JP2008202292A

JP2008202292A - エキスパンションジョイントの構造

Info

Publication number: JP2008202292A
Application number: JP2007039064A
Authority: JP
Inventors: Jiro Morita; 次郎森田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】エキスパンションジョイントを設ける双方の構造物間の相対変位を低減させる。
【解決手段】振動特性の異なる構造物Ａ，Ｂどうしをそれらの間に生じる水平方向の相対変位を吸収可能に連結するためのエキスパンションジョイントＪの構造であって、一方の構造物Ａには他方の構造物側に突出する跳ね出し梁２を設け、他方の構造物Ｂには該跳ね出し梁を下方より支持可能なブラケット５を設け、それら跳ね出し梁とブラケットとの間に、水平方向の相対変位を抑制して双方の構造物間に生じる相対変位量を低減しかつ相対振動を減衰させるための積層ゴム６を介装する。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動特性の異なる構造物どうしをそれらの間に生じる相対変位を吸収可能に連結するためのエキスパンションジョイントの構造に関する。

周知のように、振動特性の異なる構造物どうしを近接配置して機能的に連結する必要がある場合には、それら構造物の間に生じる相対変位を吸収可能に連結するためのエキスパンションジョイント（EXP.JOINT）を設ける必要がある。
特に、たとえば超高層建物におけるタワー部とそれに付属する低層部とを連結する場合、あるいは大規模な集合住宅建物において複数の棟を連結するような場合には、それらを連結するためのエキスパンションジョイントに要求される相対変形吸収量は、設置位置にもよるが３００〜５００ｍｍ程度にもなる。
そして、そのような大きな相対変位を有効に吸収するためにはエキスパンションジョイントの構造が複雑にならざるを得ないし、長期にわたる信頼性を確保するためには日常的な保守も必要であり、必然的にかなりのコストを要するものとなる。しかも、そのような大きな相対変形を吸収可能な設計とすることは、構造物全体の外観や内装仕上げに対する大きな制約ともなるので、エキスパンションジョイントにおける相対変位量を可及的に抑制し得る手法が望まれている。

なお、特許文献１には、独立した建造物をばねまたはダンパーの性能を有する材料で互いに接続することにより構造物におよぶ地震力を軽減せしめるという構造法についての開示があり、そのような手法をエキスパンションジョイントに適用すればそこでの変位量を低減させることが可能と考えられる。
特公昭５４−１３９１号公報

しかし、特許文献１には単に構造物間にばねまたはダンパーを介装するという基本原理が概念的に開示されているに過ぎず、それを実際の構造物に適用するための具体的な構成については何らの開示がない。
そして、そのような基本原理に基づいてエキスパンションジョイントにおける相対変位を低減させるための具体的な手法はいまだ確立していないのが実情であり、かねてよりそれを可能とする有効適切なエキスパンションジョイントの構造の開発が望まれていた。

上記事情に鑑み、本発明は、振動特性の異なる構造物どうしをそれらの間に生じる水平方向の相対変位を吸収可能に連結するためのエキスパンションジョイントの構造であって、一方の構造物には他方の構造物側に突出する跳ね出し梁を設けるとともに、他方の構造物には該跳ね出し梁を下方より支持可能なブラケットを設け、それら跳ね出し梁とブラケットとの間に、水平方向の相対変位を抑制して相対変位量を低減しかつ相対振動を減衰させるための積層ゴムを介装してなることを特徴とする。

本発明によれば、双方の構造物の間で水平方向の相対変位を生じた際には、積層ゴムが水平方向に変形しつつそのばね剛性によって双方の構造物間の相対変位量を抑制して低減させ、かつ積層ゴムの減衰性能によって双方の構造物間の相対振動を速やかに減衰させることができ、したがって従来一般の単なるエキスパンションジョイントに比較して相対変形吸収量を大きく低減させることができ、双方の構造物の間に確保するべき離間距離を充分に低減させることが可能である。
また、積層ゴムを跳ね出し梁とブラケットとの間にコンパクトにかつ収まり良く設置することができ、そのために格別の設置スペースを確保する必要はなく、従来の単なるエキスパンションジョイントに比較して構造物全体の外観や内装仕上げに対する制約を軽減することが可能である。
さらに、積層ゴムは実質的に制震装置としても機能するものであるから、それによる応答低減効果と振動減衰効果によって構造物全体の耐震性能と制震性能の向上にも寄与し得る。

本発明の一実施形態を図１〜図２に示す。
図中符号Ａ，Ｂは、離間距離ｄをおいて近接設置されている２棟の構造物である。それら構造物Ａ，Ｂはいずれも柱および大梁からなるラーメン架構を主体とするものであるが、双方の構造物Ａ，Ｂは構造的には互いに独立していて実質的には振動特性が互いに異なるものとされ、したがって地震時には異なる挙動を呈して相対振動が生じるものである。
そのため、それら構造物Ａ，Ｂを機能的に一体に使用するためには各階を相対水平変位を吸収可能なエキスパンションジョイントＪにより連結する必要があるが、本実施形態ではそのエキスパンションジョイントＪに積層ゴムを組み合わせたことを主眼としている。

すなわち、本実施形態のエキスパンションジョイントＪは、通常のこの種のエキスパンションジョイントと同様に、基本的には双方の構造物Ａ，Ｂ間に跨るように滑り板１を架設して、その滑り板１をいずれか一方に対して固定し他方に対してはスライドするように設けるものであるが、その滑り板１の近傍には以下に示す構造で双方の構造物Ａ，Ｂ間に積層ゴム６を介装したものとなっている。
つまり、一方の構造物Ａには他方の構造物Ｂ側に突出する跳ね出し梁２を設けてその先端部には先端小梁３を設けるとともに、他方の構造物Ｂの柱４にはその跳ね出し梁２を下方より支持可能なブラケット５を設けておき、それら跳ね出し梁２とブラケット５との間に積層ゴム６を介装している。
これにより、一方の構造物Ａにおいて跳ね出し梁２および先端小梁３により支持されて設置された跳ね出しスラブの全体が、積層ゴム６およびブラケット５を介して他方の構造物Ｂにより支持されたうえで、双方のスラブ間に上記の滑り板１が架設されたものとなっている。
なお、符号７は必要に応じて滑り板１の下方に装着される耐火帯等の保護用の柔軟なカバー部材である。

本実施形態における積層ゴム６は免震装置（アイソレータ）として多用されている周知の構造のもので、薄い鋼板とゴムとを交互に何重にも重ねて貼り合わせることで水平方向には柔らかく鉛直方向には固い性質を有し、かつそれ自体で適度の減衰性能を有するものである。
本実施形態では、その積層ゴム６の上下を、一方の構造物Ａに設けた先端小梁３の下面と、他方の構造物Ｂに設けたブラケット５の上面に対して固定することにより、地震時に構造物Ａ，Ｂ間で水平方向の相対変位を生じた際にはその積層ゴム６が横方向に変形しつつその変形は自ずと抑制され、それにより双方の構造物Ａ，Ｂ間の相対変位量を低減させ、かつ相対振動を減衰させる機能を発揮するものである。
つまり、本実施形態における積層ゴム６は、特許文献１に開示されているばねあるいはダンパーとして機能するものであり、その積層ゴム６によって双方の構造物Ａ，Ｂの相対変位が低減されられ、かつ相対振動が速やかに減衰させられるものとなっている。

したがって本実施形態のエキスパンションジョイントＪによれば、従来一般の単なるエキスパンションジョイントに比較して双方の間に確保するべき離間距離ｄを充分に低減させることが可能であり、その結果、滑り板１自体を小型化できてその収まりを改善できるものである。
また、積層ゴム６を跳ね出し梁２とブラケット５との間にコンパクトにかつ収まり良く設置することができることから、それを設置するために格別の設置スペースを確保する必要はなく、従来の単なるエキスパンションジョイントに比較して構造物全体の外観や内装仕上げに対する制約を軽減することが可能である。
しかも、このエキスパンションジョイントＪに組み込んだ積層ゴム６は実質的に制震装置としても機能するものとなるから、単に構造物Ａ，Ｂ間の離間距離ｄを縮小し得るばかりでなく、積層ゴム６による応答低減効果と振動減衰効果によって構造物全体の耐震性能と制震性能の向上にも寄与し得るものである。
勿論、積層ゴム６としては制震装置として市販されている汎用製品のなかから所望の特性のものを安価に入手可能であるし、それを設置するために要するコスト増は些少である。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、たとえば次のような適宜の設計的な変更や応用が可能である。
本発明は上記実施形態のようなラーメン架構を主体とする建物のみならず、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、あるいはそれらを適宜組み合わせた複合的な構造、その他の構造による建物はもとより、各種の用途、構造、規模、形態の構造物全般に広く適用可能であることは当然である。
また、エキスパンションジョイントの設置位置は必ずしも全階に設けることはなく必要箇所にのみ、たとえば建物の最上階や構造物の頂部に集約して設けることでも良い。
上記実施形態では一方の構造物に設けた跳ね出し梁に先端部に先端小梁を設けて、先端小梁とブラケットの間に積層ゴムを介装したが、先端小梁は必ずしも設けることはなく、跳ね出し梁の下面に積層ゴムを直接固定しても良い。
積層ゴムは自ずと適度の減衰性能を有するものであるが、必要であれば鉛プラグ入りの積層ゴムを用いて減衰性能をより高めることも考えられるし、あるいは積層ゴムの他に適宜の減衰装置（ダンパー）を双方の構造物間に介装することも考えられる。

本発明の一実施形態であるエキスパンションジョイントの構造を示す概要を示す図であって、（ａ）は立断面図、（ｂ）は平面図（（ａ）におけるｂ−ｂ線視図）である。同、詳細図（図１（ａ）におけるII部拡大図）である。

符号の説明

Ａ，Ｂ構造物
Ｊエキスパンションジョイント
１滑り板
２跳ね出し梁
３先端小梁
４柱
５ブラケット
６積層ゴム
７カバー部材

Claims

振動特性の異なる構造物どうしをそれらの間に生じる水平方向の相対変位を吸収可能に連結するためのエキスパンションジョイントの構造であって、
一方の構造物には他方の構造物側に突出する跳ね出し梁を設けるとともに、他方の構造物には該跳ね出し梁を下方より支持可能なブラケットを設け、それら跳ね出し梁とブラケットとの間に、水平方向の相対変位を抑制して相対変位量を低減しかつ相対振動を減衰させるための積層ゴムを介装してなることを特徴とするエキスパンションジョイントの構造。