(57)【要約】  建築物用の構造躯体は、第１の構造部材および第２の構造部材を含み、第１および第２の構造部材が結合されその間を荷重が通る位置に不連続弾性域を有する。不連続弾性域接合は、第１および第２の構造部材を結合し、構造躯体に弾性をもたらし構造躯体への過渡荷重の影響を弱める。各不連続弾性域接合は、互いに対向する接合面と、各第１および第２の構成部材を固定する締付具と、各締付具上に位置し、接合面同士の相対的な動きを規制するために締付具との組み合わせで作用する圧縮要素とを含み、それにより第１および第２の構造部材によって各不連続弾性域の対向する側に付与される荷重による不連続弾性接合の挙動を規制する。
2016514224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の構造部材と、
各第１の構造部材が各第２の構造部材に結合され、荷重がかかっているときに第１および第２の構造部材間を荷重が通る位置に、不連続弾性域が存在する、複数の第１の構造部材に結合される複数の第２の構造部材と、
複数の第１の構造部材を複数の第２構造部材に結合し、躯体の弾性と躯体上の過渡荷重に対する応答性を高める複数の不連続弾性域接合とを備え、
各複数の不連続弾性域接合は、
各第１および第２の構造部材に剛接合されるまたは各第１および第２の構造部材の一部として形成され、互いに対向し、対向する接合面間の間隙において圧縮要素によって互いと接触するか離れる、接合面と、
各第１の構造部材を各第２の構造部材に固定する締付具と、
各締付具上に位置し、単一の部品または積層された配置の複数の変形可能な部品を備える圧縮要素とを備え、
圧縮要素は接合面の相対的な動きを規制するために各締付具との組み合わせで作用し、それによって各不連続弾性域の対向する側部上で各第１および第２の構造部材によって付与される荷重がもたらす不連続弾性域接合の挙動を規制する、建築物用の構造躯体。
【請求項２】
締付具が各第１の構造部材を各第２の構造部材に固定するボルトを備え、ボルトはボルト上に位置するナットを有し、
圧縮要素が積層された配置で各ボルト上に配される複数の皿ばね座金を備え、複数の皿ばね座金は並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせで配置され、
不連続弾性域が、第１および第２の構造部材の荷重前の配向を維持するために位置合わせされ配向される対向する接合面によって形成される、請求項１に記載の構造躯体。
【請求項３】
複数の第１の構造部材は、重力および横荷重に抵抗して構造躯体を支持する複数の垂直配向の柱を備え、
複数の第２の構造部材は、複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁を備え、
複数の水平配向の梁は、各梁を各柱に固着する複数の梁柱接合によって複数の交差部分で複数の柱に結合され、各複数の梁柱接合は交差部分において各梁の下に位置し、
各交差部分における不連続弾性域は、柱と梁との接合および梁と梁柱接合との接合を備える、請求項１に記載の構造躯体。
【請求項４】
各複数の梁が、上および下フランジと、上および下フランジの間に延びるウエブとを含み、下フランジは下フランジに形成される複数のボルト孔を備え、下フランジの下側は接合面であり、
各複数の梁柱接合が、上フランジに形成される複数のボルト孔を備え、フランジの上面は接合面の上に位置する梁の接合面に対向する接合面であり、
梁が、梁の下フランジに形成される複数のボルト孔が梁柱接合の上面に形成される複数のボルト孔と位置合わせされるように、各梁柱接合に対して位置し、
締付具が、梁を梁柱接合に結合するために、および圧縮要素にプリテンションを付与するために、各ボルト孔および圧縮要素に、および各ボルト孔および圧縮要素を通って、位置する、請求項３に記載の構造躯体。
【請求項５】
各複数の梁が、各交差部分に位置する梁の端部上に形成されるエンドプレートをさらに備え、エンドプレートは隙間によって柱から離間され、各柱と略平行となるように垂直配向であり、
第１のせん断抑制ブロックが、エンドプレートと柱との間の隙間において梁柱接合および柱に固着され、第２のせん断抑制ブロックが、梁の下側に固着され、梁柱接合の端部に接触し、第１および第２のせん断抑制ブロックは柱を梁から離間する働きをし、これにより荷重がかかっているときに梁の回転および傾斜が可能になる、請求項３に記載の構造躯体。
【請求項６】
エンドプレートがエンドプレートを貫通して形成される複数のボルト孔を含み、
エンドプレートに隣接して位置する各柱が、エンドプレートに平行な各柱の面上で各柱を貫通して形成される複数のボルト孔を含み、
締付具が、梁を柱に結合するために、および圧縮要素にプリテンションを付与するために、各ボルト孔および対応する圧縮要素に、および各ボルト孔および対応する圧縮要素を通って位置する、請求項５に記載の構造躯体。
【請求項７】
不連続弾性域接合が、エンドプレートと柱との間の隙間に位置する複数の皿ばね座金または別の圧縮要素さらに備え、梁を柱に結合する締付具はエンドプレートから柱へ、皿ばね座金を通って、または別の圧縮要素を通ってまたは隣接して、通しボルト止めされる、請求項６に記載の構造躯体。
【請求項８】
各不連続弾性域接合は、各梁と梁柱接合との間の力を規制するために、各梁と梁柱接合との間に位置する圧縮要素をさらに備える、請求項３に記載の構造躯体。
【請求項９】
不連続弾性域接合は、剛接合の非不連続弾性域接合の弾性範囲を超える、設計地震または他の設計事象により引き起こされる構造躯体への横荷重の付与の後、柱が本来の垂直配向へ、または近似ではあるが実働可能な垂直配向へ戻るように、複数の柱に対して自己復元力を付与する、請求項３に記載の構造躯体。
【請求項１０】
不連続弾性域接合は、剛接合で達成可能な弾性範囲よりも大きな、構造躯体の所定の階層間ドリフトまたは建築物の総ドリフトが、梁または柱の塑性変形を伴わずに達成されるように、梁または柱または梁と柱との接合の弾性域を拡大する、請求項３に記載の構造躯体。
【請求項１１】
複数の第１の構造部材および複数の第２の部材は、構造躯体の各対の柱および梁によって形成される躯体の格間に位置する複数の筋交いを一括形成し、複数の筋交いは、構造躯体に付与される横荷重を構造躯体の基礎に伝え、構造躯体の剛性を増加させ、過渡荷重の影響を打ち消すように弱めることに寄与し、
選択される躯体の格間は、筋交いを柱または梁への取り付けるために、梁柱交差部分の上または近傍、もしくは柱または梁上の他の部分に位置する単一の板または対の板によって接合される、対角線の配向の単一の筋交い、入り山形の配置の一対の筋交い、またはＸ型筋交いの配置の一対の筋交いのいずれかを含む、請求項１に記載の構造躯体。
【請求項１２】
各複数の筋交いは、
本体および本体から外向きに延びる複数のフランジを有する外側スリーブであって、
第１の端部上に形成され、筋交いが圧縮の中で作用するときに本体よりも大きな弾性を伴って挙動する区域をもたらすフランジを有する第１の端部と、
第２の端部上に形成され、筋交いが引張の中で作用するときに本体よりも大きな弾性を伴って挙動する区域をもたらすフランジを有する第２の端部とを有する外側スリーブと、
少なくとも部分的に外側スリーブ内に位置する外側スリーブの両端における内側スリーブであって、
複数の柱または梁のうち１つと合致する第１の端部と、
外側スリーブ内に位置する第２の端部とを含み、フランジが第１および第２の端部間に位置し、内側スリーブの本体から外側に延びる、内側スリーブと、
外側スリーブを内側スリーブに結合させる複数の接合機構とを備え、各複数の接合機構は、
外側スリーブを内側スリーブに固着するため、必要であれば横方向支持リングを貫通し、外側および内側スリーブ上のフランジに形成される一対の位置合わせされるボルト孔を貫通する、ボルト孔内でボルトを固定するためのナットをボルト上に含むボルトと、
ボルト上に位置し、積層された配置の複数の変形可能な部品を備える圧縮要素とを備え、
構造躯体の弾性を最大化して階層間ドリフトを利用するために、外側スリーブの一方の側の圧縮要素は引張力の範囲を弾性的に吸収し、外側スリーブ他方の側の圧縮要素は圧縮力の範囲を弾性的に吸収する、請求項１１に記載の構造躯体。
【請求項１３】
各複数の筋交いは、
筋交いの中央部に位置し、本体と本体から外向きに延びる複数のフランジとを有する内側スリーブであって、
第１の端部上に形成され、筋交いが圧縮の中で作用するときに本体よりも大きな弾性を伴って挙動する区域をもたらすフランジを有する第１の端部と、
第２の端部上に形成され、筋交いが引張の中で作用するときに本体よりも大きな弾性を伴って挙動する区域をもたらすフランジを有する第２の端部とを有する内側スリーブと、
少なくとも部分的に内側スリーブ外に位置する内側スリーブの各端部に位置する外側スリーブであって、
複数の柱または梁のうち１つと合致する第１の端部と、
内側スリーブ外に位置決めされる第２の端部とを含み、フランジが第１および第２の端部間に位置し、外側スリーブの本体から外側に延びる、外側スリーブと、
内側スリーブを外側スリーブに結合させる複数の接合機構とを備え、各複数の接合機構は、
内側スリーブを外側スリーブに固着するため、必要であれば横方向支持リングを貫通し、外側および内側スリーブ上のフランジに形成される一対の位置合わせされるボルト孔を貫通する、ボルト孔内でボルトを固定するためのナットをボルト上に含むボルトと、
ボルト上に位置し、積層された配置の複数の変形可能な部品を備える圧縮要素とを備え、
内側スリーブの片方の側の圧縮要素は、引張力に応答して、圧縮要素に比べてさらに大きな弾性をもたらし、内側スリーブの他方の側の圧縮要素は、圧縮力に応答して、引張力に比べてさらに大きな弾性をもたらす、請求項１１に記載の構造躯体。
【請求項１４】
圧縮要素は、積層された配置で複数の皿ばね座金を備え、複数の皿ばね座金は並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせである、請求項１２に記載の構造躯体。
【請求項１５】
躯体の格間が一対の筋交いをＸ型筋交いの配置で含むとき、筋交いはＸ型筋交いの配置における他の筋交いに対する連結部および貫通性を含む、請求項１１に記載の構造躯体。
【請求項１６】
重力および横荷重に抵抗して構造躯体を支持する複数の垂直配向の柱と、
複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁と、
複数の交差部分で複数の垂直配向の柱を複数の水平配向の梁に結合する複数の梁柱接合と、
各対の柱および梁により形成され、各複数の筋交いは複数の筋交い部を有するマルチピース筋交いを備える、構造躯体の構造の格間の少なくとも一部に位置する複数の筋交いと、
複数の梁柱接合を通して複数の梁を複数の柱に結合し、および／または第１の筋交い部を第２の筋交い部にまたは第２の筋交い部を第３の筋交い部に結合する、複数の不連続弾性域接合とを備え、各複数の接合機構において、
各複数の不連続弾性域接合は、
複数の接合機構と、
各複数の接合機構上に位置し、単一の部品または並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせで複数の変形可能な部品を備える圧縮要素とを備え、
圧縮要素は構造躯体に付与される過渡荷重および過荷重に応答して構造躯体に弾性と制振性をもたらす、建築物用の構造躯体。
【請求項１７】
各複数の梁および梁柱接合が、各複数の梁および梁柱接合のフランジに形成される複数の孔を含み、接合機構が各孔にまたは各孔を通って位置し梁を梁柱接合に結合するように、各梁のフランジに形成される複数の孔が各梁柱接合のフランジに形成される複数の孔と位置合わせされる、請求項１６に記載の構造躯体。
【請求項１８】
不連続弾性域接合が、各梁と梁柱接合との間に位置し、各梁と梁柱接合との間で圧縮力を規制する間隙材をさらに備える、請求項１６に記載の構造躯体。
【請求項１９】
各複数の梁が各交差部分に位置する梁の端部上に形成されるエンドプレートをさらに備え、エンドプレートはエンドプレートと柱の間の隙間によって柱から離間してあり、各柱と略平行となるように垂直配向であり、
各柱およびエンドプレートが、各柱およびエンドプレートの間に形成される複数の孔を含み、接合機構が各孔におよび各孔を通って位置し、梁上で柱をエンドプレートに結合するように、柱に形成される複数の孔がエンドプレートに形成される複数の孔と位置合わせされる、請求項１６に記載の構造躯体。
【請求項２０】
複数の筋交い部が、
複数の柱または梁のうち一方と合致する第１の端部と、第２の端部に形成され、外側スリーブの本体から外側に延びるフランジを有する第２の端部とを有する、外側スリーブの形の第１の筋交い部と、
複数の柱または梁のうち一方と合致する第１の端部と、内側スリーブが少なくとも部分的に外側スリーブ内に位置するように、外側スリーブ内に位置する第２の端部とを有する、内側スリーブの形の第２の筋交い部とを備え、内側スリーブは、内側スリーブの本体から外側に延びる、第１および第２の端部間に位置するフランジを含み、
各内側スリーブおよび外側スリーブ上のフランジが、内側スリーブを外側スリーブに固着するため、不連続弾性域接合の各接合機構が必要であれば横方向支持リングを貫通し、フランジに形成される各対の位置合わせされる孔を貫通するように、互いに位置合わせされフランジに形成される複数の穴を含み、
圧縮要素が、不連続弾性域内で内側および外側スリーブのフランジ間と、不連続弾性域外で内側および外側スリーブのフランジの片側または両側上とに位置するが、設計荷重に対して機械ダンパとして弾性的に挙動する振動ばね機構を形成するために、不連続弾性域接合をまたぐ同じ接合機構上に積層される、請求項１６に記載の構造躯体。
【請求項２１】
構造躯体を重力および横荷重に抵抗して支持する複数の垂直方向の柱と、
複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁と、
交差部分で複数の垂直配向の柱に固着され、梁が梁柱接合上に位置するように交差部分で各梁の下に位置する複数の梁柱接合と、
各対の柱および梁から形成される構造躯体の格間の部分に位置し、第１の筋交い部と第２の筋交い部と第３の筋交い部とを有するマルチピース筋交いを備える、複数の筋交いと、
複数の梁を複数の柱および複数の梁柱接合に結合する、または第１の筋交い部を第２の筋交い部に、および第２の筋交い部を第３の筋交い部に結合する複数の接合機構とを備え、各複数の接合機構は、
ボルト・ナット配置と、
ボルトに直角な一対の水平板と、
板の一方または両方の外側に位置するまたは板間の間隙に位置するばね群とを備え、ボルト・ナット配置のボルトはボルトへ付与されるプリテンションを伴いまたは伴わずに板およびばね群を貫通し、
ばね群は、並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせで配置されるばね様の性質を有する複数の変形可能な部材のうちの１つまたは、ばね様の性質をもつ圧縮性材料を備え、
ばね群は、構造躯体の弾性と、過渡荷重および非過渡荷重に対する構造躯体の応答性とを高め、
不連続弾性域接合は、設計地震または他の過渡荷重の後に構造躯体の再位置調整を引き起こすまたは積極的に補助する、建築物用の構造躯体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は一般に構造躯体システムに関し、特に、弾性挙動がなければ、通常使用される梁や接合機構の塑性延性挙動に依存する荷重状態に対し、このようなシステムの不連続弾性挙動（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｂｅｈａｖｉｏｒ）をもたらし、可能にする構造躯体システムに関し、構造躯体システム（一次的、二次的、またはその他の）に含まれる構造接合機構に関する。本明細書に記載される不連続弾性挙動は、剛接合として構築される場合、接合が構築される基材の弾性係数よりも応力歪み挙動が、弾性を有する領域を接合の荷重経路に備える方式で、１つ以上の構造躯体システムの接合、例えば梁柱接合を構築することにより達成されることを想定する。
【背景技術】
【０００２】
地震荷重事象が生じやすい地域では、建築物や橋などの構造に一体化された耐震システムを含むことが多い。これらの耐震システムは、構造の延性や制振性を安全に高めることなどにより、このような荷重事象に関連する力の悪影響を緩和させることで、構造を保護し、生命や収容物の損傷や損失を抑制しようとする。地震に対する構造の応答の１つは、構造のドリフト、すなわち横揺れである。所与の地震荷重に対して構造が受けるドリフトの量は、一部分において、構造の剛性により決定され、同じ質量で、剛性の高い構造ではドリフトは少なく、剛性の低い構造ではドリフトは多い。
【０００３】
構造に対して許容されるドリフトの量（即ち、ドリフト限界）は、建築基準法により定められ、一般的に、地震力、風力、その他の過渡荷重など、ドリフトをもたらす力の種類、建築物の構成、構造の利用、構造に付与または構造の中に含まれる仕上げ等、多くの事柄に依存する。発生する確率、予想される荷重の大きさ、占有率も重視される。地震によるドリフトの比較的大きな量が建築基準法により容認される構造では、より少ないドリフト用に設計される剛性の高い構造と比較して、構造の求められる強度を下げるために、このような許容を最大限に生かすのが望ましいことが多い。構造の水平または垂直方向の撓みをもたらす他の過渡荷重状況に関して、同様の手法が望ましい。地震荷重の場合、現在の建築基準法は、このような従来の接合の構築に用いられる材料の弾性限界を超える、従来の剛接合の撓曲をもたらす多くの状況におけるドリフトを許容している。そのため、安全性を確保するために、地震荷重に対する許容されるドリフトを達成する従来の手法は、安全であるが構造部材の損傷を引き起こすことが予測される方式で、応力が弾性限界を超える構造躯体の指定される部分の塑性延性挙動に依存している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、広く知られている既存の技術の多くは、構造の梁部品が、材端モーメント抵抗を伴う梁の柱近傍の所定の位置または床ダイヤフラム間の梁と山形の交差筋違が交差部分で、低レベルの地震荷重で弾性挙動を示した後、地震荷重が実働荷重内で増加すると非弾性塑性延性挙動を示す、「弱梁強柱（ｗｅａｋ  ｂｅａｍ−ｓｔｒｏｎｇ  ｃｏｌｕｍｎ）」の概念によって、地震によるドリフトの許容量を達成している。弱梁強柱の構造では、柱は弾性的に作用することが期待される。弱梁強柱の概念では、構造部品、その中でも特に梁や筋交いに、それらの弾性能、即ち塑性非弾性挙動を超える荷重を与える地震は、構造の位置ずれを引き起こし、その事象の後に構造部材の変形をもたらすと推定される。さらに、このような位置ずれや変形は、建築物を居住不可能にし、場合によっては修復不可能にするほど重大なものになりえると推定される。つまり、より大きな地震荷重にさらされる梁の塑性非弾性挙動は、地震の後の修復が実用的または経済的ではないという状態をもたらしうる。
【０００５】
既存の弱梁強柱の技術のもう１つの欠点として、この概念を利用したシステムの構成は、柱が「木」として工場加工される場合、梁の柱への接合もしくは梁の梁スタブへの接合の現場溶接を一般に必要とすることである。大きな（厚い）フランジをもつ梁が、構造の設計でよく必要とされる。工場加工に比較して、このような大きなフランジの現場溶接の制限（例えば、ＳＭＡＷまたはＦＣＡＷプロセス、熱処理の不足、さらに可変的な環境条件等）は、溶接が割れの影響を受けやすい状態にし、これは、ａ）追加のさらに有利な溶接プロセスを利用することが可能であり、ｂ）溶接前後の熱処理を使用することが可能であり、ｃ）溶接の質に影響を与える環境条件が制御可能であり、ｄ）利用される技術を位置決めする、工場の環境において、さらに高い度合いに制御することが可能である。例えば、このようなフランジの現場溶接は、遠隔の高地にある屋外の現場環境で発生することがよくあり、湿気、溶接物の溶接前の温度、パス間温度、大気の湿度は、溶接の材料や強度に悪影響を与える可能性があり、湿気が多く、風があり、寒冷な条件では、溶接完了に何時間もかかる。現場、すなわち建設現場における構造の接合の溶接後の熱処理は、非実用的であり、めったに行われず、現場溶接プロセスの加熱冷却により引き起こされる溶接部とその周りの残留応力に対する完全な対策法はない。欠陥は環境条件、アクセスに関連していることが最も多く、機械化されたワイヤブラシングや研磨が行えず、溶接溜まりの視認性が損なわれ、開始点と停止点の不適切なオーバラップが起こりやすい場所である、梁の下部フランジのウエブ近傍に見られることもあるスラグ巻込みや溶融不足など、溶接継手の最適未満位置決めも、梁を柱に現場溶接する場合、工場溶接の場合よりも発生頻度が高い。
【０００６】
延性挙動を達成する別の先行技術である、強梁弱柱の手法の変形は、地震荷重に対する許容可能なドリフトの達成に必要な撓みをもたらすために、摩擦または塑性変形または犠牲部材を利用する「融着」接合を含む。つまり、融着接合は、接合面塑性変形、および／または接合面に沿った摩擦調整された動きまたは地震の間の他の（非弾性の）不具
合を受けることが意図されており、接合の永久的な変位や変形のいくつかの形態を、設計レベルの地震の結果として許容する。このような融着接合は自己再位置調整する特質を有するものとされるが、このような融着接合に関連する自己再位置調整は、事実上、筋交いや柱の応答に主に依存しており、接合の補助なしで達成される。
【０００７】
そのため、設計地震に対する許容ドリフト、さらに詳細には階層間ドリフト、即ち隣り合う階層間で増分するドリフトが、梁、柱、筋交いの塑性変形を伴わずに達成されるような、構造躯体要素の弾性域を拡大する構造や関連する耐震システムを提供することが望ましい。このような地震システムが、構造の地震前の配向への自己再位置調整を可能にし、設計荷重および許容ドリフトを受けた場合またはわずか乃至適度に超えている場合には、経済的な再位置調整を省くことがさらに望ましい。このような地震システムが、位置決め、ガスメタルアーク溶接、サブマージアーク溶接、焼きならし、熱処理および応力除去などの、現場組立に比べて非常に重い溶接物の管理された工場での組立や製作に一般に関連する、製作上の利点を経済的に利用し、現場溶接接合の代わりに現場でのボルト現場接合のさらなる利用を提供し、これにより、現場溶接接合と工場溶接接合で比較して、現場での接合あたりの工数や品質管理要件を減らすことがさらに望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、構造躯体要素の弾性域を拡大する構造や関連する耐震システムに関する。
【０００９】
本発明の一態様においては、建築物用の構造躯体は、複数の第１の構造部材と、複数の第１の構造部材に結合される複数の第２の構造部材を含み、不連続弾性域が、各第１の構造部材が各第２の構造部材に結合され、荷重が発生しているときに第１および第２の構造部材の間を荷重が通り抜ける場所に存在する。構造躯体は、複数の第１の構造部材を複数の第２の構造部材に結合する複数の不連続弾性域接合も含み、不連続弾性域接合は、構造躯体の弾性や過渡荷重への構造躯体の応答性を高める。各複数の不連続弾性域接合は、各第１および第２構造部材に剛接合されるか、その一部として形成される接合面を含み、接合面は互いに対向し、対向する接合面間の間隙で圧縮要素によって互いに接触している、または離れている。各複数の不連続弾性域接合は各第１の構造部材を各第２の構造部材に固定する締付具と、各締付具上に位置する圧縮要素も含み、圧縮要素は、単一の部品または積層された配置の複数の変形可能な部品を備える。圧縮要素は、接合面同士の相対的な動きを規制するように各締付具との組み合わせで作用し、それによって各不連続の弾性域の対向する側部上にある各第１および第２の構造部材によって加えられる荷重に起因する不連続弾性域接合の挙動を規制する。
【００１０】
本発明の別の態様においては、建築物用の構造躯体が、構造躯体を重力および横荷重に抵抗して支持する複数の垂直配向の柱と、複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁と、複数の垂直配向の柱を複数の水平配向の梁に複数の交差部分で結合する複数の梁柱不連続弾性域接合と、躯体の格間に位置してドリフトに抵抗し、基礎にせん断を伝達するようにされ、複数の筋交い部を有するマルチピース筋交いをそれぞれ備える各対の柱および梁から形成される複数の筋交いと、荷重が発生しているときに荷重が通る不連続弾性域において、構造躯体の弾性と構造躯体上の過渡荷重に対する応答性を高めるために複数の筋交い部同士を結合する、複数の不連続弾性域接合を含む。各複数の不連続弾性域接合は、複数の接合機構と、各複数の接合機構に位置し、単一の部品または並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせの複数の変形可能な部品を備える圧縮要素とを備え、圧縮要素は、構造躯体の弾性と過渡荷重および非過渡荷重に対する構造躯体の応答性とを高め、圧縮要素は、構造躯体に付与される過渡荷重および過荷重に応答して弾性および制振性を構造躯体にもたらす。
【００１１】
本発明のさらに別の態様においては、建築物用の構造躯体が、構造躯体を重力および横荷重に抵抗して支持する複数の垂直配向の柱と、複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁と、交差部分で複数の垂直配向の柱に取り付けられ、不連続弾性域接合として梁が梁柱接合上に位置するように、交差部分で各梁の下に位置する、複数の梁柱接合と、躯体の格間に位置してドリフトに抵抗し、基礎にせん断を伝達するようにされ、第１の筋交い部と第２の筋交い部と第３の筋交い部とを有するマルチピース筋交いをそれぞれ備える、各対の柱および梁から形成される複数の筋交いとを含む。構造躯体は、複数の梁柱接合部を介して複数の梁を複数の柱に結合する複数の不連続弾性域接合も含み、各複数の不連続弾性域接合は、ボルト・ナット配置、ボルトに対して直角な一対の平行な板、板の一方または両方の外側もしくは板間の間隙に位置するばね群を備え、ボルト・ナット配置のボルトは、ボルトへ付与されるプレテンションを伴いまたは伴わずに、板およびばね群を貫通する。ばね群は、並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせで配置される、ばね様の性質を有する複数の変形可能な部材のうちの１つ、またはばね様の性質をもつ圧縮性材料を備え、ばね群は、圧縮要素は構造躯体の弾性と、過渡荷重および非過渡荷重に対する構造躯体の応答性とを高める。
【００１２】
以下の詳細な説明および図面によって、様々な他の特徴や利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図面は、本発明の実施のために現在考えられる好ましい実施形態を示す。
【００１４】
図面において、
【００１５】
【図１−４】本発明の実施形態の、様々な構造躯体の構成の部分の概略図である。
【００１６】
【図５−５Ａ】本発明の実施形態の、図１〜４の構造躯体における相互接続部分と、相互接続部分に位置する不連続弾性域接合の詳細図である。
【００１７】
【図６−８】本発明の実施形態の、図５および図５Ａの不連続弾性域接合において使用される締付具および圧縮要素の概略図である。
【００１８】
【図９】本発明の別の実施形態の、図１〜４の構造躯体における相互接続位置と、相互接続位置に位置する不連続弾性域接合の上面図である。
【００１９】
【図１０】本発明の別の実施形態の、図１〜４の構造躯体における相互接続位置および相互接続位置に位置する不連続弾性域接合の上面図である。
【００２０】
【図１１】本発明の別の実施形態の、図１〜４の構造躯体における相互接続位置と、相互接続位置に位置する不連続弾性域接合の詳細図である。
【００２１】
【図１２】本発明の実施形態の、限定されないが地震や風などの水平荷重の付与に応答して行われる図１〜４の構造躯体における柱と梁の移動と、不連続弾性域接合により付与される自己復元力の移動とを示す概略図である。
【００２２】
【図１３Ａ−１３Ｃ】本発明の実施形態の、構造用筋交いに組み込まれる不連続弾性域接合を含む、図１〜４の構造躯体に含まれる構造用筋交いの概略図である。
【００２３】
【図１４】図１〜４の構造躯体に含まれる筋交いと同様に位置決めされうるダンパを形成する、または抗力支柱としての、図１３Ａ〜１３Ｃの構造用筋交いの採用の概略図である。
【００２４】
【図１５Ａ−１５Ｅ】本発明の別の実施形態の、構造用筋交いに組み込まれる不連続弾性域接合を含む、図１〜４の構造躯体に含まれる構造用筋交いの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の使用環境について、過渡荷重、即ち、限定されないが地震、風、衝撃、機械、爆発、撃力、移動の荷重など短期間の荷重を受ける建築物用または他の構造用の構造要素、躯体または躯体システムに関して説明する。本発明の実施形態によれば、このような構造要素、躯体または躯体システムが実現可能であり、本発明は、構築的な建築物、橋、タワー、機械プロセス構造、他のマシンや機械の設計において、様々な過渡および非過渡荷重に対する応答性を向上させるため、もしくは構造躯体部品およびシステムを過大応力の悪影響から保護するために実施できる。そのため、本発明の実施形態は様々な構造要素、構造、それらに付与される荷重を包含することを意図する。
【００２６】
図１〜４を参照すると、本発明の実施形態を組み込む、構造躯体１０が概略的に示される。構造躯体１０は、構造躯体１０を荷重に抵抗して支える、複数の柱１２、梁１４、および筋交い２０を含む。そのため柱１２および梁１４は、例えば鋼Ｉ形梁タイプの構造を有して構築されるか、または正方形／長方形の鋼管柱、円形の鋼管柱などの形状のもの、および／または木やコンクリートなどの別の好適な材料、またはそのような材料の２つ以上の組み合わせにより形成されるものなど、別の好適な構造を有することができる。構造躯体１０は、柱用ベースプレート１６によって定着、即ち地面に接合され、構造躯体１０の複数の交差位置１８で構造躯体１０の柱１２と梁１４が互いに接続／結合される。梁１４は、交差位置１８での梁１４と柱１２の接合に基づき、構造躯体１０内の複数の床、階層、トラスパネルを画定するように位置決めされる。
【００２７】
構造躯体１０は、構造の各階層の間で構造躯体１０に追加される筋交い２０も含み、筋交い２０は選択される対の柱間に配置され、床板や他の部材において収集される水平荷重を、例えば基礎など、構造の定着部への伝達を補助する。図１に示され、限定されないが図２、３および４の図示を含む別の実施形態に示されるように、躯体に付与される水平荷重を躯体の柱定着部分１６へ伝達することができる１つ以上の筋交い２０は、対向する柱１２と梁１４の各対により画定される各躯体の格間２２に設けられ、筋交いは、筋交いの構成／配置に基づいて、交差位置１８または梁１４の中点２１において接合される。本発明の実施形態によれば、単一の対角線配向の筋交い２０が例えば図２のように躯体の格間２２に位置決めされることができ、または一対の筋交い２０が、例えば図３のように逆Ｖ字の配置（すなわち入り山形）または例えば図１のようにＸ型筋交いの配置のいずれかで、躯体の格間２２に位置することができる。限定されないが、建築学、工学、建設業界、その他の一般的な使用で共通して使用されているビスカスダンパのようなダンパシステムが、直線にまたは１つ以上の筋交い２０に平行に、または１つ以上の梁２０に平行に位置することができ、筋交いは入り山形の構成である。本明細書で後により詳細に説明されるように、筋交い２０の部品は、図１４で図示されるような、制振性をもたらす構成にできる／してもよい。図１〜４に図示される構造躯体１０は、二次元における寸法が増大した構造躯体１０を形成するために、筋交い２０を伴いまたは伴わずに共通面で繰り返し可能である。さらに、構造躯体１０は、建築物の躯体システムおよび他の構造躯体システムに通常見られるように、三次元の構造躯体を形成するために、図１〜４に示される躯体に垂直な（または躯体からの角度が垂直より小さな）平面で、筋交い２０を伴いまたは伴わずに繰り返し可能である。
【００２８】
図１〜４に示されるように、構造躯体１０は、過渡荷重に応答して様々なタイプのドリフトを行うように設計および構築され、構造躯体１０におけるドリフトは、即ち横振れは、２４で特定される。構造躯体１０によって表されるドリフトは、どの時でもすべての横振れが一方向に起こる、「モード１」の応答である。横振れは、「モード２」やそれより上の応答を伴う所与の時に多方向に起こってもよい。構造躯体がこのような多方向に振れるとき、地震荷重による階層間のドリフト、即ち１つの階層の次の階層に対するドリフトに対する共通の反応は、建造物の単一個所の最大のドリフトと同じまたは大きい重要性のものでもよい。構造躯体１０の受けるドリフトの量は、部分的に、構造の質量、構造の剛性、構造が定着される土の特性、構造に作用する荷重力の性質により決定される。
【００２９】
例示的な実施形態によれば、構造躯体１０が、比較的多量のドリフトを受けて、塑性変形を伴わずに元の配向へ戻るように設計される。このように、構造躯体１０は、ドリフトに対する高い弾性を有するように設計される。例えば、地震荷重の場合、多用される、階層の高さの１〜２％の範囲での階層間の許容ドリフトは、構造的および非構造的な部品の崩壊を伴わない安全な方式で起こることができる。階層間の許容ドリフトは、本質的に、構造の剛性、質量、強度、安定性を最適化するために用いられる境界である。弱梁強柱システムおよび主要な力に抵抗するシステムの非弾性塑性挙動が後に続く弾性挙動は、この許容ドリフトを安全に達成するためにしばしば依存される。そうすることで、構造の安定性の保持が達成されるが、設計地震に対応することを意図した限界状態に達するか超えることで、構造への永久的な損傷を伴うことが多い。このような弾性限界状態を超える原因は、しばしば地震のランダム性である。鋼の弾性限界など建設材料の可変性や、このような材料の組立、例えば溶接工程などは、地震のランダム性と無関係に弾性限界状態を早期に超えることに寄与する。梁や筋交いの厳選された位置における非弾性塑性挙動は、非弾性塑性挙動または破損が構造において許容不可な程度の不安定さを引き起こす、構造の別の部分における応力除去のために依存される。あるいは、回転可能にさらに撓むことを特徴とする梁の弾性範囲の限界状態に達する前に、弾性的に応答するように設計および調整される接合を有して、理想的な強度および剛性で梁を柱に接合することで、このような梁における非弾性塑性挙動を開始させる過荷重およびそれに続く損傷が回避される。同様にして、軸方向にさらに撓むことを特徴とする筋交いの弾性範囲の限界状態に達する前に、弾性的に応答するように設計および調整される接合を追加することで、筋交いシステムの過荷重が制御でき、このような筋交いにおける非弾性塑性挙動を開始させる過荷重とそれに続く損傷が回避される。弾性挙動は、躯体１０が地震前の配向に戻る補助も行う。このやり方で、通常は非弾性塑性挙動により達成される、ドリフトに関連する撓みの拡大した範囲の一部分が、躯体１０への損傷を伴わずに、さらに高い信頼性と弾性をもって達成できる。非弾性塑性挙動とは違い、弾性挙動は、さらなる利点として、自己復元または同様の再位置調整をもたらす。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、構造躯体１０における弾性を向上させるために、一連の接合機構／部品が、構造躯体１０の特定の位置に設けられる。これらの接合機構は、本明細書で以降、「不連続弾性域接合（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｚｏｎｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）」と呼ばれ、過渡荷重、および過荷重またはまれにある荷重の組み合わせの再配分に適するように設計／構築される構造の接合である。不連続弾性域接合は、構造躯体の梁、筋交い、支柱の荷重経路に沿って位置し、不連続弾性域は、接合面または同様に位置する板かフランジでの、および／または接合面間または同様に位置する板間かフランジ間での各接合内で発生し、不連続弾性域は、平面、平面の組み合わせ、またはこのような接合面の間に中間材または間隙材を伴うまたは伴わない、２つの構造部材（例えば、柱、梁、筋交いの部品など）の間の荷重経路が通る、他の個別の数学的または視覚的に定義可能な二次元または三次元の囲まれた領域であるとさらに定義され、この領域では、高められた荷重状態にある構造が、取り付けられる接合面または部材の、比例して対応する変形を伴わずに弾性挙動する。不連続弾性域接合は、不連続弾性域接合のこのような接合面または同様の合わせ面に沿った、またはその中で、またはその間での弾性挙動の度合いを、不連続弾性域接合の残りの部分や不連続弾性域接合の両側の構造部材と比較して、およびこのような接合面同士または同様の合わせ面同士が通常の方法で強固に溶着されるかボルト止めされ、接合の弾性が取り付けられる部材と本質的に同じ状態と比較して、増大させることを特徴とする。そのため、このような「強固な」接合（例えば、柱への接合点で梁の回転が柱に対して制限され、梁の塑性挙動に依存する、完全に制限された、または全モーメントでの接合）と比較して、不連続弾性域接合は、構造躯体部材およびシステムの弾性挙動の度合いを増加させる利点をもつ。
【００３１】
一般に、各不連続弾性域接合は、締付具、圧縮要素、せん断抑制装置、および安定化要素のうち１つ以上含む。締付具は、不連続弾性域の両側で躯体の構造部材を接合する留め具（例えば、ボルト、ねじ、リベット、ロッド、ケーブル）を含む。圧縮要素は、不連続弾性域の両側で構造部材により付与される力に起因する接合の挙動を規制するために、締付具と組み合わせで作用するばね様の部品である。せん断抑制装置は、不連続弾性域の両側間でせん断を伝達または抑制する手段として作用し、締付具および圧縮要素によりもたらされる力への反応点として作用する。安定化要素は、接合された部品の位置合わせを維持し、梁または筋交いに対して横方向のせん断を伝達または抑制する手段として作用し、不連続弾性域接合の安定化機能、位置ずれの防止機能、およびまたは締付具へのせん断力の付与を防ぐ、または締付具に付与されるせん断力を制限または制御する機能のうち１つ以上を達成する。
【００３２】
特に圧縮要素に関して、圧縮要素は、限定されないが金属、プラスチック、ゴムなどの１つ以上の様々な材料からなることが想定されている。さらに、このような圧縮要素の形は、円錐、円柱、らせん状、渦巻き状、平板、固形のブロック、スリーブなどの、１つ、複数、または複数の形の組み合わせであってよい。不連続弾性域内または不連続弾性域を制御もしくは規制する他の位置内で、間隙要素として設置される場合、圧縮要素は、梁、柱、筋交い、抗力支柱、せん断壁／ダイヤフラム部品、または構造もしくは支持システムの他の引張力もしくは圧縮要素と関連するものでも、対象である接合の所望の弾性を達成することを引き起こし、寄与し、および／または補助することができる。
【００３３】
一実施形態によれば、および以下でさらに詳細に説明するように、不連続弾性域接合は梁１４および柱１２（図１〜４）のモーメント接合のために実施できる。このような接合において、圧縮要素と組み合わせで作用する留め具／ボルトは、締付力をもたらすために本明細書で後述される方法で不連続弾性域にまたがり、これにより接合上への所定の荷重に達するまでこの接合が剛接合として挙動でき、その時点で、所定の荷重を下回る荷重が接合に付与されると、接合面が接合面自体を再位置調整するように、そして剛接合として挙動する接合を再度引き起こすように、弾性的な接合面間の角度分離が起こる。所定の荷重は、接合の圧縮要素特性の形状および締付具によって圧縮要素に付与される与圧に、直接的に関係する。上記のような角度分離、または本明細書で後述する筋交いや支柱などいくつかの実施形態の場合の平行分離が起こるとき、拡大および縮小する領域または区域は、接合および構造システムの弾性挙動に、接合が剛接合、例えば圧縮要素または他のばね機構を伴わない溶接またはボルトによる全モーメントでの接合などの状態に比べ、不連続性をもたらす。所定の荷重や不連続性は、躯体構造の場合には日常的な実働荷重の下で、または機械の場合には静荷重の下で振れを最小限にもたらし、過荷重、過渡荷重、および低頻度で稀な動荷重を受けると制振することが可能な弾性挙動をもたらす、という要件を満たすために選択および操作されることができる。躯体構造の場合、このような所定の荷重を下回る水平荷重は、柱１２と梁１４との間の接合が剛結合、半剛結合、または部分的に抑制された接合として挙動する構造躯体１０の梁、柱、筋交い部材の弾性挙動に応じて、振れ、即ちドリフト２４を引き起こす。所定の荷重を超えるさらなる荷重は、梁、柱、筋交い、および不連続弾性域接合の弾性挙動に応じて、ドリフト２４を増加させる。一実施形態では、柱の梁へのモーメント接合、不連続弾性域に結びついた部品、例えば接合面、またはせん断抑制装置と安定化要素との接合内の板は、締付具および圧縮要素により規制される梁と柱との間のヒンジ作用を可能にする。
【００３４】
先に導入した別の実施形態によれば、および図１３および１５で以下にさらに詳細に説明するように、不連続弾性域接合は、柱、筋交い（例えば、筋交い２０）または抗力支柱に実施でき、圧縮、引張またはその両方の作用をする。この実施形態には、２つの不連続弾性域接合が用いられる。１つは不連続弾性域内に位置する圧縮要素を伴うもので、もう１つは不連続弾性域外に位置する圧縮要素を伴うものである。このような筋交いにおいて、不連続弾性域内に位置する圧縮要素を有する接合は、筋交いの接合装置により付与される与圧の力を超える圧縮の中で筋交いに荷重がかかると収縮する。対照的に、筋交いが引張を受けると、不連続弾性域外に位置する圧縮要素を有する接合は、筋交いの締付具により付与される与圧の力を超える荷重が筋交いにかかると膨張する。図１４に示されるように、図１３および１５の筋交いを圧縮要素が不連続弾性域内に位置する単一の不連続弾性域接合へと減少させ、その不連続弾性域に結びついているフランジのうち１つと対向するさらなる圧縮要素を追加することで、振動しているばねに似た特性をもつ筋交いまたは抗力支柱を構築することができる。
【００３５】
図５および５Ａを参照すると、本発明の実施形態による、構造躯体１０における柱１２および梁１４の交差位置１８（筋交い２０を伴うまたは伴わない）が、位置１８でおよび不連続弾性域５３において実施される不連続弾性域接合とともに、さらに詳細に示される。図５および５Ａに示されるように、各柱１２および梁１４は、所望の寸法を有する「Ｉ形」部分と同様の、鋼の「Ｈ型梁」の形状である。各梁１４はウエブ３０により接合される上フランジ２６および下フランジ２８を含み、同様に、柱１２はウエブ３４により接合される一対のフランジ３２を含む。図５および５Ａに示されるように、梁１４は強い配向３６に沿って柱１２とともに位置合わせされ、各梁１４の端部は柱１２のフランジ３２に隣接して配置される。柱１２が強い配向３６に沿って配置されることが示されている一方、図９とともに以下でさらに詳細に説明するように、梁１４が強い配向３６に垂直な弱い配向３８に沿って柱１２とともに位置合わせされうることもわかる。交差位置１８では、梁柱接合部４０が柱１２および梁１４に接合される。一実施形態では、梁柱接合部４０はハンチと同様の方法で柱１２に溶接される長さの短い梁「スタブ」を含むが、他の形状またはハンチ、受け材、シート接合の軸受面、またはブラケットの構成を柱１２の梁１４への固定のために使用可能であることがわかる。一実施形態によれば、スタブ４０の柱１２への溶接を現場で行う必要がないように、柱１２が工場で形成される梁スタブ４０とともに「木」として工場加工される。梁スタブ４０は梁１４と同様の構造を有し、ウエブ４６や他の追加のウエブ補剛ダブラーによって接合される上フランジ４２および下フランジ４４をもつＨ型梁構造、およびまたは荷重要件を満たすことと筋交いへの取り付けに必要なエンドプレートを有する。各梁１４は、交差位置１８近傍の各梁スタブ４０の上部に位置し、梁スタブ４０および柱１２に固着（例えば、溶接）されるせん断抑制ブロック４８を伴って柱１２から離間され、以下でさらに説明するように、せん断抑制ブロック４８は柱１２を梁１４から規定の距離／間５０だけ離間する働きをし、これにより荷重がかかっているときに梁１４の回転／傾斜が可能になる。一実施形態によれば、せん断抑制ブロック４９も、梁スタブ４０の端部に隣接する梁１４に固着（例えば、溶接）され、せん断抑制ブロック４８に類似する方法でせん断を抑制するため、または距離／間５０を保持するために用いられる。
【００３６】
図５および５Ａに示されるように、各梁１４について、複数のボルト孔５２がウエブ３０のそれぞれの側の下フランジ２８上に形成され、梁１４は、下フランジ２８に形成されるボルト孔５２が梁スタブ４０の上フランジ４２上に形成されるボルト孔５２と位置合わせされるように、梁スタブ４０上に位置する。２つのボルト孔５２がウエブ３０のそれぞれの側の梁１４の下フランジ２８上に、梁スタブウエブ４６のそれぞれの側の梁スタブ４０の上フランジ４２上に形成されている２つのボルト孔を伴って形成されているように示されているが、梁および梁スタブ４０の各下および上フランジにさらに多数のボルト孔５２が形成されうることがわかる（例えば、４つ以上のボルト孔）。図５および５Ａに５４で全体的に示される、不連続弾性域接合を一括形成する一連の結合機構／部品もまた、構造躯体１０において、特定の位置、即ち接合面または同様に位置する板またはフランジでの、および／または接合面間または同様に位置する板間またはフランジ間での、各接合内で発生する不連続弾性域に設けられる。不連続弾性域接合５４は、過渡荷重および稀に起こる荷重の組み合わせに適するように設計／構築され、不連続弾性域接合の残りの部分および不連続弾性域接合５４のいずれかの側の構造部材材料と比較して、および接合の弾性が取り付ける部材と本質的に同じである通常の方法で、このような接合面同士または同様の合わせ面同士が強固に溶接またはボルト止めされている状態と比較して、接合面または同様の不連続弾性域接合５４の合わせ面に沿う、もしくは接合面内または同様の不連続弾性域接合５４の合わせ面内の、もしくは接合面間または同様の不連続弾性域接合５４の合わせ面の弾性挙動の度合いを増加させ、それゆえに構造躯体部材およびシステムの弾性挙動の度合いを有益に増加させる。
【００３７】
次に図６を参照し、引き続き図５および５Ａを参照すると、不連続弾性域接合５４の一部として用いるための、不連続弾性域の間隙、例えば梁１４の接合面間から梁スタブ４０までの間に圧縮要素を伴わずに接合面を結合するための締付具圧縮要素アセンブリが、さらに詳細に示される。締付具５６は、梁１４を梁スタブ４０に接続するために、梁１４および梁スタブ４０に形成されるボルト孔５２を貫通するように位置する。図６の実施形態によれば、締付具５６はボルトの形状であるが、例えばねじやリベットなど、他の形状の留め具も用いることができることがわかる。ボルト５６は、梁１４を梁スタブ４０に固定するためのボルト５６の頭部６０の反対側の端部上でボルト５６上に位置するナット５８を含む。板座金６２、および同様の平座金、およびくさび座金の要件は、使用される材料に適用できる模範や実施基準、ボルト孔の構成、荷重、および不連続弾性域接合５４における他の要素の要件によって決定される。
【００３８】
次に図７を参照し、引き続き図５、５Ａおよび６を参照し、図１３および１４も参照すると、圧縮要素６４（即ち、ばね群）が、ボルト頭部６０とナット５８との間１０２の接合面と対向する側部の２８および／または４２でボルト頭部６０とナット５８との間でボルト５６上に位置することが示され、不連続弾性域接合５４のいずれかの側部で接合面１０３間の動きを規制するために弾性をもたらすように構成される。例示的な実施形態によれば、圧縮要素６４は、例えばスタック６８またはスタック６８に類似した、積層された配置の複数の変形可能で交換可能な部品６６からなる。本発明の例示的な実施形態によれば、圧縮要素６４の変形可能で交換可能な部品６６は、座金にばねの特性を与える円錐台形の皿ばね座金６６（即ち、円錐ディスク状のばね、円錐のばね座金）である。皿ばね座金６６は、任意の数の好適な材料から形成でき、所望の厚さや寸法を有するように設計でき、座金６６の正確な構築／構成は、構造躯体１０の要件を満たすように、躯体が受けると予想される荷重に基づいて設計される。そのため、図６に示され、表されるように、不連続弾性域の間隙において圧縮要素を伴わずに接合面を結合するための締付具圧縮要素アセンブリは、力が接合面１０３を互いから離れるように動かす作用をする不連続弾性挙動、即ち引張状態をもたらす。対照的に、図６で示されるアセンブリは、図７に表される間隙要素のように、圧縮要素６４を接合面１０３間に位置させることで変更することができ、それにより、力が接合面１０３を互いに向かうように動かす作用をする不連続弾性挙動、即ち圧縮状態をもたらす。図６および７で表されるアセンブリの筋交い２０における利用（図１３および１５でさらに示されるような）は、ボルト・ナットアセンブリ６０および５８に付与される適切な与張力を伴って、圧縮状態および引張状態の両方の不連続弾性挙動をもたらす。図８および図１４に示される方式での図６および図７に示される締付具の組み合わせは、制振性をもたらすという主な目的のために、引張状態および圧縮状態が、構造躯体内に位置する、または取り付けられる構造要素に交互に付与される、不連続弾性挙動を揺動可能にもたらす。
【００３９】
各皿ばね座金６６の構造（例えば、材料、厚さ、寸法）が選択されることに加え、圧縮要素６４を形成する、座金スタック６８における座金６６の配置や配向（例えば、６７、６９、または組み合わせ、または６７および／または６９の変形）も選択され制御されることができる。つまり、スタック６８における皿ばね座金６６の配置や配向は、圧縮要素６４によりもたらされるばね定数または振れ量を変更するために制御することができ、所望の場合、振れに伴うばね定数を変えることを可能にする。同じ方向に積層することで並列のばね定数を追加し、さらに剛性の高い圧縮要素６４を（同じ振れで）作る。別の方向に積層することは、ばねを直列に追加することと同じであり、ばね定数の低下と振れの増加をもたらす。ばね座金６６の配向／方向を混合および整合させることは、不連続弾性域接合５４の各圧縮要素６４が、単一または可変的なばね定数および振れの能力を有するように設計されることを可能にし、結果的に躯体１０が非常に多様な範囲のドリフトおよび振れ特性をもつように設計されることを可能にする。
【００４０】
並列のスタックでは、座金６６間の摩擦によってヒステリシス（荷重損失）が起こる。ヒステリシス損は、制振性を追加し振動エネルギーを消散させるため、有利となりえる。この摩擦による損失はヒステリシスの算法を用いて算出することができる。理想的には、座金６６は４つを超えて並列に配置、即ち６９のようにされるべきではない。さらに大きな荷重が必要な場合、摩擦による荷重の損失を補うために、安全率が増加されなければならない。摩擦損失は直列スタック６７の問題の大部分ではない。座金６６の直列スタック６７において、振れは座金の数に正確に比例しない。これは、直列６７にある座金６６が平坦に圧縮されるときの底付き効果によるものである。座金６６が９５％を超えて振れると、接触面積が増加する。これによりモーメントアームが減少し、直列６７の座金６６がさらに大きなばねの抵抗をもたらす。直列スタック６７において予測される振れを算出ためにヒステリシスを用いることができる。
【００４１】
圧縮要素６４における単一の皿ばね座金６６または複数の皿ばね座金の算入は、圧縮要素６４が、所望の規定または可変のばね定数および振れ能力を有し、所望の弾性で接合をもたらす設計を有益にし、このような特質は圧縮要素６４における座金６６の構造および構成を変更することで簡単に調節可能である。少数の座金の種類やサイズのみを必要としながらもばね定数の本質的に無限の可変性を達成するため、座金スタック６８またはその変形を形成するため、サイズの異なる座金６６は座金スタック６８から入れ替えでき、座金６６が異なるような構成／配置、例えば直列６７、並列６９、またはその変形などにされることができる。同一の皿ばね座金６６のスタック６８のばね定数は、単一のばね定数となるように設計されており、迅速に近似化されることができ、スタック６８の一端から数えて、並列６９の隣接する座金６６の数によりグループ分けする。圧縮要素６４の総ばね係数は次のように定められる。
［数式１］
2016514224.tif 000003
ｎｉは、ｉ番目のグループにおける座金６６の数、ｇはグループの数、およびｋは１つの座金６６のばね定数である。複数のばね定数をもたらす皿ばね座金の配置は、接合の撓み特性と撓み特性を利用する躯体とをカスタマイズする考案がされてもよい。
【００４２】
図５および５Ａを再度参照すると、不連続弾性域接合５４も梁１４の柱１２への結合をもたらしている。梁１４の柱１２への結合における不連続弾性域接合５４の使用のため、柱１２上または柱フランジ３２にまたがる板上にフランジ３２に平行な面を形成するように、エンドプレート７０が各梁１４の端部に固着（例えば溶接）されている。エンドプレート７０は、エンドプレート７０に形成される複数のボルト孔５２をそれぞれ含む。図５および５Ａで示される実施形態では、４つのボルト孔５２が各エンドプレート７０に形成され、一対の垂直に位置合わせされるボルト孔５２は梁１４のウエブ３０の対向する側部に全体的に位置するが、さらに多い数のボルト孔５２が設けられてもよいことがわかる。エンドプレート７０に形成されるボルト孔５２は、柱１２のフランジ３２に形成されるボルト孔５２の数と整合するように対応する。エンドプレート７０に形成されるボルト孔５２は柱フランジ３２に形成されるボルト孔５２に位置合わせされる。
【００４３】
梁１４を柱１２に結合する不連続弾性域接合５４の、締付具および圧縮要素、例えばボルト、ナット、および皿ばね座金は、圧縮要素、例えば皿ばね座金が、非間隙要素として、即ち図６のように使用されることに加え、間隙要素として、即ち図７のように使用されることを除き、梁１４および梁スタブ４０の結合のために設けられる部品と同様の構造であってもよい。したがって、図８に示される構造を有する締付具５６および圧縮要素６４は、構造躯体１０に制振性をもたらすように、または構造躯体１０から非構造部品を分離するように設けられ、構成される。梁１４および柱１２の結合用の締付具５６および圧縮要素６４の正確な構造は変化させることができ、各圧縮要素６４を形成する座金スタック６８における座金６６の配置や配向（直列６７か並行６９）に加えて、各圧縮要素６４に含まれる各皿ばね座金６６の構造（即ち、材料、厚さ、寸法）も選択される。
【００４４】
図５および５Ａに示されるように、本発明の一実施形態によれば、皿ばね座金のスタック６８はエンドプレート７０と柱１２のフランジ３２との間の隙間５０に位置し、不連続弾性域接合５４の間隙内に圧縮要素を形成する。例示的な実施形態によれば、梁１４を柱１２に結合する締付具５６（即ち、ボルト）は、皿ばね座金７２を通ってエンドプレート７０から柱フランジ３２まで通しボルト止めされる。
【００４５】
図５および５Ａに示される交差位置１８は、梁１４の柱１２との強い配向３６に沿った（即ち、柱のフランジに隣接して位置する各梁の端部との）結合を示しているが、梁１４は強い配向３６に垂直である弱い配向３８に沿って柱１２と位置合わせされてもよいことがわかる。本発明の一実施形態によれば、および図９に示されるように、梁１４が弱い配向３８に沿って柱１２に結合される場合、板７４は梁スタブ４０と梁１４との柱１２への結合のために柱１２に溶接される。締付具５６（即ち、ボルト）および圧縮要素６４（即ち、皿ばね座金６６のスタック）によって梁１４が柱１２に結合される場合、ボルト孔５２は、梁１４に固着されるエンドプレート７０に対応する柱１２上の板７４に形成される。梁１４を柱１２に結合する締付具５６は、エンドプレート７０から柱１２上の板７４へと通しボルト止めされ、一実施形態では、さらに梁１４と柱１２との間５０に位置する皿ばね座金または他の圧縮要素を通って伸びる。弱い配向３８に沿って梁１４を柱１２に結合する場合、締付具５６は、柱１２に固着されている分離板７４ではなく、柱１２のウエブ３４に固定されてもよいことも想定される。このような実施形態では、締付具５６は梁１４上のエンドプレート７０から柱１２のウエブ３４へと延びる。ウエブ補剛材またはダブラーが、荷重の状態による必要性に応じてウエブ３４に追加されてもよい。別の実施形態では、締付具５６は梁１４上のエンドプレート７０から柱１２のウエブ３４を通って柱１２が対向する側の梁１４上のエンドプレート７０へと延びる。
【００４６】
次に図１０を参照すると、本発明の別の実施形態による、Ｈ型梁１４の正方形鋼管柱７５への強い配向３６および弱い配向３８のそれぞれに沿った結合が示される。鋼管柱７５が正方形の構造を有するように示されているが、本発明の追加の実施形態では、柱の配向が両方向に一致する場合、柱７５は強い配向か弱い配向を伴いまたは伴わずに、代わりに丸形、長方形、または他の構造を有しうることがわかる。不連続弾性域接合５４の一部として、強い配向および弱い配向３８のそれぞれに沿った梁１４の管柱７５への結合を収容するため、ボルト孔５２が各梁１４に固着するエンドプレート７０に対応する柱７５の壁７６に形成される。一実施形態によれば、梁１４を柱７５に結合する締付具／ボルト５６は、エンドプレート７０から、管柱７５の対向する壁７６を通り、および柱７５の対向する側の梁１４上のエンドプレート７０を通り、各ボルト５６に配置される圧縮要素６４（複数の皿ばね座金６６を備える）を伴って通しボルト止めされる。
【００４７】
本発明の別の実施形態は図１１に示され、この実施形態で不連続弾性域接合５４は梁１４と支持梁スタブ４０（または代替としてハンチまたは受け材）との間に位置する間隙材７７を含む。間隙材７７は、皿ばね座金６６を含む圧縮要素６４の代わりに、またはそれに加えて、圧縮要素の働きをしてもよい。
【００４８】
梁１４と柱１２とを結合するための交差位置１８における不連続弾性域接合５４の使用は、「ヒューズ」として作用し継ぎ合せられるように欠かれたフランジをもつ梁が、梁を修復不可にする非弾性塑性変形を行いやすい（および統計的に非常に多数の事例において設計寿命の間で行うことが予想される）典型的な「弱梁強柱」構造とは対照的な、構造部材、例えば梁および筋交いの非弾性変形に応答しない「強梁強柱」構造を構造躯体１０に有益にもたらす。
【００４９】
不連続弾性域接合５４を実施することで、溶接接合の代わりにボルトによる現場接合のさらなる利用がもたらされ、それにより柱梁接合あたりの現場での工数を減少させ、現場溶接接合に関する厳格な品質管理要件をなくす／置き換える。梁スタブ４０の柱１２への溶接のように、接合位置１８に溶接がまだ用いられる範囲までは、このような溶接は、例えば制御された工場での組立や製作（例えば、ガスメタルアーク溶接、サブマージアーク溶接、焼きならし、熱処理、応力除去など）に一般に関連する製作上の利点（現場溶接と比較した）を享受できるように、工場を用いて行う、即ち工場での組立、製造工程および製造方法などを行うことができる。不連続弾性域接合５４の規定の構成は、規定の部品、例えばボルトや皿ばね座金の代替、交換、または追加を介して変更されることがあるので、不連続弾性域接合５４は、構造の寿命を通じて使用や構造躯体１０の荷重を変化させるために構造躯体１０の調整も有益に可能にする。
【００５０】
構造躯体１０において不連続弾性域接合５４を実施することで達成される前記に定めた利益に加え、不連続弾性域接合５４によるさらなる利益は、不連続弾性域接合５４に組み込まれる自己復元性である。図１２に示されるように、構造躯体１０における梁スタブ４０および梁１４の配向は、所定の制限を超える過渡荷重または他の荷重の構造躯体１０への付与に応じて変更されてもよい。所定の制限は、不連続弾性域接合５４の固有の挙動、例えば接合面の角度分離は、予測可能な極度の荷重という比較的稀な場合のみに行われると前提の下、過渡荷重の基準なしに、例えば地震状態など、許容可能であるとみなされる構造躯体１０の振れ／ドリフトに対応する荷重であると推定される。この前提に反して、他の実施形態の場合、さらに規則的な荷重または非過渡荷重の状態に応答し、接合面の角度分離または他の実施形態での接合面の平行分離を許容することが望ましい状況が存在しうる。過渡および非過渡の両方の状況が本発明の範囲内にあることが意図されている。
【００５１】
図１２の場合では、荷重は水平方向である。所定の制限を超える荷重の方向、即ち荷重から離れる方向へのドリフトが表される。柱１２、梁スタブ４０、および梁１４のドリフトと、梁スタブ４０および梁１４の角度分離は、不連続弾性域接合５４における圧縮要素６４（図６〜８）によって生成されるばねの力により打ち消される。つまり、過渡荷重や他の水平荷重が取り除かれると、不連続弾性域接合５４は、躯体に接合される非躯体材料の挙動なしに構造躯体１０が本来の（例えば、地震荷重の起こる前の）配向（例えば、梁１４は水平、柱１２は垂直）に戻るように、複数の柱１２および梁１４に対して７８で示される自己復元力を付与する。これは、梁が所定の制限を超えて永久的な変形を行い、構造の一部または全体が本来の配向、即ち地震前へ戻ることを妨げる、通常の弱梁強柱の設計とは対照的である。
【００５２】
次に図１３Ａ〜１３Ｃを参照し、図１〜４も再度参照すると、本発明の実施形態による構造躯体１０に含まれる筋交い２０が詳細に示される。筋交い２０は、外側スリーブ８０および内側スリーブ８２、および第２の内側スリーブ９１（即ち、第１の筋交い部８０、第２の筋交い部８２、および第３の筋交い部９１）を含むマルチピース構造を有するように構成され、内側スリーブ８２および９１は外側スリーブ８０内に少なくとも部分的に入れ子になるまたは位置する。筋交い２０が対角線方向の配向に単独で使用される（図２）、または交差筋交いとして使用される（図１）、または筋交い２０が入り山形の筋交いを形成するときに梁１４のおよその中点２１として使用される（図３）、または抗力支柱として使用されるときにこれらの接合点のうち１つか別の接合点において使用される場合、各内側スリーブ８２、９１が、交差位置１８で柱／梁１２、１４と合致する端部８４を含む。筋交い２０を交差位置１８および／または中点２１に接合するために、梁柱交差部分１８の上、下、または近傍、もしくは柱または梁の他の部分に位置する、複数の板、ガセット、または他の取り付け部（図示せず）が使用される。単一の板または対の板を接続に使用できる。
【００５３】
図１３Ａ〜１３Ｃに示されるように、筋交い２０は、外側スリーブ８０が内側スリーブ９１に接続される不連続弾性域８５を含み、不連続弾性域８５は間隙要素を有する。スリーブ８０、９１の接続では、フランジ９５、９６と、圧縮要素（例えば、圧縮９９用に構成される皿ばね座金）と、締付具５６の安定性の確保が必要な場合には１つ以上の横方向支持リング９７とを使用して、不連続弾性域８５における接合が行われる。筋交い２０に圧縮で荷重が付与されるとき、フランジ９５、９６間の距離は収縮する。筋交い２０に引張で荷重が付与されるとき、フランジ９５、９６間の距離は一定のままである。
【００５４】
筋交い２０は、外側スリーブ８０が内側スリーブ８２に接続される不連続弾性域９３も含み、不連続弾性域９３は間隙要素を有さない。スリーブ８０、８２の接続では、フランジ８６、９０と、関連する締付具および圧縮要素（例えば、筋交い２０に付与される引張９８用に構成される皿ばね座金）とを用いて不連続弾性域９３における接合が行われる。筋交い２０に圧縮で荷重が付与されるとき、フランジ８６、９０間の距離は一定のままである。筋交い２０に引張で荷重が付与されるとき、フランジ８６、９０間の距離は拡大する。
【００５５】
図１３Ａ〜１３Ｃに示すように、外側スリーブ８０は、内側スリーブ８２、９１を受ける外側スリーブ８０の端部または端部の近傍で、外側スリーブ８０上に形成されるフランジ８６、９５を含む。外側スリーブ８０のフランジ８６、９５は、フランジ８６、９５が外側スリーブ８０より大きな直径を有するように、外側スリーブ８０の本体８８から外向きに延びる。内側スリーブ８２、９１は、内側スリーブ８２、９１に形成される同様のフランジ９６、９０を含む、つまり内側スリーブ８２、９１の本体９２、９４上に、端部８４とフランジ８６、９５との間の位置で、フランジ８６、９５に平行に位置する。内側スリーブ８２、９１上のフランジ９０、９６は、フランジ９０、９６が内側スリーブ８２、９１より大きな直径を有するように、内側スリーブ８２、９１の本体９２、９４から外向きに延びる。本発明の例示的な実施形態によれば、外側スリーブ８０上のフランジ８６、９５の直径は、フランジ８６、９０および９５、９６が互いと位置合わせするように、内側スリーブ８２、９１上のフランジ９０、９６の直径と等しい。
【００５６】
外側スリーブ８０および内側スリーブ８２、９１上の各フランジ８６、９０は、各フランジ８６、９０に形成される複数のボルト孔５２含み、締付具５６（例えば、ボルト）が、筋交い２０を形成するように外側スリーブ８０および内側スリーブ８２、９１を結合するために、フランジ８６、９０および９５、９６のボルト孔５２内に位置する。本発明の実施形態によれば、フランジ８６、９０に形成されるボルト孔５２の数は変更可能であり、フランジ８６、９０に形成されるボルト孔５２の数は構造躯体１０の要件に基づいており、構造躯体１０が受けると予想される荷重に基づいている。したがって、２〜８つほど（またはそれ以上）のボルト孔５２および対応する締付具５６、またはそれ以上が、外側スリーブ８０を内側スリーブ８２、９１に結合するために、フランジ８６、９０および９５、９６に設けられてもよい。
【００５７】
外側スリーブ８０および内側スリーブ８２を結合するために使用される不連続弾性域接合１００の構造について、筋交い２０の引張９８に応答するいくつかの締付具５６および圧縮要素６４が不連続弾性域接合１００に含まれ、このような締付具圧縮要素の実施形態が図１３Ａ〜１３Ｃに示される。図１３Ａ〜１３Ｃに示されるように、および図６を再度参照すると、複数のボルト５６が、外側および内側スリーブ８０、８２のフランジ８６、９０を結合するために、ボルト５６の頭部６０と対向する端部上の各ボルト５６に位置するナット５８を伴って、フランジ８６、９０に形成されるボルト孔５２を貫通するように位置する。外側スリーブ上のフランジ８６とナット５８との間で各ボルト５６上に圧縮要素９８が位置し、圧縮要素９８は積層された配置６８の複数の変形可能で交換可能な部品６６からなり、部品６６の正確な数および配向（即ち、直列か並行）は構造の要件によって変わる。
【００５８】
外側スリーブ８０と内側スリーブ９１とを結合するのに使用される不連続弾性域接合１０１の構成について、筋交い２０の圧縮９９に応答するいくつかの締付具５６および圧縮要素６４が不連続弾性域接合１０１に含まれ、このような締付具圧縮要素の実施形態が図１３Ａ〜１３Ｃに示される。図１３Ａ〜１３Ｃに示されるように、および図７を再度参照すると、複数のボルト５６が、外側および内側スリーブ８０、９１のフランジ９５、９６を結合するために、フランジ９５、９６に形成されるボルト孔５２を貫通するように、ボルト５６の頭部６０に対向する端部上に各ボルト５６上に位置するナット５８を伴って位置する。内側スリーブのフランジ９６と外側スリーブのフランジ９５との間の各ボルト５６上に圧縮要素９９が位置し、圧縮要素９９は積層された配置６８の複数の変形可能で交換可能な部品６６からなり、部品６６の正確な数および配向（即ち、直列か並行）は構造の要件によって変わる。
【００５９】
図１４を参照すると、本発明の別の実施形態による、構造躯体１０で使用する筋交い２０が詳細に示され、筋交い２０は振動するばねとして作用し、躯体を制振することが望ましい。筋交い２０は、外側スリーブ１１０および内側スリーブ１１２を含む２ピース構成を有し、内側スリーブ１１２は外側スリーブ１１０内に少なくとも部分的に入れ子になるまたは位置する。各内側および外側スリーブ１１２、１１０は、筋交い２０が対角線の配向に単独で使用される場合では交差位置１８において、筋交い２０が入り山形の筋交いを形成するときは梁の中点２１において、柱／梁１２、１４と合致する端部１１４を含む（図４）。
【００６０】
図１４に示すように、図８に戻って参照すると、不連続弾性域接合１１６は外側スリーブ１１０と内側スリーブ１１２とを結合し、締付具１１８および圧縮要素１２０が外側スリーブ１１０上および内側スリーブ１１２上に形成されるフランジ１２２、１２４に対して位置する。外側スリーブ１１０上および内側スリーブ１１２上の各フランジ１２２、１２４は各フランジ１２２、１２４に形成される複数のボルト孔１２６を含み、締付具１１８（例えば、ボルト）は筋交い２０を形成するように、外側スリーブ１１０と内側スリーブ１１２とを結合するためにフランジ１２２、１２４のボルト孔１２６内に位置する。圧縮要素１２０は不連続弾性域１２８内の内側および外側スリーブ１１０、１１２のフランジ１２２、１２４間に位置し、不連続弾性域１２８外の内側および外側スリーブ１１０、１１２のフランジ１２２、１２４間の片側または両側に位置するが、設計荷重に対する機械的ダンパとして弾性的に挙動する振動するばね機構を形成するために、不連続弾性域にまたがって同じ締付具１１８上に積層される。
【００６１】
次に図１５Ａ〜１５Ｅを参照し、図１３Ａ〜１３Ｃに戻って参照すると、筋交い２０が交差筋交いの配置で躯体の格間２２内に配置される（図１および４のような）、本発明の別の実施形態によって構造躯体１０に使用される筋交い２０が詳細に示される。一対の筋交いは、交差しない平面に離れてあってもよく、このような平面の片方または両方は躯体の格間の両側に対して片方または両方の柱の重心軸に交差しない。一対の筋交いはさらに同じ平面にあってもよく、このような平面は躯体の格間の両側に対して片方または両方の柱の重心軸を含んでも含まなくてもよい。交差筋交いが同じ平面を占められるように、一方の筋交い１３０が他方１３１を通り抜けることができる、即ち貫通口１２９のような孔または同様の開口が設けられる。図１５はこの貫通口を表す。
【００６２】
本発明の実施形態は、構造筋交い２０を構成するための不連続弾性域接合１００、１０１、および１１６をもたらし、梁１４、柱１２、または筋交い２０の塑性変形を伴わずに設計地震実働荷重に関連する階層間の許容可能なドリフトを達成する目的（限定されない）のために、１１６の場合には、構造躯体要素および躯体システムの弾性域を拡大する構造制振装置を、梁柱交差部分において不連続弾性域接合を伴いまたは伴わずに提供する。不連続弾性域接合５４、１００、１０１、１１６は、所与の大きさおよび特性をもつ地震のような設計実働荷重を受ける構造の、実働荷重前（例えば、地震の前）の配向への自己再位置調整にバイアスをもたらし、設計荷重および許容ドリフトに達する、またはわずかに超える事例において経済的な再位置調整を省く。不連続弾性域接合５４、１００、１０１、１１６の特定の構造は、構造の寿命を通して変化する利用や構造躯体１０の荷重に対して構造躯体１０の調整が可能であるように、特定の部品の代替または交換を通して変更可能である。
【００６３】
前述の実施形態の議論は圧縮要素としての皿ばね座金の利用に重きを置いたが、本発明の不連続弾性域接合においてまたは隣接して、他の好適な装置が圧縮要素として使用できることがわかる。つまり、皿ばね座金は、容易に入手可能な部品で設計概念やその構成を十分に達成可能にする、広い普及性や、実証された性質のために強調されている一方、同様のばね性または異なるばね様の性質を有する、皿ばね座金に代わる他の圧縮要素の代替が、本発明の範囲内にあるとみなされることがわかる。さらに、上述の実施形態の議論は、本発明の概念を伝えるために、過渡荷重、例えば地震荷重を受ける建築物および橋の躯体システムにおいて構造の鋼接合を使用するが、他の金属、コンクリート、木で構成される他の構造や複合躯体システムに同じ原則が簡単に適用可能であり、鋼の代わりにこのような材料を使用すると本発明の不連続弾性域接合は同様の利益や利点をもたらすことがわかる。
【００６４】
したがって、本発明の一実施形態によれば、建築物用の構造躯体は複数の第１の構造部材および複数の第１の構造部材に結合される複数の第２の構造部材を含み、不連続弾性域が、各第１の構造部材が各第２の構造部材に結合され、荷重がかかっている間に第１および第２の構造部材の間を荷重が通る部分に位置する。構造躯体は、複数の第１の構造部材を複数の第２の構造部材に結合する複数の不連続弾性域接合も含み、不連続弾性域接合は構造躯体に付与される過渡荷重に応答して弾性と制振性をもたらす。各複数の不連続弾性域接合は、各第１および第２の構造部材に剛接合される、または各第１および第２の構造部材の一部として形成される接合面を含み、接合面は互いに対向し、対向する接合面間の間隙において圧縮要素によって互いと接触するか離れる。各複数の不連続弾性域接合は各第１の構造部材を各第２の構造部材に固定する締付具と、各締付具上に位置する圧縮要素も含み、圧縮要素は単一の部品または積層された配置の複数の変形可能な部品を備える。圧縮要素は接合面の相対的な動きを規制するために各締付具との組み合わせで作用し、それによって各不連続弾性域の対向する側部上で各第１および第２の構造部材によって付与される荷重がもたらす不連続弾性域接合の挙動を規制する。
【００６５】
本発明の別の実施形態によれば、建築物用の構造躯体は重力および横荷重に抵抗して構造躯体を支持する複数の垂直配向の柱と、複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁と、複数の交差部分で複数の垂直配向の柱を複数の水平配向の梁に結合する複数の梁柱接合と、複数の筋交い部を有するマルチピース筋交いをそれぞれが備える各対の柱および梁により形成される躯体の格間に位置する複数の筋交いと、構造躯体に弾性を与え、荷重がかかっているときに過渡荷重が通る不連続弾性域において構造躯体への過渡荷重の影響を弱めるように、複数の梁を複数の柱および複数の梁柱接合に結合する、または複数の筋交い部を結合する、複数の不連続弾性域接合とを含む。各複数の不連続弾性域接合は複数の接合機構と、複数の接合機構上に位置し、単一の部品または並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせの複数の変形可能な部品を備える圧縮要素を備え、圧縮要素は構造躯体に弾性を与え、構造躯体への過渡荷重の影響を弱める。
【００６６】
本発明のさらに別の実施形態によれば、建築物用の構造躯体は、重力および横荷重に抵抗して構造躯体を支持する複数の垂直配向の柱と、複数の交差部分で複数の柱に結合される複数の水平配向の梁と、交差部分で複数の垂直配向の柱に固着され、梁が梁柱接合上に位置するように交差部分において各梁の下に位置する複数の梁柱接合と、各対の柱および梁によって形成される躯体の格間に位置する複数の筋交いとを含み、各複数の筋交いは第１の筋交い部、第２の筋交い部、第３の筋交い部を有するマルチピース筋交いを備える。構造躯体は、複数の梁を複数の柱におよび複数の梁柱接合に結合する、または第１の筋交い部を第２の筋交い部におよび第２の筋交い部を第３の筋交い部に結合する、複数の不連続弾性域接合も含み、各複数の不連続弾性域接合はボルト・ナット配置と、ボルトに直角な一対の平行板と、板の片方または両方の外側に位置する、または板間の間隙に位置するばね群とを備え、ボルト・ナット配置のボルトはボルトに付与されるプリテンションを伴いまたは伴わずに板およびばね群を貫通する。ばね群は、並列積層、直列積層、または並列積層と直列積層の組み合わせで配置されるばね様の特質を有する複数の変形可能な部材のうち１つ、またはばね様の特質をもつ圧縮要素を備え、ばね群は構造躯体の弾性と、過渡および非過渡荷重への構造躯体の応答性を高める。
【００６７】
本明細書は本発明を開示するため、および任意の装置やシステムの製作や使用および組み込まれた方法の実行を含め、当業者が本発明を行うことができるように、最良の形態などの例を用いる。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって定義されており、かつ当業者に思い浮かぶ他の事例を含みうる。このような他の実施例は、それらが請求項の文言と異ならない構成要素を含むか、あるいは請求項の文言との非実質的な差異を有する均等な構成要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものと意図される。
【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５Ａ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【国際調査報告】
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