JP2009002119A - Friction damper and friction damper unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築構造物の揺れを低減する摩擦ダンパー及び摩擦ダンパーユニットに関する。 The present invention relates to a friction damper and a friction damper unit that reduce shaking of a building structure.
地震等による建築構造物の揺れを低減するため、建築構造物の梁又はブレース又は腰壁垂壁間に摩擦ダンパーが設けられている。摩擦ダンパーは、相対変位する2部材の一方の部材に滑り板を設け、当該滑り板と他方の部材の接触面で発生する摩擦力によって揺れを減衰させる機構となっている。 In order to reduce the shaking of the building structure due to an earthquake or the like, a friction damper is provided between the beam or brace of the building structure or the hanging wall. The friction damper has a mechanism in which a sliding plate is provided on one of two members that are relatively displaced, and the vibration is attenuated by a frictional force generated on a contact surface between the sliding plate and the other member.
ここで、摩擦ダンパーの第1例として、振動により相対変位する2部材にそれぞれ第1圧接板、第2圧接板を設け、第1圧接板と第2圧接板の間に摩擦板及び滑動板を設けたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Here, as a first example of the friction damper, a first pressure contact plate and a second pressure contact plate are respectively provided on two members that are relatively displaced by vibration, and a friction plate and a sliding plate are provided between the first pressure contact plate and the second pressure contact plate. There are some (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の摩擦ダンパーは、振動により相対変位する2部材の一方に第1圧接板が設けられ、他方に、第1圧接板を挟む一対の第2圧接板が設けられている。第2圧接板の表面側には、摩擦板が設けられ、摩擦板と第1圧接板の間には、滑動板が設けられている。 In the friction damper of Patent Document 1, a first pressure contact plate is provided on one of two members that are relatively displaced by vibration, and a pair of second pressure contact plates that sandwich the first pressure contact plate is provided on the other. A friction plate is provided on the surface side of the second pressure contact plate, and a sliding plate is provided between the friction plate and the first pressure contact plate.
第1圧接板には長孔が形成されており、第2圧接板を貫通するボルトが、この長孔を貫通して、軸力を付与している。ここで、第2圧接板と摩擦板の間の摩擦係数を第1圧接板と滑動板の間の摩擦係数よりも大きくすることで、摩擦板の接着固定を不要としている。 A long hole is formed in the first pressure contact plate, and a bolt that penetrates the second pressure contact plate passes through the long hole and imparts an axial force. Here, by making the friction coefficient between the second pressure contact plate and the friction plate larger than the friction coefficient between the first pressure contact plate and the sliding plate, it is not necessary to bond and fix the friction plate.
しかし、特許文献1の摩擦ダンパーは、形成される摩擦面が2箇所しかないため、摩擦面の面積を増加しようとすると、摩擦ダンパーを大型化しなくてはならなかった。 However, since the friction damper of Patent Document 1 has only two friction surfaces to be formed, it is necessary to increase the size of the friction damper in order to increase the area of the friction surface.
摩擦ダンパーの第2例として、相対変位する一方の部材と他方の部材との接触面の圧力を、締付け力を変更することで調節可能としたものがある(例えば、特許文献2参照)。 As a second example of the friction damper, there is one in which the pressure on the contact surface between one member and the other member that are relatively displaced can be adjusted by changing the tightening force (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2の摩擦ダンパーは、複数積層された一方の摩擦板の間隔に、他方の摩擦板が挿入され面接触している。そして、これらの摩擦板を角型筒体で囲み、角型筒体と摩擦板との間に挿入した楔型の部材で摩擦板同士を圧着している。 In the friction damper of Patent Document 2, the other friction plate is inserted into the space between one of the plurality of stacked friction plates, and is in surface contact. These friction plates are surrounded by a square cylinder, and the friction plates are pressure-bonded by a wedge-shaped member inserted between the square cylinder and the friction plate.
しかし、特許文献2の摩擦ダンパーは、端部で締付けられる楔型部材で摩擦板を圧着するため、摩擦板全面を均等に圧着させることができなかった。
本発明は、滑り材を均等に圧着できる摩擦ダンパー及び摩擦ダンパーユニットを得ることを目的とする。 An object of this invention is to obtain the friction damper and friction damper unit which can crimp | bond a sliding material equally.
本発明の請求項1に係る摩擦ダンパーは、間隔をおいて積層され一の建築構造体に取付けられる複数の板材と、前記板材の長手方向に所定間隔で形成され、締付部材が挿通される板穴部と、前記板穴部の穴芯を中心とした所定の範囲を被うように前記板材に固定された滑り材と、前記間隔へ挿入されて前記滑り材に当接され、前記一の建築構造体と相対移動する他の建築構造体に取付けられる複数の相手板材と、前記相手板材に形成され、前記板穴部へ挿通された前記締付部材と相対移動可能な長穴と、積層された前記板材の最外部から突出した前記締付部材の両端部に設けられ、前記締付部材の締付力で前記板材と前記相手板材を圧着させる一対の締付板と、を有することを特徴としている。 A friction damper according to claim 1 of the present invention is formed at a predetermined interval in a longitudinal direction of a plurality of plate members which are stacked at intervals and are attached to one building structure, and a fastening member is inserted therethrough. A plate hole portion, a sliding material fixed to the plate material so as to cover a predetermined range centering on a hole core of the plate hole portion, and being inserted into the interval and contacting the sliding material, A plurality of mating plate members attached to another building structure that moves relative to the building structure, and an elongated hole that is formed in the mating plate material and is relatively movable with the fastening member inserted into the plate hole portion, A pair of clamping plates that are provided at both ends of the clamping member protruding from the outermost part of the laminated plate material and that crimp the plate material and the mating plate material with the clamping force of the clamping member; It is characterized by.
上記構成によれば、締付部材と長穴が相対移動可能となっており、地震等の震動により板材と相手板材が相対移動すると、圧着された板材と相手板材の間、すなわち滑り材と相手板材の間の摩擦面で摩擦力が発生し、この摩擦力によって地震等の震動エネルギーが吸収される。これにより、建築構造体の制震が行われる。 According to the above configuration, the tightening member and the elongated hole can be moved relative to each other, and when the plate member and the counterpart plate member move relative to each other due to an earthquake or the like, between the pressed plate member and the counterpart plate member, that is, the sliding member and the counterpart member. A frictional force is generated on the friction surface between the plate materials, and this frictional force absorbs vibration energy such as an earthquake. Thereby, the vibration control of the building structure is performed.
ここで、滑り材が、板穴部の穴芯を中心とした所定の範囲を被っており、この板穴部を貫通する締付部材と締付板の組合せによって摩擦面が均等かつ有効に押圧されるので、滑り材を均等に圧着でき、摩擦力および滑り材の耐久性を精度良く管理することができる。 Here, the sliding material covers a predetermined range centering on the hole core of the plate hole portion, and the friction surface is pressed evenly and effectively by the combination of the tightening member and the tightening plate penetrating the plate hole portion. Therefore, the sliding material can be uniformly crimped, and the frictional force and the durability of the sliding material can be managed with high accuracy.
また、滑り材と相手板材が複数あり、摩擦面が多段となっているので、滑り材の面積を小さくして摩擦ダンパーの形状を小さくしても、全体の摩擦面積を減少させなくて済む。このため、摩擦ダンパーの形状をコンパクト化することができ、建築構造体への設置の自由度が増す。 Further, since there are a plurality of sliding materials and mating plate materials and the friction surfaces are multistage, even if the area of the sliding material is reduced and the shape of the friction damper is reduced, it is not necessary to reduce the entire friction area. For this reason, the shape of a friction damper can be made compact and the freedom degree of the installation to a building structure increases.
本発明の請求項2に係る摩擦ダンパーは、前記締付部材が、前記締付板をナットと共に締付けるPC鋼棒であり、前記PC鋼棒の軸方向の前記滑り材が被う所定の範囲と前記締付板の投影位置が一致することを特徴としている。 In the friction damper according to claim 2 of the present invention, the fastening member is a PC steel rod that fastens the fastening plate together with a nut, and the sliding member in the axial direction of the PC steel rod covers a predetermined range. The projected positions of the fastening plates are the same.
上記構成によれば、PC鋼棒の軸方向における締付板の投影位置と滑り材が被う所定の範囲の位置が一致しているので、PC鋼棒で締付けられたときに、摩擦面における摩擦力の分布が片寄ることがなくなり、摩擦力を均等にすることができる。 According to the above configuration, since the projected position of the clamping plate in the axial direction of the PC steel bar coincides with the position of the predetermined range covered by the sliding material, when tightened with the PC steel bar, the friction surface The distribution of the frictional force is not shifted and the frictional force can be made uniform.
また、PC鋼棒は、締込許容荷重が高張力ボルトに比べて大きく、棒径を小さくできるので、摩擦面における付加的応力の発生を抑止でき、摩擦力が安定する。 Further, the PC steel bar has a larger allowable tightening load than that of the high tension bolt and can reduce the diameter of the bar, so that the generation of additional stress on the friction surface can be suppressed and the frictional force is stabilized.
本発明の請求項3に係る摩擦ダンパーは、前記滑り材は所定の間隔をおいて、前記板材に固定されていることを特徴としている。
The friction damper according to
上記構成によれば、所定の間隔をおいて滑り材が板材に固定されているので、摩擦面積を大きくしても板材の各箇所における締付部材による押圧力を均等化しやすく、摩擦力を一様にすることができる。 According to the above configuration, since the sliding material is fixed to the plate material at a predetermined interval, it is easy to equalize the pressing force by the tightening member at each location of the plate material even if the friction area is increased, and the friction force is uniform. Can be done.
本発明の請求項4に係る摩擦ダンパーは、前記滑り材が被う所定の範囲は、前記板穴部の穴芯を中心とした、一辺の長さが100mm以上145mm以下の四角形又は一辺の長さが100mm以上145mm以下の四角形に内接する円形から、前記長穴に相当する部分を除いた範囲であり、前記締付板は、厚さ22mm以上30mm以下の角型または丸型の板であることを特徴としている。 In the friction damper according to a fourth aspect of the present invention, the predetermined range covered by the sliding material is a quadrangle having a side length of 100 mm or more and 145 mm or less or a side length centering on the hole core of the plate hole portion. Is a range in which a portion corresponding to the elongated hole is excluded from a circle inscribed in a quadrilateral of 100 mm to 145 mm, and the fastening plate is a square or round plate having a thickness of 22 mm to 30 mm It is characterized by that.
上記構成によれば、一般に、滑り材が押圧されたとき、圧力の広がり方には粗密が生じるが、滑り材の大きさと締付板の厚さの組合せを上記範囲に特定することで、押圧力を滑り材のほぼ全面にわたって均等かつ有効に伝達させることができる。 According to the above configuration, in general, when the sliding material is pressed, the pressure spreads in a rough manner. However, by specifying the combination of the size of the sliding material and the thickness of the fastening plate within the above range, The pressure can be transmitted evenly and effectively over almost the entire surface of the sliding material.
本発明の請求項5に係る摩擦ダンパーユニットは、請求項3又は請求項4に記載の摩擦ダンパーが、同一面上に並列配置されたことを特徴としている。
A friction damper unit according to claim 5 of the present invention is characterized in that the friction dampers according to
上記構成によれば、摩擦ダンパーを並列に配置することで、想定される地震動に応じて震動の減衰力を調整できるので、震動の減衰力の管理が容易となる。また、摩擦ダンパーを縦方向にも横方向にも展開することができる。 According to the above configuration, by arranging the friction dampers in parallel, the vibration damping force can be adjusted according to the assumed ground motion, so that the vibration damping force can be easily managed. Further, the friction damper can be developed both in the vertical direction and in the horizontal direction.
本発明は、上記構成としたので、摩擦ダンパーの摩擦力を管理可能となり、且つ摩擦ダンパーのコンパクト化が可能となる。 Since the present invention has the above-described configuration, the frictional force of the friction damper can be managed, and the friction damper can be made compact.
本発明の摩擦ダンパー及び摩擦ダンパーユニットの第1実施形態を図面に基づき説明する。 A friction damper and a friction damper unit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1aに示すように、地盤108上に、高層の建物100が構築されている。
As shown in FIG. 1 a, a high-
建物100は、地盤108の鉛直方向にコンクリート等で構成される図示しない杭が形成され、この杭上に、複数の柱からなる柱部102と、複数の梁104が組み上げられ固定されることで構築される。
In the
また、建物10の一部の階層には、揺れ等に対する補強部としてトラス構造部106が設けられている。
Further, a
図1bに示すように、トラス構造部106は、略水平方向に延設された上弦材110と、上弦材110の下方で上弦材110と平行に配設された下弦材112と、上弦材110の両端部から下弦材112の略中央部へ向けて配設された斜材114と、上弦材110の略中央部に一端が固定され、他端が下弦材112の略中央部に固定された柱材116と、で構成されている。
As shown in FIG. 1 b, the
上弦材110、下弦材112、斜材114、及び柱材116は、それぞれ図示しないボルト及びナットにより締結されている。
The
上弦材110の一端は、柱部102の側面から外方向へ突設された接続板118に、図示しないボルト及びナットにより締結されている。また、下弦材112の一端は、接続板118の下方側で柱部102の側面から外方向へ突設された接続板120に、図示しないボルト及びナットにより締結されている。
One end of the
ここで、下弦材112の一部には、摩擦力を発生させて建物100(図1a参照)の制震を行う摩擦ダンパー10が設けられている。
Here, a part of the
図2a及び図2bに示すように、摩擦ダンパー10は、主に、複数の板材20、24、28、30、34、38と、板材20、24、28、30、34、38に固定された滑り材68と、板材20、24、28、30、34、38の間隔に挿入された複数の相手板44、48、52、56、60と、板材20、24、28、30、34、38の最外部に設けられた一対の締付板65、66と、で構成されている。
As shown in FIGS. 2a and 2b, the
板材20、24、28、30、34、38は、鋼材で構成されている。板材20、24、28、30、34、38の一方端(左端)の間隔には、鋼材からなる挿入板22、26、32、36が挿入されている。
The
また、板材28、30の間隔には、鋼材からなり、挿入板22、26、32、36よりも長い連結板12の一方端(右端)が挿入されている。
In addition, one end (right end) of the connecting
ここで、板材20、挿入板22、板材24、挿入板26、板材28、連結板12、板材30、挿入板32、板材34、挿入板36、及び板材38には、板材20の上面から板材38の下面へ貫通する貫通孔41、43が形成されている。この貫通孔41、43に、ボルト40が挿通され、ナット42で締結されることで、連結板12に板材20、24、28、30、34、38の一方端が固定されている。これにより、板材20、24、28、30、34、38が一体となって移動可能となっている。
Here, the
連結板12の他方端(左端)は、前述の接続板120(図1参照)の先端部と共に、鋼板からなる一対の押え板119、121で挟持されている。
The other end (left end) of the connecting
押え板119、接続板120、連結板12、及び押え板121には、押え板119の上面から押え板121の下面へ貫通する貫通孔15、16が形成されている。この貫通孔15、16に、ボルト14が挿通され、ナット18で締結されることで、接続板120に連結板12の他方端が固定されている。
The
図2b及び図4に示すように、板材20、24、28、30、34、38の表面には、テフロン(登録商標)等のフッ素系樹脂又はフェノール樹脂からなる複数の板状の滑り材68が、所定の間隔で接着剤により貼り付けられている。
As shown in FIGS. 2 b and 4, a plurality of plate-like sliding
積層された板材20、24、28、30、34、38の最外部には、鋼板からなる一対の締付板65、66が、複数箇所に設けられているか、またはビスによる締結によって固定されている。
A pair of
ここで、図3a及び図3bに示すように、締付板65、66、滑り材68、及び板材20、24、28、30、34、38には、締付板65の上面から、締付板66の下面まで貫通した貫通孔72が形成されている。
Here, as shown in FIGS. 3 a and 3 b, the
貫通孔72は、板材20、24、28、30、34、38の長手方向に所定間隔で複数形成されている。また、貫通孔72の内径は、PC鋼棒74が挿通可能な大きさとなっている。
A plurality of through
なお、前述の滑り材68は、図心が貫通孔72の穴芯に一致するように予め板材20、24、28、30、34、38に固定されている。
The above-mentioned sliding
一方、図2b及び図4に示すように、板材20、24、28、30、34、38の他方端(右端)における間隔には、鋼板からなる複数の相手板44、48、52、56、60が、矢印−X方向に挿入され、滑り材68に当接されている。なお、相手板52は、相手板44、48、56、60よりも長くなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 2 b and FIG. 4, the interval at the other end (right end) of the
図3a及び図3cに示すように、相手板44、48、52、56、60には、所定の間隔で複数箇所に長穴70が形成されている。なお、摩擦ダンパー10(図1参照)の初期位置(揺れが生じていない状態の位置)では、前述の貫通孔72の中心位置と、長穴70の中心位置とが一致している。
As shown in FIGS. 3 a and 3 c,
なお、図3aでは、滑り材68と相手板44、48、52、56、60が離れているが、これは多層の構成を明確にするために離間配置したものであり、実際には、滑り材68と相手板44、48、52、56、60が圧着されている。
In FIG. 3a, the sliding
ここで、図2bに示すように、貫通孔72及び長穴70にPC鋼棒74が挿通され、ナット76で締結されることで、締付板65、66が、板材20、24、28、30、34、38と相手板44、48、52、56、60を圧着させている。また、長穴70の内部で、PC鋼棒74と長穴70が相対移動可能となっている。
Here, as shown in FIG. 2 b, the
なお、PC鋼棒74及びナット76で締結された状態において、PC鋼棒74の軸方向の滑り材68と締付板65、66の投影位置が一致している。
In addition, in the state fastened with the
一方、相手板44、48、52、56、60の一方端(右端)の間隔には、鋼材からなる挿入板46、50、54、58が挿入されている。
On the other hand,
ここで、相手板44、挿入板46、相手板48、挿入板50、相手板52、挿入板54、相手板56、挿入板58、及び相手板60には、相手板44の上面から相手板60の下面へ貫通する貫通孔61、63が形成されている。この貫通孔61、63に、ボルト62が挿通され、ナット64で締結されることで、相手板44、48、52、56、60が一体となって移動可能となっている。
Here, the
前述の下弦材112(図1参照)の一部を構成するとともに下弦材112の中央部近傍に設けられた接続板122の先端部と、相手板52の一方端(右端)は、鋼板からなる一対の押え板123、125で挟持されている。
The lower chord material 112 (see FIG. 1) described above and a part of the connecting
押え板123、相手板52、接続板122、及び押え板125には、押え板123の上面から押え板125の下面へ貫通する貫通孔79、81が形成されている。この貫通孔79、81に、ボルト78が挿通され、ナット80で締結されることで、接続板122に相手板52の一方端が固定されている。
The
以上の構成により、板材20、24、28、30、34、38及び滑り材68が一体となって移動し、相手板44、48、52、56、60が滑り材68の上面又は下面を摺擦移動して、板材20、24、28、30、34、38と相手板44、48、52、56、60が相対移動可能となっている。
With the above configuration, the
なお、図3aに示したように、板材20、24、28、30、34、38、滑り材68、及び相手板44、48、52、56、60を含む締付板65から締付板66までの多段構造の一組を、摩擦ダンパー10(図1参照)の構成単位として、パーツ11と呼ぶことにする。本実施形態では、摩擦ダンパー10が、5個のパーツ11で構成されている。
Note that, as shown in FIG. 3a, the
次に、締付板65、66の締め付けによる滑り材68の面圧分布について説明する。
Next, the surface pressure distribution of the sliding
摩擦ダンパー10において、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との摩擦面の面圧分布に著しい偏載などがある場合、摩擦ダンパー10の各種依存性や耐久性能に影響を及ぼす可能性がある。また、面圧が分布していない領域を締付板65、66で拘束することは不経済となる。
In the
このため、滑り材68の面圧分布が可能なかぎり均一となるよう、締付板65、66の板厚、滑り材68の大きさ、PC鋼棒74の径についての適正値を、一軸圧縮試験により確認する。
For this reason, uniaxial compression is applied to the appropriate values for the plate thickness of the
図5bに示すように、一軸圧縮試験機150を用いて一軸圧縮試験を行う。
As shown in FIG. 5 b, a uniaxial compression test is performed using a
一軸圧縮試験機150は、ロードセル152と試験機底面156の間に、平座金154を介して、一軸圧縮試験の対象物である試験体90を挟持して、鉛直方向に圧縮するようになっている。
The
試験体90は、長穴158が形成された相手板99の上面に圧力測定フィルム98が載置され、相手板99及び圧力測定フィルム98が、上下一対の滑り板96で挟持されている。滑り板96は、上下一対の板材94で挟持されており、さらに、板材94が、上下一対の締付板92で挟持されている。
In the
なお、締付板92、板材94、滑り材96、及び相手板99は、いずれも、前述の締付板65、66、板材20、24、28、30、34、38、滑り材68、及び相手板44、48、52、56、60と同様の材質で構成されている。
The
締付板92は、板厚が22mm又は30mm、形状が角型、丸型の計4種類を用意した。また、締付板92は、平座金154からの面圧分布を60°分布と考え、この面圧分布以上の平面寸法とするため、角型のものは1辺を、丸型のものは直径を、それぞれ180mmとしている。なお、締付板92には、上面から下面まで貫通した内径22mmの貫通孔93が形成されている。
The
圧力測定フィルム98は、富士フィルム株式会社製富士プレスケールの中圧用(測定可能領域10〜50MPa)を用いる。
As the pressure measuring film 98, a medium for medium pressure (
図5a及び図5bに示すように、滑り材96は、2つに分割され、長穴158の両側近傍に配置されている。
As shown in FIGS. 5 a and 5 b, the sliding
ここで、一軸圧縮試験機150において200kNを載荷し、各平座金154に100kNの荷重が載荷されるように調整した。荷重はロードセル152で管理した。
Here, 200 kN was loaded in the
一軸圧縮試験機150を用いて試験体90の面圧分布を評価した結果を表1に示す。目視確認による圧力測定フィルム98の発色濃度の濃い領域がすなわち摩擦面が有効に押圧される領域である。これを、X、Y方向の幅で表した。
Table 1 shows the results of evaluating the surface pressure distribution of the
表1によると、各試験条件において、X、Y方向の幅が102mm〜143mmの範囲において、面圧分布が均等となっていることが分かる。
According to Table 1, it can be seen that, under each test condition, the surface pressure distribution is uniform in the range where the width in the X and Y directions is 102 mm to 143 mm.
よって、滑り材68は、上の値を工学的に丸めた一辺の長さが100mm以上145mm以下の四角形に内接する大きさであることが好ましい。
Therefore, it is preferable that the sliding
また、締付板92の板厚を22mm、30mmと変えても面圧分布に顕著な差異は見られないため、締付板92の板厚は、22mm〜30mmの範囲で設定することができる。
Further, even if the plate thickness of the clamping
なお、上記結果は、締付板92に直径22mmの貫通孔93を形成しているため、貫通孔93に挿通されるPC鋼棒の直径は、17ないし19mmとなる。
As a result, since the through
次に、本発明の第1実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
図6a〜図6cは、板材20、24、28、30、34、38と、相手板44、48、52、56、60の相対移動の状態を示している。なお、説明の都合上、板材20、24、28、30、34、38側を基準(固定)として、相手板44、48、52、56、60の移動量を示している。
6a to 6c show a state of relative movement between the
図6aに示すように、建物100(図1参照)に地震等の揺れが生じていない場合は、板材20、24、28、30、34、38及び相手板44、48、52、56、60は静止している。
As shown in FIG. 6a, when the building 100 (see FIG. 1) is not shaken by an earthquake or the like, the
続いて、図6bに示すように、地震等の揺れが生じて、相手板44、48、52、56、60が板材20、24、28、30、34、38に対して−X方向へ距離d1で相対移動すると、滑り材68は、板材20、24、28、30、34、38と一体となっているため、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との界面(摩擦面)で摩擦力が発生する。
Subsequently, as shown in FIG. 6 b, a shaking such as an earthquake occurs, and the
この摩擦力をF1とすると、揺れの振動エネルギーは、F1×d1に相当するエネルギー分だけ減衰することになる。 When this frictional force is F1, the vibration energy of shaking is attenuated by an energy corresponding to F1 × d1.
続いて、図6cに示すように、地震等の揺れが生じて、相手板44、48、52、56、60が板材20、24、28、30、34、38に対して+X方向へd1の位置から距離d2で相対移動すると、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との界面(摩擦面)で摩擦力が発生する。
Subsequently, as shown in FIG. 6 c, an earthquake or the like occurs, and the
この摩擦力は大きさが概略F1に等しく向きが逆な力となる。これをF2とすると、揺れの振動エネルギーは、F2×d2に相当するエネルギー分だけ減衰することになる。 This frictional force is a force whose magnitude is approximately equal to F1 and opposite in direction. Assuming that this is F2, the vibration energy of the vibration is attenuated by the energy corresponding to F2 × d2.
このように、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との摩擦面で発生する摩擦力F1又はF2により、揺れの振動エネルギーが徐々に減衰し、建物100の制震が行われる。
Thus, the vibrational energy of the vibration is gradually attenuated by the frictional force F1 or F2 generated on the friction surface between the sliding
ここで、滑り材68の図心を貫通するPC鋼棒74と締付板65、66の組合せによって、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との摩擦面が均等かつ有効に押圧されるので、摩擦ダンパー10の摩擦力および滑り材68の耐久性を精度良く管理することができる。
Here, the friction surface between the sliding
また、滑り材68と相手板44、48、52、56、60が複数あり、摩擦面が多段となっているので、滑り材68の面積を小さくして摩擦ダンパー10の形状を小さくしても、全体の摩擦面積を減少させなくて済む。このため、摩擦ダンパー10の形状をコンパクト化することができ、建物100への設置の自由度が増す。
In addition, since there are a plurality of sliding
さらに、PC鋼棒74の軸方向における締付板65、66の投影位置と滑り材68の位置が一致しているので、PC鋼棒74で締付けられたときに、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との摩擦面における摩擦力の分布が片寄ることがなくなり、摩擦力を均等にすることができる。
Further, since the projected position of the clamping
また、滑り材68が、所定の間隔をおいて板材20、24、28、30、34、38に固定されているので、摩擦面積を大きくしても板材20、24、28、30、34、38の各箇所におけるPC鋼棒74による押圧力を均等化しやすく、摩擦力を一様にすることができる。
Further, since the sliding
さらに、一般に、滑り材68が押圧されたとき、圧力の広がり方には粗密が生じるが、滑り材68を一辺の長さが100mm以上145mm以下の四角形に内接する大きさとして、締付板65、66を厚さ22mm以上32mm以下の角型または円型の板としたので、押圧力を滑り材68のほぼ全面にわたって均等かつ有効に伝達させることができる。
Furthermore, in general, when the sliding
次に、本発明の摩擦ダンパー及び摩擦ダンパーユニットの第2実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一のものには、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Next, a second embodiment of the friction damper and the friction damper unit of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the same elements as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
図7は、摩擦ダンパー10(図2参照)を鉛直方向に5セット並べた摩擦ダンパーユニット130の正面図を示している。摩擦ダンパーユニット130は、前述の建物100の下弦材112(図1参照)の一部に設けられている。
FIG. 7 shows a front view of the
図7に示すように、摩擦ダンパーユニット130の左側端部は、建物100の柱部102(図1参照)の側面から外方向へ突設された接続板126に、ボルト14及び図示しないナットによって連結されている。
As shown in FIG. 7, the left end portion of the
また、摩擦ダンパーユニット130の右側端部は、下弦材112の一部を構成するとともに下弦材112の中央部近傍に設けられた接続板128に、ボルト78及び図示しないナットによって連結されている。
Further, the right end portion of the
摩擦ダンパーユニット130は、摩擦ダンパー10A、10B、10C、10D、10Eで構成されている。即ち、摩擦ダンパーユニット130には、摩擦力により振動エネルギーを減衰させるパーツ11が、合計25組設けられている。
The
次に、本発明の第2実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described.
図8a〜図8cは、摩擦ダンパーユニット130における板材20、24、28、30、34、38と、相手板44、48、52、56、60の相対移動の状態を示している。
8a to 8c show the relative movement states of the
なお、説明の都合上、摩擦ダンパー10A、10B、10C、10D、10Eのうち、摩擦ダンパー10Aについて説明する。また、板材20、24、28、30、34、38側を基準(固定)として、相手板44、48、52、56、60の移動量を示す。
For convenience of explanation, the friction damper 10A will be described among the friction dampers 10A, 10B, 10C, 10D, and 10E. Further, the movement amounts of the
図8aに示すように、建物100(図1参照)に地震等の揺れが生じていない場合は、板材20、24、28、30、34、38及び相手板44、48、52、56、60は静止している。
As shown in FIG. 8a, when the building 100 (see FIG. 1) is not shaken such as an earthquake, the
続いて、図8bに示すように、地震等の揺れが生じて、相手板44、48、52、56、60が板材20、24、28、30、34、38に対して−X方向へ距離d3で相対移動すると、滑り材68は、板材20、24、28、30、34、38と一体となっているため、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との界面(摩擦面)で摩擦力が発生する。
Subsequently, as shown in FIG. 8 b, a shaking such as an earthquake occurs, and the
この摩擦力をF3とすると、揺れの振動エネルギーは、F3×d3に相当するエネルギー分だけ減衰することになる。 When this frictional force is F3, the vibration energy of shaking is attenuated by an energy corresponding to F3 × d3.
続いて、図8cに示すように、地震等の揺れが生じて、相手板44、48、52、56、60が板材20、24、28、30、34、38に対して+X方向へd3の位置から距離d4で相対移動すると、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との界面(摩擦面)で摩擦力が発生する。
Subsequently, as shown in FIG. 8c, a shaking such as an earthquake occurs, and the
この摩擦力は大きさが概略F3に等しく向きが逆な力となる。これをF4とすると、揺れの振動エネルギーは、F4×d4に相当するエネルギー分だけ減衰することになる。 This friction force is a force having a magnitude approximately equal to F3 and opposite in direction. If this is F4, the vibration energy of the vibration will be attenuated by the energy corresponding to F4 × d4.
このように、滑り材68と相手板44、48、52、56、60との摩擦面で発生する摩擦力F3又はF4により、揺れの振動エネルギーが徐々に減衰し、建物100の制震が行われる。
As described above, the vibrational energy F3 or F4 generated on the frictional surface between the sliding
ここで、滑り材68、締付板65、66、板材20、24、28、30、34、38、及び相手板44、48、52、56、60の取付け数、即ち、パーツ11の取付け数によって震動の減衰力を調整できるので、震動の減衰力の管理が容易となる。また、摩擦ダンパー10A〜10Eを並列に配置することで、縦方向にも横方向にも展開することができる。
Here, the number of attachments of the sliding
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。 In addition, this invention is not limited to said embodiment.
摩擦ダンパー10、摩擦ダンパーユニット130は、板材と滑り材の間の各摩擦面を地面と略垂直になるように配置するだけでなく、略平行になるように配置してもよい。
The
また、摩擦ダンパー10、摩擦ダンパーユニット130は、建物100の梁部104に設けてもよい。
Further, the
さらに、摩擦ダンパーユニット130は、摩擦ダンパー10を5セットとするだけでなく、2セット以上で複数並列したものであってもよい。
Further, the
各板材及び各相手板は、6枚、5枚だけでなく、1枚や複数枚であってもよく、適宜枚数選択できる。また、板材及び相手板の厚さは、同一であってもよく、片方が厚くてもよい。 Each plate member and each counter plate may be not only 6 sheets and 5 sheets, but also 1 sheet or a plurality of sheets, and the number of sheets can be selected as appropriate. Moreover, the thickness of a board | plate material and the other party board may be the same, and one side may be thick.
滑り材68は、各板材の移動方向に沿って5箇所設けるだけでなく、1箇所で面積の広いものを取り付けてもよく、また、2箇所以上の複数個所で取り付けてもよい。
The sliding
10 摩擦ダンパー(摩擦ダンパー)
20 板材(板材)
24 板材(板材)
28 板材(板材)
30 板材(板材)
34 板材(板材)
38 板材(板材)
44 相手板(相手板材)
48 相手板(相手板材)
52 相手板(相手板材)
56 相手板(相手板材)
60 相手板(相手板材)
65 締付板(締付部材)
66 締付板(締付部材)
68 滑り材(滑り材)
70 長穴(長穴)
72 貫通孔(板穴部)
74 PC鋼棒(PC鋼棒)
100 建物
120 接続板(一の建築構造体)
122 接続板(他の建築構造体)
126 接続板(一の建築構造体)
128 接続板(他の建築構造体)
130 摩擦ダンパーユニット(摩擦ダンパーユニット)
10 Friction damper (friction damper)
20 Plate material (plate material)
24 Plate material (plate material)
28 Plate material (plate material)
30 Plate (Plate)
34 Plate material (plate material)
38 Plate material (plate material)
44 Mating plate (Mating plate material)
48 Mating plate (Mating plate material)
52 Mating plate (mating plate material)
56 Mating plate (Mating plate material)
60 Mating plate (mating plate material)
65 Clamping plate (clamping member)
66 Tightening plate (Tightening member)
68 Sliding material (sliding material)
70 long hole (long hole)
72 Through hole (plate hole)
74 PC steel bar (PC steel bar)
122 Connection board (other building structures)
126 Connection board (one building structure)
128 connection board (other building structures)
130 Friction damper unit (friction damper unit)
Claims (5)
前記板材の長手方向に所定間隔で形成され、締付部材が挿通される板穴部と、
前記板穴部の穴芯を中心とした所定の範囲を被うように前記板材に固定された滑り材と、
前記間隔へ挿入されて前記滑り材に当接され、前記一の建築構造体と相対移動する他の建築構造体に取付けられる複数の相手板材と、
前記相手板材に形成され、前記板穴部へ挿通された前記締付部材と相対移動可能な長穴と、
積層された前記板材の最外部から突出した前記締付部材の両端部に設けられ、前記締付部材の締付力で前記板材と前記相手板材を圧着させる一対の締付板と、
を有することを特徴とする摩擦ダンパー。 A plurality of plates stacked at intervals and attached to a single building structure;
A plate hole portion that is formed at a predetermined interval in the longitudinal direction of the plate material and through which the fastening member is inserted;
A sliding material fixed to the plate so as to cover a predetermined range centered on the hole core of the plate hole,
A plurality of mating plate members that are inserted into the interval and are brought into contact with the sliding material and attached to another building structure that moves relative to the one building structure;
An elongated hole that is formed in the mating plate material and is movable relative to the fastening member inserted into the plate hole portion;
A pair of clamping plates that are provided at both ends of the clamping member protruding from the outermost part of the laminated plate materials, and for crimping the plate material and the mating plate material with the clamping force of the clamping member;
A friction damper, characterized by comprising:
前記PC鋼棒の軸方向の前記滑り材が被う所定の範囲と前記締付板の投影位置が一致することを特徴とする請求項1に記載の摩擦ダンパー。 The tightening member is a PC steel bar that tightens the tightening plate together with a nut;
2. The friction damper according to claim 1, wherein a predetermined range covered by the sliding material in the axial direction of the PC steel bar coincides with a projection position of the fastening plate.
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