JP3825081B2 - 免震構造系及び該免震構造系における浮上り防止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上部構造と下部構造との間に鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる構造系いわゆる免震構造系に関し、特には、軽量建物構造物及び免震台等に対する免震構造系並びに該免震構造系における浮上り防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上部構造と下部構造との間に介装される免震支持装置として、1)鉛プラグ入り積層ゴム体、2)高減衰積層ゴム体、3)積層ゴム体と粘性ダンパーとの組合せ、4)摩擦振り子式装置、等が公知である。
そして、1)では鉛プラグが水平変位のエネルギー吸収能を担い、2)では高減衰ゴム体が、3)では粘性ダンパーが、4)では当該装置に組み込まれた摩擦振り子いわゆるスライダと球面との摩擦が、それぞれ水平変位のエネルギー吸収能を担うものである。
【０００３】
上部構造が、中低層建物として比較的軽量である場合、免震支持装置はその構造上移動が自由になっていることに加え、横剛性が大型構造物用に比べ更に小さく採られるものであり、台風等の強風が作用したとき、あるいは、地震動に伴う上昇力の発生により、当該建物は転倒力を受けることになり、転倒に至る。
このため、その浮上り防止対策として種々提案されているところであり、免震支持装置自体に付置されるもの、別体として設置されるもの（特開昭６０−２６１８７０号公報参照）、がある。しかし、前者は方向性が特定され、後者は装置が大型化し、設置手間が大掛かりなものとなり、費用の高騰を招く、等の不具合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑み、上部構造と下部構造との間に鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる構造系において、方向性に特定されることなく、簡単な構造をもって簡便に設置することのできる免震構造系における浮上り防止装置を得ることを目的とする。
本発明はまた、この特定構造の浮上り防止装置により新規な免震構造系を得ることも目的の一つとする。
本発明はこのため、曲がり板ばねを縦置きにすることによりこの目的が達成できるとの知見に基づいてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は具体的には次の構成を採る。
第１番目の発明は免震構造系における浮上り防止装置に係り、軽量構造物の上部構造と下部構造との間に、鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる軽量構造物の構造系において、前記免震支持装置と一対もしくは独立して使用される装置であって、
下部構造側に設置され、上方に開口する箱体を主体とするケーシングと、
上部構造側に設置され、前記ケーシング内に挿入される柱体を主体とする柱状部材と、
前記ケーシング内に配され、前記ケーシングと前記柱状部材との間に介装される縦方向に折り曲げてなる曲がり板ばねによる縦剛性水平可撓部材、または各２枚の鋼板をＶ字状になし、各端部を蝶番を介して折り曲げ自在とした縦剛性水平可撓部材と、からなり、
柱状部材の柱体は、縦剛性水平可撓部材の取り付けられる外側体と該外側体内に摺動自在に嵌挿される中心体とから構成されてなる、
ことを特徴とする。
この浮上り防止装置は、上部構造と下部構造とに対し、逆の取付け態様を採りうる。
第２番目の発明は、免震構造系に係り、上記第１番目の発明の浮上り防止装置を組み込んでなる。
すなわち、軽量構造物の上部構造と下部構造との間に、鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる軽量構造物の構造系において、
下部構造側に設置され、上方に開口する箱体を主体とするケーシングと：上部構造側に設置され、前記ケーシング内に挿入される柱体を主体とする柱状部材と：前記ケーシング内に配され、前記ケーシングと前記柱状部材との間に介装される縦方向に折り曲げてなる曲がり板ばねによる縦剛性水平可撓部材または各２枚の鋼板をＶ字状になし、各端部を蝶番を介して折り曲げ自在とした縦剛性水平可撓部材と：からなり、前記柱状部材の柱体は、縦剛性水平可撓部材の取り付けられる外側体と該外側体内に摺動自在に嵌挿される中心体とから構成されてなる浮上り防止装置が、前記免震支持装置と一対もしくは独立して使用され、前記縦剛性水平可撓部材の鉛直方向の剛性をもって上部構造の上方への変位を拘束する、ことを特徴とする。
【０００６】
（作用）
通常の状態すなわち平常状態において、上部構造の荷重は免震支持装置を介して下部構造に伝達され、かつ、該免震支持装置の所定の横剛性により上部構造は横揺れを生じることがない。このとき、本浮上り防止装置は格別の作用を発揮せず、換言すれば、上述の免震支持装置の機能を何ら阻害することはない。
【０００７】
台風時等における強風が上部構造に横風として作用すると、上部構造が軽量であるのに加え、免震支持装置の横剛性が小さく採られているので、横揺れとともに浮上りが生じる。本浮上り防止装置においては、縦剛性水平可撓部材はこの横変位を何ら拘束することなく追従するが、浮上りに対してはその縦剛性をもって抵抗する。
そして、横揺れは免震支持装置の振動吸収作用により直ちに吸収される。
【０００８】
地震動が生じたとき、下部構造の振動は免震支持装置を介して上部構造に伝わるが、免震支持装置により上部構造の揺れは長周期化され、上部構造の固有周期と共振することがない。しかして、免震支持装置のエネルギー吸収作用により、上部構造の振動は減衰される。
横揺れが大きくなる場合、上部構造は有害なロッキング現象を生じることになるが、本浮上り防止装置はその縦剛性をもってこれに抵抗し、浮上りを阻止する。
また、地震波に含まれる縦振動も本浮上り防止装置により拘束されることは勿論である。
更に、本浮上り防止装置によれば、上記作用に加え、上部構造の横揺れひいては免震支持装置の水平方向の変位に伴い、該免震支持装置に高さ方向に生じる変位を吸収する。これにより、横方向変位に伴う本浮上り防止装置内に過大な応力の発生が生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の免震構造系及び該免震構造系における浮上り防止装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３はその一態様（第１構成例）の浮上り防止装置Ｓを示す。すなわち、図１及び図２はその全体構成を示し、図３はその部分構成を示す。
図において、Ｇは建築構造物としての上部構造、Ｂは該上部構造Ｇを支持する基礎としての下部構造である。本浮上り防止装置Ｓはこの上部構造Ｇと下部構造Ｂとの間に介装される。
【００１０】
図１、図２を参照して、本第１構成例の浮上り防止装置Ｓは、下部構造Ｂ側に設置される四角箱体を主体とするケーシング１と、上部構造Ｇ側に設置され、該ケーシング１内に挿入される四角柱体を主体とする柱状部材２と、ケーシング１内に配され、ケーシング１と柱状部材２との間に介装される複数の縦置きにされた板ばね材よりなる縦剛性水平可撓部材３と、からなる。
【００１１】
以下、各部の細部の構成を説明する。
ケーシング１
ケーシング１は、四角平板状の底板１０と、該底板１０上に一体に固設され上方に開口する四角箱体１１と、からなる。
底板１０の側縁部には基礎Ｂとの取付け用の孔１０ａが複数箇所に開設される。
四角箱体１１は、上方に開口し、内部に空間Ｋを有する。
柱状部材２
柱状部材２は、四角平板状の上板１３と、該上板１３の下面の中央より一体に垂設される四角柱体１４と、からなる。
上板１３の側縁部には上部構造Ｇとの取付け用の孔１３ａが複数箇所に開設される。
四角柱体１４は、ケーシング１の四角箱体１１の中心に設置され、該四角柱体１４の外側面と四角箱体１１の内側面とは互いに平行に、かつ、等間隔を保って配される。
【００１２】
縦剛性水平可撓部材３
縦剛性水平可撓部材３は、一定厚さのばね鋼板を一方に折り曲げて形成されたいわゆる曲がり板ばね１６を縦置きに配し、その両側をケーシング１の四角箱体１１の各内側面及び柱状部材２の四角柱体１４の各外側面に当接させ、取付けボルト１７をもって取り付けたものである。
曲がり板ばね１６は板面（曲面）に直交する力に対しては柔性を示し、板面に沿う力に対しては剛性を示す。
図３を参照して、取付けボルト１７の取付け位置に対応して、ケーシング１の四角箱体１１及び柱状部材２の四角柱体１４にねじ孔１８が螺設され、該曲がり板ばね１６はワッシャー１９を介してケーシング１及び柱状部材２に取り付けられる。これにより、柱状部材２はその四角柱体１４をケーシング１の空間Ｋ内の中心に保持され、かつ、ケーシング１の空間内のどの水平方向に対しても変位する。
【００１３】
本第１構成例の浮上り防止装置Ｓの上部構造Ｇ及び下部構造Ｂに対する取付け態様は次のとおりである。
下部構造Ｂに付き、基礎コンクリート１００にはアンカー棒１０２がそのねじ部１０２ａを突出して埋め込まれ、ケーシング１の取付け孔１０ａに該アンカー棒１０２のねじ部１０２ａを挿通し、締付けナット１０４を螺合し締め付けて固定される。
上部構造Ｇに付き、建物の床梁１０８にボルト挿通孔１１０が開設され、ねじ棒１１２を該ボルト挿通孔１１０並びに該ボルト挿通孔１１０に対応する柱状部材２の取付け孔１３ａに挿通し、このねじ棒１１２のねじ部１１２ａに上下よりナット１１４，１１６を螺合して締め付けて固定される。
【００１４】
本浮上り防止装置Ｓは、免震支持装置に付置して使用される。
図４、図５はその配置の態様の一例を示す。
図において、Ｇは上部構造としての軽量建物構造物であって、一般住宅あるいは集合住宅を示す。
また、Ｄは免震支持装置であって、図例では鉛プラグ入り積層ゴム支承を示す。すなわち、この鉛プラグ入り積層ゴム支承Ｄは、鋼板とゴム層とが交互に積層されてなる積層ゴム体１２０内に鉛プラグ１２２が埋め込まれ、上下の取付け鋼板１２４，１２６に挟着されてなるものであり、取付け鋼板１２４，１２６を介して上部構造Ｇ及び下部構造Ｂに取り付けられる。
本免震支持装置Ｄをもって上部構造Ｇを安定的に支持する。
なお、免震支持装置Ｄは鉛プラグ入り積層ゴム支承に限らず、その他公知のものが採用される。そのようなものとして、高減衰積層ゴム体、積層ゴム体と粘性ダンパーとの組合せ、摩擦振り子式装置、等が採用される。
【００１５】
図５に示す配置態様においては、本浮上り防止装置Ｓは免震支持装置Ｄとは独立し、建物の周辺に沿って配されたものである。しかし、それ以外の配置態様を除外するものではない。
【００１６】
叙上の構成よりなる本浮上り防止装置Ｓは、叙上のとおり免震支持装置Ｄに付置されて、以下の作用を発揮する。
通常の状態すなわち平常状態において、上部構造Ｇの荷重は免震支持装置Ｄを介して下部構造Ｂに伝達され、かつ、該免震支持装置Ｄの所定の横剛性により上部構造Ｇは横揺れを生じることがない。このとき、本浮上り防止装置Ｓは格別の作用を発揮せず、換言すれば、上述の免震支持装置Ｄの機能を何ら阻害することはない。
【００１７】
台風時等における強風が本浮上り防止装置Ｓの設置された上部構造Ｇに横風として作用すると、上部構造Ｇが軽量であるのに加え、免震支持装置Ｄの横剛性が小さく採られているので、横揺れとともに浮上りが生じる。本浮上り防止装置Ｓにおいては、縦剛性水平可撓部材３はこの横変位を何ら拘束することなく追従するが、浮上がりに対してはその縦剛性をもって抵抗する。
横揺れは免震支持装置Ｄのエネルギー吸収作用により直ちに吸収される。
【００１８】
地震動が生じたとき、基礎Ｂの振動は免震支持装置Ｄを介して上部構造Ｇに伝わるが、免震支持装置Ｄにより上部構造Ｇの揺れは長周期化され、上部構造Ｇの固有周期と共振することがない。しかして、免震支持装置Ｄの鉛プラグの塑性変形に伴うエネルギー吸収作用により、振動は低減される。
上部構造Ｇの横揺れが大きくなる場合、該上部構造Ｇには有害なロッキング現象を生じることになるが、本浮上り防止装置Ｓはその縦剛性をもってこれに抵抗し、浮上りを阻止する。
また、地震波に含まれる縦振動も本浮上り防止装置Ｓにより拘束されることは勿論である。
【００１９】
本第１構成の浮上り防止装置Ｓを有する免震構造系によれば、免震支持装置Ｄの機能を阻害することなく、強風等による軽量な上部構造Ｇの浮上りを有効に阻止する。
また、本浮上り防止装置Ｓは、構成が簡単であり、かつ、上部構造Ｇと下部構造Ｂとに介装させる設置作業も容易になされ、経済的な浮上り防止対策を実現できる。
【００２０】
図６及び図７に本発明の他の態様（第２構成例）の浮上り防止装置を示す。図において、先の第１構成例と同等の部材に付いては同一の符号が付されている。
この浮上り防止装置Ｓ１は、ケーシング１及び柱状部材２に付いては先の構成例に準じるが、縦剛性水平可撓部材３Ａは２枚の平板状の鋼板２１をＶ字状に突き合わせ、この突き合わせ部に蝶番２２をもって開閉自在に接合してなる。そして、各鋼板２１の他端部を蝶番２３をもってケーシング１及び柱状部材２に固定してなる。
これにより、縦剛性水平可撓部材３Ａは３つの蝶番２２，２３を介して屈撓自在となる。
【００２１】
図８に本発明の更に他の態様（第３構成例）の浮上り防止装置を示す。
この第３構成例の浮上り防止装置Ｓ２において、縦剛性水平可撓部材３Ｂは、円環状に形成した曲がり板ばね２５を使用した態様、換言すれば曲がり板ばねを２個対として配した態様、を採る。該縦剛性水平可撓部材３Ｂの曲がり板ばね２５は取付けボルト２６をもってケーシング１及び柱状部材２に取り付けられる。
【００２２】
図９は更に他の態様（第４構成）の浮上り防止装置を示す。
この第４構成の浮上り防止装置Ｓ３において、縦剛性水平可撓部材３Ｃが特徴を有し、鋼板２８をＶ字状に蝶番２９を介して突き合わせ、これを相対向して配し、蝶番３０をもってケーシング１及び柱状部材２に取り付けられる。
【００２３】
図１０及び図１１は本発明の実施形態の浮上り防止装置を示す。
この実施形態の浮上り防止装置Ｓ４は、ケーシング１及び縦剛性水平可撓部材３に付いては第１構成例に準じ、柱状部材２Ａはその四角柱体相当部において、複合構造を採る。すなわち、この柱状部材２Ａの四角柱体３２は、曲がり板ばね１６が取り付けられ、中心に貫通孔３３ａが形成された外側体３３と、該外側体３３の貫通孔３３ａに挿入される中心体３４と、該中心体３４の下端に取り付けられるストッパー３５と、からなる。中心体３４の上面は外側体３３との間に間隙αを存する。なお、中心体３４の上端は上板１３に固設され、ストッパー３５は中心体３４のねじ孔に螺合されて固定される。外側体３３と中心体３４とは上下に相対動自在となる。
この構成によれば、免震支持装置Ｄの水平方向の変位に伴い、該免震支持装置Ｄに高さ方向に生じる若干の変位を間隙αにより吸収するものである。
【００２４】
この柱状部材２Ａの構成は、他の構成例にも当然適用できるものである。
【００２５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包含されるものである。
1)叙上の各実施形態では、ケーシング１は下部構造Ｂ側に、柱状部材２は上部構造Ｇ側に固設されてなるが、これらとは逆の取付け態様、すなわち、ケーシング１を上部構造Ｇ側に、柱状部材２を下部構造Ｂ側に取り付けても同等の機能を発揮するものである。この場合、ケーシング１は下方に開口するものであり、柱状部材２の柱体１４はこのケーシング１の開口より挿入されることは勿論である。
2)叙上の各実施形態では、ケーシング１及び該ケーシング１に対応して柱状部材２は四角形状を採っているが、本発明の目的に合致する範囲内でその他の形状を除外するものではなく、三角形状、五角形状等の多角形状を採りうる。
3)図１０、図１１の図例において、外側体３３の孔３３ａの形状は円孔に限らず、楕円形状、三角形状、四角形状、その他の多角形状を採りうる。
4)同じく図１０、図１１の図例において、外側体３３の外端面とストッパ３５との間にコイルばね材３６を介装させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の免震構造系によれば、免震支持装置の機能を阻害することなく、強風等による軽量な上部構造の浮上りを有効に阻止する。
また、本発明の浮上り防止装置は、構成が簡単であり、かつ、上部構造と下部構造とに介装させる設置作業も容易になされ、経済的な浮上り防止対策を実現できる。加えて、高さ方向の変位成分の吸収作用により、横方向変位に伴う本浮上り防止装置内に過大な応力の発生が生じず、本浮上り防止装置の耐久性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一態様（第１構成例）の免震構造系における浮上り防止装置の縦断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）。
【図２】 図１のII−II線断面図。
【図３】 図１のIII 部の拡大断面図。
【図４】 免震構造系における配置断面図。
【図５】 その配置平面図。
【図６】 本発明の他の態様（第２構成例）の浮上り防止装置の縦断面図（図７のVI-VI 線断面図）。
【図７】 図６のVII-VII 線断面図。
【図８】 本発明の更に他の態様（第３構成例）の浮上り防止装置の縦断面図。
【図９】 本発明の更に他の態様（第４構成例）の浮上り防止装置の縦断面図。
【図１０】 本発明の一実施形態の浮上り防止装置の縦断面図。図）。
【図１１】 図１０のXI-XI 線断面図。
【符号の説明】
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…浮上り防止装置、Ｄ…免震支持装置、Ｇ…上部構造、Ｂ…下部構造、１…ケーシング、２…柱状部材、３…縦剛性水平可撓部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、上部構造と下部構造との間に鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる構造系いわゆる免震構造系に関し、特には、軽量建物構造物及び免震台等に対する免震構造系並びに該免震構造系における浮上り防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上部構造と下部構造との間に介装される免震支持装置として、1)鉛プラグ入り積層ゴム体、2)高減衰積層ゴム体、3)積層ゴム体と粘性ダンパーとの組合せ、4)摩擦振り子式装置、等が公知である。
そして、1)では鉛プラグが水平変位のエネルギー吸収能を担い、2)では高減衰ゴム体が、3)では粘性ダンパーが、4)では当該装置に組み込まれた摩擦振り子いわゆるスライダと球面との摩擦が、それぞれ水平変位のエネルギー吸収能を担うものである。
【０００３】
上部構造が、中低層建物として比較的軽量である場合、免震支持装置はその構造上移動が自由になっていることに加え、横剛性が大型構造物用に比べ更に小さく採られるものであり、台風等の強風が作用したとき、あるいは、地震動に伴う上昇力の発生により、当該建物は転倒力を受けることになり、転倒に至る。
このため、その浮上り防止対策として種々提案されているところであり、免震支持装置自体に付置されるもの、別体として設置されるもの（特開昭６０−２６１８７０号公報参照）、がある。しかし、前者は方向性が特定され、後者は装置が大型化し、設置手間が大掛かりなものとなり、費用の高騰を招く、等の不具合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑み、上部構造と下部構造との間に鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる構造系において、方向性に特定されることなく、簡単な構造をもって簡便に設置することのできる免震構造系における浮上り防止装置を得ることを目的とする。
本発明はまた、この特定構造の浮上り防止装置により新規な免震構造系を得ることも目的の一つとする。
本発明はこのため、曲がり板ばねを縦置きにすることによりこの目的が達成できるとの知見に基づいてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は具体的には次の構成を採る。
第１番目の発明は免震構造系における浮上り防止装置に係り、軽量構造物の上部構造と下部構造との間に、鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる軽量構造物の構造系において、前記免震支持装置と一対もしくは独立して使用される装置であって、
下部構造側に設置され、上方に開口する箱体を主体とするケーシングと、
上部構造側に設置され、前記ケーシング内に挿入される柱体を主体とする柱状部材と、
前記ケーシング内に配され、前記ケーシングと前記柱状部材との間に介装される縦方向に折り曲げてなる曲がり板ばねによる縦剛性水平可撓部材、または各２枚の鋼板をＶ字状になし、各端部を蝶番を介して折り曲げ自在とした縦剛性水平可撓部材と、からなり、
柱状部材の柱体は、縦剛性水平可撓部材の取り付けられる外側体と該外側体内に摺動自在に嵌挿される中心体とから構成されてなる、
ことを特徴とする。
この浮上り防止装置は、上部構造と下部構造とに対し、逆の取付け態様を採りうる。
第２番目の発明は、免震構造系に係り、上記第１番目の発明の浮上り防止装置を組み込んでなる。
すなわち、軽量構造物の上部構造と下部構造との間に、鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる軽量構造物の構造系において、
下部構造側に設置され、上方に開口する箱体を主体とするケーシングと：上部構造側に設置され、前記ケーシング内に挿入される柱体を主体とする柱状部材と：前記ケーシング内に配され、前記ケーシングと前記柱状部材との間に介装される縦方向に折り曲げてなる曲がり板ばねによる縦剛性水平可撓部材または各２枚の鋼板をＶ字状になし、各端部を蝶番を介して折り曲げ自在とした縦剛性水平可撓部材と：からなり、前記柱状部材の柱体は、縦剛性水平可撓部材の取り付けられる外側体と該外側体内に摺動自在に嵌挿される中心体とから構成されてなる浮上り防止装置が、前記免震支持装置と一対もしくは独立して使用され、前記縦剛性水平可撓部材の鉛直方向の剛性をもって上部構造の上方への変位を拘束する、ことを特徴とする。
【０００６】
（作用）
通常の状態すなわち平常状態において、上部構造の荷重は免震支持装置を介して下部構造に伝達され、かつ、該免震支持装置の所定の横剛性により上部構造は横揺れを生じることがない。このとき、本浮上り防止装置は格別の作用を発揮せず、換言すれば、上述の免震支持装置の機能を何ら阻害することはない。
【０００７】
台風時等における強風が上部構造に横風として作用すると、上部構造が軽量であるのに加え、免震支持装置の横剛性が小さく採られているので、横揺れとともに浮上りが生じる。本浮上り防止装置においては、縦剛性水平可撓部材はこの横変位を何ら拘束することなく追従するが、浮上りに対してはその縦剛性をもって抵抗する。
そして、横揺れは免震支持装置の振動吸収作用により直ちに吸収される。
【０００８】
地震動が生じたとき、下部構造の振動は免震支持装置を介して上部構造に伝わるが、免震支持装置により上部構造の揺れは長周期化され、上部構造の固有周期と共振することがない。しかして、免震支持装置のエネルギー吸収作用により、上部構造の振動は減衰される。
横揺れが大きくなる場合、上部構造は有害なロッキング現象を生じることになるが、本浮上り防止装置はその縦剛性をもってこれに抵抗し、浮上りを阻止する。
また、地震波に含まれる縦振動も本浮上り防止装置により拘束されることは勿論である。
更に、本浮上り防止装置によれば、上記作用に加え、上部構造の横揺れひいては免震支持装置の水平方向の変位に伴い、該免震支持装置に高さ方向に生じる変位を吸収する。これにより、横方向変位に伴う本浮上り防止装置内に過大な応力の発生が生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の免震構造系及び該免震構造系における浮上り防止装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３はその一態様（第１構成例）の浮上り防止装置Ｓを示す。すなわち、図１及び図２はその全体構成を示し、図３はその部分構成を示す。
図において、Ｇは建築構造物としての上部構造、Ｂは該上部構造Ｇを支持する基礎としての下部構造である。本浮上り防止装置Ｓはこの上部構造Ｇと下部構造Ｂとの間に介装される。
【００１０】
図１、図２を参照して、本第１構成例の浮上り防止装置Ｓは、下部構造Ｂ側に設置される四角箱体を主体とするケーシング１と、上部構造Ｇ側に設置され、該ケーシング１内に挿入される四角柱体を主体とする柱状部材２と、ケーシング１内に配され、ケーシング１と柱状部材２との間に介装される複数の縦置きにされた板ばね材よりなる縦剛性水平可撓部材３と、からなる。
【００１１】
以下、各部の細部の構成を説明する。
ケーシング１
ケーシング１は、四角平板状の底板１０と、該底板１０上に一体に固設され上方に開口する四角箱体１１と、からなる。
底板１０の側縁部には基礎Ｂとの取付け用の孔１０ａが複数箇所に開設される。
四角箱体１１は、上方に開口し、内部に空間Ｋを有する。
柱状部材２
柱状部材２は、四角平板状の上板１３と、該上板１３の下面の中央より一体に垂設される四角柱体１４と、からなる。
上板１３の側縁部には上部構造Ｇとの取付け用の孔１３ａが複数箇所に開設される。
四角柱体１４は、ケーシング１の四角箱体１１の中心に設置され、該四角柱体１４の外側面と四角箱体１１の内側面とは互いに平行に、かつ、等間隔を保って配される。
【００１２】
縦剛性水平可撓部材３
縦剛性水平可撓部材３は、一定厚さのばね鋼板を一方に折り曲げて形成されたいわゆる曲がり板ばね１６を縦置きに配し、その両側をケーシング１の四角箱体１１の各内側面及び柱状部材２の四角柱体１４の各外側面に当接させ、取付けボルト１７をもって取り付けたものである。
曲がり板ばね１６は板面（曲面）に直交する力に対しては柔性を示し、板面に沿う力に対しては剛性を示す。
図３を参照して、取付けボルト１７の取付け位置に対応して、ケーシング１の四角箱体１１及び柱状部材２の四角柱体１４にねじ孔１８が螺設され、該曲がり板ばね１６はワッシャー１９を介してケーシング１及び柱状部材２に取り付けられる。これにより、柱状部材２はその四角柱体１４をケーシング１の空間Ｋ内の中心に保持され、かつ、ケーシング１の空間内のどの水平方向に対しても変位する。
【００１３】
本第１構成例の浮上り防止装置Ｓの上部構造Ｇ及び下部構造Ｂに対する取付け態様は次のとおりである。
下部構造Ｂに付き、基礎コンクリート１００にはアンカー棒１０２がそのねじ部１０２ａを突出して埋め込まれ、ケーシング１の取付け孔１０ａに該アンカー棒１０２のねじ部１０２ａを挿通し、締付けナット１０４を螺合し締め付けて固定される。
上部構造Ｇに付き、建物の床梁１０８にボルト挿通孔１１０が開設され、ねじ棒１１２を該ボルト挿通孔１１０並びに該ボルト挿通孔１１０に対応する柱状部材２の取付け孔１３ａに挿通し、このねじ棒１１２のねじ部１１２ａに上下よりナット１１４，１１６を螺合して締め付けて固定される。
【００１４】
本浮上り防止装置Ｓは、免震支持装置に付置して使用される。
図４、図５はその配置の態様の一例を示す。
図において、Ｇは上部構造としての軽量建物構造物であって、一般住宅あるいは集合住宅を示す。
また、Ｄは免震支持装置であって、図例では鉛プラグ入り積層ゴム支承を示す。すなわち、この鉛プラグ入り積層ゴム支承Ｄは、鋼板とゴム層とが交互に積層されてなる積層ゴム体１２０内に鉛プラグ１２２が埋め込まれ、上下の取付け鋼板１２４，１２６に挟着されてなるものであり、取付け鋼板１２４，１２６を介して上部構造Ｇ及び下部構造Ｂに取り付けられる。
本免震支持装置Ｄをもって上部構造Ｇを安定的に支持する。
なお、免震支持装置Ｄは鉛プラグ入り積層ゴム支承に限らず、その他公知のものが採用される。そのようなものとして、高減衰積層ゴム体、積層ゴム体と粘性ダンパーとの組合せ、摩擦振り子式装置、等が採用される。
【００１５】
図５に示す配置態様においては、本浮上り防止装置Ｓは免震支持装置Ｄとは独立し、建物の周辺に沿って配されたものである。しかし、それ以外の配置態様を除外するものではない。
【００１６】
叙上の構成よりなる本浮上り防止装置Ｓは、叙上のとおり免震支持装置Ｄに付置されて、以下の作用を発揮する。
通常の状態すなわち平常状態において、上部構造Ｇの荷重は免震支持装置Ｄを介して下部構造Ｂに伝達され、かつ、該免震支持装置Ｄの所定の横剛性により上部構造Ｇは横揺れを生じることがない。このとき、本浮上り防止装置Ｓは格別の作用を発揮せず、換言すれば、上述の免震支持装置Ｄの機能を何ら阻害することはない。
【００１７】
台風時等における強風が本浮上り防止装置Ｓの設置された上部構造Ｇに横風として作用すると、上部構造Ｇが軽量であるのに加え、免震支持装置Ｄの横剛性が小さく採られているので、横揺れとともに浮上りが生じる。本浮上り防止装置Ｓにおいては、縦剛性水平可撓部材３はこの横変位を何ら拘束することなく追従するが、浮上がりに対してはその縦剛性をもって抵抗する。
横揺れは免震支持装置Ｄのエネルギー吸収作用により直ちに吸収される。
【００１８】
地震動が生じたとき、基礎Ｂの振動は免震支持装置Ｄを介して上部構造Ｇに伝わるが、免震支持装置Ｄにより上部構造Ｇの揺れは長周期化され、上部構造Ｇの固有周期と共振することがない。しかして、免震支持装置Ｄの鉛プラグの塑性変形に伴うエネルギー吸収作用により、振動は低減される。
上部構造Ｇの横揺れが大きくなる場合、該上部構造Ｇには有害なロッキング現象を生じることになるが、本浮上り防止装置Ｓはその縦剛性をもってこれに抵抗し、浮上りを阻止する。
また、地震波に含まれる縦振動も本浮上り防止装置Ｓにより拘束されることは勿論である。
【００１９】
本第１構成の浮上り防止装置Ｓを有する免震構造系によれば、免震支持装置Ｄの機能を阻害することなく、強風等による軽量な上部構造Ｇの浮上りを有効に阻止する。
また、本浮上り防止装置Ｓは、構成が簡単であり、かつ、上部構造Ｇと下部構造Ｂとに介装させる設置作業も容易になされ、経済的な浮上り防止対策を実現できる。
【００２０】
図６及び図７に本発明の他の態様（第２構成例）の浮上り防止装置を示す。図において、先の第１構成例と同等の部材に付いては同一の符号が付されている。
この浮上り防止装置Ｓ１は、ケーシング１及び柱状部材２に付いては先の構成例に準じるが、縦剛性水平可撓部材３Ａは２枚の平板状の鋼板２１をＶ字状に突き合わせ、この突き合わせ部に蝶番２２をもって開閉自在に接合してなる。そして、各鋼板２１の他端部を蝶番２３をもってケーシング１及び柱状部材２に固定してなる。
これにより、縦剛性水平可撓部材３Ａは３つの蝶番２２，２３を介して屈撓自在となる。
【００２１】
図８に本発明の更に他の態様（第３構成例）の浮上り防止装置を示す。
この第３構成例の浮上り防止装置Ｓ２において、縦剛性水平可撓部材３Ｂは、円環状に形成した曲がり板ばね２５を使用した態様、換言すれば曲がり板ばねを２個対として配した態様、を採る。該縦剛性水平可撓部材３Ｂの曲がり板ばね２５は取付けボルト２６をもってケーシング１及び柱状部材２に取り付けられる。
【００２２】
図９は更に他の態様（第４構成）の浮上り防止装置を示す。
この第４構成の浮上り防止装置Ｓ３において、縦剛性水平可撓部材３Ｃが特徴を有し、鋼板２８をＶ字状に蝶番２９を介して突き合わせ、これを相対向して配し、蝶番３０をもってケーシング１及び柱状部材２に取り付けられる。
【００２３】
図１０及び図１１は本発明の実施形態の浮上り防止装置を示す。
この実施形態の浮上り防止装置Ｓ４は、ケーシング１及び縦剛性水平可撓部材３に付いては第１構成例に準じ、柱状部材２Ａはその四角柱体相当部において、複合構造を採る。すなわち、この柱状部材２Ａの四角柱体３２は、曲がり板ばね１６が取り付けられ、中心に貫通孔３３ａが形成された外側体３３と、該外側体３３の貫通孔３３ａに挿入される中心体３４と、該中心体３４の下端に取り付けられるストッパー３５と、からなる。中心体３４の上面は外側体３３との間に間隙αを存する。なお、中心体３４の上端は上板１３に固設され、ストッパー３５は中心体３４のねじ孔に螺合されて固定される。外側体３３と中心体３４とは上下に相対動自在となる。
この構成によれば、免震支持装置Ｄの水平方向の変位に伴い、該免震支持装置Ｄに高さ方向に生じる若干の変位を間隙αにより吸収するものである。
【００２４】
この柱状部材２Ａの構成は、他の構成例にも当然適用できるものである。
【００２５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包含されるものである。
1)叙上の各実施形態では、ケーシング１は下部構造Ｂ側に、柱状部材２は上部構造Ｇ側に固設されてなるが、これらとは逆の取付け態様、すなわち、ケーシング１を上部構造Ｇ側に、柱状部材２を下部構造Ｂ側に取り付けても同等の機能を発揮するものである。この場合、ケーシング１は下方に開口するものであり、柱状部材２の柱体１４はこのケーシング１の開口より挿入されることは勿論である。
2)叙上の各実施形態では、ケーシング１及び該ケーシング１に対応して柱状部材２は四角形状を採っているが、本発明の目的に合致する範囲内でその他の形状を除外するものではなく、三角形状、五角形状等の多角形状を採りうる。
3)図１０、図１１の図例において、外側体３３の孔３３ａの形状は円孔に限らず、楕円形状、三角形状、四角形状、その他の多角形状を採りうる。
4)同じく図１０、図１１の図例において、外側体３３の外端面とストッパ３５との間にコイルばね材３６を介装させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の免震構造系によれば、免震支持装置の機能を阻害することなく、強風等による軽量な上部構造の浮上りを有効に阻止する。
また、本発明の浮上り防止装置は、構成が簡単であり、かつ、上部構造と下部構造とに介装させる設置作業も容易になされ、経済的な浮上り防止対策を実現できる。加えて、高さ方向の変位成分の吸収作用により、横方向変位に伴う本浮上り防止装置内に過大な応力の発生が生じず、本浮上り防止装置の耐久性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一態様（第１構成例）の免震構造系における浮上り防止装置の縦断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）。
【図２】 図１のII−II線断面図。
【図３】 図１のIII 部の拡大断面図。
【図４】 免震構造系における配置断面図。
【図５】 その配置平面図。
【図６】 本発明の他の態様（第２構成例）の浮上り防止装置の縦断面図（図７のVI-VI 線断面図）。
【図７】 図６のVII-VII 線断面図。
【図８】 本発明の更に他の態様（第３構成例）の浮上り防止装置の縦断面図。
【図９】 本発明の更に他の態様（第４構成例）の浮上り防止装置の縦断面図。
【図１０】 本発明の一実施形態の浮上り防止装置の縦断面図。図）。
【図１１】 図１０のXI-XI 線断面図。
【符号の説明】
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…浮上り防止装置、Ｄ…免震支持装置、Ｇ…上部構造、Ｂ…下部構造、１…ケーシング、２…柱状部材、３…縦剛性水平可撓部材
Claims (2)
- 軽量構造物の上部構造と下部構造との間に、鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる軽量構造物の構造系において、前記免震支持装置と一対もしくは独立して使用される装置であって、
下部構造側に設置され、上方に開口する箱体を主体とするケーシングと、
上部構造側に設置され、前記ケーシング内に挿入される柱体を主体とする柱状部材と、
前記ケーシング内に配され、前記ケーシングと前記柱状部材との間に介装される縦方向に折り曲げてなる曲がり板ばねによる縦剛性水平可撓部材、または各２枚の鋼板をＶ字状になし、各端部を蝶番を介して折り曲げ自在とした縦剛性水平可撓部材と、からなり、
柱状部材の柱体は、縦剛性水平可撓部材の取り付けられる外側体と該外側体内に摺動自在に嵌挿される中心体とから構成されてなる、
ことを特徴とする免震構造系における浮上り防止装置。 - 軽量構造物の上部構造と下部構造との間に、鉛直支持機能を有し、水平方向の下部構造からの振動伝達を低減しかつ水平変位に伴う上部構造の運動エネルギー吸収能を有する免震支持装置が介装されてなる軽量構造物の構造系において、
下部構造側に設置され、上方に開口する箱体を主体とするケーシングと：上部構造側に設置され、前記ケーシング内に挿入される柱体を主体とする柱状部材と：前記ケーシング内に配され、前記ケーシングと前記柱状部材との間に介装される縦方向に折り曲げてなる曲がり板ばねによる縦剛性水平可撓部材または各２枚の鋼板をＶ字状になし、各端部を蝶番を介して折り曲げ自在とした縦剛性水平可撓部材と：からなり、前記柱状部材の柱体は、縦剛性水平可撓部材の取り付けられる外側体と該外側体内に摺動自在に嵌挿される中心体とから構成されてなる浮上り防止装置が、前記免震支持装置と一対もしくは独立して使用され、前記縦剛性水平可撓部材の鉛直方向の剛性をもって上部構造の上方への変位を拘束する、
ことを特徴とする免震構造系。
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