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免震・制震機構

国内特許コード P08P005923
掲載日 2008年12月12日
出願番号 特願2007-142185
公開番号 特開2008-297720
登録番号 特許第5007380号
出願日 平成19年5月29日(2007.5.29)
公開日 平成20年12月11日(2008.12.11)
登録日 平成24年6月8日(2012.6.8)
発明者
  • 後藤 芳顯
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 免震・制震機構
発明の概要

【課題】極大地震に対して構造物本体を無損傷にとどめ、かつ地震後の供用性を満足する免震・制震機構を提供する。
【解決手段】柱頂部に梁両端を設置し、柱の軸線方向に配置したPC鋼棒にプレストレスを導入することにより柱を梁ならびに基礎と締結する。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


橋脚などに用いられる鋼製門型骨組構造ではエネルギ吸収能に優れた耐震構造を用いるのが一般的であるが、近年、本体構造への損傷を極力防止するために非特許文献1の座屈拘束ブレースやシャパネルなどの経済的な履歴ダンパーを用いた制震構造の適用が検討されている(図1)。このような構造では本体構造への損傷は減少するものの、門型骨組のせん断剛性の上昇による柱基部反力の増加や履歴ダンパーの塑性化による残留変位発生の恐れが考えられる。また、門型ラーメンの自由空間を占有するという問題もある。



剛結骨組構造における柱と基礎ならびに柱と梁の接合部での地震時における曲げモーメントの増加を抑えるためにはアンカー部や隅角部での柱の固定度を小さくした非特許文献2のいわゆる半剛結構造(Semi-rigid connection)(図2)とすることにより免震性を付与することが考えられる。しかしながら、このような構造の場合、柱への損傷は低減できるが、接合部への損傷の集中や地震後の残留変位の増加の可能性がある。この問題に対処するため、建築の多層多径間骨組においては自己復元(self-centering)機能を持ついわゆるPTED接合(Post-Tensioned Energy Dissipating Connection)(図3)を梁と柱の接合部に用いることが非特許文献3で提案されている。PTED接合は梁と柱を梁の軸方向に配置したPC鋼棒により圧縮軸力を導入することで接合し、さらに接合部に軸降伏型の金属ダンパーをはりの上下部に水平に配置し梁と柱を結合したものである。しかしながら、この構造をラーメン橋脚として適用例の多い門型骨組にそのまま適用した場合、PTED接合は2箇所の隅角部のみの配置となることと、柱基部が剛結されているので隅角部での相対回転が小さいことにより、接合部でのエネルギ吸収を有効に行うことができないという問題点がある。さらに、建築骨組と異なり梁上に上部構造の大きな死荷重が作用するので、PTED接合として相対回転を許容しつつ、大きな梁反力を柱に確実に伝達する支持構造を柱の内側フランジ面に設置することは容易でない。


【非特許文献1】履歴型ダンパー付骨組の地震応答性状と耐震設計法,日本鋼構造協会,1998.

【非特許文献2】後藤芳顯, 鈴木五月, 松浦聖:はりと柱の結合部に非弾性特性を有する半剛結矩形骨組の安定性に関する一考察,土木学会論文集,No.416,329-338,1990.

【非特許文献3】Constantin Christpouluos,Andre Filiatrault,Chia-Ming Uang,Bryan Folz:Posttensioned Energy Dissipating Connections for Moment-Resisting Steel Frames,Journal of structural engineering,pp.1111-1120,2002.

産業上の利用分野


本発明は免震・制震機構に関し、特に鋼橋梁を対象とした無損傷自己復元型免震・制震機構に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
柱頂部に梁両端を設置してなる構造に適用され、柱の軸線方向に配置したPC鋼棒にプレストレスを導入することにより柱を梁ならびに基礎と締結し、柱の軸線方向にエネルギ吸収を図るための履歴型ダンパーを配置し、プレストレスを導入したPC鋼棒とともに梁の上にある上部構造の自重により前記履歴型ダンパーの残留変形を防止することを特徴とする免震・制震機構。


【請求項2】
前記履歴型ダンパーを柱と梁および柱と基礎とをそれぞれ結合するように配置したことを特徴とする請求項1に記載の免震・制震機構。
産業区分
  • その他建築
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007142185thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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