JP5404510B2 - Building damping material - Google Patents

Description

この発明は、地震や強風等により発生する建物の揺れを低減するための制震部材に関し、詳しくは摩擦ダンパーを用いる建物用制震部材に関するものである。   The present invention relates to a vibration control member for reducing the shaking of a building caused by an earthquake or strong wind, and more particularly to a vibration control member for a building using a friction damper.

制震部材は、建物に作用する地震力等を、建物内部の機構によって減衰させたりあるいは増幅を防いだりする部材であって、地震動等の力をエネルギーとして捉え、建物自体に組み込んだエネルギー吸収機構によって建物の揺れを抑え、構造体の損傷を防ぐ技術である。   The damping member is a member that attenuates the seismic force acting on the building or prevents the amplification by the mechanism inside the building, and captures the force of earthquake motion as energy and incorporates it into the building itself. This is a technology that suppresses the shaking of the building and prevents damage to the structure.

従来、建物用制震部材は大規模建築物に採用される事が多かったが、免震部材等に比べてコストが安価となる技術が開発されてきているため、近年では戸建ての木造住宅での採用例も増加している。   Traditionally, building seismic control members have often been used in large-scale buildings, but technology has been developed that is less expensive than seismic isolation members. Examples of adoption are also increasing.

制震部材に用いられ装置としては、高減衰ゴム、粘弾性体、オイルダンパー、あるいは摩擦ダンパーを用いる各種の装置が開発されている。ここで摩擦ダンパは、建築構造物の梁又はブレースに設置する装置で、相対変位する金属板同士を一定圧で圧着し、相対的にこすり合わせることで振動エネルギーを摩擦エネルギーに変換し、揺れを減衰させる機構となっている。   Various devices using a high damping rubber, a viscoelastic body, an oil damper, or a friction damper have been developed as a device used for a vibration control member. Here, the friction damper is a device installed on a beam or brace of a building structure, and the vibration energy is converted into friction energy by pressing the relative displacement metal plates against each other with a constant pressure and rubbing them relatively. It has a damping mechanism.

このような摩擦ダンパーを用いる建物用制震部材としては、例えば下記に示すような従来技術があった。
特許第３９８８２９８号公報 特開平２００９−２１２０号公報 As a building vibration control member using such a friction damper, for example, there has been a conventional technique as described below.
Japanese Patent No. 3988298 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-2120

特許文献１に記載される制震部材は、図６に示すように上下一対の外板１１８，１１８に挟み込まれる中板１１２とを備え、それぞれに形成したボルト挿通孔１１８ａ，１１２ａに高力ボルト１２１を貫通させて、ナット１２２により締め付けていた。このナット１２２の締付けによりボルト１２１の軸力Ｎが発生し、この軸力Ｎは外板１１８に伝達され、中板１１２の挟み込み力として作用していた。   As shown in FIG. 6, the vibration damping member described in Patent Document 1 includes a middle plate 112 sandwiched between a pair of upper and lower outer plates 118, 118, and high-strength bolts in bolt insertion holes 118a, 112a formed respectively. 121 was passed through and tightened with a nut 122. By tightening the nut 122, an axial force N of the bolt 121 is generated, and this axial force N is transmitted to the outer plate 118 and acts as a pinching force for the intermediate plate 112.

又、外板１１８と中板１１２の間には摩擦板１１９を介在させており、中板１１２のボルト挿通孔１１２ａは、図７に示すように外板１１８と中板１１２の延設方向に長軸となる長孔として形成され、ボルト挿通孔１１２ａの長軸方向に外板１１８と中板１１２との相対移動が許容されるもので、中板１１２と摩擦板１１９との間で所定の摩擦係数μをもって滑動させるようになっていた。   Further, a friction plate 119 is interposed between the outer plate 118 and the middle plate 112, and the bolt insertion holes 112a of the middle plate 112 are arranged in the extending direction of the outer plate 118 and the middle plate 112 as shown in FIG. It is formed as a long hole that becomes a long axis, and relative movement between the outer plate 118 and the intermediate plate 112 is allowed in the long axis direction of the bolt insertion hole 112a. A predetermined distance is provided between the intermediate plate 112 and the friction plate 119. It was made to slide with a friction coefficient μ.

即ち、外板１１８と中板１１２及び高力ボルト１２１とナット１２２、並びに摩擦板１１９等によりボルト接合部は摩擦ダンパ１１０として構成されていた。地震や風などの外力によって建物架構が振動する際に、この振動による変位力が所定値を超えると、外板１１８と中板１１２とは中板１１２両面の円滑面１１２ｂと摩擦板１１９との滑動を伴って相対移動する。このとき、中板１１２と摩擦板１１９との間は高力ボルト１２１の軸力Ｎをもって圧接されるとともに、所定の摩擦係数μが作用しており、これら中板１１２と摩擦板１１９とが滑動される際には、振動エネルギーがμ×Ｎの摩擦抵抗力Ｒに変換されて振動減衰され、建物架構の制振に寄与するようになっていた。   That is, the bolt joint portion is configured as the friction damper 110 by the outer plate 118, the middle plate 112, the high-strength bolt 121, the nut 122, the friction plate 119, and the like. When the building frame vibrates due to an external force such as an earthquake or a wind, and the displacement force due to this vibration exceeds a predetermined value, the outer plate 118 and the middle plate 112 are formed between the smooth surface 112b on both sides of the middle plate 112 and the friction plate 119. Relative movement with sliding. At this time, the intermediate plate 112 and the friction plate 119 are pressed against each other with the axial force N of the high-strength bolt 121, and a predetermined friction coefficient μ is applied. The intermediate plate 112 and the friction plate 119 slide. In this case, the vibration energy is converted into the frictional resistance force R of μ × N and is attenuated, thereby contributing to vibration control of the building frame.

特許文献２に記載される制震部材は、図８及び図９に示すように、鋼板からなる板材２１２と、板材２１２の表裏面に取り付けられた滑り材２１６と、板材２１２を挟むようにして板材２１２と離間配置された一対の相手板２１８，２１８と、それらの表面に取り付けられた保護板２１９，２１９とで構成されていた。   As shown in FIGS. 8 and 9, the vibration control member described in Patent Document 2 includes a plate material 212 made of a steel plate, a sliding material 216 attached to the front and back surfaces of the plate material 212, and a plate material 212 sandwiching the plate material 212. And a pair of opposing plates 218, 218 spaced apart from each other, and protective plates 219, 219 attached to the surfaces thereof.

保護板２１９の端部は、建築構造部材の一部である接続板２２２の上下面に当接され、接続板２２２を挟持していた。相手板２１８、保護板２１９、接続板２２２には、相手板２１８の上面から相手板２１８の下面へ貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔にボルト２２１が挿通され、ナット２２３で締結されることで、接続板２２２に相手板２１８及び保護板２１９の一方端が固定されていた。   The end of the protection plate 219 is in contact with the upper and lower surfaces of the connection plate 222 that is a part of the building structure member, and sandwiches the connection plate 222. The mating plate 218, the protection plate 219, and the connection plate 222 are formed with through holes that penetrate from the upper surface of the mating plate 218 to the lower surface of the mating plate 218. Bolts 221 are inserted into the through holes and fastened with nuts 223. As a result, one end of the mating plate 218 and the protection plate 219 is fixed to the connection plate 222.

又、板材２１２の一方端は、建築構造部材の一部である接続板２２０の先端部と共に、鋼板からなる一対の押え板２２４、２２４で挟持されており、ボルト２３４及びナット２３５を締結することで、接続板２２０に板材２１２の一方端が固定されていた。以上の構成により、この制震部材２１０は、板材２１２及び滑り材２１６が一体となって移動し、相手板２１８及び保護板２１９が一体となって滑り材２１６の上面又は下面を摺擦移動していた。滑り材２１６と保護板２１９との摩擦面で発生する摩擦力により、揺れの振動エネルギーが徐々に減衰し、建物の制震が行われていた。   Also, one end of the plate 212 is sandwiched between a pair of presser plates 224 and 224 made of a steel plate together with the tip of the connection plate 220 that is a part of the building structure member, and the bolt 234 and the nut 235 are fastened. Thus, one end of the plate material 212 was fixed to the connection plate 220. With the above-described configuration, the vibration damping member 210 moves together with the plate material 212 and the sliding material 216, and the mating plate 218 and the protection plate 219 move together to slide on the upper surface or the lower surface of the sliding material 216. It was. Due to the frictional force generated on the friction surface between the sliding material 216 and the protective plate 219, the vibrational energy of the vibration was gradually attenuated, and the building was controlled.

何れの制震部材においても振動エネルギーを摩擦抵抗力に変換して振動減衰を行なうものであり、適切な制震効果を得るためには相対移動する時の摩擦抵抗力を適切に管理することが重要である。   In any vibration control member, vibration energy is converted into frictional resistance to attenuate vibrations. To obtain an appropriate vibration control effect, the frictional resistance during relative movement must be properly managed. is important.

特許文献１に記載される従来の摩擦ダンパーを用いた制震部材では、長孔に挿通する限定されたボルトによって軸力を付与していたため、摩擦板に作用する摩擦力が均等にならなかった。即ち、ボルト近傍の摩擦板には大きな締付力を作用させることが可能であるが、周辺部では小さめな摩擦力となっていた。   In the vibration control member using the conventional friction damper described in Patent Document 1, since the axial force is applied by the limited bolt inserted through the long hole, the friction force acting on the friction plate is not uniform. . That is, a large tightening force can be applied to the friction plate in the vicinity of the bolt, but a small friction force is generated in the peripheral portion.

又、特許文献２に記載される制震部材では、滑り材と保護板が当接する摩擦面から、かなり離隔した位置で軸力を付与していたので、摩擦面全体に均等な摩擦力を作用させることは困難であった。   In addition, in the vibration damping member described in Patent Document 2, since the axial force is applied at a position that is considerably separated from the friction surface where the sliding material and the protective plate abut, an even friction force is applied to the entire friction surface. It was difficult to do.

１台の摩擦ダンパーで、相対移動する摩擦抵抗力を多段階に設けようとする場合には、その作用する変位力の引張又は圧縮荷重に対応して、多段階の摩擦抵抗力を実現させなければならず、そのためには、摩擦面全体に対する管理された均等な摩擦力付与が必須となる。   When a single friction damper is used to provide multiple stages of frictional resistance that moves relative to each other, the multistage frictional resistance must be realized in accordance with the tensile or compressive load of the acting displacement force. For this purpose, it is essential to apply a controlled and uniform friction force to the entire friction surface.

しかし、従来の摩擦ダンパーでは、詳細な摩擦力管理は不可能であったため、所定の軸力でのみ与えられる固定的なダンパー作動荷重が提示されるだけであった。   However, in the conventional friction damper, since detailed friction force management is impossible, only a fixed damper operation load given only by a predetermined axial force is presented.

ところで、木造住宅に制震部材を適用する場合には、木造住宅構造に見合った簡易な制震技術が必要である。木造住宅では、その軸組みの特徴として一般的に接合部が回転しやすく、柱と梁だけの軸組みでは地震や強風などの強い水平力を受けると容易に変形してしまう。これを防止するため、軸組みに筋違といわれる斜材を金物で取り付けたり、あるいは構造用合板などの面材を所定の釘で打ち付けたりすることで耐力を高めている。   By the way, when applying a damping member to a wooden house, a simple damping technique suitable for the wooden house structure is required. In a wooden house, the joint is generally easy to rotate as a feature of the shaft, and the shaft with only columns and beams is easily deformed when subjected to a strong horizontal force such as an earthquake or strong wind. In order to prevent this, the proof strength is increased by attaching a diagonal material, which is said to be different from the shaft assembly, with a metal object or by striking a face material such as a structural plywood with a predetermined nail.

このように、地震や風などの水平荷重に抵抗する能力をもつ壁を耐力壁といい、建築基準法では木造住宅の各階ごとに所定量の耐力壁を設置することが義務づけられている。   Thus, a wall having the ability to resist horizontal loads such as earthquakes and winds is called a load-bearing wall, and the Building Standard Law requires that a predetermined amount of load-bearing walls be installed on each floor of a wooden house.

耐力壁の性能を表す数値として、壁倍率がある。これは、建築基準法で定められた耐力壁の強さを表した数値で、耐力壁の仕様によって数値は異なり、壁倍率を０．５〜５．０の範囲で定めている。この数値が高いほど大きな水平荷重に耐えることができるが、一方接合部はその荷重に見合った構造が必要となる。   There is a wall magnification as a numerical value representing the performance of the bearing wall. This is a numerical value representing the strength of the load-bearing wall defined by the Building Standards Act, and the numerical value varies depending on the specification of the load-bearing wall, and the wall magnification is determined in the range of 0.5 to 5.0. The higher this value, the greater the horizontal load that can be tolerated, while the joint must have a structure commensurate with the load.

木造住宅における耐震・耐風性能を判断する方法としては、構造計算によるものと、壁量計算と呼ばれる簡易計算方法がある。木造住宅の構造計算を行なう場合には、例えば「３階建て木造住宅の構造設計と防火設計の手引き」（（財）日本住宅・木材技術センター）に準拠した場合には、壁の許容耐力及び壁の剛性として、壁長さ１ｍ当たり、１．９６ｋＮの水平荷重が作用したときに、その弾性的な水平変形量（層間変位角）が高さの１／１２０である場合を壁倍率１．０としている。一方、壁量計算は、壁倍率×耐力壁の長さで算出される壁量をもとに、水平荷重に抵抗するための最小限必要な壁量（必要壁量）を、その建物の耐力壁の長さの総計（存在壁量）が満たしているか否かをチェックするものである。   There are two methods for judging earthquake resistance and wind resistance performance in wooden houses: structural calculation and simple calculation method called wall quantity calculation. When calculating the structure of a wooden house, for example, in accordance with the “Guide for Structural Design and Fire Protection Design of a Three-story Wooden House” (Japan Housing and Wood Technology Center), the allowable strength of the wall and As the wall rigidity, the wall magnification is 1.120 when the elastic horizontal deformation amount (interlayer displacement angle) is 1/120 of the height when a horizontal load of 1.96 kN is applied per 1 m of the wall length. 0. On the other hand, the wall quantity calculation is based on the wall quantity calculated by wall magnification x proof wall length, and the minimum required wall quantity (necessary wall quantity) to resist horizontal load is calculated as the building's yield strength. This is to check whether the total wall length (existing wall amount) is satisfied.

以上のように木造住宅に制震部材を適用する場合には、耐力壁として必要な壁倍率を確保しつつ、所望の制震性能を得なければならない。   As described above, when applying a vibration control member to a wooden house, it is necessary to obtain a desired vibration control performance while securing a wall magnification necessary as a load bearing wall.

しかし、従来の摩擦ダンパーを用いた制震部材では、固定的なダンパー作動荷重が適用されたため、必要な壁倍率に対して過不足を生ずる問題点があった。例えば、壁倍率３を必要とする耐力壁に対し、筋違として壁倍率５以上の強度を備える摩擦ダンパーの使用は適切とは言えなかった。又、壁倍率５を必要とする耐力壁に対し、筋違としての強度が壁倍率２．５程度の摩擦ダンパーを使用する際には、１本では不足するためタスキ掛けの必要があった。   However, the conventional damping member using the friction damper has a problem in that a fixed damper operating load is applied, so that the required wall magnification is excessive or insufficient. For example, for a load bearing wall that requires a wall magnification of 3, it was not appropriate to use a friction damper having a strength of wall magnification of 5 or more. In addition, when using a friction damper having a wall strength of about 2.5 for a load bearing wall that requires a wall magnification of 5, it is necessary to apply a tack because one is insufficient.

この発明は、従来の摩擦ダンパーを用いる建物用制震部材が有する上記の問題点を解消すべくなされたものであり、摩擦面全体に均等な摩擦力を作用させ、多段階に管理された摩擦抵抗力が可能な建物用制震部材を提供することを目的としている。   The present invention has been made to eliminate the above-mentioned problems associated with conventional vibration control members for buildings using friction dampers. The frictional force is applied to the entire friction surface and is managed in multiple stages. The object is to provide a vibration control member for buildings that can resist.

又、木造住宅における耐力壁の必要な壁倍率に見合った調整が可能な制震部材を提供することを目的としている。   It is another object of the present invention to provide a vibration control member that can be adjusted in accordance with the required wall magnification of a load bearing wall in a wooden house.

上記課題を解決するため、この発明の建物用制震部材は、建築構造物の一の軸組部材に連結する直線状の平板と、この平板の表裏面に固定する滑り材と、前記一の軸組部材と相対移動する他の軸組部材に連結し前記平板に対して対向配置する一対の外板と、夫々の外板内面に配置され前記滑り材に当接する保護材と、この外板に取り付けられ保護材及び滑り材を介して前記平板に押圧力を作用する締結部材とを備える摩擦ダンパーを用いる建物用制震部材において、前記外板は、平板と滑り材及び保護材の押圧力が作用する面を収納するための対向する凹部を備え、この凹部の両側部には前記締結部材を均等に全体配置することを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, a building vibration control member according to the present invention includes a linear flat plate connected to one frame member of a building structure, a sliding material fixed to the front and back surfaces of the flat plate, A pair of outer plates that are connected to another shaft member that moves relative to the shaft member and is disposed opposite to the flat plate, a protective material that is disposed on the inner surface of each outer plate and contacts the sliding material, and the outer plate In the vibration control member for a building using a friction damper, which is provided with a fastening member that acts on the flat plate via the protective material and the sliding material, the outer plate is the pressing force of the flat plate, the sliding material, and the protective material. It is characterized in that there are opposed recesses for accommodating the surfaces on which the action acts, and that the fastening members are uniformly arranged on both sides of the recesses.

外板は少なくとも保護材を収納し得る長さを有し、保護材をその内部に保持する。平板に固定する滑り材とこの保護材は相互に摺動し得る。対向する凹部の深さは、平板と滑り材及び保護材を対称に収容して、締結部材によって密着可能な深さとする。締結部材は凹部と平行に配置し押圧力を保護材の全面均等に作用させる。   The outer plate has at least a length that can accommodate the protective material, and holds the protective material therein. The sliding material fixed to the flat plate and the protective material can slide relative to each other. The depth of the opposing recesses is such that the flat plate, the sliding material, and the protective material are accommodated symmetrically and can be brought into close contact with the fastening member. The fastening member is arranged in parallel with the concave portion so that the pressing force acts evenly on the entire surface of the protective material.

請求項２記載の建物用制震部材の締結部材は、前記軸組部材に組み込まれた前記摩擦ダンパーに作用する計算上の仮定荷重値に対応し、その荷重値で作動する摩擦力を実現するための軸力が把握された締付ボルトであることを特徴とするものである。計算上の仮定荷重値は、建築構造物の軸組に組み込まれた制震部材に対して作用する荷重で、この荷重値と最大摩擦抵抗力とを対応させ、摩擦ダンパーが摺動し始める際の荷重値及びその時の締付ボルトの軸力を把握する。   The fastening member of the vibration control member for a building according to claim 2 corresponds to a calculated assumed load value that acts on the friction damper incorporated in the shaft assembly member, and realizes a friction force that operates at the load value. Therefore, the tightening bolt has a grasped axial force. The calculated assumed load value is the load acting on the vibration control member incorporated in the frame of the building structure. When this friction value starts to slide, the load value corresponds to the maximum frictional resistance. Grasp the load value and the axial force of the tightening bolt at that time.

請求項３記載の建物用制震部材における前記仮定荷重値は、前記摩擦ダンパーを組み込むフレームの壁倍率に対応する計算上の荷重値であることを特徴とするものである。   The assumed load value in the building vibration control member according to claim 3 is a calculated load value corresponding to a wall magnification of a frame in which the friction damper is incorporated.

フレームの壁倍率は木造住宅の構造計算を行なう既存の計算手順に基づき、壁の許容耐力及び壁の剛性から基準となる壁倍率（例えば１．０）のフレーム計算を行い、所要の壁倍率時の摩擦ダンパーを組み込む部材に作用する荷重を求める。   The wall magnification of the frame is based on the existing calculation procedure for calculating the structure of a wooden house, and the frame calculation of the standard wall magnification (for example, 1.0) is performed based on the allowable strength of the wall and the rigidity of the wall. The load acting on the member incorporating the friction damper is obtained.

この発明の建物用制震部材は、摩擦ダンパーとなる平板、滑り材及び保護材を押圧する一対の外板と、この外板に均等配置する締結部材を有するので、均等な摩擦力を付与することができる。   The building vibration control member of the present invention has a pair of outer plates that press against a flat plate that serves as a friction damper, a sliding material, and a protective material, and a fastening member that is evenly arranged on the outer plate, so that an equal friction force is applied. be able to.

相互に摺動する平板、滑り材及び保護材は、外板の凹部に収納されるため、締結部材が貫通するための穴あけは不要となる。締付部材と平板等が同一線上で摺動する場合には、平板等に長穴などの加工を施さなければならず、締付力を均等に作用させることが困難となる。又、摩擦ダンパーは平板形状となるので建築用構造部材である柱間の狭隘部にも装着可能となる。   Since the flat plate, the sliding material, and the protective material that slide with each other are accommodated in the concave portion of the outer plate, it is not necessary to make a hole for the fastening member to pass therethrough. When the tightening member and the flat plate slide on the same line, the flat plate or the like must be processed such as a long hole, and it becomes difficult to apply the tightening force evenly. Further, since the friction damper has a flat plate shape, the friction damper can be attached to a narrow portion between columns, which is a structural member for building.

請求項２記載の建物用制震部材は、締付ボルトの軸力と摩擦ダンパーの最大摩擦抵抗力との関係が把握されているので、一組の制震部材であっても多段階に管理された摩擦抵抗力が実現可能な建物用制震部材を提供することができる。   Since the relationship between the axial force of the tightening bolt and the maximum frictional resistance of the friction damper is known, the building vibration control member according to claim 2 can be managed in multiple stages even for a set of vibration control members. It is possible to provide a vibration control member for a building that can realize the frictional resistance obtained.

請求項３記載の建物用制震部材は、壁倍率に対応する荷重値との関係が把握されているので、一組の制震部材であっても多様な壁倍率に見合った建物用制震部材を提供することができる。   Since the vibration control member for building according to claim 3 has a known relationship with the load value corresponding to the wall magnification, even a set of vibration control members can meet the various wall magnifications. A member can be provided.

次にこの発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は建物用制震部材を使用する建築構造物の軸組を示す正面図、図２は建物用制震部材の正面図である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view showing a framework of a building structure using a building damping member, and FIG. 2 is a front view of the building damping member.

建物用制震部材１は建築構造物の軸組を構成する柱２、梁３、土台４及び柱２，２の中間部に横設する補助材５等の接合部同士を連結する筋違として設けられ、軸組の耐力を高め、その変形を防止すると共に制震機能をも備えるものである。建物用制震部材１は、その両端部を軸組の接合部に固定するブラケット６とボルトナット７によって回動可能に連結している。   The building vibration control member 1 is a strut that connects the joints such as the pillar 2, the beam 3, the base 4, and the auxiliary material 5 that is installed in the middle of the pillars 2 and 2 that constitute the framework of the building structure. It is provided and increases the bearing strength of the shaft assembly, prevents its deformation and also has a vibration control function. The building damping member 1 is rotatably connected by brackets 6 and bolts and nuts 7 that fix both ends thereof to the joints of the shaft assembly.

図２に示すように建物用制震部材１は、断面を扁平なＣ型に形成する鞘体８と、その一端に収容して端部を突設する平板状の連結板材９と、鞘体８の他端側より収容する摩擦ダンパー１０を有する。連結板材９は、ブラケット６に連結するためのボルトナット７用の孔９ａを端部に穿設する一方、鞘体８に収容する部分にも図示しない複数の孔を穿設し、この孔と鞘体８に穿設する複数の孔部とを利用してボルトナット９ｂにより突設長さの調整が可能なように鞘体８に固定されている。   As shown in FIG. 2, the building vibration control member 1 includes a sheath body 8 having a flat C-shaped cross section, a flat connecting plate material 9 accommodated in one end and projecting an end portion, and a sheath body. 8 has a friction damper 10 accommodated from the other end side. The connecting plate 9 has holes 9a for bolts and nuts 7 to be connected to the bracket 6 at the end, and a plurality of holes (not shown) are also formed in the portion accommodated in the sheath body 8, A plurality of holes drilled in the sheath body 8 are used to fix the projecting length with the bolt nut 9b so that the projecting length can be adjusted.

摩擦ダンパー１０は、ブラケットに連結するための孔１１ａを穿設する端部板１１と、この端部板１１に固着して鞘体８に収容するスライド棒１２と、鞘体８内に固定され、内部にスライド棒１２を挿入する挟持体１３とを備える。挟持体１３は鞘体８の内面に略密着する形で挿入され、その両端をストッパ１４に当接する。ストッパ１４は鞘体８の内面にボルト１５で固定されている。又、スライド棒１２には滑り材１６がボルトナット１７により貼着されている。   The friction damper 10 is fixed in the sheath body 8, an end plate 11 having a hole 11 a for connecting to the bracket, a slide bar 12 fixed to the end plate 11 and accommodated in the sheath body 8, And a sandwiching body 13 for inserting the slide rod 12 therein. The sandwiching body 13 is inserted so as to be in close contact with the inner surface of the sheath body 8, and both ends thereof abut against the stopper 14. The stopper 14 is fixed to the inner surface of the sheath body 8 with bolts 15. Further, a sliding material 16 is attached to the slide rod 12 by a bolt nut 17.

次に摩擦ダンパーの詳細を図３及び図４に基づき説明する。図３は摩擦ダンパーの構成の一部を省略して示す分解斜視図、図４は図２のIV−IV断面を示す拡大断面図である。   Next, details of the friction damper will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an exploded perspective view in which a part of the configuration of the friction damper is omitted, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the IV-IV section of FIG.

摩擦ダンパー１０の一部を構成するスライド棒１２は直線状の平板であって、その表裏面に滑り材１６を固定する。滑り材１６は例えばステンレスの薄板で、少なくとも挟持体１３の長さを有する。   The slide rod 12 constituting a part of the friction damper 10 is a straight flat plate, and the sliding material 16 is fixed to the front and back surfaces thereof. The sliding material 16 is, for example, a stainless steel thin plate and has at least the length of the sandwiching body 13.

挟持体１３は対向配置する一対の外板１８，１８と、夫々の外板１８の内面に配置され滑り材１６に当接する保護材１９と、この保護材１９の移動を防止するための保護材ストッパ２０を有する。   The sandwiching body 13 includes a pair of outer plates 18, 18 that are opposed to each other, a protective member 19 that is disposed on the inner surface of each outer plate 18 and that abuts against the sliding member 16, and a protective member for preventing movement of the protective member 19. A stopper 20 is provided.

外板１８は長手方向にスライド棒１２及び滑り材１６を挟持するための凹部１８ａ、両端に保護材ストッパ２０を載置固定するための段部１８ｂを形成する。又、鞘体８の底板８ａ側に配設する外板１８の凹部１８ａの両側部には長手方向にボルト挿通孔１８ｃを複数穿設すると共に、鞘体８の開口部８ｂ側に配設する外板１８の対応する箇所には雌ネジを螺刻するボルト孔１８ｄを設ける。   The outer plate 18 is formed with a concave portion 18a for sandwiching the slide rod 12 and the sliding material 16 in the longitudinal direction, and a step portion 18b for mounting and fixing the protective material stopper 20 at both ends. In addition, a plurality of bolt insertion holes 18c are formed in both sides of the concave portion 18a of the outer plate 18 disposed on the bottom plate 8a side of the sheath body 8 in the longitudinal direction, and are disposed on the opening portion 8b side of the sheath body 8. Bolt holes 18d for threading female screws are provided at corresponding locations on the outer plate 18.

鞘体８の底板８ａにはボルト挿通孔８ｃを穿設し、外方より挿入するボルト２１にて外板１８，１８を鞘体８に固定する。ボルト２１は凹部１８ａを挟んで平行に均等な間隔で所定本数配設し、その締付トルクを適切に管理することで外板１８から保護材１９及び滑り材１６を介してスライド棒１２に所要の押圧力を作用する。   Bolt insertion holes 8c are formed in the bottom plate 8a of the sheath body 8, and the outer plates 18, 18 are fixed to the sheath body 8 with bolts 21 inserted from the outside. A predetermined number of bolts 21 are arranged in parallel and at equal intervals across the recess 18a, and the tightening torque is appropriately managed so that the bolt 21 is required from the outer plate 18 to the slide rod 12 via the protective member 19 and the sliding member 16. The pressing force is applied.

地震等の振動を受け、図１に示すブラケット６，６が相対移動する際、相対変位しようとするスライド棒１２の滑り材１６と、挟持体１３の保護材１９が一定圧で圧着されている。この振動による変位力が所定値を超えると、滑り材１６と保護材１９が相対移動する。このとき、滑り材１６と保護材１９との間はボルト２１の軸力Ｎをもって圧接されるとともに、所定の摩擦係数μが作用しており、これら滑り材１６と保護材１９とが滑動される際には、振動エネルギーがμ×Ｎの摩擦抵抗力Ｒに変換されて振動減衰され、建物架構の制振に寄与する。   When the brackets 6 and 6 shown in FIG. 1 move relative to each other due to vibration such as an earthquake, the sliding member 16 of the slide bar 12 and the protective member 19 of the sandwiching body 13 to be relatively displaced are pressure-bonded at a constant pressure. . When the displacement force due to this vibration exceeds a predetermined value, the sliding material 16 and the protective material 19 move relative to each other. At this time, the sliding member 16 and the protective member 19 are pressed against each other with the axial force N of the bolt 21 and a predetermined coefficient of friction μ is applied. The sliding member 16 and the protective member 19 are slid. At that time, the vibration energy is converted to a frictional resistance force R of μ × N and is attenuated by vibration, which contributes to vibration control of the building frame.

締結部材であるボルト２１がスライド棒１２の全面に亘って均等に配置されているため、摩擦抵抗力Ｒも均等となる。従って締付トルクを管理することでスライド可能な摩擦抵抗力を多段階に設定することが可能となる。   Since the bolts 21 as the fastening members are evenly arranged over the entire surface of the slide bar 12, the frictional resistance force R is also equalized. Therefore, by controlling the tightening torque, it is possible to set the slidable frictional resistance force in multiple stages.

保護材１９は、凹部１８ａに載置され両端を保護材ストッパ２０に当接して固定されるもので、実現する摩擦力に応じて種々の素材の適用が可能である。例えば金属系の軸受素材、詳しくは金属母材中に固体潤滑油を微細、均一に分散させた金属系無給油の軸受素材を用いると、温度変化に強く、耐腐食性があり、高荷重にも耐え、高強度の特質を備える。   The protective material 19 is placed in the recess 18a and fixed at both ends in contact with the protective material stopper 20, and various materials can be applied according to the frictional force to be realized. For example, using a metal bearing material, more specifically, a metal oil-free bearing material in which a solid lubricant is finely and evenly dispersed in a metal base material, is resistant to temperature changes, has corrosion resistance, and has a high load. Endures and has high strength properties.

次にこの建物用制震部材を木造住宅の耐力壁に適用する実施例を説明する。耐力壁としてのフレームは図５に示す所謂K型フレームを用い、木造住宅の軸組寸法に合わせフレーム幅を０．９１ｍ、フレーム高さを２．６４ｍとした。このフレームで摩擦ダンパーを介在する部材はブレース部材、即ち節点１−６及び節点６−２の部材である。   Next, an embodiment will be described in which this building damping member is applied to a load-bearing wall of a wooden house. The so-called K-shaped frame shown in FIG. 5 was used as the load-bearing wall, and the frame width was 0.91 m and the frame height was 2.64 m in accordance with the frame assembly dimensions of the wooden house. The members interposing the friction damper in this frame are brace members, that is, members of the nodes 1-6 and 6-2.

壁倍率＝１．０として節点１に水平荷重Ｈ＝１．７８ｋNを作用させた場合、ブレース材には計算上３．１４ｋＮの引張または圧縮荷重が発生する。この結果から壁倍率＝３．０の時には９．４１ｋＮの荷重が、壁倍率＝５．０の時には１５．７２ｋＮの荷重がそれぞれ発生することになる。   When the wall load = 1.0 and a horizontal load H = 1.78 kN is applied to the node 1, a tensile or compressive load of 3.14 kN is generated on the brace material in calculation. From this result, a load of 9.41 kN is generated when the wall magnification = 3.0, and a load of 15.72 kN is generated when the wall magnification = 5.0.

一方図３に示す摩擦ダンパー１０において、ボルト２１の本数を６本とし、その締付トルクをＴ＝１０Ｎ・ｍとした時、ボルト２１に生ずる平均的な軸力はＮ＝５．０７Ｎであった。又締付トルクがＴ＝１５Ｎ・ｍの時にはＮ＝７．３６Ｎの軸力が、Ｔ＝２０Ｎ・ｍの時にはＮ＝９．５４Ｎの軸力が夫々発生した。   On the other hand, in the friction damper 10 shown in FIG. 3, when the number of bolts 21 is six and the tightening torque is T = 10 N · m, the average axial force generated in the bolts 21 is N = 0.07 N. It was. When the tightening torque was T = 15 N · m, an axial force of N = 7.36 N was generated, and when T = 20 N · m, an axial force of N = 9.54 N was generated.

ここで摩擦ダンパー１０において、保護材１９の摩擦係数をμ＝０．１５とすると、締付トルクＴ別の軸力Ｎと仮定摩擦力Ｒの関係は以下のように計算される。なお、摩擦面は上下２面として計算した。
（Ｉ）Ｔ＝１０Ｎ・ｍ→Ｎ＝５．０７Ｎ ボルト本数８本 Ｒ＝１２．１ｋＮ
（II）Ｔ＝１５Ｎ・ｍ→Ｎ＝７．３６Ｎ ボルト本数６本 Ｒ＝１３．２５ｋＮ
（III）Ｔ＝２０Ｎ・ｍ→Ｎ＝９．５４Ｎ ボルト本数６本 Ｒ＝１７．１７ｋＮ Here, in the friction damper 10, when the friction coefficient of the protective material 19 is μ = 0.15, the relationship between the axial force N for each tightening torque T and the assumed friction force R is calculated as follows. The friction surface was calculated as two upper and lower surfaces.
(I) T = 10N · m → N = 0.07N Eight bolts R = 12.1kN
(II) T = 15 N · m → N = 7.36 N Number of bolts 6 R = 13.25 kN
(III) T = 20 N · m → N = 9.54 N 6 bolts R = 17.17 kN

即ち、（Ｉ）の摩擦ダンパーでは壁倍率３．５〜４．０、（II）の摩擦ダンパーでは壁倍率４〜４．５、（III）の摩擦ダンパーでは壁倍率５以上の耐震性能が夫々見込まれ、しかも夫々の荷重が作用した際には各摩擦ダンパーは相対移動して振動エネルギーを摩擦抵抗力に変換し、建物架構を制振することになる。   That is, the friction damper (I) has a wall magnification of 3.5 to 4.0, the friction damper (II) has a wall magnification of 4 to 4.5, and the friction damper (III) has an earthquake resistance of a wall magnification of 5 or more. In addition, when each load is expected, the friction dampers move relative to each other to convert vibration energy into frictional resistance, thereby damping the building frame.

一方、摩擦ダンパー１０に荷重を加えて滑動する際の荷重を検証した結果は以下のようになる。
（IV）Ｔ＝１０Ｎ・ｍでボルト本数８本の時→最大荷重＝１０．７４ｋＮ
（Ｖ）Ｔ＝１５Ｎ・ｍでボルト本数６本の時→最大荷重＝１２．６５ｋＮ
（VI）Ｔ＝２０Ｎ・ｍでボルト本数６本の時→最大荷重＝１６．６ｋＮ On the other hand, the result of verifying the load when sliding is applied to the friction damper 10 is as follows.
(IV) When T = 10 N · m and 8 bolts → Maximum load = 10.74 kN
(V) When T = 15 N · m and 6 bolts → Maximum load = 12.65 kN
(VI) When T = 20N · m and 6 bolts → Maximum load = 16.6kN

これらの試験値は夫々（Ｉ）、（II）、（III）の計算値に対応するものである。このように摩擦ダンパー１０の締付トルクを適宜設定すれば、所要の壁倍率の耐力壁を得ることができると同時に制震機能を発揮して建物の振動を抑えることができる。   These test values correspond to the calculated values of (I), (II), and (III), respectively. Thus, if the tightening torque of the friction damper 10 is appropriately set, a bearing wall having a required wall magnification can be obtained, and at the same time, a vibration control function can be exhibited to suppress building vibration.

建物用制震部材を使用する建築構造物の軸組を示す正面図である。It is a front view which shows the framework of the building structure which uses the damping member for buildings. 建物用制震部材の正面図である。It is a front view of the vibration control member for buildings. 摩擦ダンパーの構成の一部を省略して示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which abbreviate | omits and shows a part of structure of a friction damper. 図２のIV−IV断面を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the IV-IV cross section of FIG. 耐力壁構造計算用の軸組図である。It is a shaft group figure for bearing wall structure calculation. 従来の制震部材の断面図である。It is sectional drawing of the conventional damping member. 従来の制震部材の平面図である。It is a top view of the conventional damping member. 従来の他の制震部材の平面図である。It is a top view of the other conventional damping member. 従来の他の制震部材の断面図である。It is sectional drawing of the other conventional damping member.

１ 建物用制震部材
１０ 摩擦ダンパー
１２ スライド棒
１３ 挟持体
１６ 滑り材
１８ 外板
１８ａ 凹部
１９ 保護材
２１ ボルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Damping member for buildings 10 Friction damper 12 Slide rod 13 Holding body 16 Sliding material 18 Outer plate 18a Recessed part 19 Protective material 21 Bolt

Claims (3)

建築構造物の一の軸組部材に連結する直線状の平板と、この平板の表裏面に固定する滑り材と、前記一の軸組部材と相対移動する他の軸組部材に連結し前記平板に対して対向配置する一対の外板と、夫々の外板内面に配置され前記滑り材に当接する保護材と、この外板に取り付けられ保護材及び滑り材を介して前記平板に押圧力を作用する締結部材とを備える摩擦ダンパーを用いる建物用制震部材において、前記外板は、平板と滑り材及び保護材の押圧力が作用する面を収納するための対向する凹部を備え、この凹部の両側部には前記締結部材を均等に全体配置することを特徴とする建物用制震部材。 A linear flat plate connected to one shaft member of a building structure, a sliding material fixed to the front and back surfaces of the flat plate, and the flat plate connected to another shaft member that moves relative to the one shaft member. A pair of outer plates disposed opposite to each other, a protective material disposed on the inner surface of each outer plate and in contact with the sliding material, and a pressing force applied to the flat plate through the protective material and the sliding material attached to the outer plate. In the building vibration control member using the friction damper including the fastening member that acts, the outer plate includes a concave portion facing the flat plate, a sliding material, and a surface on which the pressing force of the protective material acts, and the concave portion The building damping member, wherein the fastening members are uniformly disposed on both sides of the building. 前記締結部材は、前記軸組部材に組み込まれた前記摩擦ダンパーに作用する計算上の仮定荷重値に対応し、その荷重値で作動する摩擦抵抗力を実現するための軸力が把握された締付ボルトであることを特徴とする請求項１記載の建物用制震部材。 The fastening member corresponds to a calculated assumed load value that acts on the friction damper incorporated in the shaft assembly member, and a fastening force in which an axial force for realizing a frictional resistance force that operates at the load value is grasped. The building damping member according to claim 1, wherein the building damping member is an attached bolt. 前記仮定荷重値は、前記摩擦ダンパーを組み込むフレームの壁倍率に対応する計算上の荷重値であることを特徴とする請求項２記載の建物用制震部材。 3. The building vibration control member according to claim 2, wherein the assumed load value is a calculated load value corresponding to a wall magnification of a frame in which the friction damper is incorporated.

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