JP2011163057A

JP2011163057A - 免震構造の改修方法および免震装置

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Publication number: JP2011163057A
Application number: JP2010029448A
Authority: JP
Inventors: Keiji Nakanishi; 啓二中西; Eiji Tanaka; 栄次田中
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができる免震構造の改修方法および免震装置を提供する。
【解決手段】建物の変位を抑制するために用いられる既存の免震構造を改修する方法であって、既存の免震装置２の周囲に、粘弾性体からなる減衰機構１０を付加するようにする。減衰機構１０は、既存の免震装置２を中心とした平面同心円上にドーナツ状に配置してもよいし、既存の免震装置２の周囲に間隔を置いて分散配置してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層ゴムを利用した免震構造の改修方法および免震装置に関するものである。

従来、積層ゴムを利用した免震構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。こうした免震構造の地震に対する有効性は一般に認められ、広く普及しているが、積層ゴムの水平変形が大きく、その変形分のクリアランスを免震層で確保しなければならない点が欠点である。

特開平１１−２２７８３号公報

ところで近年、従来想定していた以上の地震波が観測され、上記の従来の免震構造がそのような地震波を受けた場合、積層ゴムに過大な変形が生じることが懸念されている。この場合、積層ゴムの破断やクリアランス超過による建屋の衝突・損壊などのおそれがある。また、免震建屋を新築する場合においても、大変形に準じた過大なクリアランスを確保することや、免震効果を犠牲にして積層ゴムの剛性を高めるなどの対処策では有効性に疑問が残る。このため、従来の免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができる免震構造の改修技術の開発が望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができる免震構造の改修方法および免震装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る免震構造の改修方法は、建物の変位を抑制するために用いられる既存の免震構造を改修する方法であって、既存の免震装置の周囲に減衰機構を付加することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る免震構造の改修方法は、上述した請求項１において、前記減衰機構は、粘弾性体を含んで構成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る免震構造の改修方法は、上述した請求項１または２において、前記減衰機構は、粘弾性体と金属板を互い違いに積層した積層体であることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る免震構造の改修方法は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記減衰機構は、前記既存の免震構造を中心とした平面同心円上に囲繞配置されることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る免震構造の改修方法は、上述した請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記減衰機構は、前記既存の免震構造の周囲に間隔を置いて分散配置されることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る免震装置は、建物の変位を抑制するための免震装置であって、免震装置本体と、この免震装置本体の周囲に設けた減衰機構とを備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る免震装置は、上述した請求項６において、前記減衰機構は、粘弾性体を含んで構成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る免震装置は、上述した請求項６または７において、前記減衰機構は、粘弾性体と金属板を互い違いに積層した積層体であることを特徴とする。

また、本発明の請求項９に係る免震装置は、上述した請求項６〜８のいずれか一つにおいて、前記減衰機構は、前記免震装置本体を中心とした平面同心円上に囲繞配置されることを特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係る免震装置は、上述した請求項６〜９のいずれか一つにおいて、前記減衰機構は、前記免震装置本体の周囲に間隔を置いて分散配置されることを特徴とする。

本発明に係る免震構造の改修方法によれば、建物の変位を抑制するために用いられる既存の免震構造を改修する方法であって、既存の免震装置の周囲に減衰機構を付加するので、減衰機構は地震時に既存の免震装置の変形に追従してその減衰効果を発揮する。したがって、免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る免震装置によれば、建物の変位を抑制するための免震装置であって、免震装置本体と、この免震装置本体の周囲に設けた減衰機構とを備えるので、減衰機構は地震時に免震装置本体の変形に追従してその減衰効果を発揮する。したがって、地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る免震構造の改修方法の手順の一例を示す図である。図２は、本発明に係る免震装置の実施例を示す図である。図３は、本発明に係る免震装置が水平変形した状態を示す図である。図４は、減衰機構の配置態様の一例を示す平面断面図である。図５は、改修前の応答低減効果を示す概念図である。図６は、改修後の応答低減効果を示す概念図である。

以下に、本発明に係る免震構造の改修方法および免震装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１に示すように、本発明に係る免震構造の改修方法は、建物の変位を抑制するために用いられる既存の免震構造を改修する方法であって、既存の免震装置２の側方から減衰機構１０を挿入して既存の免震装置２の周囲にこれを付加配置するものである。

既存の免震装置２は、図１に示すように、互いに相対変位可能に絶縁された建物の上部構造体４と下部構造体６との間に介装された積層ゴム８からなる。この積層ゴム８は、図示しない薄いゴム板と金属板とを交互に積層してなる円柱状のものであり、その上端および下端に、それぞれ上部構造体４の底面および下部構造体６の上面に固着される支持部４ａ、６ａが設けてある。この積層ゴム８は、地震等により下部構造体６に振動等が生じた場合に変形して、上部構造体４と下部構造体６との相対変位を許容して振動等を減衰させ、下部構造体６に生じた振動等が上部構造体４に伝達されるのを低減し、上部構造体４に発生する揺動を小さくする。

減衰機構１０は、積層ゴム８のように粘弾性体と鋼板（金属板）とを互い違いに積層した積層粘弾性体からなる。既存の免震装置２に付加配置された積層粘弾性体は、地震時に積層ゴム８の変形に追従してその減衰効果を発揮する。

この減衰機構１０は、既存の免震装置２の大掛かりな改造や既存の積層ゴム８の取り外しを要することなく付加設置できる。このため、必要最小限の施工コストで既存の免震構造を改修することができる。

また、免震装置２に減衰機構１０をあらかじめ付加した装置全体を免震装置として考えることもできる。このようにして構成される本発明に係る免震装置１００は、図２（ａ）の上面断面図および図２（ｂ）の側面図に示すように、免震装置本体８と、この免震装置本体８の周囲に設けた減衰機構１０とを備えるものである。この免震装置１００は、地震時には図３（ａ）の上面断面図および図３（ｂ）の側面図に示すような水平変形をする。

減衰機構１０の配置態様としては、様々な態様が考えられるが、例えば、図４（ａ）に示すように、免震装置本体８（または既存の積層ゴム）を中心とする平面同心円上にドーナツ状に囲繞配置した態様や、図４（ｂ）に示すように、免震装置本体８（または既存の積層ゴム）の周囲に複数の円柱状の積層粘弾性体を分散配置した態様とすることができる。この分散配置の態様の場合には、積層粘弾性体を付加配置した後も免震装置本体８（または既存の積層ゴム）を視認できるので、免震装置本体８（または既存の積層ゴム）のメンテナンスを行う上で有効である。

次に、減衰機構付加による応答低減効果について説明する。
図５（ａ）は、既存の免震構造の改修前の水平変形時の側面図であり、図５（ｂ）は、その相対変位ｘと水平力Ｑの応答関係を示す図である。図６（ａ）は、既存の免震構造の改修後の水平変形時の側面図であり、図６（ｂ）は、その相対変位ｘと水平力Ｑの応答関係を示す図である。対比を容易にするために、この図６（ｂ）には図５（ｂ）の改修前の直線も示してある。

改修前は、図５に示すように、所定の規模で加振した場合に、既存の免震構造には水平力Ｑ_１が作用して相対変位ｘ_１が生じる。これに対して、減衰機構１０を付加した改修後の構造には、図６に示すように、変位ｘと水平力Ｑの応答関係は楕円状の履歴曲線となり、水平力Ｑ_２が作用して相対変位ｘ_２が生じる。この改修後の構造に作用する水平力Ｑ_２は、改修前の構造に作用する水平力Ｑ_１よりも小さく、変位ｘ_２は変位ｘ_１よりも小さくなる。

このように、減衰機構１０が有する粘弾性体の作用によって、改修後は既存の免震装置２の剛性と粘性減衰が増大する。剛性増大により建物の固有周期は短くなり、地震時の応答変形を低減できるが、一方で応答加速度が増大する。そのため、粘弾性体の粘性減衰により加速度応答を低減させ、改修前と同等以下の性能を確保するようにする。これにより、地震により建物が受ける力を改修前と同等以下に保ちつつ、既存の免震装置２の過大な変形を抑制することが可能となる。

したがって、本発明によれば、免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができる。また、既存の免震装置２の周囲に減衰機構１０を挿入配置する施工は、比較的容易であることから、低コストにて既存の免震建物を改修することができる。さらに、本発明に係る免震装置１００のように、減衰機構１０を当初から備えた構成としてもよく、これを免震建物における免震構造として適用することもできる。

なお、減衰機構１０による応答低減効果は、積層粘弾性体の形状や大きさを変えることによって容易に増減調整可能である。また、減衰機構１０の積層粘弾性体は常時外気によって冷却され、粘弾性体の発錆熱による性能低下の心配はない。

以上説明したように、本発明に係る免震構造の改修方法によれば、建物の変位を抑制するために用いられる既存の免震構造を改修する方法であって、既存の免震装置の周囲に減衰機構を付加するので、減衰機構は地震時に既存の免震装置の変形に追従してその減衰効果を発揮する。したがって、免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができる。

また、本発明に係る免震装置によれば、建物の変位を抑制するための免震装置であって、免震装置本体と、この免震装置本体の周囲に設けた減衰機構とを備えるので、減衰機構は地震時に免震装置本体の変形に追従してその減衰効果を発揮する。したがって、地震応答低減効果を保ちつつ、変形を抑制することができる。

以上のように、本発明に係る免震構造の改修方法および免震装置は、免震構造の地震応答低減効果を保ちつつ、免震構造の変形を抑制するのに有用であり、特に、既存免震建物を低コストで改修する場合や、免震建物を新築する場合に適している。

２既存の免震装置
４上部構造体
６下部構造体
８既存の積層ゴムまたは免震装置本体
１０減衰機構
１００免震装置

Claims

建物の変位を抑制するために用いられる既存の免震構造を改修する方法であって、
既存の免震装置の周囲に減衰機構を付加することを特徴とする免震構造の改修方法。
前記減衰機構は、粘弾性体を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の免震構造の改修方法。
前記減衰機構は、粘弾性体と金属板を互い違いに積層した積層体であることを特徴とする請求項１または２に記載の免震構造の改修方法。
前記減衰機構は、前記既存の免震構造を中心とした平面同心円上に囲繞配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の免震構造の改修方法。
前記減衰機構は、前記既存の免震構造の周囲に間隔を置いて分散配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の免震構造の改修方法。
建物の変位を抑制するための免震装置であって、
免震装置本体と、この免震装置本体の周囲に設けた減衰機構とを備えることを特徴とする免震装置。
前記減衰機構は、粘弾性体を含んで構成されることを特徴とする請求項６に記載の免震装置。
前記減衰機構は、粘弾性体と金属板を互い違いに積層した積層体であることを特徴とする請求項６または７に記載の免震装置。
前記減衰機構は、前記免震装置本体を中心とした平面同心円上に囲繞配置されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の免震装置。
前記減衰機構は、前記免震装置本体の周囲に間隔を置いて分散配置されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の免震装置。