JP4918016B2 - 制震構造 - Google Patents

Description

本発明は、構造が簡易でコンパクトな履歴型ダンパ及び制震構造に関する。

従来、柱と梁を有する門型の構造物の耐震性を高める為、ブレースや方杖等が用いられているが、構造物の制震を行う為、これらの一部にダンパを設ける場合がある。ダンパには、流体抵抗を利用した油圧ダンパ、摩擦抵抗を利用した摩擦ダンパ、部材の弾塑性変形を利用した履歴型ダンパ等がある。特に履歴型ダンパは、コストや取り扱いやすさに優れている。

履歴型ダンパにも種々の構造があり、ブレースに取り付けられるダンパとしては、従来から知られる座屈拘束型ブレースがある。座屈拘束型ブレースは、コンクリートの内部に鋼材を埋設した構造を有する。しかしこのような方式では、コンパクトにダンパを構成することができず、また、取替え作業を単純化することができない。このような問題に対し、鋼材のみから構成されるダンパとして、（１）３段のフランジと、フランジと直交する２段のウェブ部を有し、横断面形状が「王」字状となるエネルギー吸収体を有するブレースダンパ（特許文献１）（２）筒体部または湾曲部と平板部とを接合してなるダンパ（特許文献２）や、（３）平板を湾曲させ、平板部と湾曲部からなるダンパ（特許文献３）、がある。
特開２０００−１９９２７９号公報 特開２００１−２０７６７９号公報 特開２００６−５２８２４号公報

しかしながら、（１）のブレースダンパは、振動によるエネルギーの吸収が、ダンパを構成する板部材の面内方向の変形によるものであるため、大きなエネルギーに対しては有効であるが、小さなエネルギーでは降伏を起こさせることが難しく、ダンパとしての機能を発揮せず、また、板部材の面外座屈という問題がある。

（２）のダンパでは筒体部または湾曲部の塑性変形を利用してエネルギーを吸収するため、ダンパ製造時の接合及び曲げ加工時の寸法ばらつき等の影響で、同一形状を得ることが難しく、同一条件下でも筒体部または湾曲部の変形が一定しない。また、筒体部または湾曲部を大変形させた時、ダンパの安定な減衰力特性を得ることが難しいという問題がある。

（３）のダンパは、湾曲部および平板部の弾塑性変形にてエネルギーを吸収するものであるが、ダンパに湾曲箇所が多いため、ダンパ製造時の曲げ加工が困難であり、同一形状のダンパを得ることが難しい。また、ある程度以上の湾曲部の曲げ半径が必要である為、ダンパ自体が大型化するという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ダンパの製造及び強度設計が容易で、構造が簡易かつコンパクトな履歴型ダンパ及びダンパ構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、構造物の柱と梁とで囲まれた一つの四辺形の内部に、隙間をあけて対向して設けられる一対の平板部と、前記平板部の両端を連結する連結部と、前記平板部のほぼ中央に設けられる前記構造物との接合部とを具備する履歴型ダンパが設けられ、前記構造物の、振動時における前記平板部と平行方向の変位において、一方の前記平板部の前記接合部が他方の前記平板部の前記接合部に対して平行に相対移動し、前記変位は、前記平板部と平行に配置された、対向する前記柱同士または前記梁同士の、平行な相対的変位によるものであることを特徴とする制震構造である。

前記平板部と前記連結部がボルトで接合されていてもよく、この場合、前記平板部には、前記連結部が嵌る凹部が設けられていてもよい。

前記平板部と前記連結部が溶接により接合されていてもよい。この場合、前記平板部の互いに対向する面と前記連結部の側面とが溶接されていてもよく、前記平板部の側面と前記連結部の上下面とが溶接されていてもよい。

前記平板部と前記連結部が一体に成形されていてもよい。また、前記接合部は、ボルト穴を有する。この場合、前記ボルト穴に予めボルトが挿入されていてもよい。更に、前記平板部が前記平板部の幅および厚さのいずれか一方又は両方を変化させた変断面であってもよく、前記平板部および前記連結部の強度を部分的に変化させてもよい。

第１の発明によれば、履歴型ダンパが、一対の平板部と一対の連結部とで構成されるため、製造が容易であり、また、ダンパの平板部の曲げ方向への弾塑性変形によってエネルギーを吸収するため、ダンパの強度設計が容易でありコンパクトな履歴型ダンパを提供することができる。

前記構造体は、構造物の柱および梁により形成される角部に設けられたＶ型ブレースであり、前記ブレースに前記履歴型ダンパが設けられてもよく、また、前記構造体は、構造物の柱間又は梁間に設けられた壁体であり、前記壁体に前記履歴型ダンパが設けられてもよく、また、前記構造体は、構造物の柱間に設けられた柱体であり、前記柱体に前記履歴型ダンパが設けられてもよい。なお、Ｖ型ブレースとは、Ｖ型形状として設置されるブレースのみではなく、Ｖ型形状のブレースが横向き又は逆向きに設置されるものも含む。

前記履歴型ダンパの平板部がほぼ水平方向に設けられてもよく、又は前記履歴型ダンパの平板部がほぼ鉛直方向に設けられてもよい。また、前記構造体と前記履歴型ダンパの接合には、接合部材が設けられてもよい。

第２の発明によれば、履歴型ダンパが構造体へコンパクトに取り付けられ、履歴型ダンパの平板部の曲げ方向への弾塑性変形により、強度設計が容易で、前記構造体からのエネルギーを効率よく吸収する制震構造を提供することができる。

本発明によれば、ダンパの製造及び強度設計が容易で、構造が簡易かつコンパクトな履歴型ダンパ及び制震構造を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本実施の形態に係る履歴型ダンパ１を示す図であり、図１（ａ）は履歴型ダンパ１の斜視図、図１（ｂ）は履歴型ダンパ１の側面図である。履歴型ダンパ１は、一対の板状部材である平板部３と、直方体である連結部５等から構成される。一対の平板部３の両端は連結部５により連結され、一対の平板部３は略平行に設けられる。平板部３は、外力を受けると主に平板部の曲げ方向へ弾塑性変形し、これによりエネルギーを吸収し、構造体に減衰力を与える。

連結部５は、平板部３の端部で挟まれており、平板部３と連結部５は「口」字状に連結される。平板部３と連結部５は、貫通するボルト９、ナット１１にて固定される。平板部３の略中央は、構造体との接合部７が設けられる。接合部７は、構造体との接合のためのボルト穴１３が設けられる。

平板部３は、弾塑性変形によりエネルギーを吸収する機能を有すれば、材質は特定しないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼で良い。また、連結部５は、荷重入力時においても一対の平板部３を連結できれば良く、材質は特定しないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼で良い。平板部３、連結部５の厚み、長さ、幅等は、取り付け状態や使用条件に応じて計算等により設定される。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、履歴型ダンパ１を構造体へ取り付けた制震構造を示す図である。図２（ａ）に示すように、構造体としての一対のＶ型（横向き、逆向きに設置されるものを含む。以下同じ）のブレース１９ａ、１９ｂへ履歴型ダンパ１が設けられる。ブレース１９ａ、１９ｂは、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上に、クロスするように設けられ、クロスする部位の上方がブレース１９ａ、下方がブレース１９ｂである。履歴型ダンパ１は、ブレース１９ａ、１９ｂが合流する位置に設けられる。

ブレース１９ａ、１９ｂには、予め接合部材である接合板２１が設けられる。ブレース１９ａ、１９ｂにそれぞれ設けられた接合板２１は、履歴型ダンパ１の平板部３ａ、３ｂそれぞれの接合部７と図示を省略したボルトにより接合される。即ち、上方のブレース１９ａは履歴型ダンパ１の上方の平板部３ａへ接合され、下方のブレース１９ｂは、履歴型ダンパ１の下方の平板部３ｂへ接合される。なお、接合板２１の材質は特定しないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼で良い。

なお、履歴型ダンパ１は、図２（ｂ）に示すように、それぞれの長さが異なる、構造体としての一対のＶ型のブレース１９ｃ、１９ｄに設けられてもよい。すなわち、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上から、鉛直方向の上下いずれかの方向にずれた位置において、ブレース１９ｃ、１９ｄが合流し、履歴型ダンパ１は、ブレース１９ｃ、１９ｄが合流する位置に設けられてもよい。

また、履歴型ダンパ１は、図２（ｃ）に示すように、構造体としてのＶ型のブレース１９ｅに設けられてもよい。すなわち、構造物の柱１５、梁１７の合流部から、上下いずれかの方向の梁１７までＶ型ブレース１９ｅが延長され、履歴型ダンパ１の一方の平板部３ａが接合板２１を介してブレース１９ｅと接合され、履歴型ダンパ１のもう一方の平板部３ｂが接合板２１を介して梁１７と接合されてもよい。なお、以後の説明においては、履歴型ダンパ１は、図２（ａ）の取り付け状態で構造体と接合されているとして説明する。

次に、履歴型ダンパ１の動作について説明する。図３は、地震等により構造物が振動し、構造体であるブレース１９ａ、１９ｂが相対的に変位した状態を示す図であり、図３（ａ）は全体図、図３（ｂ）は履歴型ダンパ１の拡大図である。図３（ａ）に示すように、地震や風などにより、梁１７が矢印Ａ方向へ変位し、ブレース１９ａ、１９ｂがそれぞれ相対的に変位すると、履歴型ダンパ１は変形部２２で変形する。

履歴型ダンパ１の変形は、平板部３の曲げ方向への弾塑性変形である。即ち、履歴型ダンパ１は、平板部３が曲げ方向へ弾塑性変形することで、外力のエネルギーを吸収する。なお、図３（ｂ）に示すように、平板部３と連結部５との接合部や、構造体との接合部７はほとんど変形せず、エネルギー吸収にはほとんど寄与しない。即ち、実質的に変形を行う部位は、平板部３において、連結部５との接合部と、構造体との接合部７との間に位置する変形部２２となる。

なお、平板部３の断面形状は一定でも良く、平板部３の幅および厚さのいずれか一方又は両方を変化させた変断面であってもよい。すなわち、変形部２２の幅や厚みを変化させ、断面積を変化させてもよい。例えば、図４（ａ）は幅狭部２４を有する履歴型ダンパ１の平面図であるが、平板部３の変形部２２の一部に幅狭部２４を設ければ、平板部３へ力が加わった際に、その幅狭部２４を優先的に降伏させることができる。従って、減衰力を調整することができる。

また、図４（ｂ）はあて板２６を有する履歴型ダンパ１の側面図であるが、変形部２２の一部にあて板２６を溶接等により接合し補強すれば、平板部３へ力が加わった際に、変形部２２部の変形を抑制することができる。従って、減衰力を調整することができる。なお、あて板２６の材質は特定しないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼で良い。

平板部３の一部や連結部５については、部分焼き入れなどを施した熱処理部２８を設けても良い。例えば、図４（ｃ）は、熱処理部２８（ハッチング部）を有する履歴型ダンパ１の平面図であるが、連結部５近傍について部分焼入れを行い、部分的に部材の強度を上げた熱処理部２８を設けることで、平板部３へ力が加わった際に、熱処理部２８の変形を抑制し、降伏させる部位を特定する事ができる。従って、減衰力を調整することができる。

次に、構造体と履歴型ダンパ１の取り付け状態による他の制震構造について説明する。図５（ａ）は、第２の制震構造を示す図であり、履歴型ダンパ１を鉛直方向にブレース１９へ取り付けた状態を示す図である。図３（ａ）と同様に、ブレース１９ａ、１９ｂは、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上に、クロスするように設けられ、クロスする部位の一方の側（図中左側）がブレース１９ａ、他方（図中右側）がブレース１９ｂである。

ブレース１９ａ、１９ｂには予め接合板２１が設けられる。履歴型ダンパ１は、ブレース１９ａ、１９ｂが合流する位置に設けられる。ブレース１９ａ、１９ｂにそれぞれ設けられた接合板２１と、履歴型ダンパ１の平板部３ａ、３ｂのそれぞれの接合部７とが図示を省略したボルトにより接合される。地震等により構造物が振動し、構造体であるブレース１９ａ、１９ｂが相対的に変位すると、履歴型ダンパ１は図３（ｂ）と同様に変形し、エネルギーを吸収することができる。

なお、履歴型ダンパ１は、図５（ｂ）に示すように、それぞれの長さが異なる、構造体としての一対のＶ型のブレース１９ｃ、１９ｄに設けられてもよい。すなわち、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上から、水平方向いずれかの方向にずれた位置において、ブレース１９ｃ、１９ｄが合流し、履歴型ダンパ１は、ブレース１９ｃ、１９ｄが合流する位置に設けられてもよい。

また、履歴型ダンパ１は、図５（ｃ）に示すように、構造体としてのＶ型のブレース１９ｅに設けられてもよい。すなわち、構造物の柱１５、梁１７の合流部から、左右いずれかの方向の柱１５までＶ型ブレース１９ｅが延長され、履歴型ダンパ１の一方の平板部３ｂが接合板２１を介してブレース１９ｅと接合され、履歴型ダンパ１のもう一方の平板部３ａが接合板２１を介して柱１５とが接合されてもよい。

図６は、第３の制震構造を示す図であり、履歴型ダンパ１を水平方向に構造体である壁２３に取り付けた状態を示す図である。壁２３ａ、２３ｂはそれぞれ梁１７と接合されており、壁２３ａは梁１７から下方に設けられ、壁２３ｂは梁１７から上方に設けられる。壁２３ａ、２３ｂには予め接合部材である接合片２５が設けられる。壁２３ａ、２３ｂにそれぞれ設けられた接合片２５と、履歴型ダンパ１の平板部３ａ、３ｂのそれぞれの接合部７は、図示を省略したボルト等により接合される。即ち、履歴型ダンパ１は、壁２３ａ、２３ｂとの間に、平板部３を水平方向にして設けられる。

なお、履歴型ダンパ１の壁２３への取り付け状態としては、図６に示す状態に限られず、図２（ａ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態に対する図２（ｂ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態と同様であってもよい。すなわち、壁２３ａ、２３ｂの大きさが異なり、履歴型ダンパ１の設置位置が、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の中心より、上下方向へずれた位置であっても良い。また、図２（ａ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態に対する図２（ｃ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態と同様であってもよい。すなわち、壁２３と梁１７との間に履歴型ダンパ１が設けられても良い。

地震等により構造物が振動し、構造体である壁２３ａ、２３ｂが相対的に変位すると、履歴型ダンパ１は図３（ｂ）と同様に変形し、エネルギーを吸収することができる。なお、壁２３ａ、２３ｂが相対的に変位可能とするため、壁２３ａ、２３ｂと柱１５との間には隙間が設けられる。また、接合片２５の材質は特定しないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼で良い。

図７は、第４の制震構造を示す図であり、履歴型ダンパ１を鉛直方向に構造体である壁２３に取り付けた状態を示す図である。壁２３ａ、２３ｂはそれぞれ柱１５と接合されており、柱１５と梁１７とで形成される四辺形の内側へ向けて設けられる。壁２３ａ、２３ｂには予め接合部材である接合片２５が設けられる。壁２３ａ、２３ｂにそれぞれ設けられた接合片２５と、履歴型ダンパ１の平板部３ａ、３ｂのそれぞれの接合部７は、図示を省略したボルト等により接合される。即ち、履歴型ダンパ１は、壁２３ａ、２３ｂとの間に、平板部３を鉛直方向にして設けられる。

なお、履歴型ダンパ１の壁２３への取り付け状態としては、図７に示す状態に限られず、図５（ａ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態に対する図５（ｂ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態と同様であってもよい。すなわち、壁２３ａ、２３ｂの大きさが異なり、履歴型ダンパ１の設置位置が、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の中心より、水平方向へずれた位置であっても良い。また、図５（ａ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態に対する図５（ｃ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態と同様であってもよい。すなわち、壁２３と柱１５との間に履歴型ダンパ１が設けられても良い。

地震等により構造物が振動し、構造体である壁２３ａ、２３ｂが相対的に変位すると、履歴型ダンパ１は図３（ｂ）と同様に変形し、エネルギーを吸収することができる。なお、壁２３ａ、２３ｂが相対的に変位可能とするため、壁２３ａ、２３ｂと梁１７との間には隙間が設けられる。

図８は、第５の制震構造を示す図であり、履歴型ダンパ１を水平方向に構造体である柱２７に取り付けた状態を示す図である。柱２７は、柱１５、１５間に設けられる。柱２７ａ、２７ｂはそれぞれ梁１７と接合されており、柱２７ａは梁１７から下方に設けられ、柱２７ｂは梁１７から上方へ設けられる。柱２７ａ、２７ｂには予め接合部材である接合板２１が設けられる。柱２７ａ、２７ｂにそれぞれ設けられた接合板２１と、履歴型ダンパ１の平板部３ａ、３ｂのそれぞれの接合部７は、図示を省略したボルト等により接合される。即ち、履歴型ダンパ１は、柱２７ａ、２７ｂとの間に、平板部３を水平方向にして設けられる。

なお、履歴型ダンパ１の柱２７への取り付け状態としては、図８に示す状態に限られず、図２（ａ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態に対する図２（ｂ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態と同様であってもよい。すなわち、柱２７ａ、２７ｂの長さが異なり、履歴型ダンパ１の設置位置が、構造物の柱１５、梁１７により囲まれた角部の中心より、上下方向へずれた位置であっても良い。また、図２（ａ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態に対する図２（ｃ）に示す履歴型ダンパ１の取り付け状態と同様であってもよい。すなわち、柱２７と梁１７との間に履歴型ダンパ１が設けられても良い。

地震等により構造物が振動し、構造体である柱２７ａ、２７ｂが相対的に変位すると、履歴型ダンパ１は図３（ｂ）と同様に変形し、エネルギーを吸収することができる。

このように、本実施の形態にかかる履歴型ダンパ１によれば、一対の平板部３と連結部５とを主な構成要素とし、これらをボルト９で接合するものであり、構造が簡易でコンパクトあり、履歴型ダンパ１の製造時において板の曲げ加工がなく製造も容易である。また、平板部３のストレート部を曲げ方向へ降伏させる為、湾曲部や筒体部の降伏や、板の面内方向に降伏させるよりも強度設計や制御が容易である。

また、柱１５と梁１７で囲まれた一つの四辺形部の対角線長さが長く、構造体が長い場合でも、履歴型ダンパ１は一対の構造体のほぼ中央に設けられることができるため、構造体の座屈が抑えることができる。また、一つの四辺形部に対して、複数の履歴型ダンパを用いる必要がなく、一体の履歴型ダンパ１を設けることで、制震効果を得ることができるため、効率が良い。

次に、第２の実施の形態について説明する。図９は第２の実施の形態に係る履歴型ダンパ３０を示す図である。以下の実施の形態において、図１に示す履歴型ダンパ１と同一の機能を果たす構成要素には、図１と同一番号を付し、重複した説明を避ける。

履歴型ダンパ３０は、平板部３と連結部５との接合部に、平板部３の幅方向に溝状の凹部３１を有する。凹部３１は、連結部５の幅と略同一幅であり、連結部５は凹部３１へ勘合される。平板部３と凹部３１へ嵌合された連結部５は、貫通するボルト９、ナット１１によって固定される。

履歴型ダンパ３０の接合部７を、履歴型ダンパ１と同様に構造体へ接合し、地震等により構造体から力を受けると、図３（ｂ）における履歴型ダンパ１と同様に履歴型ダンパ３０の変形部２２が弾塑性変形し、エネルギーを吸収する。この際、連結部５は凹部３１に嵌合されている為、変形の際に連結部５と平板部３との間に相対するすべりが生じない。

このように、第２の実施形態にかかる履歴型ダンパ３０によれば、履歴型ダンパ１と同様の効果を奏する。また、凹部３１と連結部５が嵌合することにより、変形の際に平板部３と連結部５との間にすべりが生じることがない。このため、同一荷重条件における平板部３の変形量が一定し、減衰性能が安定する。

次に、第３の実施の形態に係る履歴型ダンパ４０について説明する。図１０は履歴型ダンパ４０の側面図である。履歴型ダンパ４０は、平板部３と連結部５とが溶接により接合される。溶接部４１は、平板部３の対向面４５と、連結部５の側面４３との隅肉部に施される。なお、溶接方法は特定しないが、通常のアーク溶接で構わない。

履歴型ダンパ４０の接合部７を、履歴型ダンパ１と同様に構造体へ接合し、構造体から力を受けると、図３（ｂ）における履歴型ダンパ１と同様に履歴型ダンパ４０の変形部２２が弾塑性変形し、エネルギーを吸収する。この際、連結部５は平板部３に溶接されている為、変形の際に連結部５と平板部３との間に相対するすべりが生じない。

このように、第３の実施形態にかかる履歴型ダンパ４０によれば、履歴型ダンパ１と同様の効果を奏する。また、平板部３の変形の際に平板部３と連結部５との間にすべりが生じることがないため、同一荷重条件における平板部３の変形量が一定し、減衰性能が安定する。更に、ボルト９、ナット１１を使用しなくともよいため、部品点数を削減できる。

次に、第４の実施の形態に係る履歴型ダンパ５０について説明する。図１１は、履歴型ダンパ５０を示す図であり、図１１（ａ）は、履歴型ダンパ５０の連結部５側から見た図、図１１（ｂ）は履歴型ダンパ５０の側面図である。履歴型ダンパ５０の連結部５は、平板部３よりも幅広である。連結部５は、平板部３の幅方向両側に突出した状態で、平板部３の端部で挟まれ、溶接される。溶接部５１は、平板部３の側面５３と、平板部３の幅方向へ突出した連結部５の上下面５５との隅肉部に施される。

履歴型ダンパ５０の接合部７を、履歴型ダンパ１と同様に構造体へ接合し、構造体から力を受けると、図３（ｂ）における履歴型ダンパ１と同様に履歴型ダンパ５０の変形部２２が弾塑性変形し、エネルギーを吸収する。この際、連結部５は平板部３に溶接されている為、変形の際に連結部５と平板部３との間に相対するすべりが生じない。

また、連結部５の側面４３との接触部近傍の平板部３の対向面４５は変形部２２に該当するため、この付近を溶接すると、熱影響により変形が安定しない恐れがある。しかし、履歴型ダンパ５０の溶接部は、平板部３の側面５３と、平板部３の幅方向へ突出した連結部５の上下面５５であり、溶接部５１が変形を伴わない部分である為、平板部３の変形部位は、溶接による影響を受けない。

このように、第４の実施形態によれば、履歴型ダンパ５０は、履歴型ダンパ１と同様の効果を奏する。また、履歴型ダンパ５０の溶接部５１が、平板部３の変形部２２とは異なる部位であるため、変形部２２は溶接による熱影響を受けることがない。このため、同一荷重条件における平板部３の変形量が一定し、減衰性能が安定する。

次に、第５の実施の形態に係る履歴型ダンパ６０について説明する。図１２は履歴型ダンパ６０の側面図である。履歴型ダンパ６０は、構造部材と接合するためのボルト６１を具備している。ボルト６１は、首下長さが平板部３同士の間隔よりも長く、ボルト頭部が平板部３の間に位置し、ボルト穴１３へ挿入される。履歴型ダンパ６０は、ボルト６１をボルト穴１３へ挿入した状態で、平板部３と連結部５とが溶接により接合される。したがって、ボルト６１は、履歴型ダンパ６０から抜け落ちない構造となっている。

履歴型ダンパ６０の接合部７を、履歴型ダンパ１と同様に構造体へ接合し、構造体から力を受けると、図３（ｂ）における履歴型ダンパ１と同様に履歴型ダンパ６０の変形部２２が弾塑性変形し、エネルギーを吸収する。

このように、第５の実施形態にかかる履歴型ダンパ６０によれば、履歴型ダンパ１と同様の効果を奏する。また、履歴型ダンパ６０と構造体とを取り付ける際に、ボルト６１が予めボルト穴１３に挿入されているため、狭い平板部３間でナット締結作業をする必要が無く、取り付け作業が簡便となる。

次に、第６の実施の形態に係る履歴型ダンパ７０について説明する。図１３は、履歴型ダンパ７０の斜視図である。履歴型ダンパ７０は、角型の断面形状を成し、平板部３と連結部７１とが一体で構成される。履歴型ダンパ７０は、例えば、鍛造や板部材の曲げ加工により成形される。また、履歴型ダンパ７０と同形状の断面を有する角鋼管等をスライス切断することでも得ることができる。

履歴型ダンパ７０の接合部７を、履歴型ダンパ１と同様に構造体へ接合し、前記構造部材から力を受けると、図３（ｂ）における履歴型ダンパ１と同様に履歴型ダンパ７０の変形部２２が弾塑性変形し、エネルギーを吸収する。

このように、第６の実施形態にかかる履歴型ダンパ７０によれば、履歴型ダンパ１と同様の効果を奏する。また、履歴型ダンパ７０の変形の際に、平板部３と連結部７１との間にすべりが生じることがないため、同一荷重条件における平板部３の変形量が一定し、減衰性能が安定する。また、履歴型ダンパ７０は、平板部３と連結部７１とを接合する必要がないため、構造が簡易であり、ダンパ組み立てが容易である。

次に、第７の実施の形態に係る履歴型ダンパ８０について説明する。図１４は、履歴型ダンパ８０の斜視図である。履歴型ダンパ８０は、平板部３と湾曲した連結部８１とが一体で構成される。履歴型ダンパ８０は、例えば、鍛造や板部材の曲げ加工により成形される。また、丸鋼管等をスライス切断し、鋼管を押しつぶして平板部３を形成しても良い。

履歴型ダンパ８０の接合部７を、履歴型ダンパ１と同様に構造体へ接合し、構造材から力を受けると、図３（ｂ）における履歴型ダンパ１と同様に履歴型ダンパ８０の変形部２２が弾塑性変形し、エネルギーを吸収する。なお、この際、平板部３の平坦な部分のみが、弾塑性変形によりエネルギーを吸収する変形部２２となり、湾曲した連結部８１はほとんど弾性変形するため、エネルギーの吸収には寄与しない。

このように、第７の実施形態にかかる履歴型ダンパ８０によれば、履歴型ダンパ１と同様の効果を奏する。また、変形の際に、平板部３と連結部５との間にすべりが生じることがないため、同一荷重条件における平板部３の変形量が一定し、減衰性能が安定する。また、履歴型ダンパ８０は、平板部３と連結部８１とを接合する必要がないため、構造が簡易であり、ダンパ組み立てが容易である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、履歴型ダンパ６０のように予めボルトを挿入する構成は、他の履歴型ダンパと組み合わせることも出来る。また、幅狭部２４、あて板２６および、熱処理部２８は、履歴型ダンパ３０〜８０についても設けることができる。また、履歴型ダンパ１の構造体との取り付けは、接続部材を用いて、ボルト等で接合したが、構造体と履歴型ダンパを直接溶接というによって取り付けても良い。この場合、接合部７にはボルト穴１３は不要である。

第１の実施の形態に係る履歴型ダンパ１を示す図で、（ａ）は履歴型ダンパ１の斜視図、（ｂ）は履歴型ダンパ１の側面図。 柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上に履歴型ダンパ１がブレース１９へ水平方向に取り付けられた状態を示す図。 柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上から上下方向にずれた位置に、履歴型ダンパ１が水平方向にブレース１９へ取り付けられた状態を示す図。 履歴型ダンパ１が水平方向にブレース１９と梁１７との間に取り付けられた状態を示す図。 履歴型ダンパ１の変形状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は履歴型ダンパ１の拡大図。 （ａ）は幅狭部２４を有する履歴型ダンパ１の平面図、（ｂ）は当て板２６を有する履歴型ダンパ１の側面図、（ｃ）は熱処理部２８を有する履歴型ダンパの平面図。 柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上に、履歴型ダンパ１が鉛直方向にブレース１９へ取り付けられた状態を示す図。 柱１５、梁１７により囲まれた角部の対角線上から水平方向にずれた位置に、履歴型ダンパ１が鉛直方向にブレース１９に取り付けられた状態を示す図。 履歴型ダンパ１が鉛直方向にブレース１９と柱１５との間に取り付けた状態を示す図。 履歴型ダンパ１を水平方向に壁２３へ取り付けた状態を示す図。 履歴型ダンパ１を鉛直方向に壁２３へ取り付けた状態を示す図。 履歴型ダンパ１を水平方向に柱２７へ取り付けた状態を示す図。 第２の実施の形態に係る履歴型ダンパ３０の側面図。 第３の実施の形態に係る履歴型ダンパ４０の側面図。 第４の実施の形態に係る履歴型ダンパ５０を示す図で、（ａ）は履歴型ダンパ５０を連結部５側より見た図、（ｂ）は履歴型ダンパ５０の側面図。 第５の実施の形態に係る履歴型ダンパ６０の側面図。 第６の実施の形態に係る履歴型ダンパ７０の斜視図。 第７の実施の形態に係る履歴型ダンパ８０の斜視図。

符号の説明

１、３０、４０、５０、６０、７０、８０………履歴型ダンパ
３………平板部
５………連結部
７………接合部
９………ボルト
１１………ナット
１３………ボルト穴
１５………柱
１７………梁
１９………ブレース
２１………接合板
２２………変形部
２３………壁
２４………幅狭部
２５………接合片
２６………あて板
２７………柱
２８………熱処理部
３１………凹部
４１………溶接部
４３………側面
４５………対向面
５１………溶接部
５３………側面
５５………上下面
６１………ボルト
７１………連結部
８１………連結部

Claims (17)

1. 構造物の柱と梁とで囲まれた一つの四辺形の内部に、隙間をあけて対向して設けられる一対の平板部と、前記平板部の両端を連結する連結部と、前記平板部のほぼ中央に設けられる前記構造物との接合部と、を具備する履歴型ダンパが設けられ、
   前記構造物の、振動時における前記平板部と平行方向の変位において、一方の前記平板部の前記接合部が他方の前記平板部の前記接合部に対して平行に相対移動し、
   前記変位は、前記平板部と平行に配置された、対向する前記柱同士または前記梁同士の、平行な相対的変位によるものであることを特徴とする制震構造。
2. 前記履歴型ダンパは、前記柱および梁により形成される角部に設けられたＶ型ブレースに設けられることを特徴とする請求項１記載の制震構造。
3. 前記履歴型ダンパは、前記平板部と平行に配置されている前記柱または前記梁から前記四辺形の内側に向けて設けられた壁体に設けられることを特徴とする請求項１記載の制震構造。
4. 前記履歴型ダンパは、前記平板部と平行に配置されている前記梁から前記四辺形の内側に向けて設けられた柱体に設けられることを特徴とする請求項１記載の制震構造。
5. 前記履歴型ダンパは、前記平板部がほぼ水平方向に設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の制震構造。
6. 前記履歴型ダンパは、前記平板部がほぼ鉛直方向に設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の制震構造。
7. 前記構造物と前記接合部との接合には、接合部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の制震構造。
8. 前記平板部と前記連結部がボルトで接合されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の制震構造。
9. 前記平板部には、前記連結部が嵌る凹部が設けられることを特徴する請求項１から請求項８のいずれかに記載の制震構造。
10. 前記平板部と前記連結部が溶接により接合されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の制震構造。
11. 前記平板部の互いに対向する面と前記連結部の側面とが溶接されることを特徴とする請求項１０記載の制震構造。
12. 前記平板部の側面と前記連結部の上下面とが溶接されることを特徴とする請求項１０記載の制震構造。
13. 前記平板部と前記連結部が一体に成形されていることを特徴とする請求項１記から請求項７のいずれかに記載の制震構造。
14. 前記接合部は、ボルト穴を有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の制震構造。
15. 前記ボルト穴に予めボルトが挿入されていることを特徴とする請求項１４記載の制震構造。
16. 前記平板部が前記平板部の幅および厚さのいずれか一方又は両方を変化させた変断面であることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の制震構造。
17. 前記平板部および前記連結部の強度を部分的に変化させたことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の制震構造。

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