專利名稱：抗震裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)之間，使地震時(shí)的上部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)衰減，吸收地震能量的塑性滯后型的抗震裝置。
背景技術(shù)：
在過去，作為設(shè)置于建筑結(jié)構(gòu)物和支承該結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)這樣的上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)之間的塑性滯后型的抗震裝置，人們通過改變部件的形狀而提出有各種類型。
例如，在JP特公平2-62671號(hào)文獻(xiàn)(專利文獻(xiàn)1)中，公開了將抗震裝置成形為呈直桿型，并將各端部固定于上下部結(jié)構(gòu)上的裝置。另外，在JP特公平2-59262號(hào)文獻(xiàn)(專利文獻(xiàn)2)中，公開了將抗震裝置成形為環(huán)狀的裝置。
例如，在JP特開平2-194233號(hào)文獻(xiàn)(專利文獻(xiàn)3)中，公開了將抗震裝置成形為基本呈U形，并將支撐用板狀的輔助部件突設(shè)于阻尼器的兩側(cè)的裝置。
由于地震時(shí)的結(jié)構(gòu)物的搖晃，沿水平方向，在360度全部方向發(fā)生變形，抗震裝置也伴隨其在360度全部方向變形。但是，在JP特開平2-194233號(hào)文獻(xiàn)中，通過使基本呈U形的阻尼器呈履帶狀，僅僅沿一個(gè)方向變形，實(shí)現(xiàn)能量吸收，可通過突設(shè)于兩側(cè)的止振斜撐，抑制其它方向，例如，與履帶形狀相垂直的方向的變形，僅僅將變形方向限定在一個(gè)方向，沒有對(duì)其它方向的擔(dān)心。
另外，同樣在JP特開昭60-223576號(hào)文獻(xiàn)(專利文獻(xiàn)4)中，描述了U形的抗震裝置，但是，該文獻(xiàn)沒有針對(duì)沿地震的任何方向發(fā)生水平變形的場(chǎng)合的抗震裝置的性能的方向性的描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的課題在于下述的9點(diǎn)。
(1)在抗震裝置的形狀為直桿形時(shí)，因地震時(shí)的水平變形，在如圖1那樣，端部的固定為兩端固定，以及一端銷固定，另一端固定的場(chǎng)合，變形集中于部件的端部。于是，在變形集中于部件的某一部分的場(chǎng)合，由于從水平變形較小的時(shí)刻起，變形集中而累積，故部件屈服，產(chǎn)生塑性的速度加快，部件的滯后特性的彈性范圍變窄。由于即使在塑性化后，伴隨水平變形的增加，變形也集中而累積，變形增加，故在水平變形較小的期間，發(fā)生斷裂。而且，在因非預(yù)想的大地震導(dǎo)致大變形時(shí)，部件不能隨動(dòng)變形，不能吸收地震能而斷裂。另外，如果變形集中于部件中的一部分，部件內(nèi)的發(fā)生塑性的范圍變窄，則吸收地震的能量的部分也變小，整個(gè)部件的能量吸收量減少。
(2)在抗震裝置的形狀為直桿形的場(chǎng)合，如圖2那樣，因地震時(shí)的水平變形，端部之間的距離加長，伴隨該情況，部件受拉而伸長。于是，由于伴隨水平變形量的增加，部件的伸長造成的變形，拉伸應(yīng)力增加，并且還作用有彎曲變形造成的彎曲應(yīng)力，變形，故從總體上，在部件中產(chǎn)生的變形，應(yīng)力增加。
(3)在抗震裝置的形狀為直桿形的場(chǎng)合，由于部件的滯后特性的彈性范圍較窄，故由于與地震相比較，發(fā)生頻率較高的風(fēng)造成的水平變形的作用，部件發(fā)生屈服，吸收風(fēng)的振動(dòng)造成的能量，由此，作為部件的目的的，可吸收地震能量的量減少。另外，由于還吸收風(fēng)能，故到達(dá)部件所具有的總吸收能量的量的期間較早，檢查，更換部件的頻率變高，維持費(fèi)用增加。
(4)在抗震裝置的形狀為直桿形的場(chǎng)合，為了對(duì)地震時(shí)的水平變形造成的部件的伸長，拉伸應(yīng)力進(jìn)行補(bǔ)償，避免因微小變形，部件就發(fā)生屈服，抗震裝置的端部采用機(jī)械式的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。于是，構(gòu)成抗震裝置的部件增加，制造也花費(fèi)較多工夫，其結(jié)果是，制造成本也增加。
(5)環(huán)形的抗震裝置由于為三維的復(fù)雜形狀，故為了成形而進(jìn)行的熱沖壓、熱鍛等的制造花費(fèi)工夫，制造成本增加。
(6)環(huán)形的抗震裝置，由于從平面看，以較大的面積設(shè)置，故抗震裝置的占有面積較大。
(7)在打算將隔離器和抗震裝置分別并列地設(shè)置的場(chǎng)合，由于抗震裝置和隔離器占有的面積較大，故具有從結(jié)構(gòu)物的平面設(shè)計(jì)來說，難于設(shè)置的情況。
(8)在打算將隔離器和抗震裝置分別并列地設(shè)置的場(chǎng)合，由于分別在抗震裝置和隔離器中，必須要求用于安裝于上下部結(jié)構(gòu)上的安裝部分，施工，故施工費(fèi)用較高。
(9)在抗震裝置呈U形的場(chǎng)合，如果針對(duì)地震時(shí)的任意方向的水平變形，不考慮抗震裝置的變形方向，則產(chǎn)生以各變形方向?qū)е碌目拐鹧b置的抵抗力，剛度等的性能的方向性。例如，圖26表示在不考慮部件的方向性時(shí)，部件截面為等截面的場(chǎng)合。具有下述問題，即，在面內(nèi)0度方向的屈服剪切力與面外90度方向的屈服剪切力中，面外90度方向的屈服剪切力比面內(nèi)0度方向的屈服剪切力低50％，根據(jù)地震時(shí)的變形方向，抗震裝置的性能發(fā)生變化。
本發(fā)明的目的在于提供解決上述(1)～(6)，(9)的問題的抗震裝置和解決包括上述(7)，(8)的上述(1)～(9)的問題的抗震裝置。
本發(fā)明的第1特征方案為一種塑性滯后型的抗震裝置，該抗震裝置具有金屬板與彈性體交替地疊置而形成的隔離器，與衰減機(jī)構(gòu)，在該衰減機(jī)構(gòu)中，由彈塑性材料形成的，多個(gè)寬度大于板厚的彎曲狀部件的兩端部分別固定于上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)，并且上述彎曲狀部件中的除了兩端部以外的中間部分按照與上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)離開的方式設(shè)置。
本發(fā)明的第2特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明的抗震裝置中，彎曲狀部件中的頂部板和底部板以及連接這些部件的彎曲連接板呈相對(duì)這些部件的寬度方向的中心軸線，保持對(duì)稱的形狀，并且彎曲狀部件呈相對(duì)彎曲連接板中間的橫向中心軸線，保持上下對(duì)稱的形狀。
本發(fā)明的第3特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明或第2項(xiàng)發(fā)明的抗震裝置，中，彎曲狀部件的寬度是變化的。
本發(fā)明的第4特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明～第3項(xiàng)發(fā)明中的任何一項(xiàng)發(fā)明的抗震裝置中，彎曲狀部件中的前端部寬度W1與端部寬度W2和板厚T之間的尺寸關(guān)系為W2＞W(wǎng)1＞T。
本發(fā)明的第5特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明～第3項(xiàng)發(fā)明中的任何一項(xiàng)發(fā)明的抗震裝置中，在按照相同的形狀，使全部的彎曲狀部件的外部形狀變化的場(chǎng)合，按照以相似原理，形成相似形狀的方式，設(shè)定各彎曲狀部件的外部形狀。
本發(fā)明的第6特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明～第5項(xiàng)發(fā)明中的任何一項(xiàng)發(fā)明的抗震裝置中，由至少1個(gè)或以上的彎曲狀部件成組地形成的彎曲狀部件組件平面地，以等角間距設(shè)置。
本發(fā)明的第7特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明～第6項(xiàng)發(fā)明中的任何一項(xiàng)發(fā)明的的抗震裝置中，彎曲狀部件滿足以下的條件。
另外，圖27表示彎曲狀部件的各部分名稱。
(1)彎曲狀部件的端部寬度W2相對(duì)彎曲部前端寬度W1，按照1.0＜W2/W1＜2.0的方式形成。
(2)彎曲狀部件的直線部長度L(除了接合部)為在10cm～70cm的范圍內(nèi)的長度。
(3)彎曲狀部件的彎曲部R按照相對(duì)板厚T，滿足2.5＜R/T的方式形成。
換言之，本發(fā)明的第7特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明～第6項(xiàng)發(fā)明中的任何一項(xiàng)發(fā)明的塑性滯后型的抗震裝置中，該抗震裝置具有下述彎曲狀部件，其中，彎曲狀部件的端部寬度相對(duì)前端寬度的比在大于1，小于2的范圍內(nèi)，彎曲狀部件的直線部長度在10cm～70cm的范圍內(nèi)，彎曲狀部件中的彎曲部長度相對(duì)該部件的板厚的比大于2.5。
本發(fā)明的第8特征方案為，在第1項(xiàng)發(fā)明～第7項(xiàng)發(fā)明中的任何一項(xiàng)發(fā)明的塑性滯后型的抗震裝置中，在設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)之間的隔離器的外周部，按照固定于與隔離器和上部結(jié)構(gòu)，底部結(jié)構(gòu)連接的連接板上的方式設(shè)置由彈塑性材料形成的多個(gè)彎曲狀部件的兩端部。
本發(fā)明具有下述的8點(diǎn)作用。
(1)由于由彈塑性材料形成彎曲狀的部件，故在塑性變形時(shí)，變形達(dá)到最大的點(diǎn)伴隨水平變形量的變化而在部件內(nèi)移動(dòng)，部件的變形不在局部集中而分散開。由此，部件的塑性化范圍在部件軸向的整個(gè)區(qū)域延伸，這樣，可有效地使用整個(gè)部件，吸收地震能量。
圖3A表示小地震時(shí)的彎曲狀部件7的變形分布，圖3B表示中等地震的變形分布，圖3C表示大地震的變形分布。在發(fā)生彎曲狀部件的彎曲部的變形的部分中，在中等地震的場(chǎng)合，地震力的變形δ1的1/2沿部件7的部件軸向移動(dòng)。在大地震的場(chǎng)合，僅僅按照發(fā)生變形δ2的1/2的變形量，發(fā)生變形的部分移動(dòng)。象這樣，對(duì)應(yīng)地震時(shí)的水平變形量，使發(fā)生變形的部分在部件的整個(gè)區(qū)域移動(dòng)，使整個(gè)部件發(fā)生塑性變形，由此，部件將有效地吸收地震能量。
(2)在產(chǎn)生地震時(shí)的水平變形的場(chǎng)合，由于如圖5那樣，部件彎曲地形成，故彎曲部可通過不沿部件軸向伸長而呈直線狀變形的方式補(bǔ)償。彎曲部呈直線狀變形的部分經(jīng)常移動(dòng)，由此，具有使在部件中產(chǎn)生的變形減小到彎曲部的曲率程度的變形的效果。
(3)形成彎曲狀部件的彈塑性材料多數(shù)采用鋼材。同樣在本發(fā)明中，在形成彎曲狀部件的彈塑性材料為鋼材的場(chǎng)合，由于彎曲狀部件的形狀并不是象環(huán)狀等那樣的三維的復(fù)雜的形狀，故不必對(duì)彎曲狀部件進(jìn)行熱沖壓，或熱鍛加工，可通過冷沖壓方式，高精度地加工彎曲部，制造彎曲狀部件。由此，彎曲狀部件的制造步驟變?nèi)菀祝圃靻蝺r(jià)可降低。
(4)在抗震裝置與隔離器形成一體的場(chǎng)合，可使抗震裝置與隔離器的相應(yīng)部件所占有的面積減小。另外，由于形成一體，用于安裝于分別對(duì)于抗震裝置與隔離器所必需的上下部結(jié)構(gòu)的安裝部分或施工減少，故可使施工費(fèi)用降低。
(5)在地震時(shí)，彎曲狀部件沿任意方向發(fā)生水平變形。在本發(fā)明中，即使相對(duì)所謂的水平方向的變形，彎曲狀部件的力學(xué)性能仍不改變，可減小方向性。
在如圖26，圖27所示的那樣，彎曲部寬度一定(W1＝W2)的場(chǎng)合，因面內(nèi)0度方向與面外90度方向的變形，面外90度方向的屈服剪切力還降低50％。
其原因在于如果變形方向與面內(nèi)方向不一致(變形方向角度大于0度)，則彎曲部前端和直線部變?yōu)榕まD(zhuǎn)的變形，無法獲得面內(nèi)0度方向的彎曲剛度與平衡。
于是，為了使從面內(nèi)0度方向，到面外90度方向的水平全部方向的剛度或屈服剪切力為相同的性能，可通過使彎曲狀部件的寬度變化，減小方向性來實(shí)現(xiàn)。
此外，特別是為了增加彎曲狀部件的扭轉(zhuǎn)剛度，通過使彎曲狀部件的端部寬度W2大于彎曲部前端寬度W1，可防止抵抗力，剛度的降低，可進(jìn)一步減小變形方向的方向性。
圖28表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在上述的W1∶W2的比為1∶1.34的場(chǎng)合，屈服剪切力在面內(nèi)0度方向，為29kN(相當(dāng)于3.0tonf)，與此相對(duì)，在面外90度方向，為27kN(相當(dāng)于約2.8tonf)，僅僅降低7％，未產(chǎn)生過大的方向性的差異。同樣，1次剛度也位于19kN～12kN(相當(dāng)于約2.0tonf/cm～1.2tonf/cm)的范圍內(nèi)，為基本相同的性能。
象這樣，通過使端部寬度W2與彎曲狀前端部W1的比大于1，可以使之不產(chǎn)生方向性。
在上述比值超過2的場(chǎng)合，由于對(duì)于彎曲狀部件的前端部，部件較細(xì)，較軟弱，故變形集中，相對(duì)地震時(shí)的面內(nèi)方向的變形，不象圖29A那樣變形，而是如圖29B那樣，變形集中于前端部，部件的變形劇烈，產(chǎn)生疲勞特性方面的問題。
另外，當(dāng)形成彎曲狀部件時(shí)，彎曲狀部件的材料的合格率變差，經(jīng)濟(jì)性較差。
(6)可通過選擇彎曲狀部件的端部寬度W2與彎曲部前端寬度W1的比例，使彎曲狀部件相對(duì)于在地震時(shí)受到的沿任意方向的水平變形，變形不集中于彎曲狀部件中的經(jīng)常是特定的部分，使變形在部件的內(nèi)部分散，有效地利用整個(gè)彎曲狀部件，吸收地震能量。
圖30表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。斷裂位置根據(jù)加力的作用方向而變化，在面內(nèi)0度方向，斷裂位置還根據(jù)振幅而變化。該情況表明相對(duì)地震時(shí)的變形，通過整個(gè)部件有效地吸收能量。
(7)為了實(shí)現(xiàn)地震時(shí)的彎曲狀部件的變形伴隨彎曲狀部件的彎曲變形與扭轉(zhuǎn)變形而變化，不作用沿部件軸向的過大的拉伸應(yīng)力，彎曲狀部件的整個(gè)長度必須為相對(duì)地震時(shí)的變形量，足夠長的長度。彎曲狀部件的直線部的長度必須要確保用于可伴隨地震時(shí)的變形而變化的彎曲狀部件的長度。
另外，在使變形分散于彎曲狀部件的整體中，吸收能量的場(chǎng)合，直線部的長度為發(fā)生塑性變形，吸收能量的長度。通過根據(jù)地震時(shí)的變形量，將彎曲狀部件的直線部作成適合的長度，可沒有浪費(fèi)地，有效地吸收能量。
圖31表示作為到目前已有的抗震裝置的地震時(shí)的最大變形(等級(jí)2在建筑物的耐用年限中，也許遭遇一次這種程度的地震運(yùn)動(dòng))的調(diào)查結(jié)果的，在日本建筑物中心發(fā)行的“建筑物通訊”1998年1月期～1998年5月期中所刊登的，抗震建筑物的日本建筑物中心評(píng)定最終程度。
其結(jié)果是，多數(shù)情況是在10～50cm的范圍內(nèi)，抗震建筑物的變形量逐年增加，由此，可通過確保彎曲狀部件中的直線部長度在10～70cm的范圍內(nèi)，充分地應(yīng)對(duì)地震時(shí)的變形。
圖32表示彎曲狀部件中的直線部長度L＝150mm(場(chǎng)合1)與L＝300mm(場(chǎng)合2)的情況下的疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于同一振幅，在L＝150mm(場(chǎng)合1)的情況下，其斷裂次數(shù)少于L＝300mm(場(chǎng)合2)。該情況表明通過延長彎曲狀部件的長度，即使在變形增加的情況下，能夠伴隨變化的長度是富裕的，疲勞特性也提高。
例如，作為彎曲狀部件所要求的性能，如果20次斷裂的振幅可為20cm，則直線部長度L＝150mm(場(chǎng)合1)。如果20次斷裂的振幅必須達(dá)到30cm，則直線部長度L＝300mm(場(chǎng)合2)。象這樣，可根據(jù)所要求的性能，沒有浪費(fèi)地，有效地形成彎曲狀部件。
(8)由于板越厚，地震時(shí)的部件的變形造成的應(yīng)變?cè)酱?，特別是就面內(nèi)0度方向來說，彎曲部直線地變形，故如果彎曲部R與板厚T的比值，即彎曲部的曲率較大，則疲勞特性變差。于是，通過確定彎曲部R與板厚T的比例，可防止彎曲狀部件的疲勞特性的降低。
例如，在0度方向的振幅為±20cm的反復(fù)加力實(shí)驗(yàn)中，R/T＝3.13時(shí)的斷裂次數(shù)為6次，R/T＝4.14時(shí)的斷裂次數(shù)為18次。在R/T的變化量僅僅為1.0的場(chǎng)合，對(duì)彎曲狀部件的疲勞特性造成較大影響，斷裂次數(shù)增加3倍。
另外，如果彎曲部R與板厚T的比例R/T小于2.5，則彎曲部的曲率大于1/4，在面內(nèi)方向的變形的場(chǎng)合，彎曲部呈直線狀，板厚方向的表面的變形發(fā)生25％的變形。例如，在彎曲狀部件為鋼材的場(chǎng)合，在彎曲狀部件在地震時(shí)，發(fā)生最大為25％的變形的情況下，根據(jù)圖27所示的鋼材的疲勞特性判斷，通過1次的地震，便發(fā)生斷裂。于是，彎曲部R與板厚T的比例R/T必須大于2.5。


圖1為在構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的部件為直桿型的場(chǎng)合，因地震時(shí)的水平變形，在部件中產(chǎn)生的彎矩圖和變形圖；圖2為在構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的部件為直桿型的場(chǎng)合，因地震時(shí)的水平變形，在部件中產(chǎn)生的部件縱向的伸長變形圖；圖3A～3C為在構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的部件為彎曲狀的場(chǎng)合，因地震時(shí)的水平變形，在部件中產(chǎn)生的彎矩圖的一個(gè)實(shí)例；圖4為構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的彎曲狀部件形狀的一個(gè)實(shí)例的圖；圖5為在構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的部件為彎曲狀的場(chǎng)合，因地震時(shí)的水平變形，在部件中產(chǎn)生的部件縱向的伸長變形圖；圖6為表示設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)之間的衰減機(jī)構(gòu)與隔離器的圖；圖7為將構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的彎曲狀部件組合的圖；圖8為將構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)的彎曲狀部件組合的圖；圖9為表示彎曲狀部件的圖；圖10為將上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)與彎曲狀部件連接的連接板的安裝圖；圖11為彎曲狀部件與連接板的安裝圖；圖12A為另一形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的縱向剖開的正視圖；圖12B為圖12A的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖13A為在4邊形的連接板上，呈放射狀設(shè)置彎曲狀部件的形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；
圖13B為在5邊形的連接板上，呈放射狀設(shè)置彎曲狀部件的形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖14A為在6邊形的連接板上，呈放射狀設(shè)置彎曲狀部件的形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖14B為在7邊形的連接板上，呈放射狀設(shè)置彎曲狀部件的形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖15為在8邊形的連接板上，呈放射狀設(shè)置彎曲狀部件的形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖16A為表示平行地設(shè)置2個(gè)或以上的彎曲狀部件，構(gòu)成1組彎曲狀部件組件，按照等角間距，設(shè)置多組彎曲狀部件組件的形式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖16B為表示按照彎曲狀部件不相對(duì)上部結(jié)構(gòu)，或底部結(jié)構(gòu)物突出的方式的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的平面圖；圖17A為優(yōu)選的彎曲狀部件的透視圖；圖17B為圖17A的彎曲狀部件的平面圖；圖17C為圖17A的彎曲狀部件的正視圖；圖18為表示設(shè)置于隔離器的外周的衰減機(jī)構(gòu)的彎曲狀部件的圖；圖19為隔離器中的與上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)的連接板，以及彎曲狀部件的安裝圖；圖20為表示安裝于隔離器的連接板上的彎曲狀部件的圖；圖21為設(shè)置于隔離器的連接板上的彎曲狀部件的組合圖；圖22為設(shè)置于隔離器的連接板上的彎曲狀部件的組合圖；圖23為設(shè)置于隔離器的連接板上的彎曲狀部件的組合圖；圖24為針對(duì)中間層抗震，在柱的途中成一體設(shè)置的隔離器與衰減機(jī)構(gòu)的圖；圖25為針對(duì)中間層抗震，在柱的途中成一體設(shè)置的隔離器與衰減機(jī)構(gòu)的圖；圖26A為彎曲狀部件的平面圖；圖26B為彎曲狀部件的正視圖；
圖26C為彎曲狀部件的后方透視圖；圖26D為表示圖26A～26C的彎曲狀部件變形時(shí)的恢復(fù)特性的圖；圖26E為表示圖26A～26C的彎曲狀部件變形時(shí)的恢復(fù)特性的圖；圖27A為按照對(duì)彎曲狀部件中的各部分標(biāo)注名稱的方式表示的側(cè)視圖；圖27B為按照對(duì)彎曲狀部件中的各部分標(biāo)注名稱的方式表示的正視圖；圖28A為表示用于恢復(fù)特性、加作用方向與屈服剪切力和剛度的實(shí)驗(yàn)中的彎曲狀部件的圖；圖28B為表示用于恢復(fù)特性、加作用方向與屈服剪切力和剛度的實(shí)驗(yàn)中的彎曲狀部件的圖；圖28C為表示采用圖28A，圖28B的彎曲狀部件而進(jìn)行的恢復(fù)特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖28D為表示采用圖28A，圖28B的彎曲狀部件而進(jìn)行的恢復(fù)特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖28E為表示采用圖28A，圖28B的彎曲狀部件而進(jìn)行的恢復(fù)特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖28F為表示采用圖28A，圖28B的彎曲狀部件而進(jìn)行的力作用方向與屈服剪切力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖28G為表示采用圖28A，圖28B的彎曲狀部件而進(jìn)行的剛度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖29A為表示對(duì)疲勞特性造成影響的彎曲狀部件的變形的各種狀態(tài)的說明圖；圖29B為表示對(duì)疲勞特性造成影響的彎曲狀部件的變形的各種狀態(tài)的說明圖；圖30A為表示用于力作用方向和振幅與斷裂位置的實(shí)驗(yàn)的彎曲狀部件的圖；圖30B為表示用于力作用方向和振幅與斷裂位置的實(shí)驗(yàn)的彎曲狀部件的圖；
圖30C為表示彎曲狀部件中的斷裂位置的圖；圖30D為表示采用圖30A，圖30B的彎曲狀部件而進(jìn)行的變形方向和斷裂位置的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖31為表示抗震建筑物的地震時(shí)的最大相對(duì)變形的調(diào)查結(jié)果的圖；圖32A為表示用于彎曲狀部件的直線變形與疲勞特性的實(shí)驗(yàn)的彎曲狀部件的圖；圖32B為表示用于彎曲狀部件的直線變形與疲勞特性的實(shí)驗(yàn)的另一彎曲狀部件的圖；圖32C為表示采用圖32A，圖32B的彎曲狀部件而進(jìn)行的彎曲狀部件的直線變形與疲勞特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；圖33為表示圖32的疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變形振動(dòng)與斷裂次數(shù)之間的關(guān)系的圖；圖34A為表示拆下按照將本發(fā)明的變形形式的抗震裝置的前面?zhèn)鹊膹澢鸂畈考恼晥D；圖34B為圖34A的抗震裝置的平面圖；圖35A為表示采用基本為5邊形的連接板，呈平面放射狀設(shè)置彎曲狀部件的抗震裝置的變形形式的平面圖；圖35B為表示采用基本為6邊形的連接板，呈平面放射狀設(shè)置彎曲狀部件的抗震裝置的變形形式的平面圖；圖36A為表示采用基本為7邊形的連接板，呈平面放射狀設(shè)置彎曲狀部件的抗震裝置的變形形式的平面圖；圖36B為表示采用基本為8邊形的連接板，呈平面放射狀設(shè)置彎曲狀部件的抗震裝置的變形形式的平面圖；圖37為表示本發(fā)明的抗震裝置的變形形式的圖，其為表示平行地設(shè)置2個(gè)或以上的彎曲狀部件，構(gòu)成1組的彎曲狀部件組件，以等角間距設(shè)置多組的彎曲狀部件組件的形式的平面圖；圖38A為用于逐漸增加力試驗(yàn)的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的疲勞特性實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)體的簡要平面圖；圖38B為表示圖38A中的A方向的逐漸增加力試驗(yàn)的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的疲勞特性的滯后曲線；圖38C為表示圖38A中的B方向的逐漸增加力試驗(yàn)的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的疲勞特性的滯后曲線；圖39為表示彎曲狀部件7的反復(fù)振幅與斷裂次數(shù)的疲勞曲線的曲線圖；圖40A為表示用于逐漸增加力試驗(yàn)的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的疲勞特性試驗(yàn)的試驗(yàn)體的簡要平面圖；圖40B為表示圖40A中的A方向的逐漸增加力試驗(yàn)的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的疲勞特性的滯后曲線；圖40C為表示圖40A中的B方向的逐漸增加力試驗(yàn)的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的疲勞特性的滯后曲線。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施例)圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，在夾設(shè)有隔離器1的上部結(jié)構(gòu)2與底部結(jié)構(gòu)3之間，設(shè)置衰減機(jī)構(gòu)6。該衰減機(jī)構(gòu)6，采用多個(gè)圖7所示那樣的，由彈塑性材料成形為基本U字形的彎曲狀部件7，按照呈圓形的方式，將它們呈提燈狀組合，圖8所示線對(duì)稱那樣的，將2個(gè)彎曲狀部件對(duì)合而形成一組組件，采用多組這樣的組件來設(shè)置。彎曲狀部件7如圖9所示那樣，例如，用彈塑性材料，將長度25mm×寬度50mm的長方形截面的鋼材呈彎曲狀成形，根據(jù)需要，在成形后，進(jìn)行熱處理，去除殘留變形。將相應(yīng)的彎曲狀部件7的一端的安裝部8固定于上部結(jié)構(gòu)2上，將另一端的安裝部9固定于底部結(jié)構(gòu)3上。
另外，在實(shí)際上將本發(fā)明的衰減機(jī)構(gòu)安裝于結(jié)構(gòu)物上而使用的場(chǎng)合，不直接在上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3上安裝彎曲狀部件的端部8和9，而是如圖10那樣，在上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3上，預(yù)先安裝連接板10，如圖11所示那樣，在開設(shè)于連接板10中的安裝孔(陰螺紋孔)11中，通過螺栓13，將開設(shè)于彎曲狀部件7的端部8和9中的安裝孔12固定。由此，在于上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3上安裝彎曲狀部件7的場(chǎng)合，如果將螺栓13緊固，則可容易安裝。另外，用于與上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3連接的裝置僅僅為連接板10，固定端部的裝置為最小，可降低制造成本。
此外，在吸收地震能量，疲勞損傷嚴(yán)重的場(chǎng)合，在因使用中的事故造成的彎曲狀部件7的破損，必需更換彎曲狀部件7的場(chǎng)合，可僅僅單獨(dú)地拆下打算更換的彎曲狀部件7，此外，更換作業(yè)也可通過螺栓13的拆下和緊固而進(jìn)行，作業(yè)容易，可將更換施工費(fèi)用抑制在較低程度。
(變形形式)下面參照?qǐng)D17，對(duì)本發(fā)明的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6中所采用的，由彈塑性材料成形為基本U字形的彎曲狀部件7的更優(yōu)選的形式進(jìn)行描述。
該彎曲狀部件7中的頂部板17和底部板18是平行的，另外，該彎曲狀部件7中的頂部板17和底部板18以及將它們連接成一體的彎曲連接板19呈相對(duì)這些部件的寬度方向的中心軸線C，保持對(duì)稱的形狀，并且，上述頂部板17與底部板18和連接它們的彎曲連接板19呈相對(duì)彎曲狀部件7的中間的橫向中心軸線B，保持上下對(duì)稱的形狀。通過形成這樣的彎曲狀部件7的形狀，地震時(shí)的彎曲狀部件7和衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的變形對(duì)稱地變化，殘余變形不偏向一個(gè)方向，為沿相同方向發(fā)生的變形，即使在該情況下，剛度，屈服剪切力能量吸收量相對(duì)當(dāng)初的值，未減少。
在與前述實(shí)施例相反，彎曲狀部件7中的頂部板17和底部板18以及連接它們的彎曲連接板19呈相對(duì)這些部件的寬度方向的中心軸線C，保持非對(duì)稱的形狀的場(chǎng)合，由于地震時(shí)的彎曲狀部件和衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)的變形不對(duì)稱地變化，殘余變形偏向一個(gè)方向，故不優(yōu)選采用該方式。另外，如上述本發(fā)明的那樣，通過形成與中心軸線B、C保持對(duì)稱的形狀，即使在裝配時(shí)，倒置地設(shè)置彎曲狀部件7的情況下，仍可形成正常的設(shè)置狀態(tài)，可以沒有安裝錯(cuò)誤地構(gòu)成。另外，除了彎曲狀部件7中的安裝端部以外的彎曲狀部件7的中間部分和前端部按照變形不受到約束的方式，設(shè)置于與連接板10(14)和上部結(jié)構(gòu)物2與底部結(jié)構(gòu)物3離開的位置，雖然這一點(diǎn)在本發(fā)明的各實(shí)施例中是共同的。
另外，彎曲狀部件7中的前端部寬度W1小于彎曲狀部件7中的頂部板17和底部板18的基端側(cè)的端部寬度W2，并且彎曲狀部件7的前端部寬度W1和端部寬度W2為大于彎曲狀部件7的板厚T的尺寸。如果象這樣，彎曲狀部件7中的前端部寬度W1與端部寬度W2和板厚T之間的尺寸關(guān)系為W2＞W(wǎng)1＞T，則即使在頂部板17和底部板18，以及連接它們的彎曲連接板19沿面外方向發(fā)生變形的情況下，在塑性變形時(shí)，不留有殘余變形，由此，也不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6的性能變化小。與此相反，如果為W2＜T，并且W1＜T的尺寸關(guān)系，則在頂部板17和底部板18和連接它們的彎曲連接板19發(fā)生面外方向的變形的場(chǎng)合，具有在塑性變形時(shí)，留有殘余變形，發(fā)生扭轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)，由此，衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的性能改變，因此，最好不采用該方式。
此外，在實(shí)施前述實(shí)施例和后述的實(shí)施例時(shí)，在使全部的彎曲狀部件7的外部形狀按照相同的形狀變化，形成新的性能的彎曲狀部件7的場(chǎng)合，如果按照以相似原理，形成相似形狀的方式，設(shè)定各彎曲狀部件7的外部形狀，則衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6的性能(衰減機(jī)構(gòu)的屈服剪切力、變形性能、能量吸收量、疲勞特性等)也按照相似原理而變化。由此，在要求必要的特定的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6的性能的場(chǎng)合，構(gòu)成滿足該性能的衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6的彎曲狀部件7的尺寸形狀可容易利用相似原理而確定。
在設(shè)置多個(gè)構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)6的彎曲狀部件7的場(chǎng)合，如圖12所示的那樣，也可將一個(gè)彎曲狀部件7作為一組，按照等角度間距設(shè)置，例如，既可如圖12B所示的那樣，在連接板10的各邊，按照彎曲狀部件7的中心軸線C基本平行的方式設(shè)置，并且按照彎曲狀部件7的安裝端部位于連接板10中的各角部附近的方式，以90度間距呈放射狀設(shè)置，也可如圖13A所示的那樣，按照彎曲狀部件7的端部位于連接板10的各角部附近，并且彎曲狀部件7的中心軸線C朝向連接板10的中心的方式呈放射狀設(shè)置。另外，在圖12A中，假定上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3為混凝土結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，該圖表示通過焊接等方式，將柱式螺栓22固定于連接板10上的狀態(tài)。在上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3為鋼制的場(chǎng)合，通過適當(dāng)?shù)穆菟ǎ蚝附拥确绞?，進(jìn)行固定。
在圖12A所示的形式中，彎曲狀部件7的兩端部，隔著具有螺栓孔的面板21，該兩端部分別通過螺栓13固定于連接板10上。上述面板21象這樣構(gòu)成，即，其采用與彎曲狀部件7的安裝端部的形狀基本相同的鋼板，通過夾設(shè)該面板21，即使在彎曲狀部件7稍稍發(fā)生變形的情況下，頂部板17與上部結(jié)構(gòu)2接觸，底部板18與底部結(jié)構(gòu)3接觸，彎曲狀部件7的變形不受到約束。于是，在彎曲狀部件7中的頂部板17與上部結(jié)構(gòu)2之間，以及在彎曲狀部件7中的底部板18與底部結(jié)構(gòu)3之間，設(shè)置有更大的間隙G。如本實(shí)施例那樣，通過連接板10，或連接板10與面板21的板厚尺寸，即使在上部結(jié)構(gòu)2的底面，或底部結(jié)構(gòu)3的頂面為平坦面的情況下，形成上述間隙G，不對(duì)彎曲狀部件7的橫向變形進(jìn)行約束，這一點(diǎn)在前述和后述的全部的實(shí)施例，為共同的方案。
另外，也可如圖13B，圖14A，圖14B所示的那樣，作為5邊形～7邊形的連接板10，也可以與連接板10的各邊垂直地交叉的那樣，將彎曲狀部件7的安裝端部安裝于連接板10上并呈放射狀設(shè)置。另外，還可如圖15所示的那樣，形成8邊形，或由虛線表示的4邊形的連接板10，按照與連接板10的各邊垂直地交叉的方式設(shè)置彎曲狀部件7，或者，也可為由虛線表示的4邊形的連接板10的形狀。此外，圖13～圖16所示的實(shí)施例的正視圖與圖13A相同，省略這些附圖的正視示。
此外，也可如圖16A所示的那樣，2個(gè)或以上的彎曲狀部件7間隔開地，或接近地平行設(shè)置，作為一組的彎曲狀部件組件20，以等角間距，象上述各實(shí)施例那樣，設(shè)置多組的彎曲狀部件組件20。如果象這樣為平行接近地設(shè)置2個(gè)或以上的彎曲狀部件7，形成一組彎曲狀部件組件，則與針對(duì)一個(gè)彎曲狀部件7，呈放射狀設(shè)置的場(chǎng)合相比較，可有效地設(shè)置多個(gè)彎曲狀部件7，可提高衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6的性能。
另外，也可如圖16B所示的那樣，由于彎曲狀部件7未從上部結(jié)構(gòu)(上部結(jié)構(gòu)物)2的底部角部，或底部結(jié)構(gòu)(底部結(jié)構(gòu)物)3的上部角部的平面輪廓形狀突出，故可以將一個(gè)彎曲狀部件7，或2個(gè)或以上的彎曲狀部件7形成一組的彎曲狀部件組件20，以適當(dāng)數(shù)量(或組數(shù))，按照適當(dāng)?shù)拈g距設(shè)置于連接板10上。
在象這樣設(shè)置彎曲狀部件7的場(chǎng)合，還可將由至少1個(gè)或以上的彎曲狀部件7成組地形成的彎曲狀部件組件20在平面上，以等角間距設(shè)置。
象前述那樣，如果以等角間距，設(shè)置彎曲狀部件7，則由于在地震時(shí)，衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)6從水平方向的360度的全部方向發(fā)生變形，故在彎曲狀部件7按照沒有水平方向的特定的方向性的方式沿水平方向的任何的方向均承受地震時(shí)的水平力的場(chǎng)合，可保持一定的衰減機(jī)構(gòu)6的上述的性能(衰減機(jī)構(gòu)的屈服剪切力、變形性能、能量吸收量、疲勞性能等)。
作為表現(xiàn)圖12～圖16所示的形式的恢復(fù)特性和疲勞特性的特征的滯后曲線的代表形式，關(guān)于圖12所示形式的衰減機(jī)構(gòu)6，圖38A所示的箭頭A方向和B方向的逐漸增加力試驗(yàn)結(jié)果分別在圖38B和圖38C表示。另外，圖39表示圖17所示的彎曲狀部件7的反復(fù)振幅和斷裂次數(shù)的疲勞曲線。由于圖38B和圖38C表示基本相同的曲線，故知道恢復(fù)特性沒有方向性。另外知道，呈現(xiàn)較高的斷裂次數(shù)。
(第2實(shí)施例)圖18表示本發(fā)明的實(shí)施例。本實(shí)施例為下述抗震裝置，其中，在夾設(shè)于上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3之間的隔離器1的外周，設(shè)置構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)6的彎曲狀部件7，隔離器1與彎曲狀部件7成一體地設(shè)置。如圖19所示的那樣，在連接隔離器1，與上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3的隔離器的連接板14的外周，2個(gè)或以上的多個(gè)呈彎曲狀由彈塑性材料形成的彎曲狀部件7呈圖20和圖21所示的那樣的圓形，以等角間距設(shè)置，呈提燈狀組合，或如圖22和圖23所示的那樣，使2個(gè)彎曲狀部件7以線對(duì)稱的方式對(duì)合，由此形成1組，將該多組組件設(shè)置于隔離器1的外周。在將彎曲狀部件的端部安裝于連接板14上的過程中，通過螺栓13，將開設(shè)于該彎曲狀部件7的端部8和9中的安裝孔12，固定于開設(shè)于連接板14中的安裝孔15上。
由此，在上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3之間較寬的空間內(nèi)，隔離器1和衰減機(jī)構(gòu)6分別并列地設(shè)置的場(chǎng)合，各自占有上述空間的面積，抗震裝置所占的面積較大，但是，通過將隔離器1和衰減機(jī)構(gòu)6形成為一體，可減小在上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3之間較寬的空間的占有面積。
另外，由于通過使隔離器1和衰減機(jī)構(gòu)6形成為一體，安裝于上部結(jié)構(gòu)2和底部結(jié)構(gòu)3上的部分的個(gè)數(shù)減少，故安裝部分的施工，安裝用的裝置，例如，連接板10減少，可降低施工工程費(fèi)用。
此外，就在圖24和圖25所示那樣的建筑物柱16的途中，設(shè)置空間，插入隔離器1，形成抗震的中間層抗震來說，在該隔離器1的外周，象圖20和圖21，圖22和圖23那樣，設(shè)置彎曲狀部件7，將隔離器1和衰減機(jī)構(gòu)6一體地配置。即使在，建筑物中的柱的根數(shù)確定，隔離器1的安裝個(gè)數(shù)和部位也必然確定的限定的情況下，仍可成一體地安裝隔離器1和衰減機(jī)構(gòu)6。另外，在中間層抗震中，即使在抗震裝置沒有按照在柱16的外周的外側(cè)伸出的方式設(shè)置的情況下，仍可通過如圖25那樣，設(shè)置彎曲狀部件7，由此，可在有限的空間中，設(shè)置隔離器1和衰減機(jī)構(gòu)6。
(變形形式)圖34～圖37表示下述抗震裝置的變形形式，其中，在隔離器1的外周，設(shè)置構(gòu)成衰減機(jī)構(gòu)6的彎曲狀部件7，隔離器1與具有彎曲狀部件7的衰減機(jī)構(gòu)6成一體地設(shè)置，在圖34的實(shí)施例中，切除矩形的連接板14的角部，形成短邊，并且形成整體基本呈矩形的連接板14，按照彎曲狀部件7的端部與上述角部端邊垂直地設(shè)置的方式呈放射狀配置該彎曲狀部件7。圖35A～圖36B為下述形式，其中，在由基本呈5邊形～8邊形的板體形成的連接板14上，呈放射狀設(shè)置彎曲狀部件7，并且按照與將其端部切除的角部短邊垂直地設(shè)置的方式，呈放射狀配置該部件7。此外，圖35～圖37所示的實(shí)施例的正視圖與圖34A相同，其圖示省略。
此外，可按照下述方式構(gòu)成，即，彎曲狀部件7的兩端部，隔著具有螺栓孔的面板21，分別通過螺栓13固定于連接板14上，與圖12A所示的形式相同，通過夾設(shè)采用與彎曲狀部件7的安裝端部的形狀基本相同的鋼板的面板21，即使在彎曲狀部件7稍稍變形的情況下，頂部板17與上部結(jié)構(gòu)2接觸，底部板18與底部結(jié)構(gòu)3接觸，彎曲狀部件7的變形不受到約束。
圖37表示下述代表性形式，在該形式中，平行地設(shè)置2個(gè)或以上的彎曲狀部件7，并且構(gòu)成以其為一組的彎曲狀部件組件20，多個(gè)該彎曲狀部件組件20以等角間距設(shè)置。
另外，在圖37所示的形式中，作為平行地設(shè)置2個(gè)彎曲狀部件7的一組彎曲狀部件組件20，其為下述形式，其中，以90度的等角間距，在8邊形的連接板14中的每次隔一條邊的相應(yīng)邊上，共設(shè)置4組彎曲狀部件組件20。如果象這樣，將2個(gè)或以上的彎曲狀部件7間隔開地，或接近地平行設(shè)置，構(gòu)成一組彎曲狀部件組件，由于與圖16所示的形式相同，即使在較窄的連接板14中，仍可有效地設(shè)置彎曲狀部件7，故可提高衰減機(jī)構(gòu)(抗震阻尼器)6的性能。
作為采用圖17所示的形式的彎曲狀部件7，表現(xiàn)圖34～圖37所示的抗震裝置的恢復(fù)特性的特征的滯后曲線的代表性形式，圖40B和圖40C分別表示圖40A所示的箭頭A方向和B方向的逐漸增加力試驗(yàn)結(jié)果。由于圖40B和圖40C表示基本相同的曲線，故知道，恢復(fù)特性沒有方向性。
按照本發(fā)明的抗震裝置，與過去的抗震裝置相比較，具有下述這樣的優(yōu)點(diǎn)。
(1)本發(fā)明，通過呈彎曲狀形成由彈塑性材料構(gòu)成的部件，可使地震時(shí)的水平變形造成的彎曲狀部件的彎曲應(yīng)力達(dá)到最大的點(diǎn)根據(jù)水平變形量的變化而在部件內(nèi)移動(dòng)。另外，通過使彎曲狀部件的截面形狀和部件形狀變化，根據(jù)地震時(shí)的水平變形，可使在彎曲狀部件中產(chǎn)生的應(yīng)力，變形不會(huì)集中地累積于位于部件內(nèi)的某一部分。
由此，可將部件中的發(fā)生變形的部分分散于整個(gè)部件中，可通過擴(kuò)大塑性化范圍，有效地使用整個(gè)部件，吸收地震能量。
(2)因地震時(shí)的水平變形而產(chǎn)生的部件的端部之間的距離的伸長產(chǎn)生拉伸應(yīng)力和變形，但是，可通過彎曲部呈直線狀延伸而減小上述拉伸應(yīng)力和變形。另外，由于通過部件的形狀本身吸收水平變形造成的部件的伸長，拉伸應(yīng)力，故不必使端部按照固定條件，形成機(jī)械性的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，容易制造裝置，還具有經(jīng)濟(jì)的效果。
(3)在形成彎曲狀部件的彈塑性材料為鋼材的場(chǎng)合，由于彎曲狀的形狀并不是三維的復(fù)雜的形狀，故可通過冷沖壓方式，高精度地加工彎曲部，制造彎曲狀部件。由此，彎曲狀部件的制造步驟容易，具有經(jīng)濟(jì)的效果。
(4)由于彎曲狀部件中的頂部板和底部板，以及連接它們的彎曲連接板呈相對(duì)這些部件的寬度方向的中心軸線C，保持對(duì)稱的形狀，并且彎曲狀部件呈相對(duì)彎曲連接板中間的橫向中心軸線，保持上下對(duì)稱的形狀，故地震時(shí)的彎曲狀部件和衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的變形對(duì)稱地變化，殘余變形不偏向一個(gè)方向，為沿相同方向發(fā)生的變形，即使在該情況下，剛度，屈服剪切力能量吸收量相對(duì)當(dāng)初值，不減小。
(5)由于彎曲狀部件中的前端部寬度W1與端部寬度W2和板厚T之間的尺寸關(guān)系為W2＞W(wǎng)1＞T，故即使頂部板和底部板，以及連接它們的彎曲連接板沿面外方向發(fā)生變形的情況下，橫向撓曲仍難于產(chǎn)生，在塑性變形時(shí)，不留有殘余變形，由此，也不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的性能變化小。
(6)由于在按照相同的形狀，使全部的彎曲狀部件的外部形狀變化，形成新的性能的彎曲狀部件的場(chǎng)合，按照以相似原理，形成相似形狀的方式，設(shè)定各彎曲狀部件的外部形狀，故衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的性能(衰減機(jī)構(gòu)的屈服剪切力、變形性能、能量吸收量、疲勞特性等)也按照相似原理而變化。由此，在要求必要的特定的阻尼器的性能的場(chǎng)合，構(gòu)成滿足該性能的衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)的彎曲狀部件7的尺寸形狀可容易利用相似原理而確定。
(7)由于由至少1個(gè)或以上的彎曲狀部件成組地形成的彎曲狀部件組件在平面上以等角間距設(shè)置，故在地震時(shí)，衰減機(jī)構(gòu)(阻尼器)從水平方向的360度的全部方向發(fā)生變形，由此，在彎曲狀部件7以等角度間隔配置，按照沒有水平方向的特定的方向性的方式，沿水平方向的任何的方向，均承受地震時(shí)的水平力的場(chǎng)合，可保持一定的衰減機(jī)構(gòu)的上述的性能(衰減機(jī)構(gòu)的屈服剪切力、變形性能、能量吸收量、疲勞性能等)，另外，如果采用按照平行地接近的方式設(shè)置2個(gè)或以上的彎曲狀部件的彎曲狀部件組件以等角間距而設(shè)置的形式，則可有效地設(shè)置多個(gè)彎曲狀部件。
(8)通過將抗震裝置與隔離器形成一體，可使抗震裝置與隔離器的占有面積減少。另外，由于用于安裝于對(duì)于抗震裝置與隔離器的相應(yīng)部件是必要的上下部結(jié)構(gòu)上的安裝部分，施工減少，故還具有使施工費(fèi)用減少，經(jīng)濟(jì)的效果。
(9)本發(fā)明，通過形成彎曲狀部件中的端部寬度與前端寬度的比在大于1，小于2的范圍內(nèi)，彎曲狀部件的直線部長度在10～70cm的范圍內(nèi)，彎曲狀部件中的彎曲部長度與該部件的板厚的比大于2.5的彎曲狀部件，可改善到目前知道的彎曲狀部件在地震時(shí)沿任意方向水平地變形的場(chǎng)合中性狀的方向性的差，可獲得相對(duì)任何的方向均保持穩(wěn)定的恢復(fù)力特性。另外，可有效地使彎曲狀部件整體發(fā)生塑性變形，可針對(duì)設(shè)計(jì)要求，沒有浪費(fèi)地，有效地形成彎曲狀部件。
權(quán)利要求
1.一種塑性滯后型的抗震裝置，該抗震裝置具有金屬板與彈性體交替地疊置而形成的隔離器，和衰減機(jī)構(gòu)，在該衰減機(jī)構(gòu)中，由彈塑性材料形成的，多個(gè)寬度大于板厚的彎曲狀部件的兩端部分別固定于上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)上，并且上述彎曲狀部件中的除了兩端部以外的中間部分按照與上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)離開的方式設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗震裝置，其特征在于彎曲狀部件中的頂部板和底部板以及連接這些部件的彎曲連接板呈相對(duì)這些部件的寬度方向的中心軸線，保持對(duì)稱的形狀，并且彎曲狀部件呈相對(duì)彎曲連接板中間的橫向中心軸線，保持上下對(duì)稱的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗震裝置，其特征在于彎曲狀部件的寬度是變化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任何一項(xiàng)所述的抗震裝置，其特征在于彎曲狀部件中的前端部寬度W1與端部寬度W2和板厚T之間的尺寸關(guān)系為W2＞W(wǎng)1＞T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任何一項(xiàng)所述的抗震裝置，其特征在于在按照相同的形狀，使全部的彎曲狀部件的外部形狀變化，形成新的性能的彎曲狀部件的場(chǎng)合，按照以相似原理，形成相似形狀的方式，設(shè)定各彎曲狀部件的外部形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任何一項(xiàng)所述的抗震裝置，其特征在于由至少1個(gè)或以上的彎曲狀部件成組地形成的彎曲狀部件組件在平面上，以等角間距設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中的任何一項(xiàng)所述的塑性滯后型的抗震裝置，其特征在于具有下述的彎曲狀部件，其中，彎曲狀部件的端部寬度與前端寬度的比在大于1，小于2的范圍內(nèi)，彎曲狀部件的直線部長度在10～70cm的范圍內(nèi)，彎曲狀部件的彎曲部長度與該部件的板厚的比大于2.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中的任何一項(xiàng)所述的抗震裝置，其特征在于，在設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)和底部結(jié)構(gòu)之間的隔離器的外周部，按照固定于與隔離器和上部結(jié)構(gòu)，底部結(jié)構(gòu)連接的連接板上的方式設(shè)置由彈塑性材料形成的多個(gè)彎曲狀部件的兩端部。
全文摘要
一種塑性滯后型的抗震裝置，該抗震裝置具有金屬板與彈性體交替地疊置而形成的隔離器(1)，與由彈塑性材料形成的，多個(gè)寬度大于板厚的彎曲狀部件(7)，該彎曲狀部件的兩端部(8，9)分別固定于上部結(jié)構(gòu)(2)和底部結(jié)構(gòu)(3)上，上述彎曲狀部件(7)中的除了兩端部(8，9)以外的中間部分按照與上部結(jié)構(gòu)(2)和底部結(jié)構(gòu)(3)離開的方式設(shè)置。
文檔編號(hào)F16F15/02GK1550619SQ20031010313
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者佐伯英一郎, 渡邊厚, 鈴木一弁, 弁 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社