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(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】
(24)【登録日】2022-01-31
(45)【発行日】2022-02-08
(54)【発明の名称】免震用鋼材ダンパー
(51)【国際特許分類】
F16F 15/02 20060101AFI20220201BHJP
E04H 9/02 20060101ALI20220201BHJP
F16F 7/12 20060101ALI20220201BHJP
【ＦＩ】
F16F15/02 Z
E04H9/02 331Z
F16F7/12
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2019093631
(22)【出願日】2019-05-17
(65)【公開番号】P2020041691
(43)【公開日】2020-03-19
【審査請求日】2020-08-21
(31)【優先権主張番号】P 2018166557
(32)【優先日】2018-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 桑原 進、畑中 祐紀、戸張 涼太、吉永 光寿、塩田 啓介、宮川 和明、玉村 典士、平山 達規、曲げ加工された鋼板を用いた免震構造用履歴型ダンパーの力学性状（その１－その３）、一般社団法人日本建築学会 ２０１８年度大会（東北）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集、一般社団法人日本建築学会発行、平成３０年７月２０日発行、第７６９－７７４ページにて公開。
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(73)【特許権者】
【識別番号】591205536
【氏名又は名称】ＪＦＥシビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100097113
【弁理士】
【氏名又は名称】堀 城之
(72)【発明者】
【氏名】桑原 進
(72)【発明者】
【氏名】畑中 祐紀
(72)【発明者】
【氏名】戸張 涼太
(72)【発明者】
【氏名】吉永 光寿
(72)【発明者】
【氏名】塩田 啓介
(72)【発明者】
【氏名】宮川 和明
【審査官】杉山 豊博
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－２０６９８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６１８０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２７８２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－００２６８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２０３４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００６８３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２０７７２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３４０３０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０１１７４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】桑原 進、畑中 祐紀、戸張 涼太、吉永 光寿、塩田 啓介、宮川 和明、玉村 典士、平山 達規，曲げ加工された鋼板を用いた免震構造用履歴型ダンパーの力学性状（その１－その３），一般社団法人日本建築学会 ２０１８年度大会（東北）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集，日本，一般社団法人日本建築学会，2018年07月20日，第７６９－７７４ページ，新規性喪失例外規定の適用の論文
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｆ １５／０２
Ｅ０４Ｈ ９／０２
Ｆ１６Ｆ ７／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の基板と前記一対の基板の間に設置された免震板とを有し、前記免震板は、前記基板のそれぞれに固定された互いに平行な一対の水平部分と、前記水平部分のそれぞれにつながって、前記水平部分から離れる程互いに近接する一対の傾斜部分と、前記傾斜部分のそれぞれに滑らかにつながった鉛直部分とを具備し、前記傾斜部分は側面視直線状をなし、前記免震板の板幅ｂと板厚ｔとの関係が、
板幅ｂ／板厚ｔ≧１２．５
であることを特徴とする免震用鋼材ダンパー。
【請求項2】
一対の基板と前記一対の基板の間に設置された免震板とを有し、前記免震板は、前記基板のそれぞれに固定された互いに平行な一対の水平部分と、前記水平部分のそれぞれにつながって、前記水平部分から離れる程互いに近接する一対の傾斜部分と、前記傾斜部分のそれぞれをつなぐ略円弧部分とを具備し、前記傾斜部分は側面視直線状をなし、前記免震板の板幅ｂと板厚ｔとの関係が、
板幅ｂ／板厚ｔ≧１２．５
であることを特徴とする免震用鋼材ダンパー。
【請求項3】
前記免震板は、曲げ加工された鋼板であることを特徴とする請求項１または２記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項4】
前記免震板は、十字状に設置されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項5】
前記免震板の幅が、端部に向かって減少し、隣接する免震板との重なり幅ｂ１と板幅ｂの間に、ｂ１＜ｂ
の関係をもつ、請求項１ないし４の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項6】
一対の前記免震板と、隣接する他の一対の前記免震板との重なり部分が平面視略矩形をなし、該重なり部分の隅部に位置する前記免震板同士は互いに縁が切れている、請求項１ないし５の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項7】
一対の前記免震板と、隣接する他の一対の前記免震板との重なり部分が平面視略矩形をなし、前記免振板の一方は、前記重なり部分の隅部近傍が、他方の前記免震板から離間するように折り曲げられている、請求項１ないし５の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項8】
前記免震板の側面部の幅が他の部分に比べて小さい、請求項１ないし７の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項9】
前記免震板の側面部の幅が他の部分に比べて大きい、請求項１ないし７の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項10】
前記免震板の側面部に孔が開けられている、請求項１ないし９の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項11】
前記免震板の側面部が増厚されている、請求項１ないし９の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は免震用鋼材ダンパー、特に、建築構造物や土木構造物に設置されて地震や風等の外力によるエネルギを吸収する免震用鋼材ダンパーに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、建築構造物や土木構造物を地震から保護する免震ダンパーとして、高さを低く抑え、大変形を繰り返しても形状が変化せず、容易・安価に製造する発明が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００３－２０６９８７号公報（第３－４頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示された発明（免震用ダンパー）は、一対のベースプレートの間に、Ｕ字状のダンパー本体を放射方向に複数配置したものである。すなわち、ダンパー本体は、一対の互いに平行な水平部分と、水平部分を連結する略円弧部分とを具備している。このため、地震力によってベースプレートの間に相対変位が生じた際、略円弧部分の一方の水平部分寄りの範囲が曲げられ、略円弧部分の他方の水平部部寄りの範囲が曲げ戻されるため、曲げ方向変形によってエネルギを吸収していた。
このとき、相対変位の方向に対して垂直方向に配置されたダンパー本体は、せん断方向変形するものの、せん断方向変形によるエネルギの吸収量が少ないという問題を発明者等は解析によって明らかにした。
このとき、相対変位の方向に対して垂直方向に配置されたダンパー本体は、せん断方向変形するものの、せん断方向変形によるエネルギの吸収量が少ないという問題を発明者等は解析によって明らかにした。
【0005】
本発明は、このような問題を解消するものであり、せん断方向変形によってもエネルギを吸収することができる免震用鋼材ダンパーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る免震用鋼材ダンパーは、一対の基板と前記一対の基板の間に設置された免震板とを有し、前記免震板は、前記基板のそれぞれに固定された互いに平行な一対の水平部分と、前記水平部分のそれぞれにつながって、前記水平部分から離れる程互いに近接する一対の傾斜部分と、前記傾斜部分のそれぞれに滑らかにつながった鉛直部分とを具備し、前記傾斜部分は側面視直線状をなし、前記免震板の板幅ｂと板厚ｔとの関係が、
板幅ｂ／板厚ｔ≧１２．５であることを特徴とする。
また、本発明に係る免震用鋼材ダンパーは、一対の基板と前記一対の基板の間に設置された免震板とを有し、前記免震板は、前記基板のそれぞれに固定された互いに平行な一対の水平部分と、前記水平部分のそれぞれにつながって、前記水平部分から離れる程互いに近接する一対の傾斜部分と、前記傾斜部分のそれぞれをつなぐ略円弧部分とを具備し、前記傾斜部分は側面視直線状をなし、前記免震板の板幅ｂと板厚ｔとの関係が、
板幅ｂ／板厚ｔ≧１２．５であることを特徴とする。
さらに、前記免震板は、曲げ加工された鋼板であることを特徴とする。
さらに、前記免震板は、十字状に設置されていることを特徴とする。
さらに、免震板の幅が、端部に向かって減少し、隣接する免震板との重なり幅ｂ１と板幅ｂの間に、ｂ１＜ｂの関係をもつこともできる。
さらに、一対の前記免震板と、隣接する他の一対の前記免震板との重なり部分が平面視略矩形をなし、該重なり部分の隅部に位置する前記免震板同士は互いに縁を切ることもできる。
さらに、一対の前記免震板と、隣接する他の一対の前記免震板との重なり部分が平面視略矩形をなし、前記免振板の一方は、前記重なり部分の隅部近傍が、他方の前記免震板から離間するように折り曲げることもできる。
さらに、前記免震板の側面部の幅が他の部分に比べて小さくすることもできる。
さらに、前記免震板の側面部の幅が他の部分に比べて大きくすることもできる。
さらに、前記免震板の側面部に孔を開けることもできる。
さらに、前記免震板の側面部を増厚することもできる。
板幅ｂ／板厚ｔ≧１２．５であることを特徴とする。
また、本発明に係る免震用鋼材ダンパーは、一対の基板と前記一対の基板の間に設置された免震板とを有し、前記免震板は、前記基板のそれぞれに固定された互いに平行な一対の水平部分と、前記水平部分のそれぞれにつながって、前記水平部分から離れる程互いに近接する一対の傾斜部分と、前記傾斜部分のそれぞれをつなぐ略円弧部分とを具備し、前記傾斜部分は側面視直線状をなし、前記免震板の板幅ｂと板厚ｔとの関係が、
板幅ｂ／板厚ｔ≧１２．５であることを特徴とする。
さらに、前記免震板は、曲げ加工された鋼板であることを特徴とする。
さらに、前記免震板は、十字状に設置されていることを特徴とする。
さらに、免震板の幅が、端部に向かって減少し、隣接する免震板との重なり幅ｂ１と板幅ｂの間に、ｂ１＜ｂの関係をもつこともできる。
さらに、一対の前記免震板と、隣接する他の一対の前記免震板との重なり部分が平面視略矩形をなし、該重なり部分の隅部に位置する前記免震板同士は互いに縁を切ることもできる。
さらに、一対の前記免震板と、隣接する他の一対の前記免震板との重なり部分が平面視略矩形をなし、前記免振板の一方は、前記重なり部分の隅部近傍が、他方の前記免震板から離間するように折り曲げることもできる。
さらに、前記免震板の側面部の幅が他の部分に比べて小さくすることもできる。
さらに、前記免震板の側面部の幅が他の部分に比べて大きくすることもできる。
さらに、前記免震板の側面部に孔を開けることもできる。
さらに、前記免震板の側面部を増厚することもできる。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る免震用鋼材ダンパーは、水平部分から離れる程互いに近接する一対の傾斜部分を具備するから、せん断方向変形によるエネルギの吸収量が多い（これについては、別途詳細に説明する）。また、免震板は曲げ加工された鋼板であるから、製造コストを抑えることができる。さらに、免震板は十字状に設置されているから、何れの方向に地震力が作用しても、せん断方向変形と曲げ方向変形との両方によってエネルギを吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図2】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する解析モデルを示す側面図である。
【図3】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図３の（ａ）は解析に用い鋼材の材料特性を示す真応力－真塑性歪関係を示す線図、図３の（ｂ）は解析における全塑性耐力の定義を説明する荷重－変位線図である。
【図4】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図４の（ａ）はモデルＡ１を載荷した際の荷重－変形曲線、図４の（ｂ）はモデルＢ０を載荷した際の荷重－変形曲線、図４の（ｃ）はモデルＡ１およびモデルＢ０のせん断方向耐力Ｒｓおよび曲げ方向耐力Ｒｍを比較した耐力－幅厚比曲線である。
【図5】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する相当塑性歪の分布を示すものであって、図５の（ａ）はモデルＡ１をせん断方向に載荷した際の分布図、図５の（ｂ）はモデルＡ１を曲げ方向に載荷した際の分布図、図５の（ｃ）はモデルＢ０をせん断方向に載荷した際の分布図、図５の（ｄ）はモデルＢ０を曲げ方向に載荷した際の分布図である。
【図6】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する傾斜角の効果を示すせん断方向変形した際の相当塑性歪の分布を示す分布図であって、図６の（ａ）はモデルＢ１（θ＝０°）、図６の（ｂ）はモデルＣ１（θ＝７．１°）、図６の（ｃ）はモデルＡ１（θ＝１４．０°）、図６の（ｄ）はモデルＣ２（θ＝２０．６°）である。
【図7】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する傾斜角の効果を示すものであって、図７の（ａ）はせん断方向変形した際の中央線１１における相当塑性歪の分布を示す分布図、図７の（ｂ）はせん断方向変形した際の荷重－変形曲線、図７の（ｃ）は全塑性耐力－傾斜角の関係を示す関係図、図７の（ｄ）相当塑性歪と傾斜角との関係を示す関係図である。
【図8】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する鉛直部分の長さの効果を示すせん断方向変形した際の相当塑性歪の分布を示す分布図であって、図８の（ａ）はモデルＡ０（ｆ＝０ｍｍ）、図８の（ｂ）はモデルＡ１（ｆ＝１５０ｍｍ）、図８の（ｃ）はモデルＡ２（ｆ＝２５０ｍｍ）、図８の（ｄ）はモデルＢ０（ｆ＝０ｍｍ）、図８の（ｅ）はモデルＢ１（ｆ＝１５０ｍｍ）、図８の（ｆ）はモデルＢ２（ｆ＝２５０ｍｍ）である。
【図9】本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する鉛直部分の長さの効果を示すものであって、図９の（ａ）はせん断方向変形した際の中央線１１における相当塑性歪の分布を示す分布図、図９の（ｂ）はせん断方向変形した際の荷重－変形曲線、図９の（ｃ）は全塑性耐力－傾斜角の関係を示す関係図、図９の（ｄ）相当塑性歪と傾斜角との関係を示す関係図である。
【図10】本発明の変形例に係る免震用鋼材ダンパーの平面図である。
【図11】本発明の変形例に係る免震用鋼材ダンパーの、上段から部分平面図、ヒステリシスループ図及び実験写真である。
【図12】本発明のその他の変形例に係る免震用鋼材ダンパーの平面図である。
【図14】本発明のその他の変形例に係る免震用鋼材ダンパーの側面図及び荷重-変位図である。
【図15】本発明のその他の変形例に係る免震用鋼材ダンパーの側面図及び荷重-変位図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図は模式的に描かれたものであって、本発明は図示された形態（部位の形状や個数等）に限定されるものではない。また、図面が煩雑になるのを避けるため、一部の部材や一部の符号の記載を省略する場合がある。
【0010】
［実施の形態１］
（免震用鋼材ダンパー）
図１は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図１の（ａ）は全体を示す斜視図、図１の（ｂ）は部材を離して示す斜視図である。
図１の（ａ）および（ｂ）において、免震用鋼材ダンパー１００は面対称であって、建築構造物や土木構造物等の上部構造物（図示しない）側に固定される上基板２０と地盤に設置された下部構造物（図示しない）側に固定される下基板３０と、上基板２０と下基板３０との間に配置された免震板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを有している。
上基板２０および下基板３０は円形板であって、荷重（変形）を受ける前は、上基板２０の中心軸２１と下基板３０の中心軸３１とは一致している。また、中心軸２１の方向を「Ｚ軸」または「Ｚ方向」と称し、上基板２０の方向を「上」または「上方」と、下基板３０の方向を「下」または「下方」と称す。
免震板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは十字方向に配置され、何れも同じ構成であるから、以下、共通する内容の説明においては、符号に付した添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ」の記載を省略する。
（免震用鋼材ダンパー）
図１は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図１の（ａ）は全体を示す斜視図、図１の（ｂ）は部材を離して示す斜視図である。
図１の（ａ）および（ｂ）において、免震用鋼材ダンパー１００は面対称であって、建築構造物や土木構造物等の上部構造物（図示しない）側に固定される上基板２０と地盤に設置された下部構造物（図示しない）側に固定される下基板３０と、上基板２０と下基板３０との間に配置された免震板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを有している。
上基板２０および下基板３０は円形板であって、荷重（変形）を受ける前は、上基板２０の中心軸２１と下基板３０の中心軸３１とは一致している。また、中心軸２１の方向を「Ｚ軸」または「Ｚ方向」と称し、上基板２０の方向を「上」または「上方」と、下基板３０の方向を「下」または「下方」と称す。
免震板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは十字方向に配置され、何れも同じ構成であるから、以下、共通する内容の説明においては、符号に付した添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ」の記載を省略する。
【0011】
（免震板）
免震板１０（免震板１０ａ等を総称している）は、所定の幅（ｂ）である矩形状の鋼板を曲げ加工して形成されたものであって、Ｚ軸に垂直な仮想面（以下「対称面」と称す）に対して面対称になっている。すなわち、上基板２０に設置される上水平部分１と、上水平部分１に上端部１２においてつながって上水平部１分から離れる程下方になる上傾斜部分２と、下基板３０に設置される下水平部分７と、下水平部分７に下端部１３においてつながって下水平部分７から離れる程上方になる下傾斜部分６と、上傾斜部分２に上円弧部分３を介しておよび下傾斜部分６に下円弧部分５を介して滑らかにつながり、Ｚ軸に平行な鉛直部分４とを有している。すなわち、上傾斜部分２と下傾斜部分６とはＺ軸から離れる程互いに近接している。そして、鉛直部分４の上下方向の中央、すなわち鉛直部分４と対称面とが交差する仮想線（一点鎖線にて示す）を「中央線１１」とする。
免震板１０（免震板１０ａ等を総称している）は、所定の幅（ｂ）である矩形状の鋼板を曲げ加工して形成されたものであって、Ｚ軸に垂直な仮想面（以下「対称面」と称す）に対して面対称になっている。すなわち、上基板２０に設置される上水平部分１と、上水平部分１に上端部１２においてつながって上水平部１分から離れる程下方になる上傾斜部分２と、下基板３０に設置される下水平部分７と、下水平部分７に下端部１３においてつながって下水平部分７から離れる程上方になる下傾斜部分６と、上傾斜部分２に上円弧部分３を介しておよび下傾斜部分６に下円弧部分５を介して滑らかにつながり、Ｚ軸に平行な鉛直部分４とを有している。すなわち、上傾斜部分２と下傾斜部分６とはＺ軸から離れる程互いに近接している。そして、鉛直部分４の上下方向の中央、すなわち鉛直部分４と対称面とが交差する仮想線（一点鎖線にて示す）を「中央線１１」とする。
【0012】
以下の説明の便宜上、免震板１０ａについて、鉛直部分４ａに垂直な方向を「Ｘ軸」または「Ｘ方向」と、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向を「Ｙ軸」または「Ｙ方向」と称すと、免震板１０ａにおける中央線１１ａ、上端部１２ａおよび下端部１３ａは何れもＹ軸に平行で、鉛直部分４ａは「Ｙ－Ｚ面」に位置している。このとき、免震板１０ｂについては、鉛直部分４ｂが「Ｘ－Ｚ面」に位置し、中央線１１ｂがＸ方向である。
なお、本発明は、鋼板の幅（ｂ）、上傾斜部分２と下傾斜部分６とがなす角度（２θ、図２参照）、鉛直部分４の長さ（ｆ）、上円弧部分３および下円弧部分５の大きさを限定するものではなく、鉛直部分４については長さが０（ゼロ）であって、上円弧部分３および下円弧部分５によって大きな略円弧部分が形成されてもよい。
なお、本発明は、鋼板の幅（ｂ）、上傾斜部分２と下傾斜部分６とがなす角度（２θ、図２参照）、鉛直部分４の長さ（ｆ）、上円弧部分３および下円弧部分５の大きさを限定するものではなく、鉛直部分４については長さが０（ゼロ）であって、上円弧部分３および下円弧部分５によって大きな略円弧部分が形成されてもよい。
【0013】
（組み立て構造）
そして、互いに対向する免震板１０ａの上水平部分１ａの端部と免震板１０ｃの上水平部分１ｃの端部とが突き当てられ、互いに対向する免震板１０ｂの上水平部分１ｂ（図示しない）の端部と免震板１０ｄの上水平部分１ｄ（図示しない）の端部とが突き当てられ、前者の突き当て部と後者の突き当て部とは十字状になっている。そして、上水平部分１ａは上水平部分１ｂの一部および上水平部分１ｄの一部に重なって、高力ボルト９０によって上基板２０に接合されている。また、上水平部分１ｃは上水平部分１ｂの一部および上水平部分１ｄの一部に重なって、高力ボルト９０によって上基板２０に接合されている。
同様に、下水平部分７ａ、下水平部分７ｂ（図示しない）、下水平部分７ｃおよび下水平部分７ｄ（図示しない）も高力ボルト９０によって下基板３０に接合されている。
そして、互いに対向する免震板１０ａの上水平部分１ａの端部と免震板１０ｃの上水平部分１ｃの端部とが突き当てられ、互いに対向する免震板１０ｂの上水平部分１ｂ（図示しない）の端部と免震板１０ｄの上水平部分１ｄ（図示しない）の端部とが突き当てられ、前者の突き当て部と後者の突き当て部とは十字状になっている。そして、上水平部分１ａは上水平部分１ｂの一部および上水平部分１ｄの一部に重なって、高力ボルト９０によって上基板２０に接合されている。また、上水平部分１ｃは上水平部分１ｂの一部および上水平部分１ｄの一部に重なって、高力ボルト９０によって上基板２０に接合されている。
同様に、下水平部分７ａ、下水平部分７ｂ（図示しない）、下水平部分７ｃおよび下水平部分７ｄ（図示しない）も高力ボルト９０によって下基板３０に接合されている。
【0014】
（解析モデル）
図２および図３は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図２は解析モデルを示す側面図、図３の（ａ）は解析に用い鋼材の材料特性を示す真応力－真塑性歪関係を示す線図、図３の（ｂ）は解析における全塑性耐力の定義を説明する荷重－変位線図である。
図２に示す免震板１０の解析モデルについて免震用鋼材ダンパー１００の作用効果を、解析ソフトとして汎用非線形構造解析プログラム「ＭＳＣ．Ｍａｒｃ２０１６」を使用して確認した。すなわち、免震板１０を示すモデルは、モデルＡ０、モデルＡ１およびモデルＡ２（以下「グループＡ」と称す）と、モデルＣ１およびモデルＣ２であり、比較材を示すモデルは、モデルＢ０、モデルＢ１およびモデルＢ２（以下「グループＢ」と称す）である。
このとき、上傾斜部分２（下傾斜部分６）の傾斜角度（θ）が、モデルＣ１は７．１°、グループＡ（モデルＡ０、モデルＡ１およびモデルＡ２）は１４．０°、モデルＣ２は２０．６°であり、一方、比較材であるグループＢ（モデルＢ０、モデルＢ１およびモデルＢ２）の傾斜角度（θ）は０°、すなわち上傾斜部分２と下傾斜部分６とが平行になっている。また、モデルＢ０は鉛直部分４の長さ（ｆ）が０ｍｍで、上円弧部分３と下円弧部分５とがつながって大円弧部分８（図５の（ｄ）参照）を形成している。
図２および図３は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図２は解析モデルを示す側面図、図３の（ａ）は解析に用い鋼材の材料特性を示す真応力－真塑性歪関係を示す線図、図３の（ｂ）は解析における全塑性耐力の定義を説明する荷重－変位線図である。
図２に示す免震板１０の解析モデルについて免震用鋼材ダンパー１００の作用効果を、解析ソフトとして汎用非線形構造解析プログラム「ＭＳＣ．Ｍａｒｃ２０１６」を使用して確認した。すなわち、免震板１０を示すモデルは、モデルＡ０、モデルＡ１およびモデルＡ２（以下「グループＡ」と称す）と、モデルＣ１およびモデルＣ２であり、比較材を示すモデルは、モデルＢ０、モデルＢ１およびモデルＢ２（以下「グループＢ」と称す）である。
このとき、上傾斜部分２（下傾斜部分６）の傾斜角度（θ）が、モデルＣ１は７．１°、グループＡ（モデルＡ０、モデルＡ１およびモデルＡ２）は１４．０°、モデルＣ２は２０．６°であり、一方、比較材であるグループＢ（モデルＢ０、モデルＢ１およびモデルＢ２）の傾斜角度（θ）は０°、すなわち上傾斜部分２と下傾斜部分６とが平行になっている。また、モデルＢ０は鉛直部分４の長さ（ｆ）が０ｍｍで、上円弧部分３と下円弧部分５とがつながって大円弧部分８（図５の（ｄ）参照）を形成している。
【0015】
（材料特性および全塑性耐力）
図３の（ａ）において、鋼板としてＳＮ４９０を使用した。材料特性は弾塑性体であって、弾性域（ヤング係数２０５ＫＮ／ｍｍ２，ポアソン比０３）を過ぎると降伏域を示した後、加工硬化するとしている。なお、横軸は解析モデルに設定した真「塑性」歪であるため，弾性歪も別途考慮している。
図３の（ｂ）において、荷重と変位の関係を示す曲線における接線の傾きを「剛性」と称すると、変形が進み塑性変形域が拡大するに伴って剛性は低下する。このとき、変形当初の剛性（以下「初期剛性Ｋ」と称す）に対して、剛性が初期剛性Ｋの１０％にまで低下した際の荷重（「ａＱｐ」にて示す）を「全塑性耐力」と定義する。
図３の（ａ）において、鋼板としてＳＮ４９０を使用した。材料特性は弾塑性体であって、弾性域（ヤング係数２０５ＫＮ／ｍｍ２，ポアソン比０３）を過ぎると降伏域を示した後、加工硬化するとしている。なお、横軸は解析モデルに設定した真「塑性」歪であるため，弾性歪も別途考慮している。
図３の（ｂ）において、荷重と変位の関係を示す曲線における接線の傾きを「剛性」と称すると、変形が進み塑性変形域が拡大するに伴って剛性は低下する。このとき、変形当初の剛性（以下「初期剛性Ｋ」と称す）に対して、剛性が初期剛性Ｋの１０％にまで低下した際の荷重（「ａＱｐ」にて示す）を「全塑性耐力」と定義する。
【0016】
（載荷方法）
載荷方法は、免震板１０ａについて、下水平部分７ａ（下基板３０ａ）を完全固定して、上水平部分１ａ（上基板２０ａ）をＹ方向に移動させて免震板１０ａを変形させ、このときの変形および全塑性耐力をそれぞれ「せん断方向変形」および「せん断方向耐力」と定義し、一方、Ｘ方向に移動させて免震板１０ａを変形させ、このときの変形および全塑性耐力をそれぞれ「曲げ方向変形」および「曲げ方向耐力」と定義する。
載荷方法は、免震板１０ａについて、下水平部分７ａ（下基板３０ａ）を完全固定して、上水平部分１ａ（上基板２０ａ）をＹ方向に移動させて免震板１０ａを変形させ、このときの変形および全塑性耐力をそれぞれ「せん断方向変形」および「せん断方向耐力」と定義し、一方、Ｘ方向に移動させて免震板１０ａを変形させ、このときの変形および全塑性耐力をそれぞれ「曲げ方向変形」および「曲げ方向耐力」と定義する。
【0017】
（せん断方向耐力および曲げ方向耐力）
図４は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図４の（ａ）はモデルＡ１（ｂ＝３００ｍｍ）を載荷した際の荷重－変形曲線、図４の（ｂ）はモデルＢ０（ｂ＝３００ｍｍ）を載荷した際の荷重－変形曲線、図４の（ｃ）はモデルＡ１およびモデルＢ０のせん断方向耐力Ｒｓおよび曲げ方向耐力Ｒｍを比較した耐力－幅厚比曲線である。
図４は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明するものであって、図４の（ａ）はモデルＡ１（ｂ＝３００ｍｍ）を載荷した際の荷重－変形曲線、図４の（ｂ）はモデルＢ０（ｂ＝３００ｍｍ）を載荷した際の荷重－変形曲線、図４の（ｃ）はモデルＡ１およびモデルＢ０のせん断方向耐力Ｒｓおよび曲げ方向耐力Ｒｍを比較した耐力－幅厚比曲線である。
【0018】
【表1】
【0019】
表１および図４の（ｃ）において、モデルＡ１およびモデルＢ０について、せん断方向耐力Ｒｓと曲げ方向耐力Ｒｍとを比較している。このとき、本来の板幅３００ｍｍに板幅１００ｍｍおよび板幅５００ｍｍを追加し、図４の（ｃ）における横軸を、板幅ｂの板厚ｔに対する割合（ｂ／ｔ、以下「幅厚比」と称す）にしている。
表１および図４の（ｃ）より、グループＡおよびグループＢ共、せん断方向耐力Ｒｓの方が曲げ方向耐力Ｒｍよりも大きく、せん断方向耐力Ｒｓの曲げ方向耐力Ｒｍに対する割合は、グループＡの方がグループＢよりも大きくなっている。また、板幅が広くなるほど、せん断方向耐力Ｒｓおよび曲げ方向耐力Ｒｍ共増加しているが、曲げ方向耐力Ｒｍについては、グループＡおよびグループＢとも同様に増加しているのに対し、せん断方向耐力Ｒｓは、グループＡの方がグループＢよりも増加傾向が顕著になっている。
表１および図４の（ｃ）より、グループＡおよびグループＢ共、せん断方向耐力Ｒｓの方が曲げ方向耐力Ｒｍよりも大きく、せん断方向耐力Ｒｓの曲げ方向耐力Ｒｍに対する割合は、グループＡの方がグループＢよりも大きくなっている。また、板幅が広くなるほど、せん断方向耐力Ｒｓおよび曲げ方向耐力Ｒｍ共増加しているが、曲げ方向耐力Ｒｍについては、グループＡおよびグループＢとも同様に増加しているのに対し、せん断方向耐力Ｒｓは、グループＡの方がグループＢよりも増加傾向が顕著になっている。
【0020】
（せん断方向および曲げ方向に載荷した際の相当塑性歪分布）
図５は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する相当塑性歪の分布を示すものであって、図５の（ａ）はモデルＡ１をせん断方向に載荷した際の分布図、図５の（ｂ）はモデルＡ１を曲げ方向に載荷した際の分布図、図５の（ｃ）はモデルＢ０をせん断方向に載荷した際の分布図、図５の（ｄ）はモデルＢ０を曲げ方向に載荷した際の分布図である。そして、各地点におけるミーゼスの塑性歪みを「相当塑性歪」と定義し、相当塑性歪が大きな値の地点ほど、濃い色に塗りつぶしている。
図５は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する相当塑性歪の分布を示すものであって、図５の（ａ）はモデルＡ１をせん断方向に載荷した際の分布図、図５の（ｂ）はモデルＡ１を曲げ方向に載荷した際の分布図、図５の（ｃ）はモデルＢ０をせん断方向に載荷した際の分布図、図５の（ｄ）はモデルＢ０を曲げ方向に載荷した際の分布図である。そして、各地点におけるミーゼスの塑性歪みを「相当塑性歪」と定義し、相当塑性歪が大きな値の地点ほど、濃い色に塗りつぶしている。
【0021】
図５の（ａ）において、モデルＡ１をせん断方向（Ｙ方向）に載荷した際の相当塑性歪の分布は、相当塑性歪が広い範囲、すなわち、上傾斜部分２においては幅方向（Ｘ方向）の一方側から他方側に向かって略対角線状に、上円弧部分３においては幅方向の一方側に、鉛直部分４においては一方側から他方側に向かって略対角線状に、下円弧部分５においては幅方向の他方側に、下傾斜部分６においては幅方向の一方側から他方側に向かって略対角線状に生じている（かかる傾向は、板幅５００ｍｍにおいて顕著になるが図示しない）。
一方、モデルＡ１の曲げ方向を示す図５の（ｂ）、モデルＢ０のせん断方向を示す図５の（ｃ）およびモデルＢ０の曲げ方向を示す図５の（ｄ）において、相当塑性歪がＺ軸に近い範囲（上端部１２に近い範囲および下端部１３に近い範囲）に集中し、鉛直部分４および鉛直部分４に対応する円弧部分にはほとんど生じていない。
以上のように、モデルＡ１ではせん断方向の相当塑性歪が鉛直部分４にも分布することから、前記のように高いせん断方向耐力Ｒｓが得られたと考えられる。
一方、モデルＡ１の曲げ方向を示す図５の（ｂ）、モデルＢ０のせん断方向を示す図５の（ｃ）およびモデルＢ０の曲げ方向を示す図５の（ｄ）において、相当塑性歪がＺ軸に近い範囲（上端部１２に近い範囲および下端部１３に近い範囲）に集中し、鉛直部分４および鉛直部分４に対応する円弧部分にはほとんど生じていない。
以上のように、モデルＡ１ではせん断方向の相当塑性歪が鉛直部分４にも分布することから、前記のように高いせん断方向耐力Ｒｓが得られたと考えられる。
【0022】
（傾斜角の効果）
図６は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する傾斜角の効果を示すせん断方向変形した際の相当塑性歪の分布を示す分布図であって、図６の（ａ）はモデルＢ１（θ＝０°）、図６の（ｂ）はモデルＣ１（θ＝７．１°）、図６の（ｃ）はモデルＡ１（θ＝１４．０°）、図６の（ｄ）はモデルＣ２（θ＝２０．６°）である。
図６の（ａ）～（ｄ）において、傾斜角θが小さい程、相当塑性歪が上端部１２および下端部１３に近い範囲に集中して、鉛直部分４に生じない傾向にある。反対に、傾斜角θが大きい程、相当塑性歪が上傾斜部分２および下傾斜部分６の幅方向の両側方に集中しながら広い範囲に分布して、鉛直部分４にも集中する傾向にある。
図６は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する傾斜角の効果を示すせん断方向変形した際の相当塑性歪の分布を示す分布図であって、図６の（ａ）はモデルＢ１（θ＝０°）、図６の（ｂ）はモデルＣ１（θ＝７．１°）、図６の（ｃ）はモデルＡ１（θ＝１４．０°）、図６の（ｄ）はモデルＣ２（θ＝２０．６°）である。
図６の（ａ）～（ｄ）において、傾斜角θが小さい程、相当塑性歪が上端部１２および下端部１３に近い範囲に集中して、鉛直部分４に生じない傾向にある。反対に、傾斜角θが大きい程、相当塑性歪が上傾斜部分２および下傾斜部分６の幅方向の両側方に集中しながら広い範囲に分布して、鉛直部分４にも集中する傾向にある。
【0023】
図７は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する傾斜角の効果を示すものであって、図７の（ａ）はせん断方向変形した際の中央線１１における相当塑性歪の分布を示す分布図、図７の（ｂ）はせん断方向変形した際の荷重－変形曲線、図７の（ｃ）は全塑性耐力－傾斜角の関係を示す関係図、図７の（ｄ）相当塑性歪と傾斜角との関係を示す関係図である。
図７の（ａ）において、中央線１１における相当塑性歪は、傾斜角θが大きくなる程大きくなり、幅方向中央への集中が顕著になっている。
図７の（ｂ）において、傾斜角θが大きくなる程、荷重の値が大きくなっている。
図７の（ｃ）において、全塑性耐力も傾斜角θが大きくなる程、大きくなっている。
なお、中央線１１における相当塑性歪の最大値を「最大中央歪εｃ」とし、上端部１２（下端部１３に同じ）における相当塑性歪の最大値を「最大上下端歪εｅ」とすると、図７の（ｄ）に示すように、最大中央歪εｃおよび最大上下端歪εｅ共、傾斜角θが大きくなる程増加しているが、後者の方が増加の程度が顕著になっている。このことは、中央線１１における相当塑性歪の増加だけでなく、上端部１２および下端部１３に近い範囲における相当塑性歪の増加が、荷重の増加に寄与することを示している。
図７の（ａ）において、中央線１１における相当塑性歪は、傾斜角θが大きくなる程大きくなり、幅方向中央への集中が顕著になっている。
図７の（ｂ）において、傾斜角θが大きくなる程、荷重の値が大きくなっている。
図７の（ｃ）において、全塑性耐力も傾斜角θが大きくなる程、大きくなっている。
なお、中央線１１における相当塑性歪の最大値を「最大中央歪εｃ」とし、上端部１２（下端部１３に同じ）における相当塑性歪の最大値を「最大上下端歪εｅ」とすると、図７の（ｄ）に示すように、最大中央歪εｃおよび最大上下端歪εｅ共、傾斜角θが大きくなる程増加しているが、後者の方が増加の程度が顕著になっている。このことは、中央線１１における相当塑性歪の増加だけでなく、上端部１２および下端部１３に近い範囲における相当塑性歪の増加が、荷重の増加に寄与することを示している。
【0024】
（鉛直部分の長さの効果）
図８は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する鉛直部分の長さの効果を示すせん断方向変形した際の相当塑性歪の分布を示す分布図であって、図８の（ａ）はモデルＡ０（ｆ＝０ｍｍ）、図８の（ｂ）はモデルＡ１（ｆ＝１５０ｍｍ）、図８の（ｃ）はモデルＡ２（ｆ＝２５０ｍｍ）、図８の（ｄ）はモデルＢ０（ｆ＝０ｍｍ）、図８の（ｅ）はモデルＢ１（ｆ＝１５０ｍｍ）、図８の（ｆ）はモデルＢ２（ｆ＝２５０ｍｍ）である。
図８の（ａ）～（ｆ）において、モデルＢ０において、上端部１２および下端部１３に近い範囲に相当塑性歪の顕著な集中が見られ、その他のモデルには上傾斜部分２および下傾斜部分６の幅方向の側縁に相当塑性歪の集中が見られる。また、鉛直部分４については、モデルＡ１およびモデルＡ２に相当塑性歪が生じているが、モデルＡ０、モデルＢ０、モデルＢ１およびモデルＢ２には相当塑性歪が生じていない。
図８は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する鉛直部分の長さの効果を示すせん断方向変形した際の相当塑性歪の分布を示す分布図であって、図８の（ａ）はモデルＡ０（ｆ＝０ｍｍ）、図８の（ｂ）はモデルＡ１（ｆ＝１５０ｍｍ）、図８の（ｃ）はモデルＡ２（ｆ＝２５０ｍｍ）、図８の（ｄ）はモデルＢ０（ｆ＝０ｍｍ）、図８の（ｅ）はモデルＢ１（ｆ＝１５０ｍｍ）、図８の（ｆ）はモデルＢ２（ｆ＝２５０ｍｍ）である。
図８の（ａ）～（ｆ）において、モデルＢ０において、上端部１２および下端部１３に近い範囲に相当塑性歪の顕著な集中が見られ、その他のモデルには上傾斜部分２および下傾斜部分６の幅方向の側縁に相当塑性歪の集中が見られる。また、鉛直部分４については、モデルＡ１およびモデルＡ２に相当塑性歪が生じているが、モデルＡ０、モデルＢ０、モデルＢ１およびモデルＢ２には相当塑性歪が生じていない。
【0025】
図９は本発明の実施の形態１に係る免震用鋼材ダンパーを説明する鉛直部分の長さの効果を示すものであって、図９の（ａ）はせん断方向変形した際の中央線１１における相当塑性歪の分布を示す分布図、図９の（ｂ）はせん断方向変形した際の荷重－変形曲線、図９の（ｃ）は全塑性耐力－傾斜角の関係を示す関係図、図９の（ｄ）相当塑性歪と傾斜角との関係を示す関係図である。
図９の（ａ）および（ｂ）において、モデルＡ０、グループＡとグループＢとの間に大きな相違が認められる。
図９の（ｃ）において、鉛直部分４の長さｆの大小によらず全塑性耐力は略一定の値になっている。
なお、図９の（ｄ）において、図８からも推定されるように、最大中央歪εｃはグループＢでは略０（ゼロ）であり、グループＡでも小さい値である。一方、最大上下端歪εｅはグループＢおよびグループＡ共、大きな値で、鉛直部分４の長さｆが大きくなると減少している。
かかる傾向は、鉛直部分４の長さｆの効果というよりも傾斜角θの効果と解するものと考えられる。
図９の（ａ）および（ｂ）において、モデルＡ０、グループＡとグループＢとの間に大きな相違が認められる。
図９の（ｃ）において、鉛直部分４の長さｆの大小によらず全塑性耐力は略一定の値になっている。
なお、図９の（ｄ）において、図８からも推定されるように、最大中央歪εｃはグループＢでは略０（ゼロ）であり、グループＡでも小さい値である。一方、最大上下端歪εｅはグループＢおよびグループＡ共、大きな値で、鉛直部分４の長さｆが大きくなると減少している。
かかる傾向は、鉛直部分４の長さｆの効果というよりも傾斜角θの効果と解するものと考えられる。
【0026】
（作用効果）
以上の解析から明らかになったように、免震用鋼材ダンパー１００を構成する免震板１０は、上水平部分１および下水平部分７から離れる程互いに近接する上傾斜部分２および下傾斜部分６を具備する（傾斜角θを具備する）から、せん断方向変形によるエネルギの吸収量が多い。また、免震板１０は曲げ加工された鋼板であるから、製造コストを抑えることができる。さらに、免震板１０は十字状に設置されているから、何れの方向に地震力が作用しても、せん断方向変形と曲げ方向変形との両方によってエネルギを吸収することができる。
以上の解析から明らかになったように、免震用鋼材ダンパー１００を構成する免震板１０は、上水平部分１および下水平部分７から離れる程互いに近接する上傾斜部分２および下傾斜部分６を具備する（傾斜角θを具備する）から、せん断方向変形によるエネルギの吸収量が多い。また、免震板１０は曲げ加工された鋼板であるから、製造コストを抑えることができる。さらに、免震板１０は十字状に設置されているから、何れの方向に地震力が作用しても、せん断方向変形と曲げ方向変形との両方によってエネルギを吸収することができる。
【0027】
（その他の変形例）
図１０（ａ）乃至（ｄ）に示す免震用鋼材ダンパー１０１乃至１０４のごとく、免震板の幅が、端部に向かって減少し、隣接する免震板との重なり幅ｂ１と板幅ｂの間に、 ｂ１＜ｂの関係をもたせることもできる。免震板の上水平部分および下水平部分の端部において、板幅を減少させたものである。
斯かる変形例では、隣り合う免震板の水平部分の重なり範囲が小さくなり、繰り返し荷重に対して、水平部分の初期の面外変形の影響が減少するとともに、亀裂の発生を防止でき、安定したエネルギー吸収能を発揮することができる。
図１１（ａ）上段に示す免震用鋼材ダンパー１０５は、一対の免震板１０ｅと、隣接する他の一対の免震板１０ｆとの重なり部分が平面視略矩形をなし、この重なり部分の隅部に位置する免振板同士は互いに縁が切れている。すなわち、免震板１０ｅ，１０ｆ同士はボルト固定されていない。ボルト孔も穿孔されていない。図１１（ｂ）に示す免震用鋼材ダンパー１０６は、免震板１０ｇ，１０ｈ同士はボルト固定されている。図１１中段に各ヒステリシスループを、下段に実験結果写真を示す。
重なり部分がボルト固定されていない免震用鋼材ダンパー１０５では、図１１（ａ）中段に示すように正負交番の繰り返し変位ｄに対して、安定した紡錘状の曲線を描き、エネルギー吸収能が高くなっている。また、１サイクル目のピーク荷重に比べて２サイクル目以降のピーク荷重が低下している。これは重なり部の面外変形の影響によるものである。これに対し、重なり部分がボルト固定された免震用鋼材ダンパー１０６では、図１１（ｂ）中段に示すように正負交番の繰り返し変位ｄに対して、初期の荷重は、ボルト固定されていない場合より大きいが、その後、急速に荷重が低下し、不安定な曲線を描き、少ない繰り返し回数で耐力低下する。
重なり部分がボルト固定されていない免震用鋼材ダンパー１０５では、図１１（ａ）下段に示すように、上水平部分の側部の拘束がなく、折れ曲がった形で変形している。 これに対し、重なり部分がボルト固定された免震用鋼材ダンパー１０６では、図１１（ｂ）中段に示すように上水平部分の側部の端部が拘束されているため、亀裂が生じ、耐力低下の要因になっている。 このように重なり範囲の拘束を減少させることが安定したエネルギー吸収能を発揮する上で有効である。
図１２及び図１３に示す免震用鋼材ダンパー１０７は、一対の免震板１０ｉ，１０ｊと、隣接する他の一対の免震板１０k，１０ｌとの重なり部分が平面視略矩形をなし、免振板１０ｉ，１０ｊの一方は、前記重なり部分の隅部近傍が、他方の前記免震板から離間するように折り曲げられている。 斯かる免震用鋼材ダンパー１０７によれば載荷途中で重なり部の拘束によって生じる、面外変形を縮小し、亀裂の進展を防止することにより、耐久性を向上することができる。
図１４（ｂ）上段に示す免震用鋼材ダンパー１０８は側面部の幅が他の部分に比べて小さくなっている。同中段に示す免震用鋼材ダンパー１０９は側面に孔が設けられている。その結果、図１４（ａ）に示す免震用鋼材ダンパー１１０に比べて引張変形モードは保持しつつ、せん断変形モードの荷重を減少することができる。また、基礎と建物の間に免震ゴム装置と併用して使用する場合に、変位量が極めて大きくなった場合の変位制御の役割として用いる。変位量が少ない場合には、荷重増加の影響が少なく、免震ゴムによる免震効果を発揮させ、超大地震時の変形量が極めて大きくなるのを防止することができる。
図１５（ｂ）上段に示す免震用鋼材ダンパー１１１は側面部の幅が他の部分に比べて大きくなっている。同中段に示す免震用鋼材ダンパー１１２は側面の一部が増厚されている。その結果、図１４（ａ）に示す免震用鋼材ダンパー１１０に比べて引張変形モードは保持しつつ、せん断変形モードの荷重を増大することができる。また、せん断変形モードによるエネルギー吸収量を増大させることができる。 以上、本発明を実施の形態１をもとに説明した。この実施の形態１は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
図１０（ａ）乃至（ｄ）に示す免震用鋼材ダンパー１０１乃至１０４のごとく、免震板の幅が、端部に向かって減少し、隣接する免震板との重なり幅ｂ１と板幅ｂの間に、 ｂ１＜ｂの関係をもたせることもできる。免震板の上水平部分および下水平部分の端部において、板幅を減少させたものである。
斯かる変形例では、隣り合う免震板の水平部分の重なり範囲が小さくなり、繰り返し荷重に対して、水平部分の初期の面外変形の影響が減少するとともに、亀裂の発生を防止でき、安定したエネルギー吸収能を発揮することができる。
図１１（ａ）上段に示す免震用鋼材ダンパー１０５は、一対の免震板１０ｅと、隣接する他の一対の免震板１０ｆとの重なり部分が平面視略矩形をなし、この重なり部分の隅部に位置する免振板同士は互いに縁が切れている。すなわち、免震板１０ｅ，１０ｆ同士はボルト固定されていない。ボルト孔も穿孔されていない。図１１（ｂ）に示す免震用鋼材ダンパー１０６は、免震板１０ｇ，１０ｈ同士はボルト固定されている。図１１中段に各ヒステリシスループを、下段に実験結果写真を示す。
重なり部分がボルト固定されていない免震用鋼材ダンパー１０５では、図１１（ａ）中段に示すように正負交番の繰り返し変位ｄに対して、安定した紡錘状の曲線を描き、エネルギー吸収能が高くなっている。また、１サイクル目のピーク荷重に比べて２サイクル目以降のピーク荷重が低下している。これは重なり部の面外変形の影響によるものである。これに対し、重なり部分がボルト固定された免震用鋼材ダンパー１０６では、図１１（ｂ）中段に示すように正負交番の繰り返し変位ｄに対して、初期の荷重は、ボルト固定されていない場合より大きいが、その後、急速に荷重が低下し、不安定な曲線を描き、少ない繰り返し回数で耐力低下する。
重なり部分がボルト固定されていない免震用鋼材ダンパー１０５では、図１１（ａ）下段に示すように、上水平部分の側部の拘束がなく、折れ曲がった形で変形している。 これに対し、重なり部分がボルト固定された免震用鋼材ダンパー１０６では、図１１（ｂ）中段に示すように上水平部分の側部の端部が拘束されているため、亀裂が生じ、耐力低下の要因になっている。 このように重なり範囲の拘束を減少させることが安定したエネルギー吸収能を発揮する上で有効である。
図１２及び図１３に示す免震用鋼材ダンパー１０７は、一対の免震板１０ｉ，１０ｊと、隣接する他の一対の免震板１０k，１０ｌとの重なり部分が平面視略矩形をなし、免振板１０ｉ，１０ｊの一方は、前記重なり部分の隅部近傍が、他方の前記免震板から離間するように折り曲げられている。 斯かる免震用鋼材ダンパー１０７によれば載荷途中で重なり部の拘束によって生じる、面外変形を縮小し、亀裂の進展を防止することにより、耐久性を向上することができる。
図１４（ｂ）上段に示す免震用鋼材ダンパー１０８は側面部の幅が他の部分に比べて小さくなっている。同中段に示す免震用鋼材ダンパー１０９は側面に孔が設けられている。その結果、図１４（ａ）に示す免震用鋼材ダンパー１１０に比べて引張変形モードは保持しつつ、せん断変形モードの荷重を減少することができる。また、基礎と建物の間に免震ゴム装置と併用して使用する場合に、変位量が極めて大きくなった場合の変位制御の役割として用いる。変位量が少ない場合には、荷重増加の影響が少なく、免震ゴムによる免震効果を発揮させ、超大地震時の変形量が極めて大きくなるのを防止することができる。
図１５（ｂ）上段に示す免震用鋼材ダンパー１１１は側面部の幅が他の部分に比べて大きくなっている。同中段に示す免震用鋼材ダンパー１１２は側面の一部が増厚されている。その結果、図１４（ａ）に示す免震用鋼材ダンパー１１０に比べて引張変形モードは保持しつつ、せん断変形モードの荷重を増大することができる。また、せん断変形モードによるエネルギー吸収量を増大させることができる。 以上、本発明を実施の形態１をもとに説明した。この実施の形態１は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【0028】
本発明は以上であるから、各種形態の建築構造物または土木構造物の耐震性を高めるための免震用鋼材ダンパーとして広く利用することができる。
【符号の説明】
【0029】
１：上水平部分
２：上傾斜部分
３：上円弧部分
４：鉛直部分
５：下円弧部分
６：下傾斜部分
７：下水平部分
８：大円弧部分
１０：免震板
１１：中央線
１２：上端部
１３：下端部
２０：上基板
２１：中心軸
３０：下基板
３１：中心軸
９０：高力ボルト
１００：免震用鋼材ダンパー
Ｋ ：初期剛性
Ｒｍ：曲げ方向耐力
Ｒｓ：せん断方向耐力
εｃ：最大中央歪
εｅ：最大上下端歪
θ ：傾斜角
ｂ ：板幅
ｆ ：鉛直部分の長さ
ｔ ：板厚
２：上傾斜部分
３：上円弧部分
４：鉛直部分
５：下円弧部分
６：下傾斜部分
７：下水平部分
８：大円弧部分
１０：免震板
１１：中央線
１２：上端部
１３：下端部
２０：上基板
２１：中心軸
３０：下基板
３１：中心軸
９０：高力ボルト
１００：免震用鋼材ダンパー
Ｋ ：初期剛性
Ｒｍ：曲げ方向耐力
Ｒｓ：せん断方向耐力
εｃ：最大中央歪
εｅ：最大上下端歪
θ ：傾斜角
ｂ ：板幅
ｆ ：鉛直部分の長さ
ｔ ：板厚
【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】