JP2006308063A

JP2006308063A - 免震支承

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Publication number: JP2006308063A
Application number: JP2005137885A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Shimoda; 郁夫下田; Osamu Kochiyama; 修河内山
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: JP4622663B2

Abstract

【課題】鉛支柱等の塑性体の大きさ及び数量を大幅に増加させずに地震による変形時において高い減衰力を発揮することができる上に、大変形を生じる際はその変形を積層弾性体の健全性に悪影響を及ぼさずに過大な変形を抑制する機能を発揮することができる免震支承を提供すること。
【解決手段】免震支承１は、弾性層４及び剛性層５が鉛直方向Ｖにおいて交互に積層されていると共に中空部６を有している積層弾性体７と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体７の中空部６に配された塑性体８と、鉛直方向Ｖにおける一端部４２及び他端部４４が塑性体８に囲繞されるように塑性体８に埋設されている剛性部材９とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物、橋梁等の上部構造物と下部構造物との相対的な振動を減衰させながら免震する免震支承に関する。

特開平７−９７８２８号公報

例えば特許文献１においては、ゴム弾性層と剛性層とが交互に積層されてなる積層ゴム体内に、鉛支柱とこの鉛支柱よりも硬度の高い塑性体料からなる心棒体とが挿入された免震支承が提案されている。斯かる免震支承は、鉛支柱及び心棒体の夫々の塑性変形により上部構造物と下部構造物との相対的な振動を減衰させるようになっており、建物、橋梁等の構造物を支持すると共に地震等から構造物を保護するために用いられる。

積層弾性体としての積層ゴム体を建築物、橋梁等の構造物の免震支承として用いる設計思想としては二つの考え方がある。一つは免震設計いわゆる固有周期の長周期化を図り地震力を低減する方法、もう一つは地震力を吸収すると共に地震力に対して抵抗し変位を抑える方法がある。免震設計は近年着目され大型構造物に一般的に採用されているが、この場合積層ゴム体の変形を抑えることが積層ゴム体の形状を小型化させコスト的に有利であるとされる。その一つの方法として、高い振動エネルギ吸収能力を有しさらに計画的にハードニングを生じる免震支承が望まれる。

従来の鉛支柱入りの免震支承では、地震等による振動エネルギを吸収し積層ゴム体の変形を抑制する手段として、鉛支柱の剪断力を利用している。斯かる鉛支柱入り免震支承において大きな減衰力を必要とする場合は、鉛支柱の本数を増加させるか、鉛支柱の径を大きくする以外に設計的な対応はなかった。

鉛支柱に生じる剪断力は鉛材料の機械的特性で決まり、鉛の総面積を調整することにより前記剪断力を増大又は減少させていた。

積層ゴム体の変形を抑制するために高い減衰力を必要とする場合に、鉛材料自体が柔らかく鉛直荷重支持能力には含まれない鉛支柱の総面積を大きくすると、積層ゴム体の受圧面積が小さくなる結果、鉛直荷重支持能力が低下し、耐荷重性の面から必然的に積層ゴム体の形状は大きくならざるを得なかった。

上記減衰以外の手段として積層ゴム体が大変形した際の変形抑制効果を与える方法としては、積層ゴム体が水平方向に大変形した際に積層ゴム体に生じるハードニング現象を利用することが考えられるが、積層ゴム体に生じるハードニング現象を利用する場合には、ゴム弾性層の機械的性質における線形範囲を超えた範囲での使用となる結果、積層ゴム体の外周部分のゴム弾性層、ゴム弾性層と剛性層との接着界面やゴム弾性層と上部構造物及び下部構造物に取り付けられた上取付板及び下取付板との接着界面に過大な応力（剪断応力及び引張応力を含む）が生じる虞がある。積層ゴム体等の積層弾性体に過大な応力を生じさせずにハードニング特性、言い換えれば変形抑制特性を有する機構が望まれる。

本発明は、前記諸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、鉛支柱等の塑性体の大きさ及び数量を大幅に増加させずに地震による変形時において高い減衰力を発揮することができる上に、大変形を生じる際はその変形を積層弾性体の健全性に悪影響を及ぼさずに過大な変形を抑制する機能を発揮することができる免震支承を提供することにある。

本発明の免震支承は、弾性層及び剛性層が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部を有している積層弾性体と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体の中空部に配された塑性体と、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材とを具備しており、剛性部材は、積層方向に伸びていると共に中空部に配された塑性体よりも短い棒状本体と、この棒状本体の積層方向における一端部に設けられていると共に塑性体の積層方向における一端部に向かって凸となっている凸曲面と、棒状本体の積層方向における他端部に設けられていると共に塑性体の積層方向における他端部に向かって凸となっている凸曲面とを具備している。

本発明の他の免震支承は、弾性層及び剛性層が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部を有している積層弾性体と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体の中空部に配された塑性体と、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材とを具備しており、剛性部材は、積層方向に伸びていると共に中空部に配された塑性体よりも短い棒状本体を具備しており、この棒状本体の積層方向における一端部及び他端部の外周側の部位には、面取りが施されている。

本発明の免震支承及び本発明の他の免震支承によれば、特に、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材を具備しており、しかも、剛性部材の一端部及び他端部に凸曲面が設けられ又は剛性部材の一端部及び他端部の外周側の部位に面取りが施されているために、地震等により積層弾性体が水平方向に変位した場合に、塑性体が塑性変形されて地震等による振動に対する減衰力を生じさせることができると共に、当該変位に基づいて積層方向に対して傾動される剛性部材から塑性体に対して圧縮力を与えることができて、当該圧縮力によっても塑性体に塑性変形を生じさせて地震等による振動に対する減衰力を生じさせることができ、而して、鉛支柱等の塑性体の大きさ及び数量を大幅に増加させずに地震による変形時において高い減衰力を発揮することができ、しかも、積層弾性体の水平方向の変位が大きくなった場合に、積層弾性体及び剛性部材から塑性体に加わる圧力を高めることができ、斯かる圧力下において塑性体に塑性変形を生じさせることで大きな抵抗力を生じさせることができ、而して、積層弾性体の健全性に悪影響を及ぼさずにハードニング現象を生じさせることができ、積層弾性体の過大な変形を抑制する機能を発揮することができ、その上、仮に積層弾性体が水平方向に過大に弾性変形して剛性部材の一端部及び他端部が塑性体以外の積層弾性体等のものに当接する場合があったとしても、剛性部材を滑動自在に円滑に当接させることができて、塑性体以外の積層弾性体等のものが損傷する虞をなくし得る。

本発明の更に他の免震支承は、弾性層及び剛性層が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部を有している積層弾性体と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体の中空部に配された塑性体と、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材とを具備しており、剛性部材の周面には、螺旋状の凸部が形成されている。

本発明の更に他の免震支承によれば、特に、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材を具備しており、しかも、剛性部材の周面には、螺旋状の凸部が形成されているために、地震等により積層弾性体が水平方向に変位した場合に、塑性体が塑性変形されて地震等による振動に対する減衰力を生じさせることができると共に、当該変位に基づいて積層方向に対して傾動される剛性部材から塑性体に対してより大きな圧縮力を与えることができて、当該圧縮力によっても塑性体に塑性変形を生じさせて地震等による振動に対する減衰力を生じさせることができ、而して、鉛支柱等の塑性体の大きさ及び数量を大幅に増加させずに地震による変形時において高い減衰力を発揮することができ、しかも、積層弾性体の水平方向の変位が大きくなった場合に、積層弾性体及び剛性部材から塑性体に加わる圧力を高めることができ、斯かる圧力下において塑性体に塑性変形を生じさせることで大きな抵抗力を生じさせることができ、而して、積層弾性体の健全性に悪影響を及ぼさずにハードニング現象を生じさせることができ、積層弾性体の過大な変形を抑制する機能を発揮することができる。

本発明の上述の各免震支承の好ましい例では、剛性部材の一端部及び他端部は、塑性体に囲繞されている。このような好ましい例では、剛性部材の一端部及び他端部が塑性体以外のもの（積層弾性体、上部構造物、下部構造物等）に圧接して当該剛性部材の積層方向に対する傾動が阻害される虞をなくし得る。

本発明の上述の各免震支承の好ましい例では、塑性体が中空部に封入されるように当該塑性体の積層方向における一端部及び他端部を閉塞する閉塞部を具備している。

本発明の上述の各免震支承の好ましい例では、塑性体は、鉛、錫、錫合金又は熱可塑性樹脂製であり、剛性部材は、鉄、銅、銅合金、アルミ又はアルミ合金製である。

本発明によれば、鉛支柱等の塑性体の大きさ及び数量を大幅に増加させずに地震による変形時において高い減衰力を発揮することができる上に、大変形を生じる際はその変形を積層弾性体の健全性に悪影響を及ぼさずに過大な変形を抑制する機能を発揮することができる免震支承を提供し得る。

次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明はこれらの例に何等限定されないのである。

図１から図３において、本例の免震支承１は、建物、橋梁等からなる上部構造物１０に取り付けられる上取付板２と、建物、橋梁の基礎等からなる下部構造物１１に取り付けられる下取付板３と、上取付板２と下取付板３との間に介在されており、複数の弾性層４及び複数の剛性層５が積層方向と同方向の鉛直方向Ｖにおいて交互に積層されていると共に鉛直方向Ｖに伸びた円柱状の中空部６を有している積層弾性体７と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体７の中空部６に配された円柱状の塑性体８と、鉛直方向Ｖにおける一端部４２及び他端部４４が塑性体８に囲繞されるように当該塑性体８に埋設されている鉛直方向Ｖに伸びた剛性部材９と、塑性体８が中空部６に封入されるように当該塑性体８の鉛直方向Ｖにおける一端部１８及び他端部１９を閉塞する閉塞部３８とを具備している。

鋼板等からなる略円板状の上取付板２は、アンカーボルト、ダウエルピン等２１を介して上部構造物１０に取り付けられるようになっており、鋼板等からなる略円板状の下取付板３は、アンカーボルト、ダウエルピン等２１を介して下部構造物１１に取り付けられるようになっている。

積層弾性体７は、環状であり、上述の弾性層４及び剛性層５に加えて、弾性層４と同材料で一体的に形成されていると共に、弾性層４及び剛性層５の外周を覆っている被覆部３９を具備している。中空部６は、積層弾性体７の一端部３１及び他端部３２で開口している。

複数の弾性層４は、天然ゴム系材料、高減衰系ゴム材料等からなっていてもよい。尚、弾性層４と剛性層５とは、互いに加硫接着されている。

複数の剛性層５は、積層弾性体７の鉛直方向Ｖにおける一端部３１及び他端部３２に配された一対の厚肉鋼板３３及び３４と、厚肉鋼板３３と厚肉鋼板３４との間に配された複数枚の薄肉鋼板３５とからなる。

厚肉鋼板３３は、上取付板２の下面にボルト３６等を介して固着されており、厚肉鋼板３４は、下取付板３の上面にボルト３６等を介して固着されている。

弾性層４及び剛性層５とによって形成される環状の積層弾性体７は、内周面３７で中空部６を画している。積層弾性体７は、鉛直方向Ｖにおいて上部構造物１０を支持している。積層弾性体７は、下部構造物１１の上部構造物１０に対する相対的な水平変位により図３に示すように弾性変形するようになっており、上部構造物１０は、下部構造物１１に対して積層弾性体７の弾性変形によって免震される。

塑性体８は、上取付板２と下取付板３との相対変位に基づいて塑性変形を生じる材料からなっていればよく、例えば、鉛、錫、錫合金又は熱可塑性樹脂製であってもよい。

閉塞部３８は、本例では塑性体８の一端部１８と上取付板２との間並びに塑性体８の他端部１９と下取付板３との間に夫々介在された円板部材からなる。塑性体８と上取付板２との間に介在された円板部材は、上取付板２の下面に下に向かって凹となって設けられた凹部と厚肉鋼板３３の上面に上に向かって凹となって設けられた凹部に嵌入されており、水平方向Ｈに関して剪断キーとしても機能するようになっている。塑性体８と下取付板３との間に介在された円板部材は、下取付板３の上面に上に向かって凹となって設けられた凹部と厚肉鋼板３４の下面に下に向かって凹となって設けられた凹部とに嵌入されており、水平方向Ｈに関して剪断キーとしても機能するようになっている。尚、閉塞部３８は、塑性体８の一端部１８及び他端部１９を夫々閉塞する前記円板部材を具備しない場合には、上取付板２及び下取付板３の夫々の一部からなっていてもよく、また、免震支承１が上取付板２及び下取付板３を具備しない場合には、上部構造物１０及び下部構造物１１の夫々の一部からなっていてもよい。更に、免震支承１は、閉塞部３８に代えて、塑性体８の一端部１８及び他端部１９のいずれか一方を閉塞する閉塞部を具備していてもよい。

剛性部材９は、塑性体８に塑性変形が生じた場合でも塑性変形を生じない程度の剛性を有していればよく、例えば、鉄、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金又は樹脂製であってもよい。

剛性部材９は、鉛直方向Ｖに伸びた円柱状又は円筒状の棒状本体４１と、棒状本体４１の一端部４２に設けられていると共に塑性体８の一端部１８に向かって凸となっている半球面状の凸曲面４３と、棒状本体の他端部４４に設けられていると共に塑性体８の他端部１９に向かって凸となっている半球面状の凸曲面４５とを具備している。鉛直方向Ｖにおいて、凸曲面４３と閉塞部３８との間には塑性体８の一端部１８が介在されており、凸曲面４５と閉塞部３８との間には塑性体８の他端部１９が介在されている。

剛性部材９の径は、塑性体８の径よりも小さい。剛性部材９の鉛直方向Ｖの長さは、上部構造物１０の鉛直荷重を受けた免震支承１の塑性体８の鉛直方向Ｖの長さよりも短い。斯かる剛性部材９は、積層弾性体７の水平方向Ｈに関する弾性変形により、鉛直方向Ｖに対して傾動しながら棒状本体４１の平坦な周面４６並びに凸曲面４３及び４５で塑性体８に圧縮力を与えるようになっている。剛性部材９の鉛直方向Ｖにおける長さは、少なくとも鉛直荷重載荷時に生じる初期弾性量及び将来生じると想定できるクリープ量を差し引いた積層弾性体７の鉛直方向Ｖにおける長さよりも短く設定されていればよく、例えば、弾性層４と薄肉鋼板３５とが積層されている部分の鉛直方向Ｖにおける長さと同程度であっても、前記積層されている部分の鉛直方向Ｖにおける長さよりも長くてもよい。

尚、剛性部材９は、凸曲面４３及び４５を具備していない場合には、図４の（ａ）に示すように、棒状本体４１の一端部４２及び他端部４４の外周側の部位５１にＲ面取りが施されていてもよく、また、図４の（ｂ）に示すように、部位５１にＣ面取りが施されていてもよい。また、剛性部材９は、本例では一端部４２及び他端部４４の双方が塑性体８に囲繞されるように塑性体８内に埋設されているが、例えば、一端部４２及び他端部４４のうちのいずれか一方が塑性体８に囲繞されるように塑性体８内に埋設されていてもよい。

剛性部材９は、例えば次のようにして、塑性体８内に配設される。まず、塑性体８に鉛直方向Ｖに伸びた剛性部材９挿入用の孔又は凹所（図示せず）を設ける。次に、剛性部材９を塑性体８の孔又は凹所に挿入する。ここで、剛性部材９の鉛直方向Ｖ及び水平方向Ｈにおける中央部５５は、塑性体８の鉛直方向Ｖ及び水平方向Ｈにおける中央部５６と同じ位置に配される。次に、剛性部材９が挿入された塑性体８の孔又は凹所の残存空間に塑性体８と同じ材料を充填する。このようにして剛性部材９を塑性体８内に埋設する。尚、塑性体８は、当該塑性体８内に剛性部材９が埋設された後に、積層弾性体７の中空部６に圧入されてもよく、また、積層弾性体７の中空部６に圧入された後に、当該塑性体８内に剛性部材９が埋設されてもよい。

また、剛性部材９は、塑性体８の鋳造用金型内に設置され、当該設置後に塑性体８が鋳造されることによって、塑性体８内に配設されてもよい。

剛性部材９の鉛直方向Ｖにおける長さは、塑性体８の鉛直方向Ｖにおける長さよりも短くなるように調整されている。

以上の免震支承１は、地震等が生じて下部構造物１１が水平方向Ｈに振動すると、図３に示すように、積層弾性体７が水平方向Ｈに関して弾性変形し、これにより上部構造物１０を下部構造物１１の水平方向Ｈの振動に対して免震し、しかも、塑性体８に塑性変形を生じさせて、下部構造物１１の上部構造物１０に対する振動エネルギを吸収して、当該振動を減衰させる。積層弾性体７が水平方向Ｈに関して変形する場合、塑性体８には、鉛直方向Ｖに対して傾斜する剛性部材９によって圧縮力が与えられ、この圧縮力によっても塑性体８の塑性変形を生じて減衰力を増大させ得る。

尚、免震支承１は、剛性部材９に代えて、平坦な周面１０１に凸部が設けられた異形鋼棒状の剛性部材を具備していてもよく、例えば図５に示すように、周面１０１に螺旋状の凸部１０４が設けられた剛性部材１０５を具備していてもよい。

免震支承１は、塑性体８に埋設された一個の剛性部材９に代えて、例えば、図６に示すように、塑性体８内に埋設された複数個の剛性部材１０６を具備していてもよい。複数個の剛性部材１０６は、夫々互いに同形状であってもよく、また、夫々互いに異なる形状であってもよく、剛性部材９又は１０５と同様に形成されていてもよい。複数個の剛性部材１０６は、積層弾性体７が水平方向Ｈに関して弾性変形した場合に互いに干渉しない程度の間隔をもって夫々塑性体８内に埋設されている。複数個の剛性部材１０６は、平面視において同一円周上で等間隔をもって夫々配されていてもよい。免震支承１は、円環状の積層弾性体７に代えて、例えば平面視において三角環状、四角環状又は多角環状の積層弾性体７を具備していてもよい。

免震支承１は、塑性体８に代えて、例えば図７に示すように、複数個の塑性体１０７を具備していてもよく、複数個の塑性体１０７の夫々には、剛性部材９が埋設されていてもよく、また、複数個の塑性体１０７のうちの少なくとも一個に剛性部材９が埋設されていてもよい。複数個の塑性体１０７は、平面視において同一円周上で等間隔をもって夫々配されていてもよい。複数個の塑性体１０７には、剛性部材９に代えて、例えば剛性部材１０５又は１０６が埋設されていてもよい。

図１に示す塑性体８及び剛性部材９を具備した免震支承１を試験体として下記条件下で試験した。免震支承１の積層弾性体７の外径を２６０ｍｍとし、積層弾性体７の長さを１２０ｍｍとし、塑性体８の直径を５０ｍｍとし、塑性体８の長さを１００ｍｍとし、剛性部材９の直径を２０ｍｍとし、剛性部材９の長さを８８ｍｍとし、厚肉鋼板３３及び３４の夫々の直径を２５０ｍｍとし、そして、厚肉鋼板３３及び３４の夫々の厚さを２０ｍｍとした。閉塞部３８の円板部材が嵌入される厚肉鋼板３３の凹部の深さは１０ｍｍとした。剛性部材９は、凸曲面４３及び４５に代えて、図４の（ａ）に示すような直径１２ｍｍのＲ面取りが施された部位５１を有している。免震支承１は、一層当たりの厚さが２ｍｍの二十四層の弾性層４と、一層当たりの厚さが１．４ｍｍの二十三枚の薄肉鋼板３５とを具備している。塑性体８には、鉛を使用した。剛性部材９には、鋼材（ＳＳ４００）を使用した。

鉛直荷重条件は面圧１２Ｎ／ｍｍ^２とし、剪断歪率条件は５０％、１００％、１５０％、２００％及び２５０％とし、最大剪断速度が１．５ｃｍ／ｓｅｃとなる振動数の正弦波加振によって免震支承１の試験を行った。また、免震支承１と同様に構成されていると共に剛性部材９が除かれた免震支承（図示せず）についても上記同様に試験を行った。

斯かる試験の結果のうち、剪断歪率５０％における履歴曲線６１及び６２を図８に示し、剪断歪率２５０％における履歴曲線６１及び６２を図９に示す。図８及び図９において、Ｘ軸は水平変位（ｍｍ）であり、Ｙ軸は水平荷重（ｋＮ）であり、実線で示される履歴曲線６１は、免震支承１の試験によるものであり、破線で示される履歴曲線６２は、剛性部材９が除かれた免震支承の試験によるものである。図１０において、Ｘ軸は剪断歪率（％）であり、Ｙ軸は等価剛性値Ｋｅｑ（ｋＮ／ｍｍ）である。図１１において、Ｘ軸は剪断歪率（％）であり、Ｙ軸は減衰値ｈｅｑ（％）である。図１０から図１３において、線６５は、免震支承１の試験によるものであり、線６６は、剛性部材９が除かれた免震支承の試験によるものである。

図８においては、履歴曲線６１及び６２の履歴の傾きである等価剛性値Ｋｅｑは、略同等であるが、履歴曲線６２で囲まれる面積（減衰値に相当する）は、履歴曲線６１で囲まれる面積よりも大きくなっており、免震支承１の塑性体８の剪断面積が、剛性部材９が除かれた免震支承の塑性体の剪断面積よりも減少したことによる影響がみられる。図９においては、免震支承１には、剛性部材９が除かれた免震支承よりも顕著にハードニング現象が生じている。

図８、図１０及び図１１に示されるように、剪断歪率５０％程度の比較的小さな剪断変形領域においては、剛性部材９が埋設された免震支承１の塑性体８の剪断面積の減少により抵抗力が減少する傾向がみられ、剛性部材９が除かれた免震支承に対して、等価剛性値Ｋｅｑでは大きな差は生じないが、減衰値ｈｅｑでは低下している。

剪断歪率１００％を超える大きな剪断変形領域においては、免震支承１の等価剛性値Ｋｅｑは、剛性部材９が除かれた免震支承の等価剛性値Ｋｅｑに対して大きな値となっており、免震支承１の塑性体８の塑性流動に基づく抵抗力と塑性体８及び剛性部材９間で生じる圧縮力とによる影響がみられる。

剪断歪率２００％を超えるより大きな剪断変形領域においては、免震支承１の減衰値ｈｅｑは、剛性部材９が除かれた免震支承の減衰値ｈｅｑに対して同等以上の値を得られるようになっており、塑性体８の塑性流動に基づく抵抗力と塑性体８及び剛性部材９間で生じる圧縮力とによる影響が、剛性部材９の埋設に基づく塑性体８の剪断面積の減少による影響を上回ったことがみられる。

図１２には、図１０に示す各剪断歪率に対する各等価剛性値Ｋｅｑを剪断歪率１００％の等価剛性値Ｋｅｑで除して基準化した各基準化等価剛性値Ｋｅｑを示しており、この各基準化等価剛性値Ｋｅｑは、剪断歪率が変化した場合に剪断歪率１００％の等価剛性値Ｋｅｑが維持される割合、すなわち、剪断歪率が変化した場合の剪断歪率１００％の等価剛性値Ｋｅｑに対する維持率を示し、免震支承１による維持率は、剛性部材９が除かれた免震支承による維持率よりも高い。図１３には、図１１に示す各剪断歪率に対する減衰値ｈｅｑを剪断歪率１００％の減衰値ｈｅｑで除して基準化した各基準化減衰値ｈｅｑを示しており、この各基準化減衰値ｈｅｑは、剪断歪率が変化した場合に剪断歪率１００％の減衰値ｈｅｑが維持される割合、すなわち、剪断歪率が変化した場合の剪断歪率１００％の減衰値ｈｅｑに対する維持率を示し、免震支承１による維持率は、剛性部材９が除かれた免震支承による維持率よりも高い。

本例の免震支承１によれば、弾性層４及び剛性層５が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部６を有している積層弾性体７と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体７の中空部６に配された塑性体８と、積層方向における一端部４２及び他端部４４のうちの少なくとも一方が塑性体８に囲繞されるように当該塑性体８内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材９とを具備しており、しかも、剛性部材９は、積層方向に伸びていると共に中空部６に配された塑性体８よりも短い棒状本体４１と、棒状本体４１の積層方向における一端部４２に設けられていると共に塑性体８の積層方向における一端部１８に向かって凸となっている凸曲面４３と、棒状本体４１の積層方向における他端部４４に設けられていると共に塑性体８の積層方向における他端部１９に向かって凸となっている凸曲面４５とを具備しているか、または、凸曲面４３及び４５を具備しない棒状本体４１の一端部４２及び４４の外周側の部位５１には、面取り（Ｒ面取り、Ｃ面取り等を含む）が施されているために、地震等により積層弾性体７が水平方向Ｈに変位した場合に、塑性体８が塑性変形されて地震等による振動に対する減衰力を生じさせることができると共に、当該変位に基づいて積層方向に対して傾動される剛性部材９から塑性体８に対して圧縮力を与えることができて、当該圧縮力によっても塑性体８に塑性変形を生じさせて地震等による振動に対する減衰力を生じさせることができ、而して、鉛支柱等の塑性体８の大きさ及び数量を大幅に増加させずに地震による変形時において高い減衰力を発揮することができ、しかも、積層弾性体７の水平方向Ｈの変位が大きくなった場合に、積層弾性体７及び剛性部材９から塑性体８に加わる圧力を高めることができ、斯かる圧力下において塑性体８に塑性変形を生じさせることで大きな抵抗力を生じさせることができ、而して、積層弾性体７の外周部分に斯かる応力を軽減させることができると共に積層弾性体７の健全性に悪影響を及ぼさずにハードニング現象を生じさせることができ、積層弾性体７の過大な変形を抑制する機能を発揮することができ、その上、仮に積層弾性体７が水平方向Ｈに過大に弾性変形して剛性部材９の一端部４２及び他端部４４が塑性体８以外の積層弾性体７等のものに当接する場合があったとしても、剛性部材９を滑動自在に円滑に当接させることができて、塑性体８以外の積層弾性体７等のものが損傷する虞をなくし得る。尚、斯かる免震支承１では、塑性体８及び剛性部材９の形状、数量、材料等を適宜設定することにより、免震支承１の水平変位との関係において所望のハードニング現象を計画的に生じさせることができ、しかも、ハードニング特性をも予め設定し得る。

免震支承１によれば、剛性部材９の一端部４２及び他端部４４は、塑性体８に囲繞されているために、剛性部材９の一端部４２及び他端部４４が塑性体８以外のもの（積層弾性体７、閉塞部３８、上取付板２、下取付板３、上部構造物１０、下部構造物１１等）に圧接して当該剛性部材９の積層方向に対する傾動が阻害される虞をなくし得る。

尚、本例の免震支承１によれば、剛性部材９に代えて、周面１０１に螺旋状の凸部１０４が形成されている剛性部材１０５を具備している場合には、剛性部材１０５から塑性体８に与える圧縮力を剛性部材９から塑性体８に与える圧縮力よりも大きくし得る。

本発明の実施の形態の例の断面説明図である。図１に示す例のＩＩ−ＩＩ線断面矢視説明図である。図１に示す例の動作説明図である。（ａ）及び（ｂ）の夫々は、図１に示す例の他の剛性部材に関する説明図である。本発明の実施の形態の他の例の断面説明図である。本発明の実施の形態の他の例の断面説明図である。本発明の実施の形態の他の例の説明図である。図１に示す例の剪断歪率５０％における試験結果に関する説明図である。図１に示す例の剪断歪率２５０％における試験結果に関する説明図である。図１に示す例の試験結果に関する説明図である。図１に示す例の試験結果に関する説明図である。図１に示す例の試験結果に関する説明図である。図１に示す例の試験結果に関する説明図である。

符号の説明

１免震支承
２上取付板
３下取付板
４弾性層
５剛性層
６中空部
７積層弾性体
８塑性体
９剛性部材
１０上部構造物
１１下部構造物

Claims

弾性層及び剛性層が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部を有している積層弾性体と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体の中空部に配された塑性体と、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材とを具備しており、剛性部材は、積層方向に伸びていると共に中空部に配された塑性体よりも短い棒状本体と、この棒状本体の積層方向における一端部に設けられていると共に塑性体の積層方向における一端部に向かって凸となっている凸曲面と、棒状本体の積層方向における他端部に設けられていると共に塑性体の積層方向における他端部に向かって凸となっている凸曲面とを具備している免震支承。
弾性層及び剛性層が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部を有している積層弾性体と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体の中空部に配された塑性体と、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材とを具備しており、剛性部材は、積層方向に伸びていると共に中空部に配された塑性体よりも短い棒状本体を具備しており、この棒状本体の積層方向における一端部及び他端部の外周側の部位には、面取りが施されている免震支承。
弾性層及び剛性層が積層方向において交互に積層されていると共に積層方向に伸びた中空部を有している積層弾性体と、塑性変形により振動エネルギを吸収するように積層弾性体の中空部に配された塑性体と、積層方向における一端部及び他端部のうちの少なくとも一方が塑性体に囲繞されるように当該塑性体内に埋設されている積層方向に伸びた剛性部材とを具備しており、剛性部材の周面には、螺旋状の凸部が形成されている免震支承。
剛性部材の一端部及び他端部は、塑性体に囲繞されている請求項１から３のいずれか一項に記載の免震支承。
塑性体が中空部に封入されるように当該塑性体の積層方向における一端部及び他端部を閉塞する閉塞部を具備している請求項１から４のいずれか一項に記載の免震支承。
塑性体は、鉛、錫、錫合金又は熱可塑性樹脂製であり、剛性部材は、鉄、銅、銅合金、アルミ又はアルミ合金製である請求項１から５のいずれか一項に記載の免震支承。