(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の梁や柱として用いられるＨ形鋼にダンパー機構を組み込んだ制震ダンパーであって、
Ｈ形鋼のウエブの少なくとも片面側に第１の鋼板が配置されてその基部がＨ形鋼の上下のフランジに対して固定されかつ先端部がＨ形鋼の中央部において自由端とされ、第１の鋼板の先端部に対して第２の鋼板が粘弾性体を介して相対変位可能に積層されてＨ形鋼の中央部においてウエブに対して固定され、
Ｈ形鋼の両端側にそれぞれ第１の鋼板の基部が固定されてそれらの先端部がＨ形鋼の中央部において対向配置され、それら第１の鋼板の先端部間に跨って第２の鋼板が粘弾性体を介して積層されていることを特徴とするＨ形鋼組込型制震ダンパー。
【請求項２】
第１の鋼板の先端部の両面側にそれぞれ粘弾性体を介して第２の鋼板が積層されて、それら双方の第２の鋼板どうしがスペーサを介して連結されるとともにＨ形鋼のウエブに対してボルト締結されていることを特徴とする請求項１記載のＨ形鋼組込型制震ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物や橋梁等の構造物に設置される振動エネルギー吸収機構としての制震ダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の制震ダンパーとしては種々のものが提案され実用化されているが、機能的には鋼材等の塑性変形を利用する履歴系ダンパーと、粘弾性系材料の粘性抵抗を利用する粘性系ダンパーとに大別される。また、いずれにしても、この種の制震ダンパーは、ブレースや間柱あるいは壁の形態とされて建物等の構造物に設置されることが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来一般の制震ダンパーはブレースや間柱あるいは壁の形態で構造物に設置されることから、当然にそのための設置スペースを確保する必要があり、特に建物に設置する場合においては必然的に柱と梁とで構成される構面内に設置されることになる。そのため、制震ダンパーを設置するために建物の内部空間が分断されて平面計画上の制約となったり、あるいは制震ダンパーの設置位置が制約されて最適位置に設置することができない場合もある。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は格別の設置スペースを必要とせずに所望位置に自由に設置することが可能な制震ダンパーを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、構造物の梁や柱として用いられるＨ形鋼にダンパー機構を組み込んだ制震ダンパーであって、Ｈ形鋼のウエブの少なくとも片面側に第１の鋼板が配置されてその基部がＨ形鋼の上下のフランジに対して固定されかつ先端部がＨ形鋼の中央部において自由端とされ、第１の鋼板の先端部に対して第２の鋼板が粘弾性体を介して相対変位可能に積層されてＨ形鋼の中央部においてウエブに対して固定され、Ｈ形鋼の両端側にそれぞれ第１の鋼板の基部が固定されてそれらの先端部がＨ形鋼の中央部において対向配置され、それら第１の鋼板の先端部間に跨って第２の鋼板が粘弾性体を介して積層されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の制震ダンパーにおいて、第１の鋼板の先端部の両面側にそれぞれ粘弾性体を介して第２の鋼板が積層されて、それら双方の第２の鋼板どうしがスペーサを介して連結されるとともにＨ形鋼のウエブに対してボルト締結されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明の実施形態である制震ダンパーを示すものである。本実施形態の制震ダンパーは粘性系ダンパーの範疇に属するものであるが、汎用の建設資材であるＨ形鋼にダンパー機構を組み込んだものであって、そのＨ形鋼を建物等の構造物に梁や柱として設置することのみでそれ自体が同時に制震ダンパーとしても機能するものであり、したがって格別の設置スペースを必要としないものである。
【０００９】
図において符号１はウエブ２およびフランジ３からなるＨ形鋼であり、１０はその両面側に組み込まれたダンパー機構である。
【００１０】
ダンパー機構１０は、対の第１の鋼板１１と、第２の鋼板１２と、それらの間に介装された粘弾性体１３からなる。図１に示すように、第１の鋼板１１は羽子板状の形状とされ、それぞれの基部１１ａが上下のフランジ３に対して溶接されることでウエブ２との間に若干の間隙をおいて固定され、それらの先端部１１ｂはＨ形鋼１の中央部において自由端とされて互いに向き合うように対向配置されている。
【００１１】
図３に示すように、それら第１の鋼板１１の先端部１１ｂの両面側には、帯板状の第２の鋼板１２が対の第１の鋼板１１の双方の先端部１１ｂに跨って高減衰ゴム等の粘弾性体１３を介して相対変位可能に積層され、それら第２の鋼板１２どおしはスペーサ１４を介してボルト１５により締結されている。なお、そのボルト１５はウエブ２を貫通していて、図３（ａ）に示すようにウエブ２の両面側に配置された双方のダンパー機構１０における計４枚の第２の鋼板１２の全てを一括してウエブ２に対して固定している。符号１６は第１の鋼板１１の基部１１ａに設けられた面外補強用のスチフナである。
【００１２】
上記の制震ダンパーはＨ形鋼１にダンパー機構１０を組み込んでいるので、構造物の梁や柱等の主要構造部材として採用されている通常のＨ形鋼に代えてこの制震ダンパーを採用することが可能である。図４は本実施形態の制震ダンパーを梁として設置した場合の例を示すもので、この場合はＨ形鋼１が通常の梁として機能することはもとより、そのＨ形鋼１が歩行や機械振動、地震等による外力を受けて図４（ａ）、（ｂ）に示すように上下方向に振動して曲げ変形を受けた際には、第１の鋼板１１と第２の鋼板１２との間に相対変位が生じ、それに伴ってそれらの間に介装されている粘弾性体１３が剪断変形を受け、その結果、粘弾性体１３により振動エネルギーが吸収されてＨ形鋼１すなわち梁の曲げ変形を速やかに減衰させることができる。
【００１３】
以上のように、上記制震ダンパーは、それ自体を梁や柱等の構造部材として設置するものであるので、ブレースや間柱、壁等の形態とされて構面内に設置せざるを得ない従来一般の制震ダンパーのように格別の設置スペースを必要とせず、したがってこれを設置するために平面計画上の制約が生じることはないし、所望位置に所望台数の制震ダンパーを自由に設置することが可能となる。
【００１４】
また、上記制震ダンパーは、粘弾性体１３を介して積層した第１の鋼板１１と第２の鋼板１２とからなるダンパー機構１０をＨ形鋼１に組み込むだけのものであるから、極めて簡単な構成であって部品点数も少なく、容易にかつ安価に製作可能である。特に、上記実施形態のように、第１の鋼板１１の先端部１１ｂを両面側から第２の鋼板１２により挟み込むとともに、それら第２の鋼板１２により対の第１の鋼板１１の先端部１１ｂどうしを連結する構成とすれば、そのダンパー機構１０を予め組み立ててからＨ形鋼１に取り付けることが可能であり、組み立て作業を容易に行うことができる。
【００１５】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、たとえば以下に列挙するような変更、応用が可能である。
【００１６】
上記実施形態の制震ダンパーは、第１の鋼板１１の先端部両面側にそれぞれ２面ずつの粘弾性体１３を設け、その第１の鋼板１１を向き合わせて第２の鋼板１２により連結することで計４面の粘弾性体１３を備えたダンパー機構１０を採用し、そのダンパー機構１０をＨ形鋼１の両面側に設けることで、計８面の粘弾性体１３を備えたものとしたが、制震ダンパーとしての特性は粘弾性体１３の材質とその面積および厚さの調節により幅広く設定することが可能であるから、必要とされる制震効果に応じてダンパー機構１０の構成を自由に変更して良い。たとえば、上記のダンパー機構１０をＨ形鋼１の片面のみに設けたり、あるいは第１の鋼板１１の片面のみに粘弾性体１３を設ける等の変更により、粘弾性体１３の所要面数を適宜増減することが考えられる。ただし、いずれにしても粘弾性体１３の設置位置は曲げ変形が顕著に生じるＨ形鋼１の中央部に設定する必要がある。
【００１７】
上記実施形態の制震ダンパーは、ダンパー機構１０をＨ形鋼１に組み込むに際して第１の鋼板１１の基部１１ａをフランジ３に対して溶接するようにしたが、溶接に代えてボルト締結することでも良く、その場合はより組み込みが容易であるし、必要に応じてダンパー機構１０を容易に交換することも可能となる。
【００１８】
本発明の制震ダンパーは梁や柱として建物や橋梁等の構造物に設置することが現実的であるが、従来一般の制震ダンパーに代えて間柱やブレースとして構面内に設置することも勿論可能である。間柱として設置する場合は上記と同様にＨ形鋼１が曲げ変形した際に制震ダンパーとして機能し、ブレースとして設置する場合にはＨ形鋼１が軸方向に変形した際に制震ダンパーとして機能することになる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、構造物の梁や柱として用いられるＨ形鋼にダンパー機構を組み込み、そのダンパー機構はＨ形鋼の中央部において第１の鋼板と第２の鋼板とを粘弾性体を介して積層した構成であるので、これを建物等の構造物の梁や柱等の主要構造部材として採用することで、それ自体が制震ダンパーとして機能し、したがって格別の設置スペースを必要とせずに最適位置に制震ダンパーを自由に設置することが可能となる。
【００２０】
特に、第１の鋼板の先端部をＨ形鋼の中央部において対向配置してそれらの先端部間に跨って第２の鋼板を粘弾性体を介して積層した構成のダンパー機構を採用したので、そのようなダンパー機構を予め組み立ててＨ形鋼に組み込むことで、この制震ダンパーの製作を容易に行うことが可能である。
【００２１】
請求項２の発明は、第１の鋼板の先端部の両面側にそれぞれ粘弾性体を介して第２の鋼板を積層し、それら第２の鋼板をスペーサを介して連結するとともにＨ形鋼のウエブに対してボルト締結するので、第１の鋼板の先端部の両面側に十分な面積の粘弾性体を設けて優れた制震効果が得られるものとできるし、ダンパー機構の組み立てやＨ形鋼に対する組み込みも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である制震ダンパーを示す正面図である。
【図２】  同、端部の断面図（図１におけるII−II線視図）である。
【図３】  同、中央部の断面図（図１におけるIIIa−IIIa線視図）とダンパー機構の拡大図である。
【図４】  同、動作状態の説明図である。
【符号の説明】
１  Ｈ形鋼
２  ウエブ
３  フランジ
１０  ダンパー機構
１１  第１の鋼板
１１ａ  基部
１１ｂ  先端部
１２  第２の鋼板
１３  粘弾性体
１４  スペーサ
１５  ボルト
１６  スチフナ
【図１】
0003800519.tif 000002
【図２】
0003800519.tif 000003
【図３】
0003800519.tif 000004
【図４】
0003800519.tif 000005