特開 2024-151690 制振システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151690

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】制振システム

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20241018BHJP

   F16F 15/04 20060101ALI20241018BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20241018BHJP

   F16F 3/10 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 351

F16F15/04 M

F16F15/02 N

F16F3/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023065237

(22)【出願日】2023-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100154003

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】長屋 圭一

(72)【発明者】

【氏名】木村 寛之

(72)【発明者】

【氏名】鈴井 康正

(72)【発明者】

【氏名】平田 寛

【テーマコード（参考）】

2E139

3J048

3J059

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AB13

2E139AC80

2E139AD01

2E139AD03

2E139BA02

2E139BA30

2E139BD06

2E139BD16

2E139BD22

2E139BD32

2E139BD35

2E139BD36

2E139CA02

2E139CB03

2E139CC02

2E139CC11

3J048AD16

3J048BC09

3J048BC10

3J048DA04

3J048EA38

3J059BC03

3J059BD02

(57)【要約】

【課題】小地震から優れた制震効果を発揮し易く、かつ、メンテナンスの負担を軽減し易い制振システムを提供する。
【解決手段】架構２内に、所定方向に軸プレストレスを導入した第一線材３ａと、前記所定方向の反対方向の反対軸方向に軸プレストレスを導入した第二線材３ｂを有し、第一線材３ａと第二線材３ｂは、圧縮力を負担せず、履歴型かつ原点復帰型の制振装置４を備える制振システム１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

架構内に、所定方向に軸プレストレスを導入した第一線材と、前記所定方向の反対方向の反対軸方向に軸プレストレスを導入した第二線材を有し、前記第一線材と前記第二線材は、圧縮力を負担せず、履歴型かつ原点復帰型の制振装置を備える制振システム。

【請求項2】

前記制振装置は、前記第一線材の前記軸プレストレスの導入が前記第一線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまでは、前記第一線材の初期の前記軸プレストレスと地震後の残留張力がほぼ等しく、前記第二線材の前記軸プレストレスの導入が前記第二線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまでは、前記第二線材の初期の前記軸プレストレスと地震後の残留張力がほぼ等しい、請求項１に記載の制振システム。

【請求項3】

前記制振装置は、前記第一線材の前記軸プレストレスの導入が前記第一線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍを超えた範囲においては、地震後の前記第一線材の残留張力が前記中間点とほぼ等しく、前記第二線材の前記軸プレストレスの導入が前記第二線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍを超えた範囲においては、地震後の前記第二線材の残留張力が前記中間点Ｆｍとほぼ等しい、請求項１に記載の制振システム。

【請求項4】

前記制振装置は、前記第一線材の前記軸プレストレスを受ける超弾性合金による第一弾塑性ダンパーと、前記第二線材の前記軸プレストレスを受ける超弾性合金による第二弾塑性ダンパーを有する、請求項１に記載の制振システム。

【請求項5】

前記第一線材の前記軸プレストレスの導入は、前記第一線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上、降伏点Ｆｕ未満の範囲であり、前記第二線材の前記軸プレストレスの導入は、前記第二線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上、降伏点Ｆｕ未満の範囲である、請求項１～４の何れか１項に記載の制振システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は制振システムに関する。

【背景技術】

【0002】

架構内に履歴型（変位依存型）（例えば特許文献１～２参照）又は速度依存型（例えば特許文献２～３参照）の制振装置を備える制振システムが知られている。履歴型の制振装置に軸プレストレスを導入する技術も知られている（例えば特許文献１～２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－６９０３号公報

【特許文献2】特開２００２－１９４９１７号公報

【特許文献3】特開２０２２－１０７２９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

制振システムは、小地震から優れた制震効果を発揮し易く、かつ、メンテナンスの負担を軽減し易いことが望ましい。

【0005】

本発明の目的は、小地震から優れた制震効果を発揮し易く、かつ、メンテナンスの負担を軽減し易い制振システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は以下のとおりである。

【0007】

［１］
架構内に、所定方向に軸プレストレスを導入した第一線材と、前記所定方向の反対方向の反対軸方向に軸プレストレスを導入した第二線材を有し、前記第一線材と前記第二線材は、圧縮力を負担せず、履歴型かつ原点復帰型の制振装置を備える制振システム。

【0008】

［２］
前記制振装置は、前記第一線材の前記軸プレストレスの導入が前記第一線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまでは、前記第一線材の初期の前記軸プレストレスと地震後の残留張力がほぼ等しく、前記第二線材の前記軸プレストレスの導入が前記第二線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまでは、前記第二線材の初期の前記軸プレストレスと地震後の残留張力がほぼ等しい、［１］に記載の制振システム。

【0009】

［３］
前記制振装置は、前記第一線材の前記軸プレストレスの導入が前記第一線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍを超えた範囲においては、地震後の前記第一線材の残留張力が前記中間点とほぼ等しく、前記第二線材の前記軸プレストレスの導入が前記第二線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍを超えた範囲においては、地震後の前記第二線材の残留張力が前記中間点Ｆｍとほぼ等しい、［１］又は［２］に記載の制振システム。

【0010】

［４］
前記制振装置は、前記第一線材の前記軸プレストレスを受ける超弾性合金による第一弾塑性ダンパーと、前記第二線材の前記軸プレストレスを受ける超弾性合金による第二弾塑性ダンパーを有する、［１］～［３］の何れか１項に記載の制振システム。

【0011】

［５］
前記第一線材の前記軸プレストレスの導入は、前記第一線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上、降伏点Ｆｕ未満の範囲であり、前記第二線材の前記軸プレストレスの導入は、前記第二線材の弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上、降伏点Ｆｕ未満の範囲である、［１］～［４］の何れか１項に記載の制振システム。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、小地震から優れた制震効果を発揮し易く、かつ、メンテナンスの負担を軽減し易い制振システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態の制振システムを示す模式図である。

【図2】本発明の他の実施形態の制振システムを示す模式図である。

【図3】本発明の他の実施形態の制振システムを示す模式図である。

【図4】本発明の他の実施形態の制振システムを示す模式図である。

【図5】本発明の他の実施形態の制振システムを示す模式図である。

【図6】第一線材の軸プレストレスを受ける第一ダンパーの荷重-変形特性図である。

【図7】（ａ）は第一線材の取り付け構造の一例を示す平面図であり、（ｂ）は第一線材の取り付け構造の他の一例を示す平面図である。

【図8】（ａ）はプレストレスを導入しない場合の第一摩擦ダンパーと第二摩擦ダンパーのそれぞれのせん断力－変位特性図（解析結果）であり、（ｂ）は（ａ）の場合の第一摩擦ダンパーと第二摩擦ダンパーを合わせた制震装置のせん断力－変位特性図（解析結果）である。

【図9】（ａ）はプレストレスを戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ付近まで導入した場合の第一摩擦ダンパーと第二摩擦ダンパーのそれぞれのせん断力－変位特性図（解析結果）であり、（ｂ）は（ａ）の場合の第一摩擦ダンパーと第二摩擦ダンパーを合わせた制震装置のせん断力－変位特性図（解析結果）である。

【図10】（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕ付近まで導入した場合の第一摩擦ダンパーと第二摩擦ダンパーのそれぞれのせん断力－変位特性図（解析結果）であり、（ｂ）は（ａ）の場合の第一摩擦ダンパーと第二摩擦ダンパーを合わせた制震装置のせん断力－変位特性図（解析結果）である。

【図11】主架構の剛性をゼロとした場合の導入したプレストレス（プレテンション）と残留軸力の関係（解析結果）を示すグラフである。

【図12】主架構の剛性を第一線材の水平剛性（片効き時）の４倍の値とした場合の導入したプレストレス（プレテンション）と残留軸力の関係（解析結果）を示すグラフである。

【図13】制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算する際の前提とした検討モデルを示す説明図である。

【図14】（ａ）はプレストレスを戻り点Ｆｄまで導入した場合の制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算するために検討した主架構のせん断力－変位特性図を示し、（ｂ）は（ａ）の計算のために検討した第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力－変位特性図を示し、（ｃ）は（ａ）の計算のために検討した第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力－変位特性図を示す。

【図15】（ａ）はプレストレスを戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまで導入した場合の制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算するために検討した主架構のせん断力－変位特性図を示し、（ｂ）は（ａ）の計算のために検討した第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力－変位特性図を示し、（ｃ）は（ａ）の計算のために検討した第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力－変位特性図を示す。

【図16】（ａ）は図１５の計算の対象となる除荷の一例における主架構のせん断力と変位の変化を示し、（ｂ）は（ａ）の除荷の一例における第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力と変位の変化を示し、（ｃ）は（ａ）の除荷の一例における第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力と変位の変化を示す。

【図17】（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕまで導入した場合の制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算するために検討した主架構のせん断力－変位特性図を示し、（ｂ）は（ａ）の計算のために検討した第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力－変位特性図を示し、（ｃ）は（ａ）の計算のために検討した第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力－変位特性図を示す。

【図18】（ａ）は図１７の計算の対象となる除荷の一例における主架構のせん断力と変位の変化を示し、（ｂ）は（ａ）の除荷の一例における第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力と変位の変化を示し、（ｃ）は（ａ）の除荷の一例における第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力と変位の変化を示す。

【図19】（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕの１００％まで導入した場合の残留軸力と応答最大層間変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）の場合の残留軸力とブレース方向残留変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフである。

【図20】（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕの７５％まで導入した場合の残留軸力と応答最大層間変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）の場合の残留軸力とブレース方向残留変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフである。

【図21】（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕの６０％まで導入した場合の残留軸力と応答最大層間変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）の場合の残留軸力とブレース方向残留変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフである。

【図22】（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕの５０％まで導入した場合の残留軸力と応答最大層間変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）の場合の残留軸力とブレース方向残留変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を例示説明する。

【0015】

図１に示すように、本発明の一実施形態において制振システム１は、架構２内に、所定方向に軸プレストレス（つまり軸プレテンション）を導入した第一線材３ａと、前記所定方向の反対方向の反対軸方向に軸プレストレス（つまり軸プレテンション）を導入した第二線材３ｂを有し、第一線材３ａと第二線材３ｂは、圧縮力を負担せず、履歴型かつ原点復帰型の制振装置４を備える。

【0016】

第一線材３ａと第二線材３ｂは、図１に示すように互いに平行に、免震層によって支持される免震建物などの主架構５に対して互いに反対側に設けられ、主架構５に対して互いに反対方向の引張力を与える。第一線材３ａと第二線材３ｂはそれぞれ、例えば、ワイヤ又は鋼棒などによって構成される。図１に示す例では、第一線材３ａと第二線材３ｂはそれぞれ、擁壁と免震建物の間に張り渡される。

【0017】

第一線材３ａと第二線材３ｂを適用する主架構５は、図２に示すように間柱８ａであってもよい。図２に示す例では、第一線材３ａと第二線材３ｂはそれぞれ、間柱８ａと、間柱８ａに梁７を介して連なる柱６の間に張り渡される。

【0018】

第一線材３ａと第二線材３ｂを適用する主架構５は、図３に示すようにＹ型ブレース８ｂであってもよい。図３に示す例では、第一線材３ａと第二線材３ｂはそれぞれ、Ｙ型ブレース８ｂと、Ｙ型ブレース８ｂに連なる柱６の間に張り渡される。

【0019】

制振システム１は、図４、図５に示すような連結制震にも利用できる。図４は高剛性側の構造体８ｃが低剛性側の構造体８ｄの内側に設けられる場合の例を示し、図５は高剛性側の構造体８ｃが低剛性側の構造体８ｄの外側に設けられる場合の例を示す。図４、図５に示す例では、（制振装置４を含む）第一線材３ａと第二線材３ｂの組が各階層に設けられる。

【0020】

履歴型かつ原点復帰型の制振装置４は、図１に示すように、第一線材３ａの軸プレストレスを受ける第一ダンパー４ａと、第二線材３ｂの軸プレストレスを受ける第二ダンパー４ｂを有する。

【0021】

第一ダンパー４ａは、図６に示すような荷重-変形特性を有する。すなわち、第一ダンパー４ａは、引張荷重を加えると、図６に示すように降伏点Ｆｕまでの第一弾性領域において応力と変形が線形的に増加し、降伏点Ｆｕを超えると見かけの降伏によって応力の変化が抑制されつつ変形だけが増加し、与えた荷重を取り除くと、第二弾性領域において応力と変形が第一弾性領域と同様の勾配で線形的に減少し、当該減少がある程度に達すると、応力の変化が抑制されつつ変形だけが減少し、第一弾性領域への戻り点Ｆｄを経由して原点（元の形状）に復帰する。第二ダンパー４ｂは、第一ダンパー４ａと同様の荷重-変形特性を有する。

【0022】

図７以降とそれに関連する文章による説明は、第一線材３ａと第二線材３ｂが、互いに交差する方向に軸プレストレスを与えられる第一引張ブレースと第二引張ブレースによって構成される場合を対象とする。しかし、当該説明は、本実施形態のような、第一線材３ａと第二線材３ｂが互いに反対方向に軸プレストレスを与えられる場合にも適用できる。

【0023】

第一ダンパー４ａの具体例は、超弾性合金による第一弾塑性ダンパーである。第二ダンパー４ｂの具体例は、超弾性合金による第二弾塑性ダンパーである。つまり、制振装置４の具体例は、第一線材３ａの軸プレストレスを受ける超弾性合金による第一弾塑性ダンパーと、第二線材３ｂの軸プレストレスを受ける超弾性合金による第二弾塑性ダンパーを有する。超弾性合金による弾塑性ダンパーによれば、図６に示すような履歴型かつ原点復帰型の荷重-変形特性を得ることができる。すなわち、超弾性合金を用いることにより、第一ダンパー４ａとしての第一弾塑性ダンパーを履歴型かつ原点復帰型のダンパーとして形成できる。また、超弾性合金を用いることにより、第二ダンパー４ｂとしての第二弾塑性ダンパーを履歴型かつ原点復帰型のダンパーとして形成できる。なお、通常の金属材料では弾性限界以下の変形は除荷すれば元に戻るが、変形が弾性限界を超えさらに降伏点を超えると、塑性変形分が残留して永久変形となる。これに対し、超弾性合金は降伏領域まで変形後、除荷すると変形が実質的にゼロの状態まで復帰する。超弾性合金のうち一般的に実用的な合金は例えば、Ｔｉ－Ｎｉ合金や、Ｃｕ系合金のうちの、Ｃｕ－Ｎｉ－Ａｌ合金、Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金などである。

【0024】

第一線材３ａを主架構５に取り付けるための取り付け構造１２は適宜設定できる。例えば、当該取り付け構造１２は、図７（ａ）に示すように、第一線材３ａに圧縮力を作用させないように第一取り付けナット１２ａと第二取り付けナット１２ｂを配置する構成としてもよいし、図７（ｂ）に示すように、第一線材３ａを弾性座屈させて圧縮力を制御するように第一取り付けナット１２ａと第二取り付けナット１２ｂを配置する構成としてもよい。同様に、第二線材３ｂを主架構５に取り付けるための取り付け構造１２は適宜設定できる。

【0025】

上記のような、第一線材３ａと第二線材３ｂは、圧縮力を負担せず、履歴型かつ原点復帰型の制振装置４を備える構成によれば、制震材料の降伏耐力に対するプレストレス量を調整することにより、降伏点Ｆｕを超えた変形の経験後（地震後）にも、プレストレス導入による制震効果を得易くできる。また、上記構成によれば、地震後にも制震装置に一定量の残留張力を保持させ易くできるため、安定した履歴ループによる安定したエネルギー吸収性能を得易くできる。したがって上記構成によれば、小地震から優れた制震効果を発揮し易く、かつ、メンテナンスの負担を軽減し易くできる。

【0026】

また制振装置４は、図８、図９、図１１及び図１２に示すように、第一線材３ａの軸プレストレスの導入が第一線材３ａの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまでは、第一線材３ａの初期の軸プレストレスと地震後の残留張力がほぼ等しく、第二線材３ｂの軸プレストレスの導入が第二線材３ｂの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまでは、第二線材３ｂの初期の軸プレストレスと地震後の残留張力がほぼ等しい。なお、「ほぼ等しい」とは、２０％程度までの誤差を許容することを意味する。

【0027】

更に制振装置４は、図１０～図１２に示すように、第一線材３ａの軸プレストレスの導入が第一線材３ａの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍを超えた範囲においては、地震後の第一線材３ａの残留張力が中間点とほぼ等しく、第二線材３ｂの前記軸プレストレスの導入が第二線材３ｂの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍを超えた範囲においては、地震後の第二線材３ｂの残留張力が中間点Ｆｍとほぼ等しい。

【0028】

したがって、第一線材３ａの軸プレストレスの導入は、第一線材３ａの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上、降伏点Ｆｕ未満の範囲であり、第二線材３ｂの軸プレストレスの導入は、第二線材３ｂの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上、降伏点Ｆｕ未満の範囲であることが好ましい。

【0029】

また、第一線材３ａの軸プレストレスの導入は、第一線材３ａの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上かつ前記中間点Ｆｍ付近であり、第二線材３ｂの軸プレストレスの導入は、第二線材３ｂの弾性領域への戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍ以上かつ前記中間点Ｆｍ付近であることがより好ましい。

【0030】

上記構成によれば、初期のプレストレスと地震後の残留張力をほぼ等しくし易いため、メンテナンスの負担をより一層軽減し易くできる。また上記構成によれば、前記中間点Ｆｍを超える大きなプレストレスによりエネルギー吸収を早期に開始し易くできるため、小地震から優れた制震効果をより一層発揮し易くできる。

【0031】

本発明は前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0032】

したがって、前述した実施形態の制振システム１は、架構２内に、所定方向に軸プレストレスを導入した第一線材３ａと、前記所定方向の反対方向の反対軸方向に軸プレストレスを導入した第二線材３ｂを有し、第一線材３ａと第二線材３ｂは、圧縮力を負担せず、履歴型かつ原点復帰型の制振装置４を備える制振システム１である限り変更可能である。

【実施例0033】

図１３に示す検討モデルを用いて、制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算した。静的な荷重の釣り合いから、除荷時に最終的に復元力が釣り合う点の集合（つまり、生じ得る残留張力の範囲）を算出した。

【0034】

図１４（ａ）はプレストレスを戻り点Ｆｄまで導入した場合の制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算するために検討した主架構のせん断力－変位特性図を示し、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の計算のために検討した第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力－変位特性図を示し、図１４（ｃ）は図１４（ａ）の計算のために検討した第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力－変位特性図を示す。図１４（ａ）では、主架構の剛性（架構剛性ともいう）がある場合とない場合の両方を示すが、これ以降の図面では、架構剛性がない場合のみを示す。架構剛性がある場合は、生じ得る残留張力の範囲（残留変形、軸力減少）が小さくなる。図中の○（白丸）は地震応答が終了し、慣性力がなくなった時点を示す。図中の太線（又は黒丸）の範囲は、最終的に復元力が釣合う（Q＝Q_b1＋Q_b2＋Q_f＝0となる）点の集合を示す。

【0035】

図１５（ａ）はプレストレスを戻り点Ｆｄと降伏点Ｆｕの中間点Ｆｍまで導入した場合（Q_d’≦Q_d0≦(Q_d＋Q_d’)／2の場合）の制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算するために検討した主架構のせん断力－変位特性図を示し、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の計算のために検討した第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力－変位特性図を示し、図１５（ｃ）は図１５（ａ）の計算のために検討した第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力－変位特性図を示す。図１６（ａ）は図１５の計算の対象となる除荷の一例（白丸から太線への移行の一例）における主架構のせん断力と変位の変化を示し、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の除荷の一例における第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力と変位の変化を示し、図１６（ｃ）は図１６（ａ）の除荷の一例における第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力と変位の変化を示す。

【0036】

以下の連立方程式からΔ₁を求め、Q_de1、Q_de2を求めた。
Q_de1＝Q_d0－K_d1Δ₁
Q_de1＝Q_d’＋K_d2(2Δ₁＋(Q_de1－Q_d’)／K_d1)
Q_de2＝Q_d0

【0037】

Δ₁算出の計算式を以下に示す。
Q_de1＝Q_d0－K_d1Δ₁
Q_de1＝Q_d’＋K_d2(2Δ₁＋(Q_de1－Q_d’)／K_d1)
↓
(K_d2／K_d1＋1)Q_de1＝Q_d’＋K_d2／K_d1Q_d’－K_d22Δ₁
↓
(K_d2／K_d1＋1)(Q_d0－K_d1Δ₁)＝(K_d2／K_d1＋1)Q_d’－K_d22Δ₁
↓
(K_d2／K_d1＋1)Q_d0－(K_d2＋K_d1)Δ₁
＝(K_d2／K_d1＋1)Q_d’－K_d22Δ₁
↓
(K_d2／K_d1＋1)(Q_d0－Q_d’)＝(K_d1－K_d2)Δ₁
↓
Δ₁＝(Q_d0－Q_d’)(K_d2／K_d1＋1)／(K_d1－K_d2)

【0038】

したがって、方程式の解は次のとおりとなる。
Q_de1＝((2K_d2)Q_d0＋(K_d2＋K_d1)Q_d’)／(K_d1－K_d2)
Q_de2＝Q_d0

【0039】

図１７（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕまで導入した場合（(Q_d＋Q_d’)／2＜Q_d0≦Q_dの場合）の制震装置の除荷時の荷重の釣り合いを計算するために検討した主架構のせん断力－変位特性図を示し、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の計算のために検討した第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力－変位特性図を示し、図１７（ｃ）は図１７（ａ）の計算のために検討した第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力－変位特性図を示す。図１８（ａ）は図１７の計算の対象となる除荷の一例（白丸から太線への移行の一例）における主架構のせん断力と変位の変化を示し、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の除荷の一例における第二摩擦ダンパー（ブレース２）のせん断力と変位の変化を示し、図１８（ｃ）は図１８（ａ）の除荷の一例における第一摩擦ダンパー（ブレース１）のせん断力と変位の変化を示す。

【0040】

以下の連立方程式からΔ₁、Δ₂、Q_de1、Q_de2を求めた。
Q_de1＝Q_d0－K_d1Δ₁
Q_de1＝Q_d’＋K_d2(2Δ₁＋(Q_de1－Q_d’)／K_d1)
Q_de2＝(Q_d＋Q_d’)／2
Δ₂＝(Q_d－Q_de2)／K_d1
↓
Δ₁＝(Q_d0－Q_d’)(K_d2／K_d1＋1)／(K_d1－K_d2)

【0041】

したがって、方程式の解は次のとおりとなる。
Q_de1＝((2K_d2)Q_d0＋(K_d2＋K_d1)Q_d’)／(K_d1－K_d2)
Q_de2＝(Q_d＋Q_d’)／2

【0042】

図１９（ａ）はプレストレスを降伏点Ｆｕの１００％まで導入した場合の残留軸力と応答最大層間変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフであり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）の場合の残留軸力とブレース方向残留変位の関係について計算値と解析値の比較結果を示すグラフである。同様に、図２０は７５％の場合、図２１（ａ）は６０％の場合、図２２は５０％の場合をそれぞれ示す。

【0043】

計算と解析において、Q_d、Q_d’、K_d1、K_d2の値は次のとおりとした。
Q_d=165(kN)×cosθ
Q_d’=33(kN)×cosθ
K_d1=34.2(kN/mm)×cosθ
K_d2=1.6(kN/mm)×cosθ

【0044】

図１９～図２２に示すように、計算値と解析値はほぼ一致した。

【符号の説明】

【0045】

１ 制振システム
２ 架構
３ａ 第一線材
３ｂ 第二線材
４ 制振装置
４ａ 第一ダンパー
４ｂ 第二ダンパー
５ 主架構
６ 柱
７ 梁
８ａ 間柱
８ｂ Ｙ型ブレース
８ｃ 高剛性側の構造体
８ｄ 低剛性側の構造体
１２ 取り付け構造
１２ａ 第一取り付けナット
１２ｂ 第二取り付けナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】