JP2019100098A - Composite damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物に取り付けられる複合ダンパーであって、特に鋼材ダンパーと粘弾性ダンパーとを組み合わせた複合ダンパーに関する。 The present invention relates to a composite damper attached to a structure, and more particularly to a composite damper in which a steel damper and a visco-elastic damper are combined.
鋼材を用いた弾塑性ダンパーは、構造物の柱及び梁などの主架構より先に弾塑性ダンパーの塑性化部を降伏させ、エネルギーを吸収することにより主架構の損傷を防止する制振装置である。弾塑性ダンパーは、近年の超高層建物の多くに採用されている。また、粘弾性ダンパーは、ゴムなどの高分子材料を主成分とする粘弾性材料がせん断変形することにより抵抗力が発生し、エネルギー吸収し構造物の振動を減衰させる制振装置である。これらのダンパーを組み合わせることにより、風及び中小地震などによる構造物の微小変形から大地震時の構造物の大変形まで効率的にエネルギー吸収できる複合ダンパーが検討されている。 Elasto-plastic dampers made of steel are damping devices that yield plastic parts of elasto-plastic dampers earlier than main structures such as columns and beams of structures and absorb energy to prevent damage to main structures. is there. Elasto-plastic dampers are used in many high-rise buildings in recent years. The viscoelastic damper is a vibration control device that generates resistance by shear deformation of a visco-elastic material mainly composed of a high-molecular material such as rubber, absorbs energy, and attenuates the vibration of a structure. By combining these dampers, a composite damper capable of efficiently absorbing energy from small deformation of a structure due to wind and small and medium earthquakes to large deformation of the structure at the time of a large earthquake has been studied.
特許文献１によれば、鋼製の座屈拘束ブレースと粘弾性ダンパーとから構成されている複合制振ブレースが開示されている。複合制振ブレースは、粘弾性ダンパーの軸材及び外側フレームのうち一方を、座屈拘束ブレースの軸材に接合させ、他方を座屈拘束ブレースの座屈補剛材に接合した並列型の複合ダンパーになっている。 According to Patent Document 1, there is disclosed a composite vibration control brace composed of a steel buckling restrained brace and a visco-elastic damper. The composite vibration control brace is a parallel type composite in which one of the shaft and the outer frame of the visco-elastic damper is joined to the shaft of the buckling restrained brace and the other is joined to the buckling stiffener of the buckling restrained brace. It is a damper.
特許文献２によれば、帯鋼板からなる芯材の両側に、軸力を伝達しないように絶縁材を介して第１の鋼板を積層し、第１の鋼板に粘弾性体を介して第２の鋼板を積層させ、第２の鋼板に対して粘弾性体を介して積層させた溝形鋼を有する、鋼材ダンパー及び粘弾性ダンパーとして機能する複合型ブレースダンパーが開示されている。複合型ブレースダンパーは、第１の鋼板と溝形鋼とが芯材の一端に固定され、第２の鋼板が芯材の他端に固定されていることにより、粘弾性体の伸縮により中小地震等の振動に対して振動エネルギーを吸収する。また、芯材の両側に設置されている第１の鋼板、第２の鋼板により芯材の座屈を拘束し、大地震時には芯材が鋼材ダンパーとして機能する。 According to Patent Document 2, a first steel plate is laminated on both sides of a core made of a band steel plate via an insulating material so as not to transmit an axial force, and a second steel plate is interposed on a first steel plate via a visco-elastic body. A composite-type brace damper is disclosed, which has a grooved steel in which steel plates are laminated and laminated to a second steel plate via a visco-elastic body, and which functions as a steel material damper and a visco-elastic damper. In the composite-type brace damper, the first and second steel plates are fixed to one end of the core and the second steel plate is fixed to the other end of the core. Absorbs vibration energy against vibration such as In addition, the buckling of the core material is restrained by the first steel plate and the second steel plate installed on both sides of the core material, and the core material functions as a steel material damper during a large earthquake.
特許文献３によれば、外管を軸力材、内管を座屈補剛材とした二重鋼管型の座屈拘束ブレースが開示されている。座屈拘束ブレースは、軸力材の損傷状態を目視で確認することが可能となっている。近年の想定地震の極大化に伴い、大規模地震発生後も構造物を継続的に使用できるように、制振ダンパーにはこれまで以上の高耐震性が求められており、同時に制振ダンパーの損傷状態を適切に把握することが重要となっている。座屈拘束ブレースは、上記の構造により適切な継続使用可否判断が可能となっている。 Patent Document 3 discloses a double steel pipe type buckling restrained brace in which an outer pipe is an axial force member and an inner pipe is a buckling stiffener. The buckling restrained brace enables visual confirmation of the state of damage to the axial force material. With the maximization of assumed earthquakes in recent years, vibration damping dampers are required to have higher earthquake resistance than before, so that structures can be used continuously even after large-scale earthquakes occur. It is important to properly grasp the damage status. Due to the above-mentioned structure, the buckling restrained brace can be properly judged as to whether it can be used continuously.
特許文献１に開示されている複合制振ブレースは、鋼材からなる座屈拘束型ブレースと粘弾性ダンパーとがそれぞれ単体で機能するようになっている。そのため、座屈拘束型ブレースのブレース軸材の変形は、粘弾性ダンパーの性能に影響を及ぼさない。しかし、座屈拘束ブレースの軸材と座屈補剛材との相対変位を利用した粘弾性ダンパーが、座屈拘束ブレースに付加的に取りついている構造となっているため、複合制振ブレースは構成する部材が多くなり、また、複合ダンパーとしての外径も大きくなる。従って、特許文献１に開示されている複合制振ブレースは、柱及び梁との干渉を避けて設置する必要があり、構造物に大きな設置スペースが必要となる、という課題があった。 The composite vibration control brace disclosed in Patent Document 1 is configured such that a buckling restrained brace made of a steel material and a viscoelastic damper function as a single body. Therefore, the deformation of the buckling-restrained brace brace does not affect the performance of the viscoelastic damper. However, since the viscoelastic damper using the relative displacement between the shaft of the buckling restrained brace and the buckling stiffener is additionally attached to the buckling restrained brace, the composite damping brace is The number of members to be configured increases, and the outer diameter of the composite damper also increases. Therefore, the composite vibration control brace disclosed in Patent Document 1 needs to be installed avoiding interference with columns and beams, and there is a problem that a large installation space is required for the structure.
特許文献２に開示されている複合型ブレースダンパーは、芯材となる帯鋼板と粘弾性ダンパー部とを絶縁材で切り離すことにより、軸材の面外変形が粘弾性体の変形に直接影響しない構造となっている。また、複合型ブレースダンパーは、粘弾性体と座屈補剛材とを兼用することにより、小型軽量化を図っている。しかし、芯材となる帯鋼板は、弱軸の剛性が小さいため、面外変形が生じやすい。また、面外変形する芯材を補剛するための第１の鋼板及び第２の鋼板自体も同じく帯状となっているため、鋼材ダンパーとなる芯材の面外変形を抑え、かつ芯材の面外変形により粘弾性体が圧縮されることを防止するためには、第１の鋼板及び第２の鋼板の厚みを相当量大きくする必要がある。従って、複合型ブレースダンパーは、性能を確保するためには、重量が大きくなり、それに従い製造コストとも増加する、という課題があった。 The composite-type brace damper disclosed in Patent Document 2 does not directly affect the out-of-plane deformation of the shaft directly on the deformation of the visco-elastic body by separating the steel plate serving as the core and the visco-elastic damper part by the insulating material. It has a structure. In addition, the combined-type brace damper achieves size reduction and weight reduction by combining the viscoelastic body and the buckling stiffener. However, since the rigidity of the weak axis of the steel strip serving as the core material is small, out-of-plane deformation easily occurs. Further, since the first steel plate and the second steel plate themselves for stiffening the out-of-plane deformed core material are also in the same strip shape, the out-of-plane deformation of the core material to be a steel damper is suppressed and the core material is made of In order to prevent the viscoelastic body from being compressed due to the out-of-plane deformation, it is necessary to increase the thickness of the first steel plate and the second steel plate considerably. Therefore, in order to secure the performance, the combined-type brace damper has a problem that the weight is increased and the manufacturing cost is also increased accordingly.
特許文献３に開示されている二重管型耐震性構造材は、外管の弾塑性により耐震性を確保し、継続使用可否の判断が目視で可能な構成になっているが、風及び中小地震などによる構造物の微小変形に対しては外管の弾性のみで制振するため、微小な変形に対し効果的に制振する構造になっていない、という課題があった。 The double-pipe type seismic resistance structural material disclosed in Patent Document 3 secures earthquake resistance by the elasto-plasticity of the outer pipe, and is configured to allow visual judgment as to whether or not it can be used continuously. There is a problem that the structure is not effectively damped against minute deformation because the vibration is controlled only by the elasticity of the outer tube against the minute deformation of the structure due to earthquake or the like.
本発明は上記の課題を解決するものであって、構造物の微小な振動から大きな振動に至るまでの振動を効果的に制振しつつ、鋼材ダンパーの変形により粘弾性体に与える影響を抑え、かつ施工が容易で設置スペースが小さくて済む複合ダンパーを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and effectively suppresses the vibration from the minute vibration to the large vibration of the structure while suppressing the influence of the deformation of the steel material damper on the viscoelastic body. In addition, it is an object of the present invention to provide a composite damper which is easy to install and requires a small installation space.
本発明に係る複合ダンパーは、両端を結ぶ軸方向にかかる荷重を受ける複合ダンパーにおいて、前記軸方向に垂直な断面において閉鎖断面形状の軸力材と、前記軸力材の内部に配置される複数の座屈補剛材と、複数の前記座屈補剛材の間に配置され前記軸方向の荷重によりせん断変形する粘弾性体と、を備えたものである。 A composite damper according to the present invention receives an axial load connecting both ends, and includes a plurality of axial force members having a closed cross-sectional shape in a cross section perpendicular to the axial direction and a plurality of the force members disposed inside the axial force members. And a visco-elastic body disposed between a plurality of the buckling-stiffening members and sheared by the axial load.
本発明に係る複合ダンパーによれば、軸力材が鋼材ダンパーとして機能し、そして粘弾性体がブレース端部の変位により変形して粘弾性ダンパーとして機能することにより、構造物の微小変形から大変形までに効率的にエネルギーを吸収できる。また、鋼材ダンパーの軸力材を軸方向に垂直な断面において閉鎖断面形状としたので、軸力材の面外剛性が大きく、必要な補剛力も小さくて済む。さらに、軸力材を座屈補剛材より外側とした構造としたので、軸力材の面外変形状態を目視で確認することが可能となり、構造物に設置された複合ダンパーの取り替えの判断が容易になる。 According to the composite damper according to the present invention, the axial force material functions as a steel material damper, and the visco-elastic body is deformed by the displacement of the end of the brace to function as a visco-elastic damper. Energy can be absorbed efficiently by deformation. Further, since the axial force material of the steel material damper has a closed cross-sectional shape in a cross section perpendicular to the axial direction, the out-of-plane rigidity of the axial force material is large and the necessary stiffening force may be small. Furthermore, since the axial force material is structured to be outside the buckling stiffener, it is possible to visually check the out-of-plane deformation state of the axial force material, and judgment of replacement of the composite damper installed in the structure Becomes easier.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。各図は模式的に示すものであって、各部材の相対的な大きさ及び板厚等は図示する寸法に限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図において各部分に付された符号について、添え字（ａ、ｂ等）を付していない場合は、添え字が付された符号を総称しているものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. The present invention is not limited by the embodiments described below. Each drawing is a schematic view, and the relative size and thickness of each member are not limited to the illustrated dimensions. Moreover, in the following drawings, the relationship of the magnitude | size of each structural member may differ from an actual thing. Further, in the case where the suffixes (a, b, etc.) are not attached to the symbols attached to each part in the drawing, it is assumed that the subscripted symbols are collectively referred to.
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る複合ダンパー１００の外観を示す模式図である。図１（ａ）は、複合ダンパー１００を中心軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は、円筒形状の複合ダンパー１００を側面から見た図である。なお、図１（ｂ）における左側を「長手方向の一方」と、右側を「長手方向の他方」と称する。
First Embodiment
FIG. 1 is a schematic view showing an appearance of a
複合ダンパー１００は、両端が構造物に接続されるものである。構造物が変形することにより複合ダンパー１００の両端部が相対変位し、複合ダンパー１００は、長手方向に荷重を受ける。言い換えると、複合ダンパー１００は、構造物に接続された両端部分の間をつなぐ軸方向に荷重を受ける。そして、複合ダンパー１００は、変形することにより構造物が地震等により受けたエネルギーを吸収し、構造物の制振を行うものである。
The
複合ダンパー１００は、外観が軸力材１０から構成されている。軸力材１０は、例えば円筒形状をしており、円筒形状の端部は塞がれブレース端部１２ａ、１２ｂとなっている。図１において、複合ダンパー１００は模式的に表されており、実際にはブレース端部１２ａ、１２ｂから軸方向外側に突出してクレビス５０等（後述の図４、図５で説明する）を備えるが、省略されている。クレビス５０は、複合ダンパー１００を構造物に接続するための部材である。
The
図２は、図１の複合ダンパー１００の内部構造を示す説明図である。図２（ａ）は、図１のＢ−Ｂ断面を示しており、図２（ｂ）は、図１のＡ−Ａ断面を示している。軸力材１０の内部には２つの座屈補剛材２０ａ、２０ｂが配置されている。座屈補剛材２０ａは、軸力材１０の一方の端部であるブレース端部１２ａに取り付けられたエンドプレート２３に接合されている。座屈補剛材２０ｂは、軸力材１０の他方の端部であるブレース端部１２ｂに接合されている。座屈補剛材２０ａ、２０ｂの端部は、一方のみが軸力材１０に接合され、他方は固定されていない。
FIG. 2 is an explanatory view showing an internal structure of the
図２（ａ）に示されるように、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間には粘弾性体３０が配置されている。粘弾性体３０は、座屈補剛材２０ａ及び座屈補剛材２０ｂの双方に接合されている。従って、粘弾性体３０は、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの相対位置が変わると変形する。
As shown in FIG. 2A, a visco-
図２（ｂ）に示されるように、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間にはスペーサー４０が配置されている。スペーサー４０は、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間隙に粘弾性体３０と並列に配置されている。スペーサー４０は、座屈補剛材２０ａ及び座屈補剛材２０ｂの何れか一方に接合されている。座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間隙にスペーサー４０が配置されているため、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間隙は、所定以上に狭くならない様になっている。なお、スペーサー４０は、必ずしも座屈補剛材２０ａ又は座屈補剛材２０ｂに接合されていなくても良く、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間隙に配置されていれば良い。
As shown in FIG. 2 (b), a
（軸力材１０）
軸力材１０は、筒部１１と、筒部１１の両端に接合されているブレース端部１２ａ、１２ｂと、を有する。実施の形態１において筒部１１は、円筒形状の部材であって、円筒形状の両端開口部にブレース端部１２ａ、１２ｂがそれぞれ接合されている。筒部１１は、例えば円筒形状の鋼管である。筒部１１は、円筒形状であれば平板の両端を溶接して製造されるものであっても、シームレス鋼管であっても良い。筒部１１の材質は、望ましくは低降伏点鋼が用いられる。複合ダンパー１００の両端から受ける筒部１１の中心軸に沿った方向に働く荷重により筒部１１が塑性変形することによって、複合ダンパー１００は、構造物の振動エネルギーを吸収し、構造物の制振を行う。例えば柱及び梁で構成された建築物の主架構において、主架構より先に軸力材１０の筒部１１を降伏させ主架構を変形させるエネルギーを吸収させることにより、主架構の損傷を防止させることができる。
(Axial strength material 10)
The
（座屈補剛材２０）
座屈補剛材２０は、軸力材１０の内側に配置され、筒部１１の内周面側の面外変形を抑えるためのものである。実施の形態１においては、筒部１１の内周面側に２つの座屈補剛材２０ａ、２０ｂが配置されている。座屈補剛材２０ａは、円筒を中心軸に沿った方向に分割した形状になっている。言い換えると、座屈補剛材２０ａは、複合ダンパー１００の軸方向に垂直な断面において、軸力材１０の筒部１１に沿った円弧形状の部分である補剛部２１ａと、円弧形状の両端を繋いだ弦の部分である粘弾性体接合部２２ａと、を有する。実施の形態１においては、補剛部２１ａと粘弾性体接合部２２ａとは、それぞれ板状の部材であり、複合ダンパー１００の軸方向に垂直な断面において、端部同士を接合されて、中空の筒状に形成されている。なお、座屈補剛材２０ａは、２つの部材を接合して形成されるものに限られず、引き抜き加工等により一体に形成されるものでもよい。
(Buckling stiffener 20)
The buckling stiffener 20 is disposed inside the
補剛部２１ａの外周面は、軸力材１０の筒部１１の内周面に対し所定の隙間を持って位置している。補剛部２１ａの外周面と筒部１１の内周面との隙間は、製作上問題の無い範囲で小さく設定するのが望ましい。このように構成されることにより、軸力材１０の筒部１１が内周面側に面外変形した際に、補剛部２１ａの外周面は、筒部１１の内周面と接触し、筒部１１の面外変形を抑制する。そのため、座屈補剛材２０ａは、軸力材１０の筒部１１よりも降伏点の高い鋼材を使用するのが望ましい。
The outer peripheral surface of the stiffening
実施の形態１においては、座屈補剛材２０は２つ配置されている。一方の座屈補剛材２０ａは、一方の端部がエンドプレート２３を介してブレース端部１２ａに接合されており、他方の端部が固定されていない状態である。他方の座屈補剛材２０ｂは、一方の端部がブレース端部１２ｂに接合されており、他方の端部が固定されていない状態である。従って、座屈補剛材２０ａが接合されているブレース端部１２ａと座屈補剛材２０ｂが接合されているブレース端部１２ｂとが相対的に移動すると、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとが相対的に移動する。よって、軸力材１０の筒部１１が複合ダンパー１００の軸方向に変形すると、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとが相対変位する。
In the first embodiment, two buckling stiffeners 20 are arranged. One of the buckling
また、座屈補剛材２０ｂも、座屈補剛材２０ａと同様な構成であり、補剛部２１ｂと粘弾性体接合部２２ｂとを有する。座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとは、粘弾性体接合部２２ａと粘弾性体接合部２２ｂとを対向させ、粘弾性体接合部２２ａと粘弾性体接合部２２ｂとの間に所定の距離をもって配置されている。すなわち、実施の形態１に係る複合ダンパー１００は、閉鎖断面形状の複数の座屈補剛材２０を備える。複合ダンパー１００は、２つの座屈補剛材２０ａ、２０ｂを備えるが、さらに多くの座屈補剛材２０を備えていてもよい。更に多くの座屈補剛材２０を備える変形例については後述する。
The buckling
（粘弾性体３０）
座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間隙には、粘弾性体３０が配置されている。詳しくは粘弾性体３０は、座屈補剛材２０ａの粘弾性体接合部２２ａと座屈補剛材２０ｂの粘弾性体接合部２２ｂとの間に配置されている。粘弾性体３０は、粘弾性体接合部２２ａ及び粘弾性体接合部２２ｂに接合されており、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間の相対変位によりせん断変形するものである。
(Viscoelastic body 30)
The
粘弾性体３０は、例えばゴムなどの高分子材料を主成分とする粘弾性材料から構成されるものである。粘弾性体３０が座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間の相対変位によりせん断変形するものである。
The visco-
（スペーサー４０）
座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間隙には、スペーサー４０が配置されている。スペーサー４０は、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂと間隙の粘弾性体３０が配置されていない箇所に設けられている。実施の形態１においては、複合ダンパー１００の軸方向において、粘弾性体３０の両端にスペーサー４０が設けられている。スペーサー４０と粘弾性体３０の端部との距離は、粘弾性体３０がせん断変形したときに、スペーサー４０と粘弾性体３０との接触が生じないように設定されている。
(Spacer 40)
A
スペーサー４０は、座屈補剛材２０ａ及び座屈補剛材２０ｂのうち一方に接合されている。スペーサー４０の座屈補剛材２０に接合されていない側の面は、他方の座屈補剛材２０の粘弾性体接合部２２に固定されておらず、粘弾性体接合部２２に接触し摺動自在に構成されている。スペーサー４０の座屈補剛材２０に接合されていない側の面は、例えば低摩擦処理を施してある。スペーサー４０は、固定されていない側の粘弾性体接合部２２に対し摺動自在で摩擦力が低く構成されることで、複合ダンパー１００の軸方向にかかる力の伝達を抑え、粘弾性体接合部２２の面に垂直方向の力を主に受けることができる。
The
（複合ダンパー１００の製造方法）
図３は、本発明の実施の形態１の複合ダンパー１００の組み立て手順の一例を示す説明図である。初めに、２つの座屈補剛材２０ａ、２０ｂをそれぞれ溶接等の手段により組み立てる。次に、座屈補剛材２０ａの粘弾性体接合部２２ａと座屈補剛材２０ｂの粘弾性体接合部２２ｂとの間に粘弾性体３０とスペーサー４０とを設置する。このとき、座屈補剛材２０ａの一方の端部２４ａが座屈補剛材２０ｂの一方の端部２４ｂから突出する位置関係になるように取り付けられる。また、座屈補剛材２０ｂの他方の端部２５ｂは、座屈補剛材２０ａの他方の端部２５ａから突出するような位置関係になっている。
(Method of manufacturing compound damper 100)
FIG. 3: is explanatory drawing which shows an example of the assembly procedure of the
次に、座屈補剛材２０ａの一方の端部２４ａにエンドプレート２３を接合する。また、座屈補剛材２０ｂの他方の端部２４ｂにブレース端部１２ｂを接合する。エンドプレート２３の外径は、座屈補剛材２０ａの外径以下に設定されているのが望ましい。以上のように、ブレース端部１２ｂに座屈補剛材２０ａ、２０ｂが取り付けられた部材８１が組み立てられる。
Next, the
低降伏点鋼が用いられたシームレス鋼管である筒部１１とブレース端部１２ａとを、溶接等の手段により組み立てる。これにより、有底筒状の部材８０ができあがる。
The
図３に示されるように、有底筒状の部材８０の内部に部材８１を挿入する。部材８１は、外径の小さいエンドプレート２３側から挿入される。部材８０の内部に部材８１の座屈補剛材２０ａ、２０ｂが収まり、ブレース端部１２ｂが部材８０の開口部に当接する。その後、ブレース端部１２ｂと部材８０の開口部とを溶接等の手段により接合する。
As shown in FIG. 3, the
図４及び図５は、本発明の実施の形態１の複合ダンパー１００の一方の端部の拡大図である。図１〜図３においては、複合ダンパー１００の端部に設置されるクレビス５０は表示を省略していたが、実際に構造物に複合ダンパー１００を取り付ける際には、クレビス５０と構造物とを接続して取り付けられる。また、図４及び図５は、ブレース端部１２ａとエンドプレート２３の接合方法の一例を示している。
FIG.4 and FIG.5 is an enlarged view of one edge part of the
図３に示されている状態では、ブレース端部１２ａとエンドプレート２３とが一体化した構造が示されていない。しかし、複合ダンパー１００に引張軸力が作用した場合にはブレース端部１２ａとエンドプレート２３とが離間しないような構成になっており、軸力材１０の両端部のそれぞれに固定された座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの相対変位により、粘弾性体３０のせん断変形が生じさせるような構成になっている。具体的な構成としては、図４にされるように、ブレース端部１２ａ及びエンドプレート２３の中心に孔を開け、ブレース端部１２ａの中心の孔及びエンドプレート２３の中心の孔にねじ切り加工を施しておき、ねじ５１が設けられたクレビス５０ａをブレース端部１２ａとエンドプレート２３とに螺着することで一体化される。または、ブレース端部１２ａの中心の孔にはねじ切り加工は施さず、エンドプレート２３の中心の孔にのみねじ切り加工を施しておき、クレビス５０ａに設けられたねじ５１をエンドプレート２３の中心の孔に螺着させても良い。
In the state shown in FIG. 3, the integrated structure of the brace end 12 a and the
また、図５においては、エンドプレート２３に予めボルト５２を固定しておき、ねじ部をエンドプレート２３の端面から突出させておく。そして、ブレース端部１２ａに設けられた孔にボルト５２のねじ部を通し、孔から突出したねじ部に外側からナット５３を締めつける。これにより、ブレース端部１２ａとエンドプレート２３とが一体化する。または、ブレース端部１２ａに孔を設け、エンドプレート２３にはねじ切り加工施した孔を設けておく。そして、ブレース端部１２ａの外側からボルトをブレース端部１２ａの孔に通し、エンドプレート２３のねじ切り加工を施した孔に螺着させることにより、外側からボルトを締め付けてブレース端部１２ａとエンドプレート２３とを接合することも可能である。
Further, in FIG. 5, the
図４においては、構造物との連結部をクレビス５０としているが、図５に示されるように、構造物との連結部は、ボルトにより連結する固定部５０ｂでも良い。
In FIG. 4, although the connection part with a structure is made into the clevis 50, as FIG. 5 shows, the connection part with a structure may be the fixing |
（複合ダンパー１００の動作）
図６は、図１の複合ダンパー１００の軸方向に圧縮力９０、９１が加わったときの複合ダンパー１００の動作を示す説明図である。図６（ａ）は、軸力材１０の筒部１１が弾性域の範囲内で変形している状態を示しており、図６（ｂ）は、軸力材１０の筒部１１が面外変形を生じた状態を示している。図６（ａ）において、複合ダンパー１００にかかる軸方向の圧縮力９０は、軸力材１０に伝達されている。しかし、圧縮力９０は、軸力材１０の筒部１１の弾性域の範囲内となっており、筒部１１に面外変形は生じていない。また、軸力材１０が軸方向に縮むことにより、内部に配置された座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとが互いに逆方向に移動し、その相対変位分だけ粘弾性体３０はせん断変形が生じる。粘弾性体３０の変形により、複合ダンパー１００は、構造物に加わったエネルギーを吸収することが可能となる。
(Operation of combined damper 100)
FIG. 6 is an explanatory view showing the operation of the
図６（ｂ）においては、図６（ａ）に対し軸方向に圧縮力９１が加わることにより、軸力材１０が塑性変形している。圧縮力９１は、図６（ａ）に示される圧縮力９０よりも大きい。圧縮力９１が複合ダンパー１００に加わると、筒部１１は、徐々に円筒面に対し面外の局部変形を生じる。筒部１１に面外変形が生じると、筒部１１の内周面側に変形した部分は、座屈補剛材２０ａの補剛部２１ａ及び座屈補剛材２０ｂの補剛部２１ｂと接触する。補剛部２１ａ、２１ｂには面外力が加わるが、補剛部２１ａ、２１ｂは、半円筒形状の面外剛性の高い部材であるため、薄肉の鋼材により構成されていても、筒部１１の変形による面外力に対し十分に耐えうる。
In FIG. 6B, the
座屈補剛材２０ａは、一方の端部をエンドプレート２３に固定され、エンドプレート２３との接合部が支点となる片持ち梁になっている。座屈補剛材２０ｂは、一方の端部がブレース端部１２ｂに固定され、ブレース端部１２ｂとの接合部が支点となる片持ち梁になっている。軸力材１０の筒部１１から加わる面外力により、座屈補剛材２０ａ、２０ｂは、弾性変形内でエンドプレート２３との接合部又はブレース端部１２ｂとの接合部を支点とした曲げ変形が生じる可能性がある。しかし、実施の形態１においては、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間に設置されたスペーサー４０が配置されているため、座屈補剛材２０ａ及び座屈補剛材２０ｂに加わった面外力はスペーサー４０を圧縮する方向に加わる。つまり、座屈補剛材２０ａの粘弾性体接合部２２ａと座屈補剛材２０ｂの粘弾性体接合部２２ｂとの間が狭くなる方向に力が加わるが、その力９２はスペーサー４０により支持され、粘弾性体３０には伝達しない。よって、軸力材１０が変形し座屈補剛材２０ａ、２０ｂに面外力がかかっても、粘弾性体３０は、圧縮されることがなく厚みが変わらないため、設計通りにせん断変形し、構造物に加わった地震等による振動のエネルギーを吸収することが可能となる。複合ダンパー１００は、軸力材１０の筒部１１が有する鋼材ダンパーとしての機能と、粘弾性体３０による粘弾性ダンパーとしての機能により、高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
One end of the buckling
（変形例１）
図７は、本発明の実施の形態１に係る複合ダンパー１００の変形例である複合ダンパー２００の内部構造を示す断面図である。図７は、変形例の複合ダンパー２００の軸方向に垂直な断面を示している。複合ダンパー２００は、複合ダンパー１００に対し、断面形状を変更したものである。複合ダンパー２００の外側の軸力材１０の筒部１１は、角形鋼管で構成されている。筒部１１は、断面形状が角形であれば平板の両端を溶接して製造されるものであっても、シームレス角形鋼管であっても良い。筒部１１の材質は、望ましくは低降伏点鋼が用いられる。また、筒部１１の内部に設置されている座屈補剛材２２０ａ、２２０ｂは、複合ダンパー２００の軸方向に垂直な断面において長方形の角形鋼管である。この２つの座屈補剛材２２０ａ、２２０ｂの粘弾性体接合部２２２ａ、２２２ｂの間に粘弾性体３０が設置されることにより、座屈補剛材２２０ａと座屈補剛材２２０ｂとの相対変位により粘弾性体３０にせん断変形が生じる。これにより、複合ダンパー１００と同様に、複合ダンパー２００は、軸力材１０の筒部１１が有する鋼材ダンパーとしての機能と、粘弾性体３０による粘弾性ダンパーとしての機能により、高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
(Modification 1)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an internal structure of a
なお、変形例として、角形鋼管により構成された軸方向に垂直な断面が四角形の複合ダンパー２００を示したが、変形例は複合ダンパー２００のみに限定されない。軸力材１０の筒部１１の軸方向に垂直な断面が閉鎖断面形状であり、その内側に配置された座屈補剛材２０ａ、２０ｂが筒部１１の内周面に沿った形状であれば、軸方向に垂直な断面形状は適宜変更することができる。
In addition, although the cross section perpendicular | vertical to the axial direction comprised by the square steel pipe showed the square as a modification, the modification is not limited only to the
（変形例２）
図８は、本発明の実施の形態１に係る複合ダンパー１００の変形例である複合ダンパー３００の内部構造を示す断面図である。複合ダンパー３００は、複合ダンパー１００に対し、内部の座屈補剛材２０の数量を変更したものである。複合ダンパー３００は、複合ダンパー１００と同様に軸力材１０の筒部１１が低降伏点鋼シームレス鋼管により構成されている。筒部１１の内部には、４つの座屈補剛材３２０ａ〜３２０ｄが配置されている。座屈補剛材３２０ａは、実施の形態１に係る座屈補剛材２０ａと同様に、円筒を中心軸に沿った方向に分割した形状になっている。座屈補剛材３２０ａの補剛部３２１ａは、円弧状になっており、直角に曲げられた断面Ｌ字形の平板である粘弾性体接合部３２２ａが円弧形状の両端に接合されている。なお、粘弾性体接合部３２２ａは、２つの平板を溶接によりＬ字形に接合したものでもよい。他の３つの座屈補剛材３２０ｂ〜３２０ｄも同様に構成されている。４つの座屈補剛材３２０ａ〜３２０ｄは、それぞれの粘弾性体接合部３２２ａ〜３２２ｄの面同士を対向させた配置されている。そして、粘弾性体接合部３２２ａと粘弾性体接合部３２２ｂとの間の隙間には粘弾性体３３０ａが配置されている。また、同様に粘弾性体接合部３２２ｂと粘弾性体接合部３２２ｃとの間の隙間には粘弾性体３３０ｂ、粘弾性体接合部３２２ｃと粘弾性体接合部３２２ｄとの間の隙間には粘弾性体３３０ｃ、粘弾性体接合部３２２ｄと粘弾性体接合部３２２ａとの間の隙間には粘弾性体３３０ｄが配置されている。
(Modification 2)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an internal structure of a
複合ダンパー２００において、隣合った座屈補剛材２２０ａ、２２０ｂは、軸力材１０の端部のうち異なる端部に固定されている。例えば、座屈補剛材３２０ａが図２に示されるエンドプレート２３に固定されている場合は、座屈補剛材３２０ｂと座屈補剛材３２０ｄとはブレース端部１２ｂに固定されている。軸力材１０の中心軸に対し座屈補剛材３２０ａと対称な位置に配置されている座屈補剛材３２０ｃは、座屈補剛材３２０ａと同様にエンドプレート２３に固定されている。このように構成されることにより、４か所すべての粘弾性体３０にせん断変形を与えることが可能となる。
In the
（実施の形態１の効果）
（１）実施の形態１に係る複合ダンパー１００、２００、３００によれば、両端を結ぶ軸方向にかかる荷重を受ける複合ダンパー１００、２００、３００において、軸方向に垂直な断面において閉鎖断面形状の軸力材１０、２１０と、軸力材１０の内部に配置される複数の座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄと、複数の座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄの間に配置され軸方向の荷重により変形する粘弾性体３０、３３０ａ〜３３０ｄと、を備える。
このように構成されることにより、複合ダンパー１００、２００、３００は、軸力材１０、２１０が鋼材ダンパーとして機能し、そして粘弾性体３０、３３０ａ〜３３０ｄがブレース端部１２ａとブレース端部１２ｂとの相対変位により変形して粘弾性ダンパーとして機能する。これにより、複合ダンパー１００、２００、３００が設置された構造物の微小変形から大変形までに効率的にエネルギーを吸収できる。また、鋼材ダンパーの軸力材１０、２１０を軸方向に垂直な断面において閉鎖断面形状としたので、軸力材１０、２１０の面外剛性が大きく、必要な補剛力も小さくて済む。さらに、軸力材１０、２１０を座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄより外側とした構造としたので、軸力材１０、２１０の変形状態を目視で確認することが可能となり、構造物に設置された複合ダンパー１００、２００、３００の取り替えの判断が容易になる。
(Effect of Embodiment 1)
(1) According to the
With such a configuration, in the
（２）実施の形態１に係る複合ダンパー１００、２００、３００によれば、粘弾性体３０、３３０ａ〜３３０ｄは、軸力材１０の両端部のうち異なる端部に固定された一対の座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄの間に設置されたものである。なお、軸力材１０の両端部は、実施の形態１においては、ブレース端部１２ａ及びブレース端部１２ｂを指す。
このように構成されることにより、粘弾性体３０は、軸力材１０の両端部の相対変位に従って変形し、複合ダンパー１００、２００、３００は粘弾性ダンパーとしての機能を発揮できる。
（３）実施の形態１に係る複合ダンパー１００、２００、３００によれば、座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄは、軸力材１０の変形を軸力材１０の内部で支持する補剛部２１ａ、２１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ、３２１ａ、３２１ｂと、粘弾性体３０、３３０ａ〜３３０ｄが接合された粘弾性体接合部２２ａ、２２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、３２２ａ、３２２ｂと、を備える。補剛部２１ａ、２１ｂ、２２１ａ、２２１ｂ、３２１ａ、３２１ｂは、軸力材１０の内周面に沿って所定の隙間を持って配置され、粘弾性体３０は、対向する粘弾性体接合部２２ａ、２２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、３２２ａ、３２２ｂの間に設置されたものである。
このように構成されることにより、座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄは、軸力材１０の筒部１１が複合ダンパー１００、２００、３００にかかる荷重により変形した際に軸力材１０の端部のブレース端部１２ａとブレース端部１２ｂとの間の相対変位に連動して動く。そして、座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄの動きに従い、粘弾性体３０、３３０ａ〜３３０ｄがせん断変形し、複合ダンパー１００、２００、３００は、粘弾性ダンパーとしての機能を発揮することができる。また、軸力材１０が、低降伏鋼管である筒部１１と、筒部１１の両端部に接合されたブレース端部１２ａ、１２ｂから構成されるため、複合ダンパー１００、２００、３００は、鋼材ダンパーとしての機能も発揮でき、製造も容易な構成になっている。
(2) According to the
With such a configuration, the visco-
(3) According to the
With this configuration, the buckling
（４）実施の形態１に係る複合ダンパー１００、２００、３００によれば、対向する座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄの距離が所定以上に近づかないようにスペーサー４０が設置されている。
このように構成されることにより、片持ち梁形式で軸力材１０に固定されている座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄは、軸力材１０の筒部１１の面外変形により面外力がかかり、弾性変形内で曲げを生じる可能性があるが、座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄに設置されたスペーサー４０によって、面外力がスペーサー４０に圧縮力として伝わり、粘弾性体３０には圧縮力が伝達しない。よって、複合ダンパー１００、２００、３００の軸方向に圧縮力が加わり、軸力材１０の筒部１１が変形し座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄに荷重がかかっても、粘弾性体３０は、所定の厚さを保持でき、せん断変形により地震エネルギーを吸収することが可能となる。従って、複合ダンパー１００、２００、３００は、鋼材ダンパーと粘弾性ダンパーのそれぞれで高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
(4) According to the
With this configuration, the buckling
（５）実施の形態１に係る複合ダンパー１００、３００によれば、軸力材１０は、円筒形状であり、座屈補剛材２０ａ、２０ｂ、３２０ａ〜３２０ｄは、円筒を中心軸に平行に分割した形状である。
このように構成されることにより、複合ダンパー１００、３００は、体積が小さく構造物に効率的に配置でき、簡易な構成で高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
(5) According to the
By being configured in this manner, the
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１に係る複合ダンパー１００に対し、座屈補剛材２０ａと座屈補剛材２０ｂとの間に板状の粘弾性体支持部材４８０を追加し、粘弾性体３０を多層にしたものである。実施の形態２では、実施の形態１に対する変更部を中心に説明する。
Second Embodiment
Embodiment 2 adds the plate-like viscoelastic
図９は、本発明の実施の形態２に係る複合ダンパー４００の内部構造を示す説明図である。図１０は、図９の複合ダンパー４００の軸方向に垂直な断面図である。複合ダンパー４００は、実施の形態１に係る複合ダンパー１００と同様に円筒形状の軸力材１０の筒部１１の内部に座屈補剛材４２０ａ及び座屈補剛材４２０ｂが設置されている。座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂは、実施の形態１に係る座屈補剛材２０ａ、２０ｂと同様な構成になっている。
FIG. 9 is an explanatory view showing an internal structure of a
座屈補剛材４２０ａの粘弾性体接合部４２２ａと座屈補剛材４２０ｂの粘弾性体接合部４２２ｂとは対向して配置されている。実施の形態１においては、粘弾性体接合部２２ａと粘弾性体接合部２２ｂとの間に１層の粘弾性体３０が設けられていたが、実施の形態２においては、粘弾性体４３０が２層設けられている。
The viscoelastic body joint 422a of the buckling
粘弾性体接合部４２２ａと粘弾性体接合部４２２ｂとの間には粘弾性体支持部材４８０が配置されている。そして、粘弾性体支持部材４８０と座屈補剛材４２０ａの粘弾性体接合部４２２ａとの間に粘弾性体４３０ａが配置されている。粘弾性体支持部材４８０と座屈補剛材４２０ｂの粘弾性体接合部４２２ｂには粘弾性体４３０ｂが配置されている。
A viscoelastic
また、粘弾性体支持部材４８０と粘弾性体接合部４２２ａとの間隙及び粘弾性体支持部材４８０と粘弾性体接合部４２２ｂとの間隙には、粘弾性体４３０が配置されていない部分にスペーサー４０が配置されている。スペーサー４０は、粘弾性体支持部材４８０又は粘弾性体接合部４２２ａ、４２２ｂのどちらか一方に固定されており、他方に摺動自在に構成されている。
Further, in the gap between the viscoelastic
実施の形態２においては、粘弾性体４３０は２層に直列に構成され、座屈補剛材４２０の相対変位は、２つの粘弾性体４３０に分散する。従って、２層の粘弾性体４３０の厚さを合わせた厚さの１層の粘弾性体で複合ダンパーを構成した場合と比較して、１つあたりの粘弾性体４３０のせん断変形量は１／２になる。よって、１つあたりの粘弾性体４３０の厚さを薄くすることができる。なお、実施の形態２において、粘弾性体４３０は２層で構成されているが、更に多層に構成されていても良い。また、実施の形態２の粘弾性体４３０の多層構造は、実施の形態１の複合ダンパー２００のように軸方向に垂直な断面形状が異なる複合ダンパーにも適用することができる。さらに、実施の形態２の粘弾性体４３０の多層構造は、実施の形態１の複合ダンパー３００のように座屈補剛材３２０ａ〜３２０ｄをさらに多数備えた複合ダンパーにも適用することができる。実施の形態２に係る複合ダンパー４００によれば、粘弾性体４３０が多層で構成されているため、実施の形態１の複合ダンパー１００と軸方向の最大変形量が同じであれば、１つの粘弾性体４３０を薄くすることができる。また、実施の形態２に係る複合ダンパー４００において、それぞれの粘弾性体４３０の厚みを実施の形態１に係る複合ダンパー１００の粘弾性体３０と同じ厚みとすれば、複合ダンパー４００は、複合ダンパー１００よりも大きな軸方向変形に対しても粘弾性体４３０が追従できる。よって、複合ダンパー４００は、より大きなエネルギー吸収効果を発揮できる。
In the second embodiment, the visco-elastic body 430 is configured in series in two layers, and the relative displacement of the buckling stiffener 420 is dispersed into the two visco-elastic bodies 430. Therefore, the amount of shear deformation of one viscoelastic body 430 is 1 as compared with the case where the composite damper is configured of one layer of viscoelastic body having a combined thickness of two layers of viscoelastic body 430. It will be / 2. Thus, the thickness of the visco-elastic body 430 can be reduced. In the second embodiment, the viscoelastic body 430 is formed of two layers, but may be further formed of multiple layers. Further, the multilayer structure of the viscoelastic body 430 according to the second embodiment can be applied to a composite damper having a different cross-sectional shape perpendicular to the axial direction as the
（実施の形態２の効果）
（６）実施の形態２に係る複合ダンパー４００によれば、一対の座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂの間に配置された粘弾性体支持部材４８０を更に備える。粘弾性体４３０は、座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂと粘弾性体支持部材４８０との間に設置されたものである。
このように構成されることにより、座屈補剛材４２０ａと座屈補剛材４２０ｂとの間に配置された粘弾性体４３０を多層に構成することができる。よって、粘弾性体４３０一つ当たりの厚さを厚くすることなく、複合ダンパー４００を構成することができる。
(Effect of Embodiment 2)
(6) The
With such a configuration, the visco-elastic body 430 disposed between the buckling
（７）実施の形態２に係る複合ダンパー４００によれば、座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂと粘弾性体支持部材４８０との間に、座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂと粘弾性体支持部材４８０との距離が所定以上に近づかないようにスペーサー４０が設置されている。
このように構成されることにより、座屈補剛材４２０ａと座屈補剛材４２０ｂとの間の粘弾性体４３０が多層構造になっても、スペーサー４０により粘弾性体４３０は所定の厚さを保持でき、せん断変形により地震エネルギーを吸収することが可能となる。従って、複合ダンパー４００は、鋼材ダンパーと粘弾性ダンパーのそれぞれで高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
(7) According to the
With such a configuration, even if the visco-elastic body 430 between the buckling
（８）実施の形態２に係る複合ダンパー４００によれば、軸力材１０は、両端部にブレース端部１２ａ、１２ｂを有し、一対の座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂは、それぞれ異なるブレース端部１２ａ、１２ｂに接続され、粘弾性体４３０は、一対の座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂのそれぞれと粘弾性体支持部材４８０との間に設置されたものである。
このように構成されることにより、粘弾性体４３０は２層に直列に構成され、座屈補剛材４２０ａ、４２０ｂの相対変位は、２つの粘弾性体４３０に分散する。従って、１つあたりの粘弾性体４３０のせん断変形量も分散する。よって、１つの粘弾性体４３０の厚さを薄くすることができる。また、それぞれの粘弾性体４３０の厚みを厚くすることにより、複合ダンパー４００は、より大きな軸方向変形に対しても粘弾性体４３０が追従できる。よって、複合ダンパー４００は、より大きなエネルギー吸収効果を発揮できる。
(8) According to the
By this configuration, the visco-elastic body 430 is configured in series in two layers, and the relative displacement of the buckling
［実施の形態３］
実施の形態３は、実施の形態２に係る複合ダンパー４００に対し、座屈補剛材４２０ａと座屈補剛材４２０ｂとの間に設置されている板状の粘弾性体支持部材４８０の設置状態を変更し、さらに軸力材１０の構造を変更したものである。実施の形態３では、実施の形態２に対する変更部を中心に説明する。
Third Embodiment
The third embodiment is the installation of the plate-like
図１１は、本発明の実施の形態３に係る複合ダンパー５００の内部構造を示す説明図である。図１２は、図１１の複合ダンパー５００の軸方向に垂直な断面図である。複合ダンパー５００は、実施の形態２に係る複合ダンパー４００と同様に円筒形状の軸力材５１０の筒部５１１の内部に座屈補剛材５２０ａ及び座屈補剛材５２０ｂが設置されている。座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂは、実施の形態２と同様な構成になっているが、実施の形態２においては、座屈補剛材４２０ａは一方の端部がエンドプレート２３に固定され、座屈補剛材４２０ｂは一方の端部がブレース端部１２ｂに固定され、座屈補剛材４２０ａと座屈補剛材４２０ｂとが軸力材１０の異なる端部に固定されている。しかし、実施の形態３においては、座屈補剛材５２０ａと座屈補剛材５２０ｂとは同じブレース端部１２ｂに一端が固定されている。そして、座屈補剛材５２０ａと座屈補剛材５２０ｂとの間に配置されている粘弾性体支持部材４８０は、エンドプレート２３に固定されている。また、粘弾性体支持部材４８０と座屈補剛材５２０ａとの間隙及び粘弾性体支持部材４８０と座屈補剛材５２０ｂとの間隙には粘弾性体５３０及びスペーサー４０が配置されている。
FIG. 11 is an explanatory view showing an internal structure of a
実施の形態３において、粘弾性体５３０は、粘弾性体支持部材４８０と座屈補剛材５２０ａとの間及び粘弾性体支持部材４８０と座屈補剛材５２０ｂとの間の両方に並列して２つ設けられている。従って、複合ダンパー５００の軸方向に圧縮力がかかり、軸力材５１０の筒部５１１が変形した場合、２つの粘弾性体５３０は同じ量だけせん断変形する。この場合、２つの粘弾性体５３０は、それぞれ実施の形態１と同程度の厚みに設定される。
In the third embodiment, the visco-elastic body 530 is juxtaposed in both between the visco-elastic
上記の構成において、軸力材５１０の内部で粘弾性体５３０が占める領域が実施の形態１、２に比較して増加する。しかし、以下のような利点がある。複合ダンパー５００においては、内部の座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂがブレース端部１２ｂ側に寄って固定されているため、軸力材５１０の内部の座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂが設置されていない領域が、エンドプレート２３側に集中する。そこで、軸力材５１０の筒部５１１を、第１筒部５１１ａと第２筒部５１１ｂとの２部材を溶接接合し、座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂが配置されている側の第１筒部５１１ａの方は変形によりエネルギーを吸収し易い低降伏点鋼等の材料で構成し、座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂが設置されていない部分の第２筒部５１１ｂは、強度の高い鋼管で構成する。このように構成することにより、複合ダンパー５００は、座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂが内部に設置されていない部分で局所変形をすることが無く、第１筒部５１１ａの面外変形を確実に座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂで受けることができる。よって、複合ダンパー５００は、軸力材５１０の第１筒部５１１ａが有する鋼材ダンパーとしての機能と、粘弾性体５３０による粘弾性ダンパーとしての機能により、高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
In the above configuration, the area occupied by the visco-elastic body 530 inside the
（実施の形態３の効果）
（９）粘弾性体３０、３３０ａ〜３３０ｄは、軸力材５１０の一方の端部に固定された一対の座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂの間に設置されたものである。
（１０）実施の形態３に係る複合ダンパー５００によれば、軸力材５１０は、両端部にブレース端部１２ａ、１２ｂを有し、一対の座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂは、一方のブレース端部１２ｂに接合され、粘弾性体支持部材４８０は、他方のブレース端部１２ａに接合され、粘弾性体５３０は、一対の座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂのそれぞれと粘弾性体支持部材４８０との間に設置されたものである。
このように構成されることにより、複数の粘弾性体５３０を並列にならべて粘弾性ダンパーを構成できる。粘弾性体５３０を並列に並べることができるため、粘弾性体５３０のせん断面積が２倍となるため、振動の減衰力も２倍になり、より大きな軸方向の荷重に対しても、高いエネルギー吸収性能を発揮できる。また、粘弾性体５３０の数、厚さ、及び硬度を適宜変更し、様々な振動に対応できる粘弾性ダンパーを構成することが可能となる。
(Effect of Embodiment 3)
(9) The
(10) According to the
With such a configuration, a plurality of visco-elastic bodies 530 can be arranged in parallel to form a visco-elastic damper. Since the visco-elastic bodies 530 can be arranged in parallel, the shear area of the visco-elastic body 530 is doubled, so that the vibration damping force is also doubled, and high energy absorption is possible even for larger axial loads. Performance can be demonstrated. In addition, the number, thickness, and hardness of the visco-elastic bodies 530 can be changed as appropriate to configure visco-elastic dampers that can cope with various vibrations.
（１１）実施の形態３に係る複合ダンパー５００によれば、軸力材５１０は、低降伏点鋼で構成される第１筒部５１１ａと、第１筒部５１１ａよりも降伏点の高い材料で構成された第２筒部５１１ｂと、を有する。第２筒部５１１ｂは、粘弾性体支持部材５８０が接合されている他方のブレース端部１２ａから座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂまでの間の空間の外周側を覆っている。
このように構成されることにより、座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂが設置されていない部分で軸力材５１０が局所変形することがなく、第１筒部５１１ａの面外変形を確実に座屈補剛材５２０ａ、５２０ｂで受けることができる。よって、複合ダンパー５００は、軸力材５１０の第１筒部５１１ａが有する鋼材ダンパーとしての機能と、粘弾性体５３０による粘弾性ダンパーとしての機能により、高いエネルギー吸収能力を発揮できる。
(11) According to the
With such a configuration, the
１０ 軸力材、１１ 筒部、１２ａ ブレース端部、１２ｂ ブレース端部、２０ 座屈補剛材、２０ａ 座屈補剛材、２０ｂ 座屈補剛材、２１ａ 補剛部、２１ｂ 補剛部、２２ 粘弾性体接合部、２２ａ 粘弾性体接合部、２２ｂ 粘弾性体接合部、２３ エンドプレート、２４ａ 端部、２４ｂ 端部、２５ａ 端部、２５ｂ 端部、３０ 粘弾性体、４０ スペーサー、５０ クレビス、５０ａ クレビス、５０ｂ 固定部、５１ ねじ、５２ ボルト、５３ ナット、８０ 部材、８１ 部材、９０ 圧縮力、９１ 圧縮力、９２ 力、１００ 複合ダンパー、２００ 複合ダンパー、２１０ 軸力材、２２０ａ 座屈補剛材、２２０ｂ 座屈補剛材、２２１ａ 補剛部、２２１ｂ 補剛部、２２２ａ 粘弾性体接合部、２２２ｂ 粘弾性体接合部、３００ 複合ダンパー、３２０ａ 座屈補剛材、３２０ｂ 座屈補剛材、３２０ｃ 座屈補剛材、３２０ｄ 座屈補剛材、３２１ａ 補剛部、３２１ｂ 補剛部、３２２ａ 粘弾性体接合部、３２２ｂ 粘弾性体接合部、３２２ｃ 粘弾性体接合部、３２２ｄ 粘弾性体接合部、３３０ａ 粘弾性体、３３０ｂ 粘弾性体、３３０ｃ 粘弾性体、３３０ｄ 粘弾性体、４００ 複合ダンパー、４２０ 座屈補剛材、４２０ａ 座屈補剛材、４２０ｂ 座屈補剛材、４２２ａ 粘弾性体接合部、４２２ｂ 粘弾性体接合部、４３０ 粘弾性体、４３０ａ 粘弾性体、４３０ｂ 粘弾性体、４８０ 粘弾性体支持部材、５００ 複合ダンパー、５１０ 軸力材、５１１ 筒部、５１１ａ 筒部、５１１ｂ 筒部、５２０ａ 座屈補剛材、５２０ｂ 座屈補剛材、５３０ 粘弾性体、５８０ 粘弾性体支持部材。 10 axial force member, 11 cylinder portion, 12a brace end, 12b brace end, 20 buckling stiffener, 20a buckling stiffener, 20b buckling stiffener, 21a stiffener, 21b stiffener, 22 visco-elastic body joint, 22a visco-elastic body joint, 22b visco-elastic body joint, 23 end plate, 24a end, 24b end, 25a end, 25b end, 30 visco-elastic body, 40 spacer, 50 Clevis, 50a Clevis, 50b fixing part, 51 screw, 52 bolt, 53 nut, 80 member, 81 member, 90 compression force, 91 compression force, 92 force, 100 compound damper, 200 compound damper, 210 axial force material, 220a seat Flexure stiffeners, 220b buckling stiffeners, 221a stiffeners, 221b stiffeners, 222a visco-elastic joints, 222b visco-elastic joints, 300 Composite damper, 320a buckling stiffener, 320b buckling stiffener, 320c buckling stiffener, 320d buckling stiffener, 321a stiffening section, 321b stiffening section, 322a visco-elastic joint, 322b tack Elastic body joint, 322c visco-elastic body joint, 322 d visco-elastic body joint, 330a visco-elastic body, 330 b visco-elastic body, 330 c visco-elastic body, 330 d visco-elastic body, 400 composite damper, 420 buckling stiffener, 420a buckling stiffeners, 420b buckling stiffeners, 422a visco-elastic joints, 422b visco-elastic joints, 430 visco-elastic bodies, 430a visco-elastic bodies, 430b visco-elastic bodies, 480 visco-elastic body supporting members, 500 composite damper, 510 axial force member, 511 tube portion, 511a tube portion, 511b tube portion, 520a buckling stiffener, 520b buckling stiffener, 530 viscoelasticity , 580 viscoelastic support member.
Claims (11)
前記軸方向に垂直な断面において閉鎖断面形状の軸力材と、
前記軸力材の内部に配置される複数の座屈補剛材と、
複数の前記座屈補剛材の間に配置され前記軸方向の荷重によりせん断変形する粘弾性体と、を備えた、複合ダンパー。 In a compound damper that receives an axial load connecting both ends,
An axial force member having a closed cross-sectional shape in a cross section perpendicular to the axial direction;
A plurality of buckling stiffeners disposed inside the axial force member;
And a visco-elastic body disposed between the plurality of buckling stiffeners and being sheared by the axial load.
前記軸力材の両端部のうち異なる端部に固定された一対の前記座屈補剛材の間に設置された、請求項１に記載の複合ダンパー。 The visco-elastic body is
The composite damper according to claim 1, installed between a pair of the buckling stiffeners fixed to different ones of both ends of the axial force member.
前記軸力材の一方の端部に固定された一対の前記座屈補剛材の間に設置された、請求項１に記載の複合ダンパー。 The visco-elastic body is
The composite damper according to claim 1 installed between a pair of said buckling stiffeners fixed to one end of said axial force member.
前記軸力材の変形を前記軸力材の内部で支持する補剛部と、
前記粘弾性体が接合された粘弾性体接合部と、を備え、
前記補剛部は、
前記軸力材の内周面に沿って所定の隙間を持って配置され、
前記粘弾性体は、
対向する前記粘弾性体接合部の間に設置された、請求項１〜３の何れか１項に記載の複合ダンパー。 The buckling stiffener is
A stiffening portion for supporting the deformation of the axial force member inside the axial force member;
A visco-elastic body joint portion in which the visco-elastic body is joined;
The stiffening portion is
It is disposed with a predetermined gap along the inner circumferential surface of the axial force member,
The visco-elastic body is
The compound damper according to any one of claims 1 to 3, disposed between the opposing visco-elastic body joints.
前記粘弾性体は、
前記座屈補剛材と前記粘弾性体支持部材との間に設置された、請求項１〜５の何れか１項に記載の複合ダンパー。 A visco-elastic support member disposed between the pair of buckling stiffeners;
The visco-elastic body is
The compound damper according to any one of claims 1 to 5, disposed between the buckling stiffener and the viscoelastic support member.
両端部にブレース端部を有し、
一対の前記座屈補剛材は、
それぞれ異なる前記ブレース端部に接続され、
前記粘弾性体は、
一対の前記座屈補剛材のそれぞれと前記粘弾性体支持部材との間に設置された、請求項６又は７に記載の複合ダンパー。 The axial force member is
With brace ends at both ends,
The pair of buckling stiffeners is
Each connected to the different brace ends,
The visco-elastic body is
The compound damper according to claim 6 or 7 installed between each of a pair of said buckling stiffeners and said viscoelastic support member.
両端部にブレース端部を有し、
一対の前記座屈補剛材は、
一方の前記ブレース端部に接合され、
前記粘弾性体支持部材は、
他方の前記ブレース端部に接合され、
前記粘弾性体は、
一対の前記座屈補剛材のそれぞれと前記粘弾性体支持部材との間に設置された、請求項６又は７に記載の複合ダンパー。 The axial force member is
With brace ends at both ends,
The pair of buckling stiffeners is
Bonded to one of the brace ends,
The viscoelastic body support member is
Bonded to the other said brace end,
The visco-elastic body is
The compound damper according to claim 6 or 7 installed between each of a pair of said buckling stiffeners and said viscoelastic support member.
低降伏点鋼で構成される第１筒部と、
前記第１筒部よりも降伏点の高い材料で構成された第２筒部と、を有し、
前記第２筒部は、
前記粘弾性体支持部材が接合されている他方の前記ブレース端部から前記座屈補剛材までの間の空間の外周側を覆っている、請求項９に記載の複合ダンパー。 The axial force member is
A first tubular section made of low yield point steel;
And a second cylindrical portion made of a material having a yield point higher than that of the first cylindrical portion.
The second cylindrical portion is
The composite damper according to claim 9, wherein an outer peripheral side of a space from the other end of the brace to which the viscoelastic body supporting member is joined to the buckling stiffener is covered.
円筒形状であり、
前記座屈補剛材は、
円筒を中心軸に平行に分割した形状である、請求項１〜１０の何れか１項に記載の複合ダンパー。 The axial force member is
It has a cylindrical shape,
The buckling stiffener is
The compound damper according to any one of claims 1 to 10, which has a shape obtained by dividing a cylinder in parallel to a central axis.
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