(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の柱と上下の梁で囲まれる開口部の前記左右の柱の近傍に、各柱に沿って上下方向に延び且つ上下端が上下の梁に締結部材で接合されたエネルギー吸収部材を設け、該エネルギー吸収部材は、前記開口部の面に沿った帯状の金属板よりなり、高さ方向の任意の横断面での塑性変形時の曲げ応力が略一定となるように、幅方向の側縁の輪郭が設定されている建物の地震エネルギー吸収構造において、
前記エネルギー吸収部材の柱側の側縁の輪郭が直線に形成され、その反対側の側縁の輪郭が、高さ方向中央で前記直線側に凹んだ上下対称の曲線に形成され、且つ該曲線が、高さ方向中央で前記直線との間に剪断応力伝達に必要な所定幅を確保し、その上下で外方に凸の放物線形状をなしていることを特徴とする建物の地震エネルギー吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に鋼構造建物において、外周の開口部をさほど狭くすることなく地震エネルギーの吸収効果を上げることのできる建物の地震エネルギー吸収構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼構造建物に地震時の入力エネルギーを吸収する部材を組込むと、地震入力に対する応答の低減と、耐震性能の向上が図れる。従来では、建物のコア部（開口部）を塞ぐようにエネルギー吸収部材を設置することにより、地震エネルギーを吸収するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、建物の外周の柱と梁で囲まれた開口部に、このようなエネルギー吸収部材を設置すると、開口部が無くなったり狭くなったりしてしまい、また、ある程度の開口を確保しようとすると、有効なエネルギー吸収効果を果たせなくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、主に鋼構造建物において、外周の開口部をさほど狭くすることなく地震エネルギーの吸収効果を上げることのできる建物の地震エネルギー吸収構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る建物の地震エネルギー吸収構造は、左右の柱と上下の梁で囲まれる開口部の前記左右の柱の近傍に、各柱に沿って上下方向に延び且つ上下端が上下の梁に締結部材で接合されたエネルギー吸収部材を設け、該エネルギー吸収部材は、前記開口部の面に沿った帯状の金属板よりなり、高さ方向の任意の横断面での塑性変形時の曲げ応力が略一定となるように、幅方向の側縁の輪郭が設定されている建物の地震エネルギー吸収構造において、前記エネルギー吸収部材の柱側の側縁の輪郭が直線に形成され、その反対側の側縁の輪郭が、高さ方向中央で前記直線側に凹んだ上下対称の曲線に形成され、且つ該曲線が、高さ方向中央で前記直線との間に剪断応力伝達に必要な所定幅を確保し、その上下で外方に凸の放物線形状をなしていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態を適用した建物１０の正面図、図２は同建物１０の平面図である。この建物１０は、柱１と梁２で骨組を構築したラーメン構造の鋼構造建物であり、各階の外周部に、左右の柱１、１と上下の梁２、２で囲まれた矩形の開口部３を多数有する。
【０００８】
各開口部３の内周縁を構成する左右の柱１、１の側面近傍には、各柱１、１に沿って、上下方向に延びるエネルギー吸収部材５が配設されている。これらエネルギー吸収部材５は、各開口部３の面に沿った帯状の鋼板（金属板）よりなり、上下端が、上下の梁２、２（最下端は基礎梁２ａ）にボルトあるいはリベット（締結部材）で接合されている。
【０００９】
図３はエネルギー吸収部材５の構成図であり、図４はエネルギー吸収部材５の設置部分の拡大図である。
エネルギー吸収部材５は、上下対称な形状をなしており、上下端に、梁２に対するボルト接合のためのフランジ部５ａ、５ａを有し、それらの中間部に、エネルギー吸収のための領域５ｂが設けられている。フランジ部５ａ、５ａは最大幅に設定され、エネルギー吸収のための領域５ｂは、それよりも幅が狭く設定されている。そして、そのエネルギー吸収のための領域５ｂでは、高さ方向の任意の横断面での塑性変形時の水平方向の曲げ応力が略一定となるように、幅方向の側縁の輪郭５ｃ、５ｄが設定されている。
【００１０】
具体的には、図３に示すように、エネルギー吸収部材５の柱側の側縁５ｃの輪郭が直線に形成され、その反対側（開口部３の中心を向いた側）の側縁５ｄの輪郭が、高さ方向中央で前記直線側に凹んだ上下対称の曲線に形成されている。また、その曲線が、高さ方向中央の凹み部分５ｅで前記直線との間に剪断応力伝達に必要な所定幅Ｓを確保し、その上下で外方に凸の放物線形状をなしている。そして、放物線形状をなした領域５ｆが、塑性変形時に応力状態が一様となる範囲となっている。また、中央の凹み部分５ｅや、領域５ｆとフランジ５ａとの繋ぎ部分には、応力集中しないように適切なＲ（湾曲）が与えられている。
【００１１】
このような構成のエネルギー吸収部材５は、柱１に沿って配されており、上下端のフランジ５ａ、５ａが、上下の梁２、２に設けた鋼製ブラケット６、６に、ジョイントプレート７、７を介してボルトで締結されている。なお、梁２はＨ形鋼からなり、梁２の上下フランジ間には補強リブ８が取付けられている。
【００１２】
この建物１０では、各開口部３に上述のようにエネルギー吸収部材５を設置したから、地震時に建物１０の各層が水平変形したときに、各鋼板製のエネルギー吸収部材５が早期に曲げ降伏して、地震エネルギーを吸収する。その際、エネルギー吸収部材５の高さ方向の略全断面が塑性化するので、エネルギー吸収効率が高い。また、ボルトで梁２に結合しているだけであるから、過大な損傷を受けた場合には、簡単に取替えることができる。
【００１３】
特に、このエネルギー吸収部材５の場合、エネルギー吸収効率が高いので、従来型のエネルギー吸収部材を組込むことが難しい建物（例えば、純ラーメン構造など）において、外周部の柱の近くにコンパクトに納めることができ、開口部３をさほど狭くすることがない。また、コンパクトな納まりを実現できるから、数も多く設置することができ、数の増減によって、建物全体のエネルギー吸収性能を調整することもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明は、左右の柱と上下の梁で囲まれる開口部の左右の柱の近傍に、各柱に沿って上下方向に延び且つ上下端が上下の梁に締結部材で接合されたエネルギー吸収部材を設け、このエネルギー吸収部材を、開口部の面に沿った帯状の金属板より構成し、高さ方向の任意の横断面での塑性変形時の曲げ応力が略一定となるように、幅方向の側縁の輪郭を設定したので、地震時に建物の各層が水平変形したときに、エネルギー吸収部材が早期に曲げ降伏することで、地震エネルギーを吸収することができる。その際、エネルギー吸収部材の高さ方向の略全断面が塑性化することになるので、エネルギー吸収効率が高く、大きな地震エネルギーを吸収することができる。また、各エネルギー吸収部材のエネルギー吸収効率が高いので、建物の外周部の柱の近くにコンパクトに納めることができ、建物の外周の開口部をさほど狭くすることなく、地震時の強度を高めることができる。また、コンパクトな納まりが可能であるから、小さな開口部から大きな開口部にまで設置することができ、全体の設置数の増減によって、建物全体のエネルギー吸収性能を調整することもできる。
さらに、エネルギー吸収部材の形状は、柱側の側縁の輪郭が直線に形成され、その反対側の側縁の輪郭が高さ方向中央で前記直線側に凹んだ上下対称の曲線に形成され、且つ該曲線が、高さ方向中央で前記直線との間に剪断応力伝達に必要な所定幅を確保し、その上下で外方に凸の放物線形状をなしている形状からなるため、上述した効果を確実に引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を適用した建物全体の正面図である。
【図２】本発明の実施形態を適用した建物全体の平面図である。
【図３】本発明の実施形態で用いるエネルギー吸収部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の実施形態の部分拡大図である。
【符号の説明】
１  柱
２  梁
３  開口部
５  エネルギー吸収部材
５ｃ，５ｄ  側縁
１０  建物
【図１】
0003588731.tif 000002
【図２】
0003588731.tif 000003
【図３】
0003588731.tif 000004
【図４】
0003588731.tif 000005