JP2009256957A - 粘弾性ブレースダンパー - Google Patents
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Abstract
【課題】小規模構造物に容易に粘弾性ブレースダンパーを設置する。
【解決手段】互いに重合する部分のある第1形鋼1及び第2形鋼2と、その2つの形鋼の重合する部分に挟まれた粘弾性体3と、粘弾性体3の両側に配置され第1形鋼1と第2形鋼2の重合する部分を貫通するボルト4とボルト4に座金6を介して螺合されるナット5とを備えた。第1形鋼1のボルト4の貫通孔の形状を第1形鋼1の長手方向に延びる長孔7とし、その長孔7とボルト4の寸法の範囲で第1形鋼1と第2形鋼2の相対変位を可能にする。
【選択図】図2
【解決手段】互いに重合する部分のある第1形鋼1及び第2形鋼2と、その2つの形鋼の重合する部分に挟まれた粘弾性体3と、粘弾性体3の両側に配置され第1形鋼1と第2形鋼2の重合する部分を貫通するボルト4とボルト4に座金6を介して螺合されるナット5とを備えた。第1形鋼1のボルト4の貫通孔の形状を第1形鋼1の長手方向に延びる長孔7とし、その長孔7とボルト4の寸法の範囲で第1形鋼1と第2形鋼2の相対変位を可能にする。
【選択図】図2
Description
本発明は、構造物に架設されて地震等による振動を減衰させる粘弾性体を使用したダンパー、特にブレースの形態で設置される粘弾性ブレースダンパーに関する。
従来、地震等による構造物の振動を減衰させるために粘弾性体を使用した制震ダンパーを設置することが行われている。例えば特許文献1には図7に示すように構造物のブレースとして設置される粘弾性ブレースダンパー20が提案されている。この粘弾性ブレースダンパー20は帯板状の鋼材である複数枚の第1鋼板21と第2鋼板22とを粘弾性体3を挟んで軸方向に相対変位可能な状態で交互に積層し、その側面に側板23を取り付けることで長手方向以外の変形を拘束して容易に座屈しない構成としたものである。
上記の粘弾性ブレースダンパー20を構造物の軸組みにブレースとして躯体フレームに斜めにして第1、第2鋼板21、22を対向する取付板に配置する。地震時に躯体フレームが変形すると第1鋼板21と第2鋼板22が軸方向に相対変位して粘弾性ブレースダンパー20が伸縮しようとし、その際に粘弾性体3の剪断変形により構造物にかかる振動エネルギーが粘弾性体3に吸収されて制震効果が得られるものである。
特開2001−323684号公報
しかしながら、従来の粘弾性ブレースダンパーでは以下のような問題があった。従来の粘弾性ブレースダンパーは中高層ビルを適用対象としているものが多く、住宅等の小規模な構造物を適用対象にしたものではなかった。従来のブレースダンパーは構造が複雑で粘弾性体の面積も大きく使用部材が多いので、粘弾性ブレースダンパーの重量が大きく、施工が容易でない、コストが高いという問題があり小規模な構造物に対しては不向きであった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、小規模構造物にも適用可能で簡単な構造で且つ経済的な粘弾性ブレースダンパーを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る粘弾性ブレースダンパーは、構造物に設置されて、地震等による振動を減衰させる粘弾性ブレースダンパーであって互いに重合する部分のある2つの形鋼と、その2つの形鋼の重合する部分に挟まれた粘弾性体と、その粘弾性体の両側に配置され2つの形鋼を連結する連結部材とが備えられ、少なくとも一方の形鋼には連結部材が貫挿されていて2つの形鋼の相対移動を許容する長孔が設けられていることを特徴としている。
このような特徴により、2つの形鋼は少なくとも一方の形鋼にある長孔の範囲で相対変位が可能となり、2つの形鋼に挟まれた粘弾性体を長手方向に剪断変形させて地震等による構造物の振動を制御することができる。
また、本発明に係る粘弾性ブレースダンパーは、2つの形鋼の重合する部分に粘弾性体を形鋼の長手方向に間隔をあけて複数設置し、連結部材でそれぞれの粘弾性体の両側を連結する構成としてもよい。
粘弾性体の設置長さを大きくすれば制震性能は高くなるが連結部材間の寸法が大きくなりダンパーの強度が低下し形鋼の長手方向以外の変位が生じやすくなる。本発明では、粘弾性体を複数に分けて設置し連結箇所を増加することで2つの形鋼の長手方向以外の変位を拘束する。
また、本発明に係る粘弾性ブレースダンパーは、連結部材に2つの形鋼の間に装着されたスペーサーが設けられている構成としてもよい。
このようにスペーサーを挟む構成とすることで、形鋼の重合する部分の間隔を一定に設定できるので粘弾性体の厚みを一定に保て、粘弾性ブレースダンパーの形状を一定に保って制震性能が安定する。
本発明によれば2つの形鋼に粘弾性体を挟みその粘弾性体の両側を連結し、一方の形鋼に連結部材を貫挿する長孔を設けることで、その長孔の寸法の範囲で形鋼の相対変位が可能になり、形鋼に挟まれた粘弾性体を剪断変形させて地震等の外力による振動を減衰させる作用のある粘弾性ブレースダンパーを少ない使用部材で構成できる。その結果、製造が容易で経済的な粘弾性ブレースダンパーを実現することができる。
以下、本発明の第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーについて、図1乃至図3に基づいて説明する。
図1は本発明の第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーの概略構成を示す図、図2(a)は図1に示す粘弾性ブレースダンパーのA−A断面図、(b)は図1に示す粘弾性ブレースダンパーのB−B断面図、図3は第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーの設置例を示す図である。
図1は本発明の第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーの概略構成を示す図、図2(a)は図1に示す粘弾性ブレースダンパーのA−A断面図、(b)は図1に示す粘弾性ブレースダンパーのB−B断面図、図3は第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーの設置例を示す図である。
図3に示すように、第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパー10は例えば構造物の柱と梁とによって構成される架構の対角方向の角部に設けた取付板11にブレースとして架設される。
図1および図2に示すように、第一の実施の形態による粘弾性ブレースダンパー10は、第1形鋼1及び第2形鋼2と粘弾性体3と、第1形鋼1及び第2形鋼2を貫通しボルト4とボルト4に螺合されるナット5とボルト4及びナット5に設けられた座金6とから概略構成されている。
第1形鋼1と第2形鋼2は互いに重なり合う部分を設けて平行に配置し、その重合部分に粘弾性体3を挟んでいる。第1形鋼1と第2形鋼2は粘弾性体3の両側で各貫通孔にボルト4を貫通して座金6を介してナット5で螺合する。しかも第1形鋼1のボルト4の貫通孔は長手方向に対して延びる長孔7とする。ボルト4とナット5と座金6は連結部材を構成する。
第1形鋼1と第2形鋼2は長孔7の長手方向の寸法の範囲での相対変位が可能となる。図2(b)に示すように第一の実施形態の粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1と第2形鋼2に山形鋼を使用し断面がT字状となるように重合する構成となっている。
本第一の実施形態ではナット5を2個使用したダブルナットとしナット5が緩まないように留められている。あるいはダブルナットとせずに、割りピンをナットの緩み留めとして設置してもよい。本第一の実施形態では第2形鋼2のボルト4の貫通孔はボルト4の径に対応する孔8としているが、この孔8は第1形鋼1の長孔7に代えてまたは第1形鋼1の長孔7と共に長孔としてもよい。
本実施形態による粘弾性ブレースダンパー10は上述の構成を備えているから、構造物の架構の一部にブレースの形で架設された粘弾性ブレースダンパー10に地震等の外力による振動が生じると第1形鋼1と第2形鋼2の長手方向での相反する作動により長孔7とボルト4の範囲で相対変位が生じ粘弾性体3が剪断変形する。粘弾性体3は剪断変形することで地震等により構造物にかかる振動エネルギーを吸収する。粘弾性ブレースダンパー10は従来のものよりも構成が簡単で低コストであり、小規模な構造物にも設置しやすくなる。しかも第1、第2形鋼1、2の相対変位長さを長孔7とボルト4の軸の範囲に限定したから、過大な振動が生じた場合にダンパーの破損を防止できる。
次に、本発明の他の実施の形態や変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。
図4は第二の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーの概略構成を示す図である。図4に示すように第二の実施の形態は第1形鋼1と第2形鋼2の重合する部分に粘弾性体3を形鋼の長手方向に間隔をあけて複数設置し、ボルト4とナット5と座金6を用いてそれぞれの粘弾性体3の両側を連結している。
上述した第二の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーでは粘弾性体3を複数にして第1形鋼1と第2形鋼2で挟み連結箇所の個数を増加した構成とすることで制震性と強度が向上する。
図5は第三の実施の形態による粘弾性ブレースダンパーのボルトとナットの設置部分の一例を示す図である。図5に示すように第三の実施の形態はボルト4とナット5と座金6で第1形鋼1と第2形鋼2を連結させる際に、第1形鋼1と第2形鋼2の間においてボルト4の軸の外周にスペーサー9を装着した構成となっている。スペーサー9はボルト4の外周に装着することで2つの形鋼1、2が長手方向に変位しても、スペーサー9が2つの形鋼間からはずれない構成となり、しかも第1、第2形鋼1、2の間隔も変動しない。
上述した第三の実施の形態による粘弾性ブレースダンパー10では粘弾性体3の厚みの調節ができ粘弾性ブレースダンパー10の厚みを一定に保つことができて制震性能が安定する。またスペーサー9の高さの調整により粘弾性体3の厚みの設定が容易にできる。
図6(a)、(b)、(c)、(d)は上述した各実施の形態の変形例による粘弾性ブレースダンパー10を構成する形鋼の組み合わせの例を示す断面図である。
図6(a)に示す粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1及び第2形鋼2を山形鋼とし、第1形鋼1と第2形鋼2を同一向きに重ねて対向する2つの面にそれぞれ粘弾性体3を挟み重合する構成となっている。本変形例によれば山形鋼である第1形鋼1と第2形鋼2の二つの対向する面にそれぞれ粘弾性体3を挟んでいるので制震効果が向上する。図6(b)に示す粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1と第2形鋼2を山形鋼とし、断面形状が階段状となるように各山形鋼の異なる面を対向させてその間に粘弾性体3を挟持する構成とされている。図6(c)に示す粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1及び第2形鋼2を断面略コの字型の溝形鋼として背中になるよう逆向きに対向する面に粘弾性体3を挟み重合する構成となっている。図6(d)に示すように粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1と第2形鋼2を図6(c)と同様な断面の溝形鋼とし同一向きに重ね対向する面に粘弾性体3を挟み重合する構成となっている。この場合、対向する面が3面あるので3つの粘弾性体3を配置することもできる。
図6(a)に示す粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1及び第2形鋼2を山形鋼とし、第1形鋼1と第2形鋼2を同一向きに重ねて対向する2つの面にそれぞれ粘弾性体3を挟み重合する構成となっている。本変形例によれば山形鋼である第1形鋼1と第2形鋼2の二つの対向する面にそれぞれ粘弾性体3を挟んでいるので制震効果が向上する。図6(b)に示す粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1と第2形鋼2を山形鋼とし、断面形状が階段状となるように各山形鋼の異なる面を対向させてその間に粘弾性体3を挟持する構成とされている。図6(c)に示す粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1及び第2形鋼2を断面略コの字型の溝形鋼として背中になるよう逆向きに対向する面に粘弾性体3を挟み重合する構成となっている。図6(d)に示すように粘弾性ブレースダンパー10は第1形鋼1と第2形鋼2を図6(c)と同様な断面の溝形鋼とし同一向きに重ね対向する面に粘弾性体3を挟み重合する構成となっている。この場合、対向する面が3面あるので3つの粘弾性体3を配置することもできる。
上述した変形例による粘弾性ブレースダンパー10は、第1形鋼1、第2形鋼2の断面の形状や配置する向きを変えても第一の実施の形態の粘弾性ブレースダンパー10と同じ作用効果を奏する。
以上、本発明による粘弾性ブレースダンパーの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。連結部材として、ボルト、ナットに限定されずリベットやピン等を使用してもよい。
1 第1形鋼
2 第2形鋼
3 粘弾性体
4 ボルト
5 ナット
6 座金
7 長孔
8 孔
9 スペーサー
10 粘弾性ブレースダンパー
11 取付板
21 第1鋼板
22 第2鋼板
23 側板
2 第2形鋼
3 粘弾性体
4 ボルト
5 ナット
6 座金
7 長孔
8 孔
9 スペーサー
10 粘弾性ブレースダンパー
11 取付板
21 第1鋼板
22 第2鋼板
23 側板
Claims (3)
- 構造物に設置されて、地震等による振動を減衰させる粘弾性ブレースダンパーであって
互いに重合する部分のある2つの形鋼と、
その2つの形鋼の重合する部分に挟まれた粘弾性体と、
その粘弾性体の両側に配置され前記2つの形鋼を連結する連結部材とが備えられ、
少なくとも一方の形鋼には前記連結部材が貫挿されていて前記2つの形鋼の相対移動を許容する長孔が設けられていることを特徴とする粘弾性ブレースダンパー。 - 請求項1に記載のブレースダンパーにおいて、
前記2つの形鋼の重合する部分に前記粘弾性体を形鋼の長手方向に間隔をあけて複数設置し、前記連結部材でそれぞれの粘弾性体の両側を連結することを特徴とする粘弾性ブレースダンパー。 - 請求項1又は2に記載のブレースダンパーにおいて、
前記連結部材には前記2つの形鋼の間に装着されたスペーサーが設けられていることを特徴とする粘弾性ブレースダンパー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008106914A JP2009256957A (ja) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | 粘弾性ブレースダンパー |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008106914A JP2009256957A (ja) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | 粘弾性ブレースダンパー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009256957A true JP2009256957A (ja) | 2009-11-05 |
Family
ID=41384711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008106914A Pending JP2009256957A (ja) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | 粘弾性ブレースダンパー |
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JP (1) | JP2009256957A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108678189A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-10-19 | 西安建筑科技大学 | 粘弹性耗能连接键和基于其的装配式复合墙结构及施工方法 |
CN113293885A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-08-24 | 西安建筑科技大学 | 基于记忆合金的耗能型干式连接装置及施工方法 |
-
2008
- 2008-04-16 JP JP2008106914A patent/JP2009256957A/ja active Pending
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