JP2012062927A - 免震装置、及びその設置方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部構造体3と下部構造体1との間の上下方向隙間δに介装され、上部構造体3を免震支持するアイソレータと、前記上下方向隙間δに前記アイソレータと並列に介装され、上部構造体3と下部構造体1との間の水平振動を摩擦力を用いて減衰する摩擦ダンパー20とを備えた免震装置である。摩擦ダンパー20は、摩擦面22a及び滑動面24aを有する摩擦減衰力生成部21と、前記摩擦減衰力生成部21と直列に介装され、摩擦減衰力生成部21に弾発力を発生するばね部材30と、摩擦減衰力生成部21及び前記ばね部材30と直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材40と、前記ばね部材30に対して前記弾発力を設定する際に使用され、前記ばね部材30に圧縮変形を付与及び解除可能な圧縮変形付与部材50とを備える。
【選択図】図2
Description
また、同隙間Sの大きさが、フィラプレート190,190…では補えない程度に大きい場合には、フィラプレート190,190…の挿入後に更にグラウト充填を行うことになるが、その場合には、外周に型枠を組まねばならず、これは、フィラプレート190,190…の挿入以上に手間のかかる作業であった。
しかし、かかる摩擦ダンパー110の取り外しや再設置作業も、かなり大掛かりな作業となり、手軽に行えるものではない。
上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間に介装され、前記上部構造体を免震支持するアイソレータと、
前記上下方向隙間に前記アイソレータと並列に介装され、前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平振動を、摩擦力を減衰力として用いて減衰する摩擦ダンパーと、を備えた免震装置であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記上下方向隙間に介装され、摩擦面及び該摩擦面に圧接しつつ滑動する滑動面を有する摩擦減衰力生成部と、
前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部と直列に介装され、前記摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせるべく弾発力を発生するばね部材と、
前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部及び前記ばね部材と直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材と、
前記ばね部材に対して前記圧接力に係る前記弾発力を設定する際に使用され、前記ばね部材に上下方向の圧縮変形を付与及び解除可能な圧縮変形付与部材と、を備え、
前記弾発力伝達部材は、該弾発力伝達部材を上下方向に伸縮する伸縮調整機構を有し、
前記水平振動に係る前記上部構造体と前記下部構造体との間の相対変位が、前記伸縮調整機構を介して前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする。
よって、摩擦ダンパーの設置の際に、上下方向隙間の大きさが計画値からずれている場合であっても、当該計画値からのずれに応じて、適宜弾発力伝達部材の上下方向の長さを伸縮調整することにより、このずれを吸収可能である。そして、この伸縮調整後に、圧縮変形付与部材により予めばね部材に付与された圧縮変形を解除すれば、それにより、当該ばね部材に予め付与された弾発力を、圧接力として摩擦減衰力生成部に付与することができる。
前記ばね部材は、上下方向の第1貫通孔を有し、
前記弾発力伝達部材は、第1プレートと、該第1プレートに上下方向の間隔をもって対向配置される第2プレートと、前記第1プレートと前記第2プレートとを連結し、前記伸縮調整機構として機能する連結部材と、を有し、
前記第2プレートは、前記第1プレートと前記摩擦減衰力生成部との間に位置しつつ、前記ばね部材に上下方向から当接し、
前記第2プレートは、上下方向の第2貫通孔を有し、
前記第1貫通孔に挿通された軸部材の一方の軸端部は、前記第2貫通孔に挿通されることにより前記第2プレートに対して水平方向の相対移動不能に係合し、前記軸部材の他方の軸端部は、前記摩擦減衰力生成部に対して相対移動不能に係合しており、
前記相対変位は、前記第1プレート、前記連結部材、前記第2プレート、前記軸部材を経由して、前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする。
前記伸縮調整機構としての前記連結部材によって、前記第1プレートと前記第2プレートとの間の前記間隔の大きさを変更することにより、前記弾発力伝達部材を上下方向に伸縮調整することを特徴とする。
前記連結部材は、上下方向に軸方向が向いた棒体を有し、
前記棒体の上端部及び下端部は、螺合構造によって前記第1プレート及び前記第2プレートに締結固定され、
前記第1プレートと前記第2プレートとの間に位置する前記棒体の部分の長さを変更することにより、前記間隔の大きさを変更することを特徴とする。
前記連結部材は、前記第1プレートに一体に固定された第1部材と、前記第2プレートに一体に固定された第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とを互いの鉛直面同士において重合させて摩擦接合状態で締結固定する高力ボルトと、を有し、
前記第1部材及び前記第2部材に形成される前記高力ボルトのボルト孔は、少なくとも一方が上下方向に長い長孔に形成されていることを特徴とする。
前記圧縮変形付与部材によって、前記ばね部材を、前記圧接力の大きさに対応する圧縮変形量まで圧縮変形する圧縮変形工程と、
前記摩擦ダンパーを前記下部構造体上に載置する載置工程と、
前記圧縮変形工程及び前記載置工程の後に、前記下部構造体上に載置された前記摩擦ダンパーの上面と前記上部構造体の下面との間の隙間がなくなるまで、前記伸縮調整機構によって前記弾発力伝達部材を上方に伸長する伸長工程と、
前記伸長工程の後に、前記圧縮変形付与部材による前記ばね部材の圧縮変形を解除する圧縮変形解除工程と、を有することを特徴とする。
<<<免震装置10>>>
図1乃至図5は、第1実施形態の免震装置10の説明図である。図1は免震装置10の側面図である。図2は摩擦ダンパー20の概略中心縦断面図であり、図3は同上面図である。また、図4は摩擦ダンパー20を斜め下方から見た斜視図であり、図5は同分解斜視図である。なお、以下の説明で用いる図においては、図の錯綜を防ぐべく、図によっては、本来断面線で示すべき断面部位の断面線を適宜省略したり、あるいは、同断面部位をグレーで着色して示したりしている。
また、当該皿ばね群30Gの近傍には、圧縮変形付与部材50も設けられているが、当該部材50は、皿ばね群30Gに上述の弾発力を設定する際に使用される。
摩擦減衰力生成部21は、摩擦材22と、摩擦材22の下面たる摩擦面22aに圧接しつつ滑動する滑り面24aを有した滑り材24と、摩擦材22の上方に配置され、下面に同摩擦材22が固定された平面視正円形状の下フランジ板26と、を有する。
すなわち、この第1実施形態では、円筒シャフト60を、その上端60eが上フランジ板42まで到達しないような短い長さにしており、これにより、上フランジ板42と中間フランジ板44との間については前記相対変位の伝達を、連結ボルト46,46…により行っている。そして、このような構成によれば、円筒シャフト60の全長を短くできるので、その減量化を通じて製造コストの削減を図れる。また、上述の参考例のように上フランジ板42の貫通孔42hに円筒シャフト60の上端部60aを嵌合させる場合には、上下方向に所定の嵌合代が必要になり、そのためには、上フランジ板42はある程度の厚みが必要になるが、この点についても、本第1実施形態によれば、設計時に上記嵌合代を考慮せずに済むので、上フランジ板42の厚みを薄くすることができて、製造コストの削減を図れる。
ここで、建物3と基礎コンクリート1との間の上下方向隙間δへの摩擦ダンパー20の設置手順について説明する。なお、以下では、説明の都合上、摩擦ダンパー20から滑り材24を取り外した構成のことも、摩擦ダンパー20と言い、また、摩擦減衰力生成部21から滑り材24を取り外した構成のことも、摩擦減衰力生成部21と言う。
次に、適宜な作業場において、ジャッキ等を用いて上フランジ板42の上面42aを加圧することにより、連結ボルト46を介して中間フランジ板44を下方に移動して皿ばね群30Gを圧縮変形し、これにより、皿ばね群30Gを、圧接力の設計値に対応する弾発力が生じた状態にする。そうして、この状態で、摩擦ダンパー20の圧縮変形付与部材50のナット52aを締め込む(第2ステップ、圧縮変形工程に相当)。
そうしたら、摩擦ダンパー20の上フランジ板42の上面42aに接着材を塗布する。接着材としては、高流動性モルタルや高流動性セメント等が使用される(第3ステップ)。
そうしたら、弾発力伝達部材40の伸縮調整機構の上下一対のナット48a,48bを螺合回転してこれらナット48a,48bを下方に移動する。すると、弾発力伝達部材40の中間フランジ板44に対して相対的に上フランジ板42が上方へスライド移動し、つまり、弾発力伝達部材40が上方に伸長される。そして、この伸長作業を、基礎コンクリート1上に載置された摩擦ダンパー20の上面20u、つまり弾発力伝達部材40の上フランジ板42の上面42aと、建物3の下面3aとの間の隙間が無くなるまで続ける(第5ステップ、伸長工程に相当)。
そして、接着材が固化したら、圧縮変形付与部材50のナット52aを緩めて上方へ移動し、これにより、圧縮変形付与部材50による皿ばね群30Gの圧縮拘束を解除する。つまり、圧縮変形付与部材50のセットボルト51の軸力が完全に解放されるまで、ナット52aを緩める。
なお、緩めたナット52aは、セットボルト51の上端部に付けておいても良いし、セットボルト51から取り外して別途保管しても良い。
ところで、摩擦ダンパー20の設置後に上下方向隙間δの大きさが経時変化した場合に圧接力が変化する虞があるが、その場合についても、前記伸縮調整機構による弾発力伝達部材40の伸縮調整によって、前記隙間δの大きさの変化に対処可能である。つまり、当該変化分だけ弾発力伝達部材40の上下方向の全長Lを伸縮変更することにより、皿ばね群30Gの圧縮変形量を摩擦ダンパー20の設置当初の状態に戻すことができる。これにより、圧接力を速やかに設計値に戻すことができて、その結果、計画通りの大きさの摩擦力を減衰力として発生させることができる。
図6は、第2実施形態に係る摩擦ダンパー20aの側面図であり、図7は、同摩擦ダンパー20aを斜め下方から見た斜視図である。
上述の第1実施形態との相違点は、弾発力伝達部材40(40a)の連結部材46(70)の構成にある。そして、これ以外の点は概ね上述の第1実施形態と同じである。よって、同じ構成については同じ符号を付し、その説明については省略する。
ここで、第1実施形態と同様に、この第2実施形態に係る連結部材70も、弾発力伝達部材40aを上下方向に伸縮する伸縮調整機構として機能する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
7 アイソレータ、10 免震装置、20 摩擦ダンパー、
20a 摩擦ダンパー、20b 摩擦ダンパー、20u 上面、
21 摩擦減衰力生成部、22 摩擦材、22a 摩擦面、
24 滑り材、24a 滑り面、26 下フランジ板、26a 嵌合凹部、
30 皿ばね(ばね部材)、30h 貫通孔、
30G 皿ばね群(ばね部材)、30Gh 孔部、
40 弾発力伝達部材、40a 弾発力伝達部材、
42 上フランジ板(第1プレート)、42a 上面、42h 貫通孔、
44 中間フランジ板(第2プレート)、
44Bh ボルト孔、44Bh2 ボルト孔、
44a 下面、44h 貫通孔、46 連結ボルト(連結部材、棒体)、
47 ロックナット、48a ナット、48b ナット、
50 圧縮変形付与部材、51 セットボルト、52a ナット、
54 ロックナット、60 円筒シャフト(軸部材)、
60a 上端部(一方の軸端部)、60b 下端部(他方の軸端部)、
70 連結部材、71 上側部材(第1部材)、71a 鉛直面、
72 下側部材(第2部材)、72a 鉛直面、
73a 高力ボルト、73b ナット、
δ 上下方向隙間、G 間隔
Claims (6)
- 上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間に介装され、前記上部構造体を免震支持するアイソレータと、
前記上下方向隙間に前記アイソレータと並列に介装され、前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平振動を、摩擦力を減衰力として用いて減衰する摩擦ダンパーと、を備えた免震装置であって、
前記摩擦ダンパーは、
前記上下方向隙間に介装され、摩擦面及び該摩擦面に圧接しつつ滑動する滑動面を有する摩擦減衰力生成部と、
前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部と直列に介装され、前記摩擦減衰力生成部に圧接力を生じさせるべく弾発力を発生するばね部材と、
前記上下方向隙間に前記摩擦減衰力生成部及び前記ばね部材と直列に介装され、前記弾発力を上下方向に伝達する弾発力伝達部材と、
前記ばね部材に対して前記圧接力に係る前記弾発力を設定する際に使用され、前記ばね部材に上下方向の圧縮変形を付与及び解除可能な圧縮変形付与部材と、を備え、
前記弾発力伝達部材は、該弾発力伝達部材を上下方向に伸縮する伸縮調整機構を有し、
前記水平振動に係る前記上部構造体と前記下部構造体との間の水平方向の相対変位が、前記伸縮調整機構を介して前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする免震装置。 - 請求項1に記載の免震装置であって、
前記ばね部材は、上下方向の第1貫通孔を有し、
前記弾発力伝達部材は、第1プレートと、該第1プレートに上下方向の間隔をもって対向配置される第2プレートと、前記第1プレートと前記第2プレートとを連結し、前記伸縮調整機構として機能する連結部材と、を有し、
前記第2プレートは、前記第1プレートと前記摩擦減衰力生成部との間に位置しつつ、前記ばね部材に上下方向から当接し、
前記第2プレートは、上下方向の第2貫通孔を有し、
前記第1貫通孔に挿通された軸部材の一方の軸端部は、前記第2貫通孔に挿通されることにより前記第2プレートに対して水平方向の相対移動不能に係合し、前記軸部材の他方の軸端部は、前記摩擦減衰力生成部に対して相対移動不能に係合しており、
前記相対変位は、前記第1プレート、前記連結部材、前記第2プレート、前記軸部材を経由して、前記摩擦減衰力生成部へ伝達されることを特徴とする免震装置。 - 請求項2に記載の免震装置であって、
前記伸縮調整機構としての前記連結部材によって、前記第1プレートと前記第2プレートとの間の前記間隔の大きさを変更することにより、前記弾発力伝達部材を上下方向に伸縮調整することを特徴とする免震装置。 - 請求項3に記載の免震装置であって、
前記連結部材は、上下方向に軸方向が向いた棒体を有し、
前記棒体の上端部及び下端部は、螺合構造によって前記第1プレート及び前記第2プレートに締結固定され、
前記第1プレートと前記第2プレートとの間に位置する前記棒体の部分の長さを変更することにより、前記間隔の大きさを変更することを特徴とする免震装置。 - 請求項3に記載の免震装置であって、
前記連結部材は、前記第1プレートに一体に固定された第1部材と、前記第2プレートに一体に固定された第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とを互いの鉛直面同士において重合させて摩擦接合状態で締結固定する高力ボルトと、を有し、
前記第1部材及び前記第2部材に形成される前記高力ボルトのボルト孔は、少なくとも一方が上下方向に長い長孔に形成されていることを特徴とする免震装置。 - 請求項1乃至5の何れかに記載の免震装置の設置方法であって、
前記圧縮変形付与部材によって、前記ばね部材を、前記圧接力の大きさに対応する圧縮変形量まで圧縮変形する圧縮変形工程と、
前記摩擦ダンパーを前記下部構造体上に載置する載置工程と、
前記圧縮変形工程及び前記載置工程の後に、前記下部構造体上に載置された前記摩擦ダンパーの上面と前記上部構造体の下面との間の隙間がなくなるまで、前記伸縮調整機構によって前記弾発力伝達部材を上方に伸長する伸長工程と、
前記伸長工程の後に、前記圧縮変形付与部材による前記ばね部材の圧縮変形を解除する圧縮変形解除工程と、を有することを特徴とする免震装置の設置方法。
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JP7338120B2 (ja) | 2019-07-02 | 2023-09-05 | 株式会社竹中工務店 | 防振対象物の施工方法 |
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