JP2014005704A - Foundation lower base-isolation sliding bearing structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、地震時に基礎下に滑りを生じさせて建物を免震する基礎下免震滑り支承構造に関する。 The present invention relates to a foundation-isolated base-isolation sliding bearing structure that causes a building to undergo base-isolation by causing a slip beneath the base during an earthquake.
上記基礎下免震滑り支承構造に関して幾つかの提案が行われている(例えば特許文献1,2,3)。
Several proposals have been made regarding the above-mentioned foundation-isolated base sliding structure (for example,
特許文献1は、建物のコンクリート基礎を発泡樹脂板を介して地盤基礎上に支承すると共に、前記発泡樹脂板と地盤との間に、重ね合わせ状態にした上下の滑りシートを設けることで、地震による横揺れによって上下の滑りシート間に滑りを生じて、建物が免震されるようにした提案である。 In Patent Document 1, a concrete foundation of a building is supported on a ground foundation via a foamed resin plate, and an upper and lower sliding sheet in an overlapped state is provided between the foamed resin plate and the ground. This is a proposal to make the building seismically isolated by sliding between the upper and lower sliding seats due to rolling by the
特許文献2は、建物のコンクリート基礎を2層の発泡樹脂板を介して地盤基礎上に支承すると共に、前記2層の発泡樹脂板間に重ね合わせ状態にした上下の滑りシートを設けることで、地震による横揺れによって上下の滑りシート間に滑りを生じて、建物が免震されるようにした提案である。
特許文献3は、建物のコンクリート基礎を2層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承すると共に、前記2層の発泡樹脂板間に滑りシートを設けることで、地震による横揺れによって発泡樹脂板と滑りシート間または2枚の滑りシート間に滑りを生じて、建物が免震されるようにしつつ、発泡樹脂板と滑りシート間または2枚の滑りシート間の滑りによって発生する摩擦熱で滑り面が温度上昇することを抑制する提案である。
In
上記従来の基礎下免震滑り支承構造は、いずれも滑りシートまたは発泡樹脂板からなる一対の滑り部材の各滑り面が、面全体で建物の荷重を支持している。そのため、荷重の大きさを一定とした場合、滑り面の面圧が低い。2つの物体が高面圧で接する場合、低面圧で接する場合と異なり、一般に面圧が高いほど摩擦係数が低減するため、滑り面の面圧が低いと、摩擦係数が大きくなり、滑りが生じ難くなる。 In each of the conventional base-isolated base-isolation sliding bearing structures, each sliding surface of a pair of sliding members made of a sliding sheet or a foamed resin plate supports the load of the building over the entire surface. For this reason, the surface pressure of the sliding surface is low when the magnitude of the load is constant. When two objects are in contact with each other at a high surface pressure, unlike the case in which they are in contact with each other at a low surface pressure, the coefficient of friction generally decreases as the surface pressure increases. Therefore, if the surface pressure of the sliding surface is low, the friction coefficient increases and slipping occurs. It becomes difficult to occur.
また、一対の滑り部材の滑り面同士が全面密着していると、滑りによって発生した摩擦熱が外部に放出されにくく、熱篭りが生じ易い。熱篭りが生じると、滑り面の温度が上昇して、摩擦係数が変動することにより、安定した滑りが実現できない可能性がある。 In addition, when the sliding surfaces of the pair of sliding members are in close contact with each other, the frictional heat generated by the sliding is not easily released to the outside, and heat is likely to occur. When heat is generated, the temperature of the sliding surface rises and the friction coefficient fluctuates, so that stable sliding may not be realized.
この発明の目的は、滑り面の摩擦係数を小さくして滑りを生じ易くすると共に、滑りによって発生した摩擦熱の熱篭りが生じ難い基礎下免震滑り支承構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a foundation-isolated base-isolation sliding bearing structure in which a friction coefficient of a sliding surface is reduced to easily cause slipping, and heat generated by frictional heat generated by slipping is hardly generated.
この発明の基礎下免震滑り支承構造は、建物のコンクリート基礎を2層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承し、地震による横揺れによって前記2層の発泡樹脂板間に滑りを生じて、建物が免震されるようになされている構造であって、前記2層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたことを特徴とする。 The seismic isolation sliding support structure under the foundation of the present invention supports a concrete foundation of a building on the ground via two layers of foamed resin plates, and causes a slip between the two layers of foamed resin plates due to rolling due to an earthquake. The structure is such that the building is subjected to seismic isolation, wherein at least one of the two layers of foamed resin plates is provided with unevenness on one side thereof.
2層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたことによって、2層の発泡樹脂板の各対向面等からなる滑り面における建物の荷重を支持する面積が狭くなる。凹凸のある面が滑り面である場合は勿論、凹凸のある面が滑り面と反対側の面である場合も、発泡樹脂板の弾性により、滑り面のうち建物の荷重を実質的に支持する面積は、滑り面の全体の面積である見かけの面積よりも狭くなる。2つの物体が高面圧で接する場合、低面圧で接する場合と異なり、一般に面圧が高いほど摩擦係数が低減するため、滑り面における建物の荷重を支持する面積が狭くなると、滑り面の面圧が高くなり、滑り面の摩擦係数が小さくなる。それにより、地震による横揺れに対して滑りが生じ易くなり、免震効果が高い。凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで、面圧の調整が可能である。 By providing irregularities on one surface of at least one of the two layers of foamed resin plates, the area for supporting the building load on the sliding surface composed of the opposing surfaces of the two layers of foamed resin plates is reduced. . Of course, when the uneven surface is a sliding surface, even when the uneven surface is the surface opposite to the sliding surface, the load of the building is substantially supported by the elasticity of the foamed resin plate. The area is smaller than the apparent area which is the entire area of the sliding surface. When two objects contact at high surface pressure, unlike the case of contact at low surface pressure, the coefficient of friction generally decreases as the surface pressure increases. The surface pressure increases and the friction coefficient of the sliding surface decreases. As a result, slipping easily occurs due to the rolling due to the earthquake, and the seismic isolation effect is high. The surface pressure can be adjusted by changing the size and pitch of the unevenness.
また、この構造では、コンクリート基礎と地盤との間に2層の発泡樹脂板が介在するので、地震による横揺れによって建物の耐力壁が水平力を受けると、力の伝達過程において、2層の発泡樹脂板の鉛直方向におけるバネ作用、すなわち弾性変形およびその弾性復元作用によって、2層の発泡樹脂板間の面圧のバラツキが緩和され、滑り面における抵抗力が一定化されて、免震時に建物が回転運動してしまうのを効果的に抑制することができる。加えて、2層の発泡樹脂板の鉛直方向のバネ作用によって、地震や日常の環境振動による横揺れも緩和することができる。 In addition, in this structure, two layers of foamed resin plates are interposed between the concrete foundation and the ground, so if the building's load-bearing wall receives a horizontal force due to rolling due to an earthquake, two layers of layers will be generated in the force transmission process. The spring action in the vertical direction of the foamed resin plate, that is, elastic deformation and its elastic restoring action alleviate the variation in surface pressure between the two layers of foamed resin plates, and the resistance force on the sliding surface is made constant. It is possible to effectively suppress the building from rotating. In addition, rolls caused by earthquakes and daily environmental vibrations can be mitigated by the vertical spring action of the two-layered foam resin plates.
前記凹凸は、例えば、前記2層の発泡樹脂板の各対向面のうちいずれか一方の対向面に設ければ良い。
これにより、滑り面における2層の発泡樹脂板間の接触面積が小さくなって、建物の荷重を支持する面積が狭くなり、滑り面の面圧を高くすることができる。また、滑り面と空気との接触面積が増えるため、滑り面で発生した摩擦熱を効果的に外部へ放出することができ、滑り面の温度上昇を抑制できる。
What is necessary is just to provide the said unevenness | corrugation in any one opposing surface among each opposing surfaces of the said 2 layer foamed resin board, for example.
Thereby, the contact area between the two-layered foam resin plates on the sliding surface is reduced, the area for supporting the load of the building is reduced, and the surface pressure of the sliding surface can be increased. Further, since the contact area between the sliding surface and the air increases, the frictional heat generated on the sliding surface can be effectively released to the outside, and the temperature increase of the sliding surface can be suppressed.
上記構成において、前記2層の発泡樹脂板のうち前記凹凸が設けられていない方の発泡樹脂板の対向面に滑り材を一体に設けても良い。滑り材は、シート状のものであっても、板状のものであっても良い。
この場合、滑り材の表面およびこの滑り材に対向する発泡樹脂板の凹凸が設けられた対向面が、地震による横揺れに対する滑り面となり、建物が免震される。滑り材として、摩擦係数が小さい材質のものを用いることにより、地震時の滑りが促進される。
The said structure WHEREIN: You may provide a sliding material integrally in the opposing surface of the foamed resin board in which the said unevenness | corrugation is not provided among the said 2 layers of foamed resin boards. The sliding material may be a sheet or plate.
In this case, the surface of the sliding material and the opposing surface provided with the unevenness of the foamed resin plate facing the sliding material become a sliding surface against the roll due to the earthquake, and the building is seismically isolated. By using a material having a small friction coefficient as a sliding material, sliding during an earthquake is promoted.
また、前記凹凸が設けられた発泡樹脂板の対向面に、前記発泡樹脂板よりも硬質の滑り板を一体に設けても良い。
この場合、滑り板の表面および滑り板が設けられていない発泡樹脂板の対向面が、地震による横揺れに対する滑り面となり、建物が免震される。発泡樹脂板よりも硬質の滑り板によって滑り面を形成しているので、滑り面に皺ができることがなくなり、安定した滑り面を確保することができる。
Moreover, you may integrally provide the sliding board harder than the said foamed resin board in the opposing surface of the foamed resin board provided with the said unevenness | corrugation.
In this case, the surface of the sliding plate and the facing surface of the foamed resin plate on which no sliding plate is provided become a sliding surface against the roll due to the earthquake, and the building is seismically isolated. Since the sliding surface is formed by a sliding plate that is harder than the foamed resin plate, wrinkles are not formed on the sliding surface, and a stable sliding surface can be secured.
前記凹凸は、前記2層の発泡樹脂板のうちの地盤側の発泡樹脂板の地盤に接する面に設けても良い。
この場合、2層の発泡樹脂板の各滑り面が全面で接する。しかし、下の発泡樹脂板の地盤に接する面に凹凸が設けられていることにより、その凹凸の影響が滑り面に現れて、滑り面のうち建物の荷重を実質的に支持する面積は、滑り面の見かけの面積よりも狭くなって、滑り面の面圧が高くなる。つまり、滑り面の見かけの面積を変えずに、滑り面の面圧を変えられる。この滑り面の面圧は、凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで、調整が可能である。
You may provide the said unevenness | corrugation in the surface which touches the ground of the foamed resin board of the ground side among the said 2 layers of foamed resin boards.
In this case, the sliding surfaces of the two-layer foamed resin plates are in contact with each other. However, because the surface of the lower foamed resin plate that touches the ground is uneven, the effect of the unevenness appears on the sliding surface, and the area of the sliding surface that substantially supports the building load is slippery. It becomes narrower than the apparent area of the surface, and the surface pressure of the sliding surface increases. That is, the surface pressure of the sliding surface can be changed without changing the apparent area of the sliding surface. The surface pressure of the sliding surface can be adjusted by changing the size and pitch of the unevenness.
前記2層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に設けられる凹凸は、例えば、前記片面に一方端から他方端へ延びる溝を設けて、溝の部分を凹部とし、溝以外の部分を凸部としたものとすると良い。
このような溝によって凹凸にすると、凹凸の加工が容易である。また、発泡樹脂板の滑り面に凹凸が設けられる場合、溝の両端が発泡樹脂板の端面に開口しているため、滑り面で発生した摩擦熱をより一層効果的に外部へ放出することができる。
Concavities and convexities provided on one surface of at least one of the two layers of foamed resin plates include, for example, a groove extending from one end to the other end on the one surface, the groove portion being a recess, and other than the grooves It is preferable to make the portion convex.
If the grooves are uneven, it is easy to process the unevenness. Further, when the sliding surface of the foamed resin plate is provided with unevenness, since both ends of the groove are open to the end surface of the foamed resin plate, the frictional heat generated on the sliding surface can be more effectively released to the outside. it can.
この発明の基礎下免震滑り支承構造は、建物のコンクリート基礎を2層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承し、地震による横揺れによって前記2層の発泡樹脂板間に滑りを生じて、建物が免震されるようになされている構造であって、前記2層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたため、滑り面の摩擦係数を小さくして滑りを生じ易くすると共に、滑りによって発生した摩擦熱が外部に放出され易くできる。 The seismic isolation sliding support structure under the foundation of the present invention supports a concrete foundation of a building on the ground via two layers of foamed resin plates, and causes a slip between the two layers of foamed resin plates due to rolling due to an earthquake. The structure is such that the building is seismically isolated, and at least one of the two layers of foamed resin plates is provided with irregularities on one side, so that the sliding coefficient of the sliding surface is reduced and the sliding is reduced. And frictional heat generated by sliding can be easily released to the outside.
この発明の実施形態を図面と共に説明する。図1は、この発明の基礎下免震滑り支承構造が適用された建物の基礎部の一例の斜視図である。この建物の基礎部は、地盤(図示せず)に設置した地盤基礎1の上に、複数箇所に配置した滑り支承部2を介して建物のコンクリート基礎3が支持されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an example of a foundation portion of a building to which the under-base seismic isolation sliding bearing structure of the present invention is applied. As for the foundation part of this building, the
図2は、この発明の第1の実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造を示す。この基礎下免震滑り支承構造は、前記滑り支承部2が、発泡ポリプロピレンや発泡ポリスチレン等からなる上下2層の発泡樹脂板5,6で構成されている。上下の発泡樹脂板5,6は、例えば図3に示すように、平面形状が正方形の板状である。上の発泡樹脂板5の下面は、全体にわたり縦横の溝が複数条ずつ平行に設けられて凹凸に形成されている。つまり、溝の部分が凹部7であり、溝以外の部分が凸部8となる。この例の場合、凸部8の側面8aは、下面に対して垂直である。下の発泡樹脂板6の上面は平坦面である。このように溝によって発泡樹脂板5の下面を凹凸にすると、凹凸の加工が容易である。上の発泡樹脂板5とコンクリート基礎3、および下の発泡樹脂板6の地盤基礎1は、互いに固定されていてもよく、固定されていなくてもよい。
FIG. 2 shows a foundation-isolated base-isolation sliding bearing structure according to the first embodiment of the present invention. In this base-isolated base-isolation sliding bearing structure, the sliding
この基礎下免震滑り支承構造は、上の発泡樹脂板5の下面および下の発泡樹脂板6の上面が滑り面5a,6aとなっており、地震による横揺れによって各滑り面5a,6a間に滑りを生じて、建物が免震される。上の発泡樹脂板5の滑り面5aに凹凸が設けられているため、実質的に建物の荷重を支持する箇所は滑り面5aの凸部8であり、2層の発泡樹脂板5,6の各滑り面5a,6aにおける建物の荷重を支持する面積が、滑り面5a,6a全体の外周を囲む範囲の面積よりも狭くなっている。そのため、凹凸が無い場合と比べて、滑り面5a,6aの面圧が高い。2つの物体が高面圧で接する場合、低面圧で接する場合と異なり、一般に面圧が高いほど摩擦係数が低減するため、滑り面5a,6aの面圧が高いと、摩擦係数が小さくなり、滑りが生じ易い。滑り面5a,6aの面圧は、凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで調整が可能である。
In this base-isolated base-isolation sliding bearing structure, the lower surface of the upper foamed
また、この基礎下免震滑り支承構造のように、滑り面5a,6aの少なくともどちらに凹凸が設けられていると、滑り面5a,6aと空気との接触面積が増えるため、滑り面5a,6aで発生した摩擦熱が効果的に外部へ放出される。特にこの実施形態の場合は、凹凸が溝によって形成され、溝の両端が発泡樹脂板5の端面に開口しているため、放熱がより一層効果的に行われる。それにより、熱篭りを防いで、滑り面5a,6aの温度上昇が抑制されることで、摩擦係数の変動が少なくなり、安定した滑りを実現できる。
Further, as in this base-isolated base-isolation sliding bearing structure, when at least one of the sliding
滑り面5aの凹凸パターンは、上記実施形態のように、凸部8の側面8aが滑り面5aに対して垂直であってもよいが、図4(A)のように、凸部8の側面8aを凸部8が先細りとなるように傾斜させてもよく、あるいは図4(B)のように、凸部8の側面8aの先端角部に平面または曲面からなる面取り8aaを施してもよい。凸部8を図4(A),(B)のような形状とすると、各滑り面5a,6a間の滑りがスムーズに行われる。
The concave / convex pattern of the sliding
また、図5のように、外周部に配置された凸部8A以外は滑り面5aの中央に凸部8Bを配置した凹凸パターンとしてもよい。この場合も、2層の発泡樹脂板5,6の各滑り面5a,6aにおける建物の荷重を支持する面積が、滑り面5a,6a全体の面積よりも狭くなり、滑り面5a,6aの面圧を高くできる。さらに、場合によっては、図6のように、片方の発泡樹脂板5を小さくすることによって、滑り面5a,6aの面圧を高くしてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 5, it is good also as an uneven | corrugated pattern which has arrange | positioned the
2層の発泡樹脂板5,6のうち凹凸が設けられていない方の発泡樹脂板6の対向面に滑り材(図示せず)を一体に設けても良い。滑り材は、シート状のものであっても、鋼板等の板状のものであっても良い。例えば、発泡樹脂板5,6よりも硬質の滑り材を接着剤等により一体に貼り合わせる。この場合、滑り材の表面、および発泡樹脂板5の対向面すなわち凹凸が設けられた下面が、地震による横揺れに対する滑り面5aとなり、建物が免震される。滑り材として、摩擦係数が小さい材質のものを用いることにより、地震時の滑りが促進される。
A sliding material (not shown) may be integrally provided on the opposing surface of the foamed
図7は、この発明の第2の実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造を示す。この基礎下免震滑り支承構造の滑り支承部2は、上下2層の発泡樹脂板5,6のうち、下の発泡樹脂板6の上面が凹凸に形成されている。すなわち、図8に示すように、下の発泡樹脂板6の上面に全体にわたり縦横の溝が複数条ずつ平行に設けられ、溝の部分が凹部7となり、溝以外の部分が凸部8となっている。そして、この凹凸に形成された発泡樹脂板6の上面に、発泡樹脂板5,6よりも硬質の滑り板10が接着剤等により一体に貼り合わされている。滑り板10は、例えば鋼板である。上の発樹脂板5の下面は平坦面である。
FIG. 7 shows an under-base seismic isolation sliding support structure according to a second embodiment of the present invention. In the sliding
この基礎下免震滑り支承構造の場合、上の発泡樹脂板5の下面および滑り板10の上面がそれぞれ滑り面5a,10aとなり、地震による横揺れによって各滑り面5a,10a間に滑りを生じて、建物が免震される。滑り板10の滑り面10aの背面側に凹凸を設けたことにより、各滑り面5a,10aの面圧が凸部8の反対側の位置する箇所で高くなり、前記実施形態と同様に、摩擦係数が小さくなり、滑りが生じ易い。また、滑り板10の滑り面10aの背面側に凹凸を設けたことにより、滑り面5a,10aの温度上昇が抑制される。
In the case of this base-isolated sliding bearing structure, the lower surface of the upper foamed
図9は、この発明の第3の実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造を示す。この基礎下免震滑り支承構造の滑り支承部2は、上下2層の発泡樹脂板5,6のうち、下の発泡樹脂板6の下面が凹凸に形成されている。例えば、下の発泡樹脂板6の下面に全面にわたり縦横の溝を複数条ずつ平行に設けて、溝の部分を凹部7とし、溝以外の部分を凸部8としている。下の発泡樹脂板6の上面は平坦面である。また、上の発泡樹脂板5は、上下両面とも平坦面である。
FIG. 9 shows a base-isolated seismic sliding bearing structure according to a third embodiment of the present invention. In the sliding
この基礎下免震滑り支承構造の場合、上の発泡樹脂板5の下面および下の発泡樹脂板6の上面がそれぞれ滑り面5a,6aとなり、地震による横揺れによって各滑り面5a,6a間に滑りを生じて、建物が免震される。各滑り面5a,6aは全面で接しているが、下の発泡樹脂板6の下面に凹凸を設けたことにより、その凹凸の影響が滑り面6aに現れて、滑り面5a,6aのうち建物の荷重を実質的に支持する面積は、滑り面5a,6aの全体の面積である見かけの面積よりも狭くなっている。そのため、滑り面5a,6aの面圧が高く、摩擦係数が小さくなって、滑りが生じ易い。滑り面5a,6aの面圧は、凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで、調整が可能である。なお、この基礎下免震滑り支承構造は、滑り面5a,6aの温度上昇の抑制効果は期待できない。
In the case of this base-isolated sliding support structure, the lower surface of the upper foamed
発泡樹脂板5,6のいずれかの片面に設けられる凹凸は、上記各実施形態に示されているものに限定されない。例えば、凸部の平面形状は、円形等の長方形以外の形状であってもよい。また、凹部または凸部またはその両方の断面形状が曲線状、すなわち凹部の深さと凸部の高さが連続的に変化する形状であってもよい。さらに、上記各実施形態とは逆に、発泡樹脂板5,6の凹凸が設けられる面の全面にわたって凸部が繋がって配置され、凹部は凸部の間に分散して配置されていてもよい。ただし、この凹部と凸部の配置であると、滑り面に凹凸を設けた場合の摩擦熱の放熱性はあまり良くない。
The irregularities provided on one side of the foamed
1…地盤基礎
3…コンクリート基礎
5…上の発泡樹脂板
5a…滑り面
6…下の発泡樹脂板
6a…滑り面
7…凹部
8…凸部
10…滑り板
10a…滑り面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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