JPS63114783A - 構造物用免震装置 - Google Patents

構造物用免震装置

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JPS63114783A
JPS63114783A JP25989286A JP25989286A JPS63114783A JP S63114783 A JPS63114783 A JP S63114783A JP 25989286 A JP25989286 A JP 25989286A JP 25989286 A JP25989286 A JP 25989286A JP S63114783 A JPS63114783 A JP S63114783A
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seismic isolation
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町田 亘寛
片野 頼昌
山中 悦男
神谷 吉男
伸行 荻野
浩司 松本
博 多田
伊関 治郎
郁夫 下田
幸弘 細野
昌己 持丸
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Oiles Industry Co Ltd
Kumagai Gumi Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、建築物等の構造物と基礎(地盤も含む)と
の間に介装されて構造物に作用する振動を吸収する構造
物用免震装置に関する。
[従来の技術] 積層ゴム支承で構造物を支持する免震構法においては、
地震発生時に構造物と基礎との間に生じる大きな水平変
位を吸収するために当該変位を吸収する装置、いわゆる
ダンパを該?a居ゴム支承と付置させて用いられる。
この免震構法に用いられるダンパとしては従来より、粘
性体(油)の流動抵抗を利用したオイルダンパ、あるい
は、金属のりi塑性変形時のエネルギ吸収、すなわち履
歴減衰を利用したヒステレティックダンパなどがある。
しかしながら、前者のオイルダンパは速度依存性がある
ため地震のように長い周期の振動に対してはその効果が
減少し、また吸収能に方向性を有することから、任意の
方向に生じるj[に対して有効にエネルギを吸収するた
めには複雑な取付は機構と複数のダンパを必要とすると
いう欠点がある。また後者のヒステレティックダンパに
おいて、金属として軟質金属を使用したものにおいては
地震エネルギの吸収能は増大されるものの、強風等の短
周期の振動が構造物に作用した場合、軟質金属が比較的
小さい外力に対しても弾塑性変形するため、構造物が予
想以上に揺れるなどの問題がある。更に、構造物が重量
車輌などの交通の激しい地域に建設される場合には、当
該車輌の交通により生じる縦振動を考慮に入れる必要が
あり、この縦振動を吸収する別途のダンパを設置する必
要を生じる。
[本発明の技術的課題] 本発明は上記実情に鑑み、上記従来技術の有する問題を
解決すべくなされたものであって、金属のりli塑性変
形による地震エネルギの吸収能を有効に利用するととも
に重量車輌の交通によって構造物に生じる縦振動をも吸
収できる構造物用免震装置を提供することを目的とする
ものである。本発明はこのため、弾塑性変形エネルギ吸
収特性に加えて粘性せん断抵抗によるエネルギ吸収特性
を付加することに着目してなされたものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明の構造物用免震装置は上記目的を達成するため、
次の構成(技術的手段)を採る。
すなわち、■構造物側の基礎と地盤側の基礎との間に配
置され、弾塑性変形抵抗部と該弾塑性変形抵抗部に結合
される粘性せん断抵抗部とからなる免震装置ごであって
、■前記弾塑性変形抵抗部は棒状の夕$1塑性部材から
なり、■前記粘性せん断抵抗部は、中央突出部を備えた
ケーシングと該中空突出部内に該突出部の鉛直方向に移
動自在にかつ該突出部の内面と微小間隙をもって配され
る可動抵抗体と該中空突出部内に充填される粘性体とか
らなり、■前記弾塑性部材の一端は前記基礎のいずれか
一方に固定され、該粘性せん断抵抗部は該弾塑性部材の
他端に結合されるとともに前記他方の基礎に固定されて
いる、ことを特徴とする。
上記構成において、棒状の弾塑性部材は所定の外力によ
り所定の弾性変形を経て塑性変形するものであり、鋼棒
その他の適宜の材料が使用される。
本装置の取付は態様については、粘性せん断抵抗部のケ
ーシングは地盤にの基礎に固定され、可動抵抗体は一端
が構造物側の基礎に固定された弾塑性部材の他端に結合
固定されているか、粘性せん断抵抗部のケーシングは一
端が地盤側の基礎に固定された弾塑性部材の他端に結合
固定され、可動抵抗体は構造物側の基礎に固定されてい
る。
ケーシング内に充填される粘性体としては通常の粘性体
、例えばシリコン油の他に、特に減衰特性の向上を図る
べく高粘度粘性体、例えばポリイソブチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブテンなどの高分子粘性体、あるいはアス
ファルトなどが使用される。
[作用] (1)重量車輌の交通等により基礎(地盤)を介して、
もしくは直接的に構造物に縦振動が伝播されると、構造
物と基礎との間に相対変位が生じ、両者間に介装された
本装置に伝達される。本装置は」二下移動が自由となっ
ているので、上記相対変位は粘性せん断抵抗部に相対変
位となって現われる。
この相対変位によって当該抵抗部には粘性せん断抵抗力
が生じ、該抵抗力によって上記縦振動は吸収されること
になる。粘性せん断抵抗は微小な振動に対しても良好な
応答性を示し、この振動は迅速に吸収される。
(2)次に、構造物に#!震等の強力かつ急激な水平振
動が作用すると、この振動は構造物と基礎との間に介装
された本装置に伝達され、本装置の弾塑性部材の弾塑性
変形抵抗により吸収される。
(3)なお、弾塑性部材の温度変化による伸縮変位・は
その度合が緩慢であるので粘性せん断抵抗部において抵
抗なく許容し、弾塑性部材に座屈の要因となる圧縮応力
を与えることはない。
[効果] 本発明の構造物用免震装置は、以下の特有の効果を有す
る。
■ 重量車輌の交通等により構造物に作用する微小な縦
振動は本装置の粘性せん断抵抗部に生ずる粘性せん断抵
抗によって迅速に吸収される。このため、構造物に悪影
響を与える共振現象はこの装置によって可及的に防止さ
れる。従ってまた、構造物の振動周期に対する設計上の
自由度が増大する。
■ 地震等により構造物に作用する水平振動は本装置の
弾塑性変形部を構成する棒状弾塑性部材の弾塑性変形抵
抗力によって吸収される。この棒状りI′!塑性部材は
地震等の強力かつ急激な力に対して十分な吸収力を発揮
するものである。
■ 本装置は上記■及び■の相乗効果により、構造物に
作用する振動に対し、良好な減衰作用をなす。
[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図及び第2図は本発明の構造物用免震装置の一実施
例(第1実施例)を示す。図において、Gは建築物等の
構造物側の基礎、Bはi′1!!盤側の基礎である。
本実施例の構造物用免震装置Hは構造物Gと基礎Bとの
間に介装され、構造物Gに作用する振動を吸収する機能
を主体とするものであり、構造物Gの荷重を支持する機
能はない。
本装置Hは上位に配された弾塑性変形抵抗部10と下位
に配された粘性せん断抵抗部30とからなる。
弾塑性変形抵抗部10は、構造物Gの下面に直接固定さ
れた固定板12と該固定板12の下面に固定された補強
リブ13と該補強リブ13に固定された取付は板14と
からなる上部取付は部11と、一端が該取付は板14に
固定され他端が下方に垂下する棒状弾塑性部材15とか
ら構成されている。該固定板12は構造物Gに埋設固定
されたアンカーボルトにナツトを螺合して固定するなど
適宜の方法で構造物Gに固定される。
棒状の弾塑性部材15は鋼棒が使用され、その一端に形
成された螺子部15aを前記上部取付は部11の取付は
板14にナツトを螺合することによって固定される。
該弾塑性部材15の下端には拡径された連結部16が一
体に形成されている。
粘性せん断抵抗部30は、基gf!Hに固定されたケー
シング31と該ケーシング31内に配される可動抵抗体
40と該ケーシング31内に充填される粘性体50とを
含む。
該ケーシング31は、底板32と、該底板32の上面に
設けられた中空突出部33と、該中空突出部33の開口
部に設けられた中央に円筒突出部34を備えた上板35
とから形成されている。該円筒突出部34の内面には軸
受36が固定されている。該軸受36には前記一端を上
部取付は部11の取付は板14に螺合固定された弾塑性
部材15の他端拡径連結部16が挿通され、該軸受36
は該弾塑性部材15の上下方向の摺動を案内している。
中空突出部33の内面は粘性せん断抵抗面の一方を構成
するもので、平滑に仕上げられている。
可動抵抗体40はその外面を前記ケーシング31の中空
突出部33内面との間に微小間隙Sを保って配され、前
記弾塑性部材15の下端と拡径連結部16に取付は部材
41を介して結合固定されている。該可動抵抗体40の
外面は粘性せん断抵抗面の他方を構成するもので、平滑
に仕上げられている。取付は部材41には適宜数の孔4
1aが穿設されるが、これは可動抵抗体40が粘性流体
50中を変位するとき該取付は部材41による流体抵抗
を減するためのものである。
可動抵抗体40の外面にはすベリ材45が固定されてい
る。このすべり材45は可動抵抗体40に転倒モーメン
トが生じた際、該モーメント荷重を前記ケーシング31
の開口部に設けられた軸受36と協働して支持するよう
に配されるとともに、該可動抵抗体40の外面とケーシ
ング31の中空突出部33の内面との間の微小間隙Sを
保持するスペーサの役割を果たす。
ここで、すベリ材45としては、銅合金、F!J鋼板上
に黒鉛を含有した銅系焼結合金層を一体に被着形成した
複層材、あるいは耐摩耗性の合成樹脂素材などが使用さ
れ、これらは可動抵抗体40の外面に溶接、接着あるい
は一部を突出させて埋設するなどの方法によって固定さ
れる。
粘性体50は少なくとも上記微小間隙Sを満たすように
ケーシング31内に充填される。
しかして、ケーシング31内には中空突出部33の内面
と可動抵抗体40の外面とこれらの間の微小間隙S、!
l:該間隙Sに介在する粘性体50とで「粘性せん断抵
抗発生部」が構成される。
なお、この実施例において、ケーシング31の中空突出
部33は円筒もしくは方形に形成されており、該中空突
出部33内に配される可動抵抗体41は該中空突出部3
3に対応して円筒もしくは方形に形成されている。
上述した実施例において、粘性せん断抵抗発生部に生ず
る粘性せん断力は、一般に粘性体の粘性係数、粘性体を
介して相対運動を行う二面間の面積及びその相対速度に
それぞれ比例し、二面間の隙間距離に反比例する。
しかして、本免震装置においては二面の隙間距離は微小
隙間に形成され、かつ板面による相対面積が大きいので
、二面間に働く抵抗力は極めて大きく、構造物間の急激
な連動は直ちに拘束される。
そして、粘性体に高粘度の高分子粘性体を用いるとき、
上述した傾向は一層顕著になる。すなわち、この粘性体
は非ニユートン流体特性、すなわち擬塑性流体特性(流
体の速度が大きくなる程高粘度から低粘度に変化して流
動し易く、抵抗力の増加の度合が小さくなる現象、抵抗
力は速度のほぼ0゜5〜0.8乗に比例する。)を示し
、その抵抗力の発生は同一速度であれば変位振幅、振動
数によらず一定であり、一定速度が与えられると該抵抗
力は矩形波的な立上りを示すので、振動に対し極めて敏
感であり、即答性に優れた特徴を有する。
第3図は他の実施例(第2実施例)を示す0図において
、第1実施例と同等の部材については同一の符合が付さ
れている。
この実施例においては、上位に粘性せん断抵抗部30が
配され、下位に弾塑性変形抵抗部10が配されている。
すなわち、り11塑性部材15の一端は地盤側の基礎B
に固定されたベースプレート55に螺合固定され、該弾
塑性部材15の他端は粘性せん断抵抗部30を構成する
ケーシング31に固定された取付は板56に螺合固定さ
れる。また、該ケーシング31の中空突出部33内に配
された可動抵抗体40を構造物側の:leGに固定され
た連結部材56に固定される。
この第2実施例のものは、免震作用上、第1実施例と同
等の作用効果を奏する。
第4図及び第5図は更に他の実施例(第3.4実施例)
を示す、これらの実施例の免震装置は、粘性せん断抵抗
部30に水干せん断抵抗部を付加したものである。
第4図(第3実施例)において、粘性せん断抵抗部30
は水平せん断抵抗部60と鉛直せん断抵抗部70と回転
抑止部80とを含む。
水干せん断抵抗部60は基礎Bに固定されたケーシング
61と該ケーシング61内に配された水平抵抗板62と
該ケーシング61内に充填された粘性体63とからなる
。ケーシング61の底板の−F面と水平抵抗板62とは
微小間隙Slをもって対1nされ、この部分に介在する
粘性体63により粘性せん断抵抗発生部が構成される。
鉛直せん断抵抗部70は上記水平抵抗板62の上面に゛
固設された筒状体71と該筒状体71内に配された連結
部材16に固定された可動抵抗体72と該筒状体71内
に充填された粘性体73とからなる。可動抵抗体72の
外面にはすべり材74が固設される。筒状体71の内面
と可動抵抗体72の外面とは微小間隙S2をもって対置
され、この部分に介在する粘性体73により粘性せん断
抵抗発生部が構成される。
また、回転抑止部80はケーシング61の開口部側に固
定された上板81と該上板81に該上板81上面との間
に空所82を存して固定された枠体83と内面が前記筒
状体71外面に固定され外面が該空所82内に突出して
配され支持板84と該空所82内に相対向して固定され
該支持板84を挟持しかつ該支持板84の移動を案内す
る軸受85.85とで構成されている。この回転抑止部
80は粘性せん断抵抗部30に転倒モーメントにより生
じる回転変位を拘束する。
第5図(第4実施例)においては1回転抑止部80が連
結部材16に直接取り付けられるとともに、水平抵抗板
62の下面にすべり材64が配された態様を採る。
第3,4実施例の免震装置においては、粘性せん断抵抗
部30は方向性を持たず自由となるので、総ての方向か
らの振動変位に対応することができ、このため地震力に
対しても一定範囲内でこの粘性せん断抵抗部で地震力を
吸収でき、これを超える分については弾塑性変形抵抗部
で吸収することになる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の構造物用免震装置の実施例を示し、1図
はその一実施例(第1実施例)縦断面図、第2図は第1
図のI−I線断面図、第3図は他の実施例(第2実施例
)を示す縦断面図、第4図、第5図はそれぞれ更に他の
実施例(第3.4実施例)を示す縦断面図である。 H・・・免震装置、G・・・構造物側基礎、B・・・基
礎(地盤)、10・・・弾塑性変形抵抗部、15・・・
棒状弾塑性部材、30・・・粘性せん断抵抗部、  3
1・・・ケーシング、33・・・中空突出部、40・・
・可動抵抗体、50・・・粘性体、S・・・微小間隙、
特許出願人 株式会社 熊 谷 組 特許出願人 オイレス工業株式会社 代理人 弁理士 池 1)仁 士 第1図 −4: 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)構造物側の基礎と地盤側の基礎との間に配置され
    、弾塑性変形抵抗部と該弾塑性変形抵抗部に結合される
    粘性せん断抵抗部とからなる免震装置であって、 前記弾塑性変形抵抗部は棒状の弾塑性部材からなり、 前記粘性せん断抵抗部は、中央突出部を備えたケーシン
    グと該中空突出部内に該突出部の鉛直方向に移動自在に
    かつ該突出部の内面と微小間隙をもって配される可動抵
    抗体と該中空突出部内に充填される粘性体とからなり、 前記弾塑性部材の一端は前記基礎のいずれか一方に固定
    され、該粘性せん断抵抗部は該弾塑性部材の他端に結合
    されるとともに前記他方の基礎に固定されている、 ことを特徴とする構造物用免震装置。
  2. (2)弾塑性部材の一端は構造物側の基礎に固定され、
    他端は地盤側の基礎に固定された粘性せん断抵抗部を構
    成するケーシングの中空突出部内に配された可動抵抗体
    に結合固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の構造物用免震装置。
  3. (3)弾塑性部材の一端は地盤側の基礎に固定され、他
    端は粘性せん断抵抗部を構成するケーシングに固定され
    、ケーシングの中空突出部内に配された可動抵抗体は構
    造物側の基礎に固定された連結部材に結合固定されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の構造
    物用免震装置。
JP25989286A 1986-10-31 1986-10-31 構造物用免震装置 Expired - Fee Related JPH0663378B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0185549U (ja) * 1987-11-30 1989-06-07
JPH02300475A (ja) * 1989-05-16 1990-12-12 Mitsui Constr Co Ltd フレーム組み込み型制振装置
JP2010168866A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ダンパー構造

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JP2010168866A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ダンパー構造

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