JP4631275B2 - 積層ゴム免震支承装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、構造物を免震支持する積層ゴム免震支承装置を基礎又は構造物に取り付けるための取付構造に関する。

特開平１０−３０６６１６号公報 特開平１０−３１７７１５号公報 特開平１１−１５３１９１号公報 特開平１１−１８２０９１号公報 特開２００１−９８７９０号公報 特開２００１−１２４１４２号公報

粘弾性層と剛性層とを互いに加硫接着して交互に積層してなる積層ゴム免震支承装置は、基礎と構造物との間に介装されて地震等による基礎の振動に対して構造物の振動を免震し構造物の損壊を防止する。

積層ゴム免震支承装置は、構造物の鉛直方向の荷重に対しては剛性を示し地震等による基礎の水平方向の振動に対しては弾性を示すようになっている結果、構造物を支持できて上述の通りの免震効果を発揮できるが、粘弾性層と剛性層とを互いに加硫接着してなる積層ゴムを用いるものであるから鉛直方向の引張り力に対してはそれ程大きな抵抗力を有していない。

ところで、近年で益々多く建築される超高層建物にも免震支承装置が用いられているが、超高層建物のアスペクト比（塔状比）が大きくなると、地震、風等による超高層建物の振動、横揺れの際に免震支承装置に大きな鉛直方向の引張り力が作用する場合があり、斯かる大きな鉛直方向の引張り力を生じさせる超高層建物に対して積層ゴム免震支承装置を用いるとその積層ゴムに損壊が生じたり粘弾性層にボイド等の内部欠陥が生じて免震機能が得られなくなる虞がある。

以上の問題点を解決しようとして特許文献１から６に記載の技術が提案されているが、いずれも構造が複雑であってコストアップを招来し取付構造としてそれ程満足し得るものではない。

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、積層ゴム免震支承装置へ大きな鉛直方向の引張り力が作用することを防止できて大きな鉛直方向の引張り力に起因する積層ゴム免震支承装置の損壊の虞をなくし得、而して、アスペクト比の大きい構造物にも積層ゴム免震支承装置を用いることができる上に、構造が簡単であって安価に構成し得る積層ゴム免震支承装置の取付構造を提供することにある。

積層ゴム免震支承装置を基礎又は構造物に取り付けるための本発明の第一の態様の積層ゴム免震支承装置の取付構造では、積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されている取付板は、当該積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部よりも外側において基礎又は構造物の取付面に基礎又は構造物に固着された複数のボルトを介して水平方向に関して不動に係止されており、各ボルトが貫通する取付板の各貫通孔は、積層ゴム免震支承装置に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に、ボルトによる取付板の基礎又は構造物の取付面への係止部が積層ゴム免震支承装置の一方の端面の中央部を中心とした放射方向に移動できるように、当該放射方向に伸びる長孔となっている。

第一の態様の取付構造によれば、積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されている取付板を基礎又は構造物の取付面に水平方向に関して不動に係止する各ボルトが貫通する各貫通孔は、ボルトによる取付板の基礎又は構造物の取付面への係止部が積層ゴム免震支承装置の一方の端面の中央部を中心とした放射方向に移動できるように、当該放射方向に伸びる長孔となっている結果、大きな力で構造物が基礎から離反するように浮き上がる際に、取付板の基礎又は構造物の取付面への係止部の放射方向への移動と共に取付板の積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部と取付板の基礎又は構造物の取付面への係止部との間の部分に変形を生じさせることができ、而して、この変形により積層ゴム免震支承装置へ大きな鉛直方向の引張り力が作用することを防止でき、しかも、大きな鉛直方向の引張り力の積層ゴム免震支承装置への作用を取付板でもって防止できる結果、構造が簡単であって安価に構成し得る。

積層ゴム免震支承装置の一方の端面を例えば基礎に取り付けるために本発明の取付構造を適用する場合に、積層ゴム免震支承装置の他方の端面を構造物に取り付けるためにも本発明の取付構造を適用してもよく、この逆に、積層ゴム免震支承装置の一方の端面を例えば構造物に取り付けるために本発明の取付構造を適用する場合に、積層ゴム免震支承装置の他方の端面を基礎に取り付けるためも本発明の取付構造を適用してもよい。

本発明ではその第二の態様の取付構造のように、ボルトは膨大頭部を有しており、各貫通孔の周りの取付板は、ボルトの膨大部と基礎又は構造物の取付面との間に当該ボルトの膨大部と基礎又は構造物の取付面とに対して摺動自在となって介在していても、その第三の態様の取付構造のように、ボルトにはナットが螺合されており、各貫通孔の周りの取付板は、ナットと基礎又は構造物の取付面との間に当該ナットと基礎又は構造物の取付面とに対して摺動自在となって介在していてもよい。

取付板は、好ましくは本発明の第四の態様の取付構造のように、積層ゴム免震支承装置の一方の端面の外縁よりも外側において基礎又は構造物の取付面に複数のボルトを介して水平方向に関して不動に係止されている。

取付板は、本発明の第五の態様の取付構造のように他のボルトを介して積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されていても、これと共に又はこれに代えて、本発明の第六の態様の取付構造のように積層ゴム免震支承装置の一方の端面に加硫接着されて固着されていてもよい。また取付板は、本発明の第七の態様の取付構造のように、積層ゴム免震支承装置の一方の端面の外縁の内側で当該積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着され、本発明の第八の態様の取付構造のように、積層ゴム免震支承装置に一定以上の積層方向の引張り力が加えられようとする場合に、少なくとも積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部を除く部分で変形を生じて基礎又は構造物の取付面から離反するような剛性を有しているとよく、取付板の変形は弾性変形であることが好ましいが多少の塑性変形があってもよい。

長孔からなる各貫通孔は、本発明の第九の態様の取付構造のように放射方向において取付板の外縁に至る前で閉口又は取付板の外縁で開口している。

積層ゴム免震支承装置は、好ましい例では本発明の第十の態様の取付構造のように粘弾性層と剛性層とが互いに加硫接着されて交互に積層されている積層ゴムを有しており、好ましい他の例では本発明の第十一の態様の取付構造のように粘弾性層と剛性層とが互いに加硫接着されて交互に積層されていると共に積層方向に伸びた少なくとも一つの円柱状の中空部を有した積層ゴムと、この積層ゴムの中空部に充填された鉛プラグとを有している。

積層ゴム免震支承装置は、本発明の第十二の態様の取付構造のようにその他方の端面に固着された更に他の取付板を介して構造物又は基礎の取付面に固着されており、斯かる他の取付板は、本発明の第十三の態様の取付構造のようにボルト又は加硫接着を介して積層ゴム免震支承装置の他方の端面に固着されているとよく、ここで、第十又は第十一の態様の取付構造のように粘弾性層と剛性層とを互いに加硫接着して交互に積層してなる積層ゴムを積層ゴム免震支承装置が有している場合には、他の取付板は、積層ゴムの他方の端面の剛性層、好ましくは厚肉剛性層に螺着されたボルトを介して積層ゴム免震支承装置の他方の端面に固着されていても、積層ゴムの他方の端面の粘弾性層への加硫接着を介して積層ゴム免震支承装置の他方の端面に固着されていてもよい。

本発明によれば、積層ゴム免震支承装置へ大きな鉛直方向の引張り力が作用することを防止できて大きな鉛直方向の引張り力に起因する積層ゴム免震支承装置の損壊の虞をなくし得、而して、アスペクト比の大きい構造物にも積層ゴム免震支承装置を用いることができる上に、構造が簡単であって安価に構成し得る積層ゴム免震支承装置の取付構造を提供することができる。

次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何等限定されないのである。

図１から図３において、積層ゴム免震支承装置１を基礎２又は構造物３、例えば基礎２に取り付けるための本例の取付構造４では、積層ゴム免震支承装置１の一方の端面、本例では下端面５に当該下端面５の環状の外縁６の内側で複数のボルト７を介して固着された取付板８は、積層ゴム免震支承装置１の下端面５への固着部（複数のボルト７の螺合部位）よりも外側であって外縁６よりも外側において基礎２の取付面９に基礎２に固着された複数のボルト、本例ではアンカーボルト１０を介して水平方向Ｈに関して不動に係止されており、各アンカーボルト１０が貫通する取付板８の各貫通孔１１は、積層ゴム免震支承装置１に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に、アンカーボルト１０による取付板８の基礎２の取付面９への各係止部（アンカーボルト１０の周りの取付板８の部位）が積層ゴム免震支承装置１の下端面５の中央部を中心とした放射方向Ｒに移動できるように、当該放射方向Ｒに伸びる長孔となっている。

アスペクト比が大きい高層建築物からなる構造物３の鉛直方向の荷重を受けて当該構造物３を支持する積層ゴム免震支承装置１は、ゴム、高減衰ゴム等からなる複数の環状の粘弾性層２１と鋼板等からなる複数の環状の剛性層２２とが互いに加硫接着されて交互に積層されていると共に積層方向に伸びた円柱状の中空部２３を有した積層ゴム２４と、積層ゴム２４の中空部２３に充填された鉛プラグ２５とを有しており、剛性層２２は、下端面５側に配された環状の厚肉鋼板からなる剛性層２６と、他方の端面である上端面２７側に配された環状の厚肉鋼板からなる剛性層２８と、剛性層２６と剛性層２８との間に配された複数枚の環状の薄肉鋼板からなる剛性層２９とからなり、斯かる積層ゴム免震支承装置１において、取付板８は積層ゴム２４の一方の端面でもある下端面５の剛性層２６に螺着されたボルト７を介して積層ゴム免震支承装置１の下端面５に固着されている。

積層ゴム免震支承装置１は、その他方の端面である上端面２７に固着された更に他の取付板３１を介して構造物３の下面３２に固着されており、構造物３に埋め込まれた複数のスタッドボルト３３を介して構造物３に固着された円盤状の鋼板からなる取付板３１は、ボルト又は加硫接着を介して、本例では複数のボルト３４を介して積層ゴム免震支承装置１の上端面２７に固着、より具体的には積層ゴム２４の上端面２７側の剛性層２８に螺着された複数のボルト３４を介して積層ゴム免震支承装置１の上端面２７に固着されている。

円盤状の取付板８において長孔からなる各貫通孔１１は、放射方向Ｒにおいて取付板８の外縁３５に至る前で閉口しており、基礎２に埋設されているアンカーボルト１０の夫々にはナット３６が螺合されており、各貫通孔１１の周りの取付板８は、ナット３６と基礎２の取付面９との間に当該ナット３６と基礎２の取付面９とに対して摺動自在となって介在している。

以上の取付構造４は、地震が生じて基礎２が水平方向Ｈに振動すると、斯かる基礎２の振動を積層ゴム２４に伝達することになり、積層ゴム２４はその粘弾性層２１を介して水平方向Ｈに剪断変形して基礎２の水平方向Ｈの振動に拘わらず構造物３を免震して支持すると共に構造物３の水平方向Ｈの振動を鉛プラグ２５の塑性変形で早期に減衰させる。

ところで、大きな地震又は風により構造物３が水平方向Ｈに振動すると共に構造物３のロッキングで基礎２から構造物３が浮き上がろうとして積層ゴム免震支承装置１の積層ゴム２４に一定以上の積層方向の引張り力が加えられようとすると、図４に示すように、取付板８は、基礎２の取付面９への係止部（アンカーボルト１０の周りの部位）の放射方向Ｒへの移動と共に積層ゴム２４の下端面５への固着部（ボルト７の部位）及び基礎２の取付面９への係止部（アンカーボルト１０の周りの部位）を除く環状の部分３７で変形を生じて基礎２の取付面９から離反して積層ゴム免震支承装置１の積層ゴム２４に一定以上の積層方向の引張り力が加えられられないようにする。

このように取付板８は、積層ゴム免震支承装置１に一定以上の積層方向の引張り力が加えられようとする場合、積層ゴム免震支承装置１の下端面５への固着部及び基礎２の取付面９への係止部を除く部分３７で変形を生じて基礎２の取付面９から離反するような剛性を有している。

以上の取付構造４によれば、積層ゴム免震支承装置１に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に、積層ゴム免震支承装置１の下端面５に固着されている取付板８を基礎２の取付面９に水平方向Ｈに関して不動に係止する各アンカーボルト１０が貫通する各貫通孔１１は、アンカーボルト１０による取付板８の基礎２の取付面９への係止部が積層ゴム免震支承装置１の下端面５の中央部を中心とした放射方向Ｒに移動できるように、当該放射方向Ｒに伸びる長孔となっていると共各貫通孔１１の周りの取付板８は、ナット３６と基礎２の取付面９との間に、当該ナット３６と基礎２の取付面９とに対して摺動するように摺動自在となって介在している結果、大きな力で構造物３が基礎２から離反するように浮き上がろうとして積層ゴム免震支承装置１に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる際に、取付板８の基礎２の取付面９への係止部の放射方向Ｒへの移動（摺動）と共に取付板８の積層ゴム免震支承装置１の下端面５への固着部と取付板８の基礎２の取付面９への係止部との間の部分３７に変形を生じさせることができ、而して、この変形により積層ゴム免震支承装置１へ大きな鉛直方向の引張り力が作用することを防止でき、しかも、大きな鉛直方向の引張り力の積層ゴム免震支承装置１への作用を取付板８でもって防止できる結果、構造が簡単であって安価に構成し得る。

ところで取付構造４を用いる積層ゴム免震支承装置１としては、図５に示すような積層ゴム免震支承装置１でもよく、斯かる積層ゴム免震支承装置１は、鉛プラグ２５を有しないで、ゴム、高減衰ゴム等からなる複数の円盤状の粘弾性層２１と鋼板等からなる複数の円盤状の剛性層２２とが互いに加硫接着されて交互に積層されている円柱状の積層ゴム２４を有しており、剛性層２２は、下端面５側に配された円盤状の厚肉鋼板からなる剛性層２６と、他方の端面である上端面２７側に配された円盤状の厚肉鋼板からなる剛性層２８と、剛性層２６と剛性層２８との間に配された複数枚の円盤状の薄肉鋼板からなる剛性層２９とからなる。

また、図５及び図６に示すように夫々が放射方向Ｒにおいて外縁３５で開口している長孔からなる複数の貫通孔１１を有した取付板８を用いて取付構造４を具体化してもよく、斯かる外縁３５で開口している長孔からなる貫通孔１１と外縁３５で閉口している長孔からなる貫通孔１１とが混在した取付板８を用いて取付構造４を具体化してもよい。

更に上記では貫通孔１１の周りの取付板８をナット３６と基礎２の取付面９との間に当該ナット３６と基礎２の取付面９とに対して摺動自在となって介在させたが、これに代えて、膨大頭部を有したボルト１０を用いて各貫通孔１１の周りの取付板８をボルト１０の膨大部と基礎２の取付面９との間に当該ボルト１０の膨大部と基礎２の取付面９とに対して摺動自在となって介在させてもよい。

取付板８は、積層ゴム２４の下端面５側が剛性層２２に代えて粘弾性層２１からなる場合には、斯かる粘弾性層２１への加硫接着を介して積層ゴム免震支承装置１の下端面５に加硫接着されて固着されていてもよく、取付板３１も同様であって、積層ゴム２４の上端面２７側が剛性層２２に代えて粘弾性層２１からなる場合には、粘弾性層２１への加硫接着を介して積層ゴム免震支承装置１の上端面２７に加硫接着されて固着されていてもよい。

また上記例では取付構造４を基礎２及び積層ゴム免震支承装置１の間に介在させたが、これに代えて若しくはこれと共に構造物３及び積層ゴム免震支承装置１の間に介在させてもよく、更に、上記では積層ゴム免震支承装置１並びに取付板８及び３１の夫々を円柱状並びに円盤状に構成したが、本発明はこれらに限定されず角柱状並びに角板状（四角及び多角形を含む）に構成してもよい。

本発明の好ましい実施の形態の一例の断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線矢視断面説明図である。 図１に示す取付板の平面図である。 図１に示す例の動作説明図である。 本発明の好ましい実施の形態の他の例の断面図である。 図５に示す取付板の平面図である。

符号の説明

１ 積層ゴム免震支承装置
２ 基礎
３ 構造物
４ 取付構造
５ 下端面
６ 外縁
７ ボルト
８ 取付板
９ 取付面
１０ アンカーボルト
１１ 貫通孔

Claims (11)

1. 積層ゴム免震支承装置を基礎又は構造物に取り付けるための取付構造であって、積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されている取付板は、当該積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部よりも外側において基礎又は構造物の取付面に基礎又は構造物に固着された複数のボルトを介して水平方向に関して不動であって、且つ、少なくとも積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部を除く部分で基礎又は構造物の取付面から離反できるように係止されており、各ボルトが貫通する取付板の各貫通孔は、積層ゴム免震支承装置に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に、ボルトによる取付板の基礎又は構造物の取付面への各係止部が積層ゴム免震支承装置の一方の端面の中央部を中心とした放射方向に移動できるように、当該放射方向に伸びる長孔となっており、ボルトは、膨大頭部を有しており、各貫通孔の周りの取付板は、ボルトの膨大部と基礎又は構造物の取付面との間に、積層ゴム免震支承装置に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に当該ボルトの膨大部と基礎又は構造物の取付面とに対して摺動するように摺動自在となって介在している積層ゴム免震支承装置の取付構造。
2. 積層ゴム免震支承装置を基礎又は構造物に取り付けるための取付構造であって、積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されている取付板は、当該積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部よりも外側において基礎又は構造物の取付面に基礎又は構造物に固着された複数のボルトを介して水平方向に関して不動であって、且つ、少なくとも積層ゴム免震支承装置の一方の端面への固着部を除く部分で基礎又は構造物の取付面から離反できるように係止されており、各ボルトが貫通する取付板の各貫通孔は、積層ゴム免震支承装置に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に、ボルトによる取付板の基礎又は構造物の取付面への各係止部が積層ゴム免震支承装置の一方の端面の中央部を中心とした放射方向に移動できるように、当該放射方向に伸びる長孔となっており、ボルトにはナットが螺合されており、各貫通孔の周りの取付板は、ナットと基礎又は構造物の取付面との間に、積層ゴム免震支承装置に一定以上の積層方向の引張り力が加えられる場合に当該ナットと基礎又は構造物の取付面とに対して摺動するように摺動自在となって介在している積層ゴム免震支承装置の取付構造。
3. 取付板は、積層ゴム免震支承装置の一方の端面の外縁よりも外側において基礎又は構造物の取付面に複数のボルトを介して水平方向に関して不動に係止されている請求項１又は２に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
4. 取付板は、他のボルトを介して積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されている請求項１から３のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
5. 取付板は、積層ゴム免震支承装置の一方の端面に加硫接着されて固着されている請求項１から４のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
6. 取付板は、積層ゴム免震支承装置の一方の端面の外縁よりも内側で当該積層ゴム免震支承装置の一方の端面に固着されている請求項１から５のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
7. 長孔からなる各貫通孔は、放射方向において取付板の外縁に至る前で閉口又は取付板の外縁で開口している請求項１から６のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
8. 積層ゴム免震支承装置は、粘弾性層と剛性層とが互いに加硫接着されて交互に積層されている積層ゴムを有している請求項１から７のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
9. 積層ゴム免震支承装置は、粘弾性層と剛性層とが互いに加硫接着されて交互に積層されていると共に積層方向に伸びた少なくとも一つの円柱状の中空部を有した積層ゴムと、この積層ゴムの中空部に充填された鉛プラグとを有している請求項１から７のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
10. 積層ゴム免震支承装置は、その他方の端面に固着された他の取付板を介して構造物又は基礎の取付面に固着されている請求項１から９のいずれか一項に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。
11. 他の取付板は、ボルト又は加硫接着を介して積層ゴム免震支承装置の他方の端面に固着されている請求項１０に記載の積層ゴム免震支承装置の取付構造。

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