JP2012002246A - Seismic isolator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device.
基礎部と基礎部の上に構築された建物との間に滑り支承を配設して免震効果を得る滑り免震装置が知られている。 2. Description of the Related Art A sliding seismic isolation device is known in which a sliding bearing is provided between a foundation and a building constructed on the foundation to obtain a seismic isolation effect.
滑り免震装置は、一般的に基礎部に固定される滑り板と建物部の底面に固定される滑り材とで構成されている。そして、地震時には、滑り材が滑り板の上を滑ることにより、建物部が水平移動する。これにより、基礎部から建物部に伝達される水平力が低減されると共に建物部の周期が長周期化され、建物部に発生する地震力が抑制される。 A sliding seismic isolation device is generally composed of a sliding plate fixed to a foundation and a sliding material fixed to the bottom of a building. And at the time of an earthquake, a sliding part slides on a sliding board, and a building part moves horizontally. Thereby, the horizontal force transmitted from the foundation part to the building part is reduced, the period of the building part is lengthened, and the seismic force generated in the building part is suppressed.
特許文献1には、スライダーと対面接触する滑り面とで構成される滑り型免震支承において、中央から水平方向の周縁部に向って3領域以上に区分した複数の滑り面材料で構成し、中央から数えて2番目の第2領域の摩擦係数を最も低く設定することで、設計対象とする地震動には高い免震効果(応答加速度低減効果)を提供しながら、且つ想定以上の強い地震動に対しても安全性を確保することができる免震装置が提案されている(特許文献1を参照)。
In
また、Earthquake Protection Systems, Inc.(EPS)は、上下が曲面で構成された滑り面の間に曲面で構成された凹面を持つ二つのスライダーを上下に対向して配置し、その間に振子をかませ、中央から周縁部に向かって四段階のストッパー機能を有する滑り免震装置を提案している(非特許文献1を参照)。 In addition, Earthquake Protection Systems, Inc. (EPS) arranges two sliders with concave surfaces made up of curved surfaces between sliding surfaces that are made up of curved surfaces, with a pendulum placed between them. However, a sliding seismic isolation device having a four-stage stopper function from the center toward the peripheral edge has been proposed (see Non-Patent Document 1).
ここで、低コストで効果的に免震効果を得ることができる免震装置が望まれている。
本発明は、低コストで効果的に免震効果を得ることが目的である。
Here, a seismic isolation device that can effectively obtain a seismic isolation effect at low cost is desired.
An object of the present invention is to obtain a seismic isolation effect effectively at a low cost.
請求項1の発明は、下部構造部の上に設けられた下側ハウジングと、前記下側ハウジングの上に配置され、上部構造部の下に設けられた上側ハウジングと、前記下側ハウジングの上面に形成され、水平方向一方側から他方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面と水平方向他方側から一方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面とを有する下側傾斜面部と、前記上側ハウジングの下面に形成され、前記水平方向一方側から他方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面と前記水平方向他方側から一方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面とを有する上側傾斜面部と、前記下側ハウジングと前記上側ハウジングとの間に配置され、前記下側ハウジングの前記下側傾斜面部の傾斜面と前記上側ハウジングの前記上側傾斜面部の傾斜面とに当接して前記上部構造部の荷重を支持し、前記下側傾斜面部の傾斜面と前記上側傾斜面部の傾斜面とに沿って移動することで、前記下側ハウジングと前記上側ハウジングとに対して左右方向に相対移動可能に構成されたスライダーと、を有し、前記下側ハウジングの前記下側傾斜面部の傾斜面に沿って前記スライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、前記上側ハウジングの前記上側傾斜面部の傾斜面に沿って前記スライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、が異なるように設定されている。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a lower housing provided on the lower structural portion, an upper housing disposed on the lower housing and provided below the upper structural portion, and an upper surface of the lower housing. A lower inclined surface portion having an inclined surface that is inclined upward from one side in the horizontal direction toward the other side and an inclined surface that is inclined upward from the other side in the horizontal direction to the one side, and the upper side An upper inclined surface portion formed on the lower surface of the housing and having an inclined surface that is inclined upward from one side in the horizontal direction to the other side and an inclined surface that is inclined upward from the other side in the horizontal direction to the one side And the upper housing is disposed between the lower housing and the upper housing and is in contact with an inclined surface of the lower inclined surface portion of the lower housing and an inclined surface of the upper inclined surface portion of the upper housing. Supports the load of the structure, and moves along the inclined surface of the lower inclined surface portion and the inclined surface of the upper inclined surface portion, thereby moving relative to the lower housing and the upper housing in the left-right direction. A slider configured to be able to move, and a resistance force that the slider relatively moves in the left-right direction along the inclined surface of the lower inclined surface portion of the lower housing, and the upper inclined surface portion of the upper housing. It is set so that the resistance force that the slider relatively moves in the left-right direction along the inclined surface is different.
したがって、下側傾斜ハウジング及び上側ハウジングに対してスライダーが左右方向に相対移動することで免震効果を発揮すると共に、スライダーが左右方向に相対移動する抵抗力を異ならせることで、幅広い地震動に対して効果的に免震効果を発揮する。そして、傾斜面を形成することは、例えば、湾曲面を形成することよりも、容易とされている。よって、低コストで効果的に免震効果が得られる。 Therefore, the slider moves in the left and right direction relative to the lower inclined housing and the upper housing, and provides a seismic isolation effect. Effectively demonstrates the seismic isolation effect. Then, it is easier to form the inclined surface than to form a curved surface, for example. Therefore, the seismic isolation effect can be obtained effectively at low cost.
請求項2の発明は、前記下側ハウジングと前記上側ハウジングとを接近させる方向に圧縮力を付与する圧縮力付与手段を有する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided compression force applying means for applying a compression force in a direction in which the lower housing and the upper housing are brought close to each other.
したがって、下側ハウジングの下側傾斜面部及び上側ハウジングの上側傾斜面部に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力が大きくなり、この結果、エネルギー吸収効果が大きくなる。 Therefore, the resistance force that the slider relatively moves in the left-right direction along the lower inclined surface portion of the lower housing and the upper inclined surface portion of the upper housing is increased, and as a result, the energy absorption effect is increased.
請求項3の発明は、前記下側ハウジングの前記下側傾斜面部及び前記上側ハウジングの前記側傾斜面部は、水平方向一方側から他方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面と水平方向他方側から一方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面とを、それぞれ二つ以上を有する。 According to a third aspect of the present invention, the lower inclined surface portion of the lower housing and the side inclined surface portion of the upper housing are inclined surfaces that are inclined upward from one horizontal side to the other side and the other horizontal side. There are two or more inclined surfaces that are inclined upward from one side to the other.
したがって、スライダーと下側ハウジング及び上側ハウジングとが相対移動した状態であっても、スライダーは下側ハウジング及び上側ハウジングと二つ以上の傾斜面で当接する。よって、スライダーと下側ハウジング及び上側ハウジングとが相対移動した状態であっても、上側ハウジングが傾くような力が発生しない。 Therefore, even when the slider, the lower housing, and the upper housing are relatively moved, the slider contacts the lower housing and the upper housing at two or more inclined surfaces. Therefore, even if the slider, the lower housing, and the upper housing are relatively moved, a force that tilts the upper housing is not generated.
請求項4の発明は、前記下側ハウジングの上面と前記上側ハウジングの下面とが同形状となるように、前記下側傾斜面部と前記上側傾斜面部が構成されている。 According to a fourth aspect of the present invention, the lower inclined surface portion and the upper inclined surface portion are configured so that the upper surface of the lower housing and the lower surface of the upper housing have the same shape.
したがって、下側ハウジングの上面と上側ハウジングの下面とが同形状であるので、例えば、下側ハウジングの上面と上側ハウジングの下面とを同じ型で型成形することができる。よって、下側ハウジングの上面の形状と上側ハウジングの下面の形状が異なる構成と比較し、下側ハウジングと上側ハウジングとを低コストで製造することができる。 Therefore, since the upper surface of the lower housing and the lower surface of the upper housing have the same shape, for example, the upper surface of the lower housing and the lower surface of the upper housing can be molded with the same mold. Therefore, the lower housing and the upper housing can be manufactured at a lower cost than a configuration in which the shape of the upper surface of the lower housing and the shape of the lower surface of the upper housing are different.
本発明によれば、本構成を有しない構造と比較し、低コストで効果的に免震効果を得ることができる。 According to the present invention, the seismic isolation effect can be effectively obtained at low cost as compared with a structure not having this configuration.
<第一実施形態>
図1〜図3を用いて、本発明の第一実施形態に係る免震装置について説明する。なお、矢印Z方向が鉛直方向を示し、Z方向から見る場合を平面視とする。更にZ方向と直交する方向から見る場合を正面視とする。また、図1における矢印R方向が右方向であり水平方向一方側とし、図1における矢印L方向が左方向であり水平方向他方側とする。なお、図1の想像線で示すPC鋼棒50は第三実施形態での説明に用いる。
<First embodiment>
The seismic isolation apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3. The arrow Z direction indicates the vertical direction, and the case of viewing from the Z direction is a plan view. Furthermore, the case where it sees from the direction orthogonal to a Z direction is set as front view. Further, the arrow R direction in FIG. 1 is the right direction and is one side in the horizontal direction, and the arrow L direction in FIG. 1 is the left direction and is the other side in the horizontal direction. In addition, the
図1に示すように、構造物10は、下部構造部12と、下部構造部12の上に構築された上部構造部14と、を備えている。なお、本実施形態においては、下部構造部12は地表から掘り下げられた地盤上に構築された基礎部とされ、上部構造部14は基礎部の上に構築された建物部とされている。そして、下部構造部12と上部構造部14と間に本実施形態の免震装置100が設けられている。つまり、本実施形態においては、構造物10は、基礎免震構造で構築された免震構造物とされている。
As shown in FIG. 1, the
図1と図2とに示すように、免震装置100は、下部構造部12の上に設けられた下側ハウジング120と、下側ハウジング120の上に配置され上部構造部14の下に設けられた上側ハウジング140と、を有している。そして、下側ハウジング120と上側ハウジング140との間にスライダー180が挟まれている。また、本実施形態では、図2に示すように、下側ハウジング120及びスライダー180は鉛直方向に所定の厚みを持ち、平面視において円形状とされている。また、図示は省略されているが、上側ハウジング140も鉛直方向に所定の厚みを持ち、平面視において円形状とされている。なお、下側ハウジング120の下面と上側ハウジング140の上面には、それぞれ下側ハウジング120及び上側ハウジングよりも大径の円形板状のフランジ部122、142が、それぞれ設けられている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
本実施形態においては、図1に示すように、下側ハウジング120と上側ハウジング140との左右方向の両端部は、左右方向の内側(中心側)を開口側として配置された略U字形状のU型鋼ダンパー110で連結されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, both end portions in the left-right direction of the
図1と図2(C)に示すように、下側ハウジング120の上面120Aは下側に凹んだ凹形状とされている。また、図1に示すように、上側ハウジング140の下面140Aは上側に凹んだ凹形状とされている(図2(C)を上下逆にしたような形状)。
As shown in FIGS. 1 and 2C, the
図1に示すように、下側ハウジング120の上面120Aの凹状部分は、所定の垂直断面が水平方向一方側(矢印R方向)から他方側(矢印L方向)へ向かって上り勾配とされた傾斜面132A,132Bと水平方向他方側(矢印L方向)から一方側(矢印R方向)へ向かって上り勾配とされた傾斜面134A,134Bとを有する下側傾斜面部130が形成されている。なお、傾斜面132A,132Bと傾斜面134A,134Bとは水平に対する角度(勾配)は同角度とされている。
As shown in FIG. 1, the concave portion of the
図1に示すように、上側ハウジング140の下面140Aの凹状部分は、所定の垂直断面が水平方向一方側(矢印L方向)から他方側(矢印R方向)へ向かって上り勾配とされた傾斜面152A、152Bと水平方向他方側(矢印R方向)から一方側(矢印L方向)へ向かって上り勾配とされた傾斜面154A,154Bとを有する上側傾斜面部150が形成されている。なお、傾斜面152A,152Bと傾斜面154A,154Bとは水平に対する角度(勾配)は同角度とされている。
As shown in FIG. 1, the concave portion of the
このように、下側ハウジング120の下側傾斜面部130の垂直断面の形状はW字形状とされ、上側ハウジング140の上側傾斜面部150の垂直断面の形状はM字形状とされている。
Thus, the shape of the vertical cross section of the lower
本実施形態においては、下側ハウジング120の傾斜面132,134の角度よりも、上側ハウジング140の傾斜面152、154の角度の方が大きい。
なお、ここで言う「角度」とは水平に対する各傾斜面の上り勾配の傾斜角度を意味する。或いは、水平に対する各傾斜面の鋭角の角度を意味する。例えば、傾斜面132と傾斜面134とでは上り勾配となる方向は異なるが同角度とされる。
In the present embodiment, the angles of the
The “angle” here refers to the inclination angle of the upward gradient of each inclined surface with respect to the horizontal. Alternatively, it means an acute angle of each inclined surface with respect to the horizontal. For example, the
ここで、下側ハウジング120及び上側ハウジング140は、鉛直方向に厚みを持った平面視円形状とされている。そして、本実施形態では、所定の垂直断面とは、円中心を通る垂直断面とされている。なお、本実施形態では、円中心を通る所定の垂直断面は、全て同じ形状となる。
Here, the
下側傾斜面部130の傾斜面132、134及び上側傾斜面部150の傾斜面152、154は、図1に示す垂直断面では直線又は略直線であるが、水平断面では円形となる。
よって、図2(C)に示すように、左右方向外側に配置された傾斜面134A及び傾斜面132Bは一つの傾斜面135を構成し、左右方向内側に配置された傾斜面132A及び傾斜面134Bは一つの傾斜面133を構成する。
同様に、左右方向外側に配置された傾斜面154A及び傾斜面152Bは一つの傾斜面155を構成し、左右方向内側に配置された傾斜面152A及び傾斜面154Bは一つの傾斜面153を構成する。
The
Therefore, as shown in FIG. 2C, the
Similarly, the
また、前述したU型鋼ダンパー110は、図1の左右方向の端部以外の部位も適宜設けられ、下側ハウジング120と上側ハウジング140とを連結する。
Further, the
図1と図2とに示すように、下側ハウジング120と上側ハウジング140との間に配置されるスライダー180の下面及び上面の形状は、下側ハウジング120の下側傾斜面部130(傾斜面132、134)と上側ハウジングの上側傾斜面部150(傾斜面152、154)とに当接する傾斜面部182、184が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shape of the lower surface and the upper surface of the
つまり、スライダー180の上下の傾斜面部182、184が下側ハウジング120の下側傾斜面部130と上側ハウジング140の上側傾斜面部150とに当接して、上部構造部14の荷重を支持する(図1、図3(A)参照)。
That is, the upper and lower
そして、図3に示すように、スライダー180が下側傾斜面部130の傾斜面132、134と上側傾斜面部150の傾斜面152、154とに沿って移動することで、下側ハウジング120と上側ハウジング140とが左右方向に相対移動可能に構成されている(図3の詳しい説明は後述する)。
3, the
本実施形態では、このような相対移動において、前述したように下側ハウジング120の傾斜面132、134の角度よりも、上側ハウジング140の傾斜面152、154の角度の方が大きいので、下側ハウジング120の下側傾斜面部130の傾斜面132、134に沿ってスライダー180が左右方向に相対移動する抵抗力よりも、上側ハウジング140の上側傾斜面部150の傾斜面152、154に沿ってスライダー180が左右方向に相対移動する抵抗力の方が大きくなる。
In this embodiment, in such relative movement, the angle of the
なお、本実施形態においては、傾斜面132、134とスライダー180の傾斜面部182と、傾斜面152、154とスライダー180の傾斜面部184と、では摩擦抵抗(摩擦係数及び接触面積)が略同じ値となるように構成されている。つまり、本実施形態においては、スライダー180が左右方向に相対移動する抵抗力の大きさの差は、傾斜面の角度によってのみ、決定されている。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、傾斜面の表面にはスライダーを滑りやすくするために、つまり、摩擦係数が小さくなるように、PTFEなどの滑材層が、コーティング等によって設けられている。 In the present embodiment, a lubricant layer such as PTFE is provided on the surface of the inclined surface by coating or the like in order to make the slider easy to slide, that is, to reduce the friction coefficient.
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
図1と図3とに示すように、本実施形態の免震装置100は、構造物10を構成する下部構造部12と上部構造部14との間に設けられ、スライダー180が下側ハウジング120の下側傾斜面部130の傾斜面132、134と上側ハウジング140の上側傾斜面部150の傾斜面152、154とに当接することで、上部構造部14を鉛直方向に支持しつつ、下部構造部12に対して左右方向に抵抗力を伴って相対移動可能に支持する。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 3, the
そして、地震時においては、下側ハウジング120と上側ハウジング140とが互いに左右方向に相対移動することによって免震効果を発揮する。つまり、上部構造部14(本実施形態では建物部)が左右方向に移動することより、下部構造部12(本実施形態では基礎部)から上部構造部14に伝達される水平力が低減されると共に、上部構造部14の周期が長周期化され、上部構造部14に発生する地震力が抑制される。
In the event of an earthquake, the
本実施形態では、上述したように、下側ハウジング120の傾斜面132、134の角度よりも、上側ハウジング140の傾斜面152、154の角度の方を大きく設定することで、下側ハウジング120の下側傾斜面部130の傾斜面132、134に沿ってスライダー180が左右方向に相対移動する抵抗力よりも、上側ハウジング140の上側傾斜面部150の傾斜面152、154に沿ってスライダー180が左右方向に相対移動する抵抗力の方が大きくなるように設定されている。
In the present embodiment, as described above, the angle of the
よって、図3(B)に示すように、地震動が所定値以下の場合は、下側ハウジング120とスライダー180とが左右方向に相対移動することで、免震効果を発揮する。このとき、上側ハウジング140とスライダー180とは相対移動しない。
Therefore, as shown in FIG. 3B, when the seismic motion is less than or equal to a predetermined value, the
図3(C)に示すように、地震動が所定値よりも大きい場合は、下側ハウジング120とスライダー180との左右方向の相対移動に加え、上側ハウジング140がスライダー180に対して左右方向に相対移動することで免震効果を発揮する。
As shown in FIG. 3C, when the earthquake motion is larger than a predetermined value, in addition to the relative movement of the
なお、図11は、傾斜面(すべり界面)の角度(α)、摩擦係数(μ)、水平力H、及び軸力Gの関係を示すグラフである。そして、免震装置100を構成する下側ハウジング120に対して沿ってスライダー180が左右方向に相対移動し、上側ハウジング140に対してスライダー180が左右方向に相対移動するための条件は、下記の式を満足する必要がある。
H/G≧(tanα+μ)/(1−μtanα)
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the angle (α) of the inclined surface (slip interface), the friction coefficient (μ), the horizontal force H, and the axial force G. The conditions for the
H / G ≧ (tan α + μ) / (1−μ tan α)
なお、スライダー180が左右方向に相対移動する際の抵抗力がエネルギーを吸収し振動を減衰させる減衰力となる。
また、スライダー180は傾斜面132、134、152、154に沿って移動するので、下側ハウジング120が上側ハウジング140に対して左右方向に相対移動すると、上側ハウジング140は下側ハウジング120に対して水平方向に加え鉛直方向にも移動する。よって、上部構造部14の鉛直方向の移動によるエネルギー吸収効果もが得られる。
更に、本実施形態においては、下側ハウジング120と上側ハウジング140とが水平方向の相対移動に伴って、U型鋼ダンパー110が変形することによっても、振動エネルギーが吸収され、振動が減衰する。
The resistance force when the
Further, since the
Furthermore, in the present embodiment, vibration energy is absorbed and vibration is attenuated also when the
ここで、本実施形態のように左右方向の抵抗力が二段階となっていない滑り免震装置の場合、つまり、抵抗力が一段階の滑り免震装置の場合、抵抗力を小さくすると免震効果は高いものの、地震動が大きい場合に大きな変位が発生する。よって、この大きな変位に対応する上下のハウジングの移動量を確保する必要がある。また、移動量が確保されない場合は、免震効果に限界が生じる。逆に、抵抗力を大きくすると小さな地震動では十分な免震効果が得られなくなる。 Here, in the case of a sliding seismic isolation device that does not have two-stage resistance in the left-right direction as in this embodiment, that is, in the case of a sliding seismic isolation device that has one level of resistance, the seismic isolation is reduced by reducing the resistance. Although the effect is high, large displacement occurs when the ground motion is large. Therefore, it is necessary to ensure the amount of movement of the upper and lower housings corresponding to this large displacement. In addition, if the amount of movement is not secured, the seismic isolation effect is limited. Conversely, if the resistance force is increased, a sufficient seismic isolation effect cannot be obtained with small earthquake motions.
これに対して、本実施形態の免震装置100は、左右方向の抵抗力が二段階となっているので、幅広い大きさの地震動に対して、効果的に免震効果を発揮する。
例えば、前述した所定値を設計対象(想定)とする地震動とすると、設計対象とする地震動には高い免震効果(応答加速度低減効果)を発揮しながら、且つ設計対象(想定)以上の強い地震動に対しても安全性を確保することができる。
したがって、本実施形態の免震装置100は、幅広い地震動の大きさに対応可能である。
On the other hand, since the
For example, if the above-mentioned predetermined ground motion is a design target (assumed), the seismic motion targeted for design exhibits a high seismic isolation effect (response acceleration reduction effect) and a strong ground motion that is greater than the design target (assumed). Can also ensure safety.
Therefore, the
また、下側ハウジング120の下側傾斜面部130及び上側ハウジング140の上側傾斜面部150、更に本実施形態においてはスライダー180の傾斜面部182、184、も、垂直断面において直線状である(図1参照)。このように直線状の傾斜面を形成することは、湾曲面を形成することよりも、容易とされている。
Further, the lower
したがって、本実施形態の免震装置100は、低コストで幅広い地震動の大きさに対応可能な免震効果を発揮する。
Therefore, the
また、図3(B)に示すように、下側ハウジング120とスライダー180とが左右方向に相対移動しても、矢印G2で示すように二箇所の傾斜面で支持するので、上側ハウジング140が傾くような力が発生しない。更に図3(C)に示すように、上側ハウジング140とスライダー180とが相対移動しても、矢印G1で示すように二箇所の傾斜面で支持するので、上側ハウジング140が傾くような力が発生しない。よって、バランスが良い構成となっている。
Further, as shown in FIG. 3B, even if the
<第二実施形態>
つぎに、図4を用いて、本発明の第二実施形態に係る免震装置について説明する。なお、第一実施形態同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Second embodiment>
Next, the seismic isolation device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、下側ハウジング120は第一実施形態と同じ構造とされている。上側ハウジング240の上側傾斜面部250の傾斜面252、254の角度と、下側ハウジング120の下側傾斜面部130の傾斜面132、134との角度と、は同じ角度とされている。つまり、下側ハウジング120の下側傾斜面部130と上側ハウジング240の上側傾斜面部250とは同じ形状とされている。
In the present embodiment, the
スライダー280の上面の形状は、上側ハウジング240の上側傾斜面部250の傾斜面252、254に当接する傾斜面部284が形成されている。スライダー280の下面の形状は、上面と同形状の傾斜面部282が形成されている。しかし、傾斜面部282には、傾斜面132に当接する複数の半球状の凸部286と傾斜面134に当接する複数の半球状の凸部288とが形成されている。そして、これら凸部286、288が下側ハウジング120の傾斜面132、134に当接して、支える構成とされている。
The upper surface of the
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、上側ハウジング240の上側傾斜面部250の傾斜面252、254の角度と、下側ハウジング120の下側傾斜面部130の傾斜面132、134との角度と、は同じ角度及び摩擦係数は略同じとされている。しかし、スライダー280の下面には複数の半球状の凸部286、288が形成され、凸部286、288が下側ハウジング120の傾斜面132、134に当接して支える構成とされている。
Next, functions and effects of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the angle of the inclined surfaces 252 and 254 of the upper
よって、上側ハウジング240の傾斜面252、254とスライダー280の上面の傾斜面部284とが接触する接触面積よりも、下側ハウジング120の傾斜面132、134とスライダー280の下面の凸部286、288とが接触する接触面積の方が小さい。これにより、上側ハウジング240の傾斜面252、252とスライダー280の傾斜面部284との摩擦抵抗よりも、下側ハウジング120の傾斜面132、134とスライダー280の下面と凸部286、288との摩擦抵抗の方が小さくなる。
Therefore, the
したがって、下側ハウジング120の下側傾斜面部130の傾斜面132、134に沿ってスライダー280が左右方向に相対移動する抵抗力よりも、上側ハウジング240の上側傾斜面部250の傾斜面252、254に沿ってスライダー280が左右方向に相対移動する抵抗力の方が大きくなる。
Accordingly, the inclined surfaces 252 and 254 of the upper
よって、第一実施形態と同様に、地震動が所定値以下の場合は、下側ハウジング120とスライダー280とが左右方向に相対移動することで免震効果を発揮し(図3(B)参照)、地震動が所定値よりも大きい場合は、更に上側ハウジング240がスライダー280に対して左右方向に相対移動することで免震効果を発揮する(図3(C)参照)。したがって、本実施形態の免震装置200は、幅広い地震動の大きさに対応可能である。
Therefore, as in the first embodiment, when the seismic motion is less than or equal to a predetermined value, the
また、下側ハウジング120の上面120A(下側傾斜面部130)と上側ハウジング240の下面240A(上側傾斜面部250)とが同形状となるように構成されている。よって、例えば、下側ハウジング120の上面120A(下側傾斜面部130)と上側ハウジング240の下面240A(上側傾斜面部250)とを同じ型で型成形することができる。更に、他の構成部位(例えば、厚み)も同形状とすることで、下側ハウジング120と上側ハウジング240とを全く同じ構造とすることができる。つまり、下側ハウジング120を上下逆に配置することで、上側ハウジング240となる。
Further, the
したがって、下側ハウジングの上面の形状と上側ハウジングの下面の形状が異なる構成と比較し、下側ハウジング120と上側ハウジング240とを低コストで製造することができる。
Therefore, the
ここで、第一実施形態では、上側ハウジングの傾斜面の角度と下側ハウジングの傾斜面の角度とを変えることで、下側ハウジングの下側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、上側ハウジングの上側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、が異なるように設定した。 Here, in the first embodiment, by changing the angle of the inclined surface of the upper housing and the angle of the inclined surface of the lower housing, the slider moves in the left-right direction along the inclined surface of the lower inclined surface portion of the lower housing. The resistance force for relative movement and the resistance force for relative movement of the slider in the left-right direction along the inclined surface of the upper inclined surface portion of the upper housing were set to be different.
これに対して、第二実施形態では、上側ハウジングの傾斜面とスライダーの上面とが接触する接触面積と下側ハウジングの傾斜面とスライダーの下面とが接触する接触面とを変えることで、下側ハウジングの下側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、上側ハウジングの上側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、が異なるように設定した。 On the other hand, in the second embodiment, by changing the contact area where the inclined surface of the upper housing and the upper surface of the slider are in contact with each other and the contact surface where the inclined surface of the lower housing and the lower surface of the slider are in contact with each other, A resistance force that the slider relatively moves in the left-right direction along the inclined surface of the lower inclined surface portion of the side housing, and a resistance force that the slider relatively moves in the left-right direction along the inclined surface of the upper inclined surface portion of the upper housing. Set differently.
しかし、これら以外の方法で、抵抗力が異なるように設定してもよい。
例えば、上側ハウジングの傾斜面とスライダーの上面とが接触する摩擦係数と下側ハウジングの傾斜面とスライダーの下面とが接触する摩擦係数とを変えることで、抵抗力が異なるように設定してもよい。或いは、角度、接触面積、及び摩擦係数を、組み合わせることによって、抵抗力が異なるように設定してもよい。
However, the resistance may be set differently by other methods.
For example, by changing the friction coefficient at which the inclined surface of the upper housing and the upper surface of the slider are in contact with the friction coefficient at which the inclined surface of the lower housing is in contact with the lower surface of the slider, the resistance force may be set differently. Good. Or you may set so that resistance may differ by combining an angle, a contact area, and a friction coefficient.
また、第一実施形態及び第二実施形態では、下側ハウジングの下側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力よりも、上側ハウジングの上側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力の方が大きくなるように設定したが、逆でもよい。つまり、下側ハウジングの下側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力よりも、上側ハウジングの上側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力の方が大きくなるように設定してもよい。
更に、左側方向の抵抗力と右側方向の抵抗力とで差を設けてもよい。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the upper housing is more inclined to the inclined surface of the upper housing than the resistance force that the slider relatively moves in the left-right direction along the inclined surface of the lower inclined surface of the lower housing. The resistance force relative to the slider moving in the horizontal direction along the slider is set to be larger, but the reverse is also possible. That is, the resistance that the slider moves relatively in the left-right direction along the inclined surface of the upper inclined surface portion of the upper housing, rather than the resistance force that the slider moves relatively in the left-right direction along the inclined surface of the lower inclined surface portion of the lower housing. It may be set so that the force becomes larger.
Furthermore, a difference may be provided between the resistance force in the left direction and the resistance force in the right direction.
なお、以降の実施形態では、第一実施形態と同様に、下側ハウジングの傾斜面の角度よりも、上側ハウジングの傾斜面の角度の方が大きくし、下側ハウジングの下側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力よりも、上側ハウジングの上側傾斜面部の傾斜面に沿ってスライダーが左右方向に相対移動する抵抗力の方が大きくなるように設定した例で説明する。 In the following embodiments, similarly to the first embodiment, the angle of the inclined surface of the upper housing is larger than the angle of the inclined surface of the lower housing, and the inclination of the lower inclined surface portion of the lower housing is increased. In this example, the slider is set so that the relative resistance in the horizontal direction along the inclined surface of the upper inclined surface of the upper housing is greater than the resistance in which the slider moves in the horizontal direction along the surface. explain.
<第三実施形態>
つぎに、図5及び図6を用いて、本発明の第三実施形態に係る免震装置について説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Third embodiment>
Next, the seismic isolation device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st embodiment and 2nd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図5に示すように、本実施形態では、下部構造部12と上部構造部14との間に上下方向にプレストレス(圧縮力)を導入することで、免震装置300の下側ハウジング121と上側ハウジング141との間にプレストレス(圧縮力)が導入されている。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, by introducing prestress (compression force) in the vertical direction between the
具体的には、免震装置300の中心部を上下方向に貫通するように配置された緊張材としてのPC鋼棒50に緊張力を付与することによって、下部構造部12と上部構造部14とに間に、すなわち免震装置300の下側ハウジング121と上側ハウジング141との間にプレストレスが導入されている。なお、PC鋼棒50に緊張力を付与することによって、下部構造部12と上部構造部14との間にプレストレスを導入する方法は、既存の方法と同様であるので、説明を省略する。
Specifically, by applying tension to the
図5と図6とに示すように、免震装置300を構成する下側ハウジング121、上側ハウジング141、及びスライダー181の、平面視における円中心部分にPC鋼棒50が上下方向に挿通する貫通孔304、306、308が形成されている。
なお、下側ハウジング121と上側ハウジング141とが水平方向に相対移動しても、PC鋼棒50が貫通孔304、306、308に当らないように、貫通孔304、306、308の直径を設定する。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
The diameters of the through
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
下部構造部12と上部構造部14と間に上下方向にプレストレスを導入することで、免震装置300を構成する下側ハウジング121と上側ハウジング141とが接近する方向にプレストレス(圧縮力)が付与される。これにより、下側ハウジング121の下側傾斜面部130及び上側ハウジング141の上側傾斜面部150に沿ってスライダー181が左右方向に相対移動する抵抗力が大きくなり、この結果、エネルギー吸収効果が大きくなる。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
By introducing prestress between the
また、地震動によって下側ハウジング121と上側ハウジング141とが離れる方向に力が作用しても、下側ハウジング121の下側傾斜面部130及び上側ハウジング141の上側傾斜面部150に沿って、スライダー181が左右方向に相対移動する際の抵抗力が確保される。
Further, even if a force acts in a direction in which the
なお、本実施形態では、免震装置300の中心にPC鋼棒50が挿通される構成であったが、これに限定されない。
In the present embodiment, the
例えば、図7に示す本実施形態の変形例の免震装置301のように、スライダー180の外側に、PC鋼棒50が挿通される構成であってもよい。この場合、下側ハウジング123と上側ハウジング143の水平方向両端部分に貫通孔305、309が形成され、スライダー180には貫通孔は形成されていない。
For example, a configuration in which the
更に、図1に想像線で示すPC鋼棒50のように、免震装置100の外側にPC鋼棒50が配置された構成であってもよい。この場合の免震装置100は、第一実施形態の免震装置100
Furthermore, the structure by which the
なお、図7、図1の例では、PC鋼棒50は左右両側に設けられているが、免震装置に均等にプレストレス(圧縮力)が付与されるように、PC鋼棒50は他の部位にも適宜設けられている。 In the examples of FIGS. 7 and 1, the PC steel bars 50 are provided on both the left and right sides. However, the PC steel bars 50 are provided so that prestress (compression force) is equally applied to the seismic isolation device. This part is also provided as appropriate.
<第四実施形態及び第五実施形態>
つぎに、図8と図9を用いて、本発明の第四実施形態及び第五実施形態に係る免震装置について説明する。なお、第一実施形態〜第三実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Fourth and fifth embodiments>
Next, the seismic isolation device according to the fourth and fifth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st embodiment-3rd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
第一実施形態〜第三実施形態では、左右方向に移動した状態であっても上下共に二つの以上の傾斜面が接触する構成として、上部ハウジングが傾くような力がかからないように構成されていた。 In the first embodiment to the third embodiment, even if it is in a state of moving in the left-right direction, as a configuration in which two or more inclined surfaces are in contact with each other in the upper and lower directions, the upper housing is configured not to be applied with a tilting force. .
これに対して、図8に示す第四実施形態の免震装置400及び図9に示す第五実施形態の免震装置500では、傾斜面132、134、152、154が一つずつで構成されていている。このような構成の場合、左右に移動した状態(図8(B)、図8(C)及び図9(B)、図9(C)を参照)では、スライダーは複数の傾斜面に当接していないので、上部ハウジングが傾く力がかかる。しかし、この傾く力を復元力として積極的に利用してもよい。
On the other hand, in the
<その他の実施形態>
下側ハウジングの下側傾斜面部、上側ハウジングの下側傾斜面部、及びスライダーの形状は、第一実施形態から第五実施形態の形状に限定されない。どのような形状であってもよい。
<Other embodiments>
The shapes of the lower inclined surface portion of the lower housing, the lower inclined surface portion of the upper housing, and the slider are not limited to the shapes of the first to fifth embodiments. Any shape is acceptable.
例えば、図10の(A)に示す免震装置610のように、下側ハウジング612の下側傾斜面部614の垂直断面の形状がM字形状とされ、上側ハウジング616の上側傾斜面部618の垂直断面の形状はW字形状であってもよい。或いは、図10(B)に示す免震装置620のように下側ハウジング622の下側傾斜面部624の垂直断面の形状と上側ハウジング626の上側傾斜面部628の垂直断面の形状との両方がM字形状であってもよい。更に、図10(C)に示す免震装置630のように下側ハウジング632の下側傾斜面部634の垂直断面の形状と上側ハウジング636の上側傾斜面部638の垂直断面の形状との両方がW字形状であってもよい。
For example, as in the
更に、平面視円形状以外の構造であってもよい。例えば、平面視矩形状とされ、所定の左右方向にのみ免震効果が得られる構造であってもよい。 Furthermore, a structure other than a circular shape in plan view may be used. For example, the structure may be a rectangular shape in plan view, and a seismic isolation effect can be obtained only in a predetermined left-right direction.
また、上記実施形態では、本発明が適用された免震装置は基礎免震構造に適用したが、これに限定されない。中間免震構造や免震架台に適用してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the seismic isolation apparatus to which this invention was applied was applied to the basic seismic isolation structure, it is not limited to this. You may apply to an intermediate seismic isolation structure and a base isolation frame.
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない The present invention is not limited to the above embodiment. Needless to say, the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.
10 構造物
12 下部構造部
14 上部構造部
50 PC鋼棒(圧縮力付与手段)
100 免震装置
120 下側ハウジング
120A 上面
121 下側ハウジング
123 下側ハウジング
130 下側傾斜面部
132 傾斜面
133 傾斜面
134 傾斜面
135 傾斜面
140 上側ハウジング
140A 下面
141 上側ハウジング
143 上側ハウジング
150 上側傾斜面部
152 傾斜面
153 傾斜面
154 傾斜面
155 傾斜面
180 スライダー
181 スライダー
200 免震装置
240A 下面
240 上側ハウジング
250 上側傾斜面部
252 傾斜面
254 傾斜面
280 スライダー
300 免震装置
301 免震装置
400 免震装置
500 免震装置
610 免震装置
612 下側ハウジング
614 下側傾斜面部
616 上側ハウジング
618 上側傾斜面部
620 免震装置
622 下側ハウジング
624 下側傾斜面部
626 上側ハウジング
628 上側傾斜面部
630 免震装置
632 下側ハウジング
634 下側傾斜面部
636 上側ハウジング
638 上側傾斜面部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記下側ハウジングの上に配置され、上部構造部の下に設けられた上側ハウジングと、
前記下側ハウジングの上面に形成され、水平方向一方側から他方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面と水平方向他方側から一方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面とを有する下側傾斜面部と、
前記上側ハウジングの下面に形成され、前記水平方向一方側から他方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面と前記水平方向他方側から一方側へ向かって上り勾配とされた傾斜面とを有する上側傾斜面部と、
前記下側ハウジングと前記上側ハウジングとの間に配置され、前記下側ハウジングの前記下側傾斜面部の傾斜面と前記上側ハウジングの前記上側傾斜面部の傾斜面とに当接して前記上部構造部の荷重を支持し、前記下側傾斜面部の傾斜面と前記上側傾斜面部の傾斜面とに沿って移動することで、前記下側ハウジングと前記上側ハウジングとに対して左右方向に相対移動可能に構成されたスライダーと、
を有し、
前記下側ハウジングの前記下側傾斜面部の傾斜面に沿って前記スライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、前記上側ハウジングの前記上側傾斜面部の傾斜面に沿って前記スライダーが左右方向に相対移動する抵抗力と、が異なるように設定されている免震装置。 A lower housing provided on the lower structure,
An upper housing disposed on the lower housing and provided below the upper structure;
A lower side formed on the upper surface of the lower housing and having an inclined surface that is inclined upward from one side in the horizontal direction to the other side and an inclined surface that is inclined upward from the other side in the horizontal direction to the one side An inclined surface,
An upper side formed on a lower surface of the upper housing and having an inclined surface that is inclined upward from one side in the horizontal direction to the other side and an inclined surface that is inclined upward from the other side in the horizontal direction to the one side An inclined surface,
The upper housing is disposed between the lower housing and the upper housing and abuts against an inclined surface of the lower inclined surface portion of the lower housing and an inclined surface of the upper inclined surface portion of the upper housing. A load is supported, and is configured to be movable relative to the lower housing and the upper housing in the left-right direction by moving along the inclined surface of the lower inclined surface portion and the inclined surface of the upper inclined surface portion. A slider,
Have
The slider is relatively moved in the left-right direction along the inclined surface of the lower inclined surface portion of the lower housing, and the slider is relatively moved in the left-right direction along the inclined surface of the upper inclined surface portion of the upper housing. Seismic isolation devices that are set so that the resistance to move is different.
請求項1に記載の免震装置。 A compression force applying means for applying a compression force in a direction in which the lower housing and the upper housing are brought close to each other;
The seismic isolation device according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の免震装置。 The lower inclined surface portion of the lower housing and the side inclined surface portion of the upper housing are inclined surfaces that are inclined upward from one side in the horizontal direction to the other side and rise from the other side in the horizontal direction to the one side. Each having two or more sloped surfaces,
The seismic isolation device according to claim 1 or claim 2.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の免震装置。 The lower inclined surface portion and the upper inclined surface portion are configured such that the upper surface of the lower housing and the lower surface of the upper housing have the same shape.
The seismic isolation apparatus of any one of Claims 1-3.
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Cited By (1)
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JP6349472B1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-06-27 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | Slider for sliding seismic isolation device and sliding seismic isolation device |
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2010
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