JP2019190601A - 免震装置、免震システム、及び免震構造物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1のすべり支承免震装置においては、鉛直剛性調整機構の積層ゴムが鉛直方向に変形可能に配されていることにより、すべり支承免震装置全体の鉛直剛性は、弾性すべり支承単体の鉛直剛性よりも小さくされている。より詳細には、すべり支承免震装置は、すべり支承免震装置と併用される積層ゴム免震装置の鉛直剛性とすべり支承免震装置の鉛直剛性とが均一になるように、鉛直剛性が設定されている。このような構成により、異なる種類の免震装置を使用しながらも、主に積層ゴムの厚みや鉛直剛性の差異に起因する上部構造物の沈下量の差を低減している。
したがって、上記のような、積層ゴム支承とすべり支承が併用される免震システムにおいては、特にすべり支承の水平剛性が積層ゴム支承よりも高くなりがちであり、建築構造物の免震層における剛心がすべり支承の近傍に偏り剛心と重心がずれて、免震層の偏心率が高くなることがある。すなわち、地震の規模が小さい場合に、積層ゴム支承の積層ゴム部は変形しようとするがすべり支承は作動せず、結果として上部構造体がすべり支承を中心として水平面内で回転することが考えられる。免震層の偏心率が高いと、地震時に特定の部材に過大な変形が強いられる可能性があり、当該部材の損傷により、建築構造物の耐力が低下することがある。
上記の構成において、変形範囲調整機構は、第1積層ゴム部の一定の変形を許容し、一定以上の変形を規制することにより、変形領域を調整するものである。
上記のような構成によれば、一方の構造体に固定された取付板側の第1積層ゴム部は、他方の構造体に固定されたすべり板側の、すなわちすべり板に摺動自在に当接されたすべり材が設けられた側の軸力伝達体よりも、低剛性に形成されている。このため、小規模の地震が発生した際には、この低剛性に形成された第1積層ゴム部が容易に水平方向に変形して、建築構造物を長周期化させて入力される地震エネルギーを低減し、あるいは地震エネルギーを吸収する。この第1積層ゴム部の変形は、変形範囲調整機構と積層ゴム部の外周との間に間隔が設けられているため、変形範囲調整機構により調整されない。すなわち、免震装置が低剛性で水平方向に変形可能な第1積層ゴム部を備えることで、本免震装置の近傍への、免震層における剛心の偏りを抑制し、免震層の偏心率を低減して、上部構造体の偏心を抑制することができる。
また、低剛性の第1積層ゴム部が水平方向に大きく変形しようとすると、積層ゴム部の外周が、第1積層ゴム部側の一方の構造体に対して相対移動不能に設けられた変形範囲調整機構に当接する。すなわち、変形範囲調整機構は、第1積層ゴム部の更なる変形を抑制し、第1積層ゴム部の変形領域を調整する。このように、大地震時においては、低剛性の第1積層ゴム部の大きな変形が抑制され、積層ゴム部に設けられたすべり材がすべり板に対して摺動する。したがって、免震装置は、摺動による摩擦で地震エネルギーを消費するすべり支承として機能する。
上記のような構成によれば、上記のような免震装置を適切に実現可能である。
一般のすべり支承においては、地震時に転倒モーメントが作用して、上部構造体が部分的に浮き上がった場合に、この浮き上がった部分に位置するすべり支承のすべり材とすべり板が乖離する。すると、上部構造体が着座する際に、すべり材とすべり板が強く衝突し、すべり材やすべり板が損傷する可能性がある。すべり材やすべり板が損傷すると、後に地震が発生した際に、すべり材がすべり板に対してなめらかに摺動せず、すべり支承として効果的に作用しないことがある。
上記のような構成によれば、上部構造体に固定された取付板は凹部を備え、第1積層ゴム部の上端には凹部に嵌合する嵌合板が設けられ、嵌合板と凹部が離れることにより取付板は積層ゴム部に対し鉛直方向に相対移動可能である。このため、地震時に転倒モーメントが作用して上部構造体が部分的に浮き上がった場合には、上部構造体と共に取付板が上昇する際に、取付板の凹部と嵌合板が離れるので、積層ゴム部及びすべり材は上昇しない。これにより、すべり材とすべり板の間は乖離せず、上部構造体が着座する際に生じ得る、すべり材とすべり板の損傷を抑制可能である。したがって、後に地震が発生した際においても、免震装置はすべり支承として効果的に作用する。
上記のような構成によれば、上記のような免震装置を適切に実現可能である。
上記のような構成によれば、大地震時においては、免震装置は、弾性すべり支承として機能する。
また、積層ゴム部を構成するゴム部分が多くなるため、本免震装置を積層ゴム支承と併用する際に、本免震装置の鉛直方向の剛性を、積層ゴム支承の鉛直方向の剛性と等しくするような調整が容易となる。したがって、上部構造体の沈下量の差を容易に低減可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体の偏心を抑制し、大地震時においては効果的に地震エネルギーを低減または吸収可能な、免震システムを提供可能である。
上記のような構成によれば、異なる種類の免震装置を使用しながらも、上部構造体の沈下量の差を低減可能である。これにより、沈下量に差がある場合に生じ得る、異なる種類の免震装置間に架設して設けられた梁の変形や損傷を抑制できる。
上記の構成において、第2免震装置の変形範囲調整機構は、第2免震装置の第1積層ゴム部の一定の変形を許容し、一定以上の変形を規制することにより、変形領域を調整するものである。
一般の積層ゴム支承においては、全体的に剛性が均一となるように形成されていることが多い。したがって、大地震の際に上部構造体が、その周囲に一定のクリアランスを開けて設けられた腰壁に接触しないようにするためには、各積層ゴム支承が一定以上の剛性を備える必要がある。しかし、剛性を高くすると、特に小規模の地震において、効果的に地震エネルギーを低減または吸収することができなくなる。
上記のような構成によれば、一方の構造体側の第1積層ゴム部は、他方の構造体側の第2積層ゴム部よりも、低剛性に形成されている。このため、小規模の地震が発生した際には、この低剛性に形成された第1積層ゴム部が容易に水平方向に変形し、地震エネルギーを低減または吸収する。この第1積層ゴム部の変形は、変形範囲調整機構と積層ゴム部の外周との間に間隔が設けられているため、変形範囲調整機構により調整されない。
また、低剛性の第1積層ゴム部が水平方向に大きく変形しようとすると、積層ゴム部の外周が、第1積層ゴム部側の一方の構造体に対して相対移動不能に設けられた変形範囲調整機構に当接する。すなわち、変形範囲調整機構は、第1積層ゴム部の更なる変形を抑制し、第1積層ゴム部の変形領域を調整する。このように、大地震時においては、低剛性の第1積層ゴム部の大きな変形が抑制され、第1積層ゴム部よりも高剛性の第2積層ゴム部が地震エネルギーを低減または吸収する。
このように、大地震時において地震エネルギーを低減または吸収する第2積層ゴム部の剛性を高め、かつ第1積層ゴム部の変形範囲を調整することで、上部構造体の腰壁への接触を抑制しつつ、小規模の地震の際にも地震エネルギーを効果的に低減または吸収可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体に固定された取付板は凹部を備え、第2免震装置の上端には凹部に嵌合する嵌合板が設けられ、嵌合板と凹部が離れることにより取付板は積層ゴム部に対し鉛直方向に相対移動可能である。このため、地震時に転倒モーメントが作用して上部構造体が部分的に浮き上がった場合には、上部構造体と共に取付板が上昇する際に、取付板の凹部と嵌合板が離れる。これにより、第2免震装置に過度の引抜力が作用することによる第2免震装置の損傷を抑制可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体の偏心を抑制し、大地震時においては効果的に地震エネルギーを低減または吸収可能な、免震構造物を実現可能である。
本実施形態における免震装置は、建築構造物の上部構造体と下部構造体の間に設けられるものであって、上部構造体と下部構造体のいずれか一方の構造体に固定された取付板と、当該取付板に対向して他方の構造体に固定されたすべり板と、取付板に対して水平方向に相対移動不能に設けられた積層ゴム部と、積層ゴム部のすべり板側に設けられ、すべり板に摺動自在に当接されたすべり材と、を備え、積層ゴム部は、取付板側に設けられた第1積層ゴム部と、第1積層ゴム部に接合されてすべり板側に設けられた軸力伝達体と、を備え、第1積層ゴム部は軸力伝達体よりも低剛性に形成され、積層ゴム部の外周から水平方向に間隔を開けて、一方の構造体に対して相対移動不能に設けられ、第1積層ゴム部の変形領域を調整する変形範囲調整機構を更に備えている。
下部構造体2は、本実施形態においては、主に地表GLより下方に埋設されて設けられている。下部構造体2は、基礎3と、基礎3の周囲より上方に立ち上がるように設けられた腰壁4を備えている。
基礎3の上には、後述する第1及び第2免震装置20、40により構成された免震層8を介して、上部構造体5が設けられている。上部構造体5は、第1及び第2免震装置20、40上に設けられた柱6と、柱6間に架設された梁7を備えている。本実施形態においては、上部構造体5は、図1に示されるように、塔状比が、例えば4以上の塔状建物である。
ここで、塔状比とは、建築構造物の高さと幅の比であり、地震力が作用する方向に対して建築構造物の幅をB、高さをHとすると、H/Bで表わされる。本実施形態における建築構造物は、地上8層の基礎下免震構造で、短辺方向(幅方向Y)が1スパンの構造物である。図1に示されるように、免震装置20、40間の間隔をBとし、上部構造体5の免震装置20、40からの高さをHとすると、設計上特に考慮すべき短辺方向の塔状比はH/Bである。
上部構造体5と腰壁4の内側表面4cとの間には、地震等により上部構造体5が下部構造体2に対して水平方向に相対移動した際に、上部構造体5と腰壁4が接触しないよう、クリアランスCが設けられている。
図2は、建築構造物1の、免震層8近傍の平面図である。図2には、上部構造体5の外輪郭と、最下層の梁7、及び第1及び第2免震装置20、40の位置関係が示されている。図2においては、第1免震装置20はハッチングをかけて示されている。上部構造体5を平面視したときに、第1免震装置20は上部構造体5の長さ方向Xの中央に集中して設けられ、第2免震装置40は長さ方向Xの両端に設けられている。
上部構造体5は、図1に示される柱6の下方に、上部構造体5の下面5bから下方に向けて突出するように設けられた、略直方体状の上部フーチング12を備えている。下部構造体2は、上部フーチング12に対向するように、下部構造体2の上面2aから上方に向けて突出するように設けられた、略直方体状の下部フーチング11を備えている。
第1免震装置(免震装置)20は、建築構造物1の上部構造体5と下部構造体2の間に、より詳細には上部フーチング12と下部フーチング11の間に、介装されて設けられている。
上部フーチング12には、高ナット等の接続ナット13が上下方向に延在するように埋設されており、取付板21は、下方からボルト22を接続ナット13の下端13bに向けて螺着し緊締させることで、上部フーチング12に固定されている。接続ナット13の上端13aには、アンカーボルト14が螺着、緊締されて、上部フーチング12内に埋設されている。
第1及び第2積層ゴム部25、26は、共に、鋼板24pとゴム24gが積層されて形成されている。図3は模式的な断面図であるため、第1及び第2積層ゴム部25、26は、共に3枚の鋼板24pを含むように図示されているが、実際には積層された鋼板24pの数はこれに限られないのは言うまでもない。
第1積層ゴム部25の下端25bには下側フランジプレート28が、第2積層ゴム部26の上端26aには上側フランジプレート29が、それぞれ固定されている。各フランジプレート28、29は、第1及び第2積層ゴム部25、26の外周よりも大きな外周を備えるように、円形に形成されている。これらフランジプレート28、29が互いに対向して当接するように設けられ、ボルト・ナット30により鉛直方向Zに固定されることで、第1積層ゴム部25と第2積層ゴム部26は互いに固定されている。
第2積層ゴム部26の下端26b、すなわち積層ゴム部24のすべり板23側には、フッ素樹脂等により形成されたすべり材31が接合されて設けられている。
また、嵌合板27が、取付板21の凹部21s内に嵌合して設けられている。
これにより、図1に示される柱6が負担する上部構造体5の軸力は、上部フーチング12から、嵌合板27、第1積層ゴム部25、第2積層ゴム部26、及び下部フーチング11を介して下部構造体2に伝達される。
筒状部35の下端35bは、第1積層ゴム部25と第2積層ゴム部26の接合部Jよりも下方に位置するように、筒状部35は形成されている。
上記のような構成により、筒状部35の内側表面35cは、積層ゴム部24の外周から、より詳細には各フランジプレート28、29の外周端(外周)28c、29cから、水平方向に間隔Sを開けて設けられている。このため、接合部Jの外周28c、29cが筒状部35の内側表面35cに当接するまでの、間隔Sの範囲で、第1積層ゴム部25は水平方向に変形可能であり、接合部Jは筒状部35に対して水平方向に相対移動可能である。上記の間隔Sは、地震の規模が小さい場合には、第1積層ゴム部25が変形しても、各フランジプレート28、29の外周端28c、29cが筒状部35の内側表面35cに当接しない程度の大きさにされている。また、間隔Sは、大地震の際に第1積層ゴム部25が大きく変形しようとしたときに、各フランジプレート28、29の外周端28c、29cが筒状部35の内側表面35cに当接する大きさにされている。
特に、第1積層ゴム部25は、地震の際に、すべり板23に対してすべり材31が摺動するよりも先に、第1積層ゴム部25が変形する程度に、水平方向の剛性が低くなるように形成されている。すなわち、第1積層ゴム部25の水平剛性は、すべり板23とすべり材31の間に生じる摩擦抵抗よりも低くされている。
第2免震装置(積層ゴム支承)40は、第1免震装置20と同様に、上部フーチング12と下部フーチング11の間に、介装されて設けられている。
上側取付板41は、第1免震装置20の取付板21と同様に、ボルト42により上部フーチング12内の接続ナット13に螺着され緊締されている。
第1及び第2積層ゴム部45、46は、共に、鋼板44pとゴム44gが積層されて形成されている。第1免震装置20と同様に、第1及び第2積層ゴム部45、46の鋼板44pの数は、図4に図示された枚数に限られないのは言うまでもない。
第1積層ゴム部45の下端45bには下側フランジプレート48が、第2積層ゴム部46の上端46aには上側フランジプレート49が、それぞれ固定されている。各フランジプレート48、49は、第1及び第2積層ゴム部45、46の外周よりも大きな外周を備えるように、円形に形成されている。これらフランジプレート48、49が互いに対向して当接するように設けられ、ボルト・ナット50により鉛直方向Zに固定されることで、第1積層ゴム部45と第2積層ゴム部46は互いに固定されている。
第2積層ゴム部46の下端46b側には、下側フランジプレート51が接合されて設けられている。
また、嵌合板47が、上側取付板41の凹部41s内に嵌合して設けられている。
これにより、図1に示される柱6が負担する上部構造体5の軸力は、上部フーチング12から、嵌合板47、第1積層ゴム部45、第2積層ゴム部46、及び下部フーチング11を介して下部構造体2に伝達される。
筒状部55の下端55bは、第1積層ゴム部45と第2積層ゴム部46の接合部Jよりも下方に位置するように、筒状部55は形成されている。
上記のような構成により、筒状部55の内側表面55cは、積層ゴム部44の外周から、より詳細には各フランジプレート48、49の外周端(外周)48c、49cから、水平方向に間隔Sを開けて設けられている。このため、接合部Jの外周48c、49cが筒状部55の内側表面55cに当接するまでの、間隔Sの範囲で、第1積層ゴム部45は水平方向に変形可能であり、接合部Jは筒状部55に対して水平方向に相対移動可能である。上記の間隔Sは、地震の規模が小さい場合には、第1積層ゴム部45が変形しても、各フランジプレート48、49の外周端48c、49cが筒状部55の内側表面55cに当接しない程度の大きさにされている。また、間隔Sは、大地震の際に第1積層ゴム部45が大きく変形しようとしたときに、各フランジプレート48、49の外周端48c、49cが筒状部55の内側表面55cに当接する大きさにされている。
既に説明したように、第1免震装置20においては、第1積層ゴム部25の剛性<第2積層ゴム部26の剛性となっている。また、第2免震装置40においては、第1積層ゴム部45の剛性<第2積層ゴム部46の剛性となっている。すなわち、第1及び第2免震装置20、40の各々において、第1積層ゴム部25、45は第2積層ゴム部26、46より変形しやすい構造となっており、地震発生時には、第1及び第2免震装置20、40は以下のように作用する。
第1免震装置20においては、上部構造体5が下部構造体2に対して水平方向に相対移動しようとした場合には、上部構造体5に取付板21が固定されているため、取付板21も上部構造体5と一体となって水平方向に移動しようとする。このとき、取付板21の上方へと窪む凹部21s内に嵌合して、取付板21に対して水平方向に相対移動不能に設けられた嵌合板27も、取付板21と共に水平方向に移動しようとする。
ここで、第1積層ゴム部25は、第2積層ゴム部26よりも低剛性に形成されており、第1積層ゴム部25の水平剛性は、すべり板23とすべり材31の間に生じる摩擦抵抗よりも低くされているため、第1積層ゴム部25が変形する。フランジプレート28、29の外周端28c、29cと筒状部35の内側表面35cの間隔Sは、小規模の地震が発生したときに第1積層ゴム部25が変形しても、各フランジプレート28、29の外周端28c、29cが筒状部35の内側表面35cに当接しない程度の大きさにされている。したがって、第1積層ゴム部25の変形は筒状部35によって調整されず、第1積層ゴム部25により地震エネルギーが低減される。
ここで、第1積層ゴム部45は、第2積層ゴム部46よりも低剛性に形成されているため、第1積層ゴム部45が変形する。フランジプレート48、49の外周端48c、49cと筒状部55の内側表面55cの間隔Sは、小規模の地震が発生したときに第1積層ゴム部55が変形しても、各フランジプレート48、49の外周端48c、49cが筒状部55の内側表面55cに当接しない程度の大きさにされている。したがって、第1積層ゴム部45の変形は筒状部55によって調整されず、第1積層ゴム部45により地震エネルギーが低減される。
第1免震装置20においては、大地震の際には、図5(a)として示した状態から更に、上部構造体5が水平方向に移動しようとする。フランジプレート28、29の外周端28c、29cと筒状部35の内側表面35cの間隔Sは、大地震の際に第1積層ゴム部25が大きく変形しようとしたときに、各フランジプレート28、29の外周端28c、29cが筒状部35の内側表面35cに当接する大きさにされている。したがって、フランジプレート28、29の外周端28c、29cは筒状部35の内側表面35cに当接し、第1積層ゴム部25の更なる変形が規制される。このように、筒状部35の、特に第1積層ゴム部25と第2積層ゴム部26の接合部Jの高さに位置する部分は、第1積層ゴム部25の変形領域を調整する変形範囲調整機構として機能する。
このように第1積層ゴム部25の変形が規制されるため、最終的には上部構造体5及び筒状部35と共にフランジプレート28、29、第2積層ゴム部26、及びすべり材31が図6(a)にすべり量Δdとして示されている分だけ水平方向に移動し、すべり材31がすべり板23に対して摺動する。この摺動時に発生する摩擦力によって地震エネルギーが熱エネルギーへと変換されることにより、地震エネルギーが低減される。
このように第1積層ゴム部45の変形が規制されるため、最終的には上部構造体5及び筒状部55と共にフランジプレート48、49が移動し、第2積層ゴム部46が変形することにより、地震エネルギーが低減される。
第1及び第2免震装置20、40の各々において、上部構造体5が上方に移動しようとした場合には、上部構造体5に取付板21、41が固定されているため、取付板21、41も上部構造体5と一体となって移動しようとする。取付板21、41が上方へと移動するような力が作用した場合には、嵌合板27、47と凹部21s、41sが離れることにより、取付板21、41は積層ゴム部24、44に対し鉛直方向Zに相対移動可能な構造となっている。したがって、取付板21、41が上方に移動した際には取付板21、41と嵌合板27、47の間に間隙S1が生じ、第1及び第2免震装置20、40の嵌合板27、47より下の部分は動かない。
上記の構成において、変形範囲調整機構35は、第1積層ゴム部25の一定の変形を許容し、一定以上の変形を規制することにより、変形領域を調整するものである。
上記のような構成によれば、上部構造体5に固定された取付板21側の第1積層ゴム部25は、下部構造体2に固定されたすべり板23側の、すなわちすべり板23に摺動自在に当接されたすべり材31が設けられた側の第2積層ゴム部26よりも、低剛性に形成されている。このため、小規模の地震が発生した際には、この低剛性に形成された第1積層ゴム部25が容易に水平方向に変形して、建築構造物1を長周期化させて入力される地震エネルギーを低減する。この第1積層ゴム部25の変形は、筒状部35と積層ゴム部24の外周28c、29cとの間に間隔Sが設けられているため、筒状部35により調整されない。すなわち、第1免震装置20が低剛性で水平方向に変形可能な第1積層ゴム部25を備えることで、第1免震装置20の近傍への、免震層8における剛心の偏りを抑制し、免震層8の偏心率を低減して、上部構造体5の偏心を抑制することができる。
また、低剛性の第1積層ゴム部25が水平方向に大きく変形しようとすると、積層ゴム部24の外周28c、29cが、第1積層ゴム部25側の上部構造体5に対して相対移動不能に設けられた筒状部35に当接する。すなわち、筒状部35は、第1積層ゴム部25の更なる変形を抑制し、第1積層ゴム部25の変形領域を調整する。このように、大地震時においては、低剛性の第1積層ゴム部25の大きな変形が抑制され、積層ゴム部24に設けられたすべり材31がすべり板23に対して摺動する。したがって、第1免震装置20は、摺動による摩擦で地震エネルギーを消費するすべり支承として機能する。
上記のような構成によれば、第1免震装置20を適切に実現可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体5に固定された取付板21は凹部21sを備え、第1積層ゴム部25の上端25aには凹部21sに嵌合する嵌合板27が設けられ、嵌合板27と凹部21sが離れることにより取付板21は積層ゴム部24に対し鉛直方向に相対移動可能である。このため、地震時に転倒モーメントが作用して上部構造体5が部分的に浮き上がった場合には、上部構造体5と共に取付板21が上昇する際に、取付板21の凹部21sと嵌合板27が離れるので、積層ゴム部24及びすべり材31は上昇しない。これにより、すべり材31とすべり板23の間は乖離せず、上部構造体5が着座する際に生じ得る、すべり材31とすべり板23の損傷を抑制可能である。したがって、後に地震が発生した際においても、第1免震装置20はすべり支承として効果的に作用する。
本実施形態においては、建築構造物1は上記のように、大きな転倒モーメントが作用しやすい塔状比の高いものであるため、より効果的に、上記の効果を奏するものとなる。
上記のような構成によれば、第1免震装置20を適切に実現可能である。
上記のような構成によれば、大地震時においては、第1免震装置20は、弾性すべり支承として機能する。
また、積層ゴム部24を構成するゴム部分が多くなるため、第1免震装置20を積層ゴム支承(第2免震装置40)と併用する際に、第1免震装置20の鉛直方向Zの剛性を、積層ゴム支承の鉛直方向Zの剛性と等しくするような調整が容易となる。したがって、上部構造体5の沈下量の差を容易に低減可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体5の偏心を抑制し、大地震時においては効果的に地震エネルギーを低減可能な、免震システムを提供可能である。
上記のような構成によれば、異なる種類の免震装置20、40を使用しながらも、上部構造体5の沈下量の差を低減可能である。これにより、沈下量に差がある場合に生じ得る、異なる種類の免震装置20、40間に架設して設けられた梁7A(図2参照)の変形や損傷を抑制できる。
上記の構成において、第2免震装置40の変形範囲調整機構55は、第2免震装置40の第1積層ゴム部45の一定の変形を許容し、一定以上の変形を規制することにより、変形領域を調整するものである。
上記のような構成によれば、上部構造体5側の第1積層ゴム部45は、下部構造体2側の第2積層ゴム部46よりも、低剛性に形成されている。このため、小規模の地震が発生した際には、この低剛性に形成された第1積層ゴム部45が容易に水平方向に変形し、地震エネルギーを低減する。この第1積層ゴム部45の変形は、筒状部55と積層ゴム部44の外周48c、49cとの間に間隔Sが設けられているため、筒状部55により調整されない。
また、低剛性の第1積層ゴム部45が水平方向に大きく変形しようとすると、積層ゴム部44の外周48c、49cが、第1積層ゴム部45側の上部構造体5に対して相対移動不能に設けられた筒状部55に当接する。すなわち、筒状部55は、第1積層ゴム部45の更なる変形を抑制し、第1積層ゴム部45の変形領域を調整する。このように、大地震時においては、低剛性の第1積層ゴム部45の大きな変形が抑制され、第1積層ゴム部45よりも高剛性の第2積層ゴム部46が地震エネルギーを低減する。
このように、大地震時において地震エネルギーを低減する第2積層ゴム部46の剛性を高め、かつ第1積層ゴム部45の変形範囲を調整することで、上部構造体5の腰壁4への接触を抑制しつつ、小規模の地震の際にも地震エネルギーを効果的に低減可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体5に固定された上側取付板41は凹部41sを備え、積層ゴム部44の上端45aには凹部41sに嵌合する嵌合板47が設けられ、嵌合板47と凹部41sが離れることにより上側取付板41は積層ゴム部44に対し鉛直方向に相対移動可能である。このため、地震時に転倒モーメントが作用して上部構造体5が部分的に浮き上がった場合には、上部構造体5と共に上側取付板41が上昇する際に、上側取付板41の凹部41sと嵌合板47が離れる。これにより、第2免震装置40に過度の引抜力が作用することによる第2免震装置40の損傷を抑制可能である。
上記のような構成によれば、上部構造体5の偏心を抑制し、大地震時においては効果的に地震エネルギーを低減または吸収可能な、建築構造物1を実現可能である。
ただし、この場合においては、地震時に転倒モーメントが作用して、上部構造体5が部分的に浮き上がった場合には、すべり材31とすべり板23は接合されていないため、間隙はすべり材31とすべり板23の間に生じうる。したがって、嵌合板27と取付板21は一体となり接合された構成であってよい。また、この場合においては、第1免震装置20は、塔状比が低い建築構造物の、平面視した場合に建築構造物の内側のような、転倒モーメントが作用しにくい部分に用いられるのが望ましい。
また、この場合においては、第2免震装置40に関しても、低剛性の第1積層ゴム部45が下側に、第2積層ゴム部46が上側に位置するように設けられていてもよい。
2 下部構造体
5 上部構造体
20 第1免震装置(免震装置)
21 取付板
21b 下面
21s 凹部
23 すべり板
24 積層ゴム部
25 第1積層ゴム部
25a 上端
26 第2積層ゴム部(軸力伝達体)
27 嵌合板
28c、29c 外周端(外周)
31 すべり材
35 筒状部(変形範囲調整機構)
40 第2免震装置(積層ゴム支承)
41、43 上側及び下側取付板(2つの取付板)
41b 下面(上部構造体に固定された、積層ゴム支承の取付板の下面)
41s 凹部(上部構造体に固定された、積層ゴム支承の取付板の凹部)
44 (積層ゴム支承の)積層ゴム部
45 (積層ゴム支承の)第1積層ゴム部
45a 上端(積層ゴム支承の上端)
46 (積層ゴム支承の)第2積層ゴム部
47 (積層ゴム支承の)嵌合板
48c、49c 外周端(積層ゴム支承の積層ゴム部の外周)
55 筒状部(積層ゴム支承の変形範囲調整機構)
J 接合部
S 間隔
Claims (10)
- 建築構造物の上部構造体と下部構造体の間に設けられる免震装置であって、
前記上部構造体と前記下部構造体のいずれか一方の構造体に固定された取付板と、
当該取付板に対向して他方の構造体に固定されたすべり板と、
前記取付板に対して水平方向に相対移動不能に設けられた積層ゴム部と、
当該積層ゴム部の前記すべり板側に設けられ、前記すべり板に摺動自在に当接されたすべり材と、
を備え、
前記積層ゴム部は、前記取付板側に設けられた第1積層ゴム部と、当該第1積層ゴム部に接合されて前記すべり板側に設けられた軸力伝達体と、を備え、
前記第1積層ゴム部は前記軸力伝達体よりも低剛性に形成され、
前記積層ゴム部の外周から水平方向に間隔を開けて、前記一方の構造体に対して相対移動不能に設けられ、前記第1積層ゴム部の変形領域を調整する変形範囲調整機構を更に備えている、免震装置。 - 前記取付板は前記上部構造体に、前記すべり板は前記下部構造体に、それぞれ固定されており、前記第1積層ゴム部は前記積層ゴム部の上側に設けられている、請求項1に記載の免震装置。
- 前記取付板は、前記第1積層ゴム部に対向する下面に凹部を備え、
前記第1積層ゴム部の上端には、前記凹部に嵌合する嵌合板が設けられ、
前記嵌合板と前記凹部が離れることにより、前記取付板は前記積層ゴム部に対し鉛直方向に相対移動可能である、請求項2に記載の免震装置。 - 前記変形範囲調整機構は、前記第1積層ゴム部と前記軸力伝達体の接合部の高さ位置に設けられている、請求項1から3のいずれか一項に記載の免震装置。
- 前記軸力伝達体は、第2の積層ゴム部である、請求項1から4のいずれか一項に記載の免震装置。
- 上部構造体及び下部構造体の間に、第1免震装置と第2免震装置を備え、
前記第1免震装置は、請求項1から5のいずれか一項に記載の免震装置であり、
前記第2免震装置は、前記上部構造体及び前記下部構造体に固定された2つの取付板と、当該2つの取付板の間に設けられた積層ゴム部を備えた積層ゴム支承である、免震システム。 - 前記第2免震装置の前記積層ゴム部の鉛直方向の剛性と、前記第1免震装置の前記積層ゴム部の鉛直方向の剛性が等しい、請求項6に記載の免震システム。
- 前記第2免震装置の前記積層ゴム部は、前記一方の構造体側に設けられた第1積層ゴム部と、当該第1積層ゴム部に接合されて前記他方の構造体側に設けられた第2積層ゴム部と、を備え、
前記第2免震装置の前記第1積層ゴム部は、前記第2免震装置の前記第2積層ゴム部よりも低剛性に形成され、
前記第2免震装置は、前記積層ゴム部の外周から水平方向に間隔を開けて、前記一方の構造体に対して相対移動不能に設けられ、前記第1積層ゴム部の変形領域を調整する変形範囲調整機構を更に備えている、請求項6または7に記載の免震システム。 - 前記上部構造体に固定された、前記第2免震装置の前記取付板は、前記積層ゴム部に対向する下面に凹部を備え、
前記第2免震装置の積層ゴム部の上端には、前記凹部に嵌合する嵌合板が設けられ、
前記第2免震装置の前記嵌合板と前記凹部が離れることにより、前記第2免震装置の前記取付板は前記積層ゴム部に対し鉛直方向に相対移動可能である、請求項6から8のいずれか一項に記載の免震システム。 - 請求項6から9のいずれか一項に記載された免震システムを備えている、上部構造体の塔状比が4以上の免震構造物。
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