(57)【要約】【課題】  低コストのダンパを提供する。【解決手段】  ダンパ１は平板状の形状であり、第１の接合部３には、放射状に変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられている。変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられている。なお、変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、第１の接合部３および第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄよりも断面積が小さく、その中央部近傍で最小となるような変断面に形成されている。また、第１の接合部３の中心付近には孔５が設けられており、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの中心付近には孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている。  ダンパ１が荷重を受けたときは、変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが面外に弾塑性変形することにより、外力のエネルギーを吸収して減衰力を付与することにより、建築物の制震を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物を構成する部材に接合される、第１の接合部と、
前記第１の接合部に、少なくとも３以上の方向に設けられ、面外変形を行う複数の変形部と、
前記複数の変形部に設けられ、前記部材と別の部材に接合される複数の第２の接合部と、
を有することを特徴とするダンパ。
【請求項２】
前記変形部は、前記変形部の中央部近傍で、その断面積が最小となる変断面であることを特徴とする請求項１記載のダンパ。
【請求項３】
前記第１の接合部は、前記第２の接合部同士を結んで形成される多角形の図心近傍、もしくはその垂線上近傍に設けられることを特徴とする請求項１記載のダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震ダンパに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱と梁を有する門型の構造物の耐震性を高めるために、筋違や方杖等が用いられているが、構造物の制震を行うために、これらの一部にダンパを設ける場合がある。
【０００３】
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弾塑性ダンパ等がある。弾塑性ダンパには、軸方向の変形によるもの、面内変形によるもの、面外変形によるものがあるが、中でも面外変形ダンパは、安価で取付が容易であることから、広く用いられている。
【０００４】
面外変形ダンパは板状のダンパに、その面外方向の荷重または変形を与えて、弾塑性変形させることによりエネルギーを吸収させるダンパで、例えば図１０に示すモデル図のように、ダンパ７１は、ダンパ７１の変形部７２およびその両端に設けられた接合部７３ａ、７３ｂからなり、Ａ方向から荷重を受けている。
このようなダンパとしては、以下のようなものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００-２１３５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなダンパでは、荷重が作用した場合に、中央部と比べて両端に大きな曲げ応力が発生するため、ダンパ変形量が小さくても両端が破断してしまうことがある。
そのため、両端の破断を防ぐためにダンパの断面を大きくする必要があり、コストがかかっていた。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は低コストのダンパを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明は、建物を構成する部材に接合される、第１の接合部と、前記第１の接合部に設けられ、面外変形を行う変形部と、前記変形部に設けられ、前記部材と別の部材に接合される第２の接合部と、を有し、前記第２の接合部および前記変形部は少なくとも３組以上設けられていることを特徴とするダンパである。
前記変形部は、前記変形部の中央部近傍で、断面積が最小となるような変断面に形成されている。
前記第１の接合部は、前記第２の接合部同士を結んで形成される多角形の図心近傍、もしくはその垂線上近傍に設けられる。
【０００８】
本発明では、ダンパが、複数の変形部を備え、変形部の中央部近傍で断面積が最小となるような変断面に形成されることにより、個々の変形部が荷重の分担を行い、また変形部に発生する応力をほぼ均一にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ダンパの断面を小さくすることができ、コストが改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るダンパ１を示す斜視図であり、図２は図１に示すダンパ１の平面図である。また図３はダンパ１における、第１の接合部３と第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの位置関係を示す図である。
【００１１】
図１および図２に示すように、ダンパ１は平板状の形状であり、第１の接合部３には、放射状に変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられている。
変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが設けられている。
変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、第１の接合部３および第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄよりも断面積が小さく、また、変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ内では、端部から中央部に行くに従って断面積が徐々に小さくなっている。
【００１２】
また、第１の接合部３の中心付近には孔５が設けられており、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの中心付近には孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている。
【００１３】
なお、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの中心を結んで形成される多角形の図心に、第１の接合部３の中心が設けられるのが望ましい。
具体的には、図３に示すように、孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを結んで形成される四角形１３の図心１５に、孔５が設けられるように、第１の接合部３および第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを配置する。
【００１４】
ダンパの材質としては、建築物の支持構造部や筋違等よりも降伏点の低い材料が望ましく、例えば低降伏鋼や、降伏点の低い、鉛、アルミニウム、銅などの金属や合金である。また、普通鋼材を用いることもできる。
【００１５】
第１の接合部３は、ボルト、接合治具等を介して建築物の筋違等に固定される。一方、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、ボルト、接合治具等を通して建築物の支持構造部に固定される。なお、第１の接合部３を建築物の支持構造部に固定し、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを建築物の筋違等に固定してもよい。
【００１６】
変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、第１の接合部３に、地震等の外力による荷重が作用すると、面外に弾塑性変形することにより、外力のエネルギーを吸収する。
【００１７】
次に、建築構造物２１の構造と、ダンパ１の動作について具体的に説明する。
図４は建築構造物２１を示す図であって、図５は図４におけるダンパ装着部２９ａの拡大図である。
【００１８】
まず、建築物構造物２１の構造について説明する。
図４に示すように、建築構造物２１は，垂直に立てられた柱２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが設けられており、柱２３ａ、２３ｂ同士は梁２５ａ、２５ｂで結ばれており、柱２３ｂ、２３ｃ同士は梁２５ｃ、２５ｄで結ばれている。また、柱２３ｃ、２３ｄ同士は梁２５ｅ、２５ｆで結ばれており、柱２３ｄ、２３ａ同士は梁２５ｇ、２５ｈで結ばれている。
【００１９】
柱２３ａと梁２５ｂの接合部には、筋違２７ａが設けられており、柱２３ｂと梁２５ｂの接合部には、筋違２７ｂが設けられている。
筋違２７ａと筋違２７ｂは、ダンパ装着部２９ａを介して梁２５ａの中央付近に接続されている。
【００２０】
同様に、柱２３ｃと梁２５ｆの接合部には、筋違２７ｃが設けられており、柱２３ｄと梁２５ｆの接合部には、筋違２７ｄが設けられている。
筋違２７ｃと筋違２７ｄは、ダンパ装着部２９ｂを介して梁２５ｅの中央付近に接続されている。
【００２１】
図５に示すように、ダンパ装着部２９ａは、接合治具３１ａ、３１ｂおよび接合治具３１ａと３１ｂの間に設けられたダンパ１からなり、接合治具３１ａは梁２５ａに接合され、接合治具３１ｂは筋違２７ａおよび筋違２７ｂに接合されている。
ダンパ装着部２９ｂの構造はダンパ装着部２９ａの構造と同様であるため、説明を省略する。
【００２２】
次に、ダンパ装着部２９ａ内の、ダンパ１付近の構造について詳細に説明する。
図６は図５のダンパ１近傍の拡大図であり、図７は図６のＢ方向矢視図である。なお、図７では接合治具を点線で描いている。
図６および図７に示すように、ダンパ１の孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄには、ボルト３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄおよびワッシャ３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが設けられており、ボルト３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの一端は支持部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに接続されている。
支持部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは接合治具３１ａに固定されている。
【００２３】
即ちダンパ１は、支持部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを介して接合治具３１ａに接続されている。
【００２４】
一方、ダンパ１の孔５には、ボルト４１およびワッシャ４３が設けられており、ボルト４１の一端は接合治具３１ｂに接続されている。
ボルト４１の周囲にはワッシャ４５および筒状のスペーサ４７が設けられている。
即ちダンパ１は、スペーサ４７及びボルト４１を介して接合治具３１ｂに接続されている。
【００２５】
次に、図６、図７および図８を用いて、ダンパ装着部２９ａに設けられたダンパ１の動作について説明する。なお、図８は、ダンパ１のモデル図である。
また、ダンパ装着部２９ｂに設けられたダンパ１の動作は、ダンパ装着部２９ａに設けられたダンパ１の動作と同様であるため、説明を省略する。
【００２６】
建築物構造物２１が風や地震等で振動すると、ダンパ１は、第１の接合部３に、図６のＣ方向およびＤ方向に荷重を受ける。
ダンパ１が荷重を受けると、変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを支点に図６のＣ方向およびＤ方向に面外変形し、外力のエネルギーを吸収して、構造物に減衰力を与えて、構造物に発生する応力および変形を低減する。
【００２７】
また、図８に示すように荷重を受ける部分である第１の接合部３が、第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの中心に配置されているため、ダンパ１が受けた荷重４９は、変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに均等に分配される。
そのため、個々の変形部にかかる荷重は、支点が２点しかない従来のダンパと比べて半分となり、その分、ダンパ１の断面積を小さくし、全体を小型化することができる。
【００２８】
また、変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの断面積が、第１の接合部３および第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄより小さく、その中央部近傍で最小となるような変断面に形成されているため、ダンパ１に発生する応力をほぼ均一にすることができ、ダンパ１の局所的な破断を防止することができ、ダンパ１を小型化することができる。
【００２９】
このように、第１の実施形態によれば、ダンパ１が複数の変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄおよび第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを有し、かつ変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの断面が、第１の接合部３および第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄよりも小さく、その中央部近傍で最小となるような変断面に形成されているため、個々の変形部の応力が軽減され、また、ダンパ１全体に発生する応力をほぼ均一にすることができる。したがってダンパ１を小型化することができ、コストの低減をすることができる。
【００３０】
次に、第２の実施形態について説明する。図９は第２の実施形態に係るダンパ５１を示す平面図である。なお、第１の実施形態に係るダンパ１と同様の機能を果たす要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
【００３１】
第２の実施形態に係るダンパ５１の構成は、第１の実施形態に係るダンパ１と同様であるが、第１の実施形態に係るダンパ１が、４つの変形部（変形部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）および４つの第２の接合部（第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を有しているのに対し、第２の実施形態に係るダンパ５１は３つの変形部（変形部７ａ、７ｂ、７ｃ）および３つの第２の接合部（第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃ）を有している。
【００３２】
このように、変形部と第２の接合部の数は４つに限らず３つでもよく、あるいは、５つ以上であってもよい。
ただし、いずれの場合においても、第２の接合部同士の中心を結んで形成される多角形の図心に、第１の接合部３の中心が設けられるのが望ましい。
【００３３】
このように、第２の実施形態によれば、ダンパ５１が第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃおよび変形部７ａ、７ｂ、７ｃを有しており、かつ変形部７ａ、７ｂ、７ｃの断面積が、第１の接合部３および第２の接合部９ａ、９ｂ、９ｃよりも小さい。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、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。
【００３５】
例えば、第１の実施形態ではダンパ１を、ボルト３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを用いて支持部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３７ｄに接続し、ボルト４１を用いて接合治具３１ｂに接続しているが、溶接等の他の手段を用いて接続してもよい。
【００３６】
また、各実施形態ではダンパは１枚で構成されているが、複数枚を重ねて構成することもできる。
【００３７】
さらに、第１の実施形態では、ダンパ１を接合治具３１ａと接合治具３１ｂの間に設ける、いわゆるシアリンク型の制震装置に用いているが、筋違や方杖の剛性部材の端部に、その軸方向に変形するように用いることができる。また間柱型、壁型等の制震装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ダンパ１を示す斜視図
【図２】図１の平面図
【図３】ダンパ１における、第１の接合部３と第２の接合部の位置関係を示す図
【図４】建築構造物２１を示す図
【図５】図４におけるダンパ装着部２９ａの拡大図
【図６】図５のダンパ１近傍の拡大図
【図７】図６のＢ方向矢視図
【図８】ダンパ１のモデル図
【図９】ダンパ５１を示す平面図
【図１０】ダンパ７１のモデル図
【符号の説明】
【００３９】
１…………ダンパ
３…………第１の接合部
５…………孔
７ａ………変形部
９ａ………第２の接合部
１１ａ……孔
１３………四角形
１５………図心
２３ａ……柱
２５ａ……梁
２７ａ……筋違
２９ａ……ダンパ装着部
３１………接合治具
３５ａ……支持部
３７ａ……ボルト
３９ａ……ワッシャ
４１………ボルト
４３………ワッシャ
４５………ワッシャ
４７………スペーサ
５１………ダンパ
７１………ダンパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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