JP2018131317A - Seismic isolation and vibration control system of rack warehouse - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seismic isolation and vibration control system of a rack warehouse capable of reducing acceleration due to earthquake all over the rack warehouse in a height direction and capable of reducing acceleration regardless of characteristics of input earthquake wave.SOLUTION: The system comprises a vibration control device 2 provided to an uppermost part of a rack structure body 12 for acting as a TMD, and a seismic isolation device 3 provided between a floor surface (installation surface) 15 of a rack warehouse 13 and the rack structure body 12. The seismic isolation device 3 comprises: a lower guide part which is provided to an upper part of the floor surface 15 and has a lower slide surface protruding downward along an X direction and inclining in a V-shape; an upper guide part which is provided to a bottom part of the rack structure body 12 and has an upper slide surface protruding upward along a Y direction and inclining in a reverse V-shape; and a slider which is arranged between the lower slide surface and the upper slide surface, capable of relatively displacing in the X direction to the lower guide part along the lower slide surface, and capable of relatively displacing in the Y direction to the upper guide part along the upper slide surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、設置面の上にラックを多段に連ねたラック構造体が設置されたラック倉庫の免制振システムに関する。   The present invention relates to a vibration isolation system for a rack warehouse in which a rack structure in which racks are arranged in multiple stages on an installation surface.

東日本大震災では、ラック倉庫などの物流施設において被害が多く見られた。ラック倉庫には、ラックを多段に連ねたラック構造体が設けられているが、被害はラック構造体そのものの被害よりも、ラック構造体に収容された収容物の荷崩れや落下による被害のほうが多いことが判明している。
収容物は、パレットに収容された状態でラックに載置されており、収容物の荷崩れや落下が生じる条件は、パレットの加速度が約500galを超えているかどうかにある。このため、地震が生じた際に、収容物を収容する各パレットの加速度を低減させる対策が提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。例えば、ラック構造体にTMD(チューンドマスダンパ)やマスダンパを設けてラック倉庫を制振構造とする対策や、ラック構造体と設置面との間に転がり支承、粘性ダンパおよび水平ばねを設けてラック倉庫を免震構造とする対策が提案されている。
The Great East Japan Earthquake caused a lot of damage in logistics facilities such as rack warehouses. The rack warehouse is equipped with a rack structure with racks connected in multiple stages. However, the damage caused by the collapse or fall of the contents contained in the rack structure is greater than the damage of the rack structure itself. It has been found that there are many.
The contents are placed on the rack in a state of being accommodated in the pallet, and the condition for causing the load collapse or dropping of the contents is whether or not the acceleration of the pallet exceeds about 500 gal. For this reason, when an earthquake occurs, the countermeasure which reduces the acceleration of each pallet which accommodates a thing is proposed (for example, refer patent documents 1 and 2). For example, a TMD (tuned mass damper) or mass damper is provided in the rack structure to provide a vibration control structure for the rack warehouse, or a rolling support, a viscous damper and a horizontal spring are provided between the rack structure and the installation surface. Measures to make the warehouse seismically isolated have been proposed.

特開2014−141314号公報JP 2014-141314 A 特開2016−056007号公報JP, 2006-056007, A

ラック倉庫は、塔状比(構造物の幅方向の長さに対する高さ方向の長さの比)が大きい独立構造のため、揺れやすい構造となっている。このため、ラック構造体を上記のように制振構造や免震構造としても、ラック倉庫の頂部の揺れは制振構造や免震構造ではないラック倉庫と比べて最大でも1/3〜1/2程度しか低減させることができない。
ラック倉庫にTMDを設けて制振構造としても、TMDのみでは、長周期成分が卓越する地震波に対しては制振効果があるが、パルスなどの短周期成分が卓越する地震波に対しては、あまり制振効果を期待できない。
ラック倉庫に免震支承を設けて免震構造としても、免震層に剛性を有する水平ばねが設けられていると、短周期化してしまい地震波の特性によっては十分な免震効果が得られなかったり、共振したりすることがある。
The rack warehouse is an independent structure with a large tower ratio (the ratio of the length in the height direction to the length in the width direction of the structure), and thus has a structure that easily shakes. For this reason, even if the rack structure is a vibration damping structure or a seismic isolation structure as described above, the swing at the top of the rack warehouse is at most 1/3 to 1/1 compared to a rack warehouse that is not a vibration damping structure or a seismic isolation structure. Only about 2 can be reduced.
Even if TMD is installed in the rack warehouse as a damping structure, TMD alone has a damping effect for seismic waves with long-period components, but for seismic waves with short-period components such as pulses, We cannot expect vibration suppression effect very much.
Even if the seismic isolation structure is installed in the rack warehouse, if the seismic isolation layer is provided with a rigid horizontal spring, the period will be shortened and a sufficient seismic isolation effect may not be obtained depending on the characteristics of the seismic wave. Or resonate.

そこで、本発明は、ラック倉庫の高さ方向の全体にわたり地震による加速度を低減させることができるとともに、入力地震波の特性によらず加速度を低減させることができるラック倉庫の免制振システムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a vibration isolation system for a rack warehouse that can reduce the acceleration due to an earthquake throughout the height direction of the rack warehouse and can reduce the acceleration regardless of the characteristics of the input seismic wave. For the purpose.

上記目的を達成するため、本発明に係るラック倉庫の免制振システムは、設置面の上にラックを多段に連ねたラック構造体が設置されたラック倉庫の免制振システムにおいて、前記ラック構造体の最上部に設けられTMDとして機能する制振装置と、前記設置面と前記ラック構造体との間に設けられた免震装置と、を有し、前記免震装置は、前記設置面の上部に設けられ、一の水平方向に沿って下側に凸となるV字形状に傾斜した下部摺動面を有する下部案内部と、前記ラック構造体の底部に設けられ、前記一の水平方向に直交する他の水平方向に沿って上側に凸となる逆V字形状に傾斜した上部摺動面を有する上部案内部と、前記下部摺動面と前記上部摺動面との間に配置され、前記下部摺動面に沿って前記下部案内部と前記一の水平方向に相対変位可能であるともに、前記上部摺動面に沿って前記上部案内部と前記他の水平方向に相対変位可能な摺動子と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a vibration isolation system for a rack warehouse according to the present invention is the rack vibration isolation system for a rack warehouse in which a rack structure in which racks are connected in multiple stages is installed on an installation surface. A vibration damping device provided at the top of the body and functioning as a TMD; and a seismic isolation device provided between the installation surface and the rack structure. A lower guide portion having a lower sliding surface inclined in a V-shape that protrudes downward along one horizontal direction, and a bottom guide portion provided at the bottom of the rack structure; Between the upper guide portion having an upper sliding surface inclined in an inverted V shape that protrudes upward along another horizontal direction orthogonal to the lower sliding surface and the upper sliding surface. The lower guide part and the one horizontal direction along the lower sliding surface Both are possible relative displacement, and having a relative displaceable slider to the other horizontal direction and the upper guide portion along the upper sliding surface.

本発明では、ラック構造体の最上部にTMDとして機能する制振装置が設けられ、設置面とラック構造体との間に免震装置が設けられている。これにより、地震が生じた際には、免震装置が主にラック構造体における構造重心よりも下側の領域の加速度を低減させ、制振装置が主にラック構造体における構造重心よりも上側の領域の加速度を低減させることができる。その結果、本発明のラック倉庫の免制振システムでは、ラック構造体の高さ方向の全体にわたって加速度を低減させることができる。   In the present invention, a vibration damping device that functions as TMD is provided at the top of the rack structure, and a seismic isolation device is provided between the installation surface and the rack structure. As a result, when an earthquake occurs, the seismic isolation device mainly reduces the acceleration in the region below the structural center of gravity in the rack structure, and the damping device is mainly above the structural center of gravity in the rack structure. The acceleration in the region can be reduced. As a result, in the rack warehouse vibration isolation system of the present invention, the acceleration can be reduced over the entire height of the rack structure.

制振装置と免震装置とを併用することにより、ラック倉庫のような剛性の小さい構造物であっても所定の剛性を有する構造物と同様の効果を奏することができる。
制振装置と免震装置とを併用することにより、制振装置のみでは効果が小さい地震波に対しても大きな応答低減効果を得ることができる。
By using the vibration damping device and the seismic isolation device in combination, even a structure with low rigidity such as a rack warehouse can achieve the same effect as a structure having a predetermined rigidity.
By using the vibration damping device and the seismic isolation device in combination, a large response reduction effect can be obtained even for an earthquake wave that is less effective with the vibration damping device alone.

免震装置は、傾斜面を利用してラック構造体を原位置に復元させることができるため、復元ばねを設ける必要がなく、バネ剛性を持たない構成となる。これにより、免震装置は、入力地震波の特性による影響を受けにくい構成となり、地震波と共振することもないため、入力地震波の特性にかかわらず加速度を低減させることができて、免震効果を発揮することができる。
免震装置が固有周期をもたない構成となるため、制振装置の諸元を免震装置の固有周期を考慮せずに容易に決定することができる。
免震装置は、摺動子が下部案内部と一の水平方向に対して相対変位可能であるとともに、上部案内部と一の水平方向に直交する他の水平方向に対して相対変位可能であることにより、ラック倉庫特有の偏荷重や荷重変動があったとしても、ラック構造体における設置面に対するねじれを抑制することができ、安定した応答低減効果を発揮することができる。
Since the seismic isolation device can restore the rack structure to the original position using the inclined surface, there is no need to provide a restoring spring, and the structure does not have spring rigidity. As a result, the seismic isolation device is not easily affected by the characteristics of the input seismic wave and does not resonate with the seismic wave. Therefore, the acceleration can be reduced regardless of the characteristics of the input seismic wave, and the seismic isolation effect is exhibited. can do.
Since the seismic isolation device has a configuration that does not have a natural period, the specifications of the vibration control device can be easily determined without considering the natural period of the seismic isolation device.
The seismic isolation device is capable of relative displacement with respect to the horizontal direction of the lower guide part and the horizontal direction perpendicular to the horizontal direction of the upper guide part. As a result, even if there is an unbalanced load or load variation peculiar to the rack warehouse, it is possible to suppress twisting of the rack structure with respect to the installation surface, and to exhibit a stable response reduction effect.

また、本発明に係るラック倉庫の免制振システムでは、前記制振装置の可動質量の固有周期は、前記免震装置が設けられず前記ラック構造体が前記設置面に固定されていると仮定した場合の前記ラック構造体の1次周期に同調していてもよい。
このような構成とすることにより、免震装置の特性に影響されずに、制振装置の諸元を容易に設定することができる。
Further, in the vibration isolating system for a rack warehouse according to the present invention, the natural period of the movable mass of the vibration damping device is assumed that the seismic isolation device is not provided and the rack structure is fixed to the installation surface. In this case, it may be synchronized with the primary period of the rack structure.
By setting it as such a structure, the specification of a damping device can be set easily, without being influenced by the characteristic of a seismic isolation device.

本発明によれば、ラック倉庫の高さ方向の全体にわたり地震による加速度を低減させることができるとともに、入力地震波の特性によらず加速度を低減させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to reduce the acceleration by an earthquake over the whole height direction of a rack warehouse, acceleration can be reduced irrespective of the characteristic of an input seismic wave.

本発明の実施形態によるラック倉庫の免制振システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vibration isolation system of the rack warehouse by embodiment of this invention. 本発明の実施形態の制振装置を説明する模式図である。It is a mimetic diagram explaining a damping device of an embodiment of the present invention. (a)本発明の実施形態の免震装置の分解斜視図、(b)は(a)の摺動子を下側から見た斜視図である。(A) The disassembled perspective view of the seismic isolation apparatus of embodiment of this invention, (b) is the perspective view which looked at the slider of (a) from the lower side. (a)は本発明の実施形態の免震装置をY方向から見た図、(b)は本発明の実施形態の免震装置をX方向から見た図である。(A) is the figure which looked at the seismic isolation apparatus of embodiment of this invention from the Y direction, (b) is the figure which looked at the seismic isolation apparatus of embodiment of this invention from the X direction. (a)は本発明の実施形態の免震装置の可動子が下部案内部に対してX方向に移動した様子を説明する図、(b)本発明の実施形態の免震装置の可動子が下部案内部に対してY方向に移動した様子を説明する図である。(A) is a figure explaining a mode that the needle | mover of the seismic isolation apparatus of embodiment of this invention moved to the X direction with respect to the lower guide part, (b) The needle | mover of the seismic isolation apparatus of embodiment of this invention is It is a figure explaining a mode that it moved to the Y direction with respect to the lower guide part. 免制振構造のラック倉庫、制振構造のラック倉庫、非免震・非制振構造のラック倉庫における地震波ごとの応答加速度を示すグラフである。It is a graph which shows the response acceleration for every seismic wave in the rack warehouse of a damping structure, the rack warehouse of a damping structure, and the rack warehouse of a non-seismic isolation and a non-damping structure. 免制振構造のラック倉庫、制振構造のラック倉庫、非免震・非制振構造のラック倉庫における地震波ごとの応答変位を示すグラフである。It is a graph which shows the response displacement for every seismic wave in the rack warehouse of a damping structure, the rack warehouse of a damping structure, and the rack warehouse of a non-seismic isolation and a non-damping structure.

以下、本発明の実施形態によるラック倉庫の免制振システムについて、図1乃至図7に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1は、自動ラック倉庫などのラック11が上下方向に多段に連ねられたラック構造体12が設置されたラック倉庫13に設けられている。ラック倉庫13には、ラック構造体12が載置されたRCマット14が設けられている。RCマット14は、ラック倉庫13の床面(設置面)15の上方に配置されている。RCマット14とラック倉庫13の床面15との間には免震層16が形成され、ラック倉庫の免制振システム1の免震装置3が配置されている。ラック11には、例えばパレットに収容された収容物が収納される。
Hereinafter, a vibration isolation system for a rack warehouse according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the vibration isolation system 1 for a rack warehouse according to the present embodiment is provided in a rack warehouse 13 in which rack structures 12 in which racks 11 such as an automatic rack warehouse are arranged in multiple stages in the vertical direction are installed. It has been. The rack warehouse 13 is provided with an RC mat 14 on which the rack structure 12 is placed. The RC mat 14 is disposed above the floor surface (installation surface) 15 of the rack warehouse 13. A seismic isolation layer 16 is formed between the RC mat 14 and the floor 15 of the rack warehouse 13, and the seismic isolation device 3 of the rack isolation system 1 of the rack warehouse is disposed. In the rack 11, for example, a storage item stored in a pallet is stored.

ラック倉庫の免制振システム1は、ラック構造体12の最上部に設けられたTMDとして機能する制振装置2と、免震層16に設けられた免震装置3と、を有している。本実施形態では、複数の同じ形態の制振装置2、2…がラック構造体12の最上部に設けられ、複数の同じ形態の免震装置3,3…が免震層16に設けられている。   A rack warehouse vibration isolation system 1 includes a vibration damping device 2 that functions as a TMD provided at the top of the rack structure 12, and a seismic isolation device 3 provided in the seismic isolation layer 16. . In this embodiment, a plurality of vibration damping devices 2, 2... With the same form are provided on the top of the rack structure 12, and a plurality of seismic isolation devices 3, 3. Yes.

図2に示すように、制振装置2は、ラック構造体12に固定された固定部21と、固定部21に支持され固定部21と水平方向に相対移動可能な可動質量22と、固定部21と可動質量22との間に配置され、固定部21に対する可動質量22の相対振動を許容しつつこの相対振動を減衰させる減衰部23と、固定部21と可動質量22との間に減衰部23と並列に配置され、固定部21に対する可動質量22の相対振動を許容しつつ可動質量22を付勢する水平ばね24と、を有している。   As shown in FIG. 2, the vibration damping device 2 includes a fixed portion 21 fixed to the rack structure 12, a movable mass 22 supported by the fixed portion 21 and relatively movable in the horizontal direction, and a fixed portion. An attenuator 23 disposed between the movable portion 22 and the movable mass 22 and attenuating the relative vibration of the movable mass 22 with respect to the fixed portion 21 while allowing the relative vibration to be attenuated. And a horizontal spring 24 that urges the movable mass 22 while allowing relative vibration of the movable mass 22 with respect to the fixed portion 21.

固定部21は、ラック構造体12に対して変位しないように固定されている。固定部21は、可動質量22を水平方向に移動可能に支持するスライダ211を有している。
可動質量22は、本実施形態では有効質量の3%以上に設定されている。
減衰部23は、オイルダンパや粘弾性ゴムなどを用いた減衰装置で構成され、本実施形態では、減衰定数は10%程度に設定されている。
The fixed portion 21 is fixed so as not to be displaced with respect to the rack structure 12. The fixed portion 21 has a slider 211 that supports the movable mass 22 so as to be movable in the horizontal direction.
The movable mass 22 is set to 3% or more of the effective mass in this embodiment.
The attenuation unit 23 is configured by an attenuation device using an oil damper, viscoelastic rubber, or the like. In this embodiment, the attenuation constant is set to about 10%.

本実施形態では、床面とRCマットとの間に免震層が設けられ、免震層に本実施形態の免震装置3と同様の免震装置が設けられた場合の傾斜免震構造のラック構造体の固有周期と、床面とRCマットとの間に免震層が設けられず本実施形態の免震装置3が設けられていない場合の非免震構造のラック構造体の固有周期とは、同一であるものとしている。このため、制振装置2の諸元(可動質量22、減衰部23、水平ばね24などの諸元)は、上記の非免震構造のラック構造体の固有周期を基にして設定されている。制振装置2の可動質量22の諸元は、上記の非免震構造のラック構造体の1次周期に同調するように設定されている。   In the present embodiment, a seismic isolation layer is provided between the floor surface and the RC mat, and the inclined seismic isolation structure in the case where the seismic isolation device similar to the seismic isolation device 3 of this embodiment is provided in the seismic isolation layer. The natural period of the rack structure, and the natural period of the rack structure of the non-base isolation structure when the base isolation layer is not provided between the floor surface and the RC mat and the base isolation device 3 of this embodiment is not provided. Are the same. For this reason, the specifications of the damping device 2 (specifications of the movable mass 22, the damping part 23, the horizontal spring 24, etc.) are set based on the natural period of the rack structure having the non-seismic isolation structure. . The specifications of the movable mass 22 of the vibration damping device 2 are set so as to be synchronized with the primary period of the rack structure having the above-described non-seismic isolation structure.

図3および図4に示すように、免震装置3は、ラック倉庫13の床面15(図4参照)に固定された下部案内部4と、RCマット14(図4参照)の底部に固定された上部案内部5と、下部案内部4と上部案内部5との間に配置された摺動子6と、を有している。図4は、図3と比べて後述のX方向およびY方向の寸法を小さくした図となっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the seismic isolation device 3 is fixed to the lower guide portion 4 fixed to the floor 15 (see FIG. 4) of the rack warehouse 13 and the bottom of the RC mat 14 (see FIG. 4). And an upper guide portion 5 and a slider 6 disposed between the lower guide portion 4 and the upper guide portion 5. FIG. 4 is a diagram in which the dimensions in the X direction and the Y direction, which will be described later, are smaller than those in FIG. 3.

下部案内部4は、摺動子6が摺動する下部摺動面41を有する本体部42と、本体部42の下部に連結されてラック倉庫13の床面15に固定される固定部43(図4参照)と、を有している。
本体部42は、長尺の略直方体となるブロック状に形成され、一の水平方向に延びる向きに配置されている。一の水平方向をX方向とし、一の水平方向に直交する他の水平方向をY方向とする。本体部42の上面は、X方向に沿ってX方向の略中央部が下側に凸となる略V字形状の傾斜面に形成されている。この本体部42の上面が下部摺動面41となっている。下部摺動面41の略中央部の屈曲している部分を下部屈曲部411とする。また、下部摺動面41のうち、下部屈曲部411からX方向の一方側を第1下部摺動面412とし、下部屈曲部411からX方向の他方側を第2下部摺動面413とする。
The lower guide part 4 includes a main body part 42 having a lower sliding surface 41 on which the slider 6 slides, and a fixed part 43 (connected to the lower part of the main body part 42 and fixed to the floor 15 of the rack warehouse 13. 4).
The main body 42 is formed in a block shape that is a long, substantially rectangular parallelepiped, and is arranged in a direction extending in one horizontal direction. One horizontal direction is defined as an X direction, and another horizontal direction orthogonal to the one horizontal direction is defined as a Y direction. The upper surface of the main body 42 is formed in a substantially V-shaped inclined surface in which a substantially central portion in the X direction protrudes downward along the X direction. The upper surface of the main body 42 is a lower sliding surface 41. A bent portion at a substantially central portion of the lower sliding surface 41 is referred to as a lower bent portion 411. Of the lower sliding surface 41, one side in the X direction from the lower bent portion 411 is a first lower sliding surface 412, and the other side in the X direction from the lower bent portion 411 is a second lower sliding surface 413. .

第1下部摺動面412および第2下部摺動面413は、それぞれ平面となる傾斜面に形成されている。第1下部摺動面412および第2下部摺動面413の水平面に対する傾斜角は、互いに同じ値(傾斜角θ)に設定されている。
第1下部摺動面412および第2下部摺動面413には、摺動子6との摩擦を低減させるようにテフロン(登録商標)などの滑り材がそれぞれ設けられている。
本体部42のY方向の両側の端面421,421は、それぞれY方向を向く略垂直面となるように形成されている。
The first lower sliding surface 412 and the second lower sliding surface 413 are each formed on an inclined surface that is a flat surface. The inclination angles of the first lower sliding surface 412 and the second lower sliding surface 413 with respect to the horizontal plane are set to the same value (inclination angle θ).
The first lower sliding surface 412 and the second lower sliding surface 413 are each provided with a sliding material such as Teflon (registered trademark) so as to reduce friction with the slider 6.
End surfaces 421 and 421 on both sides in the Y direction of the main body 42 are formed to be substantially vertical surfaces facing the Y direction.

固定部43は、板状に形成され、板面が水平面となる向きで本体部42の下面と接合されている。固定部43は、本体部42よりもX方向およびY方向に大きい略長方形状に形成され、本体部42よりもX方向およびY方向に突出している。固定部43は、ラック倉庫13の床面15に固定されている。   The fixing portion 43 is formed in a plate shape, and is joined to the lower surface of the main body portion 42 in a direction in which the plate surface is a horizontal plane. The fixing portion 43 is formed in a substantially rectangular shape that is larger in the X direction and the Y direction than the main body portion 42, and protrudes in the X direction and the Y direction from the main body portion 42. The fixed portion 43 is fixed to the floor surface 15 of the rack warehouse 13.

上部案内部5は、摺動子6が摺動する上部摺動面51を有する本体部52と、本体部52の上部に連結されてRCマット14に固定される固定部53(図5参照)と、を有している。
本体部52は、長尺の略直方体となるブロック状に形成され、Y方向に延びる向きに配置されている。本体部52の下面は、Y方向に沿ってY方向の略中央部が上側に凸となる略逆V字形状の傾斜面に形成されている。この本体部52の下面が上部摺動面51となっている。上部摺動面51の略中央部の屈曲している部分を上部屈曲部511とする。また、上部摺動面51のうち、上部屈曲部511からY方向の一方側を第1上部摺動面512とし、上部屈曲部511からY方向の他方側を第2上部摺動面513とする。
The upper guide portion 5 includes a main body portion 52 having an upper sliding surface 51 on which the slider 6 slides, and a fixing portion 53 connected to the upper portion of the main body portion 52 and fixed to the RC mat 14 (see FIG. 5). And have.
The main body 52 is formed in a block shape that is a long, substantially rectangular parallelepiped, and is arranged in a direction extending in the Y direction. The lower surface of the main body portion 52 is formed in a substantially inverted V-shaped inclined surface having a substantially central portion in the Y direction protruding upward along the Y direction. The lower surface of the main body 52 is an upper sliding surface 51. A bent portion at a substantially central portion of the upper sliding surface 51 is referred to as an upper bent portion 511. Of the upper sliding surface 51, one side in the Y direction from the upper bent portion 511 is a first upper sliding surface 512, and the other side in the Y direction from the upper bent portion 511 is a second upper sliding surface 513. .

第1上部摺動面512および第2上部摺動面513は、それぞれ平面となる傾斜面に形成されている。第1上部摺動面512および第2上部摺動面513の水平面に対する傾斜角は、互いに同じ値(傾斜角θ)に設定されている。この傾斜角θは、第1下部摺動面412および第2下部摺動面413の水平面に対する傾斜角θと同じ値となっている。
第1上部摺動面512および第2上部摺動面513には、摺動子6との摩擦を低減させるようにテフロン(登録商標)などの滑り材がそれぞれ設けられている。
本体部52のX方向の両側の端面521,521は、それぞれX方向を向く略垂直面となるように形成されている。
The first upper sliding surface 512 and the second upper sliding surface 513 are respectively formed on inclined surfaces that are flat surfaces. The inclination angles of the first upper sliding surface 512 and the second upper sliding surface 513 with respect to the horizontal plane are set to the same value (inclination angle θ). This inclination angle θ has the same value as the inclination angle θ of the first lower sliding surface 412 and the second lower sliding surface 413 with respect to the horizontal plane.
The first upper sliding surface 512 and the second upper sliding surface 513 are each provided with a sliding material such as Teflon (registered trademark) so as to reduce friction with the slider 6.
The end faces 521 and 521 on both sides in the X direction of the main body 52 are formed so as to be substantially vertical surfaces facing the X direction.

固定部53は、板状に形成され、板面が水平面となる向きで本体部52の上面と接合されている。固定部53は、本体部52よりもX方向およびY方向に大きい略長方形状に形成され、本体部52よりもX方向およびY方向に突出している。固定部53は、RCマット14の下面に固定されている。   The fixing portion 53 is formed in a plate shape, and is joined to the upper surface of the main body portion 52 in a direction in which the plate surface is a horizontal plane. The fixing portion 53 is formed in a substantially rectangular shape that is larger in the X direction and the Y direction than the main body portion 52, and protrudes in the X direction and the Y direction from the main body portion 52. The fixing portion 53 is fixed to the lower surface of the RC mat 14.

このような下部案内部4と上部案内部5とは、上下方向に間をあけて重なるように配置され、下部案内部4と上部案内部5とが上下方向に重なる交差部10に摺動子6が配置されている。   The lower guide part 4 and the upper guide part 5 are arranged so as to overlap with each other in the vertical direction, and the slider is placed at the intersection 10 where the lower guide part 4 and the upper guide part 5 overlap in the vertical direction. 6 is arranged.

摺動子6は、本体部61と、下部案内部4とのY方向の相対変位を防止する下部ガイド部62と、上部案内部5とのX方向の相対変位を防止する上部ガイド部63と、を有している。
本体部61は、平面視形状(上方から見た形状)が略正方形となるブロック状に形成されている。
一対の下部ガイド部62,62は、互いにY方向に間隔をあけて配置されている。一対の下部ガイド部62,62の間隔は、下部案内部4の本体部42のY方向の寸法よりもやや大きく形成されている。一対の下部ガイド部62,62における互いにY方向に対向する内側面621,621は、鉛直面に形成されている。
本体部61の下面のうちの一対の下部ガイド部62,62の間の領域全体に下部摺動面41と当接する下部当接面64が形成されている。
The slider 6 includes a main body portion 61, a lower guide portion 62 that prevents relative displacement in the Y direction with the lower guide portion 4, and an upper guide portion 63 that prevents relative displacement in the X direction with respect to the upper guide portion 5. ,have.
The main body 61 is formed in a block shape in which the shape in plan view (viewed from above) is a substantially square shape.
A pair of lower guide parts 62 and 62 are mutually arrange | positioned at intervals in the Y direction. The interval between the pair of lower guide portions 62 and 62 is formed to be slightly larger than the dimension in the Y direction of the main body portion 42 of the lower guide portion 4. Inner side surfaces 621 and 621 of the pair of lower guide portions 62 and 62 facing each other in the Y direction are formed as vertical surfaces.
A lower contact surface 64 that contacts the lower sliding surface 41 is formed in the entire region between the pair of lower guide portions 62, 62 on the lower surface of the main body portion 61.

下部当接面64は、X方向に沿ってX方向の略中央部が下側に凸となる略V字形状の傾斜面に形成されている。この下部当接面64のX方向の略中央部の屈曲している部分を下部屈曲部641とする。
また、下部当接面64のうち、下部屈曲部641よりもX方向の一方側を第1下部当接面642とし、下部屈曲部641よりもX方向の他方側を第2下部当接面643とする。
第1下部当接面642および第2下部当接面643には、それぞれテフロン(登録商標)などの滑り材がそれぞれ設けられている。
The lower contact surface 64 is formed in a substantially V-shaped inclined surface in which a substantially central portion in the X direction protrudes downward along the X direction. A bent portion at the substantially central portion in the X direction of the lower contact surface 64 is defined as a lower bent portion 641.
Of the lower contact surfaces 64, one side in the X direction from the lower bent portion 641 is a first lower contact surface 642, and the other side in the X direction from the lower bent portion 641 is a second lower contact surface 643. And
Each of the first lower contact surface 642 and the second lower contact surface 643 is provided with a sliding material such as Teflon (registered trademark).

一対の上部ガイド部63,63は、互いにX方向に間隔をあけて配置されている。一対の上部ガイド部63,63の間隔は、上部案内部5の本体部52のX方向の寸法よりもやや大きく形成されている。一対の上部ガイド部63,63における互いにX方向に対向する内側面631,631は、鉛直面に形成されている。
本体部61の下面のうちの一対の上部ガイド部63,63の間の領域全体に上部摺動面51と当接する上部当接面65が形成されている。
A pair of upper guide parts 63 and 63 are mutually arrange | positioned at intervals in the X direction. The distance between the pair of upper guide portions 63 and 63 is slightly larger than the dimension in the X direction of the main body portion 52 of the upper guide portion 5. Inner side surfaces 631 and 631 of the pair of upper guide portions 63 and 63 facing each other in the X direction are formed in a vertical plane.
An upper contact surface 65 that contacts the upper sliding surface 51 is formed in the entire region between the pair of upper guide portions 63, 63 on the lower surface of the main body portion 61.

上部当接面65は、Y方向に沿ってX方向の略中央部が上側に凸となる略逆V字形状の傾斜面に形成されている。この上部当接面65のY方向の略中央部の屈曲している部分を上部屈曲部651とする。
また、上部当接面65のうち、上部屈曲部651よりもY方向の一方側を第1上部当接面652とし、上部屈曲部651よりもY方向の他方側を第2上部当接面653とする。
第1上部当接面652および第2上部当接面653には、それぞれテフロン(登録商標)などの滑り材がそれぞれ設けられている。
The upper abutment surface 65 is formed in a substantially inverted V-shaped inclined surface with a substantially central portion in the X direction protruding upward along the Y direction. A bent portion of the substantially central portion in the Y direction of the upper contact surface 65 is referred to as an upper bent portion 651.
Of the upper contact surface 65, one side in the Y direction with respect to the upper bent portion 651 is defined as a first upper contact surface 652, and the other side in the Y direction with respect to the upper bent portion 651 is defined as a second upper contact surface 653. And
Each of the first upper contact surface 652 and the second upper contact surface 653 is provided with a sliding material such as Teflon (registered trademark).

本体部61は、下部案内部4の上側に配置されると、下部当接面64が下部案内部4の下部摺動面41と当接し、一対の下部ガイド部62,62が下部案内部4の本体部42のY方向の両側方に配置される。一対の下部ガイド部62,62それぞれの内側面621,621は、下部案内部4の本体部42のY方向の両側の端面421,421と対向している。本実施形態では、一対の下部ガイド部62,62それぞれの内側面621,621に滑り材622,622が設けられていて、滑り材622,622が下部案内部4の本体部42の端面421,421と当接している。
本体部61は、上部案内部5の下側に配置されると、上部当接面65が上部案内部5の下部摺動面41と当接し、一対の上部ガイド部63,63が上部案内部5の本体部52のX方向の両側方に配置される。一対の上部ガイド部63,63それぞれの内側面631,631は、上部案内部5の本体部52のX方向の両側の端面521,521と対向している。本実施形態では、一対の上部ガイド部63,63それぞれの内側面631,631に滑り材632,632が設けられていて、滑り材632,632が上部案内部5の本体部52の端面521,521と当接している。
When the main body 61 is disposed on the upper side of the lower guide 4, the lower contact surface 64 contacts the lower sliding surface 41 of the lower guide 4, and the pair of lower guides 62 and 62 are the lower guide 4. The main body 42 is disposed on both sides in the Y direction. The inner side surfaces 621 and 621 of the pair of lower guide portions 62 and 62 are opposed to the end surfaces 421 and 421 on both sides in the Y direction of the main body portion 42 of the lower guide portion 4. In the present embodiment, the sliding materials 622 and 622 are provided on the inner side surfaces 621 and 621 of the pair of lower guide portions 62 and 62, respectively, and the sliding materials 622 and 622 are the end surfaces 421 of the main body portion 42 of the lower guide portion 4. 421 abuts.
When the main body portion 61 is disposed below the upper guide portion 5, the upper contact surface 65 contacts the lower sliding surface 41 of the upper guide portion 5, and the pair of upper guide portions 63 and 63 are the upper guide portions. 5 of the main body 52 is disposed on both sides in the X direction. The inner side surfaces 631 and 631 of the pair of upper guide portions 63 and 63 are opposed to the end surfaces 521 and 521 on both sides in the X direction of the main body portion 52 of the upper guide portion 5. In the present embodiment, the sliding materials 632 and 632 are provided on the inner side surfaces 631 and 631 of the pair of upper guide portions 63 and 63, respectively, and the sliding materials 632 and 632 are the end surfaces 521 of the main body portion 52 of the upper guide portion 5. 521 abuts.

このような構成の免震装置3は、図5示すように、地震が生じてラック倉庫13の床面15とRCマット14とが水平方向に相対変位すると、ラック倉庫13の床面15に設けられた下部案内部4とRCマット14に設けられた上部案内部5との相対変位に追従して摺動子6が下部摺動面41および上部摺動面51を摺動する。図5は、図4と同様に図3と比べて後述のX方向およびY方向の寸法を小さくした図となっている。   As shown in FIG. 5, the seismic isolation device 3 having such a configuration is provided on the floor surface 15 of the rack warehouse 13 when an earthquake occurs and the floor surface 15 of the rack warehouse 13 and the RC mat 14 are relatively displaced in the horizontal direction. The slider 6 slides on the lower slide surface 41 and the upper slide surface 51 following the relative displacement between the lower guide portion 4 and the upper guide portion 5 provided on the RC mat 14. FIG. 5 is a diagram in which the dimensions in the X direction and the Y direction, which will be described later, are smaller than FIG. 3 as in FIG.

図3に示すように免震装置3の初期状態(通常時)では、摺動子6は下部案内部4および上部案内部5に対して原位置に配置されている。原位置に配置された摺動子6は、第1下部当接面642が下部案内部4の第1下部摺動面412と当接し、第2下部当接面643が下部案内部4の第2下部摺動面413と当接し、第1上部当接面652が上部案内部5の第1上部摺動面512と当接し、第2上部当接面653が上部案内部5の第2上部摺動面513と当接している。   As shown in FIG. 3, in the initial state (normal time) of the seismic isolation device 3, the slider 6 is disposed in the original position with respect to the lower guide portion 4 and the upper guide portion 5. In the slider 6 disposed in the original position, the first lower contact surface 642 contacts the first lower slide surface 412 of the lower guide portion 4, and the second lower contact surface 643 of the lower guide portion 4 2 abutting on the lower sliding surface 413, the first upper abutting surface 652 abutting on the first upper sliding surface 512 of the upper guiding portion 5, and the second upper abutting surface 653 on the second upper portion of the upper guiding portion 5. It is in contact with the sliding surface 513.

図5(a)に示すように、摺動子6は、下部案内部4に対して原位置からX方向の一方側に移動すると、第1下部当接面642が第1下部摺動面412と当接しているが、第2下部当接面643が第2下部摺動面413から離間した状態で第1下部摺動面412を上るように下部摺動面41を摺動する。摺動子6は、下部案内部4に対して原位置からX方向の他方側に移動すると、第2下部当接面643が第2下部摺動面413と当接しているが、第1下部当接面642が第1下部摺動面412から離間した状態で第2下部摺動面413を上るように下部摺動面41を摺動する。   As shown in FIG. 5A, when the slider 6 moves from the original position to the one side in the X direction with respect to the lower guide portion 4, the first lower contact surface 642 becomes the first lower slide surface 412. However, the lower sliding surface 41 is slid so as to rise above the first lower sliding surface 412 in a state where the second lower contacting surface 643 is separated from the second lower sliding surface 413. When the slider 6 moves from the original position to the other side in the X direction with respect to the lower guide portion 4, the second lower contact surface 643 is in contact with the second lower slide surface 413. The lower sliding surface 41 is slid so that the second lower sliding surface 413 is raised in a state where the contact surface 642 is separated from the first lower sliding surface 412.

図5(b)に示すように、摺動子6は、上部案内部5に対して原位置からY方向の一方側に移動すると、第1上部当接面652が第1上部摺動面512と当接しているが、第2上部当接面653が第2上部摺動面513から離間した状態で第1上部摺動面512を下るように上部摺動面51を摺動する。摺動子6は、上部案内部5に対して原位置からY方向の他方側に移動すると、第2上部当接面653が第2上部摺動面513と当接しているが、第1上部当接面652が第1上部摺動面512から離間した状態で第2上部摺動面513を下るように上部摺動面51を摺動する。   As shown in FIG. 5B, when the slider 6 moves from the original position to one side in the Y direction with respect to the upper guide portion 5, the first upper contact surface 652 becomes the first upper sliding surface 512. The upper sliding surface 51 is slid so as to descend the first upper sliding surface 512 in a state where the second upper abutting surface 653 is separated from the second upper sliding surface 513. When the slider 6 moves from the original position to the other side in the Y direction with respect to the upper guide portion 5, the second upper contact surface 653 is in contact with the second upper slide surface 513. The upper sliding surface 51 is slid so as to descend the second upper sliding surface 513 in a state where the contact surface 652 is separated from the first upper sliding surface 512.

このように摺動子6は、下部案内部4および上部案内部5に対して上ったり下ったりすることで高さ寸法が変化することになる。しかしながら、本実施形態では、免震層16に設けられた複数の免震装置3は、それぞれの傾斜角θが同じ値であるため、地震が生じてそれぞれの下部案内部4と上部案内部5とが水平方向に相対変位しても、免震装置3それぞれの上端部は同じ高さとなり、免震装置3それぞれの下端部は同じ高さに配置される。これにより、ラック倉庫13の床面15とRCマット14とが水平方向に相対変位しても、RCマット14が水平に維持される。   Thus, the height dimension of the slider 6 changes as it moves up and down relative to the lower guide part 4 and the upper guide part 5. However, in this embodiment, since the plurality of seismic isolation devices 3 provided in the seismic isolation layer 16 have the same inclination angle θ, an earthquake occurs and the lower guide part 4 and the upper guide part 5 Even if they are relatively displaced in the horizontal direction, the upper ends of the seismic isolation devices 3 have the same height, and the lower ends of the seismic isolation devices 3 are arranged at the same height. Thereby, even if the floor 15 of the rack warehouse 13 and the RC mat 14 are relatively displaced in the horizontal direction, the RC mat 14 is kept horizontal.

免震装置3では、摺動子6と下部案内部4とがX方向に相対変位すると、摺動子6が下部案内部4の下部摺動面41を上るように下部案内部4と相対変位するため、摺動子6と下部案内部4との相対変位がポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)として蓄積され、摺動子6が原位置に復元するための復元力(傾斜復元力)となる。摺動子6と上部案内部5とがY方向に相対変位すると、上部案内部5が摺動子6の上部当接面65の傾斜面を上るように摺動子6と相対変位するため、摺動子6と上部案内部5との相対変位がポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)として蓄積され、摺動子6が原位置に復元するための復元力(傾斜復元力)となる。
上部案内部5に作用する鉛直荷重をWとすると、傾斜復元力(水平力)Fは水平面に対する傾斜角θ、傾斜面の摩擦係数μとして下式で表される。
F=Wtanθ=(0.1〜0.4)μW=(0.01〜0.04)W
μWは、摩擦力を示している。
In the seismic isolation device 3, when the slider 6 and the lower guide portion 4 are relatively displaced in the X direction, the slider 6 is relatively displaced from the lower guide portion 4 so that the slider 6 moves up the lower sliding surface 41 of the lower guide portion 4. Therefore, the relative displacement between the slider 6 and the lower guide portion 4 is accumulated as potential energy (positional energy) and becomes a restoring force (inclination restoring force) for restoring the slider 6 to the original position. When the slider 6 and the upper guide portion 5 are relatively displaced in the Y direction, the upper guide portion 5 is relatively displaced with the slider 6 so as to rise above the inclined surface of the upper contact surface 65 of the slider 6. The relative displacement between the slider 6 and the upper guide portion 5 is accumulated as potential energy (positional energy), and becomes a restoring force (inclination restoring force) for restoring the slider 6 to the original position.
Assuming that the vertical load acting on the upper guide 5 is W, the inclination restoring force (horizontal force) F is expressed by the following equation as the inclination angle θ with respect to the horizontal plane and the friction coefficient μ of the inclined surface.
F = Wtan θ = (0.1 to 0.4) μW = (0.01 to 0.04) W
μW represents the frictional force.

上記の免震装置3は、免震層16に予引張力Fの定荷重ばねを設置した場合と同じであり、免震層16の変位量によらず一定の復元力Fが作用することになる。tanθ≧μであれば残留変位を完全に除去することができるが、例えば、出願人が出願した特願2011−201873に開示されているように、予引張力Fが摩擦力μWの1/2〜1/10倍に相当する値であっても残留変位を略なくすことができる。
ラック構造体12の高さ、ラック倉庫13の構造形式などによって摩擦係数を調整する必要があるが、本実施形態では、低摩擦材を使用することにより、μ≦0.06としている。
The above seismic isolation device 3 is the same as the case where a constant load spring having a pre-tension force F is installed in the seismic isolation layer 16, and a constant restoring force F acts regardless of the amount of displacement of the seismic isolation layer 16. Become. If tan θ ≧ μ, the residual displacement can be completely removed. For example, as disclosed in Japanese Patent Application No. 2011-201873 filed by the applicant, the pre-tension force F is ½ of the friction force μW. Even if the value is equivalent to ˜1 / 10, the residual displacement can be substantially eliminated.
Although it is necessary to adjust the friction coefficient depending on the height of the rack structure 12 and the structure type of the rack warehouse 13, in this embodiment, μ ≦ 0.06 is set by using a low friction material.

上述したように、本実施形態では、制振装置2の諸元(可動質量22、減衰部23、水平ばね24などの諸元)は非免震構造のラック構造体の固有周期を基にして設定されている。
そこで、床面とRCマットとの間に免震層が設けられ、免震層に本実施形態の免震装置3と同様の免震装置が設けられた場合の傾斜免震構造のラック構造体の固有周期と、床面とRCマットとの間に免震層が設けられず本実施形態の免震装置3が設けられていない場合の非免震構造のラック構造体の固有周期とを比較する解析を行った。
As described above, in the present embodiment, the specifications of the damping device 2 (the specifications of the movable mass 22, the damping part 23, the horizontal spring 24, etc.) are based on the natural period of the rack structure having a non-seismic isolation structure. Is set.
Therefore, a rack structure having an inclined seismic isolation structure when a seismic isolation layer is provided between the floor surface and the RC mat, and a seismic isolation device similar to the seismic isolation device 3 of the present embodiment is provided in the seismic isolation layer. Is compared with the natural period of the rack structure of the non-base-isolated structure when the base isolation layer is not provided between the floor surface and the RC mat and the base isolation device 3 of this embodiment is not provided. Analysis was performed.

解析条件としては、ラック構造体のラックの全段数を13段(高さ:20m、13段目の高さ:約18m))とし、質量を924t(ラック構造体の自重:70t+収容物の最大重量350t+RCマットの重量約500t)とし、各質点の自由度は、1方向並進のみ可能とする。   As analysis conditions, the total number of racks in the rack structure is 13 (height: 20 m, height of the 13th stage: about 18 m)), and the mass is 924 t (self weight of the rack structure: 70 t + maximum of the contents) The weight is 350 t + the weight of the RC mat is about 500 t), and the degree of freedom of each mass point can be translated only in one direction.

下表に示すように、非免震構造のラック倉庫と、傾斜免震構造のラック倉庫では、固有周期が一致することがわかる。このため、本実施形態では、制振装置2の諸元を、非免震構造のラック構造体の固有周期を基に設定すれば、傾斜免震構造のラック構造体の固有周期を基に設定した値と同じ値となることがわかる。   As shown in the table below, it can be seen that the natural period of the rack warehouse with non-base isolation structure and that with the inclined base isolation structure match. For this reason, in this embodiment, if the specifications of the damping device 2 are set based on the natural period of the rack structure having a non-base-isolated structure, the specifications are set based on the natural period of the rack structure having an inclined base-isolated structure. It turns out that it becomes the same value as what was done.

Figure 2018131317
Figure 2018131317

次に、上述したラック倉庫の免制振システム1の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1では、ラック構造体12の最上部にTMDとして機能する制振装置2が設けられ、設置面とラック構造体12との間に免震装置3が設けられている。これにより、地震が生じた際には、免震装置3が主にラック構造体12における構造重心よりも下側の領域の加速度を低減させ、制振装置2が主にラック構造体12における構造重心よりも上側の領域の加速度を低減させることができる。その結果、本発明のラック倉庫の免制振システム1では、ラック構造体12の高さ方向の全体にわたって加速度を低減させることができる。
Next, operations and effects of the above-described rack warehouse vibration isolation system 1 will be described with reference to the drawings.
In the rack warehouse vibration damping system 1 according to this embodiment described above, the vibration damping device 2 functioning as a TMD is provided at the top of the rack structure 12, and the vibration isolation device is provided between the installation surface and the rack structure 12. 3 is provided. Thereby, when an earthquake occurs, the seismic isolation device 3 mainly reduces the acceleration in the region below the center of gravity of the structure in the rack structure 12, and the vibration damping device 2 mainly has the structure in the rack structure 12. The acceleration in the region above the center of gravity can be reduced. As a result, in the rack warehouse vibration isolation system 1 of the present invention, the acceleration can be reduced over the entire height of the rack structure 12.

制振装置2と免震装置3とを併用することにより、ラック倉庫13のような剛性の小さい構造物であっても所定の剛性を有する構造物と同様の効果を奏することができる。
制振装置2と免震装置3とを併用することにより、制振装置2のみでは効果が小さい地震波に対しても大きな応答低減効果を得ることができる。
By using the vibration damping device 2 and the seismic isolation device 3 together, even a structure having a small rigidity such as the rack warehouse 13 can exhibit the same effect as a structure having a predetermined rigidity.
By using the vibration damping device 2 and the seismic isolation device 3 in combination, a large response reduction effect can be obtained even for an earthquake wave that is less effective with the vibration damping device 2 alone.

免震装置3は、傾斜面を利用してラック構造体12を原位置に復元させることができるため、復元ばねを設ける必要がなく、バネ剛性を持たない構成となる。これにより、免震装置3は、入力地震波の特性による影響を受けにくい構成となり、地震波と共振することもないため、入力地震波の特性にかかわらず加速度を低減させることができて、免震効果を発揮することができる。
免震装置3が固有周期をもたない構成となるため、制振装置2の諸元を免震装置3の固有周期を考慮せずに容易に決定することができる。
特に、本実施形態では、制振装置2の可動質量22の固有周期は、本実施形態のような免震装置3が設けられずRCマットが床面に固定された非免震構造のラック構造体の1次周期に同調するように設定すればよいため、免震装置3の特性の影響がなく制振装置2の諸元を容易に設定することができる。
Since the seismic isolation device 3 can restore the rack structure 12 to the original position by using the inclined surface, there is no need to provide a restoring spring, and the structure does not have spring rigidity. As a result, the seismic isolation device 3 is not easily affected by the characteristics of the input seismic wave and does not resonate with the seismic wave. Therefore, the acceleration can be reduced regardless of the characteristics of the input seismic wave, and the seismic isolation effect can be reduced. It can be demonstrated.
Since the seismic isolation device 3 does not have a natural period, the specifications of the vibration damping device 2 can be easily determined without considering the natural period of the seismic isolation device 3.
In particular, in this embodiment, the natural period of the movable mass 22 of the vibration damping device 2 is a rack structure having a non-base isolation structure in which the RC mat is fixed to the floor surface without the base isolation device 3 as in the present embodiment. Since it only needs to be set so as to synchronize with the primary period of the body, the specification of the vibration damping device 2 can be easily set without being affected by the characteristics of the seismic isolation device 3.

免震装置3は、摺動子6が下部案内部4とX方向に対して相対変位可能であるとともに、上部案内部5とY方向に対して相対変位可能であることにより、ラック倉庫13に特有の偏荷重や荷重変動があったとしても、ラック構造体12におけるラック倉庫13の床面15に対するねじれを抑制することができ、安定した応答低減効果を発揮することができる。   The seismic isolation device 3 allows the rack 6 to move relative to the lower guide 4 and the X direction as well as relative to the upper guide 5 and the Y direction. Even if there is a peculiar uneven load or load fluctuation, it is possible to suppress the twist of the rack structure 12 with respect to the floor 15 of the rack warehouse 13 and to exhibit a stable response reduction effect.

上述した本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1が設けられた免制振構造のラック倉庫、本実施形態の制振装置2と同様の制振装置が設けられ免震装置は設けられていない制振構造のラック倉庫、および、制振装置および免震装置ともに設けられていない非免震・非制振構造のラック倉庫それぞれについて、地震時の応答加速度および応答変位を算出し、これらを比較する解析を行った。   A rack warehouse having a vibration-isolation structure provided with the above-described rack warehouse vibration-isolation system 1 according to the present embodiment, a vibration damping device similar to the vibration damping device 2 according to the present embodiment is provided, and a vibration isolation device is provided. The response acceleration and response displacement at the time of an earthquake are calculated for each rack warehouse with no vibration control structure and with a non-base isolation / non-damping structure rack warehouse that is not equipped with a vibration control device or a seismic isolation device. A comparative analysis was performed.

解析条件としては、ラック構造体のラックの全段数を13段(高さ:20m、13段目の高さ:約18m))とし、質量を924t(ラック構造体12の自重:70t+収容物の最大重量350t+RCマット14の重量約500t)とし、各質点の自由度は、1方向並進のみ可能、加振方向は、水平方向のうちの収容物がラックに収容される方向とする。
地震波は、標準3波(エルセントロ波、TAFT波、八戸波、50kine標準化)、告示波(関東位相、神戸位相、ランダム位相)、東京湾北部地震(人工波)、および熊本本震の8の地震波とした。
制振装置の有効質量を3%とし、減衰定数を10%とする。
As analysis conditions, the total number of racks in the rack structure is 13 (height: 20 m, height of the 13th stage: about 18 m)), and the mass is 924 t (self weight of the rack structure 12: 70 t + The maximum weight is 350 t + the weight of the RC mat 14 is about 500 t), and the degree of freedom of each mass point can be translated only in one direction, and the excitation direction is the direction in which the stored items in the horizontal direction are stored in the rack.
The seismic wave consists of three standard waves (El Centro wave, TAFT wave, Hachinohe wave, 50 kine standardization), notification wave (Kanto phase, Kobe phase, random phase), Tokyo Bay northern earthquake (artificial wave), and Kumamoto main shock did.
The effective mass of the damping device is 3%, and the damping constant is 10%.

図6より、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1が設けられた免制振構造のラック倉庫では、他の構造のラック倉庫と比べてラック倉庫の低層部から高層部にわたって応答加速度を低減できることが確認できる。
図7より、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1が設けられた免制振構造のラック倉庫では、他の構造のラック倉庫と比べてラック倉庫の低層部と高層部との応答変位の差を低減できることが確認できる。
As shown in FIG. 6, in the rack warehouse having the vibration isolation structure provided with the vibration isolation system 1 of the rack warehouse according to the present embodiment, the response acceleration is increased from the lower part to the higher part of the rack warehouse as compared with the rack warehouse of other structures. It can be confirmed that it can be reduced.
As shown in FIG. 7, in the rack warehouse having a vibration-isolation structure provided with the rack warehouse vibration-isolation system 1 according to the present embodiment, the response displacement between the low-rise part and the high-rise part of the rack warehouse is compared with the rack warehouse having another structure. It can be confirmed that the difference can be reduced.

また、制振装置2のみを設けた制振構造のラック倉庫では、地震波の特性によっては応答加速度を低減できないことがあるが、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1が設けられた免制振構造のラック倉庫では、地震波の特性の影響が小さく応答加速度を低減できることが確認できる。
さらに、本解析のケースでは、本実施形態によるラック倉庫の免制振システム1が設けられた免制振構造のラック倉庫であれば、ラック構造体の頂部を除き、応答加速度が荷崩れの目安となる500gal(5m/sec)以下となることが確認できる。なお、本解析では、制振装置の有効質量を3%としているが、有効質量の比率を大きくすることでラック構造体の頂部の応答加速度についても500gal(5m/sec)以下とすることが可能となる。
Further, in a rack warehouse having a damping structure provided with only the damping device 2, the response acceleration may not be reduced depending on the characteristics of the seismic wave. However, the rack warehouse with the damping system 1 for the rack warehouse according to this embodiment is not provided. In a rack warehouse with a damping structure, it can be confirmed that the effect of seismic waves is small and response acceleration can be reduced.
Furthermore, in the case of this analysis, if the rack warehouse has a vibration-isolated structure provided with the rack warehouse vibration-isolation system 1 according to the present embodiment, the response acceleration is an indication of the collapse of the load except for the top of the rack structure. It can be confirmed that it is 500 gal (5 m / sec 2 ) or less. In this analysis, the effective mass of the vibration damping device is 3%, but the response acceleration at the top of the rack structure may be 500 gal (5 m / sec 2 ) or less by increasing the effective mass ratio. It becomes possible.

以上、本発明によるラック倉庫の免制振システム1の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、ラック倉庫13に対して同じ形態の制振装置2が複数設けられ、同じ形態の免震装置3が複数設けられているが、制振装置2および免震装置3が設けられる数は適宜設定されてよい。また、例えば諸元の異なる複数の制振装置2や複数の免震装置3がラック倉庫13に設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、可動質量22の固有周期は、免震装置3が設けられずRCマット14がラック倉庫13の床面15に固定されていると仮定した場合のラック構造体12の1次周期に同調する値に設定されているが、これ以外の値に設定されてもよい。
As mentioned above, although embodiment of the anti-vibration vibration system 1 of the rack warehouse by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
For example, in the above-described embodiment, a plurality of vibration damping devices 2 of the same form are provided for the rack warehouse 13 and a plurality of seismic isolation devices 3 of the same form are provided. May be set as appropriate. Further, for example, a plurality of vibration control devices 2 and a plurality of seismic isolation devices 3 having different specifications may be provided in the rack warehouse 13.
In the above embodiment, the natural period of the movable mass 22 is that of the rack structure 12 when it is assumed that the seismic isolation device 3 is not provided and the RC mat 14 is fixed to the floor 15 of the rack warehouse 13. Although it is set to a value that synchronizes with the primary period, it may be set to a value other than this.

1 ラック倉庫の免制振システム
2 制振装置
3 免震装置
4 下部案内部
5 上部案内部
6 摺動子
11 ラック
12 ラック構造体
13 ラック倉庫
14 RCマット
15 床面(設置面)
16 免震層
22 可動質量
41 下部摺動面
51 上部摺動面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anti-vibration control system of rack warehouse 2 Vibration control device 3 Seismic isolation device 4 Lower guide part 5 Upper guide part 6 Slider 11 Rack 12 Rack structure 13 Rack warehouse 14 RC mat 15 Floor (installation surface)
16 Seismic isolation layer 22 Moving mass 41 Lower sliding surface 51 Upper sliding surface

Claims (2)

設置面の上にラックを多段に連ねたラック構造体が設置されたラック倉庫の免制振システムにおいて、
前記ラック構造体の最上部に設けられTMDとして機能する制振装置と、
前記設置面と前記ラック構造体との間に設けられた免震装置と、を有し、
前記免震装置は、前記設置面の上部に設けられ、一の水平方向に沿って下側に凸となるV字形状に傾斜した下部摺動面を有する下部案内部と、
前記ラック構造体の底部に設けられ、前記一の水平方向に直交する他の水平方向に沿って上側に凸となる逆V字形状に傾斜した上部摺動面を有する上部案内部と、
前記下部摺動面と前記上部摺動面との間に配置され、前記下部摺動面に沿って前記下部案内部と前記一の水平方向に相対変位可能であるともに、前記上部摺動面に沿って前記上部案内部と前記他の水平方向に相対変位可能な摺動子と、を有することを特徴とするラック倉庫の免制振システム。
In a vibration isolation system of a rack warehouse where a rack structure in which racks are connected in multiple stages on the installation surface is installed,
A vibration damping device provided at the top of the rack structure and functioning as a TMD;
A seismic isolation device provided between the installation surface and the rack structure,
The seismic isolation device is provided at an upper portion of the installation surface, and a lower guide portion having a lower sliding surface inclined in a V shape that protrudes downward along one horizontal direction,
An upper guide portion provided at the bottom of the rack structure and having an upper sliding surface inclined in an inverted V shape that protrudes upward along another horizontal direction orthogonal to the one horizontal direction;
It is disposed between the lower sliding surface and the upper sliding surface, and is relatively displaceable in the horizontal direction with the lower guide portion along the lower sliding surface. A vibration isolation system for a rack warehouse, comprising: the upper guide portion and a slider that can be relatively displaced in the horizontal direction along the upper guide portion.
前記制振装置の可動質量の固有周期は、前記免震装置が設けられず前記ラック構造体が前記設置面に固定されていると仮定した場合の前記ラック構造体の1次周期に同調していることを特徴とする請求項1に記載のラック倉庫の免制振システム。   The natural period of the movable mass of the vibration damping device is synchronized with the primary period of the rack structure when it is assumed that the seismic isolation device is not provided and the rack structure is fixed to the installation surface. 2. The vibration isolation system for a rack warehouse according to claim 1, wherein
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