両端座屈拘束ダンパー型制振ブレース

両端座屈拘束ダンパー型制振ブレース

両端座屈拘束ダンパー型制振ブレース(以下、ダンパーブレースと称す)とは、エネルギーを吸収するダンパー部を部材両端に備え、その間を中間材でつないでいる制振用筋違材のことを言います。ダンパー部は十字芯材とそれを拘束する角形鋼管で構成され、十字芯材が座屈せずに安定的に塑性化し地震エネルギーを吸収する機構を備えています。

これらの機構は実験により安定した振動エネルギー吸収能力があり、またレベル2の地震(注1)に対しても耐久性を有することが、実証されています。

本製品を構造物の斜材として組み込むことにより、大地震に対しても十分安全な耐震性能を確保することが可能となります。

  1. レベル2の地震とは「過去に受けたことのある地震動のうち最強と考えられるもの及び将来において受けることが考えられる最強の地震動」のことを言います。
ダンパーブレース単体図
図1 ダンパーブレース単体図
十字芯材による地震エネルギー吸収概念図
図2 十字芯材による地震エネルギー吸収概念図

ダンパーブレースの特徴


ダンパーブレースを設置した架構のベースシア及び応答変位は、従来の架構に比べて低減することが可能となります。この応答低減効果として、「弾塑性履歴エネルギー吸収による減衰増加効果」及び「塑性化による等価剛性低下に伴う長周期化の効果」の2つの効果が挙げられます。

図3にダンパーブレースを設置した場合の架構の履歴特性を、図4(a)、(b)に等価線形の概念を用いて評価した加速度応答スペクトル、変位応答スペクトルを示しています。

図4(a)より、ベースシアに関係する加速度応答は「減衰増加」「長周期化」の両効果によって大きく低減されることが分かります。

図4(b)より、変位応答については、「長周期化」により増加しますが、「減衰増加」効果による応答低減が応答増分以上に大きくなるため、変位応答についても同様に低減されることが分かります。

弾塑性履歴
図3 弾塑性履歴
加速度応答スペクトル
図4(a) 加速度応答スペクトル
Damper Braces-jp-5
図4(b) 変位応答スペクトル

代表立面図例
図5 代表立面図例

適用範囲


本製品は鉄骨構造物の斜材として使用され、その適用範囲は、一般建築物はもちろんのこと、階高が高く斜材が長尺になるようなプラント工作物にも適しています。代表的な建築物、構造物は以下の通りです。

  • タービン建屋本館
  • ボイラ本館建屋
  • ボイラ支持鉄骨
  • ガス化炉支持鉄骨
  • 鉄塔支持型煙突

なお、既設構造物において、鉛直ブレースの一部を改造し本製品を組み込むことによって耐震補強として適用することもできます。なお、本製品は地震力を低減する方式の耐震補強なので、その他の既設部材は現状のままとできる点が特徴です。

ダンパーブレースの効果


ダンパーブレースを適用した場合の応答低減効果は、その構造物毎によって異なりますが、火力発電所での代表的な鉄骨構造物であるボイラ支持鉄骨に適用した場合の効果は、層せん断力で30~50%低減することが可能となります。これにより耐震性が向上すると共に鉄骨構造物及び基礎の工事量を削減することができます。

個別評定が不要


本製品は日本建築センターから一般評定(注2)を取得しています(2018年2月更新。評定番号BCJ-評定-ST0091-04)。この一般評定取得により個別評定が不要となり、確認申請時に評定書を添付することによって、通常の手続きで確認を得ることができ、設計期間を短縮することが可能となります。
  1. 一般評定とは、一定の適用範囲を定めて用いられる建築物または工作物の構法、材料、部品等について建築基準法その他技術基準などに照らして、その性能を(財)日本建築センターをはじめとする指定性能評価機関が評価することをいいます。
評定書 BCJ-評定-ST0091-04評定書 BCJ-評定-ST0091-04