(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の両端に配置される一対の履歴型ダンパ部と、
一対の前記履歴型ダンパ部を繋ぐ中間部と、を備え、
各々の前記履歴型ダンパ部は、
軸方向に作用する引張り力と圧縮力からなる交番軸力に対向する、一端が前記中間部に連結される芯材と、
前記芯材の周囲に設けられて前記芯材の座屈を拘束する第１の補剛部材と、
各々の履歴型ダンパ部の芯材であって、交番軸力の載荷に伴って前記第１の補剛部材の開放端部から外部に露出する第１の領域に設けられる第２の補剛部材と、を備え、
前記芯材は、４つの突出板が直交する十字状の横断面をなし、
前記第２の補剛部材は、前記芯材の軸線回りの方向に隣接する各突出板間に設けられるリブであることを特徴とする履歴型ダンパ構造体。
【請求項２】
前記第２の補剛部材は、
前記第１の領域に加えて、定常状態において前記開放端部から外部に露出している第２の領域にかけて設けられる、
請求項１に記載の履歴型ダンパ構造体。
【請求項３】
前記第１の補剛部材の開放端部に、前記軸線方向に直交する向きに補剛する第３の補剛部材を設ける、
請求項１又は２に記載の履歴型ダンパ構造体。
【請求項４】
前記第３の補剛部材と前記芯材との間の隙間Ｓ２が、前記第１の補剛部材と前記芯材との間の隙間Ｓ１よりも小さく設定される、
請求項３に記載の履歴型ダンパ構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物に斜材として用いられる履歴型ダンパを備える構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の柱、梁間に対角線状に挿設される斜材（ブレース）は、一般に柱、梁間の変形に伴って生ずる引張り力又は圧縮力を支持するもので、その耐力は引張り力に対しては降伏耐力（Ｎｙ）、圧縮力に対しては降伏耐力よりも小さい座屈耐力(Ｎｃｒ)で決まり、座屈後は耐力が低下する。ところが、座屈を拘束することにより、圧縮に対しても引張りと同等の耐力を保持させる構造のブレースが開発されており、地震荷重のように引張り・圧縮の交番軸力（繰返し変位）が作用する際の履歴型ダンパとして用いられている。このダンパの基本的な構成は、塑性変形を生ぜしめる芯材（又は軸力材）と、この芯材と所定の隙間をあけて緩く嵌合・外接する補剛部材とを備えている。この補剛部材は芯材の座屈を拘束する。
【０００３】
従来、この補剛体として、コンクリート及び鋼管を組み合わせるもの（例えば、特許文献１、特許文献２）と、典型的には鋼管である鋼材のみからなるもの（例えば、特許文献３）が知られている。
この中で、本出願人による特許文献３は、引張りと圧縮の交番軸力を受ける長尺の構造体であって、中間部の両端にそれぞれ他端が他部材に連結された履歴型ダンパ部を設ける構造体を開示している。履歴型ダンパ部としては、一端が中間部と、他端が建築構造物とにそれぞれ接合される芯材と、芯材と緩く嵌合・外接するよう中間部に固定される補剛鋼管とを備えるものが特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４３１１６号公報
【特許文献２】特許第４２６３６６４号公報
【特許文献３】特許第３９９７２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３による構造体は、引張りと圧縮に応じて、芯材が補剛鋼管の内部で伸縮することで、繰り返し作用される交番軸力に対応する。ところが、本発明者等が、当該構造体について種々の交番軸力を作用させて検討を行ったところ、特に補剛鋼管の開放端部における芯材の挙動が不安定となり、設計で予定している剛性・耐力・繰り返し変形性能を発揮することが難しくなり、振動エネルギを十分に吸収できなくなることがあった。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、補剛鋼管の開放端部における芯材の挙動を安定して得ることのできる履歴型ダンパを備える構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、挙動が不安定になる要因について確認した。その結果、以下の２つの課題が判明した。
課題１：芯材におけるその軸方向に直交する方向の変形（以下、横変形という）は、芯材を取り囲む補剛部材により拘束されるので座屈することがない。しかし、引張り力を受けて芯材が伸びると、補剛部材の内部に位置していた芯材の部分が補剛部材の開放端部から外部に露出する。この露出した部分が強い圧縮力を受けると局部的に座屈してしまい、補剛部材との間隙を超える変形が生じることがある。そうすると、変形部分が補剛鋼管の開放端部と干渉してしまい、芯材の収縮が妨げられる。その結果、芯材の挙動が不安定になる。
課題２：横変形が過大になり芯材が補剛鋼管の開放端部に負荷を与えることで、補剛鋼管が本来の断面形状を保持することができずに径が拡大することがある。そうすると、芯材の挙動が不安定になり、履歴型ダンパが所望する剛性・耐力を発揮することが難しくなるとともに、径が拡大した部分で芯材に座屈が生じやすくなる。
【０００７】
課題１に対応して本発明は、交番荷重の載荷に伴って補剛交換などの補剛部材の開放端部から外部に露出する部分に座屈が発生するのを防ぐことを提案する。
すなわち、本発明の履歴型ダンパ構造体は、長手方向の両端に配置される一対の履歴型ダンパ部と、一対の履歴型ダンパ部を繋ぐ中間部とを備える。各々の履歴型ダンパ部は、軸方向に作用する引張り力と圧縮力からなる交番軸力に対向する、一端が中間部に連結される芯材と、芯材の周囲に設けられて芯材の座屈を拘束する第１の補剛部材とを備える。
そして本発明は、各々の履歴型ダンパ部の芯材は、交番軸力の載荷に伴って第１の補剛部材の開放端部から外部に露出する第１の領域に第２の補剛部材を備えることを特徴とする。
また、本発明の履歴型ダンパ構造体は、４つの突出板が直交する十字状の横断面をなす芯材とする。この場合の第２の補剛部材は、芯材の軸線回りの方向に隣接する各突出板間に、リブを設ける。リブの形態は、後述する実施形態に示されている通りである。
【０００８】
本発明は、第１の補剛部材の開放端部から外部に露出する第１の領域に第２の補剛部材を備えることで、当該領域に局部的な座屈が生じるのを防ぐことができる。したがって、本発明の履歴型ダンパ構造体は、芯材の挙動が安定し、設計で予定している剛性・耐力・繰り返し変形性能を発揮するので、振動エネルギを十分に吸収できる。
【０００９】
本発明の履歴型ダンパ構造体において、第２の補剛部材は、第１の領域に加えて、定常状態において開放端部から外部に露出している第２の領域にかけて設けられることが好ましい。そうすることで、芯材の挙動をより安定させることができる。
【００１２】
課題２に対応して本発明は、第１の補剛部材の開放端部に、芯材の軸方向に直交する向きに補剛する第３の補剛部材を設けることを提案する。
第３の補剛部材を設けることにより、芯材の横変形が過大となりそうな場合に、横力に対して第１の補剛部材はその断面形状を保持できる。
また、そうすることで想定通りの補剛効果が得られるので、第１の補剛部材の開放端部近傍の拘束力は設計通りに発揮され、圧縮力により芯材に座屈が生じるのを防ぐことができる。
また、第３の補剛部材は芯材が貫通する貫通路を備えることになるが、この貫通路の形状を芯材との横断面の外部形状相似形とすることが好ましい。そうすることで貫通路の寸法を特定することによって第３の補剛部材と芯材との隙間量を管理することができるので、製作精度が確保しやすく、履歴型ダンパ構造体を安価に製造する上で有利となる。
【００１３】
第３の補剛部材を設ける場合には、第３の補剛部材と芯材との間の隙間Ｓ２が、第１の補剛部材と芯材との間の隙間Ｓ１よりも小さく設定されることが好ましい。隙間Ｓ２が隙間Ｓ１よりも大きい場合、第１の補剛部材の開放端部に作用する横力は大きくなってしまうが、隙間Ｓ２を隙間Ｓ１よりも小さくすることで、横力を小さく抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の補剛部材の開放端部から外部に露出する領域に第２の補剛部材を備える本発明によれば、外部に露出する領域に局部的な座屈が生じるのを防ぐことができる。
また、第３の補剛部材を設けることにより、芯材の横変形が過大となりそうな場合でも、第１の補剛部材の断面形状を保持できる。
したがって、本発明の履歴型ダンパ構造体は、芯材の挙動が安定し、設計で予定している剛性・耐力・繰り返し変形性能を発揮できるので、振動エネルギを十分に吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の履歴型ダンパを備えた構造体の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の履歴型ダンパの構成を示し、（ａ）は部分縦断面図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の２ｃ−２ｃ矢視断面図である。
【図３】第２実施形態の履歴型ダンパの構成を示し、（ａ）は部分縦断面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の３ｃ−３ｃ矢視断面図、（ｄ）は（ａ）の３ｄ−３ｄ矢視断面図である。
【図４】第２実施形態において、補剛端板の配置位置の例を示す断面図である。
【図５】本発明による第２の補剛部材の他の例を示し、（ａ）は図３の３ｂ−３ｂ矢視断面図に対応する図、（ｂ）は図３の３ｃ−３ｃ矢視断面図に対応する図である。
【図６】本発明による第２の補剛部材の他の例を示し、（ａ）は図３の３ｂ−３ｂ矢視断面図に対応する図、（ｂ）は図３の３ｃ−３ｃ矢視断面図に対応する図である。
【図７】参考例の履歴型ダンパの構成を示し、（ａ）は部分縦断面図、（ｂ）は（ａ）の７ｂ−７ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の７ｃ−７ｃ矢視断面図、（ｄ）は（ａ）の７ｄ−７ｄ矢視断面図である。
【図８】従来の履歴型ダンパ構造体において芯材の挙動が不安定となる要因を説明する図であり、（ａ）は正常な履歴型ダンパ構造体を示す模式図、（ｂ）は補剛鋼管の内部に位置していた芯材の部分が開放端部から外部に露出した部分に局部的な座屈が生じた状態を示す模式図、（ｃ）は横変形が過大になり補剛鋼管が本来の断面形状を保持することができなくなった状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の履歴型ダンパ構造体１０は、柱２及び梁３からなる鉄骨構造物１の斜材（ブレース）として用いられ、地震の際に軸方向に作用する引張り力と圧縮力からなる交番軸力を受けたときに、履歴型ダンパ構造体１０（芯材１２）のみを塑性化させることにより、鉄骨構造物１は弾性状態を保持するように構成される。したがって、鉄骨構造物１は塑性変形部位が履歴型ダンパ構造体１０に特定されるため、履歴型ダンパ構造体１０の破断や鉄骨構造物１の崩壊を回避することができる。また、履歴型ダンパ構造体１０を除く鉄骨構造物１は常に弾性状態を保つので、地震後は元の形状・位置に復元し、塑性化した履歴型ダンパ構造体１０のみを交換することで、鉄骨構造物１を継続して使用することができる。
図１、図２に示すように、履歴型ダンパ構造体１０は、長手方向の両端に配置される一対の履歴型ダンパ部１１と、一対の履歴型ダンパ部１１同士を繋ぐ中間部２０とを備えている。一対の履歴型ダンパ部１１は、各々、芯材１２と補剛鋼管（第１の補剛部材）１８を備える。
履歴型ダンパ構造体１０は、柱２と梁３の間の対角接合部にそれぞれ取付けられた接合部材４，４に、ボルト継手１５により継手部１３を介して固定される。
【００１７】
＜芯材１２＞
芯材１２は、均一な厚さの鋼板を組合せることで断面が十字状をなしている。芯材１２は、一端が中間部２０に接続され、また他端に継手部１３が設けられる。芯材１２は、中間部２０との接続端から継手部１３を含め、軸方向に一体的に形成されている。履歴型ダンパ部１１は、所定の大きさ以上の引張力または圧縮力が作用すると、中間部２０との接続端から継手部１３までの領域が塑性変形することでエネルギを吸収する。芯材１２と中間部２０を接続するには、特許文献３に記載される割り込みガゼットを用いる等の公知の方法で行えばよい。継手部１３には接合部材４とボルト継手１５により接合させるためのボルト孔１４が設けられている。
【００１８】
芯材１２には、継手部１３が設けられる側に、補剛板１６が設けられる。鋼製の補剛板（第２の補剛部材）１６は、対向する一対の辺の各々が、十字状の芯材１２の軸線回りの方向に隣接する突出板１２ａと突出板１２ｂ（図２（ｃ））に固定されることで、補剛板１６は突出板１２ａ及び突出板１２ｂの間の剛性を上げる。突出板１２ｂと突出板１２ｃ、突出板１２ｃと突出板１２ｄ及び突出板１２ｄと突出板１２ａについても同様であり、そうすることで、芯材１２は補剛板１６が設けられる領域の剛性が向上されている。なお、補剛板１６の突出板１２ａ〜１２ｄへの固定は、溶接等の公知の手法によればよい。
【００１９】
＜補剛鋼管１８＞
芯材１２の周囲に配設される断面が矩形の補剛鋼管１８は、芯材１２が交番軸力を受けた際に座屈するのを拘束する。突出板１２ａ〜１２ｄの各頂部が補剛鋼管１８の各角部に対応するように、芯材１２は補剛鋼管１８の内部に配置される。そして、各頂部と各角部の間には隙間Ｓ１が設けられおり（図２（ｂ））、この隙間Ｓ１を超える量の変形が阻止されることで、芯材１２は座屈が拘束される。そうすることで、芯材１２は圧縮軸力を受けたときにも引張り力を受けたときと同様の弾塑性挙動を示す。
補剛鋼管１８は、一端が中間部２０に接続され、他端に芯材１２が貫通する開放端部１９が設けられている。芯材１２は、開放端部１９を貫通していることで、交番軸力を受けた際の伸縮が許容される。
【００２０】
＜中間部２０＞
中間部２０は、例えば丸鋼管から構成される。中間部２０は、一対の履歴型ダンパ部１１，１１の間に位置して両者を繋ぐ。中間部２０は、芯材１２よりも高剛性に構成されており、交番軸力が作用したときに、一対の履歴型ダンパ部１１，１１に軸力を伝達する。
中間部２０を設けることで、本発明における形式の履歴型ダンパ構造が全長にわたって占めている構造に比べて、履歴型ダンパ部１１の製作精度管理が容易になり、履歴型ダンパ構造体１０の長尺化が可能となるとともに、降伏軸力の調整は履歴型ダンパ部１１で、また、軸剛性の調整は中間部２０でというように、個別に調整できるので、履歴型ダンパ構造体１０について最適な部材特性を設定することが可能となる。
【００２１】
＜履歴型ダンパ構造体の基本的な作用＞
例えば、地震荷重が作用すると履歴型ダンパ構造体１０は引張りと圧縮の交番軸力を受けるが、この軸力は履歴型ダンパ構造体１０両端の継手部１３を介して履歴型ダンパ部１１の芯材１２を経て中間部２０に伝わる。そして、引張り軸力が芯材１２の降伏軸力（＋Ｎｙ）に達すると塑性軸変形（＋δ）が生じ、圧縮軸力が芯材１２の降伏軸力（−Ｎｙ）に達すると塑性変形（−δ）が生ずる。この際、圧縮軸力を受けた芯材１２は座屈変形しようとするが、隙間Ｓを介して周囲に設けられる補剛鋼管１８によってその変形が拘束されて座屈が防止される。こうして履歴型ダンパ構造体１０の全体が履歴曲線を描いて応答し、その結果、地震エネルギが吸収されて振動は減衰する。
【００２２】
＜第１実施形態の特徴的な作用＞
以上の履歴の過程において、芯材１２は、補剛鋼管１８に収容されている領域では崩壊に至るような座屈が生じない。しかし、交番軸力が作用しない定常な状態では補剛鋼管１８の内部に収容されていても、引張り力が作用すると開放端部１９を通過して補剛鋼管１８の外部に露出する領域（第１の領域）がある。この状態で圧縮軸力を受けると、図８（ｂ）に示すように、芯材１２は補剛鋼管１８の外部に露出している領域に局部的な座屈変形Ｂが生じ、補剛鋼管１８との隙間Ｓ１を超えて変形することがある。そうすると、座屈変形Ｂが補剛鋼管１８の開放端部１９と干渉してしまい、芯材１２の収縮が妨げられる。なお、図８（ａ）は局部的な座屈Ｂが生じる前の正常な状態を示している。
これに対して履歴型ダンパ構造体１０は、芯材１２に補剛板１６を設けることで、局部的な座屈の発生を防止している。つまり、履歴型ダンパ構造体１０は、引張り力の作用により開放端部１９を通過して補剛鋼管１８の外部に露出する領域に補剛板１６がもうけられているので、圧縮軸力を受けても当該領域に局部的な座屈が生じるのが防止される。したがって、履歴型ダンパ構造体１０は、芯材１２の挙動が安定し、設計で予定している剛性・耐力・繰り返し変形性能を発揮するので、振動エネルギを効果的に吸収できる。
【００２３】
履歴型ダンパ構造体１０は、補剛板１６の一部が定常状態においても補剛鋼管１８から露出する領域（第２の領域）まで延びて設けられている。これは、交番軸力が作用して芯材が塑性化している状態において当該領域（第２の領域）が座屈すると設計で予定している剛性・耐力・繰り返し変形性能が損なわれる虞があり、それを防ぐために定常状態においても補剛鋼管１８から露出する領域に亘って補剛板１６を設けている。なお、本発明に言うところの定常状態とは、大小含め地震の発生がない状態を言うものとする。また、補剛板１６を設ける具体的な領域は、履歴型ダンパ構造体１０の仕様に従って適宜定める。補剛板１６の仕様も同様である。
【００２４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による履歴型ダンパ構造体５０について図３を参照して説明する。第１実施形態による履歴型ダンパ構造体１０と同じ個性要素については、図１、図２と同じ符号を図３に付して、その説明を省略する。
【００２５】
履歴型ダンパ構造体５０は、補剛鋼管１８の開放端部１９に補剛端板（第３の補剛部材）２１が固定されている。
補剛端板２１は、外周の形状が矩形であり、補剛鋼管１８の外形と相似形をなしており、開放端部１９に対向する面が、開放端部１９の周縁に例えば溶接により接合されている。したがって、補剛端板２１は開放端部１９近傍の補剛鋼管１８の剛性を向上する。
補剛端板２１には、その表裏を貫通する通路２４が空けられている。概ね矩形状の通路２４を、補剛端板２１が開放端部１９に固定された状態で、履歴型ダンパ部１１の芯材１２及び補剛板１６が貫通する。
【００２６】
ここで、横変形が過大になり芯材１２が補剛鋼管１８の開放端部１９に負荷を与えることで、図８（ｃ）に示すように、補剛鋼管１８が本来の断面形状を保持することができずに、特に開放端部１９
径が拡大することがある。しかし、履歴型ダンパ構造体５０は、補剛端板２１が開放端部１９近傍の補剛鋼管１８の剛性を向上しているので、芯材１２が補剛鋼管１８の開放端部１９に負荷を与えても補剛鋼管１８がその断面形状を保持することができる。したがって、履歴型ダンパ構造体５０によれば、芯材１２の挙動がより安定し、設計で予定している剛性・耐力を発揮することができる。
【００２７】
補剛端板２１による作用を効果的に得るために、補剛端板２１の板厚は、以下の式（１）に基づいて設定されることが望ましい。
σ＝Ｒｅ／Ａｔ≦σａ  …  （１）
ただし、σ、Ｒｅ、Ａｔ及びσａは以下の通り定義されるものとする。
σ：補剛端板２１に発生する応力度（圧縮）、Ｒｅ：補剛端板２１に作用する横力
Ａｔ：横力を受ける補剛端板２１の断面積
（面幅Ｂｔ（補剛端板２１（矩形断面）の一辺の長さで代表させる）、板厚ｔｔ：パラメータ）
σa：許容応力度
【００２８】
例えば、Ｒｅ＝１００ｋＮとなるダンパ構造に対しては、Ｂｔ＝２３０ｍｍの場合に、板厚ｔｔ＝１０ｍｍとすると、１０００００Ｎ／（２３０ｍｍ×１０ｍｍ）＝４３Ｎ／ｍｍ２となる。補剛端板２１をＪＩＳ  ＳＳ４００（σａ＝２３５Ｎ／ｍｍ２）で作製すれば、強度的に十分に余裕があるものとして設計される。
【００２９】
次に、補剛端板２１を設ける場合の好ましい形態について説明する。
両側の履歴型ダンパ部１１の補剛鋼管１８の開放端部１９に設置される補剛端板２１の内周縁と芯材１２の突出板１２ａ〜１２ｄの頂部との隙間Ｓ２を、補剛鋼管１８の各角部と芯材１２の突出板１２ａ〜１２ｄの頂部との隙間Ｓ１よりも小さくすることが好ましい。
隙間Ｓ２を隙間Ｓ１よりも大きくすると、横力を受けた芯材１２が補剛端板２１に向けて移動する量が大きくなり、芯材１２が大きな角度で変形する。芯材１２が変形して補剛端板２１の内縁に衝突する場合、変形の角度が大きい方が芯材１２から補剛端板２１に作用する横力は大きくなる。そこで、芯材１２の変形による角度を抑制するために、隙間Ｓ２を隙間Ｓ１よりも小さくし、芯材１２が補剛端板２１に衝突することで生じる横力を低減できるからである。
また、補剛端板２１の通路２４を区画する周縁と通路２４を貫通する芯材１２外側面とを相似形とするとともに、その隙間がどの位置でも同程度であることが好ましい。そうすることで、通路２４の寸法を特定することによって補剛端板２１と芯材１２との隙間量を管理することができるので、製作精度が確保しやすく、履歴型ダンパ構造体を安価に製造する上で有利となる。
さらに、補剛端板２１はコンクリートで作製することもできるが、コンクリートよりも強度が１０倍程度高い鋼で製作することが、補剛効果を得る上で好ましい。また、補剛端板２１を鋼で作製するとは、強度上有利であることに加えて、通路２４を加工する際の形状の管理が容易であり、かつ製作精度も高い。
【００３０】
＜補剛端板の取り付け位置＞
以上では、補剛鋼管１８の開放端部１９に補剛端板２１を設けた。しかし、補剛鋼管１８がその断面形状を保持できるであれば、その取り付け位置は限定されない。例えば、図４（ａ）に示すように補剛鋼管１８の内部に補剛端板２２を設けることができるし、図４（ｂ）に示すように開放端部１９に補剛端板２１を設けるのに加えて補剛鋼管１８の内部にも補剛端板２２を設けることもできる。
【００３１】
＜第２の補剛部材の変形例＞
図１、図２では本発明による第２の補剛部材として補剛板１６を示したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、図５に示すように、断面が直角三角形状の補剛三角柱２５を本発明による第２の補剛部材として用いることができる。この補剛三角柱２５は、直角Ｒを挟む２つの斜辺を隣接する突出板１２ａと１２ｂ（１２ｂと１２ｃ，１２ｃと１２ｄ，１２ｄと１２ａも同様）に対向させて配置する。もちろん、溶接等の適宜の手段で補剛三角柱２５は芯材１２に接合される。
この補剛三角柱２５は、同じ鋼で作製すれば、補剛板１６よりも剛性が高いので、芯材１２の座屈防止効果が大きい。
また、図６に示すように、芯材１２の各突出板１２ａ〜１２ｄの表裏面に貼り付ける補剛板２６を本発明による第２の補剛部材として用いることができる。
この補剛板２６は、各突出板１２ａ〜１２ｄの表裏面と水平な状態で溶接等の手段で固定することができるので、傾斜させた状態で固定する必要がある補剛板１６に比べて、芯材１２へ固定する作業が容易であるとともに補剛板１６と同等の効果が得られる。
【００３２】
＜参考例＞
次に、参考例による履歴型ダンパ構造体１１０について図７を参照して説明する。
図７に示すように、履歴型ダンパ構造体１１０は、長手方向の両端に配置される一対の履歴型ダンパ部１１１と、一対の履歴型ダンパ部１１１同士を繋ぐ中間部１２０とを備えている。一対の履歴型ダンパ部１１１は、各々、芯材１１２と補剛鋼管（第１の補剛部材）１１８を備える。なお、図７は一方の側の履歴型ダンパ１１１のみを示している。
履歴型ダンパ構造体１１０は、図１に示す柱２と梁３の間の対角接合部にそれぞれ取付けられた接合部材４，４に、ボルト継手１５により継手部１１３を介して固定される。
【００３３】
＜芯材１１２＞
芯材１１２は、断面が矩形の鋼材からなる。履歴型ダンパ構造体１１０は、４本の芯材１１２を用いている。各々の芯材１１２は、一端が中間部１２０に接続され、また他端に継手部１１３が接続される。４本の芯材１１２は、断面が十字状のスペーサ１１７を介して十字格子状に配列され、全体として矩形状の断面をなしている。スペーサ１１７と各芯材１１２は接合されることなく配置されているので、各芯材１１２は、スペーサ１１７の存在に拘らず、その軸方向への伸縮が許容される。
履歴型ダンパ部１１１は、各芯材１１２が塑性変形することでエネルギを吸収する。芯材１１２と中間部１２０の接続及び芯材１１２と継手部１１３の接続には、特許文献３に記載される割り込みガゼットを用いる等の公知の方法で行えばよい。継手部１１３にはボルト継手１５を貫通させるためのボルト孔１１４が設けられている。
【００３４】
芯材１１２には、継手部１１３が設けられる側に、断面が十字状の補剛板（第２の補剛部材）１１６が設けられる。鋼製の補剛板１１６には、各突出板１１６ａ〜１１６ｄに４本の芯材１１２の対向する面が各々接合されている。したがって、補剛板１１６により各芯材１１２の剛性が向上されている。なお、芯材１１２と補剛板１１６の接合は、溶接等の公知の手法によればよい。
【００３５】
＜補剛鋼管１１８＞
芯材１１２の周囲に配設される断面が矩形の補剛鋼管１１８は、交番軸力を受けた際に芯材１１２が座屈するのを拘束することは第１実施形態と同様である。そうすることで、芯材１１２は圧縮軸力を受けたときにも引張り軸力を受けたときと同様の弾塑性挙動を示す。
補剛鋼管１１８は、一端が中間部１２０に接続され、他端に芯材１１２が貫通する開放端部１１９が設けられている。芯材１１２は、開放端部１１９を貫通していることで、交番軸力を受けた際の伸縮が許容される。
【００３６】
＜中間部１２０，補剛端板１２１＞
中間部１２０は、第１実施形態の中間部２０と同様の構成、作用をなすものである。
また、履歴型ダンパ構造体１１０は、第２実施形態の履歴型ダンパ構造体５０と同様に、補剛鋼管１１８の開放端部１１９に補剛端板（第３の補剛部材）１２１が接合されている。補剛端板１２１の構成、作用は、第２実施形態の履歴型ダンパ構造体５０の補剛端板２１と同様である。
【００３７】
履歴型ダンパ構造体１１０も、第１実施形態と同様に、引張り力の作用により開放端部１１９を通過して補剛鋼管１１８の外部に露出する領域に補剛板１１６が設けられているので、圧縮力を受けても当該領域に局部的な座屈が生じるのが防止される。したがって、履歴型ダンパ構造体１１０は、芯材１１２の挙動が安定し、設計で予定している剛性・耐力・繰り返し変形性能を発揮するので、振動エネルギを効果的に吸収できる。
また、履歴型ダンパ構造体１１０によれば、十字型の断面を有する芯材に比べて大きな降伏荷重として設計することが可能となる。
【００３８】
以上、本発明による実施形態を説明したが、履歴型ダンパ構造体の基本的な構成は適宜変更することができる。例えば、以上説明した実施形態は、別体として作製された芯材１２と中間部２０を接合したものであるが、継手部１３も含め、芯材１２から中間部２０までを軸方向に一体的に作製することもできる。また、本発明による第１の補剛部材としては管状のものを示したが、芯材の座屈を拘束するものであれば、これに限定されない。
【符号の説明】
【００３９】
１…鉄骨構造物，２…柱，３…梁，４…接合部材
１０，５０，１１０…履歴型ダンパ構造体
１１，１１１…履歴型ダンパ部
１２，１１２…芯材，１２ａ〜１２ｄ…突出板
１６，２６，１１６…補剛板（第２の補剛部材）
１８，１１８…補剛鋼管（第１の補剛部材），１９，１１９…開放端部
２０，１２０…中間部
２１，２２，１２１…補剛端板（第３の補剛部材）
２５…補剛三角柱（第２の補剛部材）
１１７…スペーサ
【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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