(57)【要約】【課題】タワークレーンのマストと構造物とを連結している制震機構付きステーが地震発生時にジョイント部で予期しない方向に折れ曲る虞がないため、制震機構付きステーとしての信頼度が高く、しかも、低コストで実施できるようにしたタワークレーンのマスト水平支持装置を提供する。【解決手段】タワークレーン２のマスト３と構造物１とを連結するステー８の一部、例えば、ステー材８ａ，８ｂ同士を連結するスプライスプレート１０、ステー枠７とステー材８ａのジョイントピン１１、ステー枠７とステー材８ａのジョイントピン挿入部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いて制震機構Ａを構成する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タワークレーンのマストと構造物とを連結するステーの一部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いて制震機構を構成したことを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、ステー枠とステー材のジョイントピンとして、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属製のジョイントピンを用いることによって構成されていることを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【請求項３】
請求項１に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、ステー枠とステー材のジョイントピン挿入部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いることによって構成されていることを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【請求項４】
請求項１に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、Ｈ型鋼製のステー材同士をボルト連結するためのスプライスプレートとして、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属製のスプライスプレートを用いることによって構成されていることを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【請求項５】
請求項３に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、ステー枠とステー材の一方に連設され且つジョイントピン挿入孔が形成された鋼製の内側板部と、他方に連設され且つ前記内側板部を挟持する一対の鋼製の挟持板部を有する外側板部とを設け、両挟持板部には、ジョイントピンよりも大径の貫通孔を同芯状に形成し、両貫通孔には、中央にジョイントピン挿入孔が形成された円板状の超塑性金属製プレートを嵌入し、これらの超塑性金属製プレートに形成したジョイントピン挿入孔と内側板部に形成したジョイントピン挿入孔とにわたってジョイントピンを挿入し、当該ジョイントピンの両端を両挟持板部に前記貫通孔より大径の座金を介して固定することによって構成されていることを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【請求項６】
請求項３に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、ステー枠とステー材の一方に連設され且つジョイントピンより大径の貫通孔が形成された鋼製の内側板部と、他方に連設され且つ前記内側板部を挟持する一対の鋼製の挟持板部を有する外側板部とを設け、内側板部の前記貫通孔には、中央にジョイントピン挿入孔が形成された円板状の超塑性金属製プレートを嵌入し、当該ジョイントピン挿入孔と両挟持板部に形成したジョイントピン挿入孔とにわたってジョイントピンを挿入し、当該ジョイントピンの両端を両挟持板部に固定することによって構成されていることを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、円板状の超塑性金属製プレートが複数枚積層された状態に嵌入されていることを特徴とするタワークレーンのマスト水平支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タワークレーンのマストと構造物とを制震機構付きステーを介して連結するタワークレーンのマスト水平支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高層及び超高層ビルの建設に用いられるタワークレーンにおいては、所定の高さ毎に、タワークレーンのマストを構造物（ビル）にステー（壁つなぎ）で固定し、地震又は強風時にタワークレーンが倒壊しないように配慮されている。しかし、マストが構造物に剛に連結されていると、大地震が発生した場合、ステーが破壊されてマストの水平支持が無くなることにより、タワークレーンが倒壊したり、ステーによる連結部から上方のマストに過大な力が加わることにより、マストが折れて、タワークレーン上部が倒壊する可能性がある。殊に、外部設置型のタワークレーンでは、倒壊による周辺への影響が大きいため、大災害に繋がる可能性が大である。
【０００３】
そのため、特許文献１〜３に見られるように、タワークレーンのマストと構造物とを制震機構付きステーを介して連結する様々なタワークレーンのマスト水平支持装置が提案されている。しかし、これらのマスト水平支持装置では、何れも、制震機構としてオイルダンパーが用いられており、ステーがステー材（多くの場合、Ｈ型鋼が使用されている。）とオイルダンパーを連結した構造となっている。そのため、ステーのジョイント部が多く、地震発生時にステーがジョイント部で予期しない方向に折れ曲る可能性があり、制震機構付きステーとしての信頼度が低いという問題点がある。また、オイルダンパーの使用によりコストが高く付くという問題点もある。
【０００４】
ところで、免震・制震構造の高層・超高層ビルにおいては、積層ゴムよりも経時劣化の問題が少なく、長期間の耐用を満たすことが可能で、オイルダンパーのような定期的メンテナンスも不要であり、コスト面でも有利であるところから、免震・制震装置として、鉛や極低降伏点鋼などの超塑性金属が使用されることがある。また、近年、特許文献４に見られるように、鉛や極低降伏点鋼よりも変形性能やエネルギー吸収能力が高い制震用Ｚｎ−Ａｌ合金が開発され、鉛ダンパーや極低降伏点鋼制震ブレースの代替としての利用が期待されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５８９７５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９９６８０号公報
【特許文献３】特開２００５−１８７１８５号公報
【特許文献４】特許第３６７４８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に着目して成されたものであって、タワークレーンのマストと構造物とを連結している制震機構付きステーが地震発生時にジョイント部で予期しない方向に折れ曲る虞がないため、制震機構付きステーとしての信頼度が高く、しかも、低コストで実施できるようにしたタワークレーンのマスト水平支持装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、タワークレーンのマストと構造物とを連結するステーの一部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いて制震機構を構成した点に特徴がある（請求項１）。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記制震機構が、ステー枠とステー材のジョイントピンとして、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属製のジョイントピンを用いることによって構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記制震機構が、ステー枠とステー材のジョイントピン挿入部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いることによって構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記制震機構が、Ｈ型鋼製のステー材同士をボルト連結するためのスプライスプレートとして、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属製のスプライスプレートを用いることによって構成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、ステー枠とステー材の一方に連設され且つジョイントピン挿入孔が形成された鋼製の内側板部と、他方に連設され且つ前記内側板部を挟持する一対の鋼製の挟持板部を有する外側板部とを設け、両挟持板部には、ジョイントピン挿入孔よりも大径の貫通孔を同芯状に形成し、両貫通孔には、中央にジョイントピン挿入孔が形成された円板状の超塑性金属製プレートを嵌入し、これらの超塑性金属製プレートに形成したジョイントピン挿入孔と内側板部に形成したジョイントピン挿入孔とにわたってジョイントピンを挿入し、当該ジョイントピンの両端を両挟持板部に前記貫通孔より大径の座金を介して固定することによって構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、前記制震機構が、ステー枠とステー材の一方に連設され且つジョイントピン挿入孔より大径の貫通孔が形成された鋼製の内側板部と、他方に連設され且つ前記内側板部を挟持する一対の鋼製の挟持板部を有する外側板部とを設け、内側板部の前記貫通孔には、中央にジョイントピン挿入孔が形成された円板状の超塑性金属製プレートを嵌入し、当該ジョイントピン挿入孔と両挟持板部に形成したジョイントピン挿入孔とにわたってジョイントピンを挿入し、当該ジョイントピンの両端を両挟持板部に固定することによって構成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のタワークレーンのマスト水平支持装置であって、円板状の超塑性金属製プレートが複数枚積層された状態に嵌入されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、タワークレーンのマストと構造物とを連結するステーの一部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いて制震機構を構成したので、オイルダンパーとステー材とを連結した制震機構付きステーよりもジョイント部が少なくて済み、地震発生時にジョイント部で予期しない方向に折れ曲る虞がないため、制震機構付きステーとしての信頼度が高い。しかも、積層ゴムよりも経時劣化の問題が少なく、長期間の耐用を満たすことが可能で、オイルダンパーのような定期的メンテナンスも不要であり、低コストで実施できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記制震機構が、ステー枠とステー材のジョイントピンとして、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属製のジョイントピンを用いることによって構成されているので、ジョイントピンの材料を変えるだけで済み、低コストで実施できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記制震機構が、ステー枠とステー材のジョイントピン挿入部に、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属を用いることによって構成されているので、ジョイントピン挿入部の材料を変えるだけで済み、低コストで実施できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、制震機構が、Ｈ型鋼製のステー材同士をボルト連結するためのスプライスプレートとして、鉛、極低降伏点鋼、制震用Ｚｎ−Ａｌ合金等の超塑性金属製のスプライスプレートを用いることによって構成されているので、制震機構が、ステー長さを調節するためにステーの長手方向中間部に設けられることのあるＨ型鋼製のステー材同士のジョイント部と同じ構造となり、特殊な構造のジョイント部が不要で、低コストで実施できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、地震時には、内側板部と外側板部の両挟持板部とがジョイントピンの軸芯と直角な平面内で相対移動することによって、円板状の超塑性金属製プレートがジョイントピンにより貫通孔の範囲内で面内方向に塑性変形させられて、地震エネルギーを吸収することになり、制震性能が発揮される。
【００１９】
しかも、貫通孔より大径の座金が貫通孔の外側を蓋状に覆っており、円板状の超塑性金属製プレートをジョイントピン軸芯方向外方へ移動しないように拘束している。また、内側板部が貫通孔の内側を蓋状に覆っており、円板状の超塑性金属製プレートを逆方向へ移動しないように拘束している。従って、円板状の超塑性金属製プレートが貫通孔から面外方向にはみ出るのを防止でき、安定した制震性能が発揮されることになる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、地震時には、内側板部と外側板部の両挟持板部とがジョイントピンの軸芯と直角な平面内で相対移動することによって、円板状の超塑性金属製プレートがジョイントピンにより貫通孔の範囲内で面内方向に塑性変形させられて、地震エネルギーを吸収することになり、制震性能が発揮される。
【００２１】
しかも、円板状の超塑性金属製プレートが嵌入された貫通孔の両側を外側板部の両挟持板部が蓋状に覆っており、円板状の超塑性金属製プレートをジョイントピン軸芯方向へ移動しないように拘束している。従って、円板状の超塑性金属製プレートが貫通孔から面外方向にはみ出るのを防止でき、安定した制震性能が発揮されることになり、請求項５に記載のような大径の座金は不要である。
【００２２】
また、請求項５、６に記載の発明によれば、何れも、円板状の超塑性金属製プレートを用いているため、超塑性金属でジョイントピンを製造する場合よりも製造が容易であり、一層の低コスト化が可能である。
【００２３】
殊に、請求項７に記載の発明によれば、板厚の薄い円板状の超塑性金属製プレートを作製しておき、これを必要枚数積層して、貫通孔に嵌入することで、必要なエネルギー吸収能力を持つ制震機構を構成できるので、製造が一層容易であり、一層の低コスト化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１〜図５は、本発明の第一の実施形態を示す。１は、高層ビル、超高層ビル等の構造物、２は外部設置型のタワークレーンであり、マスト３、クレーン４等によって構成されている。５は、タワークレーン２のマスト３と構造物１とを制震機構付きステーを介して連結するマスト水平支持装置である。
【００２５】
前記マスト水平支持装置５は、構造物１に取り付けられた仮設のステー枠６と、タワークレーン２のマスト３に当該マスト３を取り囲む状態に着脱自在に取り付けられたステー枠７と、両ステー枠６，７にわたって連結された制震機構Ａ付きステー８とで構成されており、ステー８は、互いにボルト連結されたＨ型鋼製のステー材８ａ，８ｂと、一方のステー材８ｂの端部に直線的に固着された長さ調節用のターンバックル９とを備えている。
【００２６】
前記制震機構Ａは、ステー８の一部に超塑性金属（超塑性金属としては、鉛や極低降伏点鋼であってもよいが、それらよりもエネルギー吸収能力や変形能力の高い制震用Ｚｎ−Ａｌ合金、例えば特許文献４に記載の特許第３６７４８９７号に係る制震用Ｚｎ−Ａｌ合金を採用することが望ましい。以下の各実施形態においても同様である。）を用いることによって構成されている。
【００２７】
具体的には、図４、図５に示すように、Ｈ型鋼製のステー材８ａ，８ｂ同士をボルト・ナット９で連結するためのスプライスプレートとして、超塑性金属製のスプライスプレート１０を用いることによって構成されている。ステー材８ａ，８ｂの連結部側の端部は、互いに適当な隙間をあけた状態に対向しており、上フランジの両面、下フランジの両面、ウエブの両面を、夫々、スプライスプレート１０で挟持し、ボルト・ナット９で締め付けて連結されている。
【００２８】
上記の構成によれば、タワークレーン２のマスト３と構造物１とを連結するステー８の一部に、超塑性金属を用いて制震機構Ａを構成したので、オイルダンパーとステー材とを連結した制震機構付きステーよりもジョイント部が少なくて済み、地震発生時にジョイント部で予期しない方向に折れ曲る虞がないため、制震機構付きステー８としての信頼度が高く、また、積層ゴムよりも経時劣化の問題が少なく、長期間の耐用を満たすことが可能で、オイルダンパーのような定期的メンテナンスも不要であり、低コストで実施できる。
【００２９】
殊に、Ｈ型鋼製のステー材８ａ，８ｂ同士をボルト連結するためのスプライスプレート１０の材料を超塑性金属としただけの制震機構Ａであるから、制震機構Ａが、ステー長さを調節するためにステーの長手方向中間部に設けられることのあるＨ型鋼製ステー材同士のジョイント部と同じ構造となり、特殊な構造のジョイント部が不要で、製造が容易であり、低コストで実施できる。
【００３０】
図６〜図８は、本発明の第二の実施形態を示す。この実施形態は、何れか一方のステー枠とステー材とのジョイントピン（図示の例では、ステー枠７とステー材８ａとのジョイントピン）として、超塑性金属製のジョイントピン１１を用いて、前記制震機構Ａを構成した点に特徴がある。
【００３１】
上記の構成によれば、ジョイントピン１１の材料を変えるだけで、制震機構Ａ付きステー８を構成することができ、低コストで実施できる。１２は抜止め用の座金、１３は止めねじであり、ジョイントピン１１の端部にねじ込まれている。その他の構成は、先の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３２】
図９、図１０は、本発明の第三の実施形態を示す。この実施形態は、何れか一方のステー枠とステー材のジョイントピン挿入部（図示の例では、ステー枠７のジョイントピン挿入部）に超塑性金属を用いて制震機構Ａを構成した点に特徴がある。
【００３３】
具体的には、前記制震機構Ａが、ステー枠７とステー材８ａの一方（図示の例では、ステー材８ａ）に連設され且つジョイントピン挿入孔ａが形成された鋼製の内側板部１４と、他方（図示の例では、ステー枠７）に連設され且つ前記内側板部１４を上下方向から挟持する一対の鋼製の挟持板部１５ａ，１５ｂを有する外側板部１５とを設け、両挟持板部
１５ａ，１５ｂには、ジョイントピン挿入孔ａよりも大径の貫通孔ｂ，ｃを同芯状に形成し、両貫通孔ｂ，ｃには、中央にジョイントピン挿入孔ｄが形成された円板状の超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂを嵌入し、これらの超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂに形成したジョイントピン挿入孔ｄと内側板部１４に形成したジョイントピン挿入孔ａとにわたって鋼製のジョイントピン１１を挿入し、当該ジョイントピン１１の両端を両挟持板部１５ａ，１５ｂに前記貫通孔ｂ，ｃより大径の鋼製の座金１７ａ，１７ｂを介して固定することによって構成されている。その他の構成は、図６〜図８の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３４】
上記の構成によれば、地震時には、内側板部１４と外側板部１５の両挟持板部１５ａ，１５ｂとがジョイントピン１１の軸芯と直角な平面内で相対移動することによって、円板状の超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂがジョイントピン１１により貫通孔ｂ，ｃの範囲内で面内方向に塑性変形させられて、地震エネルギーを吸収することになり、制震性能が発揮される。
【００３５】
しかも、貫通孔ｂ，ｃより大径の座金１７ａ，１７ｂが貫通孔ｂ，ｃの外側を蓋状に覆っており、円板状の超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂをジョイントピン軸芯方向外方へ移動しないように拘束している。また、内側板部１４が貫通孔ｂ，ｃの内側を蓋状に覆っており、円板状の超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂを逆方向へ移動しないように拘束している。従って、円板状の超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂが貫通孔ｂ，ｃから面外方向にはみ出るのを防止でき、安定した制震性能が発揮されることになる。
【００３６】
尚、各超塑性金属製プレート１６ａ，１６ｂとしては、板厚の厚い一枚物であってもよいが、この実施形態では、製造を容易にして一層の低コスト化を可能とするために、板厚の薄い円板状の超塑性金属製プレートを作製しておき、これを必要枚数積層して、貫通孔ｂ，ｃに嵌入することによって、必要なエネルギー吸収能力を持つ制震機構Ａを構成している。
【００３７】
図１１、図１２は、本発明の第四の実施形態を示す。この実施形態は、ステー枠７とステー材８ａの一方（図示の例では、ステー材８ａ）に連設され且つジョイントピン挿入孔ｅ，ｆより大径の貫通孔ｇが形成された鋼製の内側板部１４と、他方（図示の例では、ステー枠７）に連設され且つ前記内側板部１４を挟持する一対の鋼製の挟持板部１５ａ，１５ｂを有する外側板部１５とを設け、内側板部１４の前記貫通孔ｅには、中央にジョイントピン挿入孔ｄが形成された円板状の超塑性金属製プレート１６を嵌入し、当該ジョイントピン挿入孔ｄと両挟持板部１５ａ，１５ｂに形成したジョイントピン挿入孔ｅ，ｆとにわたって鋼製のジョイントピン１１を挿入し、当該ジョイントピン１１の両端を両挟持板部１５ａ，１５ｂに固定することによって前記制震機構Ａを構成した点に特徴がある。その他の構成は、図９、図１０の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３８】
上記の構成によれば、地震時には、内側板部１２と外側板部１３の両挟持板部１３ａ，１３ｂとがジョイントピン１１の軸芯と直角な平面内で相対移動することによって、円板状の超塑性金属製プレート１４がジョイントピン１１により貫通孔ｇの範囲内で面内方向に塑性変形させられて、地震エネルギーを吸収することになり、制震性能が発揮される。
【００３９】
しかも、円板状の超塑性金属製プレート１４が嵌入された貫通孔ｇの両側を外側板部１３の両挟持板部１３ａ，１３ｂが蓋状に覆っており、円板状の超塑性金属製プレート１４をジョイントピン軸芯方向へ移動しないように拘束している。従って、円板状の超塑性金属製プレート１４が貫通孔ｇから面外方向にはみ出るのを防止でき、安定した制震性能が発揮されることになり、図９で示したような大径の座金１５ａ，１５ｂが不要である。
【００４０】
尚、超塑性金属製プレート１４としては、板厚の厚い一枚物であってもよいが、この実施形態では、製造を容易にして一層の低コスト化を可能とするために、板厚の薄い円板状の超塑性金属製プレートを作製しておき、これを必要枚数積層して、貫通孔ｇに嵌入することによって、必要なエネルギー吸収能力を持つ制震機構Ａを構成している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るタワークレーンのマスト水平支持装置を示す全体の概略側面図である。
【図２】要部の平面図である。
【図３】要部の側面図である。
【図４】制震機構の斜視図である。
【図５】制震機構の横断平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す要部の平面図である。
【図７】要部の側面図である。
【図８】制震機構の縦断側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す制震機構の縦断側面図である。
【図１０】図９に示す制震機構の一部切欠き平面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す制震機構の縦断側面図である。
【図１２】図１１に示す制震機構の一部切欠き平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    建造物
２    タワークレーン
３    マスト
４    クレーン
５    マスト水平支持装置
６，７    ステー枠
８    ステー
８ａ，８ｂ    ステー材
１０    スプライスプレート
１１    ジョイントピン
１４    内側板部
１５    外側板部
１５ａ，１５ｂ    挟持板部
１６，１６ａ，１６ｂ    円板状の超塑性金属製プレート
１７ａ，１７ｂ    座金
Ａ    制震機構
【図１】
2008127137.tif 000003
【図２】
2008127137.tif 000004
【図３】
2008127137.tif 000005
【図４】
2008127137.tif 000006
【図５】
2008127137.tif 000007
【図６】
2008127137.tif 000008
【図７】
2008127137.tif 000009
【図８】
2008127137.tif 000010
【図９】
2008127137.tif 000011
【図１０】
2008127137.tif 000012
【図１１】
2008127137.tif 000013
【図１２】
2008127137.tif 000014