JP2010053615A - Seismic response control building - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seismic response control building, which is constructed by arranging a rigid frame structure or a rigid frame structure with an earthquake-resistant wall next to each other at continuous spacing in the vertical direction and by connecting the spacing sections between both of the structures together by a rotary friction damper unit which is a connecting means used in place of a short-span beam, a boundary beam or the like. <P>SOLUTION: The rotary friction damper unit 3 is constituted by connecting a pair of rotary friction dampers 3A, 3B to each other on both sides of a beam member 30. A plurality of rotary friction damper units 3 are arranged in the spacing section 2 between the rigid frame structures 1, 1 or the rigid frame structures 11, 11 with the earthquake-resistant wall which are provided adjacent to and next to each other at certain spacings continuous in the vertical direction. Then the ends 6a of the rotary friction dampers 3A, 3B positioned on both sides of the rotary friction damper unit 3 are bound to the rigid frame structures 1, 1 or the rigid frame structures 11, 11 with the earthquake-resistant wall which are placed side by side. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、ラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体が鉛直方向に連続する間隔を開けて隣接するように並立され、両構造体が前記の間隔部分を相互に短スパン梁若しくは境界梁等に代わる連結手段である回転式摩擦ダンパーユニットで連結して構築した制震建物の技術分野に属する。   In the present invention, the frame structure or the frame structure with the earthquake-resistant wall are juxtaposed so as to be adjacent to each other with a continuous interval in the vertical direction, and both the structures are mutually connected to a short span beam or a boundary beam. It belongs to the technical field of vibration control buildings constructed by connecting with a rotary friction damper unit which is an alternative connecting means.

従来、建物の耐震設計法としては、建物の躯体を構成する柱、梁、壁などを地震力に抵抗する耐震要素とし、これらの各耐震要素に一定の強度、剛性を付与する設計法により、例えば中小の地震には各耐震要素の剛性で抵抗し、中以上の大地震に対してはいずれかの耐震要素が降伏して地震入力を吸収し減衰して建物の倒壊を防ぐ技術的思想が採用されている。
その一例として、ラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体が鉛直方向に連続する間隔を開けて隣接するように並立する場合に、両構造体を前記の間隔部分で相互に短スパン梁若しくは境界梁等により連結した制震建物が知られている。
しかし、上記の耐震設計法は、中小規模の地震に対しては各耐震要素の剛性が大きすぎたり、部材寸法と重量が大きすぎるという不経済性が発生しやすい。あるいは逆に、中規模以上の大地震に対しては耐震要素の降伏応力が小さすぎ、建物倒壊の危険を招く懸念があるなど、設計の自由度が制限される問題点が知られている。 Conventionally, as a seismic design method for buildings, the pillars, beams, walls, etc. that make up the building's frame are seismic elements that resist seismic forces, and each seismic element is given a certain strength and rigidity, For example, a small and medium-sized earthquake resists with the rigidity of each seismic element, and a medium or larger large earthquake has a technical idea to prevent the collapse of a building by surrendering one of the seismic elements to absorb and attenuate the earthquake input. It has been adopted.
As an example, when a frame structure or a frame structure with a seismic wall are arranged side by side so as to be adjacent to each other with a continuous space in the vertical direction, both structures are short-span beams or boundary beams. Seismic control buildings that are linked together are known.
However, the seismic design method described above tends to be uneconomical in that the rigidity of each seismic element is too large and the size and weight of members are too large for small and medium-sized earthquakes. Or, conversely, there is a known problem that the degree of freedom in design is limited, for example, the yield stress of seismic elements is too small for large-scale earthquakes of medium or larger magnitude, and there is a risk of building collapse.

上記問題点の解決を目的として、下記の特許文献１に開示された発明「柔剛混合構造」は、建物のコア部をＲＣ造の連層壁で構成すると共に該連層壁の中央部に上下方向に連続する隙間部を設け、この隙間部に水平に鉄骨梁（ダンパー）を配置して、その両端を連層壁へ埋設し連結した構成が提案されている。前記の鉄骨梁は、普通鋼材又は極低降伏点鋼材からなるものとし、前記連層壁が形成する上下方向の隙間部へ、上下方向に所定の間隔を開けて複数配置されている。
したがって、上記鉄骨梁（鋼材ダンパー）の種類、材質、形状および配置の位置などを連層壁の剛性、耐力に応じて選択、調製することにより、躯体を構成する柱や梁などは大地震時においても弾性的挙動の範囲内に納まる設計法が可能となり、耐震性に優れた建物構造を設計する自由度があると説明している。
また、特許文献１の発明は、ダンパーとして、上記鉄骨梁（鋼材ダンパー）のほかに、履歴減衰型ダンパーや粘性減衰型ダンパーを適用可能であるとも説明している（段落番号０００８の５行〜１０行目）。 In order to solve the above problems, the invention “soft-rigid mixed structure” disclosed in the following Patent Document 1 is configured such that the core part of the building is composed of RC multi-layered walls and at the center of the multi-layered walls. A configuration has been proposed in which a gap portion continuous in the vertical direction is provided, a steel beam (damper) is horizontally disposed in the gap portion, and both ends thereof are buried and connected to the multi-layered wall. The steel beam is made of ordinary steel material or extremely low yield point steel material, and a plurality of steel beams are arranged at predetermined intervals in the vertical direction in the vertical gap formed by the multi-layered wall.
Therefore, by selecting and adjusting the type, material, shape, and position of the steel beam (steel damper) according to the rigidity and proof strength of the multi-layer wall, the columns and beams that make up the frame can be However, it is possible to design within the range of elastic behavior, and there is a degree of freedom to design a building structure with excellent earthquake resistance.
The invention of Patent Document 1 also describes that a hysteresis damping damper and a viscous damping damper can be applied as a damper in addition to the steel beam (steel damper) (paragraph number 0008, line 5 to 10th line).

一方、下記の特許文献２には、建物の免震化手段として、免震層へ、水平方向に回転させる態様で回転式摩擦ダンパーを設置した免震建物が提案されている。
特許第３８０７０６５号（特開平１１−１７２９５３号）公報 特開２００６−１６１３６２号公報 On the other hand, Patent Document 2 below proposes a base-isolated building in which a rotary friction damper is installed in such a manner that the base is rotated in the horizontal direction as a base isolation means.
Japanese Patent No. 3807005 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-172953) JP 2006-161362 A

上記特許文献１に開示された「柔剛混合構造」は、ダンパーとして鉄骨梁（鋼材ダンパー）のほか、履歴減衰型ダンパーや粘性減衰型ダンパーを適用可能であると説明しているが、その耐震性の作用原理は、大規模な地震が発生して連層壁が変形した際に、内蔵された鉄骨梁が剪断及び／又は曲げ降伏することによって地震エネルギーを吸収し、ラーメン架構は地震時の変形に応じて弾性的挙動をすることにより変形に追従するもの（同公報の段落番号００１３の５行以下の記載）と認められる。
つまり、鉄骨梁が剪断及び／又は曲げ降伏することで地震エネルギーを吸収する作用に耐震性能を依存していることが明らかで、鉄骨梁が剪断及び／又は曲げ降伏をする以前の弾性的挙動の範囲内、換言すれば、中小以下の地震に対しては制震作用を期待できないことが明らかである。 The "soft-rigid mixed structure" disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 explains that a hysteresis damping damper and a viscous damping damper can be applied as a damper in addition to a steel beam (steel damper). The principle of the action is that when a large-scale earthquake occurs and the multi-story wall is deformed, the built-in steel beam absorbs the seismic energy by shearing and / or bending yielding, and the ramen frame is It is recognized that it follows the deformation by acting elastically in accordance with the deformation (described in paragraph 5 of paragraph 5 of the publication).
In other words, it is clear that the seismic performance depends on the action of absorbing the seismic energy by shearing and / or bending yielding of the steel beam, and the elastic behavior before the steel beam shearing and / or bending yielding is apparent. In other words, in other words, it is clear that no seismic control action can be expected for small and medium-sized earthquakes.

本発明の目的は、制震架構に回転式摩擦ダンパー（回転式摩擦ダンパーユニット）を採用することにより、地震応答によりラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体が大なり小なりの変形を生ずる限り、その変形を利用して地震エネルギーの吸収、減衰作用を効率行わしめることができ、地震の規模の大小にかかわらず、必要な制震機能を発揮する制震建物を提供することである。   The object of the present invention is to adopt a rotary friction damper (rotational friction damper unit) in the seismic control frame so that the ramen structure or the ramen structure with the earthquake-resistant wall is deformed to a greater or lesser extent by the seismic response. It is to provide a seismic building that can efficiently absorb and attenuate the seismic energy by utilizing the deformation, and exert the necessary seismic control function regardless of the magnitude of the earthquake.

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る制震建物は、
ラーメン構造体１又は耐震壁付きラーメン構造体１１が鉛直方向に連続する間隔２を開けて隣接し並立され、両構造体が前記の間隔部分を相互に短スパン梁若しくは境界梁等で連結される制震建物において、
梁材３０の両側に一対の回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂを連結してなる回転式摩擦ダンパーユニット３が、短スパン梁若しくは境界梁等に代わる連結手段として、前記鉛直方向に連続する間隔を開けて隣接し並立するラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１の前記間隔部分２の鉛直方向に間隔を開けて複数配置され、前記回転式摩擦ダンパーユニット３の両側に位置する回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの端部６ａを、並立するラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１と緊結して構築されていることを特徴とする。 As means for solving the above-mentioned problem, the vibration control building according to the invention described in claim 1 is:
The ramen structure 1 or the ramen structure 11 with a seismic wall is arranged adjacent to each other with a continuous interval 2 in the vertical direction, and both structures are connected to each other by a short span beam or a boundary beam. In a vibration control building,
The rotary friction damper unit 3 formed by connecting a pair of rotary friction dampers 3A and 3B on both sides of the beam 30 is used as a connecting means instead of a short span beam or a boundary beam, and has a continuous interval in the vertical direction. Are arranged on both sides of the rotary friction damper unit 3, which are arranged at intervals in the vertical direction of the interval portion 2 of the adjacent and juxtaposed frame structures 1, 1 or the frame structures 11, 11 with earthquake-resistant walls. The end portions 6a of the rotary friction dampers 3A and 3B are constructed so as to be tightly coupled to the side-by-side frame structures 1 and 1 or the frame structures 11 and 11 with earthquake-resistant walls.

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した制震建物において、
上記回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂは、共通な回転軸３４の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアーム３１、３２で構成され、前記ダンパーアーム３１、３２はプレート材で構成され、前記二方向のダンパーアーム３１、３２の回転軸３４回りの側面の相互間に摩擦パッド３３が挟まれ、前記回転軸３４の両端部へ締結したナット３７の加圧力が前記摩擦パッド３３とダンパーアーム３１、３２との接触面へ面圧力として付与されていることを特徴とする。 The invention described in claim 2 is the vibration control building according to claim 1,
The rotary friction dampers 3A and 3B are composed of two-way damper arms 31 and 32 that relatively rotate around a common rotating shaft 34, and the damper arms 31 and 32 are composed of a plate material. The friction pads 33 are sandwiched between the side surfaces of the directional damper arms 31 and 32 around the rotation shaft 34, and the applied pressure of the nuts 37 fastened to both ends of the rotation shaft 34 causes the friction pads 33 and the damper arms 31, 32 is applied to the contact surface with 32 as surface pressure.

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した制震建物において、
上記回転式摩擦ダンパーユニット３は、上記共通な回転軸３４の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアーム３１、３２で構成された回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの一方のダンパーアーム３２を中間に位置する梁材３０と緊結して同梁材３０の両側に対をなす二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂが連結された構成であり、前記二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂそれぞれの他方のダンパーアーム３１の端部が、並立するラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１と緊結されていることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is the seismic control building described in claim 1 or 2,
The rotary friction damper unit 3 has one damper arm 32 of the rotary friction dampers 3A and 3B composed of two-way damper arms 31 and 32 relatively rotating around the common rotating shaft 34 as an intermediate. The two rotary friction dampers 3A and 3B, which are coupled to the beam member 30 located on the two sides and are paired on both sides of the beam member 30, are connected to each other, and the other of the two rotary friction dampers 3A and 3B. The end portion of the damper arm 31 is tightly coupled to the side-by-side frame structures 1 and 1 or the frame structures 11 and 11 with earthquake-resistant walls.

本発明の制震建物は、鉛直方向に連続する間隔２を開けて隣接し並立する二つのラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１が、地震応答により、剪断変形が卓越する剪断変形モード又は/及び曲げ変形が卓越する曲げ変形モードの変形を発生すると、これら並立する二つの構造体１、１又は１１、１１を連結した回転式摩擦ダンパーユニット３を構成する両側二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂが、その中間に位置する剛体としての梁材３０を挟んで二次元的に屈曲する変形をし、各回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの二方向のダンパーアーム３１、３２に相対的な回転変位を与える。こうしたダンパーアーム３１、３２の相対的な回転変位に伴い、両者間の摩擦パッド３３に一定大きさの摩擦力が発生して地震エネルギーを吸収し減衰する。
即ち、回転式摩擦ダンパーユニット３は、従前の短スパン梁若しくは境界梁等とは異なり、両側二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂそれぞれの二方向のダンパーアーム３１、３２に相対的な回転変位が与えられるかぎり、同回転変位の大小に拘わらず、摩擦パッド３３に一定大きさの摩擦力を発生して、相対的な回転変位量に比例する大きさの地震エネルギーを吸収し減衰するから、並立するラーメン構造体１又は耐震壁付きラーメン構造体１１の地震応答を軽減して制震効果を発揮する。 The seismic control building according to the present invention is characterized in that the two ramen structures 1, 1 adjacent to each other with a continuous interval 2 in the vertical direction, or the ramen structures 11, 11 with earthquake-resistant walls are excellent in shear deformation due to the seismic response. When a deformation in a shear deformation mode and / or a bending deformation mode in which a bending deformation is dominant is generated, the two frictional damper units 3 on both sides constituting the two parallel structures 1, 1 or 11, 11 are connected. The rotary friction dampers 3A and 3B are deformed so as to be bent two-dimensionally with a beam 30 as a rigid body located between them, and the two-direction damper arms 31 and 32 of the rotary friction dampers 3A and 3B are deformed. Is given a relative rotational displacement. Along with the relative rotational displacement of the damper arms 31 and 32, a certain amount of frictional force is generated in the friction pad 33 between them to absorb and attenuate the seismic energy.
That is, the rotary friction damper unit 3 is different from the conventional short span beam or boundary beam in that the rotational displacement relative to the two-way damper arms 31 and 32 of the two rotary friction dampers 3A and 3B on both sides is different. As long as it is given, a frictional force of a certain magnitude is generated in the friction pad 33 regardless of the magnitude of the rotational displacement, and seismic energy having a magnitude proportional to the relative rotational displacement amount is absorbed and attenuated. The seismic response of the ramen structure 1 or the ramen structure 11 with a seismic wall is reduced and the seismic effect is exhibited.

梁材３０の両側に一対の回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂを連結してなる回転式摩擦ダンパーユニット３を、短スパン梁若しくは境界梁等に代わる連結手段として、鉛直方向に連続する間隔２を開けて隣接し並立するラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１の前記間隔部分２の鉛直方向に間隔を開けて複数配置し、前記回転式摩擦ダンパーユニット３の両側に位置する回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの端部６ａを、並立するラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１と緊結して制震架構を構築する。   The rotary friction damper unit 3 formed by connecting a pair of rotary friction dampers 3A and 3B on both sides of the beam member 30 is used as a connecting means in place of a short span beam or a boundary beam, and a gap 2 continuous in the vertical direction is provided. Are arranged on both sides of the rotary friction damper unit 3, which are arranged adjacent to each other in parallel and spaced apart in the vertical direction of the space portion 2 of the frame structure 1, 1 or the frame structure 11 with earthquake-resistant wall. The end portions 6a of the rotary friction dampers 3A and 3B are tightly coupled to the side-by-side frame structures 1 and 1 or the frame structures 11 and 11 with earthquake-resistant walls to construct a vibration control frame.

上記回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂは、共通な回転軸３４の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアーム３１、３２で構成する。前記ダンパーアーム３１、３２はプレート材で構成し、前記二方向のダンパーアーム３１、３２の回転軸３４回りの側面の相互間に摩擦パッド３３を挟ませ、前記回転軸３４の両端部へ締結したナット３７の加圧力を前記摩擦パッド３３とダンパーアーム３１、３２との接触面へ面圧力として付与する。
上記回転式摩擦ダンパーユニット３は、上記共通な回転軸３４の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアーム３１、３２で構成された回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの一方のダンパーアーム３２を、中間に位置する梁材３０と緊結して同梁材３０の両側に対をなす二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂと連結した構成である。前記二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂそれぞれの他方のダンパーアーム３１の端部を、並立するラーメン構造体１、１又は耐震壁付きラーメン構造体１１、１１と緊結する。 The rotary friction dampers 3 </ b> A and 3 </ b> B are configured by two-way damper arms 31 and 32 that relatively rotate around a common rotation shaft 34. The damper arms 31 and 32 are made of a plate material, and a friction pad 33 is sandwiched between the side surfaces of the two-way damper arms 31 and 32 around the rotation shaft 34 and fastened to both ends of the rotation shaft 34. The pressing force of the nut 37 is applied as a surface pressure to the contact surface between the friction pad 33 and the damper arms 31 and 32.
The rotary friction damper unit 3 includes one damper arm 32 of the rotary friction dampers 3A and 3B composed of two-way damper arms 31 and 32 that relatively rotate around the common rotation shaft 34. This is a configuration in which a beam member 30 located in the middle is connected to two rotary friction dampers 3A and 3B which are paired on both sides of the beam member 30. The ends of the other damper arms 31 of the two rotary friction dampers 3A and 3B are tightly coupled to the side-by-side frame structures 1 and 1 or the frame structures 11 and 11 with earthquake-resistant walls.

次に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
先ず図１Ａ、Ｂに示した制震建物は、二つの純ラーメン構造体１、１が鉛直方向に連続する間隔２を開けて隣接するように並立する場合に、前記の間隔部分２において構造体１、１を相互に連結する手段として、図２Ａ、Ｂに示す構成の回転式摩擦ダンパーユニット３が使用されている。即ち、前記回転式摩擦ダンパーユニット３が、前記間隔部分２の鉛直（上下）方向に間隔を開けて複数配置され、対をなす両側の回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの端部を、並立する二つの純ラーメン構造体１、１と緊結して制震架構が構築されている。
したがって、図２Ｂ中に細線で例示したようにせん断変形が卓越するせん断変形モードが支配的な地震応答の建物について、図２Ａ、Ｂに示す構成の回転式摩擦ダンパーユニット３による制震作用で前記の地震応答を低減し減衰する構成である。
図１Ｂ中に示す符号８は、前記回転式摩擦ダンパーユニット３の設置位置よりも少し上方の位置に、隣接する二つの純ラーメン構造体１、１を連絡するべく設けた跳ね出しスラブである。 Next, the present invention will be described based on the illustrated embodiment.
First, the seismic control building shown in FIGS. 1A and 1B has a structure in which the two pure ramen structures 1 and 1 are arranged in the space portion 2 when they are arranged side by side with a space 2 that is continuous in the vertical direction. A rotary friction damper unit 3 having a configuration shown in FIGS. 2A and 2B is used as a means for connecting the units 1 and 1 to each other. That is, a plurality of the rotary friction damper units 3 are arranged at intervals in the vertical (up and down) direction of the interval portion 2, and end portions of the rotary friction dampers 3A and 3B on both sides are arranged side by side. The seismic control frame is constructed in close contact with the two pure ramen structures 1 and 1.
Therefore, as shown by the thin line in FIG. 2B, the building having an earthquake response in which the shear deformation mode is dominant and the shear deformation mode is dominant. This is a configuration that reduces and attenuates the seismic response.
Reference numeral 8 shown in FIG. 1B is a jumping slab provided to connect two adjacent pure rigid frame structures 1, 1 at a position slightly above the position where the rotary friction damper unit 3 is installed.

上記回転式摩擦ダンパーユニット３の具体的な構成を図２Ａ、Ｂに拡大して示した。
上記したように間隔２を開けて隣接し並立する二つの純ラーメン構造体１、１を相互に連結する回転式摩擦ダンパーユニット３は、中間位置に軸力を負担可能な梁材３０を備え、同梁材３０の両側に、一対をなす二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂを対称的配置に連結した構成とされている。
前記梁材３０は、並立する二つの純ラーメン構造体１、１の間隔２の大きさに応じてその長さが調整される材で、回転式摩擦ダンパーユニット３が負担する設計荷重の軸力に耐える構造であれば、ＲＣ造又はＳＲＣ造であるか、又は単なる鉄骨造であるかの別を問わない。
梁材３０の両側に対称的配置に連結された二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの構成は共通しており、回転軸３４の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアーム３１、３２を主要部として構成されている。前記二方向のダンパーアーム３１、３２は鋼板等の広幅なプレート材で構成されている。該二方向のダンパーアーム３１、３２は互い違いの配置とされ、回転軸３４回りの側面の相互間に摩擦パッド３３が挟み込まれている。前記回転軸３４には、両端にねじ切りしたボルト構造の軸材が使用され、前記摩擦パッド３３との接触面へ一定大きさの面圧力を恒常的に付与する弾性体として図示例では皿バネ３５を介在させた上で、前記回転軸３４の両端へねじ込んだナット３７で、前記ダンパーアーム３１、３２と摩擦パッド３３との接触面間に設計大きさの面圧力を加えた構成とされている。 The specific configuration of the rotary friction damper unit 3 is shown enlarged in FIGS. 2A and 2B.
As described above, the rotary friction damper unit 3 that connects two purely rigid frame structures 1 and 1 adjacent to each other with a gap 2 therebetween is provided with a beam member 30 capable of bearing an axial force at an intermediate position, A pair of two rotary friction dampers 3 </ b> A and 3 </ b> B are connected to both sides of the beam member 30 in a symmetrical arrangement.
The beam material 30 is a material whose length is adjusted according to the size of the interval 2 between the two pure rigid frame structures 1 and 1 arranged side by side, and the axial force of the design load borne by the rotary friction damper unit 3. As long as it is a structure that can withstand, it does not matter whether it is RC, SRC, or just steel structure.
The two rotary friction dampers 3 </ b> A and 3 </ b> B connected in a symmetrical arrangement on both sides of the beam member 30 have the same configuration, and two-way damper arms 31 and 32 that rotate relatively around the rotation shaft 34 are provided. It is configured as the main part. The two-way damper arms 31 and 32 are made of a wide plate material such as a steel plate. The two-way damper arms 31 and 32 are arranged in a staggered manner, and a friction pad 33 is sandwiched between side surfaces around the rotating shaft 34. In the illustrated example, a disc spring 35 is used as an elastic body that uses a bolt-structured shaft member threaded at both ends for the rotating shaft 34 and constantly applies a constant surface pressure to the contact surface with the friction pad 33. And a nut 37 screwed into both ends of the rotary shaft 34, and a design surface pressure is applied between the contact surfaces of the damper arms 31 and 32 and the friction pad 33. .

上記のように、ナット３７の締結力により発生した面圧力の大きさが、二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂにおいて、二方向のダンパーアーム３１、３２が相対的な回転変位を生じた際に発生する摩擦力の大きさを決定する。よって、前記ナット３７により加える締結力、及び皿バネ３５の圧力が摩擦パッド３３とダンパーアーム３１、３２の接触面へ平均して作用するように、回転軸３４の両端部に摩擦パッド３３とほぼ同径の座金３６が使用されている。因みに、前記摩擦パッド３３としては、例えばアラミド繊維に真鍮や鉄などの金属繊維を編み込んだ摩擦繊維を、熱硬化性樹脂で接着して平板状に固めた、いわゆるブレーキパッドなどが好適に使用される。
また、図２Ａ、Ｂに示した実施例の回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂは、図２Ａが分かりやすいように、二方向のダンパーアーム３１、３２がそれぞれ、地震力を受けて座屈を生じないように、構造物１、１と緊結する側（両外側）のダンパーアーム３１は、間隔を開けて配置した２枚のプレート材で構成され、反対側（梁材３０と緊結する側）のダンパーアーム３２は、前記外側のダンパーアーム３１とは互い違いに配置した３枚のプレート材で構成されている。そして、各ダンパーアーム３１、３２は、各々の相互間に摩擦パッド３３を挟んで効率良く摩擦力を発生する構成とされている。
したがって、各回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂが発生する摩擦力の大きさ（初期値）は、回転軸３４へ締結したナット３７の締め付けトルクの大きさに比例するものとして、設置時に広範囲に精度良く確実に設定することができる。
上記二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂはそれぞれ、梁材３０と緊結する側のダンパーアーム３２の先端ベース板６ａを、梁材３０を貫通する配置で予め埋設して用意したアンカーボルト５ａを利用し、ダブルナット５ｃにより緊結して回転式摩擦ダンパーユニット３が構成されている。 As described above, the magnitude of the surface pressure generated by the fastening force of the nut 37 is such that when the two-direction damper arms 31 and 32 cause relative rotational displacement in the two rotary friction dampers 3A and 3B. Determine the magnitude of the generated frictional force. Therefore, the fastening force applied by the nut 37 and the pressure of the disc spring 35 act on the contact surfaces of the friction pad 33 and the damper arms 31 and 32 on the average, so that the friction pad 33 and the friction pad 33 are almost at both ends. A washer 36 having the same diameter is used. Incidentally, as the friction pad 33, for example, a so-called brake pad in which a friction fiber obtained by braiding a metal fiber such as brass or iron into an aramid fiber is bonded with a thermosetting resin and hardened in a flat plate shape is preferably used. The
In addition, the rotary friction dampers 3A and 3B of the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B do not buckle when the two-direction damper arms 31 and 32 receive seismic force, respectively, as shown in FIG. 2A. As described above, the damper arm 31 on the side (both outer sides) tightly coupled to the structures 1 and 1 is composed of two plate members arranged at intervals, and the damper on the opposite side (side to be tightly coupled to the beam member 30). The arm 32 is composed of three plate members arranged alternately with the outer damper arm 31. And each damper arm 31 and 32 is set as the structure which generate | occur | produces a frictional force efficiently on both sides of the friction pad 33 between each.
Therefore, the magnitude (initial value) of the frictional force generated by each of the rotary friction dampers 3A and 3B is proportional to the magnitude of the tightening torque of the nut 37 fastened to the rotary shaft 34. It can be set reliably.
Each of the two rotary friction dampers 3A and 3B uses an anchor bolt 5a prepared by previously burying the tip base plate 6a of the damper arm 32 on the side to be tightly coupled with the beam member 30 so as to penetrate the beam member 30. The rotary friction damper unit 3 is configured by being tightly coupled by the double nut 5c.

上記構成の回転式摩擦ダンパーユニット３は、図２Ａ、Ｂに示した構成で、上記図１Ｂに示したように並立する二つの純ラーメン構造体１、１の連結に使用し制震架構が構築されている。即ち、柱１ａと梁１ｂ、および桁材１ｃ等で構成された純ラーメン構造体１、１が垂直方向に連続する若干の間隔２を開けて隣接し並立する場合に、前記の間隔部分２を形成する両隣りの柱１ａ、１ａにおける各階の梁位置近傍の外側面に、間隔部分２の方へ若干突き出る取り付け座１ｄを設けると共に、前記取り付け座１ｄには予めアンカーボルト５を埋設して用意する。その上で、取り付け座１ｄのアンカーボルト５へ、回転式摩擦ダンパーユニット３における両側の回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂの両外側のダンパーアーム３１の先端ベース板６ａをダブルナット５ｃにより緊結して連結が行われている。
かくして、図１Ｂのように並立する二つの純ラーメン構造体１、１は、回転式摩擦ダンパーユニット３の中間に位置する梁材３０と、その両側に対称的に配置された二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂとが一直線状に延びた配置形態で連結されている。したがって、隣接する二つの純ラーメン構造体１、１が、地震応答として、図１Ｂ中に細線で例示したせん断変形が卓越するせん断変形モードの変形を生ずると、二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂを構成する二方向のダンパーアーム３１、３２には、太線の模擬線イで例示したように二次元の相対的な回転変位が付与され、上述した摩擦力による制震作用が奏される。 The rotary friction damper unit 3 having the above configuration is configured as shown in FIGS. 2A and 2B, and is used to connect two pure rigid frame structures 1 and 1 arranged side by side as shown in FIG. Has been. That is, when the pure ramen structures 1, 1 composed of the pillars 1a, the beams 1b, the girders 1c and the like are adjacent to each other with a slight interval 2 continuous in the vertical direction, the interval portion 2 is A mounting seat 1d that slightly protrudes toward the gap portion 2 is provided on the outer side surface near the beam position of each floor in the adjacent pillars 1a and 1a to be formed, and an anchor bolt 5 is previously embedded in the mounting seat 1d. To do. Then, the tip base plate 6a of the damper arm 31 on both outer sides of the rotary friction dampers 3A and 3B on both sides of the rotary friction damper unit 3 is connected to the anchor bolt 5 of the mounting seat 1d by a double nut 5c. Has been done.
Thus, as shown in FIG. 1B, two pure rigid frame structures 1 and 1 are composed of a beam member 30 located in the middle of the rotary friction damper unit 3 and two rotary friction members arranged symmetrically on both sides thereof. The dampers 3A and 3B are connected in an arrangement form extending in a straight line. Therefore, when two adjacent pure ramen structures 1 and 1 cause a deformation in a shear deformation mode in which the shear deformation illustrated by a thin line in FIG. 1B is dominant as an earthquake response, the two rotary friction dampers 3A and 3B are generated. The two-direction damper arms 31 and 32 constituting the two-dimensional damper arm 31 and 32 are given a two-dimensional relative rotational displacement as exemplified by the thick simulated line A, and the above-described vibration control action by the frictional force is exerted.

即ち、図１に示す実施例の制震建物が、地震応答として、隣接する二つの純ラーメン構造体１、１に図１Ｂ中に細線で例示した剪断変形を発生すると、二つの純ラーメン構造体１、１の変形にしたがい、各回転式摩擦ダンパーユニット３における二つのダンパーアーム３１、３２に相対的な回転変位が伝達され、その回転変位に比例する摩擦力で抵抗しつつ地震エネルギーを吸収して制震効果を発揮するのである。
この制震作用と制震効果は、当該制震建物を構成する二つの隣接する純ラーメン構造体１、１を間隔部分２において相互間を連結した複数の回転式摩擦ダンパーユニット３が発生する摩擦力の総和として働くから、必要十分に大きな制震効果を発揮するのである。 That is, when the seismic control building of the embodiment shown in FIG. 1 generates, as an earthquake response, shear deformation exemplified by a thin line in FIG. 1B in two adjacent pure ramen structures 1, 1, two pure ramen structures In accordance with the deformations 1 and 1, relative rotational displacement is transmitted to the two damper arms 31 and 32 in each rotary friction damper unit 3, and the seismic energy is absorbed while resisting with a frictional force proportional to the rotational displacement. It exerts a seismic control effect.
This seismic control effect and seismic control effect are caused by the friction generated by a plurality of rotary friction damper units 3 in which two adjacent pure ramen structures 1 and 1 constituting the seismic control building are connected to each other at the interval portion 2. Since it works as a sum of forces, it exerts a sufficiently large seismic effect.

なお、図１Ａは、当該制震建物は、隣接する二つの純ラーメン構造体１、１がコア部を構成する場合の実施例として示したが、この限りではない。極端な場合、純ラーメン構造で成る二つの建物が、相互間に垂直方向に連続する一定の間隔を開けて隣接し並立する場合にも、同様な制震架構を構成して実施することができる。   In addition, although FIG. 1A showed the said damping building as an Example in case the two adjacent pure ramen structures 1 and 1 comprise a core part, it is not this limitation. In extreme cases, a similar seismic control frame can be constructed and implemented even when two buildings with a pure ramen structure are adjacent to each other with a certain interval in the vertical direction. .

次に、図３に示した制震建物は、 ラーメン架構の面内に耐震壁９を付設して成る耐震壁付きラーメン構造体１１、１１が、やはり鉛直方向に連続する間隔２を開けて隣接し並立する場合に、その間隔部分２において、両隣の構造体１１、１１を、上記図２Ａ、Ｂで説明した構成の回転式摩擦ダンパーユニット３を鉛直（上下）方向に間隔を開けて複数配置して連結し制震架構を構築した実施例を示す。その具体的な構成は、上記実施例１と大部分共通するので、その説明を援用して、更なる重複説明は省略する。
本実施例２の制震建物の場合も、その地震応答は、図３中に細線で例示したように、せん断変形が卓越するせん断変形モードの変形を生ずるので、上記実施例１と同様に、回転式摩擦ダンパーユニット３は、地震応答時には両側二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂを構成する二方向のダンパーアーム３１、３２が、太線の模擬線ロで例示したように二つの純ラーメン構造体１１、１１のせん断変形に応じて相対的な回転変位を伝達され、その回転変位に比例する摩擦力で抵抗しつつ地震エネルギーを吸収して制震効果を発揮するのである。 Next, in the seismic control building shown in FIG. 3, the ramen structures 11 and 11 with seismic walls, in which the seismic walls 9 are attached in the plane of the ramen frame, are adjacent to each other with a continuous interval 2 in the vertical direction. In the case where they are arranged side by side, in the interval portion 2, a plurality of the adjacent structures 11, 11 are arranged at intervals in the vertical (vertical) direction with the rotary friction damper unit 3 having the configuration described in FIGS. 2A and 2B above. An example of building a seismic control frame by connecting them together is shown. Since the specific configuration is mostly common to the first embodiment, the explanation is used and further explanation is omitted.
Also in the case of the seismic control building of the second embodiment, the seismic response causes the deformation in the shear deformation mode in which the shear deformation is dominant as illustrated by the thin line in FIG. The rotary friction damper unit 3 is composed of two pure ramen structures as illustrated by the thick simulated lines B, with the two-way damper arms 31 and 32 constituting the two rotary friction dampers 3A and 3B on both sides at the time of earthquake response. The relative rotational displacement is transmitted in accordance with the shear deformation of 11 and 11, and the seismic energy is absorbed while resisting with the frictional force proportional to the rotational displacement, and the damping effect is exhibited.

更に、図４に示した制震建物は、図３の実施例と同じく、 ラーメン架構の面内に耐震壁９を付設して成る耐震壁付きラーメン構造体１１、１１が、垂直方向に連続する間隔２を開けて隣接し並立する場合に、その間隔部分２において隣接する二つの構造体１１、１１を相互に上記構成の回転式摩擦ダンパーユニット３で連結して制震架構が構築されている。
但し、本実施例３の場合は、並立する耐震壁付きラーメン構造体１１、１１のアスペクト比が大きく、よって地震応答は細線で例示したように曲げ変形が卓越する曲げ変形モードの変形を生ずることが特徴である。
しかし、本実施例３の場合も、上記構成の回転式摩擦ダンパーユニット３は、垂直方向に連続する間隔２を開けて隣接し並立する間隔部分の鉛直方向にを開けて複数配置し、各回転式摩擦ダンパーユニット３の両側二つの回転式摩擦ダンパー３Ａ、３Ｂそれぞれのダンパーアーム３１の端部（先端ベース板６ａ）を、両隣りの耐震壁付きラーメン構造体１１、１１と図２Ａ、Ｂに例示した構成態様で緊結して制震架構が構築されている。その具体的な構成は、大部分が上記実施例１、２と共通するので、その説明を援用する。 Further, in the seismic control building shown in FIG. 4, the frame-containing ramen structures 11, 11 each having the earthquake-resistant wall 9 provided in the plane of the ramen frame are continuous in the vertical direction as in the embodiment of FIG. When the two adjacent structures 11 and 11 in the interval portion 2 are connected to each other by the rotary friction damper unit 3 configured as described above when the interval 2 is adjacent to each other and arranged side by side, a vibration control frame is constructed. .
However, in the case of the present Example 3, the aspect ratio of the parallel ramen structures 11 and 11 with a seismic wall is large, so that the seismic response causes deformation in a bending deformation mode in which bending deformation is excellent as illustrated by a thin line. Is a feature.
However, also in the case of the third embodiment, the rotary friction damper unit 3 having the above-described configuration is arranged in a plurality of positions with a vertical interval between adjacent vertical spaces 2 spaced apart in the vertical direction. 2A and 2B, the end portions (tip base plates 6a) of the damper arms 31 of the two rotary friction dampers 3A and 3B on both sides of the type friction damper unit 3 are shown in FIGS. A seismic control frame is constructed in the illustrated configuration. Since the specific configuration is mostly the same as in the first and second embodiments, the description thereof is used.

図４に示した制震建物の地震応答は、図中に細線で例示したように曲げ変形が卓越する曲げ変形モードの変形を生ずるので、間隔部分２で両構造体１１、１１を連結する回転式摩擦ダンパーユニット３の上下方向の間隔は、図１Ｂおよび図３のそれがほぼ等間隔であるのに対して、図４の実施例では、曲げ変形が集中する上階部分の間隔を狭めて集中的に設置し、地震エネルギーの吸収、減衰の効果を高める構成としている。   The seismic response of the damping building shown in FIG. 4 causes a deformation in a bending deformation mode in which the bending deformation is dominant as illustrated by a thin line in the figure, and therefore the rotation connecting the two structures 11 and 11 at the interval portion 2. 1B and FIG. 3 are substantially equal intervals in the vertical direction of the friction damper unit 3, whereas in the embodiment of FIG. It is installed intensively to increase the effect of seismic energy absorption and attenuation.

以上に本発明を実施例に基づいて説明したが、もとより、本発明の技術的範囲は実施例の構成に限定されるものではない。いわゆる当業者が必要に応じて行う設計変更や変形応用の範囲も包含することを念のため申し添える。   Although the present invention has been described based on the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the configurations of the embodiments. It is noted that the scope of design changes and modifications applied by those skilled in the art as necessary is also included.

Ａ、Ｂは本発明に係る制震建物の実施例１を概念的に示した平面図と立面図である。A and B are the top view and elevation which showed conceptually Example 1 of the damping building which concerns on this invention. Ａ、Ｂは回転式摩擦ダンパーユニットの実施例を制震建物への適用状態で示した平面図と正面図である。A and B are the top view and front view which showed the Example of the rotary friction damper unit in the application state to a damping building. 本発明に係る制震建物の実施例２を概念的に示した立面図である。It is the elevation which showed conceptually Example 2 of the seismic control building concerning the present invention. 本発明に係る制震建物の実施例３を概念的に示した立面図である。It is the elevation which showed conceptually Example 3 of the damping building concerning the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ ラーメン構造体
１１ 耐震壁付きラーメン構造体
２ 間隔部分
３ 回転式摩擦ダンパーユニット
３Ａ、３Ｂ 一対の回転式摩擦ダンパー
３０ 梁材
３１、３２ ダンパーアーム
３３ 摩擦パッド
３４ 回転軸
３５ 弾性体（皿バネ）
３７ ナット
６ａ 先端ベース板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ramen structure 11 Ramen structure with earthquake-resistant wall 2 Spacing part 3 Rotary friction damper unit 3A, 3B A pair of rotary friction damper 30 Beam material 31, 32 Damper arm 33 Friction pad 34 Rotating shaft 35 Elastic body (disc spring)
37 Nut 6a Tip base plate

Claims (3)

ラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体が鉛直方向に連続する間隔を開けて隣接し並立され、両構造体が前記間隔部分を相互に短スパン梁若しくは境界梁等で連結される制震建物において、
梁材の両側に一対の回転式摩擦ダンパーを連結して成る回転式摩擦ダンパーユニットが、短スパン梁若しくは境界梁等に代わる連結手段として、前記鉛直方向に連続する間隔を開けて隣接し並立するラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体の前記間隔部分に鉛直方向に間隔をあけて複数配置され、前記回転式摩擦ダンパーユニットの両側に位置する回転式摩擦ダンパーの端部を並立するラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体と緊結して構築されていることを特徴とする、制震建物。 In a seismic control building in which a ramen structure or a ramen structure with a seismic wall is arranged adjacent to each other with a continuous interval in the vertical direction, and both structures are connected to each other by short span beams or boundary beams, etc. ,
A rotary friction damper unit comprising a pair of rotary friction dampers connected to both sides of a beam material is adjacent to each other with a continuous interval in the vertical direction as a connecting means instead of a short span beam or a boundary beam. A plurality of ramen structures or a ramen structure with a seismic wall that are arranged at intervals in the vertical direction with a plurality of ends arranged at both ends of the rotary friction damper unit. Or a seismic control building, which is built in close contact with a ramen structure with a seismic wall. 回転式摩擦ダンパーは、共通な回転軸の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアームで構成され、前記のダンパーアームはプレート材で構成され、前記二方向のダンパーアームの回転軸回りの側面の相互間に摩擦パッドが挟まれ、前記回転軸の両端部へ締結したナットの加圧力が前記摩擦パッドとダンパーアームとの接触面へ面圧力として付与されていることを特徴とする、請求項１に記載した制震建物。   The rotary friction damper is composed of a bi-directional damper arm that relatively rotates around a common rotational axis, and the damper arm is composed of a plate material, and the side surface around the rotational axis of the bi-directional damper arm. The friction pad is sandwiched between the two, and the pressing force of the nut fastened to both ends of the rotating shaft is applied as a surface pressure to the contact surface between the friction pad and the damper arm. The seismic building described in 1. 回転式摩擦ダンパーユニットは、上記共通な回転軸の回りを相対的に回転する二方向のダンパーアームで構成された回転式摩擦ダンパーの一方のダンパーアームを中間に位置する梁材と緊結して同梁材の両側に対をなす二つの回転式摩擦ダンパーが連結された構成であり、前記二つの回転式摩擦ダンパーそれぞれの他方のダンパーアームの端部が、並立するラーメン構造体又は耐震壁付きラーメン構造体と緊結されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した制震建物。   In the rotary friction damper unit, one damper arm of a rotary friction damper composed of a bi-directional damper arm that relatively rotates around the common rotation axis is tightly coupled with a beam material positioned in the middle. Two rotary friction dampers that are paired on both sides of the beam member are connected, and the end of the other damper arm of each of the two rotary friction dampers is a side-by-side ramen structure or a ramen with a seismic wall The seismic control building according to claim 1, wherein the building is tightly coupled to the structure.

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