JP2010216611A - 制震用金属板 - Google Patents

Abstract

【課題】非常な狭小な隙間において配設可能であり、しかも建築構造物の様々な箇所にも応用可能な構成からなる制震用金属板を提供する。
【解決手段】一対の対象部材間に接合され、対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する制震用金属板１であって、一方の対象部材に接合される第１接合部４６と、他方の対象部材に接合される第２接合部４７が、それぞれ相対変位方向Ａに沿って帯状に且つ互いに略平行に一枚の金属板４１に割り当てられ、第１接合部４６と第２接合部４７との間には、降伏後の耐力上昇を抑制するための減衰部４８が形成されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の対象部材間に接合され、対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する制震用金属板、これを適用した建築構造物に関する。

近年より、防災意識の向上に伴って、地震時の揺れを制震ダンパーによって抑えるようにした制震構造を採用した住宅やマンション等の建築構造物が増加している。この種の制震構造における制震ダンパーとしては、例えば鋼材の降伏に伴う履歴吸収エネルギーを利用する鋼材ダンパーが、低コストで大きな減衰性能を発揮できることから多くの構造物に採用されている。なかでも軸力に抵抗するブレースダンパーは機構が簡単で設計的にも扱いやすいため、最も普及している。ブレースダンパー以外にもベースプレートや接合金物を利用したダンパーがある。

例えば、特許文献１の開示技術では、柱の脚部と基礎部分との間に、ベースプレートダンパを介装させた制振構造が提案されている。このベースプレートは、柱に引張力が作用した際に、曲げ降伏またはせん断降伏し、その履歴エネルギーによって柱脚部に発生した引張力を吸収することが可能となり、ひいては制振機能を発揮させることが可能となる。

また特許文献２では、ダンパー用鋼板が曲げ−せん断降伏するような形状とされていることで、ダンパー用鋼板がせん断降伏した後に繰り返し荷重を受けても、そのせん断耐力の上昇を抑制しえる技術が開示されている。

ところで、建築構造部の耐震性能を向上させるためには、各部材の相対変位を利用して振動を減衰させることが有効であり、上記のダンパー機構以外にも、土台と布基礎の間や、壁パネルと床パネルとの層間における相対変位を利用して、ダンパーを動かして振動を減衰させ、振動エネルギーを吸収することが考えられる。しかしながら特許文献１、２の開示技術は、これら土台と布基礎の間や、壁パネルと床パネルとの層間といった非常な狭小な隙間において配設することを前提としてなく、上述した要請に応えることができないという問題点があった。

相対変位を利用する箇所にダンパーを一部に挿入すると、ダンパー挿入部分が、ダンパー挿入されていない部分に比べて、剛性が高くなり、ダンパー挿入部分の相対変位が小さくなり、一方でダンパーを挿入していない部分の相対変位が大きくなって、振動エネルギーを効率よく吸収しない場合が生じる。そのため、相対変位が生じる部分全体に万遍なくダンパーを挿入することが重要である。

特開２００４−９２０９６号公報 特開２００８−１１１３３２号公報

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、一対の対象部材間に接合され、対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する制震用金属板において、特に非常な狭小な隙間において配設可能であり、しかも建築構造物の様々な箇所にも応用可能な構成からなる制震用金属板、並びにこれを使
用した建築構造物を提供することにある。

本願請求項１記載の制震用金属板は、上述した課題を解決するために、一対の対象部材間に接合され、上記対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する制震用金属板において、一方の対象部材に接合される第１接合部と、他方の対象部材に接合される第２接合部が、それぞれ上記相対変位方向に沿って帯状に且つ互いに略平行に一枚の金属板に割り当てられ、 上記第１接合部と上記第２接合部との間には、降伏後の耐力上昇を抑制するとともに、振動エネルギーを吸収して振動を減衰させるための振動吸収手段が形成されてなることを特徴とする。

本願請求項２記載の制震用金属板は、請求項１記載の発明において、上記第１接合部は、上記第２接合部を中心として互いに略線対称位置に上記振動吸収手段を介して２列に亘って割り当てられていることを特徴とする。

本願請求項３記載の制震用金属板は、請求項１又は２記載の発明において、上記振動吸収手段は、貫通するスリット孔をもつ金属板であることを特徴とする。

本願請求項４記載の制震用金属板は、請求項３記載の発明において、上記振動吸収手段は、上記対象部材間の相対変位に応じて上記金属板が曲げ降伏又はせん断降伏するように上記スリット孔が設定されていることを特徴とする。

本願請求項５記載の制震用金属板は、請求項２記載の発明において、上記第１接合部は、上記第２接合部よりも上記相対変位方向に向けてより長く設定され、２列の第１接合部は端部で接合されていることを特徴とする。

本願請求項６記載の制震用金属板は、請求項１〜５のうち何れか１項記載の発明において、上記金属板は、降伏耐力が最大耐力の４/５以上の降伏耐力比となるように析出硬化加工又はトリップ加工が施された鋼板であることを特徴とする。

本願請求項７記載の制震用金属板は、請求項１〜６のうち何れか１項記載の発明において、上記第１接合部及び／又は上記第２接合部は、上記相対変位方向に沿って補強部材により補強されていることを特徴とする。

本願請求項８記載の制震用金属板は、請求項１〜７のうち何れか１項記載の発明において、上記第２接合部又は上記第１接合部には、上記相対変位方向と略直交する方向に伸びた長孔が形成されており、上記対象部材が上記相対変位と略直行する方向に相対移動する際、上記振動吸収手段に応力が生じないことを特徴とする。

本願請求項９記載の建築構造物は、請求項１〜８のうち何れか１項記載の制震用金属板を備えることを特徴とする。

本願請求項１０記載の建築構造物は、請求項９に記載の発明において、請求項１〜８記載のうち何れか１項記載の制震用金属板を、建物の布基礎の上端と、建物上部躯体の土台の下端の間に挿入し、上記第１接合部を布基礎上端に、上記第２接合部を土台下端に接合し、振動時の布基礎と土台の相対的な変位に応じて、上記制震用金属板が振動エネルギーを吸収し、振動を減衰させることを特徴とする。

本願請求項１１記載の建築構造物は、請求項１〜８記載のうち何れか１項記載の制震用金属板を、建物の壁枠と、床の梁材の接合に用いた建築構造物において、上記2接合部が
上記壁枠に、上記第1接合部が上記梁材に接合されて、振動時における上記壁枠と上記梁材間の相対的な変位にずれに応じて、上記制震用金属板が振動エネルギーを吸収し、振動を減衰させることを特徴とする。

本願請求項１２記載の建築構造物は、請求項９〜１１記載のうち何れか１項記載の建築構造物からなることを特徴とする薄板軽量形鋼造建築物。

また、エネルギー吸収を行うべき一対の対象部材のそれぞれを一枚の金属板に接合可能とし、この一枚の金属板を介して一対の対象部材の相対変位に応じた振動エネルギー吸収を行うことが可能な構成とすることにより、上述した狭小な隙間に配設可能とすることに加え、更に建築構造物の様々な箇所にも応用できることから、これまで狭小なために挿入不可能であった部分にもダンパーを設置でき、その適用範囲を格段に増やし、上述の相対変位部分に万遍なくダンパー挿入が可能になる。

上述した構成からなる本発明によれば、上記第１接合部と上記第２接合部との間の振動吸収手段である制震用金属板を早期に曲げ降伏させることにより、塑性変形を起こさせ、耐力上昇が抑制された安定した変形エネルギー吸収性能を発揮させることが可能となる。そして、この制震用金属板における対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮させることにより、ひいてはこれが配設された建築構造物における制震機能を発揮させることが可能となる。特に本発明では、特に非常な狭小な隙間において配設可能であり、しかも建築構造物の様々な箇所にも応用可能となる。

また、本発明では、上記第１接合部と上記第２接合部との間の振動吸収手段である制震用金属板を相対変位方向Ａと直交方向に長く設定した場合、制震用金属板の両端に発生する曲げモーメントを大きくすることすることができ、容易に制震用金属板曲げ降伏させることが可能となる。一方、制震用金属板を相対変位方向Ａと直交方向に短く設定した場合、制震用金属板に発生するせん弾力により制震用金属板を降伏させる。理想的には、制震用金属板が曲げ降伏又はせん断降伏するようにスリット孔の形状を略ひし形状にするのが望ましい。 更に本発明では、制震用金属板を構成する金属板を、降伏耐力が最大耐力の４/５以上の降伏耐力比となるように析出硬化加工又はトリップ加工が施された鋼板を用いるようにしてもよい。これにより、上記第１接合部と上記第２接合部との間の制震用金属板を、広い範囲において曲げ降伏ならびにせん断降伏による塑性変形を起こさせることが容易となり、上述した所期の効果を発現させることが可能となる。

本発明を適用した制震用金属板の構成図である。 対象部材について説明するための図である。 本発明を適用した制震用金属板の動作について説明するための図である。 (a)は、スリット孔をＢ方向に向けて長径化させた本発明を適用した制震用金属板を用いた場合における繰り返し載荷試験結果を示す図であり、また(b)は、比較例の繰り返し載荷試験結果を示す図である。 実施例１の建築構造物における布基礎から建築物の土台に至るまでの断面構成図である。 実施例１の建築構造物における布基礎から建築物の土台に至るまでの側面図である。 実施例１の作用効果について説明するための図である。 実施例１において第１接合部側において、Ｂ方向に延長された長径のねじ孔を穿設した例を示す図である。 本発明を適用した制震用金属板が配設される建築構造物の例を示す図である。 本発明を適用した制震用金属板が配設される建築構造物の他の例を示す図である。 実施例２の他の形態について示す図である。 (a),(b)は、実施例３として、本発明を適用した制震用金属板が配設される鋼管柱の例を示す図である。(c)は、実施例４として、本発明を適用した制震用金属板が配設される梁継手の例を示す図である。 実施例５として、本発明を適用した制震用金属板が配設される制振用ダンパーの例を示す図である。 (a)は、制振用ダンパーの一端側における接合部材への取り付け形態を示す図であり、(b)は、隣接するブレース間における制震用金属板の接合形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態として、一対の対象部材間に接合され、対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する制震用金属板について、図面を参照しながら詳細に説明をする。

本発明を適用した制震用金属板１の構成を図１に示す。この制震用金属板１は、ベースとなる一枚の金属板４１に、所定の形状からなる貫通孔を形成させたり、或いは接合部を割り当てることにより構成されている。また、この制震用金属板１は、一対の対象部材間に接合されることを前提としている。この対象部材は、何れも建築構造物の一構成要素であるが、これに限定されるものではない。

ここでいう対象部材とは、図２(a)に示す側面図のように、一の対象部材４２と、他の対象部材４３が、制震用金属板１に対して何れも一方の面側に位置する場合もあれば、図２(b)に示すように、一の対象部材４２と他の対象部材４３が、制震用金属板１を挟んで両面側にそれぞれ位置する場合もある。何れの場合においても、この一の対象部材４２と他の対象部材４３とは、地震時等において互いに相対変位方向Ａに向けて相対的に変位する。制震用金属板１は、このような相対変位方向Ａに向けて相対変位が生じえる一の対象部材４２と他の対象部材４３の面に取り付けられることを前提としている。そして、この制震用金属板１は、対象部材４２、４３間の相対変位方向Ａへの振動による相対変位に応じてエネルギー吸収性能を発揮することを意図して取り付けられることを意図したものである。

図１の説明に戻る。このような一対の対象部材４２、４３に取り付けられる制震用金属板１は、一方の対象部材４２に接合される第１接合部４６と、他方の対象部材４３に接合される第２接合部４７が、それぞれ相対変位方向Ａに沿って帯状に且つ互いに略平行に一枚の金属板に割り当てられている。第１接合部４６と第２接合部４７との間には、降伏後の耐力上昇を抑制するための減衰部４８が形成されてなる。

第１接合部４６は、第２接合部４７を中心として互いに略線対称位置に２列に亘って割り当てられている。即ち、この第１接合部４６が、相対変位方向Ａと略直交方向Ｂへの両端位置に割り当てられており、その中心に第２接合部４７が位置していることになる。この第１接合部４６は、第２接合部４７に対して減衰部４８を介して配置されるものであることから、減衰部４８も第２接合部４７を中心として互いに略線対称位置に２列に亘って割り当てられていることになる。

第１接合部４６は、対象部材４２との間で釘やドリルネジで接合を行うための領域として構成されている。この第１接合部４６は、特にねじ孔といった具体的な構成で具現化されるものに限定されず、あくまで対象部材４２への取り付け時において釘やドリルネジが
打ち込まれる予定の平面領域として予め割り当てられたものであってもよい。また、この第１の接合部４６は、ボルトネジによる対象部材４２との螺着により接合を行うことを想定したものである場合には、かかるボルトネジ用の貫通孔として構成されていてもよい。いずれの場合においても、この第１接合部４６は、相対変位方向Ａに向けて縦長となるように、言い換えれば相対変位方向Ａに沿って帯状に割り当てられている。実際には、この相対変位方向Ａは、取り付けるべき対象部材４２、４３によって決まるものであるところ、予め帯状に割り当てられたこの第１の接合部４６における帯状の延長方向が、対象部材４２、４３の相対変位方向Ａに合うようにして、これら対象部材４２、４３に取り付けられることになる。

第２接合部４７は、対象部材４３との間でネジにより接合を行うための領域として構成されている。この第２接合部４７は、上記Ｂ方向に向けて長径となるように金属板４１を貫通させたねじ孔４９として構成される。また、この第２の接合部４７は、かかる長径のねじ孔４９として構成される場合に限定されるものではなく、通常の短径のねじ孔４９として構成されていてもよい。また、この第２の接合部４７は、特にねじ孔といった具体的な構成で具現化されるものに限定されず、あくまで対象部材４３への取り付け時において釘やドリルネジが打ち込まれる予定の平面領域として予め割り当てられたものであってもよい。いずれの場合においても、この第２接合部４７は、相対変位方向Ａに向けて縦長となるように、言い換えれば相対変位方向Ａに沿って帯状に割り当てられている。例えば、ねじ孔４９が相対変位方向Ａに向けて間隔をおいて複数個に亘り形成されていれば、その第２接合部４７は、相対変位方向Ａに帯状に割り当てられた形態として具体化されることになる。

２列で構成される各減衰部４８は、スリット孔６５の列として構成されている。このスリット孔６５は、少なくとも相対変位方向Ａに向けて間隔をおいて複数個に亘り列状に設けられている。また、このスリット孔６５の配置間隔が規則的である場合のみならず、配置間隔をランダムにしてもよい。

このスリット孔６５は、いかなる形状で構成されていてもよいが、少なくとも方向Ｂに向けて長径化された形状とされていることが望ましい。また、図１の例では、ひし形状のスリット孔６５で構成した場合を示しているが、これに限定されるものではなく、長方形状で構成してもよいし、その他多角形状、不定形状で構成してもよい。 このようなスリット孔６５を減衰部４８に設けることにより、少なくとも当該減衰部４８の降伏強度を低く下げることが可能となる。ちなみに、これら２列のスリット孔６５のうち、相対変位方向Ａの両端に位置するスリット６５は互いに連結されてＢ方向に長径化されたスリット６５ａ、６５ｂとして構成されている。

次に、本発明を適用した制震用金属板１における動作について説明をする。上述の如き構成からなる制震用金属板１において、第１接合部４６を対象部材４２に、また第２接合部４７を対象部材４３に取り付ける。そして、建築構造物に地震等が発生した場合には、対象部材４２、４３が互いに相対変位方向Ａに向けて相対変位を起こす。この相対変位方向Ａへの振動が生じているとき、瞬間的には例えば図３に示すように対象部材４２がａ１方向に、また対象部材４３がａ２方向に変位している。かかる場合を例に挙げたとき、この対象部材４２に取り付けられた第１接合部４６もａ１方向に、また対象部材４３に取り付けられた第２接合部４７もａ２方向に変位する。その結果、この第１接合部４６において図中矢印に示される方向に応力σ_Ｅが伝達されていくことになる。この応力σ_Ｅが伝達されていく各過程において、このスリット６５の各形成位置では、隣接するスリット６５の形成位置からの圧縮応力が伝わり、また隣接する他のスリット６５の形成位置に向けて引張応力が伝達されるため、それぞれモーメントがキャンセルされることになる。応力σ_Ｅが順次伝達されると、最終的にはスリット６５ａ側へと圧縮力が伝わることになる。そ
の結果、図中に示すように下端部５２において、２列の第１接合部がB方向に離れることになり、それを抑えるために、応力σ_ＦがＢ方向に向けて伝達してくることになる。この応力σ_Ｆは、２列の第１接合部４６からそれぞれ逆方向から同様に伝達されてくるため、ちょうどこの下端部５２の略中心において互いに打ち消されることになる。また上端部５１においても同様に互いにＢ方向に向けて互いに逆方向に応力σ_Ｇが負荷されるため、互いにキャンセルされることになる。

即ち、この制震用金属板１は、対象部材４２、４３が互いに相対変位方向Ａに向けて相対変位を起こした場合に、これに基づく応力が伝達されてきても、これらを当該制震用金属板１内において互いに打ち消すことが可能となる。また、瞬間的に捉えたときに、対象部材４２がａ２方向に、また対象部材４３がａ１方向に変位した場合においても、上述した応力ベクトルの矢印が何れも逆になるだけであって、応力を制震用金属板１内において互いに打ち消すことが可能となる。

また、この制震用金属板１では、第２接合部４７において対象部材４３の変位に基づいて応力σ_Ｈが負荷される。その結果、図３(a)に示すように、第１接合部４６に負荷される応力σ_Ｅと、第２接合部４７に負荷される応力σ_Ｈとの間で、せん断応力が生じることになり、更には各減衰部４８の両端の第１接合部４６と第２接合部４７との接合部において、かかるせん断変形に基づく曲げモーメントが負荷されることになる。そして、この曲げモーメントが大きくなると、各減衰部４８は、曲げ降伏することになる。実際に、減衰部４８について、スリット孔６５をＢ方向に向けて長径化させた形状とすることにより、対象部材４２、４３間の相対変位に応じて相対変位方向Ａへ曲げ降伏するように設定することが可能となる。その結果、本発明では、以下に説明する特有の効果を発現させることが可能となる。

図３(b)は、第１接合部４６を固定端とした場合において、対象部材４３の変位に基づいて応力σ_Ｈが負荷された場合における形態を、図３(c)は、第１接合部４６を固定端とした場合において、対象部材４３の変位に基づいて応力−σ_Ｈが負荷された場合における形態を示す図である。第２接合部４７が図３(b)の形態においては図中上方に向けて変形し、図３(c)の形態においては図中下方に向けて変形している。即ち、この第２接合部４７が相対的に変位しており、またスリット６５、６５a、６５ｂもこの変位に応じて形状が上下方向に変形しているのが示されている。このような第２接合部４７の上下方向への繰り返し変形が生じると、これに応じて制振用金属板１が塑性化することになりエネルギー吸収が実現されることになる。かかる場合においても上端部５１、下端部５２において上述したメカニズムにより応力が打ち消される。

図４(a)は、スリット孔６５をＢ方向に向けて長径化させた本発明を適用した制震用金属板１を用いた場合における繰り返し載荷試験結果を、また図４(b)は、比較例の繰り返し載荷試験結果を示している。ちなみに、この比較例では、制震用金属板１と同一材料でスリット孔６５が設けられてなく、しかも鋼板の上下端縁にリブを設けて曲げ降伏しないように設定されている。

図４(a)より、本発明の制震用金属板１では、耐力上昇が抑えられ、面積の大きなヒステレリスのループが描かれており、大きな履歴減衰が得られることが分かる。これに対して、図４(b)の比較例では、耐力が上昇していることが分かる。

以上より、本発明を適用した制震用金属板１では、各減衰部４８を早期に曲げ降伏させることにより、塑性変形を起こさせ、耐力上昇が抑制された安定した変形エネルギー吸収性能を発揮させることが可能となる。そして、この制震用金属板１における対象部材４２、４３間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮させることにより、ひいてはこれ
が配設された建築構造物における制振機能を発揮させることが可能となる。

更に本発明では、制震用金属板１を構成する金属板４１を、降伏耐力が最大耐力の４/５以上の降伏耐力比となるように析出硬化加工又はトリップ加工が施された鋼板を用いるようにしてもよい。これにより、スリット孔６５を設けることなく、各減衰部４８において曲げ降伏による塑性変形領域を拡げることが可能となり、上述した所期の効果を発現させることが可能となる。

なお、第２接合部４７又は上記第１接合部４６には、相対変位方向と略直交する方向に長孔が形成されている場合には、対象部材４２、４３相対変位と略直行する方向に相対移動する際、振動吸収手段としての減衰部４８に応力が生じないことを必須の構成要件として規定してもよいことは勿論である。

図５は、実施例１として、本発明を適用した制震用金属板１が配設される建築構造物５の例を示しており、より詳細には、建築構造物５における布基礎から建築物の土台に至るまでの断面構成を拡大して示している。また、図６は、その側面図を示している。更に、図７は、制振用金属板１がこの建築構造物５において配設される際の形態を示している。

この建築構造物５では、布基礎８１と、この布基礎８１の上に配設される土台８２とを備えている。この土台８２上には、水平方向に延長された横枠８３並びに鉛直方向に延長された縦枠８４が取り付けられる。また、この布基礎８１の土台８２との間には一般的に通気口８６が所定の隙間を開けて形成されている。この実施例１では、この通気口８６に上述した制振用金属板１を介装させる。

制振用金属板１における第１接合部４６は、布基礎８１に対してコンクリート釘８７を介して固定される。また第２接合部４７は、土台８２に対してネジ８８を介して固定される。ちなみに、この第２接合部４７は、Ｂ方向に延長された長径のねじ孔４９にネジ８８を嵌め込んで螺着している。

即ち、この実施例１では、第１接合部４６に接合されるべき対象部材４２が布基礎８１であり、第２接合部４７に接合されるべき対象部材４３が土台８２である。

その結果、図７に示すように相対変位方向Ａに向けて振動した場合には、上述したような制振効果を発揮させることが可能となる。即ち、中小地震や風による荷重が負荷された場合には、高剛性の接合金物として機能させることができ、塑性変形させることなく、弾性変形域の範囲内において抵抗力を向上させることが可能となる。また、大地震が発生した場合においては、上述したように引張応力と圧縮応力の繰り返し荷重に対して塑性化させることにより減衰効果を発揮させることが可能となる。

これに対して、Ｂ方向に向けて振動した場合には、特段の減衰効果を発揮しない。その理由として、Ｂ方向に延長された長径のねじ孔（長孔）４９にネジ８８を嵌め込んで螺着しているため、Ｂ方向への振動とともにこの長径のねじ孔４９内をネジ８８が往復するのみで特段の変形抑制機能を発揮し得ないためである。これにより、Ｂ方向への振動が発生すると、この制振用金属板１上において土台８２も一緒にＢ方向へ振動することになる。

なお、図８に示すように、第１接合部４６側において、Ｂ方向に延長された長径のねじ孔９１を穿設し、第２接合部４７は、通常の短径化されたねじ孔９２を穿設するようにしてもよい。これによっても、上述した効果を奏することになる。

また、この実施例１では、制震用金属板１を通気口８６におけるスペーサーとして兼用させるようにしてもよい。

図９は、実施例２として、本発明を適用した制震用金属板１が配設される建築構造物４の例を示しており、より詳細には、建築構造物４における下階２から上階３に至る断面構成を拡大して示している。

この建築構造物４では、下階２側において、水平方向に延長された下階横枠１１と鉛直方向に延長された下階縦枠１２とを備えており、この下階横枠１１と下階縦枠１２とが互いに接合されて構成されている。また、下階横枠１１の上面には、上階３における床根太１４が接合され、更にこの床根太１４の上面には上階３用の床板１５が取り付けられている。また、この建築構造物４では、上階３側において、水平方向に延長された上階横枠１６と鉛直方向に延長された上階縦枠１７とを備えており、この上階横枠１６と上階縦枠１７とが互いに接合されて構成されている。

このような構成からなる建築構造物４において、本発明を適用した制震用金属板１を取り付ける。このとき、制震用金属板１は、金属板４１における相対変位方向Ａ中央に、第２接合部４７を上階縦枠１７と下階縦枠１２に割り当てている。その他の構成は、上述と同様であるため、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

この制震用金属板１において、第２接合部４７には、それぞれ上階縦枠１７が例えばボルトや釘を介して固定されてなり、また、下階縦枠１２が例えばボルト１４０や釘等を介して固定されてなる。第１接合部４６には、床根太１４にボルト１４１等を介して取り付けられている。

その結果、この実施例１において、制震用金属板１に対する対象部材４３は、上階縦枠１７、下階縦枠１２であり、対象部材４２は、床根太１４に相当する。

なお図１１(ｂ)は、この図９に示す制震用金属板１の変形形態であり、第２接合部４７としての領域４７ａにおいても、ボルト又は釘等により対象部材４３へ固定可能としている。これにより、対象部材４３が相対変位方向Ａに向けて変位した場合において、この領域４７ａに対して直接的に応力伝達されることになる。

また、この第１接合部４６には、例えばリブ等の棒鋼を初めとした補強部材７５により補強されていてもよい。これにより、中小規模の地震が発生した場合や、風による負荷を受けた場合において、高剛性の帯金物として機能させることができ、塑性変形させることなく、弾性変形域の範囲内において抵抗力を向上させることが可能となる。また、大地震が発生した場合においては、上述したように引張応力と圧縮応力の繰り返し荷重に対して塑性化させることにより耐震効果を発揮させることが可能となる。

図１０は、本発明を適用した制震用金属板１が配設される建築構造物７の例を示しており、より詳細には、建築構造物７における土台の梁２０１近傍を拡大して示している。

この建築構造物７では、土台側において、水平方向に延長された梁２０１と、横枠２０２とが設けられており、この梁２０１と横枠２０２とが互いに接合されて構成されている。また上階へ向けて鉛直方向に延長された縦枠２０３とを備えており、この制振用金属板１を介して梁２０１と縦枠２０３とが互いに接合されて構成されている。

このような構成からなる建築構造物７において、本発明を適用した制震用金属板１を取
り付ける。このとき、制震用金属板１は、金属板４１における下端に、第２接合部４７を割り当てている。そして、この第１接合部４６を相対変位方向Ａへ向けて上方に、割り当てている。

この制震用金属板１において、第１接合部４６には、それぞれ縦枠２０３が例えばボルト３１１や釘を介して固定されてなる。第２接合部４７には、土台の梁２０１にボルト３１２等を介して取り付けられている。

その結果、この実施例１において、制震用金属板１に対する対象部材４２は、縦枠２０３であり、対象部材４３は、土台の梁２０１に相当する。このような構成からなる建築構造物７では、制震用金属板１の配設箇所において、図１０に示すように第１接合部４６は、対象部材４２としての縦枠２０３からの引張荷重が負荷されることになる。その結果、第１接合部４６に負荷される応力σ_Ｐが負荷され、それがスリット６５の外側においてσ_ｘとして負荷されることになる。そして、このσ_ｘと、第２接合部４７に負荷される応力σ_Ｑとの間で、せん断応力が生じることになり、せん断変形に基づく曲げモーメントが負荷されることになる。そして、この曲げモーメントが大きくなると、制震用金属板１は、曲げ降伏することになる。

図１２(a)、(b)は、実施例３として、本発明を適用した制震用金属板１が配設される鋼管柱１００の例を示している。この鋼管柱１００は、断面四角形状の所定の板厚らなる鋼管１０１を互いに連結することにより構成される。

制振用金属板１における第２接合部４７は、鋼管１０１に対してボルト８７を介して固定される。

その結果、図１２(a)、(b)に示すように相対変位方向Ａに向けて振動した場合には、上述したような制振効果を発揮させることが可能となる。

なお、この図１２(a)、(b)の例では、鋼管１０１を構成する各面においてそれぞれ制振用金属板１を設けている。その結果、鋼管１０１に対して生じるあらゆる方向の振動に対して、この制振用金属板１が上述した作用効果を奏することでその振動エネルギーの抑制に寄与することになる。但し、鋼管１０１を構成する各面においてそれぞれ制振用金属板１を設ける場合に限定されることなく、一部の面のみに取り付けられるものであってもよい。また、図１２(a) 、(b)の例では、第１接合部４６がリブ等の棒鋼を初めとした補強部材７６により補強されている場合を例に挙げているが、これが省略されたものであってもよいことは勿論である。

図１２(c)は、実施例４として、本発明を適用した制震用金属板１が配設される梁１６１の例を示している。この梁１６１は、断面四角形状又はＨ形状の所定の板厚からなり、隣接する梁１６１を互いに連結することにより構成される。

制振用金属板１における第２接合部４７は、梁１６１に対してボルトを介して固定される。

その結果、図１２(c)に示すように相対変位方向Ａに向けて振動した場合には、上述したような制振効果を発揮させることが可能となる。

図１２(c)の例では、梁１６１を構成する上下面においてそれぞれ制振用金属板１を設
けている。その結果、梁１６１に対して生じる上下の曲げ方向の振動に対して、この制振用金属板１が上述した作用効果を奏することでその振動エネルギーの抑制に寄与することになる。但し、梁１６１を構成する各面においてそれぞれ制振用金属板１を設ける場合に限定されることなく、一部の面のみに取り付けられるものであってもよい。また、図１２(c)の例では、第２接合部４７がリブ等の棒鋼を初めとした図示しない補強部材により補強されている場合を例に挙げているが、これが省略されたものであってもよいことは勿論である。

図１３は、実施例５として、本発明を適用した制震用金属板１が配設される制振用ダンパー１１０の例を示している。

この制振用ダンパー１１０は、鋼管柱１２２と、梁材１２３とにより構成される区画を対角線状に配設されるものである。この鋼管柱１２２と梁材１２３との交差部には、接合部材１２５がそれぞれ設けられている。これら接合部材１２５は、それぞれ溶接又はボルト接合等の手段によりそれぞれ強固に固定されている。

制振用ダンパー１１０は、一端がこの接合部材１２５の何れかに、また他端が他の制振用ダンパー１１０におけるブレース１３１に取り付けられている。図１４(a)は、かかる制振用ダンパー１１０の一端側における接合部材１２５への取り付け形態を示しており、図１４(b)は、隣接するブレース１３１間における制震用金属板１の接合形態を示している。

制振用ダンパー１１０は、ブレース１３１と、制振用金属板１により構成されている。即ち、この制振用ダンパー１１０は、ブレース１３１とその両端に接続された制振用金属板１で１単位を構成するものである。この図１４(a)に示す形態においては、この制振用金属板１における第１接合部４６が、接合部材１２５に取り付けられ、また、第２接合部４７が、ブレース１３１に取り付けられている。そして相対変位方向Ａに向けて振動が生じた場合に、上述したメカニズムに基づいて振動エネルギー吸収を実現可能となる。

この図１４(b)に示す形態においては、一のブレース１３１に制振用金属板１における第２接合部４７が、他のブレース１３１に制振用金属板１における第１接合部４６が接合されている。そして相対変位方向Ａに向けて振動が生じた場合に、上述したメカニズムに基づいて振動エネルギー吸収を実現可能となる。

１ 制震用金属板
２ 下階
３ 上階
４、５ 建築構造物
１１ 下階横枠
１２ 下階縦枠
１４ 床根太
１５ 床板
１６ 上階横枠
１７ 上階縦枠
４１ 金属板
４２、４３ 対象部材
４６ 第１接合部
４７ 第２接合部
４８ 減衰部
４９ ねじ孔
６５ スリット孔
７５，７６ 補強部材
８１ 布基礎
８２ 土台
８３ 横枠
８４ 縦枠
８６ 通気口
８７ コンクリート釘またはボルト
８８ ネジ
９１、９２ ねじ孔
１００ 鋼管柱
１０１ 鋼管
１１０ 制振用ダンパー
１２２ 鋼管柱
１２３ 梁材
１２５ 接合部材
１３１ ブレース
１４０、１４１ ボルト

Claims (12)

1. 一対の対象部材間に接合され、上記対象部材間の相対変位に応じたエネルギー吸収性能を発揮する制震用金属板において、
   一方の対象部材に接合される第１接合部と、他方の対象部材に接合される第２接合部が、それぞれ上記相対変位方向に沿って帯状に且つ互いに略平行に一枚の金属板に割り当てられ、 上記第１接合部と上記第２接合部との間には、降伏後の耐力上昇を抑制するとともに、振動エネルギーを吸収して振動を減衰させるための振動吸収手段が形成されてなること
   を特徴とする制震用金属板。
2. 上記第１接合部は、上記第２接合部を中心として互いに略線対称位置に上記振動吸収手段を介して２列に亘って割り当てられていること
   を特徴とする請求項１記載の制震用金属板。
3. 上記振動吸収手段は、貫通するスリット孔をもつ金属板であること
   を特徴とする請求項１又は２記載の制震用金属板。
4. 上記振動吸収手段は、上記対象部材間の相対変位に応じて上記金属板が曲げ降伏又はせん断降伏するように上記スリット孔が設定されていること
   を特徴とする請求項３記載の制震用金属板。
5. 上記第１接合部は、上記第２接合部よりも上記相対変位方向に向けてより長く設定され、２列の第１接合部は端部で接合されていること
   を特徴とする請求項２記載の制震用金属板。
6. 上記金属板は、降伏耐力が最大耐力の４/５以上の降伏耐力比となるように析出硬化加工又はトリップ加工が施された鋼板であること
   を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載の制震用金属板。
7. 上記第１接合部及び／又は上記第２接合部は、上記相対変位方向に沿って補強部材により補強されていること
   を特徴とする請求項１〜６のうち何れか１項記載の制震用金属板。
8. 上記第２接合部又は上記第１接合部には、上記相対変位方向と略直交する方向に伸びた長孔が形成されており、上記対象部材が上記相対変位と略直行する方向に相対移動する際、上記振動吸収手段に応力が生じないことを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項記載の制震用金属板。
9. 請求項１〜８記載のうち何れか１項記載の制震用金属板を備えること
   を特徴とする建築構造物。
10. 請求項１〜８記載のうち何れか１項記載の制震用金属板を、建物の布基礎の上端と、建物上部躯体の土台の下端の間に挿入し、上記第１接合部を布基礎上端に、上記第２接合部を土台下端に接合し、振動時の布基礎と土台の相対的な変位に応じて、上記制震用金属板が振動エネルギーを吸収し、振動を減衰させること
    を特徴とする請求項９に記載の建築構造物。
11. 請求項１〜８記載のうち何れか１項記載の制震用金属板を、建物の壁枠と、床の梁材の接合に用いた建築構造物において、
    上記第２接合部が上記壁枠に、上記第１接合部が上記梁材に接合されて、振動時における上記壁枠と上記梁材間の相対的な変位にずれに応じて、上記制震用金属板が振動エネルギーを吸収し、振動を減衰させること
    を特徴とする建築構造物。
12. 請求項９〜１１記載のうち何れか１項記載の建築構造物からなることを特徴とする薄板軽量形鋼造建築物。

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