JPH01318627A - Oscillation suppressing method for structure with friction - Google Patents
Oscillation suppressing method for structure with frictionInfo
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野Ｊ
この発明は、建築物の柱と梁とで構成される架構の内側
に摩擦ダンパーを配置することで、この建築物の地震動
等の揺れを抑制する摩擦による建築物の振動抑制方法に
関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application J] This invention dampens the shaking caused by seismic motion of the building by arranging a friction damper inside the frame composed of pillars and beams of the building. This invention relates to a method for suppressing vibrations in buildings by suppressing friction.
「従来の技術及びその課題」
近年、日本国内においても高層建築物が多数構築される
ようになっている。この場合、世界有数の地震国である
日本においては、大地震時において建築物の崩壊を防止
するといった耐震安全性の確保は勿論のこと、中小地震
等において建築物の揺れをできるだけ抑制する制置・免
震機能を建築物に持たせることで、居住者に与える心理
的不安感を緩和することが望まれている。"Conventional technology and its problems" In recent years, many high-rise buildings have been constructed in Japan. In this case, in Japan, which is one of the world's most earthquake-prone countries, in addition to ensuring seismic safety by preventing buildings from collapsing in the event of a major earthquake, it is also necessary to implement measures to suppress the shaking of buildings as much as possible in small and medium-sized earthquakes.・It is hoped that providing buildings with seismic isolation functions will alleviate the psychological anxiety caused to residents.
また、近年インテリジェントビルに代表されるように、
建築物内には電子計算機、ＯＡ機器、通信施設等の重要
機器が収納されることが多くなってきている。もし、こ
れらの重要機器が地震によって破壊されたならば、それ
による社会的影響は計り知れない大きいものがあるが、
これらの重要機器はそれ自体がすべて耐震設計されてい
るとは限らないため、建築物側で何等かの手段を講じて
おく必要がある。In addition, as exemplified by intelligent buildings in recent years,
Important equipment such as computers, OA equipment, and communication facilities are increasingly housed in buildings. If these important equipment were to be destroyed by an earthquake, the social impact would be immeasurable.
Not all of these important devices themselves are designed to be earthquake resistant, so it is necessary for the building to take some measures.
この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、建築物が
地震動等によって揺れた際にこれを効率良く抑制するこ
との可能な摩擦による建築物の振動抑制方法の提供を目
的としている。This invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a method for suppressing vibration of a building using friction, which can efficiently suppress shaking of a building due to earthquake motion or the like.
「課題を解決するための手段」
この発明は、建築物の柱と梁とで構成される架構内に交
叉されて配置されたブレースの交叉部に、複数枚の摩擦
板が相対的回動自在な状態で圧接されて構成される摩擦
ダンパーを配置し、建築物が振動した際に前記ブレース
に作用する軸力を用いて前記摩擦板を互いに回動させる
と共に、これら摩擦板間の摩擦力により建築物の振動を
抑制するような建築物の振動抑制方法を構成して、前記
課題を解決している。"Means for Solving the Problem" This invention provides a structure in which a plurality of friction plates are relatively rotatable at the intersections of braces that are arranged to intersect in a frame consisting of pillars and beams of a building. A friction damper is arranged that is press-welded in a state of The above problem is solved by configuring a building vibration suppression method that suppresses building vibration.
［実施例Ｊ
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。[Embodiment J] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図ないし第３図は、この発明の第一実施例に適用さ
れる摩擦ダンパーを示す図である。これら図において、
符号１は柱、符号２は梁であり、いずれも鉄骨で形成さ
れている。そして、これら１対の柱１．１及び梁２．２
で構成される架構内側の対角線り上には、一対のブレー
ス３．３が交叉されて配置されていると共に、これらブ
レース３．３の交叉部には、摩擦ダンパー４が配置され
ている。1 to 3 are diagrams showing a friction damper applied to a first embodiment of the present invention. In these figures,
Reference numeral 1 is a column, and reference numeral 2 is a beam, both of which are made of steel. And these pair of pillars 1.1 and beams 2.2
A pair of braces 3.3 are arranged to intersect on a diagonal line inside the frame, and a friction damper 4 is arranged at the intersection of these braces 3.3.
この摩擦ダンパー４は、第２図ないし第３図に示すよう
に、同軸上に配置された２枚の円板状の摩擦板５．５か
ら概略構成されている。摩擦板５の一方の面は、水平面
に形成された周縁部５ａと、この周縁部５ａよりも窪ん
で形成された中央部５ｂとから構成されている。摩擦板
５の細心にはこれを厚さ方向に貫通する貫通孔６が形成
されている。これら摩擦板５．５の外径は路間−とされ
、その周縁部５ａ、５ａを互いに接した状態で同軸上に
配置され、かつ、これらの貫通孔６．６にポルト７、ナ
ツト８が挿通、緊締されることで、相対的回動自在な状
態で互いに圧接されている。なお、これら摩擦板５．５
の回動をスムースにする目的で、ポルト７、ナツト８と
摩擦板５．５との間にはグリースが塗布されたり、ある
いは含油軸受材が介在されたりするが、他の周知手段を
用いても良いことは勿論である。As shown in FIGS. 2 and 3, this friction damper 4 is generally composed of two disc-shaped friction plates 5.5 arranged coaxially. One surface of the friction plate 5 is composed of a peripheral portion 5a formed in a horizontal plane and a central portion 5b recessed from the peripheral portion 5a. A through hole 6 is formed in each of the friction plates 5 to penetrate through the friction plate 5 in the thickness direction. The outer diameter of these friction plates 5.5 is set to 1.5 mm, and they are arranged coaxially with their peripheral edges 5a, 5a in contact with each other, and a port 7 and a nut 8 are inserted into these through holes 6.6. By being inserted and tightened, they are pressed against each other in a relatively rotatable state. In addition, these friction plates 5.5
For the purpose of smooth rotation, grease is applied between the port 7, nut 8 and the friction plate 5.5, or an oil-impregnated bearing material is interposed, but other well-known means may be used. Of course, this is also a good thing.
これら摩擦板５．５の相接する周縁部５ａ１５ａの少な
くとも一方の面には、第４図に示すように、その周方向
に間隔をおいて摩擦材９．９、・・・が貼付されている
。この摩擦材９には、例えば燐青銅、真鍮、カーボング
ラファイト、焼結材等を薄板状に形成したものが用いら
れるが、摩擦熱による焼き付は防止及び均質な摩擦力が
得られる材質であれば周知の材質から適宜選択されれば
良い。As shown in FIG. 4, friction materials 9.9, . There is. The friction material 9 may be made of, for example, phosphor bronze, brass, carbon graphite, sintered material, etc. formed into a thin plate, but any material that can prevent seizure due to frictional heat and provide a uniform frictional force may be used. For example, the material may be appropriately selected from known materials.
あるいは、摩擦力を向上させる目的でブレーキライニン
グ材を用いても良いことは勿論である。まｔ；、摩擦材
９の貼付面積及び貼付間隔も任意であり、摩擦ダンパー
４により得ようとする摩擦力に応じて適宜選択されれば
良い。Alternatively, it goes without saying that a brake lining material may be used for the purpose of improving frictional force. Also, the pasting area and pasting interval of the friction material 9 are also arbitrary, and may be appropriately selected depending on the frictional force to be obtained by the friction damper 4.
前記ブレース３は、それぞれ２本の斜材１０、ｌＯに分
割構成されている。そして、摩擦ダンパー４は、これら
４本の斜材１０．１０．・・・を介して前記柱１．１及
び梁２．２に連結されている。The brace 3 is divided into two diagonal members 10 and 10, respectively. The friction damper 4 consists of these four diagonal members 10, 10. It is connected to the pillar 1.1 and the beam 2.2 via...
斜材１０は、その一端が柱・梁の接合部Ｃに取り付けら
れたガセットプレート１１にピン接合され、かつその他
端がいずれか一方の摩擦板５の外面、すなわち周縁部５
ａが形成されていない他方の面にポルト１２を介してピ
ン接合されている。このポルト１２と摩擦板５との間に
も、前述と同様に斜材１０と摩擦板５との間の相対的回
動をスムースにする手段が講じられている。ブレース３
を構成する２本の斜材１０，１０は、それぞれ同一の摩
擦板５に連結され、その取付位置は、摩擦板５の軸心を
挾んで前記対角線りから偏心した位置で、かつ、前記摩
擦材９を臨む位置より内側の位置とされている。One end of the diagonal member 10 is pin-jointed to a gusset plate 11 attached to the joint C of the column and beam, and the other end is connected to the outer surface of one of the friction plates 5, that is, the peripheral edge 5.
It is pin-jointed via a port 12 to the other surface on which a is not formed. Also between the port 12 and the friction plate 5, a means is provided to smooth the relative rotation between the diagonal member 10 and the friction plate 5, as described above. brace 3
The two diagonal members 10, 10 constituting the are each connected to the same friction plate 5, and their mounting positions are eccentric from the diagonal line with the axis of the friction plate 5 in between, and The position is located inside the position facing the material 9.
次に、前述の如き構成を用いて、この発明の第一実施例
である摩擦による建築物の振動抑制方法について説明す
る。Next, a method for suppressing vibration of a building using friction, which is a first embodiment of the present invention, will be explained using the above-described configuration.
摩擦ダンパー４が取り付けられた建築物に地震力が作用
すると、柱１．１及び梁２．２で構成される架構に変形
が生じ、ブレース３を構成する斜材１０，１０にそれぞ
れ圧縮力又は引張力が作用する。例えば、第５図に示す
ように、斜材１Ｏ１１０に圧縮方向の軸力Ｐがそれぞれ
生じたとすると、斜材ｔｏ、１０の取付位置の偏心量を
ａとすれは、一対の斜材１０．１０によって２ａＰの偶
力が作用して摩擦板５が一方向に回転（図示例の場合は
右回り）する。地震時に前記架構が変形すると、斜材１
０．１０、・・・には引張・圧縮の軸力が交互に作用す
るから、２枚の摩擦板５．５はそれぞれ逆方向に回転す
る。そして、これら摩擦板５．５の回転により相接する
周縁部５ａ、５ａの面（摩擦材９．９表面）に摩擦力が
発生するため、建築物の振動エネルギーの一部がこの摩
擦力に抗して摩擦板５．５を回転させるエネルギーに消
費され、このエネルギーは摩擦材９．９での熱エネルギ
ーに変換されて吸収される。よって、この実施例の建築
物の振動抑制方法によれば、建築物の振動エネルギーを
摩擦ダンパー４における摩擦板５．５（摩擦材９．９）
の摩擦力で吸収することで、建築物の振動を抑制するこ
とができる。When seismic force acts on the building to which the friction damper 4 is attached, the frame consisting of the columns 1.1 and beams 2.2 is deformed, and the diagonal members 10, 10 forming the brace 3 are subjected to compressive force or A tensile force acts. For example, as shown in FIG. 5, if an axial force P in the compression direction is generated in each diagonal member 1O110, the amount of eccentricity at the mounting position of the diagonal members to and 10 is a, and the pair of diagonal members 10 and 10 are As a result, a couple of 2aP acts, causing the friction plate 5 to rotate in one direction (clockwise in the illustrated example). When the structure deforms during an earthquake, diagonal members 1
Since tensile and compressive axial forces act alternately on 0.10, . . . , the two friction plates 5.5 rotate in opposite directions. As the friction plates 5.5 rotate, frictional force is generated on the surfaces of the peripheral edges 5a, 5a (surfaces of the friction material 9.9), which are in contact with each other, so that part of the vibration energy of the building is absorbed by this frictional force. Energy is consumed to rotate the friction plate 5.5 against the friction material 9.9, and this energy is converted into thermal energy and absorbed by the friction material 9.9. Therefore, according to the method for suppressing vibrations in a building according to this embodiment, the vibration energy of the building is transferred to the friction plate 5.5 (friction material 9.9) in the friction damper 4.
By absorbing the frictional force, vibrations in buildings can be suppressed.
ここで、摩擦板５への斜材１０，１０、・・・の取付位
置が摩擦材９．９、・・・の内側にあるので、摩擦板５
の軸心から摩擦材９までの距離をｒとすれば、斜材ｌＯ
１・・・の軸方向の移動は摩擦材９、・・・の面上にお
いてｒ ／ ａ倍に拡大され、これにより前述した摩擦
による工坏ルギーの吸収効率が向上する。すなわち、第
５図に示すように、一方の摩擦板５の回転角をθとすれ
ば、摩擦材９、・・・の面上の動きは２ｒθとなる。−
例として、ｒ／ａ＝２とし、斜材１０．１０が摩擦板５
の取付部においてそれぞれ１ ｃｍずつ変位したとすれ
ば、摩擦材９、・・・の相対すべり量は４ｃｍになる。Here, since the mounting positions of the diagonal members 10, 10, . . . on the friction plate 5 are inside the friction members 9, 9, .
If the distance from the axis of the friction member 9 to the friction member 9 is r, then the diagonal member lO
The axial movement of the friction members 9, . . . is magnified by a factor of r/a on the surfaces of the friction members 9, . That is, as shown in FIG. 5, if the rotation angle of one friction plate 5 is θ, the movement of the friction members 9, . . . on the surface becomes 2rθ. −
As an example, assume that r/a=2, and the diagonal member 10.10 is the friction plate 5.
If the mounting portions of the friction members 9, .
回転角θによって失われるエネルギーＥは、摩擦材９、
・・・に作用する圧力をＰ１摩擦係数をμどすれば、
Ｅ＝２ｒθμＰ
となる。すなわち、摩擦ダンパー４によって消費される
エネルギーは、回転角θと全圧力Ｐに比例する。この全
圧力Ｐは、摩擦板５．５を互いに連結するポルト６、ナ
ツト７の締付は力によって導入される圧力である。従っ
て、これら摩擦板５．５に所定の軸力が導入されるよう
に、ポルト６、ナツト７を締め付ける必要がある。実際
には、予め締付はトルクと軸力との較正試験を行い、所
定の締付はトルクによってボルト締めすることで、摩擦
板５．５に所定の軸力を導入する。しかし、この軸力を
正確に管理する必要がある場合には、例えば第１３図に
示すように、ポルト６と摩擦板５との間にスプリング１
３等の弾性部材を介在しておけば良い。The energy E lost due to the rotation angle θ is the friction material 9,
If we divide the pressure acting on P1 by μ by the friction coefficient, we get E=2rθμP. That is, the energy consumed by the friction damper 4 is proportional to the rotation angle θ and the total pressure P. This total pressure P is the pressure introduced by the tightening force of the ports 6 and nuts 7 that connect the friction plates 5.5 to each other. Therefore, it is necessary to tighten the port 6 and nut 7 so that a predetermined axial force is introduced into these friction plates 5.5. Actually, a calibration test of torque and axial force is performed before tightening, and predetermined tightening is performed by tightening bolts with torque to introduce a predetermined axial force into the friction plate 5.5. However, if it is necessary to accurately manage this axial force, a spring may be inserted between the port 6 and the friction plate 5, as shown in FIG.
An elastic member such as No. 3 may be used.
なお、第６図に、摩擦力Ｆ（−μＰ）とすべり量μθと
の履歴特性を示す。この履歴特性の面積が１サイクルに
よって失われるエネルギーに相当する。図に示すように
、摩擦ダンパー４は他のオイルダンパー等の粘性ダンパ
ーや鋼棒ダンパー等の履歴ダンパーに比較して履歴特性
の面積が広く、従ってエネルギー吸収能も大きいことが
特徴である。Incidentally, FIG. 6 shows the history characteristics of the frictional force F (-μP) and the slip amount μθ. The area of this hysteresis characteristic corresponds to the energy lost in one cycle. As shown in the figure, the friction damper 4 is characterized in that it has a wider area of hysteresis characteristics and therefore has a greater energy absorption capacity than other viscous dampers such as oil dampers and hysteresis dampers such as steel bar dampers.
次に、第７図ないし第９図は、この発明の第二実施例に
適用される摩擦ダンパーを示す図である。Next, FIGS. 7 to 9 are diagrams showing a friction damper applied to a second embodiment of the present invention.
なお、以下の説明において、前記第一実施例と同一の構
成要素については同一の符号を付し、その説明を省略す
る。第７図ないし第９図において、符号ｌは柱、符号２
は梁であり、いずれも鉄骨で形成されている。そして、
これら１対の柱１．１及び梁２．２で構成される架構内
側の対角線り上には、一対のブレース３．３が交叉され
て配置されていると共に、これらブレース３．３の交叉
部には摩擦ダンパー２０が配置されている。In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In Figures 7 to 9, the symbol l is a column, and the symbol 2 is a column.
are beams, and both are made of steel. and,
A pair of braces 3.3 are arranged to intersect with each other on the diagonal line inside the frame composed of the pair of columns 1.1 and beams 2.2, and the intersection of these braces 3.3 A friction damper 20 is arranged.
この摩擦ダンパー２０は、第８図に示すように、平面視
長方形に形成された平板状の摩擦板２１．２１、・・・
がその両端部において交互に複数枚積層され、全体とし
て正方形状に形成されていると共に、これら摩擦板２１
，２１、・・・の両端部がそれぞれポルト２２、ナツト
２３により緊締されることで、相対的回動自在な状態で
互いに圧接された四辺形のリンク機構を構成している。As shown in Fig. 8, this frictional damper 20 is a flat -shaped friction plate formed on a planar visual square 21.21, ...
A plurality of friction plates 21 are stacked alternately at both ends, and are formed into a square shape as a whole.
, 21, . . . are respectively tightened by a port 22 and a nut 23, thereby forming a quadrilateral link mechanism that is pressed against each other in a relatively rotatable state.
これら摩擦板２１，２１の相接する面のうち少なくとも
一方の面には、第９図に示すように平面視正方形の平板
状の摩擦材２４．２４、・・・が貼付されている。この
摩擦材２４には、例えば燐青銅、真鍮、カーボングラフ
ァイト、焼結材等を薄板状に形成したものが用いられる
が、摩擦熱による焼き付は防止及び均質な摩擦力が得ら
れる材質であれば周知の材質から適宜選択されれば良い
。あるいは、摩擦力を向上させる目的でブレーキライニ
ング材を用いても良いことは勿論である。また、摩擦材
２４の貼付面積も任意であり、摩擦ダンパー２０により
得ようとする摩擦力に応じて適宜選択されれば良い。As shown in FIG. 9, flat plate-shaped friction materials 24, 24, . The friction material 24 may be made of, for example, phosphor bronze, brass, carbon graphite, sintered material, etc. formed into a thin plate, but any material that can prevent seizure due to frictional heat and provide a uniform frictional force may be used. For example, the material may be appropriately selected from known materials. Alternatively, it goes without saying that a brake lining material may be used for the purpose of improving frictional force. Further, the area to which the friction material 24 is attached is also arbitrary, and may be appropriately selected depending on the frictional force to be obtained by the friction damper 20.
前記ブレース３は、それぞれ２本の斜材２５．２５に分
割構成されている。そして、摩擦ダンパー２０は、これ
ら４本の斜材２５．２５、・・・を介して前記柱１，１
及び梁２．２に連結されている。The brace 3 is divided into two diagonals 25, 25, respectively. The friction damper 20 is connected to the pillars 1, 1 through these four diagonal members 25, 25, .
and connected to beam 2.2.
斜材２５は、その一端が柱・梁の接合部Ｃに取り付けら
れたガセットプレート２６にピン接合され、かつその他
端が前記ポルト２２、ナツト２３を介して摩擦ダンパー
２０にピン接合されている。なお、これら斜材２５．２
５、・・・の回動をスムースにする目的で、ポルト２２
、ナツト２３と斜材２５、・・・との間にはグリースが
塗布されたり、あるいは含油軸受材が介在されたりする
が、他の周知手段を用いても良いことは勿論である。One end of the diagonal member 25 is pin-jointed to a gusset plate 26 attached to the column-beam joint C, and the other end is pin-jointed to the friction damper 20 via the port 22 and nut 23. In addition, these diagonal members 25.2
5. For the purpose of smoothing the rotation of..., Porto 22
, the nut 23 and the diagonal member 25, . . . , grease is applied or an oil-impregnated bearing material is interposed, but it goes without saying that other well-known means may be used.
次に、前述の如き構成を用いて、この発明の第二実施例
である摩擦による建築物の振動抑制方法について説明す
る。Next, a second embodiment of the present invention, which is a method for suppressing vibrations of a building by friction, will be described using the above-described configuration.
摩擦ダンパー２０が取り付けられた建築物に地震力が作
用すると、柱１．１及び梁２．２で構成される架構に変
形が生じ、ブレース３を構成する斜材２５．２５にそれ
ぞれ圧縮力又は引張力が作用する。従って、第１Ｏ図に
示すように、摩擦ダンパー２０は全体として平行四辺形
状に変形する。When seismic force acts on the building to which the friction damper 20 is attached, the frame consisting of the columns 1.1 and beams 2.2 is deformed, and the diagonal members 25 and 25 forming the brace 3 are subjected to compressive force or A tensile force acts. Therefore, as shown in FIG. 1O, the friction damper 20 is deformed into a parallelogram shape as a whole.
いま斜材２５、・・・に生ずる伸縮量をそれぞれａとす
ると、摩擦ダンパー２０の各隅（すなわち摩擦板２１の
各端部）はそれぞれ
−Ｓ・
２θ−２ｊａｎ’ −
たけ回転する。そして、これら摩擦板２１．２１の回転
により相接する面（摩擦材２４．２４表面）に摩擦力が
発生するため、建築物の振動エネルギーの一部がこの摩
擦力に抗して摩擦板２１．２１を回転させるエネルギー
に消費され、このエネルギーは摩擦材２４．２４での熱
エネルギーに変換されて吸収される。よって、この実施
例の建築物の振動抑制方法によれば、建築物の振動エネ
ルギーヲ摩擦ダンパー２０における摩擦板２１．２１（
摩擦材２４．２４）の摩擦力で吸収することで、建築物
の振動を抑制することができる。Assuming that the amount of expansion and contraction occurring in the diagonal members 25, . As the friction plates 21 and 21 rotate, a friction force is generated on the surfaces that come into contact with each other (surfaces of the friction materials 24 and 24), so that a part of the vibration energy of the building is transferred to the friction plates 21 .21 is consumed, and this energy is converted into thermal energy and absorbed by the friction material 24.24. Therefore, according to the building vibration suppression method of this embodiment, the vibration energy of the building is absorbed by the friction plates 21, 21 (
By absorbing the frictional force of the friction material 24.24), the vibration of the building can be suppressed.
ここで、摩擦板２１、・・・の積層数をｎとすれば、摩
擦ダンパー２０の各隅における摩擦面の数もｎとなり、
従って摩擦面の総数は４ｎとなる。例えばｎ＝１６とし
た場合、摩擦面の総数は６４となり、従って各ポルト２
２、ナツト２３による締め付は力を１ｔとすれば摩擦ダ
ンパ−２０全体として６４を相当の摩擦力を得ることが
でき、これにより前述した摩擦によるエネルギーの吸収
効率が向上する。Here, if the number of stacked friction plates 21, . . . is n, then the number of friction surfaces at each corner of the friction damper 20 is also n,
Therefore, the total number of friction surfaces is 4n. For example, if n=16, the total number of friction surfaces is 64, so each port 2
2. If the tightening force of the nut 23 is 1 t, the friction damper 20 as a whole can obtain a considerable frictional force of 64, thereby improving the efficiency of absorbing energy due to friction as described above.
第１１図に示すように、−辺がｂなる正方形の摩擦材２
４が角度θ回転したとき、摩擦面で失われるエネルギー
Ｅは、摩擦材２４、・・・に作用する圧力をＰ１摩擦係
数をμとすれば、
となる。すなわち、摩擦ダンパー２０によって消費され
るエネルギーは、回転角θと全圧力Ｐに比例する。この
全圧力Ｐは、摩擦板２１．２１を互いに連結するポルト
２２、ナツト２３の締付は力によって導入される圧力で
ある。従って、これら摩擦板２１，２１に所定の軸力が
導入されるように、ポルト２２、ナツト２３を締め付け
る必要がある。実際には、予め締付はトルクと軸力との
較正試験を行い、所定の締付はトルクによってボルト締
めすることで、摩擦板２１．２１に所定の軸力を導入す
る。As shown in FIG. 11, a square friction material 2 with -side b
4 is rotated by an angle θ, the energy E lost on the friction surface is as follows, where the pressure acting on the friction materials 24, . . . is P1, and the friction coefficient is μ. That is, the energy consumed by the friction damper 20 is proportional to the rotation angle θ and the total pressure P. This total pressure P is the pressure introduced by the tightening force of the ports 22 and nuts 23 that connect the friction plates 21, 21 to each other. Therefore, it is necessary to tighten the port 22 and nut 23 so that a predetermined axial force is introduced into these friction plates 21, 21. In practice, a calibration test of torque and axial force is performed beforehand for tightening, and predetermined axial force is introduced into the friction plates 21, 21 by tightening the bolts with torque.
なお、第１２図に、摩擦力Ｆと回転角θとの履歴特性を
示す。この履歴特性の面積が１サイクルによって失われ
るエネルギーに相当する。Note that FIG. 12 shows the history characteristics of the frictional force F and the rotation angle θ. The area of this hysteresis characteristic corresponds to the energy lost in one cycle.
なお、この発明の摩擦による建築物の振動抑制方法は、
その細部構成が前記実施例に限定されず、種々の変形例
が可能である。−例として、第一実施例における摩擦板
５．５の軸力の管理はスプリング１３等を用いていたが
、例えば油圧制御により建築物の揺れに応じて適宜軸力
を与えれば、建築物に地震等による大振幅の揺れが発生
した時のみ大軸力を与えれば良く、しかも揺れが止まる
寸前に軸力を弱めてやれば、摩擦板５．５同士がロック
する現象を抑えることができ大変好適である。The method for suppressing vibrations in buildings using friction according to the present invention is as follows:
The detailed structure is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. - As an example, in the first embodiment, the axial force of the friction plate 5.5 was managed using a spring 13, etc., but if the axial force is applied appropriately according to the shaking of the building using hydraulic control, for example, the building It is only necessary to apply a large axial force when large-amplitude shaking occurs due to an earthquake, etc., and if the axial force is weakened just before the shaking stops, it is possible to suppress the phenomenon in which the friction plates 5.5 lock together. suitable.
これは、第一実施例においても同様である。また、第二
実施例において、柱１．１の間隔が比較的狭い場合には
、前述の如く柱１，１及び梁２．２で構成される架構内
に摩擦ダンパー２０が一基取り付けられれば良いが、柱
１，１間隔が広くなった場合には、第１４図に示すよう
に互いに交叉するブレース３．３を複数組設けると共に
、これらにそれぞれ摩擦ダンパー２０．２０を設けるこ
とで、前記架構内に複数基取り付けることもできる。こ
れは、第二実施例においても同様である。This also applies to the first embodiment. In addition, in the second embodiment, if the spacing between the columns 1.1 is relatively narrow, one friction damper 20 may be installed in the frame composed of the columns 1, 1 and the beams 2.2 as described above. However, if the distance between the pillars 1 and 1 becomes wide, it is possible to provide a plurality of sets of braces 3.3 that intersect with each other as shown in FIG. 14, and to provide each of these with a friction damper 20. It is also possible to install multiple units within the structure. This also applies to the second embodiment.
「発明の効果」
以上詳細に説明したように、この発明によれば、建築物
の柱と梁とで構成される架構内に交叉されて配置された
ブレースの交叉部に、複数枚の摩擦板が相対的回動自在
な状態で圧接されて構成される摩擦ダンパーを配置し、
建築物が振動した際に前記ブレースに作用する軸力を用
いて前記摩擦板を互いに回動させると共に、これら摩擦
板間の摩擦力により建築物の振動を抑制するような建築
物の振動抑制方法を構成したので、建築物に地震力が作
用すると摩擦板の相接する面に摩擦力が発生するため、
建築物の振動エネルギーの一部が摩擦材での熱エネルギ
ーに変換されて吸収され、建築物の振動が抑制される。"Effects of the Invention" As explained in detail above, according to the present invention, a plurality of friction plates are installed at the intersection of the braces arranged to intersect in the frame composed of pillars and beams of a building. A friction damper is arranged, which is made up of pressure-welded parts that are relatively freely rotatable.
A method for suppressing vibrations in a building, in which the friction plates are mutually rotated using the axial force that acts on the brace when the building vibrates, and the vibration of the building is suppressed by the frictional force between these friction plates. was constructed, so when an earthquake force acts on a building, frictional force is generated on the contacting surfaces of the friction plates, so
A part of the vibration energy of the building is converted into thermal energy and absorbed by the friction material, suppressing the vibration of the building.
しかも、この発明に用いられている摩擦ダンパーは、従
来用いられているオイルダンパー等の粘性ダンパーや鋼
棒ダンパー等の履歴ダンパーに比較して履歴特性の面積
か広く、従ってエネルギー吸収能も大きい。よって、こ
の発明によれば、建築物が地震動等によって揺れた際に
これを効率良く抑制することの可能な建築物の振動抑制
方法を実現することができる。Moreover, the friction damper used in the present invention has a wider area of hysteresis characteristics than conventionally used viscous dampers such as oil dampers and hysteresis dampers such as steel rod dampers, and therefore has a large energy absorption capacity. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a method for suppressing vibrations of a building, which can efficiently suppress shaking of a building due to earthquake motion or the like.
第１図ないし第３図はこの発明の第一実施例である摩擦
による建築物の振動抑制方法に用いられる摩擦ダンパー
全示す図であって、第１図は建築物に取り付けられた状
態を示す正面図、第２図は要部を拡大視した正面図、第
３図は第１図の■−■′線に沿う矢視断面図、第４図は
摩擦材の取付状態を示す正面図、第５図は摩擦ダンパー
に作用する力を説明するための図、第６図は摩擦ダンパ
ーの履歴特性を示す図、第７図ないし第８図はこの発明
の第二実施例である摩擦による建築物の振動抑制方法に
用いられる摩擦ダンパーを示す図であって、第７図は建
築物に取り付けられた状態を示す正面図、第８図は第８
図の■−■′線に沿う矢視断面図、第９図は摩擦材の取
付状態を示す正面図、第１０図は摩擦ダンパーの変形状
態を示す模式図、第１１図は摩擦ダンパーに作用する力
を説明するための図、第１２図は摩擦ダンパーの履歴特
性を示す図、第１３図はこの発明の第三実施例の摩擦に
よる建築物の振動抑制方法に用いられる摩擦ダンパーを
示す断面図、第１４図はこの発明の第四実施例である摩
擦による建築物の振動抑制方法に用いられる摩擦ダンパ
ーを示す断面図である。
１・・・・・・柱、２・・・・・・梁、３・・・・・・
ブレース、４．２０・・・・・・摩擦ダンパー、５．２
１・・・・・・摩擦板。1 to 3 are diagrams showing the entire friction damper used in the first embodiment of the present invention, a method for suppressing vibrations in buildings using friction, and FIG. 1 shows the state in which it is attached to a building. A front view, FIG. 2 is an enlarged front view of the main parts, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line ■-■' in FIG. 1, and FIG. 4 is a front view showing how the friction material is installed. Figure 5 is a diagram for explaining the force acting on the friction damper, Figure 6 is a diagram showing the history characteristics of the friction damper, and Figures 7 and 8 are architectures using friction, which is a second embodiment of this invention. FIG. 7 is a front view showing a friction damper used in a method for suppressing vibrations of objects, and FIG.
Figure 9 is a front view showing how the friction material is attached, Figure 10 is a schematic diagram showing the deformed state of the friction damper, and Figure 11 is the effect on the friction damper. FIG. 12 is a diagram showing the history characteristics of the friction damper, and FIG. 13 is a cross section showing the friction damper used in the method for suppressing vibrations in buildings using friction according to the third embodiment of the present invention. 14 are cross-sectional views showing a friction damper used in a method for suppressing vibrations of buildings using friction, which is a fourth embodiment of the present invention. 1...Column, 2...Beam, 3...
Brace, 4.20...Friction damper, 5.2
1...Friction plate.
Claims (1)
されたブレースの交叉部に、複数枚の摩擦板が相対的回
動自在な状態で圧接されて構成される摩擦ダンパーを配
置し、建築物が振動した際に前記ブレースに作用する軸
力を用いて前記摩擦板を互いに回動させると共に、これ
ら摩擦板間の摩擦力により建築物の振動を抑制する摩擦
による建築物の振動抑制方法。A friction damper consisting of multiple friction plates pressed against each other in a relatively rotatable state is placed at the intersection of braces that are placed across the frame of a building consisting of pillars and beams. When the building vibrates, the friction plates are rotated relative to each other using the axial force that acts on the brace, and the friction force between these friction plates suppresses the vibration of the building. Suppression method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151385A JP2717143B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Vibration control method of buildings by friction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151385A JP2717143B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Vibration control method of buildings by friction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318627A true JPH01318627A (en) | 1989-12-25 |
| JP2717143B2 JP2717143B2 (en) | 1998-02-18 |
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ID=15517425
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63151385A Expired - Lifetime JP2717143B2 (en) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | Vibration control method of buildings by friction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717143B2 (en) |
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Also Published As
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|---|---|
| JP2717143B2 (en) | 1998-02-18 |
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