FR2602293A1 - Dispositif antisismique - Google Patents

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Fukahori Hiromu Kojima Akihiko Ogino Shigenobu Suzuki Et Toshikazu Yoshizawa Yoshihide
Hiromu Kojima
Akihiko Ogino
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Toshikazu Yoshizawa
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    • F16F3/087Units comprising several springs made of plastics or the like material
    • F16F3/093Units comprising several springs made of plastics or the like material the springs being of different materials, e.g. having different types of rubber

Abstract

A.DISPOSITIF ANTISISMIQUE POUR BATIMENTS SOUMIS A DES TREMBLEMENTS DE TERRE. B.DISPOSITIF ANTISISMIQUE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE DES SUPPORTS ANTISISMIQUES DE TYPE CAOUTCHOUC 10 ET DES AMORTISSEURS 1 DISPOSES EN PARALLELE, LEDIT SUPPORT ANTISISMIQUE DE TYPE CAOUTCHOUC 10 ETANT FORME EN STRATIFIANT, L'UN AU-DESSUS DE L'AUTRE, UNE PLURALITE DE PLAQUES DURES RIGIDES 11 ET DE PANNEAUX MOUS 12 A CARACTERISTIQUE VISCO-ELASTIQUE, LEDIT AMORTISSEUR 1 ETANT PRINCIPALEMENT COMPOSE D'UN MATERIAU VISCO-ELASTIQUE PRESENTANT LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES I ET II DEFINIES CI-DESSOUS. ILE RAPPORT D'HYSTERESIS (H) EST SUPERIEUR A 0,2 POUR UNE DEFORMATION EN TRACTION DE 50 A 25. IILE MODULE D'ELASTICITE AVEC EFFET D'ACCUMULATION E MESURE DYNAMIQUEMENT A UNE FREQUENCE DE 5HZ, UNE DEFORMATION DE 0,01 ET UNE TEMPERATURE DE 25C EST SUR LA PLAGE DE 9,806 E 19,612 50 PA. C.L'INVENTION PERMET D'AMORTIR DES VIBRATIONS SUR UNE LARGE PLAGE DE FREQUENCE.

Description

Titre : DISPOSITIF ANTISISMIQUE
La présente invention se rapporte à une amélioration du dispositif antisismique constitué d'amortisseurs et de supports antisismiques en caoutchouc disposés en parallèle, produisant ainsi à la fois l'effet antisismique et l'effet d'amortissement, lesdits amortisseurs absorbant l'énergie de vibration ou les mouvements de tremblement de terre (abrégé ci-dessous sous le nom de vibration) appliqués aux machines et structures au moment d'un tremblement de terre.
On connait depuis longtemps les amortisseurs comme moyen de réduire les vibrations appliquées aux machines et structures par un tremblement de terre. Leur capacité d'absorber l'énergie de vibration provient du matériau dont ils sont construits. Ils se divisent en deux groupes principaux ; ceux qui utilisent l'effet plastique d'un métal comme le plomb et ceux qui utilisent l'effet visqueux de l'huile.
On porte actuellement particulièrement l'attention sur un corps (support antisismique en caoutchouc) obtenu en stratifiant alternativement une pluralité de plaques d'acier et de panneaux de caoutchouc. I1 est étudié pour protéger des vibrations au moment d'un tremblement de terre un objet qui le supporte.
Un tel support antisismique en caoutchouc est flexible (ou présente un faible module de cisaillement) dans sa direction latérale. Du fait de cette propriété, des supports antisismiques en caoutchouc interposés entre une structure rigide telle qu'un bâtiment en béton et sa fondation éloignent de la fréquence sismique la fréquence naturelle de la structure, réduisant ainsi largement l'accélération appliquée à la structure par un tremblement de terre.
Une caractéristique du support antisismique en caoutchouc de ce type est son aptitude à supporter une déformation élastique qui permet sa restauration à sa forme d'origine après un tremblement de terre. Toutefois, le support antisismique en caoutchouc par lui-même a une capacité extrêmement limitée d'absorber I'énergie (effet d'amortissement) pour satisfaire la condition qu'il faut réduire au minimum l'affaissement d'un bâtiment résultant de son glissement. Pour cette raison le support antisismique en caoutchouc conventionnel est fabriqué en un caoutchouc présentant une faible perte par hystérésis.
Dans le cas d'un dispositif antisismique constitué de supports antisismiques en caoutchouc, à faible amortissement, mentionnés ci-dessus, seuls, la structure installée sur eux continue à subir des secousses horizontales longtemps après que le tremblement de terre soit terminé. Ces secousses horizontales, si elles sont excessives,peuvent provoquer des dommages aux supports antisismiques en caoutchouc eux-mêmes ainsi qu'au bâtiment et aux installations comme les conduites d'eau, les conduites de gaz et les câ- bles électriques.
La façon conventionnelle de diminuer les secousses horizontales dans un temps aussi court que possible était de combiner un support antisismique en caoutchouc avec un amortisseur plastique de métal mou ou analogue qui subit une déformation plastique dès qu'il reçoit une force sismique. Par exemple on forme cet amortisseur en remplissant de plomb un vide dans le support antisismique en caoutchouc.
Le dispositif ainsi formé produit à la fois un effet antisismique et un effet d'amortissement.
Un inconvénient de l'amortisseur conventionnel utilisant l'effet plastique est qu'il produit très peu l'effet d'amortissement si la déformation est faible, cas dans lequel la déformation est une déformation élastique.
Un inconvénient de l'amortisseur conventionnel utilisant l'effet visqueux de l'huile est qu'il doit avoir une dimension trop importante s'il doit produire un effet d'amortissement considérable. Un inconvénient supplémentaire est que la manipulation d'huile nécessite des soins, que la fabrication est difficile et que des travaux complexes de maintenance sont nécessaires pour emploi sur une longue période de temps.
Le dispositif antisismique comportant un amortisseur plastique conventionnel incorporé absorbe plus d'énergie sismique que celui qui ne comporte pas d'amortisseur plastique ; toutefois, à son tour, il présente le défaut de résonner dans la région des hautes fréquences car l'amortisseur plastique a un module d'élasticité élevé.
Le support antisismique en caoutchouc rempli de plomb présente l'inconvénient que, s'il se déforme largement au moment d'un tremblement de terre important, les plaques dures comme les plaques d'acier endommagent le plomb et le plomb endommagé, à son tour, endommage les panneaux mous, comme les panneaux de caoutchouc, ce qui conduit à la destruction totale du support antisismique en caoutchouc. Le plomb endommagé tend à se -briser facilement s'il subit de façon répétitive une déformation importante.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif antisismique qui produit à la fois l'effet antisismique et l'effet d'amortissement. Le dispositif antisismique comporte un amortisseur visqueux qui se caractérise par (1) son matériau constituant qui montre l'effet maximal de
viscosité (effet d'amortissement), (2) sa structure qui permet au matériau constituant de mon
trer complètement son effet de viscosité (effet d'amor
tissement), (3) une facilité de moulage et de fabrication, (4) une mise en oeuvre facile et (5) un faible coût.
Le dispositif antisismique de l'invention comporte des supports antisismiques en caoutchouc et des amortisseurs disposés en parallèle, ledit support antisismique en caoutchouc étant formé en stratifiant une pluralité de plaques dures rigides et de panneaux mous visco-élastiques, l'un sur l'autre, ledit amortisseur étant principalement constitué d'un matériau visco-élastique présentant les caractéristiques physiques (i) et (ii) définies ci-dessous.
(i) le rapport d'hystérésis (h50) est supérieur à 0,2
pour une déformation en traction de 50% à 25 CC.
(ii) le module d'élasticité avec effet d'accumulation (E)
mesuré dynamiquement à une fréquence de 5 Hz, une dé
formation de 0.01% et une température de 25"C est sur 8
la plage de 9,806\r E 19,612x10 Pa.
Pour éliminer les inconvénients de l'amortisseur visqueux conventionnel, les présents inventeurs ont effectué des études extensives sur l'amortisseur visqueux idéal présentant les qualités (1) à (5) mentionnées ci-dessus.
Comme résultat, on a trouvé que l'effet d'amortissement satisfaisant est obtenu lorsque l'amortisseur est fabriqué en un matériau visco-élastique qui présente le rapport d'hystérésis, la viscosité Mooney et le module d'élasticité avec effet d'accumulation sur une certaine plage. On a également trouvé que si l'on combine les amortisseurs de ce type avec les supports antisismiques en caoutchouc en parallèle, le dispositif antisismique résultant supporte un bâtiment de façon stable pendant une longue période de temps et réduit la vibration transmise au bâtiment qu'il supporte. Ces découvertes ont conduit à la présente invention.
Les figures 1 à 4 sont des vues en coupe longitudinale des amortisseurs relatifs à la présente invention.
La figure 5 est un graphique montrant une courbe contrainte-déformation d'un matériau.
Les figures 6(a) à 6(e) sont des vues en perspective montrant des éléments de cloisonnement.
La figure 7 est une vue en coupe longitudinale montrant comment fabriquer l'amortisseur relatif à la présente invention.
La figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un amortisseur dans une réalisation de l'invention.
La figure 9 est une vue en coupe longitudinale partielle, à échelle agrandie, montrant le flasque et son voisinage dans une autre réalisation de l'invention.
La figure 10 est un graphique montrant une courbe contrainte-déformation d'un matériau visco-élastique.
La figure 11 est un graphique montrant une courbe contrainte-déformation d 'un squelette.
La figure 12 est une vue en coupe longitudinale du dispositif antisismique relatif à une réalisation de l'invention.
La figure 13 est une vue en coupe longitudinale du dispositif antisismique relatif à une autre réalisation de l'invention.
La figure 14 est une vue en coupe longitudinale du dispositif antisismique relatif à une autre réalisation encore de l'invention.
Les figures 15 à 18 sont des vues en coupe longitudinale montrant le dispositif antisismique de l'invention.
Les figures 19, 20 et 21 sont des vues en perspective montrant le matériau à insérer autour de l'amortisseur.
Dans ce qui suit, on fera une description détaillée de la présente invention.
L'amortisseur, en tant qu'élément constituant du dispositif antisismique de la présente invention, est principalement constitué d'un matériau visco-élastique présentant les propriétés caractéristiques définies dans les sections (i) et (ii) ci-dessous.
(i) Le rapport d'hystérésis (h50) pour une déformation en
traction de 50%, à 25"C, est supérieur à 0.2, de pré
férence supérieur à 0.3. Le rapport d'hystérésis
(h50) est le rapport de la surface OABCO à la surface
OABHO sur la courbe contrainte-déformation (à une vi
tesse de traction de 200 mm/min) représentée sur la
figure 5.
(ii) Lemodule d'élasticité avec effet d'accumulation (E)
dynamiquement mesuré à une fréquence de 5 Hz, une dé
formation de 0.01%, et à une température de 25"C est 8
sur la plage de 9,8064 EsS19,612x108 Pa, de préférence
8
supérieur a 9,806x10 Pa, de plus grande préférence
7
encore supérieur 49,030x10 Pa et de plus grande
préférence encore supérieur à 9,806x104 Pa et infé
rieur à 19,612x107 Pav
Le matériau visco-élastique doit présenter un al longuement (à la rupture par traction) supérieur à 1%, de préférence supérieur à 5%, de plus grande préférence supérieur à 10% et de plus grande préférence encore supérieur à 20%.
Le matériau visco-élastique pour l'amortisseur de la présente invention inclut le caoutchouc non vulcanisé, le caoutchouc vulcanisé, et des résines synthétiques et des matériaux plastiques présentant les propriétés caractéristiques mentionnées ci-dessus.
Selon la présente invention, le matériau viscoélastique doit de préférence être du caoutchouc non-vulcanisé, du caoutchouc vulcanisé ou un matériau similaire présentant le rapport d'hystérésis et le module d'élasticité mentionnés ci-dessus. Des exemples incluent les caoutchoucs courants comme le caoutchouc éthylène-propylène (EPR, EPDM), le caoutchouc nitrile (NBR), le caoutchouc butyle, le caoutchouc butyle halogéné, le caoutchouc chloroprène (CR), le caoutchouc naturel (NR), le caoutchouc isoprène (IR), le caoutchouc styrène-butadiène (SBR), le caoutchouc butadiène (BR), le caoutchouc acrylique, le caoutchouc éthylèneacétate de vinyle (EVA) et le caoutchouc polyuréthane ; des caoutchoucs spéciaux comme le caoutchouc silicone, le fluorocaoutchouc, le caoutchouc éthylène-acrylique,l'élastomère de polyester, le caoutchouc épichlorohydrine et le polyéthylène chloré ; et les élastomères thermoplastiques. Si le matériau visco-élastique est du caoutchouc non vulcanisé, il est souhaitable que sa viscosité Mooney
ML1 + 4 à 100"C soit supérieure à 1O.
Ces matériaux de caoutchouc peuvent être utilisés seuls ou en combinaison l'un avec l'autre. En outre on peut y incorporer des additifs comme une charge, un accélérateur d'adhésivité, un agent de glissement, un antioxydant, un plastifiant, un agent adoucissant, un polymère de faible poids moléculaire et des produits pétroliers couramment utilisés pour le traitement du caoutchouc pour lui donner la dureté, les caractéristiques de perte et la durabilité désirées conformément au but d'emploi. Si les matériaux en caoutchouc doivent conserver la performance désirée pendant une longue période de temps,, il faut les stabiliser en y ajoutant un antioxydant correct, un inhibiteur de polymérisation, un agent anti-brûlage superficiel etc. et/ou en modifiant le polymère lui-même par hydrogénation etc.
S'il est nécessaire de lier le matériau viscoélastique à un autre matériau constituant, la liaison peut avantageusement s'accomplir en utilisant le pouvoir d'adhérence du matériau visco-élastique. Pour garantir la liaison par le pouvoir d'adhérence, on peut former une structure réticulée à l'interface par liaison chimique ou liaison physique.
On peut choisir le matériau visco-élastique de la présente invention parmi les matériaux suivants en plus de ceux mentionnés ci-dessus, les caoutchoucs non vulcanisés et les caoutchoucs vulcanisés. Résines thermoplastiques telles que polystyrène, polyéthylène, polypropylène,
ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène), chlorure de poly vinyle, métacrylate de polyméthyle, polycarbonate, polyacétal, nylon, chlorure de polyéther, polytétrafluoroéthylène, polyfluorochloroéthylène, polyfluoroéthylène, poly fluoroéthylène-propylène, acétyl-cellulose, éthyl-celluloset polyvinylidène, vinyl-butyral et oxyde de polypropylène ; et leurs produits modifiés par le caoutchouc. Des résines thermodurcissables telles que la résine époxy et le polyester non saturé, et leurs produits modifiés par le caoutchouc.On peut incorporer ces plastiques avec les produits suivants comme charge, plastifiant, agent adoucissant, accélérateur d'adhésivité, oligomère, agent de glissement, antioxydant et produit pétrolier polymère de faible poids moléculaire, selon besoin. On peut utiliser ces plastiques seuls ou en combinaison l'un avec l'autre.
(a) charge : charge inorganique en flocons comme argile,
terre de diatomées, noir de carbone, silice, talc, sul
fate de baryum, carbonate de calcium, carbonate de ma
gnésium, oxyde métallique, mica, graphite et hydroxyde
d'aluminium ; charge granulaire ou poudreuse comme pou
dre métallique, copeaux de bois, poudre de verre, pou
dre de céramique et poudre ou granulés de polymère
et fibres courtes et fibres longues naturelles et arti
ficielles (comme paille, laine, fibres de verre1 fi
bres métalliques et fibres de polymère) que l'on uti
lise pour les caoutchoucs et les résines.
De préférence la proportion de charge doit être de 30-250 parts en poids pour 100 parts en poids de caoutchouc.
Les fibres courtes incluent les fibres courtes de verre, les fibres courtes de plastique et les fibres courtes naturelles. Elles incluent également les fibres courtes spéciales suivantes d'armature. De préférence les fibres courtes doivent être liées chimiquement au caoutchouc exactement comme la molécule de caoutchouc vulcanisable est greffée avec des fibres courtes de poly mère thermoplastique présentant le groupe
Figure img00090001

par l'intermédiaire d'un précondensat de résine de phénolformaldéhyde. Le polymère thermoplastique pour fibres courtes doit être un de ceux qui présente le groupe -CONH- dans la molécule polymère.Des exemples de ce polymère incluent des nylons tels que le nylon-6, le nylon-610, le nylon-12, le nylon-611 et le nylon-612 ; des polyurées telles que l'urée de polyheptaméthylène et l'urée de polyundécaméthylène ; et un polyuréthane présentant un point de fusion de 190-235"C, de préférence 190-225"C et de plus grande préférence 200-220"C. I1 faut les ajouter dans une proportion de 30-250 parties en poids. Les fibres courtes présentent un diamètre moyen de 0.05-0.8 pm et une section transversale circulaire. Les fibres courtes doivent avoir une longueur minimale de fibre supérieure à 1 m. De plus la fibre courte doit être constituée de molécules orientées selon la direction axiale.
(b) agent adoucissant : agents adoucissants aromatiques,
naphthéniques et paraffiniques pour caoutchoucs et ré-
sines.
La proportion préférée d'agent adoucissant est de 5-150 parties en poids pour 100 parties en poids de caoutchouc.
(c) plastifiant : plastifiant du type ester comme ester
phthalique, ester phthalique mixte, ester d'acide ali
phatique dibasique, ester de glycol, ester d'acide
gras, ester phosphorique et ester stéarique ; plasti
fiant du type époxy ; et autres plastifiants pour
plastiques. Plastifiants à base de phthalate, d'adipate,
de sébacate, de phosphate, polyester et du type polyes
ter pour NBR (caoutchouc nitrile-butadiène).
La proportion préférée de plastifiant est de 5-150 parties en poids pour 100 parties en poids de caoutchouc.
(d) accélérateur d'adhésivité : résine de coumarone, ré- sine de coumarone-indène, résine de phénol-terpène, hydrocarbure de pétrole et dérivés de la colophane.
La proportion préférée de l'accélérateur d'adhésivité est de 1-50 parties en poids pour 100 parties en poids de caoutchouc.
(e) Oligomère : oligomère contenant du fluor, polybutène,
résine de xylène, caoutchouc chloré, cire de polyéthy
lène, résine de pétrole, caoutchouc à base d'ester de
colophane, diacrylate de glycol de polyalcène, caout
chouc liquide (tel que caoutchouc polybutadiène, caout
chouc styrène-butadiène, caoutchouc butadiène-acryloni
trile et caoutchouc chloroprène), oligomère de sili
cone et poly-1-oléfines.
La proportion préférée de l'oligomère est de 5100 parties en poids pour 100 parties en poids de caoutchouc.
(f) Agent de glissement, : agent de glissement du type hydro
carbure comme paraffine et cire ; agent de glissement
du type acide gras comme acide gras d'ordre élevé et
hydroxyacide gras ; agent de glissement du type amide
d'acide gras comme l'amide de l'acide digras d'alcène;
agent de glissement du type ester comme des esters
d'alcool d'ordre inférieur et d'acide gras, des esters
d'alcool polyhydrique et d'acide gras, et des esters
de polyglycol et d'acide gras ; agent de glissement du
type alcool comme alcool aliphatique, alcool polyhydri
que, polyglycol et polyglycérol ; et savon métallique;
et leurs mélanges.
La proportion préférée de l'agent de glissement est de 1-50 parties en poids pour 100 parties en poids de caoutchouc.
Dans la présente invention, le matériau viscoélastique peut être un produit naturel comme du bitume et de l'argile. Toutefois on préfère largement le caoutchouc non vulcanisé présentant les propriétés caractéristiques mentionnées ci-dessus si l'on prend tous les facteurs en compte.
Toutefois, le caoutchouc à l'état non vulcanisé présente une faible capacité de restauration et flue lentement avec le temps, perdant sa forme après une longue période de temps. Par conséquent,-dans le cas où le matériau visco-élastique utilisé pour l'amortisseur est un matériau mou comme du caoutchouc non vulcanisé, il faut le recouvrir de caoutchouc vulcanisé ou autre matériau correct pour éviter le fluage du caoutchouc non vulcanisé.
Ce recouvrement de surface permet également à l'amortisseur de supporter une grande déformation.
On peut produire le caoutchouc vulcanisé utilisé pour le recouvrement (auquel on se réfère' ci-dessous sous le nom de "caoutchouc de recouvrement") à partir de l'un quelconque des caoutchoucs vulcanisés mentionnés ci-dessus.
En d'autres termes, le caoutchouc non vulcanisé utilisé comme matériau visco-élastique interne de l'amortisseur peut avoir une formule identique, ou similaire, à celle du caoutchouc vulcanisé utilisé pour la couche de recouvrement.
I1 va sans dire qu'ils peuvent être entièrement différents l'un de l'autre.
Pour que l'amortisseur de la présente invention soit durable sur une longue période de temps, le caoutchouc de recouvrement doit être de ceux qui présentent une bonne résistance aux intempéries. Des exemples de caoutchouc résistant aux intempéries incluent le caoutchouc butyle, le caoutchouc acrylique, le polyuréthane, le caoutchouc silicone, le fluorocaoutchouc, le caoutchouc de polysulfure, le caoutchouc éthylène-propylène (ERP et EPDM), l'hypalon, le polyéthylène chloré, le caoutchouc éthylèneacétate de vinyle, le caoutchouc épichlorohydrine, et le caoutchouc chloroprène.Parmi eux, aux qui sont préférables du point de vue de la résistance sous intempéries sont le caoutchouc butyle, le caoutchouc polyuréthane, le caoutchouc éthylène-propylène, l'hypalon, le polyéthylène chloré, le caoutchouc éthylène-acétate de vinyle et le chloro prène.
On peut utiliser ces matériaux de type caoutchouc individuellement ou en combinaison l'un avec l'autre.
Pour améliorer leur allongement et autres caractéristiques physiques, on peut les mélanger avec des caoutchoucs commerciaux comme le caoutchouc naturel, le caoutchouc isoprène, le caoutchouc styrène-butadiène, le caoutchouc butadiène et le caoutchouc nitrile. De plus, à ces matériaux de type caoutchouc on peut incorporer des additifs comme charge, antioxydant, plastifiant, adoucissant et les dérivés du pétrole qui sont couramment utilisés pour le traitement du caoutchouc. Un composé préféré du caoutchouc est constitué de 100.parties en poids de caoutchouc, 10-40 parties en poids de résine de cyclopentadiène ou de dicyclopentadiène et de 5-20 parties en poids de colophane.
Ce composé de caoutchouc est largement amélioré au point de vue caractéristiques de fracture et adhérence aux métaux.
Les parties exposées de l'amortisseur peuvent être revêtues d'un agent de protection approprié pour améliorer leur résistance aux intempéries.
L'amortisseur en tant qu'élément constituant du dispositif antisismique de l'invention peut présenter les réalisations suivantes.
1. Un amortisseur qui est composé d'une pluralité de plaques dures rigides et de couches molles de matériau viscoélastique présentant les propriétés mentionnées ci-dessus, lesdites plaques dures et lesdites couches molles étant stratifiées l'une sur l'autre, la surface extérieure des dites couches molles étant recouverte de caoutchouc vul canisé.
2. Un amortisseur qui est composé d'un matériau viscoélastique présentant les proprités mentionnées ci-dessus et d'un matériau cohérent noyé dans ledit matériau viscoélastique, la surface extérieure du dit corps mou étant recouverte d9 caoutchouc vulcanisé.
3. Un amortisseur qui est composé simplement d'un matériau visco-élastique présentant les propriétés mentionnées cidessus, la surface extérieure du corps mou étant recouverte de caoutchouc vulcanisé.
4. Un amortisseur qui est composé d'un matériau viscoélastique présentant les propriétés mentionnées ci-dessus et d'au moins un squelette de structure réticulée, structure ondulée, structure nid d'abeille et matériau tissé, la surface extérieure du corps mou étant recouverte de caoutchouc vulcanisé.
Cette réalisation peut se produire comme suit 4-1. En solidarisant sous pression le squelette et le matériau visco-élastique.
4-2. En plaçant alternativement le squelette et le matériau élastique l'un au-dessus de l'autre.
4-3. En plaçant alternativement l'un au-dessus de l'autre le corps solidarisé constitué du squelette et du matériau visco-élastique (formé comme en 4-1) et le squelette et/ou le matériau visco-élastique.
4-4. En combinant l'ensemble obtenu comme en 4-1 à 4-3 avec une plaque ou un fil métallique par stratification ou autre moyen approprié.
5. Les mêmes réalisations qu'en 1-4 ci-dessus, à l'exception que la surface extérieure n'est pas recouverte de caoutchouc vulcanise.
La structure de l'amortisseur dans la présente invention n'est pas limitée à celles de 1-4 ci-dessus. Par exemple le caoutchouc de recouvrement n'est pas toujours nécessaire ; au lieu de cela, l'amortisseur peut être maintenu entre deux plaques pleines ou enclos dans un conteneur.
Le dispositif antisismique de la présente invention est composé d'amortisseurs et de supports antisismi ques en caoutchouc disposés en parallèle. L'amortisseur est principalement construit en un matériau visco-élastique tel que mentionné ci-dessus et le support antisismique en caoutchouc est composé de plaques dures rigides et de panneaux mous visco-élastiques alternativement stratifiés l'un au-dessus de l'autre.
L'amortisseur constituant le dispositif antisismique de la présente invention n'est pas spécifiquement limité dans sa forme pour autant qu'il présente une forme qui produit l'effet d'amortissement en cas de déformation en cisaillement ou de déformation en flexion. De façon générale la forme cylindrique est souhaitable.
Dans la présente invention, les amortisseurs sont utilisés en combinaison avec les supports antisismiques en caoutchouc. Ils peuvent être disposés en parallèle entre un bâtiment et une fondation. En variante, l'amortisseur peut être placé dans un espace cylindrique prévu au noyau du support antisismique en caoutchouc.
Le support antisismique en caoutchouc constituant le dispositif antisismique de la présente invention est composé de plaques dures et de panneaux mous. Les plaques dures peuvent être en métal, en céramique, en plastique, en FRP (plastique armé de fibres), polyuréthane, bois, carton, ardoise, et stratifié décoratif. Les panneaux mous peuvent être en caoutchouc vulcanisé, caoutchouc non vulcanisé, plastique, mousse de caoutchouc ou de plastique, asphalte, argile et leurs mélanges. La plaque dure et le panneau mou peuvent avoir la forme d'un cercle, d'un carré, d'un pentagone, d'un hexagone ou d'un polygone.
Le support antisismique en caoutchouc peut être recouvert d'un caoutchouc de recouvrement résistant aux intempéries pour ameliorer la résistance aux intempéries comme mentionné ci-dessous.
Le dispositif antisismique de la présente inven tion, construit comme mentionné ci-dessus, produit à la fois l'effet antisismique et l'effet d'amortissement absorbant et réduisant ainsi le mouvement provoqué par le tremblement de terre et transmis au bâtiment au moment du tremblement de terre.
On décrit maintenant les exemples de l'invention en se référant aux dessins.
On va tout d'abord expliquer un exemple de l'amortisseur utilisé dans l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'amortisseur 1 relatif à la réalisation 1 mentionné cidessus. L'amortisseur 1 est composé de plaques dures rigides 3 et de couches molles de matériau visco-élastique 2 qui sont alternativement stratifiées. Les plaques dures sont des plaques d'acier ou analogues et le matériau viscoélastique présente les propriétés caractéristiques mentionnées ci-dessus (i) et (ii). L'amortisseur est recouvert du caoutchouc de recouvrement 4 en caoutchouc vulcanisé.
Les plaques dures 3a et 3b placées en haut et en bas de l'amortisseur servent également de flasques.
La structure stratifiée que l'on vient de mentionner ci-dessus donne un effet d'amortissement prononcé du fait que les couches molles supportent la déformation maximale (déformation en cisaillement) lorsque l'amortisseur reçoit des vibrations. Du fait de cet effet d'amortissement, l'amortisseur de l'invention a une dimension de beaucoup inférieure à celle de l'amortisseur conventionnel visqueux du type à huile.
En étudiant l'amortisseur 1 de cet exemple, il est possible de choisir de façon quelconque la forme, le rapport de volume et le nombre de couches pour les couches molles du matériau visco-élastique 2 et les plaques dures 3, en fonction de la constante élastique et de l'effet d'amortissement demandé sous les conditions effectives d'emploi. Dans sa structure la plus simple l'amortisseur est composé de deux plaques dures et d'une couche molle interposée entre elles.
On choisit correctement I'épaisseur.de la couche de recouvrement 4 en fonction de la dimension et du but de l'amortisseur. Elle est habituellement supérieure à 1 mm et inférieure à 100 mm.
On peut choisir le matériau pour les plaques dures 3 parmi le métal, la céramique, le plastique, le plastique armé de fibres, le polyuréthane, le bois, le carton, l'ar- doise et le stratifié décoratif.
Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale de l'amortisseur 1 relatif à la réalisation 2 mentionnée ci-dessus. Cet amortisseur 1 est composé d'un corps mou de matériau visco-élastique 2 et de corps sphériques 5 ou de corps cylindriques 6 d'un matériau cohérent noyé dans ledit corps mou. Le corps mou est recouvert de caoutchouc vulcanisé 4 et il est tenu entre les flasques 3a et 3b.
Le matériau cohérent noyé dans l'amortisseur permet au matériau visco-élastique 2 de se déformer largement, assurant ainsi un bon effet d'amortissement.
La figure 4 est une vue en coupe longitudinale de l'amortisseur 1 relatif à la réalisation 3 mentionnée cidessus. Cet amortisseur est composé du corps mou et du caoutchouc vulcanisé 4 qui le recouvre. Le corps mou est fabriqué en un matériau visco-élastique 2 seul et il est tenu entre les flasques 3a et 3b.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, il n'est pas absolument nécessaire que le corps sphérique 5 soit parfaitement sphérique, ni qu'il soit de granulométrie uniforme. Bien plutôt, on peut souhaiter une distribution granulométrique correcte.
Le diamètre (le diamètre moyen) D du corps sphérique 5 peut varier en fonction de la dimension de l'amortís- seur et de la qualité du corps sphérique 5 et du matériau visco-élastique 2. I1 est sur la plage de 0.1 D D - < 10 (mm), et de préférence 1 t D ~ 10 (mm).
L'importance des corps sphériques 5 doit être telle que s'établisse la relation suivante
Figure img00170001

0.9 et de préférence
Figure img00170002

où VL est le volume du matériau visco-élastique 2 et VR est le volume des corps sphériques 5.
Le matériau cohérent peut être le corps 6 du type colonne présentant une section ronde comme représenté sur la figure 3. En outre le matériau cohérent peut avoir une forme d'ellipsoïde ou d'ellipsoide plat.
Les corps sphériques5 et les corps du type colonne 6 doivent être uniformément dispersés dans le corps mou.
Ils peuvent être creux pour l'ajustement du poids spécifique.
Le matériau cohérent peut également être quelquechose comme une paroi qui augmente la surface de contact avec le matériau visco-élastique. En d'autres termes, il peut être un élément de cloisonnement qui sépare le corps mou en cellules.
L'élément de cloisonnement préféré est celui qui forme les cellules de forme allongée verticalement dans le corps mou de l'amortisseur comme représenté sur les figures 6(a) à 6(e). Les figures 6(a) à 6(e) sont des vues en perspective montrant les éléments de cloisonnement 8. Celui représenté en (a) est concentrique, celui représenté en (b) est radial, celui représenté en (c) est une combinaison de ceux représentés en (a) et (b), celui représenté en (d) est cylindrique et celui représenté en (e) est spirale. Le cylindre le plus extérieur sur les figures 6(a) à 6(e) représente la paroi intérieure (caoutchouc vulcanisé) de l'amortisseur.
L'élément de cloisonnement peut également être d'une structure en nid d'abeille. De préférence une structure doit être symétrique par rapport à l'axe central du corps mou de façon que la contrainte soit uniformément distribuée au moment du tremblement de terre.
L'élément de cloisonnement représenté sur les figures 6(a) à 6(e) doit de préférence être fixé à l'amortisseur ou au flasque ; toutefois il n'est pas toujours nécessaire que le bord qui vient en contact avec le flasque et le bord qui vient en contact avec la paroi intérieure du caoutchouc vulcanisé de l'amortisseur soient tous fixés. Par exemple, dans le cas de l'un des amortisseurs représentés sur la figure 6, certains des éléments de cloisonnement fixés à l'extrémité supérieure seule et d'autres sont fixés à l'extrémité inférieure seule.
-Le matériau cohérent dont sont fabriqués les corps sphériques, les corps du type colonne et les éléments de cloisonnement en cellules n'est pas spécifiquement limité. I1 inclut par exemple le métal, la céramique, le verre, le plastique armé de fibres, le plastique, le polyuréthane, le caoutchouc dur, le bois, la roche, le sable et les cailloux. En outre l'élément de cloisonnement peut être fabriqué en caoutchouc, en-papier et en cuir qui présentent une dureté comparativement moindre.
Des exemples du matériau du type caoutchouc incluent les caoutchoucs vulcanisés donnés à titre d'exemple ci-dessus comme matériau visco-élastique. Des exemples préférés des plastiques incluent des résines thermoplastiques comme polystyrène, polyéthylène, polypropylène,
ABS (acrylonitrile-butadiène-styrène), le chlorure de polyvinyle, le méthacrylate de polyméthyle, le polycarbonate, le polyacétal, le nylon, le chlorure de polyéther, le polytétrafluoroéthylène, 1 'acétyl-cellulose et 1 'éthyl-cellu- lose ; et les plastiques thermodurcissables tels que la résine phénolique, la résine d'urée, la résine de polyester non saturée, la résine époxy, la résine alkyde et la résine mélamine.
Des exemples préférés de plastique armé de fibres peuvent être des caoutchoucs ou du plastique armés de charges ou de fibres.
I1 n'est pas toujours nécessaire que le matériau cohérent soit un matériau simple ; il peut être formé par la combinaison des matériaux mentionnés ci-dessus. Des exemples sont une combinaison de métal et de caoutchouc et une combinaison de plastique et de caoutchouc.
L'amortisseur, tel que représenté sur la figure 1, peut être obtenu en liant avec un adhésif le caoutchouc de recouvrement 4, préalablement vulcanisé sous forme de plaque ou de film, à la surface extérieure du corps stratifié composé de couches molles et de plaques dures.
Selon un procédé préféré, il est obtenu en liant le caoutchouc de recouvrement 4, à l'état non vulcanisé, à la surface extérieure du corps stratifié composé de couches molles et d'une plaque dure et en effectuant ensuite la vulcanisation, liant et solidarisant ainsi le caoutchouc de recouvrement 4.
Dans ce cas, la vulcanisation peut s'accomplir en chauffant de la façon habituelle ou en utilisant des rayons électroniques, des radiations ou des ondes ultrasoniques. On peut également utiliser une vulcanisation basse température.
Dans le cas où l'on n'obtient pas une adhérence ou une liaison suffisante entre le matériau visco-élastique intérieur et le caoutchouc de recouvrement par la liaison par vulcanisation, on peut interposer entre eux une couche supplémentaire de caoutchouc qui montre une bonne adhérence sur l'un et l'autre. En outre, pour améliorer l'adhérence, on peut incorporer un additif dans le matériau visco-élastique intérieur et/ou le caoutchouc de recouvrement.
On place habituellement le caoutchouc vulca nisé 4 pour recouvrement à l'extérieur du corps stratifié composé des couches molles de matériau visco-élastique 2 et des plaques dures 3, comme représenté sur la figure 1.
Toutefois, pour améliorer la liaison entre le caoutchouc de recouvrement et la plaque dure ou pour d'autres motifs de fabrication, les bords de la plaque dure 3 peuvent déborder dans la couche de recouvrement 4 comme représenté sur la figure 8.
L'amortisseur tel que représenté sur les figures 2 à 4 peut également être fabriqué de la même façon que décrit ci-dessus. Dans ce cas il est souhaitable de fabriquer un noyau spécial dans lequel sont enclos le matériau visco-élastique et le matériau cohérent puis de l'insérer dans le corps principal (caoutchouc de recouvrement) de caoutchouc vulcanisé qui a été préparé séparément.
Selon un autre procédé de production, on insère dans le corps principal 4 de caoutchouc vulcanisé, par un trou 9 prévwdans le flasque 3a comme représenté sur la figure 7, un noyau 13 dans lequel sont enclos le matériau visco-élastique et le matériau cohérent. Après insertion, on ferme le trou avec un bouchon fileté 9a vissé dans le trou fileté 9. On peut fixer le noyau à la paroi intérieure du caoutchouc vulcanisé 4 et aux flasques 3a et 3b ou on peut l'insérer-simplement.
Le matériau dont est fait le noyau 13 n'est pas spécifiquement limité. I1 inclut par exemple caoutchouc, polyuréthane, plastiques, plastique armé de fibres, papier, cuir et plaque métallique. Caoutchouc, plastique et plastique armé de fibres peuvent être choisis parmi ceux qui ont été donnés en exemple ci-dessus pour le matériau cohérent.
I1 n'est pas toujours nécessaire que le noyau 13 soit fabriqué en un matériau unique ; mais il peut être formé par la combinaison des matériaux mentionnés ci-dessus
Des exemples sont une combinaison de métal et de caoutchouc et une combinaison de plastique et de caoutchouc.
Dans le cas où le corps principal de l'amortisseur et le noyau sont fabriqués indépendamment l'un de l'autre, la production est beaucoup plus facile et le coût de production est beaucoup plus faible que dans le cas où ils sont fabriqués sous forme d'un corps d'une seule pièce. Dans le cas précédent il est possible de remplacer le noyau seul ou le caoutchouc vulcanisé seul.
Si l'amortisseur de la présente invention est utilisé sous des conditions qui provoquent une déformation considérable, une importante déformation locale va se produire dans la partie de la couche molle et de la couche de recouvrement qui est en contact avec le bord de la plaque dure (voir figure 1). Cette déformation locale peut conduire à la rupture de la structure. Pour éviter ce risque, on peut munir la plaque dure 3 d'un bord arrondi (a) qui déborde dans le caoutchouc vulcanisé de recouvrement 4, comme représenté sur la figure 9. De plus, l'angle (b) formé par le caoutchouc vulcanisé de recouvrement 4 et le flasque 3b peut être arrondi comme représenté sur la figure 9.
L'amortisseur de la présente invention peut être composé d'au moins un squelette de structure réticulée, de structure ondulée, de structure en nid d'abeille ou de matériau tissé ainsi que du matériau visco-élastique.
Dans ce cas le matériau dont est fait le squelette n'est pas spécifiquement limité. I1 inclut par exemple, métal, céramique, plastiques, plastique armé de fibres, polyuréthane, fibres naturelles (coton et soie) et fibres synthétiques (polyamide et polyester).
La combinaison du matériau visco-élastique avec le squelette comme dans la réalisation mentionnée cidessus 4 donne un coefficient d'amortissement extrêmement élevé à l'amortisseur de la présente invention.
Le matériau visco-élastique visqueux donne la courbe contrainte-déformation de la figure 10. I1 absorbe donc la contrainte lorsque la déformation est faible mais il décroît en rigidité et ne présente donc pas une résistance suffisante lorsque la déformation est importante. Au contraire, la structure réticulée, la structure ondulée, la structure en nid d'abeille et le matériau tissé donnent la courbe contrainte-déformation de la figure 11. Ils montrent donc une rigidité élevée lorsque la déformation est importante.
L'amortisseur de la structure combinée, par conséquent, donne un bon effet d'amortissement tout en conservant une rigidité élevée sur une large plage allant d'une faible déformation à une-importante déformation.
Dans le cas de-l'amortisseur de cette structure, le squelette doit être disposé de façon que la direction dans laquelle se déforme le squelette le plus facilement soit horizontale. Par exemple le squelette en structure réticulée doit de préférence être disposé de façon qu'une ligne diagonale de chaque ouverture soit horizontale.
On va décrire le dispositif antisismique de l'invention en se référant aux exemples qui suivent.
Les figures 12 et 13 sont des vues en coupe longitudinale respective des dispositifs antisismiques relatifs aux exemples de la présente invention.
Le dispositif antisismique représenté sur la figure 12 est composé des supports antisismiques en caoutchouc 10 et des amortisseurs 1 disposés en parallèle. Le support antisismique en caoutchouc 10 est composé d'une pluralité de plaques dures rigides 11 et de couches molles 12, à caractéristique visco-élastique , stratifiées l'une sur l'autre. L'amortisseur 1 est tel que décrit ci-dessus.
Sur la figure 12 sont représentés des flasques en 13-16, un bâtiment en 20 et une fondation en 30.
Le dispositif antisismique représenté sur la figure 13 est d'une structure où l'amortisseur 1 est pla cé dans l'espace cylindrique formé au noyau du support antisismique en caoutchouc 10 (sur les figures 12 et 13, les mêmes chiffres de référence désignent les pièces correspondantes).
Dans le cas du dispositif antisismique tel que représenté sur la figure 13, le caoutchouc vulcanisé qui entoure le support antisismique en caoutchouc joue le rôle de caoutchouc de recouvrement ; par conséquent il n'est pas toujours nécessaire que l'amortisseur 1 soit d'une structure telle que le corps mou de matériau visco-élastique soit recouvert de caoutchouc vulcanisé. Dans le cas où le haut et le bas du matériau visco-élastique sont recouverts de flasques épais 3a et 3b, respectivement, comme représenté sur les figures 1 à 4, il n'est pas toujours nécessaire que le haut et le bas de l'amortisseur soient fixés au bâtiment et à la fondation, respectivement, avec des plaques dures supplémentaires (comme les plaques d'acier) interposées entre eux.
Dans le cas du dispositif antisismique représenté sur la figure 12, on peut déterminer correctement le nombre de supports antisismiques en caoutchouc 10 et d'amortisseurs 1 et les intervalles de leur disposition en fonction du but d'emploi du dispositif antisismique.
Dans le cas du dispositif antisismique représenté sur la figure 13, on peut déterminer correctement le rapport de la surface de la section du support antisismique en caoutchouc 10 à la surface de la section de l'amortisseur 1 en fonction du but d'emploi du dispositif antisismique.
Le dispositif antisismique mentionné ci-dessus de la présente invention tel que représenté sur la figure 12 est formé en disposant les supports antisismiques en caoutchouc 10 et les amortisseurs 1 en parallèle. Le support antisismique en caoutchouc est obtenu en stratifiant des plaques dures et des couches molles l'une sur l'autre et en les liant avec un adhésif ou par covulcani sation.
On obtient le dispositif antisismique de la figure 13 de la façon suivante. Tout d'abord on forme par vulcanisation le support antisismique en caoutchouc 10, en laissant le noyau vide. Ensuite on insère dans le noyau vide l'amortisseur 1 préalablement moule, ou bien on place dans le noyau vide les plaques dures et les couches molles alternativement et on fait subir à l'ensemble qui en résulte une covulcanisation.
Le dispositif antisismique a amortisseur incorporé tel que représenté sur la figure 13 montre de bonnes caractéristiques d'amortissement sur une large plage allant d'une faible déformation à une importante déformation.
Toutefois il y a un cas où il ne produit qu'un faible effet d'amortissement pour une très faible vibration.
Lé support antisismique en caoutchouc, avec son noyau rempli d'un amortisseur d'un matériau visco-élastique présentant de bonnes caractéristiques d'hystérésis, donne un facteur d'amortissement extrêmement élevé sur une large plage allant d'une petite déformation à une déformation importante. Si le matériau visco-élastique spécifique doit montrer une capacité d'amortissement élevé, il doit avoir un module d'élasticité plus élevé que le support antisismique en caoutchouc qui l'entoure, sur la plage des déformations extrêmement faibles. I1 va sans -dire que le rapport d'accroissement est de loin plus faible que celui des corps plastiques avec plomb ou acier. De toutes façons, des modules élevés sont généralement inévitables lorsqu'il faut des caractéristiques de perte élevées.
Dans la présente société industrielle, des contre-mesures à l'égard des microvibrations sont nécessaires dans le cas des usines de fabrication de circuits intégrés, des usines de biotechnologie et des usines de fabrication de laser, où un traitement précis est nécessaire, ainsi que dans le cas des résidences situées le long d'une ligne de chemin de fer ou d'une autoroute. Les supports antisismiques en caoutchouc ordinaires sont efficaces à l'égard des microvibrations et donnent un bon effet d'amortissement car ils présentent un faible module dans la direction latérale. Au contraire, le support antisismique en caoutchouc contenant un matériau visco-élastique présente un module plus élevé que le support antisismique en caoutchouc ordinaire ne contenant pas le matériau viscoélastique, du fait que le matériau visco-élastique présente un module élevé pour une faible déformation.Par conséquent le support antisismique en caoutchouc contenant un matériau visco-élastique tend à présenter un faible effet d'amortissement pour les microvibrations et ne répond donc pas aux présentes conditions.
Pour que l'amortisseur n'empêche pas l'action d'amortissement du caoutchouc antisismique pour les microvibrations, le dispositif antisismique de la présente invention doit de préférence avoir une structure telle que représentée sur la figure 14.
Le dispositif antisismique représenté sur la figure 14 est composé du support antisismique en caoutchouc 10 et de l'amortisseur 1, l'espace entre eux étant rempli d'un matériau 18 moins résilient que l'amortisseur. Le support antisismique en caoutchouc 10 est composé d'une pluralité de plaques dures rigides 11 et de couches molles 12 à caractéristique visco-élastique , placées l'une sur l'autre. L'amortisseur 1 est principalement constitué d'un matériau visco-élastique. L'amortisseur 1 est placé dans l'espace formé au noyau du support antisismique en caoutchouc 10. Sur la figure 14, sont représentés des flasques en 13 et 14, un bâtiment en 20 et une fondation en 30.
Le matériau 18 de faible résilience doit être de ceux qui satisfont la condition suivante.
Figure img00260001
où EL est un module d'élasticité avec effet d'accumulation du matériau à faible résilience 18 et EV est un module d'élasticité avec effet d'accumulation du matériau viscoélastique de l'amortisseur 1, mesurés l'un et l'autre dynamiquement à 25"C, à une fréquence de 5 Hz et pour une déformation de 0.01%.
Le matériau à faible résilience 18 n'est pas spécifiquement limité dans la mesure où il satisfait aux conditions mentionnées ci-dessus. I1 peut être fait de toute une variété de caoutchoucs plastiques et de certains des matériaux visco-élastiques mentionnés ci-dessus. Il peut également être un matelas de mousse, de métal, de plastique et de caoutchouc ; coussin, matériau tissé et déchets de paille. La couche de matériau à faible résilience peut présenter un espace intérieur, selon besoin.
En outre, il n'est pas toujours nécessaire que le matériau à faible résilience 18 recouvre les côtés, le haut et le bas de l'amortisseur 3. Une réalisation peut être possible dans laquelle les côtés seuls sont recouverts.
I1 est souhaitable que le matériau à faible résilience 18 soit placé dans le vide entre l'amortisseur 1 et le stratifié de caoutchouc 10, comme représenté sur la figure 14.
Toutefois il n'est pas toujours nécessaire de remplir complètement le vide et il peut y en avoir des parties qui ne sont pas remplies du matériau à faible résilience.
Dans le dispositif antisismique représenté sur la figure 14, il n'y a pas de limitation dans la forme du support antisismique en caoutchouc, la dimension d'amortisseur 1 et l'épaisseur du matériau à faible résiliencel8.
On peut les choisir correctement en fonction du but d'emploi du dispositif antisismique. Par exemple le support antisismique en caoutchouc 10 doit de préférence avoir une dimension définie comme suit
1L ' 0.80 de préférence L ~0.70
L de plus grande préférence 1 s 0.64 où 1 est le diamètre du vide dans le support antisismique en caoutchouc 10 et L est le diamètre du support antisismique en caoutchouc 10.
De même, il faut de préférence choisir le matériau à faible résilience 18 d'une dimension définie comme suit 0.1 o de préférence -1-- ' 0 05 où 10 est l'épaisseur du matériau à faible résilience 18 et 1 est le diamètre du vide du support antisismique en caoutchouc 10.
Le dispositif antisismiqueque l'on vient de mentionner ci-dessus peut s'obtenir en stratifiant des plaques dures et des couches molles l'une sur l'autre et en vulcanisant ensemble, le noyau restant vide, puis en insé- rant dans le vide l'amortisseur fabriqué préalablement et le matériau de faible résilience. Selon un autre procédé, on place des plaques dures et des couches molles, présentant chacune un trou au centre, l'une sur l'autre autour de l'amortisseur préalablement formé et du matériau à faible résilience et on soumet l'ensemble résultant à une covulcanisation.
Les dispositifs antisismiques représentés sur les figures 15-18, sont composés du support antisismique en caoutchouc 10 et de l'amortisseur 1, avec un espace ou une couche qui contient des pores entre le support 10 et l'amortisseur 1 respectivement. Le support antisismique en caoutchouc 10 est composé d'une pluralité de plaques dures rigides 11 et de couches molles 12 à caractéristique visco-élastique , placées l'une sur l'autre. L'amortisseur 1 est principalement composé d'un matériau visco-élastique
On place l'amortisseur 1 dans le noyau du support antisismique en caoutchouc 10. L'espace ou la couche améliore l'action d'amortissement du dispositif pour les microvibrations, du fait que l'espace ou la couche rend faible la vibration du support 10 provoquée par la déformation élastique de l'amortisseur 1 pendant les microvibrations.
Dans le dispositif antisismique représenté sur la figure 15, un élément long 41, tel qu'un cordage, une corde ou un fil métallique enroulé autour de l'amortisseur 1 donne l'espace situé entre l'amortisseur 1 et le support 10. Le dispositif antisismique selon la figure 16 présente l'espace 40 produit par les saillies -42 qui débordent des parois intérieures des couches molles 12.
Dans le dispositif antisismique représenté sur la figure 17, l'espace 40 est obtenu au moyen de corps sphériques 43. Le dispositif antisismique de la figure 18 comporte, à la fois sur la surface supérieure et à la base de l'amortisseur 1, des plaques glissantes 44 qui donnent l'espace 40 autour de l'amortisseur 1.
Dans les dispositifs représentés sur les figures 15-17, on peut remplacer l'élément long 41 ou le corps sphérique 43 par une plaque fine 46 présentant des ouvertures 45 par des plaques 47, 48 présentant des irrégularités comme proposées sur les figures 19-21. Dans la plaque 48 il y a des creux 49. On peut également remplacer l'élément 41 ou le corps 43 par une mousse à cellules fermée-s. On peut utiliser ces matériaux en combinaison. Le matériau inséré autour de l'amortisseur 1 doit présenter, à l'endroit qui vient au contact de l'amortisseur 1, un module d'élasti cité en compression inférieur à celui de l'amortisseur 1.
De préférence le matériau doit être du caoutchouc non vulcanisé, du caoutchouc vulcanisé, un polymère, du plastique armé de fibres, de l'asphalte, de l'argile, des fibres naturelles de métal. De plus grande préférence, le matériau doit être du caoutchouc vulcanisé ou un polymère.
Comme mentionné ci-dessus, l'amortisseur utilisé dans le dispositif antisismique de la présente invention est principalement constitué d'un matériau viscoélastique présentant une propriété spécifique. Par consé- quent il présente les avantages suivants par rapport à l'amortisseur visqueux conventionnel qui emploie de l'huile.
(1) I1 est possible de choisir la façon dont les caracté
ristiques de perte par hystérésis dépendent de la tem
pérature et de la fréquence en fonction des caractéris
tiques de chaque matériau du type caoutchouc.
(2) Facilité de moulage.
(3) Facilité de mise en oeuvre et d'exécution.
(4) Facilité de maintenance.
(5) Faible coût.
(6) Effet d'amortissement élevé et petite dimension.
L'amortisseur utilisé pour le dispositif antisismique de la présente invention ne présente pas l'inconvénient de l'amortisseur plastique mais a des propriétés caractéristiques bien meilleures que l'amortisseur visqueux conventionnel. Par conséquent il est d'un emploi industriel important.
Le dispositif antisismique de la présente invention est composé des amortisseurs et des supports antisismiques en caoutchouc qui sont formés en stratifiant alternativement une pluralité de plaques dures rigides et de couches molles à caractéristiques visco-élastiques. Par conséquent le dispositif antisismique donne à la fois l'effet antisismique et l'effet d'amortissement et absorbe la plupart des secousses au moment d'un tremblement de terre, en isolant le bâtiment du mouvement du tremblement de terre. I1 empêche ainsi le bâtiment de s'effondrer contre les autres structures et empêche également que les installations comme les conduites d'eau, les conduites de gaz et les câbles ne soient endommagés au moment du tremblement de terre.
En outre, on pense que le dispositif antisismique de la présente invention produit l'effet prononcé d'enlever, éviter et supprimer les vibrations.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Dispositif antisismique caractérisé en ce qu'il comporte des supports antisismiques de type caoutchouc (10) et des amortisseurs (1) disposés en parallèle, ledit support antisismique de type caoutchouc (10) étant formé en stratifiant, l'un au-dessus de l'autre, une pluralité de. plaques dures rigides (11) et de panneaux mous (12) à caractéristique visco-élastique, ledit amortisseur (1) étant principalement composé d'un matériau visco-élastique présentant les caractéristiques physiques (i) et (ii) définies ci-dessous (i) le rapport d'hystérésis (h50) est supérieur à 0,2
pour une déformation en traction de 50% à 25%.
la plage de 9,806 (E 419,612x108 Pa.
formation de 0,01% et une température de 25 C est sur
mesuré dynamiquement à une fréquence de 5 Hz, une dé
(ii) le module d'élasticité avec effet d'accumulation (E)
2. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau visco-élastique a un allongément supérieur à 1% à la rupture par traction.
3. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau visco-élastique est du caoutchouc non vulcanisé ou du caoutchouc vulcanisé ou un matériau à base de résine ou de plastique présentant les propriétés caractéristiques définies ci-dessus.
4. Dispositif antisismique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le caoutchouc non vulcanisé est un caoutchouc qui présente une viscosité Mooney ML1+4 supérieure à 10 à 100"C.
5. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur (1) est un corps stratifié flexible composé d'une pluralité de plaques dures rigides (3) et de couches molles de matériau visco-élastique (2) interposées entre les plaques dures rigides (3).
6. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur est un corps flexible (4) composé d'un matériau visco-élastique et d'un -matériau cohérent noyé dans ledit matériau visco-élastique.
7. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur est un corps flexible (4) composé d'un matériau visco-élastique seul.
8. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur est un corps flexible composé d'au moins un squelette de structure réticulée, de structure ondulée, de structure en nid d'abeille et en matériau tissé, ainsi que d'un matériau viscoélastique.
9. Dispositif antisismique selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le corps flexible est recouvert de caoutchouc vulcanisé.
10. Dispositif antisismique selon la revendica tion 1, caractérisé en ce que le corps flexible est recouvert d'un matériau de type caoutchouc présentant une bonne résistance aux intempéries.
11. Dispositif antisismique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support antisismique de type caoutchouc (10) présente un vide dans lequel est placé l'amortisseur (1).
12. Dispositif antisismique selon la revendication l,-caractérisé en ce que l'amortisseur (1) est disposé dans le vide du support antisismique de type caout chouc-(lO), un matériau (18) moins résilient que l'amortisseur étant interposé entre eux.
13. Dispositif antisismique selon la revendication 1, dans lequel l'amortisseur (1) est disposé dans le vide du support antisismique de type caoutchouc (10) et en ce qu'un espace ou une couche qui contient de l'air est disposé entre l'amortisseur et le support antisismique de type caoutchouc.
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