JPH0468496B2 - - Google Patents

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JPH0468496B2
JPH0468496B2 JP62051288A JP5128887A JPH0468496B2 JP H0468496 B2 JPH0468496 B2 JP H0468496B2 JP 62051288 A JP62051288 A JP 62051288A JP 5128887 A JP5128887 A JP 5128887A JP H0468496 B2 JPH0468496 B2 JP H0468496B2
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JP
Japan
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damper
damper body
base plate
elastoplastic
end surface
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JP62051288A
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English (en)
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JPS63219926A (ja
Inventor
Shunichi Yamada
Takuji Kobori
Shigeru Hari
Koji Ishii
Isao Nishimura
Masatoshi Ishida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
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Kajima Corp
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Publication date
Application filed by Kajima Corp filed Critical Kajima Corp
Priority to JP62051288A priority Critical patent/JPS63219926A/ja
Priority to US07/140,307 priority patent/US4901486A/en
Publication of JPS63219926A publication Critical patent/JPS63219926A/ja
Priority to US07/439,087 priority patent/US5065555A/en
Priority to US07/759,186 priority patent/US5177915A/en
Publication of JPH0468496B2 publication Critical patent/JPH0468496B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は構造物のジヨイント部に介在され、
地震等により構造物に生じる振動エネルギーを吸
収する弾塑性ダンパーに関する。
(従来の技術および問題点) 構造的に分離された構造物間においては熱変形
対策のため、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。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。そこで従来は構造物間を連結するジヨイント
部材にオイルダンパー等を介在させ、構造物の振
動時における動きの差を利用して振動エネルギー
を吸収している。
しかしオイルダンパーは一方向の力に対しての
み作用するので、構造物の動きを充分検討して配
置しなければならず、取付け方向を決定するのが
きわめて難かしい。また多方向に同時に振動が生
じた場合には減震効果が低いという欠点がある。
また近年構造物の免震を目的として、構造物下
端と基礎との間に支承とダンパーとを兼ねる免震
装置を設置することが多い。免震装置の一例とし
ては、第16図に示すように鋼棒22を鉄筋コン
クリートブロツク23に片持ち状に取付け、その
周囲を朝顔状に形成し、大きな水平力が作用した
場合には、鋼棒22を周囲の鉄筋コンクリートブ
ロツク23で支持するように構成したものが開発
されている。
しかし、この免震装置はダンパー部が鋼棒であ
るため、降伏荷重が小さく抵抗モーメントを大き
くとれないという問題がある。
この発明は以上の問題点を解決するために創案
されたもので、減震装置、免震装置の双方に適用
でき、取付方向を決定する必要がなく、塑性変形
能力がきわめて大きい弾塑性ダンパーを提供する
ことを目的とする。
(問題点を解決するための手段) この発明の弾塑性ダンパーは建物間に介在して
地震エネルギーを吸収するものであり円錐、また
は頭部の径が小さく底部の径が大きく外径が少し
ふくらんだ円錐に近い回転体形状で、空洞のダン
パー本体の底部周囲にベースプレートを一体に設
けダンパー本体を薄肉としてなるもので、構造物
下端と基礎との間などに設置される。ベースプレ
ートには複数のボルト挿通孔を穿設し、挿通孔に
ボルトを通してナツトにて締結する。ダンパー本
体の頂部はピン接合とし、接合部に曲げモーメン
トが生じないようにすることができる。
(実施例) 以下、この発明を図面に示す実施例に基いて説
明する。
第1図はこの発明の弾塑性ダンパーAを隣り合
う構造物1,2間のエキスパンシヨンジヨイント
3に適用したもので、複数の弾塑性ダンパーAを
構造物1,2の側面に沿つて配設してある。
第2図は一方の構造物1に設けた受け部4に弾
塑性ダンパーAのベースプレートを固定し、該弾
塑性ダンパーAの頂部とその上に設置したエキス
パンシヨンジヨイントのスライド部5の先端下端
面とをピン接合したものである。
第3図は構造物1下端と基礎6との間に複数の
弾塑性ダンパーAを配設し、免震装置として使用
するものである。
第4図は梁18下端面と壁19上端面およびス
ラブ20上端面と壁19下端面との間に複数の弾
塑性ダンパーAを配設したもので、梁18または
スラブ20と壁19とを弾塑性ダンパーAを介し
て連結することにより、水平力による層間変形を
弾塑性ダンパーAで吸収し、壁19に変形を生じ
させないようにしてある。地震時に壁19にかか
る水平力はダンパーAのエネルギー吸収能力で決
まるので、壁19がそれ以上の強度を有していれ
ば破壊することはない。すなわち壁19には変形
能力は不要で、必要な強度さえあればよい。
第5図は梁18下端面と壁19の上端面との間
のみに弾塑性ダンパーAを配設したものである。
図示していないが、スラブ20上端面と壁19の
下端面との間のみに弾塑性ダンパーAを配設して
もよい。
なお、大地震後はダンパーAだけを取り替え、
壁19はそのまま使用する。このことは前述した
第1図〜第3図の各適用例についても同様であ
る。
弾塑性ダンパーAは第6図に示すように円錐形
状のダンパー本体7とベースプレート8とから構
成されており、ダンパー本体7と該ダンパー本体
7底部周囲のベースプレート8とは一体に形成さ
れている。ダンパー本体7の中は空洞とされてお
り、ダンパー本体7の頂部とベースプレート8の
肉厚はダンパー本体7の肉厚より厚く形成されて
いる。
ベースプレート8にはアンカーボルト9の取付
位置に合わせて複数のボルト挿通孔10が穿設さ
れており、各ボルト挿通孔10にアンカーボルト
9を挿通し、該アンカーボルト9により上方より
ナツト11を螺着して締結することにより、ベー
スプレート8を構造物の受け部4(または基礎6
または壁19)の端面に固定する。
ダンパー本体7先端には連結板12が位置して
いる。該連結板12の中央には嵌合部13が穿設
されており、該嵌合部13はダンパー本体7の頂
部に嵌合し、ピン接合している。連結板12はボ
ルト14等でエキスパンシヨンジヨイント5下面
(または構造物1下端面または梁18下端面もし
くはスラブ20の上面)に固定される。
第7図は弾塑性ダンパーAの第2実施例を示す
もので、ダンパー本体7を頭部の径が小さく底部
の径が大きく外形が少しふくらんだ円錐に近い回
転体形状に形成してある。
ここで第8図に示すようにベースプレート8を
固定した弾塑性ダンパーAのダンパー本体7の先
端に水平力Pが作用する場合を考える。このとき
ダンパー本体7の曲げモーメント図は第9図に示
すようになる。
次にダンパー本体7の抵抗モーメントMrは下
の式で表わされる。
Mr=σb・Z (σb:曲げ応力度、Z:断面係数) ところでダンパー本体7は中空円錐形状である
ので、上方から下方へいくに従つて断面係数Zが
増加するから、曲げ応力度σbは常にほぼ一定とな
り、いわゆる平等強さの梁となる。そしてダンパ
ー本体7の抵抗モーメント図は第10図に示すよ
うになる。
また、ダンパー本体7の先端に作用する水平力
Pが増加していくと、まずダンパー本体7の一点
が降伏し、次々と縦方向に降伏域が生じ、さらに
この降伏域が円周方向に拡がつてコーン全体が降
伏していく。ここで水平力Pと、ダンパー本体7
先端に生じるたわみとの関係を求めると、第11
図のグラフに示すようになる(Pyはダンパー本
体7の一点が降伏するときの荷重、δyはそのとき
のたわみ、Pnaxは全体が降伏するときの荷重、
δnaxはそのときのたわみである。)。図示したよう
にPyとPnaxの差は小さく、δyとδnaxの差は非常に
大きいので、ダンパーの塑性変形能力はきわめて
大きい。
第12図〜第14図はこの発明の第3実施例を
示すものである。この実施例ではダンパー本体7
の弾性および塑性座屈に対する補強のため、およ
び塑性化によつて生じる熱を発散させるために、
ダンパー本体7の周囲に水平方向に突出する複数
のフイン15を一体に設けてある。フイン15は
第12図に示すようにダンパー本体7の外周面に
設けてもよいし、第13図に示すように内周面に
設けてもよい。また第14図に示すように内外周
の両面に設けてもよい。
第15図はこの発明の第4実施例を示すもので
ある。この実施例ではダンパー本体7の中空部に
コンクリート16(または鉛17)を詰め、ダン
パー本体7の座屈強度を増強し、ダンパー本体7
の塑性化により発生する熱を吸収し、コンクリー
トのひび割れおよびひび割れ後の摩擦(または鉛
の塑性変形)よりエネルギー吸収能力を向上させ
ている。なお、以上に述べた第1実施例、第2実
施例、第3実施例においては、ベースプレート8
の中央に穴があいているが、これは製作上あけて
あるもので、後に塞いでもよいし、穴のないベー
スプレートを使用してもかまわない。
(発明の効果) ダンパー本体は空洞で円錐形状であるため、
取付方向を決定する必要がない。
ダンパー本体の頂部、ベースプレートは厚肉
で、本体部分は薄肉となり空洞であるので塑性
変形能力がきわめて大きく、エネルギー吸収能
力が高い。
ダンパー本体の形状および板厚を変えること
により降伏荷重の大きさを自由に設定すること
ができる。
減震装置、免震装置の双方に適用できる。
ダンパー本体とベースプレートとは一体であ
るので、コンパクトであり、また頭部は嵌合に
よりピン接合とされて取付けられるので取り替
えが容易であり、またダンパー頂部には曲げモ
ーメントが生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の適用例を示す平面図、第2
図〜第5図はそれぞれ他の適用例を示す側面図、
第6図はこの発明の第1実施例を示す断面図、第
7図は同じく第2実施例を示す断面図、第8図は
ダンパー本体の先端に作用する水平力Pおよび水
平力Pにより生じるたわみδの位置および方向を
示す弾塑性ダンパーの斜視図、第9図は第8図に
示す水平力Pにより生じるダンパー本体の曲げモ
ーメント図、第10図はダンパー本体の抵抗モー
メント図、第11図は水平力Pとたわみδとの関
係を示すグラフ、第12図〜第14図はこの発明
の第3実施例を示す断面図、第15図は第4実施
例を示す断面図、第16図は従来例を示す断面図
である。 A……弾塑性ダンパー、1,2……建物、3…
…エキスパンシヨンジヨイント、4……受け部、
5……スライド部、6……基礎、7……ダンパー
本体、8……ベースプレート、9……アンカーボ
ルト、10……ボルト挿通孔、11……ナツト、
12……連結板、13……嵌合部、14……ボル
ト、15……フイン、16……コンクリート、1
7……鉛、18……梁、19……壁、20……ス
ラブ、21……柱、22……鋼棒、23……鉄筋
コンクリートブロツク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 建物間に介在して地震エネルギーを吸収する
    ダンパーでありダンパー本体を円錐、または頭部
    の径が小さく底部の径が大きく外径が少しふくら
    んだ円錐に近い回転体形状で頭部を中実に、下方
    のダンパー本体を空洞に形成するとともに、ダン
    パー本体の頭部を連結板中央に穿設した嵌合部に
    嵌合し、ダンパー本体底部周囲にベースプレート
    を一体に形成しダンパー本体の頂部とベースプレ
    ートはダンパー本体の肉厚より厚く形成してなる
    ことを特徴とする弾塑性ダンパー。
JP62051288A 1987-03-06 1987-03-06 弾塑性ダンパ− Granted JPS63219926A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62051288A JPS63219926A (ja) 1987-03-06 1987-03-06 弾塑性ダンパ−
US07/140,307 US4901486A (en) 1987-03-06 1987-12-31 Elasto-plastic damper
US07/439,087 US5065555A (en) 1987-03-06 1989-11-21 Elasto-plastic damper
US07/759,186 US5177915A (en) 1987-03-06 1991-09-10 Elasto-plastic damper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62051288A JPS63219926A (ja) 1987-03-06 1987-03-06 弾塑性ダンパ−

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63219926A JPS63219926A (ja) 1988-09-13
JPH0468496B2 true JPH0468496B2 (ja) 1992-11-02

Family

ID=12882743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62051288A Granted JPS63219926A (ja) 1987-03-06 1987-03-06 弾塑性ダンパ−

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