JP2005090566A - Joint structure for base isolation related part in base isolation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免震システムにおける免震関連部品のジョイント構造に関する。 The present invention relates to a joint structure of seismic isolation related parts in a seismic isolation system.
建物の免震システムにおいて、免震支承部が、例えば転がり支承などからなって、免震時に上部構造部を上下に変位させるようなものからなる場合に、水平方向に伸縮する免震関連部品、例えば減衰用のダンパーは、上部構造部の上下変位動作に追従できなければならず、そのため、上部構造部と下部構造部とにいかなるジョイント機構を用いてジョイントするかが非常に重要な問題であるが、その場合に用いるジョイント手段として最も一般的なのは、いわゆるユニバーサルジョイントである。 In a building seismic isolation system, if the seismic isolation bearing part is composed of, for example, a rolling bearing or the like, and the upper structure part is displaced up and down during the seismic isolation, the seismic isolation related parts that expand and contract in the horizontal direction, For example, a damper for damping must be able to follow the vertical displacement movement of the upper structure, and therefore it is a very important issue to use any joint mechanism to join the upper structure and the lower structure. However, the most common joint means used in that case is a so-called universal joint.
しかしながら、ユニバーサルジョイントは、構造が複雑でジョイント部への組込みが厄介であり、また、非常に高価であるという問題がある。 However, the universal joint has a problem that its structure is complicated and it is difficult to incorporate it into the joint part, and it is very expensive.
本発明は、上記のような問題点に鑑み、免震関連部品を免震時の上部構造部の上下変位動作に追従できるように上部構造部及び/又は下部構造部にジョイントすることができ、しかも、それを、簡素な構造で、組込みが容易、しかも低コストで実現することができる、免震システムにおける免震関連部品のジョイント構造を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention can be jointed to the upper structure part and / or the lower structure part so that the seismic isolation related parts can follow the vertical displacement operation of the upper structure part at the time of the base isolation, Moreover, it is an object of the present invention to provide a joint structure for seismic isolation related parts in a seismic isolation system that can be realized with a simple structure, easy to incorporate, and at low cost.
上記の課題は、上部構造部が下部構造部に免震支承部を介して支承され、該免震支承部は免震時に上部構造部を上下に変位させるものからなり、かつ、上部構造部と下部構造部とにそれぞれジョイントされて水平方向に伸縮する免震関連部品が備えられた免震システムにおいて、上部構造部と前記免震関連部品、及び/又は、下部構造部と前記免震関連部品とをジョイントするジョイント構造であって、
ジョイント用のピンが上下方向に向けられ、その上下の端部が免震関連関連部品と構造部のいずれか一方に保持され、
もう一方に、前記ピンを通す孔を備えた水平プレート部が備えられ、該水平プレート部の孔に前記ピンが通され、
水平プレート部をピンの上下保持部間の中間位置に保持する支承手段が備えられ、
水平プレート部の孔は、支承手段による支承状態において、ピン軸が水平プレート部に対して相対的に傾くことのできる孔に設計されていることを特徴とする、免震システムにおける免震関連部品のジョイント構造によって解決される。
The above problem is that the upper structure part is supported by the lower structure part via the seismic isolation bearing part, and the seismic isolation support part is configured to displace the upper structure part up and down at the time of the seismic isolation. In the seismic isolation system provided with seismic isolation related parts that are jointed to the lower structural part and extend or contract in the horizontal direction, the upper structural part and the seismic isolation related part, and / or the lower structural part and the seismic isolation related part. And a joint structure
The joint pins are directed vertically, and the upper and lower ends are held by either the seismic isolation related parts or the structure part.
The other is provided with a horizontal plate portion having a hole through which the pin passes, and the pin is passed through the hole of the horizontal plate portion,
A supporting means for holding the horizontal plate portion at an intermediate position between the upper and lower holding portions of the pin is provided
The hole in the horizontal plate part is designed to be a hole that allows the pin shaft to tilt relative to the horizontal plate part when supported by the support means. It is solved by the joint structure.
このジョイント構造では、ピンによって免震関連部品と構造部とがジョイントされる。しかも、このピンは、上下方向に向けられて水平プレート部の孔に通され、該孔は、ピン軸が水平プレート部に対して相対的に傾くことのできる孔に形成されているので、免震時の上部構造部の上下変位動作によって免震関連部品が上下方向に傾こうとすると、水平プレート部の孔がその動きを許容し、免震関連部品は免震時の上部構造部の上下変位動作に追従して上下方向に傾くことができる。こうして、免震関連部品を免震時の上部構造部の上下変位動作に追従するように構造部にジョイントすることができる。 In this joint structure, the seismic isolation related parts and the structural part are jointed by pins. In addition, the pin is directed vertically and passed through the hole in the horizontal plate portion, and the hole is formed in a hole that allows the pin shaft to be inclined relative to the horizontal plate portion. When the seismic isolation related parts try to tilt in the vertical direction due to the vertical displacement of the upper structure during the earthquake, the holes in the horizontal plate allow the movement, and the seismic isolation related parts move up and down the upper structure during the seismic isolation. It can tilt up and down following the displacement action. In this way, the seismic isolation related parts can be jointed to the structure so as to follow the vertical displacement operation of the upper structure during seismic isolation.
しかも、水平プレート部をピンの上下保持部間の中間位置に保持する支承手段が備えられているので、免震関連部品が上下方向に傾いていく途中や傾いた状態から戻る途中で、水平プレートが上下の保持部と干渉せず、そのため、免震関連部品を上下方向にスムーズに傾かせることができて、免震時の上部構造部の上下変位動作に対する免震関連部品の追従性をなめらかなものにすることができる。 In addition, since the support means for holding the horizontal plate portion at an intermediate position between the upper and lower holding portions of the pin is provided, the horizontal plate is in the middle of returning from the tilted state or in the middle of the seismic isolation related parts. Does not interfere with the upper and lower holding parts, so the seismic isolation related parts can be tilted smoothly in the vertical direction, and the followability of the seismic isolation related parts to the vertical displacement movement of the upper structure during the base isolation is smooth. Can be made.
そして、免震関連部品と構造部のいずれか一方に上下のピン保持部を備えさせ、もう一方に水平プレート部を備えさせ、これらをピンでジョイントし、水平プレート部を支承手段でピンの上下保持部間の中間位置に保持するようにしただけのものであるから、構造が簡素で、ジョイント部の組込みが容易であり、低コストを実現することができる。 Then, either one of the seismic isolation related parts or the structural part is provided with the upper and lower pin holding parts, the other is provided with the horizontal plate part, these are jointed with the pins, and the horizontal plate part is supported by the upper and lower parts of the pins with the support means Since it is only a thing hold | maintained in the intermediate position between holding | maintenance parts, a structure is simple, the integration of a joint part is easy, and low cost can be implement | achieved.
上記のジョイント構造において、水平プレート部の孔のサイズがピンの断面サイズよりも大きく設定され、そのクリアランスでピン軸が水平プレート部に対して相対的に傾くことができるようになされている場合は、水平プレート部に形成する孔のサイズをピンの断面サイズとの関係で決めるだけの簡素な構造で上記のようなジョイント構造を実現することができる。 In the above joint structure, when the size of the hole in the horizontal plate part is set larger than the cross-sectional size of the pin, and the clearance allows the pin shaft to be inclined relative to the horizontal plate part. The joint structure as described above can be realized with a simple structure in which the size of the hole formed in the horizontal plate portion is determined by the relationship with the cross-sectional size of the pin.
その場合に、水平プレート部の孔の内周部とピンの外周部との間に緩衝材が入れられているとよい。この場合は、孔の内周部とピンの外周部との間のクリアランスによる水平方向におけるガタツキを緩衝材によってやわらげ、あるいは、なくすことができ、免震関連部品の動きをスムーズなものにすることができる。 In that case, a cushioning material may be inserted between the inner peripheral portion of the hole of the horizontal plate portion and the outer peripheral portion of the pin. In this case, the backlash in the horizontal direction due to the clearance between the inner periphery of the hole and the outer periphery of the pin can be softened or eliminated by the cushioning material, and the movement of the seismic isolation related parts should be smooth. Can do.
その場合に、免震関連部品が摩擦ダンパーであるときは、摩擦ダンパーの初期剛性を低くすることができて、減衰動作をスムーズに開始することができる。 In that case, when the seismic isolation-related component is a friction damper, the initial rigidity of the friction damper can be lowered, and the damping operation can be started smoothly.
また、前記水平プレート部の孔の両開口部のサイズが孔内中間部のサイズよりも大きく設計されることで、ピン軸が水平プレート部に対して相対的に傾くことができるようになされているのもよい。この場合は、水平プレート部に対するピンの相対的な傾きを必要範囲で許容しながら、水平プレート部とピンとの間のクリアランスを小さくする、ないしは、なくすことができて、水平プレート部とピンとの間のガタツキを小さくする、ないしは、なくすことができる。 In addition, since the size of both openings of the hole of the horizontal plate portion is designed to be larger than the size of the intermediate portion in the hole, the pin shaft can be inclined relative to the horizontal plate portion. It is good to be. In this case, the clearance between the horizontal plate portion and the pin can be reduced or eliminated while allowing the relative inclination of the pin with respect to the horizontal plate portion to be within a necessary range. Can reduce or eliminate rattling.
前記支承手段が、ピンに外装された筒状体からなり、該筒状体が、上保持部と水平プレート部との間、又は、下保持部と水平プレート部との間に備えられているとよい。この場合は、支承手段の組込みをピン外周部への筒状体の組込みによって行うことができ、支承手段の構造簡素化を実現することができると共に、ジョイント部への支承手段の組込みも容易に行うことができる。 The support means comprises a cylindrical body that is externally mounted on a pin, and the cylindrical body is provided between the upper holding part and the horizontal plate part or between the lower holding part and the horizontal plate part. Good. In this case, the support means can be incorporated by incorporating a cylindrical body into the outer peripheral portion of the pin, the structure of the support means can be simplified, and the support means can be easily incorporated into the joint part. It can be carried out.
本発明は、以上のとおりのものであるから、免震関連部品を免震時の上部構造部の上下変位動作に追従できるように上部構造部及び/又は下部構造部にジョイントすることができ、しかも、それを、簡素な構造で、組込みが容易、しかも低コストで実現することができる。 Since the present invention is as described above, the seismic isolation related parts can be jointed to the upper structure part and / or the lower structure part so as to follow the vertical displacement operation of the upper structure part during the seismic isolation, Moreover, it can be realized with a simple structure, easy to incorporate, and at low cost.
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4に示す実施形態において、1は建物の下部構造部としての基礎、2は建物の上部構造部、3は免震支承部、4は免震関連部品としてのパンタグラフ式の摩擦ダンパーである。 1-4, 1 is a foundation as a lower structure part of a building, 2 is an upper structure part of the building, 3 is a seismic isolation bearing part, 4 is a pantograph friction damper as a seismic isolation related part It is.
免震支承部3は、図3(イ)に示すように、基礎1側に固定された下皿3bと上部構造部2側に固定された上皿3aとこれら上下の皿3a,3b間に介設された球体3cとを備え、上皿3aの下面と下皿3bの上面のそれぞれに球面状の凹所3d,3eが備えられ、これら凹所3d,3e内に球体3cが設置されたもので、図1(イ)に示すように、免震時に上下の皿3a,3bが水平方向に相対変位をすると、上部構造部2が上下に変位する。
As shown in FIG. 3 (a), the seismic
パンタグラフ式摩擦ダンパー4は、上記の免震支承部との組合せにおいて同じ建物に備えられるものであり、アーム4a…が四角形状に組まれ、各関節部4b…がボルト締めされ、伸縮する際の各関節部4b…の締付けによる摩擦力で免震時の水平方向の揺れを減衰するようになされたものである。このパンタグラフ式摩擦ダンパー4は、図3(ロ)(ハ)に示すように、水平方向に向けられ、その一方の端部関節部が基礎1にジョイントされると共に、対角に位置するもう一方の端部関節部が上部構造部2にジョイントされ、免震時に、図3(ロ)に仮想線で示すように伸縮することで水平方向の揺れを各関節部4b…における摩擦力で減衰するようになされている。そして、パンタグラフ式摩擦ダンパー4は、免震支承部3との関係で、図1(イ)に示すように、免震支承部3の上下の皿3a,3bが水平方向に相対変位をして上部構造部2が上下に変位をすると、それに追従して、図1(ハ)に示すように上下方向に傾斜をするようになされている。
The pantograph
このような追従の動きをパンタグラフ式摩擦ダンパー4に行わせるため、該パンタグラフ式摩擦ダンパー4は、上部構造部2に対し、次のような構造でジョイントされている。
In order to cause the
即ち、図4(イ)に示すように、パンタグラフ式摩擦ダンパー4の端部には、ピン保持部としての上下の水平な保持プレート部5,6が上下方向に間隔をおくようにして備えられ、上下方向に向けられたボルト型をしたジョイント用のピン7の上下の端部が該保持プレート部5,6に保持されている。具体的には、ピン用のボルト7を上下の保持プレート部5,6に貫通し、ボルト7の頭部7aを上保持プレート部5の上面に支承させ、下保持プレート部6の下方に突出するボルト7の先端部にボルト抜止め用のナット7bを螺合した保持構造に構成されている。
That is, as shown in FIG. 4 (a), upper and lower horizontal
また、上部構造部2の側には、上記のピン7を通す孔9を備えた水平プレート部8が取り付けられ、該水平プレート部8は、その孔9にピン7が通されて、上下の保持プレート部5,6間に備えられている。
Further, a
更に、図4(イ)(ロ)に示すように、ダンパー4の側の上保持プレート部5と、上部構造部2側の水平プレート部8との間に、支承手段としての筒状体10がピン7に外装されるようにして備えられ、この筒状体10で、水平プレート部8が上下の保持プレート部5,6間の中間位置に保持されている。なお、11は座金である。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
そして、図4(ロ)に示すように、水平プレート部8の孔9のサイズはピン7の断面サイズよりも大きく設定され、そのクリアランスでピン軸が水平プレート部8に対して相対的に傾くことができるようになされている。また、水平プレート部8の孔9の内周部とピン7の外周部との間に緩衝材12が環状に入れられている。なお、緩衝材12はゴム状弾性材であってもよいし、粘弾性材であってもよいし、粘性材であってもよい。
As shown in FIG. 4B, the size of the
このようなジョイント構造でパンタグラフ式摩擦ダンパー4と上部構造部2とはジョイントされており、また、このパンタグラフ式摩擦ダンパー4と基礎1についても、図3(ハ)に示すように、これと同様のジョイント構造によってジョイントされている。
With such a joint structure, the
上記のジョイント構造では、ピン7が上下方向に向けられて水平プレート部8の孔9に通され、この孔9は、ピン7の断面サイズよりも大きなサイズに設定されているので、図2(イ)(ロ)に示すように、免震時の上部構造部2の上下変位動作によってパンタグラフ式摩擦ダンパー4が上下方向に傾こうとすると、水平プレート部8の孔9との間のクリアランスによってその動きが許容され、パンタグラフ式摩擦ダンパー4は免震時の上部構造部2の上下変位動作に追従して上下方向に傾くことができ、パンタグラフ式摩擦ダンパー4を免震時の上部構造部2の上下変位動作に追従するように上部構造部2にジョイントすることができる。
In the above joint structure, the
しかも、水平プレート部8を筒状体10でピン7の上下保持プレート部5,6間の中間位置に保持するようにしているので、パンタグラフ式摩擦ダンパー4が上下方向に傾いていく途中や傾いた状態から戻る途中で、水平プレート部8が上下の保持プレート部5,6と干渉せず、かつ、力が必ず減衰材4の中心高さ部分に加わり、偏心することなく、力を減衰材4に伝えることができ、そのため、パンタグラフ式摩擦ダンパー4を上下方向にスムーズに傾かせることができて、免震時の上部構造部2の上下変位動作に対するパンタグラフ式摩擦ダンパー4の追従性をなめらかなものにすることができ、しかも、それを筒状体10の組込みだけで実現することができる。
In addition, since the
そして、パンタグラフ式摩擦ダンパー4にピン保持用の上下の保持プレート部5,6を備えさせ、上部構造部2の側に水平プレート部8を備えさせ、これらをピン7でジョイントし、水平プレート部8を筒状体10で上下保持プレート部5,6間の中間位置に保持するようにしただけのものであるから、構造が簡素で、ジョイント部の組込みが容易であり、低コストを実現することができる。
Then, the
しかも、本実施形態では、水平プレート部8の孔9の内周部とピン7の外周部との間にクリアランスを利用して緩衝材12が入れられているので、孔9の内周部とピン7の外周部との間のクリアランスによる水平方向におけるガタツキを緩衝材12によってやわらげ、あるいは、なくすことができ、パンタグラフ式摩擦ダンパー4の減衰のための動きをスムーズなものにすることができる。
In addition, in the present embodiment, since the cushioning
特に本実施形態では、免震関連部品が摩擦ダンパー4からなっているので、摩擦ダンパー4の初期剛性を低くすることができて、減衰動作をスムーズに開始することができる。
In particular, in the present embodiment, since the seismic isolation related part is made of the
図5(イ)(ロ)には、水平プレート部8の形成する孔9の他の例を示している。図5(イ)に示す例は、孔9が、縦断面において、曲線による鼓形状をしていることで、孔9の両開口部9a,9aのサイズが孔9内の中間部のサイズよりも大きく設計されているものである。また、図5(ロ)に示す例は、孔9の両開口部9a,9aが面取りにより拡げられることで、孔9の両開口部9a,9aのサイズが孔9内の中間部のサイズよりも大きく設計されているものである。いずれの場合も、水平プレート部8に対するピン7の相対的な傾きを必要範囲で許容しながら、水平プレート部8とピン7との間のクリアランスを小さくする、ないしは、なくすことができて、水平プレート部8とピン7との間のガタツキを小さくする、ないしは、なくすことができる。この場合に、孔9の内周部とピン7の外周部との間に緩衝材を入れておくようにするのもよいし、緩衝材を省略するようにしてもよい。
FIGS. 5A and 5B show other examples of
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、パンタグラフ式摩擦ダンパー4と上部構造部2とのジョイント、及び、同ダンパー4と基礎1とのジョイントのいずれにも、同じジョイント構造を採用した場合を示しているが、いずれか一方を他のジョイント構造、例えばユニバーサルジョイントを用いたジョイント構造にしてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, the same joint structure is employed for both the joint between the
また、上記の実施形態では、パンタグラフ式摩擦ダンパー4の側に上下の保持プレート部5,6を備えさせ、構造部1,2の側に水平プレート部8を備えさせた場合を示したが、構造部1,2の側に上下の保持プレート部5,6を備えさせ、パンタグラフ式摩擦ダンパー4の側に水平プレート部8を備えさせるようにしてもよい。その場合には、筒状体は、下保持プレート部と水平プレート部との間に入れられることになる。また、図1〜図4に示す実施形態では、水平プレート部8とピン7との間の間に緩衝材12を入れた場合を示しているが、省略されてもよい。
In the above embodiment, the upper and lower holding
また、上記の実施形態では、摩擦ダンパーとして、パンタグラフ式の摩擦ダンパーを採用した場合を示しているが、その他の摩擦ダンパーであってもよいし、摩擦によらない例えばシリンダー形などの各種ダンパーであっもてよいし、また、免震関連部品はダンパーに限らず、その他、例えばシリンダー式の風揺れ固定装置などであってもよいし、要は、免震時に上部構造部を上下に変位させる免震支承部との関係で、上部構造部の上下変位に追従して上下方向に傾くような各種免震関連部品であればよい。 In the above embodiment, a pantograph type friction damper is used as the friction damper. However, other friction dampers may be used, and various dampers such as a cylinder type that do not depend on friction may be used. In addition, the seismic isolation related parts are not limited to dampers, but may be, for example, a cylinder type wind sway fixing device or the like. Various seismic isolation related parts that follow the vertical displacement of the upper structure part and tilt in the vertical direction in relation to the base isolation bearing part may be used.
更に、上記の実施形態では、上記の実施形態では、免震支承部3が転がり支承によるものからなる場合を示しているが、その他の支承によるものであってもよく、要は、免震時に上部構造部を上下に変位させるものからなっていればよい。
Furthermore, in the above embodiment, the above embodiment shows a case where the seismic
1…基礎(下部構造部)
2…上部構造部
3…免震支承部
4…パンタグラフ式摩擦ダンパー(摩擦ダンパー、免震関連部品)
5,6…保持プレート部(ピン保持部)
7…ピン
8…水平プレート部
9…孔
9a,9a…両開口部
10…筒状体(支承手段)
12…緩衝材
1 ... Foundation (lower structure)
2 ...
5, 6 ... Holding plate part (pin holding part)
7 ...
12 ... cushioning material
Claims (6)
ジョイント用のピンが上下方向に向けられ、その上下の端部が免震関連関連部品と構造部のいずれか一方に保持され、
もう一方に、前記ピンを通す孔を備えた水平プレート部が備えられ、該水平プレート部の孔に前記ピンが通され、
水平プレート部をピンの上下保持部間の中間位置に保持する支承手段が備えられ、
水平プレート部の孔は、支承手段による支承状態において、ピン軸が水平プレート部に対して相対的に傾くことのできる孔に設計されていることを特徴とする、免震システムにおける免震関連部品のジョイント構造。 The upper structure part is supported by the lower structure part through the seismic isolation bearing part, and the seismic isolation support part is configured to displace the upper structure part up and down at the time of the seismic isolation. In the seismic isolation system provided with seismic isolation related parts that are jointed and expand and contract in the horizontal direction, a joint that joins the upper structure part and the seismic isolation related part and / or the lower structure part and the seismic isolation related part. Structure,
The joint pins are directed vertically, and the upper and lower ends are held by either the seismic isolation related parts or the structure part.
The other is provided with a horizontal plate portion having a hole through which the pin passes, and the pin is passed through the hole of the horizontal plate portion,
A supporting means for holding the horizontal plate portion at an intermediate position between the upper and lower holding portions of the pin is provided
The hole in the horizontal plate part is designed to be a hole that allows the pin shaft to tilt relative to the horizontal plate part when supported by the support means. Joint structure.
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