(57)【要約】 【課題】  簡単な目視によって制震ブレースの変形を把握するとともに、安価に設置し且つ維持することを目的としている。【解決手段】  筒状の外側部７と外側部７内に挿通され振動エネルギーを吸収する内側部８とを備える制震ダンパー４の変位を測定する変位センサー９において、外側部７に取り付けられた板状の粘弾性体部材１８と、制震ダンパー４の軸方向に向けて内側部８に固定され粘弾性体部材１８を貫通する両刃の刃部材１９とが備えられている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外側部と該外側部内に挿通され振動エネルギーを吸収する内側部とを備える制震ダンパーの変位を測定する変位センサーにおいて、
前記外側部に取り付けられた板状の粘弾性体部材と、前記制震ダンパーの軸方向に向けて前記内側部に固定され該粘弾性体部材を貫通する両刃の刃部材とが備えられていることを特徴とする変位センサー。
【請求項２】
筒状の外側部と、該外側部内に挿通され振動エネルギーを吸収する内側部と、前記内側部の変位を測定する変位センサーとを備える制震ダンパーにおいて、
前記変位センサーには、前記外側部に取り付けられた板状の粘弾性体部材と、前記制震ダンパーの軸方向に向けて前記内側部に固定され該粘弾性体部材を貫通する両刃の刃部材とが備えられていることを特徴とする制震ダンパー。
【請求項３】
隣り合う柱と、該柱の間に架設されて上下で対向する梁とからなる架構フレームを制震補強する制震構造において、
前記架構フレーム内には、斜めに延在する請求項２記載の制震ダンパーが配置されていることを特徴とする制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震ダンパーの最大変位量を測定する変位センサーと、この変位センサーが備えられている制震ダンパーと、この制震ダンパーが備えられている制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物に設置される制震ダンパーの変位を測定する変位センサーは、制震ダンパーの維持管理および地震時の建物の揺れを把握する上で有用である。従来、変位センサーには、電気抵抗体や炭素系繊維束が受けた変形による電気抵抗の変化率を、検出器をつなげて測定することにより、最大変位量を測定するものが提供されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１５３６０３号公報  （第４−７頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−３０３５０４号公報  （第３−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の変位センサーでは、検出器によって最大変位量を検出するため、簡単な目視によって制震ブレースの変形を把握することができないという問題が存在する。また、上記した従来の変位センサーは、高価であって初期の設置費が高く、また維持費も相当かかるため、経済性の観点から十分な数の変位センサーを取り付けることは困難であるという問題が存在する。
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、簡単な目視によって制震ブレースの変形を把握することができるとともに、安価に設置し且つ維持することできる変位センサー、制震ダンパー及び制震構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、筒状の外側部と該外側部内に挿通され振動エネルギーを吸収する内側部とを備える制震ダンパーの変位を測定する変位センサーにおいて、前記外側部に取り付けられた板状の粘弾性体部材と、前記制震ダンパーの軸方向に向けて前記内側部に固定され該粘弾性体部材を貫通する両刃の刃部材とが備えられていることを特徴とする変位センサーことを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、筒状の外側部と、該外側部内に挿通され振動エネルギーを吸収する内側部と、前記内側部の変位を測定する変位センサーとを備える制震ダンパーにおいて、前記変位センサーには、前記外側部に取り付けられた板状の粘弾性体部材と、前記制震ダンパーの軸方向に向けて前記内側部に固定され該粘弾性体部材を貫通する両刃の刃部材とが備えられていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、隣り合う柱と、該柱の間に架設されて上下で対向する梁とからなる架構フレームを制震補強する制震構造において、前記架構フレーム内には、斜めに延在する請求項２記載の制震ダンパーが配置されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、地震などによって建物の層間変形が生じ、このときの振動エネルギーを内側部が吸収して内側部に変形が生じた場合、これに伴って刃部材は粘弾性体部材を切り裂きつつ移動し、粘弾性体部材には切れ目が形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る変位センサー、制震ダンパー及び制震構造によれば、筒状の外側部と外側部内に挿通され振動エネルギーを吸収する内側部とを備える制震ダンパーの変位を測定する変位センサーには、外側部に取り付けられた板状の粘弾性体部材と、制震ダンパーの軸方向に向けて内側部に固定され粘弾性体部材を貫通する両刃の刃部材とが備えられているため、内側部が振動エネルギーを吸収して変形した場合、これに伴って刃部材は粘弾性体部材を切り裂きつつ移動し、粘弾性体部材には切れ目が形成され、この切れ目の長さを目視により確認することで、制震ダンパーの最大変位量を測定することができる。また、この変位センサーは簡単な構成からなるため、安価に設置することができるとともに、地震などにより粘弾性体部材に切れ目が形成された場合に粘弾性体部材だけ取り替えればよいため、安価な維持費でメンテナンスすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る変位センサー、制震ダンパー及び制震構造の第１、第２の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１に示すように、構造物には、隣り合う柱１と、柱１の間に架設され上下で対向する梁２とからなる架構フレーム３が形成されている。架構フレーム３の内側には、斜めに延在する２本の制震ダンパー４がハ字状に配置されている。架構フレーム３の上枠を形成する梁２の中央部には、第１のガセットプレート５が垂設されており、架構フレーム３の下枠を形成する梁２の両端部と柱１との入隅には第２のガセットプレート６が設けられている。第１のガセットプレート５と第２のガセットプレート６との間には粘弾性系の制震ダンパー４がそれぞれ介装されている。
【００１３】
図２は制震ダンパー４の断面図である。図１、図２に示すように、制震ダンパー４は、筒状の外側部７と、外側部７内に挿通された内側部８と、内側部８の変位を測定する変位センサー９とから構成されている。外側部７は、対向する二つの溝形鋼１０のフランジ１０ａ同士がカバープレート（鋼板）１１を介して締結ボルト１２によってそれぞれ接合され、内部に断面視矩形状の閉鎖空間１３が形成されているものである。
【００１４】
内側部８は、外側部７の上端から間隔をあけて外側部７内に挿入された板状の複数（図では３枚）の第１の芯部材１４と、外側部７の下端から間隔をあけて外側部７内に挿入された板状の複数（図では２枚）の第２の芯部材１５と、外側部７内（閉鎖空間１３）に充填されたダンパー粘弾性体１６とから構成されている。
【００１５】
第１の芯部材１４と第２の芯部材１５とは外側部７の上下端から閉鎖空間１３に互い違いにそれぞれ挿入されており、第１の芯部材１４と第２の芯部材１５との隙間及び溝形鋼１０と第１の芯部材１４との隙間にはダンパー粘弾性体１６がそれぞれ充填されている。外側部７の上端より突出された第１の芯部材１４の上端は第１のガセットプレート５に高力ボルトによって摩擦接合されており、外側部７の下端より突出された第２の芯部材１５の下端は第２のガセットプレート６に高力ボルトによって摩擦接合されている。
【００１６】
また、外側部７を形成する一方のカバープレート１１には、制震ダンパー４の軸方向に延在する長孔１７が形成されており、長孔１７は第２の芯部材１５の側面に対向する位置に形成されている。
【００１７】
図３は変位センサー９の断面図であり、図４は変位センサー９の上視図である。図２、図３、図４に示すように、変位センサー９は、外側部７に取り付けられた板状の粘弾性体部材１８と、内側部８に固定された刃部材１９とから構成されている。
【００１８】
粘弾性体部材１８は、カバープレート１１の長孔１７の外側に配置され、長孔１７は粘弾性体部材１８で塞がれている。粘弾性体部材１８は、長孔１７の周りのカバープレート１１に取り付けられる枠２１と、枠２１の内側に形成されているセンサー粘弾性体２２とから構成されている。枠２１は四隅をネジ２０によって固定されており、カバープレート１１の長孔１７に対向する内枠が形成されている。長孔１７に対向するセンサー粘弾性体２２はダンパー粘弾性体１６と同じ材質の粘弾性体から形成されており、長さ１５０ｍｍ〜２００ｍｍ、幅３０ｍｍ〜４０ｍｍ、厚さ５ｍｍ〜１０ｍｍ程度のシート状の小片からなっている。
【００１９】
刃部材１９は上視形状が菱形の両刃状に形成されており、刃部材１９の両方の刃１９ａは制震ダンパー４の軸方向にそれぞれ向けられている。刃部材１９は第２の芯部材１５の側面に立設されており、刃部材１９の中間部はセンサー粘弾性体２２の中央部を貫通し、刃部材１９の上端部はセンサー粘弾性体２２から突出されている。
【００２０】
次に、上記した構成からなる変位センサー９、制震ダンパー４及び制震構造の施工方法について説明する。
【００２１】
まず、図２、図３、図４に示すように、予め変位センサー９を制震ダンパー４に取り付ける工程を行う。制震ダンパー４の中間部のカバープレート１１に制震ダンパー４の軸方向に延在する長孔１７をあけ、第２の芯部材１５の側面を露出させる。そして、長孔１７に対向して露出する第２の芯部材１５側面の中央部に両刃の刃部材１９を接合して立設する。刃部材１９は両方の刃１９ａを制震ダンパー４の軸方向にそれぞれ向けて配置し、刃部材１９の上端部は長孔１７から外側に突出させる。次に、長孔１７に粘弾性体部材１８を被せて、枠２１の内側に形成されたセンサー粘弾性体２２に刃部材１９を貫通させ、枠２１の四隅をカバープレート１１にネジ２０で固定する。このとき、センサー粘弾性体２２の中央部に刃部材１９を貫通させるための孔や切れ目を予め形成しておき、この切れ目に刃部材１９を挿通させる。
【００２２】
次に、図１に示すように、制震ダンパー４を架構フレーム３内に設置する工程を行う。このとき、予め架構フレーム３の上枠を形成する梁２の中央部に、第１のガセットプレート５を垂設させるとともに、架構フレーム３の下枠を形成する梁２の両端部と柱１との入隅に第２のガセットプレート６を設けておく。そして、上方中央の第１のガセットプレート５と下方両側の第２のガセットプレート６との間に制震ダンパー４をそれぞれ配置する。そして、制震ダンパー４の上端である第１の芯部材１４の上端を高力ボルトによって第１のガセットプレート５に摩擦接合するとともに、制震ダンパー４の下端である第２の芯部材１５の下端を高力ボルトによって第２のガセットプレート６に摩擦接合する。
【００２３】
上記した構成からなる変位センサー９、制震ダンパー４及び制震構造によれば、変位センサー９には、外側部７に取り付けられた粘弾性体部材１８と、制震ダンパー４の軸方向に向けて内側部８に固定され粘弾性体部材１８のセンサー粘弾性体２２を貫通する両刃の刃部材１９とが備えられているため、内側部８が変形した場合、第１の芯部材１４と第２の芯部材１５との間に介在されたダンパー粘弾性体１６が粘性抵抗によって振動エネルギーを吸収し、刃部材１９はセンサー粘弾性体２２を切り裂きつつ移動し、センサー粘弾性体２２には切れ目が形成される。この切れ目の長さを目視により確認することで、制震ダンパー４の最大変位量を測定することができる。
【００２４】
また、この変位センサー９は簡単な構成からなるため、安価に設置することができるとともに、地震などによりセンサー粘弾性体２２に切れ目が形成された場合に粘弾性体部材１８だけ取り替えればよいため、安価な維持費でメンテナンスすることができる。
【００２５】
また、センサー粘弾性体２２はダンパー粘弾性体１６と同じ材質の粘弾性体から形成されているため、火災などによって制震ダンパー４が高温状態に晒された場合に、ダンパー粘弾性体１６が溶け出しや物性変化などの損傷が生じるときには、同じようにセンサー粘弾性体２２も損傷する。これによって、熱によるセンサー粘弾性体２２の溶け出しや物性の変化などの損傷具合を確認することで、外側部７に囲まれ外部から確認することができないダンパー粘弾性体１６の損傷具合を目視により確認することができ、サーマルセンサの機能を併せ持つ変位センサー９を提供することができる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００２７】
図５、図６に示すように、第１の実施の形態と同様の構成からなる図示せぬ架構フレームには鋼材系の制震ダンパー１００が設置されている。制震ダンパー１００は、筒状の外側部１０１と、外側部１０１内に挿通された板状の内側部１０２とを備えた構成からなっている。内側部１０２は低降伏点鋼によって形成されており、その降伏応力度は、通常の鋼材以下のものとなっている。内側部１０２は、内側部１０２は中央部１０２ａが両端部１０２ｂより幅が狭まった形状のものであり、内側部１０２の両端部１０２ｂには軸方向に延在するリブプレート１０３が直角にそれぞれ溶接されている。
【００２８】
外側部１０１は、外側のウェブ面が対向するように二つの溝形鋼１０４が間隔をあけて配置され、対向する二つの溝形鋼１０４のフランジ１０４ａ同士がカバープレート（鋼板）１０５を介して締結ボルト１１５によってそれぞれ接合されている。二つの溝形鋼１０４の間には断面視矩形状の閉鎖空間１０６が形成されている。これら溝形鋼１０４および締結ボルト１１５は、内側部１０２に比較して降伏応力度の大きい鋼材により形成されている。二つの溝形鋼１０４の中間部には、軸方向と直交する方向に延在する複数のリブプレート１０７が間隔をあけてそれぞれ溶接されており、間隔をあけて配置された複数のリブプレート１０７の間には軸方向に延在するリブプレート１０８がそれぞれ溶接されている。
【００２９】
また、一方の溝形鋼１０４のウェブ１０４ｂには、内側部１０２の変位を測定する変位センサー１０９が取り付けられている。変位センサー１０９は、外側部１０１に取り付けられた板状の粘弾性体部材１１０と、内側部１０２に立設された両刃の刃部材１１１とから構成されている。粘弾性体部材１１０は、一方の溝形鋼１０４のウェブ１０４ｂに形成された長孔１１２の外側に配置されており、長孔１１２は粘弾性体部材１１０で塞がれている。粘弾性体部材１１０は、カバープレート１０５にネジ固定される枠１１３と、枠１１３の内側に形成されているセンサー粘弾性体１１４とから構成されている。刃部材１１１はセンサー粘弾性体１１４の中央部を貫通し、刃部材１１１の上端部はセンサー粘弾性体１１４から突出されている。
【００３０】
上記した構成からなる変位センサー１０９、制震ダンパー１００及び制震構造によれば、低降伏点鋼の内側部１０２が変形した場合、振動エネルギーが吸収され、これに伴って刃部材１１１はセンサー粘弾性体１１４を切り裂きつつ移動し、センサー粘弾性体１１４には切れ目が形成される。この切れ目の長さを目視により確認することで、制震ダンパー１００の最大変位量を測定することができる。
【００３１】
以上、本発明に係る変位センサー９、１０９、制震ダンパー４、１００及び制震構造の第１、第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記した第１、第２の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第１の実施の形態では、変位センサー９をカバープレート１１に設けており、第２の芯部材１５の側面に刃部材１９を固定しているが、本発明は、刃部材１９を第１の芯部材１４の側面に固定してもよく、また、粘弾性系の制震ダンパー４の場合でも第２の実施の形態と同様に変位センサー９を溝形鋼１０のウェブに設けて、刃部材１９を溝形鋼１０のウェブに対向する面に固定してもよく、さらに、鋼材系の制震ダンパー１００の場合でも第１の実施の形態と同様に変位センサー９をカバープレート１１に設けてもよい。
【００３２】
また、上記した第１の実施の形態では、センサー粘弾性体２２はダンパー粘弾性体１６と同じ材質の粘弾性体から形成されているが、本発明は、センサー粘弾性体２２をダンパー粘弾性体１６が損傷する温度以下の温度で損傷する性質の粘弾性体から形成してもよい。これによって、ダンパー粘弾性体１６が損傷する前に温度を検知することができ、制震ダンパー４に与える悪影響を抑止することができる。また、上記した第１、第２の実施の形態では、センサー粘弾性体２２、１１４は１種類の粘弾性体から形成されているが、温度特性が異なる複数種類の粘弾性体を組み合わせて形成してもよい。これによって、制震ダンパー４、１００の周りの温度を段階的に把握することができる。
【００３３】
また、上記した第１、第２の実施の形態では、枠２１、１１３はネジ固定されているが、本発明は、溶接によって固定してもよく、接着剤を介在して接着してもよく、そのほか嵌め込み式に取り付けてもよい。また、上記した第１の実施の形態では、センサー粘弾性体２２は長さ１５０ｍｍ〜２００ｍｍ、幅３０ｍｍ〜４０ｍｍ、厚さ５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に形成されているが、本発明は、予想される最大変位量に応じてセンサー粘弾性体２２の長さを適宜変更してもよく、内側部が変形した際のセンサー粘弾性体２２に形成される切れ目の制震ダンパー４の軸方向に対するずれや刃部材１９の太さ等を考慮してセンサー粘弾性体２２の幅を変更してもよく、耐久性を考慮してセンサー粘弾性体２２の厚さを変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための制震構造の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明するための制震ダンパーの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を説明するための変位センサーの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を説明するための変位センサーの平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  柱
２  梁
３  架構フレーム
４、１００  制震ダンパー
７、１０１  外側部
８、１０２  内側部
９、１０９  変位センサー
１８、１１０  粘弾性体部材
１９、１１１  刃部材
【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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