制震装置の性能はリサージュ曲線で決まる!

αダンパーExⅡの優位性を紹介!ポイントは面積と傾き

リサージュ曲線とは

制震装置を押し引きができる装置で抵抗力を測定し、抵抗力と変形量の履歴をグラフ化したもの(基本性能曲線)です。

 

αダンパーExⅡのリサージュ曲線と他社装置との比較

下記のリサージュ曲線は、国立豊田工業高等専門学校にて実施した試験結果をグラフ化したものです。

鉄骨ジグに制震装置を設置しジグ上部を水平に押し引きする定常加振試験で、抵抗力について試験体を測定した下記の3種類を比較しています。

1. トキワシステムαダンパーExⅡ(油圧)
2. A社 (ゴム + バネ)
3. B社 (ゴム)

リサージュ曲線

横軸 変形角[rad] ≒ 変形量
縦軸 抵抗力[kNm] ≒ 荷重

検証時の最大変形量(層間変形角)は、建物の安全限界値と呼ばれる1/30rad(3mの柱では10㎝)の傾きまでの圧縮・引張の抵抗値を繰り返して計測しています。

 

ポイント

曲線で描かれる面積と軌跡の傾き制震装置が、効果的にエネルギー吸収できているか否かが判ります。

※ 面積・傾き・形で判断します。

最大変位点におけるモーメントが制震装置の剛性を示し、軌跡で囲まれた面積が吸収エネルギーを示します。面積が大きい方が望ましいですが、軌跡の傾きが小さすぎても大きすぎてもNGとなります。

 

結果

① トキワシステム試験体 ほぼ円形の履歴を示し、剛性(元に戻ろうとする力)が無く吸収力が大きいことが判ります。
② A社試験体 振幅により形状が変化し、変形量が小さいと吸収力が小さく、剛性が大きいことが判ります。
③ B社試験体 ループを描くもののそれほど大きくなく、傾いた紡錘形となっており、効きが弱いことが判ります。

 

エネルギー吸収力が大きく、制震装置として理想的なエネルギー性能

油圧式のαダンパーExⅡのリサージュ曲線は、軌跡で囲まれた面積が大きく、形が整った理想的な弧を描き、ゴム式よりエネルギー吸収量が優れています

αダンパーExⅡは、伝わってくる地震力(力と変形)に対し、抵抗力が強すぎず弱すぎない制震装置として最適な能力を持っています

αダンパーExⅡ

αダンパーExⅡ