JP2007024259A - Friction damper device and its installation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の免震構造に関し、とくに滑り材と摩擦材との間に作用する摩擦力を利用した摩擦ダンパー装置及びその設置方法に関する。 The present invention relates to a seismic isolation structure for a building, and more particularly, to a friction damper device using a frictional force acting between a sliding material and a friction material, and an installation method thereof.
従来、免震構造物や制震構造物の減衰装置として、滑り材と摩擦材との間の摩擦面に作用する摩擦力を利用した摩擦ダンパー装置がある。摩擦ダンパー装置の構造は、皿ばねを用いたボルトを締め付けることによって摩擦材に圧縮力(押し付け力)を導入させて、摩擦面に摩擦を発生させるものである。これによると、前記両者間の摩擦力によって地震エネルギーを吸収して、建物に加わる振動を減衰させることができる。
このような皿ばねを用いた摩擦ダンパー装置が、例えば、特許文献1に開示されている。
特許文献1に示す摩擦ダンパー装置は、滑り材をその両側から摩擦材で挟み込み、さらにその外側からフランジプレートで挟持させて配置し、さらにフランジプレートの外側に皿ばねと座金を備えてボルトで貫通させて、ナットで締め付けた構造をなしている。このボルトとナットとの締め付け力によって導入された圧縮力で皿ばねが圧縮されている。そして、滑り材には、貫通させたボルトをその軸方向に生じるすべり変形に対応できるように長穴が形成されている。
A friction damper device using such a disc spring is disclosed in Patent Document 1, for example.
In the friction damper device shown in Patent Document 1, a sliding material is sandwiched between friction materials from both sides, and is further sandwiched by a flange plate from the outside. Further, a disc spring and a washer are provided outside the flange plate and penetrated by a bolt. The structure is tightened with nuts. The disc spring is compressed by the compression force introduced by the tightening force between the bolt and the nut. The sliding material is formed with a long hole so as to be able to cope with the sliding deformation that occurs in the axial direction of the penetrated bolt.
しかしながら、特許文献1及び従来の摩擦ダンパー装置では、摩擦ダンパー装置を建物に設置する際には、摩擦材の圧縮力が一定となるように管理することが重要となっている。このため、ボルトを締め付ける際にボルトのひずみを計測することで所定の圧縮力を確保する作業が行われていて、設置作業において手間がかかるという問題があった。
また、特許文献1における摩擦ダンパー装置の構造では、地震時の変形量に合わせた大きさで滑り材にボルト貫通用の長穴を形成しておく必要があり、加工に手間がかかるという欠点があった。
However, in Patent Document 1 and the conventional friction damper device, when the friction damper device is installed in a building, it is important to manage the compression force of the friction material to be constant. For this reason, when tightening the bolt, the work of securing a predetermined compressive force by measuring the strain of the bolt is performed, and there is a problem that it takes time and effort in the installation work.
Moreover, in the structure of the friction damper device in Patent Document 1, it is necessary to form a long hole for penetrating a bolt in the sliding material in a size that matches the amount of deformation at the time of an earthquake, and there is a drawback that it takes time and effort for processing. there were.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、設置時における作業手間や部材の加工手間を低減させるようにした摩擦ダンパー装置及びその設置方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a friction damper device and a method for installing the friction damper device that can reduce the labor and time of installation and the processing of members.
上記目的を達成するため、本発明に係る摩擦ダンパー装置では、建物に設けた滑り材と建物の基礎に設けて滑り材を挟持する摩擦材とを備えた摩擦ダンパー装置であって、摩擦材を挟持して支持する一対の支持部材と、一対の支持部材に挿通させてナットを螺合させた締付けボルトと、締付けボルトの頭部内側及びナットの内側に備えた座金と、ばね剛性を有していて支持部材及び座金の間に締付けボルトと同軸に設けた弾性部材と、締付けボルト及びナットによる所定の締め付け長さで座金を当接させて弾性部材に圧縮力を与える当接部材とを備えていることを特徴としている。
本発明では、締付けボルトにナットを締付けることによって弾性部材にたわみを発生させて、支持部材を介して摩擦材に圧縮力を与えることができる。座金は、ナットの締め付けによって所定位置まで押し込まれたときに当接部材に当接する。与えられる圧縮力は、座金が当接部材に当接するまでは、弾性部材を介して摩擦材に圧縮力を与えることができ、摩擦材と滑り材との間に摩擦を作用させることができる。また、座金が当接部材に当接した後の圧縮力は、当接部材が負担することになり、弾性部材に与えるたわみ及び摩擦材への加圧が停止して摩擦力が一定となる。このように、当接部材は、所定の摩擦力以上にならないように、摩擦材及び滑り材に作用する圧縮力を規制させることができる。
In order to achieve the above object, a friction damper device according to the present invention is a friction damper device including a sliding material provided in a building and a friction material provided on a foundation of the building and sandwiching the sliding material, A pair of support members that are sandwiched and supported, a tightening bolt that is inserted through the pair of support members and screwed into a nut, a washer provided inside the head of the tightening bolt and inside the nut, and spring rigidity An elastic member provided coaxially with the tightening bolt between the support member and the washer, and an abutting member that abuts the washer with a predetermined tightening length by the tightening bolt and the nut and applies a compressive force to the elastic member. It is characterized by having.
In the present invention, the elastic member can be bent by tightening the nut to the tightening bolt, and the compressive force can be applied to the friction material via the support member. The washer abuts against the abutting member when it is pushed to a predetermined position by tightening the nut. The applied compressive force can apply the compressive force to the friction material via the elastic member until the washer contacts the contact member, and can cause friction between the friction material and the sliding material. Further, the compressive force after the washer abuts against the abutment member is borne by the abutment member, the deflection applied to the elastic member and the pressurization to the friction material are stopped, and the frictional force becomes constant. Thus, the contact member can regulate the compressive force acting on the friction material and the sliding material so as not to exceed a predetermined friction force.
また、本発明に係る摩擦ダンパー装置では、当接部材は、締付けボルトを同軸に挿通させた円筒部材であることが好ましい。
本発明では、締付けボルト、座金、弾性部材、円筒部材が同軸に設けられているため、与えられる圧縮力の方向も同軸となることから、ナットを所定の締め付け長さで当接させる円筒部材をその軸方向の長さで設定することができる。
In the friction damper device according to the present invention, it is preferable that the contact member is a cylindrical member in which a fastening bolt is inserted coaxially.
In the present invention, since the tightening bolt, the washer, the elastic member, and the cylindrical member are provided coaxially, the direction of the applied compressive force is also coaxial, so that the cylindrical member that contacts the nut with a predetermined fastening length is provided. The length in the axial direction can be set.
また、本発明に係る摩擦ダンパー装置では、締付けボルトは、滑り材の軸方向に対して両側に配置されていることが好ましい。
本発明では、滑り材に締付けボルトを貫通させることがないため、滑り材に従来のような長穴を開けておく必要がなくなり、加工手間を省略することができる。
In the friction damper device according to the present invention, it is preferable that the tightening bolts are arranged on both sides with respect to the axial direction of the sliding material.
In the present invention, since the tightening bolt is not passed through the sliding material, it is not necessary to make a long hole in the sliding material as in the prior art, and processing work can be saved.
また、本発明に係る摩擦ダンパー装置の設置方法は、建物に設けた滑り材と建物の基礎に設けて滑り材を挟持する摩擦材とを備えた摩擦ダンパー装置の設置方法であって、摩擦材を一対の支持部材で挟持し、一対の支持部材に締付けボルトを挿通させてナットを螺合させ、締付けボルトの頭部内側及びナットの内側に座金を備え、支持部材及び座金の間に締付けボルトと同軸にばね剛性を有する弾性部材を設置し、
締付けボルト及びナットを所定の締め付け長さで締め付けて座金を当接部材に当接させることで、弾性部材を圧縮して摩擦材と滑り材とを設定するようにしたことを特徴としている。
本発明では、ナットを締め付けて座金が当接部材に当接したときに摩擦材に所定の圧縮力を与えることができる。当接したときに、ナットをそれ以上締め付けることができないため、締付け作業を終了することができる。このようにナットの締め付けを管理することで、従来のようにボルトのひずみ計測を行う必要がなくなり、そのような手間な作業を低減させることができる。
The friction damper device installation method according to the present invention is a friction damper device installation method comprising a sliding material provided in a building and a friction material provided on the foundation of the building and sandwiching the sliding material. Are clamped between a pair of support members, a tightening bolt is inserted through the pair of support members and a nut is screwed together, and a washer is provided inside the head of the tightening bolt and inside the nut, and the tightening bolt between the support member and the washer And an elastic member having spring rigidity coaxially with
The tightening bolt and nut are tightened with a predetermined tightening length, and the washer is brought into contact with the abutting member, whereby the elastic member is compressed to set the friction material and the sliding material.
In the present invention, a predetermined compressive force can be applied to the friction material when the nut is tightened and the washer contacts the contact member. Since the nut cannot be tightened any more when it comes into contact, the tightening operation can be completed. By managing the tightening of the nut in this way, it is not necessary to measure the strain of the bolt as in the prior art, and such troublesome work can be reduced.
本発明の摩擦ダンパー装置及びその設置方法によれば、摩擦ダンパー装置の設置時に、締付けボルトとナットによる締め付け長さを当接部材によって管理することで、摩擦材の圧縮力を一定にすることができる。このため、従来のようにボルトのひずみ計測を行う必要がなくなり、そのような手間な作業を低減させることができる。 According to the friction damper device and the installation method of the present invention, when the friction damper device is installed, the compression length of the friction material can be made constant by managing the tightening length of the tightening bolt and the nut by the contact member. it can. For this reason, it is not necessary to perform bolt strain measurement as in the prior art, and such troublesome work can be reduced.
以下、本発明の実施の形態による摩擦ダンパー装置及びその設置方法について、図1乃至図4に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態による摩擦ダンパー装置を示す平面図、図2は図1に示す摩擦ダンパー装置のA−A線断面図、図3は同じくB−B線矢視図、図4は本実施の形態による摩擦ダンパー装置における滑り材がXY方向に変位した状態を示す図である。
Hereinafter, a friction damper device and an installation method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a plan view showing a friction damper device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the friction damper device shown in FIG. 1, taken along line AA, and FIG. These are figures which show the state which the sliding material in the friction damper apparatus by this Embodiment displaced in the XY direction.
図1に示すように、本実施の形態による摩擦ダンパー装置1は、例えば建物の基礎スラブの上部に設けられた鋼材などの基礎2と建物との間に連結されている。
図2に示すように、摩擦ダンパー装置1は、所定間隔をもって平行に配列された基礎2、2の略中間で水平方向に延設された滑り材3と、滑り材3を所定の位置で上下方向から挟持させる一対の摩擦材4A、4Bと、さらにその摩擦材4A、4Bの外側から挟持させてなる上部鋼板5A(支持部材)及び下部鋼板5B(支持部材)と、滑り材3の軸方向に対して両側の二箇所で上下部鋼板5A、5B同士を締付けボルト6で貫通させて互いに締め付ける締付け手段7とから概略構成されている。
図1に示すように、滑り材3は、両端3a、3aが図示しない建物に接合されている。
As shown in FIG. 1, a friction damper device 1 according to the present embodiment is connected between a
As shown in FIG. 2, the friction damper device 1 includes a sliding
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、上部鋼板5A及び下部鋼板5Bは、例えば夫々異なる長方形状をなし、滑り材3に対して直交する方向に長手方向を配置させている。下部鋼板5Bは、両基礎2、2上を橋渡しするように配設され、複数のボルト8(図2参照)によって基礎2、2に固定されている。
上部鋼板5Aは、長手方向の両端部5c、5cが基礎2、2の上方を覆うようにして延設されている。そして、滑り材3の軸方向に動かないように、その各端部5c、5cがL字型をなす二つの押さえ部材9によって挟持されている。この押さえ部材9は、図3に示すように、一端面9aが上部鋼板5Aの側面5dに当接され、他端面9bが下部鋼板5Bに第二ボルト10で固定されている。
As shown in FIG. 1, the upper steel plate 5 </ b> A and the lower steel plate 5 </ b> B have, for example, different rectangular shapes, and the longitudinal direction is arranged in a direction orthogonal to the
The upper steel plate 5 </ b> A is extended so that both
図2に示すように、上部鋼板5Aには、滑り材3の軸方向に対して両側の所定位置で、締付けボルト6、6の径より大きな径で貫通した円孔5a、5aが形成されている。また、下部鋼板5Bにも、円孔5a、5aと同軸になるように同径の円孔5b、5bが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
次に、締付け手段7の構成について説明する。図2に示すように、上下部鋼板5A、5Bの円孔5a、5bには、所定長さで円筒状をなす鋼管などからなる円筒部材12、12(当接部材)が挿通されている。
ここで、円孔5a、5bが形成される所定の位置は、挿通された一対の円筒部材12、12が、その間に位置する滑り材3に略接する程度であって、後述する図4に示すように所定間隔Lを設けた位置とする。
Next, the configuration of the tightening means 7 will be described. As shown in FIG. 2,
Here, the predetermined positions where the
図2及び図3に示すように、上部鋼板5Aの上方には、上述した円孔5a、5bと同軸になるように皿ばね13A(弾性部材)と上部座金14Aとがその順序で直列に配置されている。一方、下部鋼板5Bの下方には、円孔5bと同軸に皿ばね13B(弾性部材)と下部座金14Bとが、同じく直列に配置されている。
この皿ばね13A、13Bは、単体の皿ばねを同軸に複数重ね合わせたものであり、その平面視中央に円筒部材12を挿通できる内径の円形穴13a、13aが形成されている。上下部座金14A、14Bは、中央に締付けボルト6と同径の穴が形成され、平面視で皿ばね13A、13Bの外形以上の面積を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
The
さらに、円筒部材12は、上下部鋼板5A、5B及び皿ばね13A、13Bに固定されずに下部座金14Bに載置した状態となっている(図2参照)。
そして、図2に示すように、下部座金14Bの下方より締付けボルト6が挿通され、上部座金14Aの上方でナット11が螺合されている。
なお、図2では、締付けボルト6にナット11が締め込まれる前の状態を示している。
Further, the
As shown in FIG. 2, the tightening
FIG. 2 shows a state before the
図2に示す円筒部材12の軸方向の剛性は、皿ばね13A、13Bのばね剛性よりも大きい材料が使用されている。
円筒部材12の長さD1は、滑り材3、摩擦材4A、4B、上下部鋼板5A、5B、負荷のない状態の皿ばね13A、13Bを総計した厚さ寸法D2から、締付けボルト6及びナット11による締め付け長さD3を減じたで長さで設定される。この締付け長さD3は、摩擦材4A、4Bが滑り材3を加圧するために必要な圧縮力、即ち皿ばね13A、13Bのばね剛性により算出することができる。
The
The length D1 of the
次に、このような構成の摩擦ダンパー装置1の作用について図面に基づいて説明する。
先ず、図2に示すように、摩擦ダンパー装置1を上述した構成に組み上げておく。そして、締付けボルト6にトルクレンチなどを使用してナット11を締め込むと、上下部座金14A、14Bが互いに近づく方向に押されて皿ばね13A、13Bが圧縮してたわみが生じる。
さらにナット11を締め込むと、所定の締め付け長さD3が締め込まれた位置で上部座金14Aが円筒部材12の上端12aに当接する。このとき、ナット11の締め付けトルクが大きくなり、それ以上の締め付けができなくなる。
Next, the operation of the friction damper device 1 having such a configuration will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 2, the friction damper device 1 is assembled in the above-described configuration. When the
When the
図2に示すように、締付けボルト6とナット11によって導入される圧縮力(押し付け力)は、上部の座金14Aが円筒部材12に当接するまでは、上下部座金14A、14Bから皿ばね13A、13Bを伝達して摩擦材4A、4Bを加圧し、摩擦材4A、4Bと滑り材3との間に摩擦を作用させる。
また、上部座金14Aと円筒部材12の上端12aとが当接した後の圧縮力は、円筒部材12が負担することになり、皿ばね13A、13Bに与えるたわみ及び摩擦材4への加圧の作用が停止して滑り材3と摩擦材4との間に生ずる摩擦力が一定となる。
このように、円筒部材12は、所定の摩擦力以上にならないように、摩擦材4及び滑り材3に作用する圧縮力を規制することができる。
As shown in FIG. 2, the compression force (pressing force) introduced by the
Further, the compression force after the
Thus, the
次に、図2に示すように、地震時に基礎2、2の長手方向に生じる水平力は、下部の摩擦材4Bでは、基礎2、2から下部鋼板5Bを介して伝達される。一方、上部の摩擦材4Aでは、基礎2、2から下部鋼板5Bを介して押さえ部材9に伝達され、さらに上部鋼板5Aを介して伝達される。そして、滑り材3は、上下部摩擦材4A、4Bからその水平力が伝達されるが、摩擦力によって滑り材3の軸方向の振動が減衰されることになる。
Next, as shown in FIG. 2, the horizontal force generated in the longitudinal direction of the
本実施の形態による図1に示す摩擦ダンパー装置1は、上述したように滑り材3の軸方向に減衰力を発揮するものである。そのため、図4に示すように、建物には、地震時に生じるXY二方向の水平力を減衰できるように、一つの建物につきXY二方向に夫々摩擦ダンパー装置1を設置しておくことが好ましい。
図4に示す摩擦ダンパー装置1は、滑り材3がX方向に滑るように設置されている。そして、水平面でX方向に対して直交する方向をYとする。例えば、地震時に矢印X1、Y1方向に負荷が生じたとき、X1方向の負荷に対して滑り材3はX1方向に滑ると共に、Y1方向の負荷に対して円筒部材12、12に挟まれた位置を回転軸としてY1方向の変位量に応じて所定角度をもって回転する。
したがって、X方向をなす摩擦ダンパー装置1における円筒部材12、12同士の間隔Lは、Y方向への最大変位が生じた際に図4のように滑り材3が回転できるように設計する。
The friction damper device 1 shown in FIG. 1 according to the present embodiment exhibits a damping force in the axial direction of the sliding
The friction damper device 1 shown in FIG. 4 is installed so that the sliding
Therefore, the interval L between the
上述した本実施の形態による摩擦ダンパー装置及びその設置方法では、摩擦ダンパー装置1の設置時に、締付けボルト6とナット11による締め付け長さD3を管理することで、摩擦材4の圧縮力を一定にすることができる。このため、従来のようにボルトのひずみ計測を行う必要がなくなり、そのような手間な作業を低減させることができる。
また、上述した本実施の形態による摩擦ダンパー装置及びその設置方法では、滑り材3に従来のような長穴を開けておく必要がなくなり、加工手間を省略することができる。
In the friction damper device and the installation method thereof according to this embodiment described above, the compression force of the
Further, in the friction damper device and the installation method thereof according to the above-described embodiment, it is not necessary to make a long hole in the sliding
次に、本発明の実施の形態の変形例について、図5に基づいて説明するが、上述の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用い、実施の形態と異なる構成について説明する。
図5は実施の形態の変形例による摩擦ダンパー装置を示す図である。
図5に示すように、本変形例は、実施の形態の円筒部材12(図2参照)に代えて皿ばね13A、13Bの外方で、上下部座金14A、14Bを所定の締め付け長さD3で当接させる係止部材15(当接部材)が上部鋼板5A及び下部鋼板5Bに固定されている。なお、下部鋼板5Bに固定される係止部材15のうち基礎2と重なるものは、基礎2に固定される。上部座金14Aは、皿ばね13Aの外径より大径に形成され、その外周下面14aが係止部材15の上面15aに当接することで、実施の形態と同様に所定の締め付け長さD3でナット11の締め付けを停止させ、摩擦材4A、4Bに所定の摩擦力を与えることができる。
Next, a modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, but the same or similar members and parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the configuration different from that of the embodiment. Will be described.
FIG. 5 is a view showing a friction damper device according to a modification of the embodiment.
As shown in FIG. 5, in this modification, the upper and
以上、本発明による摩擦ダンパー装置及びその設置方法の実施の形態及び変形例について説明したが、本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施の形態及び変形例では上部鋼板5A及び下部鋼板5Bの大きさ、形状はとくに限定されない。すなわち、摩擦材4A、4Bの摩擦力が基礎2から上下部鋼板5A、5Bを介して伝達されるような構造となっていればよい。
また、実施の形態では締付けボルト6を挿通させた円筒部材12を使用しているが、このような形状、配置に限定されることはなく、例えば角筒、板状の形状であってもよい。要は、変形例でも示したように締付けボルト6とナット11の締め付け長さD3を所定位置で規制できるものであればよいのである。
As mentioned above, although embodiment and the modification of the friction damper apparatus by this invention and its installation method were demonstrated, this invention is not limited to said embodiment and modification, In the range which does not deviate from the meaning. It can be changed as appropriate.
For example, in the embodiment and the modification, the size and shape of the
In the embodiment, the
1 摩擦ダンパー装置
2 基礎
3 滑り材
4、4A、4B 摩擦材
5A 上部鋼板(支持部材)
5B 下部鋼板(支持部材)
6 締付けボルト
7 締付け手段
9 押さえ部材
11 ナット
12 円筒部材(当接部材)
13A、13B 皿ばね(弾性部材)
14A 上部座金
14B 下部座金
15 係止部材(当接部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5B Lower steel plate (support member)
6 Tightening bolt 7 Tightening means 9
13A, 13B Disc spring (elastic member)
Claims (4)
前記摩擦材を挟持して支持する一対の支持部材と、
前記一対の支持部材に挿通させてナットを螺合させた締付けボルトと、
前記締付けボルトの頭部内側及び前記ナットの内側に備えた座金と、
ばね剛性を有していて前記支持部材及び前記座金の間に前記締付けボルトと同軸に設けた弾性部材と、
前記締付けボルト及び前記ナットによる所定の締め付け長さで前記座金を当接させて前記弾性部材に圧縮力を与える当接部材と、
を備えていることを特徴とする摩擦ダンパー装置。 A friction damper device comprising a sliding material provided in a building and a friction material provided on a foundation of the building and sandwiching the sliding material,
A pair of support members that sandwich and support the friction material;
A clamping bolt inserted through the pair of support members and screwed into a nut;
A washer provided inside the head of the clamping bolt and inside the nut;
An elastic member having spring rigidity and provided coaxially with the clamping bolt between the support member and the washer;
An abutting member that abuts the washer at a predetermined tightening length by the tightening bolt and the nut and applies a compressive force to the elastic member;
A friction damper device comprising:
前記摩擦材を一対の支持部材で挟持し、前記一対の支持部材に締付けボルトを挿通させてナットを螺合させ、前記締付けボルトの頭部内側及び前記ナットの内側に座金を備え、前記支持部材及び前記座金の間に前記締付けボルトと同軸にばね剛性を有する弾性部材を設置し、
前記締付けボルト及び前記ナットを所定の締め付け長さで締め付けて前記座金を前記当接部材に当接させることで、前記弾性部材を圧縮して前記摩擦材と前記滑り材とを設定するようにしたことを特徴とする摩擦ダンパー装置の設置方法。
A friction damper device installation method comprising a sliding material provided in a building and a friction material provided on a foundation of the building and sandwiching the sliding material,
The friction material is sandwiched between a pair of support members, a tightening bolt is inserted into the pair of support members and a nut is screwed, and a washer is provided inside the head of the tightening bolt and inside the nut, and the support member And an elastic member having spring rigidity coaxially with the fastening bolt between the washers,
The friction member and the sliding member are set by compressing the elastic member by tightening the tightening bolt and the nut with a predetermined tightening length and bringing the washer into contact with the contact member. A method for installing a friction damper device.
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