JP2011099544A - Base isolation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免震装置に用いられる積層ゴム体、及び、この積層ゴム体を用いた免震装置に関するものである。 The present invention relates to a laminated rubber body used in a seismic isolation device and a seismic isolation device using the laminated rubber body.
地震等の振動から建築物、構造物を保護するため、従来から免震装置が用いられている。そして、この免震装置として、水平方向だけでなく鉛直方向の振動に対応する、いわゆる3次元免震装置が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 Conventionally, seismic isolation devices have been used to protect buildings and structures from vibrations such as earthquakes. And as this seismic isolation apparatus, what is called a three-dimensional seismic isolation apparatus corresponding to the vibration of not only a horizontal direction but a vertical direction is known (for example, refer patent documents 1-3).
ところで、3次元免震装置では、鉛直方向に剛性の低い構成を有しているため、ロッキング現象が生じやすい。そのため、特許文献3では、ばねと油圧シリンダーでロッキングを抑制しているが、装置が大がかりとなってしまい、施工に手間がかかると共に、コストも高くなってしまう。
By the way, since the three-dimensional seismic isolation device has a configuration with low rigidity in the vertical direction, a rocking phenomenon is likely to occur. For this reason, in Patent Document 3, locking is suppressed by a spring and a hydraulic cylinder, but the apparatus becomes a large scale, which takes time for construction and increases the cost.
本発明の目的は、上記事実を考慮して成されたものであり、簡易な構成でロッキングを抑制可能な免震装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is made in consideration of the above facts, and an object thereof is to provide a seismic isolation device capable of suppressing locking with a simple configuration.
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る免震装置は、水平用ゴムと水平用金属板とが交互に積層された水平用積層ゴム体と、前記積層方向に弾性変形可能な鉛直用弾性部材が設けられ、前記水平用積層ゴム体よりも鉛直方向の剛性が小さく、前記水平用積層ゴム体に前記積層方向と同方向に積層される鉛直用免震体と、前記鉛直用弾性部材を貫通し、前記積層方向に沿って前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物に構成された支持穴に挿入される挿入凸部材と、を備えている。 To achieve the above object, a seismic isolation device according to a first aspect of the present invention includes a horizontal laminated rubber body in which horizontal rubber and horizontal metal plates are alternately laminated, and is elastically deformable in the laminating direction. A vertical elastic member provided with a vertical elastic member that is less rigid in the vertical direction than the horizontal laminated rubber body and is laminated on the horizontal laminated rubber body in the same direction as the laminating direction; An insertion convex member that passes through the elastic member for insertion, is disposed in parallel with the vertical elastic member along the stacking direction, and protrudes outward from the vertical elastic member to be inserted into a support hole formed in the structure. It is equipped with.
本発明の第1の態様では、水平用積層ゴム体と鉛直用免震体とが積層されている。鉛直用免震体は、水平用積層ゴム体よりも鉛直方向の剛性が小さく、主に鉛直方向の振動減衰機能を発揮する。 In the first aspect of the present invention, the horizontal laminated rubber body and the vertical seismic isolation body are laminated. The vertical seismic isolation body has lower vertical rigidity than the horizontal laminated rubber body, and mainly exhibits a vibration damping function in the vertical direction.
その一方で、鉛直用免震体は、鉛直方向に剛性の低い構成を有しており、ロッキング現象が生じやすいため、挿入凸部材が備えられている。挿入凸部材は、鉛直用弾性部材を貫通して、積層方向に沿って鉛直用弾性部材と並列に配置されている。そして、鉛直用弾性部材の外側へ突出して構造物に構成された支持穴に挿入される。このような挿入凸部材を、構造物の転倒モーメントに抗することの可能な剛性を有する部材とすることにより、簡易な構成で、鉛直用弾性部材の傾倒、及び、構造物の傾倒に対して反力を与えることができ、ロッキングを抑制することができる。 On the other hand, the vertical seismic isolation body has a configuration with low rigidity in the vertical direction, and a rocking phenomenon is likely to occur, and thus an insertion convex member is provided. The insertion convex member passes through the vertical elastic member and is disposed in parallel with the vertical elastic member along the stacking direction. And it protrudes to the outer side of the elastic member for perpendicular | vertical, and is inserted in the support hole comprised by the structure. By using such an insertion convex member as a member having rigidity capable of resisting the falling moment of the structure, the vertical elastic member is tilted and the structure is tilted with a simple configuration. A reaction force can be applied, and locking can be suppressed.
本発明の第2の態様に係る免震装置は、前記鉛直用弾性部材は、前記水平用ゴムよりも厚みが厚い鉛直用ゴムで構成され、前記鉛直用免震体は、前記鉛直用ゴムと鉛直用金属板とが交互に積層されて構成された鉛直用積層ゴム体であること、を特徴とする。 In the seismic isolation device according to the second aspect of the present invention, the vertical elastic member is composed of vertical rubber having a thickness greater than that of the horizontal rubber, and the vertical seismic isolation body includes the vertical rubber and the vertical rubber. It is a laminated rubber body for vertical construction constituted by alternately laminating vertical metal plates.
このように、鉛直用免震体を、鉛直用ゴムと鉛直用金属板とを交互に積層して、水平用積層ゴム体と同様の構成にすることができる。 In this way, the vertical seismic isolation body can have the same configuration as the horizontal laminated rubber body by alternately laminating the vertical rubber and the vertical metal plate.
本発明の第3の態様に係る免震装置は、前記挿入凸部材が、振動が入力されていない状態で、前記鉛直用積層ゴム体と非接触であること、を特徴とする。 The seismic isolation device according to a third aspect of the present invention is characterized in that the insertion convex member is in non-contact with the vertical laminated rubber body in a state where vibration is not input.
このように、挿入凸部材を鉛直用積層ゴム体と非接触とすることにより、簡易に製造することができる。 Thus, it can manufacture easily by making an insertion convex member non-contact with the laminated rubber body for perpendicular | vertical.
本発明の第4の態様に係る免震装置は、前記鉛直用免震体は、前記鉛直用弾性体が上面に固定される基礎板を備え、前記挿入凸部材の一端は前記基礎板に固定されていること、を特徴とする。 In the seismic isolation device according to the fourth aspect of the present invention, the vertical seismic isolation body includes a base plate on which the vertical elastic body is fixed to an upper surface, and one end of the insertion convex member is fixed to the base plate. It is characterized by that.
このように、鉛直用弾性体が固定される基礎板に、挿入凸部材の一端を固定することにより、鉛直用弾性体を貫通する挿入凸部材を鉛直用弾性体と並列配置することができる。 Thus, the insertion convex member which penetrates the vertical elastic body can be arranged in parallel with the vertical elastic body by fixing one end of the insertion convex member to the base plate to which the vertical elastic body is fixed.
本発明の第5の態様に係る免震装置は、前記鉛直用弾性部の外側に、前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物の傾倒を規制する補強凸部材、を更に備えたものである。 The seismic isolation device according to the fifth aspect of the present invention is disposed outside the vertical elastic portion in parallel with the vertical elastic member, and protrudes outward from the vertical elastic member to restrict the tilting of the structure. The reinforcing convex member is further provided.
補強凸部材を、挿入鉛直用弾性部に並列に配置して、より強固に構造物の傾倒を規制することができる。 A reinforcement convex member can be arrange | positioned in parallel with the elastic part for insertion perpendicular | vertical, and the tilting of a structure can be controlled more firmly.
以上説明したように本発明によれば、簡易な構成の検針装置で、ロッキングを抑制することができる。 As described above, according to the present invention, locking can be suppressed with a meter reading device having a simple configuration.
[第1実施形態]
以下、本発明の実施形態に係る免震装置10について図面を参照して説明する。
図1及び図2には、本発明の第1実施形態に係る免震装置10が示されている。免震装置10は、水平用積層ゴム体12、及び、鉛直用積層ゴム体20を備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, the
1 and 2 show a
水平用積層ゴム体12は、複数枚の円板状の水平用金属板18と、複数枚の円板状の水平用ゴム16とを厚み方向(矢印B方向)に交互に積層した積層体とされている。水平用金属板18と水平用ゴム16とは、加硫接着により強固に一体化されている。このように、水平用ゴム16だけでなく、水平用金属板18を使用してこれらを交互に積層したことで、鉛直方向(矢印B方向)の荷重に対しては所定の剛性を有し、水平方向(矢印E方向)の荷重に対してはばね機能を発揮すると共に所定の変形量を確保することが可能になっている。
The horizontal laminated
水平用金属板18の外径は、水平用積層ゴム体12の外径よりも小さくされており、水平用金属板18の外縁には、円筒状に被覆ゴム19が配置されている。この被覆ゴム19によって水平用金属板18が覆われており、水平用金属板18が外部へ露出せず劣化が防止されている。
The outer diameter of the
水平用積層ゴム体12の厚み方向(矢印B方向)の両端側には、取付プレート14A、14Bが固着されている。取付プレート14A、14Bは、肉厚の円環状の鋼板で構成されている。
取付プレート14A、14Bはそれぞれ、地盤に設置される基礎54(図3参照)、及び、鉛直用積層ゴム体20の後述する取付プレート22Bに固定される。この状態で、地盤(及び基礎)と構造物とが水平方向に相対移動すると、この相対移動の振動エネルギーが、水平用積層ゴム体12のせん断変形によって一部吸収されるようになっている。
The
鉛直用積層ゴム体20は、複数枚の円板状の鉛直用金属板24と、複数枚の円板状の鉛直用ゴム26とを厚み方向(矢印B方向)に交互に積層した積層体とされている。鉛直用ゴム26は、水平用ゴム16よりも厚みが厚く、鉛直用積層ゴム体20の鉛直方向の剛性は、水平用積層ゴム体12の鉛直方向の剛性よりも小さく、固有振動周波数が小さくなっている。例えば、水平用ゴム16の固有振動周波数は2〜4/secに、鉛直用積層ゴム体20の固有振動周波数は0.3〜3/secに設定することができる。鉛直用金属板24と鉛直用ゴム26とは、加硫接着により強固に一体化されている。このように、鉛直方向の剛性を小さくすることにより、の鉛直用積層ゴム体20の鉛直方向(矢印B方向)の弾性変形により、振動の減衰機能を発揮することが可能になっている。
The vertical laminated
鉛直用積層ゴム体20の厚み方向(矢印B方向)の両端側には、取付プレート22A、22Bが固着されている。取付プレート22A、22Bは、肉厚の円環状の鋼板で構成されている。
鉛直用金属板24の外径は、鉛直用積層ゴム体20の外径よりも小さくされており、鉛直用金属板24の外縁には、円筒状に被覆ゴム25が配置されている。この被覆ゴム25によって鉛直用金属板24が覆われており、鉛直用金属板24が外部へ露出せず劣化が防止されている。取付プレート22A、22Bはそれぞれ、構造物50、及び、水平用積層ゴム体12の取付プレート14Aに固定される。この状態で、鉛直方向の振動エネルギーが、鉛直用積層ゴム体20の弾性変形によって一部吸収されるようになっている。
The outer diameter of the
鉛直用積層ゴム体20及び取付プレート22Aの円中心部分には、鉛直用積層ゴム体20を厚み方向(矢印B方向)に貫通する貫通穴28が形成されている。貫通穴28には、挿入凸部材30が挿入されている。挿入凸部材30は、円柱状とされ、一端部30Bが取付プレート22Bの上面に固定されると共に、他端部30Aが貫通穴28から鉛直用積層ゴム体20の外側へ突出されている。挿入凸部材30は、振動が入力されていない状態で、貫通穴28を構成する鉛直用積層ゴム体20の内壁とは非接触とされている。挿入凸部材30は、一般構造用圧延鋼材/SS400、溶接構造用圧延鋼材/SM490などの、剛性の高い金属材料で構成することができる。挿入凸部材30の他端部30Aは、後述する、構造物50の挿入穴52に挿入される。
A through
構造物50には、その底部に挿入穴52が構成されている。挿入凸部材30の鉛直用積層ゴム体20の外側への突出長Lは、挿入穴52の深さよりも短くなっている。したがって、図3に示すように、構造物50の下面に取付プレート22Aを固定して、挿入穴52に挿入凸部材30の取付プレート22Aから突出した部分をすべて挿入することができる。
An
挿入穴52に挿入された挿入凸部材30の他端部30Aは、挿入穴52を構成する構造物50の内面壁とは、振動が入力されていない状態で、非接触とされている。
The
次に、免震装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the
免震装置10は、構造物50と基礎54の間に配置されて、取付プレート14Bが基礎54に、取付プレート22Aが構造物50の下面に固定される。そして、挿入凸部材30は、構造物50の挿入穴52に挿入される。
The
通常時、構造物から鉛直方向の荷重を受けている。地震などにより、基礎54と構造物50との水平方向の相対移動の際には、水平用積層ゴム体12のせん断変形により、振動エネルギーの一部が吸収され、振動を減衰することができる。
Normally, a vertical load is received from the structure. When the horizontal movement between the
鉛直方向の振動成分については、鉛直用積層ゴム体20の鉛直方向の弾性変形により、一部が吸収され、振動を減衰することができる。このとき、挿入凸部材30を備えず、単に鉛直用ゴム26と鉛直用金属板24を積層した積層体を鉛直方向の振動減衰に用いると、図7に示すように、構造物50の転倒モーメントMによって、鉛直用ゴム26の弾性変形が偏り、ロッキングが生じる。
As for the vibration component in the vertical direction, a part of the vibration component is absorbed by the vertical elastic deformation of the vertical
本実施形態のように、挿入凸部材30を備えると、発生する構造物50の転倒モーメントMは、図4に示すように、挿入凸部材30からの反力Fにより抑制される。したがって、構造物50のロッキングを抑制することができる。
When the insertion
本実施形態の免震装置10によれは、上記のように、挿入凸部材30の一端部30Bを鉛直用積層ゴム体20に挿入して並列配置すると共に、他端部30Aを構造物50の挿入穴52に挿入するという簡易な構成で、ロッキングを抑制することができる。
According to the
なお、本実施形態では、鉛直用積層ゴム体20を、鉛直方向の振動減衰のために用いたが、他の鉛直方向に弾性変形可能な部材、例えば、空気ばねなどのバネ類を、鉛直用積層ゴム体20に代えて用いてもよい。
In the present embodiment, the vertical
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して図示し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態では、補助凸部材32を備えている点、及び、構造物50への取り付け構造、が第1実施形態と異なり、その他の構成については、第1実施形態と同様である。
In this embodiment, the point provided with the auxiliary | assistant
補助凸部材32は、図5及び図6に示すように、円柱形状とされ、取付プレート22Bの上面に4本立設されている。4本の補助凸部材32は、取付プレート22Bの外周縁に沿って等間隔で取付プレート22Bの上面に固定されており、取付プレート22Aから上へ延出して、挿入凸部材30と略同じ高さとされている。補助凸部材32は、挿入凸部材30と同様に、剛性の高い金属材料で構成することができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the auxiliary
構造物50は、底部に、被支持部56が形成されている。被支持部56は、構造物50の下面から円柱状に突出され、中央に挿入穴52が形成されている。
The
免震装置60は、構造物50の被支持部56と基礎54の間に配置されて、取付プレート14Bが基礎54に、取付プレート22Aが被支持部56の下面に固定される。そして、挿入凸部材30は、挿入穴52に挿入される。
The seismic isolation device 60 is disposed between the supported
本実施形態においても、鉛直方向の振動成分については、鉛直用積層ゴム体20の鉛直方向の弾性変形により、一部が吸収され、振動を減衰することができる。このとき、構造物50の転倒モーメントMは、挿入凸部材30からの反力Fにより抑制される。さらに、本実施形態では、補助凸部材32を備えているので、構造物50の被支持部56の傾倒をより確実に抑制することができる。
Also in the present embodiment, the vibration component in the vertical direction is partially absorbed by the elastic deformation in the vertical direction of the vertical
10 免震装置
12 水平用積層ゴム体
16 水平用ゴム
18 水平用金属板
20 鉛直用積層ゴム体
24 鉛直用金属板
26 鉛直用ゴム
28 貫通穴
30 挿入凸部材
30A 他端部
30B 一端部
32 補助凸部材
50 構造物
52 挿入穴
54 基礎
60 免震装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記積層方向に弾性変形可能な鉛直用弾性部材が設けられ、前記水平用積層ゴム体よりも鉛直方向の剛性が小さく、前記水平用積層ゴム体に前記積層方向と同方向に積層される鉛直用免震体と、
前記鉛直用弾性部材を貫通し、前記積層方向に沿って前記鉛直用弾性部材と並列に配置され、前記鉛直用弾性部材から外側へ突出して構造物に構成された支持穴に挿入される挿入凸部材と、
を備えた免震装置。 A horizontal laminated rubber body in which horizontal rubber and horizontal metal plates are alternately laminated;
A vertical elastic member that is elastically deformable in the laminating direction is provided, has a lower vertical rigidity than the horizontal laminated rubber body, and is laminated on the horizontal laminated rubber body in the same direction as the laminating direction. A base isolation body,
An insertion protrusion that passes through the vertical elastic member, is arranged in parallel with the vertical elastic member along the stacking direction, and protrudes outward from the vertical elastic member to be inserted into a support hole formed in a structure. Members,
Seismic isolation device with
前記挿入凸部材の一端は前記基礎板に固定されていること、を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の免震装置。 The vertical seismic isolation body includes a base plate on which the vertical elastic body is fixed to an upper surface,
4. The seismic isolation device according to claim 1, wherein one end of the insertion convex member is fixed to the base plate. 5.
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