JPH0449632B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエキスパンシヨンジヨイントを用いた
構造物間の連結部の構造に関するものである。

〔従来の技術〕

長大構造物においては熱変形対策のため、不整
形構造物においては力学的明解さの確保のため、
特に地震時に部分的に過大な応力が発生するのを
防ぐため等の目的でエキスパンシヨンジヨイント
を設けるのが普通である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、エキスパンシヨンジヨイントによつて
分離される構造物の振動特性はそれぞれ異なるも
のとなるので、地震時におけるそれぞれの構造物
の動きの差は大きくなる。この傾向は特に高さの
異なる不整形構造物において著しい。

構造物間の動きの差、あるいは変位が大きくな
ると、エキスパンシヨンジヨイント部の構造が複
雑となつたり、雨仕舞の問題も生じ、美観上、コ
スト上、設計が困難となる。

本発明では構造的に分離された構造物どうしを
エキスパンシヨンジヨイントで連結する場合にお
いて、エキスパンシヨンジヨイント部分にダンパ
ーを組み合わせ、分離された構造物どうしの振動
時における動きの差を利用して振動エネルギーを
吸収させ、構造物の地震力を減らすとともに、構
造物間の変位を小さくすることで、エキスパンシ
ヨンジヨイント部の構造の簡略化を可能とし、コ
ストを低減することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は構造的に分離された構造物どうしを、
該構造物の一方または双方に対して水平方向にス
ライド可能なエキスパンシヨンジヨイントによつ
て連結した構造物間の連結部において、エキスパ
ンシヨンジヨイント部分にダンパーを介在させた
ものである。すなわち、構造的に分離された構造
物のうち、エキスパンシヨンジヨイントに対し相
対的にスライド可能な構造物と、該エキスパンシ
ヨンジヨイントとの間をダンパーで水平方向に連
結したものである。

地震等の振動外力に対しては構造物どうしの水
平方向の動きの差でダンパーが作動し、振動エネ
ルギーを吸収する。これにより、構造物の地震力
を減らすとともに、構造物間の変位差（特に、水
平変位）を小さくすることができる。

ダンパーとしてはオイルダンパーやシリンダー
式の粘性ダンパーのように直線的に動くもの、流
体槽を設けた粘性ダンパーあるいは鉛ダンパーの
ように置式の水平方向の全方向についてダンパー
特性が同一なもの、その他摩擦ダンパー、弾塑性
履歴ダンパー、電磁式ダンパー等があり、エキス
パンシヨンジヨイント部分の構造や必要とする減
衰性能等に応じて適当なものを選択する。

また、ダンパー部分については、大地震により
ダンパー性能が劣化した場合、新しいものと取り
替えて使用することができる。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について述べる。

第１図はエキスパンシヨンジヨイントとダンパ
ーを用いた本発明の連結部の適用箇所の一例とし
て、隣り合う構造物１，２間の通路を兼ねたエキ
スパンシヨンジヨイント部に適用した場合を示し
たもので、図中Ａが連結部を指している。

第２図はエキスパンシヨンジヨイント部分に介
在させるダンパーとして、シリンダー型の粘性ダ
ンパー６の例を示したものである。この粘性ダン
パー６はロツド７を通したアウターチユーブ８内
に粘性体９を充填し、ロツド７に固定したインナ
ーチユーブ１０が粘性体９から抵抗を受けるよう
になつており、アウターチユーブ８とインナーチ
ユーブ１０との間隔、抵抗を受ける面積等に応じ
た減衰力が得られる。

第３図ａ，ｂおよび第４図は置式ダンパーとし
ての粘性ダンパー１３ａの適用例を、第５図ａ，
ｂは置式ダンパーとしての鉛ダンパー１３ｂの適
用例を示したもので、ダンパー特性はどの方向で
も同じものにすることができる。また、置式ダン
パー１３の配置例を第６図ａ，ｂおよび第７図
ａ，ｂに示してある。

第３図ａ，ｂおよび第４図に示した粘性ダンパ
ー１３ａは一方の構造物１に設けた受け部１４に
粘性体槽１５を設置してあり、エキスパンシヨン
ジヨイントのスライド部１６の先端下面側に設け
た抵抗板１７が粘性体１８の抵抗を受けて減衰力
が働くようになつている。第３図ａの場合、抵抗
板１７はボールベアリング、あるいはふつ素樹脂
板等のすべり材１９により粘性体槽１５内で支持
されているが、スライド部１６を粘性体槽１５の
外ですべり材によつて支持すれば、第４図のよう
になる。

第５図ａ，ｂの鉛ダンパー１３ｂは免震溝法等
で基礎に使用されるもので、上下の取付板２０間
に積層ゴム２１が挟まれ、中央鉛直方向に円柱状
の鉛柱２２を設け、鉛柱２２によつて減衰力が働
く。

第６図ａは上述の第３図ａ、第４図および第５
図ａのように一方の構造物１に受け部１４を設け
た場合のエキスパンシヨンジヨイント２３におけ
る配置例を示したもので、これに対し、第６図ｂ
のエキスパンシヨンジヨイント２４は構造物１，
２の双方に設置した置式ダンパー１３を介して支
持されている。この場合にはダンパー１３の変形
は第６図ａの場合の半分でよい。

また、第６図ａ，ｂではダンパー１３が支承を
兼ねているが、第７図ａ，ｂのようにエキスパン
シヨンジヨイントのスライド部の支持はすべり支
承２５によつて行い、ダンパー１３を独立させ
て、ダンパー性能の信頼性を高める配置もある。
また、第７図ａ，ｂのようにダンパー１３を中央
部のみとすることにより建物相互に回転する場合
にも容易に追従することができる。

第８図ａ，ｂは金物の曲げの弾塑性履歴特性を
活用した弾塑性ダンパー２６の適用例を示したも
のである。この弾塑性ダンパー２６は鋼材をＵ字
状に形成し、端部をそれぞれ建物の受け部１４と
エキスパンシヨンジヨイント２４のスライド部に
ボルト２７で固定する。地震力等により、金物が
曲げ降伏すると、塑性変形によりエネルギーが吸
収される。前述の置式ダンパー１３の場合、置式
ダンパー１３を受け部１４上に載置するため、天
井部分の高さが高くなつてしまうという問題があ
るのに対し、この弾塑性ダンパー２６は第９図に
示すように天井懐内に納まり、構造物のジヨイン
ト部は廊下や居室として使用できる。また、鋼材
を用いたダンパーなので、極めて安価に製造でき
る。

第１０図ａ〜ｊは弾塑性ダンパー２６の種々の
配置例を、第９図の−線を基準として示した
もので、いずれも第８図ａのように横に寝かせた
形で使用しているが、第８図ｂのように縦に使用
しても全く同じである。図中、長円で示した支承
２８はその長径方向に自由にすべり、円で示した
支承２９は全方向に自由にすべり、小円で示した
支承３０は固定であることを示す。これら以外の
組み合わせも勿論可能である。また、弾塑性ダン
パー２６の作用方向と異なる変位に対しては、ボ
ルト２７を通すボルト孔を長孔にしておくことに
より対処できる。また、大きな地震力を受け、金
物のダンパー特性が損なわれた場合には、ボルト
２７をはずして、新しいものと交換することがで
きる。

第１１図ａ，ｂは間に吹抜３１を形成し、一方
の構造物１はＬ字状断面、他方の構造物２は長方
形断面とした場合の適用例を示したもので、構造
物１，２は振動性状が異なり、エキスパンシヨン
ジヨイントで平面的に不規則な形で連結されてい
る。この場合も第７図ｂに示すように、置式ダン
パー１３を構造物１，２の双方に設置し、エキス
パンシヨンジヨイント２４で連結することによ
り、地震時等において構造物１，２が別個に振動
し、水平方向の動きの差をダンパー１３で吸収し
ながら振動を減衰させ、また構造物１，２間の変
位差を小さくすることができる。

次に、本発明の作用効果を地震応答解析によつ
て示す。

第１２図ａにモデルとなる建物を示し、比較例
として第１２図ｂ，ｃのモデルを考える。建物の
平面形状は第１１図ａのような形を考え、平面形
状が矩形の８階建高層建物としての構造物２と、
Ｌ字形の５階建低層建物としての構造物１とが、
Ｌ字形の端の部分でつながつているものとする。
ダンパー１３としては100tで塑性化し、かつXY
両方向とも同じ特性をもつ履歴ダンパー（第１２
図ｄ参照）を５階にのみ設置し、３，４，６階は
構造的にフリーであるものとする。また、１，２
階はつながつており、その上部が吹抜３１になつ
ている。

比較のための第１２図ｂは通常のエキスパンシ
ヨンジヨイントで構造上、両構造物１，２が独立
の場合、第１２図ｃは６階（低層の構造物１では
屋上階）を除いて全て剛結にした場合である。

なお、地震波は通常設計に用いられるもののう
ち、この規模の建物では応答が厳しいエルセント
ロ1940NS波で、入力加速度は100galとした。

結果はＸ方向入力の場合のみを示すが、Ｙ方向
入力の場合にも同様の結果である。第１３図〜第
１５図のグラフ中、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第１２
図ａ，ｂ，ｃのモデルに対応する。

まず、応答最大せん断力は第１３図ａ，ｂに示
すように、本発明を用いたものが最も小さく、振
動エネルギーの吸収効果があらわれている。

次に、構造物１，２間のせん断力（棟間せん断
力）でみると、第１４図ａ，ｂに示すように、エ
キスパンシヨンジヨイントの場合にはせん断力の
相互のやりとりがないから当然０であるが、剛結
の場合には１箇所400t近くにもなり、このような
建物でこの力を伝達させるジヨイントは非常に困
難である。従来の設計法で本ケースのような場合
にエキスパンシヨンジヨイントを用いるのはこの
ためである。一方、本発明を用いた場合にはダン
パーの特性（100t）以上の入力はないので、ダン
パーに接続される他の構造部材の設計は容易にで
きる。

構造物１，２間の変位（棟間変位）でみれば、
第１５図ａ，ｂに示すように、エキスパンシヨン
ジヨイントの場合の最大値、約５cmが、本発明を
用いた場合には約半分であり、雨仕舞が楽にな
る。特に高層の構造物２と低層の構造物１の間に
アトリウムとして大空間を形成し、その屋根であ
る６階をガラス屋根とする場合、通常のエキスパ
ンシヨンジヨイントでは、その雨仕舞が美観上、
コスト上、困難である。しかし、本発明によれば
通常の雨仕舞いのデイーテールでよいため、美観
上も良くなる上に、大幅なコストダウンも図れ
る。

〔発明の効果〕

本発明ではエキスパンシヨンジヨイントによつ
て水平方向に連結される構造的に分離された構造
物どうしの連結部において、地震時や暴風時に、
連結される構造物どうしの動きの差によつてダン
パーが働き、振動エネルギーが吸収され、それぞ
れの揺れが減少する。

また、構造物間の変位差も小さくなるため、雨
仕舞等でデイーテールにコストのかかるエキスパ
ンシヨンジヨイントについて、その長さを縮める
ことができ、美観上好ましく、またコストダウン
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用位置の一例を示す正面
図、第２図はシリンダー型の粘性ダンパーの構造
を示す断面図、第３図ａ，ｂはそれぞれ置式の粘
性ダンパーの適用例を示す鉛直断面図および水平
断面図、第４図は置式の粘性ダンパーの変形例を
示す鉛直断面図、第５図ａ，ｂはそれぞれ鉛ダン
パーの適用例を示す概略正面図および鉛ダンパー
の一例を示す斜視図、第６図ａ，ｂおよび第７図
ａ，ｂは置式ダンパーの配置例を示す平面図、第
８図ａ，ｂは弾塑性ダンパーの適用例を示す斜視
図、第９図は弾塑性ダンパーの配置例を示す鉛直
断面図、第１０図ａ〜ｊは同じく弾塑性ダンパー
の種々の配置例を示す水平断面図、第１１図ａ，
ｂはそれぞれ構造物への適用例を示す平面図およ
びジヨイント部分の鉛直断面図、第１２図ａ〜ｃ
は解析モデル図、第１２図ｄはダンパー特性を示
すグラフ、第１３図ａ，ｂはそれぞれ高層の構造
物と低層の構造物の応答最大せん断力を示すグラ
フ、第１４図ａ，ｂは構造物間のせん断力を示す
グラフ、第１５図ａ，ｂは構造物間の変位を示す
グラフである。 Ａ……連結部、１，２……構造物、６……シリ
ンダー型粘性ダンパー、７……ロツド、８……ア
ウターチユーブ、９……粘性体、１０……インナ
ーチユーブ、１１……ロツドガイド、１２……ベ
ローズ、１３……置式ダンパー、１４……受け
部、１５……粘性体槽、１６……スライド部、１
７……抵抗板、１８……粘性体、１９……すべり
材、２０……取付板、２１……積層ゴム、２２…
…鉛柱、２３，２４……エキスパンシヨンジヨイ
ント、２５……すべり支承、２６……弾塑性ダン
パー、２７……ボルト、２８，２９，３０……支
承、３１……吹抜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 構造的に分離された構造物どうしを、該構造
   物の一方または双方に対して水平方向にスライド
   可能なエキスパンシヨンジヨイントによつて連結
   した構造物間の連結部において、構造的に分離さ
   れた前記構造物のうち、前記エキスパンシヨンジ
   ヨイントに対し相対的にスライド可能な構造物
   と、該エキスパンシヨンジヨイントとの間をダン
   パーで水平方向に連結したことを特徴とする構造
   物間の連結部。