專利名稱：連結(jié)用金屬器具、減振構(gòu)造以及建筑構(gòu)造物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連結(jié)用金屬器具、使用了該連結(jié)用金屬器具的減振構(gòu)造以及采用了該減振構(gòu)造的建筑構(gòu)造物，該連結(jié)用金屬器具連結(jié)在一對對象部件之間、發(fā)揮對應(yīng)于這些對象部件之間的相對位移的能量吸收性能。本申請基于2009年3月12日在日本申請的特愿2009-059393號并要求其優(yōu)先權(quán)， 將其內(nèi)容援用于本申請中。
背景技術(shù)：
近年來，隨著防災(zāi)意識的提高，采用通過減振阻尼器來抑制地震時(shí)的搖動(dòng)的減振構(gòu)造的住宅或公寓等建筑構(gòu)造物增加。作為這種減振構(gòu)造的減振阻尼器，例如對與鋼材的屈服相伴隨的滯后吸收能量進(jìn)行利用的鋼材阻尼器，由于能夠以低成本發(fā)揮較大衰減性能，所以在較多建筑構(gòu)造物中采用。其中，抵抗軸向力的支撐阻尼器的機(jī)構(gòu)簡單、也容易設(shè)計(jì)，所以最為普及。例如，在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，提出有在柱的腳部和地基部分之間夾裝了底板阻尼器的減振構(gòu)造。在對柱作用了拉伸力時(shí)，該底板彎曲屈服或剪切屈服，而通過其滯后能量來吸收在柱腳部產(chǎn)生的拉伸力，由此能夠發(fā)揮減振功能。此外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下技術(shù)通過采用進(jìn)行彎曲-剪切屈服的形狀的阻尼器用鋼板，由此該阻尼器用鋼板即使在剪切屈服之后重復(fù)承受負(fù)荷，也能夠抑制其剪切耐力的上升。在將薄板單體利用為減振阻尼器的專利文獻(xiàn)1、2公開的技術(shù)中，都假設(shè)經(jīng)由一張薄板來發(fā)揮基于上述那樣的剪切屈服的能量吸收功能。但是，在所述一張薄板中反而存在面內(nèi)剛性、面外剛性會(huì)不足的問題以及由于壓曲的發(fā)生而能量吸收量會(huì)減少的問題。假設(shè)，從提高面內(nèi)及面外剛性并且提高防止壓曲性的觀點(diǎn)出發(fā)，在使利用為所述減振阻尼器的鋼板的板厚增加的情況下，隨著其重量增加，而存在連結(jié)組裝時(shí)的施工性惡化或者材料成本增加的問題。此外，雖然為了確保振動(dòng)能量的吸收量而需要使阻尼器部分的形狀尺寸變大，但是存在的問題為，在實(shí)現(xiàn)小型化和確保高能量吸收性能的雙方時(shí)成為障礙。在此基礎(chǔ)上，在使單板增加其板厚而使用的情況下，為了使承受阻尼器端部的彎曲應(yīng)力及剪切應(yīng)力的反力的安裝部件不屈服，必須使其厚壁化和大型化。當(dāng)使用板厚更大的阻尼器時(shí)，存在的問題為，阻尼器端部相對于彎曲變形或剪切變形的固定度會(huì)相對變小、 阻尼器自身的剛性降低。此外，以往還提出有通過使折板收縮來吸收振動(dòng)能量的減振阻尼器。其中，例如專利文獻(xiàn)3所示那樣，提出有如下減振裝置成為向構(gòu)架的桁架面內(nèi)方向或桁架面外方向彎曲的形狀，并且通過向構(gòu)架的桁架面內(nèi)方向或桁架面外方向進(jìn)行變形來吸收位移。但是，在該專利文獻(xiàn)3公開的技術(shù)中，僅假設(shè)在相互正交的柱和梁之間的連結(jié)部的內(nèi)側(cè)安裝減振阻尼器。因此，該公開技術(shù)中所提出的折板狀的減振阻尼器應(yīng)吸收的能量不是太大，而應(yīng)承擔(dān)的剛性較低即可。此外，由于假設(shè)對間隔較短的連結(jié)部之間進(jìn)行安裝， 所以由使2 3段左右的山部及谷部交替連續(xù)的折板構(gòu)成。并且，由于僅通過折板的收縮來進(jìn)行變形吸收模式，所以在提高振動(dòng)能量的吸收量的觀點(diǎn)上成為障礙，此外還存在減振阻尼器自身的剛性較小的問題。在專利文獻(xiàn)4中公開了如下技術(shù)通過&1-A1系合金制的波板狀的分隔板，將相互對置且分離設(shè)置的ai-Α 系合金制的各板材之間分隔為多個(gè)空間，而構(gòu)筑了蜂巢構(gòu)造。但是，在該專利文獻(xiàn)4公開的技術(shù)中，未假設(shè)由分隔板自身的塑性變形進(jìn)行的能量吸收，所以不能夠吸收大地震引起的較大能量。另外，在該公開技術(shù)中成為能量吸收的對象的振動(dòng)，例如是居住者的腳步聲等比較小的生活振動(dòng)。對于這種生活振動(dòng)，雖然通過所述分隔板的彈性變形及衰減效果能夠抑制，但是通過所述構(gòu)成本來是不能抑制地震那種較大振動(dòng)。即，該專利文獻(xiàn)4本來就未假設(shè)進(jìn)行地震的能量吸收?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-92096號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-111332號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2002-235457號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開平1-20M31號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述各種問題而提出的，其目的在于提供一種連結(jié)用金屬器具、減振阻尼器以及使用了該減振阻尼器的建筑構(gòu)造物，該連結(jié)用金屬器具連結(jié)在一對對象部件之間，發(fā)揮對應(yīng)于這些對象部件之間的相對位移的能量吸收性能，特別是，能夠提高伴隨地震等的振動(dòng)能量的吸收性能并且能夠提高剛性。用于解決課題的手段本發(fā)明人為了解決上述課題，發(fā)明了一種接合用金屬器具，該接合用金屬器具接合在上下一對對象部件之間，發(fā)揮對應(yīng)于這些對象部件之間的水平方向的相對位移的能量吸收性能。在該接合用金屬器具中，沿著第一方向交替地形成有山部及谷部，并且在這些山部和谷部之間形成有連結(jié)板部。而且，使山部與一個(gè)對象部件接合并且使谷部與另一個(gè)對象部件接合。而且，通過使連結(jié)板部對應(yīng)于各對象部件之間向第二方向的相對位移而塑性變形，由此發(fā)揮能量吸收性能。此時(shí)，通過預(yù)先在連結(jié)用金屬器具的連結(jié)板部上形成沿其板厚方向?qū)⑵湄炌ǖ莫M縫孔，由此降低連結(jié)板部的屈服應(yīng)力，而能夠更有效地產(chǎn)生上述塑性變形。結(jié)果，能夠有效地發(fā)揮所希望的能量吸收性能。此外，在本發(fā)明中，雖然降低屈服應(yīng)力也是目的之一，但是也可以使狹縫的形狀最優(yōu)化，以使彎曲、剪切同時(shí)屈服。在該情況下，隨著狹縫的形成，能夠進(jìn)一步使連結(jié)板部的塑性變形量增大而使能量吸收量增大。結(jié)果，能夠抑制連結(jié)板部的屈服后的耐力上升而防止其周邊(山部及谷部)的損傷。此外，通過在連結(jié)板部形成狹縫，能夠?qū)⑺苄宰冃蔚呐e動(dòng)限制在連結(jié)板部的面內(nèi)而避免不穩(wěn)定舉動(dòng)。此外，本發(fā)明人為了解決上述課題，發(fā)明了一種減振構(gòu)造，發(fā)揮與作為對象部件的支撐主部件之間的相對位移相對應(yīng)的能量吸收性能。該減振構(gòu)造具備一對上述支撐主部件，能夠安裝于建筑構(gòu)造物；和連結(jié)用金屬器具，沿第一方向交替地形成有山部及谷部，并且在這些山部及谷部之間形成有連結(jié)板部。而且，將上述山部安裝到一個(gè)對象部件上，將上述谷部安裝到另一個(gè)對象部件上。而且，通過使連結(jié)板部與沿著第二方向的各對象部件之間的相對位移相對應(yīng)地塑性變形，由此能夠發(fā)揮能量吸收性能。以上表示了本發(fā)明的概要，更具體地說，本發(fā)明人發(fā)明了以下方式所示的連結(jié)用金屬器具、具備該連結(jié)用金屬器具的減振構(gòu)造和應(yīng)用了該減振構(gòu)造的建筑構(gòu)造物。(1)本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具為，將沿著一個(gè)方向相對位移自如的一對對象部件之間進(jìn)行連結(jié)，具備多個(gè)第一安裝部，相對于上述各對象部件的一個(gè)進(jìn)行安裝；第二安裝部，相對于上述各對象部件的另一個(gè)進(jìn)行安裝；以及多個(gè)板部，將上述各第一安裝部及第二安裝部之間進(jìn)行連接；上述各第一安裝部相對于上述一個(gè)對象部件的安裝方向和上述第二安裝部相對于上述另一個(gè)對象部件的安裝方向被設(shè)定為，上述板部的表面沿著上述相對位移的方向。(2)在上述(1)所記載的連結(jié)用金屬器具中，可以是包含上述第一安裝部、上述板部和上述第二安裝部按照該順序連續(xù)形成的山谷部的折板。(3)在上述⑴所記載的連結(jié)用金屬器具中，上述各板部的屈服耐力的總和可以低于上述各對象部件的任何一個(gè)的屈服耐力。(4)在上述(1)所記載的連結(jié)用金屬器具中，在上述各板部上可以形成有沿著它們的板厚方向貫通的孔。(5)在上述(4)所記載的連結(jié)用金屬器具中，采用如下構(gòu)成上述孔沿著上述相對位移的方向形成多個(gè)；在這些孔之間的部分形成有縮頸。(6)本發(fā)明的減振構(gòu)造具備一對對象部件，形成建筑構(gòu)造物的一部分，并且沿著一個(gè)方向相對位移自如；和對這些對象部件之間進(jìn)行連結(jié)的上述(1) ( 任一項(xiàng)所記載的連結(jié)用金屬器具。(7)在上述(6)所記載的減振構(gòu)造中，可以采用如下構(gòu)成上述各對象部件的一個(gè)為H型鋼；上述各對象部件的另一個(gè)為鋼管或輕槽鋼；上述各第一安裝部安裝在上述H型鋼的連結(jié)板部上，上述第二安裝部安裝在上述鋼管或上述輕槽鋼上。(8)在上述(7)所記載的減振構(gòu)造中，也可以采用如下構(gòu)成上述鋼管或上述輕槽鋼的下端固定在地面上；上述H型鋼為柱體。(9)本發(fā)明的建筑構(gòu)造物具備上述(6)所記載的減振構(gòu)造。(10)上述(9)所記載的建筑構(gòu)造物可以是薄壁輕量型鋼構(gòu)造物。發(fā)明的效果使用上述(1)所記載的連結(jié)用金屬器具將一對對象部件之間進(jìn)行連結(jié)，在這些對象部件之間產(chǎn)生了相對位移的情況下，各板部沿著該相對位移的方向進(jìn)行塑性變形。通過該塑性變形，各板部發(fā)揮耐力上升被抑制的穩(wěn)定的能量吸收性能。結(jié)果，能夠發(fā)揮抑制各對象部件之間的相對位移的減振功能。并且，由于各對象部件之間經(jīng)由多個(gè)板部連結(jié)，所以與一個(gè)板部的情況相比能夠提高剛性。進(jìn)一步說，各板部處于如下狀態(tài)沿著相對位移方向的各板部的兩個(gè)邊緣(即、在各板部與第一安裝部及第二安裝部之間形成的兩個(gè)邊緣)由第一安裝部及第二安裝部限制。因此，在這些板部沿著相對位移的方向進(jìn)行塑性變形時(shí)，在它們的兩個(gè)邊緣被限制的狀態(tài)下進(jìn)行塑性變形，所以各板部即使產(chǎn)生了與它們的兩個(gè)邊緣垂直且要圍繞沿著它們的表面的軸線扭轉(zhuǎn)那樣的力，也能夠通過上述限制來承受該扭轉(zhuǎn)的力。結(jié)果，扭轉(zhuǎn)剛性提高，所以能夠防止各板部扭轉(zhuǎn)并產(chǎn)生橫倒而能量吸收性能降低的情況。因此，與沒有第一安裝部及第二安裝部的情況相比較，各板部能夠沿著相對位移的方向可靠地進(jìn)行塑性變形，所以能夠更穩(wěn)定地吸收能量。根據(jù)以上說明的理由，在將該連結(jié)用金屬器具用于作為建筑構(gòu)造物一部分的對象部件之間的連結(jié)的情況下，能夠提高伴隨地震等的振動(dòng)能量的吸收性能并且提高剛性。在上述O)的情況下，由于通過折板構(gòu)成連結(jié)用金屬器具，所以在通過該連結(jié)用金屬器具連結(jié)了各對象部件之間的情況下，使一個(gè)折板在這些對象部件之間多次往復(fù)，所以能夠使夾在各對象部件之間的板部的數(shù)量變多。結(jié)果，能夠成為如在各對象部件之間配設(shè)有多個(gè)連結(jié)用金屬器具那樣的構(gòu)造。因此，即使是單體的連結(jié)用金屬器具，也能夠通過多個(gè)板部來吸收在各對象部件之間產(chǎn)生的相對位移能量，所以與現(xiàn)有構(gòu)造相比，能夠使相對位移能量吸收的效率提高而進(jìn)一步提高抗震性能。進(jìn)一步說，由于通過折板構(gòu)成連結(jié)用金屬器具，所以能夠提高各板部的面內(nèi)和面外的彎曲剛性和扭轉(zhuǎn)剛性。即，各板部不僅例如后述圖5所示的箭頭Rl方向的彎曲剛性 (面內(nèi)的彎曲剛性)提高，該圖的箭頭R2方向的彎曲剛性(面外的彎曲剛性)也提高。并且，各板部不僅圖5所示的箭頭m方向的扭轉(zhuǎn)剛性提高，該圖的箭頭N2方向的扭轉(zhuǎn)剛性也提高。因此，能夠抑制各板部的彎曲壓曲及扭轉(zhuǎn)壓曲等不穩(wěn)定的現(xiàn)象。此外，由于能夠通過對一張鋼板進(jìn)行彎曲加工來制造作為一個(gè)折板的連結(jié)用金屬器具，所以不需要將多個(gè)板部之間通過焊接等進(jìn)行接合的工序，能夠廉價(jià)地進(jìn)行制造。在上述(4)的情況下，由于能夠使孔的周圍部分的剛性比第一安裝部及第二安裝部與板部之間的連續(xù)部分的剛性弱，所以能夠使孔的周圍部分優(yōu)先地塑性變形而發(fā)揮能量吸收性能。結(jié)果，能夠?qū)⒆饔糜谏鲜鲞B續(xù)部分的反力抑制為較小。此外，由于通過孔的形成而各板部變得容易進(jìn)行塑性變形，所以能夠使對承受這些板部進(jìn)行了塑性變形時(shí)的反力的各對象部件要求的剛性及耐力降低。結(jié)果，能夠有助于這些對象部件的薄壁化、小型化。此外，在將各板部薄壁化而配置多列的情況下，能夠提高這些板部每一個(gè)的固定度(對象部件的剛性及耐力相對于1個(gè)板部的剛性及耐力的程度)。結(jié)果，能夠抑制對象部件的變形，且能夠提高作為由各板部構(gòu)成的阻尼器整體的剛性，所以能夠提高各板部的能量吸收性能。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的圖，是表示采用了具有連結(jié)用金屬器具的減振構(gòu)造的建筑構(gòu)造物的骨架的一例的主視圖。圖2A是表示該減振構(gòu)造的圖，是圖1的A部分放大圖。
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圖2B是該減振構(gòu)造的圖，是圖2A的B-B截面圖。圖3是用于說明該減振構(gòu)造的組裝的分解立體圖。圖4是表示本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具的一部分的立體圖。圖5是表示該連結(jié)用金屬器具的變形例的圖，是相當(dāng)于圖4的立體圖。圖6是用于說明本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具的動(dòng)作的局部放大圖。圖7是表示將本發(fā)明的減振構(gòu)造應(yīng)用于建筑構(gòu)造物的柱部件的根部分的例子的主視圖。圖8是表示圖7的方式的變形例的圖，是以圖7的C-C線觀察時(shí)的截面圖。圖9是表示本發(fā)明的減振構(gòu)造的其他例的主視圖。圖IOA是表示該減振構(gòu)造的詳細(xì)情況的放大圖。圖IOB是圖IOA的D-D截面圖。圖11是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具的詳細(xì)構(gòu)造的立體圖。圖12是使用了該連結(jié)用金屬器具的減振構(gòu)造的立體圖。圖13是以與該減振構(gòu)造的長度方向垂直的截面觀察該減振構(gòu)造時(shí)的截面圖。圖14是說明本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具的一個(gè)實(shí)施例的局部立體圖。圖15是說明該實(shí)施例的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具、使用了該連結(jié)用金屬器具的減振構(gòu)造和采用了該減振構(gòu)造的建筑構(gòu)造物的各實(shí)施方式進(jìn)行說明，該連結(jié)用金屬器具連結(jié)在一對對象部件之間并發(fā)揮對應(yīng)于這些對象部件之間的相對位移的能量吸收性能。[第一實(shí)施方式]圖1是表示配設(shè)有本發(fā)明的減振構(gòu)造的第一實(shí)施方式即減振阻尼器10的建筑構(gòu)造物1的骨架的主視圖。該建筑構(gòu)造物1具備多根鋼管柱2和連結(jié)在這些鋼管柱2之間的多根梁部件3。各鋼管柱2具備鋼管21，以與其長度方向垂直的截面觀察時(shí)的截面形狀為四邊框形狀，且具有規(guī)定的板厚；和柱梁連結(jié)部22，具有比該鋼管21厚的板厚。各柱梁連結(jié)部 22在相對于鋼管21的上下端抵接的狀態(tài)下，從它們的外側(cè)通過焊接而沿著鉛直方向進(jìn)行連結(jié)。鋼管21以及各柱梁連結(jié)部22通過熱軋成型來形成其外周形狀及各角部的外周曲率。各鋼管柱2擔(dān)任的功能為即使在產(chǎn)生了基于大地震的較大搖動(dòng)的情況下，也對鋼骨構(gòu)造物1的自重進(jìn)行支承，并且防止其倒塌及崩落。從防止在基于大地震等的大應(yīng)力作用時(shí)該鋼管柱2最先屈服的觀點(diǎn)出發(fā)而設(shè)計(jì)為，通過設(shè)置后述的減振阻尼器(減振構(gòu)造)10，由此特別地將該鋼管柱2的變形量抑制為較小。各梁部件3是所謂的H型鋼，具備在水平方向上延伸的連結(jié)板部31 ；和沿著該連結(jié)板部31的上下端緣設(shè)置的一對凸緣部32a、32b。該梁部件3例如通過軋制加工來制作。 另外，該梁部件3不僅限定于所謂的H型鋼，也可以構(gòu)成為除此之外的形狀。各梁部件3為，通過在與對應(yīng)于其各端面3a的鋼管柱2的外面、即柱梁連結(jié)部22 的外面相抵接的狀態(tài)下進(jìn)行焊接，由此相對于該柱梁連結(jié)部22 —體化。結(jié)果，該梁部件3 相對于柱梁連結(jié)部22剛性接合，并構(gòu)成鋼骨框架構(gòu)造。
鋼管柱2的鋼管21在被堆放到柱梁連結(jié)部22上之后，通過焊接將它們上下之間進(jìn)行固定。如此，通過沿著鉛直方向交替地堆積連結(jié)鋼管21和柱梁連結(jié)部22，由此各鋼管柱2從最下層朝向最上層連續(xù)配置，構(gòu)筑鋼骨構(gòu)造物1。而且，在鋼骨構(gòu)造物1的最下層，各鋼管柱2的下端固定在地上。另外，圖1表示使各鋼管柱2和各梁部件3在相互正交的同時(shí)連結(jié)的鋼骨框架構(gòu)造的一部分。在梁部件3與處于其兩側(cè)的各鋼管柱2之間的各交差部，分別朝上地設(shè)置有連結(jié)部件25。此外，在另一個(gè)梁部件3的下部中央朝下地設(shè)置有連結(jié)部件沈。這些連結(jié)部件 25,26分別通過焊接或螺栓接合等而牢固地固定。本實(shí)施方式的減振阻尼器10為，其一端相對于該連結(jié)部件25擺動(dòng)自如地安裝，另一方面，另一端相對于連結(jié)部件26擺動(dòng)自如地安裝。減振阻尼器10具備包含對象部件在內(nèi)的2根支撐主部件41a、41b和減振部42。減振部42的一個(gè)端部安裝在支撐主部件41a 上，另一方面，另一個(gè)端部安裝在支撐主部件41b上。換言之，安裝在一個(gè)連結(jié)部件25上的支撐主部件41a，經(jīng)由減振部42安裝在支撐主部件41b上，該支撐主部件41b安裝在另一個(gè)連結(jié)部件沈上。而且，這些支撐主部件41a、41b和減振部42沿著它們的延伸方向同軸配置。圖2A是表示減振部42附近的詳細(xì)構(gòu)造的圖1的A部分放大圖。此外，圖2B是圖 2A的B-B截面圖。在減振部42中，在使支撐主部件41a的一端與支撐主部件41b的一端相互對接的狀態(tài)下，經(jīng)由具有矩形狀截面的1根鋼管43及4個(gè)連結(jié)用金屬器具6進(jìn)行連結(jié)。圖3是用于說明該減振部42的組裝的分解立體圖，圖4是表示連結(jié)用金屬器具6的一部分的立體圖。如圖2A 圖3所示，支撐主部件41a、41b是所謂的H型鋼，分別具備沿著一個(gè)方向延伸的連結(jié)板部52 ；和沿著該連結(jié)板部52的上下緣部一體地設(shè)置的一對凸緣部51a、 51b。各連結(jié)用金屬器具6具備使一張長方形鋼板沿著其長度方向Dl交替地形成的多個(gè)(在圖示的例中為2個(gè))山部61和多個(gè)(圖示的例中為2個(gè))谷部62。更具體而言，通過使上述鋼板沿著其長度方向Dl交替地彎曲成大致垂直的所謂彎曲加工，來形成山部61 和谷部62。此外，在這些山部61和谷部62之間，連續(xù)地形成有連結(jié)板部(板部)63。該連結(jié)用金屬器具6的各山部61相對于上述連結(jié)板部52通過多根螺栓57安裝， 另一方面，各谷部62相對于鋼管43通過多根螺栓56安裝。如此，連結(jié)用金屬器具6的各山部61及各谷部62分別安裝在對象部件上。另外， 本發(fā)明中所謂的對象部件，意味著該連結(jié)用金屬器具6的安裝對象，如果將本實(shí)施方式的減振部42作為例子，則安裝山部61的連結(jié)板部52和安裝谷部62的鋼管43分別成為對象部件。如圖4所示，在連結(jié)用金屬器具6的各連結(jié)板部63上形成有1處以上(在圖示的例中為5處)的狹縫孔(孔)65。這些狹縫孔65為，在連結(jié)板部63上，至少沿著與上述長度方向Dl正交的方向(即、支撐主部件41a、41b的軸線方向E)隔開等間隔地配置。另外， 狹縫孔65的配置不僅限定于圖示的一列，也可以為多列。此外，該狹縫孔65不僅限于規(guī)則地排列的情況，也可以隨機(jī)地分散配置。
狹縫孔65可以是任意的形狀，但是優(yōu)選為如下形狀至少與對象部件的軸線方向正交，相對于對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)的表面沿著大致法線方向即F方向?yàn)榭v長。 此外，在圖4的例中，表示采用了菱形狀的狹縫孔65的情況，但是不僅限定于此，也可以采用長方形狀，也可以采用其他多邊形狀、不定形狀。通過在各連結(jié)板部63上預(yù)先形成狹縫孔65，能夠降低這些連結(jié)板部63的屈服強(qiáng)度。具體而言，在各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)之間沿著上述軸線方向E負(fù)載有應(yīng)力 σΕ、而在這些對象部件(連結(jié)板部52、鋼管4 之間產(chǎn)生了沿著上述軸線方向E的相對位移的情況下，能夠使各連結(jié)板部63沿著上述軸線方向E容易地彎曲屈服。如圖6所示，該彎曲屈服為，在相互鄰接的狹縫孔65之間的區(qū)域63a中，形成有沿著部件軸線方向E的寬度尺寸成為最小的縮頸，因此該區(qū)域63a容易優(yōu)先屈服。另外，不是必須在各連結(jié)板部63上形成各狹縫孔65，例如也可以如圖5所示那樣， 采用在連接板部63上完全不形成狹縫孔65的構(gòu)成。但是，即使在完全不設(shè)置狹縫孔65的情況下，與設(shè)置各狹縫孔65的宗旨相同，需要使各連結(jié)板部63的材質(zhì)以及形狀等最佳化， 以使各連結(jié)板部63的屈服應(yīng)力的總和變得低于各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)的屈服應(yīng)力。如上述那樣構(gòu)成的連結(jié)用金屬器具6，分別設(shè)置在支撐主部件41a和鋼管43之間以及支撐主部件41b和鋼管43之間。結(jié)果，應(yīng)力的傳遞路徑為，按照支撐主部件41a、連結(jié)用金屬器具6、鋼管43、其他連結(jié)用金屬器具6、支撐主部件41b的順序(或其相反順序)傳遞。接著，對具有上述構(gòu)成的減振阻尼器10的動(dòng)作進(jìn)行說明。假設(shè)，在建筑構(gòu)造物1受到地震等的地震力而搖動(dòng)的情況下，如圖2A所示，對減振阻尼器10的支撐主部件41a、41b分別負(fù)載0 的應(yīng)力。結(jié)果，特別是在各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)之間負(fù)載沿著上述軸線方向E的應(yīng)力ο E。而且，如圖4所示，當(dāng)沿著上述軸線方向E在各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43) 之間產(chǎn)生相對位移時(shí)，如圖6所示，在各連結(jié)板部63上作用剪切力F1，結(jié)果，負(fù)載彎曲力矩 M0而且，各連結(jié)板部63為，在相互鄰接的狹縫孔65之間的區(qū)域63a中，對應(yīng)于彎曲力矩M 而彎曲屈服。結(jié)果，能夠發(fā)現(xiàn)以下說明的特有效果。S卩，由于連結(jié)用金屬器具6進(jìn)行上述動(dòng)作，因此能夠使各連結(jié)板部63比其他部位更早地彎曲屈服。結(jié)果，在使各連結(jié)板部63塑性變形而抑制了它們的耐力上升的狀態(tài)下， 能夠發(fā)揮穩(wěn)定的變形能量吸收性能。而且，由于該連結(jié)用金屬器具6發(fā)揮與各對象部件之間的相對位移相對應(yīng)的能量吸收性能，因此作為減振阻尼器10整體，在支撐主部件41a及鋼管43之間和鋼管43及支撐主部件41b之間的2個(gè)部位，也能夠發(fā)揮能量吸收性能。艮口， 能夠發(fā)揮建筑構(gòu)造物1中的減振阻尼器10的減振功能。并且，本實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具6具備折板構(gòu)造，并成為在各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管4 之間多次往復(fù)而形成多個(gè)連結(jié)板部63的形狀。因此，能夠提高各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)之間的連結(jié)板部63的配置密度，能夠成為多個(gè)連結(jié)板部63配設(shè)在該對象部件(連結(jié)板部52、鋼管4 之間的方式。結(jié)果，能夠配置多個(gè)而不是一個(gè)具有能量吸收性能的連結(jié)板部63，相應(yīng)地能夠使能量吸收效率增加，能夠進(jìn)一步提高抗震性能。另外，各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)之間的間隙一般較窄，所以在該狹窄的隙間中如何配設(shè)能量吸收機(jī)構(gòu)成為一直以來的較大問題。對于該問題，在本實(shí)施方式中，將折板構(gòu)造的連結(jié)用金屬器具6配設(shè)在上述間隙中，并且降低各連結(jié)板部63的屈服強(qiáng)度，所以能夠在狹窄的間隙中跨多列地配設(shè)各連結(jié)板部63。結(jié)果，能夠使減振部42、進(jìn)而使減振阻尼器10自身緊湊化。此外，本實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具6，采用折板構(gòu)造并且使各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管4 之間的連結(jié)板部63的配置密度變高，所以能夠提高其剛性而且還能夠提高防止壓曲性能。即，本實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具6能夠提高能量吸收性能并且還能夠提高剛性。特別是，在實(shí)現(xiàn)剛性提高及防止壓曲性的提高的基礎(chǔ)上，不需要如以往那樣增加阻尼器部件的板厚，所以在實(shí)現(xiàn)小型化這一點(diǎn)上本發(fā)明的構(gòu)成也是有益的。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)材料成本的降低以及提高基于輕量化的減振阻尼器10的安裝容易性。并且，本實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具6，經(jīng)過對一張鋼板進(jìn)行彎曲加工的、所謂折板加工而制作。因此，在制作連結(jié)用金屬器具6時(shí)，不需要進(jìn)行用于連結(jié)鋼板和鋼板之間的焊接、螺釘連結(jié)以及螺栓連結(jié)等，進(jìn)而能夠提高減振阻尼器10的制作容易性。另外，在本實(shí)施方式中，例示了如下的連結(jié)用金屬器具6 以使鋼板沿著與其長度方向垂直的方向往復(fù)的方式，交替地對鋼板進(jìn)行彎曲加工，從而形成各山部61及各谷部 62。而且，對上述彎曲角度被彎曲為相對于鋼板的長度方向大致垂直的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明不僅限定于該構(gòu)成，例如形成各山部61及各谷部62時(shí)的彎曲角度不限于90度， 也可以彎曲為除此之外的角度。圖7表示將構(gòu)成減振阻尼器10的由H型鋼形成的支撐主部件41作為柱部件、將其下端固定在地表面上時(shí)的應(yīng)用例。支撐主部件41的下端經(jīng)由與其連結(jié)板部52接合的連結(jié)用金屬器具6安裝有鋼管43。而且，鋼管43固定在底板49上。底板49通過多根螺栓 50相對于地面fe固定。該圖7的C-C截面中的減振阻尼器10的構(gòu)成與上述圖2B的構(gòu)成相同，所以對于相同構(gòu)成要素及部件引用相同符號而省略其詳細(xì)說明。而且，在朝向圖7中的G方向?qū)χе〔?1負(fù)載了拉伸應(yīng)力的情況下，在各對象部件(連結(jié)板部52、鋼管43)之間產(chǎn)生相對位移， 但對應(yīng)于該相對位移，連結(jié)用金屬器具6能夠進(jìn)行塑性變形而發(fā)揮能量吸收性能。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)作為該柱部件的支撐主部件41的振動(dòng)減輕，并且與上述同樣還能夠提高剛性。圖8表示的例子為，將構(gòu)成該減振阻尼器10的由H型鋼形成的支撐主部件41作為柱部件，代替圖7所示的上述鋼管43而連結(jié)了槽形鋼43’時(shí)的截面構(gòu)成。在以下的說明中，對于與上述圖2B相同的構(gòu)成要素及部件引用相同符號，由此省略重復(fù)的說明。如圖8所示，在本構(gòu)成例中，使2個(gè)槽形鋼43’配置成它們的U字形的開口部分相互對置。而且，在使支撐主部件41的凸緣51a或51b相對于這些槽形鋼43’的U字形的底面部分抵接的狀態(tài)下，通過多根螺栓螺釘56將連結(jié)用金屬器具6的各谷部62相對于槽形鋼43’的U字形的內(nèi)側(cè)面部分接合。在該構(gòu)成中，在各對象部件(連結(jié)板部52、各槽形鋼43’)之間產(chǎn)生了相對移位的情況下，對應(yīng)于該相對位移，連結(jié)用金屬器具6的各連結(jié)板部63也進(jìn)行塑性變形，所以能夠發(fā)揮能量吸收性能。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)作為柱部件的支撐主部件41的振動(dòng)減輕，并且與上述同樣還能夠提高剛性。圖9表示配設(shè)于建筑構(gòu)造物1的其他減振阻尼器80。在該建筑構(gòu)造物1的各鋼管柱2與各梁部件3的各交差部，分別設(shè)置有連結(jié)部件81、82。減振阻尼器80的一端安裝在連結(jié)部件81上，另一方面，另一端安裝在連結(jié)部件82 上。減振阻尼器80具備作為對象部件的2根支撐主部件83a、83b以及減振部84。減振部 84的一端安裝在支撐主部件83a上，并且另一端安裝在支撐主部件8 上。換言之，支撐主部件83a經(jīng)由減振部84安裝在支撐主部件8 上。這些支撐主部件83a、8;3b均為截面 T形狀的型鋼。圖IOA及圖IOB表示減振部84附近部分的詳細(xì)情況，圖IOA表示其放大側(cè)視圖， 圖IOB表示圖IOA的D-D截面。支撐主部件83a為T型鋼，具備沿著一個(gè)方向延伸的連結(jié)板部8 和沿著該連結(jié)板部85a的一個(gè)邊緣部設(shè)置的凸緣部86a。同樣，支撐主部件8 是T型鋼，具備沿著一個(gè)方向延伸的連結(jié)板部8 和沿著該連結(jié)板部85b的一個(gè)邊緣部設(shè)置的凸緣部86b。連結(jié)用金屬器具6具備使一張鋼板沿著其長度方向H交替形成的多個(gè)(圖示的例中為2個(gè))山部61和多個(gè)(圖示的例中為2個(gè))谷部62。此外，在這些山部61和谷部62 之間連續(xù)地形成有連結(jié)板部63。該連結(jié)用金屬器具6的各山部61通過多根螺栓螺釘57相對于上述凸緣86a安裝，另一方面，各谷部62通過多根螺栓螺釘56相對于凸緣86b安裝。 在本方式中，對象部件為凸緣86a、86b。在連結(jié)用金屬器具6上形成有1處以上(在圖示的例中為5處)的狹縫孔65。這些狹縫孔65為，在連結(jié)板部63上，至少沿著與上述長度方向H正交的部件軸線方向I相互隔開等間隔地排列。在具有上述構(gòu)成的減振阻尼器80中，在由于伴隨地震等的振動(dòng)而建筑構(gòu)造物1變形了的情況下，對于支撐主部件83a、8;3b例如負(fù)載如圖IOA所示的應(yīng)力σ E。結(jié)果，在該減振部84(特別是凸緣86a、86b之間)中，朝向部件軸線方向I負(fù)載應(yīng)力σ E。而且，當(dāng)沿著該部件軸線方向I在各對象部件(凸緣86a、86b)之間產(chǎn)生位移時(shí)，在各連結(jié)板部63也負(fù)載與圖4所示的情況同樣的剪切力，結(jié)果，負(fù)載彎曲力矩。結(jié)果，在各連結(jié)板部63中，相互鄰接的各狹縫孔65之間的區(qū)域63a承受上述彎曲力矩而彎曲屈服。結(jié)果，如上所示，使各連結(jié)板部63較早地彎曲屈服而產(chǎn)生塑性變形，所以能夠發(fā)揮抑制了耐力上升的穩(wěn)定的變形能量吸收性能。因此，能夠可靠地發(fā)揮建筑構(gòu)造物1的充分的減振功能。并且，該連結(jié)用金屬器具6采用折板構(gòu)造，并成為各連結(jié)板部63在各對象部件 (凸緣86a、86b)之間多次往復(fù)的形狀。因此，能夠提高這些對象部件(凸緣86a、86b)之間的各連結(jié)板部63的配置密度。結(jié)果，能夠增加能量吸收效率，能夠進(jìn)一步提高抗震性能。另外，連結(jié)用金屬器具6不僅限定于上述減振阻尼器10、80中的安裝構(gòu)造，也可以安裝到任意的對象部件上。[第二實(shí)施方式]下面，對應(yīng)用了本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖11是表示本實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具90的詳細(xì)構(gòu)造的立體圖。圖12是將該連結(jié)用金屬器具90內(nèi)插于槽形鋼169而構(gòu)成的減振阻尼器9的立體圖。減振阻尼器9 具備與系緊螺栓91連結(jié)的鋼管92。而且，在該鋼管92上焊接有連結(jié)用金屬器具90。在連結(jié)用金屬器具90上，在各連結(jié)板部98上形成有多個(gè)狹縫孔65。該連結(jié)用金屬器具90為，通過將鋼板沿著其長度方向交替地彎曲，由此使多個(gè)山部95和多個(gè)谷部96交替地形成，如圖13所示，在以與其長度方向垂直的截面觀察的情況下，成為大致H形狀。在向該連結(jié)用金屬器具90內(nèi)插入鋼管92并進(jìn)行焊接時(shí)，至少將連結(jié)用金屬器具 90的各谷部96和鋼管92之間進(jìn)行焊接。此外，在各山部95和各谷部96之間形成連結(jié)板部98。并且，在連結(jié)用金屬器具90的外周面也形成有其他連結(jié)板部98。各狹縫孔65分別形成在各連結(jié)板部98上。結(jié)果，各連結(jié)板部98的屈服強(qiáng)度被抑制為比其他部位低。具有上述構(gòu)成的、焊接了鋼管92的連結(jié)用金屬器具90，如圖12及圖13所示，內(nèi)插于具有帶緣的槽形鋼169。槽形鋼169是截面大致C字狀的型鋼，具備連結(jié)板部101 ；在連結(jié)板部101的兩側(cè)一體地形成的凸緣部10加、102b ；以及在這些凸緣部l(^a、102b的各端緣一體地形成的帶緣103。此外，也可以省略各帶緣103。在將連結(jié)用金屬器具90相對于槽形鋼169進(jìn)行連結(jié)時(shí)，如圖13所示，在使槽形鋼 169的凸緣部10h、102b的各內(nèi)面與連結(jié)用金屬器具90的各山部95的外面相互抵接的狀態(tài)下，通過自鉆螺釘57將它們連結(jié)。之后，通過使螺母105相對于系緊螺栓91的上下各一個(gè)地螺合，由此其安裝完成。在如此構(gòu)成的減振阻尼器9中，上述對象部件相當(dāng)于系緊螺栓91和槽形鋼169。 即，在該槽形鋼169例如被應(yīng)用為薄壁輕量型鋼構(gòu)造物的柱部件等時(shí)，作為一個(gè)對象部件的系緊螺栓91沿著圖12中的部件軸線方向J位移。結(jié)果，在這些對象部件(系緊螺栓91、 槽形鋼169)之間所夾裝的連結(jié)用金屬器具9的各連結(jié)板部98，也負(fù)載沿著部件軸線方向J 的剪切應(yīng)力，并且也同樣負(fù)載彎曲力矩。結(jié)果，各連結(jié)板部98在相互鄰接的各狹縫孔65之間的區(qū)域63a中，基于所述的彎曲力矩而進(jìn)行彎曲屈服。結(jié)果，通過使各連結(jié)板部98較早地彎曲屈服而塑性變形，由此能夠抑制耐力上升而發(fā)揮穩(wěn)定的變形能量吸收性能。因此，能夠可靠地發(fā)揮薄壁輕量型鋼構(gòu)造物的充分的減振功能。并且，本實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具90也與上述第一實(shí)施方式的連結(jié)用金屬器具6同樣地采用折板構(gòu)造，并成為各連結(jié)板部98在各對象部件之間多次往復(fù)的形狀。因此， 能夠提高各對象部件(系緊螺栓91、槽形鋼169)之間的連結(jié)板部63的配置密度。結(jié)果，能夠增加能量吸收效率，能夠進(jìn)一步提高抗震性能。另外，也可以將上述構(gòu)成的連結(jié)用金屬器具90應(yīng)用于薄壁輕量型鋼構(gòu)造物。如以上說明的那樣，上述第一及第二實(shí)施方式的各連結(jié)用金屬器具，是將沿著一個(gè)方向相對移位自如的一對對象部件之間進(jìn)行連結(jié)的連結(jié)用金屬器具，其采用的構(gòu)成為， 具備相對于上述各對象部件的一個(gè)進(jìn)行安裝的多個(gè)第一安裝部；相對于上述各對象部件的另一個(gè)進(jìn)行安裝的第二安裝部；以及將上述各第一安裝部和第二安裝部之間連接的多個(gè)板部；上述各第一安裝部相對于上述一個(gè)對象部件的安裝方向和上述第二安裝部相對于上述他一個(gè)對象部件的安裝方向，被設(shè)定為上述板部的表面沿著上述相對位移的方向。而且， 通過具備該構(gòu)成，成功地發(fā)揮上述的作用效果。實(shí)施例1以下，對應(yīng)用了本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具的實(shí)施例進(jìn)行說明。應(yīng)用了本發(fā)明的連結(jié)用金屬器具，也可以通過下述(1)公式所示那樣的各種參數(shù)，來決定其詳細(xì)構(gòu)成。另外，圖14表示在下述(1)公式中使用的各變量的部位。[公式1]
權(quán)利要求
1.一種連結(jié)用金屬器具，將沿著一個(gè)方向相對位移自如的一對對象部件之間進(jìn)行連結(jié)，其特征在于，具備多個(gè)第一安裝部，相對于上述各對象部件的一個(gè)進(jìn)行安裝； 第二安裝部，相對于上述各對象部件的另一個(gè)進(jìn)行安裝；以及多個(gè)板部，將上述各第一安裝部及第二安裝部之間進(jìn)行連接，上述各第一安裝部相對于上述一個(gè)對象部件的安裝方向和上述第二安裝部相對于上述另一個(gè)對象部件的安裝方向被設(shè)定為，上述板部的表面沿著上述相對位移的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的連結(jié)用金屬器具，其特征在于，是包含上述第一安裝部、上述板部和上述第二安裝部按照該順序連續(xù)形成的山谷部的折板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的連結(jié)用金屬器具，其特征在于，上述各板部的屈服耐力的總和低于上述各對象部件的任何一個(gè)的屈服耐力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的連結(jié)用金屬器具，其特征在于， 在上述各板部上形成有沿著它們的板厚方向貫通的孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所記載的連結(jié)用金屬器具，其特征在于， 上述孔沿著上述相對位移的方向形成多個(gè)；在這些孔之間的部分形成有縮頸。
6.一種減振構(gòu)造，其特征在于，具備一對對象部件，形成建筑構(gòu)造物的一部分，并且沿著一個(gè)方向相對位移自如；和對這些對象部件之間進(jìn)行連結(jié)的權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所記載的連結(jié)用金屬器具。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所記載的減振構(gòu)造，其特征在于， 上述各對象部件的一個(gè)為H型鋼；上述各對象部件的另一個(gè)為鋼管或輕槽鋼； 上述各第一安裝部安裝在上述H型鋼的連結(jié)板部上； 上述第二安裝部安裝在上述鋼管或上述輕槽鋼上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的減振構(gòu)造，其特征在于， 上述鋼管或上述輕槽鋼的下端固定在地面上； 上述H型鋼為柱體。
9.一種建筑構(gòu)造物，其特征在于， 具備權(quán)利要求6所記載的減振構(gòu)造。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所記載的建筑構(gòu)造物，其特征在于， 是薄壁輕量型鋼構(gòu)造物。
全文摘要
本發(fā)明為一種連結(jié)用金屬器具，對沿著一個(gè)方向相對位移自如的一對對象部件之間進(jìn)行連結(jié)，具備多個(gè)第一安裝部，相對于上述各對象部件的一個(gè)進(jìn)行安裝；第二安裝部，相對于上述各對象部件的另一個(gè)進(jìn)行安裝；以及多個(gè)板部，將上述各第一安裝部及第二安裝部之間進(jìn)行連接。上述各第一安裝部相對于上述一個(gè)對象部件的安裝方向和上述第二安裝部相對于上述另一個(gè)對象部件的安裝方向被設(shè)定為，上述板部的表面沿著上述相對位移的方向。
文檔編號F16F15/02GK102348859SQ201080011020
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者尾崎文宣, 河合良道 申請人:新日本制鐵株式會(huì)社