JP2009041351A - 制震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな揺れに対しても応答性が良く、大きな揺れに対して制震機能を発揮できる制震装置を提供する。
【解決手段】上部構造物１と床面２間に設置される制震装置において、上側部材３と下側部材４との間にマーブル部材５が間挿され、上側部材３、下側部材４及びマーブル部材５の材質が金属等の硬質材料で構成され、又は、金属等の硬質材料の制震機能に匹敵するような改良されたプラスチック又はゴムで構成され、マーブル部材５の大きさは、地震時に高層建築構造物の各階層床面に予想される振幅の大きさに対応する任意の厚さに設定し、地震の小さな揺れに対してはマーブル部材５の転動による応答性を有し、大きな揺れに対してはマーブル部材５が上側部材３と下側部材４間の部分非真球面凹部の抑圧抵抗を受け、制震機能を生じるように構成したことを特徴とする制震装置。
【選択図】図１

Description

本発明は制震装置に関するもので、特に地震の小さな揺れに対しても応答性が良く、大きな揺れに対して制震機能を発揮できる効果を有する制震装置を提供する。

地震の震動から構造物を保護するために、種々の免震装置が開発されているが、例えば特開２００２−２６６９３３号公報に見られるように、円錐内ボール収容型アイソレーションベアリング等が公知である。
特開２００２−２６６９３３号公報

しかしながら、円錐内ボール収容型アイソレーションベアリングにおいては、地震の小さな揺れに対する応答性はよいが、装置自体には制動機能がないため揺れが納まりにくいという問題があった。

本発明は前記せる課題を解決するために鋭意研究の結果なされたものであり、地震の小さな揺れに対しても応答性が良く、大きな揺れに対して制震機能を発揮できる制震装置を提供するものである。

上部構造物と床面間に設置される制震装置において、部分球面凹部又は部分非真球面凹部が形成された上側部材と、部分球面凹部又は部分非真球面凹部が形成された下側部材との間にマーブル部材が間挿され、該マーブル部材の上下凸部は、それぞれ部分球面凸部又は部分非真球面凸部に形成されていることを特徴とし、上側部材、下側部材及びマーブル部材の材質が金属等の硬質材料で構成され、又は、金属等の硬質材料の制震機能に匹敵するような改良されたプラスチック又はゴムで構成されていることを特徴とし、マーブル部材の大きさはは、高層建築構造物の各階層床面の地震時の予想される振幅の大きさに対応する制震機能に応じた任意の厚さに設定して構成したことを特徴とし、且つ、地震の小さな揺れに対してはマーブル部材の転動による応答性を有し、大きな揺れに対してはマーブル部材が上側部材と下側部材間の部分非真球面凹部の抑圧抵抗を受け、制震機能を生じるように構成したことを特徴とする制震装置を提供する。

本発明制震装置によれば、小さな揺れに対しても応答性が良く、大きな揺れに対して制震機能を発揮できる効果を有する。

以下、図面に基づき、本発明の制震装置について具体的に説明する。
図面に於いて、図１は本発明に係る制震装置の要部断面図である。図２は本発明に係る制震装置の動作を示す要部断面図である。図３は本発明に係る制震装置の上側部材の部分非真球面凹部の説明図である。図４は本発明に係る制震装置のマーブル部材の寸法を調整する説明図である。

上部構造物１と床面２間に設置される制震装置において、部分球面凹部又は部分非真球面凹部３１が上側部材３に形成されており、部分球面凹部又は部分非真球面凹部４１が下側部材４に形成されている。

部分非真球面凹部３１については、図３で説明することができる。
すなわち、図３に示すように、上側部材３の凹部は完全な真球面の一部ではなく、外方向に向かって凹部の半径６１，６２，６３は順次短くなっており、曲面は順次に外方向に向かって急曲面になっている。その効果は後述する。

上側部材３と下側部材４との間にはマーブル部材５が間挿され、それぞれ部分球面凸部又は部分非真球面凸部５１に形成されている該マーブル部材５は、全く揺れの無い時は、上部構造物１の加重Ｗを受けて図１に示すような定位置に静止されている。

この静止状態のマーブル部材５の上側と上側部材３との接触面及びマーブル部材５の下側と下側部材４との接触面は、それぞれ図中のＰ１とＰ２で示されている。

マーブル部材５とは、上面及び下面の凸部がそれぞれ部分球面凸部又は部分非真球面凸部に形成されており、図１乃至図２に概略表示せる形状をなしている。

上側部材、下側部材及びマーブル部材の材質が金属等の硬質材料で構成され、又は、金属等の硬質材料の制震機能に匹敵するような改良されたプラスチック又はゴムで構成されている。特にマーブル部材５がプラスチック又はゴムで構成されている場合は、圧伏抵抗が大きくなり制震機能が有効な発揮され、揺れが納まったときにその構造が復元することのできる弾力性を有する材質が選択される。

図４に示すように、マーブル部材の大きさは、高層建築構造物の各階層床面の地震時の予想される振幅の大きさに対応する制震機能に応じた任意の厚さに設定して構成される。

すなわち、高層建築構造物の各階層床面の地震時の予想される振幅の大きさは、設計構造毎に設計者の計算によって異なる数値が予想できるものであるから、その許容範囲内の振幅に対応するように本発明の制震装置を対応させることができる。

本発明の制震装置によれば、地震の小さな揺れに対してはマーブル部材５の転動による応答性を有し、大きな揺れに対してはマーブル部材５が上側部材３と下側部材４間の部分非真球面凹部の抑圧抵抗を受け、制震機能を生じるように構成されている。

その動作について、図２に基づいて以下に説明する。
図３に示すように、上側部材３の凹部は完全な球面の一部ではなく、外方向に向かって凹部の半径６１，６２，６３は順次短くなっており、曲面は順次に外方向に向かって急曲面になっているので次のように説明することができる。

全く揺れの無い時は、上部構造物１の加重Ｗを受けて図１に示すような定位置に静止されており、この静止状態のマーブル部材５の上側と上側部材３との接触面及びマーブル部材５の下側と下側部材４との接触面は、それぞれ図中のＰ１とＰ２で示されている。

小さな揺れの場合、マーブル部材５の僅かな転動によって応答性が良く、大きな揺れを生じた場合は、図２に示すように、マーブル部材５が回動してマーブル部材５の上側と上側部材３との接触面及びマーブル部材５の下側と下側部材４との接触面は、それぞれ図中のＰ１０とＰ２０で示される位置になり地震エネルギーを吸収する。

更に振幅が大きくなった場合は、図３で説明したように、上側部材３の凹部が完全な真球面の一部ではなく、外方向に向かって凹部の半径６１，６２，６３が順次短くなっており、曲面は順次に外方向に向かって急曲面になっているので、マーブル部材５は滑動し、制震機能の作用が生じる。

したがって、本発明制震装置によれば、地震の小さな揺れに対してはマーブル部材５の転動による応答性を有し、大きな揺れに対してはマーブル部材５が上側部材３と下側部材４間の部分非真球面凹部の抑圧抵抗を受け、制震機能を生じるように構成されている。

本発明に係る制震装置の要部断面図である。 本発明に係る制震装置の動作を示す要部断面図である。 本発明に係る制震装置の上側部材の部分非真球面凹部の説明図である。 本発明に係る制震装置のマーブル部材の寸法を調整する説明図である。

符号の説明

１ 上部構造物
２ 床面
３ 上側部材
３１ 部分非真球面凹部
４ 下側部材
４１ 部分非真球面凹部
５ マーブル部材
５１ 部分非真球面凸部
６１ 半径
６２ 半径
６３ 半径
Ｐ１ 接触部
Ｐ２ 接触部
Ｐ１０ 接触部
Ｐ２０ 接触部

Claims (4)

1. 上部構造物と床面間に設置される制震装置において、
   部分球面凹部又は部分非真球面凹部が形成された上側部材と、部分球面凹部又は部分非真球面凹部が形成された下側部材との間にマーブル部材が間挿され、該マーブル部材の上下凸部は、それぞれ部分球面凸部又は部分非真球面凸部に形成されていることを特徴とする制震装置。
2. 上側部材、下側部材及びマーブル部材の材質が金属等の硬質材料で構成され、又は、金属等の硬質材料の制震機能に匹敵するような改良されたプラスチック又はゴムで構成されていることを特徴とする請求項１記載の制震装置。
3. マーブル部材の大きさは、高層建築構造物の各階層床面の地震時の予想される振幅の大きさに対応する制震機能に応じた任意の厚さに設定して構成したことを特徴とする請求項１記載の制震装置。
4. 地震の小さな揺れに対してはマーブル部材の転動による応答性を有し、大きな揺れに対してはマーブル部材が上側部材と下側部材間の部分非真球面凹部の抑圧抵抗を受け、制震機能を生じるように構成したことを特徴とする請求項１記載の制震装置。

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