JP2016205413A - 免震構造 - Google Patents
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Abstract
Description
このような免震構造によれば、振動レベルに応じて、段階的に減衰力を付加することができる。
このような免震構造によれば、簡易に減衰力(摩擦力)を変化させることができる。
前記第1摩擦力と前記第2摩擦力の大きさが異なることが望ましい。
このような免震構造によれば、さらに段階的に減衰力を付加することができる。
このような免震構造によれば、過大な変位を抑制することができる。
このような免震構造によれば、前記他方の構造体に対して滑動しつつ、段階的に減衰力を付加することが可能である。
このような免震構造によれば、第1部材と第2部材との位置関係を自動的に原点位置に戻すことができる。
<<免震構造の構成について>>
図1Aは、第1実施形態の免振構造の構成を示す平面配置図であり、図1Bは立面図であり、図1Cは図1AのA−A立面図である。なお、図に示すように方向を定めている。すなわち、水平面において直交する2方向の一方をx方向(横方向)とし、他方をy方向(縦方向)とする。また、水平面に垂直な方向をz方向(鉛直方向)とする。また、図1Aでは、上から建物1を透過させて免震支承装置20と減衰装置30の配置を示している。
免震支承装置20は、建物1と基礎3との間の同一平面内に複数配置されており、各支持位置において建物1の重量を分担支持している。なお、本実施形態の免震支承装置20は、ゴムと鋼板を交互に積み重ね、加硫接着した積層ゴム体に鉛プラグを埋め込み、一体化した鉛プラグ入り積層ゴム支承体(減衰機能付きの免震支承体)である。
減衰装置30は、建物1と基礎3の間において、免震支承装置20と並列に複数設けられている。減衰装置30の設置数は、免震支承装置20の設置数に関係なく、必要減衰量で決まる。例えば、本実施形態では、図1Aに示すように、免震支承装置20の設置数よりも減衰装置30の設置数の方が少ないが、これには限られず、免震支承装置20の設置数と減衰装置30の設置数が同じであってもよいし、減衰装置30の設置数の方が多くてもよい。
外板ユニット40(第1部材に相当)は、固定基台5(基礎3)に固定されており、z方向(鉛直方向)の上方に向かって立設された支持板40aを有する。そして、この支持板40aの両側には一対の外板41がボルト止めされている。なお、一対の外板41の内側の面には摩擦板43が移動不能に固着されている。
中板ユニット50(第2部材に相当)は、外板ユニット40に対してx方向に移動(滑動)可能に設けられており、ストッパー部60に当接する部位である。中板ユニット50は、一対の外板41に挟まれた中板51を備えている。中板51は、x方向に細長い形状をしており、外板41よりもx方向の長さが長い。また、一対の外板41の摩擦板43と対向する中板51の両面には、それぞれステンレス板53が移動不能に固着されている。ステンレス板53は、摩擦係数が一定ではなく、図2Aに示すように、平滑域53aと粗面域53bを有している。平滑域53aは、x方向において、ステンレス板53の中央部分に位置し、一般的な摩擦ダンパーと同じ摩擦係数の領域である。粗面域53bは、平滑域53aの両外側に位置し、平滑域53aよりも表面が粗くて摩擦係数の大きい領域である。本実施形態では、平滑域53aの摩擦係数は0.3程度であり、粗面域53bの摩擦係数は0.5程度である。また、中板51(及び、ステンレス板53)にはx方向に沿った長穴52が形成されている。なお、中板51及び外板41は共にz方向(鉛直方向)に沿って設けられており、外板41の摩擦板43と、中板51のステンレス板53との摩擦面は鉛直面となっている。
ストッパー部60は、中板ユニット50のx方向への移動を制限するものであり、x方向の両側から中板ユニット50を挟むように建物1の下面に一対設けられている。この一対のストッパー部60は、図2Cに示すように、ともにy方向に沿った(y方向に平行の)細長い形状である。また、一対のストッパー部60の内側の面は、図2Aに示すように、z方向に平行な面(鉛直面)であり、当該面にはそれぞれ滑り板64が設けられている(すなわち、滑り板64の表面がストッパー部60の鉛直面に相当する)。また、ストッパー部60(具体的には、滑り板64)と中板ユニット50(具体的には、低摩擦滑り材54)との間には、片側に距離dのクリアランスが設けられている(図2C参照)。なお、低摩擦滑り材54と滑り板64との摩擦は非常に小さい。これにより、x方向において中板ユニット50の低摩擦滑り材54と、ストッパー部60の滑り板64とが当接していても、中板ユニット50はストッパー部60に対してy方向にほとんど抵抗なく滑動することができる。
図3A〜図3Dは、建物1と基礎3がx方向に相対変位するときの減衰装置30Aの動作についての説明図であり、図4は、建物1と基礎3がy方向に相対変位するときの減衰装置30Aの動作についての説明図である。なお、図3A〜図3Dにおいて、左側の図は減衰装置30Aの平断面図であり、右側の図は衰装置30Aの正面立面図である。また、図4において左側の図は減衰装置30Aの平断面図であり、右側の図は衰装置30Aの側面立面図である。
図5は、第1実施形態の減衰装置30Aの変形例を示す図である。この変形例では、基礎3の上に一対のストッパー部60が設けられており、建物1の下には固定基台5を介して、減衰部(外板ユニット40及び中板ユニット50)が設けられている。すなわち、この変形例では、前述の実施形態の減衰装置30Aの上下関係が逆になっている。この場合においても第1実施形態と同じ動作を行うことができ、建物1と基礎3との相対変位(振動レベル)に応じて段階的に減衰力を付加することができる。
第2実施形態では、減衰装置30の構成が前述の実施形態と異なっている。また、図示していないが、第2実施形態も第1実施形態(図1A〜図1C)と同様に、建物1と基礎3との間に、免震支承装置20と減衰装置30(減衰装置30A、減衰装置30B)が水平方向に並んで配置されている。以下、減衰装置30Aについて説明するが、減衰装置30Bについても同様である。
図7は、第2実施形態の減衰装置30の変形例を示す図である。この変形例では、基礎3の上に一対のストッパー部60が設けられており、建物1の下には固定基台5を介して、減衰部(外板ユニット40及び中板ユニット50)が設けられている。すなわち、この変形例では、第2実施形態の減衰装置30の上下関係が逆になっている。この場合においても第2実施形態と同じ動作を行うことができ、建物1と基礎3との相対変位に応じて段階的に減衰力を付加することができる。また、中板ユニット50と外板ユニット40との位置関係を自動的に原点位置に戻すことができる。
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態の免震構造(免震支承装置20、減衰装置30)は建物1と基礎3の間に設置されていたが、これには限られない。例えば、構造物を上下に分割した場合における上層部分(上部構造体)と下層部分(下部構造体)の間に設置してもよい。
前述の実施形態では、免震支承装置20は、鉛プラグ入り積層ゴム支承体であったが、これには限られない。例えば、転がり支承体と減衰機構(オイルダンパー等)と復元機構(バネ等)の組み合わせや、あるいは、積層ゴム支承体と減衰機構の組み合わせ等であってもよい。
前述の実施形態では、減衰装置30の減衰部(外板ユニット40、中板ユニット50)は摩擦ダンパーであったが、これには限られない。例えばオイルダンパーであってもよい。
3 基礎
5 固定基台
20 免震支承装置
30(30A,30B) 減衰装置
40 外板ユニット
40a 支持板
41 外板
43 摩擦板
44 皿バネ
45 座金
46b ボルト
46n ナット
50 中板ユニット
50a 幅広板
50b 側板
51 中板
52 長穴
53 ステンレス板
53a 平滑域
53b 粗面域
54 低摩擦滑り材
56 低摩擦滑り材
60 ストッパー部
64 滑り板
66 滑り板
72 位置復元用バネ
Claims (8)
- 鉛直方向に並んだ一方の構造体と他方の構造体の間に、免震支承装置と減衰装置とが水平方向に並んで設けられた免震構造であって、
前記減衰装置は、
前記一方の構造体に設けられた減衰部と、
前記他方の構造体に設けられたストッパー部と、
を備え、
前記減衰部は、前記一方の構造体と前記他方の構造体が前記水平方向に所定距離相対変位したときに前記ストッパー部の鉛直面に当接し、減衰を開始する
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項1に記載の免震構造であって、
前記減衰部は、摩擦ダンパーである、
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項2に記載の免震構造であって、
前記摩擦ダンパーは、前記一方の構造体と前記他方の構造体との前記水平方向への相対変位が、前記所定距離よりも大きい第1距離のとき第1摩擦力を発生し、前記第1距離よりも大きい第2距離のとき第2摩擦力を発生し、
前記第1摩擦力と前記第2摩擦力の大きさが異なる、
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項3に記載の免震構造であって、
前記第2摩擦力は、前記第1摩擦力よりも大きい、
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項2乃至請求項4の何れかに記載の免震構造であって、
前記摩擦ダンパーの摩擦面は鉛直面である、
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項2乃至請求項5の何れかに記載の免震構造であって、
前記摩擦ダンパーは、前記他方の構造体に対して滑動する滑動面を有する、
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項6に記載の免震構造であって、
前記滑動面は水平面である、
ことを特徴とする免震構造。 - 請求項1乃至請求項7の何れかに記載の免震構造であって、
前記減衰部は、
前記一方の構造体に固定された第1部材と、
前記第1部材に対して前記水平方向に移動可能に設けられ、前記ストッパー部に当接する第2部材と、
一端が前記第2部材の側に固定され、他端が前記第1部材の側又は前記他方の構造体に固定された復元部材と、
を備えることを特徴とする免震構造。
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