部63沿著前述軸線方向E容易地彎曲降伏。

如第6圖所示，該彎曲降伏於相互鄰接之狹縫孔65之間的領域63a，形成沿著構件軸線方向E之寬度尺寸為最小的狹窄部，因此該領域63a易優先地降伏。

又，並非必須於各腹板部63形成各狹縫孔65，例如第5圖所示，也可採用不在腹板部63全部形成狹縫孔65的構成。但是，不全部形成狹縫孔65的情形也與設置各狹縫孔65的宗旨同樣，有必要將其材質或形狀等作成最適化，以使各腹板部63之降伏應力的總和較各對象構件(腹板部52、鋼管43)的降伏應力低。

如上述的構造所構成的接合金屬件6分別設置於斜撐主材41a及鋼管43之間、及斜撐主材41b及鋼管43之間。其結果，應力的傳達路徑以斜撐主材41a、接合金屬件6、鋼管43、其他接合金屬件6、斜撐主材41b的順序(或其反順序)傳達。

接著，說明具有上述構成之抑振阻尼器10的動作。

假使，當建築構造物1受到因地震等所造成的地震力而搖動時，如第2A圖所示，對抑振阻尼器10之斜撐主材41a、41b分別負載σ_F 的應力。其結果，特別是在各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間負載沿著前述軸線方向E的應力σ_E 。

而，如第4圖所示，當沿著前述軸線方向E各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間發生相對變位時，如第6圖所示，對各腹板部63作用剪切力F1，其結果負載彎曲力矩M。而，各腹板部63於相互鄰接之狹縫孔65之間的領域63a對應彎曲力矩M而彎曲降伏。其結果，能顯現以下說明特有的效果。

即，接合金屬件6用以進行上述動作，能使各腹板部63較其他處更早期彎曲降伏。其結果，使各腹板部63塑性變形以使此等部的應力上升被抑制的狀態下，可達到發揮穩定的變形能量吸收性能。藉由該接合金屬件6發揮對應各對象構件之間相對變位的能量吸收性能，抑振阻尼器10整體在斜撐主材41a及鋼管43之間、及鋼管43及斜撐主材41b之間的兩處能發揮能量吸收性能。即，可達到發揮建築構造物1之抑振阻尼器10的抑振機能。

而且，本實施形態之接合金屬件6具備有折板構造，而在各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間往返多次以形成複數片腹板部63的形狀。因此，可提高在各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間的腹板部63的配置密度，而能建構成多數片腹板部63配設於該對象構件(腹板部52、鋼管43)之間的形態。其結果，具有能量吸收性能的腹板部63並非一片而係配置多數片，因此，能增加能量吸收效率，而能達到更加提升耐震性能。

又，各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間的間隙一般為狹小，而要如何在此狹小的間隙配設能量吸收機構，乃成為習知以來大的問題。對於此問題，本實施形態將折板構造之接合金屬件6配設於前述間隙且將各腹板部63的降伏強度設得低，因此，可將各腹板部63橫亙多列配設於狹小的間隙。其結果，可達到將抑振部42且進一步將抑振阻尼器10本身作成精簡化。

又，本實施形態之接合金屬件6採用折板構造且將各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間的腹板部63的配置密度設得高，因此，在能提升其剛性的情形下，也能提高挫屈防止性能。即，本實施形態之接合金屬件6可提升能量吸收性能且能提升剛性。特別是，在可謀求提升剛性及提升挫屈防止性的情形下，不須如習知要增加阻尼器構件的板厚，因此在可謀求小型化的觀點上，本發明的構成有益處。又，也可達到謀求材料成本的降低與提升因輕量化所造成抑振阻尼器10的安裝容易性。

而且，本實施形態之接合金屬件6係折彎加工一片鋼板，即，經過所謂折板加工而製成。因此，在製作接合金屬件6時，不須進行用以接合鋼板與鋼板之間的熔接或螺絲接合、螺栓接合等，進一步可達到提升抑振阻尼器10的製作容易性。

又，本實施形態以例子顯示了交互折彎加工鋼板以形成各山部61及各谷部62而使鋼板沿著垂直於其長邊方向的方向往返的接合金屬件6。又，說明了前述折彎角係折彎成相對於鋼板之長邊方向略垂直的情形。但是，本發明並非僅限定於該構成者，例如，在形成各山部61及各谷部62時的折彎角度不限於90度，乃可折彎成具有此等以外的角度。

第7圖顯示了以構成抑振阻尼器10之H形鋼所構成之斜撐主材41作為柱材，而將其下端固定於地表面時的應用例。斜撐主材41的下端藉由已接合於其腹板部52的接合金屬件6而裝設有鋼管43。鋼管43固定於底板49。底板49藉由複數根螺栓50而固定於地面Ea。

此第7圖之C-C剖面之抑振阻尼器10的構成與上述第2B圖的構成相同，因此，關於相同構成要素及構件則援用相同符號而省略此等構成要素及構件的詳細說明。朝向第7圖中的G方向對斜撐取材41負載拉引應力的情形下，各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間會產生相對變位，然而，因應該相對變位，接合金屬件6會塑性變形而能發揮能量吸收性能。其結果，可達到謀求作為該柱材之斜撐主材41的減輕振動，又，與上述同樣地也可使剛性提升。

第8圖顯示以構成該抑振阻尼器10之H形鋼所構成之斜撐主材41作為柱材，且顯示接合有槽形鋼43’情形的剖面構成以取代第7圖所示前述鋼管43的例子。以下的說明中，關於與上述第2B圖相同構成要素及構件則援用相同符號而省略重複的說明。

如第8圖所示，本構成例使兩根槽形鋼43’配置成此等槽形鋼的U字形的開口部分相互對向。以使斜撐主材41的翼板51a或51b頂接於此等槽形鋼43’之U字形的底面部分的狀態下，藉由複數根螺栓螺絲56使接合金屬件6之各谷部62接合於槽形鋼43’之U字形的內側面部分。

於此構成中，各對象構件(腹板部52、鋼管43)之間產生相對變位時，因對應此相對變位使接合金屬件6之各腹板部63塑性變形，因此，能發揮能量吸收性能。其結果，可達到作為柱材之斜撐主材41的減輕振動，又，也可與上述同樣提升剛性。

第9圖顯示在配設於建築構造物1之另一抑振阻尼器80。該建築構造物1中之各鋼管柱2與各樑材3的各交叉部，分別設置接合構件81、82。

抑振阻尼器80之一端安裝於接合構件81，而另一端安裝於接合構件82。抑振阻尼器80包含有作為對象構件的兩根斜撐主材83a、83b、及抑振部84。抑振部84的一端安裝於斜撐主材83a，又，另一端安裝於斜撐主材83b。換言之，斜撐主材83a藉由抑振部84而安裝於斜撐主材83b。此等斜撐主材83a、83b均為剖面T形狀的形鋼。

第10A圖及第10B圖顯示抑振部84之近旁附近的詳細，第10A圖顯示其放大側面圖，第10B圖顯示第10A圖的D-D剖面。

斜撐主材83a係包含有沿著一個方向延伸的腹板部85a、及沿著此腹板部85a之一側的緣部設置的翼板部86a的T形鋼。同樣地，斜撐主材83b係包含有沿著一個方向延伸的腹板部85b、及沿著此腹板部85b之一側的緣部設置的翼板部86b的T形鋼。

接合金屬件6包含有使一片鋼板沿著其長邊方向H交互形成的複數(圖式中的例子為兩個)山部61與複數(圖式中的例子為兩個)谷部62。又，於此等山部61及谷部62之間連續形成有腹板部63。此接合金屬件6之各山部61藉由複數根螺栓螺絲57而安裝於前述翼板86a，相對於此，各谷部62藉由複數根螺栓螺絲56而安裝於前述翼板86b，本實施形態中，對象構件為翼板86a、86b。

接合金屬件6形成有一處以上(圖式中的例子為5處)的狹縫孔65。此等狹縫孔65於腹板部63上至少沿著與前述長邊方向H正交的構件軸線方向I而相互隔著等間隔配列著。

具有上述構成的抑振阻尼器80，在伴隨著地震等的振動而使建築構造物1變形的情形下，如第10A圖所示對斜撐主材83a、83b負載應力σ_E 。其結果，此抑振部84(特別是在翼板86a、86b之間)，朝向構件軸線方向I負載應力σ_E 。而，當沿著此構件軸線方向I而在各對象構件(翼板86a、86b之間)之間產生變位時，於各腹板部63也與第4圖所示情形負載同 樣的剪切力，其結果成為負載彎曲力矩。其結果在各腹板部63，相互鄰接之各狹縫孔65間的領域63a受到上述彎曲力矩而彎曲降伏。其結果，如以上所述使各腹板部63早期地彎曲降伏而發生塑性變形，因此，可達到發揮抑制了應力上升之穩定的變形能量吸收性能。所以，能確實發揮於建築構造物1充分的抑振機能。

而且，此接合金屬件6採用了折板構造，而在各對象構件(翼板86a、86b)之間形成各腹板部63往返多次的形狀。因此，可提高在此等對象構件(翼板86a、86b)之間各腹板部63的配置密度。其結果，能增加能量吸收效率，而能達到更加提升耐震性能。

又，接合金屬件6並非僅限定於上述抑振阻尼器10、80的安裝構造者，也可安裝於任何對象構件。

[第2實施形態]

接著，說明運用於本發明之接合金屬件的第2實施形態。

第11圖顯示本實施形態之接合金屬件90之詳細構造的立體圖。第12圖係將此接合金屬件90內插於槽形鋼169所構成之抑振阻尼器9的立體圖。抑振阻尼器9包含有可接合地腳螺栓91的鋼管92。而，於此鋼管92熔接有接合金屬件90。

於接合金屬件90，複數狹縫孔65形成於各腹板部98。此接合金屬件90係將鋼板沿著其長邊方向交互折彎以交互形成有複數山部95與複數谷部96者，如第13圖所示，在垂直於其長邊方向的剖面觀看時構成略H形狀。

將鋼管92插入此接合金屬件90內並予以熔接時，至少熔 接接合金屬件90的各谷部96與鋼管92之間。又，各山部95與各谷部96之間可形成腹板部98。而且，於接合金屬件90的外周面也形成有其他腹板部98。各狹縫孔65形成於各個腹板部98。其結果，各腹板部98的降伏強度抑制得較其他處低。

具有上述構成之熔接有鋼管92的接合金屬件90如第12圖及第13圖所示，插入於具有唇部之槽形鋼169。槽形鋼169係包含有腹板部101、一體形成於其兩側的翼板部102a、102b、及一體形成於此等翼板部102a、102b之各端緣的唇部103的剖面略C字狀的形鋼。又，各唇部103也可省略。

對槽形鋼169連結接合金屬件90時，如第13圖所示以使槽形鋼169之翼板部102a、102b之各內面與接合金屬件90之各山部95之外面相互頂接的狀態下，藉由鑽頭螺絲57來接合此等部分。之後，將螺帽105對地腳螺栓91的上下各螺合一個而完成其安裝。

如此地構成的抑振阻尼器9中，上述的對象構件相當於地腳螺栓91與槽形鋼169。即，此槽形鋼169在例如運用於薄型輕量形鋼構造物之柱構件等的情形下，作為一側對象構件的地腳螺栓91會沿著第12圖中的構件軸線方向J變位。其結果，介入裝設於此等對象構件(地腳螺栓91、槽形鋼169)之間的接合金屬件9的各腹板部98也負載沿著構件軸線方向J的剪切應力，而且也同樣負載彎曲力矩。其結果，各腹板部98於相互鄰接之各狹縫孔65之間的領域63a，依據該彎曲力矩而彎曲降伏。其結果，以使各腹板部98早 期彎曲降伏而塑性變形，能發揮抑制應力上升而穩定的變形能量吸收性能。藉此，能確實地發揮於薄型輕量形鋼構造物中充分的抑制機能。

再者，本實施形態之接合金屬件90與上述第1實施形態之接合金屬件6同樣採用折板構造，而構成於各對象構件之間各腹板部98往返多次的形狀。因此，能提升各對象構件(地腳螺栓91、槽形鋼169)之間的腹板部63的配置密度。其結果，能增加能量吸收效率，而能更加提升耐震性能。

又，也可將上述構造所構成之接合金屬件90運用於薄型輕量形鋼構造物。

如以上說明，上述第1及第2實施形態之各接合金屬件，係採用了接合於可沿著一個方向自如地相對變位之一對對象構件之間的接合金屬件，包含有：可對前述各對象構件之一方安裝的複數第1安裝部；可對前述各對象構件之另一方安裝的第2安裝部；及，連繫前述各第1安裝及第2安裝部之間的複數片板部；前述各第1安裝部之相對於前述一方對象構件的安裝方向，與前述第2安裝部之相對於前述另一方對象構件的安裝方向，設定成前述板部之表面沿著前述相對變位的方向的構成。而，依據具備有此構成而成功達到上述作用效果。

[實施例1]

以下說明運用本發明之接合金屬件的實施例。

運用本發明之接合金屬件利用以下記載(1)式所示各種參數而能決定其詳細構成。順便說明第14圖顯示在以下記 載(1)式使用之各變數的位置。

在此說明，s為折板的片數，第14圖的例子中s=1。又，n表示折板內之形成有狹縫孔65之腹板部的數目，第14圖的例子中n=3。又，m表示阻尼器251的段數，第14圖的例子中m=5。又，L表示沿著接合金屬件之構件幅線方向K的長度。又，t表示接合金屬件的板厚。又，A表示對象構件剖面積。1表示阻尼器251每一根的剪切長度。又，F表示F值，E表示楊式模量(附加字s為阻尼器251的楊式模量、無附加字為母材的楊式模量)，d表示各阻尼器251之間的寬度。

又，上述各阻尼器251顯示著各狹縫孔65之間的領域，或形成在各狹縫孔65與K方向之端部之間的領域，此等領域宛如可產生與阻尼器同樣的作用，因此作如此的稱謂。

如以上所述，阻尼器251的段數m在第14圖中所指為5段。又，形成有狹縫孔65之腹數的數目n在第14圖中所指為3片。又，折板的片數s為1片。對象構件的剖面積A為第14圖中以點顯示的領域。阻尼器251的剖面寬度d顯示沿著阻尼器251之K方向的寬度尺寸。

以上記載式(1)中，阻尼器251不朝面外屈曲，即，為了使構成阻尼器251之板部彎曲剪切變形，也可賦與d/t<10(防止面外屈曲)及1/d>3(彎曲剪切)的條件。

又，以上記載式(1)畢竟係狹縫孔65為長方形且相互配 置成等間隔情形之關於阻尼器251的剖面寬度d的條件式，又，若是阻尼器251與對象構件均為鋼材，則成為E=Es=205000N/mm² ，而均相同。而當對象構件與阻尼器251為異種材料的情形下，且例如對象構件為鋼鐵而阻尼器為鋁的情形下，E及Es均為不同。

為了滿足以上記載式(1)，以決定包含有阻尼器251之剖面寬度d之各種形狀或尺寸，而能使阻尼器251剛性較對象構件高，進而能將降伏應力設得較對象構件低。其結果，能發揮作為折板阻尼器的高剛性與藉由塑性化而達到高能量吸收的作用。

以上記載式(1)的左邊係由剛性決定的項。即，設定成構成接合金屬件之折板的彎曲剛性的總和超過母材的剛性。又，以上記載式(1)的右邊係由應力決定的項。即，乃指設定成構成接合金屬件之折板的降伏強度超過母材的降伏強度之意。

為了滿足此式(1)的關係，藉由設定上述各參數而可維持高的剛性，且能構成降伏應力低的接合金屬件。

又，本發明如例如第15圖所示，於腹板部63之至少分配於狹縫孔65之間的阻尼器251於其長邊方向之中央部253產生剪力降伏，又，於兩端部252a、252b產生彎曲降伏。此時，為了使於中央部253產生的剪力降伏與於兩端部252a、252b產生彎曲降伏同時產生，也可使中央部253的剖面狹小化。如此一來，藉由使中央部253狹小化，可使中央部253之剪切應力提高，又，可使於兩端部252a、252b彎曲應力 提高。因此，可達到同時產生上述剪力降伏與彎曲降伏。

產業之可利用性

將本發明之接合金屬件使用於作為建築構造物之一部分之對象構件之間的接合時，可達到提升對伴隨著地震等所造成的振動能量的吸收性能且可提升剛性。

1‧‧‧建築構造物

2‧‧‧鋼管柱

3‧‧‧樑材

3a‧‧‧端面

6‧‧‧接合金屬件

10‧‧‧抑振阻尼器(抑振構造)

21‧‧‧鋼管

22‧‧‧柱樑接合部

25、26‧‧‧接合構件

31‧‧‧腹板部(板部)

32a、32b‧‧‧翼板部

41a、41b‧‧‧斜撐主材

42‧‧‧抑振部

43‧‧‧鋼管

43’‧‧‧槽形鋼

49‧‧‧底板

50‧‧‧螺栓

51‧‧‧翼板部

51a、51b‧‧‧翼板部

52‧‧‧腹板部(板部)

56、57‧‧‧螺栓

61‧‧‧山部

62‧‧‧谷部

63‧‧‧腹板部(板部)

63a‧‧‧各狹縫之間的領域(狹窄部)

65‧‧‧狹縫孔(孔)

80‧‧‧抑振阻尼器(抑振構造)

81、82‧‧‧接合金屬件

83a、83b‧‧‧斜撐主材

84‧‧‧抑振部

85a、85b‧‧‧腹板部

86a、86b‧‧‧翼板部

90‧‧‧接合金屬件

91‧‧‧地腳螺栓

92‧‧‧鋼管

95‧‧‧山部

96‧‧‧谷部

98‧‧‧腹板部

101‧‧‧腹板部

102a、102b‧‧‧翼板部

103‧‧‧唇部

105‧‧‧螺帽

169‧‧‧槽形鋼

251‧‧‧阻尼器

252a、252b‧‧‧兩端部

253‧‧‧中央部

A‧‧‧A部

D1‧‧‧長邊方向

Ea‧‧‧地面

M‧‧‧彎曲力矩

σ_E 、σ_F ‧‧‧應力

第1圖係顯示本發明之第1實施形態的圖式，且係顯示採用了具有接合金屬件之抑振構造之建築構造物骨架之一例的正面圖。

第2A圖係顯示同該抑振構造的圖式，且係第1圖之A部放大圖。

第2B圖係顯示同該抑振構造的圖式，且係第2A圖之B-B剖面圖。

第3圖係用以說明同該抑振構造之結構的分解立體圖。

第4圖係顯示本發明之接合金屬件之一部分的立體圖。

第5圖係顯示同該接合金屬件之變形例的圖式，且係相當於第4圖的立體圖。

第6圖係用以說明本發明之接合金屬件之動作的部分放大圖。

第7圖係顯示運用了本發明之抑振構造之建築構造物之柱材的根本部分例子的正面圖。

第8圖係顯示第7圖所示形態之變形例的圖式，且係在第7圖之C-C線所見情形的剖面圖。

第9圖係顯示本發明之抑振構造之另一其他例的正面 圖。

第10A圖係顯示同該抑振構造之詳細的放大圖。

第10B圖係第10A圖之D-D剖面圖。

第11圖係顯示本發明之第2實施形態之接合金屬件之詳細構造的立體圖。

第12圖係使用同該接合金屬件之抑振構造的立體圖。

第13圖係在垂直於其長邊方向的剖面看到同該抑振構造情形的剖面圖。

第14圖係說明本發明之接合金屬件之一實施例的部分立體圖。

第15圖係說明同該實施例的部分放大圖。

6‧‧‧接合金屬件

42‧‧‧抑振部

43‧‧‧鋼管

51a、51b‧‧‧翼板部

52‧‧‧腹板部

56、57‧‧‧螺栓

61‧‧‧山部

62‧‧‧谷部

63‧‧‧腹板部

D1‧‧‧長邊方向

Claims (9)

1. 一種接合金屬件，係用以接合可沿著一個方向自如地相對變位的一對對象構件之間者，其特徵在於包含有：複數第1安裝部，係用以對前述各對象構件之一方安裝者；第2安裝部，係用以對前述各對象構件之另一方安裝者；及複數片板部，係用以連繫前述各第1安裝部及第2安裝部之間者；前述各第1安裝部之相對於前述一方對象構件的安裝方向，與前述第2安裝部之相對於前述另一方對象構件的安裝方向係設定成前述板部的表面沿著前述相對變位的方向，且前述接合金屬件包含前述第1安裝部與前述板部與前述第2安裝部以該順序連續形成之山谷部的折板。
2. 如申請專利範圍第1項記載之接合金屬件，其中前述各板部之降伏強度的總和較前述各對象構件之其中任一方的降伏強度低。
3. 如申請專利範圍第1項記載之接合金屬件，其中於前述各板部形成有沿著該等板厚方向貫穿的孔。
4. 如申請專利範圍第3項記載之接合金屬件，其中沿著前述相對變位的方向形成有複數前述孔，且於該等孔之間的部分形成狹窄部。
5. 一種抑振構造，其特徵在於包含有： 一對對象構件，係構成建築構造物之一部分並且可沿著一個方向自如地相對變位者；及如申請專利範圍第1至4項中任一項所記載之接合金屬物，係用以接合該等對象構件之間者。
6. 如申請專利範圍第5項記載之抑振構造，其中前述各對象構件之一方為H形鋼，而前述各對象構件之另一方為鋼管或槽形輕型鋼，前述各第1安裝部安裝於前述H型鋼之腹板部，而前述第2安裝部安裝於前述鋼管或前述槽形輕型鋼。
7. 如申請專利範圍第6項記載之抑振構造，其中前述鋼管或前述槽形輕型鋼的下端固定於地面，而前述H形鋼為柱體。
8. 一種建築構造物，其特徵在於包含有申請專利範圍第5項記載之抑振構造。
9. 如申請專利範圍第8項記載之建築構造物，其係薄型輕量形鋼構造物。