JP2000160874A - 複合免震構造 - Google Patents

複合免震構造

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JP2000160874A
JP2000160874A JP10341586A JP34158698A JP2000160874A JP 2000160874 A JP2000160874 A JP 2000160874A JP 10341586 A JP10341586 A JP 10341586A JP 34158698 A JP34158698 A JP 34158698A JP 2000160874 A JP2000160874 A JP 2000160874A
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Japan
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seismic isolation
seismic
elastic
oil damper
force
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JP10341586A
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English (en)
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Yozo Shinozaki
洋三 篠崎
Haruo Kawamura
東雄 川村
Hiroto Nishio
博人 西尾
Junji Fujiyama
淳司 藤山
Akinobu Nakazawa
昭伸 中澤
Shunji Kawakami
俊二 川上
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ORIMOTO TAKUMI KOZO SEKKEI KEN
ORIMOTO TAKUMI KOZO SEKKEI KENKYUSHO KK
Taisei Corp
Original Assignee
ORIMOTO TAKUMI KOZO SEKKEI KEN
ORIMOTO TAKUMI KOZO SEKKEI KENKYUSHO KK
Taisei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟弱地盤上や想定される震源付近域に建設さ
れる構造物に対しても、大きな地震入力に対して高性能
の免震性を発揮することができる複合免震構造を提供す
る。 【解決手段】 構造物の上下部構造間に、摩擦抵抗を減
衰力とする第1の免震手段2、3と、粘性抵抗を減衰力
とする第2の免震手段4とがそれぞれ設けられてなるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の基礎等に
適用して、当該構造物に作用する地震力を緩和するため
の免震構造に係り、より詳しくは介装される免震手段と
して、互いに異なる減衰作用を有するものを併用した複
合免震構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地震に対して構造物の安全性を確
保する要請から、当該構造物の基礎部分や中間階等に免
震装置を介装することにより、地震によって地盤から建
物に伝播しようとする振動を免震層において絶縁し、そ
の上部構造物に生じる応力や変形を抑制するようにした
各種の免震構造が開発されている。このような従来の免
震構造として、上下部構造間に、積層ゴム等を用いた弾
性支承による免震装置と、すべり支承を用いた免震装置
とを組み合わせた複合免震構造が知られている。
【0003】ここで、上記積層ゴムを用いた弾性支承に
よる免震装置は、薄板状の鋼板と所定の弾性力を有する
ゴムシートとが多層に重ね合わされて相互に接着された
もので、鉛直方向に対してはコンクリート並みの硬さと
鉄と同等の強度が得られるために構造物の重量を支える
ことができ、しかも地震時には、ゴムシートの弾性によ
って水平方向に変位することにより、当該弾性力によっ
て上部構造の固有周期を長周期化させて、地震動の影響
を低減化させるものである。また、すべり支承による免
震装置は、下部構造上にステンレス板等によってすべり
面を形成し、上部構造の下面に固定した四フッ化エチレ
ン等のすべり材を上記すべり面上に摺動自在に載置した
もので、両者間の摩擦力以上の地震力が作用した際に、
すべり材が滑り面上を摺動することにより、その摩擦力
によって地震力を減衰させるものである。
【0004】このような、弾性支承による免震装置と、
すべり支承による免震装置とを組み合わせた複合免震構
造によれば、弾性支承による固有周期の長周期化効果
と、すべり支承による減衰効果によって、比較的広い範
囲の地震に対して、安定した免震性能が得られるという
利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の複合免震構造にあっては、硬い地盤に比べて長周期
化を招く因子の多い軟弱地盤に建築される構造物に適用
した場合には、免震効果が小さくなるという問題点があ
った。また、弾性支承による免震装置は、実質的に地震
力の減衰効果が期待できないために、特に大地震とされ
るレベル2以上の地震に対しては、すべり支承による減
衰力のみでは不充分となって、当該免震装置の破壊を招
来するという問題点があった。加えて、上記従来の複合
免震構造は、その減衰特性から地震時の応答変形の低減
に対する効果に比べ、応答加速度の低減効果が小さいと
いう問題点もあった。
【0006】本発明は、上記従来の複合免震構造が有す
る課題を有効に解決すべくなされたもので、軟弱地盤上
や想定される震源付近域に建設される構造物に対して
も、大きな地震入力に対して高性能の免震性を発揮する
ことができる複合免震構造を提供することを目的とする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る複合免震構造は、構造物の上下部構造間に、摩擦
抵抗を減衰力とする第1の免震手段と、粘性抵抗を減衰
力とする第2の免震手段とがそれぞれ設けられてなるこ
とを特徴とするものである。ここで、上記第1の免震手
段は、すべり支承または弾性すべり支承による免震装置
であり、また第2の免震手段は、例えばオイルダンパー
や粘弾性体を用いたダンパー等の粘性系ダンパーであ
る。
【0008】すべり支承や弾性すべり支承による上記第
1の免震手段は、すべりによって生じる摩擦抵抗を地震
力の減衰力として利用している。このため、上記摩擦抵
抗を、変形と抵抗力(減衰力)との関係で示すと、図4
に示すような矩形状になる。そして、図4において、矩
形で囲まれた部分の面積が、地震力の吸収エネルギー量
になる。この結果、第1の免震手段によれば、地震エネ
ルギーの吸収効率に優れるという利点がある。
【0009】これに対して、オイルダンパーや粘弾性体
を用いたダンパー等の粘性抵抗を減衰力とする第2の免
震手段は、流体や粘弾性体の粘性抵抗を減衰力としてお
り、地震力によって振動している時の減衰力の発生方式
が上記第1の免震手段とは異なる。このような粘性抵抗
による変位と減衰力との関係は、図5に示すように、円
形状になる。このため、第2の免震手段によれば、免震
系の周期特性を大きく変えることの無い、滑らかな減衰
抵抗を発揮することが可能になる。
【0010】したがって、請求項1に記載の複合免震構
造によれば、構造物の上下部構造間に、上記第1の免震
手段と第2の免震手段とを配設しているので、これらを
任意の組み合わせ比率で併用することにより、図6に示
すように、必要に応じて応答変形を小さくしたり、ある
いは応答加速度を抑えたりすることが可能になり、よっ
て軟弱地盤上に構築される構造物に大きな地震力が作用
した場合や、他の一般的な構造物にレベル2よりも大き
な地震力が作用した場合においても、高い免震性能を発
揮させることが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1〜図3は、本発明に係る複合
免震構造の一実施形態を示すものである。図1に示すよ
うに、この複合免震構造は、構造物1と地盤との間の各
柱位置に、弾性すべり支承による免震装置(第1の免震
手段)2と、この免震装置2よりも摩擦係数の大きな弾
性すべり支承による免震装置(第1の免震手段)3とが
配設されている。そして、構造物1の両短辺側には、そ
れぞれ粘性系ダンパーであるオイルダンパー(第2の免
震手段)4が設けられている。ここで、免震装置2は、
構造物1の長手方向両端部分と、中央部に配設されてお
り、これら免震装置2の間に、免震装置3が配設されて
いる。
【0012】図2は、上記弾性すべり支承による免震装
置2、3の構成を示すもので、図中符号5が基礎6上に
構築された下部取付台である。この下部取付台5の上面
には、ステンレス板からなるすべり板7が固定されてい
る。他方、符号8は、上部構造9の下面に構築された上
部取付台であり、この上部取付台8の下面に、積層ゴム
を用いた弾性支承部10の上部フランジ10aが取付け
られ、この弾性支承部10の下部フランジ10bの下面
に、四フッ化エチレンからなるすべり材11が固定され
ている。これにより、すべり材11は、すべり板7の上
面に摺動可能に設けられている。
【0013】また、図3は、上記オイルダンパー4の構
成を示すもので、このオイルダンパー4は、作動油が充
填される本体15の内部に、油溜り16を介してシリン
ダ17が形成され、このシリンダ17内にピストン18
が移動自在に設けられたもので、シリンダ17と油溜り
16との間に、チェック弁19および減圧弁20が介装
されるとともに、ピストン18には、移動方向に区画さ
れたシリンダ17内の作動油を一定の油圧差において連
通させる減圧弁20が介装されている。そして、このオ
イルダンパー4の本体15に形成された取付部21また
はピストン18のロッド22に形成された取付部23
が、各々上述した上部構造9または下部構造6に取付け
られている。
【0014】以上の構成からなる複合免震構造において
は、小規模の地震が発生して、構造物1に、弾性すべり
支承による免震装置2、3のすべり板7とすべり材11
との間の摩擦力以下の地震力が作用した場合には、すべ
り材11はすべり板7上を移動することなく、弾性支承
部10における弾性変形によって、上下部構造6、9間
の相対変位が吸収される。この際に、弾性支承部10の
みによっては、地震力の減衰効果が得られないが、これ
らに加えてオイルダンパー4を設けているので、上下部
構造6、9間の相対変位によってオイルダンパー4のピ
ストン18が駆動されることにより、作動油の粘性抵抗
によって、上記地震力を減衰させることができる。
【0015】また、大規模地震が発生して、上記構造物
1に、レベル2あるいはこれを超えるような地震力が作
用した場合には、免震装置2、3におけるすべり板7と
すべり材11とが相対的に摺動し、発生する摩擦抵抗に
よって、上記地震力が減衰される。さらに、これと併せ
てオイルダンパー4が駆動されて、作動油の粘性抵抗に
より上記地震力が減衰される。この結果、図6に示した
ように、大きな地震エネルギーの吸収効率を得ることが
出来るとともに、免震系の周期特性を大きく変えること
の無い、滑らかな減衰抵抗を発揮することができる。
【0016】このように、上記複合免震構造によれば、
構造物1の上下部構造6、9間に、弾性すべり支承によ
る免震装置2、3と、粘性抵抗を利用した免震装置4と
を配設しているので、これらを任意の組み合わせ比率で
併用することにより、図6に示すように、必要に応じて
応答変形を小さくしたり、あるいは応答加速度を抑えた
りすることができ、よって軟弱地盤上の構造物や、レベ
ル2よりも大きな地震入力に対しても、高い免震性能を
発揮させることができる。
【0017】なお、上記実施の形態においては、弾性す
べり支承による免震装置2、3と、オイルダンパー4と
を併用した場合についてのみ説明したが、これに限定さ
れるものではなく、弾性支承による免震装置と、すべり
支承による免震装置およびオイルダンパーを併用しても
よく、さらにはオイルダンパー4に代えて、粘弾性体を
用いたダンパー等の他の粘性系ダンパーを使用しても、
同様の作用効果を得ることが可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
複合免震構造によれば、構造物の上下部構造間に、上記
第1の免震手段と第2の免震手段とを配設しているの
で、これらを任意の組み合わせ比率で併用することによ
り、必要に応じて応答変形を小さくしたり、あるいは応
答加速度を抑えたりすることができるため、例えば軟弱
地盤上の構造物等に大地震が作用した場合や、他の一般
的な構造物にレベル2よりも大きな地震力が作用した場
合においても、高い免震性能を発揮させることが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合免震構造の一実施形態を示す平面
配置図である。
【図2】図1における第1の免震手段を示す正面図であ
る。
【図3】図1における第2の免震手段を示す縦断面図で
ある。
【図4】摩擦抵抗を減衰力とする免震手段における変形
と減衰力との関係を示すグラフである。
【図5】粘性抵抗を減衰力とする免震手段における変形
と減衰力との関係を示すグラフである。
【図6】図4の免震手段と図5の免震手段とを組み合わ
せた複合免震構造における変形と減衰力との関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
2、3 免震装置(第1の免震手段) 4 オイルダンパー(第2の免震手段) 6 下部構造 9 上部構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16F 15/02 F16F 15/02 L 15/04 15/04 A (72)発明者 川村 東雄 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 西尾 博人 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 藤山 淳司 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 中澤 昭伸 東京都渋谷区桜丘町31番15号 住友生命渋 谷ビル 株式会社織本匠構造設計研究所内 (72)発明者 川上 俊二 東京都渋谷区桜丘町31番15号 住友生命渋 谷ビル 株式会社織本匠構造設計研究所内 Fターム(参考) 3J048 AA03 BA08 BE03 BG04 DA01 EA38

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物の上下部構造間に、摩擦抵抗を減
    衰力とする第1の免震手段と、粘性抵抗を減衰力とする
    第2の免震手段とを、それぞれ配設してなることを特徴
    とする複合免震構造。
JP10341586A 1998-12-01 1998-12-01 複合免震構造 Pending JP2000160874A (ja)

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