変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置
【課題】構造部材とダンパーにエネルギ吸収の機能を分担させ、過度の累積塑性変形を生じさせない。
【解決手段】構造物において互いに分離した状態で対向し、構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材１、２と、隣接する構造部材１、２間に跨設され、両構造部材１、２間の相対変形時にその相対変形方向に変形を生ずるダンパー４からダンパー内蔵耐震装置を構成する。ダンパー４に、隣接する構造部材１、２が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限材６により変形制限機能を与え、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮させ、制限を受けた後に前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能させ、隣接する構造部材１、２の内の少なくともいずれかの構造部材等に変形を生じさせる。
【解決手段】構造物において互いに分離した状態で対向し、構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材１、２と、隣接する構造部材１、２間に跨設され、両構造部材１、２間の相対変形時にその相対変形方向に変形を生ずるダンパー４からダンパー内蔵耐震装置を構成する。ダンパー４に、隣接する構造部材１、２が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限材６により変形制限機能を与え、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮させ、制限を受けた後に前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能させ、隣接する構造部材１、２の内の少なくともいずれかの構造部材等に変形を生じさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の内部、あるいは外部において地震や風荷重等により構造物が水平力を受けたときに相対変形を生ずる複数の構造部材と、隣接する構造部材間に跨設され、変形制限機能付きのダンパーとで構成される変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば構造物内の基本的な耐震要素である柱・梁のフレーム（架構）には大地震時にも架構の崩壊を生じさせない必要から、終局時にまで塑性変形能力を発揮し得るような靱性が要求され、塑性変形能力の発揮によるエネルギ吸収効果が期待される。柱と梁はそれぞれの部材端部である接合部において水平力伝達のために互いに剛に接合されることから、せん断力と曲げモーメントの負担により部材端部に生ずる応力度が最大になるため、部材全長の内、部材端部に塑性化が生じ易い。
【０００３】
塑性化が想定される構造部材の端部においては、上記の崩壊回避の目的から、変形の増大と繰り返し加力による塑性座屈や塑性破断等の顕著な耐力低下が起こらないよう、十分な塑性変形能力を有する断面で設計される。この結果、構造部材は大地震時に応力が大きくなる部材両端部、もしくはその近傍の最大２箇所で塑性化しながらも、粘りのある塑性変形を起こすことにより振動エネルギの吸収能力を発揮する。
【０００４】
一方、例えば上記フレーム、あるいはフレーム内に架設されるブレース、間柱等のフレーム以外の、互いに分離している耐震要素（構造部材）間にエネルギ吸収装置としてのダンパーを跨設する場合には（特許文献１、２参照）、ダンパーによるエネルギ吸収効率を高める目的で、ダンパーに変形が集中するよう、ダンパー周辺の耐震要素全体の剛性と耐力がダンパーより相対的に高く設定される。ダンパーが降伏（塑性化）する以前に耐震要素が塑性化すれば、耐震要素がダンパーに塑性化を生じさせるだけの外力を加えることができず、ダンパーのエネルギ吸収能力が発揮されなくなることによる。
【０００５】
また仮に耐震要素である構造部材の塑性化が想定される箇所である部材端部等に塑性化を生じにくくする補強を施したとしても、構造部材全体の剛性が一様に確保されていない限り、補強箇所以外の部分の剛性が相対的に低下することになり得るため、構造部材からダンパーに塑性化を生じさせるだけの力を加えることができなくなり、結果としてダンパーのエネルギ吸収能力を発揮させることができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２０３５４３号公報（第１図、第６図、第９図、第１０図）
【特許文献２】特開２０００−７３４９５公報（段落０００９〜００１１、図１、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した靱性指向型の構造物内において、架構を構成する柱・梁のような耐震要素（構造部材）は部材端部に塑性化が生じ易いことから、部材端部の断面が持つ塑性化後の塑性変形能力（エネルギ吸収能力）が期待されるため、累積する塑性変形（塑性エネルギ）に対して塑性座屈や塑性破断が生じないような処理を要することもある。しかしながら、構造物が地震力を受けたときのあらゆる挙動を予測した耐震設計を構造物に施せる訳ではなく、予測を超える事態が起こり得ることも想定される。
【０００８】
例えばこれまで地震動に共振しない前提で設計されていた長周期構造物に固有周期に近い長周期の地震動が入力する可能性の存在が判明したこともあり、累積塑性変形を考慮する設計の必要性が生じている。具体的には構造物内の架構を構成する構造部材単位で言えば、部材端部の塑性変形能力を高めるための補強をすることが求められることになるが、部材単位での部分的な補強では、前記のように部材全体の塑性変形能力が一様に確保されることにはならず、必ずしも効果的な補強とは言えない。
【０００９】
本発明は上記背景より、構造部材の一部にダンパーを組み込むことで、構造部材とダンパーにエネルギ吸収の機能を分担させ、構造部材全体の塑性変形能力を確保することを可能にし、各塑性変形部における累積塑性変形を軽減させるダンパー内蔵耐震装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明の変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置は、
構造物の内部、あるいは外部において互いに分離した状態で対向し、前記構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材と、この複数の構造部材の内、隣接する構造部材間に跨設され、両構造部材間の相対変形時に、その相対変形方向に変形を生ずるダンパーを備え、
前記ダンパーが前記隣接する構造部材が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持ち、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮し、制限を受けた後に前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能し、前記隣接する構造部材の内の少なくともいずれかの構造部材、もしくは前記隣接する構造部材間に跨設される接合部材に変形を生じさせることを構成要件とする。
【００１１】
「構造部材」は主として地震時や風荷重時等に構造物が受ける水平力に対し、曲げモーメント、せん断力、軸方向力を負担することにより抵抗力を発揮し得る、ブレース、間柱、耐震壁等を含む耐震要素であり、構造物の骨組（架構）を構成する柱と梁等の構造部材も含む。「複数の構造部材」はダンパー内蔵耐震装置を構成する構造部材が構造物内、あるいは架構内に複数（２以上）、配置されることの意味であるが、複数の構造部材の内、基本的に隣接する二つの構造部材が対になり、両構造部材間にダンパーが介在する、もしくは跨ることにより耐震要素とダンパーの組み合わせからなる「耐震装置」として機能する。
【００１２】
ダンパー４が、変形の進行が抑えられた後に変形を生じさせる対象にはこれらの構造部材１、２の他、図６−（ｄ）に示すようにダンパー４と共にこれらの構造部材１、２（２、３）間に跨り、構造部材１、２（２、３）同士を接合するためのプレート等の接合部材（継手部材）１０Ａが含まれるため、対になる二つの構造部材１、２、またはそれに加えて構造部材１、２間に跨る接合部材１０Ａが最小のダンパー内蔵耐震装置５を構成する。以下ではダンパー内蔵耐震装置５の構成要素として、接合部材１０Ａを含めて「二つの構造部材」と言うこともある（「二つの構造部材」に接合部材１０Ａを含ませることもある）。
【００１３】
構造物の内部、もしくは外部において、ダンパー内蔵耐震装置５が図６−（ａ）、（ｂ）に示すように３以上の構造部材１〜３から架構を成立させる場合は、一架構（構造物）内に、対になる二つの構造部材１、２（２、３）の組み合わせが２通り以上、存在することになる。「構造物の内部、あるいは外部において」とは、構造部材１〜３が構造物の内部（屋内）に配置される場合と、構造物の外部（屋外）に耐震補強架構の一部等として付加的に配置される場合があることを言う。構造物の内部に配置される場合も、外部に配置される場合も、構造物は新設の場合と既存の場合がある。
【００１４】
「複数の構造部材１〜３」は具体的には例えば図５−（ａ）、図６−（ｃ）に示すように柱・梁の架構（フレーム）内で隣接する柱間に架設され、互いに分離する梁部材として、または図５−（ｂ）、図６−（ｂ）、（ｄ）に示すように上下に隣接する梁（梁部材）の中間部間に鉛直方向に架設され、互いに分離する間柱や壁として、あるいは図５−（ｃ）に示すように柱・梁のフレーム内に架設されるブレースと、その一部が接続されるべきフレームのいずれかの部位（構造部材）等として配置される。
【００１５】
この他、「複数の構造部材１〜３」は図６−（ａ）に示すように柱・梁のフレームを構成する柱とそれに接合され、梁の一部を構成するブラケット９、及びブラケット９、９間に架設される梁部材として、または図６−（ｂ）、（ｄ）に示すように上下に隣接する梁の中間部に接合されるブラケット９と、そのブラケット９、９間に架設される柱部材としても配置される。いずれの例においてもダンパー４が接合される部材が「ダンパーが跨る構造部材」である。
【００１６】
図６−（ｄ）は（ｂ）に示す間柱状の柱部材を（ブラケット９、９に）上下に２分割し、その分割箇所にダンパー４を跨設した場合の例を示している。図６−（ｄ）では図６−（ｂ）において上下の梁部材に接続したブラケット９と間柱状の柱部材（ブラケット９）との間のフランジ間に跨設されている継手部材１０を、ダンパー４の降伏等による一定の変形後にダンパー４に代わって変形を生じさせるための前記接合部材１０Ａに置き換えている。接合部材１０Ａはダンパー４が変形制限を受けた時点以降にダンパー４に代わって塑性変形し、エネルギ吸収能力を発揮する。
【００１７】
対になる、隣接する二つの構造部材１、２（２、３）は構造物が水平力を負担して弾性変形を起こしたときに相対変形を生ずるいずれかの部位間に配置され、互いに分離し、間隔を保持した状態で、それぞれ構造物のいずれかの部位に接合される。ダンパー４は複数の構造部材の内、いずれか隣接する二つの構造部材間１、２（２、３）に跨って設置されることで、その隣接する構造部材１、２（２、３）間の相対変形時に自ら、あるいはダンパー４を構成する部材間で相対変形を起こし、これらの変形が進行することにより振動エネルギを吸収する。
【００１８】
ダンパー４が「自ら変形すること」は図１〜図４に示すようにダンパー４が単体である場合に弾性変形から塑性変形することを言い、この場合、ダンパー４は塑性変形時の履歴ループによりエネルギを吸収する。「部材間で相対変形すること」は図示しないが、ダンパー４が複数の部材（材料）から構成される場合に部材間に相対変形が生ずることを言い、その場合、ダンパー４は部材間の相対変形時の摩擦力や粘性減衰力等によりエネルギを吸収する。
【００１９】
ダンパーには鋼材、鉛、合金等の金属材料を使用した弾塑性ダンパー、摩擦ダンパー、あるいはゴム等と鋼材等を互いに接着させた粘弾性ダンパーの他、粘性流体を使用した粘性（オイル）ダンパー等のエネルギ吸収装置が使用され、ダンパーの種類（形態）は問われない。ダンパーは弾塑性ダンパーのように単一の材料（部材）から構成される場合と、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー、粘性ダンパー等のように複数の材料（部材）の組み合わせから構成される場合がある。
【００２０】
「両構造部材間の相対変形方向に変形を生ずる（ダンパー）」とは、ダンパー４自身が図示するように金属材料からなる単一の部材で構成されている場合に、単体のダンパー４自体が曲げ変形、せん断変形、引張変形等の変形を単独で、あるいは複合して生ずることと、ダンパー４が複数の部材（材料）から構成されている場合に、部材同士が相対変形、もしくは相対移動等することを含む。単体のダンパー自体が変形することは、ダンパー自体がせん断変形、曲げ変形等の相対変形を生ずることであり、複数の部材からなるダンパーが変形することは、ダンパーの構成部材（材料）間に相対移動等、相対変形が生ずることを言う。以下、「変形」には単体のダンパー自体の変形と、ダンパーを構成する複数の部材間の相対変形が含まれる。
【００２１】
金属材料からなる単体のダンパーは単独で相対変形することで、設定（想定）された一定の外力（荷重）を負担したときに、降伏（塑性化）することにより履歴ループによるエネルギ吸収能力を発揮する。複数の部材からなるダンパーは構成部材（材料）間に相対変形が生ずるときに摩擦力や粘性減衰力等の減衰力を発生することによりエネルギ吸収能力を発揮する。いずれの場合も、変形量が増大し、エネルギ吸収能力を発揮する。
【００２２】
二つの構造部材１、２（２、３）は前記のように両構造部材１、２間にダンパー４が介在した状態で、エネルギ吸収装置としてのダンパー４が一体化した構造の耐震要素（耐震装置）になる。このダンパー４付きの二つの構造部材１、２からなる最小の「ダンパー内蔵耐震装置５」を一つ（単一）の耐震要素（耐震装置）として見れば、「耐震装置５」はダンパーの内蔵により見かけ上、少なくとも１段階にエネルギ吸収能力を発揮し得る部分（ダンパー：エネルギ吸収装置）を有する構造になる。
【００２３】
但し、ダンパー４は自らの、あるいは後述のように構造部材１、２から付与される変形制限機能によりダンパー４自身の変形量に制限が課せられていることで、制限を受けるまでは変形が進行するものの、制限を受けた後にはそれ以上、相対変形量が増大（進行）することが抑制されるため、後述のように剛性の高い部材として挙動し、構造部材１、２に塑性化を誘発させる。
【００２４】
従って「ダンパー内蔵耐震装置５」であるダンパー４付きの二つの構造部材１、２は構造部材１、２に先行してエネルギ吸収能力を発揮するダンパー４と、ダンパー４がエネルギ吸収能力を発揮し終え、変形量が制限された後にダンパー４に代わってエネルギ吸収能力を発揮する、接合部材１０Ａを含む構造部材１、２の内の少なくとも一部である塑性化部分の２通りのエネルギ吸収装置を有する構造になる。結局、ダンパー４付きの二つの構造部材１、２は構造部材１、２が負担する外力の程度に応じ、ダンパー４と塑性化する構造部材１、２の２段階にエネルギ吸収能力を発揮することになり、エネルギ吸収の機能をダンパーと構造部材が分担する。
【００２５】
ダンパーは前記のように元々、塑性化するか、減衰力を発生することによりエネルギ吸収能力を発揮することを想定された部材（部位）、あるいは装置であるから、二つの構造部材間に跨った状態で構造部材内に組み込まれることで、上記「耐震装置」の構成要素としては相対的に剛性と耐力の低下した部分になり、ダンパーが跨る二つの構造部材が塑性化（降伏）する以前に先行して塑性化するか、減衰力を発生することによりエネルギ吸収能力を発揮する。上記の通り、「塑性化」はダンパーが鋼材や鉛等の金属材料からなる場合のエネルギ吸収能力発揮時の様子を言い、「減衰力の発生」はダンパーが金属材料とゴム等の非金属材料との組み合わせからなる場合のように複数の部材（材料）からなる場合のエネルギ吸収能力発揮時の様子を言うが、両者をまとめて「エネルギ吸収」と言うこともある。
【００２６】
「ダンパーが、隣接する構造部材が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持つ」とは、ダンパーが跨る構造部材間の相対変形に伴ってダンパーに生ずる一定量を超える変形量を制限する変形制限機能をダンパー自身が固有の機能として持つか、またはダンパーが接合されるいずれかの構造部材によって付与されることを言い、変形制限機能の発揮によりダンパーの塑性変形量、もしくは相対変形量がほぼ一定量以下に制限される。
【００２７】
「変形制限機能」は例えば部分的に、ダンパーの一部に他の部分より相対的に剛性の高い部分（領域）を有する等、ダンパー自体が本来的な機能として保有する場合と、図１〜図４に示すようにダンパー４と構造部材１、２との間に跨っていずれかに付加される「変形制限材６」がストッパのように例えばダンパー４の一定量を超える変形の進行を阻止するか、停止させる等、強制的にその変形制限機能を発揮させる場合（請求項２、３）がある。
【００２８】
ダンパー４は「変形制限機能」により変形量が制限されることで、一定量の変形（塑性変形と部材間の相対変形を含む）に到達した後には、それを超える変形が進行せず、外力を負担する剛性の高い部材として挙動し、自らが負担する外力を構造部材１、２に伝達し、構造部材１、２に変形を生じさせる働きをする。ここで言う「一定量の変形量」はダンパー４の変形量として想定された、あるいは設定された変形量であるが、その変形はダンパー４が跨り、ダンパー４を保持する構造部材１、２から与えられるため、構造部材１、２間に発生する相対変形量でもあり、変形制限機能はこの想定量（一定量）を超える量の変形を制限する。
【００２９】
変形制限機能はダンパー４の形態（種類）に応じて異なり、例えばダンパー４が図示するような弾塑性ダンパーである場合には、ダンパー４が降伏（塑性化）し、塑性変形が進行するときに、何らかの形によって変形の進行を阻止することであり、その機能は前記したようにダンパー４の一部等に形成される高剛性領域、あるいは付加（接合）される、変形の進行を停止させるストッパとしての「変形制限材６」によって確保される。「変形制限材６」は前記のようにダンパー４自身が有する場合（請求項２）と、ダンパー４とは別に、構造部材１、２とダンパー４との間に跨るように付加（外付け）される場合（請求項３）がある。
【００３０】
「ダンパー自身が変形制限材を有する」とは、ダンパー４に変形制限材６が付加、あるいは形成されることを言う。具体的には例えばダンパー４が図３、図４に示すような板状の鋼材ダンパーであり、面内方向のせん断力を負担することによりせん断変形して塑性化するせん断変形型の弾塑性ダンパーである場合には、ダンパー４自体が外力を受けて変形するため、変形制限材６は図１、図２に示すようにその変形を生ずる領域の、せん断変形の進行の向き（側）に、一定量のせん断変形を許容するためのクリアランスを確保して配置される。
【００３１】
この場合の変形制限材６はダンパー４自体のせん断変形による固定位置とダンパー４のいずれかの部分との間の相対変形（相対変位）に伴い、ダンパー４のいずれかの部分に接触することによりダンパー４に対する移動（変位）が停止させられ、ダンパー４のせん断変形を一定以上に進行させない働きをする。変形制限材６がダンパー４の塑性化後、一定の塑性変形を超えるダンパー４の変形を制限することはダンパー４が曲げモーメント（曲げ変形）により、あるいは軸方向力（伸縮）により降伏する場合も同じである。
【００３２】
ダンパーが例えば摩擦ダンパー、あるいは粘性ダンパーのように一方向に相対移動可能な複数の部材から構成される場合にも、変形制限材はストッパとして減衰力を発生する相対移動が一定以上に生ずることを阻止する位置に配置され、弾塑性ダンパーの場合と同じくダンパーの相対移動（相対変形）を一定以上に進行させない働きをする。図示するように構造部材１、２に変形制限材６が付加される場合も変形制限材６の働きは同様であり、ダンパー４が一定量以上の変形を生じたときに、変形制限材６はダンパー４の変形の進行を阻止する位置に配置されることで、ダンパー４の変形を一定以上に進行させない働きをする。
【００３３】
ダンパー４の一定量を超える変形が「変形制限機能」（変形制限材６）によって制限されることで、それ以降のダンパー４は変形が制限された剛性の高い材料（部材）として挙動するため、ダンパー４はそれが接合されている構造部材１、２に外力を作用させる。構造部材１、２は変形を制限された後のダンパー４から外力を受けることで変形を生じ、降伏耐力の低い部分において最終的に降伏（塑性化）し、エネルギ吸収能力を発揮する。ダンパー内蔵耐震装置５を構成する構造部材１、２には、塑性化が期待されることから、主に鋼材等、金属材料が使用されるが、必ずしもその必要もない。
【００３４】
ダンパー内蔵耐震装置５は外力の負担の程度に応じ、ダンパー４が先行してエネルギ吸収能力を発揮し、その後に構造部材１、２の少なくともいずれか一方が塑性化してエネルギ吸収能力を発揮することで、２段階にエネルギ吸収機構を備えるため、エネルギ吸収機構として機能するダンパー４と構造部材１、２が負担すべき外力の大きさ（範囲）を相違させることが可能になる。
【００３５】
例えばダンパー４が塑性変形制限に達するときに受ける応力を、構造部材１、２のいずれかの部分が降伏するときに受ける応力に近付ける設定をしておけば、ダンパー４のエネルギ吸収能力を、構造部材１、２のエネルギ吸収能力の発揮直前まで発揮させることができ、併せてダンパー内蔵耐震装置５に作用する広範囲の荷重に対して効率的にエネルギ吸収効果を発揮させることが可能である。従ってダンパー４と構造部材１、２がエネルギ吸収能力を発揮するときの外力と変形量が累積することがないため、ダンパー４と構造部材１、２のそれぞれに対して累積塑性変形の影響を軽減することができ、ダンパー内蔵耐震装置５が過度の累積塑性変形を受けることによる柱・梁架構（構造物）の崩壊の可能性も少なくなる。
【００３６】
またダンパー４はエネルギ吸収能力を発揮した後には塑性変形を進行させることがなく、剛性の高い部材として挙動するため、ダンパー内蔵耐震装置５はダンパーがエネルギ吸収能力を発揮した後、構造部材１、２も塑性化した後に塑性変形の進行箇所が複数に亘るような不安定構造化することがない。このことから、一組のダンパー内蔵耐震装置５内にエネルギ吸収能力を発揮するときに負担する応力の相違する、例えば降伏耐力の相違する複数のダンパー４を内蔵した場合に、全ダンパー４にそれぞれの耐力に応じたエネルギ吸収能力を有効に発揮させることが可能である。
【００３７】
例えば従来のようにダンパー内蔵耐震装置内に降伏耐力の相違する複数のダンパーを内蔵した場合には、最も降伏耐力の小さいダンパーが降伏した後にはそのダンパーの塑性変形が進行するため、それ以外の降伏耐力の大きい他のダンパーが降伏し、エネルギ吸収能力を発揮する余地がない。
【００３８】
これに対し、本発明では例えば降伏型の複数のダンパー４を架構（構造物）内に組み込んだ（内蔵させた）場合、降伏耐力の小さいダンパー４が降伏した後にはそのダンパー４のそれ以上の塑性変形が進行することがないため、それより降伏耐力の大きいダンパー４の塑性変形は進行し得る状態にある。従って降伏耐力の小さいダンパー４の降伏が他のダンパー４の塑性化を阻止することがないため、複数の全ダンパー４を段階的に塑性化させ、エネルギ吸収能力を発揮させることが可能である。
【発明の効果】
【００３９】
複数の構造部材と、隣接する構造部材間に跨設され、両構造部材間の相対変形時に変形を生ずるダンパーを備え、ダンパーが隣接する構造部材間の相対変形量を制限し、その制限された相対変形量を超える変形時に構造部材に変形を生じさせる機能を有するため、ダンパーが構造部材に先行してエネルギ吸収能力を発揮した後に、構造部材がエネルギ吸収能力発揮後のダンパーに代わってエネルギ吸収能力を発揮することができる。
【００４０】
この結果、ダンパー付きの二つの構造部材は構造部材が負担する外力の程度に応じて２段階にエネルギ吸収能力を発揮することになり、エネルギ吸収の機能をダンパーと構造部材が分担することができ、ダンパーと構造部材のそれぞれに対して累積塑性変形の影響を軽減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】変形制限材がダンパーとは別に付加される変形制限機能付きダンパーと変形制限材を隣接する構造部材間に設置した状態を示した立面図であり、図５−（ａ）の一部拡大図である。
【図２】（ａ）は図１に示す隣接する構造部材が対向したまま、その対向する方向に直交する方向のいずれかの向きに相対変形したときのダンパーの変形状態と変形制限材との関係を示した立面図、（ｂ）は構造部材が（ａ）と逆向きに相対変形したときのダンパーと変形制限材との関係を示した立面図である。
【図３】（ａ）は変形制限材がダンパーに形成されるせん断変形型の弾塑性ダンパーの例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の弾塑性ダンパーがせん断変形したときの様子を示した立面図、（ｃ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面図である。
【図４】（ａ）は変形制限材がダンパーに形成されるせん断変形型の弾塑性ダンパーの他の例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の弾塑性ダンパーがせん断変形したときの様子を示した立面図である。
【図５】図１、図２に示す変形制限機能付きダンパーの隣接する構造部材間への架設例を示した立面図であり、（ａ）は構造部材が互いに分離した梁部材であり、梁部材間にダンパーが架設された場合、（ｂ）は構造部材が互いに分離した間柱であり、間柱間にダンパーが架設された場合、（ｃ）は構造部材が互いに分離したブレースと梁部材であり、ブレースと梁部材間にダンパーが架設された場合である。
【図６】図３、図４に示す変形制限機能付きダンパーの隣接する構造部材間への架設例を示した立面図であり、（ａ）は構造部材が互いに分離した梁部材であり、梁部材間にダンパーが架設された場合、（ｂ）は構造部材が互いに分離した間柱であり、間柱間にダンパーが架設された場合、（ｃ）は構造部材が互いに分離したブレースと梁部材であり、ブレースと梁部材間にダンパーが架設された場合、（ｄ）は（ｂ）に示すダンパー４を継手部材１０に、また継手部１０材を接合部材１０Ａに置き換えた構造部材としての間柱が２分割され、その分割箇所にダンパー４が架設された場合である。
【図７】（ａ）はダンパーの変形を制限する変形制限材が、ダンパーが接合される構造部材に形成された長孔の内周面である場合の構造部材とダンパーの組み合わせ状態を示した立面図、（ｂ）は（ａ）におけるダンパーを除外した構造部材を示した立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４３】
図１は構造物の内部、あるいは外部において互いに分離した状態で対向し、構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材１〜３と、この複数の構造部材１〜３の内、隣接する構造部材１、２（２、３）間に跨設され、両構造部材１、２（２、３）間の相対変形時にその相対変形方向に変形を生ずるダンパー４を備える、図５、図６に示すような変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置５の一部であるダンパー４の設置例を示した立面を示す。
【００４４】
ダンパー４は隣接する構造部材１、２（２、３）が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持ち、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮する。変形に対する制限を受けた後には前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能し、隣接する構造部材１、２（２、３）の内の少なくともいずれかの構造部材１、２に弾性変形から塑性変形を生じさせる。構造物（一フレーム）内のダンパー内蔵耐震装置５は図６−（ａ）、（ｂ）に示すように３本（枚）以上の構造部材１〜３から構成される場合もあるが、以下では１個のダンパー４が跨る１組の構造部材１、２に、一フレーム内に配置される２組の隣接する構造部材１、２（２、３）を代表させる。
【００４５】
図１はダンパー４が、互いに分離した構造部材１、２間に跨って設置され、面内方向のせん断力を受けてせん断変形する板状の弾塑性ダンパーであり、ダンパー４に生ずる変形量を制限する変形制限材６がダンパー４とは別に、構造部材１、２間に跨って設置された場合の例を示している。弾塑性型のダンパー４にはせん断変形型の他、曲げ変形型、軸変形型のダンパーも使用される。せん断変形型と軸変形型のダンパー４は一方向の相対変形（相対移動）時に機能し、曲げ変形型のダンパー４は任意の方向の相対変形（相対移動）時に機能する。
【００４６】
図１に示すダンパー４の構造部材１、２間への設置例を図５−（ａ）〜（ｃ）に示すが、図１のダンパー４は図６−（ａ）〜（ｄ）に示す例にも使用される。図５では図１に示すダンパー４を図２に示す形状に簡略化している。分離する構造部材１、２は直接、力の伝達がされない状態に互いに分離していればよく、部位は問われない。具体的には図５、図６に示すような分離した梁部材同士、柱部材同士、間柱同士の他、耐震壁等の壁やブレースと柱・梁のフレーム同士等がある。構造部材１、２には基礎と杭も含まれる。
【００４７】
変形制限材６はダンパー４の変形型（変形形式）に応じ、ダンパー４の変形の進行を阻止する形状、あるいは剛性を持ち、ダンパー４の内部に組み込まれるか、ダンパー４と構造部材１（２）との間に跨って設置される。せん断変形型以外の弾塑性型のダンパー４に使用される変形制限材６が変形の進行を阻止する形状をする場合、例えばダンパー４が鋼棒状の曲げ変形型であれば、軸に直交する任意の方向の曲げ変形量を制限するために、変形制限材６はダンパー４の接触面側が凸の曲面を持つ漏斗状等に形成される。ダンパー４が例えば筒状の軸変形型であれば、ダンパー４に外接し、一端にダンパー４の一端が係止し得る端板（フランジ）やリブが固定された筒状等に形成される。
【００４８】
せん断変形型の、弾塑性型のダンパー４は図１〜図４に示すように分離した構造部材１、２のそれぞれの側に位置し、各構造部材１、２に接合される接合部４１、４１と、接合部４１、４１の中間部に位置し、構造部材１、２間の相対変形に追従する相対変形時に両側の接合部４１、４１からせん断力を受けて変形する塑性変形部４２の３部分から構成される。ダンパー４は構造部材１、２から両側の接合部４１、４１間に面内方向に作用する、接合部４１、４１が対向する方向に直交する方向のせん断力と曲げモーメントを受けることによる、塑性変形部４２に生ずるせん断応力によって塑性変形部４２が弾性変形から塑性化する。
【００４９】
図１は塑性変形部４２が接合部４１、４から受けるせん断力によって接合部４１、４１の対向する方向の軸線の両側に生ずる曲げモーメント分布に対応した形状に塑性変形部４２を形成した場合の例を示しているが、塑性変形部４２は接合部４１に対して相対的に変形を生じ易い、せん断剛性の小さい形状、あるいは形態（断面寸法）をしていればよい。
【００５０】
図１に示すダンパー４はせん断力作用方向に直交する方向の両側に位置する接合部４１、４１において構造部材１、２にボルト７、あるいは溶接等により着脱（分離）自在に、あるいは一体的に接合される。図１の場合、せん断力はダンパー４が跨る構造部材１、２が対向する方向（材軸）に直交する方向に相対変形したときに、接合部４１、４１間に作用し、塑性変形部４２がせん断力と曲げモーメントを負担する。塑性変形部４２は交互に作用するせん断力と曲げモーメントを繰り返して受けることで、塑性化し、エネルギ吸収能力を発揮する。
【００５１】
図１は変形制限材６がダンパー４とは別体で構造部材１、２に設置される場合の例を示している。変形制限材６はダンパー４が跨る構造部材１、２間に跨った状態で両構造部材１、２間に配置され、いずれか一方の構造部材１に、他方の構造部材２側へ張り出した状態で接合される。変形制限材６が張り出す他方の構造部材２側では、変形制限材６とダンパー４の接合部４１との間には、構造部材１、２間の相対変形方向にダンパー４が塑性化した後の変形量を制限されるまでの、ダンパー４の一定のせん断変形量を許容するためのクリアランスが確保される。構造部材１、２間の相対変形（相対移動）は正負の向きに交互に繰り返されるから、変形制限材６は構造部材１、２間の相対変形（相対移動）方向の、ダンパー４の両側に配置される。
【００５２】
変形制限材６は一方の構造部材１に接合され、他方の構造部材２に接合されないことで、他方の構造部材２が一方の構造部材１に対し、いずれかの向きに相対変形（相対移動）したときに、他方の構造部材２に対して相対移動し、上記クリアランスを超える相対移動時に、他方の構造部材２と共に一方の構造部材１に対して相対変形するダンパー４の接合部４１に接触する。変形制限材６はダンパー４の接合部４１に接触した時点で、あるいは接触後、一定の変形が進行した時点で、ダンパー４のせん断変形を阻止し、せん断変形を制限する。
【００５３】
変形制限材６は上記クリアランスを超えるダンパー４のせん断変形時に、ダンパー４の接合部４１が接触した時点でダンパー４と共に弾性変形し、ダンパー４の塑性変形部４２の変形量の増大を阻止する。変形制限材６の材料は問われないが、主に鋼材等、剛性・耐力の大きい材料で形成（製作）される。
【００５４】
図１に示す例の場合、ダンパー４がまず弾性変形し、その後の塑性変形する段階で変形制限材６とのクリアランスを超える変形が生じた際に、ダンパー４のそれ以上の変形を変形制限材６が制限する。このダンパー４の変形が制限された段階以降は、その変形での応力の他に変形制限材６が弾性変形する範囲の応力が付加されることにより、ダンパー４が跨る構造部材１と構造部材２に応力を伝達し、構造部材１と構造部材２の全体が耐震性能を発揮する。
【００５５】
図１では変形制限材６を一方の構造部材１に複数本のボルト７を用いて剛に接合し、他方の構造部材２に跨る（重なる）部分（区間）の長さを接合区間の長さより相対的に短くすることで、他方の構造部材２に跨る部分（区間）の剛性を高めて変形を生じにくくし、他方の構造部材２に跨る部分を実質的に剛性の高い部材として形成している。
【００５６】
図１の場合、構造部材１、２間に図２−（ａ）、（ｂ）に示すように両構造部材１、２が対向する方向（水平方向）に直交する方向（鉛直方向）へ相対変形（相対移動）したときに、ダンパー４の接合部４１が変形制限材６に接触することにより、変形制限材６が弾性変形可能な範囲でダンパー４の変形を許容し、それを超える変形を制限する。ダンパー４は変形が制限された後には変形制限材６の剛性に依存した剛性の高い部材として挙動するため、構造部材１、２に力を加える。図２−（ａ）は他方の構造部材２が一方の構造部材１に対して相対的に上方へ移動したときの様子を、（ｂ）は下方へ移動したときの様子を示している。
【００５７】
構造部材１、２に作用する力は構造部材１、２が対向する方向（図１における水平方向）に直交する方向（図１における鉛直方向）への相対移動時に加えられるから、構造部材１、２の材軸（図１における水平方向）に直交する方向のせん断力になり、この力は構造部材１、２には主に材軸に直交する方向の曲げモーメントとして作用する。
【００５８】
図１は例えば図５−（ａ）に示す、分離した梁部材が構造部材１、２である場合の例を示す。この場合、構造部材１、２は片持ち梁であるから、材軸に直交する方向の曲げモーメントを受けることで、ダンパー４の変形が制限された後には、構造部材１、２の曲げモーメントが最大になる柱部材側の端部が最終的に曲げ降伏に至り、塑性化することになる。図５−（ｂ）の例においては、ダンパー４の変形が制限された後には、構造部材１、２の曲げモーメントが最大になる部材の端部が曲げ降伏し、塑性化する。図５−（ｃ）の例においても同様に、構造部材１の軸降伏、あるいは構造部材２の端部、または中央部が曲げ降伏し、塑性化する。以上の説明は構造部材１、２の材料及び断面が材軸方向に同じである場合でのことを述べている。
【００５９】
曲げ降伏は材軸方向に材料及び断面が同一であれば、曲げ応力（曲げモーメント／断面係数）が最大になる箇所、すなわち図１の例における柱部材側の端部に生ずる。このように構造部材１、２の全体（全長）の内、相対的に他より先行して降伏を生じ易い箇所（区間）、あるいは降伏を生じさせる予定の箇所（区間）には降伏を想定し、降伏耐力が低下した形態（形状）に形成される。具体的には孔や溝を形成する等により断面積等、断面性能を低下させることにより、あるいは降伏強度の小さい材料を組み合わせる等により降伏区間の降伏耐力が低下させられる。
【００６０】
図３−（ａ）は図１に示す例のダンパー４と同じく面内方向のせん断力を受けてせん断変形し、塑性化するせん断変形型で、弾塑性型のダンパー４の製作例を、（ｂ）は（ａ）に示すせん断変形前のダンパー４のせん断変形後の様子を示している。（ｃ）は（ａ）のｘ−ｘ線の断面を示す。図３−（ａ）に示すダンパー４の構造部材１、２間への設置例を図６−（ａ）〜（ｄ）に示しているが、図３−（ａ）のダンパー４は図５−（ａ）〜（ｃ）に示す例にも使用される。前記の通り、図５−（ａ）〜（ｃ）では図１、図２に示すダンパー４を示している。
【００６１】
図３−（ａ）はダンパー４に作用するせん断力の作用方向（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）を上下に向けた状態で示しているが、構造部材１、２へのダンパー４の設置状態で水平方向にせん断力が作用するとは必ずしも限らず、図５−（ａ）、図６−（ａ）、（ｃ）に示すように設置状態で鉛直方向に作用することもある。
【００６２】
例えば図５−（ａ）に示すように構造部材１、２が水平方向に隣接する柱間に架設され、互いに分離した梁（梁部材）である場合には、柱と梁からなるフレームの層間変形時に、構造部材（梁部材）１、２間には鉛直方向に相対変形が生じ、せん断力の作用方向は鉛直方向になるから、ダンパー４は図３−（ａ）の向きの状態から９０度、回転させた状態で構造部材１、２間に設置される。
【００６３】
図５−（ｂ）に示すように構造部材１、２が鉛直方向に隣接する梁間に架設され、互いに分離した間柱である場合には、フレームの層間変形時に構造部材（間柱）１、２間に水平方向に相対変形が生じ、せん断力の作用方向は水平方向になるから、ダンパー４は図３−（ａ）の向きのまま、構造部材１、２間に設置される。
【００６４】
図５−（ｃ）は一方の構造部材１がブレースで、他方の構造部材２がフレームを構成する梁である場合のダンパー４の設置状態を示しているが、この場合、構造部材１、２間には水平方向に相対変形が生じるから、ダンパー４は図５−（ｂ）の場合と同様、図３−（ａ）の状態のまま、構造部材１、２間に設置される。ブレースが柱にダンパー４を介して接合される場合には、相対変形は鉛直方向になるから、ダンパー４は図５−（ａ）と同じ向きで使用される。
【００６５】
図３−（ａ）に示すダンパー４は本体の中心部、もしくはその付近に位置し、矢印で示すＸ方向のせん断力を負担してせん断降伏し得る塑性変形部４２と、せん断力の作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）の、塑性変形部４２の両側に位置し、各構造部材１、２に接合される接合部４１、４１の３部分からなる。図３−（ａ）、（ｂ）中、ハッチングを入れた領域が塑性変形部４２を示している。図面では製作のし易さと構造部材１、２への接合のし易さから、ダンパー４本体の外形を方形状に形成しているが、本体の外形形状は任意であり、多角形状、楕円形状、円形状等にも形成される。
【００６６】
図３に示す例では、両接合部４１、４１間の相対変形を生じさせ易くするために、塑性変形部４２のせん断力作用方向（Ｘ方向）外側から、せん断力作用方向（Ｘ方向）に平行に本体の端部にまで連続する横スリット４ａを形成している。横スリット４ａはせん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には、塑性変形部４２にせん断変形を生じさせる上で、塑性変形部２の中心部位置、あるいはその付近から形成され、原則としては塑性変形部４２の（Ｙ方向の）高さの範囲内に形成される。横スリット４ａは塑性変形部４２のＹ方向の境界位置に形成される場合もあり、その場合、後述の縦スリット４ｂは塑性変形部４２寄りの端部からＹ方向の一方の接合部４１側へかけて形成される。
【００６７】
両側の接合部４１、４１間にせん断力作用方向に横スリット４ａが形成されていることで、ダンパー４がせん断力を負担するとき、接合部４１、４１間にせん断力作用方向に相対変形が生じ易くなり、接合部４１、４１間に相対変形が生じにくいことによる初期剛性の高さが緩和（調整）されているため、塑性変形部４２に変形（せん断変形）が集中し易くなっている。
【００６８】
横スリット４ａ形成と同様の理由と、横スリット４ａ形成の効果を高める目的から、横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部から連続し、少なくともいずれかの接合部４１側へかけて縦スリット４ｂが形成される。図３は縦スリット４ｂを横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部から両接合部４１、４１へかけて、Ｘ方向の中心線に関して線対称に形成した場合の例を示しているが、この場合、縦スリット４ｂは横スリット４ａの塑性変形部４２側の端部から、せん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には、接合部４１の中間部まで、Ｙ方向両側の接合部４１、４１に対して均等な長さで形成される。
【００６９】
縦スリット４ｂの長さ方向両端位置は塑性変形部４２に生ずるせん断変形を区画する基準の位置になり、縦スリット４ｂの長さ方向両端位置を通る、Ｘ方向に平行な線に沿った領域で塑性変形部４２にせん断変形が生じようとするため、縦スリット４ｂの両端は塑性変形部４２のＹ方向の境界位置に揃えられ、縦スリット４ｂは塑性変形部４２（Ｙ方向の）高さの範囲に亘る長さを持つ。
【００７０】
横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部から縦スリット４ｂが形成されることで、接合部４１は塑性変形部４２から、図３−（ａ）に矢印で示すせん断力作用方向（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）に連続する中心部４１ａと、この中心部４１ａからせん断力作用方向（Ｘ方向）両側に連続する側部４１ｂ、４１ｂの３領域に更に区分（細分化）される。
【００７１】
塑性変形部４２を挟んで、せん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）の両側に位置する接合部４１、４１はそれぞれの側部４１ｂ、４１ｂにおいてその両者間に形成される横スリット４ａによって明確に分離する。接合部４１は構造部材１、２には主にボルト接合、もしくは溶接により接合されるが、ボルト接合される場合には、図示するように接合部４１にボルト７が挿通する挿通孔４１ｃが形成される。
【００７２】
横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部からは縦スリット４ｂが少なくともいずれか一方の接合部４１へかけ、連続して形成されていることで、接合部４１の中心部４１ａと側部４１ｂ、４１ｂの各領域は縦スリット４ｂを挟んで明確に区分される。この縦スリット４ｂの形成によって接合部４１の中心部４１ａと側部４１ｂ間は図３−（ａ）のせん断変形状態を示す（ｂ）に示すように互いに接近し、あるいは遠ざかる相対変形が生じ易くなっているため、塑性変形部４２のせん断変形は一層、発生し易くなり、塑性変形部４２の変形能力が高まる。
【００７３】
すなわち、横スリット４ａと、その塑性変形部４２寄りの端部から連続する縦スリット４ｂの形成によってダンパー４のせん断変形時の初期剛性が緩和、あるいは低減され、同時に塑性化後の変形能力が向上し、純粋にせん断変形により塑性変形部４２を降伏させ、履歴エネルギ吸収能力を発揮させることが可能になっている。
【００７４】
Ｙ方向両側の接合部４１、４１を区切る横スリット４ａと、各接合部４１を中心部４１ａと側部４１ｂ、４１ｂに区切る縦スリット４ｂの形成によってダンパー４は両接合部４１、４１においてＸ方向のせん断力を受けたときにハッチングで示す塑性変形部４２がせん断変形する。ダンパー４のせん断変形時、例えば方形状（長方形状）の塑性変形部４２は図３−（ｂ）に示すように平行四辺形状にせん断変形し、長方形の状態で縦向きの辺は変形後に斜辺になる。
【００７５】
接合部４１は構造部材１（２）には主にボルト接合、もしくは溶接により接合されるが、図面ではボルト７により接合する場合を想定し、接合部４１にボルト７が挿通する挿通孔４１ｃを形成しているため、挿通孔４１ｃが形成されている領域が接合部４１に該当する。接合部４１はＸ方向に中心部４１ａと両側の側部４１ｂに区分されているため、挿通孔４１ｃは中心部４１ａと側部４１ｂに形成される。ダンパー４本体の中心部である塑性変形部４２に関しては、Ｙ方向両側に接合部４１の中心部４１ａ、４１ａが位置し、この各中心部４１ａに関し、Ｘ方向両側に側部４１ｂ、４１ｂが位置する。
【００７６】
各接合部４１の側部４１ｂはせん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には横スリット４ａを挟んで互いに隣接し、せん断力作用方向（Ｘ方向）には縦スリット４ｂを挟んで塑性変形部４２と隣接するため、塑性変形部４２はせん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には接合部４１の中心部４１ａ、４１ａに挟まれ、せん断力作用方向（Ｘ方向）には接合部４１の側部４１ｂ、４１ｂに挟まれた形になっている。
【００７７】
図３−（ａ）に示す状態からダンパー４にＸ方向のせん断力が作用したとき、縦スリット４ｂの存在によりＹ方向には、図３−（ｂ）に示すように塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に相対変形が生じ得る状態にあり、横スリット４ａの存在により横スリット４ａを挟んで隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間にＸ方向に相対変形が生じ得る状態にある。
【００７８】
塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じる相対変形は縦スリット４ｂの、Ｘ方向に対向する内周面間距離の範囲で、対向する内周面同士が接触するまで可能であり、その相対変形が可能な範囲で、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間にもＸ方向に相対変形が生じる。
【００７９】
Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間に生ずるＸ方向の相対変形に伴い、図３−（ｂ）に示すようにＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）が縮小しようとするため、Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形は理論上、このＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２との間（縦スリット４ｂ）の対向する内周面同士が互いに接触するまで可能である。よって縦スリット４ｂのＸ方向に対向する内周面同士が接触した時点で、塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じる相対変形が止まり、それ以上の変形が制限されるため、隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形も制限される。
【００８０】
結局、Ｘ方向に対向する塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じるＸ方向の相対変形、並びに隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間に生じるＸ方向の相対変形は縦スリット４ｂのＸ方向に対向する内周面同士が接触するまで増大し得るが、縦スリット４ｂの内周面同士が接触した時点で、相対変形が停止することになる。塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じる相対変形と、隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間に生じる相対変形はダンパー４全体のせん断変形でもある。
【００８１】
前記のように図３−（ａ）に示す平常状態から、ダンパー４がＸ方向の矢印で示す向きにせん断力を受け、せん断変形を起こしたときの様子を（ｂ）に示しているが、（ｂ）に示すようにダンパー４のせん断変形に伴い、塑性変形部４２に関して下側（上側）の接合部４１が上側（下側）の接合部４１に対して矢印で示す向き（矢印の先端側）に相対変形する。
【００８２】
このとき、接合部４１の、せん断力が作用する向き（矢印の先端側）に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの対向する内周面間距離は拡大するが、接合部４１の、せん断力が作用する向きと逆側（矢印の根本側）に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの対向する内周面間距離は縮小する。
【００８３】
ここで、接合部４１の、せん断力が作用する向き（矢印の先端側）に位置する側部４１ｂは図３−（ｂ）では塑性変形部４２に関して上側の左側に位置する側部４１ｂと、下側の右側に位置する側部４１ｂを指し、接合部４１の、せん断力が作用する向きと逆側（矢印の根本側）に位置する側部４１ｂは塑性変形部４２に関して上側の右側に位置する側部４１ｂと、下側の左側に位置する側部４１ｂを指す。
【００８４】
図３−（ｂ）に示す変形状態をより詳しく言えば、塑性変形部４２が図３−（ｂ）に示すようにせん断変形するとき、塑性変形部４２を区画する線になる縦スリット４ｂの塑性変形部４２側の内周面は（ａ）に示す変形前の、Ｙ方向に平行（Ｘ方向に垂直）な状態から傾斜する。
【００８５】
一方、その塑性変形部４２側の内周面に対向する側部４１ｂ側の内周面は塑性変形部４２のせん断変形後も変形前の状態（角度）を維持しながら、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間にＸ方向に相対変形が生ずる。この側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形はほぼ、互いに平行なまま、逆向きに移動（平行移動）するように生ずる。この側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂ（上側の右側に位置する側部４１ｂと、下側の左側に位置する側部４１ｂ）の内周面が横スリット４ａ側で塑性変形部４２側の内周面に接近する。
【００８６】
従って縦スリット４ｂの全長の内、Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ寄りで塑性変形部４２側の内周面に接触し易い。このため、例えば図３−（ａ）に示すように縦スリット４ｂの対向する内周面が互いに平行で、Ｙ方向に平行である場合には、塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面の内、図３−（ｂ）に示すように横スリット４ａ寄りの部分（区間）が他の部分に先行して塑性変形部４２側の内周面に接触しようとする。
【００８７】
ダンパー４のせん断変形時に、縦スリット４ｂの対向する内周面間距離が縮小する側に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間では、縦スリット４ｂの対向する内周面の内、側部４１ｂの内周面は塑性変形部４２のせん断変形時にも傾斜しないにも拘らず、塑性変形部４２の内周面は前記のように傾斜するため、塑性変形部４２の内周面と側部４１ｂの内周面との間の距離が縮まろうとする。
【００８８】
このようにダンパー４のせん断変形時には実質的に塑性変形部４２がせん断変形し、その外形線の内、Ｙ方向に平行な辺が傾斜することから、縦スリット４ｂの端部（横スリット４ａの反対側の端部）に変形が集中し、端部の内周面に応力が集中することになる。
【００８９】
図３−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの接合部４１寄りの端部の内、塑性変形部４２側の内周面は塑性変形部４２がせん断変形し、接合部４１の中心部４１ａと側部４１ｂとの間に相対変形が生じるときに、例えば方形状の塑性変形部４２は平行四辺形状に変形しようとすることで、周方向に伸長し、収縮しようとするため、矩形状であれば、亀裂が生ずる可能性がある。
【００９０】
このことから、縦スリット４ｂの接合部４１寄りの端部の内、中心部４１ａ寄り（側部４１ｂの反対側）の内周面は図示するように曲面を有する湾曲した形状に形成されることが適切である。縦スリット４ｂの接合部４１寄りの端部の内、接合部４１の側部４１ｂ寄りの内周面は方形状の塑性変形部２が平行四辺形状に変形しようとするときにも、図３−（ｂ）に示すように伸長し、収縮することがないか、少ないため、必ずしも湾曲した形状に形成される必要はない。
【００９１】
特に塑性変形部４２のせん断変形により縦スリット４ｂの端部の内、塑性変形部４２側の内周面に変形が集中するため、その部分への応力集中による亀裂、破断を回避する目的で、図面では縦スリット４ｂの端部の塑性変形部４２側の内周面を湾曲させ、立面上は曲線状に形成している。縦スリット４ｂの端部を湾曲させる場合の湾曲形状は問われず、立面上は円弧状、楕円弧状、円形状等に形成される。
【００９２】
横スリット４ａと縦スリット４ｂの形成によって塑性変形部４２の変形能力が向上し、エネルギ吸収能力が向上しながらも、その能力を発揮させる上で、塑性変形部４２の領域自体（区画）の立面形状が方形状であるか否か、制約されることがないため、塑性変形部４２は単純な場合、方形状の立面形状に形成されていればよい。この結果、塑性変形部４２の設計とその周囲に配置される接合部４１（中心部４１ａと側部４１ｂ）の設計（形状選択）上の自由度が増し、任意の形状（形態）に形成可能になる。また塑性変形部４２をせん断変形により降伏させながらも、塑性変形部４２の塑性変形能力を高める上で、塑性変形部４２に対する孔あけ加工の必要がない。
【００９３】
図３−（ａ）はまた、塑性変形部４２の面内のせん断変形を生じさせ易くする目的で、塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの位置に、ダンパー４本体の表面に、塑性変形部４２の曲げ剛性を高める縦補剛材４ｃを突設した場合の製作例も示している。「塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの位置」は「縦スリット４ｂの塑性変形部４２側へ寄った位置」とも言い換えられる。塑性変形部４２の表面への縦補剛材４ｃの突設により塑性変形部４２を含むダンパー４本体の面内の曲げモーメントに対する曲げ剛性が高まるため、塑性変形部４２を面内での曲げ降伏をせん断降伏に先行させない状態が得られる。
【００９４】
塑性変形部４２に発生させようとする面内のせん断変形を確実（明確）に生じさせる上では、塑性変形部４２を極力、面内で曲げ降伏させないことが必要になる。曲げ降伏応力度は曲げモーメントの作用方向の曲げ剛性（断面二次モーメント）に支配されるため、例えば塑性変形部４２に、塑性変形部４２の曲げ剛性を高めるリブ（縦補剛材４ｃ）を突設（形成）すれば、塑性変形部４２の曲げ剛性を上昇させ、せん断降伏に先行して曲げ降伏が発生しない性能を塑性変形部４２に与えることができる。縦補剛材４ｃは塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの位置（縦スリット４ｂの塑性変形部４２側）に、ダンパー４本体の面外方向に突設される。
【００９５】
縦補剛材４ｃは塑性変形部４２に作用するせん断力に対して塑性変形部４２を曲げ降伏させないように曲げ変形に対して補剛する働きをするから、図３−（ａ）に示すように縦補剛材４ｃの中心（軸）が縦スリット４ｂに平行な状態で、ダンパー４本体の表面に突設されることが適切であるが、必ずしも縦スリット４ｂに平行である必要はない。
【００９６】
塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの部分は縦スリット４ｂの存在により、接合部４１の中心部４１ａより変形量が大きくなり易く、中心部４１ａより先行して降伏することが想定されるため、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように縦補剛材４ｃは塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの部分に配置されることが合理的である。また塑性変形部４２内に、あるいは塑性変形部４２から接合部４１へ移行する境界に、せん断力作用方向に断面積の急変箇所を形成しないために、縦補剛材４ｃは塑性変形部４２から接合部４１（中心部４１ａ）側へかけて（跨って）突設されることが望ましい。
【００９７】
図３−（ａ）では縦補剛材４ｃが板状であることから、縦スリット４ｂに平行に縦補剛材４ｃを突設しているが、塑性変形部４２のＸ方向を向く中心線に関して均等に効果を発揮させる上では、縦補剛材４ｃが板状であるか否かに関係なく、縦補剛材４ｃの中心線が縦スリット４ｂに平行であればよい。
【００９８】
ダンパー４に作用するせん断力によりダンパー４本体、特に塑性変形部４２に生ずる曲げモーメントはＹ方向を向く軸に関してＸ方向両側に三角形状に分布するため、ダンパー４本体面内のＸ方向の曲げ剛性（断面二次モーメント）を上昇させながら、せん断降伏を阻害しない形状になるように、縦補剛材４ｃが配置されることが合理的である。図面ではダンパー４本体の片面に関して板状の縦補剛材４ｃをＹ方向に向けてダンパー４本体に溶接等により接合しているが、縦補剛材４ｃの形態と向きは任意である。
【００９９】
縦補剛材４ｃがない状態の塑性変形部４２のせん断変形とせん断降伏はせん断剛性の低下する縦スリット４ｂ、４ｂ側で生じ易いから、縦補剛材４ｃの付加によって塑性変形部４２のせん断剛性を補う上では、縦補剛材４ｃは塑性変形部４２の縦スリット４ｂ、４ｂ寄りに配置されることが望ましい。縦補剛材４ｃはまた、ダンパー４本体の表面に突設されることで、塑性変形部４２に限らず、ダンパー４本体全体の曲げ剛性とせん断剛性を高める働きもするため、図面では縦補剛材４ｃを塑性変形部４２から接合部４１（中心部４１ａ）側へかけて突設することで、接合部４１への挿通孔４１ｃの形成による剛性低下分を補っている。
【０１００】
図３−（ａ）は更に、ダンパー４へのせん断力の作用に伴って塑性変形部４２にせん断力の作用方向に対し、４５度等、交差した方向に生ずる斜張力に抵抗可能な座屈補剛材４ｄを塑性変形部４２に突設した場合の例を示している。（ａ）ではせん断力作用方向（Ｘ方向）に平行に板状の座屈補剛材４ｄを突設した場合を示しているが、せん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）に平行に突設することもある。座屈補剛材４ｄの材軸が斜張力の作用方向に交差する方向を向いていれば、座屈補剛材４ｄは斜張力に抵抗可能であるため、座屈補剛材４ｄの形態と材軸の向きは任意である。
【０１０１】
図３に示すダンパー４が図５−（ａ）に示すように互いに分離した梁部材等、水平部材間に設置（跨設）される場合も、図５−（ｂ）に示すように互いに分離した間柱等、鉛直部材間に設置（跨設）される場合も、ダンパー４は横スリット４ａ（切り込み）を有する形状から、塑性変形部４２を挟んだ両側の接合部４１、４１間が互いに平行な状態を維持したまま、せん断力作用方向に相対変形しようとする傾向が強まり、その結果として塑性変形部４２がせん断変形しようとする。
【０１０２】
塑性変形部４２への縦補剛材４ｃの突設により曲げ降伏よりせん断降伏が生じ易くなるが、同時にせん断力の作用に伴って塑性変形部４２に生ずる斜張力の作用によりせん断座屈が生ずる可能性があり、せん断座屈の発生によりせん断降伏によるエネルギ吸収効果が低下する可能性がある。このせん断座屈に対しては塑性変形部４２に、斜張力に抵抗可能な座屈補剛材４ｄを突設（形成）することで、その発生を抑制、あるいは防止することが可能になる。
【０１０３】
斜張力は塑性変形部４２の領域内にせん断力作用方向（Ｘ方向）に対して４５度等、交差する方向に生ずるため、座屈補剛材４ｄは塑性変形部４２の領域内に、斜張力の作用方向に交差する方向に配置されればよいことになる。図３−（ａ）は縦補剛材４ｃ、４ｃ間に、縦補剛材４ｃに垂直に（Ｘ方向に）配置した場合を示しているが、縦補剛材４ｃ、４ｃ間に、縦補剛材４ｃに平行に（Ｙ方向に）配置されることもある。
【０１０４】
ダンパー４の接合部４１、４１間に作用するせん断力によって生ずる塑性変形部４２のせん断変形が進行すると、図３−（ｂ）に示すように横スリット４を挟んでＹ方向に対向する（隣接する）接合部４１、４１の側部４１ｂ、４１ｂが互いに平行移動しようとしながら、塑性変形部４２のＹ方向に平行な外形線が傾斜しようとするため、前記のようにＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）がＹ方向に変化し、縦スリット４ｂの幅が縮小しようとする。
【０１０５】
側部４１ｂと塑性変形部４２は両者間の距離（縦スリット４ｂの幅）がなくなるまでは、互いに接近可能であるから、塑性変形部４２の塑性変形が進行することが可能である。しかしながら、側部４１ｂと塑性変形部４２が接触するまで塑性変形部４２のせん断変形（塑性化）が進行した状況では、ダンパー４のせん断抵抗力が失われ、ダンパー４と構造部材１（２）との間でのせん断力の伝達が行われず、ダンパー４から構造部材１（２）に外力を加えることができない状態になり得る。塑性化しているダンパー４から構造部材１（２）に外力を加えることができなければ、ダンパー４に続けて構造部材１（２）が降伏することができなくなる。
【０１０６】
そこで、塑性変形部４２がせん断変形し、ある程度のエネルギ吸収能力を発揮した後に、ダンパー４にせん断抵抗力を持続させ、ダンパー４から構造部材１（２）に外力が伝達される状態を確保するための変形制限材６がダンパー４に付加される。図３ではＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２が接触するまで塑性変形部４２がせん断変形する以前に、塑性変形部４２のせん断変形が進行しないよう、せん断変形に対する制限機能を発揮する変形制限材６を付加している。変形制限材６の存在によって側部４１ｂと塑性変形部４２が互いに接触しないよう、両接合部４１、４１（両側部４１ｂ、４１ｂ）間のせん断変形量が制限され、側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）が保たれている。
【０１０７】
図３に示す例では縦スリット４ｂの塑性変形部４２側に、縦スリット４ｂに沿って突設される縦リブ６ａと、横スリット４ａの接合部４１側に突設され、横スリット４ａを挟んだ両接合部４１、４１間のせん断変形時に塑性変形部４２側の端部が縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触可能な横リブ６ｂの組み合わせから変形制限材６を構成している。すなわち、図３の例における変形制限材６は横リブ６ｂとその先端が接触する縦リブ６ａから構成される。
【０１０８】
図３−（ａ）は縦スリット４ｂの塑性変形部４２側に、縦スリット４ｂに沿って縦リブ６ａを突設すると共に、横スリット４ａの接合部４１側に、横スリット４ａを挟んだ両接合部４１、４１間のせん断変形時に塑性変形部４２側の端部が前記縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触可能な横リブ６ｂを突設した合の例を示している。この例では両接合部４１、４１間のせん断変形時に横リブ６ｂを縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触させることで、そのせん断変形の進行を阻止する働きを横リブ６ｂと縦リブ６ａに持たせている。
【０１０９】
図３ではＹ方向両側の接合部４１、４１の中心部４１ａ、４１ａと塑性変形部４２に亘ってダンパー４本体に突設されている縦補剛材４ｃの少なくとも片面に添わせるように縦リブ６ａを突設した場合の例を示しているが、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃとは独立して突設されることもあるため、図３中の縦補剛材４ｃは不在の場合もある。縦補剛材４ｃの少なくとも片面に縦リブ６ａが添設された図３の例では、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃの曲げ変形を拘束し、その変形を抑制する役目も果たす。図３−（ｂ）は（ａ）に示すダンパー４の塑性変形部４２がせん断変形したときの様子を示している。（ｃ）は図３−（ａ）のｘ−ｘ線の断面を示し、縦補剛材４ｃと縦リブ６ａの関係を示している。
【０１１０】
縦リブ６ａは両接合部４１、４１間のせん断変形による縦スリット４ｂの内周面間距離（縦スリット４ｂの幅）の変化時に横リブ６ｂが直接、もしくは間接的に接触し得る位置に配置され、ダンパー４本体等に溶接等により固定される。縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添設された図３の例では、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃの厚さ方向の少なくとも縦スリット４ｂ側に添えられるように配置される。この場合、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃには溶接、ボルト、接着等により接合されていればよく、必ずしもダンパー４本体に溶接等される必要はない。但し、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに対する補剛と共に、ダンパー４本体に対する補剛効果も持つため、ダンパー４本体にも溶接等により接合されていることが適切である。
【０１１１】
縦リブ６ａは横リブ６ｂが直接、もしくは間接的に接触することで、両接合部４１、４１間のせん断変形の進行を阻止する働きをするが、図３の例では、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添い、重なるように、または重なって縦補剛材４ｃに接合されることで、縦補剛材４ｃの板厚を増し、縦補剛材４ｃの変形を抑制する結果としても、両接合部４１、４１間のせん断変形を制限する。図面では板状である縦補剛材４ｃの形態に対応し、板状の縦リブ６ａを使用しているが、縦リブ６ａの形態も任意である。
【０１１２】
図３の例では、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃの少なくとも縦スリット４ｂ側に配置されるから、縦補剛材４ｃは縦スリット４ｂより塑性変形部４２側へ寄った位置に配置される。それに伴い、縦補剛材４ｃと縦スリット４ｂ間の空間を利用し、縦補剛材４ｃの縦スリット４ｂ側に縦リブ６ａを配置し、縦スリット４ｂと縦補剛材４ｃとの間の隙間に縦リブ６ａを納めている。縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに関して縦スリット４ｂの反対側にも配置されることがあり、その場合、横リブ６ｂは縦リブ６ａには縦補剛材４ｃを介して間接的に接触することになる。いずれの場合も、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに重なる区間の曲げ剛性を高める働きをし、縦補剛材４ｃの変形を抑制する。
【０１１３】
前記のように横リブ６ｂは横スリット４ａの接合部４１側に、両接合部４１、４１間のせん断変形時に縦リブ６ａ側の端部が縦リブ６ａに、もしくは縦補剛材４ｃに接触可能に突設される。図３−（ａ）では横リブ６ｂが板状であることから、横リブ６ｂを横スリット４ａに平行に突設しているが、横リブ６ｂはその長さ方向（軸方向）に、縦リブ６ａに接触したときの反力を受けることから、長さ方向が反力の作用方向、またはそれに近い方向を向いていればよいため、必ずしも横スリット４ａに平行である必要はない。
【０１１４】
横リブ６ｂは図３−（ｂ）に示すように上側（下側）の接合部４１の内、塑性変形部４２を挟んで両側に位置する側部４１ｂと、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する下側（上側）の接合部４１の側部４１ｂとの間の相対変形時に、縦スリット４ｂ側の端部が縦リブ６ａに接触することで、横スリット４ａを挟んだ両側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形を制限する。
【０１１５】
また横スリット４ａを挟んだ両側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形（せん断変形）は正負の向きに交互に生ずるから、横リブ６ｂは横スリット４ａを挟んだ一方側（上側、もしくは下側）の接合部４１の両側の側部４１ｂ、４１ｂに突設されていればよく、必ずしも図３に示すように横スリット４ａを挟んだ両側の接合部４１、４１の各側部４１ｂに突設されている必要はない。
【０１１６】
同様の理由から、塑性変形部４２（中心部４１ａ）を挟んで両側に位置する側部４１ｂ、４１ｂの内、片側で横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂの双方に横リブ６ｂ、６ｂが突設されていれば、横スリット４ａを挟んだ両側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向正負の相対変形時に各横リブ６ｂが交互に縦リブ６ａに接触する状態が得られるため、横リブ６ｂは少なくともＸ方向片側で、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂに突設されていればよい。
【０１１７】
図３−（ａ）に示す状態から（ｂ）に示すように横スリット４ａを挟んだ側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形が生じ、塑性変形部４２がせん断変形したときには、相対的に上側の接合部４１に対して矢印の側へ相対変形した下側の接合部４１の側部４１ｂ、４１ｂの内、相対変形時に縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接近する側である左側の側部４１ｂに突設されている横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の端部が縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触する。また上側の接合部４１の側部４１ｂ、４１ｂの内、相対変形時に縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接近する側である右側の側部４１ｂに突設されている横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の端部が縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触する。
【０１１８】
前記のように縦スリット４ｂのＸ方向に対向する内周面が互いに平行で、Ｙ方向に平行である場合、縦スリット４ｂ内周面の全長の内、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時には、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように相対的に塑性変形部２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ寄りで塑性変形部４２側の内周面に接触しようとするため、横リブ６ｂは横スリット４ａに近い側に位置する程、縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触し易い。この関係で、図３−（ａ）では横リブ６ｂを横スリット４ａに近い側に配置している。
【０１１９】
縦スリット４ｂ内周面の全長の内、Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ側で塑性変形部４２側の内周面に接触しようとする関係から、横リブ６ｂの横スリット４ａからの距離を調整することで、横リブ６ｂの縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃへの接触の時期を自由に制御することが可能である。
【０１２０】
図面ではまた、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に、縦スリット４ｂの対向する内周面同士が接触する以前に横リブ６ｂが縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触するよう、図３に示すように横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の先端部を側部４１ｂから縦リブ６ａ側へ突出させている。
【０１２１】
側部４１ｂ、４１ｂ間のせん断変形量が制限され、側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）が保たれることで、塑性変形部４２（ダンパー４）のせん断抵抗力が維持されるため、ダンパー４と構造部材１（２）との間でのせん断力の伝達が行われ、構造部材１（２）のせん断抵抗力と曲げ抵抗力を発揮させることが可能になる。
【０１２２】
図３に示すように塑性変形部４２にその曲げ剛性を高める縦補剛材４ｃが突設（形成）されている場合には、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃのいずれかの面側に縦補剛材４ｃに添って配置されるが、塑性変形部４２に縦補剛材４ｃが突設（形成）されていない場合には、塑性変形部４２には縦リブ６ａが単独で突設される。
【０１２３】
縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添って突設（形成）される場合、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添ってそれに接合等されることで、縦補剛材４ｃの板厚方向の曲げ変形を拘束する働きをする結果として、縦補剛材４ｃの変形を抑制するため、縦リブ６ａは両接合部４１、４１間のせん断変形を制限する作用も果たす。この場合、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに添って縦補剛材４ｃに一体化していればよいため、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃの幅方向（厚さ方向）のいずれかの側に配置されるかは問われない。縦リブ６ａはまた、縦補剛材４ｃとの一体性を確保していればよいため、塑性変形部４２、あるいはダンパー４本体の表面に突設されるか否かも問われない。
【０１２４】
縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添って配置される場合、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃの幅方向（厚さ方向）のいずれかの側に配置されるかが問われないことで、両接合部４１、４１間のせん断変形時には横リブ６ｂは縦リブ６ａと縦補剛材４ｃのいずれかに接触する。縦補剛材４ｃがない場合には、横リブ６ｂは縦リブ６ａに直接、接触し、縦補剛材４ｃがある場合には、横リブ６ｂは縦リブ６ａに直接、接触する場合と、縦補剛材４ｃに直接、接触することで、縦リブ６ａに間接的に接触する場合がある。
【０１２５】
図３に示すように縦スリット４ｂの塑性変形部４２側に、縦スリット４ｂに沿って縦リブ６ａが突設されると共に、横スリット４ａの接合部側４１に、両接合部４１、４１間のせん断変形時に塑性変形部４２側の端部が縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触可能な横リブ６ｂが突設されていることで、接触時以降の横リブ６ｂの縦補剛材４ｃ、もしくは縦リブ６ａに対する移動が制限される。この結果、縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触した横リブ６ｂが突設されている側の接合部４１の他方の接合部４１に対する相対変形が制限されるため、両接合部４１、４１間のせん断変形量が制限される。
【０１２６】
横リブ６ｂは塑性変形部４２側の端部において両接合部４１、４１間のせん断変形時に、縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃ（以下、縦リブ６ａ等）に接触することで、両接合部４１、４１間のせん断変形を抑制して塑性変形部４２のせん断変形を抑制し、接触時の縦リブ６ａ等からの反力は軸方向に負担するから、横リブ６ｂは横スリット４ａに平行に、ダンパー４本体の表面に突設されることが適切であるが、必ずしも横スリット４ａに平行である必要はない。
【０１２７】
両接合部４１、４１間にせん断変形が生じていない状態では、横スリット４ａに沿い、例えば横スリット４ａに平行に、あるいはそれに近い状態で接合部４１に突設されている横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の端部は図３−（ａ）に示すように縦リブ６ａ等から距離を置いた状態に置かれる。図３−（ａ）では横スリット４ａを挟んでＹ方向両側の接合部４１、４１に横リブ６ｂ、６ｂを突設しているが、横リブ６ｂが横スリット４ａに関して上側の接合部４１に突設されるか、下側の接合部４１に突設されるかは問われない。同様に横リブ６ｂが塑性変形部４２を挟んでＸ方向両側に、Ｙ方向の中心線に関して線対称に配置されるか、片側でよいかも問われない。
【０１２８】
塑性変形部４２を挟んだＸ方向両側の接合部４１、４１間に図３−（ｂ）に示すようなせん断変形が生じたときには、両側の接合部４１、４１は塑性変形部４２の中心に関して点対称の形で変形するから、例えば図３−（ａ）において横スリット４ａの上側の接合部４１（側部４１ｂ）に形成された横リブ６ｂが塑性変形部４２を挟んだＸ方向両側に突設されているとすれば、中心に関して右側の横リブ６ｂが縦リブ６ａ等に接触するから、横スリット４ａの下側の接合部４１（側部４１ｂ）には必ずしも横リブ６ｂが形成される必要はない。
【０１２９】
また横リブ６ｂは塑性変形部４２の片側、例えば図３−（ａ）において左側にのみ形成され、横スリット４ａを挟んでＹ方向両側の接合部４１、４１（側部４１ｂ、４１ｂ）に並列して突設されている場合には、両側の接合部４１、４１間に図３−（ｂ）に示すようなせん断変形が生じたときに、下側の横リブ６ｂが縦リブ６ａ等に接触するから、塑性変形部４２を挟んで右側の側部４１ｂには必ずしも横リブ６ｂが形成される必要はない。接合部４１、４１間のせん断変形時にはいずれかの横リブ６ｂが縦リブ６ａ等に接触する状態に、突設されていればよいことになる。
【０１３０】
両接合部４１、４１間のせん断変形量を制限することはまた、図４−（ａ）、（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの対向する内周面間距離を縦スリット４ｂの長さ方向に変化させ、横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくすることによっても可能である。「縦スリット４ｂの対向する内周面間距離」は縦スリット４ｂの幅である。「対向する内周面」とは、縦スリット４ｂの全周の内、せん断力作用方向（Ｘ方向）に対向する内周面を指し、「内周面間距離」はせん断力作用方向（Ｘ方向）に対向する内周面間の距離を言う。
【０１３１】
両接合部４１、４１（側部４１ｂ、４１ｂ）間にせん断変形が生ずるとき、塑性変形部４２の上側の接合部４１に着目すれば、塑性変形部４２と側部４１ｂとの間の縦スリット４ｂの存在により、接合部４１の中心部４１ａに関して両側に位置する側部４１ｂ、４１ｂの内、一方（図４−（ｂ）の左側）の側部４１ｂは塑性変形部４２（縦リブ６ａ等）から遠ざかり、他方（図４−（ｂ）の右側）の側部４１ｂが塑性変形部４２（縦リブ６ａ等）に接近しようとする。
【０１３２】
図４−（ａ）は縦スリット４ｂの幅である対向する内周面間距離が横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくなるように、縦スリット４ｂ（内周面）の形状を形成した場合の例を示す。前記したように塑性変形部４２が図４−（ｂ）に示すようにせん断変形するとき、塑性変形部４２を区画する線になる縦スリット４ｂの塑性変形部４２側の内周面は変形前のＹ方向に平行な状態から傾斜する。
【０１３３】
一方、縦スリット４ｂの塑性変形部４２側の内周面に対向する側部４１ｂ側の内周面は塑性変形部４２のせん断変形後も変形前の状態（角度）を維持しながら、すなわちＹ方向に平行なまま、横スリット４ａを挟んだ側部４１ｂ、４１ｂ間には相対変形が生ずる。この側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ側で塑性変形部４２側の内周面に接近する。具体的には横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂの内、一方（上左と下右）の側部４１ｂの縦スリット４ｂの内周面は塑性変形部４２側の内周面から遠ざかり、他方（上右と下左）の側部４１ｂの内周面は塑性変形部４２側の内周面に接近する。
【０１３４】
このため、縦スリット４ｂの対向する内周面間距離が横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくなる関係にあれば、塑性変形部４２のせん断変形時（側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時）に図４−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの側部４１ｂ側の内周面が全長に亘って一様に塑性変形部４２側の内周面に接触する状態を得ることができる。図４の例では縦スリット４ｂの対向する内周面間の全長の内、塑性変形部４２のせん断変形時に互いに接触する、少なくとも一部区間の内周面同士の組み合わせが図３の例における「変形制限材６」に該当する。互いに接触する内周面同士は内周面の全長である場合もある。
【０１３５】
前記のように横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時には、接合部４１の、せん断力が作用する向きと逆側（矢印の根本側）に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの対向する内周面間距離が縮小するから、図４−（ｂ）に示すように塑性変形部４２に関して上側の右側に位置する側部４１ｂ、及び下側の左側に位置する側部４１ｂの各内周面と、それにＸ方向に対向する塑性変形部４２側の内周面同士が互いに接触した状態になる。
【０１３６】
ダンパー４のせん断変形は正負の向きに交互に生ずるから、図４−（ｂ）と逆向きにせん断変形が生じたときには、塑性変形部４２に関して上側の左側に位置する側部４１ｂ、及び下側の右側に位置する側部４１ｂの各内周面と、それにＸ方向に対向する塑性変形部４２側の内周面同士が互いに接触した状態になる。
【０１３７】
図４−（ｂ）は塑性変形部４２を挟んで下側に位置する接合部４１が上側に位置する接合部４１に対して右側へせん断変形しているときの様子を示しているが、せん断変形はせん断力作用方向（Ｘ方向）の正負の向きに交互に生ずるため、次の場面では下側に位置する接合部４１が上側に位置する接合部４１に対して左側へせん断変形する。
【０１３８】
このように両接合部４１、４１（側部４１ｂ、４１ｂ）間のせん断変形時に、塑性変形部４２に接近しようとする側（図４−（ｂ）の右側）の側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの幅である対向する内周面間距離は図４−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの長さ方向には横スリット４ａに近い側で小さくなり、遠い側で大きくなるため、横スリット４ａに近い側で内周面同士が互いに接触し易くなる。
【０１３９】
塑性変形部４２（縦リブ６ａ等）から遠ざかろうとする側（図４−（ｂ）の左側）の側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの幅である対向する内周面間距離は図４−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの長さ方向には横スリット４ａに近い側で大きくなり、遠い側で小さくなるが、横スリット４ａから縦スリット４ｂの端部までの区間で内周面間に距離が確保されているため、内周面同士は接触しない。
【０１４０】
このことから、縦スリット４ｂの対向する内周面間距離を横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくすることで、塑性変形部４２に接近しようとする側（図４−（ｂ）中、上側の右側）の側部４１ｂと塑性変形部４２との間において、縦スリット４ｂの対向する内周面同士が全長、あるいは少なくとも一定区間に亘って一様に接触する状態を得ることが可能になる。縦スリット４ｂの対向する内周面同士が少なくとも一定区間に亘って一様に接触することで、その状態から更に縦スリット４ｂの内周面間距離が縮小することはないため、内周面同士が接触した状態以降の塑性変形部４２のせん断変形が阻止されるため、両接合部４１、４１間のせん断変形量（塑性変形部４２のせん断変形量）が制限される。この意味で、縦スリット４ｂの対向する内周面同士の組み合わせが変形制限材６に該当する。
【０１４１】
この結果、塑性変形部４２がせん断変形し、エネルギ吸収能力を発揮した後にもダンパー４にせん断抵抗力を持続させることが可能になり、ダンパー４と構造部材１（２）との間でのせん断力の伝達が行われ、構造部材１（２）のせん断抵抗力を発揮させることが可能になる。
【０１４２】
以上の図３、図４の例によれば、接合部４１、４１間のせん断変形量が制限されることで、ある構面内、例えば柱・梁のフレーム内にせん断剛性の相違する複数個のダンパー４が配置される場合に、これら複数個のダンパー４をせん断剛性の小さい順に段階的に機能させることが可能になる。
【０１４３】
例えば柱・梁のフレーム内に、せん断剛性の相違する複数個のせん断変形型の弾塑性ダンパーを配置したとしても、従来のように各弾塑性ダンパーのせん断変形量に制限がなければ、最初にせん断降伏した、せん断剛性の最も小さい弾塑性ダンパーが変形しきるまで変形しながらせん断力を負担するため、その弾塑性ダンパーよりせん断剛性の高い弾塑性ダンパーを降伏させることにはならない。結局、複数個の弾塑性ダンパーを一フレーム内に配置しても、これらを段階的に降伏させることはできない。
【０１４４】
すなわち、従来の弾塑性ダンパーを一フレーム内に複数個、配置しても、全弾塑性ダンパーが機能する訳ではないため、複数個分のエネルギ吸収効果を期待することはできず、一フレーム単位では１個の弾塑性ダンパーを配置したことと違いがない。従って、例えばフレームの梁（梁部材）に弾塑性ダンパーを設置するとすれば、梁の中央部に１個の弾塑性ダンパーを設置することになる。
【０１４５】
これに対し、図３、図４の例では変形制限材６の存在によってせん断変形量が制限されていることで、図６−（ａ）〜（ｄ）に示すようにせん断剛性の相違する（せん断変形量が制限された）複数個の弾塑性型のダンパー４を一フレーム内に配置したとき、最もせん断剛性の小さいダンパー４のせん断変形の変形量が制限された時点で、そのダンパー４はそれ以上の変形が進行しなくなるため、次にせん断剛性の小さいダンパー４がせん断変形を開始し、降伏することになる。このようにせん断剛性の相違する複数個の弾塑性型のダンパー４が一フレーム内に設置されることで、せん断剛性の小さい順に段階的に機能することが可能になる。
【０１４６】
従って図３、図４の例では従来はエネルギ吸収効果を期待する上で、意味を持たなかった一フレーム内への複数個の弾塑性型のダンパー４の配置が意味を持つにようになり、複数個の配置により全ダンパー４を有効に機能させ、エネルギ効果を発揮させることが可能になる。
【０１４７】
図５は図１、図２に示すダンパー４と、ダンパー４が跨る構造部材１、２を含む架構（フレーム）の全体の様子を示しているが、この架構の構造部材１、２間には図３、図４に示すダンパー４も向きを変えることにより跨設される。図５−（ｂ）は図３、図４に示すダンパー４をその向きのまま、互いに分離した、構造部材１（２）としての間柱間に跨設した場合になる。この場合、フレームの層間変形時には、間柱のウェブ間に（フレームの構面内で）せん断変形が生じようとするため、ダンパー４は図５−（ａ）と同様にフレームの構面内方向に面内方向を向けた状態で、例えば両間柱のウェブに重なってボルト７等により接合される。
【０１４８】
図５−（ｃ）は図３、図４に示すダンパー４をその向きのまま、互いに分離した、構造部材１としてのブレースと、構造部材２としてのフレームを構成する梁との間に跨設した場合の例になる。この場合、フレームの層間変形時には、図５−（ｂ）と同様、ブレースと梁との間にフレームの構面内でせん断変形が生じようとするため、ダンパー４はフレームの構面内方向に面内方向を向けた状態で、ブレースと梁との間に跨って双方に直接、もしくは間接的に接合される。図面ではブレースと梁からそれぞれガセットプレート８、８を突設し、両ガセットプレート８、８にダンパー４をボルト７により接合している。
【０１４９】
図６−（ａ）〜（ｄ）は図１〜図４に示す、塑性変形部４２のせん断変形を制限する機能（変形制限材６）を有するダンパー４の柱・梁のフレーム内への設置例を示す。せん断変形制限機能付きのダンパー４は一構面（一フレーム）内に複数個、設置されたときに、せん断剛性の小さい順に段階的にせん断降伏していくことが可能であるから、図６では一構面（一フレーム）内にせん断剛性（せん断降伏強度）の異なる複数個のダンパー４を設置している。
【０１５０】
仮にダンパー４単体としてのせん断剛性（せん断降伏強度）に差がない複数個のダンパー４を同一構面内に設置した場合にも、使用状態では各ダンパー４のせん断剛性（せん断降伏強度）に若干の差が生じ得るため、複数個のダンパー４が段階的にせん断降伏していく同様の傾向は期待される。
【０１５１】
図６−（ａ）はフレームを構成する柱（柱部材）から梁を構成する、構造部材１としてのブラケット９、９を突設し、両ブラケット９、９間に構造部材２としての梁部材を架設し、ブラケット９と梁部材のウェブ間にダンパー４を跨設した場合の例を示している。ブラケット９と梁部材のフランジ間には継手部材１０を跨設している。
【０１５２】
図６−（ｂ）はフレームを構成する梁（梁部材）から間柱を構成する、構造部材１としてのブラケット９、９を突設し、両ブラケット９、９間に構造部材２としての間柱を架設し、ブラケット９と間柱のウェブ間にダンパー４を跨設した場合の例を示している。ブラケット９と間柱のフランジ間には継手部材１０を跨設している。図５−（ｂ）、図６−（ｂ）に示す間柱は図５−（ｃ）に示すブレースと同様、フレーム内では耐震要素として機能するが、間柱の幅（成）が拡大すれば、間柱は耐震壁に相当する。
【０１５３】
図６−（ｃ）は図５−（ａ）と同様に、フレームを構成する柱（柱部材）から梁を構成する、構造部材１としての梁部材を片持ち梁状態で、互いに分離した状態で突設し、分離した梁部材のウェブ間にダンパー４を跨設した場合の例を示している。
【０１５４】
図６−（ｄ）は図６−（ｂ）における構造部材２としての間柱を更にブラケット９、９に２分割し、この２分割されたブラケット９、９間にダンパー４を跨設すると共に、図６−（ｂ）におけるブラケット９と間柱間の継手部材１０を塑性変形能力のあるダンパーとして機能し得る、隣接する構造部材１、１（９、９）間に跨設される接合部材１０Ａに置き換えた場合の例を示している。
【０１５５】
この例では変形制限機能を有するダンパー４が変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置５内で先行して降伏し、ダンパー４の変形が制限された後に構造部材１の内、相対的に他より先行して降伏し易い箇所として接合部材１０Ａが塑性化し、エネルギ吸収能力を発揮することになる。ここでは塑性変形能力を有するダンパーとして機能する接合部材１０Ａを間柱（ブラケット９、９）のフランジ間に跨設し、ウェブ間に跨設される継手部材１０を（ａ）〜（ｃ）の継手部材１０と同様に構造部材同士の連結のために使用している。間柱を構成するブラケット９、９のフランジ間に跨設された接合部材１０Ａはダンパー４を塑性変形させるブラケット９、９間の相対変形時には曲げモーメントを受けることになる。なお、上述の接合部材１０Ａにおいて、ボルト穴による断面欠損部で接合部材１０Ａの降伏（塑性化）が起こらないように、接合部材１０Ａの材軸中央部に降伏部を特定するための孔や溝などによる断面積の欠損部を設けるなどの工夫を施しても良い。
【０１５６】
図７−（ａ）はダンパー４の変形を制限する変形制限材６が、（ｂ）に示すようにダンパー４が接合される構造部材１、２に形成され、接合部４１の挿通孔４１ｃを挿通するボルト７が挿通する挿通孔１ａ、２ａの内周面である場合の構造部材１、２へのダンパー４の接合例を示す。
【０１５７】
この例ではダンパー４の接合部４１に形成されている挿通孔４１ｃと構造部材１、２に形成されている挿通孔１ａ、２ａが重なった状態で、ダンパー４が両構造部材１、２に跨り、ダンパー４と構造部材１、２の挿通孔４１ｃ、１ａ（２ａ）を貫通するボルト７は構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの中心に位置した状態でダンパー４を構造部材１、２に接合する。
【０１５８】
構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの少なくともいずれか一方はダンパー４が構造部材１、２の少なくともいずれかに対して相対変形（相対移動）可能であるように、ダンパー４と構造部材１、２との間の相対変形（相対移動）方向に長い長孔状に形成される。図７では挿通孔１ａ、２ａの内、構造部材１の挿通孔１ａを長孔状に形成している。ダンパー４の挿通孔４１ｃは長孔状の挿通孔１ａ（２ａ）の長さ方向中央部分に重ねられる。
【０１５９】
ボルト７によるダンパー４と構造部材１、２との接合状態ではダンパー４と構造部材１、２は両者間の摩擦力によって接合された状態を維持しているため、摩擦力を超える外力が構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの長さ方向に作用すれば、ダンパー４と構造部材１、２とは相対移動可能な状態にある。従って図７−（ａ）に示す状態から、構造部材１、２が対向する方向に直交する方向の相対変形（相対移動）が生ずるときには、ダンパー４の各接合部４１が、それが接合されている構造部材１（２）に対し、摩擦力により接合状態を維持できる範囲で、ダンパー４は摩擦ダンパーとして働く。
【０１６０】
ダンパー４は摩擦力を超える外力が作用したときに、ボルト７が構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの内周面に係止することで、構造部材１、２に外力を加え、いずれかの構造部材１、２を降伏させることになる。
【符号の説明】
【０１６１】
１、２、３……構造部材、１ａ、２ａ……挿通孔、
４……ダンパー、４１……接合部、４１ａ……中心部、４１ｂ……側部、４１ｃ……挿通孔、４２……塑性変形部、
４ａ……横スリット、４ｂ……縦スリット、
４ｃ……縦補剛材、４ｄ……座屈補剛材、
５……ダンパー内蔵耐震装置、
６……変形制限材、６ａ……縦リブ、６ｂ……横リブ、
７……ボルト、
８……ガセットプレート、９……ブラケット、１０……継手部材、１０Ａ……接合部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の内部、あるいは外部において地震や風荷重等により構造物が水平力を受けたときに相対変形を生ずる複数の構造部材と、隣接する構造部材間に跨設され、変形制限機能付きのダンパーとで構成される変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば構造物内の基本的な耐震要素である柱・梁のフレーム（架構）には大地震時にも架構の崩壊を生じさせない必要から、終局時にまで塑性変形能力を発揮し得るような靱性が要求され、塑性変形能力の発揮によるエネルギ吸収効果が期待される。柱と梁はそれぞれの部材端部である接合部において水平力伝達のために互いに剛に接合されることから、せん断力と曲げモーメントの負担により部材端部に生ずる応力度が最大になるため、部材全長の内、部材端部に塑性化が生じ易い。
【０００３】
塑性化が想定される構造部材の端部においては、上記の崩壊回避の目的から、変形の増大と繰り返し加力による塑性座屈や塑性破断等の顕著な耐力低下が起こらないよう、十分な塑性変形能力を有する断面で設計される。この結果、構造部材は大地震時に応力が大きくなる部材両端部、もしくはその近傍の最大２箇所で塑性化しながらも、粘りのある塑性変形を起こすことにより振動エネルギの吸収能力を発揮する。
【０００４】
一方、例えば上記フレーム、あるいはフレーム内に架設されるブレース、間柱等のフレーム以外の、互いに分離している耐震要素（構造部材）間にエネルギ吸収装置としてのダンパーを跨設する場合には（特許文献１、２参照）、ダンパーによるエネルギ吸収効率を高める目的で、ダンパーに変形が集中するよう、ダンパー周辺の耐震要素全体の剛性と耐力がダンパーより相対的に高く設定される。ダンパーが降伏（塑性化）する以前に耐震要素が塑性化すれば、耐震要素がダンパーに塑性化を生じさせるだけの外力を加えることができず、ダンパーのエネルギ吸収能力が発揮されなくなることによる。
【０００５】
また仮に耐震要素である構造部材の塑性化が想定される箇所である部材端部等に塑性化を生じにくくする補強を施したとしても、構造部材全体の剛性が一様に確保されていない限り、補強箇所以外の部分の剛性が相対的に低下することになり得るため、構造部材からダンパーに塑性化を生じさせるだけの力を加えることができなくなり、結果としてダンパーのエネルギ吸収能力を発揮させることができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２０３５４３号公報（第１図、第６図、第９図、第１０図）
【特許文献２】特開２０００−７３４９５公報（段落０００９〜００１１、図１、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した靱性指向型の構造物内において、架構を構成する柱・梁のような耐震要素（構造部材）は部材端部に塑性化が生じ易いことから、部材端部の断面が持つ塑性化後の塑性変形能力（エネルギ吸収能力）が期待されるため、累積する塑性変形（塑性エネルギ）に対して塑性座屈や塑性破断が生じないような処理を要することもある。しかしながら、構造物が地震力を受けたときのあらゆる挙動を予測した耐震設計を構造物に施せる訳ではなく、予測を超える事態が起こり得ることも想定される。
【０００８】
例えばこれまで地震動に共振しない前提で設計されていた長周期構造物に固有周期に近い長周期の地震動が入力する可能性の存在が判明したこともあり、累積塑性変形を考慮する設計の必要性が生じている。具体的には構造物内の架構を構成する構造部材単位で言えば、部材端部の塑性変形能力を高めるための補強をすることが求められることになるが、部材単位での部分的な補強では、前記のように部材全体の塑性変形能力が一様に確保されることにはならず、必ずしも効果的な補強とは言えない。
【０００９】
本発明は上記背景より、構造部材の一部にダンパーを組み込むことで、構造部材とダンパーにエネルギ吸収の機能を分担させ、構造部材全体の塑性変形能力を確保することを可能にし、各塑性変形部における累積塑性変形を軽減させるダンパー内蔵耐震装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明の変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置は、
構造物の内部、あるいは外部において互いに分離した状態で対向し、前記構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材と、この複数の構造部材の内、隣接する構造部材間に跨設され、両構造部材間の相対変形時に、その相対変形方向に変形を生ずるダンパーを備え、
前記ダンパーが前記隣接する構造部材が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持ち、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮し、制限を受けた後に前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能し、前記隣接する構造部材の内の少なくともいずれかの構造部材、もしくは前記隣接する構造部材間に跨設される接合部材に変形を生じさせることを構成要件とする。
【００１１】
「構造部材」は主として地震時や風荷重時等に構造物が受ける水平力に対し、曲げモーメント、せん断力、軸方向力を負担することにより抵抗力を発揮し得る、ブレース、間柱、耐震壁等を含む耐震要素であり、構造物の骨組（架構）を構成する柱と梁等の構造部材も含む。「複数の構造部材」はダンパー内蔵耐震装置を構成する構造部材が構造物内、あるいは架構内に複数（２以上）、配置されることの意味であるが、複数の構造部材の内、基本的に隣接する二つの構造部材が対になり、両構造部材間にダンパーが介在する、もしくは跨ることにより耐震要素とダンパーの組み合わせからなる「耐震装置」として機能する。
【００１２】
ダンパー４が、変形の進行が抑えられた後に変形を生じさせる対象にはこれらの構造部材１、２の他、図６−（ｄ）に示すようにダンパー４と共にこれらの構造部材１、２（２、３）間に跨り、構造部材１、２（２、３）同士を接合するためのプレート等の接合部材（継手部材）１０Ａが含まれるため、対になる二つの構造部材１、２、またはそれに加えて構造部材１、２間に跨る接合部材１０Ａが最小のダンパー内蔵耐震装置５を構成する。以下ではダンパー内蔵耐震装置５の構成要素として、接合部材１０Ａを含めて「二つの構造部材」と言うこともある（「二つの構造部材」に接合部材１０Ａを含ませることもある）。
【００１３】
構造物の内部、もしくは外部において、ダンパー内蔵耐震装置５が図６−（ａ）、（ｂ）に示すように３以上の構造部材１〜３から架構を成立させる場合は、一架構（構造物）内に、対になる二つの構造部材１、２（２、３）の組み合わせが２通り以上、存在することになる。「構造物の内部、あるいは外部において」とは、構造部材１〜３が構造物の内部（屋内）に配置される場合と、構造物の外部（屋外）に耐震補強架構の一部等として付加的に配置される場合があることを言う。構造物の内部に配置される場合も、外部に配置される場合も、構造物は新設の場合と既存の場合がある。
【００１４】
「複数の構造部材１〜３」は具体的には例えば図５−（ａ）、図６−（ｃ）に示すように柱・梁の架構（フレーム）内で隣接する柱間に架設され、互いに分離する梁部材として、または図５−（ｂ）、図６−（ｂ）、（ｄ）に示すように上下に隣接する梁（梁部材）の中間部間に鉛直方向に架設され、互いに分離する間柱や壁として、あるいは図５−（ｃ）に示すように柱・梁のフレーム内に架設されるブレースと、その一部が接続されるべきフレームのいずれかの部位（構造部材）等として配置される。
【００１５】
この他、「複数の構造部材１〜３」は図６−（ａ）に示すように柱・梁のフレームを構成する柱とそれに接合され、梁の一部を構成するブラケット９、及びブラケット９、９間に架設される梁部材として、または図６−（ｂ）、（ｄ）に示すように上下に隣接する梁の中間部に接合されるブラケット９と、そのブラケット９、９間に架設される柱部材としても配置される。いずれの例においてもダンパー４が接合される部材が「ダンパーが跨る構造部材」である。
【００１６】
図６−（ｄ）は（ｂ）に示す間柱状の柱部材を（ブラケット９、９に）上下に２分割し、その分割箇所にダンパー４を跨設した場合の例を示している。図６−（ｄ）では図６−（ｂ）において上下の梁部材に接続したブラケット９と間柱状の柱部材（ブラケット９）との間のフランジ間に跨設されている継手部材１０を、ダンパー４の降伏等による一定の変形後にダンパー４に代わって変形を生じさせるための前記接合部材１０Ａに置き換えている。接合部材１０Ａはダンパー４が変形制限を受けた時点以降にダンパー４に代わって塑性変形し、エネルギ吸収能力を発揮する。
【００１７】
対になる、隣接する二つの構造部材１、２（２、３）は構造物が水平力を負担して弾性変形を起こしたときに相対変形を生ずるいずれかの部位間に配置され、互いに分離し、間隔を保持した状態で、それぞれ構造物のいずれかの部位に接合される。ダンパー４は複数の構造部材の内、いずれか隣接する二つの構造部材間１、２（２、３）に跨って設置されることで、その隣接する構造部材１、２（２、３）間の相対変形時に自ら、あるいはダンパー４を構成する部材間で相対変形を起こし、これらの変形が進行することにより振動エネルギを吸収する。
【００１８】
ダンパー４が「自ら変形すること」は図１〜図４に示すようにダンパー４が単体である場合に弾性変形から塑性変形することを言い、この場合、ダンパー４は塑性変形時の履歴ループによりエネルギを吸収する。「部材間で相対変形すること」は図示しないが、ダンパー４が複数の部材（材料）から構成される場合に部材間に相対変形が生ずることを言い、その場合、ダンパー４は部材間の相対変形時の摩擦力や粘性減衰力等によりエネルギを吸収する。
【００１９】
ダンパーには鋼材、鉛、合金等の金属材料を使用した弾塑性ダンパー、摩擦ダンパー、あるいはゴム等と鋼材等を互いに接着させた粘弾性ダンパーの他、粘性流体を使用した粘性（オイル）ダンパー等のエネルギ吸収装置が使用され、ダンパーの種類（形態）は問われない。ダンパーは弾塑性ダンパーのように単一の材料（部材）から構成される場合と、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー、粘性ダンパー等のように複数の材料（部材）の組み合わせから構成される場合がある。
【００２０】
「両構造部材間の相対変形方向に変形を生ずる（ダンパー）」とは、ダンパー４自身が図示するように金属材料からなる単一の部材で構成されている場合に、単体のダンパー４自体が曲げ変形、せん断変形、引張変形等の変形を単独で、あるいは複合して生ずることと、ダンパー４が複数の部材（材料）から構成されている場合に、部材同士が相対変形、もしくは相対移動等することを含む。単体のダンパー自体が変形することは、ダンパー自体がせん断変形、曲げ変形等の相対変形を生ずることであり、複数の部材からなるダンパーが変形することは、ダンパーの構成部材（材料）間に相対移動等、相対変形が生ずることを言う。以下、「変形」には単体のダンパー自体の変形と、ダンパーを構成する複数の部材間の相対変形が含まれる。
【００２１】
金属材料からなる単体のダンパーは単独で相対変形することで、設定（想定）された一定の外力（荷重）を負担したときに、降伏（塑性化）することにより履歴ループによるエネルギ吸収能力を発揮する。複数の部材からなるダンパーは構成部材（材料）間に相対変形が生ずるときに摩擦力や粘性減衰力等の減衰力を発生することによりエネルギ吸収能力を発揮する。いずれの場合も、変形量が増大し、エネルギ吸収能力を発揮する。
【００２２】
二つの構造部材１、２（２、３）は前記のように両構造部材１、２間にダンパー４が介在した状態で、エネルギ吸収装置としてのダンパー４が一体化した構造の耐震要素（耐震装置）になる。このダンパー４付きの二つの構造部材１、２からなる最小の「ダンパー内蔵耐震装置５」を一つ（単一）の耐震要素（耐震装置）として見れば、「耐震装置５」はダンパーの内蔵により見かけ上、少なくとも１段階にエネルギ吸収能力を発揮し得る部分（ダンパー：エネルギ吸収装置）を有する構造になる。
【００２３】
但し、ダンパー４は自らの、あるいは後述のように構造部材１、２から付与される変形制限機能によりダンパー４自身の変形量に制限が課せられていることで、制限を受けるまでは変形が進行するものの、制限を受けた後にはそれ以上、相対変形量が増大（進行）することが抑制されるため、後述のように剛性の高い部材として挙動し、構造部材１、２に塑性化を誘発させる。
【００２４】
従って「ダンパー内蔵耐震装置５」であるダンパー４付きの二つの構造部材１、２は構造部材１、２に先行してエネルギ吸収能力を発揮するダンパー４と、ダンパー４がエネルギ吸収能力を発揮し終え、変形量が制限された後にダンパー４に代わってエネルギ吸収能力を発揮する、接合部材１０Ａを含む構造部材１、２の内の少なくとも一部である塑性化部分の２通りのエネルギ吸収装置を有する構造になる。結局、ダンパー４付きの二つの構造部材１、２は構造部材１、２が負担する外力の程度に応じ、ダンパー４と塑性化する構造部材１、２の２段階にエネルギ吸収能力を発揮することになり、エネルギ吸収の機能をダンパーと構造部材が分担する。
【００２５】
ダンパーは前記のように元々、塑性化するか、減衰力を発生することによりエネルギ吸収能力を発揮することを想定された部材（部位）、あるいは装置であるから、二つの構造部材間に跨った状態で構造部材内に組み込まれることで、上記「耐震装置」の構成要素としては相対的に剛性と耐力の低下した部分になり、ダンパーが跨る二つの構造部材が塑性化（降伏）する以前に先行して塑性化するか、減衰力を発生することによりエネルギ吸収能力を発揮する。上記の通り、「塑性化」はダンパーが鋼材や鉛等の金属材料からなる場合のエネルギ吸収能力発揮時の様子を言い、「減衰力の発生」はダンパーが金属材料とゴム等の非金属材料との組み合わせからなる場合のように複数の部材（材料）からなる場合のエネルギ吸収能力発揮時の様子を言うが、両者をまとめて「エネルギ吸収」と言うこともある。
【００２６】
「ダンパーが、隣接する構造部材が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持つ」とは、ダンパーが跨る構造部材間の相対変形に伴ってダンパーに生ずる一定量を超える変形量を制限する変形制限機能をダンパー自身が固有の機能として持つか、またはダンパーが接合されるいずれかの構造部材によって付与されることを言い、変形制限機能の発揮によりダンパーの塑性変形量、もしくは相対変形量がほぼ一定量以下に制限される。
【００２７】
「変形制限機能」は例えば部分的に、ダンパーの一部に他の部分より相対的に剛性の高い部分（領域）を有する等、ダンパー自体が本来的な機能として保有する場合と、図１〜図４に示すようにダンパー４と構造部材１、２との間に跨っていずれかに付加される「変形制限材６」がストッパのように例えばダンパー４の一定量を超える変形の進行を阻止するか、停止させる等、強制的にその変形制限機能を発揮させる場合（請求項２、３）がある。
【００２８】
ダンパー４は「変形制限機能」により変形量が制限されることで、一定量の変形（塑性変形と部材間の相対変形を含む）に到達した後には、それを超える変形が進行せず、外力を負担する剛性の高い部材として挙動し、自らが負担する外力を構造部材１、２に伝達し、構造部材１、２に変形を生じさせる働きをする。ここで言う「一定量の変形量」はダンパー４の変形量として想定された、あるいは設定された変形量であるが、その変形はダンパー４が跨り、ダンパー４を保持する構造部材１、２から与えられるため、構造部材１、２間に発生する相対変形量でもあり、変形制限機能はこの想定量（一定量）を超える量の変形を制限する。
【００２９】
変形制限機能はダンパー４の形態（種類）に応じて異なり、例えばダンパー４が図示するような弾塑性ダンパーである場合には、ダンパー４が降伏（塑性化）し、塑性変形が進行するときに、何らかの形によって変形の進行を阻止することであり、その機能は前記したようにダンパー４の一部等に形成される高剛性領域、あるいは付加（接合）される、変形の進行を停止させるストッパとしての「変形制限材６」によって確保される。「変形制限材６」は前記のようにダンパー４自身が有する場合（請求項２）と、ダンパー４とは別に、構造部材１、２とダンパー４との間に跨るように付加（外付け）される場合（請求項３）がある。
【００３０】
「ダンパー自身が変形制限材を有する」とは、ダンパー４に変形制限材６が付加、あるいは形成されることを言う。具体的には例えばダンパー４が図３、図４に示すような板状の鋼材ダンパーであり、面内方向のせん断力を負担することによりせん断変形して塑性化するせん断変形型の弾塑性ダンパーである場合には、ダンパー４自体が外力を受けて変形するため、変形制限材６は図１、図２に示すようにその変形を生ずる領域の、せん断変形の進行の向き（側）に、一定量のせん断変形を許容するためのクリアランスを確保して配置される。
【００３１】
この場合の変形制限材６はダンパー４自体のせん断変形による固定位置とダンパー４のいずれかの部分との間の相対変形（相対変位）に伴い、ダンパー４のいずれかの部分に接触することによりダンパー４に対する移動（変位）が停止させられ、ダンパー４のせん断変形を一定以上に進行させない働きをする。変形制限材６がダンパー４の塑性化後、一定の塑性変形を超えるダンパー４の変形を制限することはダンパー４が曲げモーメント（曲げ変形）により、あるいは軸方向力（伸縮）により降伏する場合も同じである。
【００３２】
ダンパーが例えば摩擦ダンパー、あるいは粘性ダンパーのように一方向に相対移動可能な複数の部材から構成される場合にも、変形制限材はストッパとして減衰力を発生する相対移動が一定以上に生ずることを阻止する位置に配置され、弾塑性ダンパーの場合と同じくダンパーの相対移動（相対変形）を一定以上に進行させない働きをする。図示するように構造部材１、２に変形制限材６が付加される場合も変形制限材６の働きは同様であり、ダンパー４が一定量以上の変形を生じたときに、変形制限材６はダンパー４の変形の進行を阻止する位置に配置されることで、ダンパー４の変形を一定以上に進行させない働きをする。
【００３３】
ダンパー４の一定量を超える変形が「変形制限機能」（変形制限材６）によって制限されることで、それ以降のダンパー４は変形が制限された剛性の高い材料（部材）として挙動するため、ダンパー４はそれが接合されている構造部材１、２に外力を作用させる。構造部材１、２は変形を制限された後のダンパー４から外力を受けることで変形を生じ、降伏耐力の低い部分において最終的に降伏（塑性化）し、エネルギ吸収能力を発揮する。ダンパー内蔵耐震装置５を構成する構造部材１、２には、塑性化が期待されることから、主に鋼材等、金属材料が使用されるが、必ずしもその必要もない。
【００３４】
ダンパー内蔵耐震装置５は外力の負担の程度に応じ、ダンパー４が先行してエネルギ吸収能力を発揮し、その後に構造部材１、２の少なくともいずれか一方が塑性化してエネルギ吸収能力を発揮することで、２段階にエネルギ吸収機構を備えるため、エネルギ吸収機構として機能するダンパー４と構造部材１、２が負担すべき外力の大きさ（範囲）を相違させることが可能になる。
【００３５】
例えばダンパー４が塑性変形制限に達するときに受ける応力を、構造部材１、２のいずれかの部分が降伏するときに受ける応力に近付ける設定をしておけば、ダンパー４のエネルギ吸収能力を、構造部材１、２のエネルギ吸収能力の発揮直前まで発揮させることができ、併せてダンパー内蔵耐震装置５に作用する広範囲の荷重に対して効率的にエネルギ吸収効果を発揮させることが可能である。従ってダンパー４と構造部材１、２がエネルギ吸収能力を発揮するときの外力と変形量が累積することがないため、ダンパー４と構造部材１、２のそれぞれに対して累積塑性変形の影響を軽減することができ、ダンパー内蔵耐震装置５が過度の累積塑性変形を受けることによる柱・梁架構（構造物）の崩壊の可能性も少なくなる。
【００３６】
またダンパー４はエネルギ吸収能力を発揮した後には塑性変形を進行させることがなく、剛性の高い部材として挙動するため、ダンパー内蔵耐震装置５はダンパーがエネルギ吸収能力を発揮した後、構造部材１、２も塑性化した後に塑性変形の進行箇所が複数に亘るような不安定構造化することがない。このことから、一組のダンパー内蔵耐震装置５内にエネルギ吸収能力を発揮するときに負担する応力の相違する、例えば降伏耐力の相違する複数のダンパー４を内蔵した場合に、全ダンパー４にそれぞれの耐力に応じたエネルギ吸収能力を有効に発揮させることが可能である。
【００３７】
例えば従来のようにダンパー内蔵耐震装置内に降伏耐力の相違する複数のダンパーを内蔵した場合には、最も降伏耐力の小さいダンパーが降伏した後にはそのダンパーの塑性変形が進行するため、それ以外の降伏耐力の大きい他のダンパーが降伏し、エネルギ吸収能力を発揮する余地がない。
【００３８】
これに対し、本発明では例えば降伏型の複数のダンパー４を架構（構造物）内に組み込んだ（内蔵させた）場合、降伏耐力の小さいダンパー４が降伏した後にはそのダンパー４のそれ以上の塑性変形が進行することがないため、それより降伏耐力の大きいダンパー４の塑性変形は進行し得る状態にある。従って降伏耐力の小さいダンパー４の降伏が他のダンパー４の塑性化を阻止することがないため、複数の全ダンパー４を段階的に塑性化させ、エネルギ吸収能力を発揮させることが可能である。
【発明の効果】
【００３９】
複数の構造部材と、隣接する構造部材間に跨設され、両構造部材間の相対変形時に変形を生ずるダンパーを備え、ダンパーが隣接する構造部材間の相対変形量を制限し、その制限された相対変形量を超える変形時に構造部材に変形を生じさせる機能を有するため、ダンパーが構造部材に先行してエネルギ吸収能力を発揮した後に、構造部材がエネルギ吸収能力発揮後のダンパーに代わってエネルギ吸収能力を発揮することができる。
【００４０】
この結果、ダンパー付きの二つの構造部材は構造部材が負担する外力の程度に応じて２段階にエネルギ吸収能力を発揮することになり、エネルギ吸収の機能をダンパーと構造部材が分担することができ、ダンパーと構造部材のそれぞれに対して累積塑性変形の影響を軽減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】変形制限材がダンパーとは別に付加される変形制限機能付きダンパーと変形制限材を隣接する構造部材間に設置した状態を示した立面図であり、図５−（ａ）の一部拡大図である。
【図２】（ａ）は図１に示す隣接する構造部材が対向したまま、その対向する方向に直交する方向のいずれかの向きに相対変形したときのダンパーの変形状態と変形制限材との関係を示した立面図、（ｂ）は構造部材が（ａ）と逆向きに相対変形したときのダンパーと変形制限材との関係を示した立面図である。
【図３】（ａ）は変形制限材がダンパーに形成されるせん断変形型の弾塑性ダンパーの例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の弾塑性ダンパーがせん断変形したときの様子を示した立面図、（ｃ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面図である。
【図４】（ａ）は変形制限材がダンパーに形成されるせん断変形型の弾塑性ダンパーの他の例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の弾塑性ダンパーがせん断変形したときの様子を示した立面図である。
【図５】図１、図２に示す変形制限機能付きダンパーの隣接する構造部材間への架設例を示した立面図であり、（ａ）は構造部材が互いに分離した梁部材であり、梁部材間にダンパーが架設された場合、（ｂ）は構造部材が互いに分離した間柱であり、間柱間にダンパーが架設された場合、（ｃ）は構造部材が互いに分離したブレースと梁部材であり、ブレースと梁部材間にダンパーが架設された場合である。
【図６】図３、図４に示す変形制限機能付きダンパーの隣接する構造部材間への架設例を示した立面図であり、（ａ）は構造部材が互いに分離した梁部材であり、梁部材間にダンパーが架設された場合、（ｂ）は構造部材が互いに分離した間柱であり、間柱間にダンパーが架設された場合、（ｃ）は構造部材が互いに分離したブレースと梁部材であり、ブレースと梁部材間にダンパーが架設された場合、（ｄ）は（ｂ）に示すダンパー４を継手部材１０に、また継手部１０材を接合部材１０Ａに置き換えた構造部材としての間柱が２分割され、その分割箇所にダンパー４が架設された場合である。
【図７】（ａ）はダンパーの変形を制限する変形制限材が、ダンパーが接合される構造部材に形成された長孔の内周面である場合の構造部材とダンパーの組み合わせ状態を示した立面図、（ｂ）は（ａ）におけるダンパーを除外した構造部材を示した立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４３】
図１は構造物の内部、あるいは外部において互いに分離した状態で対向し、構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材１〜３と、この複数の構造部材１〜３の内、隣接する構造部材１、２（２、３）間に跨設され、両構造部材１、２（２、３）間の相対変形時にその相対変形方向に変形を生ずるダンパー４を備える、図５、図６に示すような変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置５の一部であるダンパー４の設置例を示した立面を示す。
【００４４】
ダンパー４は隣接する構造部材１、２（２、３）が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持ち、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮する。変形に対する制限を受けた後には前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能し、隣接する構造部材１、２（２、３）の内の少なくともいずれかの構造部材１、２に弾性変形から塑性変形を生じさせる。構造物（一フレーム）内のダンパー内蔵耐震装置５は図６−（ａ）、（ｂ）に示すように３本（枚）以上の構造部材１〜３から構成される場合もあるが、以下では１個のダンパー４が跨る１組の構造部材１、２に、一フレーム内に配置される２組の隣接する構造部材１、２（２、３）を代表させる。
【００４５】
図１はダンパー４が、互いに分離した構造部材１、２間に跨って設置され、面内方向のせん断力を受けてせん断変形する板状の弾塑性ダンパーであり、ダンパー４に生ずる変形量を制限する変形制限材６がダンパー４とは別に、構造部材１、２間に跨って設置された場合の例を示している。弾塑性型のダンパー４にはせん断変形型の他、曲げ変形型、軸変形型のダンパーも使用される。せん断変形型と軸変形型のダンパー４は一方向の相対変形（相対移動）時に機能し、曲げ変形型のダンパー４は任意の方向の相対変形（相対移動）時に機能する。
【００４６】
図１に示すダンパー４の構造部材１、２間への設置例を図５−（ａ）〜（ｃ）に示すが、図１のダンパー４は図６−（ａ）〜（ｄ）に示す例にも使用される。図５では図１に示すダンパー４を図２に示す形状に簡略化している。分離する構造部材１、２は直接、力の伝達がされない状態に互いに分離していればよく、部位は問われない。具体的には図５、図６に示すような分離した梁部材同士、柱部材同士、間柱同士の他、耐震壁等の壁やブレースと柱・梁のフレーム同士等がある。構造部材１、２には基礎と杭も含まれる。
【００４７】
変形制限材６はダンパー４の変形型（変形形式）に応じ、ダンパー４の変形の進行を阻止する形状、あるいは剛性を持ち、ダンパー４の内部に組み込まれるか、ダンパー４と構造部材１（２）との間に跨って設置される。せん断変形型以外の弾塑性型のダンパー４に使用される変形制限材６が変形の進行を阻止する形状をする場合、例えばダンパー４が鋼棒状の曲げ変形型であれば、軸に直交する任意の方向の曲げ変形量を制限するために、変形制限材６はダンパー４の接触面側が凸の曲面を持つ漏斗状等に形成される。ダンパー４が例えば筒状の軸変形型であれば、ダンパー４に外接し、一端にダンパー４の一端が係止し得る端板（フランジ）やリブが固定された筒状等に形成される。
【００４８】
せん断変形型の、弾塑性型のダンパー４は図１〜図４に示すように分離した構造部材１、２のそれぞれの側に位置し、各構造部材１、２に接合される接合部４１、４１と、接合部４１、４１の中間部に位置し、構造部材１、２間の相対変形に追従する相対変形時に両側の接合部４１、４１からせん断力を受けて変形する塑性変形部４２の３部分から構成される。ダンパー４は構造部材１、２から両側の接合部４１、４１間に面内方向に作用する、接合部４１、４１が対向する方向に直交する方向のせん断力と曲げモーメントを受けることによる、塑性変形部４２に生ずるせん断応力によって塑性変形部４２が弾性変形から塑性化する。
【００４９】
図１は塑性変形部４２が接合部４１、４から受けるせん断力によって接合部４１、４１の対向する方向の軸線の両側に生ずる曲げモーメント分布に対応した形状に塑性変形部４２を形成した場合の例を示しているが、塑性変形部４２は接合部４１に対して相対的に変形を生じ易い、せん断剛性の小さい形状、あるいは形態（断面寸法）をしていればよい。
【００５０】
図１に示すダンパー４はせん断力作用方向に直交する方向の両側に位置する接合部４１、４１において構造部材１、２にボルト７、あるいは溶接等により着脱（分離）自在に、あるいは一体的に接合される。図１の場合、せん断力はダンパー４が跨る構造部材１、２が対向する方向（材軸）に直交する方向に相対変形したときに、接合部４１、４１間に作用し、塑性変形部４２がせん断力と曲げモーメントを負担する。塑性変形部４２は交互に作用するせん断力と曲げモーメントを繰り返して受けることで、塑性化し、エネルギ吸収能力を発揮する。
【００５１】
図１は変形制限材６がダンパー４とは別体で構造部材１、２に設置される場合の例を示している。変形制限材６はダンパー４が跨る構造部材１、２間に跨った状態で両構造部材１、２間に配置され、いずれか一方の構造部材１に、他方の構造部材２側へ張り出した状態で接合される。変形制限材６が張り出す他方の構造部材２側では、変形制限材６とダンパー４の接合部４１との間には、構造部材１、２間の相対変形方向にダンパー４が塑性化した後の変形量を制限されるまでの、ダンパー４の一定のせん断変形量を許容するためのクリアランスが確保される。構造部材１、２間の相対変形（相対移動）は正負の向きに交互に繰り返されるから、変形制限材６は構造部材１、２間の相対変形（相対移動）方向の、ダンパー４の両側に配置される。
【００５２】
変形制限材６は一方の構造部材１に接合され、他方の構造部材２に接合されないことで、他方の構造部材２が一方の構造部材１に対し、いずれかの向きに相対変形（相対移動）したときに、他方の構造部材２に対して相対移動し、上記クリアランスを超える相対移動時に、他方の構造部材２と共に一方の構造部材１に対して相対変形するダンパー４の接合部４１に接触する。変形制限材６はダンパー４の接合部４１に接触した時点で、あるいは接触後、一定の変形が進行した時点で、ダンパー４のせん断変形を阻止し、せん断変形を制限する。
【００５３】
変形制限材６は上記クリアランスを超えるダンパー４のせん断変形時に、ダンパー４の接合部４１が接触した時点でダンパー４と共に弾性変形し、ダンパー４の塑性変形部４２の変形量の増大を阻止する。変形制限材６の材料は問われないが、主に鋼材等、剛性・耐力の大きい材料で形成（製作）される。
【００５４】
図１に示す例の場合、ダンパー４がまず弾性変形し、その後の塑性変形する段階で変形制限材６とのクリアランスを超える変形が生じた際に、ダンパー４のそれ以上の変形を変形制限材６が制限する。このダンパー４の変形が制限された段階以降は、その変形での応力の他に変形制限材６が弾性変形する範囲の応力が付加されることにより、ダンパー４が跨る構造部材１と構造部材２に応力を伝達し、構造部材１と構造部材２の全体が耐震性能を発揮する。
【００５５】
図１では変形制限材６を一方の構造部材１に複数本のボルト７を用いて剛に接合し、他方の構造部材２に跨る（重なる）部分（区間）の長さを接合区間の長さより相対的に短くすることで、他方の構造部材２に跨る部分（区間）の剛性を高めて変形を生じにくくし、他方の構造部材２に跨る部分を実質的に剛性の高い部材として形成している。
【００５６】
図１の場合、構造部材１、２間に図２−（ａ）、（ｂ）に示すように両構造部材１、２が対向する方向（水平方向）に直交する方向（鉛直方向）へ相対変形（相対移動）したときに、ダンパー４の接合部４１が変形制限材６に接触することにより、変形制限材６が弾性変形可能な範囲でダンパー４の変形を許容し、それを超える変形を制限する。ダンパー４は変形が制限された後には変形制限材６の剛性に依存した剛性の高い部材として挙動するため、構造部材１、２に力を加える。図２−（ａ）は他方の構造部材２が一方の構造部材１に対して相対的に上方へ移動したときの様子を、（ｂ）は下方へ移動したときの様子を示している。
【００５７】
構造部材１、２に作用する力は構造部材１、２が対向する方向（図１における水平方向）に直交する方向（図１における鉛直方向）への相対移動時に加えられるから、構造部材１、２の材軸（図１における水平方向）に直交する方向のせん断力になり、この力は構造部材１、２には主に材軸に直交する方向の曲げモーメントとして作用する。
【００５８】
図１は例えば図５−（ａ）に示す、分離した梁部材が構造部材１、２である場合の例を示す。この場合、構造部材１、２は片持ち梁であるから、材軸に直交する方向の曲げモーメントを受けることで、ダンパー４の変形が制限された後には、構造部材１、２の曲げモーメントが最大になる柱部材側の端部が最終的に曲げ降伏に至り、塑性化することになる。図５−（ｂ）の例においては、ダンパー４の変形が制限された後には、構造部材１、２の曲げモーメントが最大になる部材の端部が曲げ降伏し、塑性化する。図５−（ｃ）の例においても同様に、構造部材１の軸降伏、あるいは構造部材２の端部、または中央部が曲げ降伏し、塑性化する。以上の説明は構造部材１、２の材料及び断面が材軸方向に同じである場合でのことを述べている。
【００５９】
曲げ降伏は材軸方向に材料及び断面が同一であれば、曲げ応力（曲げモーメント／断面係数）が最大になる箇所、すなわち図１の例における柱部材側の端部に生ずる。このように構造部材１、２の全体（全長）の内、相対的に他より先行して降伏を生じ易い箇所（区間）、あるいは降伏を生じさせる予定の箇所（区間）には降伏を想定し、降伏耐力が低下した形態（形状）に形成される。具体的には孔や溝を形成する等により断面積等、断面性能を低下させることにより、あるいは降伏強度の小さい材料を組み合わせる等により降伏区間の降伏耐力が低下させられる。
【００６０】
図３−（ａ）は図１に示す例のダンパー４と同じく面内方向のせん断力を受けてせん断変形し、塑性化するせん断変形型で、弾塑性型のダンパー４の製作例を、（ｂ）は（ａ）に示すせん断変形前のダンパー４のせん断変形後の様子を示している。（ｃ）は（ａ）のｘ−ｘ線の断面を示す。図３−（ａ）に示すダンパー４の構造部材１、２間への設置例を図６−（ａ）〜（ｄ）に示しているが、図３−（ａ）のダンパー４は図５−（ａ）〜（ｃ）に示す例にも使用される。前記の通り、図５−（ａ）〜（ｃ）では図１、図２に示すダンパー４を示している。
【００６１】
図３−（ａ）はダンパー４に作用するせん断力の作用方向（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）を上下に向けた状態で示しているが、構造部材１、２へのダンパー４の設置状態で水平方向にせん断力が作用するとは必ずしも限らず、図５−（ａ）、図６−（ａ）、（ｃ）に示すように設置状態で鉛直方向に作用することもある。
【００６２】
例えば図５−（ａ）に示すように構造部材１、２が水平方向に隣接する柱間に架設され、互いに分離した梁（梁部材）である場合には、柱と梁からなるフレームの層間変形時に、構造部材（梁部材）１、２間には鉛直方向に相対変形が生じ、せん断力の作用方向は鉛直方向になるから、ダンパー４は図３−（ａ）の向きの状態から９０度、回転させた状態で構造部材１、２間に設置される。
【００６３】
図５−（ｂ）に示すように構造部材１、２が鉛直方向に隣接する梁間に架設され、互いに分離した間柱である場合には、フレームの層間変形時に構造部材（間柱）１、２間に水平方向に相対変形が生じ、せん断力の作用方向は水平方向になるから、ダンパー４は図３−（ａ）の向きのまま、構造部材１、２間に設置される。
【００６４】
図５−（ｃ）は一方の構造部材１がブレースで、他方の構造部材２がフレームを構成する梁である場合のダンパー４の設置状態を示しているが、この場合、構造部材１、２間には水平方向に相対変形が生じるから、ダンパー４は図５−（ｂ）の場合と同様、図３−（ａ）の状態のまま、構造部材１、２間に設置される。ブレースが柱にダンパー４を介して接合される場合には、相対変形は鉛直方向になるから、ダンパー４は図５−（ａ）と同じ向きで使用される。
【００６５】
図３−（ａ）に示すダンパー４は本体の中心部、もしくはその付近に位置し、矢印で示すＸ方向のせん断力を負担してせん断降伏し得る塑性変形部４２と、せん断力の作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）の、塑性変形部４２の両側に位置し、各構造部材１、２に接合される接合部４１、４１の３部分からなる。図３−（ａ）、（ｂ）中、ハッチングを入れた領域が塑性変形部４２を示している。図面では製作のし易さと構造部材１、２への接合のし易さから、ダンパー４本体の外形を方形状に形成しているが、本体の外形形状は任意であり、多角形状、楕円形状、円形状等にも形成される。
【００６６】
図３に示す例では、両接合部４１、４１間の相対変形を生じさせ易くするために、塑性変形部４２のせん断力作用方向（Ｘ方向）外側から、せん断力作用方向（Ｘ方向）に平行に本体の端部にまで連続する横スリット４ａを形成している。横スリット４ａはせん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には、塑性変形部４２にせん断変形を生じさせる上で、塑性変形部２の中心部位置、あるいはその付近から形成され、原則としては塑性変形部４２の（Ｙ方向の）高さの範囲内に形成される。横スリット４ａは塑性変形部４２のＹ方向の境界位置に形成される場合もあり、その場合、後述の縦スリット４ｂは塑性変形部４２寄りの端部からＹ方向の一方の接合部４１側へかけて形成される。
【００６７】
両側の接合部４１、４１間にせん断力作用方向に横スリット４ａが形成されていることで、ダンパー４がせん断力を負担するとき、接合部４１、４１間にせん断力作用方向に相対変形が生じ易くなり、接合部４１、４１間に相対変形が生じにくいことによる初期剛性の高さが緩和（調整）されているため、塑性変形部４２に変形（せん断変形）が集中し易くなっている。
【００６８】
横スリット４ａ形成と同様の理由と、横スリット４ａ形成の効果を高める目的から、横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部から連続し、少なくともいずれかの接合部４１側へかけて縦スリット４ｂが形成される。図３は縦スリット４ｂを横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部から両接合部４１、４１へかけて、Ｘ方向の中心線に関して線対称に形成した場合の例を示しているが、この場合、縦スリット４ｂは横スリット４ａの塑性変形部４２側の端部から、せん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には、接合部４１の中間部まで、Ｙ方向両側の接合部４１、４１に対して均等な長さで形成される。
【００６９】
縦スリット４ｂの長さ方向両端位置は塑性変形部４２に生ずるせん断変形を区画する基準の位置になり、縦スリット４ｂの長さ方向両端位置を通る、Ｘ方向に平行な線に沿った領域で塑性変形部４２にせん断変形が生じようとするため、縦スリット４ｂの両端は塑性変形部４２のＹ方向の境界位置に揃えられ、縦スリット４ｂは塑性変形部４２（Ｙ方向の）高さの範囲に亘る長さを持つ。
【００７０】
横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部から縦スリット４ｂが形成されることで、接合部４１は塑性変形部４２から、図３−（ａ）に矢印で示すせん断力作用方向（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）に連続する中心部４１ａと、この中心部４１ａからせん断力作用方向（Ｘ方向）両側に連続する側部４１ｂ、４１ｂの３領域に更に区分（細分化）される。
【００７１】
塑性変形部４２を挟んで、せん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）の両側に位置する接合部４１、４１はそれぞれの側部４１ｂ、４１ｂにおいてその両者間に形成される横スリット４ａによって明確に分離する。接合部４１は構造部材１、２には主にボルト接合、もしくは溶接により接合されるが、ボルト接合される場合には、図示するように接合部４１にボルト７が挿通する挿通孔４１ｃが形成される。
【００７２】
横スリット４ａの塑性変形部４２寄りの端部からは縦スリット４ｂが少なくともいずれか一方の接合部４１へかけ、連続して形成されていることで、接合部４１の中心部４１ａと側部４１ｂ、４１ｂの各領域は縦スリット４ｂを挟んで明確に区分される。この縦スリット４ｂの形成によって接合部４１の中心部４１ａと側部４１ｂ間は図３−（ａ）のせん断変形状態を示す（ｂ）に示すように互いに接近し、あるいは遠ざかる相対変形が生じ易くなっているため、塑性変形部４２のせん断変形は一層、発生し易くなり、塑性変形部４２の変形能力が高まる。
【００７３】
すなわち、横スリット４ａと、その塑性変形部４２寄りの端部から連続する縦スリット４ｂの形成によってダンパー４のせん断変形時の初期剛性が緩和、あるいは低減され、同時に塑性化後の変形能力が向上し、純粋にせん断変形により塑性変形部４２を降伏させ、履歴エネルギ吸収能力を発揮させることが可能になっている。
【００７４】
Ｙ方向両側の接合部４１、４１を区切る横スリット４ａと、各接合部４１を中心部４１ａと側部４１ｂ、４１ｂに区切る縦スリット４ｂの形成によってダンパー４は両接合部４１、４１においてＸ方向のせん断力を受けたときにハッチングで示す塑性変形部４２がせん断変形する。ダンパー４のせん断変形時、例えば方形状（長方形状）の塑性変形部４２は図３−（ｂ）に示すように平行四辺形状にせん断変形し、長方形の状態で縦向きの辺は変形後に斜辺になる。
【００７５】
接合部４１は構造部材１（２）には主にボルト接合、もしくは溶接により接合されるが、図面ではボルト７により接合する場合を想定し、接合部４１にボルト７が挿通する挿通孔４１ｃを形成しているため、挿通孔４１ｃが形成されている領域が接合部４１に該当する。接合部４１はＸ方向に中心部４１ａと両側の側部４１ｂに区分されているため、挿通孔４１ｃは中心部４１ａと側部４１ｂに形成される。ダンパー４本体の中心部である塑性変形部４２に関しては、Ｙ方向両側に接合部４１の中心部４１ａ、４１ａが位置し、この各中心部４１ａに関し、Ｘ方向両側に側部４１ｂ、４１ｂが位置する。
【００７６】
各接合部４１の側部４１ｂはせん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には横スリット４ａを挟んで互いに隣接し、せん断力作用方向（Ｘ方向）には縦スリット４ｂを挟んで塑性変形部４２と隣接するため、塑性変形部４２はせん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）には接合部４１の中心部４１ａ、４１ａに挟まれ、せん断力作用方向（Ｘ方向）には接合部４１の側部４１ｂ、４１ｂに挟まれた形になっている。
【００７７】
図３−（ａ）に示す状態からダンパー４にＸ方向のせん断力が作用したとき、縦スリット４ｂの存在によりＹ方向には、図３−（ｂ）に示すように塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に相対変形が生じ得る状態にあり、横スリット４ａの存在により横スリット４ａを挟んで隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間にＸ方向に相対変形が生じ得る状態にある。
【００７８】
塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じる相対変形は縦スリット４ｂの、Ｘ方向に対向する内周面間距離の範囲で、対向する内周面同士が接触するまで可能であり、その相対変形が可能な範囲で、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間にもＸ方向に相対変形が生じる。
【００７９】
Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間に生ずるＸ方向の相対変形に伴い、図３−（ｂ）に示すようにＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）が縮小しようとするため、Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形は理論上、このＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２との間（縦スリット４ｂ）の対向する内周面同士が互いに接触するまで可能である。よって縦スリット４ｂのＸ方向に対向する内周面同士が接触した時点で、塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じる相対変形が止まり、それ以上の変形が制限されるため、隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形も制限される。
【００８０】
結局、Ｘ方向に対向する塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じるＸ方向の相対変形、並びに隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間に生じるＸ方向の相対変形は縦スリット４ｂのＸ方向に対向する内周面同士が接触するまで増大し得るが、縦スリット４ｂの内周面同士が接触した時点で、相対変形が停止することになる。塑性変形部４２と側部４１ｂとの間に生じる相対変形と、隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間に生じる相対変形はダンパー４全体のせん断変形でもある。
【００８１】
前記のように図３−（ａ）に示す平常状態から、ダンパー４がＸ方向の矢印で示す向きにせん断力を受け、せん断変形を起こしたときの様子を（ｂ）に示しているが、（ｂ）に示すようにダンパー４のせん断変形に伴い、塑性変形部４２に関して下側（上側）の接合部４１が上側（下側）の接合部４１に対して矢印で示す向き（矢印の先端側）に相対変形する。
【００８２】
このとき、接合部４１の、せん断力が作用する向き（矢印の先端側）に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの対向する内周面間距離は拡大するが、接合部４１の、せん断力が作用する向きと逆側（矢印の根本側）に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの対向する内周面間距離は縮小する。
【００８３】
ここで、接合部４１の、せん断力が作用する向き（矢印の先端側）に位置する側部４１ｂは図３−（ｂ）では塑性変形部４２に関して上側の左側に位置する側部４１ｂと、下側の右側に位置する側部４１ｂを指し、接合部４１の、せん断力が作用する向きと逆側（矢印の根本側）に位置する側部４１ｂは塑性変形部４２に関して上側の右側に位置する側部４１ｂと、下側の左側に位置する側部４１ｂを指す。
【００８４】
図３−（ｂ）に示す変形状態をより詳しく言えば、塑性変形部４２が図３−（ｂ）に示すようにせん断変形するとき、塑性変形部４２を区画する線になる縦スリット４ｂの塑性変形部４２側の内周面は（ａ）に示す変形前の、Ｙ方向に平行（Ｘ方向に垂直）な状態から傾斜する。
【００８５】
一方、その塑性変形部４２側の内周面に対向する側部４１ｂ側の内周面は塑性変形部４２のせん断変形後も変形前の状態（角度）を維持しながら、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間にＸ方向に相対変形が生ずる。この側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形はほぼ、互いに平行なまま、逆向きに移動（平行移動）するように生ずる。この側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂ（上側の右側に位置する側部４１ｂと、下側の左側に位置する側部４１ｂ）の内周面が横スリット４ａ側で塑性変形部４２側の内周面に接近する。
【００８６】
従って縦スリット４ｂの全長の内、Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ寄りで塑性変形部４２側の内周面に接触し易い。このため、例えば図３−（ａ）に示すように縦スリット４ｂの対向する内周面が互いに平行で、Ｙ方向に平行である場合には、塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面の内、図３−（ｂ）に示すように横スリット４ａ寄りの部分（区間）が他の部分に先行して塑性変形部４２側の内周面に接触しようとする。
【００８７】
ダンパー４のせん断変形時に、縦スリット４ｂの対向する内周面間距離が縮小する側に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間では、縦スリット４ｂの対向する内周面の内、側部４１ｂの内周面は塑性変形部４２のせん断変形時にも傾斜しないにも拘らず、塑性変形部４２の内周面は前記のように傾斜するため、塑性変形部４２の内周面と側部４１ｂの内周面との間の距離が縮まろうとする。
【００８８】
このようにダンパー４のせん断変形時には実質的に塑性変形部４２がせん断変形し、その外形線の内、Ｙ方向に平行な辺が傾斜することから、縦スリット４ｂの端部（横スリット４ａの反対側の端部）に変形が集中し、端部の内周面に応力が集中することになる。
【００８９】
図３−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの接合部４１寄りの端部の内、塑性変形部４２側の内周面は塑性変形部４２がせん断変形し、接合部４１の中心部４１ａと側部４１ｂとの間に相対変形が生じるときに、例えば方形状の塑性変形部４２は平行四辺形状に変形しようとすることで、周方向に伸長し、収縮しようとするため、矩形状であれば、亀裂が生ずる可能性がある。
【００９０】
このことから、縦スリット４ｂの接合部４１寄りの端部の内、中心部４１ａ寄り（側部４１ｂの反対側）の内周面は図示するように曲面を有する湾曲した形状に形成されることが適切である。縦スリット４ｂの接合部４１寄りの端部の内、接合部４１の側部４１ｂ寄りの内周面は方形状の塑性変形部２が平行四辺形状に変形しようとするときにも、図３−（ｂ）に示すように伸長し、収縮することがないか、少ないため、必ずしも湾曲した形状に形成される必要はない。
【００９１】
特に塑性変形部４２のせん断変形により縦スリット４ｂの端部の内、塑性変形部４２側の内周面に変形が集中するため、その部分への応力集中による亀裂、破断を回避する目的で、図面では縦スリット４ｂの端部の塑性変形部４２側の内周面を湾曲させ、立面上は曲線状に形成している。縦スリット４ｂの端部を湾曲させる場合の湾曲形状は問われず、立面上は円弧状、楕円弧状、円形状等に形成される。
【００９２】
横スリット４ａと縦スリット４ｂの形成によって塑性変形部４２の変形能力が向上し、エネルギ吸収能力が向上しながらも、その能力を発揮させる上で、塑性変形部４２の領域自体（区画）の立面形状が方形状であるか否か、制約されることがないため、塑性変形部４２は単純な場合、方形状の立面形状に形成されていればよい。この結果、塑性変形部４２の設計とその周囲に配置される接合部４１（中心部４１ａと側部４１ｂ）の設計（形状選択）上の自由度が増し、任意の形状（形態）に形成可能になる。また塑性変形部４２をせん断変形により降伏させながらも、塑性変形部４２の塑性変形能力を高める上で、塑性変形部４２に対する孔あけ加工の必要がない。
【００９３】
図３−（ａ）はまた、塑性変形部４２の面内のせん断変形を生じさせ易くする目的で、塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの位置に、ダンパー４本体の表面に、塑性変形部４２の曲げ剛性を高める縦補剛材４ｃを突設した場合の製作例も示している。「塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの位置」は「縦スリット４ｂの塑性変形部４２側へ寄った位置」とも言い換えられる。塑性変形部４２の表面への縦補剛材４ｃの突設により塑性変形部４２を含むダンパー４本体の面内の曲げモーメントに対する曲げ剛性が高まるため、塑性変形部４２を面内での曲げ降伏をせん断降伏に先行させない状態が得られる。
【００９４】
塑性変形部４２に発生させようとする面内のせん断変形を確実（明確）に生じさせる上では、塑性変形部４２を極力、面内で曲げ降伏させないことが必要になる。曲げ降伏応力度は曲げモーメントの作用方向の曲げ剛性（断面二次モーメント）に支配されるため、例えば塑性変形部４２に、塑性変形部４２の曲げ剛性を高めるリブ（縦補剛材４ｃ）を突設（形成）すれば、塑性変形部４２の曲げ剛性を上昇させ、せん断降伏に先行して曲げ降伏が発生しない性能を塑性変形部４２に与えることができる。縦補剛材４ｃは塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの位置（縦スリット４ｂの塑性変形部４２側）に、ダンパー４本体の面外方向に突設される。
【００９５】
縦補剛材４ｃは塑性変形部４２に作用するせん断力に対して塑性変形部４２を曲げ降伏させないように曲げ変形に対して補剛する働きをするから、図３−（ａ）に示すように縦補剛材４ｃの中心（軸）が縦スリット４ｂに平行な状態で、ダンパー４本体の表面に突設されることが適切であるが、必ずしも縦スリット４ｂに平行である必要はない。
【００９６】
塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの部分は縦スリット４ｂの存在により、接合部４１の中心部４１ａより変形量が大きくなり易く、中心部４１ａより先行して降伏することが想定されるため、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように縦補剛材４ｃは塑性変形部４２の縦スリット４ｂ寄りの部分に配置されることが合理的である。また塑性変形部４２内に、あるいは塑性変形部４２から接合部４１へ移行する境界に、せん断力作用方向に断面積の急変箇所を形成しないために、縦補剛材４ｃは塑性変形部４２から接合部４１（中心部４１ａ）側へかけて（跨って）突設されることが望ましい。
【００９７】
図３−（ａ）では縦補剛材４ｃが板状であることから、縦スリット４ｂに平行に縦補剛材４ｃを突設しているが、塑性変形部４２のＸ方向を向く中心線に関して均等に効果を発揮させる上では、縦補剛材４ｃが板状であるか否かに関係なく、縦補剛材４ｃの中心線が縦スリット４ｂに平行であればよい。
【００９８】
ダンパー４に作用するせん断力によりダンパー４本体、特に塑性変形部４２に生ずる曲げモーメントはＹ方向を向く軸に関してＸ方向両側に三角形状に分布するため、ダンパー４本体面内のＸ方向の曲げ剛性（断面二次モーメント）を上昇させながら、せん断降伏を阻害しない形状になるように、縦補剛材４ｃが配置されることが合理的である。図面ではダンパー４本体の片面に関して板状の縦補剛材４ｃをＹ方向に向けてダンパー４本体に溶接等により接合しているが、縦補剛材４ｃの形態と向きは任意である。
【００９９】
縦補剛材４ｃがない状態の塑性変形部４２のせん断変形とせん断降伏はせん断剛性の低下する縦スリット４ｂ、４ｂ側で生じ易いから、縦補剛材４ｃの付加によって塑性変形部４２のせん断剛性を補う上では、縦補剛材４ｃは塑性変形部４２の縦スリット４ｂ、４ｂ寄りに配置されることが望ましい。縦補剛材４ｃはまた、ダンパー４本体の表面に突設されることで、塑性変形部４２に限らず、ダンパー４本体全体の曲げ剛性とせん断剛性を高める働きもするため、図面では縦補剛材４ｃを塑性変形部４２から接合部４１（中心部４１ａ）側へかけて突設することで、接合部４１への挿通孔４１ｃの形成による剛性低下分を補っている。
【０１００】
図３−（ａ）は更に、ダンパー４へのせん断力の作用に伴って塑性変形部４２にせん断力の作用方向に対し、４５度等、交差した方向に生ずる斜張力に抵抗可能な座屈補剛材４ｄを塑性変形部４２に突設した場合の例を示している。（ａ）ではせん断力作用方向（Ｘ方向）に平行に板状の座屈補剛材４ｄを突設した場合を示しているが、せん断力作用方向に垂直な方向（Ｙ方向）に平行に突設することもある。座屈補剛材４ｄの材軸が斜張力の作用方向に交差する方向を向いていれば、座屈補剛材４ｄは斜張力に抵抗可能であるため、座屈補剛材４ｄの形態と材軸の向きは任意である。
【０１０１】
図３に示すダンパー４が図５−（ａ）に示すように互いに分離した梁部材等、水平部材間に設置（跨設）される場合も、図５−（ｂ）に示すように互いに分離した間柱等、鉛直部材間に設置（跨設）される場合も、ダンパー４は横スリット４ａ（切り込み）を有する形状から、塑性変形部４２を挟んだ両側の接合部４１、４１間が互いに平行な状態を維持したまま、せん断力作用方向に相対変形しようとする傾向が強まり、その結果として塑性変形部４２がせん断変形しようとする。
【０１０２】
塑性変形部４２への縦補剛材４ｃの突設により曲げ降伏よりせん断降伏が生じ易くなるが、同時にせん断力の作用に伴って塑性変形部４２に生ずる斜張力の作用によりせん断座屈が生ずる可能性があり、せん断座屈の発生によりせん断降伏によるエネルギ吸収効果が低下する可能性がある。このせん断座屈に対しては塑性変形部４２に、斜張力に抵抗可能な座屈補剛材４ｄを突設（形成）することで、その発生を抑制、あるいは防止することが可能になる。
【０１０３】
斜張力は塑性変形部４２の領域内にせん断力作用方向（Ｘ方向）に対して４５度等、交差する方向に生ずるため、座屈補剛材４ｄは塑性変形部４２の領域内に、斜張力の作用方向に交差する方向に配置されればよいことになる。図３−（ａ）は縦補剛材４ｃ、４ｃ間に、縦補剛材４ｃに垂直に（Ｘ方向に）配置した場合を示しているが、縦補剛材４ｃ、４ｃ間に、縦補剛材４ｃに平行に（Ｙ方向に）配置されることもある。
【０１０４】
ダンパー４の接合部４１、４１間に作用するせん断力によって生ずる塑性変形部４２のせん断変形が進行すると、図３−（ｂ）に示すように横スリット４を挟んでＹ方向に対向する（隣接する）接合部４１、４１の側部４１ｂ、４１ｂが互いに平行移動しようとしながら、塑性変形部４２のＹ方向に平行な外形線が傾斜しようとするため、前記のようにＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）がＹ方向に変化し、縦スリット４ｂの幅が縮小しようとする。
【０１０５】
側部４１ｂと塑性変形部４２は両者間の距離（縦スリット４ｂの幅）がなくなるまでは、互いに接近可能であるから、塑性変形部４２の塑性変形が進行することが可能である。しかしながら、側部４１ｂと塑性変形部４２が接触するまで塑性変形部４２のせん断変形（塑性化）が進行した状況では、ダンパー４のせん断抵抗力が失われ、ダンパー４と構造部材１（２）との間でのせん断力の伝達が行われず、ダンパー４から構造部材１（２）に外力を加えることができない状態になり得る。塑性化しているダンパー４から構造部材１（２）に外力を加えることができなければ、ダンパー４に続けて構造部材１（２）が降伏することができなくなる。
【０１０６】
そこで、塑性変形部４２がせん断変形し、ある程度のエネルギ吸収能力を発揮した後に、ダンパー４にせん断抵抗力を持続させ、ダンパー４から構造部材１（２）に外力が伝達される状態を確保するための変形制限材６がダンパー４に付加される。図３ではＸ方向に対向する側部４１ｂと塑性変形部４２が接触するまで塑性変形部４２がせん断変形する以前に、塑性変形部４２のせん断変形が進行しないよう、せん断変形に対する制限機能を発揮する変形制限材６を付加している。変形制限材６の存在によって側部４１ｂと塑性変形部４２が互いに接触しないよう、両接合部４１、４１（両側部４１ｂ、４１ｂ）間のせん断変形量が制限され、側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）が保たれている。
【０１０７】
図３に示す例では縦スリット４ｂの塑性変形部４２側に、縦スリット４ｂに沿って突設される縦リブ６ａと、横スリット４ａの接合部４１側に突設され、横スリット４ａを挟んだ両接合部４１、４１間のせん断変形時に塑性変形部４２側の端部が縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触可能な横リブ６ｂの組み合わせから変形制限材６を構成している。すなわち、図３の例における変形制限材６は横リブ６ｂとその先端が接触する縦リブ６ａから構成される。
【０１０８】
図３−（ａ）は縦スリット４ｂの塑性変形部４２側に、縦スリット４ｂに沿って縦リブ６ａを突設すると共に、横スリット４ａの接合部４１側に、横スリット４ａを挟んだ両接合部４１、４１間のせん断変形時に塑性変形部４２側の端部が前記縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触可能な横リブ６ｂを突設した合の例を示している。この例では両接合部４１、４１間のせん断変形時に横リブ６ｂを縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触させることで、そのせん断変形の進行を阻止する働きを横リブ６ｂと縦リブ６ａに持たせている。
【０１０９】
図３ではＹ方向両側の接合部４１、４１の中心部４１ａ、４１ａと塑性変形部４２に亘ってダンパー４本体に突設されている縦補剛材４ｃの少なくとも片面に添わせるように縦リブ６ａを突設した場合の例を示しているが、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃとは独立して突設されることもあるため、図３中の縦補剛材４ｃは不在の場合もある。縦補剛材４ｃの少なくとも片面に縦リブ６ａが添設された図３の例では、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃの曲げ変形を拘束し、その変形を抑制する役目も果たす。図３−（ｂ）は（ａ）に示すダンパー４の塑性変形部４２がせん断変形したときの様子を示している。（ｃ）は図３−（ａ）のｘ−ｘ線の断面を示し、縦補剛材４ｃと縦リブ６ａの関係を示している。
【０１１０】
縦リブ６ａは両接合部４１、４１間のせん断変形による縦スリット４ｂの内周面間距離（縦スリット４ｂの幅）の変化時に横リブ６ｂが直接、もしくは間接的に接触し得る位置に配置され、ダンパー４本体等に溶接等により固定される。縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添設された図３の例では、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃの厚さ方向の少なくとも縦スリット４ｂ側に添えられるように配置される。この場合、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃには溶接、ボルト、接着等により接合されていればよく、必ずしもダンパー４本体に溶接等される必要はない。但し、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに対する補剛と共に、ダンパー４本体に対する補剛効果も持つため、ダンパー４本体にも溶接等により接合されていることが適切である。
【０１１１】
縦リブ６ａは横リブ６ｂが直接、もしくは間接的に接触することで、両接合部４１、４１間のせん断変形の進行を阻止する働きをするが、図３の例では、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添い、重なるように、または重なって縦補剛材４ｃに接合されることで、縦補剛材４ｃの板厚を増し、縦補剛材４ｃの変形を抑制する結果としても、両接合部４１、４１間のせん断変形を制限する。図面では板状である縦補剛材４ｃの形態に対応し、板状の縦リブ６ａを使用しているが、縦リブ６ａの形態も任意である。
【０１１２】
図３の例では、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃの少なくとも縦スリット４ｂ側に配置されるから、縦補剛材４ｃは縦スリット４ｂより塑性変形部４２側へ寄った位置に配置される。それに伴い、縦補剛材４ｃと縦スリット４ｂ間の空間を利用し、縦補剛材４ｃの縦スリット４ｂ側に縦リブ６ａを配置し、縦スリット４ｂと縦補剛材４ｃとの間の隙間に縦リブ６ａを納めている。縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに関して縦スリット４ｂの反対側にも配置されることがあり、その場合、横リブ６ｂは縦リブ６ａには縦補剛材４ｃを介して間接的に接触することになる。いずれの場合も、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに重なる区間の曲げ剛性を高める働きをし、縦補剛材４ｃの変形を抑制する。
【０１１３】
前記のように横リブ６ｂは横スリット４ａの接合部４１側に、両接合部４１、４１間のせん断変形時に縦リブ６ａ側の端部が縦リブ６ａに、もしくは縦補剛材４ｃに接触可能に突設される。図３−（ａ）では横リブ６ｂが板状であることから、横リブ６ｂを横スリット４ａに平行に突設しているが、横リブ６ｂはその長さ方向（軸方向）に、縦リブ６ａに接触したときの反力を受けることから、長さ方向が反力の作用方向、またはそれに近い方向を向いていればよいため、必ずしも横スリット４ａに平行である必要はない。
【０１１４】
横リブ６ｂは図３−（ｂ）に示すように上側（下側）の接合部４１の内、塑性変形部４２を挟んで両側に位置する側部４１ｂと、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する下側（上側）の接合部４１の側部４１ｂとの間の相対変形時に、縦スリット４ｂ側の端部が縦リブ６ａに接触することで、横スリット４ａを挟んだ両側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形を制限する。
【０１１５】
また横スリット４ａを挟んだ両側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向の相対変形（せん断変形）は正負の向きに交互に生ずるから、横リブ６ｂは横スリット４ａを挟んだ一方側（上側、もしくは下側）の接合部４１の両側の側部４１ｂ、４１ｂに突設されていればよく、必ずしも図３に示すように横スリット４ａを挟んだ両側の接合部４１、４１の各側部４１ｂに突設されている必要はない。
【０１１６】
同様の理由から、塑性変形部４２（中心部４１ａ）を挟んで両側に位置する側部４１ｂ、４１ｂの内、片側で横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂの双方に横リブ６ｂ、６ｂが突設されていれば、横スリット４ａを挟んだ両側部４１ｂ、４１ｂ間のＸ方向正負の相対変形時に各横リブ６ｂが交互に縦リブ６ａに接触する状態が得られるため、横リブ６ｂは少なくともＸ方向片側で、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂに突設されていればよい。
【０１１７】
図３−（ａ）に示す状態から（ｂ）に示すように横スリット４ａを挟んだ側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形が生じ、塑性変形部４２がせん断変形したときには、相対的に上側の接合部４１に対して矢印の側へ相対変形した下側の接合部４１の側部４１ｂ、４１ｂの内、相対変形時に縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接近する側である左側の側部４１ｂに突設されている横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の端部が縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触する。また上側の接合部４１の側部４１ｂ、４１ｂの内、相対変形時に縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接近する側である右側の側部４１ｂに突設されている横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の端部が縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触する。
【０１１８】
前記のように縦スリット４ｂのＸ方向に対向する内周面が互いに平行で、Ｙ方向に平行である場合、縦スリット４ｂ内周面の全長の内、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時には、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように相対的に塑性変形部２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ寄りで塑性変形部４２側の内周面に接触しようとするため、横リブ６ｂは横スリット４ａに近い側に位置する程、縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触し易い。この関係で、図３−（ａ）では横リブ６ｂを横スリット４ａに近い側に配置している。
【０１１９】
縦スリット４ｂ内周面の全長の内、Ｙ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ側で塑性変形部４２側の内周面に接触しようとする関係から、横リブ６ｂの横スリット４ａからの距離を調整することで、横リブ６ｂの縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃへの接触の時期を自由に制御することが可能である。
【０１２０】
図面ではまた、横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に、縦スリット４ｂの対向する内周面同士が接触する以前に横リブ６ｂが縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触するよう、図３に示すように横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の先端部を側部４１ｂから縦リブ６ａ側へ突出させている。
【０１２１】
側部４１ｂ、４１ｂ間のせん断変形量が制限され、側部４１ｂと塑性変形部４２との間の距離（縦スリット４ｂの幅）が保たれることで、塑性変形部４２（ダンパー４）のせん断抵抗力が維持されるため、ダンパー４と構造部材１（２）との間でのせん断力の伝達が行われ、構造部材１（２）のせん断抵抗力と曲げ抵抗力を発揮させることが可能になる。
【０１２２】
図３に示すように塑性変形部４２にその曲げ剛性を高める縦補剛材４ｃが突設（形成）されている場合には、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃのいずれかの面側に縦補剛材４ｃに添って配置されるが、塑性変形部４２に縦補剛材４ｃが突設（形成）されていない場合には、塑性変形部４２には縦リブ６ａが単独で突設される。
【０１２３】
縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添って突設（形成）される場合、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添ってそれに接合等されることで、縦補剛材４ｃの板厚方向の曲げ変形を拘束する働きをする結果として、縦補剛材４ｃの変形を抑制するため、縦リブ６ａは両接合部４１、４１間のせん断変形を制限する作用も果たす。この場合、縦リブ６ａは縦補剛材４ｃに添って縦補剛材４ｃに一体化していればよいため、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃの幅方向（厚さ方向）のいずれかの側に配置されるかは問われない。縦リブ６ａはまた、縦補剛材４ｃとの一体性を確保していればよいため、塑性変形部４２、あるいはダンパー４本体の表面に突設されるか否かも問われない。
【０１２４】
縦リブ６ａが縦補剛材４ｃに添って配置される場合、縦リブ６ａが縦補剛材４ｃの幅方向（厚さ方向）のいずれかの側に配置されるかが問われないことで、両接合部４１、４１間のせん断変形時には横リブ６ｂは縦リブ６ａと縦補剛材４ｃのいずれかに接触する。縦補剛材４ｃがない場合には、横リブ６ｂは縦リブ６ａに直接、接触し、縦補剛材４ｃがある場合には、横リブ６ｂは縦リブ６ａに直接、接触する場合と、縦補剛材４ｃに直接、接触することで、縦リブ６ａに間接的に接触する場合がある。
【０１２５】
図３に示すように縦スリット４ｂの塑性変形部４２側に、縦スリット４ｂに沿って縦リブ６ａが突設されると共に、横スリット４ａの接合部側４１に、両接合部４１、４１間のせん断変形時に塑性変形部４２側の端部が縦リブ６ａに直接、もしくは間接的に接触可能な横リブ６ｂが突設されていることで、接触時以降の横リブ６ｂの縦補剛材４ｃ、もしくは縦リブ６ａに対する移動が制限される。この結果、縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃに接触した横リブ６ｂが突設されている側の接合部４１の他方の接合部４１に対する相対変形が制限されるため、両接合部４１、４１間のせん断変形量が制限される。
【０１２６】
横リブ６ｂは塑性変形部４２側の端部において両接合部４１、４１間のせん断変形時に、縦リブ６ａ、もしくは縦補剛材４ｃ（以下、縦リブ６ａ等）に接触することで、両接合部４１、４１間のせん断変形を抑制して塑性変形部４２のせん断変形を抑制し、接触時の縦リブ６ａ等からの反力は軸方向に負担するから、横リブ６ｂは横スリット４ａに平行に、ダンパー４本体の表面に突設されることが適切であるが、必ずしも横スリット４ａに平行である必要はない。
【０１２７】
両接合部４１、４１間にせん断変形が生じていない状態では、横スリット４ａに沿い、例えば横スリット４ａに平行に、あるいはそれに近い状態で接合部４１に突設されている横リブ６ｂの縦リブ６ａ側の端部は図３−（ａ）に示すように縦リブ６ａ等から距離を置いた状態に置かれる。図３−（ａ）では横スリット４ａを挟んでＹ方向両側の接合部４１、４１に横リブ６ｂ、６ｂを突設しているが、横リブ６ｂが横スリット４ａに関して上側の接合部４１に突設されるか、下側の接合部４１に突設されるかは問われない。同様に横リブ６ｂが塑性変形部４２を挟んでＸ方向両側に、Ｙ方向の中心線に関して線対称に配置されるか、片側でよいかも問われない。
【０１２８】
塑性変形部４２を挟んだＸ方向両側の接合部４１、４１間に図３−（ｂ）に示すようなせん断変形が生じたときには、両側の接合部４１、４１は塑性変形部４２の中心に関して点対称の形で変形するから、例えば図３−（ａ）において横スリット４ａの上側の接合部４１（側部４１ｂ）に形成された横リブ６ｂが塑性変形部４２を挟んだＸ方向両側に突設されているとすれば、中心に関して右側の横リブ６ｂが縦リブ６ａ等に接触するから、横スリット４ａの下側の接合部４１（側部４１ｂ）には必ずしも横リブ６ｂが形成される必要はない。
【０１２９】
また横リブ６ｂは塑性変形部４２の片側、例えば図３−（ａ）において左側にのみ形成され、横スリット４ａを挟んでＹ方向両側の接合部４１、４１（側部４１ｂ、４１ｂ）に並列して突設されている場合には、両側の接合部４１、４１間に図３−（ｂ）に示すようなせん断変形が生じたときに、下側の横リブ６ｂが縦リブ６ａ等に接触するから、塑性変形部４２を挟んで右側の側部４１ｂには必ずしも横リブ６ｂが形成される必要はない。接合部４１、４１間のせん断変形時にはいずれかの横リブ６ｂが縦リブ６ａ等に接触する状態に、突設されていればよいことになる。
【０１３０】
両接合部４１、４１間のせん断変形量を制限することはまた、図４−（ａ）、（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの対向する内周面間距離を縦スリット４ｂの長さ方向に変化させ、横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくすることによっても可能である。「縦スリット４ｂの対向する内周面間距離」は縦スリット４ｂの幅である。「対向する内周面」とは、縦スリット４ｂの全周の内、せん断力作用方向（Ｘ方向）に対向する内周面を指し、「内周面間距離」はせん断力作用方向（Ｘ方向）に対向する内周面間の距離を言う。
【０１３１】
両接合部４１、４１（側部４１ｂ、４１ｂ）間にせん断変形が生ずるとき、塑性変形部４２の上側の接合部４１に着目すれば、塑性変形部４２と側部４１ｂとの間の縦スリット４ｂの存在により、接合部４１の中心部４１ａに関して両側に位置する側部４１ｂ、４１ｂの内、一方（図４−（ｂ）の左側）の側部４１ｂは塑性変形部４２（縦リブ６ａ等）から遠ざかり、他方（図４−（ｂ）の右側）の側部４１ｂが塑性変形部４２（縦リブ６ａ等）に接近しようとする。
【０１３２】
図４−（ａ）は縦スリット４ｂの幅である対向する内周面間距離が横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくなるように、縦スリット４ｂ（内周面）の形状を形成した場合の例を示す。前記したように塑性変形部４２が図４−（ｂ）に示すようにせん断変形するとき、塑性変形部４２を区画する線になる縦スリット４ｂの塑性変形部４２側の内周面は変形前のＹ方向に平行な状態から傾斜する。
【０１３３】
一方、縦スリット４ｂの塑性変形部４２側の内周面に対向する側部４１ｂ側の内周面は塑性変形部４２のせん断変形後も変形前の状態（角度）を維持しながら、すなわちＹ方向に平行なまま、横スリット４ａを挟んだ側部４１ｂ、４１ｂ間には相対変形が生ずる。この側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時に相対的に塑性変形部４２側へ接近する側の側部４１ｂの内周面が横スリット４ａ側で塑性変形部４２側の内周面に接近する。具体的には横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂの内、一方（上左と下右）の側部４１ｂの縦スリット４ｂの内周面は塑性変形部４２側の内周面から遠ざかり、他方（上右と下左）の側部４１ｂの内周面は塑性変形部４２側の内周面に接近する。
【０１３４】
このため、縦スリット４ｂの対向する内周面間距離が横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくなる関係にあれば、塑性変形部４２のせん断変形時（側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時）に図４−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの側部４１ｂ側の内周面が全長に亘って一様に塑性変形部４２側の内周面に接触する状態を得ることができる。図４の例では縦スリット４ｂの対向する内周面間の全長の内、塑性変形部４２のせん断変形時に互いに接触する、少なくとも一部区間の内周面同士の組み合わせが図３の例における「変形制限材６」に該当する。互いに接触する内周面同士は内周面の全長である場合もある。
【０１３５】
前記のように横スリット４ａを挟んでＹ方向に隣接する側部４１ｂ、４１ｂ間の相対変形時には、接合部４１の、せん断力が作用する向きと逆側（矢印の根本側）に位置する側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの対向する内周面間距離が縮小するから、図４−（ｂ）に示すように塑性変形部４２に関して上側の右側に位置する側部４１ｂ、及び下側の左側に位置する側部４１ｂの各内周面と、それにＸ方向に対向する塑性変形部４２側の内周面同士が互いに接触した状態になる。
【０１３６】
ダンパー４のせん断変形は正負の向きに交互に生ずるから、図４−（ｂ）と逆向きにせん断変形が生じたときには、塑性変形部４２に関して上側の左側に位置する側部４１ｂ、及び下側の右側に位置する側部４１ｂの各内周面と、それにＸ方向に対向する塑性変形部４２側の内周面同士が互いに接触した状態になる。
【０１３７】
図４−（ｂ）は塑性変形部４２を挟んで下側に位置する接合部４１が上側に位置する接合部４１に対して右側へせん断変形しているときの様子を示しているが、せん断変形はせん断力作用方向（Ｘ方向）の正負の向きに交互に生ずるため、次の場面では下側に位置する接合部４１が上側に位置する接合部４１に対して左側へせん断変形する。
【０１３８】
このように両接合部４１、４１（側部４１ｂ、４１ｂ）間のせん断変形時に、塑性変形部４２に接近しようとする側（図４−（ｂ）の右側）の側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの幅である対向する内周面間距離は図４−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの長さ方向には横スリット４ａに近い側で小さくなり、遠い側で大きくなるため、横スリット４ａに近い側で内周面同士が互いに接触し易くなる。
【０１３９】
塑性変形部４２（縦リブ６ａ等）から遠ざかろうとする側（図４−（ｂ）の左側）の側部４１ｂと塑性変形部４２との間の縦スリット４ｂの幅である対向する内周面間距離は図４−（ｂ）に示すように縦スリット４ｂの長さ方向には横スリット４ａに近い側で大きくなり、遠い側で小さくなるが、横スリット４ａから縦スリット４ｂの端部までの区間で内周面間に距離が確保されているため、内周面同士は接触しない。
【０１４０】
このことから、縦スリット４ｂの対向する内周面間距離を横スリット４ａ側から遠い側へかけて次第に小さくすることで、塑性変形部４２に接近しようとする側（図４−（ｂ）中、上側の右側）の側部４１ｂと塑性変形部４２との間において、縦スリット４ｂの対向する内周面同士が全長、あるいは少なくとも一定区間に亘って一様に接触する状態を得ることが可能になる。縦スリット４ｂの対向する内周面同士が少なくとも一定区間に亘って一様に接触することで、その状態から更に縦スリット４ｂの内周面間距離が縮小することはないため、内周面同士が接触した状態以降の塑性変形部４２のせん断変形が阻止されるため、両接合部４１、４１間のせん断変形量（塑性変形部４２のせん断変形量）が制限される。この意味で、縦スリット４ｂの対向する内周面同士の組み合わせが変形制限材６に該当する。
【０１４１】
この結果、塑性変形部４２がせん断変形し、エネルギ吸収能力を発揮した後にもダンパー４にせん断抵抗力を持続させることが可能になり、ダンパー４と構造部材１（２）との間でのせん断力の伝達が行われ、構造部材１（２）のせん断抵抗力を発揮させることが可能になる。
【０１４２】
以上の図３、図４の例によれば、接合部４１、４１間のせん断変形量が制限されることで、ある構面内、例えば柱・梁のフレーム内にせん断剛性の相違する複数個のダンパー４が配置される場合に、これら複数個のダンパー４をせん断剛性の小さい順に段階的に機能させることが可能になる。
【０１４３】
例えば柱・梁のフレーム内に、せん断剛性の相違する複数個のせん断変形型の弾塑性ダンパーを配置したとしても、従来のように各弾塑性ダンパーのせん断変形量に制限がなければ、最初にせん断降伏した、せん断剛性の最も小さい弾塑性ダンパーが変形しきるまで変形しながらせん断力を負担するため、その弾塑性ダンパーよりせん断剛性の高い弾塑性ダンパーを降伏させることにはならない。結局、複数個の弾塑性ダンパーを一フレーム内に配置しても、これらを段階的に降伏させることはできない。
【０１４４】
すなわち、従来の弾塑性ダンパーを一フレーム内に複数個、配置しても、全弾塑性ダンパーが機能する訳ではないため、複数個分のエネルギ吸収効果を期待することはできず、一フレーム単位では１個の弾塑性ダンパーを配置したことと違いがない。従って、例えばフレームの梁（梁部材）に弾塑性ダンパーを設置するとすれば、梁の中央部に１個の弾塑性ダンパーを設置することになる。
【０１４５】
これに対し、図３、図４の例では変形制限材６の存在によってせん断変形量が制限されていることで、図６−（ａ）〜（ｄ）に示すようにせん断剛性の相違する（せん断変形量が制限された）複数個の弾塑性型のダンパー４を一フレーム内に配置したとき、最もせん断剛性の小さいダンパー４のせん断変形の変形量が制限された時点で、そのダンパー４はそれ以上の変形が進行しなくなるため、次にせん断剛性の小さいダンパー４がせん断変形を開始し、降伏することになる。このようにせん断剛性の相違する複数個の弾塑性型のダンパー４が一フレーム内に設置されることで、せん断剛性の小さい順に段階的に機能することが可能になる。
【０１４６】
従って図３、図４の例では従来はエネルギ吸収効果を期待する上で、意味を持たなかった一フレーム内への複数個の弾塑性型のダンパー４の配置が意味を持つにようになり、複数個の配置により全ダンパー４を有効に機能させ、エネルギ効果を発揮させることが可能になる。
【０１４７】
図５は図１、図２に示すダンパー４と、ダンパー４が跨る構造部材１、２を含む架構（フレーム）の全体の様子を示しているが、この架構の構造部材１、２間には図３、図４に示すダンパー４も向きを変えることにより跨設される。図５−（ｂ）は図３、図４に示すダンパー４をその向きのまま、互いに分離した、構造部材１（２）としての間柱間に跨設した場合になる。この場合、フレームの層間変形時には、間柱のウェブ間に（フレームの構面内で）せん断変形が生じようとするため、ダンパー４は図５−（ａ）と同様にフレームの構面内方向に面内方向を向けた状態で、例えば両間柱のウェブに重なってボルト７等により接合される。
【０１４８】
図５−（ｃ）は図３、図４に示すダンパー４をその向きのまま、互いに分離した、構造部材１としてのブレースと、構造部材２としてのフレームを構成する梁との間に跨設した場合の例になる。この場合、フレームの層間変形時には、図５−（ｂ）と同様、ブレースと梁との間にフレームの構面内でせん断変形が生じようとするため、ダンパー４はフレームの構面内方向に面内方向を向けた状態で、ブレースと梁との間に跨って双方に直接、もしくは間接的に接合される。図面ではブレースと梁からそれぞれガセットプレート８、８を突設し、両ガセットプレート８、８にダンパー４をボルト７により接合している。
【０１４９】
図６−（ａ）〜（ｄ）は図１〜図４に示す、塑性変形部４２のせん断変形を制限する機能（変形制限材６）を有するダンパー４の柱・梁のフレーム内への設置例を示す。せん断変形制限機能付きのダンパー４は一構面（一フレーム）内に複数個、設置されたときに、せん断剛性の小さい順に段階的にせん断降伏していくことが可能であるから、図６では一構面（一フレーム）内にせん断剛性（せん断降伏強度）の異なる複数個のダンパー４を設置している。
【０１５０】
仮にダンパー４単体としてのせん断剛性（せん断降伏強度）に差がない複数個のダンパー４を同一構面内に設置した場合にも、使用状態では各ダンパー４のせん断剛性（せん断降伏強度）に若干の差が生じ得るため、複数個のダンパー４が段階的にせん断降伏していく同様の傾向は期待される。
【０１５１】
図６−（ａ）はフレームを構成する柱（柱部材）から梁を構成する、構造部材１としてのブラケット９、９を突設し、両ブラケット９、９間に構造部材２としての梁部材を架設し、ブラケット９と梁部材のウェブ間にダンパー４を跨設した場合の例を示している。ブラケット９と梁部材のフランジ間には継手部材１０を跨設している。
【０１５２】
図６−（ｂ）はフレームを構成する梁（梁部材）から間柱を構成する、構造部材１としてのブラケット９、９を突設し、両ブラケット９、９間に構造部材２としての間柱を架設し、ブラケット９と間柱のウェブ間にダンパー４を跨設した場合の例を示している。ブラケット９と間柱のフランジ間には継手部材１０を跨設している。図５−（ｂ）、図６−（ｂ）に示す間柱は図５−（ｃ）に示すブレースと同様、フレーム内では耐震要素として機能するが、間柱の幅（成）が拡大すれば、間柱は耐震壁に相当する。
【０１５３】
図６−（ｃ）は図５−（ａ）と同様に、フレームを構成する柱（柱部材）から梁を構成する、構造部材１としての梁部材を片持ち梁状態で、互いに分離した状態で突設し、分離した梁部材のウェブ間にダンパー４を跨設した場合の例を示している。
【０１５４】
図６−（ｄ）は図６−（ｂ）における構造部材２としての間柱を更にブラケット９、９に２分割し、この２分割されたブラケット９、９間にダンパー４を跨設すると共に、図６−（ｂ）におけるブラケット９と間柱間の継手部材１０を塑性変形能力のあるダンパーとして機能し得る、隣接する構造部材１、１（９、９）間に跨設される接合部材１０Ａに置き換えた場合の例を示している。
【０１５５】
この例では変形制限機能を有するダンパー４が変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置５内で先行して降伏し、ダンパー４の変形が制限された後に構造部材１の内、相対的に他より先行して降伏し易い箇所として接合部材１０Ａが塑性化し、エネルギ吸収能力を発揮することになる。ここでは塑性変形能力を有するダンパーとして機能する接合部材１０Ａを間柱（ブラケット９、９）のフランジ間に跨設し、ウェブ間に跨設される継手部材１０を（ａ）〜（ｃ）の継手部材１０と同様に構造部材同士の連結のために使用している。間柱を構成するブラケット９、９のフランジ間に跨設された接合部材１０Ａはダンパー４を塑性変形させるブラケット９、９間の相対変形時には曲げモーメントを受けることになる。なお、上述の接合部材１０Ａにおいて、ボルト穴による断面欠損部で接合部材１０Ａの降伏（塑性化）が起こらないように、接合部材１０Ａの材軸中央部に降伏部を特定するための孔や溝などによる断面積の欠損部を設けるなどの工夫を施しても良い。
【０１５６】
図７−（ａ）はダンパー４の変形を制限する変形制限材６が、（ｂ）に示すようにダンパー４が接合される構造部材１、２に形成され、接合部４１の挿通孔４１ｃを挿通するボルト７が挿通する挿通孔１ａ、２ａの内周面である場合の構造部材１、２へのダンパー４の接合例を示す。
【０１５７】
この例ではダンパー４の接合部４１に形成されている挿通孔４１ｃと構造部材１、２に形成されている挿通孔１ａ、２ａが重なった状態で、ダンパー４が両構造部材１、２に跨り、ダンパー４と構造部材１、２の挿通孔４１ｃ、１ａ（２ａ）を貫通するボルト７は構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの中心に位置した状態でダンパー４を構造部材１、２に接合する。
【０１５８】
構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの少なくともいずれか一方はダンパー４が構造部材１、２の少なくともいずれかに対して相対変形（相対移動）可能であるように、ダンパー４と構造部材１、２との間の相対変形（相対移動）方向に長い長孔状に形成される。図７では挿通孔１ａ、２ａの内、構造部材１の挿通孔１ａを長孔状に形成している。ダンパー４の挿通孔４１ｃは長孔状の挿通孔１ａ（２ａ）の長さ方向中央部分に重ねられる。
【０１５９】
ボルト７によるダンパー４と構造部材１、２との接合状態ではダンパー４と構造部材１、２は両者間の摩擦力によって接合された状態を維持しているため、摩擦力を超える外力が構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの長さ方向に作用すれば、ダンパー４と構造部材１、２とは相対移動可能な状態にある。従って図７−（ａ）に示す状態から、構造部材１、２が対向する方向に直交する方向の相対変形（相対移動）が生ずるときには、ダンパー４の各接合部４１が、それが接合されている構造部材１（２）に対し、摩擦力により接合状態を維持できる範囲で、ダンパー４は摩擦ダンパーとして働く。
【０１６０】
ダンパー４は摩擦力を超える外力が作用したときに、ボルト７が構造部材１、２の挿通孔１ａ、２ａの内周面に係止することで、構造部材１、２に外力を加え、いずれかの構造部材１、２を降伏させることになる。
【符号の説明】
【０１６１】
１、２、３……構造部材、１ａ、２ａ……挿通孔、
４……ダンパー、４１……接合部、４１ａ……中心部、４１ｂ……側部、４１ｃ……挿通孔、４２……塑性変形部、
４ａ……横スリット、４ｂ……縦スリット、
４ｃ……縦補剛材、４ｄ……座屈補剛材、
５……ダンパー内蔵耐震装置、
６……変形制限材、６ａ……縦リブ、６ｂ……横リブ、
７……ボルト、
８……ガセットプレート、９……ブラケット、１０……継手部材、１０Ａ……接合部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の内部、あるいは外部において互いに分離した状態で対向し、前記構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材と、この複数の構造部材の内、隣接する構造部材間に跨設され、両構造部材間の相対変形時に、その相対変形方向に変形を生ずるダンパーを備え、
前記ダンパーは前記隣接する構造部材が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持ち、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮し、制限を受けた後に前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能し、前記隣接する構造部材の内の少なくともいずれかの構造部材、もしくは前記隣接する構造部材間に跨設される接合部材に変形を生じさせることを特徴とする変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置。
【請求項２】
前記変形制限機能を発揮する変形制限材が前記ダンパーに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置。
【請求項３】
前記変形制限機能を発揮する変形制限材が前記ダンパーとは別に、前記ダンパーが跨る前記二つの構造部材の少なくともいずれかに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置。
【請求項１】
構造物の内部、あるいは外部において互いに分離した状態で対向し、前記構造物が水平力を受けたときに互いに相対変形を生ずる複数の構造部材と、この複数の構造部材の内、隣接する構造部材間に跨設され、両構造部材間の相対変形時に、その相対変形方向に変形を生ずるダンパーを備え、
前記ダンパーは前記隣接する構造部材が相対変形を生ずるときの自らの一定量を超える変形量を制限する変形制限機能を持ち、その制限を受けるまでの自らの変形時に、変形量に応じたエネルギ吸収能力を発揮し、制限を受けた後に前記変形を生じたまま、変形の進行が抑えられた剛性の高い部材として機能し、前記隣接する構造部材の内の少なくともいずれかの構造部材、もしくは前記隣接する構造部材間に跨設される接合部材に変形を生じさせることを特徴とする変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置。
【請求項２】
前記変形制限機能を発揮する変形制限材が前記ダンパーに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置。
【請求項３】
前記変形制限機能を発揮する変形制限材が前記ダンパーとは別に、前記ダンパーが跨る前記二つの構造部材の少なくともいずれかに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の変形制限機能付きダンパー内蔵耐震装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２５４１１（Ｐ２０１２−２２５４１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２９１５（Ｐ２０１１−９２９１５）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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