JP3185678B2 - Seismic isolation device - Google Patents
Seismic isolation deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、交互に積層した平
板状の弾性材と金属板とを有し、鉛直荷重を支持し水平
荷重に対して弾性変形をするアイソレータと、水平荷重
に対して所定の弾性変形を経て塑性変形をするダンパー
とを、建物の上部構造と基礎構造との間に併設した免震
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an isolator having a flat elastic material and a metal plate alternately laminated, supporting a vertical load and elastically deforming a horizontal load, and an isolator for a horizontal load. The present invention relates to a seismic isolation device in which a damper that undergoes plastic deformation through predetermined elastic deformation is provided between a superstructure and a foundation structure of a building.
【０００２】[0002]
【従来の技術】免震装置は、地震による建物へのエネル
ギー入力の大部分を免震層で吸収し、建物架構に作用す
る地震力を低減しようとするものであり、免震要素とし
ては、建物自重を安定して支持するアイソレータ（支
承）と、地震時の大きな変位を抑制したり地震終了時に
すみやかに揺れを止める働きをするダンパーの２つが用
いられる。2. Description of the Related Art Seismic isolation devices are designed to absorb most of the energy input to a building due to an earthquake by a seismic isolation layer and reduce the seismic force acting on the building frame. There are two types of isolators: bearings that stably support the building's own weight, and dampers that suppress large displacement during an earthquake or stop the swinging immediately after the earthquake.
【０００３】通常、アイソレータには、水平方向にバネ
効果を持つバネ支承、即ち、建物の鉛直荷重を支持し水
平荷重に対して弾性変形をするアイソレータが用いら
れ、具体的にはゴム板と鋼板を交互に積層して成る積層
ゴムが用いられる。一方、ダンパーには、弾塑性履歴エ
ネルギー吸収能に期待する履歴減衰型の弾塑性ダンパー
や、粘性体ダンパー、オイルダンパー等が用いられる。Usually, a spring bearing having a spring effect in the horizontal direction, that is, an isolator that supports a vertical load of a building and elastically deforms against a horizontal load is used as the isolator. Specifically, a rubber plate and a steel plate are used. Are laminated alternately. On the other hand, as the damper, a hysteretic damping type elasto-plastic damper expected for elasto-plastic hysteretic energy absorption, a viscous material damper, an oil damper, or the like is used.
【０００４】ところで、上記積層ゴムから成るアイソレ
ータは、その水平剛性が小さいほど、上部構造に作用す
る地震力が小さくなり免震効果が高まるが、アイソレー
タは変形限界を超えると剪断破断や不安定現象を生じる
おそれがある。By the way, in the isolator made of the above-mentioned laminated rubber, the seismic force acting on the upper structure becomes smaller and the seismic isolation effect increases as the horizontal rigidity becomes smaller. However, when the isolator exceeds the deformation limit, the shear rupture or unstable phenomenon occurs. May occur.
【０００５】例えば、大きなエネルギー吸収能が得られ
るように、上記積層ゴムと、地震力が加わった際に直ち
に塑性変形をする軟質金属、例えば鉛とを組み合わせた
免震装置では、地震エネルギーの吸収機能は増大される
ものの、地震とは逆に建物に短周期の振動、例えば強風
等が作用した際に、軟質金属が比較的小さい外力に対し
ても塑性変形するために、構造物が予期した以上に揺れ
るという問題がある。For example, in order to obtain a large energy absorption capacity, a seismic isolation device combining the above-mentioned laminated rubber and a soft metal, for example, lead, which plastically deforms immediately when seismic force is applied, absorbs seismic energy. Although the function is increased, the structure is expected because the soft metal plastically deforms even under relatively small external force when short-period vibrations such as strong wind act on the building contrary to the earthquake There is a problem of swinging.
【０００６】この問題に対しては、特公平２−６２６６
８号公報に開示された免震装置がある。これは、鉛直荷
重を支持し水平荷重に対して弾性変形をするアイソレー
タ（弾性体）と、水平荷重に対して所定の弾性変形を経
て塑性変形をするダンパー（棒状体）とを上部構造と基
礎構造との間に併設した免震装置であって、前記アイソ
レータが、交互に積層された平板状の弾性材と金属板と
を有し、前記ダンパーは鉛直方向に配置された鋼棒から
成るものである。そして、この免震装置によれば、弾性
体と棒状体とを組み合わせた変形履歴が得られるため、
地震エネルギーを吸収するこの履歴曲線によって囲まれ
る面積を比較的大きくすることができるという利点が得
られる。[0006] To deal with this problem, Japanese Patent Publication No. 2-6266.
There is a seismic isolation device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8 (1994). It consists of an isolator (elastic body) that supports vertical load and elastically deforms against horizontal load, and a damper (rod) that plastically deforms through predetermined elastic deformation against horizontal load. A seismic isolation device provided between the antenna and the structure, wherein the isolator has a flat plate-like elastic material and a metal plate alternately stacked, and the damper is a steel bar arranged in a vertical direction. It is. And according to this seismic isolation device, since the deformation history combining the elastic body and the rod-shaped body is obtained,
The advantage is that the area enclosed by this hysteresis curve absorbing seismic energy can be relatively large.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
弾塑性ダンパー、粘性体ダンパー、オイルダンパー等
は、減衰によって変位を抑制する一定の効果はあるが、
大変形時において、積層ゴムから成るアイソレータの変
形を弾性域等の許容限界内に確実におさえるものではな
く、また、アイソレータが変形限界を仮に超えようとし
た場合に、その変形を確実に抑制できるものでもない。However, conventional elasto-plastic dampers, viscous dampers, oil dampers and the like have a certain effect of suppressing displacement by damping,
At the time of large deformation, the deformation of the isolator made of the laminated rubber is not reliably suppressed within the allowable limit such as the elastic range, and when the isolator temporarily exceeds the deformation limit, the deformation can be surely suppressed. Not even a thing.
【０００８】従って、従来のダンパーとアイソレータか
ら成る免震装置の場合、大変形に追従することが困難で
あり、アイソレータが変形限界を超えて剪断破断したり
不安定現象を生じるおそれがあった。Therefore, in the case of the conventional seismic isolation device including the damper and the isolator, it is difficult to follow a large deformation, and there is a possibility that the isolator may exceed the deformation limit and may be sheared or may be unstable.
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大変形域において大きな減衰効果を有し、確実な変
形抑制性能を発揮する効率的なダンパーを併用すること
により、アイソレータが変形限界を超えて剪断破断した
り不安定現象を生じない高性能かつ高信頼性の免震装置
を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a large damping effect in a large deformation range, and to use an efficient damper which exhibits a reliable deformation suppressing performance, so that the isolator has a deformation limit. It is an object of the present invention to provide a high-performance and highly-reliable seismic isolation device which does not cause a shear fracture or an instability phenomenon.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成したものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
【００１１】（１）請求項１に記載の発明は、交互に積
層した平板状の弾性材と金属板とを有し、鉛直荷重を支
持し水平荷重に対して弾性変形をするアイソレータと、
水平荷重に対して所定の弾性変形を経て塑性変形をする
ダンパーとを、建物の上部構造と基礎構造との間に併設
した免震装置において、ダンパーは低降伏点鋼（ＬＹ
Ｐ）鋼材を用いたもので、上部構造または基礎構造の一
方に設けられ、ダンパーの水平方向外側に所定水平距離
だけ離隔して前記上部構造または基礎構造の他方にスト
ッパーが設けられ、前記基礎構造が地震により所定水平
距離だけ変位した際にダンパーとストッパーとが当接す
るようにしたものである。(1) An isolator having a flat elastic material and a metal plate alternately laminated, supporting an vertical load and elastically deforming against a horizontal load,
In a seismic isolation device in which a damper that undergoes plastic deformation through a predetermined elastic deformation with respect to a horizontal load is provided between a superstructure and a foundation structure of a building, the damper has a low yield point steel (LY).
P) but using steel, provided on one of the superstructure or substructure, strike the other of the superstructure or substructure spaced apart horizontally outward of the damper by a predetermined horizontal distance
A damper and a stopper are provided when the base structure is displaced by a predetermined horizontal distance due to an earthquake.
【００１２】低降伏点鋼鋼材より成るダンパーと、該ダ
ンパーと対峙してアイソレータの一定の変形以上で作用
するストッパーとを備えて構成しているので、鉛直荷重
を支持し水平荷重に対して弾性変形をするアイソレータ
に、その許容範囲例えば弾性域を越えるような大きな水
平荷重が加わった際にも、アイソレータの変形がその許
容限界内にあるうちに、ダンパーがストッパーと当接し
て弾性変形し始め、更に塑性変形をして、地震入力エネ
ルギーを吸収しつつアイソレータの変形を許容限界内に
抑制するように働く。このとき、ダンパーは低降伏点鋼
から成るため、大変形に追従することができるうえ、安
定した減衰性能を発揮し、上部構造への地震エネルギー
の入力を低減できる。このダンパーの確実な変形抑制性
能の発揮により、アイソレータに剪断破断が生じなくな
る。A damper made of a steel material having a low yield point and a stopper facing the damper and acting when the isolator has a certain deformation or more are supported. Therefore, the damper supports a vertical load and is elastic against a horizontal load. Even when a large horizontal load exceeding the allowable range, for example, elastic range, is applied to the deforming isolator, the damper abuts the stopper and begins to elastically deform while the isolator deformation is within its allowable limit. Further, it works to suppress the deformation of the isolator to an allowable limit while absorbing the seismic input energy by performing plastic deformation. At this time, since the damper is made of low yield point steel, it can follow large deformation, exhibit stable damping performance, and reduce the input of seismic energy to the superstructure. By exerting the reliable deformation suppressing performance of the damper, the isolator does not cause shear breakage.
【００１３】よって、上記免震装置によれば、大きなエ
ネルギー吸収能が得られ、かつアイソレータの変形を許
容範囲内におさえ、その剪断破断や不安定現象をなくす
ことができ、大変形に追従し得る高性能・高信頼性が確
保される。Therefore, according to the above-mentioned seismic isolation device, a large energy absorbing ability can be obtained, the deformation of the isolator can be kept within an allowable range, and the shear rupture and unstable phenomenon can be eliminated. The obtained high performance and high reliability are secured.
【００１４】（２）請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の免震装置において、低降伏点鋼鋼材を用いたダ
ンパーの剛性を、その高さと幅の比で調整するようにし
たものである。これにより、ダンパーが衝撃的に作用し
ないよう、かつ安定した減衰性能が期待できるような剪
断降伏型のダンパーの設計が可能となる。(2) The invention described in claim 2 is the first invention.
In the seismic isolation device described in (1), the rigidity of a damper using a low-yield-point steel material is adjusted by the ratio of its height to its width. Accordingly, it is possible to design a shear yielding type damper such that the damper does not act on impact and stable damping performance can be expected.
【００１５】（３）請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の免震装置において、低降伏点鋼鋼材を
用いたダンパーとその水平方向外側に所定水平距離だけ
離隔して設けたストッパーとを複数組設け、各組におけ
るダンパーとストッパーとの間の所定水平距離を異なら
せた構成のものである。(3) The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1.
Or the seismic isolation device according to 2, wherein a plurality of sets of a damper using a steel material with a low yield point and a stopper provided at a predetermined horizontal distance on the outer side in the horizontal direction are provided, and between the damper and the stopper in each set. Have different predetermined horizontal distances.
【００１６】各ダンパーとストッパーとの組を全体とし
て段階的に作用するように組み合わせるものであるの
で、より大きなエネルギー吸収性能を確保しつつ、設定
に応じてダンパーが衝撃的に作用することを緩和するこ
とができる。Since the combination of each damper and the stopper is combined so as to act stepwise as a whole, the impact of the damper according to the setting can be reduced while securing a larger energy absorbing performance. can do.
【００１７】（４）請求項４に記載の発明は、請求項１
から３いずれかの項に記載の免震装置において、上記ダ
ンパーに加えて、建物の上部構造と基礎構造との間に鋼
棒ダンパーを設けた構成のものである。(4) The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1.
In the seismic isolation device according to any one of the above items, a steel rod damper is provided between the upper structure and the foundation structure of the building in addition to the damper.
【００１８】ダンパーとストッパーとが当接するに至ら
ない弱小地震に対しては、アイソレータの変形履歴と鋼
棒ダンパーの変形履歴とを加え合わせた変形履歴を有す
る免震装置となる。鋼棒ダンパーは、降伏点の比較的高
い履歴減衰型ダンパーであるので、地震エネルギーの吸
収を示す履歴曲線によって囲まれた面積がアイソレータ
単独の場合よりも大きくなり、低降伏点鋼鋼材を用いた
ダンパーの弱小地震に対する初期剛性効果を改善するこ
とができる。For a weak earthquake in which the damper does not come into contact with the stopper, the seismic isolation device has a deformation history obtained by adding the deformation history of the isolator and the steel bar damper. Since the steel rod damper is a hysteretic damping type damper with a relatively high yield point, the area surrounded by the hysteresis curve showing the absorption of seismic energy is larger than that of the isolator alone, and a steel material with a low yield point was used. The initial stiffness effect of the damper on weak earthquakes can be improved.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１から図３は、本発明に係る免
震装置の一実施形態を示すものである。免震装置は、建
物の上部構造１と基礎構造２との間に介装され、鉛直荷
重を支持し水平荷重に対して弾性変形をするアイソレー
タ３と、水平荷重に対して所定の弾性変形を経て塑性変
形をするダンパー４とから構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show one embodiment of a seismic isolation device according to the present invention. The seismic isolation device is interposed between the upper structure 1 and the foundation structure 2 of the building, supports the vertical load and elastically deforms with respect to the horizontal load, and performs the predetermined elastic deformation with respect to the horizontal load. And a damper 4 that undergoes plastic deformation.
【００２０】上記アイソレータ３は、平板状の弾性材で
あるネオプレンゴム等のゴム板と、これと同じ形状に形
成された金属板である鋼板とを接着剤を介在させて交互
に積層した積層体５と、この積層体５両端に取り付けた
平板状のエンドプレート６とで構成されており、各エン
ドプレート６は上記上部構造１と基礎構造２にそれぞれ
固定されている。The isolator 3 is a laminated body in which a rubber plate such as neoprene rubber, which is a flat elastic material, and a steel plate, which is a metal plate formed in the same shape, are alternately laminated with an adhesive interposed therebetween. 5 and flat end plates 6 attached to both ends of the laminated body 5. Each end plate 6 is fixed to the upper structure 1 and the basic structure 2, respectively.
【００２１】このアイソレータ３は、水平応力に対し
て、図４（ａ）（ｂ）に示すような変形履歴Ａを呈す
る。The isolator 3 exhibits a deformation history A as shown in FIGS. 4A and 4B with respect to horizontal stress.
【００２２】上記ダンパー４は、低降伏点鋼（ＬＹＰ）
鋼材から成る断面Ｈ型で、その水平方向外側に所定水平
距離Ｄだけ離隔して平行に設置されたストッパー８，８
に対峙させて設けられ、前記基礎構造２が地震により所
定水平距離Ｄだけ変位した際にダンパー４とストッパー
８とが当接する関係になっている。本実施形態の場合、
このダンパー４とストッパー８，８とは、その一方のダ
ンパー４が建物の上部構造１に設けられ、他方のストッ
パー８が基礎構造２に設けられている。しかし、上部構
造１にストッパー８を設け、基礎構造２にダンパー４を
設けてもよい。The damper 4 is made of a low yield point steel (LYP)
Stoppers 8, 8 which are H-shaped sections made of steel, and which are installed in parallel on the outside in the horizontal direction with a predetermined horizontal distance D therebetween.
When the base structure 2 is displaced by a predetermined horizontal distance D due to an earthquake, the damper 4 and the stopper 8 are in contact with each other. In the case of this embodiment,
One of the damper 4 and the stoppers 8 and 8 is provided on the upper structure 1 of the building, and the other stopper 8 is provided on the foundation structure 2. However, the stopper 8 may be provided on the upper structure 1 and the damper 4 may be provided on the basic structure 2.
【００２３】ダンパー４は、上記のように低降伏点鋼
（ＬＹＰ）鋼材を用いて断面Ｈ型に形成されていて、ア
イソレータ３が水平距離Ｄ変位した後の水平応力に対し
て、図４（ａ）に示すような変形履歴Ｂを呈する。即
ち、低降伏点鋼鋼材を用いているため、ダンパー４の変
形履歴Ｂにおける弾性域Ｂ１は短く、これに塑性域Ｂ２
が続く形となる。The damper 4 is formed to have an H-shaped cross section using the low yield point steel (LYP) steel material as described above, and is subjected to horizontal stress after the isolator 3 is displaced by a horizontal distance D as shown in FIG. A deformation history B as shown in FIG. That is, since the low yield point steel material is used, the elastic region B1 in the deformation history B of the damper 4 is short, and the elastic region B2 is
Followed by.
【００２４】ここで、弾性域Ｂ１の始まりは、基礎構造
２が地震により所定水平距離Ｄだけ変位し、ダンパー４
がストッパー８に当接した時点より始まる。つまり、こ
のダンパー４は、図３に示すように、積層ゴムから成る
アイソレータ３にその変形許容限界を越えるような水平
荷重が加わった際には、アイソレータ３の変形がその許
容限界にあるうちに、ストッパー８と当接して弾性変形
し始め、更に塑性変形をして、地震入力エネルギーを吸
収しつつ積層ゴムから成るアイソレータ３の変形を許容
限界内に抑制するように働く。このとき、ダンパー４と
して低降伏点鋼を採用しているため、大変形に追従する
ことができるうえ、安定した減衰性能が期待でき、上部
構造１への地震エネルギーの入力を低減できる。Here, at the beginning of the elastic region B1, the foundation structure 2 is displaced by a predetermined horizontal distance D due to the earthquake, and the damper 4
Starts when it comes into contact with the stopper 8. That is, as shown in FIG. 3, when a horizontal load exceeding the deformation allowable limit is applied to the isolator 3 made of laminated rubber as shown in FIG. The stopper 8 starts to be elastically deformed in contact with the stopper 8 and further plastically deforms, thereby acting to suppress the deformation of the isolator 3 made of laminated rubber to within an allowable limit while absorbing seismic input energy. At this time, since the low yield point steel is used as the damper 4, it is possible to follow large deformation, to expect stable damping performance, and to reduce the input of seismic energy to the upper structure 1.
【００２５】このため、低降伏点鋼（ＬＹＰ）鋼材のダ
ンパーを用いない従来の免震装置の場合には、図４
（ｂ）のようにアイソレータ３に剪断破断が生じるまで
水平応力がかかるが、低降伏点鋼（ＬＹＰ）鋼材から成
るダンパー４を併用している場合には、ダンパー４によ
り地震入力エネルギーが吸収され、アイソレータ３に剪
断破断が生じなくなる。Therefore, in the case of a conventional seismic isolation device that does not use a damper made of low yield point steel (LYP) steel, FIG.
As shown in (b), horizontal stress is applied to the isolator 3 until a shear break occurs. However, when a damper 4 made of low yield point steel (LYP) steel is used in combination, the seismic input energy is absorbed by the damper 4. In addition, no shear fracture occurs in the isolator 3.
【００２６】よって、上記免震装置によれば、大きなエ
ネルギー吸収能が得られ、かつアイソレータ３の変形を
許容限界内におさえ、その剪断破断や不安定現象をなく
すことができ、大変形に追従し得る高性能・高信頼性が
確保される。Therefore, according to the above-mentioned seismic isolation device, a large energy absorbing ability can be obtained, and the deformation of the isolator 3 can be kept within the allowable limit, and the shear rupture and instability can be eliminated, and the large deformation can be followed. High performance and high reliability are assured.
【００２７】また、ダンパー４が衝撃的に作用しないよ
う、ダンパーの高さ／幅比により剛性を調整しつつ、低
降伏点鋼の採用により安定した減衰性能が期待できるよ
うな、剪断降伏型のダンパーの設計が可能となる。Also, in order to prevent the damper 4 from acting in a shocking manner, while adjusting the rigidity according to the height / width ratio of the damper, a shear-yield type in which stable damping performance can be expected by adopting a low yield point steel. It becomes possible to design a damper.
【００２８】図５に別の実施形態を示す。これは、低降
伏点鋼鋼材を用いたダンパー４とその水平方向外側に所
定水平距離Ｄだけ離隔して設けたストッパー８とを複数
組、ここでは４ａ，４ｂ，４ｃの３組設け、各組におけ
るダンパー４とストッパー８との間の所定水平距離Ｄを
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３と順次大きくなるように異ならせて、
段階的に作用するように構成した例である。即ち、ダン
パー４とストッパー８とが当接する時期が、先にダンパ
ー４ａ、次いでダンパー４ｂ、最後にダンパー４ｃの順
序で生じるように設定したものである。かく構成するこ
とにより、より大きなエネルギー吸収性能を確保しつ
つ、離隔距離の設定に応じてダンパーが衝撃的に作用す
ることを緩和することができる。距離Ｄ２を距離Ｄ３よ
り大きく設定しても良い。FIG. 5 shows another embodiment. This is because a plurality of sets of a damper 4 using a low-yield-point steel material and stoppers 8 provided on the outside in the horizontal direction and separated by a predetermined horizontal distance D, here three sets of 4a, 4b, and 4c are provided. , The predetermined horizontal distance D between the damper 4 and the stopper 8 is changed so as to sequentially increase with D1, D2, and D3.
This is an example configured to operate in a stepwise manner. That is, the timing at which the damper 4 and the stopper 8 come into contact with each other is set to occur in the order of the damper 4a, the damper 4b, and finally the damper 4c. With this configuration, it is possible to alleviate the impact of the damper in accordance with the setting of the separation distance while securing a larger energy absorption performance. The distance D2 may be set to be larger than the distance D3.
【００２９】図６は更に別の実施形態を示す。これは、
図１の実施形態における上記ダンパー４に加えて、降伏
点の比較的高い履歴減衰型ダンパーである鋼棒ダンパー
９を、建物の上部構造１と基礎構造２との間に設けたも
のである。かかる構成の場合、免震装置は、ダンパー４
とストッパー８とが当接するに至る前の水平力に対して
は、アイソレータ３の変形履歴と鋼棒ダンパー９の変形
履歴とを加え合わせた変形履歴を有することになる。即
ち、水平変位が小さいときには、鋼棒ダンパー９とアイ
ソレータ３とが共働して同時に作用する。その際、鋼棒
ダンパー９の降伏点は比較的高いため、地震エネルギー
の吸収を示す履歴曲線によって囲まれた面積がアイソレ
ータ３単独の場合よりも大きく拡大されることになる。
よって、低降伏点鋼鋼材を用いたダンパー４の弱小地震
に対する初期剛性効果を改善することができる。FIG. 6 shows still another embodiment. this is,
In addition to the damper 4 in the embodiment of FIG. 1, a steel rod damper 9 which is a hysteretic damping type damper having a relatively high yield point is provided between the upper structure 1 and the foundation structure 2 of the building. In such a configuration, the seismic isolation device is provided by the damper 4.
With respect to the horizontal force before the contact with the stopper 8 and the stopper 8, the deformation history of the isolator 3 and the deformation history of the steel rod damper 9 are added. That is, when the horizontal displacement is small, the steel rod damper 9 and the isolator 3 work simultaneously and cooperate. At that time, since the yield point of the steel rod damper 9 is relatively high, the area surrounded by the hysteresis curve indicating the absorption of the seismic energy is enlarged more than the case where the isolator 3 is used alone.
Therefore, it is possible to improve the initial rigidity effect of the damper 4 using the low yield point steel material against a weak earthquake.
【００３０】この鋼棒ダンパー９は、図５のようなアイ
ソレータ３と複数組のダンパー４ａ〜４ｃとを設けた免
震装置にも適用できるものである。The steel rod damper 9 can be applied to a seismic isolation device having an isolator 3 and a plurality of sets of dampers 4a to 4c as shown in FIG.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
【００３２】（１）請求項１に記載の発明によれば、低
降伏点鋼鋼材を用いたダンパーと、その水平方向外側に
所定水平距離だけ離隔して設けたストッパーとを備え、
前記基礎構造が地震により所定水平距離だけ変位した際
にダンパーとストッパーとが当接するように構成してい
るので、鉛直荷重を支持し水平荷重に対して弾性変形を
するアイソレータに、その許容範囲例えば弾性域を越え
るような水平荷重が加わった際にも、アイソレータの変
形がその許容範囲内にあるうちに、ダンパーがストッパ
ーと当接して弾性変形し始め、更に塑性変形をして、地
震入力エネルギーを吸収しつつアイソレータの変形を許
容限界内に抑制するように働く。このとき、ダンパーと
して低降伏点鋼を採用しているため、大変形に追従する
ことができるうえ、安定した減衰性能が期待でき、上部
構造への地震エネルギーの入力を低減できる。このた
め、アイソレータに剪断破断が生じなくなる。(1) According to the first aspect of the present invention, there is provided a damper using a low-yield-point steel material, and a stopper provided at a predetermined horizontal distance outside the horizontal direction,
Since the damper and the stopper are configured to come into contact with each other when the foundation structure is displaced by a predetermined horizontal distance due to an earthquake, an isolator that supports a vertical load and elastically deforms against a horizontal load has an allowable range, for example. Even when a horizontal load exceeding the elastic range is applied, while the isolator deformation is within the allowable range, the damper comes into contact with the stopper and starts elastically deforming. Works to suppress the deformation of the isolator within the allowable limit while absorbing the heat. At this time, since the low yield point steel is used as the damper, it is possible to follow large deformation, to expect stable damping performance, and to reduce the input of seismic energy to the upper structure. For this reason, shear breakage does not occur in the isolator.
【００３３】よって、この免震装置によれば、大きなエ
ネルギー吸収能が得られ、かつアイソレータの変形を許
容範囲内におさえ、その剪断破断や不安定現象をなくす
ことができ、大変形に追従し得る高性能・高信頼性が確
保される。Therefore, according to this seismic isolation device, a large energy absorbing ability can be obtained, and the deformation of the isolator can be kept within the allowable range, and the shear rupture and instability can be eliminated. The obtained high performance and high reliability are secured.
【００３４】（２）請求項２に記載の発明によれぱ、低
降伏点鋼鋼材を用いたダンパーの剛性を、その高さと幅
の比で調整するようにしたので、ダンパーが衝撃的に作
用しないよう、かつ安定した減衰性能が期待できるよう
な剪断降伏型のダンパーの設計が可能となる。(2) According to the second aspect of the present invention, since the rigidity of the damper using the low-yield-point steel material is adjusted by the ratio of its height to its width, the damper acts in an impact manner. It is possible to design a shear-yield type damper so that the damping performance can be prevented and stable damping performance can be expected.
【００３５】（３）請求項３に記載の発明によれば、低
降伏点鋼鋼材を用いたダンパーとその水平方向外側に所
定水平距離だけ離隔して設けたストッパーとを複数組設
け、各組におけるダンパーとストッパーとの間の所定水
平距離を異ならせた構成としているので、各ダンパーと
ストッパーとの組が全体として段階的に作用する。この
ため、より大きなエネルギー吸収性能を確保しつつ、ダ
ンパーが衝撃的に作用することを緩和することができ
る。(3) According to the third aspect of the present invention, a plurality of sets of a damper using a low-yield-point steel material and a stopper provided at a predetermined horizontal distance outside the horizontal direction are provided. In this configuration, the predetermined horizontal distance between the damper and the stopper is different, so that the combination of each damper and the stopper acts stepwise as a whole. For this reason, it is possible to alleviate the shock acting of the damper while securing a larger energy absorption performance.
【００３６】（４）請求項４に記載の発明によれば、上
記ダンパーに加えて、降伏点の比較的高い鋼棒ダンパー
を、建物の上部構造と基礎構造との間に設けた構成とし
ているので、ダンパーとストッパーとが当接するに至ら
ない弱小地震に対しては、アイソレータの変形履歴と鋼
棒ダンパーの変形履歴とを加え合わせた変形履歴を有す
る免震装置となり、低降伏点鋼鋼材を用いたダンパーの
弱小地震に対する初期剛性効果を改善することができ
る。(4) According to the invention described in claim 4, in addition to the damper, a steel rod damper having a relatively high yield point is provided between the upper structure of the building and the foundation structure. Therefore, for weak earthquakes where the damper does not come into contact with the stopper, the seismic isolation device has a deformation history that combines the deformation history of the isolator and the steel bar damper. The initial stiffness effect of the damper used for small earthquakes can be improved.
【図１】本発明の一実施形態に係る免震装置の平面図で
ある。FIG. 1 is a plan view of a seismic isolation device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の免震装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the seismic isolation device of FIG.
【図３】図１の免震装置の地震時の作用を示す図２と同
様の側面図である。FIG. 3 is a side view similar to FIG. 2, illustrating an operation of the seismic isolation device of FIG. 1 during an earthquake.
【図４】本発明の免震装置の変形履歴曲線（ａ）を従来
の場合（ｂ）と対比して示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a deformation history curve (a) of the seismic isolation device of the present invention in comparison with a conventional case (b).
【図５】本発明の別の実施形態に係る免震装置の平面図
である。FIG. 5 is a plan view of a seismic isolation device according to another embodiment of the present invention.
【図６】本発明の更に別の実施形態に係る免震装置の側
面図である。FIG. 6 is a side view of a seismic isolation device according to still another embodiment of the present invention.
１ 上部構造 ２ 基礎構造 ３ アイソレータ ４，４ａ，４ｂ，４ｃ ダンパー ８ ストッパー ９ 鋼棒ダンパー Ａ アイソレータの変形履歴 Ｂ ダンパーの変形履歴 Ｂ１ 弾性域 Ｂ２ 塑性域 Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 所定水平距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper structure 2 Basic structure 3 Isolator 4, 4a, 4b, 4c Damper 8 Stopper 9 Steel rod damper A Deformation history of isolator B Deformation history of damper B1 Elastic area B2 Plastic area D, D1, D2, D3 Predetermined horizontal distance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−346630（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209573（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198940（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E04H 9/02 331 F16F 15/02 - 15/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-346630 (JP, A) JP-A-2-209573 (JP, A) JP-A-1-198940 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) E04H 9/02 331 F16F 15/02-15/04
Claims (4)
とを有し、鉛直荷重を支持し水平荷重に対して弾性変形
をするアイソレータと、水平荷重に対して所定の弾性変
形を経て塑性変形をするダンパーとを、建物の上部構造
と基礎構造との間に併設した免震装置において、ダンパ
ーは低降伏点鋼鋼材を用いたもので、上部構造または基
礎構造の一方に設けられ、ダンパーの水平方向外側に所
定水平距離だけ離隔して前記上部構造または基礎構造の
他方にストッパーが設けられ、前記基礎構造が地震によ
り所定水平距離だけ変位した際にダンパーとストッパー
とが当接するようにしたことを特徴とする免震装置。An isolator having a flat elastic material and a metal plate alternately stacked, supporting a vertical load, and elastically deforming with respect to a horizontal load, and an isolator having a predetermined elastic deformation with respect to a horizontal load. a damper for plastic deformation, the seismic isolation device features between the superstructure and the substructure of the building, the damper
Is made of a steel material with a low yield point , is provided on one of the upper structure and the foundation structure, and a stopper is provided on the other side of the upper structure or the foundation structure at a predetermined horizontal distance outside the damper in the horizontal direction. , seismic isolation device characterized in that the basic structure is so that the damper and the stopper when displaced by a predetermined horizontal distance by seismic abuts.
剛性は、その高さと幅の比で調整するようにしたことを
特徴とする請求項１に記載の免震装置。2. The seismic isolation device according to claim 1, wherein the rigidity of the damper using the low-yield point steel material is adjusted by a ratio of its height to its width.
その水平方向外側に所定水平距離だけ離隔して設けたス
トッパーとを複数組設け、各組におけるダンパーとスト
ッパーとの間の所定水平距離を異ならせたことを特徴と
する請求項１または２に記載の免震装置。3. A plurality of sets of the damper using a low-yield-point steel material and a plurality of stoppers provided on the outside in the horizontal direction and separated by a predetermined horizontal distance, and a predetermined horizontal distance between the damper and the stopper in each set. The seismic isolation device according to claim 1 or 2, wherein
と基礎構造との間に鋼棒ダンパーを設けたことを特徴と
する請求項１から３のいずれかの項に記載の免震装置。4. The seismic isolation device according to claim 1, wherein a steel rod damper is provided between the upper structure of the building and the foundation structure in addition to the damper.
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| JP23335996A JP3185678B2 (en) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | Seismic isolation device |
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