JP2018188889A - Base-isolated structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下部構造上に免震装置によって上部構造が支持されるとともに、上記上下部構造間に減衰用のダンパーが水平方向に介装された免震構造物に関するものである。 The present invention relates to a seismic isolation structure in which an upper structure is supported by a seismic isolation device on a lower structure, and a damping damper is horizontally interposed between the upper and lower structures.
近年、地震に対して構造物の安全性を確保するために、下部構造上に積層ゴムや滑り支承による免震装置を介装した免震層を形成して、地震時に下部構造側から上部構造に伝播しようとする振動を緩和させるとともに、さらに上下部構造間に、オイルダンパー等のダンパーを水平方向に介装して、上記振動を減衰させる各種の免震構造物が建設されている。 In recent years, in order to ensure the safety of structures against earthquakes, a seismic isolation layer is formed on the lower structure with a base rubber isolation device using laminated rubber and sliding bearings. Various seismic isolation structures have been constructed that dampen the vibrations to be propagated in the interior and further dampen the vibrations by placing a damper such as an oil damper in the horizontal direction between the upper and lower structures.
このような免震構造物のうち、一般的なRC造の免震建物においては、図7に示すように、基礎(下部構造)21と建物(上部構造)の柱下の梁との間に、免震装置22をX−Y平面上に間隔をおいて設置するとともに、複数(図では8本)のオイルダンパー23を建物の外周に梁に沿うX方向およびY方向に設置する配置が採用されている。
Among such seismic isolation structures, in general RC seismic isolation buildings, as shown in FIG. 7, between the foundation (lower structure) 21 and the beam under the pillar of the building (upper structure). The
ところで、上記従来の免震建物においては、オイルダンパー23を梁に沿うX−Y方向に配置しているために、減衰力の上記X−Y方向への依存性が大きくなり、上記X−Y方向に45度、135度をなす方向の揺れに対しては、減衰力が過大になり、応答性状を悪化させるという問題点があった。
By the way, in the conventional seismic isolation building, since the
そこで、下記特許文献1においては、図8に示すように、戸建ての住宅において、その建物基礎(下部構造)31の上に、ボールベアリングを用いた多数の免震支承32を載置し、これら免震支承32によって上部建物(上部構造)を載置する鉄骨床梁を滑動可能に支持するとともに、一端が鉄骨床梁に結合され、他端が建物基礎31に結合された複数(図では4本)の横置き型のオイルダンパー33a〜33dを、各々平面内において45度ずつ異なる4つの方位に作動方向を合わせ配置した免震構造が提案されている。
Therefore, in the following
上記構成からなる免震住宅によれば、オイルダンパー33a〜33dを、各々45度ずつ異なる4つの方位に作動方向を合わせ配置しているために、上部建物に伝達される減衰力に方向依存性を生じることが無く、よって当該戸建て住宅を大きな地震から保護することができるという効果が得られる。 According to the base-isolated house having the above-described configuration, the oil dampers 33a to 33d are arranged in four directions different from each other by 45 degrees, and therefore the direction dependency on the damping force transmitted to the upper building. Therefore, it is possible to protect the detached house from a large earthquake.
しかしながら、上記特許文献1に記載の免震構造にあっては、戸建て住宅等については適用することが容易であるものの、商業ビルや集合住宅等の大型かつ高層の構造物に対しては、基礎や梁の構造上、オイルダンパー33c、33dを梁が延在するX−Y方向に対して傾斜させて設置することが難しいという問題点があった。
However, the seismic isolation structure described in
加えて、オイルダンパー33c、33dを、互いのストロークを上部建物の中心(重心)側に向けて配置しているために、地震時に生じる上部建物のねじれ応答をオイルダンパー33a〜33dの全体によって低減する効果が小さくなってしまうという問題点もあった。
In addition, since the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ダンパーによる減衰力の方向依存性および上部構造のねじれ応答を共に低減させることが可能になる免震構造物を提供することを課題とするものである。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the seismic isolation structure which can reduce both the direction dependence of the damping force by a damper, and the torsional response of an upper structure. Is.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、下部構造上に免震装置によって上部構造が支持されるとともに、上記上下部構造の間に複数のダンパーが水平方向に介装された免震構造物において、上記ダンパーを、上記上部構造のX−Y方向の梁が交差する角隅部間においては上記X−Y方向に作動方向を向けて配設するとともに、上記角隅部においては上記X−Y方向に対して作動方向を傾斜させて配設し、当該ダンパーの一端部を上記上下部構造の一方の上記X方向に設けた取付台に連結するとともに他端部を上記上下部構造の他方の上記Y方向に設けた取付台に連結したことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記角隅部の上記取付台は、それぞれ上記X−Y方向に沿う側面を有し、かつ2本の上記ダンパーを上記取付台の角部を間に挟んで互いに平行に配置するとともに、一方の上記ダンパーの一端部を上記X方向の上記取付台の上記X方向に沿う側面に連結するとともに他端部を上記Y方向の上記取付台の上記Y方向に沿う側面に連結し、他方の上記ダンパーの一端部を上記X方向の上記取付台の上記Y方向に沿う側面に連結するとともに他端部を上記Y方向の取付台の上記X方向に沿う側面に連結したことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, each of the mounting bases at the corners has a side surface along the XY direction, and the two dampers are mounted on the mounting surface. The corners of the base are arranged in parallel with each other, and one end of one of the dampers is connected to a side surface of the mounting base in the X direction along the X direction, and the other end is connected in the Y direction. The mounting base is connected to the side surface along the Y direction, the other end of the damper is connected to the side surface along the Y direction of the mounting base in the X direction, and the other end is connected to the mounting base in the Y direction. It is connected to the side surface along the X direction.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記角隅部の上記取付台は、上記免震装置の取付台であるとともに、上記下部構造の上記X方向に設けた上記取付台および上記Y方向に設けた上記取付台のうちの一方の高さ寸法を他方の高さ寸法より大きく形成することにより、上記ダンパーを水平に設置したことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、平面視において略方形状に構築された上記上下部構造の4つの上記角隅部に、それぞれ上記ダンパーを上記X−Y方向に対して45度傾斜させて配置したことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the dampers are respectively provided at the four corners of the upper and lower structure constructed in a substantially square shape in plan view. It is arranged to be inclined by 45 degrees with respect to the XY direction.
請求項1〜4のいずれかに記載の発明によれば、複数のダンパーを上部構造の梁が延在するX−Y方向に沿って配設するとともに、さらに上記X−Y方向の上記梁が交差する角隅部においては、上記ダンパーを上記X−Y方向に対して傾斜させて配設しているために、これら角隅部に配置したダンパーによって、X−Y方向に配置したダンパーによる減衰力の方向依存性を低減させることができる。
According to the invention described in any one of
しかも、角隅部に配置したダンパーは、作動方向に直交して構造物の中心(重心)に至るまでの距離が他のダンパーよりも大きいために、上部構造のねじれ応答を効果的に抑制することができ、よってX−Y方向にのみダンパーを配置した従来の免震構造物と比較して、より一層上部構造のねじれ応答を低減させることができる。 In addition, the dampers arranged at the corners have a greater distance to the center (center of gravity) of the structure perpendicular to the operating direction than other dampers, so that the torsional response of the superstructure is effectively suppressed. Therefore, the torsional response of the upper structure can be further reduced as compared with the conventional seismic isolation structure in which the damper is disposed only in the XY direction.
さらに、高層マンション等においては、角隅部に柱を設けず、当該角隅部が片持ち梁により支持された短いスパンになる場合が多く、従来は当該スパン内に梁に沿ってダンパーを配置することができなかったが、本発明によれば、ダンパーをX方向の梁とY方向の梁との間に傾斜させて配置しているために、このような短いスパンの角隅部においても、容易に設置することが可能にある。 Furthermore, in high-rise apartments, etc., pillars are not provided at the corners, and the corners often have short spans supported by cantilever beams. Conventionally, dampers are placed along the beams in the spans. However, according to the present invention, since the damper is inclined and arranged between the beam in the X direction and the beam in the Y direction, even in the corner portion of such a short span. It is possible to install easily.
また、請求項2に記載の発明によれば、例えば取付台を柱梁面に合わせてX−Y方向に沿う側面を有する柱状に形成した場合に、上記角隅部において、そのX側面とY側面との間の角部を挟んで2本のダンパーを互いに平行に配置しているために、取付台にねじれ応力が作用することを防ぐことができる。
According to the invention of
さらに、請求項3に記載の発明にように、取付台として免震装置の取付台を用い、かつ下部構造のX方向の梁に設けた取付台と、Y方向の梁に設けた取付台のうちのいずれか一方の高さ寸法を他方より大きく形成して、上記ダンパーを水平に設置すれば、上述したスパンの短い角隅部においても、コンパクトに免震装置とダンパーとを設置することが可能になる。
Furthermore, as in the invention described in
そして、請求項4に記載の発明のように、平面視において方形状に構築された上下部構造の4つの上記角隅部に、それぞれダンパーを上記X−Y方向に対して45度傾斜させて配置すれば、上述した作用効果を最も顕著に得ることができて好適である。
And like invention of
図1〜図4は、本発明に係る免震構造物の一実施形態を示すもので、この免震構造物は、平面視において略方形状に構築された基礎(下部構造)1上に、積層ゴムからなる免震装置2によって上部構造の梁3が支持されるとともに、これら基礎1と上部構造の梁3との間に複数のオイルダンパー4が水平方向に介装されたものである。
1 to 4 show an embodiment of a seismic isolation structure according to the present invention. This seismic isolation structure is formed on a foundation (substructure) 1 constructed in a substantially rectangular shape in plan view. An
ここで、上部構造のX−Y方向の梁3が交差する角隅部Cと隣接する角隅部Cとの中間位置においては、図2に示すように、オイルダンパー4が上記X−Y方向に作動方向を向けて配設され、一端部が基礎1上に構築された取付台10に連結されるとともに、他端部が梁3の下面に垂設された取付台11に連結されている。
Here, at an intermediate position between the corner corner C where the
これに対して、上記角隅部Cにおいては、図3および図4に示すように、上記X−Y方向に対して作動方向を傾斜させて配設されている。ちなみに、この免震構造物においては、角隅部Cに柱が設けられておらず、この結果角隅部Cが片持ち梁により支持された3〜4m程度の短いスパンになっている。 On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the corner portion C is disposed with the operation direction inclined with respect to the XY direction. Incidentally, in this seismic isolation structure, no pillar is provided at the corner C, and as a result, the corner C has a short span of about 3 to 4 m supported by a cantilever.
そして、角隅部Cの近傍の柱5が切断されて、当該切断部に取付部6、7が形成され、これら取付部6、7間に上記免震装置2が取り付けられている。ここで、柱5の切断位置は、X方向の梁3と接続された柱5の方が、Y方向の梁3と接続された柱5よりも低くなっており、これによりY方向に設けた取付台7の高さ寸法が、X方向に設けた取付台7の高さ寸法よりも大きくなっている。
Then, the
また、取付部6、7は、柱5の面に連続する断面方形に形成されており、X方向に設けた免震装置2の上方の取付部6と、Y方向に設けた免震装置2の下方の取付部7との間に、2本のオイルダンパー4が水平に配設されている。
Moreover, the
これら2本のオイルダンパー4は、図3に示すように、それぞれ上記X−Y方向に対して45度傾斜させて、取付台6、7の角部6c、7cを間に挟んで互いに平行に配置されるとともに、一方のオイルダンパー4のピスロンロッド側の端部(一端部)8aが、X方向の取付台のX方向に沿う側面6aに連結されるとともに、シリンダ側の端部(他端部)9aが、Y方向の取付台7のY方向に沿う側面7bに連結されている。
As shown in FIG. 3, these two
そして、他方のオイルダンパー4のピストンロッド側の端部(一端部)8bがX方向の取付台6のY方向に沿う側面6bに連結するとともに、シリンダ側の端部(他端部)9bが、Y方向の取付台7のX方向に沿う側面7aに連結されている。
The piston rod side end (one end) 8b of the
以上の構成からなる免震構造物によれば、複数のダンパー4を角隅部C間において上部構造の梁3が延在するX−Y方向に沿って配設するとともに、さらに上記角隅部Cにおいては、上記X−Y方向に対して45度傾斜させて配設しているために、これら角隅部Cに配置したオイルダンパー4によって、X−Y方向に配置したオイルダンパー4による減衰力の方向依存性を効果的に低減させることができる。
According to the seismic isolation structure having the above-described structure, the plurality of
しかも、図1に示すように、角隅部Cに配置したオイルダンパー4は、作動方向に直交して構造物の中心(重心)に至るまでの距離Lが、角隅部C間においてX−Y方向に配置したオイルダンパー4までの距離L1よりも大きい(L>L1)ために、一層上部構造のねじれ応答を効果的に抑制することができる。この結果、X−Y方向にのみオイルダンパー4を配置した従来の免震構造物と比較して、より一層上部構造のねじれ応答を低減させることができる。
In addition, as shown in FIG. 1, the
さらに、角隅部Cに柱が設けられていない結果、角隅部Cが片持ちの短いスパンになる場合においても、オイルダンパー4をX−Y方向に対して45度傾斜させて配置しているために、容易に設置することができる。
Furthermore, even when the corner C has a short cantilever span as a result of the pillars not being provided at the corner C, the
ところで、一般的に免震装置2やオイルダンパー4の取付台6、7は、柱梁面に合わせてX−Y方向に沿う側面を有する柱状に形成している。この場合に、図5に示すように、角隅部Cにおいて1本のオイルダンパーを一方の取付台7のX方向の側面7aと他方の取付台6(図示を略す。)のY方向の側面6bとの間に設置すると、当該オイルダンパー4の作動時に取付台6、7にねじれ応力が作用してしまう。
By the way, in general, the
そこで、図6に示すように、上記オイルダンパー4を、取付台6、7の角隅部6c、7c間に設置すれば、上記作動時に取付台6、7にねじれ応力が作用することを防ぐことができるものの、当該角部6c、7cから側面6a、6b、7a、7bにわたって別途取付台15を形成する必要が有り、当該取付台15の設置や端面15aの角度調整等に多くの手間と熟練を要するという問題が生じる。
Therefore, as shown in FIG. 6, if the
この点、本実施形態の免震構造物によれば、上記角隅部Cにおいて、取付台6、7の角部6c、7cを間に挟んで、2本のオイルダンパー4を対向するX方向に沿う側面6a、7aとY方向に沿う側面6b、7bとの間に互いに平行に配置しているために、取付台6、7にねじれ応力が作用することを防ぐことができる。
In this regard, according to the seismic isolation structure of the present embodiment, in the corner portion C, the two
しかも、2本のオイルダンパー4を配置しているために、1本のオイルダンパーとして小型のものを用いることができ、よって特に柱を設けない角隅部Cが短いスパンになる場合においても、極めて容易に設置することができる。
Moreover, since the two
さらに、図4に示すように、角隅部Cにおけるオイルダンパー4を免震装置2の取付台6、7間に設置するとともに、Y方向に設けた取付台7の高さ寸法を、X方向に設けた取付台7の高さ寸法よりも大きくしているために、2本のオイルダンパー4を水平に設置することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, while installing the
なお、上記実施形態においては、角隅部Cのオイルダンパー4を、免震装置2の取付台6、7間に設置した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無く、角隅部Cにおいても、図2に示した角隅部C間のオイルダンパー4と同様に、別途取付台10、11を設けて当該取付台10、11間に設置することもできる。
In addition, in the said embodiment, although demonstrated only about the case where the
1 基礎(下部構造)
2 免震装置
3 上部構造の梁
4 オイルダンパー
6、7 取付台
6a、7a X方向に沿う側面
6b、7b Y方向に沿う側面
C 角隅部
1 Foundation (substructure)
2
Claims (4)
上記ダンパーを、上記上部構造のX−Y方向の梁が交差する角隅部間においては上記X−Y方向に作動方向を向けて配設するとともに、上記角隅部においては上記X−Y方向に対して作動方向を傾斜させて配設し、当該ダンパーの一端部を上記上下部構造の一方の上記X方向に設けた取付台に連結するとともに他端部を上記上下部構造の他方の上記Y方向に設けた取付台に連結したことを特徴とする免震構造物。 In the seismic isolation structure in which the upper structure is supported by the seismic isolation device on the lower structure and a plurality of dampers are interposed in the horizontal direction between the upper and lower structures,
The damper is disposed with the operating direction in the XY direction between the corners where the beams in the XY direction of the superstructure intersect, and the XY direction in the corners. The one end of the damper is connected to a mounting base provided in one X direction of the upper and lower structure and the other end is connected to the other of the upper and lower structure. A seismic isolation structure characterized by being connected to a mounting base provided in the Y direction.
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