JPS6092571A - 構造物の免震装置 - Google Patents
構造物の免震装置Info
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- JPS6092571A JPS6092571A JP58201294A JP20129483A JPS6092571A JP S6092571 A JPS6092571 A JP S6092571A JP 58201294 A JP58201294 A JP 58201294A JP 20129483 A JP20129483 A JP 20129483A JP S6092571 A JPS6092571 A JP S6092571A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support mechanism
- seismic isolation
- isolation device
- sliding plate
- plate
- Prior art date
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/34—Foundations for sinking or earthquake territories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、構造物の免震装置に係シ、特に、地震の規模
に応じた免震作用を行なわせることができるようにした
免震装置に関する。
に応じた免震作用を行なわせることができるようにした
免震装置に関する。
地震力によって大型構造物が破壊されるのを防止するた
めに、従来、各種の免震装置が考えられている。これら
免震装置は、一般に、第１図中Ｘで示すように構造物１
の下面と地盤２上に設けられた基礎３との間に複数介挿
され、構造物１の荷重を支持しながら免震作用を発揮す
るよう忙構成されている。そして、これら免震装置Ｘは
、具体的には第２図あるいは第３図に示すように構成さ
れている。すなわち、第２図に示すものは、基礎３の上
面に支持台４を固定し、この支持台４と構造物１の下面
との間に支持体５を介在させたものとなっている。支持
体５は、防振ゴムあるいは積層ゴム等で構成された水平
方向に可撓性を有する弾性材６と、この弾性材６の上、
下端に固定された上、下端板７゜８とで構成されている
。そして、上端板７が構造物１の下面に、また下端板８
が支持台８の上面にそれぞれ固定されている。一方、第
３図に示すものは、構造物１の下面にすベシ板９を固定
し、とのすべ）板９の下面に、その上面をすベシ面とし
た上端板７が圧接するように支持体５を配置したものと
なっている。
めに、従来、各種の免震装置が考えられている。これら
免震装置は、一般に、第１図中Ｘで示すように構造物１
の下面と地盤２上に設けられた基礎３との間に複数介挿
され、構造物１の荷重を支持しながら免震作用を発揮す
るよう忙構成されている。そして、これら免震装置Ｘは
、具体的には第２図あるいは第３図に示すように構成さ
れている。すなわち、第２図に示すものは、基礎３の上
面に支持台４を固定し、この支持台４と構造物１の下面
との間に支持体５を介在させたものとなっている。支持
体５は、防振ゴムあるいは積層ゴム等で構成された水平
方向に可撓性を有する弾性材６と、この弾性材６の上、
下端に固定された上、下端板７゜８とで構成されている
。そして、上端板７が構造物１の下面に、また下端板８
が支持台８の上面にそれぞれ固定されている。一方、第
３図に示すものは、構造物１の下面にすベシ板９を固定
し、とのすべ）板９の下面に、その上面をすベシ面とし
た上端板７が圧接するように支持体５を配置したものと
なっている。
しかして、これらの免震装置は、地震力が基礎３、支持
台４に伝わると、第２図に示すものにあっては、弾性材
６で形成された支持体５が変形し、その地震エネルギを
弾性材６の変形エネルギとして蓄え、これによって構造
物１に伝わるうとする地震力を減少させるようにしてい
る。なお、構造物１と免震装置Ｘとを組合せた系の固有
振動数を構造物自体の固有振動数と異ならせておき、こ
れによって共振現象の発生を避けるようにしている。し
たがって、免震装置Ｘの変形量は大きくなるが構造物ｌ
自体の変形量は小さく抑えられ、構造物１の耐震性を向
上させることができる。
台４に伝わると、第２図に示すものにあっては、弾性材
６で形成された支持体５が変形し、その地震エネルギを
弾性材６の変形エネルギとして蓄え、これによって構造
物１に伝わるうとする地震力を減少させるようにしてい
る。なお、構造物１と免震装置Ｘとを組合せた系の固有
振動数を構造物自体の固有振動数と異ならせておき、こ
れによって共振現象の発生を避けるようにしている。し
たがって、免震装置Ｘの変形量は大きくなるが構造物ｌ
自体の変形量は小さく抑えられ、構造物１の耐震性を向
上させることができる。
一方、第３図に示す免震装置Ｘでは、小さな地震力に対
しては第２図に示した装置と全く同じ動作を行なう。そ
して、ある一定以上の大きな地震力が伝わった場合、つ
まシ、構造物１とすベシ板９との間に加わる力がすべ）
板９の摩擦力（すベシ板９の静摩擦係数とすベセ板９０
１個当シにかかる重量との積）以上になったとき、すベ
シ板９と上端板７との間にすベシが生じ、このすベシと
弾性材６の変形とによって構造物１に伝わろうとする地
震力を減少させるようにしている。上記のようにすべ）
板９と上端板７との間にすベシが生じている状態では、
前述した摩擦力以上の力は構造物１に伝達されず、また
、構造物１に生じる加速度は、摩擦係数と重力加速度と
の種以上には増大しない。また、ナベ多現象によって、
すべ）量と摩擦力との積に相当する振動エネルギが消散
される。したがって、全体の振動の低減化に効果を発揮
することになる。なお、第３図に示す免震装置に加わる
水平方向の荷重Ｆと基礎−構造物間の変位量δとの関係
は、たとえば、一定振幅で振動する場合を考えると第４
図に示すようＫなる。図中■で示す部分が地震力が伝わ
った直後に支持体５が変形する状態を、■で示す部分が
すべりの生じた状態を、■で示す部分が反対方向に支持
体５が変形している状態を示している。そして、この図
の線で囲まれた部分の面積が振動−周期当シに消費する
エネルギとなる。
しては第２図に示した装置と全く同じ動作を行なう。そ
して、ある一定以上の大きな地震力が伝わった場合、つ
まシ、構造物１とすベシ板９との間に加わる力がすべ）
板９の摩擦力（すベシ板９の静摩擦係数とすベセ板９０
１個当シにかかる重量との積）以上になったとき、すベ
シ板９と上端板７との間にすベシが生じ、このすベシと
弾性材６の変形とによって構造物１に伝わろうとする地
震力を減少させるようにしている。上記のようにすべ）
板９と上端板７との間にすベシが生じている状態では、
前述した摩擦力以上の力は構造物１に伝達されず、また
、構造物１に生じる加速度は、摩擦係数と重力加速度と
の種以上には増大しない。また、ナベ多現象によって、
すべ）量と摩擦力との積に相当する振動エネルギが消散
される。したがって、全体の振動の低減化に効果を発揮
することになる。なお、第３図に示す免震装置に加わる
水平方向の荷重Ｆと基礎−構造物間の変位量δとの関係
は、たとえば、一定振幅で振動する場合を考えると第４
図に示すようＫなる。図中■で示す部分が地震力が伝わ
った直後に支持体５が変形する状態を、■で示す部分が
すべりの生じた状態を、■で示す部分が反対方向に支持
体５が変形している状態を示している。そして、この図
の線で囲まれた部分の面積が振動−周期当シに消費する
エネルギとなる。
しかしながら、上記のように構成された従来の免震装置
にあっては次のような問題があった。
にあっては次のような問題があった。
すなわち、第２図に示したものにあっては、確かにある
程度の免震効果が得られる。しかし、支持体５の上端部
を構造物１に固定するとともに下端部を基礎３に固定し
、弾性材６の変形によるエネルギ吸収だけで免震効果を
発揮させるようにしているので、原理上、地震エネルギ
の吸収に限度がある。このため、この装置では、高々、
強震程度の、いわゆる中規模地震までしか免震効果を発
揮させることができない。上記以上の大きな地震の場合
には、弾性材６の変形量が犬きくなル、強度的に上記弾
性材６が破壊する可能性がある。構造物のなかには、そ
の破壊による環境等への影響から、どのような大地震忙
遭遇しても構造物そのものが破壊されるのを防がなけれ
ばならないものがある。このよりなＪ１造物については
ほとんど適用できない。
程度の免震効果が得られる。しかし、支持体５の上端部
を構造物１に固定するとともに下端部を基礎３に固定し
、弾性材６の変形によるエネルギ吸収だけで免震効果を
発揮させるようにしているので、原理上、地震エネルギ
の吸収に限度がある。このため、この装置では、高々、
強震程度の、いわゆる中規模地震までしか免震効果を発
揮させることができない。上記以上の大きな地震の場合
には、弾性材６の変形量が犬きくなル、強度的に上記弾
性材６が破壊する可能性がある。構造物のなかには、そ
の破壊による環境等への影響から、どのような大地震忙
遭遇しても構造物そのものが破壊されるのを防がなけれ
ばならないものがある。このよりなＪ１造物については
ほとんど適用できない。
また、第３図に示した免震装置ＸＫあっては、地震力が
ある値を越えると、すベシ板９と上端板７との間にすベ
シが生じるので、激震を越える、いわゆる巨大地震に遭
遇した場合でも構造物そのものの破壊を防止することが
できる。しかし、すべりが生じる地震力の大きさを高く
設定すると、それ以下の地震力の範囲では弾性材６の変
形によるエネルギ吸収の与によって免震効果を発揮させ
なければならず、このように設定すると、第２図に示し
た装置と同様な問題が生じる。このため、すベシが生じ
る地震力の大きさを比較的低く設定する必要がある。こ
のよりに低く設定すると、強震程度の地震でもすベシが
生じることになる。すべ）が生じた場合、上述した構造
では地震が終了したとき、必ず、すベシによる変形が生
じ構造物１は初期位置に戻らず、基礎３と構造物１との
間に残留変位が生じる。強震程度の中規模地震は比較的
発生頻度が高いので、このような地震に遭遇する都度、
すベシ板９と基礎３との相対位置関係を元に戻す必要が
あシ、大掛力な復帰作業を行なわなければならない。し
たがって、構造物を含むシステム全体の稼動率の低下や
経済的な不利を免れ得ない。
ある値を越えると、すベシ板９と上端板７との間にすベ
シが生じるので、激震を越える、いわゆる巨大地震に遭
遇した場合でも構造物そのものの破壊を防止することが
できる。しかし、すべりが生じる地震力の大きさを高く
設定すると、それ以下の地震力の範囲では弾性材６の変
形によるエネルギ吸収の与によって免震効果を発揮させ
なければならず、このように設定すると、第２図に示し
た装置と同様な問題が生じる。このため、すベシが生じ
る地震力の大きさを比較的低く設定する必要がある。こ
のよりに低く設定すると、強震程度の地震でもすベシが
生じることになる。すべ）が生じた場合、上述した構造
では地震が終了したとき、必ず、すベシによる変形が生
じ構造物１は初期位置に戻らず、基礎３と構造物１との
間に残留変位が生じる。強震程度の中規模地震は比較的
発生頻度が高いので、このような地震に遭遇する都度、
すベシ板９と基礎３との相対位置関係を元に戻す必要が
あシ、大掛力な復帰作業を行なわなければならない。し
たがって、構造物を含むシステム全体の稼動率の低下や
経済的な不利を免れ得ない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところ、は、原理上、どのような巨大地震
に遭遇した場合でも対象とする構造物の破壊を防止でき
る機能をもち、しかも比較的頻度の高い数１０年〜数１
００年に１同根度の小規模から中規模地震あるいは数１
００年〜数１０００年に１同根度の大規模地震終了後で
も上記構造物を含むシステム全体の速やかな運転再開に
寄与できる構造物の免震装置を提供することにある。
の目的とするところ、は、原理上、どのような巨大地震
に遭遇した場合でも対象とする構造物の破壊を防止でき
る機能をもち、しかも比較的頻度の高い数１０年〜数１
００年に１同根度の小規模から中規模地震あるいは数１
００年〜数１０００年に１同根度の大規模地震終了後で
も上記構造物を含むシステム全体の速やかな運転再開に
寄与できる構造物の免震装置を提供することにある。
本発明によれば、対象とする構造物の下面に第１のすべ
り板が固定され、この第１のすベシ板の下面に上記第１
のすベシ板に接して第２のすベシ板が設けられる。そし
て、上記第２のすベシ板と基礎との間に弾性を有した第
１の支持・ 機構が設けられる。また、上記第２のすベ
シ板と基礎との間に上記第２のすベシ板に直接または間
接に圧接し、前記第１の支持機構と並列で、かつ上下方
向のみ弾性を有した第２の支持機構が設けられる。さら
に、上記第２の支持機構の前記第２のすベシ板への圧接
力を調整する機構が設けられる。
り板が固定され、この第１のすベシ板の下面に上記第１
のすベシ板に接して第２のすベシ板が設けられる。そし
て、上記第２のすベシ板と基礎との間に弾性を有した第
１の支持・ 機構が設けられる。また、上記第２のすベ
シ板と基礎との間に上記第２のすベシ板に直接または間
接に圧接し、前記第１の支持機構と並列で、かつ上下方
向のみ弾性を有した第２の支持機構が設けられる。さら
に、上記第２の支持機構の前記第２のすベシ板への圧接
力を調整する機構が設けられる。
上記構成であると、第１のすベシ板と第２のすベシ板と
の間の摩擦力Ｆｏと、第２のすベシ板と第２の支持機構
との間の摩擦力Ｆｌとの設定によって次のような免震作
用を行なわせることができる。すなわち、今、第１のす
ベシ板と第２のすベシ板との間に加わる荷重をＰｏとし
、両板間の摩擦係数（ただし静摩擦係数と動摩擦係数と
が等しいと仮定する。）をμ０とし、同じく第２のすベ
シ板と第２の支持機構との間のそれをＰ１＋μｌとする
。この場合には第１のすベシ板と第２のすベシ板との間
に構造物の全荷重Ｐｏが加わシ、また、第２のすベシ板
と第２の支持機構との間上記荷重Ｐｏを第１の支持機構
とで分担した荷重Ｐｌが加わるのでＰａ）Ｐｚの関係に
なる。したがって上述した摩擦力ＦＯ＋Ｆｌは〜 となる。この式から判るようにＦｏ） Ｆｌの関係に設
定することは容易である。今、上記関係（Ｆｏ＞Ｆｔ）
に設定されているものとすると、このような摩擦力を受
けている２個所において＋１９造物がすべり出す加速度
は、それぞれ、となる、、伊し、ｇは重力加速度である
。上記関係からαｘ（（ｉｏである。これらの関係から
次のように云える。すなわち、地震動の最大加速度が１
未満の範囲では、基礎から入った地震動が免震装置をそ
のまま通って構造物に伝えられる。りまシα１未満の範
囲の地震動では、この免震装置は何ら作動しない。一方
、地震動の最大加速度がαｌを越え、構造物自体に生じ
る加速度がα０未溝の範囲では、第２のすベシ板と第２
の支持機構との間にすベシが生じ、同時に第１の支持機
’Ｆｉ’ｌもそのすべり量と同じだけ変形する。したが
って、この範囲のときには第１の支持機構の変形による
エネルギ吸収と、すベル摩擦によるエネルギ消費との両
方で構造物の振動を抑制することになる。また、地震動
にょル、構造物に生じる最大加速度がｔｏを越える範囲
においては、第２のすベル板と第２の支持機構との間に
すベフが生じるとともに第１の支持機構が上記すべ少量
と同じ量だけ変形し、さらに第１のすべり板と第２のす
べ）板との間にもすベシが生じる。したがって、この場
合には、両すべ力面でのすべ多摩擦によるエネルギ消費
および第１の支持機構の変形によるエネルギ吸収によっ
て構造物の振動を抑制するととＫなる。
の間の摩擦力Ｆｏと、第２のすベシ板と第２の支持機構
との間の摩擦力Ｆｌとの設定によって次のような免震作
用を行なわせることができる。すなわち、今、第１のす
ベシ板と第２のすベシ板との間に加わる荷重をＰｏとし
、両板間の摩擦係数（ただし静摩擦係数と動摩擦係数と
が等しいと仮定する。）をμ０とし、同じく第２のすベ
シ板と第２の支持機構との間のそれをＰ１＋μｌとする
。この場合には第１のすベシ板と第２のすベシ板との間
に構造物の全荷重Ｐｏが加わシ、また、第２のすベシ板
と第２の支持機構との間上記荷重Ｐｏを第１の支持機構
とで分担した荷重Ｐｌが加わるのでＰａ）Ｐｚの関係に
なる。したがって上述した摩擦力ＦＯ＋Ｆｌは〜 となる。この式から判るようにＦｏ） Ｆｌの関係に設
定することは容易である。今、上記関係（Ｆｏ＞Ｆｔ）
に設定されているものとすると、このような摩擦力を受
けている２個所において＋１９造物がすべり出す加速度
は、それぞれ、となる、、伊し、ｇは重力加速度である
。上記関係からαｘ（（ｉｏである。これらの関係から
次のように云える。すなわち、地震動の最大加速度が１
未満の範囲では、基礎から入った地震動が免震装置をそ
のまま通って構造物に伝えられる。りまシα１未満の範
囲の地震動では、この免震装置は何ら作動しない。一方
、地震動の最大加速度がαｌを越え、構造物自体に生じ
る加速度がα０未溝の範囲では、第２のすベシ板と第２
の支持機構との間にすベシが生じ、同時に第１の支持機
’Ｆｉ’ｌもそのすべり量と同じだけ変形する。したが
って、この範囲のときには第１の支持機構の変形による
エネルギ吸収と、すベル摩擦によるエネルギ消費との両
方で構造物の振動を抑制することになる。また、地震動
にょル、構造物に生じる最大加速度がｔｏを越える範囲
においては、第２のすベル板と第２の支持機構との間に
すベフが生じるとともに第１の支持機構が上記すべ少量
と同じ量だけ変形し、さらに第１のすべり板と第２のす
べ）板との間にもすベシが生じる。したがって、この場
合には、両すべ力面でのすべ多摩擦によるエネルギ消費
および第１の支持機構の変形によるエネルギ吸収によっ
て構造物の振動を抑制するととＫなる。
このとき構造物の加速度は６０以上にはならない。
このように１地震動による地震力に応じた免震動作を行
なわせることができる。このことは、第２の支持機構の
構成との関連において次のような意味をもつ。すなわち
、大型構造物の場合、通常、強震程度の、いわゆる数１
０年〜数１００年に１同根度発生する中規模地震に対し
ては耐えられるように設計される。しか踵激藁橿度の、
いわゆるａ１００年〜数１０００年に１同根度発生する
大規模地震や今まで経験したことのない、いわゆる数１
０００年〜数万年に１・同程度しか発生しない巨大地震
に対しては果して耐えられるがどうか不明の点が多い。
なわせることができる。このことは、第２の支持機構の
構成との関連において次のような意味をもつ。すなわち
、大型構造物の場合、通常、強震程度の、いわゆる数１
０年〜数１００年に１同根度発生する中規模地震に対し
ては耐えられるように設計される。しか踵激藁橿度の、
いわゆるａ１００年〜数１０００年に１同根度発生する
大規模地震や今まで経験したことのない、いわゆる数１
０００年〜数万年に１・同程度しか発生しない巨大地震
に対しては果して耐えられるがどうか不明の点が多い。
したがって、安全面、経済面等を考慮すると、（ａ）中
規模以下の地震では、構造物そのものがすてに耐力を備
えているので格別、免震装置を動作させなくても十分で
あること、（ｂ）強震、激震等の大規模地震の場合には
構造物を保護できるとともに地震がおさまった時点から
速やかに運転再開ができることが望ましいこと、（Ｃ）
今壕で経験したことのない巨大地震に遭遇したときには
少なくとも構造物の健全性さえ確保できればよいこと；
と云った考えが成シ立っ。特に原子炉建屋のように、そ
の健全性、安全性を厳しく規制された構造物の場合には
この考え方が現実的である。
規模以下の地震では、構造物そのものがすてに耐力を備
えているので格別、免震装置を動作させなくても十分で
あること、（ｂ）強震、激震等の大規模地震の場合には
構造物を保護できるとともに地震がおさまった時点から
速やかに運転再開ができることが望ましいこと、（Ｃ）
今壕で経験したことのない巨大地震に遭遇したときには
少なくとも構造物の健全性さえ確保できればよいこと；
と云った考えが成シ立っ。特に原子炉建屋のように、そ
の健全性、安全性を厳しく規制された構造物の場合には
この考え方が現実的である。
本発明装置は、上述した思想を実現するのに最も適して
いる。すなわち、前述のように摩擦力Ｆｏ 、Ｆｌの設
定によって、加速度５１以下の領域を中規模地震以下の
地震に対応させ、加速度αｌを越えα０未溝の領域を大
規模地震に対応させ、加速度α０を越える領域を巨大地
震に対応させることが容易にできる。そして、この場合
、構造物の強度は加速度α０を若干越える加速度に耐え
得る構造であればよい。また現実には、発生確率から大
規模地震以下がほとんどであシ、この範囲内で構造物の
通常の機能が妨げられないようにすればよい。本発明装
置では、第２のすベシ板と第２の支持機構との間のすベ
ル摩擦によるエネルギ消費と、第１の支持機構の変形に
よるエネルギ吸収とを並用させて振動抑制を行なわせる
ようにしているので、従来装置のように弾性材の変形だ
けでエネルギを吸収させたものに較べて振動抑制の行な
える上限を拡大することができ、それだけ確実に免震効
果を発揮させることができる。また、大規模地震に遭遇
すると、地震がおさまった時点において、第２のナベ力
板と第２の支持機構との間の摩擦力と第１の支持機構の
り元方とが釣多あった位置で構造物が静止し、構造物と
基礎との相対位置がずれた状態で静止するが、第２の支
持機構の圧接力を調整し、上記圧接力をたとえば零に設
定することによって第１の支持機構の復元力で構造物と
基礎との相対位置を元に自動的に戻すことができる。し
たがって従来のすべ夛機構を備えた装置とは違って地震
がおさまった時点から運転再開までに要する時間および
コストを大幅に短縮することができ、対象とする構造物
を含むシステムの稼動率を向上させることができる。一
方、発生確率が極端に小さい破壊的な巨大地震に遭遇し
た場合には、第１のすベラ板と第２のすベラ板との間に
すべ勺が生じて、十分免震されるので構造物自体が破壊
されるようなことはなく、シたがって、構造物の安全性
あるいは健全性は十分確保される。
いる。すなわち、前述のように摩擦力Ｆｏ 、Ｆｌの設
定によって、加速度５１以下の領域を中規模地震以下の
地震に対応させ、加速度αｌを越えα０未溝の領域を大
規模地震に対応させ、加速度α０を越える領域を巨大地
震に対応させることが容易にできる。そして、この場合
、構造物の強度は加速度α０を若干越える加速度に耐え
得る構造であればよい。また現実には、発生確率から大
規模地震以下がほとんどであシ、この範囲内で構造物の
通常の機能が妨げられないようにすればよい。本発明装
置では、第２のすベシ板と第２の支持機構との間のすベ
ル摩擦によるエネルギ消費と、第１の支持機構の変形に
よるエネルギ吸収とを並用させて振動抑制を行なわせる
ようにしているので、従来装置のように弾性材の変形だ
けでエネルギを吸収させたものに較べて振動抑制の行な
える上限を拡大することができ、それだけ確実に免震効
果を発揮させることができる。また、大規模地震に遭遇
すると、地震がおさまった時点において、第２のナベ力
板と第２の支持機構との間の摩擦力と第１の支持機構の
り元方とが釣多あった位置で構造物が静止し、構造物と
基礎との相対位置がずれた状態で静止するが、第２の支
持機構の圧接力を調整し、上記圧接力をたとえば零に設
定することによって第１の支持機構の復元力で構造物と
基礎との相対位置を元に自動的に戻すことができる。し
たがって従来のすべ夛機構を備えた装置とは違って地震
がおさまった時点から運転再開までに要する時間および
コストを大幅に短縮することができ、対象とする構造物
を含むシステムの稼動率を向上させることができる。一
方、発生確率が極端に小さい破壊的な巨大地震に遭遇し
た場合には、第１のすベラ板と第２のすベラ板との間に
すべ勺が生じて、十分免震されるので構造物自体が破壊
されるようなことはなく、シたがって、構造物の安全性
あるいは健全性は十分確保される。
以下、本発明の詳細な説明する。
第５図において、′図中１１は対象とする構造物を示し
、１２は図示しない地盤上に固定された基礎を示し、１
３は基礎１２の上面に固定された支持台を示している。
、１２は図示しない地盤上に固定された基礎を示し、１
３は基礎１２の上面に固定された支持台を示している。
しかして、構造物１１の下面と支持台１３との間には上
記構造物１１の荷重を支持するとともに免震機能を発揮
する免震装置１４が設けられている。なお、図では１つ
の免震装置しか示されていないが、構造物１１の大きさ
等によって複数設けられる。
記構造物１１の荷重を支持するとともに免震機能を発揮
する免震装置１４が設けられている。なお、図では１つ
の免震装置しか示されていないが、構造物１１の大きさ
等によって複数設けられる。
免震装置りは、大きく分けて構造物１１の下面に固定さ
れたＭｌのすべ）板１５と、この第１のすベル板１５の
下面に接して配置された上記すベル板Ｉ５よ勺小面積の
第２のナベ力板１６と、この第２のすべ）板１６の下面
周縁部とこれに対向する支持台１３の上面との間に介挿
された第１の支持機構１？と、第２のすベラ板１６の下
面中央部に固定された補助すベラ板１８とこれに対向す
る支持台１３の上面との間に介挿された第２の支持機構
１９とで構成されて゛いる。
れたＭｌのすべ）板１５と、この第１のすベル板１５の
下面に接して配置された上記すベル板Ｉ５よ勺小面積の
第２のナベ力板１６と、この第２のすべ）板１６の下面
周縁部とこれに対向する支持台１３の上面との間に介挿
された第１の支持機構１？と、第２のすベラ板１６の下
面中央部に固定された補助すベラ板１８とこれに対向す
る支持台１３の上面との間に介挿された第２の支持機構
１９とで構成されて゛いる。
第１の支持機構１７は、防振ゴムを加工あるいはｙｔ層
して筒状に形成された弾性材あるいは円板状ゴム板と円
板状の金属板を交互に積層して形成され／Ｃ円柱体を周
方向に複数配置してなる弾性材２Ｉによって構成されて
おシ、この弾性材２１の上端は直接あるいは図示しない
固定板を介して第２のすベラ板１６の下面に固定され、
また、その下端は固定板２２を介して支持台１３の上面
に固定されている。
して筒状に形成された弾性材あるいは円板状ゴム板と円
板状の金属板を交互に積層して形成され／Ｃ円柱体を周
方向に複数配置してなる弾性材２Ｉによって構成されて
おシ、この弾性材２１の上端は直接あるいは図示しない
固定板を介して第２のすベラ板１６の下面に固定され、
また、その下端は固定板２２を介して支持台１３の上面
に固定されている。
一方、第２の支持機構１９は、開口部を上方にして支持
台１３の上面に固定された有底筒状の案内筒２３と、こ
の案内筒２３内に上下方向に摺動自在に装着されたピス
トン状の摺動体２４と、上記案内筒２３内に装着され、
上記摺動体２４を前記補助すベラ板１８の下面に圧接さ
せる圧接力を付与する皿ばね２５とで構成されている。
台１３の上面に固定された有底筒状の案内筒２３と、こ
の案内筒２３内に上下方向に摺動自在に装着されたピス
トン状の摺動体２４と、上記案内筒２３内に装着され、
上記摺動体２４を前記補助すベラ板１８の下面に圧接さ
せる圧接力を付与する皿ばね２５とで構成されている。
そして、案内筒２３の底壁内面と皿ばね２５との間には
、皿ばね２５の圧縮力を制御して前記圧接力を調整する
ジヤツキ等の圧接力調整機構２６が設けられている。ま
た、前記補助すべ力板１８の外周には、一部が下方へ突
出する関係にストップリング２７が装着されておシ、こ
のストップリング２７の内面には緩衝リング２８が装着
されている。
、皿ばね２５の圧縮力を制御して前記圧接力を調整する
ジヤツキ等の圧接力調整機構２６が設けられている。ま
た、前記補助すべ力板１８の外周には、一部が下方へ突
出する関係にストップリング２７が装着されておシ、こ
のストップリング２７の内面には緩衝リング２８が装着
されている。
しかして、上記のように構成された免震装置１４〜は、
第１のすベラ板１５と第２のすベラ板１６との間の摩擦
力ＦｏＫ対して補助すベラ板１８と第２の支持機構１９
、っまシ摺動体２４との間の摩擦力Ｆ、がＦＯ＞Ｆ、の
関係に設定され、また、第１のすベラ板１５と第２のす
ベラ板１６との間にすベルが生じる加速度δＧに対して
補助すベラ板１８と摺動体２４との間にすベルが生じる
加速度＆ｌが（Ｉｏ ＞αｌの関係に設定される。さら
に、詳細に説明すると、たとえば、上記条件を満し、か
っｄｌを中規模地震のときの最大加速度を僅かに越える
値に設定し、また、α０を大規模地震のときに＃ＩＩ造
物１１が許容し得る最大加速度値に設定して使用に供さ
れる。なお、上記の設定は、すベカ面における静摩擦係
斂、すべ多面に加わる荷重分配等によって行なわれる。
第１のすベラ板１５と第２のすベラ板１６との間の摩擦
力ＦｏＫ対して補助すベラ板１８と第２の支持機構１９
、っまシ摺動体２４との間の摩擦力Ｆ、がＦＯ＞Ｆ、の
関係に設定され、また、第１のすベラ板１５と第２のす
ベラ板１６との間にすベルが生じる加速度δＧに対して
補助すベラ板１８と摺動体２４との間にすベルが生じる
加速度＆ｌが（Ｉｏ ＞αｌの関係に設定される。さら
に、詳細に説明すると、たとえば、上記条件を満し、か
っｄｌを中規模地震のときの最大加速度を僅かに越える
値に設定し、また、α０を大規模地震のときに＃ＩＩ造
物１１が許容し得る最大加速度値に設定して使用に供さ
れる。なお、上記の設定は、すベカ面における静摩擦係
斂、すべ多面に加わる荷重分配等によって行なわれる。
また、構造物１の各部は加速度α０を若干越える加速度
に耐えられるように製作される。
に耐えられるように製作される。
このような構成であると、中規模地震、すなわち、地震
動の最大加速度がα五以下の地震に遭遇した場合には、
第６図（ａ）に示すように免震機能を格別発揮しない。
動の最大加速度がα五以下の地震に遭遇した場合には、
第６図（ａ）に示すように免震機能を格別発揮しない。
したがって、地震動が免震装置１４を介してそのまま構
造物１１に伝達される。前述のように構造物１１は加速
度α０を若干越える加速度まで耐え得るように製作され
ているので、上記地震動によって構造物１１が破壊され
ることはない。
造物１１に伝達される。前述のように構造物１１は加速
度α０を若干越える加速度まで耐え得るように製作され
ているので、上記地震動によって構造物１１が破壊され
ることはない。
また、大規模地震、すなわち地震動によ）、構造物１１
に生じる最大加速度がαｌを越えα０未溝の地震に遭遇
した場合には、第６図（ｂ）に示すように補助すベル板
１８と摺動体２４との間にすべりが生じ、これに伴なっ
て弾性材２１も上記すベル辰δ１ と等しい量だけ変形
する。したがって、この場合にはすベル摩擦によるエネ
ルギ消費と第１の支持機構１７、っま）弾性材２１の変
形によるエネルギ吸収とによって構造物１ノの振動が抑
制される。構造物１１はα０を若干越える加速度まで耐
えられるように製作されているので破壊されることはな
い。
に生じる最大加速度がαｌを越えα０未溝の地震に遭遇
した場合には、第６図（ｂ）に示すように補助すベル板
１８と摺動体２４との間にすべりが生じ、これに伴なっ
て弾性材２１も上記すベル辰δ１ と等しい量だけ変形
する。したがって、この場合にはすベル摩擦によるエネ
ルギ消費と第１の支持機構１７、っま）弾性材２１の変
形によるエネルギ吸収とによって構造物１ノの振動が抑
制される。構造物１１はα０を若干越える加速度まで耐
えられるように製作されているので破壊されることはな
い。
したがって、との場合は振動の振幅を抑制することが主
となる。そして、このときに免震装置Ｕに加わる水平方
向の荷重Ｆと変位量δとの関係は第７図に示すようにな
シ、図中線で囲まれた部分の面積が振動−周期当シのエ
ネルギ消費量となる。
となる。そして、このときに免震装置Ｕに加わる水平方
向の荷重Ｆと変位量δとの関係は第７図に示すようにな
シ、図中線で囲まれた部分の面積が振動−周期当シのエ
ネルギ消費量となる。
なお、この場合、地震がおさまった時点では、第６図（
ｂ）に示した状態に近い状態で安定する可能性が大きい
。したがって、これを第６図（ａ）に示す初期相対位置
関係に戻す必要がある。この復帰操作は次のようにして
簡単に行なえる。すなわち、圧接力調整機構２６を操作
して摺動体２４の圧接力を、たとえば零に設定する。こ
のようＰζ設定すると、摩擦力が零となるので弾性材２
１の復元力によって構造物１１と基礎１２φ′ と相対位置が自動的に初期の正常関係に戻る。
ｂ）に示した状態に近い状態で安定する可能性が大きい
。したがって、これを第６図（ａ）に示す初期相対位置
関係に戻す必要がある。この復帰操作は次のようにして
簡単に行なえる。すなわち、圧接力調整機構２６を操作
して摺動体２４の圧接力を、たとえば零に設定する。こ
のようＰζ設定すると、摩擦力が零となるので弾性材２
１の復元力によって構造物１１と基礎１２φ′ と相対位置が自動的に初期の正常関係に戻る。
したがって、この状態で圧力調整機構２６を再設定すれ
ばよく、地震がおさまった時点から短時間に＋＋’／を
遺物１ノを含むシステムを運転再開させることができる
・ 一方、今まで経験したことのない巨大地震に遭遇した場
合、つまシ地震にょシ構遺物１１に生じた加速度がα０
を越える地震に遭遇したときには、第６図ｃｃ）に示す
ようｔζ補助すベル板１８と摺動体２４との間にすベル
が生じるとともに弾性体２ノに変形が生じ、しかも第１
のすヘル板１５とＩ！ｇ２のすベル板１６との間にすベ
ルが生じ、これらのすベル摩擦によるエネルギ消費およ
び変形によるエネルギ吸収によって構造物１１の振動が
抑制される。構造物１１には加速度α０を越える加速度
が生じることがなく、また、構造物１ノは加速度ａｏを
若干越える加速度まで耐えられるように製作されている
ので、結局、・構造物１ノが破壌するようなことはない
。
ばよく、地震がおさまった時点から短時間に＋＋’／を
遺物１ノを含むシステムを運転再開させることができる
・ 一方、今まで経験したことのない巨大地震に遭遇した場
合、つまシ地震にょシ構遺物１１に生じた加速度がα０
を越える地震に遭遇したときには、第６図ｃｃ）に示す
ようｔζ補助すベル板１８と摺動体２４との間にすベル
が生じるとともに弾性体２ノに変形が生じ、しかも第１
のすヘル板１５とＩ！ｇ２のすベル板１６との間にすベ
ルが生じ、これらのすベル摩擦によるエネルギ消費およ
び変形によるエネルギ吸収によって構造物１１の振動が
抑制される。構造物１１には加速度α０を越える加速度
が生じることがなく、また、構造物１ノは加速度ａｏを
若干越える加速度まで耐えられるように製作されている
ので、結局、・構造物１ノが破壌するようなことはない
。
したがって、この場合には構造物１１に加速度α０を越
える加速度が発生しないように抑制することが主となる
。また、このときに免震装置すに加わる水平方向の振動
−周期貫りの荷重Ｆと変位量δとの関係は第８図に示す
ようになるＯ このように、数千年〜数万年に１同根度の巨大地震に遭
遇した場合でも対象とする構造物１１の破壊を確実に防
止することができる。また、特に、大規模地震に遭遇し
た場合でも構造物１１の振動を効果的に抑制でき、しか
も地震がおさまった後は速やかに運転を再開させること
ができ、結局、前述した効果が得られる。
える加速度が発生しないように抑制することが主となる
。また、このときに免震装置すに加わる水平方向の振動
−周期貫りの荷重Ｆと変位量δとの関係は第８図に示す
ようになるＯ このように、数千年〜数万年に１同根度の巨大地震に遭
遇した場合でも対象とする構造物１１の破壊を確実に防
止することができる。また、特に、大規模地震に遭遇し
た場合でも構造物１１の振動を効果的に抑制でき、しか
も地震がおさまった後は速やかに運転を再開させること
ができ、結局、前述した効果が得られる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち、実施例においては説明しなかったが第
２の支持機構１９の圧接力を設定するためにロードセル
等の荷重検出器あるいはばねの圧縮量を検出する検出器
を設けなければならないことは勿論である。また、圧接
力調整機構２６としては、歯車とねじとを組合せたねじ
式ジヤツキや油圧ジヤツキが適している。勿論、これら
は心気的制御信号に基いて制御されるように構成される
。゛まだ、圧接力を付与するものとしてはｕ■ばねに限
らずコイルスプリング、輪ばね、竹のこばねなどの剛性
が高く耐久性のあるものが適している。また、第２のす
ベル板の下面にナベ）面を設定することにより補助すベ
ル板１８を省略することもできる。
ない。すなわち、実施例においては説明しなかったが第
２の支持機構１９の圧接力を設定するためにロードセル
等の荷重検出器あるいはばねの圧縮量を検出する検出器
を設けなければならないことは勿論である。また、圧接
力調整機構２６としては、歯車とねじとを組合せたねじ
式ジヤツキや油圧ジヤツキが適している。勿論、これら
は心気的制御信号に基いて制御されるように構成される
。゛まだ、圧接力を付与するものとしてはｕ■ばねに限
らずコイルスプリング、輪ばね、竹のこばねなどの剛性
が高く耐久性のあるものが適している。また、第２のす
ベル板の下面にナベ）面を設定することにより補助すベ
ル板１８を省略することもできる。
但し、ストップリング２７および緩衝リング２８に相当
するものは設ける必要がある。なお、ストップリングと
第２の支持機構との間の水平方向のすき間の長さは、第
１の支持機構の変形による強度限界以下の変位量に相当
する長さに設定すればよい。さら忙、第１のすべり板１
５は構造物１ノの下面形成壁と兼用させてもよい。
するものは設ける必要がある。なお、ストップリングと
第２の支持機構との間の水平方向のすき間の長さは、第
１の支持機構の変形による強度限界以下の変位量に相当
する長さに設定すればよい。さら忙、第１のすべり板１
５は構造物１ノの下面形成壁と兼用させてもよい。
第１図は構造物と基礎との間に免震装置を介在させた一
般的な例を示す図、第２図および第３図は従来の免震装
置をそれぞれ説明するだめの断面図、第４図は第３図に
示した装置に加わる荷重とたわみ量との関係を示す図、
第５図は本発明の一実施例に係る免震装置の縦断面図、
第６図（ａ） （ｂ） （ｃｌは同装置の地震規模と免
震作用との関係を説明するための図、第７図は第６図（
ｂ）に示す形態におｈて免震装置に加わる荷重と変位量
との関係を示す図、第８図は同じく第６図（ｃ） Ｋ示
す形態における荷重と変位量との関係を示す図である。 １１・・・構造物、１２・・・基礎、コ・・・免震装置
、１５・・・第１のすべ力板、１６・・・第２のすベル
板、１７・・・第１の支持機構、１８・・・補助すベル
板、１９・・・第２の支持機構。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第７図 第８図
般的な例を示す図、第２図および第３図は従来の免震装
置をそれぞれ説明するだめの断面図、第４図は第３図に
示した装置に加わる荷重とたわみ量との関係を示す図、
第５図は本発明の一実施例に係る免震装置の縦断面図、
第６図（ａ） （ｂ） （ｃｌは同装置の地震規模と免
震作用との関係を説明するための図、第７図は第６図（
ｂ）に示す形態におｈて免震装置に加わる荷重と変位量
との関係を示す図、第８図は同じく第６図（ｃ） Ｋ示
す形態における荷重と変位量との関係を示す図である。 １１・・・構造物、１２・・・基礎、コ・・・免震装置
、１５・・・第１のすべ力板、１６・・・第２のすベル
板、１７・・・第１の支持機構、１８・・・補助すベル
板、１９・・・第２の支持機構。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第７図 第８図
Claims (7)
- （１）構造物の下面と基礎との間に介挿された弾性を有
する第１の支持機構と、この第１の支持機構と前記構造
物の下面との間に上記構造物に固定して設けられた第１
のすべり板と、この第１のすベシ板と前記第１の支持機
構との間に上記第１の支持機構に固定して設けられた第
２のすべＱ板と、一端側が前記基礎に固定されるととも
に他端側か前記第２のすべ、！７板の下面に直接または
間接に圧接して前記第１の支持機構と並列に設けられた
上下方向のみ弾性を有する第２の支持機構と、この第２
の支持機構の前記第２のすベシ板への圧接力を調整する
機構とを具備してなることを特徴とする構造物の免震装
置。 - （２）常時は、前記第２のすベシ板と前記第２の支持機
構との間の摩擦力よシ前記第１のすベシ板と上記第２の
すベル板との間の摩擦力が大に設定されるものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の構造物の免
震装置。 - （３）前記第１のすべ）板は、前記構造物の下面形成壁
と兼用されたものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の構造物の免震装置。 - （４）前記第２の支持機構は、軸心線を上下方向にして
前記基礎に固定された案内筒と、この案内筒内に摺動自
在に挿着された摺動体と、前記案内筒内に装着され上記
摺動体に前記第２のすべ夛板下面への押付は力を与える
弾性体とを主体に構成されたものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の構造物の免震装置。 - （５）前記第１の支持機構は、防振ゴムまだは積層ゴム
を主体にして構成されたものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の構造物の免震装置。 - （６） 前記第１の支持機構は、水平方向に複数に分割
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項まだは第５項記載の構造物の免震装置。 - （７）前記第２のすベル板は、この第２のすベシ板と前
記第２の支持機構との間の相対的なすベシ量を所定範囲
に規制する機構を包含したものであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の構造物の免震装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201294A JPS6092571A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 構造物の免震装置 |
| DE8484307338T DE3468466D1 (en) | 1983-10-27 | 1984-10-25 | Seismic isolator |
| EP84307338A EP0139541B1 (en) | 1983-10-27 | 1984-10-25 | Seismic isolator |
| US06/665,159 US4599834A (en) | 1983-10-27 | 1984-10-26 | Seismic isolator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58201294A JPS6092571A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 構造物の免震装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092571A true JPS6092571A (ja) | 1985-05-24 |
| JPH0336094B2 JPH0336094B2 (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=16438592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58201294A Granted JPS6092571A (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 構造物の免震装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4599834A (ja) |
| EP (1) | EP0139541B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6092571A (ja) |
| DE (1) | DE3468466D1 (ja) |
Cited By (8)
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| JP2015025543A (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 鹿島建設株式会社 | 免震滑り支承 |
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