JP3791133B2

JP3791133B2 - 皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造

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Publication number: JP3791133B2
Application number: JP18845097A
Authority: JP
Inventors: 嶽中村; 学稲葉; 哲夫鈴木
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-07-14
Also published as: JPH1136655A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐振用補強部材と該耐振用補強部材を設ける建物架構との間にダンパを設けて、より積極的に振動減衰するようにした制振構造に関し、とりわけ、ダンパを摩擦ダンパとして構成した場合に、構造体の変形や摩擦部分の摩耗によっても略一定した摩擦減衰力を発生させることができる皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中，高層建築物では、地震や風等の水平力に対する抵抗要素として、耐振壁や例えば特公平４−１２７９０号公報（Int.Cl.E04H 9/02）に開示されるように、ブレース構造を用いた建物架構が広く用いられている。ブレースでは建物架構に入力された振動の減衰効果を更に向上させるために、制振用のダンパを組み込むようにしたものがある。この制振用のダンパとしては特開平５−１００５０号公報（Int.Cl.E04H 9/02）に開示されるように、ブレースの上端部と梁との間に配置される束材を塑性変形可能な鋼材で形成した鋼材ダンパ（履歴ダンパ）があり、鋼材の塑性変形により振動エネルギーを吸収するようになっている。
【０００３】
しかし、この種の鋼材ダンパではある程度以上の変形が生じて鋼材が降伏するまではダンパとしての機能が得られないという欠点があり、かつ、鋼材が繰り返し降伏してエネルギーを吸収した場合には、該鋼材の歪硬化により降伏耐力が大きくなり、累積塑性変形性能や疲労強度が低下して取り替えが必要となる。また、鋼材ダンパは設計上、付加剛性，降伏耐力および降伏変位等に制約がある。
【０００４】
一方、低振動から減衰効果を得ることができる制振用のダンパとして、上記鋼材ダンパ以外に摩擦力を利用した摩擦ダンパが知られている。この摩擦ダンパは滑り板に摩擦材をばねで押し付け、摩擦材に生じる摩擦力を利用して振動エネルギーを吸収するようになっており、このときに用いられるばねとしては、コイルばね，板ばね，ゴム板等の様々なものが知られている。即ち、上記摩擦ダンパでは滑り板および摩擦材相互間の摩擦係数をμとすると、発生する摩擦力Ｆは摩擦係数μと滑り板に摩擦材を圧接させる圧接力Ｐの積μ×Ｐで与えられる。このときの圧接力Ｐは上記ばねの弾発力として得られ、Ｐ＝Ｋ×σ（Ｋ：ばね定数、σ：ばね変形量）によってその弾発特性が一義的に決定される。また、上記ばねは、ばね定数（剛性）Ｋが一定で線形のばね特性を備えたものが用いられ、この線形性を有する範囲で得られるばね性能に基づいて適用されるのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記摩擦ダンパは、建物架構が地震や風、荷重や温度伸縮等の外部要因によって変形したり、摩擦材の摩耗によりその板厚が変化したりすると、ばねの変形量σが予め設定した値から変化してしまう。このようにばねの変形量σが変動すると、これに応じてばねの弾発力Ｐが変動してしまうため、摩擦係数μが一定であっても摩擦ダンパの摩擦力Ｆに変動が生じ（Ｆ＝μ×Ｐ＝μ×（Ｋ×σ））、延いては、摩擦ダンパ４による摩擦減衰力を一定に維持することができなかった。
【０００６】
このように摩擦減衰力を一定に維持することができないと、摩擦ダンパを設計値通りに作動させることができず、該摩擦ダンパを設けた耐振壁やブレースの機能が低下して建物架構に不慮の損害を生じさせるおそれがあるという課題があった。
【０００７】
本発明は係る従来の課題に鑑みて創案されたものであり、外部要因による建物架構の変形や摩擦材の摩耗等によりばねの変形量が変化しても、水平方向の振動のみならず垂直方向の振動に対しても一定した摩擦減衰力を発生させることができる皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造は、相対向する一対の柱部材と、これら柱部材の上下端部を連結する上、下一対の架設部材とで区画される空間内に耐振用補強部材を備え、該耐振用補強部材を上記架設部材から上下方向に適宜隙間を設けて配置し、上記耐振用補強部材と上記架設部材とを上記上下方向隙間に介設したダンパを介して連結するようにした建物架構であって、上記架設部材または上記耐振用補強部材の一方に支持され、上下方向を指向して平行配置される一対の滑り板を設けると共に、上記架設部材または上記耐振用補強部材の他方から相手方向に上下に突出され、上記一対の滑り板間に挿入方向の先端側及び水平方向の両側にそれぞれ隙間を有した状態で挿入されて滑動する摩擦材を設け、上記ダンパを、上記滑り板および上記摩擦材からなる摩擦減衰力生成部と、上記滑り板を押圧して該摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせる弾発力を発生する皿ばねとからなる、上下方向振動及び水平２方向の振動に対して振動減衰機能を有する摩擦ダンパで構成し、該皿ばねは、所定の与圧力が付加されて圧縮された状態で設けられ、かつ、たわみ変形量に対する弾発力の変動が線形ばね領域内よりも小さい、非線形ばね領域内で使用されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造は、請求項１に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造であって、上記耐振用補強部材が上記空間内に備えられたブレースであって、該ブレースの上端部と上方の該架設部材とを上記上下方向隙間に介設した上記摩擦ダンパを介して連結したことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造は、請求項１に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造であって、上記耐振用補強部材が上記空間内に備えられた耐振壁であって、該耐振壁の上端部と上方の該架設部材とを上記上下方向隙間に介設した上記摩擦ダンパを介して連結したことを特徴とする。
【００１１】
以上の構成による本発明の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造の作用は、建物架構に地震等で発生される上下方向および水平方向の振動が入力されると、摩擦ダンパに水平・上下方向の変位力が入力される。すると、摩擦減衰力生成部の一対の滑り板とこれら間に挿入された摩擦材は、一対の滑り板間に挿入方向の先端側及び水平方向の両側にそれぞれ隙間を有した状態で挿入されていることから、皿ばねの弾発力によって互いに圧接された状態で滑り板に沿った水平方向および上下方向に相対的に滑動して摩擦抵抗力を発生し、この摩擦抵抗力により上下方向振動及び水平２方向の振動が効果的に減衰される。このとき、上記皿ばねは、所定の与圧力が付加されて圧縮された状態で設けられ、かつ、たわみ変位量に対して弾発力の変動が線形ばね領域内よりも小さい、非線形ばね領域内で使用されることになるので、種々の原因によって皿ばねのたわみ変形量が非線形ばね領域内で変化しても、摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせる皿ばねの弾発力の変動をきわめて小さくすることができる。従って、摩擦減衰力生成部で発生される摩擦抵抗力を略一定に維持することができるので、振動減衰能力が変動することを防止することができる。
【００１２】
そして上記耐振用補強部材が建物架構の空間内に備えられたブレース若しくは耐振壁であって、これらブレースまたは耐振壁の上端部と上方の該架設部材とを上記上下方向隙間に介設した上記摩擦ダンパを介して連結した場合には、減衰能力が変動することを防止した上記構成の摩擦ダンパにより設定にしたがった確実な振動減衰作用を確保しつつ、これらブレースや耐振壁が本来有する耐振機能を有効に発揮させて、効果的に建物架構を制振することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１から図６は本発明の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造の一実施形態を示し、図１はブレースを取り付けた建物架構の概略構成図、図２はブレースと建物架構との間に介設される摩擦ダンパの要部を断面した拡大正面図、図３は図２中Ａ−Ａ線断面図、図４は図２中Ｂ−Ｂ線断面図、図５は摩擦ダンパに用いられる皿ばねを示す拡大断面図、図６は摩擦ダンパに適用される皿ばねのばね特性の一実測例を示すグラフ図である。
【００１４】
本実施形態は基本的には、図１に示すように建物架構１０の相対向する柱部材１２，１２と、これら柱部材１２，１２の上下端部を連結する上，下架設部材としての上，下梁１４，１４ａまたは床１４ｂとで区画される空間Ｓ内で、下梁１４ａまたは床１４ｂから上梁１４に向かってハの字形状に延出される一対のブレース１６，１６を備える。そして、これら両ブレース１６，１６の上端部１６ａ，１６ａを、上梁１４の下方から適宜隙間δを設けてつなぎ材１８を介して結合し（直接結合してもよい）、該結合部１８ａと上梁１４とを上記隙間δに介設する図２から図４に示す摩擦ダンパ２０で連結するようになっている。尚、上記床１４ｂに対しては、上方階の下梁１４ａが上梁１４となる。
【００１５】
そして、上記上梁１４に支持され、上下方向を指向して平行配置される一対の滑り板２２，２２を設けると共に、上記結合部１８ａから上記上梁１４方向に上下に突出され、上記一対の滑り板２２，２２間に挿入されて滑動する摩擦材２４を設ける。このとき、上記滑り板２２，２２を上記結合部１８ａに支持させると共に、上記摩擦材２４を上記上梁１４から突出させることもできる。そして、上記摩擦ダンパ２０は、上記滑り板２２，２２および上記摩擦材２４からなる摩擦減衰力生成部２６と、一方の滑り板２２を他方の滑り板２２に向かって押圧して両者を互いに接近させて該摩擦減衰力生成部２６に圧接力を生じさせる弾発力を発生する皿ばね２８とで構成する。該皿ばね２８は、設定圧接力が加えられて後述するように、弾発力の変動が小さい非線形ばね領域Ｒ内でたわみ変形されるように設定してある。
【００１６】
上記滑り板２２，２２は上梁１４から垂設されるブラケット３０によって支持されるようになっており、該ブラケット３０は上記摩擦材２４の両側に適宜間隔Ｌが設けられるようにして一対が設けられる。そして、上記一対の滑り板２２，２２は、上記ブラケット３０，３０と上記摩擦材２４に跨って、これらを両側から挟み込むようにして配置される。このとき、摩擦材２４の厚さはブラケット３０，３０より僅かに厚く形成され、該摩擦材２４の両面が滑り板２２，２２の対向面に接触される。滑り板２２，２２としてはステンレス板や表面にステンレス板が設けられたクラッド鋼等で形成されると共に、摩擦材２４としては摩擦係数μが一定の部材、μが小さい（０．２程度）ものとしては例えば四フッ化エチレンや超高分子量ポリエチレン（例えば、ソマライト（商品名））、μが中くらい（０．５程度）のものとしては例えば表面を平滑にしたステンレス板、さらにμが大きい（１．０程度）ものとしては表面を平坦にした鋼板などで、これらから必要に応じた摩擦係数μを有する材料を選択して形成される。
【００１７】
そして、上記一対の滑り板２２，２２の両端部と上記一対のブラケット３０，３０間には、それぞれ上下２箇所にこれらを貫通して形成した貫通孔内に挿通させて、ガイドを兼ねたシャーキー３２が設けられる。これらシャーキー３２が滑り板２２，２２から突出される部分にはそれぞれフランジ３４が取り付けられる。そして一方の滑り板２２とこれに対応するフランジ３４との間には各シャーキー３２にそれぞれ挿通して、皿ばね２８が設けられる。これら皿ばね２８は、２枚の皿ばね単体２８ａを背中合わせに突き合わせた状態で用いられている。上記フランジ３４はシャーキー３２に螺合されるナット３２ａによって抜け止めされると共に、それぞれのナット３２ａの締め付け度合いによって、上記皿ばね２８に最適な予圧力（設定圧接力）を付加できるようになっている。このように取り付け状態で皿ばね２８に予圧力が付加されることにより、それぞれの皿ばね２８は図６に示したばね特性Ｘの荷重−変位関係が非線形となる領域Ｒに達するようになっている。
【００１８】
即ち、図６は本実施形態に用いた上記皿ばね２８の本発明に採用し得るばね特性Ｘの荷重−変位曲線のグラフの一実測例が示され、縦軸には必要摩擦減衰力を得るために摩擦減衰力生成部２６に入力される荷重ｗを示し、該荷重ｗの反力として摩擦減衰力生成部２６の滑り板２２，２２と摩擦材２４との間に生じさせるべき圧接力、すなわち皿ばね２８によって発生させる弾発力が示される。また、横軸には皿ばね２８のたわみ量σが示されている。そして、必要摩擦減衰力を得ることができる設定圧接力の値と、これを加えたときの皿ばね２８のたわみ量との関係が同図から理解される。
【００１９】
上記皿ばね２８自体の荷重特性はその形状に依存することが知られており、本発明では図５に示すように、皿ばね単体２８ａの板厚をＳ、全たわみ量をｈとした場合に、ｈ／Ｓが１．３〜１．４の皿ばねを使用することが好ましい。ｈ／Ｓが１．３よりも小さいと反りの発生が小さく十分な変形量を確保できず、また１．４よりも大きいと逆向きに反る変形が生じてしまうおそれがある。なお、Ｄｏは皿ばねの外径寸法、Ｄｉは皿ばねの内径寸法である。また、皿ばね２８の組み合わせ方に関しては、皿ばね単体２８ａを同じ向きに重ね合わせる並列では、重ね枚数を２枚にすると２倍の弾発力、３枚にすると３倍の弾発力というように、弾発力はこの並列の重ね枚数で調整することができる。また皿ばね単体２８ａの向きを互い違いに重ね合わせる直列では、重ね枚数を２枚にすると２倍のたわみ量、３枚にすると３倍のたわみ量というように、たわみ量はこの直列の重ね枚数で調整することができる。従って、これら並列および直列の並べ方を種々組み合わせることによって、様々な弾発力を確保しつつ所望のたわみ量に設定することができる。
【００２０】
上述したようにグラフに例示された実際の皿ばね２８では、設定圧接力が加えられることで荷重−変位関係が非線形となる領域Ｒに達している。ここで非線形領域Ｒとは、設定圧接力（予圧力）が加えられて弾発力の変動が小さい領域をいい、そしてこの皿ばね２８はこの非線形ばね領域Ｒ内で使用されることになる。すなわち、線形領域を超えて、皿ばね２８のたわみ量σが変化してもその発生弾発力の変動がきわめて小さな非線形領域Ｒ内を当該皿ばね２８の使用領域として設定するようになっている。
【００２１】
そして、図６の実測例では、必要摩擦減衰力を得るために皿ばね２８に設定すべき圧接力（弾発力）は約６０ｔであり、このとき皿ばね２８に発生しているたわみ量σは、非線形領域Ｒに達しているおおよそ４０ｍｍである。このような状態の皿ばね２８に対し、上記上下方向隙間寸法δが±５ｍｍ範囲で変動しても、弾発力の変動を±４ｔ程度に抑えることができる。これを同一の皿ばねの線形領域での使用と比較すると、例えば１６ｍｍのたわみ量で使用される皿ばねでは、たわみ変形量が１０ｍｍ減少してたわみ量が６ｍｍになると、弾発力で２３ｔの変動を生じてしまうことが理解される。
【００２２】
この実測例では、皿ばね２８は約６２ｍｍたわませると潰れてしまう性能となっていて、このような皿ばね２８に対して４５ｍｍ以下のたわみ量で使用することは、全たわみ量のおよそ７５％以下での使用（４５／６２＜０．７５）にあたり、残留変形の発生も防止できて耐久性に関しても満足できる使用となっている。
【００２３】
以上説明したように本実施形態の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造にあっては、図１に示した建物架構１０に地震等によって上下方向の振動が入力されると、ブレース１６，１６の結合部１８ａと上梁１４との間の隙間δに介設された摩擦ダンパ２０に変位力が入力される。すると、摩擦材２４の両面に滑り板２２，２２が圧接された状態でこれら両者は相対的に滑動して、摩擦減衰力生成部２６に摩擦抵抗力を発生し、この摩擦抵抗力をもって上下方向の振動を効果的に減衰することができる。
【００２４】
また、上記摩擦材２４と、滑り板２２，２２を支持するブラケット３０，３０との間には水平方向に間隔Ｌが設けられているため、該滑り板２２，２２に沿った水平方向の振動に対しても、摩擦材２４の両面に滑り板２２，２２が圧接された状態で、これら両者は寸法Ｌ内で水平方向に相対的に滑動して摩擦抵抗力を発生できるため、上記水平方向の振動を減衰することができる。
【００２５】
このとき、上記皿ばね２８は、設定圧接力が加えられて弾発力の変動が小さい非線形ばね領域Ｒ内でたわみ変形されるように設定されているため、種々の原因によって皿ばね２８の変形量が非線形ばね領域Ｒ内で変化した場合にあっても、摩擦減衰力生成部２６に圧接力を生じさせる皿ばね２８の弾発力の変動はきわめて小さくなる。従って、摩擦減衰力生成部２６で発生される摩擦抵抗力を略一定に維持することができるため、建物架構１０に入力される振動に対する減衰性能が変動することを防止することができる。
【００２６】
一方、水平方向の振動が滑り板２２，２２に対して直角となる方向である場合には、摩擦材２４がこれら滑り板２２，２２を皿ばね２８の付勢力に抗して押し開ける方向（互いに離反させる方向）に作用するが、このときの皿ばね２８のたわみ変形に伴う弾発力により上記直角方向の水平振動を吸収して振動減衰機能を発揮することができる。このとき、上記皿ばね２８は上述したように荷重−変位特性で弾発力の変動がきわめて小さな非線形領域Ｒに設定されているため、ばね定数としては小さなものとなり、このばね系の固有振動数を長周期化することができ、この点から振動の減衰効果を大幅に向上することができる。また、上記滑り板２２，２２に沿った方向やこれに直角となる方向以外の方向性を持った振動に対しては、滑り板２２，２２と摩擦材２４との相対滑動で得られる振動減衰効果と、皿ばね２８自体の上記たわみ変形による弾発力を用いた振動減衰効果との兼ね合いによって、あらゆる水平方向の振動を効果的に減衰することができる。従って、本実施形態に用いられる上記摩擦ダンパ２０は、上下方向振動および水平２方向の振動に対して振動減衰機能を発揮することができるため、３次元方向の制振を達成することができる。
【００２７】
そして、種々の原因により非線形ばね領域Ｒ内で皿ばね２８の変形量が変化しても、一定した摩擦減衰力を発生させることができるので、摩擦ダンパ２０による制振機能を設計値通りに発揮させることができる。従って、これによりブレース１６，１６の信頼性を向上することができ、延いては建物架構１０を効果的に制振することができる。また、皿ばね２８にたわみ変形が生じても摩擦減衰力生成部２６に加わる弾発力がほぼ一定で変動がないので、後々の複雑なメンテナンスを不要とすることができる。
【００２８】
図７には他の実施形態が示されており、この実施形態では上梁１４下方に比較的長いつなぎ材１８を配設し、このつなぎ材１８の両端部に各ブレース１６の上端部を接続するようにして、ブレース１６相互間に広い空間を確保できるようにしている。そしてこの長く形成したつなぎ材１８の両端部に摩擦ダンパ２０を２つ配設していて、このような実施形態にあっても上記実施形態と同様な作用効果を確保することができる。特にこの実施形態では、つなぎ材１８が２つの摩擦ダンパ２０によって両端支持される形態なので、摩擦ダンパ２０の増設による高効率な振動減衰と、つなぎ材１８の両端支持によって建物架構１０内に発生するモーメント等に対するつなぎ材１８の負担軽減とを確保できて、効果的な制振作用を発揮させることができる。
【００２９】
また図８にはさらに他の実施形態が示されており、この実施形態では建物架構１０内にプレキャストコンクリート製等の耐振壁５０が備えられている。この耐振壁５０は下端部が下梁１４ａや床１４ｂに接合されて建物架構１０内に立設され、上端部５０ａと上梁１４との間に所定の上下方向隙間が形成されている。また、耐振壁５０の両側部と建物架構１０を構成する一対の柱部材１２との間には、建物架構１０と耐振壁５０との水平方向相対変位を吸収し許容するための隙間ｇが形成されている。そしてこのように配置された耐振壁５０の上端部５０ａ両側と上梁１４との間には２つの摩擦ダンパ２０が配設されていて、このような実施形態にあっても上記実施形態と同様な作用効果を確保することができる。
【００３０】
すなわち、これら図７および図８に示す実施形態にあっても、減衰能力が変動することを防止した上記構成の摩擦ダンパ２０により設定にしたがった確実な振動減衰作用を確保しつつ、これらブレース１６や耐振壁５０が本来有する耐振機能を有効に発揮させて、これらの相乗効果により効果的に建物架構を制振することができる。
【００３１】
そして、以上のように摩擦ダンパ２０の設置個数については必要に応じて１以上、複数個設置することができるとともに、耐振用補強部材についても、ブレース１６や耐振壁５０に限らず、その他の構造を設定して、これらに対して上記摩擦ダンパ２０を設置することが可能である。
【００３２】
ところで、本実施形態の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造は、地震に対してのみならず、風による建物架構１０の揺れに対しても有効に作用することはいうまでもない。また、皿ばね２８を構成する皿ばね単体２８ａの組み合わせ配置構成に関しても、上記実施形態の開示形態に限らず、本発明の皿ばね２８に求められる設定が可能である限り、種々に変更して組み合わせて構成することができることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造にあっては、耐振用補強部材と架設部材との上下方向隙間に介設されるダンパを、架設部材または耐振用補強部材の一方に支持されて上下方向を指向して平行配置される一対の滑り板、及び架設部材または耐振用補強部材の他方から上記一対の滑り板間に挿入方向先端側及び水平方向両側に隙間を有した状態で挿入されて滑動する摩擦材からなる摩擦減衰力生成部と、滑り板を押圧して摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせる弾発力を発生する皿ばねとからなる、上下方向振動及び水平２方向の振動に対して振動減衰機能を有する摩擦ダンパで構成し、皿ばねは、所定の与圧力が付加されて圧縮された状態で設けられ、かつ、たわみ変形量に対して弾発力の変動が線形ばね領域内よりも小さい、非線形ばね領域内で使用されるように構成したので、建物架構に地震等によって上下方向および水平方向の振動が入力されると、耐振用補強部材と架設部材との間に配置された摩擦ダンパに水平方向および上下方向の変位力が発生し、摩擦減衰力生成部の一対の滑り板間に挿入された摩擦材が、皿ばねの弾発力によって互いに圧接された状態で滑り板に沿って上下方向および水平方向に相対的に滑動して摩擦抵抗力を発生することができ、この摩擦抵抗力により上下方向振動及び水平２方向の振動を効果的に減衰することができる。このとき、上記皿ばねは、たわみ変位量に対して弾発力の変動が線形ばね領域内よりも小さい、非線形ばね領域内で使用されるので、種々の原因によって皿ばねのたわみ変形量が非線形ばね領域内で変化しても、摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせる皿ばねの弾発力の変動をきわめて小さくすることができる。従って、摩擦減衰力生成部で発生される摩擦抵抗力を略一定に維持することができるので、振動減衰能力が変動することを防止することができる。
【００３４】
そして上記耐振用補強部材が建物架構の空間内に備えられたブレース若しくは耐振壁であって、これらブレースまたは耐振壁の上端部と上方の該架設部材とを上記上下方向隙間に介設した上記摩擦ダンパを介して連結した場合には、減衰能力が変動することを防止した上記構成の摩擦ダンパにより設定にしたがった確実な振動減衰作用を確保しつつ、これらブレースや耐振壁が本来有する耐振機能を有効に発揮させて、これらの相乗効果により効果的に建物架構を制振することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブレースを取り付けた建物架構の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すブレースと建物架構との間に介設される摩擦ダンパの要部を断面した拡大正面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線からの断面図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線からの断面図である。
【図５】図２の摩擦ダンパに用いられる皿ばねを示す拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す摩擦ダンパに適用される皿ばねのばね特性の一実測例を示すグラフ図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示すブレースを取り付けた建物架構の概略構成図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態を示す耐振壁を取り付けた建物架構の概略構成図である。
【符号の説明】
１０建物架構１２柱部材
１４上梁１４ａ下梁
１４ｂ床１６ブレース
１８つなぎ材１８ａ結合部
２０摩擦ダンパ２２滑り板
２４摩擦材２６摩擦減衰力生成部
２８皿ばね２８ａ皿ばね単体
５０耐振壁
δ 上下方向隙間寸法Ｒ非線形ばね領域

Claims

相対向する一対の柱部材と、これら柱部材の上下端部を連結する上、下一対の架設部材とで区画される空間内に耐振用補強部材を備え、該耐振用補強部材を上記架設部材から上下方向に適宜隙間を設けて配置し、上記耐振用補強部材と上記架設部材とを上記上下方向隙間に介設したダンパを介して連結するようにした建物架構であって、
上記架設部材または上記耐振用補強部材の一方に支持され、上下方向を指向して平行配置される一対の滑り板を設けると共に、上記架設部材または上記耐振用補強部材の他方から相手方向に上下に突出され、上記一対の滑り板間に挿入方向の先端側及び水平方向の両側にそれぞれ隙間を有した状態で挿入されて滑動する摩擦材を設け、
上記ダンパを、上記滑り板および上記摩擦材からなる摩擦減衰力生成部と、上記滑り板を押圧して該摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせる弾発力を発生する皿ばねとからなる、上下方向振動及び水平２方向の振動に対して振動減衰機能を有する摩擦ダンパで構成し、
該皿ばねは、所定の与圧力が付加されて圧縮された状態で設けられ、かつ、たわみ変形量に対する弾発力の変動が線形ばね領域内よりも小さい、非線形ばね領域内で使用されることを特徴とする皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造。
上記耐振用補強部材が上記空間内に備えられたブレースであって、該ブレースの上端部と上方の該架設部材とを上記上下方向隙間に介設した上記摩擦ダンパを介して連結したことを特徴とする請求項１に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造。
上記耐振用補強部材が上記空間内に備えられた耐振壁であって、該耐振壁の上端部と上方の該架設部材とを上記上下方向隙間に介設した上記摩擦ダンパを介して連結したことを特徴とする請求項１に記載の皿ばね式摩擦ダンパを用いた制振構造。