JP2005121039A - すべり支承 - Google Patents

Abstract

【課題】上部構造物と下部構造物との間に生じる回転変位の許容値を拡大することができるとともに、一方向の移動を拘束するための側壁を破損を防止するようにしたすべり支承を提供すること。
【解決手段】ベースポット３０をベースプレート１０に対して引抜きが阻止された状態で回転可能とする。これによりベースポット３０とソールプレート１０の側壁２２との間の接触を少なくして回転変位の許容値を拡大することができ、しかも水平力による転倒及び上揚力による引抜きを防止することができる。また、ベースポット３０は回転によりソールプレート２０の側壁２２に対して平面的に接触するため、圧力が均一化して損傷の可能性が少なくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に土木、建築分野において用いられる装置であって、地震から建物を守るために複数の構造物の間を連結するすべり支承の技術分野に属するものである。

従来、地震から建物を守るために、鋼板等の剛性を有する硬質板とゴム等の粘弾性的性質を有する軟質板とを交互に積層した複合積層体を構成要素とするアイソレータが用いられているが、通常この種のアイソレータは、各種のダンパーやすべり支承と併設することで免震システムを構成することが多い。すなわち、アイソレータで建物を支えることにより、建物の固有振動数の長周期化を図り、地震波との共振を防いで振幅は大きいがゆっくりした振動となし、その揺れをダンパーやすべり支承により短時間で集束させるようになっている。

このようなすべり支承の一つとして、構造物が配置される地盤（基礎）に取り付けられる下側支持体と、被支承部材である構築物又はその支持基板に取り付けられ、包囲部材でガイドされる上側支持体とが、所定値以上の横力が入力された場合にのみ横方向に自由に相対変位可能に構成され、上側支持体と下側支持体の先端の接触面において、それぞれの表面に配置される摩擦板同士の摺動摩擦を利用して振動を減衰する構造をしたものが知られている。
特開２０００−３４６１２５号公報

上記したものと同様な摩擦力により振動を減衰するタイプのすべり支承として、下部構造物に取り付けられるベースプレートと、下面にすべり板を有すると共に両サイドに一方向の移動を拘束するための下向きの側壁を有し、上部構造物に取り付けられるソールプレートと、上面にすべり材を有し、ベースプレートに取り付けられてソールプレートを横移動可能に支持するためのベースポットとを備えたすべり支承がある。

このタイプのすべり支承は、上部構造物と下部構造物との間に横方向の変位が生じた場合、ベースポット上面のすべり材とソールプレート下面のすべり板との摩擦摺動を利用して振動を減衰することができる。そして、すべり支承に相対的な回転変位が生じる場合、ベースポットの側面とソールプレートの側壁のクリアランスを大きくしてこの回転変位を吸収していた。ところが、回転角度が大きくなると、ベースポットの側面とソールプレートの側壁とが干渉するので回転変位の吸収に限界がある。また、これらの摩擦摺動面が平面接触とならないため、ねじれが生じて損傷しやすいという問題点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上部構造物と下部構造物との間に生じる回転変位の許容値を大きくできるとともに、一方向の移動を拘束するための側壁の損傷を防止するようにしたすべり支承を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る第１のタイプのすべり支承は、下部構造物に取り付けられるベースプレートと、上部構造物に取り付けられるソールプレートと、ベースプレートに取り付けられソールプレートを横移動可能に支持するベースポットを備えたすべり支承であって、
ソールプレートは下面にすべり板を有し、両サイドには一方向の移動を拘束するための下向きの側壁を有しており、
ベースポットは上方にソールプレートのすべり板と当接するすべり材を有し、裏面側に円柱状の下部凸部を有しており、
ベースプレートは円柱状でかつ上部にベースポットの下部凸部が丁度入る空間を形成する水平突出部を持つ二段空間を有しており、
ベースポットの下部凸部をベースプレートの二段空間の上段に嵌合するとともに、二段空間の下段に嵌まる円盤状のエンドプレートをベースポットの下部凸部の下側に固定することで二段空間の下段に位置させたことを特徴としている。

また、同様の目的を達成するため、本発明に係る第２のタイプのすべり支承は、下部構造物に取り付けられるベースプレートと、上部構造物に取り付けられるソールプレートと、ベースプレートに取り付けられソールプレートを横移動可能に支持するベースポットを備えたすべり支承であって、
ソールプレートは下面にすべり板を有し、両サイドには一方向の移動を拘束するための下向きで下端に水平な内向き突出部のある側壁を有しており、
ベースポットは上方にソールプレートのすべり板と当接するすべり材を有し、上部にソールプレートの水平突出部に上方から対向する外向き突出部を有し、さらに裏面側に円柱状の下部凸部を有しており、
ベースプレートは円柱状でかつ上部にベースポットの下部凸部が丁度入る空間を形成する水平突出部を持つ二段空間を有しており、
ベースポットの下部凸部をベースプレートの二段空間の上段に嵌合するとともに、二段空間の下段に嵌まる円盤状のエンドプレートをベースポットの下部凸部の下側に固定することで二段空間の下段に位置させたことを特徴としている。

請求項１に記載のすべり支承は、上部構造物からの鉛直荷重を下部構造物に伝達するとともに、一方向の変位をソールプレートの側壁により拘束する機能を有するのに加え、ベースポットはベースプレートに対して引抜きが阻止された状態で回転可能となっているので、ベースポットとソールプレートの側壁との間の接触を少なくして回転変位の許容値を拡大することができ、しかも水平力による転倒及び上揚力による引抜きを防止することができる。また、ベースポットは回転によりソールプレートの側壁に対して平面的に接触するため、圧力が均一化して損傷の可能性が少なくなる。

請求項２に記載のすべり支承は、上部構造物からの鉛直荷重を下部構造物に伝達するとともに、一方向の変位及びベースポットに対するソールプレートの引抜き荷重をソールプレートの側壁及びその水平突出部により拘束する機能を有するのに加え、ベースポットはベースプレートに対して引抜きが阻止された状態で回転可能となっているので、ベースポットとソールプレートの側壁との間の接触を少なくして回転変位の許容値を拡大することができ、しかも水平力による転倒及び上揚力による引抜きを防止することができる。また、ベースポットは回転によりソールプレートの側壁に対して平面的に接触するため、圧力が均一化して損傷の可能性が少なくなる。

次に、各タイプのすべり支承についてそれぞれ具体例を挙げ、それらに基づいて本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明に係る第１のタイプのすべり支承の一例を示す縦断面図、図２は図１と直交する方向での縦断面図、図３はその右半と左半がそれぞれ図１のＡ−Ａ矢視図とＢ−Ｂ矢視図である。なお、図３における右半の矢視図ではソールプレートを省略している。

このすべり支承は、図示のように、下部構造物Ｓａにアンカープレート１を介してボルト２で取り付けられるベースプレート１０と、上部構造物Ｓｂにボルト３で取り付けられるソールプレート２０と、ベースプレート１０に取り付けられソールプレート２０を横移動可能に支持するベースポット３０を備えた構造をしている。これらのベースプレート１０、ソールプレート２０及びベースポット３０は同じ鋼材（例えばＳＳ４００）で作製されている。

ソールプレート２０は、平面的には矩形状をしており、下面に第１のすべり板２１を有している。長辺側の両サイドには一方向の移動を拘束するための下向きの側壁２２を有し、その側壁２２の内面に第２のすべり板２３を有している。この側壁２２は短辺側にも設けられており、短辺側の側壁２２はストッパーの役目を果たしている。そして、第１のすべり板２１と第２のすべり板２３はそれぞれステンレス製である。

ベースポット３０は、平面的には正方形で、その円形の凹所内にクロロプレンゴム等からなる圧縮ゴム３１と鋼製（例えばＳＳ４００）のピストン３２を収納しており、ピストン３２の上部には第１のすべり板２１と当接する上部すべり材３３を有している。また、対向する側面上部には第２のすべり板２３と対向する側部すべり材３４を有しており、裏面側には円柱状の下部凸部３５を有している。これら上部すべり材３３と側部すべり材３４はそれぞれポリアミド又はＰＴＦＥからなる。

ベースプレート１０は、平面的にはアンカープレート２と同じ矩形状をしており、その中央に貫通状態の空間を有している。この空間は、円柱状でかつ上部にベースポット３０の下部凸部３５が丁度入る空間を形成する水平突出部１１のある二段空間、すなわち上段がベースポット３０の下部凸部３５に対応した円形空間で下段がそれより一回り広い円形空間が繋がった二段構造をしている。

そして、ベースポット３０とベースプレート１０の間には座金１２を設置した状態で、ベースポット３０の下部凸部３５をベースプレート１０の二段空間の上段に嵌合するとともに、二段空間の下段に嵌まる円盤状のエンドプレート１３をボルト１４によりベースポット３０の下部凸部３５の下側に固定することで二段空間の下段に位置させている。これにより、ベースポット３０はベースプレート１０に対して引抜きが阻止された状態で回転可能となる。

このすべり支承では、上部構造物Ｓｂの荷重を支えるとともに、一方向の変位をソールプレート２０の側壁２２により拘束する。そして、すべり支承に相対的な回転変位が生じた場合、ベースポット３０とベースプレート１０が相対的に回転してねじれを生じることがない。また、水平荷重に伴うベースポット３０の転倒や引抜きが防止される。

また、ベースポット３０とベースプレート１０の間に設置する座金１２として表面処理を施したものを使用することにより、摩擦係数を低下させるとともに防錆効果も得ることができる。なお、このような座金１２を設ける代わりに、直接ベースポット３０の下面等を潤滑処理する場合もある。

また、ベースポット３０は回転によりソールプレート２０の側壁２２に対して平面的に接触する。このため、両者にかかる荷重が圧力が均一化し、損傷の可能性が少なくなる。そして、上記のように、ベースポット３０に側部すべり材３４とソールプレート２０に第２のすべり板２３を設けている場合は、ベースポット２０の回転によりこれらが密着することが可能で、摺動面の圧力が均一化して破損が生じにくい。

また、上記のすべり支承では、エンドプレート１３をボルト１４によりベースポット３０の下部凸部３５の下側に固定したが、両者の固定手段はこれに限定されるものではない。例えば、溶接で接合するようにしてもよいし、或いはベースポット３０の下部凸部３５にネジを切って両者を螺合により接合するようにしても構わない。

図４は本発明に係る第２のタイプのすべり支承の一例を示す縦断面図、図５は図４と直交する方向での縦断面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視図、図７はその右半と左半がそれぞれ図４のＢ−Ｂ矢視図とＣ−Ｃ矢視図である。なお、図７における右半の矢視図ではソールプレートを省略している。

このすべり支承は、図示のように、下部構造物Ｓａにアンカープレート４を介してボルト５で取り付けられるベースプレート４０と、上部構造物Ｓｂにボルト６で取り付けられるソールプレート５０と、ベースプレート４０に取り付けられソールプレート５０を横移動可能に支持するベースポット６０を備えた構造をしている。これらのベースプレート４０、ソールプレート５０及びベースポット６０は同じ鋼材（例えばＳＳ４００）で作製されている。

ソールプレート５０は、平面的には矩形状をしており、下面に第１のすべり板５１を有している。長辺側の両サイドには一方向の移動を拘束するための下向きで下端に水平な内向き突出部５２ａのある側壁５２を構成するレール金物をボルト５３により取り付けており、側壁５２の内面に第２のすべり板５４を有している。また、短辺側の両サイドにはそれぞれストッパー５５をボルト５６により取り付けている。なお、第１のすべり板５１と第２のすべり板５４はそれぞれステンレス製（例えばＳＵＳ３０６）である。

ベースポット６０は、平面的には正方形で、その円形の凹所内にクロロプレンゴム等からなる圧縮ゴム６１を収納しており、その上部には第１のすべり板５１と当接する上部すべり材６２を有している。また、ベースポット６０の上端にはソールプレート５０における側壁５２の内向き突出部５２ａに上方から対向する水平な外向き突出部６０ａを有し、その外向き突出部６０ａの先端には第２のすべり板５４と対向する側部すべり材６３を有している。さらに、ベースポット６０の裏面側には円柱状の下部凸部６４が設けられている。なお、上部すべり材６２と側部すべり材６３はそれぞれポリアミド又はＰＴＦＥからなる。

ベースプレート４０は、平面的にはアンカープレート４と同じ矩形状をしており、その中央に貫通状態の空間を有している。この空間は、円柱状でかつ上部にベースポット６０の下部凸部６４が丁度入る空間を形成する水平突出部４１のある二段空間、すなわち上段がベースポット６０の下部凸部６４に対応した円形空間で下段がそれより一回り広い円形空間が繋がった二段構造をしている。

そして、ベースポット６０とベースプレート４０の間には表面潤滑処理を施した座金４２を設置した状態で、ベースポット６０の下部凸部６５をベースプレート４０の二段空間の上段に嵌合するとともに、二段空間の下段に嵌まる円盤状のエンドプレート４３をボルト４４によりベースポット６０の下部凸部６５の下側に固定することで二段空間の下段に位置させている。これにより、ベースポット６０はベースプレート４０に対して引抜きが阻止された状態で回転可能となる。

このすべり支承では、上部構造物Ｓｂの荷重を支えるとともに、一方向の変位及びベースポット６０に対するソールプレート５０の引抜き荷重をソールプレート５０の側壁５２により拘束する。そして、すべり支承に相対的な回転変位が生じた場合、ベースポット６０とベースプレート４０が相対的に回転してねじれを生じることがない。また、水平荷重に伴うベースポット６０の転倒や引抜きが防止される。

また、ベースポット６０とベースプレート４０の間に設置する座金４２として表面潤滑処理を施したものを使用することにより、摩擦係数を低下させるとともに防錆効果も得ることができる。なお、このような座金４２を設ける代わりに、直接ベースポット６０の下面等を潤滑処理する場合もある。

また、ベースポット６０は回転によりその外向き突出部６０ａがソールプレート４０の側壁５２に対して平面的に接触する。このため、両者にかかる荷重が均一化し、損傷の可能性が少なくなる。そして、上記のように、ベースポット６０に側部すべり材６３とソールプレート５０に第２のすべり板５４を設けている場合は、ベースポット６０の回転によりこれらが密着することが可能で、摺動面の圧力が均一化して破損が生じにくい。

また、上記のすべり支承では、エンドプレート４３をボルト４４によりベースポット６０の下部凸部６５の下側に固定したが、両者の固定手段はこれに限定されるものではない。例えば、溶接で接合するようにしてもよいし、或いはベースポット６０の下部凸部６５にネジを切って両者を螺合により接合するようにしても構わない。

本発明に係る第１のタイプのすべり支承の一例を示す縦断面図である。 図１と直交する方向での縦断面図である。 右半と左半がそれぞれ図１のＡ−Ａ矢視図とＢ−Ｂ矢視図である。 本発明に係る第２のタイプのすべり支承の一例を示す縦断面図である。 図４と直交する方向での縦断面図である。 図５のＡ−Ａ矢視図である。 右半と左半がそれぞれ図４のＢ−Ｂ矢視図とＣ−Ｃ矢視図である。

符号の説明

Ｓａ 下部構造物
Ｓｂ 上部構造物
１，４ アンカープレート
２，３，５，６ ボルト
１０ ベースプレート
１１ 水平突出部
１２ 座金
１３ エンドプレート
１４ ボルト
２０ ソールプレート
２１ 第１のすべり板
２２ 側壁
２３ 第２のすべり板
３０ ベースポット
３１ 圧縮ゴム
３２ ピストン
３３ 上部すべり材
３４ 側部すべり材
３５ 下部凸部
４０ ベースプレート
４１ 水平突出部
４２ 座金
４３ エンドプレート
４４ ボルト
５０ ソールプレート
５１ 第１のすべり板
５２ 側壁
５２ａ 内向き突出部
５３ ボルト
５４ 第２のすべり板
５５ ストッパー
５６ ボルト
６０ ベースポット
６０ａ 外向き突出部
６１ 圧縮ゴム
６２ 上部すべり材
６３ 側部すべり材
６４ 下部凸部

Claims (2)

1. 下部構造物に取り付けられるベースプレートと、上部構造物に取り付けられるソールプレートと、ベースプレートに取り付けられソールプレートを横移動可能に支持するベースポットを備えたすべり支承であって、
   ソールプレートは下面にすべり板を有し、両サイドには一方向の移動を拘束するための下向きの側壁を有しており、
   ベースポットは上方にソールプレートのすべり板と当接するすべり材を有し、裏面側に円柱状の下部凸部を有しており、
   ベースプレートは円柱状でかつ上部にベースポットの下部凸部が丁度入る空間を形成する水平突出部を持つ二段空間を有しており、
   ベースポットの下部凸部をベースプレートの二段空間の上段に嵌合するとともに、二段空間の下段に嵌まる円盤状のエンドプレートをベースポットの下部凸部の下側に固定することで二段空間の下段に位置させたことを特徴とするすべり支承。
2. 下部構造物に取り付けられるベースプレートと、上部構造物に取り付けられるソールプレートと、ベースプレートに取り付けられソールプレートを横移動可能に支持するベースポットを備えたすべり支承であって、
   ソールプレートは下面にすべり板を有し、両サイドには一方向の移動を拘束するための下向きで下端に水平な内向き突出部のある側壁を有しており、
   ベースポットは上方にソールプレートのすべり板と当接するすべり材を有し、上部にソールプレートの水平突出部に上方から対向する外向き突出部を有し、さらに裏面側に円柱状の下部凸部を有しており、
   ベースプレートは円柱状でかつ上部にベースポットの下部凸部が丁度入る空間を形成する水平突出部を持つ二段空間を有しており、
   ベースポットの下部凸部をベースプレートの二段空間の上段に嵌合するとともに、二段空間の下段に嵌まる円盤状のエンドプレートをベースポットの下部凸部の下側に固定することで二段空間の下段に位置させたことを特徴とするすべり支承。
   

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