JP6338099B2 - 滑り免震機構 - Google Patents

Description

本発明は、滑り免震機構に関する。

従来、構造床の上に、適切な摩擦特性を有する２枚の板材が重ねて配置され、下側の板材が構造床に固定されて、下側の板材と水平方向に相対移動可能な上側の板材と構造床との間に定荷重ばねを用いた復元装置が設置された滑り免震機構が知られている（例えば特許文献１参照）。このような免震機構は、免震性能が高く、地震後の残留変位がほとんど生じないとともに、構造の簡便化や薄型化を図ることができ、また、設置コストを抑えることができる。

特開２０１３−０６４４１８号公報

特許文献１に開示されたような滑り免震機構では、免震床（上側の板材）の外周部に復元装置が複数設置されるため、これらの復元装置が通行の邪魔になる虞がある。また、免震床の外周部に復元装置の設置スペースを確保すると、免震床の面積が小さくなり、使い勝手が悪くなる虞がある。
また、このような免震機構では、免震性能を長く維持するためには、地震の震動よる定荷重ばねの損傷の防止する必要がある。

そこで本発明は、免震床の外周部を有効に活用できるとともに、地震の震動による定荷重ばねの損傷を防止することができる滑り免震機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る滑り免震機構は、支持部上を水平方向に滑動可能に構成され上下方向に貫通する開口部が形成された板状の免震床と、前記支持部と前記免震床とを連結し、前記免震床の前記支持部に対する変位を復元可能な復元装置と、を備える滑り免震機構において、前記復元装置は、前記免震床の上面に設置された定荷重ばねと、該定荷重ばねと前記支持部とを連結する連結材と、を有し、該連結材は、前記開口部の内側において前記支持部を連結していることを特徴とする。

本発明では、定荷重ばねと支持部とを連結する連結材は、免震床の開口部の内側において支持部を連結していることにより、復元装置を免震床の外周部に設置しなくてもよいため、免震床の外周部を有効に活用できる。また、免震床の外周部に復元装置を設置するスペースを確保しなくてもよいため、免震床の面積を大きく設定することができる。
また、免震床は、地震が発生した際の震動（揺れ）が支持部と比べて少ないため、支持部に定荷重ばねを設置する場合と比べて、地震の震動による定荷重ばねの損傷を防止することができる。

また、免震床の外周部に復元装置を設置する場合も、免震床の開口部の内側において支持部を連結している復元装置が設置されていることにより、免震床の外周部に設置される復元装置の数を少なくしたり規模を小さくしたりすることができる。
特に、免震床の面積が大きく、免震床に重量物を搭載する場合は、免震床の外周部のみだけではなく免震床の内側にも復元装置を設置するため、免震床の外周部に復元装置が設置しきれなかったり、免震床の外周部が復元装置で埋め尽くされてしまったりすることを防止できる。
また、免震床の外周部のみに復元装置を設置する場合と比べて、免震床の内側にも復元装置を設置することにより、復元装置をバランスよく配置できるとともに、復元装置の設置数を十分に確保できるため、免震床の面内応力の増加を防止することができる。

また、本発明に係る滑り免震機構では、前記免震床の上部には、複数の束材が立設し、該複数の束材の上部には、床パネルが敷設されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、免震床の開口部の上部にも床パネルが配置され、免震床の上部にフラットな床面を形成することができる。

本発明によれば、免震床の外周部を有効に活用できるとともに、支持部に定荷重ばねを設置する場合と比べて、地震の震動による定荷重ばねの損傷を防止することができる。

（ａ）は本発明の第１実施形態による滑り免震機構の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２実施形態による滑り免震機構の一例を示す平面図である。 本発明の第３実施形態による滑り免震機構の一例を示す平面図である。 （ａ）は本発明の第４実施形態による滑り免震機構の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による滑り免震機構について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による滑り免震機構１Ａは、耐震建物の構造床（支持部）１１に設置されていて、構造床１１に固定された鋼板２と、鋼板２の上面２ａを水平方向に滑動可能な免震床３と、構造床１１と免震床３とを連結し免震床３の構造床１１に対する変位を復元させる複数の復元装置４と、を備えている。

鋼板２は、板面が上下方向を向き、上面２ａに上方へ微小突起が突出するエンボス加工を施したエンボス鋼板などで、平面視において外形が略長方形状に形成されている。また、鋼板２には、その中央部に上下方向に貫通し平面視において略正方形状の開口部２１Ａが１つ形成されている。鋼板２は、免震床３が滑動可能な範囲以上の大きさに形成されている。
構造床１１には、上部側が構造床１１の床面から上方に突出するアンカーボルト１２が挿入されていて、このアンカーボルト１２が鋼板２の開口部２１Ａの中心に配置されるように、鋼板２が構造床１１の床面に固定されている。

免震床３は、板面が上下方向を向く板状の部材で、平面視において外形が鋼板２よりもやや小さい略長方形状に形成されている。免震床３には、中央部に上下方向に貫通し平面視形状が略正方形状の開口部３１Ａが１つ形成されている。免震床３の開口部３１Ａは、鋼板２の開口部２１Ａと略同じ大きさに形成されている。そして、免震床３が鋼板２の上面２ａに設置されると、免震床３の開口部３１Ａの内側にアンカーボルト１２が配置されている。
免震床３は、下面３ｂが鋼板２の上面２ａと当接した状態で鋼板２上を滑動可能で、鋼板２と水平方向に相対移動可能に構成されている。なお、鋼板２の上面２ａを滑動する免震床３は、復元装置４によってアンカーボルト１２と接触しないように設定されている。

復元装置４は、免震床３の上面３ａに固定されたケース４１内に収容された定荷重ばね４２と、定荷重ばね４２とアンカーボルト１２とを連結するワイヤ（連結材）４３と、を有している。
ワイヤ４３は、本実施形態では伸縮しない材料で形成されていて、定荷重ばね４２がアンカーボルト１２に近接すると弛み、定荷重ばね４２がアンカーボルト１２から離間すると張られた状態となるように構成されている。そして、定荷重ばね４２がアンカーボルト１２から離間してワイヤ４３に所定の値以外の張力が作用すると、定荷重ばね４２が伸長し、このワイヤ４３に作用する張力が減少すると定荷重ばね４２が収縮するように構成されている。定荷重ばね４２は、伸縮することによって、構造床１１と免震床３との水平方向の相対移動を許容している。
このような復元装置４は、定荷重ばね４２に予荷重としての予引張力が与えられていて、地震が生じた際の構造床１１に対する免震床３の過大変位を拘束可能であるとともに、構造床１１に対して変位した免震床３を原位置に復元可能に構成されている。

そして、本実施形態では、免震床３の開口部３１Ａの略正方形状の縁部の各辺の中央近傍において免震床３の上面３ａに定荷重ばね４２が収容されたケース４１がそれぞれ固定され、各定荷重ばね４２がアンカーボルト１２とそれぞれワイヤ４３で連結されている。このため、免震床３の開口部３１Ａの縁部に沿って隣り合う定荷重ばね４２は、互いに直交する方向に伸縮するように構成されている。

次に、上述した滑り免震機構１Ａの作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した第１実施形態による滑り免震機構１Ａでは、復元装置４のワイヤ４３に連結されるアンカーボルト１２が免震床３の開口部３１Ａの内側に配置されていることにより、復元装置４を免震床３の外周部に設置しなくてもよいため、免震床３の外周部を有効に活用できる。また、免震床３の外周部に復元装置４を設置するスペースを確保しなくてもよいため、免震床３の面積を大きく設定することができる。
また、免震床３は、地震が発生した際の震動（揺れ）が構造床１１と比べて少ないため、構造床１１に定荷重ばね４２を固定する場合と比べて、地震の震動による定荷重ばね４２の損傷を防止することができる。

なお、本実施形態では、免震床３の外周部に復元装置を設置していないが、開口部３１Ａの内側においてアンカーボルト１２を連結している復元装置４と併せて、免震床３の外周部に復元装置を設置してもよい。このため、免震床３の外周部にも復元装置を設置する場合も、免震床３の開口部３１Ａの内側においてアンカーボルト１２を連結している復元装置４が設置されていることにより、免震床３の外周部に設置される復元装置の数を少なくしたり規模を小さくしたりすることができる。

特に、免震床３の面積が大きく、免震床３に重量物を搭載する場合は、免震床３の外周部のみだけではなく免震床３の内側にも復元装置４を設置するため、免震床３の外周部に復元装置４が設置しきれなかったり、免震床３の外周部が復元装置４で埋め尽くされてしまったりすることを防止できる。
また、免震床３の外周部のみに復元装置４を設置する場合と比べて、免震床３の内側にも復元装置４を設置することにより、復元装置４をバランスよく配置できるとともに、復元装置４の設置数を十分に確保できるため、免震床３の面内応力の増加を防止することができる。

次に、他の実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。
（第２実施形態）
図２に示すように、第２実施形態による滑り免震機構１Ｂは、鋼板２に複数の開口部２１Ｂが形成されているとともに、構造床１１には複数のアンカーボルト１２が設置されている。そして、鋼板２が構造床１１に固定されると、各開口部２１Ｂの中心にそれぞれアンカーボルト１２が配置されている。
本実施形態では、鋼板２に、一の水平方向（以下、Ｘ方向とする）へ間隔をあけて３ずつ、Ｘ方向に直交する水平方向（以下、Ｙ方向）へ間隔をあけて３ずつ計９の開口部２１Ｂが配列されている。

免震床３には、鋼板２と対応するように平面視において略正方形状の複数の開口部（本実施形態では９の開口部）３１Ｂが形成されている。そして、免震床３が鋼板２の上面２ａに設置されると、免震床３の開口部３１Ｂの内側にアンカーボルト１２が配置されている。

復元装置４は、免震床３の開口部３１Ｂにそれぞれ対応するように設置されていて、本実施形態では９の復元装置４が設置されている。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、免震床３のそれぞれの開口部３１Ｂの略正方形状の縁部の各辺の中央近傍において免震床３の上面３ａに定荷重ばね４２が収容されたケース４１がそれぞれ設置され、各定荷重ばね４２がアンカーボルト１２とそれぞれワイヤ４３で連結されている。

第２実施形態による滑り免震機構１Ｂでは、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、広いスペースに免震床３を設置する場合にも、免震床３の内側に複数の復元装置４を設置することができるため、免震床３の外周部に復元装置４を設置しない形態とすることができる。
また、複数の復元装置４がバランスよく配置されていることにより、免震床３のねじれを防止することができる。

（第３実施形態）
図３に示すように、第３実施形態による滑り免震機構１Ｃは、鋼板２に平面視において略井の字状の開口部２１Ｃが形成されているとともに、構造床１１には複数のアンカーボルト１２が設置されている。そして、鋼板２が構造床１１の床面に固定されると、開口部２１Ｃの内側に複数のアンカーボルト１２が配置されている。
開口部２１Ｃの略井の字状の形状は、Ｘ方向に延びてＹ方向に間隔をあけて配置された２つの長尺の長方形２２と、Ｙ方向に延びてＸ方向に間隔をあけて配置された２つの長尺の長方形２３とがそれぞれ直交した形状で、各長方形２２，２３の延在方向の両端部近傍と中央部に対応する位置にそれぞれアンカーボルト１２が配置されている。

また、免震床３には、鋼板２と対応するように平面視において略井の字状の開口部３１Ｃが形成されている。そして、免震床３が鋼板２の上面２ａに設置されると、免震床３の開口部３１Ｃの内側にアンカーボルト１２が配置されている。
開口部３１Ｃの略井の字状の形状は、Ｘ方向に延びてＹ方向に間隔をあけて配置された２つの長尺の長方形３２と、Ｙ方向に延びてＸ方向に間隔をあけて配置された２つの長尺の長方形３３とがそれぞれ直交した形状となっている。

復元装置４Ｃは、免震床３の開口部３１Ｃを構成する各長方形３２，３３の延在方向の両端部近傍と中央部に対応する位置にそれぞれ設置されている。
そして、本実施形態では、復元装置４Ｃは、１つのアンカーボルト１２に対して、アンカーボルト１２を中心に対向する位置にそれぞれ定荷重ばね４２が収容されたケース４１が配置されていて、復元装置４Ｃは、２つの定荷重ばね４２と２つのワイヤ４３とを有している。

そして、鋼板２の開口部２１Ｃのうち、上記のＸ方向に延びる長方形２２の内側に配置されたアンカーボルト１２に対しては、このアンカーボルト１２を中心として２つの定荷重ばね４２がＹ方向に対向し、鋼板２に対する免震床３のＹ方向の変位を復元可能に構成されている。また、鋼板２の開口部２１Ｃのうち、上記のＹ方向に延びる長方形２３の内側に配置されたアンカーボルト１２に対しては、このアンカーボルト１２を中心として２つの定荷重ばね４２がＸ方向に対向し、鋼板２に対する免震床３のＸ方向の変位を復元可能に構成されている。
第３実施形態による滑り免震機構１Ｃでは、第２実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
図４に示すように、第４実施形態による滑り免震機構１Ｄは、第２実施形態による滑り免震機構１Ｂと同様に配置された免震床３の上部に、複数の束材５が立設し、複数の束材５の上部には、床パネル６が敷設されている。
束材５は、免震床３の開口部３１Ｂや、復元装置４と干渉しない位置に、Ｘ方向およびＹ方向に間隔をあけて複数配置されている。床パネル６は、開口部が形成されていない板状の部材で、本実施形態では、平面視における外形が免震床３の外形よりもやや小さく形成されている。これらの束材５および床パネル６は、免震床３とともに鋼板２と水平方向に相対移動可能に構成されている。

第４実施形態による滑り免震機構１Ｄでは、第２実施形態と同様の効果を奏するとともに、床パネル６の上面６ａにフラットな床面を形成することができる。また、復元装置４が免震床３と床パネル６との間に配置されているため、床パネル６よりも上方からの落下物によって復元装置４が損傷することを防止することができる。

以上、本発明による滑り免震機構１Ａ〜１Ｄの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、鋼板２のおよび免震床３の開口部２１Ａ〜２１Ｃ，３１Ａ〜３１Ｃが略正方形状や略井の字状に形成されているが、任意の形状に形成されていてもよい。また、鋼板２の開口部２１Ａ〜２１Ｃの形状と免震床３の開口部３１Ａ〜３１Ｃの形状は対応していなくてもよい。また、開口部２１Ａ〜２１Ｃ，３１Ａ〜３１Ｃの数や配置は任意に設定されてよい。また、鋼板２には、開口部２１Ａ〜２１Ｃが形成されていなくてもよい。また、鋼板２や免震床３の形状も任意に設定されてよい。

また、上記の実施形態では、鋼板２の上面２ａを免震床３が滑動可能に構成されているが、構造床１１の床面を直接免震床３が滑動可能に構成されていてもよい。
また、上記の実施形態において、免震床３の外周部にも上記の実施形態と同様の復元装置４，４Ｃを設置してもよい。
また、上記の第１実施形態および第３実施形態において、第４実施形態と同様に免震床３の上面３ａに複数の束材５を設置し、束材５の上部に床パネル６を設置してもよい。また、免震床３の上部に、設置されて床を構成する部材は、第４実施形態による複数の束材５および床パネル６以外の部材としてもよい。

また、上記の第１実施形態による免震機構１Ａを構造床１１の床面に複数配列し、隣り合う免震床３を連結してもよい。
また、上記の実施形態では、構造床１１にアンカーボルト１２が挿入されていて、アンカーボルト１２を介して構造床１１と定荷重ばね４２とがワイヤ４３で連結されているが、構造床１１と定荷重ばね４２とがワイヤ４３で直接連結されていてもよいし、アンカーボルト１２に代わって構造床１１や鋼板２に固定されたピンやタップなどを介して構造床１１と免震床３とが連結されていてもよい。
また、上記の実施形態では、免震床３の上面３ａに定荷重ばね４２が設置されているが、免震床３の側面に設置されていてもよい。また、第４実施形態においては、定荷重ばね４２が束材５や床パネル６に設置されていてもよい。

１Ａ〜１Ｄ 滑り免震機構
２ 鋼板
３ 免震床
４，４Ｃ 復元装置
５ 束材
６ 床パネル
１１ 構造床（支持部）
１２ アンカーボルト
３１Ａ〜３１Ｃ 開口部
４１ ケース
４２ 定荷重ばね
４３ ワイヤ（連結材）

Claims (2)

1. 支持部上を水平方向に滑動可能に構成され上下方向に貫通する開口部が形成された板状の免震床と、
   前記支持部と前記免震床とを連結し、前記免震床の前記支持部に対する変位を復元可能な復元装置と、を備える滑り免震機構において、
   前記復元装置は、前記免震床の上面に設置された定荷重ばねと、該定荷重ばねと前記支持部とを連結する連結材と、を有し、該連結材は、前記開口部の内側において前記支持部を連結していることを特徴とする滑り免震機構。
2. 前記免震床の上部には、複数の束材が立設し、該複数の束材の上部には、床パネルが敷設されていることを特徴とする請求項１に記載の滑り免震機構。

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