ボルト接合部の制振構造
【課題】長期的に初期の制振性能が得られるボルト接合部の制振構造を提供する。
【解決手段】第１圧接板１４と、第２圧接板１０，１２とを互いに重合するとともに、両圧接板間に相対移動可能にボルト軸力を付加し、両圧接板間に入力する所定値以上の振動変位力により両圧接板間の相対移動が許容され、このときに両圧接板間に発生する摩擦抵抗力によって２つの鉄骨部材間を制振するようにしたボルト接合部の制振構造において、第１圧接板１４と第２圧接板１０，１２との間に、摩擦板２２と滑動板Ｓとを重合させた状態で介装させて、第１圧接板１４と第２圧接板１０，１２との相対移動時に、摩擦板２２と滑動板Ｓとを相対的に滑動可能とし、第１圧接板１４及び第２圧接板１０，１２にボルト貫通孔１４ａ，２１を形成するとともに、該第１圧接板１４の該ボルト貫通孔１４ａを、該第１圧接板１４の長さ方向に沿った長孔とした。
【解決手段】第１圧接板１４と、第２圧接板１０，１２とを互いに重合するとともに、両圧接板間に相対移動可能にボルト軸力を付加し、両圧接板間に入力する所定値以上の振動変位力により両圧接板間の相対移動が許容され、このときに両圧接板間に発生する摩擦抵抗力によって２つの鉄骨部材間を制振するようにしたボルト接合部の制振構造において、第１圧接板１４と第２圧接板１０，１２との間に、摩擦板２２と滑動板Ｓとを重合させた状態で介装させて、第１圧接板１４と第２圧接板１０，１２との相対移動時に、摩擦板２２と滑動板Ｓとを相対的に滑動可能とし、第１圧接板１４及び第２圧接板１０，１２にボルト貫通孔１４ａ，２１を形成するとともに、該第１圧接板１４の該ボルト貫通孔１４ａを、該第１圧接板１４の長さ方向に沿った長孔とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物架構を構成する各鉄骨部材を結合する際に用いられるボルト接合部に適用され、地震や強風等により発生する建物架構の振動を制振するボルト接合部の制振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨柱及び鉄骨梁を互いに結合して構成される建物架構は、一般に多層階ビルディングに適用され、この鉄骨構造の建物架構では、ブレースが地震や風等の水平力に対する抵抗要素として用いられている。
【０００３】
これら鉄骨柱、鉄骨梁、ブレースなどの鉄骨部材は、溶接やボルトを介して接合してラーメン架構が構成される。特に、ボルトにより接合した場合には、大地震や強風などによって過大な水平力が作用した際に、剛結構造となるラーメン架構であっても、接合した２部材の接合部分にズレが生じる。そして、このズレによって大きな摩擦抵抗力が発生し、この摩擦抵抗力によって地震や風による振動エネルギーが消耗され、建物架構の制振機能が発揮される。
【０００４】
図１３にボルト接合部の一例を示す。このボルト接合部は、一方の鉄骨部材から一対の外板１、１ａを突設し、他方の鉄骨部材から中板２を突設し、中板２を一対の外板１、１ａ間に挟み込み、これら外板１、１ａと中板２との間にボルト３を挿通させて、ナット３ａにより締め付けたものである。
【０００５】
この場合、中板２のボルト挿通孔は長孔４に形成され、一方の鉄骨部材と他方の鉄骨部材との間に引っ張り方向又は圧縮方向への過大な相対変位力Ｐが入力した場合に、この長孔４によって外板１、１ａと中板２との相対移動が許容される。そして、この外板１、１ａと中板２との相対移動時に発生する摩擦抵抗力Ｒは、ボルト３の軸力Ｎと、外板１、１ａと中板２との接触面の摩擦係数μとの積、Ｒ＝μ・Ｎによって決定される。なお、軸力Ｎは、ナット３ａの締付け力によって調節され、また、摩擦係数μは外板１、１ａと中板２との接触面の表面粗さによって調節される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような構成のボルト接合部の制振構造にあっては、ナット３ａの締付け力によってボルト３に軸力Ｎを発生させており、この軸力Ｎは外板１、１ａ間に直接締付け力として作用しているため、所定の摩擦抵抗力Ｒを発生させるためのナット３ａの締付け力の調整が非常に困難である。
【０００７】
また、所定の締付け力を付加しても、外板１、１ａと中板２との間の相対滑りが繰り返されることにより、双方の滑動面が摩耗して摩擦係数μが徐々に小さくなってしまう。さらに、摩耗した分だけナット３ａによる締付け力が減少し、ボルト３の軸力Ｎが小さくなってしまう。このため、予め設定した摩擦抵抗力Ｒ（＝μ・Ｎ）が、μとＮとの双方の減
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、互いに接合された鉄骨部材間で相対滑りが繰り返されても、常に、ほぼ一定の摩擦抵抗力を発生させることができて、安定した制振機能を発揮することができるボルト接合部の制振構造を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、互いに接合しようとする２つの鉄骨部材の一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と、他方の鉄骨部材に属する第２圧接板とを互いに重合するとともに、両圧接板間に相対移動可能にボルト軸力を付加し、両圧接板間に入力する所定値以上の振動変位力により両圧接板間の相対移動が許容され、このときに両圧接板間に発生する摩擦抵抗力によって前記２つの鉄骨部材間を制振するようにしたボルト接合部の制振構造において、前記第１圧接板と前記第２圧接板との間に、摩擦板と滑動板とを重合させた状態で介装させて、前記第１圧接板と前記第２圧接板との相対移動時に、前記摩擦板と前記滑動板とを相対的に滑動可能とし、前記第１圧接板及び前記第２圧接板にボルト貫通孔を形成するとともに、該第１圧接板の該ボルト貫通孔を、該第１圧接板の長さ方向に沿った長孔としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と他方の鉄骨部材に属する第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板とを第１圧接板の長さ方向に沿って相対的に滑動させることができることになる。
この場合、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板に別途取り付けられるので、第１圧接板及び第２圧接板に構造材との接合上好ましい通常の鋼材等を用いることができる。また、設計で意図した安定した摩擦係数及び復元力特性が得られるように、摩擦板と滑動板との最適な組合せを適宜に選択することができる。さらに、滑動板及び摩擦板に様々な材質を施した板材を適用することができる。
【００１０】
さらに、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板と別部材として薄板で形成することができるので、材質を高価な新素材としても、材料コストを下げることができ、経済性にも優れる。
さらに、摩擦板及び滑動板に高耐久性のものを選択して使用することができるので、建物の供用期間中など、制振構造の性能を一定に保つことができ、メンテナンスフリー化することも可能となる。
さらに、滑り部分の損耗が激しく、制振構造部分を交換する必要が生じた場合であっても、滑動板又は摩擦板のみを取り替えることによって対応することができる。さらに、摩擦板及び滑動板を薄板に形成することができるので、重量的にも有利になり、交換時の作業性、経済性の面で優れている。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のボルト接合部の制振構造であって、前記第１圧接板の両側には、前記第１圧接板を両側から挟むように一対の前記第２圧接板が設けられ、各第２圧接板と前記第１圧接板との間にそれぞれ前記摩擦板と前記滑動板とが重合された状態で介装され、一方の摩擦板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか一方との間、一方の滑動板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか他方との間、他方の摩擦板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか一方との間、及び他方の滑動板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか他方との間に、それぞれ前記表面粗さの増大化処理が施されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板を両側から一対の第２圧接板によって挟み込み、各第２圧接板と第１圧接板との間にそれぞれ摩擦板と滑動板とを重合した状態で介装させたので、２つの鉄骨部材間に相対変位力が入力した場合に、一対の第２圧接板間に第１圧接板が挟まれた状態で両者が相対移動するため、一対の第２圧接板間にボルトの軸力（締付け力）を付加した状態で、各摩擦板と滑動板とが相対的に滑動しても、ボルトが傾いてこじれが生じるようなことはなく、スムーズに相対移動することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のボルト接合部の制振構造であって、前記摩擦板又は前記滑動板の少なくとも何れか一方は、前記第１圧接板又は前記第２圧接板に交換可能に取り付けられていることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板及び滑動板を交換することができるので、鉄骨部材はそのままとして、制振要素のみに対する交換作業で制振性能を容易に復元することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記滑動板は、耐食性を有する材料で形成されていることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、滑動板は耐食性を有する材料から形成されることになるので、滑動板と摩擦板とが対峙する滑動面は腐食などによる経時的な変化に強く、特に、メンテナンスを施すことなく、長期に渡って安定した滑り耐力、摩擦係数（μ）を維持することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１から４の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記滑動板は、ステンレスやチタンを素材として形成されていることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、良好かつ安定した制振性能を長期に渡って保証することができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記摩擦板は、熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板を、一定の摩擦係数を有する摩耗の少ない部材として形成することができる。従って、第１圧接板と第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板との間の摩擦係数を一定に維持することができるので、摩擦板と滑動板とを円滑に相対滑動させることができるとともに、滑動部分の摩耗を抑制することができるので、ボルトの軸力を一定に維持することもできる。
【００１８】
従って、第１圧接板と第２圧接板との間の相対移動部分に発生する、摩擦係数とボルトの軸力との積として得られる摩擦抵抗力をほぼ一定に維持することができ、この結果、２つの鉄骨部材間の減衰力特性の安定化を図ることができ、初期の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１から６の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記摩擦板は、前記滑動板と圧接する面に、摩擦熱を放散するとともに摩耗粉を取り込むための凹部を有していることを特徴とする。
【００２０】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板と滑動板との相対的な滑動によって摩擦熱が発生しても、その摩擦熱を凹部内の空気内に放散させることにより、摩擦板の表面温度の上昇を防止できるので、摩擦板の表面の炭化、脱落による摩耗粉の発生を抑制することができる。また、摩耗粉が発生しても、その摩耗粉を凹部内に取り込むことができるので、摩耗粉が摩擦板と滑動板との間に噛み込むことによって摩擦板及び滑動板の滑動面が傷ついたりするようなことはなく、また、摩擦粉の転がり滑りも生じ難くなり、摩擦板と滑動板との間の摩擦抵抗力を一定に維持することができ、安定した制振性能を発揮することができる。さらに、摩耗粉の噛み込みを防止できるので、摩擦板及び滑動板の滑動面から異音が発生するのを防止でき、制振時に発生する音を著しく低減させることがきる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、請求項１から７の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記第１圧接板と前記第２圧接板との重合部分の前記ボルト軸力を付加する経路に、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段を介在させ、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、該付勢手段が前記非線形ばね領域内でたわみ変形するように設定したことを特徴とする。
【００２２】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板と第２圧接板との間の隙間の変動を付勢手段によって吸収することができるので、このときの変動吸収によって付勢手段のたわみ量が変化した場合であっても、付勢手段が非線形ばね領域に設定されているので、弾発力（ボルトの軸力）をほぼ一定に維持することができる。
【００２３】
すなわち、振動入力がない状態では、第１圧接板と第２圧接板とは大きな静摩擦力によって固定状態が維持されるが、所定値以上の振動変位力の入力によって固定状態から小さな動摩擦力を伴う相対移動状態に移行する際に、それぞれの接触面間に大きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃となって現れるが、このときの反発力を付勢手段によってボルトの軸力を変化させることになく吸収することができる。従って、皿ばねを入れることによって緩衝作用が生じ、過大な振動力が入力した場合にも、音や衝撃の発生を抑制しつつ制振性能を十分に発揮することができる。
【００２４】
また、付勢手段は、第１圧接板及び第２圧接板が相対移動する際の滑動面に摩耗が生じた場合にも、その弾発力がほぼ一定に維持されるので、摩擦抵抗力が低下するのを防止することができ、当初の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００２５】
請求項９に係る発明は、請求項１から８の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記鉄骨部材はＨ形やＩ形などの形鋼であり、前記第１圧接板及び前記第２圧接板がこれら形鋼に属する板部分であることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、鉄骨部材が形鋼であれば、それが有する板部分を利用して簡単に制振構造を構成することができるので、制振作用を簡単に確保することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように、本発明の請求項１に記載のボルト接合部の制振構造によれば、一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と他方の鉄骨部材に属する第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板とを第１圧接板の長さ方向に沿って、摩擦板と滑動板とを相対的に確実に滑動させることができる。従って、摩擦板と滑動板との相対的な滑動による所定の制振性能が確実に得られることになり、入力する振動を効果的に減衰することができる。
【００２７】
また、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板に別途取り付けられているので、第１圧接板及び第２圧接板に構造材との接合上好ましい通常の鋼材等を用いることができるとともに、設計で意図した安定した摩擦係数及び復元力特性が得られるように、摩擦板と滑動板との最適な組合せを適宜に選択することができる。さらに、滑動板及び摩擦板に様々な材質を施した板材を適用することができる。さらに、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板と別部材として薄板で形成することができるので、材質を高価な新素材としても、材料コストを下げることができ、経済性にも優れる。さらに、摩擦板及び滑動板に高耐久性のものを選択して使用することができるので、建物の供用期間中など、制振構造の性能を一定に保つことができ、メンテナンスフリー化することも可能となる。
【００２８】
さらに、滑り部分の損耗が激しく、制振構造部分を交換する必要が生じた場合であっても、滑動板又は摩擦板のみを取り替えることによって対応することができる。さらに、摩擦板及び滑動板を薄板に形成することができるので、重量的にも有利になり、交換時の作業性、経済性の面で優れている。
【００２９】
さらに、本発明の請求項２に記載のボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板を両側から一対の第２圧接板によって挟み込み、各第２圧接板と第１圧接板との間にそれぞれ摩擦板と滑動板とを重合した状態で介装させたので、２つの鉄骨部材間に相対変位力が入力した場合に、一対の第２圧接板間に第１圧接板が挟まれた状態で両者が相対移動するため、一対の第２圧接板間にボルトの軸力（締付け力）を付加した状態で、各摩擦板と滑動板とが相対的に滑動しても、ボルトが傾いてこじれが生じるようなことはなく、スムーズに相対移動することができる。
従って、摩擦板と滑動板との相対的な滑動による所定の制振性能が確実に得られることになり、入力する振動を効果的に減衰することができる。
【００３０】
さらに、本発明の請求項３に記載のボルト接合部の制振構造によれば、制振要素のみに対する交換作業で制振性能を容易に復元することができる。
【００３１】
さらに、本発明の請求項４に記載のボルト接合部の制振構造によれば、滑動板は耐食性を有する材料から形成されることになるので、滑動板と摩擦板とが対峙する滑動動面は腐食などによる経時的な変化に強く、特に、メンテナンスを施すことなく、長期に渡って安定した滑り耐力、摩擦係数（μ）を維持することができる。
【００３２】
さらに、本発明の請求項５に記載のボルト接合部の制振構造によれば、良好かつ安定した制振性能を長期に渡って保証することができる。
【００３３】
さらに、本発明の請求項６に記載のボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板を、一定の摩擦係数を有する摩耗の少ない部材として形成することができるので、第１圧接板と第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板との間の摩擦係数を一定に維持することができるので、摩擦板と滑動板とを円滑に相対滑動させることができるとともに、滑動部分の摩耗を抑制することができるので、ボルトの軸力を一定に維持することもできる。従って、第１圧接板と第２圧接板との間の相対移動部分に発生する、摩擦係数とボルトの軸力との積として得られる摩擦抵抗力をほぼ一定に維持することができ、この結果、２つの鉄骨部材間の減衰力特性の安定化を図ることができ、初期の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００３４】
さらに、本発明の請求項７に記載のボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板と滑動板との相対的な滑動によって摩擦熱が発生しても、その摩擦熱を凹部内の空気内に放散させることにより、摩擦板の表面温度の上昇を防止できるので、摩擦板の表面の炭化、脱落による摩耗粉の発生を抑制することができる。また、摩耗粉が発生しても、その摩耗粉を凹部内に取り込むことができるので、摩耗粉が摩擦板と滑動板との間に噛み込むことによって摩擦板及び滑動板の滑動面が傷ついたりするようなことはなく、また、摩擦粉の転がり滑りも生じ難くなり、摩擦板と滑動板との間の摩擦抵抗力を一定に維持することができ、安定した制振性能を発揮することができる。さらに、摩耗粉の噛み込みを防止できるので、摩擦板及び滑動板の滑動面から異音が発生するのを防止でき、制振時に発生する音を著しく低減させることがきる。
【００３５】
さらに、本発明の請求項８に記載のボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板と第２圧接板との間の隙間の変動を付勢手段によって吸収することができるので、このときの変動吸収によって付勢手段のたわみ量が変化した場合であっても、付勢手段が非線形ばね領域に設定されているので、弾発力（ボルトの軸力）をほぼ一定に維持することができる。すなわち、振動入力がない状態では、第１圧接板と第２圧接板とは大きな静摩擦力によって固定状態が維持されるが、所定値以上の振動変位力の入力によって固定状態から小さな動摩擦力を伴う相対移動状態に移行する際に、それぞれの接触面間に大きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃となって現れるが、このときの反発力を付勢手段によってボルトの軸力を変化させることになく吸収することができる。従って、皿ばねを入れることによって緩衝作用が生じ、過大な振動力が入力した場合にも、音や衝撃の発生を抑制しつつ制振性能を十分に発揮することができる。また、付勢手段は、第１圧接板及び第２圧接板が相対移動する際の滑動面に摩耗が生じた場合にも、その弾発力がほぼ一定に維持されるので、摩擦抵抗力が低下するのを防止することができ、当初の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００３６】
さらに、本発明の請求項９に記載のボルト接合部の制振構造によれば、鉄骨部材が形鋼であれば、それが有する板部分を利用して簡単に制振構造を構成することができるので、制振作用を簡単に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１〜図６には、本発明によるボルト接合部の制振構造の一実施の実施形態が示されていて、図１は要部分解斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図２のＣ部の拡大図、図５は図１の滑動板の平面図、図６は図１の皿ばねの特性図である。
【００３８】
すなわち、このボルト接合部の制振構造は、Ｙ型、Ｋ型、Ｗ型、Ｘ型などの各種のブレースに適用したものであって、Ｈ形鋼又はＩ形鋼（この実施の形態においてはＨ形鋼）からなるブレース１を適宜の位置で互いに間隔を隔てるように分断し、この分断箇所に摩擦ダンバー８を組み込んで構成したものである。
【００３９】
Ｈ形鋼は、図１に示すように、ウエブ１４と、ウエブ１４の上下に一体に形成される一対のフランジ１５、１５とから構成され、ウエブ１４、各フランジ１５にそれぞれ摩擦ダンパー８が取り付けられている。この場合、ウエブ１４、フランジ１５が第１圧接板として機能し、後述するスプライスプレート１０、１２が第２圧接板として機能する。
【００４０】
各摩擦ダンパー８は、同様の構成を有しているので、以下、ウエブ１４に取り付けられる摩擦ダンパー８を例にとって説明する。
【００４１】
図１〜図３に示すように、分断されたブレース部分１ａ及びブレース部分１ｂは、間隔を隔てることで互いに接離する方向に相対移動可能となっており、一方のブレース部分１ａのウエブ１４には、両ブレース部分１ａ、１ｂ同士の相対移動方向に沿ってボルト挿通用の長孔１４ａが形成されている。この長孔１４ａは、ウエブ１４の長さ方向に２箇所一組で、かつウエブ１４の高さ方向に一対形成され、合計４箇所に形成されている。
【００４２】
ブレース部分１ａのウエブ１４の表裏面（図１中、手前側を表面、奥側を裏面とする。）には、後述する複合摩擦材料からなる摩擦板２２がそれぞれ重合される。摩擦板２２は、薄板状に形成されるとともに、ウエブ１４の長さ方向に組をなす長孔１４ａ、１４ａの上縁部及び下縁部に、ウエブ１４の長さ方向に沿って、かつ組をなす長孔１４ａ、１４ａを上下方向から挟むように、３枚設けられ、各３枚の摩擦板２２の表面には、薄板状のステンレス製の滑動板Ｓが各３枚の摩擦板２２と相対的に滑動自在にそれぞれ重合される。
【００４３】
他方のブレース部分１ｂのウエブ１４表裏面には、一方のブレース部分１ａのウエブ１４の表裏面に重合される摩擦板２２及び滑動板Ｓの厚さに相当する厚さを有するはさみ板１７がそれぞれ重合される。
【００４４】
各はさみ板１７及び滑動板Ｓの外側には、第２圧接板であるスプライスプレート１０、１２がそれぞれ重合され、各スプライスプレート１０、１２は、一方のブレース部分１ａと他方のブレース部分１ｂとの間に掛け渡される。各スプライスプレート１０、１２は、はさみ板１７によってウエブ１４、すなわちブレース１の表裏面と平行に設けられる。
従って、ウエブ１４は、その表裏面間が対をなす摩擦板２２及び滑動板Ｓを介して、一対のスプライスプレート１０、１２によって挟み込まれることになる。
【００４５】
一方のブレース部分１ａには、前述したように、ボルト挿通用の４つの長孔１４ａが形成されるとともに、他方のブレース部分１ｂには、ウエブ１４を貫通する貫通孔１９が形成されている。スプライスプレート１０、１２及び滑動板Ｓには、これら長孔１４ａ及び貫通孔１９に対応して、それぞれ孔２１が形成されている。
【００４６】
他方のブレース部分１ｂでは、ウエブ１４を挟むスプライスプレート１０、１２間に高力ボルト１６が挿通され、この高力ボルト１６にナット１８を螺合させることで、はさみ板１７を介して一対のスプライスプレート１０、１２が固定的に取り付けられ、この固定的な取り付けによって一対のスプライスプレート１０、１２が他方のブレース部分に属する。
【００４７】
一方のブレース部分１ａでは、これに属するウエブ１４を挟む一方のスプライスプレート１０から滑動板Ｓを介して挿通される高力ボルト１６は、摩擦板２２の隙間に位置する長孔１４ａを介してウエブ１４の反対側に達し、裏面の摩擦板２２の隙間から滑動板Ｓ、スプライスプレート１２を経てナット１８と螺合されるようになっていて、一方のブレース部分１ａは、摩擦板２２と滑動板Ｓとの滑動面８ａを介して、スプライスプレート１０、１２に対し相対移動自在に取り付けられている。
【００４８】
ナット１８の締付けによりボルトの軸力Ｎが発生し、この軸力Ｎが一対のスプライスプレート１０、１２に伝達されて、ウエブ１４の挟み込み力として作用することとなり、ウエブ１４と一対のスプライスプレート１０、１２とは、この挟み込み力の作用の下、両者の相対移動が許容される。
【００４９】
要するに、一方のブレース部分１ａに、ウエブ１４の両面に重合された薄板状の一対の摩擦板２２、２２、薄板状の一対の滑動板Ｓ、Ｓ、並びに一対のスプライスプレート１０ 、１２によって、板材が７層に積層された構造が構成されるとともに、これら摩擦板２２や滑動板Ｓに、高力ボルト１６とナット１８で相当のボルト軸力が付加されることにより、ブレース部分１ａ、１ｂ間に作用する摩擦ダンパー８が構成されるようになっている。
【００５０】
高力ボルト１６とナット１８による締結構造部分には、高力ボルト１６の頭部１６ａとスプライスプレート１０との間に、リング状の皿ばねが複数積層された皿ばね積層体３０が設けられる。皿ばね積層体３０の高力ボルト１６側の一端には、これに重ねて高力ボルト１６の軸力を伝達する円盤状の座金３２が設けられている。高力ボルト１６は、その頭部１６ａを受ける小径の座金２０を介して、座金３２を貫通して皿ばね積層体３０の中空内部へと挿通され、ウエブ１４の長孔１４ａに挿入されるようになっている。ナット１８の締結側には、スプライスプレート１２の外側に重ねて皿ばねと同径の円盤状の板座金３３が設けられ、この板座金３３上でナット１８相当の小径な座金２０ａを介してナット１８が高力ボルト１６に螺合されるようになっている。
【００５１】
以上、ウエブ１４への摩擦ダンパー８の取り付け構造について説明したが、上下一対のフランジ１５、１５に対しても同様に摩擦ダンパー８が取り付けられる。特に、フランジ１５の表面は単一面である一方で、ウエブ１４側のフランジ１５の裏面はウエブ１４によって分断されている。従ってフランジ１５への摩擦ダンパー８の取り付けにあっては、摩擦ダンパー８はウエブ１４を挟む形態で配置される。
【００５２】
具体的には、フランジ１５の表面側では、長孔１４ａはウエブ１４を挟んでフランジ１５の幅方向に一対それぞれ４つずつ形成され、摩擦板２２はこれら長孔１４ａをフランジ１５の幅方向双方から挟んで設けられる。滑動板Ｓ及びスプライスプレート１０フランジ１５の全幅に渡る大きさのものが一枚ずつ摩擦板２２に重合されて取り付けられる。
【００５３】
フランジ１５の裏面では、ウエブ１４を挟むそれぞれの側に、長孔１４ａをフランジ１５の幅方向双方から挟む２枚の摩擦板２２、２２、並びにフランジ１５の半幅相当の大きさの滑動板Ｓ及びスプライスプレート１２が一枚ずつ摩擦板２２に重合されて取り付けられる。はさみ板１７が他方のブレース部分１ｂのフランジ部分１５にこれを挟み込むように設けられることになる。
【００５４】
ところで、上述したように専用の滑動板Ｓや摩擦板２２を備えるようにしているので、後述するように、これら滑動板Ｓや摩擦板２２に様々な材質、各種の表面仕上げを施した板材を適用することができる。従って、滑動板Ｓ及び摩擦板２２双方に高耐久性の材質のものを選択することが可能であり、建物の供用期間中など摩擦ダンパー８の性能を一定に保つことができ、摩擦ダンパー８そのものをメンテナンスフリー化することも容易に可能である。
【００５５】
本実施形態に用いられる摩擦板２２は、熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成される。熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、ＤＦＫ樹脂、グアナミン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などがある。
【００５６】
摩擦板２２には、滑動板Ｓとの滑動面８ａ側に凹部として直線状の溝２５を５本形成している。摩擦板２２と前記滑動板Ｓとの滑動により生じる摩擦熱が大きいと、摩擦板２２の表面温度が著しく上昇し、摩擦板２２表面が炭化し、摩耗粉として脱落し、この摩耗粉が滑動面８ａに滞留してしまうことがあり得る。この摩耗粉が炭化物であるため非常に硬度が高く、滑動により滑動板Ｓを傷つけたり、滑動面８ａに摩耗粉が介在して転がる等して、摩擦係数を変動させる虞がある。このような現象が生じた場合には、摩擦抵抗力が大幅に変化し、摩擦ダンパー８の制振性能に大きな変動を生じてしまい、安定した制振効果を得難くなる懸念がある。
【００５７】
このような点を考慮して、摩擦板２２には溝２５が備えられている。この溝２５は、摩擦板２２の摩擦抵抗力が発生する滑動板Ｓとの滑動面８Ａに生じる摩擦熱を放散するとともに、滑動面８Ａの摩耗粉を取り込み排出する機能を持つ。すなわち、摩擦ダンパー８の作動時の摩擦板２２の摩擦熱を、溝２５内の空気へ放散することで、その表面温度の上昇を防止し、摩擦板２２表面の炭化、摩耗粉の脱落を防止する。また、万一摩耗粉が発生しても、溝２５に取り込まれ、摩擦板２２と滑動板Ｓとの滑動面８Ａの摩耗粉の滞留を防止する。このため、滑動板Ｓが傷つき難くなるとともに、摩耗粉の転がり滑りも生じ難くなり、摩擦板２２と滑動板Ｓ間の摩擦抵抗力を一定に維持することができ、安定した制振効果を得ることが可能となる。さらに、摩耗粉の滞留を防止できるので、摩擦板２２及び滑動板Ｓとの滑動面８ａから、摩耗粉の噛込等に起因した異音が発生することを防止でき、制振時の騒音を著しく低減することができる。
【００５８】
溝２５の深さ、幅、断面形状、本数は、発生する摩耗粉の予め想定される大きさや量、並びに摩擦板２２の表面温度等を勘案し設定される。すなわち、深さ、幅、断面形状は、主として摩耗粉を取り込める容積を有するように設定され、本数に関しては、表面温度が摩擦板２２の材料の使用限界温度以下となるように設定される。本実施形態の場合は、溝２５の断面形状は矩形で、その深さは摩擦板２２の厚みの半分、その本数は５本に設定されているが、前述の要件を満たすように自由に設定可能であり、断面形状は半円形状でも良く、深さについては貫通していても良い。
【００５９】
溝２５の平面形状も、摩擦熱の放散効率が大きく、摩耗粉を取り込み得る容積を有していれば、直線に限るものではなく、円形等どのような形状の凹部に形成しても良い。ただし、熱の放散効率の観点から、冷却媒体である空気が流通し易いように、大気開放される溝２５とするのが望ましく、また摩耗粉排出の観点からは、取り込まれた溝２５内の摩耗粉が自重で落下排出されるように、溝２５は、鉛直方向に直線状に貫通して形成されていることが望ましい。
【００６０】
滑動板Ｓは、前述したステンレスやチタンなどの耐食性を有する材料によって形成される。摩擦ダンパー８を長期的に使用する場合を考えると、腐食などの径時的な変化により滑動面８ａの均一性が損なわれ、滑動時に大きな摩擦音を生じたり衝撃が発生するといった点が懸念される。この点を考慮して、滑動板Ｓとしてはステンレスやチタンなどの耐食性のある材料を使用することとし、これをスプライスプレート１０，１２に取り付けるようにしている。このように滑動板Ｓを単体で取り付けるようにすることで、耐食性のある材料の使用量が必要最小限に抑えられ、材料費が節約されて経済設計にも繋がる。
【００６１】
さらに、円滑に滑動するよう、滑動板Ｓの滑動面８ａ側表面には圧延、研磨・研削、ブラスト、塗装などの何れか、若しくは複数の処理を施して、表面粗さの均一化を図るとよい。
【００６２】
また、メンテナンスフリーとするために滑動板Ｓの表面には、防錆塗料を塗布するなどの表面処理を併せて行なうとよい。
【００６３】
滑動板Ｓのスプライスプレート１０、１２への取付面、及び摩擦板２２のウエブ１４への取付面については、滑動時に両者間に相対的な滑りが生じないように、様々な工法の中から最適な方法を選択すればよい。例えば、表面に塗料を塗布（例えば、滑動板Ｓであれば、ステンレス鋼材専用の摩擦接合用塗料）、表面粗さの増大化を意図したブラスト処理又は研削処理等が挙げられる。
【００６４】
そして、このような表面粗さの増大化処理を滑動板Ｓ及び摩擦板２２の取付面に施すことにより、摩擦板２２と滑動板Ｓとが相対的に滑動する際に、摩擦板２２とウエブ１４との間、及び滑動板Ｓとスプライスプレート１０、１２との間に相対的な滑りが生じるのを阻止できるので、摩擦板２２と滑動板Ｓとを確実に相対的に滑動させることができる。
【００６５】
皿ばね積層体３０は、高力ボルト１６の軸力Ｎをスプライスプレート１０、１２間に付加する経路に介装され、高力ボルト１６の軸方向変位に対しても弾発力がほぼ一定で変動することのない非線形ばね特性を発揮するようになっている。
【００６６】
皿ばね積層体３０のばね特性Ａは、図６に示すように、高力ボルト１６の中心軸方向の変形量(見込み変化量) σに対して、荷重（弾発力）Ｗの変動がほぼ一定となる非線形ばね領域Ｐを備えており、皿ばね積層体３０は、高力ボルト１６に所定の軸力Ｎを付加した状態で、非線形ばね領域Ｐ内に設定される。本実施形態では、皿ばね積層体３０は、複数枚の皿ばね単体を同一方向に積層して構成したものが用いられる。
【００６７】
従って、この実施形態では、高力ボルト１６の頭部１６ａ側の座金３２と一方のスプライスプレート１０との間に皿ばね積層体３０を介在したので、一対のスプライスプレート１０、１２とウエブ１４との間のボルト軸方向の変動を皿ばね積層体３０によって吸収することができる。そして、このときの変動吸収によって皿ばね積層体３０のたわみ量が変化した場合にあっても、皿ばね積層体３０が非線形ばね領域Ｐ内に設定されているため、弾発力つまり高力ボルト１６の軸力をほぼ一定に維持することができる。
【００６８】
つまり、振動入力がない状態では、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とは、大きな静摩擦力をもって固定状態が維持されるが、振動入力によりこの固定状態から小さな動摩擦力を伴う相対移動状態に移行する際に大きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃として現れる。しかし、皿ばね積層体３０を設けたことにより、このときの反発力を皿ばね積層体３０の弾性により高力ボルト１６の軸力Ｎを変化させることなく吸収できる。従って、過大振動力が入力された場合にも、皿ばね積層体３０の緩衝作用により音や衝撃の発生を抑制しつつ摩擦力による制振機能を十分に発揮することができる。
【００６９】
皿ばね積層体３０が非線形ばね領域Ｐに設定されていることにより、皿ばね積層体３０の弾発力は、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とが相対移動する際の滑動面、つまり、摩擦板２２と滑動板Ｓとの間の滑動面８ａにたとえ摩耗が生じたとしても、弾発力をほぼ一定に維持して摩擦抵抗力Ｒが低下するのを防止できる。従って、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４との接合部における当初の制振機能を永続して発揮することができる。
【００７０】
この実施形態では、皿ばね積層体３０を、一方のスプライスプレート１０と高力ボルト１６の頭部１６ａ側の座金３２との間に介在させた場合を示したが、これに限ることなく、一対のスプライスプレート１０、１２双方、つまり、両スプライスプレート１０、１２と高力ボルト１６の頭部１６ａ側及びナット１８側の座金３２、３３との間に、それぞれ皿ばね積層体３０を介装させることもできる。また、皿ばね積層体３０を他方のスプライスプレート１２とナット１８側の座金３３との間のみに介装させることもできる。
【００７１】
皿ばね積層体３０を構成する皿ばね単体の組み合わせ配置構成は、本実施形態に示したように、同一方向に複数枚を積層したものに限ることなく、これ以外にも本発明の皿ばね積層体３０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、例えば、皿ばね単体を単数で用いたり、複数枚を並列に積層したり、その積層方向を正逆交互に向けたりすることができる。
【００７２】
また、この実施形態では付勢手段として皿ばね積層体３０を用いた場合を示したが、これに限ることなく、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域を備えたばねであればよい。
【００７３】
ところで、上記実施形態では、摩擦板２２をウエブ１４に設け、滑動板Ｓをスプライスプレート１０、１２に設ける構成であったが、これとは反対に、図７に示したように、滑動板Ｓをウエブ１４に設け、摩擦板２２をスプライスプレート１０、１２に設けるようにしても良い。この場合、滑動板Ｓには、図８に示したように、ウエブ１４の長孔１４ａと一致する孔２１を設けることになる。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、皿ばね積層体３０を備えることとしたが、必ずしも皿ばね積層体３０を組み込む必要はない。上記実施形態の図２及び図７に対応させた図９及び図１０にそれぞれ示したように、高力ボルト１６とナット１８による締結構造のみによって摩擦ダンパー８を構成しても良いことは勿論である。
【００７５】
以上、説明した摩擦ダンパー８にあっては、一対のスプライスプレート１０、１２間にウエブ１４を挟み込んで、これらに貫通した高力ボルト１６をナット１８締めするにあたって、これらスプライスプレート１０、１２とウエブ１４との間に摩擦板２２及び滑動板Ｓを介在させてあるので、地震や風などの外力によって例えば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、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とは、滑動板Ｓと摩擦板２２との滑動を伴って相対移動する。このとき、滑動板Ｓと摩擦板２２との間は、高力ボルト１６の軸力Ｎをもって滑接されるとともに、所定の摩擦係数μが作用しており、これら滑動板Ｓと摩擦板２２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、ブレース１における制振に寄与するようになっている。
【００７６】
また、本実施形態では、ブレース部分１ａ、１ｂ間に相対変位力が入力された際に、一対のスプライスプレート１０、１２間にウエブ１４が挟まれた状態で相対移動するため、一対のスプライスプレート１０、１２間にボルト１６の軸力Ｎ、つまり、締付け力を付加した状態で両者が滑動する際に、ボルト１６が傾くなどしてこじれを生じることはなく、スムーズに相対移動することができる。
【００７７】
このとき、上記摩擦板２２は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、ＤＦＫ樹脂、グアナミン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成されるので、摩擦板２２は硬度が高く、かつ、強度に富む材質となって、一定の摩擦係数を有する摩耗の著しく少ない部材として形成することができる。
【００７８】
従って、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とが相対移動された際にも、滑動板Ｓと摩擦板２２との間の摩擦係数μは常時ほぼ一定に維持され、かつ、滑動面８ａの摩耗がほとんどないため高力ボルト１６の軸力Ｎもほぼ一定に維持される。このため、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４との間の相対移動時に、摩擦係数μと軸力Ｎとの積として発生する摩擦抵抗力Ｒをほぼ一定に維持することができる。従って、摩擦ダンパー８が組み込まれたブレース１における摩擦減衰力特性、延いては、建物架構の振動に対する制振特性が安定化し、当初設定した制振構機能を長期に亘って維持することができる。
【００７９】
そして、特に、ウエブ１４とウエブ１４を挟み込む一対のスプライスプレート１０、１２との間に、複合摩擦材などからなる摩擦板２２とステンレス板などからなる滑動板Ｓを一対にして挟み込んで７層構造とし、摩擦板２２と滑動板Ｓとの間で滑りを生じさせるようにしている。この７層構造は、ウエブ１４スプライスプレート１０、１２との間に単に摩擦板２２のみを組み込んで、摩擦板２２とウエブ１４若しくはスプライスプレート１０、１２との間で滑動させる５層構造よりも、以下の点で優れる。
【００８０】
５層構造では、ウエブ１４あるいはスプライスプレート１０、１２が摩擦板２２に対する滑動板として機能されることになるが、例えば、スプライスプレートを滑動板として適用した場合、スプライスプレートはこれが接合されるブレース材や梁材、間柱材などの構造材との接合を考慮してその材質や表面仕上げが選択される、言い換えれば、スプライスプレートの材質や表面仕上げによってはこれらの構造材との接合が困難になってしまう。従って、スプライスプレートの材質や表面仕上げは構造材との接合を踏まえて選択されるので、このスプライスプレートと摩擦板との間で安定した摩擦係数および復元力特性を得ることができない場合があり、この場合、摩擦ダンパーとしての滑動荷重と滑動変位との関係が設計者の意図に反して不安定なものとなるおそれがある。この点はウエブを滑動板とした場合でも同様である。
【００８１】
これに対して、本実施形態による７層構造では、滑動板Ｓおよび摩擦板２２は、ウエブ１４あるいはスプライスプレート１０、１２に対して別途取り付けられるものなので、ウエブ１４やスプライスプレート１０、１２としては、構造材との接合上好ましい通常の鋼材等を用いることができるとともに、設計で意図した安定した摩擦係数及び復元特性が得られるように、滑動板Ｓと摩擦板２２との最適な組み合わせを適宜に選択することが可能となる。
【００８２】
また、摩擦板２２及び滑動板Ｓは、それ専用に薄板として形成することができ、材質を新素材とし高価になっても、材料コストを下げることができ、経済性にも優れる。
【００８３】
また、滑動面８ａの損耗が激しく、摩擦ダンパー８を交換する必要が生じた場合でも、７層構造であるから滑動板Ｓ若しくは摩擦板２２のみを取り替えることで対応することができる。滑動板Ｓも摩擦板２２も、ともに薄板で構成できるので、重量的にも有利であり、交換時の作業性、経済性の面で優れている。
【００８４】
上記実施形態では、ブレース部分を例示して本発明にかかる摩擦ダンパー８の適用を説明したが、鉄骨部材としてはこの他、鉄骨柱や鉄骨梁などがあり、これらに対しても摩擦ダンパー８を適用できることは勿論である。
【００８５】
図１１には、変形例として、摩擦ダンパー８を間柱４１へ適用例が示されている。
すなわち、上下に分断された鉄骨製の間柱４１の上部間柱部分４１ａには、その下面から垂下させて１枚の上ガセットプレート４２が設けられるとともに、下部間柱４１ｂには、その上面から起立させて上ガセットプレート４２を両側から挟み込む一対の下ガセットプレート４３が設けられている。上ガセットプレート４２は、上部間柱部分４１ａの下面に溶接などにより接合されている。下ガセットプレート４３は、ベース板４３ａ及びベース板４３ａ上に左右一対立設されたブラケット４３ｂに，その底部及び左右両端が溶接などにより接合され、このベース板４３ａが下部間柱部分４１ｂの上面にボルトで接合されている。そして，摩擦ダンパー８は、長孔１４ａ及び摩擦板２２が上ガセットプレート４２に配置されるとともに、滑動板Ｓが一対の下ガセットプレート４３にそれぞれ配置され、皿ばね積層体３０を介して高力ボルト１６及びナット１８による締結力が導入されることで、上下ガセットプレート４２、４３相互の水平方向相対移動に対して減衰力を発生して、間柱４１に入力される外力を減衰するようになっている。
【００８６】
以上、説明した摩擦ダンパー８を組み込んだ間柱は、柱・梁で囲まれた架構内に１本配設しても、あるいは複数本配設しても良く、必要な制振効果が得られるようにアレンジすればよい。
【００８７】
図１２には、摩擦ダンパー８の適用対象としての鉄骨柱と鉄骨梁との接合部分を示す。
一般に、鉄骨柱５２と鉄骨梁５４とは、Ｈ形鋼によって形成されて架構を構成する。鉄骨柱５２の梁接続部分には、鉄骨梁５４と同じＨ形鋼を短尺に切断したブラケット材５５を溶接して一体化し、このブラケット材５５に鉄骨梁５４の接続端部が結合される。ブラケット材５５は、鉄骨柱５２のフランジ面５２ａに溶接されるとともに、ブラケット材５５の上下フランジ５５ａ、５５ｂ位置に対応して、鉄骨柱５２の両側フランジ５２ａ、５２ｂ間に跨って補鋼材５７が溶接されている。
【００８８】
上記鉄骨梁５４の接続端は、上記ブラケット材５５の先端に突き合わされ、これら鉄骨梁５４とブラケット材５５の互いに対応される上方フランジ５４ａと５５ａ、及び下方フランジ５４ｂと５５ｂ、そして、ウエブ５４ｃと５５ｃとの各部に両部材間に跨ってその両面にスプライスプレート５８、５９が配置され、これらを貫通する高力ボルト１６にナット１８を螺合して締め付けることにより、鉄骨梁５４とブラケット材５５、つまり鉄骨柱５２とが結合される。
【００８９】
ここで、鉄骨柱５２と鉄骨梁５４との接合部において、摩擦ダンパー８は、上方フランジ５４ａと５５ａ、下方フランジ５４ｂと５５ｂ、及びウエブ５４ｃと５５ｃとのボルト接合部に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明によるボルト接合部の制振構造の一実施の形態を示した斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図２のＣ部の拡大図である。
【図５】図１の滑動板の平面図である。
【図６】皿ばねの特性図である。
【図７】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図８】図７の滑動板の平面図である。
【図９】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１０】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１１】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１２】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１３】従来のボルト接合部の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ブレース
８ 摩擦ダンパー
１０、１２ スプライスプレート
１４ ウエブ
１４ａ 長孔
１６ 高力ボルト
１８ ナット
２２ 摩擦板
２５ 溝
３０ 皿ばね積層体（付勢手段）
Ｓ 滑動板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物架構を構成する各鉄骨部材を結合する際に用いられるボルト接合部に適用され、地震や強風等により発生する建物架構の振動を制振するボルト接合部の制振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨柱及び鉄骨梁を互いに結合して構成される建物架構は、一般に多層階ビルディングに適用され、この鉄骨構造の建物架構では、ブレースが地震や風等の水平力に対する抵抗要素として用いられている。
【０００３】
これら鉄骨柱、鉄骨梁、ブレースなどの鉄骨部材は、溶接やボルトを介して接合してラーメン架構が構成される。特に、ボルトにより接合した場合には、大地震や強風などによって過大な水平力が作用した際に、剛結構造となるラーメン架構であっても、接合した２部材の接合部分にズレが生じる。そして、このズレによって大きな摩擦抵抗力が発生し、この摩擦抵抗力によって地震や風による振動エネルギーが消耗され、建物架構の制振機能が発揮される。
【０００４】
図１３にボルト接合部の一例を示す。このボルト接合部は、一方の鉄骨部材から一対の外板１、１ａを突設し、他方の鉄骨部材から中板２を突設し、中板２を一対の外板１、１ａ間に挟み込み、これら外板１、１ａと中板２との間にボルト３を挿通させて、ナット３ａにより締め付けたものである。
【０００５】
この場合、中板２のボルト挿通孔は長孔４に形成され、一方の鉄骨部材と他方の鉄骨部材との間に引っ張り方向又は圧縮方向への過大な相対変位力Ｐが入力した場合に、この長孔４によって外板１、１ａと中板２との相対移動が許容される。そして、この外板１、１ａと中板２との相対移動時に発生する摩擦抵抗力Ｒは、ボルト３の軸力Ｎと、外板１、１ａと中板２との接触面の摩擦係数μとの積、Ｒ＝μ・Ｎによって決定される。なお、軸力Ｎは、ナット３ａの締付け力によって調節され、また、摩擦係数μは外板１、１ａと中板２との接触面の表面粗さによって調節される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のような構成のボルト接合部の制振構造にあっては、ナット３ａの締付け力によってボルト３に軸力Ｎを発生させており、この軸力Ｎは外板１、１ａ間に直接締付け力として作用しているため、所定の摩擦抵抗力Ｒを発生させるためのナット３ａの締付け力の調整が非常に困難である。
【０００７】
また、所定の締付け力を付加しても、外板１、１ａと中板２との間の相対滑りが繰り返されることにより、双方の滑動面が摩耗して摩擦係数μが徐々に小さくなってしまう。さらに、摩耗した分だけナット３ａによる締付け力が減少し、ボルト３の軸力Ｎが小さくなってしまう。このため、予め設定した摩擦抵抗力Ｒ（＝μ・Ｎ）が、μとＮとの双方の減
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、互いに接合された鉄骨部材間で相対滑りが繰り返されても、常に、ほぼ一定の摩擦抵抗力を発生させることができて、安定した制振機能を発揮することができるボルト接合部の制振構造を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、互いに接合しようとする２つの鉄骨部材の一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と、他方の鉄骨部材に属する第２圧接板とを互いに重合するとともに、両圧接板間に相対移動可能にボルト軸力を付加し、両圧接板間に入力する所定値以上の振動変位力により両圧接板間の相対移動が許容され、このときに両圧接板間に発生する摩擦抵抗力によって前記２つの鉄骨部材間を制振するようにしたボルト接合部の制振構造において、前記第１圧接板と前記第２圧接板との間に、摩擦板と滑動板とを重合させた状態で介装させて、前記第１圧接板と前記第２圧接板との相対移動時に、前記摩擦板と前記滑動板とを相対的に滑動可能とし、前記第１圧接板及び前記第２圧接板にボルト貫通孔を形成するとともに、該第１圧接板の該ボルト貫通孔を、該第１圧接板の長さ方向に沿った長孔としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と他方の鉄骨部材に属する第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板とを第１圧接板の長さ方向に沿って相対的に滑動させることができることになる。
この場合、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板に別途取り付けられるので、第１圧接板及び第２圧接板に構造材との接合上好ましい通常の鋼材等を用いることができる。また、設計で意図した安定した摩擦係数及び復元力特性が得られるように、摩擦板と滑動板との最適な組合せを適宜に選択することができる。さらに、滑動板及び摩擦板に様々な材質を施した板材を適用することができる。
【００１０】
さらに、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板と別部材として薄板で形成することができるので、材質を高価な新素材としても、材料コストを下げることができ、経済性にも優れる。
さらに、摩擦板及び滑動板に高耐久性のものを選択して使用することができるので、建物の供用期間中など、制振構造の性能を一定に保つことができ、メンテナンスフリー化することも可能となる。
さらに、滑り部分の損耗が激しく、制振構造部分を交換する必要が生じた場合であっても、滑動板又は摩擦板のみを取り替えることによって対応することができる。さらに、摩擦板及び滑動板を薄板に形成することができるので、重量的にも有利になり、交換時の作業性、経済性の面で優れている。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のボルト接合部の制振構造であって、前記第１圧接板の両側には、前記第１圧接板を両側から挟むように一対の前記第２圧接板が設けられ、各第２圧接板と前記第１圧接板との間にそれぞれ前記摩擦板と前記滑動板とが重合された状態で介装され、一方の摩擦板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか一方との間、一方の滑動板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか他方との間、他方の摩擦板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか一方との間、及び他方の滑動板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか他方との間に、それぞれ前記表面粗さの増大化処理が施されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板を両側から一対の第２圧接板によって挟み込み、各第２圧接板と第１圧接板との間にそれぞれ摩擦板と滑動板とを重合した状態で介装させたので、２つの鉄骨部材間に相対変位力が入力した場合に、一対の第２圧接板間に第１圧接板が挟まれた状態で両者が相対移動するため、一対の第２圧接板間にボルトの軸力（締付け力）を付加した状態で、各摩擦板と滑動板とが相対的に滑動しても、ボルトが傾いてこじれが生じるようなことはなく、スムーズに相対移動することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のボルト接合部の制振構造であって、前記摩擦板又は前記滑動板の少なくとも何れか一方は、前記第１圧接板又は前記第２圧接板に交換可能に取り付けられていることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板及び滑動板を交換することができるので、鉄骨部材はそのままとして、制振要素のみに対する交換作業で制振性能を容易に復元することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記滑動板は、耐食性を有する材料で形成されていることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、滑動板は耐食性を有する材料から形成されることになるので、滑動板と摩擦板とが対峙する滑動面は腐食などによる経時的な変化に強く、特に、メンテナンスを施すことなく、長期に渡って安定した滑り耐力、摩擦係数（μ）を維持することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１から４の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記滑動板は、ステンレスやチタンを素材として形成されていることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、良好かつ安定した制振性能を長期に渡って保証することができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記摩擦板は、熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板を、一定の摩擦係数を有する摩耗の少ない部材として形成することができる。従って、第１圧接板と第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板との間の摩擦係数を一定に維持することができるので、摩擦板と滑動板とを円滑に相対滑動させることができるとともに、滑動部分の摩耗を抑制することができるので、ボルトの軸力を一定に維持することもできる。
【００１８】
従って、第１圧接板と第２圧接板との間の相対移動部分に発生する、摩擦係数とボルトの軸力との積として得られる摩擦抵抗力をほぼ一定に維持することができ、この結果、２つの鉄骨部材間の減衰力特性の安定化を図ることができ、初期の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１から６の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記摩擦板は、前記滑動板と圧接する面に、摩擦熱を放散するとともに摩耗粉を取り込むための凹部を有していることを特徴とする。
【００２０】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板と滑動板との相対的な滑動によって摩擦熱が発生しても、その摩擦熱を凹部内の空気内に放散させることにより、摩擦板の表面温度の上昇を防止できるので、摩擦板の表面の炭化、脱落による摩耗粉の発生を抑制することができる。また、摩耗粉が発生しても、その摩耗粉を凹部内に取り込むことができるので、摩耗粉が摩擦板と滑動板との間に噛み込むことによって摩擦板及び滑動板の滑動面が傷ついたりするようなことはなく、また、摩擦粉の転がり滑りも生じ難くなり、摩擦板と滑動板との間の摩擦抵抗力を一定に維持することができ、安定した制振性能を発揮することができる。さらに、摩耗粉の噛み込みを防止できるので、摩擦板及び滑動板の滑動面から異音が発生するのを防止でき、制振時に発生する音を著しく低減させることがきる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、請求項１から７の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記第１圧接板と前記第２圧接板との重合部分の前記ボルト軸力を付加する経路に、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段を介在させ、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、該付勢手段が前記非線形ばね領域内でたわみ変形するように設定したことを特徴とする。
【００２２】
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板と第２圧接板との間の隙間の変動を付勢手段によって吸収することができるので、このときの変動吸収によって付勢手段のたわみ量が変化した場合であっても、付勢手段が非線形ばね領域に設定されているので、弾発力（ボルトの軸力）をほぼ一定に維持することができる。
【００２３】
すなわち、振動入力がない状態では、第１圧接板と第２圧接板とは大きな静摩擦力によって固定状態が維持されるが、所定値以上の振動変位力の入力によって固定状態から小さな動摩擦力を伴う相対移動状態に移行する際に、それぞれの接触面間に大きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃となって現れるが、このときの反発力を付勢手段によってボルトの軸力を変化させることになく吸収することができる。従って、皿ばねを入れることによって緩衝作用が生じ、過大な振動力が入力した場合にも、音や衝撃の発生を抑制しつつ制振性能を十分に発揮することができる。
【００２４】
また、付勢手段は、第１圧接板及び第２圧接板が相対移動する際の滑動面に摩耗が生じた場合にも、その弾発力がほぼ一定に維持されるので、摩擦抵抗力が低下するのを防止することができ、当初の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００２５】
請求項９に係る発明は、請求項１から８の何れかに記載のボルト接合部の制振構造であって、前記鉄骨部材はＨ形やＩ形などの形鋼であり、前記第１圧接板及び前記第２圧接板がこれら形鋼に属する板部分であることを特徴とする。
本発明によるボルト接合部の制振構造によれば、鉄骨部材が形鋼であれば、それが有する板部分を利用して簡単に制振構造を構成することができるので、制振作用を簡単に確保することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上、説明したように、本発明の請求項１に記載のボルト接合部の制振構造によれば、一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と他方の鉄骨部材に属する第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板とを第１圧接板の長さ方向に沿って、摩擦板と滑動板とを相対的に確実に滑動させることができる。従って、摩擦板と滑動板との相対的な滑動による所定の制振性能が確実に得られることになり、入力する振動を効果的に減衰することができる。
【００２７】
また、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板に別途取り付けられているので、第１圧接板及び第２圧接板に構造材との接合上好ましい通常の鋼材等を用いることができるとともに、設計で意図した安定した摩擦係数及び復元力特性が得られるように、摩擦板と滑動板との最適な組合せを適宜に選択することができる。さらに、滑動板及び摩擦板に様々な材質を施した板材を適用することができる。さらに、摩擦板及び滑動板は、第１圧接板又は第２圧接板と別部材として薄板で形成することができるので、材質を高価な新素材としても、材料コストを下げることができ、経済性にも優れる。さらに、摩擦板及び滑動板に高耐久性のものを選択して使用することができるので、建物の供用期間中など、制振構造の性能を一定に保つことができ、メンテナンスフリー化することも可能となる。
【００２８】
さらに、滑り部分の損耗が激しく、制振構造部分を交換する必要が生じた場合であっても、滑動板又は摩擦板のみを取り替えることによって対応することができる。さらに、摩擦板及び滑動板を薄板に形成することができるので、重量的にも有利になり、交換時の作業性、経済性の面で優れている。
【００２９】
さらに、本発明の請求項２に記載のボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板を両側から一対の第２圧接板によって挟み込み、各第２圧接板と第１圧接板との間にそれぞれ摩擦板と滑動板とを重合した状態で介装させたので、２つの鉄骨部材間に相対変位力が入力した場合に、一対の第２圧接板間に第１圧接板が挟まれた状態で両者が相対移動するため、一対の第２圧接板間にボルトの軸力（締付け力）を付加した状態で、各摩擦板と滑動板とが相対的に滑動しても、ボルトが傾いてこじれが生じるようなことはなく、スムーズに相対移動することができる。
従って、摩擦板と滑動板との相対的な滑動による所定の制振性能が確実に得られることになり、入力する振動を効果的に減衰することができる。
【００３０】
さらに、本発明の請求項３に記載のボルト接合部の制振構造によれば、制振要素のみに対する交換作業で制振性能を容易に復元することができる。
【００３１】
さらに、本発明の請求項４に記載のボルト接合部の制振構造によれば、滑動板は耐食性を有する材料から形成されることになるので、滑動板と摩擦板とが対峙する滑動動面は腐食などによる経時的な変化に強く、特に、メンテナンスを施すことなく、長期に渡って安定した滑り耐力、摩擦係数（μ）を維持することができる。
【００３２】
さらに、本発明の請求項５に記載のボルト接合部の制振構造によれば、良好かつ安定した制振性能を長期に渡って保証することができる。
【００３３】
さらに、本発明の請求項６に記載のボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板を、一定の摩擦係数を有する摩耗の少ない部材として形成することができるので、第１圧接板と第２圧接板との相対移動時に、摩擦板と滑動板との間の摩擦係数を一定に維持することができるので、摩擦板と滑動板とを円滑に相対滑動させることができるとともに、滑動部分の摩耗を抑制することができるので、ボルトの軸力を一定に維持することもできる。従って、第１圧接板と第２圧接板との間の相対移動部分に発生する、摩擦係数とボルトの軸力との積として得られる摩擦抵抗力をほぼ一定に維持することができ、この結果、２つの鉄骨部材間の減衰力特性の安定化を図ることができ、初期の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００３４】
さらに、本発明の請求項７に記載のボルト接合部の制振構造によれば、摩擦板と滑動板との相対的な滑動によって摩擦熱が発生しても、その摩擦熱を凹部内の空気内に放散させることにより、摩擦板の表面温度の上昇を防止できるので、摩擦板の表面の炭化、脱落による摩耗粉の発生を抑制することができる。また、摩耗粉が発生しても、その摩耗粉を凹部内に取り込むことができるので、摩耗粉が摩擦板と滑動板との間に噛み込むことによって摩擦板及び滑動板の滑動面が傷ついたりするようなことはなく、また、摩擦粉の転がり滑りも生じ難くなり、摩擦板と滑動板との間の摩擦抵抗力を一定に維持することができ、安定した制振性能を発揮することができる。さらに、摩耗粉の噛み込みを防止できるので、摩擦板及び滑動板の滑動面から異音が発生するのを防止でき、制振時に発生する音を著しく低減させることがきる。
【００３５】
さらに、本発明の請求項８に記載のボルト接合部の制振構造によれば、第１圧接板と第２圧接板との間の隙間の変動を付勢手段によって吸収することができるので、このときの変動吸収によって付勢手段のたわみ量が変化した場合であっても、付勢手段が非線形ばね領域に設定されているので、弾発力（ボルトの軸力）をほぼ一定に維持することができる。すなわち、振動入力がない状態では、第１圧接板と第２圧接板とは大きな静摩擦力によって固定状態が維持されるが、所定値以上の振動変位力の入力によって固定状態から小さな動摩擦力を伴う相対移動状態に移行する際に、それぞれの接触面間に大きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃となって現れるが、このときの反発力を付勢手段によってボルトの軸力を変化させることになく吸収することができる。従って、皿ばねを入れることによって緩衝作用が生じ、過大な振動力が入力した場合にも、音や衝撃の発生を抑制しつつ制振性能を十分に発揮することができる。また、付勢手段は、第１圧接板及び第２圧接板が相対移動する際の滑動面に摩耗が生じた場合にも、その弾発力がほぼ一定に維持されるので、摩擦抵抗力が低下するのを防止することができ、当初の制振性能を長期に渡って維持することができる。
【００３６】
さらに、本発明の請求項９に記載のボルト接合部の制振構造によれば、鉄骨部材が形鋼であれば、それが有する板部分を利用して簡単に制振構造を構成することができるので、制振作用を簡単に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１〜図６には、本発明によるボルト接合部の制振構造の一実施の実施形態が示されていて、図１は要部分解斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図２のＣ部の拡大図、図５は図１の滑動板の平面図、図６は図１の皿ばねの特性図である。
【００３８】
すなわち、このボルト接合部の制振構造は、Ｙ型、Ｋ型、Ｗ型、Ｘ型などの各種のブレースに適用したものであって、Ｈ形鋼又はＩ形鋼（この実施の形態においてはＨ形鋼）からなるブレース１を適宜の位置で互いに間隔を隔てるように分断し、この分断箇所に摩擦ダンバー８を組み込んで構成したものである。
【００３９】
Ｈ形鋼は、図１に示すように、ウエブ１４と、ウエブ１４の上下に一体に形成される一対のフランジ１５、１５とから構成され、ウエブ１４、各フランジ１５にそれぞれ摩擦ダンパー８が取り付けられている。この場合、ウエブ１４、フランジ１５が第１圧接板として機能し、後述するスプライスプレート１０、１２が第２圧接板として機能する。
【００４０】
各摩擦ダンパー８は、同様の構成を有しているので、以下、ウエブ１４に取り付けられる摩擦ダンパー８を例にとって説明する。
【００４１】
図１〜図３に示すように、分断されたブレース部分１ａ及びブレース部分１ｂは、間隔を隔てることで互いに接離する方向に相対移動可能となっており、一方のブレース部分１ａのウエブ１４には、両ブレース部分１ａ、１ｂ同士の相対移動方向に沿ってボルト挿通用の長孔１４ａが形成されている。この長孔１４ａは、ウエブ１４の長さ方向に２箇所一組で、かつウエブ１４の高さ方向に一対形成され、合計４箇所に形成されている。
【００４２】
ブレース部分１ａのウエブ１４の表裏面（図１中、手前側を表面、奥側を裏面とする。）には、後述する複合摩擦材料からなる摩擦板２２がそれぞれ重合される。摩擦板２２は、薄板状に形成されるとともに、ウエブ１４の長さ方向に組をなす長孔１４ａ、１４ａの上縁部及び下縁部に、ウエブ１４の長さ方向に沿って、かつ組をなす長孔１４ａ、１４ａを上下方向から挟むように、３枚設けられ、各３枚の摩擦板２２の表面には、薄板状のステンレス製の滑動板Ｓが各３枚の摩擦板２２と相対的に滑動自在にそれぞれ重合される。
【００４３】
他方のブレース部分１ｂのウエブ１４表裏面には、一方のブレース部分１ａのウエブ１４の表裏面に重合される摩擦板２２及び滑動板Ｓの厚さに相当する厚さを有するはさみ板１７がそれぞれ重合される。
【００４４】
各はさみ板１７及び滑動板Ｓの外側には、第２圧接板であるスプライスプレート１０、１２がそれぞれ重合され、各スプライスプレート１０、１２は、一方のブレース部分１ａと他方のブレース部分１ｂとの間に掛け渡される。各スプライスプレート１０、１２は、はさみ板１７によってウエブ１４、すなわちブレース１の表裏面と平行に設けられる。
従って、ウエブ１４は、その表裏面間が対をなす摩擦板２２及び滑動板Ｓを介して、一対のスプライスプレート１０、１２によって挟み込まれることになる。
【００４５】
一方のブレース部分１ａには、前述したように、ボルト挿通用の４つの長孔１４ａが形成されるとともに、他方のブレース部分１ｂには、ウエブ１４を貫通する貫通孔１９が形成されている。スプライスプレート１０、１２及び滑動板Ｓには、これら長孔１４ａ及び貫通孔１９に対応して、それぞれ孔２１が形成されている。
【００４６】
他方のブレース部分１ｂでは、ウエブ１４を挟むスプライスプレート１０、１２間に高力ボルト１６が挿通され、この高力ボルト１６にナット１８を螺合させることで、はさみ板１７を介して一対のスプライスプレート１０、１２が固定的に取り付けられ、この固定的な取り付けによって一対のスプライスプレート１０、１２が他方のブレース部分に属する。
【００４７】
一方のブレース部分１ａでは、これに属するウエブ１４を挟む一方のスプライスプレート１０から滑動板Ｓを介して挿通される高力ボルト１６は、摩擦板２２の隙間に位置する長孔１４ａを介してウエブ１４の反対側に達し、裏面の摩擦板２２の隙間から滑動板Ｓ、スプライスプレート１２を経てナット１８と螺合されるようになっていて、一方のブレース部分１ａは、摩擦板２２と滑動板Ｓとの滑動面８ａを介して、スプライスプレート１０、１２に対し相対移動自在に取り付けられている。
【００４８】
ナット１８の締付けによりボルトの軸力Ｎが発生し、この軸力Ｎが一対のスプライスプレート１０、１２に伝達されて、ウエブ１４の挟み込み力として作用することとなり、ウエブ１４と一対のスプライスプレート１０、１２とは、この挟み込み力の作用の下、両者の相対移動が許容される。
【００４９】
要するに、一方のブレース部分１ａに、ウエブ１４の両面に重合された薄板状の一対の摩擦板２２、２２、薄板状の一対の滑動板Ｓ、Ｓ、並びに一対のスプライスプレート１０ 、１２によって、板材が７層に積層された構造が構成されるとともに、これら摩擦板２２や滑動板Ｓに、高力ボルト１６とナット１８で相当のボルト軸力が付加されることにより、ブレース部分１ａ、１ｂ間に作用する摩擦ダンパー８が構成されるようになっている。
【００５０】
高力ボルト１６とナット１８による締結構造部分には、高力ボルト１６の頭部１６ａとスプライスプレート１０との間に、リング状の皿ばねが複数積層された皿ばね積層体３０が設けられる。皿ばね積層体３０の高力ボルト１６側の一端には、これに重ねて高力ボルト１６の軸力を伝達する円盤状の座金３２が設けられている。高力ボルト１６は、その頭部１６ａを受ける小径の座金２０を介して、座金３２を貫通して皿ばね積層体３０の中空内部へと挿通され、ウエブ１４の長孔１４ａに挿入されるようになっている。ナット１８の締結側には、スプライスプレート１２の外側に重ねて皿ばねと同径の円盤状の板座金３３が設けられ、この板座金３３上でナット１８相当の小径な座金２０ａを介してナット１８が高力ボルト１６に螺合されるようになっている。
【００５１】
以上、ウエブ１４への摩擦ダンパー８の取り付け構造について説明したが、上下一対のフランジ１５、１５に対しても同様に摩擦ダンパー８が取り付けられる。特に、フランジ１５の表面は単一面である一方で、ウエブ１４側のフランジ１５の裏面はウエブ１４によって分断されている。従ってフランジ１５への摩擦ダンパー８の取り付けにあっては、摩擦ダンパー８はウエブ１４を挟む形態で配置される。
【００５２】
具体的には、フランジ１５の表面側では、長孔１４ａはウエブ１４を挟んでフランジ１５の幅方向に一対それぞれ４つずつ形成され、摩擦板２２はこれら長孔１４ａをフランジ１５の幅方向双方から挟んで設けられる。滑動板Ｓ及びスプライスプレート１０フランジ１５の全幅に渡る大きさのものが一枚ずつ摩擦板２２に重合されて取り付けられる。
【００５３】
フランジ１５の裏面では、ウエブ１４を挟むそれぞれの側に、長孔１４ａをフランジ１５の幅方向双方から挟む２枚の摩擦板２２、２２、並びにフランジ１５の半幅相当の大きさの滑動板Ｓ及びスプライスプレート１２が一枚ずつ摩擦板２２に重合されて取り付けられる。はさみ板１７が他方のブレース部分１ｂのフランジ部分１５にこれを挟み込むように設けられることになる。
【００５４】
ところで、上述したように専用の滑動板Ｓや摩擦板２２を備えるようにしているので、後述するように、これら滑動板Ｓや摩擦板２２に様々な材質、各種の表面仕上げを施した板材を適用することができる。従って、滑動板Ｓ及び摩擦板２２双方に高耐久性の材質のものを選択することが可能であり、建物の供用期間中など摩擦ダンパー８の性能を一定に保つことができ、摩擦ダンパー８そのものをメンテナンスフリー化することも容易に可能である。
【００５５】
本実施形態に用いられる摩擦板２２は、熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成される。熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、ＤＦＫ樹脂、グアナミン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などがある。
【００５６】
摩擦板２２には、滑動板Ｓとの滑動面８ａ側に凹部として直線状の溝２５を５本形成している。摩擦板２２と前記滑動板Ｓとの滑動により生じる摩擦熱が大きいと、摩擦板２２の表面温度が著しく上昇し、摩擦板２２表面が炭化し、摩耗粉として脱落し、この摩耗粉が滑動面８ａに滞留してしまうことがあり得る。この摩耗粉が炭化物であるため非常に硬度が高く、滑動により滑動板Ｓを傷つけたり、滑動面８ａに摩耗粉が介在して転がる等して、摩擦係数を変動させる虞がある。このような現象が生じた場合には、摩擦抵抗力が大幅に変化し、摩擦ダンパー８の制振性能に大きな変動を生じてしまい、安定した制振効果を得難くなる懸念がある。
【００５７】
このような点を考慮して、摩擦板２２には溝２５が備えられている。この溝２５は、摩擦板２２の摩擦抵抗力が発生する滑動板Ｓとの滑動面８Ａに生じる摩擦熱を放散するとともに、滑動面８Ａの摩耗粉を取り込み排出する機能を持つ。すなわち、摩擦ダンパー８の作動時の摩擦板２２の摩擦熱を、溝２５内の空気へ放散することで、その表面温度の上昇を防止し、摩擦板２２表面の炭化、摩耗粉の脱落を防止する。また、万一摩耗粉が発生しても、溝２５に取り込まれ、摩擦板２２と滑動板Ｓとの滑動面８Ａの摩耗粉の滞留を防止する。このため、滑動板Ｓが傷つき難くなるとともに、摩耗粉の転がり滑りも生じ難くなり、摩擦板２２と滑動板Ｓ間の摩擦抵抗力を一定に維持することができ、安定した制振効果を得ることが可能となる。さらに、摩耗粉の滞留を防止できるので、摩擦板２２及び滑動板Ｓとの滑動面８ａから、摩耗粉の噛込等に起因した異音が発生することを防止でき、制振時の騒音を著しく低減することができる。
【００５８】
溝２５の深さ、幅、断面形状、本数は、発生する摩耗粉の予め想定される大きさや量、並びに摩擦板２２の表面温度等を勘案し設定される。すなわち、深さ、幅、断面形状は、主として摩耗粉を取り込める容積を有するように設定され、本数に関しては、表面温度が摩擦板２２の材料の使用限界温度以下となるように設定される。本実施形態の場合は、溝２５の断面形状は矩形で、その深さは摩擦板２２の厚みの半分、その本数は５本に設定されているが、前述の要件を満たすように自由に設定可能であり、断面形状は半円形状でも良く、深さについては貫通していても良い。
【００５９】
溝２５の平面形状も、摩擦熱の放散効率が大きく、摩耗粉を取り込み得る容積を有していれば、直線に限るものではなく、円形等どのような形状の凹部に形成しても良い。ただし、熱の放散効率の観点から、冷却媒体である空気が流通し易いように、大気開放される溝２５とするのが望ましく、また摩耗粉排出の観点からは、取り込まれた溝２５内の摩耗粉が自重で落下排出されるように、溝２５は、鉛直方向に直線状に貫通して形成されていることが望ましい。
【００６０】
滑動板Ｓは、前述したステンレスやチタンなどの耐食性を有する材料によって形成される。摩擦ダンパー８を長期的に使用する場合を考えると、腐食などの径時的な変化により滑動面８ａの均一性が損なわれ、滑動時に大きな摩擦音を生じたり衝撃が発生するといった点が懸念される。この点を考慮して、滑動板Ｓとしてはステンレスやチタンなどの耐食性のある材料を使用することとし、これをスプライスプレート１０，１２に取り付けるようにしている。このように滑動板Ｓを単体で取り付けるようにすることで、耐食性のある材料の使用量が必要最小限に抑えられ、材料費が節約されて経済設計にも繋がる。
【００６１】
さらに、円滑に滑動するよう、滑動板Ｓの滑動面８ａ側表面には圧延、研磨・研削、ブラスト、塗装などの何れか、若しくは複数の処理を施して、表面粗さの均一化を図るとよい。
【００６２】
また、メンテナンスフリーとするために滑動板Ｓの表面には、防錆塗料を塗布するなどの表面処理を併せて行なうとよい。
【００６３】
滑動板Ｓのスプライスプレート１０、１２への取付面、及び摩擦板２２のウエブ１４への取付面については、滑動時に両者間に相対的な滑りが生じないように、様々な工法の中から最適な方法を選択すればよい。例えば、表面に塗料を塗布（例えば、滑動板Ｓであれば、ステンレス鋼材専用の摩擦接合用塗料）、表面粗さの増大化を意図したブラスト処理又は研削処理等が挙げられる。
【００６４】
そして、このような表面粗さの増大化処理を滑動板Ｓ及び摩擦板２２の取付面に施すことにより、摩擦板２２と滑動板Ｓとが相対的に滑動する際に、摩擦板２２とウエブ１４との間、及び滑動板Ｓとスプライスプレート１０、１２との間に相対的な滑りが生じるのを阻止できるので、摩擦板２２と滑動板Ｓとを確実に相対的に滑動させることができる。
【００６５】
皿ばね積層体３０は、高力ボルト１６の軸力Ｎをスプライスプレート１０、１２間に付加する経路に介装され、高力ボルト１６の軸方向変位に対しても弾発力がほぼ一定で変動することのない非線形ばね特性を発揮するようになっている。
【００６６】
皿ばね積層体３０のばね特性Ａは、図６に示すように、高力ボルト１６の中心軸方向の変形量(見込み変化量) σに対して、荷重（弾発力）Ｗの変動がほぼ一定となる非線形ばね領域Ｐを備えており、皿ばね積層体３０は、高力ボルト１６に所定の軸力Ｎを付加した状態で、非線形ばね領域Ｐ内に設定される。本実施形態では、皿ばね積層体３０は、複数枚の皿ばね単体を同一方向に積層して構成したものが用いられる。
【００６７】
従って、この実施形態では、高力ボルト１６の頭部１６ａ側の座金３２と一方のスプライスプレート１０との間に皿ばね積層体３０を介在したので、一対のスプライスプレート１０、１２とウエブ１４との間のボルト軸方向の変動を皿ばね積層体３０によって吸収することができる。そして、このときの変動吸収によって皿ばね積層体３０のたわみ量が変化した場合にあっても、皿ばね積層体３０が非線形ばね領域Ｐ内に設定されているため、弾発力つまり高力ボルト１６の軸力をほぼ一定に維持することができる。
【００６８】
つまり、振動入力がない状態では、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とは、大きな静摩擦力をもって固定状態が維持されるが、振動入力によりこの固定状態から小さな動摩擦力を伴う相対移動状態に移行する際に大きな反発力が発生し、これが大きな音や衝撃として現れる。しかし、皿ばね積層体３０を設けたことにより、このときの反発力を皿ばね積層体３０の弾性により高力ボルト１６の軸力Ｎを変化させることなく吸収できる。従って、過大振動力が入力された場合にも、皿ばね積層体３０の緩衝作用により音や衝撃の発生を抑制しつつ摩擦力による制振機能を十分に発揮することができる。
【００６９】
皿ばね積層体３０が非線形ばね領域Ｐに設定されていることにより、皿ばね積層体３０の弾発力は、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とが相対移動する際の滑動面、つまり、摩擦板２２と滑動板Ｓとの間の滑動面８ａにたとえ摩耗が生じたとしても、弾発力をほぼ一定に維持して摩擦抵抗力Ｒが低下するのを防止できる。従って、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４との接合部における当初の制振機能を永続して発揮することができる。
【００７０】
この実施形態では、皿ばね積層体３０を、一方のスプライスプレート１０と高力ボルト１６の頭部１６ａ側の座金３２との間に介在させた場合を示したが、これに限ることなく、一対のスプライスプレート１０、１２双方、つまり、両スプライスプレート１０、１２と高力ボルト１６の頭部１６ａ側及びナット１８側の座金３２、３３との間に、それぞれ皿ばね積層体３０を介装させることもできる。また、皿ばね積層体３０を他方のスプライスプレート１２とナット１８側の座金３３との間のみに介装させることもできる。
【００７１】
皿ばね積層体３０を構成する皿ばね単体の組み合わせ配置構成は、本実施形態に示したように、同一方向に複数枚を積層したものに限ることなく、これ以外にも本発明の皿ばね積層体３０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、例えば、皿ばね単体を単数で用いたり、複数枚を並列に積層したり、その積層方向を正逆交互に向けたりすることができる。
【００７２】
また、この実施形態では付勢手段として皿ばね積層体３０を用いた場合を示したが、これに限ることなく、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域を備えたばねであればよい。
【００７３】
ところで、上記実施形態では、摩擦板２２をウエブ１４に設け、滑動板Ｓをスプライスプレート１０、１２に設ける構成であったが、これとは反対に、図７に示したように、滑動板Ｓをウエブ１４に設け、摩擦板２２をスプライスプレート１０、１２に設けるようにしても良い。この場合、滑動板Ｓには、図８に示したように、ウエブ１４の長孔１４ａと一致する孔２１を設けることになる。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、皿ばね積層体３０を備えることとしたが、必ずしも皿ばね積層体３０を組み込む必要はない。上記実施形態の図２及び図７に対応させた図９及び図１０にそれぞれ示したように、高力ボルト１６とナット１８による締結構造のみによって摩擦ダンパー８を構成しても良いことは勿論である。
【００７５】
以上、説明した摩擦ダンパー８にあっては、一対のスプライスプレート１０、１２間にウエブ１４を挟み込んで、これらに貫通した高力ボルト１６をナット１８締めするにあたって、これらスプライスプレート１０、１２とウエブ１４との間に摩擦板２２及び滑動板Ｓを介在させてあるので、地震や風などの外力によって例えば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、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とは、滑動板Ｓと摩擦板２２との滑動を伴って相対移動する。このとき、滑動板Ｓと摩擦板２２との間は、高力ボルト１６の軸力Ｎをもって滑接されるとともに、所定の摩擦係数μが作用しており、これら滑動板Ｓと摩擦板２２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、ブレース１における制振に寄与するようになっている。
【００７６】
また、本実施形態では、ブレース部分１ａ、１ｂ間に相対変位力が入力された際に、一対のスプライスプレート１０、１２間にウエブ１４が挟まれた状態で相対移動するため、一対のスプライスプレート１０、１２間にボルト１６の軸力Ｎ、つまり、締付け力を付加した状態で両者が滑動する際に、ボルト１６が傾くなどしてこじれを生じることはなく、スムーズに相対移動することができる。
【００７７】
このとき、上記摩擦板２２は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、ＤＦＫ樹脂、グアナミン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成されるので、摩擦板２２は硬度が高く、かつ、強度に富む材質となって、一定の摩擦係数を有する摩耗の著しく少ない部材として形成することができる。
【００７８】
従って、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４とが相対移動された際にも、滑動板Ｓと摩擦板２２との間の摩擦係数μは常時ほぼ一定に維持され、かつ、滑動面８ａの摩耗がほとんどないため高力ボルト１６の軸力Ｎもほぼ一定に維持される。このため、スプライスプレート１０、１２とウエブ１４との間の相対移動時に、摩擦係数μと軸力Ｎとの積として発生する摩擦抵抗力Ｒをほぼ一定に維持することができる。従って、摩擦ダンパー８が組み込まれたブレース１における摩擦減衰力特性、延いては、建物架構の振動に対する制振特性が安定化し、当初設定した制振構機能を長期に亘って維持することができる。
【００７９】
そして、特に、ウエブ１４とウエブ１４を挟み込む一対のスプライスプレート１０、１２との間に、複合摩擦材などからなる摩擦板２２とステンレス板などからなる滑動板Ｓを一対にして挟み込んで７層構造とし、摩擦板２２と滑動板Ｓとの間で滑りを生じさせるようにしている。この７層構造は、ウエブ１４スプライスプレート１０、１２との間に単に摩擦板２２のみを組み込んで、摩擦板２２とウエブ１４若しくはスプライスプレート１０、１２との間で滑動させる５層構造よりも、以下の点で優れる。
【００８０】
５層構造では、ウエブ１４あるいはスプライスプレート１０、１２が摩擦板２２に対する滑動板として機能されることになるが、例えば、スプライスプレートを滑動板として適用した場合、スプライスプレートはこれが接合されるブレース材や梁材、間柱材などの構造材との接合を考慮してその材質や表面仕上げが選択される、言い換えれば、スプライスプレートの材質や表面仕上げによってはこれらの構造材との接合が困難になってしまう。従って、スプライスプレートの材質や表面仕上げは構造材との接合を踏まえて選択されるので、このスプライスプレートと摩擦板との間で安定した摩擦係数および復元力特性を得ることができない場合があり、この場合、摩擦ダンパーとしての滑動荷重と滑動変位との関係が設計者の意図に反して不安定なものとなるおそれがある。この点はウエブを滑動板とした場合でも同様である。
【００８１】
これに対して、本実施形態による７層構造では、滑動板Ｓおよび摩擦板２２は、ウエブ１４あるいはスプライスプレート１０、１２に対して別途取り付けられるものなので、ウエブ１４やスプライスプレート１０、１２としては、構造材との接合上好ましい通常の鋼材等を用いることができるとともに、設計で意図した安定した摩擦係数及び復元特性が得られるように、滑動板Ｓと摩擦板２２との最適な組み合わせを適宜に選択することが可能となる。
【００８２】
また、摩擦板２２及び滑動板Ｓは、それ専用に薄板として形成することができ、材質を新素材とし高価になっても、材料コストを下げることができ、経済性にも優れる。
【００８３】
また、滑動面８ａの損耗が激しく、摩擦ダンパー８を交換する必要が生じた場合でも、７層構造であるから滑動板Ｓ若しくは摩擦板２２のみを取り替えることで対応することができる。滑動板Ｓも摩擦板２２も、ともに薄板で構成できるので、重量的にも有利であり、交換時の作業性、経済性の面で優れている。
【００８４】
上記実施形態では、ブレース部分を例示して本発明にかかる摩擦ダンパー８の適用を説明したが、鉄骨部材としてはこの他、鉄骨柱や鉄骨梁などがあり、これらに対しても摩擦ダンパー８を適用できることは勿論である。
【００８５】
図１１には、変形例として、摩擦ダンパー８を間柱４１へ適用例が示されている。
すなわち、上下に分断された鉄骨製の間柱４１の上部間柱部分４１ａには、その下面から垂下させて１枚の上ガセットプレート４２が設けられるとともに、下部間柱４１ｂには、その上面から起立させて上ガセットプレート４２を両側から挟み込む一対の下ガセットプレート４３が設けられている。上ガセットプレート４２は、上部間柱部分４１ａの下面に溶接などにより接合されている。下ガセットプレート４３は、ベース板４３ａ及びベース板４３ａ上に左右一対立設されたブラケット４３ｂに，その底部及び左右両端が溶接などにより接合され、このベース板４３ａが下部間柱部分４１ｂの上面にボルトで接合されている。そして，摩擦ダンパー８は、長孔１４ａ及び摩擦板２２が上ガセットプレート４２に配置されるとともに、滑動板Ｓが一対の下ガセットプレート４３にそれぞれ配置され、皿ばね積層体３０を介して高力ボルト１６及びナット１８による締結力が導入されることで、上下ガセットプレート４２、４３相互の水平方向相対移動に対して減衰力を発生して、間柱４１に入力される外力を減衰するようになっている。
【００８６】
以上、説明した摩擦ダンパー８を組み込んだ間柱は、柱・梁で囲まれた架構内に１本配設しても、あるいは複数本配設しても良く、必要な制振効果が得られるようにアレンジすればよい。
【００８７】
図１２には、摩擦ダンパー８の適用対象としての鉄骨柱と鉄骨梁との接合部分を示す。
一般に、鉄骨柱５２と鉄骨梁５４とは、Ｈ形鋼によって形成されて架構を構成する。鉄骨柱５２の梁接続部分には、鉄骨梁５４と同じＨ形鋼を短尺に切断したブラケット材５５を溶接して一体化し、このブラケット材５５に鉄骨梁５４の接続端部が結合される。ブラケット材５５は、鉄骨柱５２のフランジ面５２ａに溶接されるとともに、ブラケット材５５の上下フランジ５５ａ、５５ｂ位置に対応して、鉄骨柱５２の両側フランジ５２ａ、５２ｂ間に跨って補鋼材５７が溶接されている。
【００８８】
上記鉄骨梁５４の接続端は、上記ブラケット材５５の先端に突き合わされ、これら鉄骨梁５４とブラケット材５５の互いに対応される上方フランジ５４ａと５５ａ、及び下方フランジ５４ｂと５５ｂ、そして、ウエブ５４ｃと５５ｃとの各部に両部材間に跨ってその両面にスプライスプレート５８、５９が配置され、これらを貫通する高力ボルト１６にナット１８を螺合して締め付けることにより、鉄骨梁５４とブラケット材５５、つまり鉄骨柱５２とが結合される。
【００８９】
ここで、鉄骨柱５２と鉄骨梁５４との接合部において、摩擦ダンパー８は、上方フランジ５４ａと５５ａ、下方フランジ５４ｂと５５ｂ、及びウエブ５４ｃと５５ｃとのボルト接合部に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明によるボルト接合部の制振構造の一実施の形態を示した斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図２のＣ部の拡大図である。
【図５】図１の滑動板の平面図である。
【図６】皿ばねの特性図である。
【図７】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図８】図７の滑動板の平面図である。
【図９】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１０】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１１】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１２】本発明によるボルト接合部の制振構造の他の実施形態を示した要部断面図である。
【図１３】従来のボルト接合部の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ブレース
８ 摩擦ダンパー
１０、１２ スプライスプレート
１４ ウエブ
１４ａ 長孔
１６ 高力ボルト
１８ ナット
２２ 摩擦板
２５ 溝
３０ 皿ばね積層体（付勢手段）
Ｓ 滑動板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合しようとする２つの鉄骨部材の一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と、他方の鉄骨部材に属する第２圧接板とを互いに重合するとともに、両圧接板間に相対移動可能にボルト軸力を付加し、両圧接板間に入力する所定値以上の振動変位力により両圧接板間の相対移動が許容され、このときに両圧接板間に発生する摩擦抵抗力によって前記２つの鉄骨部材間を制振するようにしたボルト接合部の制振構造において、
前記第１圧接板と前記第２圧接板との間に、摩擦板と滑動板とを重合させた状態で介装させて、前記第１圧接板と前記第２圧接板との相対移動時に、前記摩擦板と前記滑動板とを相対的に滑動可能とし、
前記第１圧接板及び前記第２圧接板にボルト貫通孔を形成するとともに、該第１圧接板の該ボルト貫通孔を、該第１圧接板の長さ方向に沿った長孔としたことを特徴とするボルト接合部の制振構造。
【請求項２】
前記第１圧接板の両側には、前記第１圧接板を両側から挟むように一対の前記第２圧接板が設けられ、各第２圧接板と前記第１圧接板との間にそれぞれ前記摩擦板と前記滑動板とが重合された状態で介装され、
一方の摩擦板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか一方との間、一方の滑動板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか他方との間、他方の摩擦板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか一方との間、及び他方の滑動板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか他方との間に、それぞれ表面粗さの増大化処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項３】
前記摩擦板又は前記滑動板の少なくとも何れか一方は、前記第１圧接板又は前記第２圧接板に交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項４】
前記滑動板は、耐食性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項５】
前記滑動板は、ステンレスやチタンを素材として形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項６】
前記摩擦板は、熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項７】
前記摩擦板は、前記滑動板と圧接する面に、摩擦熱を放散するとともに摩耗粉を取り込むための凹部を有していることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項８】
前記第１圧接板と前記第２圧接板との重合部分の前記ボルト軸力を付加する経路に、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段を介在させ、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、該付勢手段が前記非線形ばね領域内でたわみ変形するように設定したことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項９】
前記鉄骨部材はＨ形やＩ形などの形鋼であり、前記第１圧接板及び前記第２圧接板がこれら形鋼に属する板部分であることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項１】
互いに接合しようとする２つの鉄骨部材の一方の鉄骨部材に属する第１圧接板と、他方の鉄骨部材に属する第２圧接板とを互いに重合するとともに、両圧接板間に相対移動可能にボルト軸力を付加し、両圧接板間に入力する所定値以上の振動変位力により両圧接板間の相対移動が許容され、このときに両圧接板間に発生する摩擦抵抗力によって前記２つの鉄骨部材間を制振するようにしたボルト接合部の制振構造において、
前記第１圧接板と前記第２圧接板との間に、摩擦板と滑動板とを重合させた状態で介装させて、前記第１圧接板と前記第２圧接板との相対移動時に、前記摩擦板と前記滑動板とを相対的に滑動可能とし、
前記第１圧接板及び前記第２圧接板にボルト貫通孔を形成するとともに、該第１圧接板の該ボルト貫通孔を、該第１圧接板の長さ方向に沿った長孔としたことを特徴とするボルト接合部の制振構造。
【請求項２】
前記第１圧接板の両側には、前記第１圧接板を両側から挟むように一対の前記第２圧接板が設けられ、各第２圧接板と前記第１圧接板との間にそれぞれ前記摩擦板と前記滑動板とが重合された状態で介装され、
一方の摩擦板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか一方との間、一方の滑動板と第１圧接板又は一方の第２圧接板の何れか他方との間、他方の摩擦板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか一方との間、及び他方の滑動板と第１圧接板又は他方の第２圧接板の何れか他方との間に、それぞれ表面粗さの増大化処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項３】
前記摩擦板又は前記滑動板の少なくとも何れか一方は、前記第１圧接板又は前記第２圧接板に交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項４】
前記滑動板は、耐食性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項５】
前記滑動板は、ステンレスやチタンを素材として形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項６】
前記摩擦板は、熱硬化型樹脂を結合材として、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維、カーボンファイバー、アスベストなどの繊維材料と、カシューダスト、鉛などの摩擦調整材と、硫酸バリュームなどの充填剤とからなる複合摩擦材料で形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項７】
前記摩擦板は、前記滑動板と圧接する面に、摩擦熱を放散するとともに摩耗粉を取り込むための凹部を有していることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項８】
前記第１圧接板と前記第２圧接板との重合部分の前記ボルト軸力を付加する経路に、ボルトの軸方向変位に対して弾発力の変動が略一定となる非線形ばね領域を備えた付勢手段を介在させ、該ボルトに所定の軸力を発生させた状態で、該付勢手段が前記非線形ばね領域内でたわみ変形するように設定したことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【請求項９】
前記鉄骨部材はＨ形やＩ形などの形鋼であり、前記第１圧接板及び前記第２圧接板がこれら形鋼に属する板部分であることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載のボルト接合部の制振構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１０９０１４（Ｐ２００９−１０９０１４Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６８１８（Ｐ２００８−２７６８１８）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【分割の表示】特願２００５−９３２９（Ｐ２００５−９３２９）の分割
【原出願日】平成１１年１１月２４日（１９９９．１１．２４）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【分割の表示】特願２００５−９３２９（Ｐ２００５−９３２９）の分割
【原出願日】平成１１年１１月２４日（１９９９．１１．２４）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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