JPH09268574A - 構造物の免震支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大地震等による大きな力の入力に対して、構
造物および減衰手段を保護する。 【解決手段】 構造物１と基礎床４との間に免震体５を
配設するとともに、その構造物１を、基礎２に取付けた
減衰手段８に連結して、構造物１の水平方向振動に制震
力を及ぼすものであって、前記減衰手段８への入力が所
定値を越えた場合に、構造物１と減衰手段８との連結を
解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建築物、橋梁な
どの構造物を、地震、強風などに起因して生じる振動、
交通振動その他から保護するための構造物の免震支持装
置に関し、とくには、大振幅振動の入力に対して構造物
および減衰手段の損傷を有効に防止するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の免震支持装置としては図５に例示
するように、建物ａの底壁ｂと、基礎ｃの床面ｄとの間
に、多くは積層ゴムからなる複数の免震体ｅを配設する
とともに、構造物ａの側壁ｆを、基礎ｃのピット側壁に
取付けた減衰手段ｇに水平ロッドｈをもって連結して、
建物ａの水平方向振動に対し、減衰手段ｇによって制震
力を加えるものがあり、この従来装置では、建物ａと免
震体ｅ等からなる系の固有振動数を極力小さくして、地
震エネルギーが建物に入力する大きさを抑えることがで
きるとする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
従来装置は、交通振動、強風による振動、短周期小振幅
振動の地震等に対しては制震効果が認められるものの、
大地震等の場合におけるような、長周期大転振幅振動に
対しては、減衰手段ｇが、その構造に応じた過大な伸縮
外力、剪断外力などを受けることになって、その減衰手
段それ自身が損傷を受けるおそれが高く、また、その過
大な外力の反力によって建物ａが損傷等を受けるおそれ
もあった。

【０００４】この発明は、従来技術の有するこのような
問題点を有利に解決するものであり、その目的は、小振
幅振動に対してすぐれた制震機能を発揮することはもち
ろん、大振幅振動による、減衰手段、構造物等の損傷を
十分に防止することができる構造物の免衰支持装置を提
供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の、構造物の免
震支持装置は、建築物その他の構造物と基礎床との間
に、積層ゴムその他からなる免震体を配設するととも
に、その構造物を、基礎に取付けた減衰手段に連結し
て、構造物の水平方向変位に制震力を加えるものであっ
て、減衰手段への入力が所定値を越えた場合に、構造物
と減衰手段との連結を解除するものである。

【０００６】ここでは、大振幅振動に起因する過大な力
の入力に対して、構造物と減衰手段との間でのその力の
伝達を積極的に遮断することにより、減衰手段、構造物
等の損傷のおそれを有効に除去することができる。

【０００７】また他の装置は、免震体の上述したような
配設下で、構造物と、基礎に取付けた減衰手段とを水平
アームで連結し、その水平アームを介して構造物の水平
方向振動に制震力を加えるものであり、構造物と水平ア
ームとの間、水平アームと減衰手段と間および、減衰手
段と基礎との間の少なくとも一の連結を、シャーピン、
いいかえれば、シャーピン式過負荷防止手段によって行
うものである。

【０００８】この装置によれば、シャーピンの材質、寸
法、なかでもとくに括れ部直径などを予め選択すること
で、そのシャーピンの剪断破断力を高い精度で特定する
ことができるとともに、その剪断破断力のばらつきを十
分小さくすることができるので、構成各部の強度計算等
から予め導き出された所定の安全率の下で、構成各部の
不測の損傷をほぼ完全に防止することができる。

【０００９】なおこの装置においてより好ましくは、減
衰手段を、相互に対向する一対の面板に、高減衰弾性体
を加硫その他によって接合させることにて構成する。か
かる減衰手段によれば、その構造を、オイルダンパ等に
比してはるかに簡単なものとすることができるととも
に、可動部分を不要とすることができて、減衰手段のコ
ストの低減、故障のおそれの低減の他、メンテナンスフ
リーが実現可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、この発明の一の実施形
態をその要部について示す説明図であり、図中１は構造
物を、２はその構造物１を設置する基礎をそれぞれ示
す。

【００１１】ここでは、構造物１の底面３と、基礎２の
床面４との間に、ゴムと剛性板との交互の積層体からな
る免震体５を介装配置し、その構造物１の側面６を、基
礎２の段部頂面７に配設した減衰手段８に、水平アーム
９を介して連結する。

【００１２】ここにおけるこの減衰手段８は、相互に対
向する上下のそれぞれの面板10, 11に、高減衰弾性体12
を、加硫その他によって接合してなり、この減衰手段８
の下面板11は、段部頂面７に強固に固定し、また、その
上面板10には、水平アーム９の一端部を連結する。な
お、この水平アーム９の他端部は、構造物１の側面６に
取付けたブラケット6aに強固に連結する。

【００１３】ところでこの実施形態では、水平アーム９
の、上面板10への複数個所での連結の全てをシャーピン
13を用いて行う。ここでシャーピン13は、図２に拡大し
て示すように、フランジ13a と、胴部13b と、ねじ部13
c とを順次に有するボルト様部材の、胴部13b の中間部
に、所定幅および深さの環状溝14を設けてなり、所定値
を越える軸直角方向の剪断力の作用に対してその環状溝
位置にて剪断破断して、所定値を越える負荷の伝達を防
止すべく機能する。従って、環状溝14の軸線方向位置
は、シャーピン13の、図１に示すような適用状態におい
て、それが上面板10と水平アーム９との合わせ面内に位
置するように選択することが必要である。また、このシ
ャーピン13の胴部13b の直径は、それの適用状態で、水
平アーム９および上面板10のそれぞれに穿設したピン孔
9a, 10a に十分緊密に嵌まり込む寸法とすることが好ま
しく、これによれば、減衰手段８と水平アーム９との間
での相対水平変位の発生と同時に、いいかえれば遊びな
しに、その減衰手段８を有効に機能させることができ、
また、ピン孔9a, 10a と胴部13b との間に隙間が存在す
る場合の、動荷重の作用に起因するシャーピンの不測の
破断のおそれを十分に除去することができる。

【００１４】なおシャーピン13の材質としては、高力黄
銅、超々ジュラルミンなどのように、すぐれた耐食性の
下で、所定剪断力に至るまでは、強固で、伸びが小さ
く、この一方で、所定剪断力を越えると直ちに破断する
ものを選択することが好ましい。

【００１５】以上のようにして、構造物１と基礎２と
を、減衰手段８を介して連結した場合は、それらの両者
間の、水平方向の小振幅振動等は減衰手段８の作用によ
って有効に制震されることになり、このことは、シャー
ピン13が破断されるに至るまでの大振幅振動に対しても
また同様である。

【００１６】この一方で、それぞれのシャーピン13に、
大地震の発生等に起因して、所定の剪断力を越える大き
な力が作用した場合は、各シャーピン13が水平アーム９
と上面板10との間で破断して、減衰手段８、構造物１等
への損傷の発生を十分に防止するので、その地震の後の
復旧作業は、減衰手段８と水平アーム９とをシャーピン
13をもって再度連結することだけにて済ませることがで
き、減衰手段８、構造物１等に損傷が生じた場合に比し
て、復旧コストおよび作業工数のそれぞれをはるかに低
減させることができる。

【００１７】したがってここでは、減衰手段８および構
造物１のそれぞれに、過大な入力に備えた過剰強度を付
与することが不要になる他、減衰手段８の減衰特性を、
比較的振幅の小さい小振動に適合するよう調整すること
ができて、交通振動等に対する制震効果を一層高めるこ
とができる。

【００１８】なおここで、シャーピンを高力黄銅 (C678
2BD)で構成した場合における剪断強度のばらつきについ
て実験したところ、〔表１〕に示す通りとなった。

【００１９】

【表１】

【００２０】ところで、この実験は、図３に示すよう
に、SS400 の鋼材からなる二枚の固定板Ａ，Ｂ間に、同
種材料からなる引張板Ｃを嵌め込むとともに、それら
を、胴部径が20mmで、溝底径が14mmのシャーピンＤで相
互連結した状態で、その引張板Ｃを、シャーピンＤが破
断するまで引張り、その破断時の引張力を測定すること
により行った。

【００２１】また、Ｍ10六角ボルトについての実験は、
それぞれの板Ａ，Ｂ，Ｃに形成したほぼ10mm径の孔に、
鋼製のボルトを挿通させた状態の下にて行った。

【００２２】上記〔表１〕から明らかなように、シャー
ピンを用いた場合には破断力のばらつきを極めて小さく
抑えることができるので、それを適用した免震支持装置
においては、減衰手段８、構造物１等の不測の損傷をほ
ぼ完全に防止することができる。

【００２３】図４は他の実施形態を示す図であり、これ
は、水平アーム９の、構造物１および減衰手段８への連
結をいずれも剛固に行い、その一方で、減衰手段８の基
礎２への連結をシャーピン13を用いて行うものである。

【００２４】この場合は、破断されたシャーピン13の交
換を可能ならしめるべく、直接的には、段部頂面７上に
敷設されてそれに摩擦接触するベースプレート15に、下
面板11をシャーピン連結する。なおここでは、ベースプ
レート15と段部頂面７との摩擦力を、シャーピン13の破
断に要する所定剪断力よりも十分大きく設定する。

【００２５】以上のような実施形態においてもまた、シ
ャーピン13の作用に基づき、前述した実施形態と同様の
効果をもたらすことができ、構造物１、減衰手段８等の
損傷を十分に防止することができる。

【００２６】以上、図示の実施形態について説明した
が、構造物１に取付けたブラケット6aと、水平アーム９
との連結をシャーピンによって行うこともでき、また、
複数個所での連結をシャーピンにより行うこともでき
る。そしてさらには、減衰手段を、従来周知のオイルダ
ンパーその他のダンパー機構にて構成することもでき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上に述べたところから明らかなよう
に、この発明によれば、小振幅振動等を十分に制震して
なお、大振幅振動等に対しては、減衰手段、構造物等を
損傷から十分に保護して、たとえば地震後の復旧作業を
容易なものとするとともに、損害の程度を大きく低減さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を要部について示す説明図
である。

【図２】シャーピンを示す拡大図である。

【図３】破断力の試験態様を示す測面図である。

【図４】他の実施形態を示す図である。

【図５】従来装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 構造物 ２ 基礎 ３ 底面 ４ 床面 ５ 免震体 ６ 側面 6a ブラケット ７ 段部頂面 ８ 減衰手段 ９ 水平アーム 9a, 10a ピン孔 10, 11 面板 12 高減衰手段 13 シャーピン 13a フランジ 13b 胴部 13c ねじ部 14 環状溝 15 ベースプレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物と基礎床との間に免震体を配設す
   るとともに、その構造物を、基礎に取付けた減衰手段に
   連結して、構造物の水平方向振動に制震力を及ぼす免震
   支持装置であって、 前記減衰手段への入力が所定値を越えた場合に、構造物
   と減衰手段との連結を解除することを特徴とする構造物
   の免震支持装置。
2. 【請求項２】 構造物と基礎床との間に免震体を配設す
   るとともに、その構造物を、基礎に取付けた減衰手段
   に、水平アームにより連結して、構造物の水平方向振動
   に制震力を及ぼす免震支持装置であって、 構造物と水平アームとの間、水平アームと減衰手段との
   間および、減衰手段と基礎との間の少なくとも一の連結
   をシャーピンによって行うことを特徴とする構造物の免
   震支持装置。
3. 【請求項３】 前記減衰手段を、相互に対向する一対の
   面板に高減衰弾性体を接合させることにより構成してな
   る請求項２記載の構造物の免震支持装置。