JP2671904B2 - ボルト型弾塑性ダンパーおよび建物の部材接合部 - Google Patents
ボルト型弾塑性ダンパーおよび建物の部材接合部Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は柱、梁などの構造部材間、または構造部材と
カーテンウォールなどの非構造部材間に跨設され、地震
時等のエネルギーを吸収するボルト型弾塑性ダンパーお
よびそれを用いた建物の部材接合部の構造に関するもの
である。
カーテンウォールなどの非構造部材間に跨設され、地震
時等のエネルギーを吸収するボルト型弾塑性ダンパーお
よびそれを用いた建物の部材接合部の構造に関するもの
である。
地震時等に構造物に蓄えられる振動エネルギーを固有
周期の異なる構造物、または構造物内で絶縁された構造
部材ごとに、さらにまた構造物の部材間で、その両部材
間の相対変位を利用して消費し、構造物の揺れを抑制す
る、板状や回転体形状の、小型のダンパーを出願人はこ
れまで幾つか提案している（例えば、特開昭63−219927
号公報参照）。
周期の異なる構造物、または構造物内で絶縁された構造
部材ごとに、さらにまた構造物の部材間で、その両部材
間の相対変位を利用して消費し、構造物の揺れを抑制す
る、板状や回転体形状の、小型のダンパーを出願人はこ
れまで幾つか提案している（例えば、特開昭63−219927
号公報参照）。
これらのダンパーは鋼製で、外力を受けて塑性化する
ときの弾塑性履歴エネルギーによりエネルギーを吸収す
るものであるが、この種の、相対変位を生ずる部材間に
設置されるダンパーの特性には小型であることに加え、
小型であるためにエネルギー吸収効率が高く、取り付け
が容易であることと、メインテナンスが楽であることが
要求される。
ときの弾塑性履歴エネルギーによりエネルギーを吸収す
るものであるが、この種の、相対変位を生ずる部材間に
設置されるダンパーの特性には小型であることに加え、
小型であるためにエネルギー吸収効率が高く、取り付け
が容易であることと、メインテナンスが楽であることが
要求される。
本発明は上記要求を満足するさらにコンパクトで、取
り付けが容易なボルト型弾塑性ダンパー、およびそのボ
ルト型弾塑性ダンパーを用いた建物の部材接合部を提案
するものである。
り付けが容易なボルト型弾塑性ダンパー、およびそのボ
ルト型弾塑性ダンパーを用いた建物の部材接合部を提案
するものである。
本発明のボルト型弾塑性ダンパーは、基本的に接合用
ボルトの機能形態を有し、かつ弾塑性ダンパーとして機
能するよう構成したものである。
ボルトの機能形態を有し、かつ弾塑性ダンパーとして機
能するよう構成したものである。
棒状の接合ボルトの両端の取付部のうち少なくとも一
方には雄ネジが形成され、柱、梁などの構造部材どうし
または構造部材と非構造部材とを所定間隔隔てて連結す
る。その軸部は中実断面の回転体形状を有し、かつ軸に
直交する断面が軸方向の中央部から両側の取付部へかけ
て次第に拡大する形状を有しており、所定間隔隔てた構
造部材間または構造部材と非構造部材間に跨って双方に
接合され、双方の、軸部に直交する任意の方向の相対移
動時に弾塑性変形して構造物の振動エネルギーを吸収す
ることができる。
方には雄ネジが形成され、柱、梁などの構造部材どうし
または構造部材と非構造部材とを所定間隔隔てて連結す
る。その軸部は中実断面の回転体形状を有し、かつ軸に
直交する断面が軸方向の中央部から両側の取付部へかけ
て次第に拡大する形状を有しており、所定間隔隔てた構
造部材間または構造部材と非構造部材間に跨って双方に
接合され、双方の、軸部に直交する任意の方向の相対移
動時に弾塑性変形して構造物の振動エネルギーを吸収す
ることができる。
本発明の建物の部材接合部は、上記のボルト型弾塑性
ダンパーを複数本用いて、建物を構成する柱、梁などの
構造部材どうし、またはこれらの構造部材と例えばカー
テンウォールなどの非構造部材とを所定間隔隔てて連結
したものである。
ダンパーを複数本用いて、建物を構成する柱、梁などの
構造部材どうし、またはこれらの構造部材と例えばカー
テンウォールなどの非構造部材とを所定間隔隔てて連結
したものである。
なお、本願における構造部材とは、柱、梁の他、耐震
壁等の耐力壁、ブレースなどを意味する。また、本願に
おける非構造部材とは、カーテンウォールの他、非耐力
壁や間柱などの二次部材を意味する。
壁等の耐力壁、ブレースなどを意味する。また、本願に
おける非構造部材とは、カーテンウォールの他、非耐力
壁や間柱などの二次部材を意味する。
本発明では、構造部材等への取付作業を通常の接合ボ
ルトと同様に行うことができるため、弾塑性ダンパーの
建物への取付けや取扱いが非常に容易となる。
ルトと同様に行うことができるため、弾塑性ダンパーの
建物への取付けや取扱いが非常に容易となる。
また、エネルギーを消費するダンパー部としての軸部
は、立面上、外力作用時にダンパー部に生ずる曲げモー
メント分布に対応した形状に形成することによりエネル
ギー吸収効率を高めることができる。すなわち、軸部が
全長に亘って一様断面であれば、塑性化部分が一箇所に
集中するためエネルギー吸収効率が悪いが、軸部断面が
中央部から取付部へかけて拡大する形状をすることによ
り全長に亘って均等に塑性化させることができ、エネル
ギー吸収効率の向上が図れる。
は、立面上、外力作用時にダンパー部に生ずる曲げモー
メント分布に対応した形状に形成することによりエネル
ギー吸収効率を高めることができる。すなわち、軸部が
全長に亘って一様断面であれば、塑性化部分が一箇所に
集中するためエネルギー吸収効率が悪いが、軸部断面が
中央部から取付部へかけて拡大する形状をすることによ
り全長に亘って均等に塑性化させることができ、エネル
ギー吸収効率の向上が図れる。
本発明のボルト型弾塑性ダンパーＤは、第１図に示す
ように軸部に形成された棒状のダンパー軸d2と、ダンパ
ー軸d2の軸方向両側に連続して形成される取付部d1,d1
からなり、互いに所定間隔隔てて絶縁される構造部材S,
S間等に跨って双方に接合され、双方の、ダンパー部d2
に直交する任意の方向の相対移動時に変形して構造物の
振動エネルギーを吸収するものである。
ように軸部に形成された棒状のダンパー軸d2と、ダンパ
ー軸d2の軸方向両側に連続して形成される取付部d1,d1
からなり、互いに所定間隔隔てて絶縁される構造部材S,
S間等に跨って双方に接合され、双方の、ダンパー部d2
に直交する任意の方向の相対移動時に変形して構造物の
振動エネルギーを吸収するものである。
第１図−I,IIに示すようにダンパー部d2は中実断面
で、回転体形状をし、その軸に直交する断面は中央部か
ら取付部d1,d1へかけて次第に拡大する。立面上は両取
付部d1,d1間に働くせん断力によってダンパー部d2に軸
に沿って分布する曲げモーメントの分布に対応し、全長
に亘って一様に塑性化するよう中央部がくびれた曲線，
またはこれに近似した直線の立面形状に形成される。
で、回転体形状をし、その軸に直交する断面は中央部か
ら取付部d1,d1へかけて次第に拡大する。立面上は両取
付部d1,d1間に働くせん断力によってダンパー部d2に軸
に沿って分布する曲げモーメントの分布に対応し、全長
に亘って一様に塑性化するよう中央部がくびれた曲線，
またはこれに近似した直線の立面形状に形成される。
両側の取付部d1,d1の内の少なくとも一方の取付部d1
は雄ネジの切られた形状をし、雄ネジの形成されない側
の取付部d1はＩに示すようにボルトの頭部１が付いた形
状をする。雄ネジが形成された取付部d1は雄ネジにナッ
ト２を螺合することにより構造部材S,または非構造部材
ｓに接続される。
は雄ネジの切られた形状をし、雄ネジの形成されない側
の取付部d1はＩに示すようにボルトの頭部１が付いた形
状をする。雄ネジが形成された取付部d1は雄ネジにナッ
ト２を螺合することにより構造部材S,または非構造部材
ｓに接続される。
第１図は弾塑性ダンパーＤ本体をＩ字形の立面形状に
形成した場合であり、第２図−Ｉは取り付けの自由度を
増すために取付部d1,d1の一方をダンパー部d2に対して
垂直に折り曲げ、弾塑性ダンパーＤ本体をＬ字形の形状
に形成した場合、IIは両取付部d1,d1をダンパー部d2に
対して垂直に折り曲げ、弾塑性ダンパーＤ本体をコ字形
の形状に形成した場合である。
形成した場合であり、第２図−Ｉは取り付けの自由度を
増すために取付部d1,d1の一方をダンパー部d2に対して
垂直に折り曲げ、弾塑性ダンパーＤ本体をＬ字形の形状
に形成した場合、IIは両取付部d1,d1をダンパー部d2に
対して垂直に折り曲げ、弾塑性ダンパーＤ本体をコ字形
の形状に形成した場合である。
第３図は第１図に示すＩ字形の弾塑性ダンパーＤの構
造部材S,または非構造部材ｓへの取り付け状態を示した
ものである。
造部材S,または非構造部材ｓへの取り付け状態を示した
ものである。
I,IIは取付部d1,d1の一方に頭部１が付いたタイプの
取付例であり、Ｉは深さの大きい構造部材Ｓ（非構造部
材ｓ）側に設けられたタッブ孔に雄ネジの取付部d1を螺
合し、他方の板状の構造部材Ｓ（非構造部材ｓ）側に頭
部１を当接して取り付けた場合、IIは両板状の構造部材
Ｓ（非構造部材ｓ）に雄ネジ側をナット２で取り付けた
場合である。
取付例であり、Ｉは深さの大きい構造部材Ｓ（非構造部
材ｓ）側に設けられたタッブ孔に雄ネジの取付部d1を螺
合し、他方の板状の構造部材Ｓ（非構造部材ｓ）側に頭
部１を当接して取り付けた場合、IIは両板状の構造部材
Ｓ（非構造部材ｓ）に雄ネジ側をナット２で取り付けた
場合である。
IIIは両取付部d1,d1とも雄ネジが形成されたタイプの
取付例であるが、このタイプの弾塑性ダンパーＤは両取
付部d1,d1にナット２を螺合させることにより板状の構
造部材Ｓ（非構造部材ｓ）に接合される。
取付例であるが、このタイプの弾塑性ダンパーＤは両取
付部d1,d1にナット２を螺合させることにより板状の構
造部材Ｓ（非構造部材ｓ）に接合される。
この第３図の実施例は主としダンパー部d2の変形量が
小さい場合の取付例であるが、変形量が大きいことが予
想される場合は第４図に示すように構造部材Ｓ（非構造
部材ｓ）の内側にもナット２が入れられ、取付部d1,d1
のダンパー部d2寄りが拘束される。
小さい場合の取付例であるが、変形量が大きいことが予
想される場合は第４図に示すように構造部材Ｓ（非構造
部材ｓ）の内側にもナット２が入れられ、取付部d1,d1
のダンパー部d2寄りが拘束される。
第４図−I,II,IIIは第３図の取付例に対応している。
このダブルナット形式では取り付けが若干複雑になる
ため第５図に示すような、弾塑性ダンパーＤをダンパー
部d2の軸に垂直方向に差し込めるＬ形の断面を持つ構造
部材Ｓ（非構造部材ｓ）への設置が好適である。
ため第５図に示すような、弾塑性ダンパーＤをダンパー
部d2の軸に垂直方向に差し込めるＬ形の断面を持つ構造
部材Ｓ（非構造部材ｓ）への設置が好適である。
第２図に示す形状の弾塑性ダンパーＤの取り付けはナ
ット２の接合の向きが変わるだけで取り付け方法は第３
図，第４図の取付例と同様である。
ット２の接合の向きが変わるだけで取り付け方法は第３
図，第４図の取付例と同様である。
第７図は本弾塑性ダンパーＤを第６図に示すような柱
・梁のフレームに設置した場合の柱・梁接合部の一例を
示したものである。
・梁のフレームに設置した場合の柱・梁接合部の一例を
示したものである。
梁を柱にピン接合した場合、フレームの変形時は梁の
変形量が柱のそれより大きくなるためこのピン接合され
た柱・梁接合部に弾塑性ダンパーＤを配置することが有
効である。
変形量が柱のそれより大きくなるためこのピン接合され
た柱・梁接合部に弾塑性ダンパーＤを配置することが有
効である。
第７図の取付例は構造部材Ｓである柱の側面に剛接合
され、これら張り出した取付部材３と、柱側面に突設さ
れたプレート４にピン接合された同じく構造部材Ｓの梁
の上下フランジ間に弾塑性ダンパーＤを接合したもので
ある。
され、これら張り出した取付部材３と、柱側面に突設さ
れたプレート４にピン接合された同じく構造部材Ｓの梁
の上下フランジ間に弾塑性ダンパーＤを接合したもので
ある。
この場合、梁端部はこれに働く曲げモーメントにより
プレート４回りに回転しようとし、そのときの取付部材
３と上下フランジ間の相対変位の追従して弾塑性ダンパ
ーＤが変形し、エネルギーを吸収する。弾塑性ダンパー
Ｄは梁の偏心を避けるために第７図−IIに示すように梁
のウェブの両側に配置される。
プレート４回りに回転しようとし、そのときの取付部材
３と上下フランジ間の相対変位の追従して弾塑性ダンパ
ーＤが変形し、エネルギーを吸収する。弾塑性ダンパー
Ｄは梁の偏心を避けるために第７図−IIに示すように梁
のウェブの両側に配置される。
第８図の取付例は弾塑性ダンパーＤを非構造部材ｓで
あるカーテンウォール５のファスナーとして利用した場
合であり、弾塑性ダンパーＤはカーテンウォール５と構
造部材Ｓ間に設置される。
あるカーテンウォール５のファスナーとして利用した場
合であり、弾塑性ダンパーＤはカーテンウォール５と構
造部材Ｓ間に設置される。
この場合弾塑性ダンパーＤはカーテンウォール５の面
内方向に加え、面外方向の変形に対しても効くことにな
る。
内方向に加え、面外方向の変形に対しても効くことにな
る。
第９図の取付例は上下階の中間部に垂直に接続し、互
いに距離をおいて切り離された、面内剛性の大きい非構
造部材ｓである間柱6,6間にその軸方向に弾塑性ダンパ
ーＤを接続したものである。
いに距離をおいて切り離された、面内剛性の大きい非構
造部材ｓである間柱6,6間にその軸方向に弾塑性ダンパ
ーＤを接続したものである。
この場合は間柱6,6に跨って設置されることからIIに
示すようにコ字形の弾塑性ダンパーＤの使用が適当であ
り、主としてフレームの面内変形時に機能するが、面外
変形時にも効果を発揮する。
示すようにコ字形の弾塑性ダンパーＤの使用が適当であ
り、主としてフレームの面内変形時に機能するが、面外
変形時にも効果を発揮する。
本発明のボルト型弾塑性ダンパーは、構造部材どうし
または構造部材と非構造部材とを連結する接合ボルトと
して機能を加え、それ自体が弾塑性ダンパーとしての機
能を備えている。
または構造部材と非構造部材とを連結する接合ボルトと
して機能を加え、それ自体が弾塑性ダンパーとしての機
能を備えている。
従って、構造部材どうしまたは構造部材と非構造部材
とを連結する接合ボルトとして、通常のボルトと同様に
取り扱うことができ、現場における取付作業が極めて容
易である。また、設計に応じて任意の本数を取り付ける
ことができ、本数を選ぶことで全体として必要な弾塑性
ダンパー機能が得られる。
とを連結する接合ボルトとして、通常のボルトと同様に
取り扱うことができ、現場における取付作業が極めて容
易である。また、設計に応じて任意の本数を取り付ける
ことができ、本数を選ぶことで全体として必要な弾塑性
ダンパー機能が得られる。
また、ダンパー部が回転体形状であるため機能に方向
性がなく、中央部から取付部へかけて次第に拡大する形
状をするためエネルギー吸収効率も高い。
性がなく、中央部から取付部へかけて次第に拡大する形
状をするためエネルギー吸収効率も高い。
本発明の建物の部材接合部は、このようなボルト型弾
塑性ダンパーを利用したものであり、弾塑性ダンパーに
ついてエネルギーを消費するダンパー部とボルトが一体
化された形であり、取付部も含めて小型化されるため、
設置上の自由度と取付作業が高く、接合もナットの締め
付けのみで行うことができる。
塑性ダンパーを利用したものであり、弾塑性ダンパーに
ついてエネルギーを消費するダンパー部とボルトが一体
化された形であり、取付部も含めて小型化されるため、
設置上の自由度と取付作業が高く、接合もナットの締め
付けのみで行うことができる。
第１図−I,IIは本発明のボルト型弾塑性ダンパーの製作
例を示した立面図、第２図−I,IIは他の製作例を示した
立面図、第３図−Ｉ〜III及び第４図−Ｉ〜IIIは本発明
の取付例を示した立面図、第５図−I,IIはダブルナット
形式の取付例を示したそれぞれ立面図，平面図、第６図
は本発明の建物の部材接合部の適用箇所を示した立面
図、第７図−I,IIはその取付例を示したそれぞれ立面
図，側面図、第８図はカーテンウォールへの取付例を示
した立面図、第９図−Ｉは間柱への取付例を示したそれ
ぞれ立面図,IIはそのＸ−Ｘ線断面図である。 Ｄ……ボルト型弾塑性ダンパー、d1……取付部、d2……
ダンパー部、１……頭部、２……ナット、Ｓ……構造部
材、ｓ……非構造部材、３……取付部材、４……プレー
ト、５……カーテンウォール、６……間柱。
例を示した立面図、第２図−I,IIは他の製作例を示した
立面図、第３図−Ｉ〜III及び第４図−Ｉ〜IIIは本発明
の取付例を示した立面図、第５図−I,IIはダブルナット
形式の取付例を示したそれぞれ立面図，平面図、第６図
は本発明の建物の部材接合部の適用箇所を示した立面
図、第７図−I,IIはその取付例を示したそれぞれ立面
図，側面図、第８図はカーテンウォールへの取付例を示
した立面図、第９図−Ｉは間柱への取付例を示したそれ
ぞれ立面図,IIはそのＸ−Ｘ線断面図である。 Ｄ……ボルト型弾塑性ダンパー、d1……取付部、d2……
ダンパー部、１……頭部、２……ナット、Ｓ……構造部
材、ｓ……非構造部材、３……取付部材、４……プレー
ト、５……カーテンウォール、６……間柱。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 俊一 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 田中 直樹 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 天野 晶彦 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 前田 祥三 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−125780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−219927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−2468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−146739（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−2167（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】両端の取付部のうち少なくとも一方には雄
ネジが形成され、柱、梁などの構造部材どうしまたは構
造部材と非構造部材とを所定間隔隔てて連結する棒状の
接合ボルトを構成し、軸部が中実断面の回転体形状を有
し、その軸に直交する断面が軸方向の中央部から両側の
取付部へかけて次第に拡大する形状を有しており、所定
間隔隔てた前記構造部材間または構造部材と非構造部材
間に跨って双方に接合され、双方の、前記軸部に直交す
る任意の方向の相対移動時に弾塑性変形して構造物の振
動エネルギーを吸収するよう構成したことを特徴とする
ボルト型弾塑性ダンパー。 - 【請求項２】軸部が中実断面の回転体形状を有し、その
軸に直交する断面が軸方向の中央部から両側の取付部へ
かけて次第に拡大する形状を有しており、両端の取付部
のうち少なくとも一方には雄ネジが形成され、所定間隔
隔てた構造部材間または構造部材と非構造部材間に跨っ
て双方に接合され、双方の、前記軸部に直交する任意の
方向の相対移動時に弾塑性変形して構造物の振動エネル
ギーを吸収するよう構成した複数のボルト型弾塑性ダン
パーにより、建物を構成する柱、梁などの構造部材どう
しまたは構造部材と非構造部材とを所定間隔隔てて連結
してあることを特徴とする建物の部材接合部。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202661A JP2671904B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ボルト型弾塑性ダンパーおよび建物の部材接合部 |
| US07/562,399 US5163256A (en) | 1989-08-04 | 1990-08-03 | Elasto-plastic damper for structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202661A JP2671904B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ボルト型弾塑性ダンパーおよび建物の部材接合部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0366936A JPH0366936A (ja) | 1991-03-22 |
| JP2671904B2 true JP2671904B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16461050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202661A Expired - Fee Related JP2671904B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ボルト型弾塑性ダンパーおよび建物の部材接合部 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5163256A (ja) |
| JP (1) | JP2671904B2 (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0526275A (ja) * | 1991-07-18 | 1993-02-02 | Kajima Corp | 弾塑性ダンパー |
| JP2940890B2 (ja) * | 1991-11-29 | 1999-08-25 | 鹿島建設株式会社 | 弾塑性ダンパの取付構造 |
| US5595040A (en) * | 1994-07-20 | 1997-01-21 | National Science Council | Beam-to-column connection |
| JP3316134B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2002-08-19 | エアーハウス株式会社 | 建造物用外壁体の支持装置および建造物用外壁体の免震方法 |
| US6012256A (en) * | 1996-09-11 | 2000-01-11 | Programmatic Structures Inc. | Moment-resistant structure, sustainer and method of resisting episodic loads |
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