JP5406042B2

JP5406042B2 - 壁型摩擦ダンパ

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Publication number: JP5406042B2
Application number: JP2009545378A
Authority: JP
Inventors: 英和佐藤; 恵石橋; 和央長島
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2014-02-05
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Description

本発明は、壁型摩擦ダンパに関し、特に、地震や風等による外乱により、建築構造物、特に高層建築物の各階の上下梁間に生じる水平方向の相対変位を、上下梁間に取り付けられ、摩擦減衰により変位エネルギーを吸収し、揺れを速やかに低減する壁型摩擦ダンパに関する。

従来、高層建築物の地震や風による揺れを速やかに減衰させるため、高層構造物に対する制振装置として、粘性体を利用した粘性減衰装置や、高減衰性ゴムなどを用いた粘弾性減衰装置や、鋼材の弾塑性を利用した減衰装置や、摩擦材料を用いた摩擦減衰装置等が設置されている。

例えば、特許文献１には、中層・高層・超高層建物や、塔状構造物の減衰性能を高めて耐震安全性能を向上させるにあたり、多層構造物の上下層の間に減衰装置を配置する内部減衰型の制振構造が開示されている。具体的には、主として高層建築物の耐震・耐風安全性を高める構造方法として、柱、梁又はブレース等の斜材等で構成される骨組み構造に、鋼製ダンパや粘性ダンパなど、各種のエネルギー吸収装置を併用する制振構造が示されている。

また、特許文献２には、筒型で合成樹脂を滑り面にし、ボルトの締付により摩擦面を加圧する構成を有し、簡単な構成で、摩耗及び滑り層の剥離を極力低減し、長期にわたって安定な減衰特性を得ることができる摩擦ダンパが開示されている。

特許文献３には、摩擦ダンパを構成する滑り板と摩擦板の摺動面に摩耗が生じた場合にも、簡単な構造にして両者間の摩擦力の低下を抑制し、当初の振動減衰力を維持するため、皿ばね組を設け、皿ばね組に付加する設定圧接力を、皿ばね組のたわみ変形に対して弾発力の変動が小さくなる非線形ばね領域内で作動するように設定した摩擦ダンパが提案されている。
特開平１１−３４３７５５号公報特開２００３−２７８８２８号公報特開平１１−２６９９８４号公報

しかし、特許文献２に開示されている摩擦ダンパの構造物への適用は、ブレース材と同様に建築物に対して斜め方向に設置することを想定しており、水平方向の外力に対し、摩擦ダンパは分力分だけの抵抗力しか発揮することができず、高層建築物の各階の上下梁間に生じる水平方向の相対変位量を直接的に効率的に利用できていなかった。

また、特許文献３に記載の摩擦ダンパは、皿ばねのたわみ変形に対して弾発力の変動が小さくなる非線形ばね領域で作動するようにしているため、取り付け状態の管理が必要であり、また装置自体も大きくなる虞があった。

そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、地震や風等の外乱により高層建築物の各層の上下梁等に生じた水平方向の変位を直接的に利用することができ、簡単な構造で、摩擦面への加圧力の低下をも抑制でき、もって当初の摩擦減衰力を維持することのできる壁型摩擦ダンパを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、壁型摩擦ダンパであって、水平方向及び鉛直方向に所定の間隔で、各々水平方向に延設された複数の長孔を有し、下部材より鉛直方向に立設された可動板と、前記可動板に配された長孔位置に対峙する位置に穿設された複数の丸孔を有し、上部材より鉛直方向に垂設された固定板と、前記可動板と前記固定板とに挟まれるように配され、滑り材と相手材とからなり、前記可動板の鉛直方向に隣接する２つの長孔の間の領域の各々に、水平方向に連続して配される摩擦部材と、前記可動板に設けられた複数の長孔の各々と、該各々の長孔と相対向する、前記可動板に穿設された丸孔の各々とを貫通するＰＣ鋼棒と、該ＰＣ鋼棒の各々と螺合する締付ナットとからなり、前記可動板と前記固定板とを締め付ける締付部材とを備え、前記下部材と前記上部材との水平方向の相対変形により、前記摩擦部材の滑り材と相手材とが摩擦摺動することを特徴とする。

そして、本発明にかかる壁型摩擦ダンパによれば、上下部材の間に生じる水平方向の相対変形を利用できるので、上下部材の間の空隙を有効に使用することができ、従来に比較して摩擦面を格段に広く利用でき、大きな摩擦減衰を構造物に与えることができる。また、上下部材の水平方向の相対変位を利用して摩擦摺動する摩擦面への圧縮力付与手段としてＰＣ鋼棒と締付ナットを用いることで、摩擦摺動時の温度影響や環境温度の影響及び繰返し再現性が六角ボルト、例えば強度区分１０．９や８．８による締付手段に比較して良好となり、長期にわたり安定した圧縮力が得られ、その結果、摩擦ダンパ性能の安定性を確保することができる。さらに、ＰＣ鋼棒を用いることで、皿ばねなどを用いなくとも、初期に設定した締込力の変化を小さくし得て、安定した摩擦減衰を提供できる摩擦ダンパを実現することができる。また、前記摩擦部材を、前記可動板の鉛直方向に隣接する２つの長孔の間の領域の各々に、水平方向に連続して配することで、摩擦部材の点検、補修又は交換等の必要性に応じ、締付ナットを緩めるだけで、摩擦部材を取り外すことができ、施工現場における維持管理を容易に行うことができる。

また、本発明は、壁型摩擦ダンパであって、水平方向及び鉛直方向に所定の間隔で、各々水平方向に延設された複数の長孔を有し、上部材より鉛直方向に垂設された可動板と、前記可動板に配された長孔位置に対峙する位置に穿設された複数の丸孔を有し、下部材より鉛直方向に立設された固定板と、前記可動板と前記固定板とに挟まれるように配され、滑り材と相手材とからなり、前記可動板の鉛直方向に隣接する２つの長孔の間の領域の各々に、水平方向に連続して配される摩擦部材と、前記可動板に設けられた複数の長孔の各々と、該各々の長孔と相対向する、前記可動板に穿設された丸孔の各々とを貫通するＰＣ鋼棒と、該ＰＣ鋼棒の各々と螺合する締付ナットとからなり、前記可動板と前記固定板とを締め付ける締付部材とを備え、前記下部材と前記上部材との水平方向の相対変形により、前記摩擦部材の滑り材と相手材とが摩擦摺動することを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、摩擦面を広く利用して大きな摩擦減衰を構造物に与えることができるとともに、摩擦摺動時の温度影響や環境温度の影響及び繰返し再現性が良好で、長期にわたって安定した圧縮力が得られ、安定した性能を確保することなどが可能となる。また、前記摩擦部材を、前記可動板の鉛直方向に隣接する２つの長孔の間の領域の各々に、水平方向に連続して配することで、摩擦部材の点検、補修又は交換等の必要性に応じ、締付ナットを緩めるだけで、摩擦部材を取り外すことができ、施工現場における維持管理を容易に行うことができる。

前記壁型摩擦ダンパにおいて、少なくとも１枚の前記可動鋼板と、該可動鋼板を挟むように、該可動鋼板より１枚多く配された前記固定鋼板とを備え、隣接する前記可動鋼板と前記固定鋼板との間の各々に、前記滑り材と相手材とからなる摩擦部材を備えることができる。これにより、可動鋼板の表裏両面に摩擦摺動面を得ることができ、さらに可動鋼板を複数枚配することにより摩擦力を有効に得ることができる。

前記壁型摩擦ダンパにおいて、前記締付部材を、さらに、前記ＰＣ鋼棒が貫通する孔を有する平板状応力分散金具を備え、該平板状応力分散金具が前記締付ナットと前記固定鋼板との間に配されるように構成することができる。この構成により、締付部材による締付力を分散させることができ、摩擦摺動面に加わる圧力ムラを防止することができる結果、滑り板への局部的な圧力の上昇を防止でき、滑り材の過大な摩耗を防ぎ、長期間にわたり安定的な摩擦減衰を得ることができる。前記平板状応力分散金具は、平面視において四角形状等の多角形状であっても、円形状又は楕円形状等であっても、摩擦摺動面に加わる圧力ムラを防止できればよく、その形状を限定するものではない。

前記壁型摩擦ダンパにおいて、前記摩擦部材を、前記滑り材がアルミニウム板を介して前記可動鋼板側又は前記固定鋼板側のいずれか一方に固着され、前記相手材が前記可動鋼板側又は前記固定鋼板側のいずれか他方に固着されるように構成することができる。この構成によれば、アルミニウム板の柔軟性を利用し、滑り板の可動鋼板又は固定鋼板からの位置ずれ、及び滑り板の可動鋼板又は固定鋼板との片当たりを防止することができるため、摩擦部材に均一な圧力を付与できるとともに、滑り板面と相手板面の間の確実な摺動を確保することができる。

前記壁型摩擦ダンパにおいて、前記摩擦部材の滑り材を、エキスパンドメタル又は金網からなる網状体の基材と、該網状体の網目に充填されるとともに、該基材の一方の面に形成された合成樹脂製の滑り層を備え、該滑り層が前記相手材との接触面側に配されるように構成することができる。

また、前記壁型摩擦ダンパにおいて、前記滑り層を四フッ化エチレン樹脂を含むように構成することができ、安定した摩擦係数を確保し、摩擦ダンパで生じやすい摩擦音や振動（スティックスリップ）の虞を排除することができる。

以上説明したように、本発明にかかる壁型摩擦ダンパによれば、地震等によって高層建築物の各層の上下梁等に生じた水平方向の変位を直接的に利用可能で、簡単な構造で、摩擦面への加圧力の低下をも抑制でき、当初の摩擦減衰力を維持することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２は、本発明にかかる壁型摩擦ダンパの一実施の形態を示し、この壁型摩擦ダンパ１は、上梁等の上部構造物４０に装着される上側架台２と、下梁、基礎等の下部構造物４１に装着される下側架台３と、上側架台２に高力ボルト１８及び添え板１６を介して固定される第３固定板８と、第３固定板８にボルト３５等によって固定される第１固定板４、第２固定板６及び座屈防止板２７と、下側架台３に高力ボルト２３及び添え板２１を介して固定される第３可動板１５と、第３可動板１５にボルト３６等によって固定される第１可動板１１及び第２可動板１３と、座屈防止板２７の外表面上に配置される応力分散金具２９と、座屈防止板２７と第１可動板１１との間、第１可動板１１と第１固定板４との間、及び第１固定板４と第３可動板１５との間に各々介装される摩擦部材等３３（合計６組）と、応力分散金具２９を介して上記部材をまとめて締め付けるＰＣ鋼棒３１及び締付ナット３２等で構成される。

上側架台２及び下側架台３は、鋼材からなり、各々ＰＣ鋼棒３７等を介して上部構造物４０及び下部構造物４１に固定され、上側架台２の下端には第３固定板８が、下側架台３の上端には第３可動板１５が各々連結される。

第１固定板４は、鋼材により、図３に示すように、水平方向を長手方向とする矩形状に形成され、水平方向及び鉛直方向に一定の間隔で配置された丸孔４ａと、上部に水平方向に一定の間隔で配置された丸孔４ｂを備える。

第２固定板６は、鋼材により、図４に示すように、水平方向を長手方向とする帯板状に形成され、水平方向に一定の間隔で配置された丸孔６ａを備える。

第３固定板８は、鋼材により、図５に示すように、水平方向を長手方向とする帯板状に形成され、水平方向に一定の間隔で上下２段にわたって配置された丸孔８ａを備える。

第１可動板１１は、鋼材により、図６に示すように、水平方向を長手方向とする矩形状に形成され、水平方向及び鉛直方向に一定の間隔で、各々水平方向に延設された複数の長孔１１ａと、下部に水平方向に一定の間隔で配置された丸孔１１ｂを備える。

第２可動板１３は、鋼材により、図７に示すように、水平方向を長手方向とする帯板状に形成され、水平方向に一定の間隔で配置された丸孔１３ａを備える。

第３可動板１５は、鋼材により、図８に示すように、水平方向を長手方向とする矩形状に形成され、水平方向及び鉛直方向に一定の間隔で、各々水平方向に延設された複数の長孔１５ａと、下部に水平方向に一定の間隔で上下２段にわたって配置された丸孔１５ｂを備える。

座屈防止板２７は、この壁型摩擦ダンパ１の座屈を防止するために備えられ、鋼材により、図９に示すように、水平方向を長手方向とする矩形状に形成され、水平方向及び鉛直方向に一定の間隔で配置された丸孔２７ａと、上部に水平方向に一定の間隔で配置された丸孔２７ｂを備える。

応力分散金具２９は、ＰＣ鋼棒３１及び締付ナット３２の締付力を座屈防止板２７全体に分散させるために備えられ、鋼材により、図１０に示すように、平面視略々正方形の板状に形成され、中心部に丸孔２９ａを備える。尚、ここでは、応力分散金具２９を平面視略々正方形の板状としたが、これに限らずその他の多角形状であっても円形状又は楕円形状等であってもよい。さらには、複数の締付部材を一の応力分散金具で兼用してもよく、要は摩擦摺動面に加わる圧力ムラを防止できればその形状等は限定されない。

摩擦部材等３３は、図２（ｃ）に示すように、アルミニウム板２４と、滑り板２５と、相手材２６とで構成され、これらが座屈防止板２７と第１可動板１１との間、第１可動板１１と第１固定板４との間、及び第１固定板４と第３可動板１５との間に介装され、アルミニウム板２４及び相手材２６が各々、第１固定板４、第１可動板１１又は座屈防止板２７に固着される。これらアルミニウム板２４、滑り板２５及び相手材２６は、後述するように、水平方向を長手方向とする帯板状に形成される。

アルミニウム板２４は、その柔軟性により、滑り板２５の可動板１１、１５又は固定板４、８からの位置ずれを防止し、滑り板２５の可動板１１、１５又は固定板４、８との片当たりを防止し、摩擦部材（滑り板２５及び相手材２６）に均一な圧力を付与することができる。

滑り板２５は、エキスパンドメタル又は金網からなる網状体の基材と、この網状体の網目を充填するとともに当該基材の一方の面に形成された合成樹脂製の滑り層を備え、該滑り層を相手板との接触面側とした構成を取ることができ、さらには、該滑り板２５の滑り層は、四フッ化エチレン樹脂を含むことができ、安定した摩擦係数と摩擦ダンパで生じやすい摩擦音や振動（スティックスリップ）の虞がない。

相手材２６は、ステンレス鋼材からなり、滑り板２５とで摩擦部材を構成し、滑り板２５との水平方向の相対変位によって生じた摩擦力により、地震等によって壁型摩擦ダンパ１に加えられたエネルギーを吸収する。

ＰＣ鋼棒３１及び締付ナット３２は、応力分散金具２９を介して座屈防止板２７を、図２（ａ）で示す断面図において、左右両側から締め付け、滑り板２５と相手材２６との間の摩擦力が働くようにするために備えられ、ＰＣ鋼棒３１の締付力を調整することにより、滑り板２５と相手材２６との間の摩擦力を変化させることができる。この締付力を大きく変える場合には、ＰＣ鋼棒の本数を増減させる。

次に、上記壁型摩擦ダンパ１の組立方法について、図１１乃至図２３を参照しながら説明する。

図１１は、上部構造物４０に上側架台２を装着し、下部構造物４１に下側架台３を装着し、上側架台２に、添え板１６及び高力ボルト１８を介して第３固定板８を装着するとともに、下側架台３に、添え板２１及び高力ボルト２３を介して第３可動板１５を装着し、第３可動板１５の裏面に第１固定板４が仮止めされた状態を示している。以後、同図において、第３可動板１５の表面側に各部材を装着して壁型摩擦ダンパ１を組み立てる場合について説明するが、第３可動板１５の裏面側についても同様に組み立てられる。

図１１の状態から、まず、図１２に示すように、第３可動板１５の上下方向に隣接する各々の長孔１５ａの間に、水平方向に延設されるように４枚のアルミニウム板２４を仮固定する。

次に、図１３に示すように、アルミニウム板２４の表面に重ねるようにして４枚の滑り板２５を仮固定する。

さらに、図１４に示すように、４枚の相手材２６を裏面に仮固定した第１固定板４を第３可動板１５に重ねる。この際、４枚の相手材２６と、第３可動板１５に仮固定した４枚の滑り板２５（図１３参照）とが互いに当接するように位置させる。これにより、図２（ｃ）に示した、アルミニウム板２４、滑り板２５及び相手材２６が組み合わされた摩擦部材等３３を第３可動板１５と第１固定板４との間に構成することができる。

次に、図１５に示すように、第１固定板４の表面に、図１２及び図１３で説明した要領で、第１固定板４の上下方向に隣接する丸孔４ａの間に、水平方向に延設されるように、４枚のアルミニウム板２４を仮固定した後、アルミニウム板２４の表面に重ねるようにして４枚の滑り板２５を仮固定する。

次に、図１６に示すように、第１固定板４の下方に第２可動板１３を仮止めした後、図１７に示すように、４枚の相手材２６を裏面に仮固定した第１可動板１１を第１固定板４に重ねる。この際、４枚の相手材２６と第１固定板４に仮固定した４枚の滑り板２５（図１６参照）とが互いに当接するように位置させる。これにより、図２（ｃ）に示した、アルミニウム板２４、滑り板２５及び相手材２６が組み合わされた摩擦部材等３３を第１固定板４と第１可動板１１との間に構成することができる。

次に、図１８に示すように、第１可動板１１の表面に、上記と同様の要領で、第１可動板１１の上下方向に隣接する各々の長孔１１ａの間に、水平方向に延設されるように４枚のアルミニウム板２４を仮固定した後、アルミニウム板２４の表面に重ねるようにして４枚の滑り板２５を仮固定する。さらに、図１９に示すように、第１可動板１１の上方に第２固定板６を仮止めする。

次に、図２０に示すように、４枚の相手材２６を裏面に仮固定した座屈防止板２７を第１可動板１１に重ねる。４枚の相手材２６と第１可動板１１に仮固定した４枚の滑り板２５（図１９参照）とが互いに当接するように位置させ、図２（ｃ）に示した摩擦部材等３３を第１可動板１１と座屈防止板２７との間に構成する。この状態で、図２１に示すように、座屈防止板２７等をボルト３５を介して第３固定板８に固定し、第１可動板１１等をボルト３６を介して第３可動板１５に固定する。

最後に、図２２に示すように、座屈防止板２７の表面に、上下左右に所定の間隔で応力分散金具２９を配置し、図２３に示すように、ＰＣ鋼棒３１、締付ナット３２を用いて応力分散金具２９を含め、重ね合わせた各部材をまとめて締め付けて壁型摩擦ダンパ１の組立が完了する。尚、該壁式摩擦ダンパの組立てを立設させた状態で行うものとして説明したが、平置き状態で行う場合には、前記アルミニウム板２４、滑り板２５及び相手材２６の仮固定を省略し、アルミニウム板２４、滑り板２５及び相手材２６を順次積層し、摩擦部材等３３を第３可動板１５と第１固定板４との間、第１固定板４と第１可動板１１との間、第１可動板１１と座屈防止板２７との間に構成するように組み立てることができる。

次に、上記構成を有する壁型摩擦ダンパ１の動作について図１、図２、図２３及び図２４を参照しながら説明する。

通常状態では、壁型摩擦ダンパ１は、図１、図２及び図２３に示す状態に組み立てられ構造物に取り付けられている。この状態で、構造物が地震等大きな振幅の振動を受けると、例えば、図２４に示すように、下部構造物４１に外力Ｆが作用し、下側架台３、及び下側架台３に連結されている第３可動板１５、及び第３可動板１５に締結されている各部材が外力Ｆの方向に移動する。一方、上側架台２、及び上側架台２に連結されている第３固定板８、及び第３固定板８に締結されている各部材はそのままの位置で留まる。これにより、座屈防止板２７と第１可動板１１との間、第１可動板１１と第１固定板４との間、及び第１固定板４と第３可動板１５との間に水平方向の相対変位が生じ、各々の部材間に介装された摩擦部材等３３の滑り板２５と相手材２６（図２（ｃ）参照、合計６組）とが水平方向に相対移動して摩擦摺動し、制振機能を発揮することができる。

次に、本発明にかかる壁型摩擦ダンパの試験例について説明する。この試験では、図２５に示す壁型摩擦ダンパ５１を用いた。

この壁型摩擦ダンパ５１は、上記壁型摩擦ダンパ１と同様の構成を有し、全体が幅３ｍ×高さ１ｍ程度の寸法を有する試験用ダンパであって、上部構造物（不図示）に装着した上側架台５２と、下部構造物（不図示）に装着した下側架台５３と、上側架台５２にボルト６８及び添え板６６を介して固定される第３固定板５８と、第３固定板５８にボルト８５等によって固定される第１固定板５４、第２固定板５６及び座屈防止板７７と、下側架台５３にボルト７３及び添え板７１を介して固定される第３可動板６５と、第３可動板６５にボルト８６等によって固定される第１可動板６１及び第２可動板６３と、座屈防止板７７の外表面上に配置される応力分散金具７９等で構成され、座屈防止板７７と第１可動板６１との間、第１可動板６１と第１固定板５４との間、及び第１固定板５４と第３可動板６５との間には、図示しない摩擦部材等（合計６組）が介装され、この摩擦部材等は、図２（ｃ）に示した構成と同様に構成される。また、応力分散金具７９を介して上記部材をまとめて締め付ける締付手段８１、８２として、六角ボルト又はＰＣ鋼棒及び締付ナットを用い、各々所定のトルクで締め付けた。

図２６は、比較例１として、締付手段８１として、Ｍ３０強度区分１０．９の六角ボルトを、締付手段８２として、１種及び３種のナットを用い、両ナットを所定のトルクで締め込むことで摩擦摺動面に所定の加圧力を保持した状態とし、上側架台５２と下側架台５３との間に種々の振動を加え、各々壁型摩擦ダンパ５１の摩擦抵抗力を計測して、１５kine程度までの速度依存性を試験で確認した結果を示す。同図より、０．１〜３．０kineにおける速度領域において抵抗力（ｋＮ）は、試験速度が増すにつれて増加する傾向を示すが、ばらつきが大きく再現性に劣る結果となった。このことから、Ｍ３０強度区分１０．９の六角ボルトとナットからなる締付手段８１、８２では、摩擦摺動面に所定の加圧力を保持した状態を十分に保つことができず、軸力の変化が大きいことが判る。

図２７は、比較例２として、締付手段８１として、Ｍ３０強度区分８．８の六角ボルトを、締付手段８２として、１種及び３種のナットを用い、両ナットを所定のトルクで締め込むことで摩擦摺動面に所定の加圧力を保持した状態とし、上側架台５２と下側架台５３との間に種々の振動を加え、各々壁型摩擦ダンパ５１の摩擦抵抗力を計測して、比較例１と同様に、１５kine程度までの速度依存性を試験で確認した結果を示す。尚、図中の黒丸と白丸は、日を改めて２日にわたって試験を行った各々異なる日のデータを示す。同図より、比較例１と同様、０．１〜３．０kineの速度領域での抵抗力（ｋＮ）のばらつきが大きく再現性に劣る結果となった。このことから、Ｍ３０強度区分８．８の六角ボルトとナットからなる締付手段８１、８２も、摩擦摺動面に所定の加圧力を保持した状態を十分に保つことができず、軸力の変化が大きいことが判る。

図２８は、実施例として、締付手段８１、８２として、ねじの呼びＭ３０（鋼棒呼び名２９ｍｍ）のＰＣ鋼棒及び締付ナットを用い、締付ナットを所定のトルクで締め込むことで摩擦摺動面に所定の加圧力保持した状態とし、上側架台５２と下側架台５３との間に種々の振動を加え、各々壁型摩擦ダンパ５１の摩擦抵抗力を計測して、比較例１及び２と同様に、１５kine程度までの速度依存性を試験で確認した結果を示す。尚、図中の黒丸と白丸は、日を改めて２日にわたって試験を行った各々異なる日のデータを示す。同図より、比較例１、２に比べ、０．１〜３．０kineの速度領域での抵抗力（ｋＮ）のばらつきが小さく、安定的な特性を示すことが判る。このことから、ＰＣ鋼棒と締付ナットからなる締付手段８１、８２を用いることにより、摩擦摺動面に所定の加圧力を保持した状態を十分に保つことができ、併せて本締付手段は、軸力の変化（加圧力の変化）を小さくすることが判る。

次に、リラグゼーション試験結果について、図２９を参照しながら説明する。この試験は、上記壁型摩擦ダンパ５１、上記Ｍ３０強度区分１０．９の六角ボルト、及び上記ＰＣ鋼棒を用い、各々を所定のトルクで締め込んだ後放置し、経過時間とともに軸力の変化を測定したものである。尚、導入されている軸力の値は、締込み前の歪量測定結果と、締込み後の歪量測定結果の値から算出したものである。同図において、（Ａ）は、ＰＣ鋼棒を用いた場合の時間経過に伴うボルト軸力の変化を示し、（Ｂ）は、六角ボルトを用いた場合の時間経過に伴うボルト軸力の変化を示し、（Ｃ）は、装置温度の変化を示す。

同図より、各ボルトの軸力は、装置温度の増減に追従するようにして増減を繰り返していることが判るが、（Ａ）と（Ｂ）を比較すると、（Ｂ）の軸力変動幅に対して、（Ａ）の方が、一日毎の変化及び長期的な変化の両方とも小さいことが判る。例えば、計測４５１０時間でのボルト軸力の最大値と最小値を比較すると、（Ｂ）は、１８．０ｋＮ〜３３．７ｋＮの軸力変化を示しているのに対し、（Ａ）は、８．７ｋＮ〜１２．２ｋＮの軸力変化と半分程度に少なく、温度により該壁型摩擦ダンパの各板部材の厚み方向の寸法が変化し、締付手段の長さ方向に負荷が作用しても、その変化を吸収する能力は、ＰＣ鋼棒が強度区分１０．９の六角ボルトより優れていることが判る。換言すれば、ＰＣ鋼棒の方がボルト軸力の安定性に優れているといえ、本特性により、前出した速度依存性の各実験結果における摩擦抵抗力の安定性を、皿ばね等の特別な機構を負荷しなくともＰＣ鋼棒と締付ナットの組み合わせで提供するものである。

本発明にかかる壁型摩擦ダンパの一実施の形態を示す図であって、（ａ）は組立正面図、（ｂ）は組立側面図である。（ａ）は、図１（ｂ）の上側架台と下側架台との間を示す拡大図、（ｂ）は、図１（ａ）のＢ部拡大図、（ｃ）は、（ａ）のＣ部拡大図である。図１の壁型摩擦ダンパの第１固定板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの第２固定板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの第３固定板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの第１可動板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの第２可動板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの第３可動板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの座屈防止板を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの応力分散金具を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの組立方法及び動作を説明するための斜視図である。図１の壁型摩擦ダンパの動作を説明するための斜視図である。本発明にかかる壁型摩擦ダンパの試験に用いたダンパを示し、（ａ）は組立正面図、（ｂ）は組立側面図である。本発明にかかる壁型摩擦ダンパにおいて、締付手段として、Ｍ３０強度区分１０．９六角ボルトを用いた場合の速度依存性試験データを示すグラフである。本発明にかかる壁型摩擦ダンパにおいて、締付手段として、Ｍ３０強度区分８．８六角ボルトを用いた場合の速度依存性試験データを示すグラフである。本発明にかかる壁型摩擦ダンパにおいて、締付手段として、Ｍ３０のＰＣ鋼棒を用いた場合の速度依存性試験データを示すグラフである。本発明にかかる壁型摩擦ダンパのリラグゼーション試験結果を示すグラフである。

符号の説明

１壁型摩擦ダンパ
２上側架台
３下側架台
４第１固定板
４ａ丸孔
４ｂ丸孔
６第２固定板
６ａ丸孔
８第３固定板
８ａ丸孔
１１第１可動板
１１ａ長孔
１１ｂ丸孔
１３第２可動板
１３ａ丸孔
１５第３可動板
１５ａ長孔
１５ｂ丸孔
１６添え板
１８高力ボルト
２１添え板
２３高力ボルト
２４アルミニウム板
２５滑り板
２６相手材
２７座屈防止板
２７ａ丸孔
２７ｂ丸孔
２９応力分散金具
２９ａ丸孔
３１ＰＣ鋼棒
３２締付ナット
３３摩擦部材等
３５ボルト
３６ボルト
３７ＰＣ鋼棒
４０上部構造物
４１下部構造物
５１壁型摩擦ダンパ
５２上側架台
５３下側架台
５４第１固定板
５６第２固定板
５８第３固定板
６１第１可動板
６３第２可動板
６５第３可動板
６６添え板
６８ボルト
７１添え板
７３ボルト
７７座屈防止板
７９応力分散金具
８１締付手段（六角ボルト又はＰＣ鋼棒）
８２締付手段（ナット又は締付ナット）
８５ボルト
８６ボルト

Claims

水平方向及び鉛直方向に所定の間隔で、各々水平方向に延設された複数の長孔を有し、下部材より鉛直方向に立設された可動板と、
前記可動板に配された長孔位置に対峙する位置に穿設された複数の丸孔を有し、上部材より鉛直方向に垂設された固定板と、
前記可動板と前記固定板とに挟まれるように配され、滑り材と相手材とからなり、前記可動板の鉛直方向に隣接する２つの長孔の間の領域の各々に、水平方向に連続して配される摩擦部材と、
前記可動板に設けられた複数の長孔の各々と、該各々の長孔と相対向する、前記可動板に穿設された丸孔の各々とを貫通するＰＣ鋼棒と、該ＰＣ鋼棒の各々と螺合する締付ナットとからなり、前記可動板と前記固定板とを締め付ける締付部材とを備え、
前記下部材と前記上部材との水平方向の相対変形により、前記摩擦部材の滑り材と相手材とが摩擦摺動することを特徴とする壁型摩擦ダンパ。
水平方向及び鉛直方向に所定の間隔で、各々水平方向に延設された複数の長孔を有し、上部材より鉛直方向に垂設された可動板と、
前記可動板に配された長孔位置に対峙する位置に穿設された複数の丸孔を有し、下部材より鉛直方向に立設された固定板と、
前記可動板と前記固定板とに挟まれるように配され、滑り材と相手材とからなり、前記可動板の鉛直方向に隣接する２つの長孔の間の領域の各々に、水平方向に連続して配される摩擦部材と、
前記可動板に設けられた複数の長孔の各々と、該各々の長孔と相対向する、前記可動板に穿設された丸孔の各々とを貫通するＰＣ鋼棒と、該ＰＣ鋼棒の各々と螺合する締付ナットとからなり、前記可動板と前記固定板とを締め付ける締付部材とを備え、
前記下部材と前記上部材との水平方向の相対変形により、前記摩擦部材の滑り材と相手材とが摩擦摺動することを特徴とする壁型摩擦ダンパ。
少なくとも１枚の前記可動板と、該可動板を挟むように、該可動板より１枚多く配された前記固定板とを備え、隣接する前記可動板と前記固定板との間の各々に、前記滑り材と相手材とからなる摩擦部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の壁型摩擦ダンパ。
前記締付部材は、さらに、前記ＰＣ鋼棒が貫通する孔を有する平板状応力分散金具を備え、該平板状応力分散金具が前記締付ナットと前記固定板との間に配されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の壁型摩擦ダンパ。
前記摩擦部材は、前記滑り材がアルミニウム板を介して前記可動板側又は前記固定板側のいずれか一方に固着され、前記相手材が前記可動板側又は前記固定板側のいずれか他方に固着されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の壁型摩擦ダンパ。
前記摩擦部材の滑り材は、エキスパンドメタル又は金網からなる網状体の基材と、該網状体の網目に充填されるとともに、該基材の一方の面に形成された合成樹脂製の滑り層を備え、該滑り層が前記相手板との接触面側に配されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の壁型摩擦ダンパ。
前記滑り層は、四フッ化エチレン樹脂を含むことを特徴とする請求項６に記載の壁型摩擦ダンパ。