JP2014001514A - Base isolation device - Google Patents

Base isolation device Download PDF

Info

Publication number
JP2014001514A
JP2014001514A JP2012135777A JP2012135777A JP2014001514A JP 2014001514 A JP2014001514 A JP 2014001514A JP 2012135777 A JP2012135777 A JP 2012135777A JP 2012135777 A JP2012135777 A JP 2012135777A JP 2014001514 A JP2014001514 A JP 2014001514A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
earthquake
bearing
base
ratchet
storm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012135777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Sugihara
杉原繁樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BERU TECHNO KK
Original Assignee
BERU TECHNO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BERU TECHNO KK filed Critical BERU TECHNO KK
Priority to JP2012135777A priority Critical patent/JP2014001514A/en
Publication of JP2014001514A publication Critical patent/JP2014001514A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and effective base isolation device combining a computer, a sensor, a jack, a ratchet, and a slide mechanism, while considering that base isolation countermeasure for building structures against earthquake and storm is an urgent problem in Japan, however such countermeasure is not so popularized due to expensive base isolation devices.SOLUTION: A building structure, its base, and a slide mechanism existing therebetween are computer-controlled and normally restricted and fixed by a ratchet mechanism. An earthquake or storm exceeding a set value is detected by the sensor, the restriction is released and the building structure is separated from the base, thus solving the above described problem by a base isolation device avoiding the earthquake motion or the storm.

Description

本発明は、揚重装置と検知センサーとコンピュータとソフトウエアとダンパー支承とスライド機構により地震力、暴風力を計測し、建造物に作用する力を制御免減する免震装置に関するものである。 The present invention relates to a seismic isolation device that measures seismic force and wind force by a lifting device, a detection sensor, a computer, software, a damper support, and a slide mechanism, and controls and reduces the force acting on a building.

本稿でいう揚重装置とはモータ、油圧ジャッキ、エアジャッキ、磁気浮上等の動力により荷重を上下させる装置のことで以降ジャッキと称す。
またバネ、ゴム、油圧、空気圧、磁石ダンパー等を利用して外力を吸収して変移量を減衰し、変位前の位置に復元させる装置を以降ダンパー支承と称する。
外力検知センサーは地震、振動、風圧力等建物に加わる外力を検知するセンサーと傾斜計、距離計、温度計、歪ゲージ等性状検知センサーで以降センサーと称す。
複数枚の基礎盤を押し付けあい拘束、解除する装置は以降ラチェットと称す。
外力としては地震、台風、暴風、振動等を対象として考えるが以降地震と称す。
建造物の基礎を上下基盤に分離しその間にベアリングやスライドレールや摩擦の低いシートを設置し独立して円滑に動く機構を以降滑り支承と称す。
The lifting device referred to in this paper is a device that raises and lowers the load by power such as a motor, hydraulic jack, air jack, and magnetic levitation.
A device that absorbs external force by using a spring, rubber, hydraulic pressure, air pressure, magnet damper, etc., attenuates the amount of displacement, and restores it to the position before displacement is hereinafter referred to as a damper support.
External force detection sensors are sensors that detect external forces applied to buildings such as earthquakes, vibrations, and wind pressure, and inclinometers, distance meters, thermometers, strain gauges, and other property detection sensors.
A device for pressing, restraining and releasing a plurality of foundation boards is hereinafter referred to as a ratchet.
External forces are considered earthquakes, typhoons, storms, vibrations, etc., but are referred to as earthquakes hereinafter.
A mechanism that separates the foundation of the building into an upper and lower base and installs bearings, slide rails, and low-friction seats between them to move independently and smoothly is hereinafter referred to as a sliding bearing.

特開 平10-292671 免震装置の転滑支承構造 は免震基礎における転がり支承についての発明である。この発明において、転がり支承支持金物について述べられている。転がり支承をはさむ上下支持体のうち下部支持体を平面ではなく球面とすることで、地震時の水平変移を元に戻す作用がある。重力式復元機構と称される機構で一般的に用いられる積層ゴムによる復元機構より安価である。Japanese Patent Laid-Open No. 10-292671 The sliding bearing structure of a base isolation device is an invention of a rolling bearing in a base isolated. In this invention, a rolling bearing support hardware is described. Of the upper and lower supports sandwiching the rolling bearing, the lower support is a spherical surface instead of a flat surface, which has the effect of restoring the horizontal shift during an earthquake. It is cheaper than a restoration mechanism using a laminated rubber generally used in a mechanism called a gravity type restoration mechanism.

先般東北地方で発生した巨大地震の被害は改めてわが国が地震、台風等自然災害に常時さらされている事を再認識させた。
それを契機として関東地方及び太平洋沿岸地域に巨大地震が到来すると予測する研究発表もあり、その危険度はますます高まっている。
地球は地殻変動の活動期に入ったとも言われており、わが国に限らず環太平洋諸国の南北アメリカの太平洋地方、中国東北沿岸部、台湾、フィリピン、インドネシア、中近東、地中海沿岸諸国多くの国もわが国同様の渦中にあるといえる。
地震研究の先進国であるわが国は耐震技術が発達し、免震装置や制震装置の研究開発が進んでおり、一般の住宅にも普及し始めた。
これらの装置には全面的に力を逃がす免震装置、部分的に力を逃がし、吸収する軽度のものまで種々雑多である。
一般的には建物と基礎盤の間にスライド装置と積層ゴムダンパーを設置し地震の水平成分を免震する方法が多い。
部分的に例えば軸組みの一部コーナーに積層ゴムやバネ製のエネルギ吸収金物を設置してエネルギの何割かを吸収し、熱エネルギに変換する方法もある。
しかしながら例えば免震装置は住宅に関しては一式一戸当り300〜400万円が相場である。
部分的制震ダンパーを設置する制震装置は1戸当り100万円以下で設置できるが効果は限定的である。
本発明はかかる現状に鑑み安価で効果確実な免震装置の提供をするものであり、その解決すべき課題は大きく分けて4点ある。
The damage of the huge earthquake that occurred in the Tohoku region recently reminded us that Japan is constantly exposed to natural disasters such as earthquakes and typhoons.
As a result, there are also research announcements that predict the arrival of huge earthquakes in the Kanto region and the Pacific coastal region, and the risk is increasing.
The Earth is said to have entered the period of crustal deformation. Not only in Japan, but also in the Pacific Rim of the Pacific Rim countries, Northeast coast of China, Taiwan, Philippines, Indonesia, Middle East, Mediterranean coastal countries It can be said that it is in the same whirlpool as Japan.
Japan, an advanced country in earthquake research, has developed seismic technology, and research and development of seismic isolation devices and vibration control devices has progressed.
These devices include various seismic isolation devices that release force entirely, and mild devices that partially release and absorb force.
In general, there are many methods of installing a slide device and laminated rubber damper between the building and the foundation board to isolate the horizontal component of the earthquake.
There is also a method in which, for example, laminated rubber or spring-made energy absorbing metal parts are installed at some corners of the shaft assembly to absorb some of the energy and convert it into thermal energy.
However, for example, the price of a base isolation device is 3 to 4 million yen per house.
A seismic control device that installs partial seismic dampers can be installed for less than 1 million yen per house, but the effect is limited.
In view of the present situation, the present invention provides a seismic isolation device which is inexpensive and surely effective, and there are four main problems to be solved.

第一の課題は装置の起動速度と減衰機能の問題である。
軽微な交通振動や、微風時に稼動するといわゆる船酔い減少を起こし、居住者に不快感を与えるのである。
一定の強さ以上の地震発生時だけ稼動し、発生後1,2秒内に装置は起動しなければならなく、稼働中共振して振動、振幅が増大することも防止しなければならない。
第二の課題は費用対効果である。
部分的な免震、制震装置は上述のように地盤の状態や建造物のプランや荷重の多寡により効果は大きく影響を受ける。
例えば荷重の軽い部分に制震装置を設置しても、外力の流れは重い部分に伝わるため効力は発揮できない。
設計や設置環境に左右され、部分的な制震装置の効果は限定的なのである。
免震装置は、滑り支承を設置し、共振防止用鉛ダンパー内蔵の積層ゴムで上下構造物を繋いで設置する。
そのため積層ゴムは機械的に複雑な機構となり、高度な素材と強度が要求されるものとなる。
また滑り支承には常時荷重が乗った状態であり、強度と耐久性が要求される。
エアバルーンで全構造物を支え、地盤と分離する方法もあり一定の普及を見ているが、平時はバルーンは収縮していて地震波を検知すると、1秒程度でバルーンをコンプレッサで膨張し、上部構造物を分離し、外力を免減する。
この方法は正常に稼動すれば免震性能は非常に優れている。
しかしながら 巨大なバルーンを膨張するためのコンプレッサ装置、無停電装置の併設が必要であるし、いつ発生するかわからない、地震や暴風に備えるためには耐久性のある素材を使用し、エアーリークの問題に備えなければならない。
The first problem is the problem of the startup speed and attenuation function of the device.
Minor traffic vibrations and operation during light winds cause so-called seasickness reduction, which makes the residents uncomfortable.
It must operate only when an earthquake of a certain level or more occurs, and the device must be started within 1 or 2 seconds after the occurrence of the earthquake, and it must also prevent vibration and amplitude from increasing due to resonance during operation.
The second issue is cost-effectiveness.
As described above, the effects of partial seismic isolation and control devices are greatly affected by the ground condition, building plan, and load.
For example, even if a vibration control device is installed in a lightly loaded part, the external force flow is transmitted to a heavy part, so the effect cannot be exerted.
Depending on the design and installation environment, the effects of partial seismic control devices are limited.
The seismic isolation device is installed by installing a sliding bearing and connecting the upper and lower structures with laminated rubber with a built-in lead damper for resonance prevention.
Therefore, the laminated rubber has a mechanically complicated mechanism, and requires a high degree of material and strength.
Also, the sliding bearing is always in a state of being loaded, and strength and durability are required.
There is also a method of supporting the entire structure with an air balloon and separating it from the ground, but it is seeing a certain spread, but when the balloon is deflated at normal times and an earthquake wave is detected, the balloon is inflated with a compressor in about 1 second, and the upper part Isolate the structure and reduce external force.
If this method operates normally, the seismic isolation performance is very good.
However, it is necessary to install a compressor device and an uninterruptible device for inflating a huge balloon, and we do not know when it will occur. To prepare for earthquakes and storms, we use durable materials and have problems with air leaks. You must be prepared for.

第三の課題は被害発生後の変移した建造物の復元調整機能である。
地震被害後、液状化現象や不同沈下などにより、構造物が傾斜する等の弊害が必然的に併発する。
その修理方法は基盤下を掘削しジャッキ等でリフトアップし、新たに砂利、コンクリートを流し込んだり、直接ホースで基盤下にグラウト(セメントと水ガラス混合物のような材料)を圧入して、水平調整する等の方法があるが、費用がかかるし、効果は限定的である。
第四の課題は上下動に対する免震、制震である。
現状の免震、制震装置は地震の水平成分だけを対象としており、上下成分の大きい直下型の地震に対しては効力がないか少ない。
The third issue is the restoration adjustment function of the changed building after the damage occurs.
After the earthquake damage, inevitably harmful effects such as tilting of the structure occur due to liquefaction phenomenon and uneven settlement.
The repair method is excavation under the base and lifting up with a jack, etc., pouring new gravel and concrete, or direct injection of grout (material such as cement and water glass mixture) under the base with a hose, and leveling. There are other methods, but it is expensive and the effect is limited.
The fourth issue is seismic isolation and control for vertical movement.
The current seismic isolation and control devices are intended only for the horizontal component of the earthquake, and have little or no effect on direct type earthquakes with large vertical components.

請求項1の発明はコンピュータ201とセンサー203、219とジャッキ200とジャッキ上部のラチェット122と摩擦支承209とダンパー205、207と転がり支承206(コンクリートや鋼製や硬質ゴムや硬質プラスティック等で作られた球形、卵形、楕円立体等のもので自由放置され、転がり抵抗を少なくする形状のもの)と転がり支承受け(以降
支承受けと称す)223で構成された免震、水平調整装置である。(図2)
本発明は原理的にはジャッキ200とジャッキ上部のラチェット122と上部、下部押さえ板204、適度な摩擦係数の摩擦支承209と水平ダンパー205、ダンパー支承207と転がり支承206の構成でも効果はある。(図5)
この場合電気系統が存在しないので、メンテナンスは基本的に不要であり、安価な方法であるがコンピュータ制御はしないので、船酔い現象等の解消はできない。
支承受け223の形状は引掛りや転がり停滞等のトラブルが少ない単純な平面形を基本とするが、楕円形、放物線形、球形等もスライド運動に対するダンパーとしての作用があり、支承受けに含むものとする。
平面形や球形断面の支承受けは製作、施工は簡単であるが、地震動に共振しやすく、振幅増大、収束時間が遅くなるが、ダンパー支承207は防止策として有効である。
収束の過程で、一時的に振幅が大きくなるため、逸脱防止208も必要である。
支承受けは上部下部基盤いずれに設置しても効果は同じであるが、上部に設置すれば支承受け下部お椀への泥、塵埃の堆積を防止し、自由スライドの円滑なスライドを維持するメリットがある。
上下基盤両面に設置する方法も上記中心に戻る作用の効果を高める。
次にラチェットも本発明の要である。
ラチェット222とジャッキ200の構造を(図1)に示す。
ジャッキは油圧でも、エアーでも電動リフトでもよいがこの図では油圧ジャッキを例に説明する。
ラチェットは電動ボールネジ100とモータ104で構成され、地震センサー202に接続しているコンピュータ201により制御される。
ラチェットの役目は平常時や軽い地震時は稼動しないように上下基盤をラッチ機構(掛け金物)で緊結固定し、いわゆる船酔い現象を防止する。
一定値以上の地震時はセンサーからの信号によりラチェト拘束が短時間内に外力に応じて徐々に緩和され、摩擦支承209の動きは徐々にスムースにする。
外力が小さければ拘束力を大きくし、外力が大きければ拘束力を小さくする制御を行いダンパー機能の微調整を行うことができる。
また摩擦支承209は一定の厚みの弾性体であり、上下動の検知センサーからの信号により、ラチェット拘束の程度を制御し地震の上下動きに対して免震することができる。
摩擦支承は摩擦抵抗の大きいゴム系の材料や硬質樹脂や金属を形状を変えてくみ合わせる等 相対する摩擦支承の遠近により摩擦抵抗を制御できる構造とする。(図4)
これらの装置、センサーはコンピュータ217により計測制御される。
(図2)はその構成図である。
上部基盤210に上部構造物215が緊結されており、下部基盤211は地盤212と一体に動く。
The invention of claim 1 is made of a computer 201, a sensor 203, 219, a jack 200, a ratchet 122 at the top of the jack, a friction bearing 209, a damper 205, 207 and a rolling bearing 206 (concrete, steel, hard rubber, hard plastic, etc. It is a seismic isolation and leveling device composed of a spherical shape, an oval shape, an elliptical solid shape, etc., which is allowed to stand freely and has a shape that reduces rolling resistance) and a rolling bearing support (hereinafter referred to as bearing receiving) 223. (Figure 2)
In principle, the present invention is also effective in the configuration of the jack 200, the ratchet 122 and the upper part of the jack, the lower pressing plate 204, the friction bearing 209 and the horizontal damper 205 having a suitable friction coefficient, the damper bearing 207 and the rolling bearing 206. (Figure 5)
In this case, since there is no electric system, maintenance is basically unnecessary, and although it is an inexpensive method, since it is not controlled by a computer, the seasickness phenomenon cannot be solved.
The shape of the bearing support 223 is basically a simple planar shape with few troubles such as catching and rolling stagnation, but an elliptical shape, a parabolic shape, a spherical shape, and the like have a function as a damper against a slide motion, and are included in the bearing support.
A flat or spherical cross-section bearing is easy to manufacture and install, but easily resonates with seismic motion, increasing amplitude and slowing down convergence time, but the damper bearing 207 is effective as a preventive measure.
Since the amplitude temporarily increases during the convergence process, the departure prevention 208 is also necessary.
The effect is the same regardless of whether the support is installed on the upper or lower base, but if installed on the upper part, there is the advantage of preventing mud and dust from accumulating on the lower support bowl and maintaining a smooth free slide. is there.
The method of installing on both upper and lower bases also enhances the effect of returning to the center.
Next, a ratchet is also a key to the present invention.
The structure of the ratchet 222 and the jack 200 is shown in FIG.
The jack may be hydraulic, air or electric lift, but in this figure, a hydraulic jack will be described as an example.
The ratchet is composed of an electric ball screw 100 and a motor 104, and is controlled by a computer 201 connected to an earthquake sensor 202.
The role of the ratchet is to prevent the so-called seasickness phenomenon by fastening the upper and lower bases together with a latch mechanism (hanger) so that it does not operate during normal times or light earthquakes.
During an earthquake of a certain value or more, the ratchet restraint is gradually relaxed according to the external force within a short time by the signal from the sensor, and the movement of the friction bearing 209 is gradually smoothed.
When the external force is small, the restraining force is increased, and when the external force is large, the restraining force is decreased to finely adjust the damper function.
The friction bearing 209 is an elastic body having a constant thickness, and can be isolated from the vertical movement of the earthquake by controlling the degree of ratchet restraint by a signal from the vertical movement detection sensor.
The friction bearing is structured so that the frictional resistance can be controlled by the distance of the opposing friction bearings, such as by combining rubber materials with high frictional resistance, hard resin, or metal with different shapes. (Figure 4)
These devices and sensors are controlled by a computer 217.
(FIG. 2) is a configuration diagram thereof.
An upper structure 215 is tightly coupled to the upper base 210, and the lower base 211 moves integrally with the ground 212.

平時は上部基盤、構造物はラチェット222が下降定着状態にあるため押さえ板204により圧着され、転がり支承206を通して下部基盤に押さえ付けられている。
押さえ板を上部基盤の下面に設置し、平時は下から押し付け、上部基盤を押し上げて保持する方法も考えられる。(図5)
この場合ダンパー支承207のばね定数と摩擦支承209の押し付けによる摩擦抵抗の制御による免震装置となる。
この方法はラチェット軸用の開口部は不要で工法的には簡素になるが平時からラチェットに上部構造物の荷重がかかることになり、ジャッキ、ラチェットの高度な耐久性が必要である。
平時とは地震が発生しない状態、コンピュータに設定されている閾値以下の地震発生時であり、摩擦支承209により水平方向にも拘束されている。
従って軽度の地震に対しては動揺しない。
地震が発生しセンサーからの信号が設定した閾値以上の時は、ラチェット222を短期間に上昇させ、転がり支承の押さえ板、摩擦支承からの拘束を徐々に開放する。
全開放状態では 上部基盤は下部基盤上に転がり支承だけを通して乗っている状態になり、下部基盤が動いても上部基盤は慣性の法則により、静止状態を保持しようとするため、免震装置として働く。
地震収束後はラチェットを下降し上部構造物、基盤は抑えつけられ平時の状態に戻す。
これだけの制御であるので、コンピュータではなくいわゆるハードロジックで制御することも可能である。
電動ボールネジを使わないラッチ機構もある。
例えば地震時コンピュータにより上下電磁石に反極になるように通電し電磁石の反発力により押さえ板を押し上げる方法もある。
押し上げると同時にラッチ機構のピンを跳ね上げ、ラッチをはずし、押さえ板の拘束を解除し、平常時にはピンは降下する。
この場合摩擦支承は拘束か解除の二者択一となり拘束力のアナログ制御は出来ないので摩擦支承209によるダンパ機能はない。
現行の免震装置にはコンピュータ制御されていないものも多く、いったん地震が収まった後の再来、例えば余震などに対応することが難しい。
本発明では、これらの動作がコンピュータを通して行われるため、変則的な外乱に対応することが可能であり、地盤や建造物の形状、性状に応じた動作を設定することが可能である。
実際には、転がり支承と下部基盤との転がり摩擦があるのである程度は下部基盤に追随して動くが、かなりの動きが減免される。
地震が大きくて、上下基盤の乖離量が多いと 転がり支承が逸脱したり、基盤の一部がジャッキの一部と衝突したり、共振現象により震動がとまらない場合もある。
逸脱防止208は転がり支承が一定幅以上は転がらないように遮蔽するものである。
ダンパー支承207は共振を減衰させかつ上下基盤の乖離量を制限し、水平ダンパー205は急激な衝突を緩和させるものであるが、207のように垂直に置いたダンパの代わりに水平方向い置く方法でも本発明の効果は同じである。
ジャッキも上部基盤を通して水平方向からの曲げ力を受けるので相応の強度を持つ支柱にする。
また請求項1で自由スライド機構として滑り支承を上げているが、これは滑り摩擦の低く、強度のあるシート(以降滑りシートと称す)を上下基盤に貼り付けたもので、この場合には支承受け223や、ダンパー支承207は不要である。
During normal times, the upper base and the structure are pressed by the pressing plate 204 because the ratchet 222 is in the descending and fixing state, and pressed against the lower base through the rolling support 206.
It is also conceivable to install a pressing plate on the lower surface of the upper base, press it from below during normal times, and push the upper base up and hold it. (Figure 5)
In this case, it becomes a seismic isolation device by controlling the friction constant by pressing the spring constant of the damper bearing 207 and the friction bearing 209.
Although this method does not require an opening for the ratchet shaft and is simplified in terms of construction method, the load of the upper structure is applied to the ratchet from the normal time, and high durability of the jack and the ratchet is required.
Normal time is a state in which no earthquake occurs, or an earthquake that is less than the threshold set in the computer, and is also restrained in the horizontal direction by the friction bearing 209.
Therefore, it will not be shaken by a mild earthquake.
When an earthquake occurs and the signal from the sensor is equal to or higher than the set threshold, the ratchet 222 is raised in a short period of time to gradually release the restraint from the rolling bearing holding plate and the friction bearing.
In the fully open state, the upper base is in a state where it only rides on the lower base through rolling support, and even if the lower base moves, the upper base tries to maintain a stationary state according to the law of inertia, so it works as a seismic isolation device .
After the earthquake converges, the ratchet is lowered and the upper structure and the base are held back to return to normal.
Since this is the only control, it is also possible to control by so-called hard logic instead of a computer.
Some latch mechanisms do not use electric ball screws.
For example, there is a method of energizing the upper and lower electromagnets so as to be opposite to each other by a computer during an earthquake and pushing up the holding plate by the repulsive force of the electromagnets.
At the same time as pushing up, the pin of the latch mechanism is flipped up, the latch is released, the restraint of the holding plate is released, and the pin is lowered in normal times.
In this case, the friction bearing is either a restraint or a release, and analog control of the restraining force is not possible, so there is no damper function by the friction bearing 209.
Many of the current seismic isolation devices are not controlled by a computer, and it is difficult to respond to after-earthquakes such as aftershocks after the earthquake has stopped.
In the present invention, since these operations are performed through a computer, it is possible to cope with irregular disturbances, and it is possible to set operations according to the shape and properties of the ground and the building.
Actually, there is rolling friction between the rolling bearing and the lower base, so that it moves following the lower base to some extent, but considerable movement is reduced.
If the earthquake is large and there is a large amount of divergence between the upper and lower bases, the rolling bearing may deviate, a part of the base may collide with a part of the jack, or the vibration may not stop due to a resonance phenomenon.
Deviation prevention 208 shields the rolling bearing from rolling over a certain width.
Damper support 207 damps resonance and limits the amount of divergence between the upper and lower bases, and horizontal damper 205 alleviates sudden collisions. However, the effect of the present invention is the same.
The jack also receives a bending force from the horizontal direction through the upper base, so make it a strut with appropriate strength.
Further, in claim 1, a sliding bearing is raised as a free sliding mechanism, which is a sheet having a low sliding friction and a strong sheet (hereinafter referred to as a sliding sheet) attached to the upper and lower bases. The receptacle 223 and the damper support 207 are unnecessary.

上記装置を利用して地震被災後の変移した水平性の調整をする方法も本発明である。
上下基盤、構造物が水平でなくなった場合や歪が生じた場合はセンサーの一部である傾斜計や歪ゲージ219で知ることができる。
軽微な傾きの場合はジャッキ200と下押さえ板で上基盤を持ち上げて、転がり支承受け223下部に水平調整用スペーサ301を挿入する。
傾きが大きく調整用スペーサでは調整不可能の場合は下記の方法で調整する。
ラチェットを下降した状態で上下基盤をボルト、ナット224で固定する。
傾斜計と構造的な重要な場所随所に貼付された歪ゲージをセンシングしながらコンプレッサ220でジャッキを上下させ上下基盤を水平状態にする。
この状態でグラウト注入口からコンクリートやグラウトを注入する。
A method of adjusting the shifted horizontality after the earthquake damage using the above apparatus is also the present invention.
When the upper and lower bases and structures are not horizontal or when distortion occurs, it can be detected by an inclinometer or strain gauge 219 which is a part of the sensor.
In the case of slight inclination, the upper base is lifted by the jack 200 and the lower holding plate, and the horizontal adjustment spacer 301 is inserted under the rolling bearing support 223.
If the inclination is large and adjustment is not possible with the adjustment spacer, use the following method.
With the ratchet lowered, the upper and lower bases are fixed with bolts and nuts 224.
While sensing inclinometers and strain gauges affixed everywhere in the structure, the jacks are raised and lowered by the compressor 220 to bring the upper and lower bases into a horizontal state.
In this state, concrete or grout is poured from the grout inlet.

防災、耐震対策は現在わが国で最も重要な課題である。
特に関東東海地方では今後5〜30年以内にマグニチュード7クラスの地震が発生することは確実視されている。
しかしながら現状は公共建造物の耐震化、免震化は進んでいるが、個人の住宅、建築物の耐震化ほとんど進んでいないのが実情である。
発明者は建設業に従事しているが、原因は耐震免震の工事費が高価であること、その効果の信頼性が一定でないこと、装置が複雑で施工業者が簡単には施工できないことなどが上げられる。
本発明は心臓部であるコンピュータ、センサー、稼動部はパッケージで提供するので、施工者は建材の一部を取り付ける感覚で簡便に工事ができる。
上下の基盤は概ね平板であるので、従来のような迷路のような基礎形状は不要で、基盤工事は簡単であり、試算によると基盤工事費用は概ね半分である。
本発明の装置は一式で概ね150万円程度であり、基盤工事費用の減額と相殺すると約100万円の増額で全免震装置を設置できる。
従来価格の1/3〜1/4の価格で提供できる。
センサー、コンピュータを常時稼動しているので多少の電源を常時供給しなければならないし、被災電源ストップ時に備えて非常用発電機(バッテリ)が必要であるが、構造物の全荷重を持ち上げるのではなく、押さえ板104約50kg程度を持ち上げるだけであるので試算によると乗用車用のバッテリーで1、2時間は稼動できる。
またコンピュータ、センサー、ジャッキ等も複雑な仕様ではないので、廉価な市販品で装置が構成できる。
水平調整時用にコンプレッサは常設する必要はなく、必要なとき汎用品をレンタルするなり工事業者が準備するため負担にはならない。
Disaster prevention and earthquake resistance are currently the most important issues in Japan.
In the Kanto Tokai region in particular, magnitude 7 class earthquakes are expected to occur within the next 5 to 30 years.
However, the current situation is that earthquake-proofing and seismic isolation of public buildings are progressing, but there is little progress in earthquake-proofing of individual houses and buildings.
The inventor is engaged in the construction industry, but the cause is that the construction cost of seismic isolation is expensive, the reliability of the effect is not constant, the equipment is complicated and the contractor cannot easily construct it, etc. Is raised.
In the present invention, the computer, the sensor, and the operating part, which are the heart, are provided in a package, so that the installer can easily perform the construction as if a part of the building material is attached.
Since the upper and lower foundations are generally flat, the foundation shape like a conventional maze is not required, the foundation construction is simple, and the cost of foundation construction is roughly half according to the calculation.
The device of the present invention is a set of about 1,500,000 yen, and the total seismic isolation device can be installed with an increase of about 1,000,000 yen when offsetting the reduction in infrastructure construction costs.
It can be offered at 1/3 to 1/4 of the conventional price.
Since the sensor and computer are always in operation, some power must be supplied at all times, and an emergency generator (battery) is required in case of a disaster power supply stop, but in order to raise the total load of the structure However, since it is only necessary to lift the holding plate 104 about 50 kg, it can be operated for 1 or 2 hours with a battery for passenger cars.
Since computers, sensors, jacks, etc. are not complicated specifications, the device can be configured with inexpensive commercial products.
There is no need to install a compressor permanently for leveling, and a general-purpose product will be rented when necessary, and it will not be a burden because the contractor will prepare it.

ジャッキ及びラチェットの構造を説明した図面である。It is drawing explaining the structure of a jack and a ratchet. 請求項1の装置の構成図を説明した図面である。It is drawing explaining the block diagram of the apparatus of Claim 1. 請求項1の装置の独立基礎での利用方法を説明した図面である。It is drawing explaining the utilization method on the independent foundation of the apparatus of Claim 1. 各種摩擦支承の例を示した図面である。It is drawing which showed the example of various friction bearings. 本発明の原理、基本形を示した図面である。1 is a view showing the principle and basic form of the present invention.

本発明の要点は支承受けとラチェットである。
現在 平面形、球形、楕円形、放物線形断面の支承受けの数学的シミュレーションを行っている。
当然ながら平面型が転がり摩擦が最も少なく免震効果が大きいが共振しやすくまた収束時間が長い。
椀曲断面の場合は円形断面より放物線の支承受けが転がり後、元に戻そうとする復元力が強く、復元時間は早い。
球形の場合球面上の接線方向が一定であるため復元力は一定であり、ダンパー支承の効果は放物線に比べて小さいが、半径を小さくすることで復元力は強くなり、スライド代214は小さくなる。
試算によると楕円形、放物線形のお椀型支承受けを作る費用は球形の倍以上かかるが、効果効能を考えると放物線を採用すべきであろう。
また転がり、滑り支承方式にしないで滑りシート方式にした場合は、滑り抵抗が大きくなるが、費用的にはかなり安価である。
ラチェットは機械式が構造がシンプルであり、拘束圧着、拘束開放の切り替えが瞬時にできるが、上下電磁石の反発力には限度があり重い上部押さえ板204は負担できず、ラッチ、ジャッキの設置箇所数を増やす結果になる。
現段階での本発明の最良の形態は電動ボールネジ100と転がり支承206
とダンパー支承207と支承受け223を組み合わせた装置である。
実際に円形、放物線形のお椀を作り、転がり支承とも擬似基盤に挟み込んで実験をしている。
摩擦支承についてはシミュレーションを行い、並行して材質、形状を変えて模擬試験をしながら、最良の材質形状を模索している。
The main points of the present invention are a bearing and a ratchet.
We are currently conducting mathematical simulations of bearings with flat, spherical, elliptical, and parabolic cross sections.
Of course, the flat type has the least rolling friction and a great seismic isolation effect, but it easily resonates and has a long convergence time.
In the case of a curved section, the restoring force of the parabolic support that rolls back after rolling is stronger than the circular section, and the restoration time is faster.
In the case of a sphere, the restoring force is constant because the tangential direction on the spherical surface is constant, and the effect of the damper support is smaller than that of the parabola, but the restoring force becomes stronger by reducing the radius, and the slide margin 214 becomes smaller. .
According to a trial calculation, the cost of making a bowl-shaped support with an elliptical shape and a parabolic shape is more than double that of a spherical shape, but a parabola should be adopted in view of its effectiveness.
In addition, if the sliding seat system is used instead of rolling, the sliding resistance increases, but the cost is considerably low.
The ratchet is mechanical and has a simple structure, and can switch between restraint crimping and restraint release instantaneously, but there is a limit to the repulsive force of the upper and lower electromagnets, and the heavy upper presser plate 204 cannot be burdened. The result is to increase the number.
The best mode of the present invention at this stage is the electric ball screw 100 and the rolling bearing 206.
And a damper bearing 207 and a bearing receiver 223.
We actually make a round and parabolic bowl and experiment with both rolling bearings in a pseudo-base.
The friction bearings are simulated, and the best material shape is sought while changing the material and shape in parallel and conducting a simulation test.

先般の大震災以降、地震に対する不安からわが国の日本の住宅建設需要が落ち込んでいる。
耐震、免震技術は耐震工法、免震装置を併用した住宅、建造物は先般の地震被害が僅少であったことからも技術的に対する信頼は証明され、周知されている、一方でその技術が高価なことから住宅新築に躊躇するユーザが多いのが現状である。本発明を安価に提供することにより、ユーザの安心感を醸成し、住宅建設着工数を増加せしめる。
Since the recent Great East Japan Earthquake, Japan's demand for housing construction has declined due to concerns about the earthquake.
Seismic and seismic isolation technologies have been proven and well-known because of the fact that the earthquake and seismic isolation method, houses and structures that use seismic isolation devices combined with the recent earthquake damage were minimal. There are many users who are hesitant about building a new house because of its high price. By providing the present invention at a low cost, a sense of security for the user is fostered and the number of housing construction starts is increased.


100 ボールネジ


101 下電磁石

102 上電磁石

103 ラッチ機構

104 モータ

200 ジャッキ等

201 コンピュータ

202 地震検知センサー

203 風圧検知センサー

204 上部押さえ板(下部押さえ板)

205 水平ダンパー

206 転がり支承

207 ダンパー支承

208 逸脱防止

209 摩擦支承

210 上部基盤

211 下部基盤

212 捨てコンクリート、砕石、地盤調整、改良部、ジャッキ基盤

213 防塵防水遮蔽板

214 スライド代

215 上部構造物

216 点検口

217 バッテリ、非常電源

218 電源、信号、動力圧力系統

219 傾斜計、距離計、歪ゲージ等性状検知センサー

220 コンプレッサ

221 下部押さえ板

222 電動ラチェット

223 転がり支承受け

224 ボルト穴及び受けネジ

225 グラウト注入口

301 水平調整用スペーサ

100 ball screw


101 Lower electromagnet

102 Upper electromagnet

103 Latch mechanism

104 motor

200 Jack etc.

201 computers

202 Earthquake detection sensor

203 Wind pressure sensor

204 Upper holding plate (lower holding plate)

205 horizontal damper

206 Rolling bearing

207 Damper support

208 Deviation prevention

209 Friction bearing

210 Upper base

211 Lower base

212 Abandoned concrete, crushed stone, ground adjustment, improvement section, jack base

213 Dustproof and waterproof screen

214 slide fee

215 Superstructure

216 Inspection port

217 battery, emergency power

218 Power supply, signal, power pressure system

219 Property sensors such as inclinometers, distance meters, strain gauges, etc.

220 compressor

221 Lower holding plate

222 electric ratchet

223 Rolling support

224 Bolt holes and receiving screws

225 grout inlet

301 Spacer for leveling

Claims (1)

建造物の基礎盤を2枚以上に分離し、地震暴風等の外力と建造物の水平性と歪を検知するセンサーからの信号をコンピュータ等で計測し、分離された基礎盤をコンピュータ制御により摩擦支承を通して拘束ないし解除ないし拘束力度合いを制御するラッチ装置と転がり支承、滑り支承等の自由スライド機構と転がり支承等を支持する受け材とダンパー支承を組み合わせ、地震暴風等発生時に上部建造物と基礎の力学的拘束を制御し地震、暴風等の外力の影響を免減する装置と本装置と揚重装置を利用して基礎盤の水平性を調整する方法。
Separate the foundation board of the building into two or more, measure the external force such as earthquake storm and the signal from the sensor that detects the level and distortion of the building with a computer etc., and the separated foundation board is friction by computer control Superstructure and foundation in the event of an earthquake storm, etc. by combining a latch device that controls restraint or release or restraint force through the bearing, a free sliding mechanism such as a rolling bearing, a sliding bearing, etc., and a receiving material that supports the rolling bearing and a damper bearing. A device that controls the mechanical restraint of the body and exempts the influence of external forces such as earthquakes and storms, and a method of adjusting the level of the foundation board using this device and the lifting device.
JP2012135777A 2012-06-15 2012-06-15 Base isolation device Pending JP2014001514A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012135777A JP2014001514A (en) 2012-06-15 2012-06-15 Base isolation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012135777A JP2014001514A (en) 2012-06-15 2012-06-15 Base isolation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014001514A true JP2014001514A (en) 2014-01-09

Family

ID=50034933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012135777A Pending JP2014001514A (en) 2012-06-15 2012-06-15 Base isolation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014001514A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015222097A (en) * 2014-05-22 2015-12-10 株式会社免制震ディバイス Base isolation system using pneumatic levitation mechanism
JP2016056841A (en) * 2014-09-08 2016-04-21 株式会社大林組 Seismic isolator and seismic isolation structure
CN114197679A (en) * 2021-12-29 2022-03-18 扬州市中天机械制造有限公司 Shock-absorbing mechanism replaceable anti-seismic steel structure for building
JP7100212B1 (en) 2021-06-04 2022-07-12 海元 崔 Rubber damping damper for rigid frame structure
CN115680130A (en) * 2022-11-01 2023-02-03 深圳市同济人建筑设计有限公司 Vestibule support suitable for flat big displacement of turning round

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015222097A (en) * 2014-05-22 2015-12-10 株式会社免制震ディバイス Base isolation system using pneumatic levitation mechanism
JP2016056841A (en) * 2014-09-08 2016-04-21 株式会社大林組 Seismic isolator and seismic isolation structure
JP7100212B1 (en) 2021-06-04 2022-07-12 海元 崔 Rubber damping damper for rigid frame structure
JP2022186583A (en) * 2021-06-04 2022-12-15 海元 崔 Rubber vibration control damper for rigid frame structure
CN114197679A (en) * 2021-12-29 2022-03-18 扬州市中天机械制造有限公司 Shock-absorbing mechanism replaceable anti-seismic steel structure for building
CN115680130A (en) * 2022-11-01 2023-02-03 深圳市同济人建筑设计有限公司 Vestibule support suitable for flat big displacement of turning round

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103147394B (en) Pulling-resistant bidirectional sliding friction bearing
JP2014001514A (en) Base isolation device
US8511004B2 (en) Seismically stable flooring
WO2019024552A1 (en) Self-resetting, friction pendulum three-dimensional seismic damping and isolation bearing
WO1999007966A1 (en) Energy absorber
KR100917093B1 (en) An earth quake-proof apparatus of composition friction pendulum type
US10619373B1 (en) Seismic damping systems and methods
CN102433934A (en) Automatic-resetting multidirectional earthquake isolating bearing with C-type steel plates combined in form of Chinese character 'Mi'
CN103104031A (en) Tension-compression-resistant shock insulation support
JP2017503943A (en) Elastic bearing
CN202899302U (en) Shock insulation support for high-rise building
CN203066244U (en) Tensile, crush resistance and seismic isolation supporting base
CN102889327B (en) Adjustable damping/vibration-isolating system
CN204919857U (en) Cyclic annular horizontal spacing isolation bearing
CN205000238U (en) Benzvalene form sliding friction - roller bearing rolling friction makes up isolation bearing
CN215928640U (en) Building structure design antidetonation connection structure
JP5721333B2 (en) Sliding foundation structure
JP2023007269A (en) Base isolation device combining sliding, lubricating and friction bearing and tension spring expansion/contraction action
JP5192851B2 (en) Seismic reduction structure
JP5363964B2 (en) Seismic isolation device
Martelli et al. State-of-the-art of development and application of anti-seismic systems in Italy
JP2002129772A (en) Base isolating one-stage, two-stage, and three-stage structure for building
JP3184516U (en) Seismic isolation device for building earthquake resistance
Yaghoubian Isolating building contents from earthquake induced floor motions
JP7023447B2 (en) Seismic isolation device that combines monocyte rolling bearings and tension spring expansion and contraction