特許 6838877 座屈拘束ブレースダンパー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6838877

(24)【登録日】2021年2月16日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】座屈拘束ブレースダンパー

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20210222BHJP

【ＦＩ】

   E04H9/02 311

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-136752(P2016-136752)

(22)【出願日】2016年7月11日

(65)【公開番号】特開2018-9294(P2018-9294A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2019年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(72)【発明者】

【氏名】立石 寧俊

【審査官】 新井 夕起子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２３２９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９４７９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

芯材と、前記芯材の座屈を防止するための座屈拘束材とを備え、
前記芯材が、軸線方向に沿って延設され、振動エネルギーが作用した際に塑性変形してこの振動エネルギーを吸収する塑性化部と、軸線方向両端部側にそれぞれ設けられ、建物の架構に接続するための接合孔を有する一対の接合部とを備え、
前記座屈拘束材が、前記芯材を挟み込むように積層配置され、前記芯材の塑性化部の面外変形を拘束する一対の面外拘束材と、前記一対の面外拘束材に連結して架設され、前記一対の面外拘束材とともに前記芯材を囲繞するように配設され、前記芯材の塑性化部の面内変形を拘束する一対の面内拘束材とを備え、
且つ、前記芯材の一対の接合部にそれぞれ形成された前記接合孔が軸線方向に延びる長孔状に形成され、軸線方向両端部側をともに可動端として構成され、
前記一対の面外拘束材と前記一対の面内拘束材によって前記座屈拘束材は断面視で箱形状に形成され、該座屈拘束材の内部に前記芯材が収容され、
前記芯材および前記一対の面外拘束材を挟み込むように一対の補剛材が配設され、
前記補剛材は、ウェブと一対のフランジを備えた溝形鋼で構成され、溝開口側を前記芯材側に向けて配設されていることを特徴とする座屈拘束ブレースダンパー。

【請求項2】

前記面内拘束材は、前記一対の面外拘束材の側端部同士を連接するように隅肉溶接で接続して架設され、
前記一対のフランジの端部は前記面外拘束材に隅肉溶接で接合されている請求項１に記載の座屈拘束ブレースダンパー。

【請求項3】

前記補剛材の溝開口側の内側には、幅方向に沿って延在する縦リブと、前記接合部側において前記縦リブの幅方向の中間部に接合される横リブと、を備え、
前記縦リブおよび前記横リブの内側を向く内端面は、前記面外拘束材の外面に当接されている請求項１または請求項２に記載の座屈拘束ブレースダンパー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼材が塑性変形することでエネルギーを吸収し、構造物の揺れを減衰させるための座屈拘束ブレースダンパーに関する。

【背景技術】

【0002】

地震や強風等の外乱によって建物に作用した振動エネルギーを吸収して減衰させ、建物に制振性能を付与するために、建物の架構内にブレースダンパーを設置する対策が多用されている。また、この種のブレースダンパーの一つとして、エネルギー吸収能力に優れた鋼材を芯材として用い、芯材を囲繞するように補剛材を設けて構成した座屈拘束ブレースダンパーがある。

【0003】

座屈拘束ブレースダンパーは、ブレースの軸線方向に作用した外力（地震エネルギー等の振動エネルギー）を芯材の塑性変形によって吸収する。また、補剛材によって芯材の座屈を防止し芯材を効率よく塑性変形させる。これにより、優れた制振性能を発揮し、建物の耐振性能を効果的に向上させることができる。

【0004】

ここで、座屈拘束ブレースダンパーは、一般に、芯材の他、芯材と絶縁しながら芯材全体を囲む座屈拘束材、ブレースを制震対象（建物や構造物）に接合させるための接合部とを備えて構成され、制震効果を十分に発揮させるための主な要求性能として、１）ブレース全体の座屈（全体座屈）を発生させないこと、２）塑性領域にある芯材座屈を拘束すること、３）芯材端部での局部変形を拘束すること、４）座屈拘束材の軸方向のズレを制限することが挙げられる。

【0005】

１）ブレース全体の座屈（全体座屈）を発生させないことについては、座屈拘束材全体の曲げ剛性を高めるための各種方法が提案、実用化されている。

【0006】

２）塑性領域にある芯材座屈を拘束することについても、芯材を鋼管コンクリートで囲む方法や矩形芯材の４辺を鋼板で囲む方法など、各種方法が提案、実用化されている。

【0007】

具体的に、芯材が高い軸力を受け塑性化すると、ヤング係数低下し、芯材の面外方向に高次の座屈モードが発生することが知られている。また、芯材と座屈拘束材の接触する点では、芯材軸力の座屈波形に対応した幾何学的な面外成分としての力（補剛力）が座屈モードの数だけ作用することが知られている。このため、座屈拘束材は補剛力に抵抗できる強度と剛性を必要とし、芯材を鋼管コンクリートで囲む方法や矩形芯材の４辺を鋼板で囲む方法などを適用することで補剛力に抵抗できる強度と剛性を確保するようにしている。

【0008】

３）芯材端部での局部変形を拘束することについては、拘束端部の剛性を高めるなどの手法が提案、実用化されている。

【0009】

具体的に、上記２）により、芯材の補剛力に抵抗することになるが、座屈拘束材は有限の長さであるため、その両端で拘束効果が低減する。また、鋼材の機械的性質として、材軸方向の繰り返し載荷によるひずみ硬化で軸力が徐々に上昇すること（ひずみ硬化による耐力上昇）も知られている。このようなことから、座屈拘束材の端部では中央部よりも補剛力による面外の弾性変形が大きくなり、これによって芯材の高次座屈モードの波の高さ（波高）が大きくなって幾何学的な分力成分である補剛力も中央より大きくなる。さらに、繰返し載荷を受ける座屈拘束ブレースでは、ひずみ硬化による軸力の上昇および端部における補剛力の増大から座屈拘束材端部が塑性崩壊を始め、これがダンパーの終局破壊となることも典型的な現象として知られている。

【0010】

このため、芯材端部での局部変形を拘束するには拘束端部の剛性を高めることが有効な手段であり、芯材と座屈拘束材を貫通する高力ボルト（つづりボルト）を使用し、拘束材端部の面外の開きを防止する手法や、座屈拘束材にリブを設置して剛性を高める手法が提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
なお、つづりボルトを用いる手法では、ダンパーが伸縮する可動側の芯材又は座屈拘束材のボルト挿通孔を長孔とし、固定側のボルト挿通孔を丸孔としてボルトを貫通させ、ダンパーの伸縮を可能にしつつ拘束端部の剛性を高めるようにしている。

【0011】

４）座屈拘束材の軸方向のズレを制限することについては、芯材中央に設置した凸部を座屈拘束材中央の孔部に貫通させる方法や、固定側つづりボルトにその機能を兼用させる方法、固定側にシアキーを設置して圧縮荷重時の座屈拘束材のズレを防止する方法などが提案、実用化されている。

【0012】

具体的に、座屈拘束ブレースダンパーにおいては、芯材と座屈拘束材の間にクロロプレンゴムシートなどの絶縁材を介設して構成することが多いが、この場合においても芯材と座屈拘束材の接触点では補剛力によって部材軸方向に摩擦力が発生する。したがって、ダンパーの軸方向の伸縮に対応し、この摩擦力の作用で座屈拘束材が材軸方向に移動する現象（ズレ）が発生する場合がある。

【0013】

そして、座屈拘束材のズレが大きい場合には、本来、座屈拘束材で補剛されるべき芯材の部分がむき出しになり、これが首折れ型の全体座屈を誘発し、ダンパー本来の性能を低下させるおそれがある。このため、従来、芯材中央に設置した凸部を座屈拘束材中央の孔部に貫通させる方法や、固定側つづりボルトにその機能を兼用させる方法、固定側にシアキーを設置して圧縮荷重時の座屈拘束材のズレを防止する方法などによって、座屈拘束材の軸方向のズレを制限するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開平１０−３０６４９８号公報

【特許文献2】特開２００２−１３８５８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

しかしながら、上記４）座屈拘束材の軸方向のズレを制限することに関する上記従来の対策、特に固定側にシアキーを設置する対策手法においては、芯材と座屈拘束材に発生した摩擦力による座屈拘束材の軸力がシアキーを介してブレース終端の接合部に伝わってしまい、ダンパー全体の圧縮軸力を増加させるおそれがある。

【0016】

そして、圧縮軸力の極端な上昇によって引張−圧縮軸力がアンバランスになり、構造設計を難しくすることや、耐力上昇分も含めて接合部を設計する必要が生じることなどの不都合を招く。

【0017】

また、芯材の軸線方向の中央部に設けた凸部と、座屈拘束材の材軸方向中央部の凹部とを係合させる対策においては、座屈拘束材の中央の孔開け加工や、芯材中央の凸形の加工が必要となり、且つ、座屈拘束材の両端が可動するように構成するため、構造が複雑になって、製造コストの増大を招く。

【0018】

本発明は、上記事情に鑑み、圧縮軸力の上昇を抑えつつエネルギー吸収性能を高め、座屈拘束材の材軸方向のズレの制御を可能にする座屈拘束ブレースダンパーを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0019】

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

【0020】

本発明の座屈拘束ブレースダンパーは、芯材と、前記芯材の座屈を防止するための座屈拘束材とを備え、前記芯材が、軸線方向に沿って延設され、振動エネルギーが作用した際に塑性変形してこの振動エネルギーを吸収する塑性化部と、軸線方向両端部側にそれぞれ設けられ、建物の架構に接続するための接合孔を有する一対の接合部とを備え、前記座屈拘束材が、前記芯材を挟み込むように積層配置され、前記芯材の塑性化部の面外変形を拘束する一対の面外拘束材と、前記一対の面外拘束材に連結して架設され、前記一対の面外拘束材とともに前記芯材を囲繞するように配設され、前記芯材の塑性化部の面内変形を拘束する一対の面内拘束材とを備え、且つ、前記芯材の一対の接合部にそれぞれ形成された前記接合孔が軸線方向に延びる長孔状に形成され、軸線方向両端部側をともに可動端として構成され、前記一対の面外拘束材と前記一対の面内拘束材によって前記座屈拘束材は断面視で箱形状に形成され、該座屈拘束材の内部に前記芯材が収容され、前記芯材および前記一対の面外拘束材を挟み込むように一対の補剛材が配設され、前記補剛材は、ウェブと一対のフランジを備えた溝形鋼で構成され、溝開口側を前記芯材側に向けて配設されていることを特徴とする。
また、本発明の座屈拘束ブレースダンパーは、前記面内拘束材は、前記一対の面外拘束材の側端部同士を連接するように隅肉溶接で接続して架設され、前記一対のフランジの端部は前記面外拘束材に隅肉溶接で接合されていてもよい。
また、本発明の座屈拘束ブレースダンパーは、前記補剛材の溝開口側の内側には、幅方向に沿って延在する縦リブと、前記接合部側において前記縦リブの幅方向の中間部に接合される横リブと、を備え、前記縦リブおよび前記横リブの内側を向く内端面は、前記面外拘束材の外面に当接されていてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明の座屈拘束ブレースダンパーにおいては、シアキーを無くし、座屈拘束材に発生する軸力がシアキーから接合部に伝達する力の流れが解消されることから、繰り返し載荷による圧縮耐力の上昇を抑え、引張−圧縮耐力のアンバランスを解消することができる。
また、従来の座屈拘束材の片端が塑性崩壊する終局状態から、両端が塑性崩壊する終局状態になるため、座屈拘束ブレースの寿命を延ばし、エネルギー吸収性能（累積塑性変形倍率）を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係るブレースダンパー（座屈拘束ブレースダンパー）を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るブレースダンパー（座屈拘束ブレースダンパー）を示す図であり、（ａ）が図１（ｂ）のＸ１−Ｘ１線矢視図、（ｂ）が図１（ｂ）のＸ２−Ｘ２線矢視図、（ｃ）が図１（ｂ）のＸ３−Ｘ３線矢視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るブレースダンパー（座屈拘束ブレースダンパー）の構成部材を示す図であり、（ａ）が拘束プレートの正面図、（ｂ）が座屈拘束材の正面図、（ｃ）が芯材の中央鋼板の正面図、（ｄ）が芯材の外側鋼の正面図である。

【図4】実験結果であり、従来のブレースダンパー（座屈拘束ブレースダンパー）の荷重−軸変位を示す図である。

【図5】実験結果であり、本発明の一実施形態に係るブレースダンパー（座屈拘束ブレースダンパー）の荷重−軸変位を示す図である。

【図6】実験結果であり、本発明の一実施形態に係るブレースダンパー（座屈拘束ブレースダンパー）の累積塑性変形倍率の推移を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係る座屈拘束ブレースダンパーについて説明する。

【0024】

ここで、本実施形態は、建築物や土木構造物の耐震要素として用いることにより地震時に振動エネルギーを吸収して減衰させることができ、これら建築物や土木構造物の揺れをより確実且つ好適に抑えることを可能にするブレースダンパーに関し、特に、圧縮軸力の上昇を抑え、エネルギー吸収性能を高め、座屈拘束材の材軸方向のズレを制御することを可能にした座屈拘束ブレースダンパーに関するものである。

【0025】

本実施形態の座屈拘束ブレースダンパー（以下、ブレースダンパーという）１は、図１から図３に示すように、建物などに作用した振動エネルギー（地震エネルギーなど）を塑性変形によって吸収し減衰させる芯材２と、芯材２の座屈を防止するための座屈拘束材３と、芯材２と座屈拘束材３の間に配設される絶縁材４とを備えている。

【0026】

本実施形態の芯材２は、中央芯材２ａと、中央芯材２ａの一面側と他面側のそれぞれに、中央芯材２ａを挟持するように一体に積層して設けられる一対の外側芯材２ｂとを備えて形成されている。

【0027】

また、本実施形態の芯材２（中央芯材２ａと外側芯材２ｂ）は、塑性化部２ｃと拡幅部２ｄとを備えて形成されている。塑性化部２ｃは、ブレースダンパー１の軸線Ｏ１方向に沿って延設されるとともに一定の幅寸法の平板状で帯状に形成され、振動エネルギーが作用した際に塑性変形してこの振動エネルギーを吸収する。

【0028】

拡幅部２ｄは、塑性化部２ｃの両端部側にそれぞれ一体に設けられている。また、これら一対の拡幅部２ｄは、塑性化部２ｃから連続的に軸線Ｏ１方向の外側に延設され、塑性化部２ｃよりも幅寸法を大にし、拡幅するようにして形成されている。このように形成した一対の拡幅部２ｄは制震対象に連結する連結部を兼ねている。また、本実施形態では、塑性化部２ｃと拡幅部２ｄとを繋ぐ部分が凹円弧状に形成されている。

【0029】

芯材２には、拡幅部２ｄに、建物の架構に取り付けたガセットプレートなどにボルト接合して架構内にブレースダンパー１を架設するための断面形状がＨ形の接合部５が溶接等によって一体に取り付けられている。このとき、拡幅部２ｄが断面Ｈ形の一部のウェブに相当する部分を構成するように、芯材２の両端部にそれぞれ接合部５が一体に接合されている。すなわち、本実施形態では、芯材２がその両端部に拡幅部２ｄを含んでなる接合部５を備えて形成されている。

【0030】

また、接合部５は、ウェブ５ａに相当する部分にガセットプレートなどに接合するための一面から他面に貫通するボルト孔５ｃが設けられている。さらに、接合部５は、各フランジ部５ｂにもガセットプレートなどに接合するための複数のボルト孔５ｃが貫通形成されている。
なお、接合部５を建物の架構に対してボルト接合せず、溶接でブレースダンパー１を架設する場合には、ボルト孔５ｃは当然不要である。

【0031】

一方、本実施形態の芯材２においては、各拡幅部２ｄに座屈拘束材３を接合するための接合孔６が一面から他面に貫通形成され、これら両端部側の接合孔６がそれぞれ軸線Ｏ１方向に延びる長孔状（スリット状）に形成されている。

【0032】

絶縁材４は、ゴムなどを用い、矩形平板状の帯状に形成されている。絶縁材４は、幅寸法を芯材２の塑性化部２ｃの幅寸法と略同等にして形成され、軸線Ｏ１方向の長さを芯材２の塑性化部２ｃの長さよりも大きく、芯材２全体の長さよりも小さな寸法にして形成されている。

【0033】

さらに、絶縁材４は、軸線Ｏ１方向の両端部側にそれぞれ、一面から他面に貫通して接合孔６が形成され、これら両端部側の接合孔６が軸線Ｏ１方向に延びる長孔状（スリット状）に形成されている。そして、一対の絶縁材４はそれぞれ、芯材２に互いの長孔状の接合孔６を連通させつつ芯材２を挟み込むように一面側と他面側に面接触させ、芯材２に一体に積層して配設されている。

【0034】

座屈拘束材３は、芯材２の一面側と他面側にそれぞれ積層して軸線Ｏ１方向に延設され、芯材２の面外変形を拘束する一対の拘束プレート７と、一対の拘束プレート７の幅方向の両側端部側にそれぞれ連結して架設されるとともに軸線Ｏ１方向に延設され、芯材２の面内変形を拘束する一対のカバープレート８と、各拘束プレート７に一体に設けられるとともに拘束プレート７に沿って軸線Ｏ１方向に延設され、主にブレースダンパー１の全体曲げ剛性を高める一対の補剛材９とを備えている。

【0035】

一対の拘束プレート７はそれぞれ、矩形平板状で帯状の同形同大の鋼板であり、幅を芯材２の塑性化部２ｃの幅と略同等の寸法にして形成されている。また、各拘束プレート７は、軸線Ｏ１方向の長さを芯材２の塑性化部２ｃの長さよりも大きく、芯材２全体の長さよりも小さな寸法にして形成されている。

【0036】

さらに、各拘束プレート７には、軸線Ｏ１方向の両端部側にそれぞれ、一面から他面に貫通し、芯材２の接合孔６にそれぞれ対応して連通する接合孔６が設けられている。これら両端部にそれぞれ設けられた接合孔６は、芯材２の面外変形の拘束効果を高めるため、円形状（接合孔６ａ）に形成されている（図３（ａ）参照）。

【0037】

そして、一対の拘束プレート７は、芯材２と一対の絶縁材４を挟み込むように芯材２の一面側と他面側にそれぞれ積層して配設されている。このとき、軸線Ｏ１方向の一端部側の接合孔６ａを芯材２及び絶縁材４の長孔状の接合孔６に連通させ、他端部側の接合孔６ａを芯材２及び絶縁材４の長孔状の接合孔６に連通させて配設されている。

【0038】

また、各拘束プレート７は、接合孔６ａにつづりボルトなどの接合ボルト１０を挿通し、ナットを締結することによって、芯材２に接合されている。このとき、各拘束プレート７は、建物の架構にブレースダンパー１を設置する段階で、接合孔６ａに接合ボルト１０を挿通して芯材２に接続されている。

【0039】

一対のカバープレート８は、それぞれ矩形平板状で帯状の同形同大の鋼板であり、軸線Ｏ１方向の長さを芯材２の塑性化部２ｃの長さと同等、あるいは短くして形成されている。また、一対の拘束プレート７の幅方向の一側端部側に一方のカバープレート８、他側端部側に他方のカバープレート８が配設されている。そして、各カバープレート８が、一対の拘束プレート７の側端部同士を連接するように、且つ芯材２の面外及び拘束プレート７の面外に発生する補剛力に対して十分な強度を有するように、隅肉溶接で接続して架設されている。

【0040】

これにより、本実施形態のブレースダンパー１においては、一対の拘束プレート７と一対のカバープレート８によって座屈拘束材３が断面視で箱形状に形成され、これら一対の拘束プレート７と一対のカバープレート８で囲まれた内部に芯材２及び絶縁材４を収容して拘束プレート７とカバープレート８で囲繞するように形成されている。

【0041】

なお、カバープレート８の両端をＵ字形に加工し、スリットを設けることにより、拘束プレート７とカバープレート８の溶接長を大きくとり、軸線Ｏ１方向両端部の可動端の強度を高めることができる。さらに、Ｕ字形とすることにより、カバープレート８の両端の応力集中を緩和させることができる。

【0042】

一対の補剛材９は、それぞれウェブと一対のフランジを備えた溝形鋼であり、溝開口側を芯材２側に向けて配置されている。各補剛材９は、幅寸法を拘束プレート７の幅寸法よりも僅かに小さな寸法にして形成されるとともに、軸線Ｏ１方向の長さを拘束プレート７の長さと略同等にして形成されている。

【0043】

これら一対の補剛材９は、芯材２、一対の絶縁材４、一対の拘束プレート７を挟み込むように、一方の拘束プレート７側と他方の拘束プレート７側にそれぞれ配設されるとともに軸線Ｏ１方向に延設されている。また、各補剛材９は、座屈拘束材３の全体座屈曲げで発生するせん断力に対して十分な強度を有するように、一対のフランジの端部を隅肉溶接で拘束プレート７に接合して一体に配設されている。

【0044】

さらに、各補剛材９の両端部側のウェブには、ハンドホール１１が貫通形成されており、ハンドホール１１を通じてソケットレンチなどの回転工具を挿入し、接合ボルト１０、ナットを操作できるように構成されている。

【0045】

また、補剛材９の溝開口側の内側には、幅方向に沿って延在する縦リブ１２と、接合部５側において縦リブ１２の幅方向の中間部に接合される横リブ１３とが設けられている。縦リブ１２及び横リブ１３は、幅方向に直交する方向のリブ端が補剛材９の開口端と同一面に位置する高さ寸法（前記直交する方向で補剛材９のウェブからリブ端までの寸法）となるように設定されている。また、これら縦リブ１２及び横リブ１３は、溝形鋼のウェブ及びフランジに溶接して固着されている。

【0046】

なお、補剛材９と拘束プレート７を接合する際に縦リブ１２及び横リブ１３の幅方向で内側を向く内端面が拘束プレート７の外面に当接することにより、縦リブ１２と横リブ１３が拘束プレート７と一体となり、芯材２の座屈拘束効果を高めることができる。

【0047】

また、接合ボルト１０の本数は、補剛力に応じて決められる。

【0048】

ここで、上記構成からなる本実施形態のブレースダンパー１は、例えば、次のように製造される。

【0049】

まず、中央芯材２ａや外側芯材２ｂを所定の形状に加工し、さらにボルト孔５ｃ、接合孔６を加工して設ける。続いて、中央芯材２ａの拡幅部２ｄにフランジを溶接してフランジ部５ｂを形成する。そして、拘束プレート７の内面に、絶縁材４を例えば両面粘着テープ等で貼着する。その後、拘束プレート７と芯材２を、それぞれの接合孔６、６ａに接合ボルト１０を挿通させて固定する。

【0050】

また、拘束プレート７の幅方向の両端のそれぞれにカバープレート８を溶接により接続する。さらに、補剛材９の溝開口側の内側に縦リブ１２及び横リブ１３を隅肉溶接で所定位置に溶接し、補剛材９を拘束プレート７に軸線Ｏ１方向に延設しつつ隅肉溶接で一体化する。

【0051】

そして、上記のように構成、製造され、建物などに設置した本実施形態のブレースダンパー１においては、振動エネルギーが建物の架構から作用した際に、このブレースダンパー１の軸線Ｏ１方向に作用した外力（地震エネルギーなどの振動エネルギー）を芯材２の塑性化部２ｃが塑性変形することによって吸収する。

【0052】

このとき、座屈拘束材３の一対の拘束プレート７と一対のカバープレート８によって芯材２が囲繞され、さらに縦リブ１２及び横リブ１３によって補強された一対の補剛材９が一対の拘束プレート７と芯材２と絶縁材４を挟み込むように配設されているため、ブレースダンパー１の軸線Ｏ１方向の変形によって座屈拘束材３が確実に両端部で面外方向に開くことを防止することができる。

【0053】

また、補剛材９によって全体座屈、座屈拘束材３の局部崩壊を防ぐことができる。これにより、芯材２の疲労寿命を延ばすことができ、結果としてエネルギー吸収性能を向上／改善させることが可能になる。

【0054】

また、本実施形態のブレースダンパー１においては、絶縁材４が芯材２の塑性化部２ｃと拘束プレート７の間に介装されているので、芯材２と拘束プレート７との間に働く摩擦力を低減することができる。

【0055】

一方、本実施形態のブレースダンパー１においては、軸線Ｏ１方向両端部側の接合孔６を長孔状にし、両端部側をともに可動端としている。

【0056】

これにより、従来のシアキーを無くし、座屈拘束材３に発生する軸力がシアキーから接合部に伝達する力の流れが解消される。よって、従来と比較し、繰り返し載荷による圧縮耐力の上昇を抑え、引張−圧縮耐力がアンバランスになることを確実に解消することができる。

【0057】

また、軸線Ｏ１方向両端部側の接合孔６を長孔状にし、両端部側をともに可動端とすることにより、従来の座屈拘束材の片端が塑性崩壊する終局状態から両端が塑性崩壊する終局状態になる。このため、座屈拘束ブレースダンパー１の寿命を延ばし、エネルギー吸収性能（累積塑性変形倍率）を増加させることが可能になる。

【0058】

よって、本実施形態のブレースダンパー１によれば、優れた制振性能が発揮され、建物の耐振性能を効果的に向上させることが可能になる。

【0059】

ここで、本発明に係る座屈拘束ブレースダンパー１の有効性（優位性）を確認するために行った実験について説明する。

【0060】

まず、本実験では、座屈拘束ブレースダンパー１の試験体の全長を６０００ｍｍ、芯材２の鋼種をＬＹ２２５、板厚６４ｍｍ（３枚重ね、幅４８ｍｍとした。そして、正負交番漸増繰り返し載荷で荷重を負荷した。また、同一試験体を用いて、１〜１５サイクルまでは座屈拘束材のズレを制限するため、座屈拘束材の片端をシアキーとつづりボルトで固定し、１６〜２６サイクルで固定側のつづりボルト１０を除去し、座屈拘束材３をシアキーとの接触が無い位置まで移動させた条件下（両端フリー）で実験を実施した。

【0061】

図４及び図５は荷重−軸変位の関係の実験結果を示しており、図４が１〜１５サイクル、図５が１６〜２６サイクルの荷重−軸変位の関係を示している。

【0062】

これらの図に示す通り、圧縮荷重時に座屈拘束材とシアキーが接触する１〜１５サイクルでは１０サイクル以降、圧縮側の軸耐力の増加が顕著であるのに対し、圧縮荷重時に座屈拘束材３とシアキーが接触しない１６〜２６サイクルでは、圧縮側の特異な耐力上昇が認められず、引張−圧縮耐力のバランスが良好に保たれることが確認された。

【0063】

次に、図６は、本発明に係る座屈拘束ブレースダンパー１の累積塑性変形倍率の推移を示している。

【0064】

この図に示す通り、実験開始から終了まで、累積塑性変形倍率ηはほぼ単調に増加し、ηは１〜１５サイクルで６５６、１６〜２６サイクルで６５３となり、座屈拘束材３の両端を塑性崩壊させ、有効にエネルギー吸収させることができることが確認された。

【0065】

なお、既往の文献により、想定される南海トラフ型巨大地震において座屈拘束ブレース付きの鉄骨造２１階建物における座屈拘束ブレースダンパー１の最大累積塑性変形倍率は２９１と推定されている。これに対し、本実験のηは１３０９となり、十分な性能を有しているといえる。

【0066】

以上、本発明による座屈拘束ブレースダンパーの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0067】

例えば、芯材２は必ずしも３枚の鋼板（中央芯材２ａ、外側芯材２ｂ）を一体に積層して形成することに限定しなくてもよく、１枚の鋼板で形成しても、複数の鋼板を一体に積層して形成しても構わない。また、塑性化部２ｃよりも拡幅部２ｄの鋼板枚数を多くして、高接合耐力を確保するようにしてもよい。

【0068】

また、補剛材９の内側に溶接される縦リブ１２、横リブ１３の位置や数量は適宜設定すればよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 座屈拘束ブレースダンパー（ブレースダンパー）
２ 芯材
２ａ 中央芯材
２ｂ 外側芯材
２ｃ 塑性化部
２ｄ 拡幅部
３ 座屈拘束材
４ 絶縁材
５ 接合部
５ａ ウェブ
５ｂ フランジ部
５ｃ ボルト孔
６ 接合孔
６ａ 円形状の接合孔
７ 拘束プレート
８ カバープレート
９ 補剛材
１０ 接合ボルト
１１ ハンドホール
１２ 縦リブ
１３ 横リブ
Ｏ１ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】