JP3290912B2 - 構造部材用エネルギー吸収装置 - Google Patents
構造部材用エネルギー吸収装置Info
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Description
部または端部に接続することで、地震等により構造部材
に引張、圧縮の繰返し力が作用したときに、そのエネル
ギーを吸収することができる構造部材用エネルギー吸収
装置に関するものである。
ように、出願人等は先に、超過引張力に対する安全装置
として、伸張材を収容し、かつ防錆油を充填した収容箱
と、該収容箱の前記伸張材を導き出す出口部に設けられ
たダイスと、前記出口部に挿入されて剪断ピンを介して
固定され、かつ前記ダイスで引き抜いた前記伸張材の一
端部が連結された連結ピースとを備え、該連結ピース
に、被引張部材または引張部材のいずれか一方と結合す
る結合部を設けるとともに、前記収容箱における前記連
結ピース側の反対側に前記被引張部材又は引張部材の他
方と結合する結合部を設けた装置を開発している。
材(送電線等)のいずれか一方に連結ピースを、他方に
収容箱を各々結合し、使用状態において引張部材から超
過引張力が作用したとき、連結ピースには収容箱の出口
部から抜け出る方向の力が働き、まず、連結ピースと収
容箱の出口部との間で剪断ピンが破断する。
箱の出口部から抜け出て、被引張部材と引張部材との間
隔は拡がる。そして、前記連結ピースが収容箱の出口部
から抜け出るのに伴って、連結ピースに連結された伸張
材がダイスを介して引き抜かれるので、引張力と引抜き
長さで決まるエネルギーによって前記超過引張力が吸収
される。
ときの引抜き荷重はほぼ一定となるので、超過引張力が
なくなって引張力が前記引抜き荷重以下になった時点で
伸張材の引抜きは自動的に停止する。このため、前記被
引張部材と引張部材との間隔拡大が停止して、被引張部
材と引張部材との連結状態がそのまま保持される。
容箱内の伸張材やダイス等の錆止めが行われると共に、
防錆油の潤滑作用によって常に一定した摩擦力で、つま
り一定した力で伸張材の引抜きが確実に行われる。この
ため、上記超過引張力の吸収および被引張部材と引張部
材との連結状態は常時一定の力で保持される。
する安全装置は、主として送電用鉄塔の腕金とこれに取
り付けられる碍子装置との間に組み込んで使用すること
を目的としたもので、その目的からも引張力のみが問題
とされ、圧縮力に対処できるようにはなっていない。
は超過引張力のみならず超過圧縮力にも対処できるよう
にしたものであり、例えば構造物において、地震等によ
り構造部材に引張、圧縮の繰返し力が作用したときに、
一定以上の超過引張力、超過圧縮力に対し、そのエネル
ギーを吸収することで、構造物の振動を低減しつつ、構
造部材の破断や座屈を防止することを目的としたもので
ある。
造部材用エネルギー吸収装置は、構造部材の中間部また
は端部に接続されるエネルギー吸収装置であって、軸方
向に互いに摺動可能な内枠と外枠とからなる収容箱と、
前記内枠または外枠の一方の内側に固定されたダイス
と、前記内枠または外枠の他方に固定され前記ダイスの
穴を貫通して収容箱内の軸方向に延びる嵌入棒とからな
り、前記ダイスの穴径を前記嵌入棒の外径より小さく設
定し、前記構造部材に一定以上の超過引張力、超過圧縮
力の繰り返し荷重が作用したときに、前記嵌入棒の前記
ダイスを通過する部分が変形しつつエネルギーを吸収す
るようになっている。
レース材、耐震壁等の耐震要素、柱、梁等が含まれる
が、引張、圧縮の繰返し力が作用するものについて特に
限定されない。
状、すなわちシリンダ形状のものでOリング等を介して
内部が密閉されるものが典型的な形状として与えられる
が、摺動性や防錆上の問題がない場合は、必ずしも密閉
されたものでなくてもよく、その場合は、筒状のものに
限られない。
つ、エネルギーを吸収するものであり、ステンレス鋼等
の鋼棒が用いられる。
過させて加工硬化させてあり、表面硬化によりそれ以上
の塑性変形を起さないため、大きなエネルギー吸収が可
能な履歴特性が得られる。
し力に対し安定的な変形が可能となる。
ある場合を限定したもので、請求項3はさらに密閉状態
とした収容箱の内部に防錆油を充填した場合を限定した
ものである。
劣化を抑え、長期に渡って安定した性能が得られる。
の嵌入棒やダイス等の錆止めを行い、かつ防錆油の潤滑
作用によって常に一定した摩擦力で、すなわち一定した
力で嵌入棒の引抜き、押込みを行うことができ、安定性
が増す。
ダイスの両側での防錆油の移動が必要であり、そのため
請求項3ではダイスの外周または外側に防錆油が通る流
通孔を設けることとしている。
吸収装置の一実施形態を示したもので、図2および図3
はそれぞれ柱梁架構内におけるエネルギー吸収装置の設
置箇所の一例を示したものである。
の内枠2とその外側に嵌めた筒状の外枠3とで収容箱1
を構成し、内枠2外面と外枠3内面の嵌合部分にOリン
グ10を介在させ、その収容箱1の内側に密閉した空間
を形成している。
台8およびダイス止め9を介してダイス4を固定してあ
る。一方、外枠3の底部にあたる位置にはステンレス鋼
等からなる嵌入棒5の端部が固定してあり、嵌入棒5の
他端はダイス4の穴を貫通して内枠2の内側に延びてい
る。
填部6a,6bとして、防錆油を充填するが、場合によ
っては空隙のままであってもよい。なお、図1では省略
しているが、防錆油を充填する場合は、嵌入棒5の引抜
き、押込みに際し、左右の防錆油充填部6a,6b間で
防錆油の移動を可能とする流通路等が必要となる。
1の外面端部と外枠2の外面端部にはそれぞれ取付部1
1が形成され、ブレース23どうしを連結する形で、ブ
レース23の端部に接続してある。
2で囲まれる柱梁架構内にブレース23をX字状に配置
してあり、それぞれのブレース23の中間に本願発明の
エネルギー吸収装置Eを取り付けてある。
架構内に斜めのブレース23を互いに対称に配置し、そ
れぞれブレース23の中間に本願発明のエネルギー吸収
装置Eを取り付けてある。
棒5の外径より小さく設定してあり、構造物に入力され
た地震等の振動外力により、エネルギー吸収装置Eが両
側のブレース23から引張、圧縮の繰返し軸力における
一定以上の引張力、すなわち超過引張力を受けると、嵌
入棒5がダイス4で径方向に絞られながら引き抜かれて
行く。その際に、嵌入棒5の変形によるエネルギー吸収
効果が得られる。嵌入棒5のダイス4を通過した部分
は、変形が弾性的に戻り外径も再びダイス4の穴径より
大きくなる。
力における超過圧縮力を受けると、嵌入棒5がダイス4
で径方向に絞られながら押し込まれて行き、同様にエネ
ルギー吸収効果が得られる。
じめ1度ダイス4を通過させて塑性変形により加工硬化
させた嵌入棒5は、上述の引抜き、押込みの過程におい
て、引張側も圧縮側も安定した状態、すなわちほぼ一定
の軸力で引抜き、押込みが行われる。ただし、後述する
ように、引張側より圧縮側の荷重がやや大きい値とな
る。
の他の実施形態を示したもので、図5のA−A断面図に
相当する。基本的な構成は、図1の実施形態の場合と同
様であり、共通部分については説明を省略する。
抜き防止金具5aが取り付けられていることで、構造物
架構の想定以上の大変形により嵌入棒5が完全に抜け出
してしまうのを防止することができる。
部を円盤状の取付金具で形成し、ブレース23の端部の
板状の固定部とボルト13で連結固定している。
イス4の両側に位置する防錆油充填部6a,6b間を連
通させ、防錆油の移動を可能とする流通孔、符号14は
外筒3の端面と取付金具12との間に介在させたフッ素
樹脂板によるシール部材を示す。
収装置における超過引張力および超過圧縮力の作用と、
装置の伸び縮みの関係を示したものである。
上になった時点、すなわち超過引張力が生じた時点で、
嵌入棒がダイスを介して引き抜かれて行き、その引抜き
荷重はほぼ一定となるので、超過引張力がなくなって引
張力が引抜き荷重以下になった時点で嵌入棒の引抜きが
停止し、続いて圧縮力に対し圧縮力が一定以上になった
時点、すなわち超過圧縮力が生じた時点で、嵌入棒がダ
イスを介して押し込まれて行き、その押込み荷重もほぼ
一定となるので、超過圧縮力がなくなって圧縮力が押込
み荷重以下になった時点で嵌入棒の押込みが停止する。
このような引張、圧縮の繰返しの過程において、エネル
ギーが吸収され、構造物の振動が抑制される。
張、圧縮の繰り返し軸力による試験での引抜き力の変
化、2回目以降の引張引抜き荷重、2回目以降の圧縮引
抜き(押込み)荷重を示したものである。
303、直径16mm)と、工具用炭素鋼材からなるダイ
ス(SK4、内径15.3mm)を用いた。
は、まだ加工硬化がないためであり、2回目以降の加工
硬化した状態では、引張引抜き荷重が約10KNで安定
している。図8は3本についてそれぞれ引張引抜き荷重
の平均値を示したものである。
抜き(押込み)荷重を示したもので、約13KNで安定
していることが分かる。
張力と超過圧縮力の双方に対し、単一の装置で、エネル
ギー吸収が可能であり、地震等による構造物の振動を低
減しつつ、構造部材の破損を防止することができる。
収装置として高い信頼性が得られ、メンテナンスもあま
り必要としない。
鋼棒を用いているため、見かけ上の弾性域を拡大させつ
つ、大きなエネルギー吸収が可能である。
しており、外的要因等による性能の劣化を抑え、長期に
渡って安定した性能が得られる。
とで、収容箱内の嵌入棒やダイス等の錆止めを行い、か
つ防錆油の潤滑作用によって常に一定した力で嵌入棒の
引抜き、押込みを行うことができ、安定性が増す。
態を示す断面図である。
を示す柱梁架構の正面図である。
形態を示す柱梁架構の正面図である。
形態を示す断面図(図5のA−A断面図)である。
断面図である。
伸び縮み関係を説明するためのグラフである。
試験での引抜き力の変化を示したグラフである。
試験での2回目以降の引張引抜き荷重を示したグラフで
ある。
試験での2回目以降の圧縮引抜き荷重を示したグラフで
ある。
外枠、4…ダイス、5…嵌入棒、5a…引抜き防止金
具、6a,6b…防錆油充填部、7…流通孔、8…ダイ
ス受台、9…ダイス止め、10…Oリング、11…取付
部、12…取付金具、13…ボルト、14…シール部
材、21…柱、22…梁、23…ブレース
Claims (3)
- 【請求項1】 構造部材の中間部または端部に接続され
るエネルギー吸収装置であって、軸方向に互いに摺動可
能な内枠と外枠とからなる収容箱と、前記内枠または外
枠の一方の内側に固定されたダイスと、前記内枠または
外枠の他方に固定され前記ダイスの穴を貫通して収容箱
内の軸方向に延びる嵌入棒とからなり、前記ダイスの穴
径は前記嵌入棒の外径より小さく設定してあり、前記嵌
入棒は前記ダイスを通過させてあらかじめ加工硬化させ
た鋼棒であり、前記構造部材に一定以上の超過引張力、
超過圧縮力の繰り返し荷重が作用したときに、前記嵌入
棒の前記ダイスを通過する部分が変形しつつエネルギー
を吸収するようにしたことを特徴とする構造部材用エネ
ルギー吸収装置。 - 【請求項2】 前記収容箱の内部を密閉状態にしてある
請求項1記載の構造部材用エネルギー吸収装置。 - 【請求項3】 密閉状態とした前記収容箱の内部に防錆
油を充填し、収容箱内の嵌入棒の移動に伴ってダイスの
両側で防錆油の移動を可能とするための流通孔をダイス
の外周または外側に設けてある請求項2記載の構造部材
用エネルギー吸収装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP04079597A JP3290912B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 構造部材用エネルギー吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04079597A JP3290912B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 構造部材用エネルギー吸収装置 |
Publications (2)
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JPH10238579A JPH10238579A (ja) | 1998-09-08 |
JP3290912B2 true JP3290912B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=12590565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04079597A Expired - Lifetime JP3290912B2 (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 構造部材用エネルギー吸収装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3290912B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008001804A1 (fr) | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Oiles Corporation | Amortisseur à friction |
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JP6476054B2 (ja) * | 2014-04-30 | 2019-02-27 | 首都高速道路株式会社 | 橋梁耐震構造 |
JP6476055B2 (ja) * | 2014-04-30 | 2019-02-27 | 首都高速道路株式会社 | 橋梁耐震構造 |
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JP6645646B2 (ja) * | 2015-10-30 | 2020-02-14 | 首都高速道路株式会社 | ダンパの状態検知システム |
JP2018146002A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | Kyb株式会社 | 摩擦ダンパ |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP04079597A patent/JP3290912B2/ja not_active Expired - Lifetime
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