JP6558153B2 - 制振構造 - Google Patents

Description

本発明は、架構に設けられている一方の部材と他方の部材との間に摩擦ダンパーが備えられている制振構造に関する。

架構に設けられている一方の部材と他方の部材との間に摩擦ダンパーが備えられている制振構造としては、たとえば、柱梁架構が備えるブレースに摩擦ダンパーが組み込まれた制振構造が知られている(例えば、特許文献１参照)。この制振構造に組み込まれている摩擦ダンパー１０１は、図６に示すように、架構１０２に設けられているブレース１０３の分断された一対のブレース分断片１０３ａ、１０３ｂに掛け渡されて設けられている。摩擦ダンパー１０１は、図８（ａ）に示すように、架け渡し方向に配置される第一板材１０４と、第一板材１０４の一方の面側に重合される第二板材１０５と、第一板材１０４の他方の面側に重合される第三板材１０６と、を有し、第一板材１０４の一方の端部が一方の部材としての一方のブレース分断片１０３ａに締結され、第二板材１０５は他方の部材としての他方のブレース分断片１０３ｂとの間に掛け渡された連結部材１０７を介して他方のブレース分断片１０３ｂに締結され、第三板材１０６は第二板材１０５との間に介在されたフィラープレート１０８とともに第二板材１０５に締結され、第一板材１０４、第二板材１０５、第三板材１０６が重合された部分は互いに対面方向に押圧されつつ、第一板材１０４と第二板材１０５及び第三板材１０６とが架け渡し方向に相対移動可能に接合されている。

特開２０００−３５２１１３号公報

近年、大地震に備えて、より制振効果が高い摩擦ダンパーが求められている。図８（ａ）に示すような摩擦ダンパー１０３では、第一板材１０４と第二板材１０５及び第三板材１０６とが対向する面積を広くすることにより、より高い制振効果が得られる。このため、ブレース１０１の全長におけるより広い範囲において第一板材１０４と第二板材１０５及び第三板材１０６とを対向させる必要がある。上記のような摩擦ダンパー１０１を備えた制振構造は、第二板材１０５と第三板材１０６とがフィラープレート１０８を介して締結されているフィラー締結部１０１ａと、他方のブレース分断片１０３ｂと連結部材１０７とが締結されている他方側締結部１０１ｂと、連結部材１０７と第二板材１０５とが締結されている連結締結部１０１ｃと、一方のブレース分断片１０３ａと第一板材１０４とが締結されている一方側締結部１０１ｄと、を有している。このため、限られたブレース１０３の範囲内において締結部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが占める領域が大きくなり、第一板材１０４と第二板材１０５及び第三板材１０６とが対向する面積が狭められてしまうという課題がある。また、締結部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが多いため締結するためのボルト及びナットの数が多くなり重量やコストが嵩むという課題がある。

また、第一板材１０４と第二板材１０５及び第三板材１０６とが対向する面積を広くした場合には、図７、図８（ｂ）に示すように他方側締結部１０１ｂ及び一方側締結部１０１ｄを架構１０２により近い位置に配置しなければならない。このとき、架構１０２をなす柱１０２ａや梁１０２ｂと交差するように設けられているブレース１０３の端部は、柱１０２ａや梁１０２ｂと鋭角をなすように配置されるため他方側締結部１０１ｂ及び一方側締結部１０１ｄの周囲の空間が狭く締結作業が困難になるという課題がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その主な目的は、より制振効果が高く施工が容易で、かつ、より軽量で安価な摩擦ダンパーを備えた制振構造を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の制振構造は、
架構に設けられた一方の部材と他方の部材との間に摩擦ダンパーが備えられている制振構造であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記一方の部材側に設けられた第一板材と、
前記他方の部材に直接締結されている固定板材と、
前記第一板材と前記固定板材との一方の面側にて掛け渡され前記固定板材に締結されている第二板材と、
前記第一板材と前記固定板材との他方の面側にて掛け渡されており前記固定板材に前記第二板材とともに締結されている第三板材と、
前記第一板材と前記第二板材及び前記第三板材とを相対移動可能に押圧している押圧部材と、
を有することを特徴とする制振構造である。

このような制振構造によれば、第二板材及び前記第三板材が第一板材との間に掛け渡されている固定板材が、他方の部材に直接締結されているので、固定板材と他方の部材とを連結するためだけの部材を必要としない。このため、固定板材と他方の部材とが締結されている領域を狭くすることが可能であり、第一板材と第二板材及び前記第三板材とが対向している領域を広くすることにより、制振効果がより高い摩擦ダンパーを提供することが可能である。また、連結するためだけの部材を用いないため、第一板材と第二板材及び第三板材とが対向している領域を広くしつつも、固定板材と他方の部材との締結部を架構から離れた位置に配置することが可能である。このため、固定板材と他方の部材とを容易に締結することが可能である。このため、より制振効果が高く施工が容易な摩擦ダンパーを備えた制振構造を提供することが可能である。

かかる制振構造であって、
前記固定板材は、
前記第二板材と前記第三板材との間隔より薄い板材でなり前記他方の部材と前記第二板材及び前記第三板材とを連結している連結板材と、
前記連結板材と前記第二板材との間及び前記連結板材と前記第三板材との間のうちの少なくとも一方に介装されている介装板材と、
を有することが望ましい。

このような制振構造によれば、固定板材として、第二板材と第三板材と他方の部材とを連結するための薄い板材でなる連結板材と、薄い板材でなる連結板材と第二板材または連結板材と第三板材との間に介装される介装板材を用いることにより、固定板材を単一の板材で形成する場合より連結板材及び介装板材を薄くすることが可能であり、全体として固定板材を小さくすることにより重量及びコストを低減することが可能である。

かかる制振構造であって、
前記他方の部材と前記固定板材とを締結している第一締結部と、
前記第三板材を前記第二板材とともに前記固定板材に締結している第二締結部と、
を有することが望ましい。

このような制振構造によれば、第二板材と第三板材とを第一締結部と第二締結部とだけで固定板材に固定することが可能である。このため、締結部が少なく、締結部が占める領域が小さくなるので、第一板材と第二板材及び第三板材とが対向している領域を容易に広げることが可能であり、また、締結するための部材が少なくなるので重量やコストを低減することが可能である。

かかる制振構造であって、
前記一方の部材と前記他方の部材とは、前記架構を構成する架構構成部材と交差する姿勢にて設けられていることが望ましい。

このような制振構造によれば、一方の部材及び他方の部材は架構構成部材に対して鋭角をなすように配置される。この場合であっても、第一板材と第二板材及び第三板材とが対向する領域を広くしつつも、一方の部材及び他方の部材との締結部を架構から離れた位置に配置することができるので、一方の部材及び他方の部材との間に容易に摩擦ダンパーを備えることが可能である。

本発明によれば、より制振効果が高く施工が容易で、かつ、より軽量で安価な摩擦ダンパーを備えた制振構造を提供することが可能である。

本発明に係る制振構造を示す図である。 図１におけるＡ部の拡大図である。 本発明に係る制振構造の第一変形例を示す図である。 本発明に係る制振構造の第二変形例を示す図である。 図４におけるＢ部の拡大図である。 従来の制振構造を示す図である。 従来の制振構造における課題を説明するための図である。 図８（ａ）は、図６におけるＣ部の拡大図であり、図８（ｂ）は、図７におけるＤ部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明に係る制振構造を示す図であり、図２は、図１におけるＡ部の拡大図である。

本実施形態においては、建物の柱梁架構に摩擦ダンパーが組み込まれた制振構造を例に挙げて説明する。

図１に示すように、摩擦ダンパー１は、Ｈ型鋼でなる柱梁架構２の左右に一対配置されたブレース３にそれぞれ組み込まれている。より具体的には、各ブレース３は、柱梁架構２に係る上梁２ａの端部たる仕口部２ｂと下梁２ｃの中央部２ｄとを結ぶ線分を架け渡し方向として、これらに架け渡されている。すなわち、各ブレース３は、柱梁架構２を構成する架構構成部材としての柱２ｆ及び梁２ａ、２ｃと交差する姿勢にて設けられ、柱２ｆ及び梁２ａ、２ｃと鋭角をなしている。

また、各ブレース３は、それぞれ、架け渡し方向の適宜位置で互いに間隔を隔てるように分断されて、互いに相対移動可能である。ブレース３の分断された一方のブレース分断片３ａと他方のブレース分断片３ｂとの間に摩擦ダンパー１が介在されている。すなわち、摩擦ダンパー１は、ブレース３毎に設けられている。

図１の例では、摩擦ダンパー１は、ブレース分断片３ａ、３ｂのウエブ３ａｗ、３ｂｗとフランジ３ａｆ、３ｂｆにおけるウエブ３ａｗ、３ｂｗを挟んで両側とにそれぞれ設けられているが、その構造は同じなので、以下では、フランジ３ａｆ、３ｂｆの片側に設置された摩擦ダンパー１を例に挙げて説明する。

図２に示すように、摩擦ダンパー１は、柱梁架構２に設けられた一方の部材としての、分断された一方のブレース分断片３ａにボルトとナットとにより一体に締結された第一板材４と、柱梁架構２を構成する他方の部材としての、分断された他方のブレース分断片３ｂにボルトとナットとにより一体に締結された固定板材としてのフィラープレート５と、フィラープレート５にボルトとナットとにより一体に締結され、フィラープレート５に対し他方のブレース分断片３ｂと同じ側にて第一板材４に掛け渡された第二板材６と、フィラープレート５にボルトとナットとにより一体に締結され、フィラープレート５に対し一方のブレース分断片３ａと同じ側にて第一板材４に掛け渡された第三板材７と、第一板材４、第二板材６及び第三板材７を互いに押圧させつつ所定値以上の外力により第一板材４と第二板材６及び第三板材７とを相対移動可能に押圧する押圧部材９と、を有している。ここで、フィラープレート５の厚みは、第一板材４の厚み、すなわち第二板材６と第三板材７との間隔と等しい厚みに設定されている。また、他方のブレース分断片３ｂとフィラープレート５とがボルトとナットとにより一体に締結された締結部が第一締結部１ａに相当し、フィラープレート５と第二板材６及び第三板材７とがボルトとナットとにより一体に締結された締結部が第二締結部１ｂに相当する。

第一板材４、第二板材６及び第三板材７の圧接は、適宜な押圧部材９によりなされ、ここでは、押圧部材９として、高力ボルト９ａ及びこれに螺合するナット９ｂと、第一板材４、第二板材６及び第三板材７に互いに押圧力を付勢する皿ばね９ｃとが用いられている。すなわち、第一板材４にはブレース３が掛け渡されている方向に沿う第一貫通長孔が、第二板材６には第二貫通孔が、第三板材７には第三貫通孔が、それぞれ板厚方向に貫通形成されている。そして、第一貫通長孔、第二貫通孔及び第三貫通孔には串刺し状に挿通された高力ボルト９ａに積層された皿ばね９ｃが挿通され、高力ボルト９ａの先端部にナット９ｂが螺合されている。

第一板材４が第二板材６と第三板材７との間に挟まれた状態で、高力ボルト９ａとナット９ｂとの螺合により押圧されるとともに皿ばね９ｃが圧縮され、当該螺合に伴って高力ボルト９ａには引っ張りの軸力が生じている。よって、この軸力を反力として圧接力が、第一板材４、第二板材６及び第三板材７に作用し、これにより、摩擦力が生じる。この各摩擦力が柱梁架構２の振動の減衰力として作用する。

本実施形態の制振構造によれば、第二板材６と第三板材７が掛け渡されているフィラープレート５が、柱梁架構２の他方のブレース分断片３ｂにボルトとナットにより直接締結されているので、フィラープレート５と他方のブレース分断片３ｂとを連結するためだけの部材を必要としない。

より具体的には、図６〜図８に示した従来の摩擦ダンパー１０１を備えた制振構造は、他方のブレース分断片１０３ｂと第二板材１０５とを連結するための連結部材１０７と、第二板材６と第三板材７との間に介装されるフィラープレート１０８とを有しており、それらを締結するフィラー締結部１０１ａ、他方側締結部１０１ｂ、連結締結部１０１ｃを有していた。一方、本実施形態の摩擦ダンパー１を備えた制振構造は、第二板材６と第三板材７との間に介装されたフィラープレート５が他方のブレース分断片３ｂにボルトとナットとにより直接締結されている。このため、従来２つの部材であった連結部材１０７とフィラープレート１０８をフィラープレート５のみにしたことにより、部材を減らすことが可能となった。

部材が減ることにより、従来は、第二板材１０５及び第三板材１０６を他方の分断片１０３ｂに固定するためにフィラー締結部１０１ａ、他方側締結部１０１ｂ、連結締結部１０１ｃという３つの締結部を有していたが、本実施形態では、第一締結部１ａと第二締結部１ｂという２つの締結部にて固定することが可能となった。このため、ブレース３において締結部１ａ、１ｂが占める領域、すなわち第二板材６及び第三板材７と他方のブレース分断片３ｂとを締結する領域を、従来の制振構造より狭くすることが可能である。そして、第一板材４と第二板材６及び第三板材７とが対向する領域を広くすることにより、制振効果がより高い摩擦ダンパー１を提供することが可能である。また、連結するためだけの部材を用いないため、第一板材４と第二板材６及び第三板材７とが対向する領域を広くしつつも、フィラープレート５と他方のブレース分断片３ｂとの締結部を柱梁架構２の仕口部２ｂから離れた位置に配置することが可能である。

特に、ブレース３は、柱梁架構２を構成する柱２ｆ及び梁２ａ、２ｃに対して交差する姿勢、すなわち柱２ｆ及び梁２ａ、２ｃに対して斜めに設けられているので、摩擦ダンパー１が固定される一方のブレース分断片３ａ及び他方のブレース分断片３ｂは、柱２ｆまたは梁２ａ、２ｃと鋭角をなしている。このため、一方のブレース分断片３ａ及び他方のブレース分断片３ｂと摩擦ダンパー１との締結部が柱２ｆ及び梁２ａ、２ｃに近づくと取り付け作業が困難であるが、本実施形態の制振構造によれば、フィラープレート５と他方のブレース分断片３ｂとの第一締結部１ａ、及び、第一板材４と一方のブレース分断片３ａとの締結部１ｃを柱２ｆまたは梁２ａ、２ｃから離した位置に配置できるため、一方のブレース分断片３ａ及び他方のブレース分断片３ｂとの間に容易に摩擦ダンパー１取り付けることが可能である。このため、フィラープレート５と他方のブレース分断片３ｂとを容易に締結することが可能である。

さらに、従来の制振構造にて用いた連結部材１０７とフィラープレート１０８とを一体としたフィラープレート５としたことにより部材を減らし、更に締結部を減らすことにより使用するボルト・ナットの数も低減することができるので重量及びコストを低減することが可能である。このため、より制振効果が高く施工が容易で、かつ、より軽量で安価な摩擦ダンパー１を備えた制振構造を提供することが可能である。

上記実施形態においては、第二板材６と第三板材７とに第一板材４とともに挟まれる固定板材を、第二板材６と第三板材７との間隔と同じ厚みをなす１枚のフィラープレート５とした例について説明したが、これに限るものではない。図３は、本発明に係る制振構造の第一変形例を示す図である。例えば、図３に示すように、固定板材が、他方のブレース分断片３ｂと第二板材６とを連結する連結板材５ａと、連結板材５ａと第三板材７との間にて連結板材５ａと重ねられ、第二板材６と第三板材７との間に介装される介装板材としてのフィラープレート５ｂとの２枚の板材により構成されていても構わない。この場合には、連結板材５ａとフィラープレート５ｂを重ねた厚みが第一板材４の厚み、すなわち第二板材６と第三板材７との間隔と等しくなるように構成されている。すなわち、フィラープレート５ｂは、連結板材５ａの厚みと第二板材６と第三板材７との間隔との差により生じる空隙を埋めている。このとき、フィラープレート５ｂを、連結板材５ａの両面に配置して、連結板材５ａと第二板材６及び第三板材７との間に各々設けても構わない。

このような場合には、連結板材５ａとフィラープレート５ｂとで構成することにより、単一の部材でなるフィラープレート５の場合より、構成する連結板材５ａとフィラープレート５ｂとの厚みを薄くすることができるとともにフィラープレート５ｂのサイズを小さくすることができるので、軽量化が図れるとともにコストを低減することが可能である。

また、上記実施形態においては、摩擦ダンパー１の第一板材４が一枚で構成された例について説明したが、これに限らず、第一板材４を複数枚備えた構成であっても構わない。図４は、本発明に係る制振構造の第二変形例を示す図であり、図５は、図４におけるＢ部の拡大図である。例えば、図４、図５は、第一板材４を複数枚備えた場合の一例として２枚の第一板材４を有する摩擦ダンパー１０を備えた例を示している。

よって、この構成によれば、第一板材４が一枚で構成された場合よりも、これにより生じうる摩擦力を増大させることができる。

また、図４、図５における第一板材４の枚数は、何等上述の２枚に限るものではなく、三枚以上であっても良い。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 摩擦ダンパー
１ａ 第一締結部
１ｂ 第二締結部
１ｃ 締結部
２ 柱梁架構
２ａ 上梁（架構構成部材）
２ｂ 仕口部
２ｃ 下梁（架構構成部材）
２ｄ 中央部
２ｆ 柱（架構構成部材）
３ ブレース
３ａ 一方のブレース分断片（一方の部材）
３ａｆ フランジ
３ａｗ ウエブ
３ｂ 他方のブレース分断片（他方の部材）
３ｂｆ フランジ
３ｂｗ ウエブ
４ 第一板材
５ フィラープレート（固定板材）
５ａ 連結板材
５ｂ フィラープレート（介装板材）
６ 第二板材
７ 第三板材
９ 締結部材
９ａ 高力ボルト
９ｂ ナット
９ｃ 皿ばね
１０ 摩擦ダンパー
１０１ 摩擦ダンパー
１０１ａ フィラー締結部
１０１ｂ 他方側締結部
１０１ｃ 連結締結部
１０１ｄ 一方側締結部
１０２ 架構
１０３ ブレース
１０３ａ 一方のブレース分断片
１０３ｂ 他方のブレース分断片
１０４ 第一板材
１０５ 第二板材
１０６ 第三板材
１０７ 連結部材

Claims (4)

1. 架構に設けられた一方の部材と他方の部材との間に摩擦ダンパーが備えられている制振構造であって、
   前記摩擦ダンパーは、
   前記一方の部材側に設けられた第一板材と、
   前記他方の部材に直接締結されている固定板材と、
   前記第一板材と前記固定板材との一方の面側にて掛け渡され前記固定板材に締結されている第二板材と、
   前記第一板材と前記固定板材との他方の面側にて掛け渡されており前記固定板材に前記第二板材とともに締結されている第三板材と、
   前記第一板材と前記第二板材及び前記第三板材とを相対移動可能に押圧している押圧部材と、
   を有することを特徴とする制振構造。
2. 請求項１に記載の制振構造であって、
   前記固定板材は、
   前記第二板材と前記第三板材との間隔より薄い板材でなり前記他方の部材と前記第二板材及び前記第三板材とを連結している連結板材と、
   前記連結板材と前記第二板材との間及び前記連結板材と前記第三板材との間のうちの少なくとも一方に介装されている介装板材と、
   を有することを特徴とする制振構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の制振構造であって、
   前記他方の部材と前記固定板材とを締結している第一締結部と、
   前記第三板材を前記第二板材とともに前記固定板材に締結している第二締結部と、
   を有することを特徴とする制振構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制振構造であって、
   前記一方の部材と前記他方の部材とは、前記架構を構成する架構構成部材と交差する姿勢にて設けられていることを特徴とする制振構造。

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