JP2003213961A - Base-isolating system - Google Patents

Base-isolating system

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JP2003213961A
JP2003213961A JP2002345524A JP2002345524A JP2003213961A JP 2003213961 A JP2003213961 A JP 2003213961A JP 2002345524 A JP2002345524 A JP 2002345524A JP 2002345524 A JP2002345524 A JP 2002345524A JP 2003213961 A JP2003213961 A JP 2003213961A
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JP
Japan
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seismic isolation
slider
rubber
isolation system
load
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Pending
Application number
JP2002345524A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kubo
孝治 久保
Toshihiko Hiraiwa
俊彦 平岩
Yoshihide Fukahori
美英 深堀
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base-isolating system for light load applied to a detached house, a lightweight facility, equipment or the like superior in base isolation effect to an earthquake regardless of vibration conditions for load of a lightweight matter, and superior in return after deformation. <P>SOLUTION: The base-isolated system provided between ground 12 and a structure or its support board 14 is provided with a slider 20 and a rubber complex 22 having a function attenuating vibration by mutually allowing a first supporter 16 and a second supporter 18 to slide against each other. A dynamic friction coefficient F on a contact face between the first and second mutually sliding supporters in the slider 20 is 0.02≤Fe≤0.10 under measured conditions of a temperature of 25°C, 100 kg/cm<SP>2</SP>of face pressure and 30 cm/sec of slide speed. A load burden ratio of the slider to the whole support load of the base isolating system is ≥50%. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は免震システムに係わ
り、詳しくは軽負荷である戸建て住宅用や、設備、装置
にも好適に適用しうる軽負荷用の免震システムに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic isolation system, and more particularly to a seismic isolation system for light loads, which can be suitably applied to detached houses and facilities and devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、地震から構造物を守るための
免震構造用免震装置としては、ゴムと鉄板の積層体であ
る免震ゴムの他に2枚の摩擦板の組み合わせで構成され
るスライダーやベアリングを用いる方法が検討されてき
た。現在、コンクリートビルなどの重量構造物の免震装
置としては免震ゴムを用いるのが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a seismic isolation device for a seismic isolation structure for protecting a structure from an earthquake, in addition to seismic isolation rubber which is a laminated body of rubber and an iron plate, two friction plates are combined. Methods using sliders and bearings have been studied. At present, seismic isolation rubber is generally used as a seismic isolation device for heavy structures such as concrete buildings.

【0003】ところが、コンクリートビルに比べると極
めて軽量である一戸建住宅を免震構造とするためには、
特に免震ビルと同じレベルの性能(同じ周期)を得るた
めには、免震ゴム1ケ当りの荷重に比例して免震ゴムの
せん断剛性を低くする必要がある。
However, in order to provide a base-isolated structure for a detached house, which is extremely lighter than a concrete building,
In particular, in order to obtain the same level of performance (same cycle) as that of a seismic isolated building, it is necessary to lower the shear rigidity of the seismic isolated rubber in proportion to the load per seismic isolated rubber.

【0004】免震ゴムせん断剛性を低くするには極端に
弾性率の低いゴム材料を用いるか、免震ゴムの形状を縦
長(免震ゴムの直径に比し、高さを高くしたもの)にす
る以外にないが、ゴム材料の弾性率を極端に下げるとク
リープが増大するなどの欠点が顕著になる。一方、免震
ゴムの剪断剛性を下げるために積層ゴムを形状的に縦長
構造にすると、水平方向のせん断変形時に積層ゴムが座
屈しやすくなる、特に積層ゴムが支持する鉛直方向から
荷重が大きくなると、積層ゴムの座屈限界(座屈するま
での水平方向の変位)が大幅に低下する。つまりその積
層ゴムに鉛直荷重が加われば加わる程、積層ゴムは座屈
しやすくなる。
To reduce the shear rigidity of seismic isolation rubber, use a rubber material with an extremely low elastic modulus, or make the shape of the seismic isolation rubber vertically long (higher than the diameter of the seismic isolation rubber). However, if the elastic modulus of the rubber material is extremely lowered, the drawbacks such as increase in creep become remarkable. On the other hand, if the laminated rubber has a vertically long structure in order to reduce the shear rigidity of the base-isolated rubber, the laminated rubber tends to buckle during horizontal shear deformation, especially when the load increases from the vertical direction supported by the laminated rubber. The buckling limit (horizontal displacement until buckling) of the laminated rubber is significantly reduced. That is, the more vertical load is applied to the laminated rubber, the more likely the laminated rubber will buckle.

【0005】一方、免震システムにおいて振動減衰に用
いられる他の構造としてダンパーが挙げられるが、ダン
パーの役割は、躯体の揺れを出来るだけ早く、かつ揺れ
自体を小さくするエネルギー減衰機能の発現である。こ
のようなダンパーの例として、2枚の摩擦板間で発生す
る摩擦力を利用するスライダーがある。スライダーは減
衰機能に優れ、軽量負荷に対しても効果を発現しうる
が、地震時のロッキングにより躯体の一部が浮き上がる
ような現象(負の圧力)が発生した場合、2枚の摩擦板
が上下に分離し、摩擦力がゼロになる問題がある。
On the other hand, a damper is mentioned as another structure used for vibration damping in the seismic isolation system, and the role of the damper is to express an energy damping function for making the body sway as fast as possible and reducing the sway itself. . An example of such a damper is a slider that utilizes the frictional force generated between two friction plates. The slider has an excellent damping function and can exert an effect even for a light load, but if a phenomenon (negative pressure) occurs such that part of the body is lifted due to locking during an earthquake, the two friction plates There is a problem that it is separated into upper and lower parts and the frictional force becomes zero.

【0006】そこで解決策として、建築構造物の全重量
のうちある重量部分を積層ゴムで支持し、残りの重量部
分をスライダーで支持するシステムが考えられる。つま
り建物を積層ゴムとスライダーを併設構造で支持する免
震システムである。
Therefore, as a solution, a system in which a certain weight portion of the total weight of a building structure is supported by a laminated rubber and the remaining weight portion is supported by a slider can be considered. In other words, it is a seismic isolation system that supports a building with laminated rubber and sliders.

【0007】この場合、積層ゴムと併用するスライダー
の摩擦係数が大きいと減衰効果を高めるというメリット
と共にシステム全体の水平方向のせん断剛性を大幅に高
めてしまうというデメリットを生み出すことが判明し、
単に積層ゴムとスライダーを併用するのみでは、所望の
免震性能が得られないという問題があった。
In this case, it has been found that a large friction coefficient of the slider used in combination with the laminated rubber brings about a merit of enhancing the damping effect and a demerit of greatly increasing the shear rigidity in the horizontal direction of the entire system.
There is a problem that the desired seismic isolation performance cannot be obtained by simply using the laminated rubber and the slider together.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、軽量物の負荷に対しても振動の条件に係わらず
地震に対する免震効果に優れ、変形後の戻り性も良好
な、戸建て住宅や軽量の設備、装置等にも適用可能な軽
負荷用の免震システムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a detached house which has an excellent seismic isolation effect against an earthquake regardless of the load condition of a lightweight object and has a good return property after deformation. It is to provide a seismic isolation system for light loads that can be applied to lightweight equipment and devices.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、スライダーと積層ゴム等のゴム複合体とを併設
する免震システムにおいて、スライダーとゴム複合体の
各々の適切な荷重負荷率を設定することによって、優れ
た免震性能を発揮する軽負荷用免震システムを提供し得
ること、さらに、ゴム複合体に適切なバネ定数を設定
し、スライダーに適切な摩擦係数を設定することによ
り、さらに効果が向上することを見いだし、本発明を完
成した。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that in a seismic isolation system in which a slider and a rubber composite such as a laminated rubber are provided together, an appropriate load load is applied to each of the slider and the rubber composite. By setting the rate, it is possible to provide a seismic isolation system for light loads that exhibits excellent seismic isolation performance. Furthermore, set an appropriate spring constant for the rubber composite and an appropriate friction coefficient for the slider. As a result, they found that the effect was further improved, and completed the present invention.

【0010】即ち、本発明の免震システムは、地盤と構
造体又はその支持基板との間に設けられる免震システム
であって、地盤に取り付けられる第1の支持体と構造体
又はその支持基板に取り付けられる第2の支持体を有
し、それらが互いに摺動して振動を減衰する機能を有す
るスライダーとバネ機能を持つゴム複合体とを備え、ス
ライダーにおける、互いに摺動して振動を減衰する機能
を有する第1支持体及び第2の支持体の接触面における
動摩擦係数が、温度25℃、面圧100kg/cm2
スベリ速度30cm/secの測定条件下で0.02以
上、0.10以下であり、且つ、免震システム全支持荷
重に対するスライダーの荷重負担率が50%以上である
ことを特徴とする。
That is, the seismic isolation system of the present invention is a seismic isolation system provided between the ground and a structure or a supporting substrate thereof, wherein the first support and the structure mounted on the ground or a supporting substrate thereof. And a rubber composite having a spring function, and a slider having a function of sliding on each other to damp the vibration, and a rubber composite having a spring function. The dynamic friction coefficient at the contact surface of the first support and the second support having the function of controlling the temperature is 25 ° C., the surface pressure is 100 kg / cm 2 ,
It is characterized in that it is 0.02 or more and 0.10 or less under the measurement condition of the sliding velocity of 30 cm / sec, and the load bearing ratio of the slider with respect to the total supporting load of the seismic isolation system is 50% or more.

【0011】ここで、ゴム複合体のバネ定数Kが温度2
5℃、0.5Hzの測定条件下で2≦K≦200kg/
cmであることが好ましい態様である。さらに、ゴム複
合体として硬質板とゴム板とを交互に積層してなる積層
ゴムを用いることが効果の観点から好ましい。
Here, the spring constant K of the rubber composite is 2
2 ≦ K ≦ 200 kg / under measurement conditions of 5 ° C. and 0.5 Hz
The preferred embodiment is cm. Further, it is preferable from the viewpoint of effect that a laminated rubber obtained by alternately laminating hard plates and rubber plates is used as the rubber composite.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の免震システムについて、
以下に更に詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Regarding the seismic isolation system of the present invention,
The details will be described below.

【0013】図1は本発明の免震システム10の一態様
を示す概念図であり、構築物等の構造体を複合積層体と
スライダーで、並列に支持する構造である。この免震シ
ステム10は、地盤12と構造体の支持基板14との間
に設けられ、地盤12に取り付けられる第1の支持体1
6と構築物の支持基板14に取り付けられる第2の支持
体18を有し、それらが互いに褶動して振動を減衰する
機能を有するスライダー20とバネ機能を持つゴム複合
材、この例では積層ゴム22とを備えている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing one embodiment of a seismic isolation system 10 of the present invention, which has a structure in which a structure such as a structure is supported in parallel by a composite laminate and a slider. This seismic isolation system 10 is provided between a ground 12 and a support substrate 14 of a structure, and is a first support 1 attached to the ground 12.
6 and a second support 18 attached to the support substrate 14 of the structure, and a slider 20 having a function of damping each other by vibrating each other, and a rubber composite material having a spring function, a laminated rubber in this example. 22 and 22.

【0014】まず、軽量構造体を支持するための免震シ
ステムにおいて、積層ゴムの如きゴム複合体とスライダ
ーが並列状態で設置される場合のスライダーの荷重負担
率について説明する。
First, in a seismic isolation system for supporting a lightweight structure, a load bearing ratio of a slider when a rubber composite such as laminated rubber and a slider are installed in parallel will be described.

【0015】従来のコンクリートビルの免震システムに
おいては、減衰効果を付与するために免震ゴムに一部、
スライダーを併設することが行なわれているが、その場
合、スイラダーの荷重負担率は、殆どが最大でも約10
%にすぎず、非常に小さい範囲にとどまっていたが、超
軽量用の免震システムの場合、前述の通り出来るだけ多
くの荷重をスライダーが支持し、免震ゴムの荷重支持は
少ない方が免震ゴムの座屈の点から好ましい。
In a conventional seismic isolation system for a concrete building, a part of the seismic isolation rubber is used to provide a damping effect.
A slider is also installed side by side, but in that case, the load bearing ratio of the slirder is almost 10 at maximum.
However, in the case of the ultra-lightweight seismic isolation system, the slider supports as much load as possible and the seismic isolation rubber load support is less as mentioned above. It is preferable in terms of buckling of the seismic rubber.

【0016】したがって、具体的には、スライダーの荷
重負担率(スライダーが支持する重量/建物の総重量)
は50%以上が好ましく、より好ましくは70%以上、
更に好ましくは80%以上である。もちろん、スライダ
ーが100%荷重を支持しても構わない。スライダーが
100%荷重を支持する場合には、併用されるゴム複合
体は、例えば、構造体又はその支持基板において、荷重
負担のかからない場所を選択して配置したり、ゴム複合
体の高さと、それが配置される免震システムの高さとが
同一であるようにして配置される等、剪断力が負荷され
ない限り、荷重を受けないように配置される。
Therefore, specifically, the load bearing ratio of the slider (weight supported by the slider / total weight of the building)
Is preferably 50% or more, more preferably 70% or more,
More preferably, it is 80% or more. Of course, the slider may support 100% load. When the slider supports a 100% load, the rubber composite used in combination may be arranged, for example, in a structure or its supporting substrate by selecting a location where a load is not applied, or by arranging the height of the rubber composite. It is placed so that it is not loaded unless shear forces are applied, such as it is placed at the same height as the seismic isolation system in which it is placed.

【0017】スライダーの荷重負担率が50%未満であ
ると、免震ゴムの荷重負担が大きくなりすぎ座屈限界が
大幅に小さくなるため好ましくない。
If the load bearing ratio of the slider is less than 50%, the load bearing of the seismic isolation rubber becomes too large and the buckling limit is significantly reduced, which is not preferable.

【0018】また、本発明の免震システムに用いるスラ
イダーは、その動摩擦係数を適切に選択することが、効
果の観点から好ましい。図2は、本発明の免震システム
に好適に用い得るスライダー21の態様を示す概略断面
図である。第1の支持体24下端と第2の支持体26上
端との接触面にはそれぞれ摩擦板28、30が配置され
ている。また、金属等の好適な摩擦係数を有する材料で
支持体24、26を構成し、支持体と摩擦板とを一体と
することもできる。
Further, it is preferable from the viewpoint of effect that the dynamic friction coefficient of the slider used in the seismic isolation system of the present invention is appropriately selected. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of the slider 21 that can be preferably used in the seismic isolation system of the present invention. Friction plates 28 and 30 are arranged on the contact surfaces of the lower end of the first support 24 and the upper end of the second support 26, respectively. Further, the supports 24 and 26 may be formed of a material having a suitable friction coefficient such as metal, and the supports and the friction plates may be integrated.

【0019】前述の通りスライダーの摩擦係数が大きい
と、免震システムの水平方向の剛性を高くしてしまうた
め、周期が短くなり免震効果が大幅に低下するのみなら
ず、摩擦時の発熱が大きくなり摩擦板の疲労を促進す
る。一方、摩擦係数があまりに小さくなりすぎると、減
衰効果が不足し、建物の地震時の変位が大幅に増大す
る。
As described above, if the friction coefficient of the slider is large, the rigidity of the seismic isolation system in the horizontal direction is increased, so that the period is shortened and the seismic isolation effect is significantly reduced. It becomes larger and promotes fatigue of the friction plate. On the other hand, if the coefficient of friction becomes too small, the damping effect will be insufficient and the displacement of the building during an earthquake will increase significantly.

【0020】したがって、超軽量の戸建用免震システム
に用いるスライダーは適切な摩擦係数が必要であり、2
5℃、面圧100kg/cm2 、スベリ速度30cm/
secの測定条件下で得られる動摩擦係数μは0.02
≦μ≦0.10であることが好ましく、 より好ましくは0.03≦μ≦0.08 最も好ましくは0.035≦μ≦0.07である。
Therefore, the slider used for the ultra-lightweight seismic isolation system for detached houses must have an appropriate coefficient of friction.
5 ° C, surface pressure 100 kg / cm 2 , sliding speed 30 cm /
The dynamic friction coefficient μ obtained under the measurement condition of sec is 0.02.
It is preferable that ≦ μ ≦ 0.10, more preferably 0.03 ≦ μ ≦ 0.08, and most preferably 0.035 ≦ μ ≦ 0.07.

【0021】動摩擦係数μが0.1を超えると、免震シ
ステムの水平剛性を非常に高くする為好ましくない。一
方、μが0.03を下まわると系の減衰効果が不足し建
物の地震時の変位が大きくなると共に風にも揺れやすく
なる。これらの動摩擦係数は、スライダーを構成する摩
擦板の材料を選択することにより調整が可能である。動
摩擦係数と支持体の強度とを両立させる観点からは、摩
擦板を有する構造であることが好ましい。
When the coefficient of dynamic friction μ exceeds 0.1, the horizontal rigidity of the seismic isolation system becomes extremely high, which is not preferable. On the other hand, when μ is less than 0.03, the damping effect of the system is insufficient, the displacement of the building during an earthquake increases, and the wind easily shakes. These dynamic friction coefficients can be adjusted by selecting the material of the friction plate forming the slider. From the viewpoint of satisfying both the dynamic friction coefficient and the strength of the support, the structure having a friction plate is preferable.

【0022】ここで双方の支持体が接触する面に配置さ
れる摩擦板に用い得る素材としては、動摩擦係数μの値
が本発明の要求する範囲にあるものならどんなものでも
有効であるが、例えば金属板、セラミック板、プラスチ
ック板およびその表面に金属メッキ、セラミック熔射お
よびテフロン(R)コートなどの加工を施したもの、ガ
ラス繊維、カーボン繊維等で補強されたテフロン(R)
板、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリア
クリレート等の高分子材料及びそれらの材料に重量平均
分子量1000〜500万のシリコンオイルまたはシリ
コン樹脂等を混合して低摩擦係数化を図った高分子材料
等が好適に用いられる。
As a material which can be used for the friction plate arranged on the surface where both supports come into contact with each other, any material having a dynamic friction coefficient μ within the range required by the present invention is effective. For example, a metal plate, a ceramic plate, a plastic plate and the surface of which is subjected to processing such as metal plating, ceramic spraying and Teflon (R) coating, Teflon (R) reinforced with glass fiber, carbon fiber, etc.
Plates, polymeric materials such as nylon, polyethylene, polypropylene, polyacrylate, etc. and polymeric materials having a low friction coefficient by mixing these materials with silicone oil or silicone resin having a weight average molecular weight of 10 to 5,000,000. It is preferably used.

【0023】互いに褶動する2枚の摩擦板は双方が同じ
素材で形成されていても、異なる素材で形成されていて
もよいが、前記好適な動摩擦係数を達成する観点から
は、少なくとも片方の摩擦板が、(1)フッ素樹脂又は
繊維補強フッ素樹脂でコートされていること、(2)フ
ッ素樹脂と他の熱可塑性ポリマーとのアロイ化物でコー
トされていること、(3)フッ素樹脂とエポキシ樹脂の
プレンド物でコートされていること、(4)微細孔があ
って、その中にシリコン油等のオイルが含まれているこ
と、のいずれかであることが好ましい。
The two friction plates that slide with respect to each other may be made of the same material or different materials, but from the viewpoint of achieving the preferable dynamic friction coefficient, at least one of them is used. The friction plate is (1) coated with a fluororesin or a fiber-reinforced fluororesin, (2) coated with an alloy of a fluororesin and another thermoplastic polymer, (3) a fluororesin and an epoxy. It is preferably either coated with a resin blend or (4) having fine pores containing an oil such as silicone oil.

【0024】また、構造的には上記の素材の1種又は数
種からなる摩擦板が摩擦面で接触するような構造であれ
ばよく、一般にスライダーは接触する2面のうちどちら
かが小さくなっており、例えば、一方の支持体が円柱状
をなし、他方の支持体は平板状であってもよく、双方の
支持体が円柱状であってもよい。
Further, structurally, any structure may be adopted as long as the friction plates made of one or several of the above-mentioned materials come into contact with each other on the friction surface, and generally, the slider has one of the two surfaces which comes into contact with one another having a smaller size. For example, one support may have a cylindrical shape, the other support may have a flat plate shape, and both supports may have a cylindrical shape.

【0025】また、スライダーの摩擦板表面に塵や埃が
付着すると経時的に摩擦係数が変化する可能性があるた
め、図3に概略断面図で示すように、スライダー支持体
の上面と下面の間にゴミやチリ等が入らないようにゴム
製や布製のスカートを固定し、摩擦面を保護することも
好ましい態様である。図3は、ゴム製の薄いシート32
を第1の支持体24と第2の支持体26との間に固定し
た態様のスライダー34を示す概略断面図である。
Further, when dust or dirt adheres to the friction plate surface of the slider, the friction coefficient may change with time. Therefore, as shown in the schematic sectional view of FIG. It is also a preferable embodiment to protect the friction surface by fixing a skirt made of rubber or cloth so as to prevent dust and dirt from getting in between. FIG. 3 shows a thin rubber sheet 32.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a slider 34 in a mode in which is fixed between the first support 24 and the second support 26.

【0026】次に、本発明の免震システムにおいて、ス
ライダーと併用されるゴム複合体について説明する。
Next, the rubber composite used together with the slider in the seismic isolation system of the present invention will be described.

【0027】超軽量の戸建住宅の免震化にとって不可欠
の条件は、免震ゴム等のゴム複合体の水平方向のせん断
剛性が非常に低いものでなければならないことである。
ただし、低すぎると変形後に免震構造全体を元に戻す引
戻し力がなくなる。そこで、コンクリートビルに比べる
と約2桁も躯体の総重量が軽い戸建免震用のゴム複合体
においては、例えば、積層ゴム1ケのせん断変形時のバ
ネ定数Kは、2≦K≦200kg/cm程度であること
が好ましい。
An essential condition for seismic isolation of an ultralight detached house is that the rubber composite such as seismic isolation rubber must have a very low shear rigidity in the horizontal direction.
However, if it is too low, there is no pullback force to restore the entire seismic isolation structure after deformation. Therefore, in the case of a rubber complex for seismic isolation of a house where the total weight of the skeleton is lighter by about two orders of magnitude than that of a concrete building, for example, the spring constant K during shear deformation of one laminated rubber is 2 ≦ K ≦ 200 kg. / Cm is preferable.

【0028】より好ましくは、5≦K≦150kg/c
m、最も好ましいのは10≦K≦150kg/cmであ
る。
More preferably, 5 ≦ K ≦ 150 kg / c
m, most preferably 10 ≦ K ≦ 150 kg / cm.

【0029】ところで、本発明の軽負荷免震システムで
スライダーと共にバネ機構として免震ゴムを用いる理由
は、躯体の総重量のうちある部分を免震ゴムに負担させ
る為である。もちろん、それ以外にも建物に引き抜き力
(負の圧力)が発生するようなケースでは免震ゴムは引
き抜きに対する抵抗力を示すという意味でも有効であ
る。したがって、もし免震ゴムが荷重を負担しない場
合、つまりスライダーの荷重負担率が100%である場
合、併用するゴム複合体としては、免震構造体に汎用さ
れる積層ゴムが最良である。
The reason why the seismic isolation rubber is used as the spring mechanism together with the slider in the light load seismic isolation system of the present invention is that the seismic isolation rubber bears a portion of the total weight of the body. Of course, in addition to that, in the case where a pulling force (negative pressure) is generated in the building, the seismic isolation rubber is also effective in that it shows resistance to pulling out. Therefore, if the seismic isolation rubber does not bear the load, that is, if the load bearing ratio of the slider is 100%, the laminated rubber generally used for the seismic isolation structure is the best as the rubber composite used together.

【0030】図4は本発明の免震システムに好適に用い
得る積層ゴム22の例を示す概略断面図であり、積層ゴ
ム22は硬質板36と軟質板38とが交互に積層された
積層体の周囲を保護材としての外皮ゴム40で被覆した
構造を有している。積層ゴム22の上端、下端には、そ
れぞれ、地盤12、構造体又はその支持基板14と積層
ゴム22を固定するためのフランジ42、44が設けら
れている。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a laminated rubber 22 that can be suitably used in the seismic isolation system of the present invention. The laminated rubber 22 is a laminated body in which hard plates 36 and soft plates 38 are alternately laminated. It has a structure in which the periphery of is covered with an outer rubber 40 as a protective material. The upper and lower ends of the laminated rubber 22 are provided with flanges 42 and 44 for fixing the laminated rubber 22 to the ground 12, the structure or its supporting substrate 14, respectively.

【0031】ゴム複合体としては、この積層ゴムの他、
例えば、ゴムヒモのような細いゴムを束ねた複合体や棒
状ゴム、棒状ゴムの両端に固定用の鍵様部や開口部を設
けたようなゴム複合体も有効である。このようなゴム複
合体により地盤と構造体又はその支持基板との間を連結
すればよい。図5(A)、(B)は、積層ゴムに代えて
用いられるゴム複合体の態様を示す斜視図である。図6
はスライダー20と前記の如き棒状のゴム複合体46と
を備えた免震システム48を示す概念図である。図6の
ようにして、ゴム複合体46の両端を地盤12と構造体
又はその支持基板14とに、それぞれ連結すればよい。
As the rubber composite, other than this laminated rubber,
For example, a composite body in which thin rubbers are bundled such as a rubber string, a rod-shaped rubber, or a rubber composite body in which a locking key portion or an opening is provided at both ends of the rod-shaped rubber is also effective. Such a rubber composite may be used to connect the ground to the structure or its supporting substrate. 5A and 5B are perspective views showing a mode of a rubber composite used in place of the laminated rubber. Figure 6
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a seismic isolation system 48 including the slider 20 and the rod-shaped rubber composite 46 as described above. As shown in FIG. 6, both ends of the rubber composite 46 may be connected to the ground 12 and the structure or its supporting substrate 14, respectively.

【0032】スライダーの荷重負担率が100%である
場合を含めて本発明の軽負荷免震システムの場合、バネ
機能体であるゴム複合体としては、免震用積層ゴムが優
れている。これは、水平方向のせん断変形が滑かな線形
的な応力〜ひずみ曲線を示すということが第一である。
その他に地震時に建物が浮き上がり、免震装置に引き抜
き力(負の圧力)が発生するような場合、ゴムヒモやゴ
ム棒はほとんど抵抗力を発揮しないが、積層ゴムは強い
抵抗力(高い垂直剛性)を示すからである。この意味
で、積層ゴムはスライダー中心の軽負荷免震システムに
おいて、アンカーボルト的な役割を果たす、その際積層
ゴムとして望ましい形状は、積層ゴムを形成するゴム板
の厚みをl、積層ゴムの直径をtとして定義した形状率
S[形状率S(=l/4t)]がS≧25が望ましく、
より好ましくはS≧5、更に好ましいのは、S≧10、
最も好ましいのはS≧20である(図4参照)。
In the case of the light load seismic isolation system of the present invention including the case where the load bearing ratio of the slider is 100%, the seismic isolation laminated rubber is excellent as the rubber composite which is the spring function body. The first reason is that horizontal shear deformation exhibits a smooth linear stress-strain curve.
In addition, when a building floats up during an earthquake and pulls out force (negative pressure) on the seismic isolation device, rubber straps and rubber rods exert almost no resistance, but laminated rubber has strong resistance (high vertical rigidity). This is because In this sense, the laminated rubber plays a role of an anchor bolt in the light load seismic isolation system centered on the slider. At this time, the desirable shape of the laminated rubber is the thickness of the rubber plate forming the laminated rubber, and the diameter of the laminated rubber. The shape ratio S [shape ratio S (= 1 / 4t)] defined as t is preferably S ≧ 25,
More preferably S ≧ 5, even more preferably S ≧ 10,
Most preferred is S ≧ 20 (see FIG. 4).

【0033】また、スライダーに対して積層ゴムの設定
位置は、最も引き抜き力の発生する構造体の外周部にあ
ることが望ましい。例えば図7のような敷地面積を持つ
建築物の外周部を斜線の1m幅の部分とした時、少なく
とも2ケ以上の積層ゴムがこの外周部に設置されている
ことが望ましく、より好ましくは3ケ以上、最も好まし
いのは外周部に4ケ以上の積層ゴムが配置されているこ
とである。
Further, it is desirable that the set position of the laminated rubber with respect to the slider is at the outer peripheral portion of the structure where the pulling force is most generated. For example, when the outer peripheral portion of a building having a site area as shown in FIG. 7 is a 1-m wide portion of the diagonal line, it is desirable that at least two or more laminated rubbers are installed on the outer peripheral portion, and more preferably 3 Or more, and most preferably, four or more laminated rubbers are arranged on the outer peripheral portion.

【0034】[0034]

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではな
い。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0035】(実施例1)本発明の実施例1に係る免震
システム10は図1に概念図を示されたのと類似の構成
を有し、構築物を複合積層体22とスライダー20で、
並列に支持する構造である。
(Embodiment 1) A seismic isolation system 10 according to Embodiment 1 of the present invention has a structure similar to that shown in the conceptual diagram of FIG.
It is a structure to support in parallel.

【0036】ここで用いられる積層ゴム22の構造は、
前記図4の概略断面図に示したものと同様である。即
ち、積層ゴム22はゴム板と、鉄板を交互に積層して得
られたものであり、その100%せん断変形時のバネ定
数は、20kg/cmであった。
The structure of the laminated rubber 22 used here is as follows.
It is similar to that shown in the schematic cross-sectional view of FIG. That is, the laminated rubber 22 was obtained by alternately laminating rubber plates and iron plates, and the spring constant at 100% shear deformation was 20 kg / cm.

【0037】本実施例に用いたスライダー20の概略図
は図2に示すとおりであり、第1の支持体としてステン
レス板24(#400研磨材、600mmφ、摩擦板を
兼ねる)の下端にフッ素樹脂とポリアミドイミド樹脂と
の混合物を厚さ20μmとなるようにコートしたテフロ
ン(R)板28用い、第2の支持体26には、鉄板を用
い、さらに上端にフッ素樹脂とポリアミドイミド樹脂と
の混合物を厚さ20μmとなるようにコートしたテフロ
ン(R)板30(100mmφ)を摩擦板として用い
た。摩擦面で発生する摩擦係数は30cm/secで、
μ=0 .05であった。
A schematic view of the slider 20 used in this embodiment is as shown in FIG. 2, and a fluorine resin is attached to the lower end of the stainless plate 24 (# 400 abrasive, 600 mmφ, which also serves as a friction plate) as the first support. A Teflon (R) plate 28 coated with a mixture of a resin and a polyamide-imide resin to a thickness of 20 μm, an iron plate for the second support 26, and a mixture of a fluororesin and a polyamide-imide resin on the upper end. A Teflon (R) plate 30 (100 mmφ) coated with 20 μm in thickness was used as a friction plate. The friction coefficient generated on the friction surface is 30 cm / sec,
μ = 0. It was 05.

【0038】本実施例においては、躯体重量50ton
の構築物(戸建住宅)を4個の積層ゴム22と5個のス
ライダー20で支持している。この時のスライダー20
の荷重負担率は50%であった。
In this embodiment, the body weight is 50 ton.
The structure (house) is supported by four laminated rubber layers 22 and five sliders 20. Slider 20 at this time
The load bearing rate was 50%.

【0039】得られた免震システムの等価剛性Gは非常
に軟らかいものになっており、その結果得られる系の周
期T、T(=2π√M/G,Mは総重量50トン)は
3.75秒と、優れた免震効果を示すことがわかった。
The equivalent rigidity G of the seismic isolation system obtained is extremely soft, and the resulting system periods T, T (= 2π√M / G, M is a total weight of 50 tons) are 3 It was found to show an excellent seismic isolation effect of 0.75 seconds.

【0040】(実施例2)積層ゴム22の支持位置(配
置位置)を調節してスライダー20の荷重負担率を75
%とした他は実施例1と同様にして免震システムを構成
した。実施例1と同様に評価したところ、系の周期Tは
3.40秒と、優れた免震効果を示すことがわかった。
(Embodiment 2) The load bearing ratio of the slider 20 is set to 75 by adjusting the supporting position (arrangement position) of the laminated rubber 22.
A seismic isolation system was constructed in the same manner as in Example 1 except that the percentage was changed to%. When evaluated in the same manner as in Example 1, it was found that the period T of the system was 3.40 seconds, exhibiting an excellent seismic isolation effect.

【0041】(実施例3)積層ゴム22に荷重がかから
ないようにして、スライダー20の荷重負担率を100
%とした他は実施例1と同様にして免震システムを構成
した。実施例1と同様に評価したところ、系の周期Tは
3.15秒と、優れた免震効果を示すことがわかった。
(Embodiment 3) The load bearing ratio of the slider 20 is set to 100 so that no load is applied to the laminated rubber 22.
A seismic isolation system was constructed in the same manner as in Example 1 except that the percentage was changed to%. When evaluated in the same manner as in Example 1, it was found that the period T of the system was 3.15 seconds, which was an excellent seismic isolation effect.

【0042】これらの免震システムの構成と免震性能を
下記表1に示す。
The structure and seismic isolation performance of these seismic isolation systems are shown in Table 1 below.

【0043】(比較例1)積層ゴム22に用いるゴム板
として、ゴム板と、鉄板を交互に積層して得られた、1
00%せん断変形時のバネ定数を300kg/cmのも
のを用い、繊維強化ナイロン板とステンレス板の組み合
わせによるスライダーを用いて、摩擦面で発生する摩擦
係数を30cm/secで、μ=0 .2とした他は実施
例1と同様にして免震システムを構成した。実施例1と
同様に評価したところ、系の周期Tは1.18秒と、免
震効果が非常に小さいことがわかった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 A rubber plate used for the laminated rubber 22 was obtained by alternately laminating a rubber plate and an iron plate.
Using a spring constant of 300 kg / cm at the time of 00% shear deformation, and using a slider formed by combining a fiber-reinforced nylon plate and a stainless plate, the friction coefficient generated on the friction surface was 30 cm / sec, and μ = 0. A seismic isolation system was constructed in the same manner as in Example 1 except that No. 2 was used. When evaluated in the same manner as in Example 1, it was found that the period T of the system was 1.18 seconds and the seismic isolation effect was very small.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】表1に明らかなように、本発明の実施例1
〜実施例3の免震システムは、スライダー荷重負担率、
積層ゴム1ケ当たりのバネ定数μ、共に本発明の要求項
目を満たすものであり、こうして得られたシステムの系
全体の等価剛性Gは非常に軟らかいものになっており、
3秒を起える優れた免震効果を示すことがわかった。
As is apparent from Table 1, Example 1 of the present invention
~ The seismic isolation system of Example 3 has a slider load burden rate,
The spring constant μ per laminated rubber, both satisfy the requirements of the present invention, and the equivalent rigidity G of the entire system of the system thus obtained is extremely soft.
It has been found that it exhibits an excellent seismic isolation effect that can last 3 seconds.

【0046】一方、スライダー荷重負担率は50%であ
っても、スライダーの動摩擦係数を本発明の要求範囲外
とした比較例1の免震システムはGは実施例に比べ1ケ
タ近く大きくなり、Tも2秒以下の小さい値となり、免
震効果が非常に小さいことがわかった。
On the other hand, even if the slider load bearing ratio is 50%, the seismic isolation system of Comparative Example 1 in which the dynamic friction coefficient of the slider is out of the range required by the present invention, G is larger by almost one digit than that of the embodiment, T was also a small value of 2 seconds or less, and it was found that the seismic isolation effect was very small.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の免震システムは前記構成とした
ため、軽量物の負荷に対しても地震に対する免震効果、
風揺れに対する防振効果のいずれにも優れ、振動の条件
が負圧の場合でも効果が損なわれず、変形後の戻り性も
良好で、戸建て住宅、軽量の設備、装置等の軽負荷用に
も好適であるという効果を奏する。
Since the seismic isolation system of the present invention has the above-mentioned structure, the seismic isolation effect against an earthquake can be achieved even for a load of a lightweight object.
It has excellent anti-vibration effect against wind sway, does not lose its effect even when the vibration condition is negative pressure, and has a good returnability after deformation.It is also suitable for light loads such as detached houses, lightweight equipment and devices. The effect that it is suitable is produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の免震システムの一態様を示す概略図
である。
FIG. 1 is a schematic view showing an aspect of a seismic isolation system of the present invention.

【図2】 スライダーの一態様を示す概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one mode of a slider.

【図3】 スライダーに埃付着防止用のシートを取り付
けた態様を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a mode in which a dust adhesion preventing sheet is attached to a slider.

【図4】 本発明の免震システムに好適に用い得る積層
ゴムの一態様を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of laminated rubber that can be suitably used in the seismic isolation system of the present invention.

【図5】 (A)、(B)本発明の免震システムに用い
得る棒状ゴム複合体の一態様を示す概略断面図である。
5 (A) and 5 (B) are schematic cross-sectional views showing one embodiment of a rod-shaped rubber composite that can be used in the seismic isolation system of the present invention.

【図6】 スライダーと棒状ゴム複合体を備えた免震シ
ステムの一態様を示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an aspect of a seismic isolation system including a slider and a rod-shaped rubber composite.

【図7】 積層ゴムが設置されていることが望ましい建
築物の外周部を斜線で示した平面図である。
FIG. 7 is a plan view in which the outer peripheral portion of a building in which laminated rubber is desirably installed is shown by hatching.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 免震システム 20 スライダー 21 スライダー 24 スライダーの摩擦板(上端) 26 スライダーの摩擦板(下端) 34 スライダー 22 複合積層体 36 硬質板 38 軟質板 46 棒状のゴム複合体 10 seismic isolation system 20 slider 21 Slider 24 Slider friction plate (upper end) 26 Slider friction plate (bottom end) 34 Slider 22 composite laminate 36 hard plate 38 Soft plate 46 Rod-shaped rubber composite

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/04 F16F 15/04 P Fターム(参考) 3J048 AA02 AA03 AA06 AA07 AC01 AD14 BA08 BA23 BE12 BG04 DA01 EA38 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F16F 15/04 F16F 15/04 PF term (reference) 3J048 AA02 AA03 AA06 AA07 AC01 AD14 BA08 BA23 BE12 BG04 DA01 EA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地盤と構造体又はその支持基板との間に
設けられる免震システムであって、地盤に取り付けられ
る第1の支持体と構造体又はその支持基板に取り付けら
れる第2の支持体を有し、それらが互いに摺動して振動
を減衰する機能を有するスライダーとバネ機能を持つゴ
ム複合体とを備え、 スライダーにおける、互いに摺動して振動を減衰する機
能を有する第1支持体及び第2の支持体の接触面におけ
る動摩擦係数が、温度25℃、面圧100kg/c
2 、スベリ速度30cm/secの測定条件下で0.
02以上、0.10以下であり、且つ、免震システム全
支持荷重に対するスライダーの荷重負担率が50%以上
であることを特徴とする免震システム。
1. A seismic isolation system provided between the ground and a structure or a supporting substrate thereof, wherein a first support mounted on the ground and a second supporting body mounted on the structure or a supporting substrate thereof. And a rubber composite having a spring function, the slider having a function of dampening vibration by sliding with each other, and a first support in the slider having a function of sliding to dampen vibration And the coefficient of kinetic friction on the contact surface of the second support is a temperature of 25 ° C. and a surface pressure of 100 kg / c.
m 2 and sliding speed of 30 cm / sec under the measurement conditions of 0.
A seismic isolation system, which is not less than 02 and not more than 0.10, and the load bearing ratio of the slider is 50% or more with respect to the total supporting load of the seismic isolation system.
【請求項2】 ゴム複合体のバネ定数Kが温度25℃、
0.5Hz、100%変形時の測定条件下で2≦K≦2
00kg/cmであることを特徴とする請求項1に記載
の免震システム。
2. The spring constant K of the rubber composite has a temperature of 25 ° C.,
2 ≦ K ≦ 2 under the measurement condition at 0.5 Hz and 100% deformation
The seismic isolation system according to claim 1, wherein the seismic isolation system is 00 kg / cm.
【請求項3】 ゴム複合体として硬質板とゴム板とを交
互に積層してなる積層ゴムを用いることを特徴とする請
求項1又は2に記載の免震システム。
3. The seismic isolation system according to claim 1, wherein a laminated rubber formed by alternately laminating hard plates and rubber plates is used as the rubber composite.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
免震システムにより支持されている戸建住宅。
4. A detached house supported by the seismic isolation system according to any one of claims 1 to 3.
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