JP2012202549A - Base isolation structure - Google Patents

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Susumu Tsukada
将 塚田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base isolation structure that can appropriately obtain a base isolation effect even when the weight of a body to be supported is changed.SOLUTION: The base isolation structure 10 includes: a first laminated rubber body 12 whose one end in a laminating direction is fixed to a base part 54 and other end in the laminating direction is fixed to the body to be supported; a second laminated rubber body 20 arranged separately from the first laminated rubber body in parallel, whose one end in the laminating direction is fixed to one of the base part 54 and the body to be supported and other end in the laminating direction is arranged separately from the other one of the base part 54 and the body to be supported; and an elastic body 30 arranged between the other of the base part 54 and the body to be supported and the other end of the second laminated rubber body 20 while being abutted on both of them, and has a spring constant lower than that of the first laminated rubber body 12 and the second laminated rubber body 20.

Description

本発明は、免震構造体に関するものである。   The present invention relates to a seismic isolation structure.

地震等の振動から建築物、構造物を保護するため、従来から免震構造体が用いられている。例えば、免震構造体として、弾性板と金属板を相互に積層した積層体で構造物を支持するものが知られている。このような免震構造体では、主に弾性板のせん断変形により、水平方向の振動が免震されている(例えば、特許文献1〜3参照)。   Conventionally, seismic isolation structures have been used to protect buildings and structures from vibrations such as earthquakes. For example, as a seismic isolation structure, a structure in which a structure is supported by a laminated body in which an elastic plate and a metal plate are laminated together is known. In such a seismic isolation structure, horizontal vibration is isolated mainly by shear deformation of the elastic plate (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

ところで、免震装置の免震特性は、支持する構造体の重量によって変化するため、支持の対象となる被支持体から受ける荷重を考慮して、所定の免震特性が得られるように設計されている。   By the way, since the seismic isolation characteristics of the seismic isolation device change depending on the weight of the structure to be supported, it is designed to obtain the predetermined seismic isolation characteristics in consideration of the load received from the supported target. ing.

しかしながら、支持の対象となる被支持体の重量が変化する場合、例えば、タンクや貯水槽などの内容物の量によって重量の変化する被支持体では、免震特性を維持することが難しく、所望の免震効果を得ることが難しかった。 However, when the weight of the support to be supported changes, for example, it is difficult to maintain the seismic isolation characteristics in a supported body whose weight changes depending on the amount of contents such as a tank or a water tank. It was difficult to obtain the seismic isolation effect.

また、特許文献4には、積層ゴムの水平変形によって積層ゴムの剛性を変化させる積層ゴム支承について記載されている。しかしながら、特許文献4の積層ゴム支承では、中央の第1積層ゴムの水平変形が一定量以上なければ、外周の第2積層ゴム、第3積層ゴムには、水平力が作用しない構成となっている。したがって、被支持体の重量が変化すると免震特性が変化してしまい、所望の免震効果を得ることが難しかった。 Patent Document 4 describes a laminated rubber bearing that changes the rigidity of the laminated rubber by horizontal deformation of the laminated rubber. However, the laminated rubber support of Patent Document 4 has a configuration in which a horizontal force does not act on the second laminated rubber and the third laminated rubber on the outer periphery unless the horizontal deformation of the central first laminated rubber exceeds a certain amount. Yes. Therefore, if the weight of the supported body changes, the seismic isolation characteristics change, and it is difficult to obtain a desired seismic isolation effect.

特開2003−147993JP2003-147993A 特表2006−514181Special table 2006-514181 登録実用新案312118Registered utility model 312118 特開平2−16230JP-A-2-16230

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、支持の対象となる被支持体の重量変化があっても適切に免震効果を得ることの可能な免震構造体を提供することを目的とする。   The object of the present invention has been made in consideration of the above facts, and is to provide a seismic isolation structure capable of obtaining an appropriate seismic isolation effect even if there is a change in the weight of the supported target to be supported. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、請求項1に係る免震構造体は、弾性板と金属板とが交互に積層され、積層方向の一端が基部に固定され、前記積層方向の他端が被支持体に固定される第1積層ゴム体と、前記第1積層ゴムと離間して並列に配置され、弾性板と金属板とが前記積層方向と同方向に交互に積層され、前記積層方向の一端が基部または被支持体の一方に固定され、他端が前記基部または被支持体の他方と離間して配置された第2積層ゴム体と、基部または被支持体の他方と前記第2積層ゴム体の他端の間に両者に当接しつつ配置され、前記第1積層ゴム体及び前記第2積層ゴム体よりもばね定数の低い弾性体と、を備えている。   In order to achieve the above object, the seismic isolation structure according to claim 1 is configured such that elastic plates and metal plates are alternately laminated, one end in the laminating direction is fixed to the base, and the other end in the laminating direction is supported. A first laminated rubber body fixed to the first laminated rubber body and spaced apart from the first laminated rubber and arranged in parallel, and elastic plates and metal plates are alternately laminated in the same direction as the lamination direction, and one end of the lamination direction is A second laminated rubber body fixed to one of the base or the supported body and having the other end spaced apart from the other of the base or the supported body; the other of the base or the supported body and the second laminated rubber body And an elastic body having a spring constant lower than that of the first laminated rubber body and the second laminated rubber body.

請求項1の免震構造体では、第1積層ゴム体は、一端が基部に固定され、他端が被支持体に固定されている。また、第2積層ゴム体は、積層方向の一端が基部または被支持体に固定され、他端が基部または被支持体の他方と離間して配置されている。ここで、被支持体とは、免震構造体によって支持される構造物を意味している。また、基部は、免震構造体が設置される土台、基礎を意味している。ここでの固定は、直接的な固定でもよいし、取付プレートなどの他の部材を介しての間接的な固定でもよい。   In the seismic isolation structure according to claim 1, one end of the first laminated rubber body is fixed to the base, and the other end is fixed to the supported body. The second laminated rubber body is arranged such that one end in the laminating direction is fixed to the base or the supported body and the other end is separated from the other of the base or the supported body. Here, the to-be-supported body means the structure supported by the seismic isolation structure. The base means the foundation and foundation on which the seismic isolation structure is installed. The fixing here may be direct fixing or indirect fixing via another member such as a mounting plate.

第2積層ゴム体の他端と基部または被支持体の他方との間には、弾性体が配置されている。弾性体は、第2積層ゴム体及び被支持体に当接され、ばね定数が第1積層ゴム体及び前記第2積層ゴム体よりも低くなっている。   An elastic body is disposed between the other end of the second laminated rubber body and the base or the other of the supported body. The elastic body is in contact with the second laminated rubber body and the supported body, and the spring constant is lower than that of the first laminated rubber body and the second laminated rubber body.

被支持体からの荷重が比較的小さく、弾性体の圧縮量が小さい場合には、被支持体と基部水平方向の相対移動によって、主として、第1積層ゴム体及び弾性体がせん断変形し、免震効果を発揮する。被支持体からの荷重が大きくなるに従って、荷重に応じて第2積層ゴム体にせん断力が伝わり、第2積層ゴム体もせん断変形する。   When the load from the supported body is relatively small and the amount of compression of the elastic body is small, the first laminated rubber body and the elastic body mainly undergo shear deformation due to the relative movement in the horizontal direction of the supported body and the base, so that Demonstrate the seismic effect. As the load from the supported body increases, a shearing force is transmitted to the second laminated rubber body in accordance with the load, and the second laminated rubber body also undergoes shear deformation.

被支持体からの荷重が比較的大きく弾性体の圧縮量が大きい場合には、被支持体と基部水平方向の相対移動によって、第1積層ゴム体及び第2積層ゴム体の双方がせん断変形し、免震効果を発揮する。   When the load from the supported body is relatively large and the amount of compression of the elastic body is large, both the first laminated rubber body and the second laminated rubber body undergo shear deformation due to relative movement of the supported body and the base in the horizontal direction. , Demonstrates seismic isolation effect.

ここで、免震構造体の免震特性を考えると、免震周期T、被支持体からの荷重m、及び、積層ゴム体の水平方向のバネ定数kの関係は、式(1)のようになる。 Here, considering the seismic isolation characteristics of the seismic isolation structure, seismic isolation period T, the load m from the supported body, and the relationship between the horizontal direction of the spring constant k h of the laminated rubber body, of formula (1) It becomes like this.

Figure 2012202549
Figure 2012202549

したがって、荷重mが変化する場合、所望の免震周期Tを確保するためには、被支持体からの荷重mの増加と共に積層ゴム体の水平方向のバネ定数kを高くすればよい。 Therefore, when a load m is changed, in order to ensure the desired seismic isolation period T may be increased in the horizontal direction of the spring constant k h of the laminated rubber body with increasing load m from the supported body.

請求項1の免震構造体によれば、前述のように、被支持体からの荷重が大きくなるに従って、第2積層ゴム体へ伝わるせん断力が大きくなるので、免震構造体全体の水平方向のばね定数は大きくなる。したがって、免震構造体の水平方向のばね定数が一定の場合と比較して、免震特性を維持することができる。   According to the seismic isolation structure of claim 1, as described above, the shearing force transmitted to the second laminated rubber body increases as the load from the supported body increases. The spring constant of increases. Therefore, the seismic isolation characteristic can be maintained as compared with the case where the horizontal spring constant of the seismic isolation structure is constant.

請求項2に係る免震構造体は、前記第2積層ゴム体が、前記第1積層ゴム体の外周を囲むように配置されていること、を特徴とする。   The seismic isolation structure according to claim 2 is characterized in that the second laminated rubber body is disposed so as to surround an outer periphery of the first laminated rubber body.

このように、第1積層ゴム体と第2積層ゴム体を配置することにより、特に、被支持体からの荷重が小さい場合に、内側に配置された第1積層ゴム体により安定した免震効果を発揮させることができる。   As described above, by arranging the first laminated rubber body and the second laminated rubber body, particularly when the load from the supported body is small, the seismic isolation effect stabilized by the first laminated rubber body arranged on the inner side. Can be demonstrated.

請求項3に係る免震構造体は、前記第1積層ゴム体が柱状とされ、前記第2積層ゴム体が前記第1積層ゴム体を囲む筒形状とされていること、を特徴とする。   The seismic isolation structure according to claim 3 is characterized in that the first laminated rubber body has a columnar shape, and the second laminated rubber body has a cylindrical shape surrounding the first laminated rubber body.

このように、第1積層ゴム体を柱状とし、第2積層ゴム体を第1積層ゴム体を囲む筒形状とすることにより、より安定した免震効果を発揮させることができる。   Thus, a more stable seismic isolation effect can be exhibited by making the first laminated rubber body into a columnar shape and the second laminated rubber body into a cylindrical shape surrounding the first laminated rubber body.

以上説明したように本発明の免震構造体によれば、支持の対象となる被支持体の重量変化があっても適切に免震効果を得ることができる。   As described above, according to the seismic isolation structure of the present invention, the seismic isolation effect can be appropriately obtained even if there is a change in the weight of the supported body to be supported.

本実施形態に係る免震構造体の斜視図である。It is a perspective view of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る免震構造体を上側からみた一部破断図である。It is the partially broken view which looked at the seismic isolation structure which concerns on this embodiment from the upper side. 本実施形態に係る免震構造体の断面図である。It is sectional drawing of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態の弾性体の変位と、第2積層ゴム体へ作用するせん断力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the displacement of the elastic body of this embodiment, and the shear force which acts on a 2nd laminated rubber body. 本実施形態に係る免震構造体が設置された状態(貯水量少)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state (small water storage amount) in which the seismic isolation structure which concerns on this embodiment was installed. 本実施形態に係る免震構造体の動作状態(貯水量少)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation state (small amount of water storage) of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る免震構造体が設置された状態(貯水量中)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state (in the amount of water storage) in which the seismic isolation structure which concerns on this embodiment was installed. 本実施形態に係る免震構造体の動作状態(貯水量中)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation state (in the amount of stored water) of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る免震構造体が設置された状態(貯水量多)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state (water storage amount many) in which the seismic isolation structure which concerns on this embodiment was installed. 本実施形態に係る免震構造体の動作状態(貯水量多)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operation state (large amount of water storage) of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る免震構造体の弾性体の変形例(A)〜(C)を示す図である。It is a figure which shows the modification (A)-(C) of the elastic body of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る免震構造体の弾性体の変形例(D)(E)を示す図である。It is a figure which shows the modification (D) (E) of the elastic body of the seismic isolation structure which concerns on this embodiment. 本実施形態の変形例に係る免震構造体を上側からみた一部破断図である。It is the partially broken figure which looked at the seismic isolation structure which concerns on the modification of this embodiment from the upper side.

以下、本発明の第1実施形態に係る免震構造体10について図面を参照して説明する。   Hereinafter, the seismic isolation structure 10 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.

図1〜図3には、本発明の実施形態に係る免震構造体10が示されている。免震構造体10は、図5に示すように、免震構造体10の支持対象である被支持体(貯水槽56)と、免震構造体10が設置される基部54の間に配置されている。本実施形態の免震構造体10は、特に、重量の変化が予め想定されている、タンク、貯水槽などの免震用として、好適に用いることができる。本実施形態では、貯水槽56を被支持体として支持する場合を例に説明する。   1 to 3 show a seismic isolation structure 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the seismic isolation structure 10 is disposed between a supported body (water tank 56) that is a support target of the seismic isolation structure 10 and a base 54 where the seismic isolation structure 10 is installed. ing. Especially the seismic isolation structure 10 of this embodiment can be used suitably for seismic isolation of a tank, a water tank, etc. with which the change of the weight is assumed beforehand. In the present embodiment, a case where the water tank 56 is supported as a supported body will be described as an example.

本実施形態の免震構造体10は、第1積層ゴム体12、第2積層ゴム体20、弾性体30、及び、取付プレート14A、14Bを備えている。   The seismic isolation structure 10 of the present embodiment includes a first laminated rubber body 12, a second laminated rubber body 20, an elastic body 30, and mounting plates 14A and 14B.

第1積層ゴム体12は、図3に示すように、複数枚の円板状の第1金属板18と、複数枚の円板状の第1弾性板16とを厚み方向(矢印B方向)に交互に積層した円柱状の積層体とされている。第1弾性板16は、ゴム材料で構成されている。第1金属板18と第1弾性板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、第1弾性板16だけでなく、第1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。   As shown in FIG. 3, the first laminated rubber body 12 includes a plurality of disk-shaped first metal plates 18 and a plurality of disk-shaped first elastic plates 16 in the thickness direction (arrow B direction). It is set as the cylindrical laminated body laminated | stacked alternately. The first elastic plate 16 is made of a rubber material. The first metal plate 18 and the first elastic plate 16 are firmly integrated by vulcanization adhesion. In this way, not only the first elastic plate 16 but also the first metal plates 18 are alternately laminated so that a predetermined rigidity is applied to a load in the vertical direction (arrow B direction). With respect to the load in the horizontal direction, the spring function is exhibited and a predetermined deformation amount can be secured.

第1金属板18の外径は、第1積層ゴム体12の外径よりも小さくされており、第1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によって第1金属板18が覆われており、第1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 first metal plate 18 is smaller than the outer diameter of the first laminated rubber body 12, and a covering rubber 19 is disposed in a cylindrical shape on the outer edge of the first metal plate 18. The first metal plate 18 is covered with the covering rubber 19, and the first metal plate 18 is not exposed to the outside to prevent deterioration.

第1積層ゴム体12の外周には、第2積層ゴム体20が配置されている。第2積層ゴム体20は、円筒状とされ、第1積層ゴム体12を囲むように、かつ、第1積層ゴム体12と離間して配置されている。第1積層ゴム体12と第2積層ゴム体20の間には、空間Rが構成されている。   A second laminated rubber body 20 is disposed on the outer periphery of the first laminated rubber body 12. The second laminated rubber body 20 has a cylindrical shape, and is disposed so as to surround the first laminated rubber body 12 and away from the first laminated rubber body 12. A space R is formed between the first laminated rubber body 12 and the second laminated rubber body 20.

第2積層ゴム体20は、複数枚のリング板状の第2金属板28と、複数枚のリング板状の第2弾性板26とを厚み方向(矢印B方向)に交互に積層した円筒状の積層体とされている。第2弾性板26は、ゴム材料で構成されている。第2金属板28と第2弾性板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、第2弾性板26だけでなく、第2金属板28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。第2積層ゴム体20の積層方向Bの高さは、第1積層ゴム体12よりも低くなっている。   The second laminated rubber body 20 has a cylindrical shape in which a plurality of ring-plate-like second metal plates 28 and a plurality of ring-plate-like second elastic plates 26 are alternately laminated in the thickness direction (arrow B direction). It is made into the laminated body. The second elastic plate 26 is made of a rubber material. The second metal plate 28 and the second elastic plate 16 are firmly integrated by vulcanization adhesion. As described above, not only the second elastic plate 26 but also the second metal plates 28 are alternately stacked, thereby having a predetermined rigidity with respect to a load in the vertical direction (arrow B direction). With respect to the load in the horizontal direction, the spring function is exhibited and a predetermined deformation amount can be secured. The height of the second laminated rubber body 20 in the lamination direction B is lower than that of the first laminated rubber body 12.

第2金属板28の外径は、第2積層ゴム体20の外径よりも小さくされており、第2金属板28の外縁には、円筒状に被覆ゴム29が配置されている。第2金属板28の内径は第2積層ゴム体20の内径よりも大きくされており、第2金属板28の内壁にも、円筒状に被覆ゴム29が配置されている。この被覆ゴム29によって第2金属板28が覆われており、第2金属板28が外部へ露出せず劣化が防止されている。   The outer diameter of the second metal plate 28 is smaller than the outer diameter of the second laminated rubber body 20, and a covering rubber 29 is arranged in a cylindrical shape on the outer edge of the second metal plate 28. The inner diameter of the second metal plate 28 is made larger than the inner diameter of the second laminated rubber body 20, and the covering rubber 29 is arranged in a cylindrical shape on the inner wall of the second metal plate 28. The second metal plate 28 is covered with the covering rubber 29, so that the second metal plate 28 is not exposed to the outside and the deterioration is prevented.

第2積層ゴム体20の上端には、弾性体30が積層されている。弾性体30はゴム材料で構成され、第2積層ゴム体20の上端面を覆うように全周に亘ってリング状に形成されている。弾性体30は、下端部(第2積層ゴム体20側の端部)が上端部(取付プレート14B側の端部)よりも幅広とされており、内周壁30AがRの凹状とされている。弾性体30の積層方向S(上下方向)のばね定数は、第1積層ゴム体12及び第2積層ゴム体20の同方向(積層方向S)のばね定数よりも小さく設定されている。   An elastic body 30 is laminated on the upper end of the second laminated rubber body 20. The elastic body 30 is made of a rubber material, and is formed in a ring shape over the entire circumference so as to cover the upper end surface of the second laminated rubber body 20. The elastic body 30 has a lower end portion (an end portion on the second laminated rubber body 20 side) wider than an upper end portion (an end portion on the mounting plate 14B side), and the inner peripheral wall 30A has a concave shape of R. . The spring constant of the elastic body 30 in the stacking direction S (vertical direction) is set to be smaller than the spring constant of the first stacked rubber body 12 and the second stacked rubber body 20 in the same direction (stacking direction S).

第1積層ゴム体12及び第2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14A、14Bが配置されている。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。   Mounting plates 14A and 14B are disposed on both ends of the first laminated rubber body 12 and the second laminated rubber body 20 in the thickness direction (arrow B direction). The mounting plates 14A and 14B are made of thick annular steel plates.

第1積層ゴム体12は、下端が取付プレート14Aに固定され、上端が取付プレート14Bに固定されている。第2積層ゴム体20は、下端が取付プレート14Aに固定されている。第2積層ゴム体20上に積層された弾性体30は、上端が取付プレート14Bに固定されている。すなわち、取付プレート14Bと第2積層ゴム体20の間に弾性体30が介在し、第2積層ゴム体20は、弾性体30を介して取付プレート14Bに連結されている。   The first laminated rubber body 12 has a lower end fixed to the mounting plate 14A and an upper end fixed to the mounting plate 14B. The lower end of the second laminated rubber body 20 is fixed to the mounting plate 14A. The elastic body 30 laminated on the second laminated rubber body 20 has an upper end fixed to the mounting plate 14B. That is, the elastic body 30 is interposed between the mounting plate 14B and the second laminated rubber body 20, and the second laminated rubber body 20 is coupled to the mounting plate 14B via the elastic body 30.

取付プレート14A、14Bはそれぞれ、地盤に設置される基部54、及び、貯水槽56に固定される。この状態で、地盤(及び基礎)と貯水槽56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、第1積層ゴム体12、第2積層ゴム体20、及び、弾性体30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 mounting plates 14A and 14B are fixed to a base 54 and a water tank 56 installed on the ground, respectively. In this state, when the ground (and the foundation) and the water storage tank 56 are relatively moved in the horizontal direction, the vibration energy of the relative movement is generated by the first laminated rubber body 12, the second laminated rubber body 20, and the elastic body 30. Part of it is absorbed by shear deformation.

次に、免震構造体10の作用について説明する。   Next, the operation of the seismic isolation structure 10 will be described.

免震構造体10に対して、鉛直方向の荷重が作用していない場合(貯水槽56を支持していない場合)には、図3に示すように、第1積層ゴム体12、弾性体30、及び、第2積層ゴム体20は圧縮変形さない状態となっている。   When a vertical load is not acting on the seismic isolation structure 10 (when the water storage tank 56 is not supported), as shown in FIG. 3, the first laminated rubber body 12 and the elastic body 30. And the 2nd lamination | stacking rubber body 20 is in the state which is not compressively deformed.

図4には、弾性体30の積層方向Bの変位と、第2積層ゴム体20へ作用するせん断力(弾性体30が非変形の時をSmin、圧縮変形が最大の場合をSmaxとする)との関係が示されている。   In FIG. 4, the displacement of the elastic body 30 in the stacking direction B and the shearing force acting on the second laminated rubber body 20 (Smin when the elastic body 30 is not deformed and Smax when the compression deformation is maximum) are shown. The relationship is shown.

貯水槽56の重量が軽い場合、すなわち、貯水槽56内の貯水量が少ない場合には、図5に示すように、免震構造体10は、貯水槽56からの荷重M1により、第1積層ゴム体12が圧縮され、弾性体30が圧縮によりα1(図4参照)だけ弾性変形する。   When the weight of the water storage tank 56 is light, that is, when the amount of water stored in the water storage tank 56 is small, the seismic isolation structure 10 is first laminated by the load M1 from the water storage tank 56 as shown in FIG. The rubber body 12 is compressed, and the elastic body 30 is elastically deformed by α1 (see FIG. 4) due to the compression.

この状態で、地震などの振動入力により、基部54と貯水槽56が水平方向に相対移動すると、図6に示すように、第1積層ゴム体12がせん断変形する。一方、第2積層ゴム体20に対しては、弾性体30の弾性変形により、せん断力の作用はS1(図4参照)で小さい。したがって、主として第1積層ゴム体12がせん断変形することにより、振動エネルギーの一部が吸収され、免震効果を得ることができる。   In this state, when the base 54 and the water tank 56 are relatively moved in the horizontal direction by vibration input such as an earthquake, the first laminated rubber body 12 undergoes shear deformation as shown in FIG. On the other hand, due to the elastic deformation of the elastic body 30, the action of the shear force is small at S <b> 1 (see FIG. 4) for the second laminated rubber body 20. Therefore, mainly when the first laminated rubber body 12 undergoes shear deformation, a part of vibration energy is absorbed, and a seismic isolation effect can be obtained.

貯水槽56の重量が中程度の場合、すなわち、貯水槽56内の貯水量が満水の半分程度の場合には、図7に示すように、免震構造体10は、貯水槽56からの荷重M2により、第1積層ゴム体12が圧縮され、弾性体30が圧縮によりα2(図4参照)だけ弾性変形する。   When the weight of the water storage tank 56 is medium, that is, when the amount of water stored in the water storage tank 56 is about half of the full water, as shown in FIG. The first laminated rubber body 12 is compressed by M2, and the elastic body 30 is elastically deformed by α2 (see FIG. 4) due to the compression.

この状態で、地震などの振動入力により、基部54と貯水槽56が水平方向に相対移動すると、図8に示すように、第1積層ゴム体12がせん断変形する。一方、第2積層ゴム体20に対しては、弾性体30の弾性変形により、せん断力の作用はS2(図4参照)で中程度である。したがって、主として第1積層ゴム体12がせん断変形し、補助的に第2積層ゴム体20がせん断変形することにより、振動エネルギーの一部が吸収され、免震効果を得ることができる。   In this state, when the base 54 and the water tank 56 are relatively moved in the horizontal direction by vibration input such as an earthquake, the first laminated rubber body 12 undergoes shear deformation as shown in FIG. On the other hand, due to the elastic deformation of the elastic body 30, the shearing force acts on the second laminated rubber body 20 at S2 (see FIG. 4). Therefore, mainly the first laminated rubber body 12 undergoes shear deformation and the second laminated rubber body 20 supplementarily undergoes shear deformation, so that part of the vibration energy is absorbed, and a seismic isolation effect can be obtained.

貯水槽56の重量が重い場合、すなわち、貯水槽56内の貯水量が満水の場合には、図9に示すように、免震構造体10は、貯水槽56からの荷重M3により、第1積層ゴム体12が圧縮され、弾性体30が最大限圧縮してα3(図4参照)だけ弾性変形する。   When the weight of the water storage tank 56 is heavy, that is, when the amount of water stored in the water storage tank 56 is full, as shown in FIG. The laminated rubber body 12 is compressed, and the elastic body 30 is compressed to the maximum and elastically deformed by α3 (see FIG. 4).

この状態で、地震などの振動入力により、基部54と貯水槽56が水平方向に相対移動すると、図10に示すように、第1積層ゴム体12がせん断変形すると共に第2積層ゴム体20にもS3(図4参照)のせん断力が作用して第2積層ゴム体20がせん断変形することにより、振動エネルギーの一部が吸収され、免震効果を得ることができる。   In this state, when the base 54 and the water storage tank 56 are relatively moved in the horizontal direction by vibration input such as an earthquake, the first laminated rubber body 12 is sheared and deformed as shown in FIG. In addition, when the shear force of S3 (see FIG. 4) acts and the second laminated rubber body 20 undergoes shear deformation, a part of vibration energy is absorbed, and a seismic isolation effect can be obtained.

ここで、免震構造体10の免震特性を考えると、免震周期T、被支持体からの荷重m、及び、免震構造体10全体の水平方向のバネ定数kの関係は、式(1)のようになる。 Here, considering the seismic isolation characteristics of the seismic isolation structure 10, the relationship between the seismic isolation period T, the load m from the supported body, and the horizontal spring constant k h of the entire seismic isolation structure 10 is expressed by the equation: It becomes like (1).

Figure 2012202549
Figure 2012202549

本実施形態の免震構造体10によれば、前述のように、貯水槽56からの荷重mが大きくなると、第2積層ゴム体20に作用するせん断力が増加し、免震構造体10全体の水平方向のバネ定数kは大きくなる。したがって、免震構造体の水平方向のバネ定数kが一定の場合と比較して、免震特性を維持することができ、免震効果を発揮することができる。 According to the seismic isolation structure 10 of the present embodiment, as described above, when the load m from the water storage tank 56 increases, the shear force acting on the second laminated rubber body 20 increases, and the seismic isolation structure 10 as a whole. It increases the horizontal direction of the spring constant k h of. Thus, the horizontal direction of the spring constant k h of the seismic isolation structure as compared with the case of the constant, it is possible to maintain the seismic isolation characteristics can exert seismic isolation effect.

なお、本実施形態では、弾性体30の形状を、下端部が上端部よりも幅広で、内周壁30Aが凹状の場合で説明したが、この形状に限定されるものではない。例えば、図11−1(A)に示されるように、内周壁30AをRの凹状ではなく、切欠き形状30Bのようにしてもよい。また、図11−1(B)に示されるように、取付プレート14B側(図中の上側)に2条の凹溝30Cを構成してもよいし、図11−1(C)に示されるように、取付プレート14B側(図中の上側)の幅方向中央に凹溝30Dを構成し、凹溝30Dを構成する径方向内側及び径方向外側の凸条31を、断面が取付プレート14B側へ向かって山形となるように形成してもよい。さらに、弾性体として、図11−2(D)に示されるように、上端部及び下端部が同幅となるような角形弾性体30Hとしてもよい。   In the present embodiment, the shape of the elastic body 30 is described in the case where the lower end portion is wider than the upper end portion and the inner peripheral wall 30A is concave. However, the shape is not limited to this shape. For example, as shown in FIG. 11A, the inner peripheral wall 30A may have a notch shape 30B instead of the concave shape of R. Further, as shown in FIG. 11-1 (B), two concave grooves 30C may be formed on the mounting plate 14B side (upper side in the drawing), or as shown in FIG. 11-1 (C). As described above, the concave groove 30D is formed at the center in the width direction on the mounting plate 14B side (the upper side in the drawing), and the radially inner and outer radial ridges 31 constituting the concave groove 30D are cross-sectioned on the mounting plate 14B side. You may form so that it may become a mountain shape toward. Furthermore, as an elastic body, as shown to FIG. 11-2 (D), it is good also as the square elastic body 30H from which an upper end part and a lower end part become the same width.

また、弾性体として、図11−2(E)に示されるように、コイルスプリング30Sを複数配置してもよい。   As an elastic body, a plurality of coil springs 30S may be arranged as shown in FIG.

また、本実施形態では、第1積層ゴム体12を円柱状とし、第2積層ゴム体20を円筒状としたが、第1積層ゴム体12を角柱状(3〜8角柱など)とし、第2積層ゴム体20及び弾性体30をその外周に沿った、角筒状としてもよい。   In the present embodiment, the first laminated rubber body 12 has a columnar shape and the second laminated rubber body 20 has a cylindrical shape. However, the first laminated rubber body 12 has a prismatic shape (such as a 3-8 octagonal column). The two-layer rubber body 20 and the elastic body 30 may have a rectangular tube shape along the outer periphery thereof.

また、第2積層ゴム体は、円筒状である必要はなく、図12に示すように、複数の円柱状の第2積層ゴム体21を第1積層ゴム12の外周を囲むように配置してもよい。この場合には、各第2積層ゴム体21の上端に弾性体31を形成すればよい。   Further, the second laminated rubber body need not be cylindrical, and a plurality of columnar second laminated rubber bodies 21 are arranged so as to surround the outer periphery of the first laminated rubber 12 as shown in FIG. Also good. In this case, the elastic body 31 may be formed at the upper end of each second laminated rubber body 21.

また、本実施形態では、第1積層ゴム体12を円柱状とし、その外周に円筒状の第2積層ゴム体20及び弾性体30を配置したが、内外逆の配置、即ち、第2積層ゴム体20及び弾性体30を円柱状とし、その外周に円筒状の第1積層ゴム体12を配置してもよい。本実施形態のように、第1積層ゴム体12を径方向内側に配置することにより、特に貯水槽56からの荷重が小さい場合に、安定した免震効果を発揮させることができる。   In the present embodiment, the first laminated rubber body 12 has a columnar shape, and the cylindrical second laminated rubber body 20 and the elastic body 30 are arranged on the outer periphery thereof. The body 20 and the elastic body 30 may be columnar, and the cylindrical first laminated rubber body 12 may be disposed on the outer periphery thereof. By disposing the first laminated rubber body 12 radially inward as in this embodiment, a stable seismic isolation effect can be exhibited particularly when the load from the water storage tank 56 is small.

また、本実施形態では、弾性体30を第2積層ゴム体20の上側、即ち、貯水槽56側に配置したが、弾性体30は、第2積層ゴム体20の下側、即ち、基部54側に配置してもよい。   In the present embodiment, the elastic body 30 is disposed on the upper side of the second laminated rubber body 20, that is, on the water storage tank 56 side, but the elastic body 30 is disposed on the lower side of the second laminated rubber body 20, that is, the base 54. It may be arranged on the side.

10 免震構造体
12 第1積層ゴム体
16 弾性板
18 金属板
20 第2積層ゴム体
26 弾性板
28 金属板
30 弾性体
54 基部
56 貯水槽(被支持体)
R 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base isolation structure 12 1st laminated rubber body 16 Elastic plate 18 Metal plate 20 2nd laminated rubber body 26 Elastic plate 28 Metal plate 30 Elastic body 54 Base 56 Water storage tank (supported body)
R space

Claims (3)

弾性板と金属板とが交互に積層され、積層方向の一端が基部に固定され、前記積層方向の他端が被支持体に固定される第1積層ゴム体と、
前記第1積層ゴム体と離間して並列に配置され、弾性板と金属板とが前記積層方向と同方向に交互に積層され、前記積層方向の一端が基部または被支持体の一方に固定され、他端が前記基部または被支持体の他方と離間して配置された第2積層ゴム体と、
基部または被支持体の他方と前記第2積層ゴム体の他端の間に両者に当接しつつ配置され、前記第1積層ゴム体及び前記第2積層ゴム体よりもばね定数の低い弾性体と、
を備えた免震構造体。
A first laminated rubber body in which elastic plates and metal plates are alternately laminated, one end in a laminating direction is fixed to a base, and the other end in the laminating direction is fixed to a supported body;
Separated from the first laminated rubber body and arranged in parallel, elastic plates and metal plates are alternately laminated in the same direction as the laminating direction, and one end of the laminating direction is fixed to one of the base or the supported body. A second laminated rubber body having the other end spaced apart from the base or the other of the supported body;
An elastic body disposed between the other of the base or the supported body and the other end of the second laminated rubber body, in contact with both, and having a lower spring constant than the first laminated rubber body and the second laminated rubber body; ,
Seismic isolation structure with
前記第2積層ゴム体は、前記第1積層ゴム体の外周を囲むように配置されていること、を特徴とする請求項1に記載の免震構造体。   2. The seismic isolation structure according to claim 1, wherein the second laminated rubber body is disposed so as to surround an outer periphery of the first laminated rubber body. 前記第1積層ゴム体は柱状とされ、前記第2積層ゴム体は前記第1積層ゴム体を囲む筒形状とされていること、を特徴とする請求項2に記載の免震構造体。   The seismic isolation structure according to claim 2, wherein the first laminated rubber body has a columnar shape, and the second laminated rubber body has a cylindrical shape surrounding the first laminated rubber body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103174785A (en) * 2013-04-09 2013-06-26 中国电力工程顾问集团中南电力设计院 Shock isolation and fall prevention device of ultra-high voltage converter transformer
CN103195854A (en) * 2013-04-09 2013-07-10 中国电力工程顾问集团中南电力设计院 Earthquake-isolation energy dissipator for ultra-high-voltage converter transformer

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