JPH01318629A

JPH01318629A - 摩擦ダンパー

Info

Publication number: JPH01318629A
Application number: JP15138788A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamahara; 山原　浩
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1989-12-25
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JP2717144B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、建築物の柱と梁とで構成される架構の内側
に配置され、この建築物の地震動等の揺れを抑制する目
的で使用される摩擦ダンパーに関するものである。

「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６二おいては、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。

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。

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
との可能な摩擦ダンパーの提供を目的としている。

「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橋中に交
叉されて一対設けられたブレースの交叉部に配置された
摩擦ダンパーを、平板状の摩擦板をその両端において交
互に複数枚積層すると共に、その両端を締結手段により
相対的回動自在な状態で互いに圧接することで全体とし
て四辺形のリンク機構に形成し、これら摩擦板の相接す
る面に摩擦材を設けると共に、前記ブレースを前記締結
手段により摩擦板に相対的回動自在に連結したことを特
徴とするものである。

「実施例」　　　　　　　　１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。

第１図ないし第３図は、この発明の一実施例である摩擦
ダンパーを示す図である。これら図において、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、ｌ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、本実施例の摩擦ダンパー４が配置さ
れている。

この摩擦ダンパー４は、第２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５．５、・・・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５．５、・
・・の両端部がそれぞれポルト６、ナツト７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。

これら摩擦板５．５の相接する面のうち少なくとも一方
の面には、第３図に示すように平面視正方形の平板状の
摩擦材８．８、・・・が貼付されている。この摩擦材８
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８の貼付面
積も任意であり、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。

前記ブレース３は、それぞれ２本の斜材９．９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９．９、・・・を介して前記柱１．１及び梁２．
２に連結されている。斜材９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ＩＯにビン接
合され、かつその他端が前記ポルト６、ナツト７を介し
て摩擦ダンパー４にビン接合されている。なお、これら
斜材９．９、・・・の回動をスムースにする目的で、ポ
ルト６、ナツト７と斜材９、・・・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。

次に、前述の如き構成を有する摩擦ダンパー４の作用に
ついて説明する。

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９．９にそれぞれ圧
縮力又は引張力が作用する。

従って、第４図に示すように、摩擦ダンパー４は全体と
して平行四辺形状に変形する。いま斜材９、・・・に生
ずる伸縮量をそれぞれａとすると、摩擦ダンパー４の各
隅（すなわち摩擦板５の各端部）はそれぞれ！たけ回転する。そして、これら摩擦板５．５の回転によ
り相接する面（摩擦材８．８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８．８での熱エネルギーに変換
されて吸収される。これにより、建築物の振動エネルギ
ーは摩擦ダンパー４により吸収され、建築物の振動が抑
制される。

ここで、摩擦板５、・・・の積層数をｎとすれば、摩擦
ダンパー４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６、ナ
ツト７による締め付は力を１ｔとすれば摩擦ダンパ−４
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。

第５図に示すように、−辺がｂなる正方形の摩擦材８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８、・・・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。

なお、第６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。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。

なお、この発明の摩擦ダンパー４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、油圧制御により建築物の揺れに応じて適宜ポ
ルト６、ナツト７に締め付は力を与えれば、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きな締め付
は力を与えれば良く、しかも揺れが止まる寸前にこの締
め付ケ力を弱めてやれば、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。また、柱１
，１の間隔が比較的狭い場合には、前述の如く柱１、■
及び梁２．２で構成される架構内に摩擦ダンパー４が一
基取り付けられれば良いが、柱ｌ、１間隔が広くなった
場合には、第７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４．４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。

「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
の柱と粱とで構成される架構中に交叉されて一対設けら
れたブレースの交叉部に配置された摩擦ダンパーを、平
板状の摩擦板をその両端において交互に複数層積層する
と共に、その両端を締結手段により相対的回動自在な状
態で互いに圧接することで全体として四辺形のリンク機
構に形成し、これら摩擦板の相接する面に摩擦材を設け
ると共に、前記ブレースを前記締結手段により摩擦板に
相対的回動自在に連結したので、建築物に地震力が作用
すると摩擦ダンパー全体が締結手段を中心として回動・
変形することで摩擦板が回転する。そして、これら摩擦
板の回転により相接する面に設けられた摩擦材表面に摩
擦力が発生するため、建築物の振動エネルギーの一部が
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。しかも、摩擦板がその両端におい
て複数枚積層されているので、摩擦面の総数が増大する
ことで前述した摩擦によるエネルギーの吸収効率が向上
する。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
摩擦ダンパーを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例である摩擦ダ
ンパーを示す図であって、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図は第１図のＩ［−ｎ’線
に沿う矢視断面図、第３図は摩擦材の取付状態を示す正
面図、第４図は摩擦ダンパーの変形状態を示す模式図、
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図は
この発明の他の実施例であ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・・・・・・摩擦ダンパー、５・・・・・
・摩擦板、６・・・・・・ボルト、７・・・・・・ナツ
ト（いずれも締結手段）、８・・・・・・摩擦材、９・
・・・・・斜材。

Claims

【特許請求の範囲】

建築物の柱と梁とで構成される架構中に交叉されて一対
設けられたブレースの交叉部に配置された摩擦ダンパー
であって、この摩擦ダンパーは、平板状の摩擦板がその
両端部において交互に複数枚積層され、かつ、その両端
部が締結手段により相対的回動自在な状態で互いに圧接
されることで全体として四辺形のリンク機構に形成され
、これら摩擦板の相接する面には摩擦材が設けられてい
ると共に、前記ブレースは前記締結手段により摩擦板に
相対的回動自在に連結されていることを特徴とする摩擦
ダンパー。