(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギ吸収部材として、材料強度が高ひずみ速度感受性を有し、エネルギを吸収過程における温度上昇に対して強度が安定しており、塑性化による加工硬化を殆ど起さず、十分大きい変形性能を有する金属系振動吸収材料を用い、これを変形させることにより構造物の振動を軽減する軸力型制振装置であって、
平板状のエネルギ吸収部材は、中央の細長い軸力負荷部の両端の角部に応力集中を防ぐＲ加工を施し、前記角部より両外側の部分は荷重伝達用として幅と長さが十分大きい定着部に形成されており、前記定着部の両面及び軸力負荷部の上下の端面が荷重伝達フレーム及びスペーサーによって面外座屈及び面内座屈を拘束されていること、
前記可動伝達フレームは、軸変形時に相互に変形を許容する凹型の隙間を仲介として二分された雄型フレームと雌型フレーム及び前記雌型フレームに付属する凹型プレートで構成されており、軸力による変形に対応できることを特徴とする、地震・風に兼用できる軸力型制振装置。
【請求項２】
エネルギ吸収部材は全体として平板状であり、中央の細長い軸力負荷部と、その両外側の定着部とから成り、軸力負荷部の両端の角部に応力集中を防ぐＲ加工が施されていることを特徴とする、請求項１に記載した地震・風に兼用できる軸力型制振装置。
【請求項３】
荷重伝達フレームを構成する雄型フレームは、エネルギ吸収部材の一方の定着部および軸力負荷部と類似する形状の平板部を有し、前記平板部の外面中央部にリブを有し、外端部に継手用フランジを設けていること、
凹型プレートは、エネルギ吸収部材の他方の定着部と略同形、同大の平板状であり、一端の中央部に前記雄型フレームの先端に形成された凸部が進入できる凹部を有していること、
雌型フレームは、エネルギ吸収部材の他方の定着部および前記凹型プレートと略同形、同大の平板部を有し、前記雄型フレームのリブが進入する切欠部、および同リブの上に重なるように形成されたリブを有し、前記平板部の外端部に継手用フランジが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載した地震・風に兼用できる軸力型制振装置。
【請求項４】
エネルギ吸収部材は、亜鉛・アルミニューム合金であることを特徴とする、請求項１に記載した地震・風に兼用できる軸力型制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エネルギ吸収部材として、材料強度が高ひずみ速度感受性を有し、エネルギを吸収過程における温度上昇に対して強度が安定しており、塑性化による加工硬化を殆ど起さず、十分大きい変形性能を有する金属系振動吸収材料を用い、これを軸力で変形させることにより構造物の振動を軽減する軸力型制振装置の技術分野に属し、更に云えば、実質的に地震及び風に兼用でき、必要十分な制振（又は制震、以下同じ。）効果を発揮する軸力型制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築建造物の振動を吸収する制振装置は、大きく分けて、
（a）地震時に生じる揺れを低減することを目的とした制振装置、
（b）風等により生じる振動を吸収し、居住性を向上させる制振装置、
の２種類が用いられている。
【０００３】
上記（a）の地震力を対象とした履歴系の制振装置の分野では、従来、エネルギ吸収部材に極低降伏点鋼を用いた制振装置が多数用いられている。
【０００４】
また、鉛を用いた鉛封入型の制振装置も、例えば特許第２６４７６０９号公報、特許第２６５０１５３号公報などに記載されて公知である。
【０００５】
更に、最近では制振装置のエネルギ吸収部材に好適な超塑性材料として、たとえば特開平１１−２２２６４３号公報に開示された制振用の亜鉛・アルミニューム合金（Zn-Al合金）を使用することも知られている。この超塑性材料は、加工硬化、ひずみ劣化を起こさない為、安定した耐振性能が長期にわたり持続する性質のものであることが知られている。
【０００６】
次に、上記（b）のように主に風による高層建物の振動を軽減する目的で設置される制振装置には、エネルギ吸収部材として粘性体や粘性系材料等（以下、まとめて粘性系材料と云う）を用いた制振装置が多く公知であり使用されている。これら粘性系材料を用いた制振装置は、一般的に変形性能には優れている。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
（I）上記の極低降伏点鋼を用いた履歴系の制振装置は、地震等により一度塑性ひずみ履歴を受けると、極低降伏点鋼自体の加工硬化により降伏荷重が上昇する。このため２回目以降は、極低降伏点鋼の弾性領域が長くなり、エネルギ吸収性能が低下するなど、エネルギ吸収性能が不安定となる。
極低降伏点鋼はまた、塑性ひずみを受けると、機械的性質の劣化を起こすため、継続使用する際の性能把握が困難であり、初期の制振性能を維持できなくなるため、往々にしてエネルギ吸収部材（極低降伏点鋼）を交換する必要がある、等々の問題がある。
【０００８】
（II）鉛を用いた鉛封入型制振装置の場合は、鉛自体の室温強度が低く、したがって、極低降伏点鋼を用いた制振装置と同程度の制振性能を実現するためには大量の鉛を必要とする。ところが、鉛は比重が大きいため、結局は制振装置全体の重量が増大し、ハンドリングが悪くなるし、構造物への負荷も大きい。更に、鉛は毒性のある金属であるため、その使用は環境保全のためには好ましくない。その他、鉛を用いた鉛封入型制振装置に関しては、鉛を封入し等体積変形を生じさせる機構が提案されているが、実際には補剛部材の弾性変形が存在するため、完全な等体積変形の実現は難しい。その上、鉛はエネルギ吸収による発熱に関して、熱を伝導、逸散する性能が悪く、繰り返し変形時における強度低下が著しい。そのためダレを発生し易く、封入初期には存在しなかった加力部材との間の隙間が発生し、スリップ型の塑性ひずみ履歴となって耐振性能が不安定になる問題点などが指摘されている。
【０００９】
（III） 次に、制振装置のエネルギ吸収部材として、上記特開平１１−２２２６４３号公報に開示されたような超塑性材料「亜鉛・アルミニューム合金（Zn-Al合金）」を使用する場合には、次の検討事項が克服されねばならない。
即ち、この種の超塑性材料は、加工硬化、ひずみ劣化を起こさないため、安定した耐振性能が長期にわたり持続する。しかしその一方、微細結晶粒組織を有する超塑性材料「室温高速超塑性合金」は金属組織の安定性が失われるため、加力部材（又は加力冶具）との接合手段に「溶接」のように大きな入熱を伴う加工方法を実施できない。また、超塑性材料「室温高速超塑性合金」は、低降伏点鋼に比べて、局部座屈が発生すると「ひずみ集中」を生じ易く、従来の座屈補剛方法を使用できないという問題がある。
更に、鉛ほどではないが、超塑性材料はエネルギ吸収の際の発熱によって材料強度が低下するため、放熱対策が重要な課題である。
【００１０】
（IV）次に、上記「粘性系材料」を用いた制振装置は、諸特性の温度依存性が非常に大きく、エネルギ吸収過程での発熱により、数１０℃の温度上昇で剛性、減衰特性等が著しく低下するため、ダンピング特性が急激に低下する。
例えば夏と冬では「粘性系材料」がさらされる温度が大きく異なるため、制振性能も大きく異なる。そのため粘性系制振装置を構造物へ設置する場所としては、温度変化の激しい外壁周りは適さず、居住スペースに近く温度変化の少ない場所に制限される。
「粘性系材料」は一般的に材料強度が小さいため、装置自体が大型化する。必然、構造物の有効な設置スペースが更に制限されるという問題がある。
【００１１】
（V） なお、現状の制振技術は、地震を対象とした履歴系の制振装置と、風を対象にした粘性系の制振装置とを目的別に使い分けるほかない。一種類の制振装置で実質的に地震にも風にも兼用でき、十分大きな制振効果を発揮できるものは存在しない。それは以下の理由による。
例えば極低降伏点鋼を用いた制振装置を、地震外力に対して塑性化するように設計した場合には、履歴型エネルギ吸収材料の変形性能を安定に確保する目的を優先する結果として、居住性の向上を目的とした風荷重のような極小振幅領域では、極低降伏点鋼を弾性領域のまま使うこととなり、エネルギ吸収能力を殆ど発揮できない。
逆に、例えば極低降伏点鋼を用いた制振装置を、居住性を対象とし風に対して塑性化するように設計した場合には、より大きな振幅の地震を経験して塑性化すると、先に述べたように履歴型のエネルギ吸収材料の変形性能の限界がある問題に加え、機能面では、以後、加工硬化により強度が上昇するため、もはや風外力に対しては弾性挙動しか示さなくなり、有効なエネルギ吸収能力を発揮できない、等々の問題が生じてくる。そのため、必ずエネルギ吸収部材の交換を余儀なくされる問題がある。
つまり、極低降伏点鋼等を用いた履歴系の制振装置は、建物の居住性の向上を目的とした風外力、或いは建物の地震応答を低減することを目的とした地震外力の両方の機能を兼備させることは不可能である。
【００１２】
一方、「粘性系材料」を用いた制振装置の場合は、材料強度がひずみ速度依存性を有しており、変形性能も履歴系材料に比べて良好であることから、居住性の向上を目的とした風外力に対しても、大地震時の外力に対しても、エネルギ吸収性能を発揮できるが、次のような欠点を有している。
大地震の際の大振幅領域では、エネルギ吸収の際の発熱により耐力が急激に低下するため、制振性能が不安定である。また、極低降伏点鋼に比べ応力レベルが低いことに加え、上記のように耐力低下の問題から、地震を対象にすると制振装置の必要個数が非常に多くなり、制振装置の設置スペースの確保が非常に難しくなる。つまり、粘性系の制振装置でも、建物の居住性の向上を目的とした風外力、及び建物の地震応答を低減することを目的とした地震外力の両方の制振機能を兼備させることは至難である。
その他、従来の軸力型制振装置は、所謂摩擦型であり、勿論、地震・風に兼用することは至難であった。
【００１３】
（VI）したがって、本発明の目的は、上述した「超塑性材料」を制振装置のエネルギ吸収部材に使用する際の課題を全て克服した軸力型制振装置を提供することである。
本発明の次の目的は、変形性能に優れ、塑性化による加工硬化を殆ど起こさず、しかも高ひずみ速度感受性を有する金属系振動吸収材料をエネルギ吸収部材として用い、その材料特性を最大限に生かすべく工夫した軸力型の制振装置であって、建築構造物における風外力および地震力による２種類の振動に対して制振性能が効果的かつ安定に働き、ひずみ履歴を受けてもエネルギ吸収部材の交換が不要である、多目的又は多機能の制振装置を提供することである。
【００１４】
本発明の更なる目的は、従来不可能であった、風による微小な変形、および地震による大変形の両面において制振機能が常に安定な、制振装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係る地震・風に兼用できる軸力型制振装置は、
エネルギ吸収部材として、材料強度が高ひずみ速度感受性を有し、エネルギを吸収過程における温度上昇に対して強度が安定しており、塑性化による加工硬化を殆ど起さず、十分大きい変形性能を有する金属系振動吸収材料を用い、これを変形させることにより構造物の振動を軽減する軸力型制振装置であって、
平板状のエネルギ吸収部材は、中央の細長い軸力負荷部の両端の角部に応力集中を防ぐＲ加工を施し、前記角部より両外側の部分は荷重伝達用として幅と長さが十分大きい定着部に形成されており、前記定着部の両面及び軸力負荷部の上下の端面が荷重伝達フレーム及びスペーサーによって面外座屈及び面内座屈を拘束されていること、
前記可動伝達フレームは、軸変形時に相互に変形を許容する凹型の隙間を仲介として二分された雄型フレームと雌型フレーム及び前記雌型フレームに付属する凹型プレートで構成されており、軸力による変形に対応できることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した地震・風に兼用できる軸力型制振装置において、
エネルギ吸収部材は全体として平板状であり、中央の細長い軸力負荷部と、その両外側の定着部とから成り、軸力負荷部の両端の角部に応力集中を防ぐＲ加工が施されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載した地震・風に兼用できる軸力型制振装置において、
荷重伝達フレームを構成する雄型フレームは、エネルギ吸収部材の一方の定着部および軸力負荷部と類似する形状の平板部を有し、前記平板部の外面中央部にリブを有し、外端部に継手用フランジを設けていること、
凹型プレートは、エネルギ吸収部材の他方の定着部と略同形、同大の平板状であり、一端の中央部に前記雄型フレームの先端に形成された凸部が進入できる凹部を有していること、
雌型フレームは、エネルギ吸収部材の他方の定着部および前記凹型プレートと略同形、同大の平板部を有し、前記雄型フレームのリブが進入する切欠部、および同リブの上に重なるように形成されたリブを有し、前記平板部の外端部に継手用フランジが設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１に記載した地震・風に兼用できる軸力型制振装置において、
エネルギ吸収部材は、亜鉛・アルミニューム合金であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施形態及び実施例】
請求項１及び２記載の発明に係る地震・風に兼用できる軸力型制振装置の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２０】
図１は、梁１と柱２とに囲まれたラーメン架構の面内に設置されたブレース３へ本発明の軸力型制振装置４を組み込んだ適用例を示している。
【００２１】
地震や風荷重によりブレース３に作用する軸力（圧縮力・引張力）を利用して軸力型制振装置４によるエネルギ吸収が行われ、もって振動が減衰（吸収）されることは従前の軸力型制振装置と変わりない。
【００２２】
図２と図３に、前記軸力型制振装置４の具体的構成を示し、図４に分解図を示している。この制振装置４は、エネルギ吸収部材６として、材料強度が高ひずみ速度感受性を有し、エネルギを吸収過程における温度上昇に対して強度が安定しており、塑性化による加工硬化を殆ど起さず、十分大きい変形性能を有する金属系振動吸収材料（以下、単にエネルギ吸収材料と云う。）を用い、該エネルギ吸収材料６を軸力により変形させてエネルギ吸収を行わせ構造物の振動を減衰させる構成である。
【００２３】
図４に分解図を示すように、平板状のエネルギ吸収部材６は、上記のエネルギ吸収部材で製作したもので、中央の細長い軸力負荷部ｂの両端の角部ａに応力集中を防ぐＲ加工を施し、前記角部ａより両外側の部分は荷重伝達用として幅および長さが十分大きい矩形状の定着部ｃ、ｄに形成されている。このエネルギ吸収部材６は、前記定着部ｃ、ｄの両面、及び前記軸力負荷部ｂの上下の端面が、荷重伝達フレーム７及びスペーサー１４によって面外座屈及び面内座屈を拘束された構成で軸力の作用を受ける。
【００２４】
前記荷重伝達フレーム７は、左右（軸方向の前後）への軸変形時に相互に変形（軸方向変形）を許容する構成に二分された雄型フレーム８と雌型フレーム１６、及び前記雌型フレーム１６に付属する凹型プレート１５の組み合わせで構成されている。
【００２５】
雄型フレーム８は、図４から明らかなように、前記エネルギ吸収部材６の左方の定着部ｃ及び軸力負荷部ｂと類似する形状に形成された平板部９、１０と、前記平板部９、１０の外面中央部に外向きに立てて配置したリブ１２、並びに前記平板部９の外端部に直角に設けた継手用フランジ１１とで構成されている。
【００２６】
前記平板部９には、エネルギ吸収部材６の定着部ｃに用意したボルト孔６ａと対応する位置にボルト孔９ａが同数（図示例では上側に２個，下側に２個の合計４個、但しこの限りではない。）設けられている。前記平板部１０は、前記エネルギ吸収部材６の軸力負荷部ｂの幅寸に，前記スペーサー１４の幅寸だけ幅広に形成され，スペーサ−１４と接触する部分に、同スペーサー１４、１４のボルト孔１４ａと対応する配置で同数のボルト孔１０ａが設けられている。
【００２７】
スペーサー１４は、前記エネルギ吸収部材６の軸力負荷部ｂの上下に形成された凹形部６ｃと略同一形状で、板厚も略等しく形成されている。
【００２８】
凹型プレート１５は、前記エネルギ吸収部材６の右方の定着部ｄと略同形、同大の平板状をなし、左端の中央部に、前記雄型フレーム８の平板部１０の先端に形成した凸部１３が進入する、同凸部１３と略同形、同大の凹部１５ｂが形成されている。
【００２９】
雌型フレーム１６は、前記エネルギ吸収部材６の右方の定着部ｄ、したがって、前記凹型プレート１５と略同形、同大の平板部１７と、前記雄型フレーム８のリブ１２が進入するように左端中央部に形成した切欠部１７ｂ、及び雄型フレーム８のリブ１２の上に乗って重なるように鉤形に形成されたリブ１９、並びに前記平板部１７の外端部に直角に設けた継手用フランジ１８とで構成されている。
【００３０】
雌型フレーム１６の平板部１７及び前記凹型プレート１５には、前記エネルギ吸収部材６の右方の定着部ｄに用意したボルト孔６ｂと対応する位置に、ボルト孔１５ａ及びボルト孔１７ａがそれぞれ同数設けられている。
【００３１】
以上に説明した各構成要素は、いずれも必要十分な強度と剛性を有する鋼構造品であり、図４のエネルギ吸収部材６を間に挟むように、向う側にも同様に用意して制振装置を構成する。但し、図４では便宜上その図示を省略した。
【００３２】
図２と図３に示した制振装置は、上記エネルギ吸収部材６の軸力負荷部ｂの上下の端縁とぴったり当接するように凹形部６ｃへスペーサー１４を配置し、雄型フレーム８の平板部９、１０を前記エネルギ吸収部材６の定着部ｃ及び前記軸力負荷部ｂの平面へ当てがうように配置する。
【００３３】
また、前記凹型プレート１５は、その凹部１５ｂへ、前記雄型フレーム８の平板部１０の先端の凸部１３が進入し得る配置として前記エネルギ吸収部材６の定着部ｄへ当てがう。さらに、前記凹型プレート１５の外側面へ、前記雌型フレーム１６の平板部１７が重なるように当てがい、そのリブ１９は前記雄型フレーム８のリブ１２の上に重なる位置に配置する。
【００３４】
こうして、エネルギ吸収部材６の両側に上記の各構成要素を配置すると共に、各々のボルト孔９ａと６ａ、１０ａと１４ａ、及び１７ａと１５ａ及び６ｂがそれぞれ同心となるように調整し、それぞれへボルト９ｂ、１０ｂ、１７ｃを通し、反対側からナット９ｃ、１０ｃ、１７ｄをねじ込み強く締め付けて軸力型制振装置４が構成されている。
【００３５】
上記構成の軸力型制振装置４は、その両端の継手用フランジ１１及び１８を、図１のブレース３の継手用フランジ５、５とボルト接合して、図１に示すようにブレース３へ組み込まれる。
【００３６】
上記したように軸力型制振装置４を設置すると、地震や風荷重はブレース３を通じてエネルギ吸収部材６へ軸力（圧縮力・引張力）として作用するので、エネルギ吸収能力を十分働かせることが可能となり、地震・風に兼用できる制振機能を発揮する（請求項１記載の発明）。
【００３７】
この軸力型制振装置４に使用するエネルギ吸収部材６は、上記したように材料強度が高ひずみ速度感受性を有し、エネルギを吸収過程における温度上昇に対して強度が安定しており、塑性化による加工硬化を殆ど起さず、十分大きい変形性能を有する金属系振動吸収材料（以下、これを材料Ｍと略す。）であり、具体的には既述した亜鉛・アルミニューム合金を適用することができる（請求項４記載の発明）。
【００３８】
ところで、上記の軸力型制振装置４のエネルギ吸収部材６に使用した上記「材料Ｍ」は、強度の高ひずみ速度依存性を有する金属材料であり、ひずみ劣化せず、変形性能に優れ、しかもエネルギ吸収過程における発熱によって強度の低下が少ないエネルギ吸収材料であるから、従来は実質的に不可能であった「風による微少な変形」、および「地震による大変形」の両方に優れたエネルギ吸収能力を発揮する。しかも履歴後にエネルギ吸収部材６の交換が不要な制振装置を提供することができる。
【００３９】
何故なら、上記の「材料Ｍ」によるエネルギ吸収部材６を組み込んだ制振装置は、風等の低ひずみ速度・小変形領域では、エネルギ吸収部材６が早期に降伏して塑性化し、エネルギ吸収効果を発揮する。一方、地震等の高ひずみ速度・大変形領域では、エネルギ吸収部材６が持つ強度ひずみ速度感受性により強度が上昇するため、降伏および塑性化を遅らせることができ、極めて大きなエネルギ吸収能力を発揮する。しかも従来の履歴型制振装置のように、一度塑性化すると加工硬化を起こすという問題も殆ど無い。従って、この制振装置は、建築構造物へ入力する外力レベルに応じたエネルギ吸収能力を発揮する。この概念を図５に示す。前記の「材料Ｍ」であれば、エネルギ吸収部材６へ塑性ひずみを与える機構は、例えば圧縮−引張、剪断、ねじり或いは曲げ変形など、どのような機構でもかまわない。また、制振装置の構成も、軸力型、剪断パネル型、間柱タイプなどのいずれでも良く特に制限されないことがわかる。
【００４０】
上記の「材料強度が高ひずみ速度感受性を有する」とは、具体的にはひずみ速度感受性指数ｍが０．３以上の材料が望ましい。ここで、ｍ＝（Lnσ２／Lnσ１）／（Lnv１ /Lnv２  ）の形で与えられる。σ１は、ひずみ速度v１のときの材料Ｍの流動応力であり、σ２は、ひずみ速度v２のときの「材料Ｍ」の流動応力であり、v２＞v１の関係である。その様子を図６に示す。
【００４１】
上記した「エネルギ吸収過程における温度上昇に対して強度が安定している材料」とは、同一の変形速度において比較した場合に、１００℃付近における材料強度の低下の割合が、室温付近（２０℃程度）における材料強度に比べ、３０％以内にあることを云う。
【００４２】
「塑性化による加工硬化をほとんど起こさない材料」とは、塑性ひずみ履歴による材料強度の上昇が殆ど無いという意味である。
【００４３】
さらに、「十分な変形性能を有する材料」とは、室温での静的引張試験における延性が１００％以上の材料である。このように巨大な延性を示す材料であれば、エネルギ吸収部材６として大変形を許容できる。
【００４４】
以上の条件をすべて満たすエネルギ吸収部材６としては、具体的には室温高速超塑性材料であるZn−Al合金（特開平１１−２２２６４３号）などを例示的に挙げることができる。
【００４５】
上記のエネルギ吸収特性を有する「材料Ｍ」の欠点としては、第１に、溶接ができないため、溶接による力の伝達機構が使えないことである。Zn−Al合金などの室温高速超塑性合金は、微細結晶粒組織をしていることが特長で、溶接入熱により金属組織の安定性が失われ、ひいてはエネルギ吸収能力が発揮できなくなるからである。また、第２に、加工硬化しない材料であるため、逆に座屈、応力集中には弱く、このため特別な配慮が必要なことである。加工硬化しない材料であるため、安定した耐振性能が長期にわたり持続する一方、逆にそのことで、座屈変形、応力集中が極端に生じると局部的に変形が集中してしまい、さすがの超塑性材料といえども破壊してしまうからである。
【００４６】
本発明は、上記第１、第２の欠点を克服してなされたものである。特には、次の改善点が重要である。
１)荷重伝達フレーム７からエネルギ吸収部材６への力の伝達には、溶接以外の荷重伝達機構を用いた。
２)応力集中を回避する形状に加工されたエネルギ吸収部材６に軸変形を生じさせる。
３)軸変形中に生じるエネルギ吸収部材６の座屈を最大限度に拘束し補剛できる機構・機能を備えた多目的でかつ高性能の軸力型制振装置である。
【００４７】
その他、エネルギ吸収部材６として使用した上記の金属系振動吸収材料、即ち、「材料Ｍ」は無害な金属であり、鉛に比べて比重が約半分であるから、軽量で安全な、環境に優しい制振装置を提供できる。
【００４８】
また、鉛に比較して熱伝導性が良いので、歪みによる材料の温度上昇が少ない利点が有る。とりわけ上述したZn-Al合金の場合は、鉛に比して格段に室温強度、塑性変形能力に優れているので、その性質が制振装置に最適に活用される。
【００４９】
【実施例の説明】
次に、上記構成の制振装置を使用して行った制振性能試験の実施例を説明する。
使用したエネルギ吸収部材６は上記のZn-Al合金であり、その大きさは、幅寸×厚さ×長さ４５×１５×２００ｍｍである。試験の条件は、建物固有周期４ｓ（一定）、制振装置は階高４．０ｍの架構に角度４５°で設けられたブレース（Ｌ＝５６５０ｍｍ）の間に組み込む。前記合金の使用区間は、６００ｍｍである。
【００５０】
また、レベル２地震時の層間変形角が１／１００、その時ブレースに生じる最大歪みが±３．０％とする。
【００５１】
正弦波加振により得られた荷重−変形履歴特性を図７に示す。図８は試験結果を表にしたものである。
【００５２】
加振周波数は０．２５Ｈｚとし、振幅を変化させた。これにより、本制振装置は、小振幅から大振幅まで、振幅に応じてエネルギ吸収能力が変化し、風荷重を想定した小振幅域では、低応力で早期に塑性してエネルギ吸収能力を発揮し、地震を想定した大振幅域では、高応力となり、外力に応じた高いエネルギ吸収能力を示し得る理想的な性状を示している。また、ブレースに作用する軸歪速度が低下するため早期に塑性化し、層間変形角１／３０００時でもエネルギ吸収能力があることを確認できた。大振幅経験後の小振幅領域でも、履歴の再現性は良好であることから、加工硬化が殆どなく多目的に使用でき、しかも交換不要で長期間の使用が可能な制振装置であることがわかる。
【００５３】
更に図９は、極低降伏点鋼による制振装置（白抜き丸）と、本発明の上記材料Ｍをエネルギ吸収部材６に使用した制振装置（黒丸）それぞれの制振効果の比較を示している。本発明の制振装置は、地震・風の双方に良い制振効果を発揮することが明らかである。
【００５４】
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００５５】
【本発明が奏する効果】
請求項１〜４に記載した発明に係る地震・風に兼用できる軸力型制振装置は、小振幅から大振幅まで、振幅に応じてエネルギ吸収能力が変化し、風荷重を想定した小振幅領域では、低応力で早期に塑性化してエネルギ吸収能力を発揮する。また、地震を想定した大振幅では高応力となり、外力に応じて高いエネルギ吸収能力を発揮するなど理想的な性能を示す。大振幅経験後の小振幅領域でも履歴の再現性は良好であるから、多目的で、しかもエネルギ吸収部材の交換が不要であり、長期間の安定した使用が可能な軸力型制振装置を提供できる。
【００５６】
要するに、地震時においても優れた変形性能を発揮し、履歴型の制振装置とほぼ同等な応答軽減効果を有する。また、風力時には、速度感受性のない制振装置に比べて、応答が小さくなっている。これはひずみ速度の減少によって示す制振装置の耐力が小さくなり、早期に塑性化しているため、エネルギ吸収効果が有効に発揮されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制振装置の適用例を示した立面図である。
【図２】本発明に係る制振装置の実施形態を示した正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２の分解斜視図である。
【図５】材料Ｍが入力される外力レベルに応じたエネルギ吸収能力を発揮する様子を示した説明図である。
【図６】材料Ｍの流動応力の状態を示した説明図である。
【図７】地震レベルの層間変形角と、そのときに生じる最大軸歪（％）を表したグラフである。
【図８】地震レベルの層間変形角と、そのときに生じる最大軸歪（％）を示す表である。
【図９】（ａ）〜（ｈ）は本発明の制振装置の制振効果を示す性能図である。
【符号の説明】
６      エネルギ吸収部材（超塑性材料）
４      軸力型制振装置
ｂ      軸力負荷部
ａ      Ｒ加工
ｃ、ｄ  定着部
７      荷重伝達フレーム
１４    スペーサー
８      雄型フレーム
９      雌型フレーム
１５    凹型プレート
【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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