JP3694982B2 - 免震支承装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルディング等の構造物を支持するための支承装置、更に具体的には、かかる構造物を地震等に基づく振動等から保護して支持するための滑り型の免震支承装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
補強層とゴム層とを交互に積層してなる積層ゴム体を具備してなる免震支承装置は、上部構造物と下部構造物又は地盤との間に配されて上部構造物を支持し、しかも、地震等の振動の上部構造物への伝達を低減すると共に、上部構造物の振動を減衰させるために使用される。かかる免震支承装置としては、その上端面及び下端面を上部構造物と下部構造物又は地盤とにそれぞれ固定して用いられる原点復帰型のものと、その上端面及び下端面のいずれか一方を、上部構造物と下部構造物又は地盤とのいずれか一方に固定し、他方を上部構造物と下部構造物又は地盤とのいずれか他方に対して滑り変位自在にして用いられる滑り型のものとがある。
【０００３】
滑り型の免震支承装置は、積層ゴム体の一端面と相手材とを摺動自在に当接させ、この当接面における互いの相対的な滑り変位により、上部構造物を地震等の振動から保護するようにしているため、当該滑り当接面における摩擦抵抗が大きいと、小規模の地震は勿論のこと、比較的大きな加速度をもった地震振動においても、滑り変位が所望になされなくなり、地震等の振動に対しての上部構造物の保護が所望に得られない場合がある。
【０００４】
また、相手材が鋼等の金属製であると、これが長期に亘って放置されると、その滑り当接面が腐食されて錆等が発生する虞があり、これによって滑り当接面における摩擦抵抗が大きくなり、したがって、上記の不都合は長期の使用において徐々に生じ易くなる。
【０００５】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、滑り当接面における摩擦抵抗の低減を図り得て、滑り当接面での容易な滑り変位を確保し得て、中規模の地震に対しては勿論のこと、更に小規模の地震等による振動に対しても上部構造物へのその伝達を低減し得、上部構造物の確実な保護を達成し得る滑り型の免震支承装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、補強層とゴム層とを交互に積層してなると共に水平方向に剪断変形できる積層ゴム体と、この積層ゴム体の一端面に取り付けられた滑り材と、この滑り材に対して摺動自在に当接した介在体とを具備しており、補強層は、複数枚の薄肉補強板と、積層ゴム体の上面及び下面のうちの少なくとも一方に配されていると共にゴム層に埋め込まれた厚肉補強板とを具備しており、ゴム層は、補強層の外周縁を覆って形成されており、滑り材は、厚肉補強板に一部が埋め込まれて積層ゴム体の一端面に取り付けられた補強繊維又は補強材を混入したポリテトラフルオロエチレン樹脂を主体とする板体からなり、介在体は、介在体本体と、介在体本体の一方の面に一体的に形成された低摩擦層とを具備しており、介在体は、低摩擦層を介して滑り材に摺動自在に当接している免震支承装置によって達成される。
【０００７】
低摩擦層の形成材料の一つとして、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を例示し得るが、その他の低摩擦材料であってもよい。低摩擦層は、例えば、介在体本体の一方の面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末等を均一に配し、これを溶融焼き付けして、又はポリテトラフルオロエチレン樹脂薄膜（フィルム又はシート）を介在体本体の一方の面に接着剤等により接着して形成する。低摩擦層は、支持する荷重によりこれに大きなコールドフロー等が生じないようにするために、その厚みが数百ミクロンから数ミリメートル程度の値となるように形成することが好ましいが、これに限定されない。なお、好ましい例では、介在体に対する滑り材の全水平方向の相対摺動における低摩擦層を介するその相対摺動可能量が１０ｃｍ以上となるように、低摩擦層を介在体本体の一方の面に形成する。
【０００８】
滑り材は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を主体とし、ガラス繊維等の補強繊維又は補強材を混入した板体で構成される。
【０００９】
本発明では、複数の薄肉補強板と少なくとも一枚の厚肉補強板とを具備して積層ゴム体の補強層を構成し、厚肉補強板を積層ゴム体において上下面のいずれか一方に配し、当該厚肉補強板に滑り材の一部を埋め込んで積層ゴム体の一端面に当該滑り材を取り付けてもよい。
【００１０】
本免震支承装置は、上部構造物と下部構造物又は地盤との間に配されて、上部構造物を免震支持するために使用されるものであるが、介在体を、上部構造物側に配してもよく、又はこれに代えて、下部構造物側若しくは地盤側に配してもよい。介在体を上部構造物側に配する場合には、上部構造物の下部それ自体を介在体として実施してもよく、一方、介在体を下部構造物側若しくは地盤側に配する場合には、下部構造物の上部若しくは地盤側のコンクリート製の基礎自体を介在体として実施してもよい。
【００１１】
なお、本免震支承装置は滑り型であるため、装置自体の原点復帰能力だけでは上部構造物を完全に原点（初期設置位置）に復帰をさせることが困難であり、したがって、鉛入り若しくは高減衰ゴムを使用した積層ゴム体等からなる原点復帰型積層ゴム支承装置又は水平ばね装置等を本免震支承装置に併置して用いてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明及び本発明の実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。
【００１３】
【実施例】
図１において、本例の免震支承装置１は、補強層２とゴム層３とを交互に積層してなる積層ゴム体４と、積層ゴム体４の上端面５に取り付けられた滑り材６と、滑り材６に対して水平方向に摺動自在に当接した介在体７と、積層ゴム体４の下端面８に取り付けられた取付け板９とを具備している。
【００１４】
補強層２は、複数枚の薄肉補強鋼板２１と、ゴム層３の上端面２２に埋め込まれた厚肉補強鋼板２４とからなり、天然ゴム等からなるゴム層３は、補強層２の外周縁を覆って形成されており、ゴム層３と補強層２とは、加硫接着等により互いに接着されている。なお、高減衰ゴムを用いてゴム層３を形成してもよい。
【００１５】
滑り材６は、水平方向に変位しないように、厚肉補強板２４に一部が埋め込まれて積層ゴム体４の上端面５に取り付けられている。本例の滑り材６は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を主体とする板状部材からなるが、これに代えて、鋼板と、この鋼板において後述する低摩擦層３３に摺動自在に当接する側の面全体に、当該低摩擦層３３の形成材料と同等のもので同様にして形成された滑り層とを具備したものであってもよい。
【００１６】
介在体７は、鋼製の介在体本体３１と、介在体本体３１の一方の面３２の全体に一体的に形成された非圧縮性の低摩擦層３３とを具備しており、介在体７は、低摩擦層３３を介して滑り材６に摺動自在に当接している。低摩擦層３３は、介在体本体３１の一方の面３２に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を溶融焼き付けして又は接着剤などによりポリテトラフルオロエチレン樹脂薄膜を接着して形成されている。
【００１７】
なお本例では、滑り材６の上面２６に対して、低摩擦層３３の下面２７の方が全水平方向において１０ｃｍ以上広くなるように、滑り材６及び介在体７が形成されており、これにより、介在体７に対する滑り材６の全水平方向の相対摺動（相対滑り変位）における低摩擦層３３を介する滑り材６の介在体７に対する相対摺動可能量（相対滑り変位可能距離）が１０ｃｍ以上となるようになっている。なお、低摩擦層３３を介在体本体３１の面３２の全体に形成する必要はなく、上記の相対摺動可能量を１０ｃｍ以上とする場合には、その領域のみに低摩擦層３３を形成してもよい。
【００１８】
鋼板等から形成された取付け板９は、板状基部４１と、板状基部４１に一体的に形成された補強部４２と具備しており、補強部４２は、ゴム層３の下端面２３に埋め込まれて配されており、これにより、取付け板９は、積層ゴム体４の下端面８に対して水平方向に滑らないようにされている。
【００１９】
以上の免震支承装置１は、例えば上部構造物５１と地盤の基礎５２との間に配され、上部構造物５１には介在体７がボルト等により固定され、基礎５２には取付け板９がアンカーボルト等により固定されて、上部構造物５１を免震支持するようにして使用される。微小地震（振動加速度の小さい振動）の際には、介在体７と滑り材６との間には、その間の摩擦力により水平方向の相対的滑り変位は生じなく、積層ゴム体４が水平方向に剪断変形されて、微小地震による振動エネルギはこの剪断変形により減衰され、上部構造物５１への振動の伝達が低減される。比較的大きな地震（振動加速度の大きい振動）の際には、介在体７に対して滑り材６が水平方向に滑り変位し、この大きな地震による振動は上部構造物５１へ伝達されない一方、滑り変位における摩擦熱と積層ゴム体４の水平方向の剪断変形とによりその振動エネルギは減衰され、これにより上部構造物５１はこの振動から効果的に保護される。
【００２０】
ところで、免震支承装置１では、滑り材６は、低摩擦層３３を介して介在体７に当接しているため、介在体７に対して水平方向に滑り変位し易く、したがって、小規模の地震においても介在体７と滑り材６との間に水平方向の相対的滑り変位を生じさせることができ、上部構造物５１をこの小規模の地震の振動からも効果的に保護することができる。更に、鋼製の介在体本体３１の一方の面３２が低摩擦層３３によって被覆されているため、長期の使用において介在体本体３１自体に錆等が生じたりしてもその影響がなく、初期の免震効果を長期に亘って維持することができる。
【００２１】
なお、免震支承装置１では、介在体７と滑り材６との間に水平方向の相対的滑り変位が生じた後に、上部構造物５１を初期設定位置（原点位置）に復帰させる機能が十分でない。そこでこれを補うために、図２に示すように、上部構造物５１と基礎５２との間に水平方向にばね力を発生するばね装置１を免震支承装置１に併置してもよく、更には図３に示すように、原点復帰型積層ゴム支承装置６２を併置してもよい。図３に示す原点復帰型積層ゴム支承装置６２は、積層ゴム体４と同様の積層ゴム体６５と、積層ゴム体６５の上下面に固着された上下取付け板６６及び６７とを具備し、上取付け板６６がボルト等により上部構造物５１に、下取付け板６７がアンカーボルト等により基礎５２に固定されて用いられる。この場合、積層ゴム体６５のゴム層を、高減衰ゴムを用いて形成してもよく、また、積層ゴム体６５を積層方向に貫通して鉛を封入して鉛入り積層ゴム体６５としてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、滑り当接面における摩擦抵抗の低減を図り得て、滑り当接面での容易な滑り変位を確保し得て、中規模の地震に対しては勿論のこと、更に小規模の地震等による振動に対しても上部構造物へのその伝達を低減し得、上部構造物の確実な保護を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一実施例の断面図である。
【図２】図１の例の他の使用例の説明図である。
【図３】図１の例の更に他の使用例の説明図である。
【符号の説明】
１ 免震支承装置
２ 補強層
３ ゴム層
４ 積層ゴム体
６ 滑り材
３１ 介在体本体
３３ 低摩擦層

Claims (5)

1. 補強層とゴム層とを交互に積層してなると共に水平方向に剪断変形できる積層ゴム体と、この積層ゴム体の一端面に取り付けられた滑り材と、この滑り材に対して摺動自在に当接した介在体とを具備しており、補強層は、複数枚の薄肉補強板と、積層ゴム体の上面及び下面のうちの少なくとも一方に配されていると共にゴム層に埋め込まれた厚肉補強板とを具備しており、ゴム層は、補強層の外周縁を覆って形成されており、滑り材は、厚肉補強板に一部が埋め込まれて積層ゴム体の一端面に取り付けられた補強繊維又は補強材を混入したポリテトラフルオロエチレン樹脂を主体とする板体からなり、介在体は、介在体本体と、介在体本体の一方の面に一体的に形成された低摩擦層とを具備しており、介在体は、低摩擦層を介して滑り材に摺動自在に当接している免震支承装置。
2. 介在体に対する滑り材の全水平方向の相対摺動における低摩擦層を介するその相対摺動可能量が１０ｃｍ以上となるように、低摩擦層が介在体本体の一方の面に形成されている請求項１に記載の免震支承装置。
3. 低摩擦層は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂からなる請求項１又は２に記載の免震支承装置。
4. 上部構造物と下部構造物又は地盤との間に配されて、上部構造物を免震支持するために使用される免震支承装置であって、介在体は、上部構造物側又は下部構造物側若しくは地盤側に配される請求項１から３のいずれか一項に記載の免震支承装置。
5. 上部構造物と下部構造物又は地盤との間に配された水平ばね装置又は原点復帰型積層ゴム支承装置と併置して使用される請求項１から４のいずれか一項に記載の免震支承装置。

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