JP2516576B2 - 弾塑性ダンパ - Google Patents

弾塑性ダンパ

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JP2516576B2 JP1121772A JP12177289A JP2516576B2 JP 2516576 B2 JP2516576 B2 JP 2516576B2 JP 1121772 A JP1121772 A JP 1121772A JP 12177289 A JP12177289 A JP 12177289A JP 2516576 B2 JP2516576 B2 JP 2516576B2
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【発明の詳細な説明】 (a).産業上の利用分野 本発明は地震エネルギを吸収して構造物における地震
時の揺れを極力小さくすることの出来る弾塑性ダンパに
関する。
(b).従来の技術 従来、この種のダンパとしては、特開昭63−268839、
63−268838等において、金属材料の塑性変形を利用した
ものが提案されている。
(c).発明が解決すべき問題点 しかし、こうした装置は、エネルギ吸収能力の割に大
型でかつその構造も複雑であり、構造物の各層に設置し
て使用するには問題が有った。
また、弾塑性ダンパを構造物の壁などに設置して制振
する場合には、設置される壁の位置や大きさなどに応じ
て求められるエネルギ吸収能力が異なることから、同一
の構造物においてもエネルギ吸収能力が相違する複数種
類の弾塑性ダンパを準備する必要がる。通常、弾塑性ダ
ンパにおけるエネルギ吸収能力を調整するには、その全
長を変化させたり、複数の、一定のエネルギ吸収能力を
有する弾塑性ダンパを並列に設置することが行なわれる
が、全長を変化させる形で弾塑性ダンパを構成すると、
ダンパそれ自体が特定の構造物にのみ対応した専用部品
となり、汎用性に欠けることとなるばかりか、要求され
るエネルギ吸収能力が大きくなると、弾塑性ダンパ設置
に必要な設置長さが長くなりすぎてしまい、壁と梁との
間等の設置寸法に制限が有る場所への設置に障害が生じ
たりする危険性が有る。また、複数の弾塑性ダンパを並
列に設置する方法では、各弾塑性ダンパの汎用性は維持
することができるものの、全体の設置長さが長くなるこ
とは避けることが出来ず、同様に壁と梁との間の設置に
障害が生じる危険性が有る。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、小型でエネルギ
吸収能力の高い弾塑性ダンパを提供することを目的とす
るものである。
また、本発明は、その設置長さを変化させること無
く、施工現場の状態に合わせてそのエネルギ吸収能力を
調整することの可能な、汎用性の高い弾塑性ダンパを提
供することを別の目的とするものである。
(a).問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、互いに対向する形で設けられたベー
スプレート(15、15)および該ベースプレート間に両者
を接続する形で設置される板状に形成された振動エネル
ギ吸収格子(16)を1個以上有し、前記ベースプレート
の前記振動エネルギ吸収格子が設置される設置面(15
a)の、該振動エネルギ吸収格子の設置方向に直角な方
向の幅(W1)を各振動エネルギ吸収格子の板厚(W2)の
2倍以上に形成し、前記各振動エネルギ吸収格子に、相
互間にスリット(16a)を介在させる形でエネルギ吸収
体(16b)をベースプレート方向に並列に複数個設けて
構成される。
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素
を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上
の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「(e).作用」の欄についても同様である。
(e).作用 上記した構成により、本発明は、振動エネルギ吸収格
子(16)が塑性変形することにより振動エネルギが吸収
されるように作用する。
(f).実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図は本発明による弾塑性ダンパが用いられるフレ
ーム組み込み型制振装置の1例を示す図、 第2図はフレーム組み込み型制振装置の一例を示す
図、 第3図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を
示す図、 第4図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を
示す図、 第5図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を
示す図、 第6図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を
示す図、 第7図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を
示す図、 第8図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を
示す図、 第9図は本発明による弾塑性ダンパの一実施例を示す
図、 第10図は第9図の側面図、 第11図は弾塑性ダンパの別の実施例を示す図、 第12図は第11図の側面図、 第13図は粘弾性ダンパの一例を示す断面図である。
構造物1は、第1図に示すように、所定の間隔で立設
された柱2を有しており、各柱2間にはそれ等柱2間を
接続する形で梁3が水平に設けられている。図中左右方
向に隣接する柱2、2及び上下方向に隣接する梁3、3
間に囲まれた空間にはプレキャストコンクリート性の壁
5が設けられており、壁5の図中上下両側にはダンパ取
付用の切欠き5aが4ヵ所形成されている。各切欠き5aの
内、図中上方の切欠き5a、5aと図中上方の梁3との間に
は粘弾性ダンパ6、6が設けられており、図中下方の切
欠き5a、5aと図中下方の梁3との間には弾塑性ダンパ
7、7が設けられている。なお、壁5の粘弾性ダンパ6
及び弾塑性ダンパ7に支持された部位以外の部位は、周
囲の柱2及び梁3との間に間隙9が形成されている。
一方、粘弾性ダンパ6は、第13図に示すように、壁5
側にベースプレート8を介して固着された断面L字形の
取付部材10、10が、部材装着面10a、10aを互いに対向し
かつ図中紙面と直角方向に伸延する形で設けられてお
り、部材装着面10a、10a間には断面がT字形の取付部材
11が部材装着面11a、11aを各取付部材10の部材装着面10
aに対向する形で、図中紙面と直角方向に伸延する形で
設けられている。取付部材11の図中上部はベースプレー
ト13を介して梁3に固着されており、各部材装着面10
a、11a間には粘弾性材料からなる粘弾性部材12が図中紙
面と直角方向、即ち、第1図矢印A、B方向に両装着面
10a、11a間を接続する形で設けられている。
また、弾塑性ダンパ7は、第9図及び第10図に示すよ
うに、互いに上下方向に対向する形で設けられたベース
プレート15、15を有しており、各ベースプレート15は、
図中上方が壁5側に、図中下方が梁3側に装着されてい
る。各ベースプレート15、15間には、第10図に示すよう
に、板状に形成された震動エネルギ吸収格子16、16が、
壁厚方向に2枚、ベースプレート15、15を接続する形で
固着されており、震動エネルギ吸収格子16は、図中上下
方向に複数のスリット16aが形成され、それ等スリット1
6aを相互間に介在させる形で複数のエネルギ吸収体16b
が途中に屈曲部16eを形成する形で上下方向、即ちベー
スプレート方向に並列に形成されている。
なお、各ベースプレート15の、振動エネルギ吸収格子
16が設置される設置面15aの、該振動エネルギ吸収格子1
6の設置方向である第9図左右方向とは直角な方向、即
ち、第10図左右方向の幅W1は各振動エネルギ吸収格子16
の板厚W2の2倍以上に形成されさている。
構造物1等は以上のような構成を有するので、地震や
風等により構図物1に、第1図矢印A、B方向に振動が
生じた場合には、梁3と壁5との間で矢印A、B方向に
相対的な振動が生じるが、当該振動が小さいうちは、図
中上方の梁3と壁5との間に設けられた、第13図に示す
粘弾性ダンパ6の取付部材10、11間の粘弾性部材12が変
形して当該振動エネルギを吸収する。また、矢印A、B
方向の振動が大きくなり、粘弾性ダンパ6の粘弾性部材
12だけでは振動を吸収することが出来ない程度になった
場合には、第1図下方の梁3と壁5との間に設けられた
弾塑性ダンパ7の振動エネルギ吸収格子16のエネルギ吸
収体16bが、第9図矢印A、B方向に塑性変形して当該
エネルギを吸収する。なお、この場合においても粘弾性
ダンパ6による振動エネルギの吸収動作は継続される。
なお、上述の実施例は、上下方向に隣接する梁3、3
間に壁5をその上部を粘弾性ダンパ6を介して、下部を
弾塑性ダンパ7を介して支持した場合について述べた
が、壁5の支持態様は壁5と周囲の柱2又は梁3間を粘
弾性ダンパ6及び弾塑性ダンパ7を介して支持する限り
どのような態様でもよいことは勿論である。
例えば、第3図に示すように、図中上下に設ける各ダ
ンパ6、7の数及びその設置位置は適宜決定することが
出来る。即ち、第3図の場合には、弾塑性ダンパ7を、
第1図の場合と同様に壁5の下部両側に2個設け、粘弾
性ダンパ6を壁5の中央上部に設けたものである。ま
た、第2図に示すように、壁5の図中下端面5bを梁3に
固定して設け、壁5の上部両側の切欠き5a,5aに粘弾性
ダンパ6及び弾塑性ダンパ7を直列に接続して設けるこ
とも可能である。更に、第4図に示すように、壁5の下
端面5bを梁3に固定すると共に、上部に3ヵ所の切欠き
5aを設け、それ等切欠き5aに粘弾性ダンパ6及び弾塑性
ダンパ7を梁3と壁5を接続する形で設けることも出来
る。同様に、第5図に示すように、各ダンパ6、7の数
を求められる制振性能に応じて適宜増減することも可能
である。
なお、上述の実施例は、耐震要素部材として壁5を設
けた場合について述べたが、耐震要素部材としては壁5
に限らず、第6図に示すように、ブレース17を用いた場
合にも適用が可能である。この場合、柱梁交差部4、4
間を連結するブレース17、17の交差部にフランジ17a、1
7aを水平に設け、それ等フランジ部17a、17a間を接続す
る形で粘弾性ダンパ6及び弾塑性ダンパ7を上下方向に
直列に接続して設けている。また、第7図に示すよう
に、フランジ17a、17a間に粘弾性ダンパ6及び弾塑性ダ
ンパ7を水平方向に並列に設けることも可能である。更
に、第8図に示すように、図中下部の梁3の中央部3aか
ら上方の梁3に向けて腕19をピン3cを介して設けると共
に腕19の下部にブレース17、17を上方の柱梁交差部4、
4からピン3bを介して枢着し、更に該腕19と上部梁3と
の間に弾塑性ダンパ7をベースプレート15及びピン19a
を介して設置し、弾塑性ダンパ7のベースプレート15の
両側と図中下方の柱梁交差部4、4との間に粘弾性ダン
パ6、6を枢着させて構成することも可能である。この
場合、粘弾性ダンパ6は、例えば第13図に示す、取付部
材10、10の図中紙面と直角方向の端部をロッド6aに、取
付部材11の図中紙面と直角方向の反対側端部をロッド6b
に装着して構成する。
また、弾塑性ダンパ7も、第9図に示す構成に限ら
ず、ベースプレート15、15間にスリット16aを介してエ
ネルギ吸収体16bを途中に屈曲部16eを形成する形で多数
形成するかぎり、どのような形状でも良いことは勿論で
ある。即ち、第11図及び第12図に示すように、くの字形
のエネルギ吸収体16bとすることも当然可能であり、エ
ネルギ吸収格子16の設置枚数も任意である。
なお、各ダンパ6、7の設置態様を判り易くするため
に、梁3、3と壁5との間のダンパ6、7の設置態様
が、第1図、第2図、第3図、第6図、第8図に示すよ
うに、粘弾性ダンパ6と弾塑性ダンパ7が上下方向に配
置された形のものを直列型と称し、第4図、第5図及び
第7図に示すように、粘弾性ダンパ6と弾塑性ダンパ7
が水平方向に配置された形のものを並列型と称する。
(g).発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、互いに対向
する形で設けられたベースプレート15、15および該ベー
スプレート間に両者を接続する形で設置される板状に形
成された1個以上の振動エネルギ吸収格子16を有し、前
記ベースプレートの前記振動エネルギ吸収格子が設置さ
れる設置面15aの、該振動エネルギ吸収格子の設置方向
に直角な方向の幅W1を各振動エネルギ吸収格子の板厚W2
の2倍以上に形成し、前記各振動エネルギ吸収格子に、
相互間にスリット16aを介在させる形でエネルギ吸収体1
6bをベースプレート方向に並列に複数個設けて構成した
ので、鋼板にスリット16aを形成するだけで任意の数、
従って所望のエネルギ吸収能力を有するエネルギ吸収体
16bの設けられた振動エネルギ吸収格子16を簡単に形成
することが出来る。また鋼板にスリットを形成するだけ
なので、機械的な可動部分も無く構造が極めて簡単であ
り、高密度のエネルギ吸収体16bを形成することが出
来、小型で、エネルギ吸収能力の高い粘弾性ダンパの提
供が可能となる。
また、ベースプレートの前記振動エネルギ吸収格子が
設置される設置面の、該振動エネルギ吸収格子の設置方
向に直角な方向の幅を各振動エネルギ吸収格子の板厚の
2倍以上に形成したことから、弾塑性ダンパが設置され
る場所に要求されるエネルギ吸収能力に合わせて、ベー
スプレート間に2枚以上のエネルギ吸収格子を適宜設置
することにより、弾塑性ダンパとしての第9図左右方向
の設置長さを変化させることなくそのエネルギ吸収能力
の調整が可能であり、極めて汎用性が高い。また、エネ
ルギ吸収能力が大きくなってもその設置長さが変化しな
いので、壁や梁などの設置寸法に制限が有る場所におけ
る設置も容易に行なうことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による弾塑性ダンパが用いられるフレー
ム組み込み型制振装置の1例を示す図、 第2図はフレーム組み込み型制振装置の一例を示す図、 第3図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を示
す図、 第4図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を示
す図、 第5図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を示
す図、 第6図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を示
す図、 第7図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を示
す図、 第8図はフレーム組み込み型制振装置の更に別の例を示
す図、 第9図は本発明による弾塑性ダンパの一実施例を示す
図、 第10図は第9図の側面図、 第11図は弾塑性ダンパの別の実施例を示す図、 第12図は第11の側面図、 第13図は粘弾性ダンパの一例を示す断面図である。 7……弾塑性ダンパ 15……ベースプレート 15a……設置面 16……振動エネルギ吸収格子 16a……スリット 16b……エネルギ吸収体 W1……幅 W2……板厚

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに対向する形で設けられたベースプレ
    ートおよび該ベースプレート間に両者を接続する形で設
    置される板状に形成された1個以上の振動エネルギ吸収
    格子を有し、 前記ベースプレートの前記振動エネルギ吸収格子が設置
    される設置面の、該振動エネルギ吸収格子の設置方向に
    直角な方向の幅を各振動エネルギ吸収格子の板厚の2倍
    以上に形成し、 前記各振動エネルギ吸収格子に、相互間にスリットを介
    在させる形でエネルギ吸収体をベースプレート方向に並
    列に複数個設けて構成した弾塑性ダンパ。
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