JP2007085054A - 免震すべり支承 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造であって、すべり板の面積を低減することができる免震すべり支承を提供する。
【解決手段】 下部構造２に固定された帯状の下部すべり板３と、上部構造４に下部すべり板３に交差する方向に固定された帯状の上部すべり板４とを備え、下部すべり板３と上部すべり板５同士が直接接触するように構成されえており、上部すべり板５は、プレキャストコンクリート製のベース部材２１に一体的に固定され、このベース部材２１を介して上部構造４に固定されることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上部構造を支持しながら水平方向にすべらせることで免震効果を得る免震すべり支承に関する。

近年、各種の構造物において、当該構造物の基礎部分や中間階層などに免震装置を介装することにより、地震などによって地盤から構造物に伝播しようとする振動を減衰させて、構造物の躯体に生じる応力や変形を少なくする様々な構造の免震構造が開発されている。従来、免震効果を得るための構造としては、免震すべり支承や積層ゴム支承などが知られている。

この中で免震すべり支承は、下部構造の上面と上部構造の下面に、すべり板がそれぞれ固定されており、下部のすべり板の上に上部のすべり板が載置されており、地震時に下部構造が水平変位した際に、上部のすべり板が下部のすべり板上を摺動し、この摺動時に発生する摩擦力によって、上部構造に作用しようとする水平地震力を減衰させて免震効果を得るようになっている。一般的に、免震すべり支承は、強風時には滑らず、地震時に滑るような摩擦係数のすべり板が採用されており、地震時のみに上部構造と地面との縁を切るようになっている。

従来の免震すべり支承は、図６および図７に示すように、下部構造５１の上面に正方形状のすべり板５２が固定され、上部構造５３の下面には円形状のすべり板５４が固定されていた。下部のすべり板５２は、下部構造５１の上面に固定されたスチール製のベースプレート５５に接着されて固定されている。上部のすべり板５４は、上部構造５３の下面に固定されたスチール製のベースプレート５６に積層ゴム５７を介して接着されて固定されている。上部のすべり板５４は、下部のすべり板５２の中央部に配置されている。

その他の構成の免震すべり支承としては、特許文献１に示すような構成のものがあった。かかる免震すべり支承は、上部構造に帯板状のすべり板が設けられ、下部構造に帯板状のすべり板の幅と同等の長さの一辺を有する正方形状のすべり板が設けられている。この正方形状のすべり板には、積層ゴムが一体的に取り付けられており、帯板状のすべり板の長手方向の振動に対しては、すべり支承で免震効果を得る一方、帯板状のすべり板の短手方向の振動に対しては、積層ゴム支承で免震効果を得るようになっている。
特開２０００−５４６８４号公報（図１）

しかしながら、図６および図７に示したような免震すべり支承では、下部のすべり板５２は、上部のすべり板５４の３６０度全ての方向への摺動に対して、すべり板５４を支えなければならないので、非常に面積が大きくなるといった問題があった。すべり板の面積が大きいと、免震すべり支承自体が大きくなり、広い設置スペースが必要となり、施工に多くの手間と時間を要する。また、すべり板５２，５４の材料は、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａ ｆｌｕｏｒｏ ｅｔｈｙｌｅｎｅ：四フッ化エチレン樹脂）やステンレスなどが用いられる場合が多い。特に、ＰＴＦＥは、摩擦係数を調整することができるので非常に優れた材質であるが、高価であるため、すべり板５２，５４の面積を小さくすることが望まれている。

また、特許文献１の免震すべり支承は、すべり方向を一方向（帯板状のすべり板の長手方向）に限定することで、一方（上部）のすべり板の面積を小さくしているが、正方形状のすべり板が、帯板状のすべり板の短手方向に摺動しないように、帯板状すべり板の両サイドに強固なフレームガイドを設けなければならず、その構造が複雑なものとなっていた。

そこで、本発明は、前記の問題を解決すべく案出されたものであって、簡単な構造であって、すべり板の面積を低減することができる免震すべり支承を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、下部構造に固定された帯状の下部すべり板と、上部構造に前記下部すべり板に交差する方向に固定された帯状の上部すべり板とを備え、前記下部すべり板と上部すべり板同士が直接接触するように構成したことを特徴とする免震すべり支承である。

前記構成によれば、一方のすべり板の面積は大きくなるものの、他方のすべり板の面積は他方の面積の増加分以上、減少させることができるので、全体のすべり板の面積を小さくすることができる。これによって、施工コストの低減を図れるとともに、施工スペースを小さくすることができる。また、前記構成によれば、上部すべり板と下部すべり板とは３６０度全ての方向に摺動可能であり、摺動方向は、上部すべり板または下部すべり板の長手方向に限られない。したがって、かかる免震すべり支承は、従来の免震すべり支承のように摺動方向を制限するための部材を設ける必要はなく、構造が複雑化することはない。

請求項２に係る発明は、前記上部すべり板が、プレキャストコンクリート製のベース部材に一体的に固定され、このベース部材を介して前記上部構造に固定されることを特徴とする請求項１に記載の免震すべり支承である。

前記構成によれば、ベース部材とすべり板とを工場で一体的に製造可能となるので、現場での施工を削減することができ、施工精度が向上するとともに、工期短縮が達成できる。

本発明によれば、免震すべり支承を簡単な構造とすることができるとともに、すべり板の面積を低減することができるといった優れた効果を発揮する。

本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明に係る免震すべり支承を実施するための最良の形態を示した平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は免震すべり支承の配置状態の一例を示した断面図、図４は免震すべり支承の配置状態の一例を示した平面図、図５は上部すべり板と下部すべり板との摺動状態を示した平面図である。

本実施の形態では、積層ゴムを有しない剛すべり支承を例に挙げて、免震すべり支承を説明する。まず、本実施の形態に係る免震すべり支承の構成を説明する。

図３に示すように、免震すべり支承１は、下部構造２となる基礎６と、上部構造４となる建物７との間に形成された免震ピット８内に設けられている。免震すべり支承１は、建物７を支えるとともに、地震時に建物７と基礎６（地盤）との縁を切ることで建物７の揺れを低減する機能を有している。免震すべり支承１は、主に上部構造４の柱の下部に設けられている。図４に示すように、免震ピット８内には、免震すべり支承１の他に、積層ゴム支承９やダンパ１０が設けられており、地震時に水平方向へ移動した建物７を元の位置に戻すとともに、振動吸収効果を高めるようになっている。なお、ダンパ１０は設けられない場合もある。

図１および図２に示すように、本実施の形態に係る免震すべり支承１は、下部構造２に固定された帯状の下部すべり板３と、上部構造４に固定された帯状の上部すべり板５とを備えている。上部すべり板５は、下部すべり板３に交差する方向に配置され固定されている。下部すべり板３と上部すべり板５とは、直接接触するように構成されている。

下部すべり板３と上部すべり板５は、ともに同じ大きさの長方形状を呈しており、その長手方向の軸線が互いに直角交差するように配置されている。平常時は、下部すべり板３の中央部の上に上部すべり板５の中央部が載るように配置されており、下部すべり板３と上部すべり板５とで平面視十字形状を呈している。長方形の短手方向の長さは、従来の円形状のすべり板５４（図６参照）の直径と略同等となっている。一方、長方形の長手方向の長さは、地震時の設計変位より算出される免震すべり支承１の許容ズレ長さの２倍と、短手方向の長さとを加えた長さとなっている。これによって、下部すべり板３と上部すべり板５との接触面１１（図１中、ハッチングにて示す）は正方形となり、その面積は、従来の接触面積（円形状のすべり板５４の面積）と略同等となっている。なお、接触面１１の面積は、免震すべり支承１が負担する軸力から決定することができる。

下部すべり板３および上部すべり板５は、ともにＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａ ｆｌｕｏｒｏ ｅｔｈｙｌｅｎｅ：四フッ化エチレン樹脂）にて形成されている。ＰＴＦＥを用いたことによって、上部構造４の重量などに応じて好適な摩擦係数を選択することができる。なお、下部すべり板３、上部すべり板５の一方、あるいは両方をステンレスによって形成するようにしてもよい。これによれば、ステンレスはＰＴＦＥよりも安価であるので、製造コストの低減を達成できる。

下部すべり板３は、下部構造２に形成された立上り部１５の上面に固定されている。立上り部１５は、直方体状に形成されており、その上面には、下部すべり板３と略同等の面積の凹部１６が形成されている。凹部１６の周縁部には、アングル材１７が設けられている。アングル材１７は、平面部分が凹部１６の内側に向くように、凹部１６の周縁部全周に亘って取り付けられている。凹部１６内には、下側からレベル調整コンクリート１８、天然ゴム板１９、スチールプレート２０が設けられており、スチールプレート２０上に、下部すべり板３が固定されている。なお、凹部１６の周縁部に取り付ける部材は、アングル材に限られるものではなく、チャンネル材などの他の部材であってもよい。

レベル調整コンクリート１８は、下部構造２のコンクリートとは別工程で打設される。レベル調整コンクリート１８は、アングル材１７を型枠として打設される。レベル調整コンクリート１８の上面には天然ゴム１９が固定されている。天然ゴム１９は、凹部１６の内側に周設されたアングル材１７の内面に沿うように設けられており、下部構造２の施工誤差を吸収し、また、上方に設けられる下部すべり板３の水平度の誤差も吸収して、上部すべり板５と下部すべり板３との摺動を確実なものとするようになっている。天然ゴム１９の上部には、下部すべり板３を支持するスチールプレート２０が接着剤にて固定されている。スチールプレート２０は、厚さ方向の少なくとも下部が、凹部１６の内周面のアングル材１７に係止されて、位置決めされている。スチールプレート２０の上面には、接着剤によって下部すべり板３が固定されている。

上部すべり板５は、プレキャストコンクリート製のベース部材２１に一体的に固定され、このベース部材２１を介して上部構造４に固定されている。上部すべり板５とベース部材２１との間には、スチールプレート２２が介設されている。スチールプレート２２の上面には、スタッドや鉄筋などからなる複数のコネクタ２３が所定ピッチで固定されており、このコネクタ２３がベース部材２１内に埋設されることで、スチールプレート２２がベース部材２１に固定されている。スチールプレート２２の下面には、上部すべり板５が接着剤によって固定されている。ベース部材２１の上面には、上部構造４に埋設されるスタッドや鉄筋などからなるコネクタ２５が複数設けられている。

これら、上部すべり板５とスチールプレート２２とベース部材２１からなる上部すべり板一体部材２６は、予め工場などで一体的に形成されて、現場に搬入される。上部すべり板一体部材２６を製造するに際しては、まず、スチールプレート２２の上面に、溶接によって複数のコネクタ２３を所定ピッチで固定した後、スチールプレート２２の下面に、上部すべり板５を接着剤によって固定する。そして、コネクタ２３を覆うように型枠（図示せず）を形成して、内部に鉄筋２４を配筋するとともに、コネクタ２５をベース部材２１の上部に突出するように配置した後、形枠内にコンクリートを打設する。

施工現場では、上部すべり板一体部材２６を、下部すべり板３の上面の所定位置に載置して、ベース部材２１の上端部近傍およびコネクタ２５を覆うように型枠を形成した後にコンクリートを打設して、上部構造４を構築していく。

次に、前記構成の免震すべり支承の作用を説明する。

かかる免震すべり支承１によれば、上部すべり板５および下部すべり板３を帯状に形成して、これらを互いに交差するように配置したことによって、図６および図７に示した従来の免震すべり支承と比較して、上部すべり板５の面積は大きくなるものの、下部すべり板３の面積は上部すべり板５の面積の増加分以上、減少させることができるので、全体のすべり板の面積を小さくすることができる。これによって、高価であるすべり板の使用量を低減できるので、施工コストの低減を図れるとともに、施工スペースを小さくすることができ、施工性が向上する。また、本実施の形態では、剛すべり支承に本発明を適用しているので、施工コストの低減効果が大きい。すなわち、上部すべり板に積層ゴムが取り付けられた弾性すべり支承の場合、上部すべり板５の面積が大きくなると、積層ゴムの面積も大きくなってしまうが、本実施の形態では、積層ゴムは元々設けられていないので、上部すべり板５の面積増加による積層ゴム分の施工コストの増加はない。

さらに、下部すべり板３と上部すべり板５とは互いに直角に交差するように配置されているので、図５に示すように、上部すべり板５は、下部すべり板３に対して地震時に発生する３６０度全ての方向（図５においては、中央に示す通常位置から８方向に摺動した場合を示している）に摺動することができるとともに、常に、下部すべり板３と上部すべり板５との接触面１１は、変動することなく同一の面積を保持できる。これによって、常時、軸力の負担状態を同一に保ちながら、上部構造４を支持することができる。このとき、下部すべり板３と上部すべり板５との接触面１１（図１中、ハッチングにて示す）は、従来の接触面積（円形状のすべり板５４の面積）と略同じ面積を有しているので、下部すべり板３と上部すべり板５との間に、適度な摩擦力を得ることができる。また、下部すべり板３および上部すべり板５の幅を調整することで、接触面１１の面積を、免震すべり支承１が負担する軸力に応じて変更することができる。

すべり板３，５同士の摺動方向は、下部すべり板３あるいは上部すべり板５の長手方向に限られないので、特許文献１に示された従来のすべり板のように、摺動方向を制限するための部材を設ける必要はなく、構造が複雑化することはない。

また、上部すべり板５が、プレキャストコンクリート製のベース部材２１に一体的に固定され、ベース部材２１を介して上部構造４に固定されるようになっているので、ベース部材２１と上部すべり板５とを備える上部すべり板一体部材２６を工場で一体的に製造可能となるので、上部すべり板５とベース部材２１との水平精度を高められるとともに、現場での施工を削減することができる。これによって、基礎部の施工精度が向上するとともに、工期短縮が達成できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施の形態では、剛すべり支承に本発明を適用した例を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、上部すべり板５あるいは下部すべり板３に積層ゴムが取り付けられた弾性すべり支承であっても適用可能であるのは言うまでもない。

また、前記実施の形態では、下部すべり板３および上部すべり板５は、同等の大きさの長方形状に形成されているが、これに限られるものではない。例えば、コーナー部が面取りされた多角形状や、両端部が円弧状に形成された長円形状であってもよいのは勿論である。また、下部すべり板と上部すべり板で大きさや形状を変えてもよい。

本発明に係る免震すべり支承を実施するための最良の形態を示した平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 免震すべり支承の配置状態の一例を示した断面図である。 免震すべり支承の配置状態の一例を示した平面図である。 上部すべり板と下部すべり板との摺動状態を示した平面図である。 従来の免震すべり支承を示した平面図である。 従来の免震すべり支承を示した断面図である。

符号の説明

１ 免震すべり支承
２ 下部構造
３ 下部すべり板
４ 上部構造
５ 上部すべり板
２１ ベース部材

Claims (2)

1. 下部構造に固定された帯状の下部すべり板と、上部構造に前記下部すべり板に交差する方向に固定された帯状の上部すべり板とを備え、
   前記下部すべり板と上部すべり板同士が直接接触するように構成した
   ことを特徴とする免震すべり支承。
2. 前記上部すべり板は、プレキャストコンクリート製のベース部材に一体的に固定され、このベース部材を介して前記上部構造に固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の免震すべり支承。

Images