JP6049524B2 - Seismic isolation device - Google Patents
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Description
本発明は、免震部材を多段に配置した免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device in which seismic isolation members are arranged in multiple stages.
従来、原子力施設等の重量構造物における免震装置として、各段に複数個ずつ配置した積層ゴムを連結部材により上下に連結して多段に重ねた多段積層ゴムが多用されている。
この連結部材としては、鋼板が多く用いられる(特許文献1、2を参照)。また、特許文献1には、曲げ剛性を向上させるために、鋼板にリブや凹凸を設けることが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a seismic isolation device in a heavy structure such as a nuclear facility, a multistage laminated rubber in which a plurality of laminated rubbers arranged at each stage are connected up and down by a connecting member and stacked in multiple stages is often used.
A steel plate is often used as the connecting member (see Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 describes that a rib or unevenness is provided on a steel plate in order to improve bending rigidity.
一般に、積層ゴムと連結部材とは、下段の積層ゴムの上フランジ、連結部材、上段の積層ゴムの下フランジを通しボルトで固定する方法や、下段の積層ゴムの上フランジ側と上段の積層ゴムの下フランジ側からそれぞれボルトを差し込んで連結部材に固定する方法で連結される。 In general, the laminated rubber and the connecting member include the upper flange of the lower laminated rubber, a connecting member, a method of fixing the lower flange of the upper laminated rubber with a bolt, or the upper flange side and the upper laminated rubber of the lower laminated rubber. The bolts are respectively inserted from the lower flange side and connected to the connecting member.
連結部材の厚さは、積層ゴムに大きな水平変形を与えても、連結部材の最大モーメントが全塑性モーメントを超えないという条件を満たすよう設定されている。この際、積層ゴムのフランジは応力を負担しない条件となっているため、連結部材の部材厚が厚くなるという問題点がある。部材厚が大きいと重量が大きくなり、運搬や施工が困難となる。 The thickness of the connecting member is set so as to satisfy the condition that the maximum moment of the connecting member does not exceed the total plastic moment even if the laminated rubber is subjected to a large horizontal deformation. At this time, since the flange of the laminated rubber is in a condition that does not bear stress, there is a problem that the thickness of the connecting member becomes thick. When the member thickness is large, the weight increases, and transportation and construction become difficult.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、連結部材が負担する応力を低減し、連結部材の軽量化が可能になる免震装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a seismic isolation device that can reduce the stress imposed on the connecting member and reduce the weight of the connecting member.
前述した目的を達成するための本発明は、上下にフランジ部を取り付けた免震部材を、各段に複数配置し、上段と下段の免震部材を連結部材を介して上下に連結した免震装置であって、少なくとも上段または下段の一方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、前記嵌合材と前記連結部材とを連結したことを特徴とする免震装置である。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a seismic isolation device in which a plurality of seismic isolation members having upper and lower flange portions are arranged on each stage, and the upper and lower seismic isolation members are connected vertically via a coupling member. In the apparatus, at least one of the upper stage and the lower stage is provided with a fitting material that fits between the flange portions on the side of the connecting member facing the adjacent seismic isolation members, and the fitting material and the connecting member This is a seismic isolation device characterized by connecting
これにより、水平力に対し、連結部材の応力を嵌合材を介してフランジに負担させることができるため、連結部材が負担する応力が小さくなる。連結部材は、負担する応力が小さくなれば、部材厚さを従来より薄くすることが可能となり、重量が軽くなり、運搬性や施工性が向上する。 Thereby, since the stress of a connection member can be borne by a flange via a fitting material with respect to a horizontal force, the stress which a connection member bears becomes small. If the stress which bears becomes small, it will become possible to make member thickness thinner than before, a connection member will become lighter, and a conveyance property and workability will improve.
隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部に、前記連結部材側が拡幅するように切欠いた切欠部を設け、前記嵌合材を、前記切欠部の間に嵌合するように配置することが望ましい。
これにより、嵌合材とフランジ部をかみ合わせ、連結部材の応力を嵌合材を介してフランジ部に好適に伝達できるようになる。
A flange portion on the side of the connecting member facing the adjacent seismic isolation member is provided with a notched portion that is notched so that the connecting member side is widened, and the fitting material is fitted between the notched portions. It is desirable to arrange.
Thereby, a fitting material and a flange part can be meshed | combined and the stress of a connection member can be suitably transmitted now to a flange part via a fitting material.
前記切欠部は、例えば、前記フランジ部を斜め方向に切欠いたものである。
これにより、切欠部の間にくさび状の嵌合材を嵌合させ、これにより連結部材の応力をフランジ部に確実に伝達できる。
For example, the notch portion is formed by notching the flange portion in an oblique direction.
As a result, a wedge-shaped fitting material is fitted between the cutout portions, whereby the stress of the connecting member can be reliably transmitted to the flange portion.
また、上段と下段の免震部材を、上下の位置が全て向かい合うように配置し、上段と下段の双方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、上段および下段の前記嵌合材と前記連結部材とを連結することが望ましい。
これにより、連結部材の応力を、上下の免震部材のフランジ部で負担できるようになり、さらに連結部材を薄くできる。また、嵌合材の位置を上下で対応させ、連結部材と、該連結部材を挟むように配置される上下の嵌合材とを連結一体化するので、この連結部の強度が高まる。
Furthermore, fitting the upper and lower seismic isolation member, arranged so as to face all the upper and lower positions, in both upper and lower, between the flange portion of the coupling member side facing the seismic isolation member adjacent It is desirable to arrange the fitting material to be connected, and to connect the fitting material and the connecting member in the upper and lower stages.
Thereby, the stress of the connecting member can be borne by the flange portions of the upper and lower seismic isolation members, and the connecting member can be further thinned. Moreover, since the position of a fitting material is made to respond | correspond up and down, and a connection member and the upper and lower fitting materials arrange | positioned so that this connection member may be pinched | interposed can be integrated, the intensity | strength of this connection part increases.
また、前記連結部材は、上段または下段の前記免震部材に対応する平面位置に空洞を有する鋼板であってもよい。
本発明では、連結部材の応力が一部フランジ部で負担され、連結部材に加わる応力を低減できるので、免震部材に対応する位置で連結部材に空洞を設け、連結部材のさらなる軽量化が可能となる。
Further, the connecting member may be a steel plate having a cavity at a planar position corresponding to the upper or lower seismic isolation member.
In the present invention, since the stress of the connecting member is partially borne by the flange portion and the stress applied to the connecting member can be reduced, a cavity is provided in the connecting member at a position corresponding to the seismic isolation member, thereby further reducing the weight of the connecting member. It becomes.
本発明によれば、連結部材が負担する応力を低減し、連結部材の軽量化が可能になる免震装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stress which a connection member bears can be reduced and the seismic isolation apparatus which can reduce the weight of a connection member can be provided.
以下、図面に基づいて、本発明の免震装置の実施形態について詳細に説明する。本発明の免震装置は、例えば原子力施設などの重量構造物の下部に据え付けて免震に用いるものであるが、それ以外の構造物に用いることも可能である。 Hereinafter, embodiments of the seismic isolation device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The seismic isolation device of the present invention is installed in a lower part of a heavy structure such as a nuclear facility and used for seismic isolation, but can also be used for other structures.
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態に係る免震装置について説明する。
[First Embodiment]
First, the seismic isolation device according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、第1の実施形態の免震装置2の立面図である。図2は、免震装置2の構成部材を示す図である。図2(a)は、積層ゴム1a、1bの立面図である。図2(b)は、連結部材13の平面図である。図2(c)は、嵌合材15の斜視図である。図3は、免震装置2について、図1に示す矢印A−Aによる断面を見たもので、図3(a)は嵌合材15等を連結部材13に取り付ける前を示し、図3(b)は嵌合材15等を取り付けた後を示す。
FIG. 1 is an elevation view of the seismic isolation device 2 of the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing components of the seismic isolation device 2. FIG. 2A is an elevation view of the laminated
図1等に示すように、免震装置2は、積層ゴム1a、1b、連結部材13、嵌合材15等からなる。
免震装置2は、積層ゴム1a、1b(免震部材)を同一平面で複数個ずつ配置したものを、連結部材13を用いて上下に連結し多段に重ねたものである。積層ゴム1a、1bとしては、免震機能を有する従来のものを適宜使用可能である。
As shown in FIG. 1 etc., the seismic isolation apparatus 2 consists of laminated
In the seismic isolation device 2, a plurality of laminated
図1、図2(a)等に示すように、積層ゴム1a、1bは、それぞれ下端に下フランジ3a、3b(フランジ部)、上端に上フランジ5a、5b(フランジ部)を有する。これらのフランジは、例えば鋼板等で形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the laminated
本実施形態では、上段の積層ゴム1aの下フランジ3a(連結部材13側のフランジ部)の外縁部7aに、連結部材13側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように斜め方向に切欠いた切欠部9aが設けられる。
さらに、下段の積層ゴム1bの上フランジ5b(連結部材13側のフランジ部)の外縁部7bにも、同様に、連結部材13側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように斜め方向に切欠いた切欠部9bが設けられる。
In the present embodiment, the
Further, the
また、図3(a)に示すように、上段の積層ゴム1aの下フランジ3aには、所定の位置にボルト孔23aが設けられる。下段の積層ゴム1bの上フランジ5bにも、上記のボルト孔23aと対応する位置に、ボルト孔(後述するボルト孔23b)が設けられる。
Moreover, as shown to Fig.3 (a), the
図1、図2(b)等に示すように、連結部材13は、矩形平面の一枚物の鋼板であり、上段の積層ゴム1aの下フランジ3aおよび下段の積層ゴム1bの上フランジ5bを連結するためのフランジ用ボルト孔17が設けられる。また、嵌合材15を連結するための嵌合材用ボルト孔19も設けられる。
As shown in FIG. 1, FIG. 2 (b), etc., the connecting
図1、図2(c)等に示すように、嵌合材15は、棒状の部材であり、四角形の隣り合う2隅を斜めに切欠いたくさび状の断面を有する。嵌合材15には、連結部材13と連結するためのボルト孔21が設けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2C and the like, the
図1、図3(a)等に示すように、免震装置2では、上段の積層ゴム1aおよび下段の積層ゴム1bが、それぞれ2×2列に配置され、上段の積層ゴム1aと、下段の積層ゴム1bの位置が対応する。
As shown in FIG. 1, FIG. 3 (a), etc., in the seismic isolation device 2, the upper laminated
上段の4つの積層ゴム1aは、縦横に隣り合う積層ゴム1a同士で、切欠部9aが対向するように配置される。同様に、下段の4つの積層ゴム1bも、縦横に隣り合う積層ゴム1b同士で、切欠部9bが対向するように配置される。
The four laminated
図1、図3(b)等に示すように、上段では、隣り合う積層ゴム1aの対向する切欠部9aの間に、嵌合材15が嵌合するように配置される。下段においても、隣り合う積層ゴム1bの対向する切欠部9bの間に、嵌合材15が嵌合するように配置される。
積層ゴム1a、1bはグリッド状に配置されており、これらの嵌合材15は各積層ゴム1a、1bの間で十字状に縦横に配置される。
As shown in FIG. 1, FIG. 3B, etc., in the upper stage, the
The
嵌合材15のテーパ部29(図2(c)参照)の傾斜角度は、積層ゴム1aの下フランジ3aの切欠部9aや積層ゴム1bの上フランジ5bの切欠部9bの傾斜角度に合わせて決定され、対向する切欠部9aや切欠部9bの間に嵌合材15が嵌るようになっている。
The inclination angle of the taper portion 29 (see FIG. 2C) of the
図1に示すように、上下段の嵌合材15と連結部材13とは、連結治具31を用いて連結される。また、上段の積層ゴム1aの下フランジ3a、連結部材13、下段の積層ゴム1bの上フランジ5bは、連結治具33を用いて連結される。
As shown in FIG. 1, the upper and lower
図4は、これらの連結部付近を拡大したものであり、図1に示す範囲Bの拡大図である。 FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of these connecting portions, and is an enlarged view of a range B shown in FIG.
連結治具31は、頭付きボルト31aとナット31bとからなり、上下段の嵌合材15のボルト孔21と連結部材13の嵌合材用ボルト孔19の位置を合わせ、上段の嵌合材15側から頭付きボルト31aを挿入し、下段の嵌合材15側からナット31bを締め込むことにより、上下段の嵌合材15と連結部材13とが連結される。
The connecting
また、連結治具33も、頭付きボルト33aとナット33bからなり、上段の積層ゴム1aの下フランジ3aのボルト孔23a、連結部材13のフランジ用ボルト孔17、下段の積層ゴム1bの上フランジ5bのボルト孔23bの位置を合わせ、上段の積層ゴム1aの下フランジ3a側から頭付きボルト33aを挿入し、下段の積層ゴム1bの上フランジ5b側からナット33bを締め込むことにより、上段の積層ゴム1aの下フランジ3a、連結部材13、下段の積層ゴム1bの上フランジ5bが連結される。
The connecting
このように、第1の実施形態によれば、上段の複数の積層ゴム1aを、下フランジ3aの切欠部9aが対向するように配置し、下段の複数の積層ゴム1bを、上フランジ5bの切欠部9bが対向するように配置する。そして、対向する切欠部9a同士の間、切欠部9b同士の間にそれぞれくさび状の嵌合材15を嵌合させて配置し、上下段の嵌合材15と連結部材13とを連結治具31を用いて連結する。
Thus, according to the first embodiment, the plurality of upper
これにより、上段の嵌合材15のテーパ部29と下フランジ3aの切欠部9aとの接触面、下段の嵌合材15のテーパ部29と上フランジ5bの切欠部9bとの接触面から、各フランジに連結部材13の応力をそれぞれ確実に伝達させることができるため、水平力に対し、連結部材13が負担する応力が小さくなる。連結部材13は、負担する応力が小さくなれば、部材厚さを従来より薄くすることが可能となり、重量が軽くなり、運搬性や施工性が向上する。また、上下の嵌合材15で連結部材13を挟み込み、これらを連結一体化するので、連結部の強度も高い。
Thereby, from the contact surface between the tapered
なお、連結部材は第1の実施形態で説明したものに限らない。
図5は、他の連結部材13aを示す図である。第1の実施形態の連結部材13に変えて、図5に示すような、上段の積層ゴム1aおよび下段の積層ゴム1bに対応する平面位置に空洞39を設け格子状とした鋼板を連結部材13aとして用いてもよい。本発明では、連結部材の応力の一部をフランジに負担させ、連結部材に加わる応力を低減させるので、このように、上段の積層ゴム1aや下段の積層ゴム1bに対応する位置で、連結部材13aの一部を空洞39とし、さらなる軽量化を達成することも可能となる。さらに、連結部材としては、H型鋼を組み合わせたものなど、鋼板以外のものを使用することも可能である。
The connecting member is not limited to that described in the first embodiment.
FIG. 5 is a view showing another connecting
なお、本実施形態では、上下段の嵌合材15と連結部材13とを連結しているが、例えば、嵌合材15を上段のみに配置して、この嵌合材15と連結部材13を連結することも可能である。この場合、嵌合材15のボルト孔21にボルトを通し、連結部材13に設けたボルト穴(不図示)に締め込んで嵌合材15と連結部材13を連結することができる。前記の切欠部は、上段の積層ゴム1aの下フランジ3aのみに設ければよい。
In the present embodiment, the upper and lower
このように、嵌合材と連結部材の連結の方法については様々なものが考えられる。以下、それらの例を、第2〜第4の実施形態として説明する。 As described above, various methods for connecting the fitting member and the connecting member can be considered. Hereinafter, these examples will be described as second to fourth embodiments.
[第2の実施形態]
図6(a)は、第2の実施形態に係る免震装置37の立面図である。
図6(a)に示すように、免震装置37は、上段の積層ゴム1aと下段の積層ゴム1bとが、連結部材13の上下段で千鳥状に配置される点で、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態で説明したものと同様の構成要素については、図等で同じ符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 6A is an elevation view of the seismic isolation device 37 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6 (a), the seismic isolation device 37 is the first implementation in that the upper
上下段の積層ゴム1a、1bは、それぞれ切欠部9a同士、切欠部9b同士が対向するように配置され、対向する切欠部9a、切欠部9bの間に、嵌合材15がそれぞれ嵌合される。ただし、第2の実施形態では嵌合材15の平面位置は上下で異なっている。
The upper and lower
上段の嵌合材15と連結部材13は、頭付きボルトである連結治具41を用い、嵌合材15のボルト孔21(図1(c)を参照)と連結部材13の嵌合材用ボルト孔(不図示)との位置を合わせ、嵌合材15側から連結治具41を挿入して締め込むことにより連結される。
下段の嵌合材15と連結部材13も同様にして連結される。
The upper
The lower
この第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
このように、積層ゴムの位置は、上下で対応するものに限らない。さらに、免震装置における積層ゴムの連結段数や、同一段に配置される積層ゴムの数および配置パターンなども様々に定めることができる。
In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Thus, the position of the laminated rubber is not limited to the one corresponding to the top and bottom. Furthermore, the number of connecting steps of the laminated rubber in the seismic isolation device, the number and arrangement pattern of the laminated rubber arranged in the same step, and the like can be variously determined.
[第3の実施形態]
図6(b)は、第3の実施形態に係る免震装置43の立面図である。
図6(b)に示すように、免震装置43は、積層ゴムのフランジを段状に切欠く点で、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態で説明したものと同様の構成要素については、図等で同じ符号を付し、説明を省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 6B is an elevation view of the
As shown in FIG. 6B, the
免震装置43では、上段の積層ゴム1aの下フランジ3aの外縁部7aを、連結部材13側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように段状に切欠き、切欠部9cとする。下段の積層ゴム1bの上フランジ5bの外縁部7bについても、連結部材13側でフランジ高さ方向の断面が拡幅するように段状に切欠き、切欠部9dとする。
さらに、嵌合材15aは、上記のような段状の切欠部9c、9dに合わせて、四角形の隣り合う2隅を段状に切欠いた凸字状の断面を有する。
In the
Furthermore, the
免震装置43では、第1の実施形態の免震装置2と同様に、上段の積層ゴム1aが、切欠部9c同士が対向するように配置される。下段の積層ゴム1bも、同様に切欠部9d同士が対向するように配置される。上段の積層ゴム1aの対向する切欠部9cの間に、嵌合材15aが嵌合するように配置される。下段の積層ゴム1bの対向する切欠部9dの間にも、同様に、嵌合材15aが嵌合するように配置され、第1の実施形態と同様、上下段の嵌合材15aおよび連結部材13が連結治具31で連結される。
In the
この第3の実施形態でも、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
このように、切欠部は、連結部材側でフランジの断面が拡幅するように切欠いて形成されたものであれば、切欠部の間に嵌合する嵌合材とフランジが噛み合い、連結部材の応力を嵌合材を介してフランジに好適に伝達できる。
In the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Thus, if the notch is formed by notching so that the cross-section of the flange is widened on the connecting member side, the fitting material fitted between the notch and the flange mesh with each other, and the stress of the connecting member Can be suitably transmitted to the flange via the fitting material.
[第4の実施形態]
図6(c)は、第4の実施形態に係る免震装置45の立面図である。
図6(c)に示すように、免震装置45は、積層ゴムのフランジを切欠かない点で、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態で説明したものと同様の構成要素については、図等で同じ符号を付し、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6C is an elevation view of the
As shown in FIG.6 (c), the
免震装置45では、上段で隣り合って配置された積層ゴム1aの対向する下フランジ3aの間に、嵌合材15bが嵌合するように配置される。下段においても同様、隣り合って配置された積層ゴム1bの対向する上フランジ5bの間に、嵌合材15bが嵌合するように配置される。
嵌合材15bは、対向するこれらのフランジの間に嵌るよう、四角形の隣り合う2隅を段状に切欠いた凸字状の断面を有し、上下段の嵌合材15bと連結部材13とが、第1の実施形態と同様、連結治具31を用いて連結される。
In the
The
この第4の実施形態でも、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
このように、フランジの切欠きを省略しつつ、フランジの間に嵌合材を配置して免震装置を構成することも可能である。この場合でも、嵌合材を介して連結部材の応力をフランジに伝達することが可能である。
In the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Thus, it is also possible to configure the seismic isolation device by disposing the fitting material between the flanges while omitting the notch of the flange. Even in this case, the stress of the connecting member can be transmitted to the flange via the fitting material.
さらに、以上の例では、積層ゴムを免震部材として用い、これを多段に配置した免震装置について説明したが、積層ゴムに変えて免震機能を有するその他の免震部材、例えば転がり支承などを用いることも可能である。 Further, in the above example, the laminated rubber is used as a seismic isolation member, and a multi-stage seismic isolation device has been described, but other seismic isolation members having a seismic isolation function instead of laminated rubber, such as rolling bearings, etc. It is also possible to use.
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
1a、1b………積層ゴム
2、37、43、45………免震装置
3a、3b………下フランジ
5a、5b………上フランジ
7a、7b………外縁部
9a、9b、9c、9d………切欠部
13、13a………連結部材
15、15a、15b………嵌合材
31、33、41………連結治具
1a, 1b .........
Claims (4)
少なくとも上段または下段の一方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、
前記嵌合材と前記連結部材とを連結したことを特徴とする免震装置。 A seismic isolation device in which a plurality of seismic isolation members with flanges attached to the top and bottom are arranged on each stage, and the upper and lower seismic isolation members are connected up and down via a coupling member,
In at least one of the upper stage and the lower stage, a fitting material that fits between the flange parts on the side of the connecting member facing the adjacent seismic isolation members is disposed,
A seismic isolation device, wherein the fitting member and the connecting member are connected.
上段と下段の双方において、隣り合う前記免震部材の対向する前記連結部材側のフランジ部の間に嵌合する嵌合材を配置し、
上段および下段の前記嵌合材と前記連結部材とを連結したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の免震装置。 The upper and lower seismic isolation member, arranged so as to face all the upper and lower positions,
In both the upper stage and the lower stage, a fitting material that fits between the flange parts on the side of the connecting member facing the adjacent seismic isolation members is arranged,
The seismic isolation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper and lower fitting members are connected to the connecting member.
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