JPH10122912A

JPH10122912A - 変形記録装置付き架構

Info

Publication number: JPH10122912A
Application number: JP27336196A
Authority: JP
Inventors: Tetsumi Okamoto; 哲美岡本
Original assignee: Tomoe Corp
Current assignee: Tomoe Corp
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】構造物が地震等により被害を受けた場合に、
その架構が実際にどの程度の最大変形を経験したかを簡
単かつ確実に検出して記録することができ、しかも簡易
で安価な構成の装置で多くの建物に設置できるようにす
る。【解決手段】構造物の柱１と梁２で構成される架構３の
開口面内の中央に、片持ちの作動部材５と、ガイド部材
６と、スライド部材７からなる変形記録装置４を組み込
み、架構が一方向に変形した時にスライド部材７が作動
部材５に押されて変位し、前記変形と逆方向に架構が変
形した時には作動せずに位置を保持し、振動変形が止ん
だ後に、スライド部材７が過去経験最大変位を記録する
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物が地震等に
より水平外力を受けた場合、その構造物の架構が実際に
経験した最大の変形を検出して記録として残すことがで
きる変形記録装置付き架構に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、構造物が地震や強風などにより受け
た水平外力を検出して記録する装置としては、地震計が
あり、構造物が被害を受け、その架構が実際にどの程度
の変形をしたかという点については、地震波の加速度ま
たは速度記録を積分することにより知ることができた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、地震計
のよう高価なものを多くの建物に設置することは事実上
無理であり、またメンテナンスも大変である。実際、地
震計を設置している建物は極く僅かであり、従って、地
震等により被害を受けてもどの程度の最大変形を経験し
たかを知ることはできなかった。また、地震計がある場
合には、応答解析により最大変形を推定することは可能
であるが、解析結果の検証はできなかった。

【０００４】本発明は、前述のような現状に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、構造物が地震等により被害を
受けた場合に、その架構が実際にどの程度の最大変形を
経験したかを簡単かつ確実に検出して記録することがで
き、しかも簡易で安価な構成の装置とすることができ、
多くの建物に設置が可能な変形記録装置付き架構を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、構造物の柱と
梁で構成される架構において、前記架構が一方向に変形
した時にその架構の変形に追従して変位し、かつ前記変
形と逆方向に架構が変形した時には作動せずに位置を保
持するスライド部材を有する変形記録装置を、前記架構
の面内に組み込んだことを特徴とする（請求項１）。ス
ライド部材は変形記録装置に架構の変形方向に間隔をお
いて２つ配設することにより、あるいは一つのスライド
部材を有する変形記録装置を２台設置することにより、
両方向の変形を検出・記録することができる。

【０００６】より具体的には、変形記録装置を、架構と
一体移動可能な作動部材およびガイド部材と、ガイド部
材に移動可能に取付けられて作動部材により移動し得る
スライド部材から構成する。例えば、上下どちらか一方
の梁の中央から、その梁に直交する片持ちの作動部材を
突設し、その先端を対向する他方の梁の手前までとし、
この他方の梁にはガイド部材を介してスライド部材を片
持ちの作動部材の先端が接するように設置する。スライ
ド部材は、作動部材により押されれば動き、作動部材が
逆方向に移動した場合には、その直前の位置で静止状態
を保持できるように、ガイド部材に取付ける。（請求項
２、図１参照）ガイド部材は、上下の梁間の中央に支持部材を介して配
置し、前記の半分の長さの作動部材の先端を前記ガイド
部材のスライド部材に接するようにしてもよい（請求項
２、図３参照）。また、架構の２本の柱の中央間に水平
部材を掛け渡し、ガイド部材およびスライド部材は上下
の梁にそれぞれ取付け、前記水平部材の中央から片持ち
の作動部材を鉛直上下方向に突設し、各作動部材の先端
を上下のスライド部材に接するようにしてもよい（請求
項２、図４参照）。

【０００７】以上は架構の開口部に壁が無い場合である
が、壁付きの架構の場合には、壁の片面側または両面側
に、変形記録装置を設置することができる（請求項３、
図示省略）。さらに、剪断パネルを組み込んだブレース
付きの架構の場合には、以上のような変形記録装置を小
型化したものを剪断パネルに組み込むことができる（請
求項４、図５・図６参照）。

【０００８】また、変形記録装置は、ワイヤロープなど
を架構の対角線上に掛け渡してガイド部材とし、このガ
イド部材にスライド部材を移動可能に取付け、架構に対
して固定されワイヤロープが挿通する作動部材により前
記スライド部材を移動させる構成としてもよい（請求項
５、図７参照）。

【０００９】以上のような構成において、架構が地震等
により変形して上下の梁が相対的に移動すると、架構と
一体の作動部材によりスライド部材が押されて、架構と
一体のガイド部材に対してスライド部材が変位する。こ
の変位は架構の水平変形量に等しい（上下にガイド部材
・スライド部材を配設した場合には、各スライド部材の
変位の合計が架構の水平変形量）。一方向に架構が変形
し、作動部材がスライド部材を押した後、架構の変形が
逆方向に反転した時には、スライド部材は復元力を有さ
ないので、反転直前の位置を保持する。さらに、前記変
形より大きい変形が作用すると、スライド部材はその分
だけ変位を更新し、前記変形より小さい場合にはスライ
ド部材の位置は変わらず、スライド部材は過去経験最大
変位を記録することになる。即ち、架構の振動変形が止
んだ後に、確認したスライド部材の位置が架構の最大変
形量を示すことになる。

【００１０】

【発明の実施の態様】以下、本発明を図示する実施例に
基いて説明する。図１、図２に本発明の第１実施例を示
す。図３に本発明の第２実施例を示す。図４に本発明の
第３実施例を示す。図５に本発明の第４実施例を示す。
図６に本発明の第５実施例を示す。図７に本発明の第６
実施例を示す。

【００１１】図１、図２に示す第１実施例においては、
左右の柱１，１と上下の梁２，２とで構成される架構３
の開口部内の中央に、片持ちの作動部材５と、ガイド部
材６と、スライド部材７などからなる変形記録装置４を
設置する。片持ちの作動部材５は、ガイド部材６に設け
たスライド部材７を作動させる部材であり、下部を下の
梁２の中央部上面に固定して鉛直上向きに突出させた柱
状の本体５ａの先端面を上の梁２の少し下に位置させ、
この本体５ａの先端部から作動片５ｂを突出させてい
る。

【００１２】ガイド部材６は、上の梁２の中央部下面に
固定した一対の断面Ｌ字状の板状部材６ａ、６ａからな
り、梁２の長手方向に十分な長さで延在するように、ま
た作動部材５の作動片５ｂを架構面と直交する方向の両
側から挟むように構成している。また、各板状部材６
ａ、６ａの垂下片には、梁２の長手方向に十分に長いス
ライド孔６ｂ−１，６ｂ−２を作動片５ｂの両側に位置
するように形成し、このスライド孔６ｂ−１，６ｂ−２
にそれぞれスライド部材７−１，７−２を取付けてい
る。

【００１３】スライド部材７は、図２に示すように、ス
ライド孔６ｂに挿入されるピン７ａと、このピンの両端
に設けられてピンの離脱を阻止する係止頭部７ｂからな
る。

【００１４】また、各スライド部材７−１，７−２は、
図１に示すように、各スライド孔６ｂ−１，６ｂ−２の
端部において作動片５ｂに当接するように配置してお
く。さらに、各スライド部材７−１，７−２が僅かな振
動や力で移動しないように、例えば押さえ部材８により
スライド部材７に抵抗を与えておく。この押さえ部材８
は、図２に示すように、ゴム製等の板部材の上部をスラ
イド孔６ｂ−１，６ｂ−２の上に取付け、下部でスライ
ド部材７の係止頭部７ｂを押さえ、どの位置においても
各スライド部材７−１，７−２が僅かな力で移動しない
ようにする。

【００１５】図１（ｃ）は、第１実施例の架構３が実線
矢印で示す水平外力により変形した状態を示しており、
下の梁２と一体の作動部材５に対して、上の梁２と一体
のガイド部材６が移動し、作動部材５の作動片５ｂに常
に接触しているスライド部材７−１が押されてガイド部
材６に対して変位し、初期位置からの変位δ₁₁が架構３
の本体の変形量を表す。次に、架構３の変形が反転する
と、スライド部材７−１はそのままの位置を保持し、一
方、作動部材５はスライド部材７−２を押し、スライド
部材７−２がδ₁₂だけ変位する。

【００１６】この動作は地震等による振動が止むまで続
くが、スライド部材７は復元力を有さないので、スライ
ド部材７が過去に経験した最大変位（作動部材５に押さ
れて移動した最大量）を越えない限り、その位置に止ま
ったままである。よって、振動が止んだ後にスライド部
材７−１，７−２が止まった位置と初期位置との距離δ
₁₁，δ₁₂が、それぞれの方向における架構３の過去最大
経験変形量となる。なお、この第１実施例では、図示例
とは逆に、下の梁２にガイド部材６・スライド部材７を
配置し、上の梁２に作動部材５を取付けてもよい。

【００１７】次に、図３に示す第２実施例（変形状態を
示す）は、ガイド部材６を上下の梁２の中間位置に設置
したものであり、上の梁２の中央部下面から片持ちの柱
状の支持部材９を垂下させ、この支持部材９の下面にガ
イド部材６を固定している。

【００１８】片持ちの作動部材５は第１実施例の作動部
材の半分程度の長さとし、その作動片５ａを一対の板状
部材６ａ、６ａ間に挿入している。ガイド部材６および
スライド部材７の構成は第１実施例と同様である。この
場合も、スライド部材７−１，７−２が止まった位置と
初期位置との距離δ₂₁，δ₂₂が、それぞれの方向におけ
る架構３の過去最大経験変形量となる。なお、この第２
実施例においても、上の梁２に作動部材５を取付け、下
の梁２にガイド部材６・スライド部材７・支持部材９を
取付けるようにしてもよい。

【００１９】図４に示す第３実施例（変形状態を示す）
は、作動部材５を架構３の中央部に設け、上下の梁２，
２にそれぞれガイド部材６・スライド部材７を設けたも
のであり、作動部材５を水平作動部材１０と鉛直作動部
材１１から構成する。水平作動部材１０は、上下の梁
２，２の中間位置に水平に掛け渡し、柱１の中間部に一
端をピン１２を介して回転自在に接合し、他端をローラ
１３・長孔を介して回転・水平移動自在に接合し、架構
３の変形に際して水平作動部材１０に力が作用しないよ
うにしている。鉛直作動部材１１は、水平作動部材１０
の中央から鉛直上方・下方に向けて突設し、本体１１ａ
を上下の梁２の手前までの長さとし、上下の作動片１１
ｂをそれぞれ上下のガイド部材６の一対の板材部材６
ａ、６ａ間に挿入している。ガイド部材６およびスライ
ド部材７の構成は第１実施例と同様である。

【００２０】この第３実施例では、柱１と一体の作動部
材１０，１１に対して、上の梁２と下の梁２が互いに逆
に相対移動し、鉛直作動部材１１により押されて生じた
上下のスライド部材７−１の変位の合計δ₃₁（＝δ_31U
＋δ_31L）が架構３の本体の変形量となる。この場合
も、スライド部材７−１，７−２が止まった位置と初期
位置との距離δ₃₁，δ₃₂が、それぞれの方向における架
構３の過去最大経験変形量となる。

【００２１】以上の第１〜第３実施例では、架構３の開
口部に変形記録装置４を組み込んでいるが、壁付きの架
構であっても、変形記録装置４を壁の片面または両面に
添わせて設置することができる。また、以上は、変形記
録装置４を架構３の本体に直接取付ける場合を示した
が、図５（ａ）に示すように、ブレース付きの架構３に
おいて、ブレース２０の交点に剪断パネル２１を有する
場合には、この剪断パネル２１に小型化した変形記録装
置４を組み込むこともできる。図５、図６は、この剪断
パネル２１に変形記録装置４を組み込む例である。

【００２２】図５に示す第４実施例（変形状態を示す）
は、第２実施例の考え方を小型化したものであり、剪断
パネル２１の上のフランジ２１ａの中央部下面から片持
ちの板状の作動部材２２を垂下させ、下のフランジ２１
ａの中央部上面から片持ちの柱状の支持部材２３を突出
させ、この支持部材２３の上部にガイド部材２４を介し
てスライド部材２５を取付けている。作動部材２２と支
持部材２３は、架構３が変形していない状態で、正面視
では同じ位置で、平面視では変形方向と直交する方向に
ずらして配置し、支持部材２３の上部の外側面にスライ
ド部材２５が挿通される薄形のガイド部材２４を取付け
る。スライド部材２５は板状であり、一端部には作動部
材２２に当接する係合ピン２５ａを突設しておく。な
お、ガイド部材２４とスライド部材２５との間には大き
い摩擦抵抗を付与するなどして、スライド部材２５が小
さな力で移動しないようにしておく。

【００２３】以上のような構造の変形記録装置４では、
スライド部材が一つしかないので、一方向の変形しか検
出することができないので、図５（ｃ）に示すように、
２つの変形記録装置４−１，４−２を剪断パネル２１の
両面にスライド部材２５−１，２５−２を逆にして設置
する。この第４実施例の場合には、剪断パネル２１の剪
断変形量が検出されるが、第１，第２実施例と同様にス
ライド部材２５−１，２５−２が止まった位置と初期位
置との距離δ₄₁，δ₄₂が、それぞれの方向における剪断
パネル２１の過去最大経験変形量となる。

【００２４】図６に示す第５実施例（変形状態を示す）
は、第３実施例の考え方を小型化したものであり、作動
部材３０を正面視で十字状の板から構成し、水平作動部
材３１の両端を側部フランジ２１ｂにピン１２、ローラ
１３を介してそれぞれ取付けている。ガイド部材６は、
上のフランジ２１ａの上面および下のフランジ２１ａの
下面にそれぞれ固定している。作動部材３０は、図６
（ｂ）に示すように、剪断パネル２１の表裏両面に設け
ており、鉛直作動部材３２の上下端をそれぞれ一対の板
状部材６ａ，６ａの外側に添わせている。

【００２５】この第５実施例の場合も、第４実施例と同
様に、剪断パネル２１の剪断変形量が検出され、また第
３実施例と同様に、上下のスライド部材７−１および上
下のスライド部材７−２の変位の合計δ₅₁，δ₅₂が、そ
れぞれの方向における剪断パネル２１の過去最大経験変
形量となる。なお、この第５実施例では、作動部材３０
等を剪断パネル２１の表裏両面に設けているため、表裏
で検出・記録された値を平均することにより精度を向上
させることができる。

【００２６】次に、図７に示す第６実施例は、スライド
部材のガイド部材にワイヤロープを用いた例であり、ワ
イヤロープ４０と、ワイヤロープ４０の巻取装置４１
と、作動部材４２と、２つのスライド部材４３などから
変形記録装置４を構成している。ワイヤロープ４０は、
一端を架構３の一つの隅角部に固定金具を介して固定
し、対向する隅角部の取付金具４４に取付けた巻取装置
４１に他端を巻取ることにより、架構３の対角線上に張
設されている。作動部材４２は、スライド部材４３のス
トッパーであり、取付金具４４のワイヤロープ４０に沿
って突出する部分４４ａの先端に固定し、その挿通孔４
２ａにワイヤロープ４０が挿通される。スライド部材４
３は、作動部材４２を挟むようにワイヤロープ４０に固
定されている。このスライド部材４３はワイヤロープ４
０に締付け固定して小さな力では移動しないようにして
いる。

【００２７】巻取装置４１は、内蔵したバネなどの付勢
力によりワイヤロープ４０を巻取り、ワイヤロープ４０
が常に張った状態となるようにする。この状態で２つの
スライド部材４３−１，４３−２は作動部材４２の両側
に位置しており、この状態から地震等により図の実線矢
印方向の水平力が作用して架構３が変形すると、図７
（ｃ）に示すように、ワイヤロープ４０が巻取られ、ス
ライド部材４３−１の移動が作動部材４２により阻止さ
れ、スライド部材４３−１はワイヤロープ４０に対して
移動して変位δ₆₁を生じる。この移動したスライド部材
４３−１は、前記変位より大きい変位が生じない限り、
その位置を保持する。なお、一方のスライド部材４３−
２は、作動することはない。

【００２８】架構３の変形が上記と逆の場合には、図７
（ｄ）に示すように、ワイヤロープ４０が巻出され、ス
ライド部材４３−２の移動が作動部材４２により阻止さ
れ、スライド部材４３−２はワイヤロープ４０に対して
移動して変位δ₆₂を生じる。

【００２９】一方のスライド部材４３−１は、変位位置
を保持している。この場合も、スライド部材４３−１，
４３−２が止まった位置と初期位置との距離δ₆₁，δ₆₂
が、それぞれの方向における架構３の過去最大経験変形
量となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、柱と梁で構成される架構が一
方向に変形した時にその架構の変形に追従して変位し、
かつ前記変形と逆方向に架構が変形した時には作動せず
に位置を保持するスライド部材を有する変形記録装置
を、前記架構の面内に組み込むようにしたため、次のよ
うな効果を奏する。

【００３１】(1) 架構が地震等の水平外力を受けて実際
に経験した最大変形量を簡単に確実に検出して記録する
ことができ、建物の損傷程度が明確化される。

【００３２】(2) 本発明による建物の変形の実記録と、
建物の応答解析結果との比較ができるので、解析結果の
検証が可能となり、解析モデルの改良などに寄与する。
例えば、二次部材や外装財が架構の振動性状に与える影
響の度合いなどの解明に役立つ。

【００３３】(3) 変形記録装置は地震計よりも簡便で極
めて安価であり、かつメンテナンスフリーであるため、
多くの建物に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変形記録装置付き架構の第１実施
例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
変形状態を示す正面図である。

【図２】図１の変形記録装置付き架構における部分詳細
側面図である。

【図３】本発明に係る変形記録装置付き架構の第２実施
例であり、（ａ）は変形状態を示す正面図、（ｂ）は側
面図である。

【図４】本発明に係る変形記録装置付き架構の第３実施
例であり、（ａ）は変形状態を示す正面図、（ｂ）は側
面図である。

【図５】本発明に係る変形記録装置付き架構の第４実施
例であり、（ａ）は剪断パネルを有するブレース付き架
構の正面図、（ｂ）はその剪断パネル部分の変形状態を
示す部分正面図、（ｃ）はその平面図である。

【図６】本発明に係る変形記録装置付き架構の第５実施
例であり、（ａ）は剪断パネル部分の変形状態を示す部
分正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図７】本発明に係る変形記録装置付き架構の第６実施
例であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はその部分詳細正面
図、（ｃ）は一方向に変形した後の状態を示す部分詳細
正面図、（ｄ）は逆方向に変位した後の状態を示す部分
詳細正面図である。

【符号の説明】

１…柱２…梁３…架構４…変形記録装置５…作動部材６…ガイド部材７…スライド部材８…押え部材９…支持部材１０…水平作動部材１１…鉛直作動部材１２…ピン１３…ローラ２０…ブレース２１…剪断パネル２２…作動部材２３…支持部材２４…ガイド部材２５…スライド部材３０…作動部材３１…水平作動部材３２…鉛直作動部材４０…ワイヤロープ４１…巻取装置４２…作動部材４３…スライド部材４４…取付金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物の柱と梁で構成される架構におい
て、前記架構が一方向に変形した時にその架構の変形に
追従して変位し、かつ前記変形と逆方向に架構が変形し
た時には作動せずに位置を保持するスライド部材を有す
る変形記録装置を、前記架構の面内に組み込んだことを
特徴とする変形記録装置付き架構。
【請求項２】請求項１に記載の変形記録装置付き架構
において、変形記録装置は、架構の梁に直交する片持ち
部材を有し、この片持ち部材を架構の梁に固定し、ある
いは架構の柱に水平部材を介して取付けたことを特徴と
する変形記録装置付き架構。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の変形記
録装置付き架構において、架構内に壁を設け、この壁の
片面側または両面側に変形記録装置を設けたことを特徴
とする変形記録装置付き架構。
【請求項４】請求項１に記載の変形記録装置付き架構
において、架構内にブレースを介して剪断パネルを設
け、この剪断パネル内に変形記録装置を組み込んだこと
を特徴とする変形記録装置付き架構。
【請求項５】請求項１に記載の変形記録装置付き架構
において、変形記録装置は、架構の対角線上に掛け渡さ
れた部材を有し、この部材にスライド部材を設けたこと
を特徴とする変形記録装置付き架構。