JP4740914B2 - Elastic bearings for structures - Google Patents
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Description
本発明は、橋梁、建物、機械等を支承するのに好適な構造物用弾性支承体、特に橋梁用弾性支承体に関する。 The present invention relates to an elastic bearing for a structure suitable for supporting a bridge, a building, a machine, etc., and more particularly to an elastic bearing for a bridge.
従来から、橋梁等の上部構造物と、橋脚等の下部構造物との間には、構造物用弾性支承体が配置され、上部構造物から作用する力を下部構造物に伝達し、上部構造の荷重の載荷によるたわみやねじれ変形の吸収をしている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, an elastic support for a structure has been arranged between an upper structure such as a bridge and a lower structure such as a pier, and the force acting from the upper structure is transmitted to the lower structure, so that the upper structure It absorbs deflection and torsional deformation caused by the loading of the load (for example, see Patent Document 1).
図７（ａ），（ｂ）は、特許文献１に記載されている構造物用弾性支承体を示す部分断面図である。これらの図面のうち、図７（ａ）は、橋軸方向から見た図であり、図７（ｂ）は、橋軸直角方向から見た図である。図８は、図７（ａ）に示した構造物用弾性支承体に作用する鉛直荷重を示す概略説明図である。
7 (a) and 7 (b) are partial cross-sectional views showing the elastic support body for a structure described in
図７（ａ），（ｂ）に示すように、この構造物用弾性支承体１０１は橋梁用弾性支承体であり、上部構造物１０７にソールプレート１０２を介して固定される上沓１１２（上枠）と、下部構造物（不図示）にベースプレート１０３を介して固定される下沓１１３（下枠）と、これらの間に配設された弾性層１１４とを備えている。
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), this structural
下沓１１３には、上沓１１２と相対する面に、略円柱形状の第１の凸部１１３ａと、該第１の凸部１１３ａから離隔しかつ第１の凸部１１３ａを囲む略円筒形状の第２の凸部１１３ｂとが形成されている。
The
一方、上沓１１２には、下沓１１３と相対する面で、かつ第１の凸部１１３ａおよび第２の凸部１１３ｂに対応する位置に、これらと嵌合する第１の凹部１１２ａおよび第２の凹部１１２ｂが形成されている。そして、これらの上沓１１２と下沓１１３が弾性層１１４を介して嵌合することで嵌合部が形成されている。
On the other hand, the
この支承体１０１では、前記嵌合部における鉛直方向から見た上沓１１２の下面と、該下面に対向する下沓１１３の上面と、これらの間に配設された弾性層１１４とによって鉛直荷重が支持されると共に、前記嵌合によって水平荷重が支持されるので、この支承体１０１のみで鉛直荷重だけでなく水平荷重をも支持することができ、支承の小型化、軽量化、構造の簡略化等が可能になる。
In this
ところが、図８に示すように、上部構造物１０７から生じる鉛直荷重が上沓１１２に作用する領域Ｓ２よりも、鉛直荷重を支持する領域Ｓ１が小さいため、上部構造物１０７から生じる鉛直荷重により上沓１１２に曲げ（曲げモーメント）が発生してしまう。そのため、その力に抵抗できるだけの耐力が上沓１１２に必要となり、板厚などが厚くなってしまう。したがって、性能を損なうことなく、より一層上沓の厚さを薄くして、小型化、軽量化し、支承の高さを低くすることができる構造物用弾性支承体が要望されていた。
本発明の課題は、上枠に曲げモーメントが発生するのを抑制することによって、より小型化、軽量化させ、支承の高さを低くすることができると共に、コストを削減することができる構造物用弾性支承体を提供することである。 An object of the present invention is to reduce the size and weight of the upper frame by suppressing the bending moment from occurring in the upper frame, to reduce the height of the support, and to reduce the cost. It is to provide an elastic bearing body.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）上部構造物側に固定される上枠と、下部構造物側に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備え、前記下枠には、前記上枠と相対する面に凹部が形成され、上枠が、前記弾性層を介して前記凹部に嵌合し嵌合部が形成されており、前記嵌合部によって水平荷重を支持する構造物用弾性支承体であって、 前記嵌合状態において、前記弾性層の外縁部は、前記上枠の外縁部と同じか、または該上枠の外縁部よりも外方に位置しており、前記下枠の外縁部は、前記弾性層の外縁部と同じか、または該弾性層の外縁部よりも外方に位置していることを特徴とする構造物用弾性支承体。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found a solution means having the following configuration, and has completed the present invention.
(1) An upper frame that is fixed to the upper structure side, a lower frame that is fixed to the lower structure side, and an elastic layer disposed between them are provided, and the lower frame includes the upper frame A concave portion is formed on a surface facing the upper portion, and an upper frame is fitted into the concave portion via the elastic layer to form a fitting portion, and the elastic bearing for a structure that supports a horizontal load by the fitting portion. In the fitted state, the outer edge portion of the elastic layer is the same as the outer edge portion of the upper frame or located outward from the outer edge portion of the upper frame, and The structure according to
（２）上部構造物に固定される上枠と、下部構造物に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備え、前記上枠には、前記下枠と相対する面に、凹部および／または凸部が形成され、前記下枠には、前記上枠と相対する面で、かつ、前記上枠の凹部および／または凸部に対応する位置に、これらと嵌合する凸部および／または凹部が形成され、これらの上枠と下枠が前記弾性層を介して嵌合し、複数の嵌合部が形成されており、前記嵌合部によって水平荷重を支持する構造物用弾性支承体であって、前記嵌合状態において、前記弾性層の外縁部は、前記上枠の外縁部と同じか、または該上枠の外縁部よりも外方に位置しており、前記下枠の外縁部は、前記弾性層の外縁部と同じか、または該弾性層の外縁部よりも外方に位置していることを特徴とする構造物用弾性支承体。
(2) An upper frame that is fixed to the upper structure, a lower frame that is fixed to the lower structure, and an elastic layer disposed between the upper frame and the upper frame. A concave portion and / or a convex portion are formed on the surface to be fitted, and the lower frame is fitted to the lower frame on a surface facing the upper frame and at a position corresponding to the concave portion and / or the convex portion of the upper frame. Protruding parts and / or concave parts are formed, and the upper frame and the lower frame are fitted via the elastic layer to form a plurality of fitting parts, and a horizontal load is supported by the fitting parts. In the fitting state, the outer edge portion of the elastic layer is the same as the outer edge portion of the upper frame or is located outward from the outer edge portion of the upper frame. And the outer edge of the lower frame is the same as the outer edge of the elastic layer, or is located outward from the outer edge of the elastic layer. Structure elastic scaffold characterized by Rukoto.
（３）少なくとも鉛直方向から見た前記上枠の下面と、該下面に対向する前記下枠の上面との間には、前記弾性層が介在している前記（１）または（２）記載の構造物用弾性支承体。
（４）前記上枠および下枠は、前記弾性層を介して接着されている前記（１）〜（３）のいずれかに記載の構造物用弾性支承体。
(3) The elastic layer is interposed between the lower surface of the upper frame viewed from at least the vertical direction and the upper surface of the lower frame facing the lower surface. Elastic support for structures.
(4) The elastic support for a structure according to any one of (1) to (3), wherein the upper frame and the lower frame are bonded via the elastic layer.
前記（１）の支承体によれば、前記嵌合状態において、弾性層の外縁部を上枠の外縁部と同じか、または上枠の外縁部よりも外方に位置させ、下枠の外縁部を弾性層の外縁部と同じか、または弾性層の外縁部よりも外方に位置させる。各外縁部がこのような特定の位置関係に配置されると、上部構造物から生じる鉛直荷重により、上枠に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）。したがって、上枠の厚さを薄くでき、支承の高さを低くすることができる。すなわち、上枠を小さくかつ薄くすることで、支承が小型化、軽量化でき、コスト削減にもなる。また、支承取り替えの際には、支承を小型化、軽量化したことにより既設構造物への影響を小さくすることができる。 According to the support body of (1), in the fitted state, the outer edge portion of the elastic layer is located at the same position as the outer edge portion of the upper frame or more outward than the outer edge portion of the upper frame, and the outer edge of the lower frame The part is located at the same position as the outer edge part of the elastic layer or at the outer side than the outer edge part of the elastic layer. When the outer edge portions are arranged in such a specific positional relationship, a bending moment is hardly generated in the upper frame due to the vertical load generated from the upper structure. Therefore, the thickness of the upper frame can be reduced, and the height of the support can be reduced. That is, by making the upper frame small and thin, the bearing can be reduced in size and weight, and the cost can be reduced. In addition, when the bearing is replaced, the influence on the existing structure can be reduced by reducing the size and weight of the bearing.
前記（２）の支承体によれば、前記（１）と同様に、前記嵌合状態において、弾性層の外縁部を上枠の外縁部と同じか、または上枠の外縁部よりも外方に位置させ、下枠の外縁部を弾性層の外縁部と同じか、または弾性層の外縁部よりも外方に位置させるので、前記（１）の支承体と同様の効果を奏することができる。さらに、複数の嵌合部を形成することにより、鉛直荷重を支持する領域および水平荷重を支持する領域におけるばね定数を増大させて、鉛直荷重および水平荷重に対する耐荷力を向上させることができ、単位面積当たりで支持できる鉛直荷重および水平荷重を増大させることができる。その結果、上枠の面積を小さくして単位面積当たりの鉛直荷重を増大させても、上枠には曲げモーメントが発生しにくい（しない）ので、より上枠の面積を小さくして支承を小型化できる。 According to the support body of (2), as in (1), in the fitted state, the outer edge portion of the elastic layer is the same as the outer edge portion of the upper frame or is more outward than the outer edge portion of the upper frame. Since the outer edge portion of the lower frame is positioned at the same position as the outer edge portion of the elastic layer or more outward than the outer edge portion of the elastic layer, the same effect as the support body of (1) can be obtained. . Furthermore, by forming a plurality of fitting portions, the spring constant in the region supporting the vertical load and the region supporting the horizontal load can be increased, and the load resistance against the vertical load and the horizontal load can be improved. The vertical load and horizontal load that can be supported per area can be increased. As a result, even if the area of the upper frame is reduced and the vertical load per unit area is increased, the upper frame is unlikely to generate a bending moment. Can be
前記（３）によれば、少なくとも鉛直方向から見た前記上枠の下面と、該下面に対向する前記下枠の上面との間には、前記弾性層が介在している。この弾性層が介在している領域、すなわち上枠の前記下面と、下枠の前記上面と、これらの間に配設された前記弾性層とによって鉛直荷重が支持される。
前記（４）によれば、上枠および下枠は弾性層を介して接着されているので、地震時等に生じる上揚力に対して、上枠と下枠とが離れることなく抵抗することができる。
According to (3), the elastic layer is interposed between the lower surface of the upper frame viewed from at least the vertical direction and the upper surface of the lower frame facing the lower surface. A vertical load is supported by the region where the elastic layer is interposed, that is, the lower surface of the upper frame, the upper surface of the lower frame, and the elastic layer disposed therebetween.
According to the above (4), since the upper frame and the lower frame are bonded via the elastic layer, the upper frame and the lower frame can be resisted against the lifting force generated during an earthquake or the like. it can.
以下、本発明にかかる構造物用弾性支承体の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本実施形態にかかる構造物用弾性支承体を示す部分断面図である。これらの図面のうち、図１（ａ）は、橋軸方向から見た図であり、図１（ｂ）は、橋軸直角方向から見た図である。図２は、図１（ａ）に示した構造物用弾性支承体に作用する鉛直荷重を示す概略説明図である。 Hereinafter, an embodiment of an elastic support for a structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Fig.1 (a), (b) is a fragmentary sectional view which shows the elastic support body for structures concerning this embodiment. Among these drawings, FIG. 1 (a) is a view seen from the bridge axis direction, and FIG. 1 (b) is a view seen from the direction perpendicular to the bridge axis. FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a vertical load acting on the elastic bearing body for a structure shown in FIG.
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる構造物用弾性支承体１（以下、支承体１と言う。）は橋梁用弾性支承体であり、上部構造物１０７にソールプレート１０２を介して固定される上沓２（上枠）と、下部構造物（不図示）にベースプレート１０３を介して固定される下沓３（下枠）と、これらの間に配設された弾性層４とを備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a structural elastic support body 1 (hereinafter referred to as a support body 1) according to the present embodiment is an elastic support body for a bridge. An upper collar 2 (upper frame) fixed via a
Ｈ形鋼からなる桁である上部構造物１０７と上沓２とは、ソールプレート１０２を貫通する桁セットボルト１０４により固定されている。下沓３とベースプレート１０３とは、下沓３を貫通する固定ボルト１０５により固定されている。下部構造物と下沓３とは、ベースプレート１０３を貫通するアンカーボルト１０６により固定されている。
The
下沓３には、上沓２と相対する面に円形の凹部５が形成されている。凹部５の深さは、５〜１００ｍｍ程度、好ましくは２０〜５０ｍｍ程度であるのがよい。なお、凹部５の形状は円形に限定されるものではなく、例えば四角形等の多角形であってもよい。
A
そして、上沓２が凹部５に嵌合することにより嵌合部が形成されており、該嵌合部における鉛直方向から見た上沓２の下面６と、該下面６に対向する下沓３の上面と、これらの間に配設された弾性層４とによって鉛直荷重が支持されると共に、前記嵌合によって水平荷重が支持される。これにより、上部構造物１０７から生じる鉛直荷重・水平荷重は、上沓２から弾性層４を介して下沓３に伝わり、そして下部構造物へと伝達される。
A fitting portion is formed by fitting the
また、鉛直荷重を支持する領域に鉛直荷重が加わったとき、該領域に隣接する水平荷重を支持する領域により、鉛直荷重を支持する領域の弾性層４が鉛直荷重に対して垂直な方向（すなわち水平方向）に過度に広がるのを抑制することができる。よって、鉛直荷重を支持する領域におけるばね定数を増大させて鉛直荷重に対する耐荷力を向上させることができ、単位面積当たりで支持できる鉛直荷重を増大させることができる。 Further, when a vertical load is applied to a region that supports the vertical load, the elastic layer 4 in the region that supports the vertical load causes the elastic layer 4 in the region that supports the vertical load to be in a direction perpendicular to the vertical load (that is, It is possible to suppress excessive spread in the horizontal direction). Therefore, the spring constant in the region supporting the vertical load can be increased to improve the load resistance against the vertical load, and the vertical load that can be supported per unit area can be increased.
ここで、この嵌合状態において、弾性層４の外縁部は上沓２の外縁部よりも外方に位置しており、下沓３の外縁部は弾性層４の外縁部よりも外方に位置している。すなわち、支承体１の中央部Ｃから外方に向かって、上沓２，弾性層４および下沓３の各外縁部がこの順で配置されている。各外縁部がこのような特定の位置関係に配置されると、上沓２に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）。したがって、上沓２を小さくかつ薄くすることができ、支承体１を小型化、軽量化でき、コストを削減することができる。
Here, in this fitted state, the outer edge portion of the elastic layer 4 is located outward from the outer edge portion of the
特に、支承体１は、少なくとも鉛直方向から見た上沓２の下面６と、該下面６に対向する下沓３の上面との間には、弾性層４が介在しており、鉛直荷重を支持する領域Ｓ１と、上部構造物１０７から生じる鉛直荷重が上沓２に作用する領域Ｓ２とが等しくなるように構成されている（図２参照）。これにより、確実に上沓２に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）。なお、前記領域Ｓ１，Ｓ２が等しいとは、上沓２に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）程度に両者の領域が等しいことを意味する。
In particular, the
上沓２および下沓３は、弾性層４と加硫接着されているのが好ましい。これにより、地震時等に生じる上揚力に対して、上沓２と下沓３とが離れることなく抵抗することができる。弾性層４としては、例えばゴム層等が挙げられ、該ゴム層としては、例えば主成分であるゴム成分に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、補強剤、遅延剤、可塑剤、必要に応じて着色剤等の配合剤を配合してなる。
The
前記ゴム成分としては、例えばジエン系ゴムを使用することができる。前記ジエン系ゴムとしては、天然ゴムの他、例えばクロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の合成ゴム等が挙げられる。前記加硫剤としては、例えば硫黄、有機過酸化物、亜鉛華、マグネシア等が挙げられる。前記加硫促進助剤としては、例えば亜鉛華、ステアリン酸等が挙げられる。前記老化防止剤としては、例えばフェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物；２,６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等のフェノール系化合物；等が挙げられる。前記可塑剤としては、例えば石油系プロセス油、タール、ピッチ、天然油脂、動植物油脂、合成可塑剤等が挙げられる。前記補強剤としては、例えばカーボンブラック、シリカ、ホワイトカーボン等が挙げられる。 As the rubber component, for example, a diene rubber can be used. Examples of the diene rubber include natural rubber and synthetic rubber such as chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Examples of the vulcanizing agent include sulfur, organic peroxide, zinc white, and magnesia. Examples of the vulcanization acceleration aid include zinc white and stearic acid. Examples of the antioxidant include amine compounds such as phenyl-α-naphthylamine, N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, and N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine; And phenolic compounds such as -t-butyl-p-cresol and 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6-t-butylphenol). Examples of the plasticizer include petroleum process oil, tar, pitch, natural fats and oils, animal and vegetable fats and oils, and synthetic plasticizers. Examples of the reinforcing agent include carbon black, silica, and white carbon.
前記したゴム層に代えて、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等の他の弾性材料を使用してもよい。前記熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、ポリブタジエン等が挙げられる。前記熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリスチレン系サーモ・プラスチック・エラストマー（ＴＰＥ）、ポロオレフィン系ＴＰＥ、ポリ塩化ビニル系ＴＰＥ、ポリウレタン系ＴＰＥ（ポリウレタン系熱可塑性エラストマー：ＴＰＵ）、ポリエステル系ＴＰＥ、ポリアミド系ＴＰＥ等が挙げられる。
弾性層４の厚さは、５〜５０ｍｍ程度、好ましくは１０〜３０ｍｍ程度であるのがよい。
Instead of the rubber layer described above, other elastic materials such as a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer may be used. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin, acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, nylon, polyacetal, polyethylene terephthalate, polyvinylidene chloride, fluororesin, and polybutadiene. Can be mentioned. Examples of the thermoplastic elastomer include polystyrene-based thermoplastic elastomer (TPE), polyolefin-based TPE, polyvinyl chloride-based TPE, polyurethane-based TPE (polyurethane-based thermoplastic elastomer: TPU), polyester-based TPE, and polyamide-based TPE. Etc.
The thickness of the elastic layer 4 is about 5 to 50 mm, preferably about 10 to 30 mm.
上沓２および下沓３としては、例えば鋼板等の金属板、セラミックス、硬質プラスチック板等の材料を用いることができる。下沓３は、例えば切削加工などの公知の手段を用いて鋼板等の材料に凹部５を形成して作製することができる。上沓２の厚さは、１０〜１５０ｍｍ程度、好ましくは２０〜１００ｍｍ程度であるのがよく、下沓３の厚さは、１０〜１５０ｍｍ程度、好ましくは２０〜１００ｍｍ程度であるのがよい。
As the
上記のような支承体１は、例えば金型内に上沓２および下沓３を所定の間隔で配置し、この金型内に、ゴム成分に対して各種配合剤を配合したゴム組成物を射出等により注入して加硫成形と同時に一体に加硫接着することにより製造することができる。
The
支承体１を製造する他の方法としては、例えばゴム成分に対して各種配合剤を配合したゴム組成物を押出成形等により成形して所定厚みのゴム層を予め作製し、ついで、このゴム層からなる弾性層４と、上沓２および下沓３とを積層して接着剤等により接着する方法等が挙げられる。前記接着剤としては、例えば酢酸ビニル系、アクリル系、エチレン共重合体系、ドープセメント、モノマセメント、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の熱可塑性接着剤；クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、再生ゴム系、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系、天然ゴム系等のゴム系接着剤等が挙げられる。
As another method for manufacturing the
次に、本発明にかかる構造物用弾性支承体の他の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図３（ａ），（ｂ）は、本実施形態にかかる構造物用弾性支承体を示す部分断面図である。これらの図面のうち、図３（ａ）は、橋軸方向から見た図であり、図３（ｂ）は、橋軸直角方向から見た図である。図４は、図３（ａ）に示した構造物用弾性支承体に作用する鉛直荷重を示す概略説明図である。なお、図３および図４において、前述した図１，図２と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。 Next, another embodiment of the elastic support for a structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 3A and 3B are partial cross-sectional views showing the elastic bearing body for a structure according to the present embodiment. Among these drawings, FIG. 3 (a) is a view seen from the bridge axis direction, and FIG. 3 (b) is a view seen from the direction perpendicular to the bridge axis. FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a vertical load acting on the elastic bearing member for structure shown in FIG. 3 and 4, the same components as those in FIGS. 1 and 2 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる構造物用弾性支承体２１（以下、支承体２１と言う。）は、上部構造物１０７にソールプレート１０２を介して固定される上沓２２（上枠）と、下部構造物（不図示）にベースプレート１０３を介して固定される下沓２３（下枠）と、これらの間に配設された弾性層２４とを備えている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
上沓２２には、下沓２３と相対する面に、略円柱形状の第１の凸部２２ａと、該第１の凸部２２ａから離隔しかつ第１の凸部２２ａを囲む略円筒形状の第２の凸部２２ｂとが形成されている。
The
一方、下沓２３には、上沓２２と相対する面で、かつ第１の凸部２２ａおよび第２の凸部２２ｂに対応する位置に、これらと嵌合する第１の凹部２３ａおよび第２の凹部２３ｂが形成されている。そして、これらの上沓２２と下沓２３が弾性層２４を介して嵌合することで、嵌合部Ａ，Ｂが形成されている。
On the other hand, the
この嵌合部Ａ，Ｂにおける鉛直方向から見た上沓２２の下面と、該下面に対向する下沓２３の上面と、これらの間に配設された弾性層２４とによって鉛直荷重が支持されると共に、前記嵌合によって水平荷重が支持される。
A vertical load is supported by the lower surface of the
このように、本実施形態によれば、複数の嵌合部（嵌合部Ａ，Ｂ）を形成するので、鉛直荷重を支持する領域および水平荷重を支持する領域におけるばね定数を増大させて鉛直荷重および水平荷重に対する耐荷力を向上させることができる。すなわち、水平荷重を支持する領域の弾性層２４と鉛直荷重を支持する領域の弾性層２４とが、互いに動きを規制することによって、弾性層２４が膨出するのを抑制することができるので、鉛直荷重支持能力および水平荷重支持能力が向上する。したがって、単位面積当たりで支持できる鉛直荷重および水平荷重を増大させることができ、その結果、上沓２２の面積を小さくして単位面積当たりの鉛直荷重を増大させても上沓２２に曲げモーメントが発生しにくいので、より面積を小さくして支承を小型化できる。
Thus, according to this embodiment, since a plurality of fitting portions (fitting portions A and B) are formed, the spring constant in the region supporting the vertical load and the region supporting the horizontal load is increased. The load bearing capacity against a load and a horizontal load can be improved. In other words, the
ここで、この嵌合状態において、弾性層２４の外縁部は上沓２２の外縁部と同じ位置であり、下沓２３の外縁部は弾性層２４の外縁部よりも外方に位置している。各外縁部がこのように配置された場合であっても、前記した一実施形態にかかる支承体１と同様に、上沓２２に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）。特に、支承体２１は、弾性層２４の外縁部が上沓２２の外縁部と同じ位置に配設されている分、前記した弾性層４の外縁部が上沓２の外縁部よりも外方に位置している支承体１よりも小型化されている。
Here, in this fitted state, the outer edge portion of the
また、支承体２１は、前記一実施形態にかかる支承体１と同様に、少なくとも鉛直方向から見た上沓２２の下面と、該下面に対向する下沓２３の上面との間には、弾性層２４が介在しており、鉛直荷重を支持する領域Ｓ１と、上部構造物１０７から生じる鉛直荷重が上沓２２に作用する領域Ｓ２とが等しくなるように構成されている（図４参照）。したがって、確実に上沓２２に曲げモーメントが発生するのを抑制することができる。
Further, like the
一方、略円柱形状の第１の凸部２２ａの外周面と、上沓２２の水平面２２ｃとの交差部は曲面で構成されている。これと同様に、略円筒形状の第２の凸部２２ｂの内周面と、上沓２２の水平面２２ｃとの交差部は曲面で構成されている。第２の凸部２２ｂの外周面２２ｄは、該外周面を図３，図４に示すような形状に切欠くことによって、上方が曲面となるように構成されている。また、第１の凹部２３ａおよび第２の凹部２３ｂの内周面と、下沓２３の水平面２３ｃとの交差部は曲面で構成されている。
On the other hand, the intersection between the outer peripheral surface of the
凸部２２ａ，２２ｂおよび凹部２３ａ，２３ｂにおいて、前記曲面で構成された位置は、上部構造物１０７から生じる鉛直荷重・水平荷重による応力が集中しやすい位置である。本実施形態では、当該位置が曲面で構成されていることによって、前記応力が分散され、当該位置に応力が集中するのを回避することができる。なお、前記した鉛直方向から見た上沓２２の下面には、凸部２２ａ，２２ｂの前記曲面部分が含まれ、該下面に対向する下沓２３の上面には、凹部２３ａ，２３ｂの前記曲面部分が含まれる。
In the
また、前記嵌合状態において、切欠いた第２の凸部２２ｂの外周面２２ｄから弾性層２４の端部を露出させ、該弾性層２４の端部を、上沓２２の外周面と同一面上に位置するように配設させている。これにより、下沓２３をより小型化、軽量化することができ、コストもより削減することができる。なお、第２の凸部２２ｂの外周面を切欠く形状は、外周面２２ｄの形状に限定されるものではない。
In the fitted state, the end portion of the
凸部２２ａ，２２ｂの高さは５〜１００ｍｍ程度、好ましくは２０〜５０ｍｍ程度であり、凹部２３ａ，２３ｂの深さは５〜１００ｍｍ程度、好ましくは２０〜５０ｍｍ程度であるのがよい。
The height of the
上沓２２および下沓２３は、例えば切削加工などの公知の手段を用いて鋼板等の材料に凹部および／または凸部を形成して作製することができる。また、凸部を形成する他の方法としては、例えば溶接等の手段を用いて鋼板等の材料に凸部となる材料を別途接合する方法が挙げられる。その他の構成は、前記した一実施形態にかかる支承体１と同様であるので、説明を省略する。
The
以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。 As mentioned above, although some embodiment concerning this invention was shown, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can apply also to what was changed and improved in the range which does not deviate from the summary of this invention. Needless to say.
例えば前記した支承体２１では、上沓２２に凸部が形成され、下沓２３に凹部が形成されているが、上沓２２に凹部を形成し、この凹部に嵌合する凸部を下沓２３に形成してもよい。凸部および凹部の個数、すなわち嵌合部の個数は、特に限定されるものではなく、支承体の大きさ、上部構造物の大きさなどに応じて適宜設定すればよい。例えば、大型の上部構造物を支持するために支承体を大型化した場合には、この支承体に設ける嵌合部の個数も増加させるのが好ましく、これにより鉛直荷重および水平荷重に対する耐荷力をより向上させることができる。
For example, in the above-described
また、嵌合部の構成を図５に示すような構成にしてもよい。すなわち、図５に示すように、この支承体３１は、上沓３２と、下沓３３と、これらの間に配設された弾性層３４とを備えている。上沓３２には、下沓３３と相対する面に、略円柱形状の凸部３２ａが形成されている。
Further, the configuration of the fitting portion may be configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5, the
一方、下沓３３には、上沓３２と相対する面で、かつ凸部３２ａに対応する位置に、これと嵌合する凹部３３ａが形成されている。そして、これらの上沓３２と下沓３３が弾性層３４を介して嵌合することで嵌合部が形成されている。
On the other hand, the
このような構成の支承体３１であっても、前記嵌合状態において、弾性層３４の外縁部は上沓３２の外縁部と同じ位置であり、下沓３３の外縁部は弾性層３４の外縁部よりも外方に位置している。さらに、少なくとも鉛直方向から見た上沓３２の下面と、該下面に対向する下沓３３の上面との間には、弾性層３４が介在しており、鉛直荷重を支持する領域と、上部構造物から生じる鉛直荷重が上沓３２に作用する領域とが等しくなるように構成されている。したがって、上沓３２に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）。その他の構成は、前記実施形態にかかる支承体１，２１と同様である。
Even with the
凸部および凹部の形状は、円柱形状等に限定されるものではなく、例えば四角柱等であってもよく、図６に示すような斜面状であってもよい。すなわち、図６に示すように、この支承体４１は、上沓４２と、下沓４３と、これらの間に配設された弾性層４４とを備えている。上沓４２には、下沓４３と相対する面に、略円柱形状の第１の凸部４２ａと、該第１の凸部４２ａから離隔しかつ第１の凸部４２ａを囲む略円筒形状の第２の凸部４２ｂとが形成されている。凸部４２ａ，４２ｂの外周面は、いずれも斜面状の傾斜壁面４５で構成されている。
The shape of the convex portion and the concave portion is not limited to a cylindrical shape or the like, and may be, for example, a quadrangular prism or the like, or a slope shape as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, the
一方、下沓４３には、上沓４２と相対する面で、かつ第１の凸部４２ａおよび第２の凸部４２ｂに対応する位置に、これらと嵌合する第１の凹部４３ａおよび第２の凹部４３ｂが形成されている。凹部４３ａ，４３ｂの内周面も斜面状の傾斜壁面４６で構成されている。そして、これらの上沓４２と下沓４３が弾性層４４を介して嵌合することで複数の嵌合部が形成されている。
On the other hand, the
このような構成の支承体４１であっても、前記嵌合状態において、弾性層４４の外縁部は上沓４２の外縁部と同じ位置であり、下沓４３の外縁部は弾性層４４の外縁部よりも外方に位置している。さらに、少なくとも鉛直方向から見た上沓４２の下面と、該下面に対向する下沓４３の上面との間には、弾性層４４が介在しており、鉛直荷重を支持する領域と、上部構造物から生じる鉛直荷重が上沓４２に作用する領域とが等しくなるように構成されている。したがって、上沓４２に曲げモーメントが発生しにくくなる（しない）。その他の構成は、前記実施形態にかかる支承体１，２１と同様である。
Even in the
また、前記した各実施形態における下沓には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、ばね定数調節用の貫通口を設けてもよい。これにより、弾性層の一部を該貫通口に膨出させて、ばね定数を所望の値に調節することができる。ばね定数は、貫通口の大きさや個数、形成箇所を変えることで調節できる。 Moreover, you may provide the through hole for spring constant adjustment in the lower arm in each above-mentioned embodiment, unless the effect of this invention is impaired. Thereby, a part of elastic layer can bulge to this through-hole, and a spring constant can be adjusted to a desired value. The spring constant can be adjusted by changing the size and number of through-holes and the formation location.
本発明の構造物用弾性支承体は、橋梁用以外に、建物や機械類等の各種構造物にも適用可能である。例えば、建物用弾性支承体は、上部構造物である建物に固定される上枠と、下部構造物である基礎に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備える。機械用弾性支承体は、上部構造物である機械に固定される上枠と、下部構造物である基礎に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備える。 The elastic bearing body for a structure of the present invention can be applied to various structures such as buildings and machinery other than for bridges. For example, a building elastic support body includes an upper frame fixed to a building that is an upper structure, a lower frame fixed to a foundation that is a lower structure, and an elastic layer disposed therebetween. . The elastic support body for machines includes an upper frame fixed to a machine that is an upper structure, a lower frame fixed to a foundation that is a lower structure, and an elastic layer disposed therebetween.
１，２１ 構造物用弾性支承体
２，２２ 上沓
３，２３ 下沓
４，２４ 弾性層
５ 凹部
２２ａ 第１の凸部
２２ｂ 第２の凸部
２３ａ 第１の凹部
２３ｂ 第２の凹部
１０２ ソールプレート
１０３ ベースプレート
１０４ 桁セットボルト
１０５ 固定ボルト
１０６ アンカーボルト
１０７ 上部構造物
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記下枠には、前記上枠と相対する面に凹部が形成され、
上枠が、前記弾性層を介して前記凹部に嵌合し嵌合部が形成されており、
前記嵌合部によって水平荷重を支持する構造物用弾性支承体であって、
前記嵌合状態において、前記弾性層の外縁部は、前記上枠の外縁部と同じか、または該上枠の外縁部よりも外方に位置しており、
前記下枠の外縁部は、前記弾性層の外縁部と同じか、または該弾性層の外縁部よりも外方に位置していることを特徴とする構造物用弾性支承体。 An upper frame fixed to the upper structure side, a lower frame fixed to the lower structure side, and an elastic layer disposed therebetween,
The lower frame has a recess formed on a surface facing the upper frame,
The upper frame is fitted into the recess through the elastic layer to form a fitting portion ,
An elastic support for a structure that supports a horizontal load by the fitting portion ,
In the fitted state, the outer edge portion of the elastic layer is the same as the outer edge portion of the upper frame, or is located outward from the outer edge portion of the upper frame,
The structure according to claim 1, wherein an outer edge portion of the lower frame is located on the same side as the outer edge portion of the elastic layer or on an outer side than the outer edge portion of the elastic layer.
前記上枠には、前記下枠と相対する面に、凹部および／または凸部が形成され、
前記下枠には、前記上枠と相対する面で、かつ、前記上枠の凹部および／または凸部に対応する位置に、これらと嵌合する凸部および／または凹部が形成され、
これらの上枠と下枠が前記弾性層を介して嵌合し、複数の嵌合部が形成されており、
前記嵌合部によって水平荷重を支持する構造物用弾性支承体であって、
前記嵌合状態において、前記弾性層の外縁部は、前記上枠の外縁部と同じか、または該上枠の外縁部よりも外方に位置しており、
前記下枠の外縁部は、前記弾性層の外縁部と同じか、または該弾性層の外縁部よりも外方に位置していることを特徴とする構造物用弾性支承体。 An upper frame fixed to the upper structure, a lower frame fixed to the lower structure, and an elastic layer disposed therebetween,
The upper frame is formed with a concave portion and / or a convex portion on a surface facing the lower frame,
The lower frame is formed with a convex portion and / or a concave portion which is fitted to these at a position corresponding to the concave portion and / or the convex portion of the upper frame on a surface facing the upper frame,
These upper frame and the lower frame is fitted through the elastic layer, a plurality of fitting portions are formed,
An elastic support for a structure that supports a horizontal load by the fitting portion ,
In the fitted state, the outer edge portion of the elastic layer is the same as the outer edge portion of the upper frame, or is located outward from the outer edge portion of the upper frame,
The structure according to claim 1, wherein an outer edge portion of the lower frame is located on the same side as the outer edge portion of the elastic layer or on an outer side than the outer edge portion of the elastic layer.
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