JP2019183429A - 構造物用支承装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）と直交する他方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）を異なるように設定することが可能な構造物用支承装置を提供することを目的とする。【解決手段】構造物の下部構造と上部構造間に所定間隔をおいて配置される弾性体を有する複数の弾性支承の内、上下いずれかに一方向変位阻止手段が配置され直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させることなく直交する一方の方向に変位する第一弾性支承と、全方向の応力に対して弾性体を変形させて全方向に変位する第二弾性支承とを備え、第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることを特徴とする。【選択図】 図１（ａ）

Description

本発明は、建築物、橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に設置され、弾性部材の弾性変位により地震エネルギーを吸収する支承において、直交する二方向で変位量が異なる構造物用支承装置に関する。

従来、構造物用支承装置として、弾性部材の弾性変位により地震エネルギーを吸収する弾性支承装置が開発されている。

特開２００２−１８８１２２号公報

従来の弾性支承装置は、弾性体それ自体のせん断弾性率は方向性がなく、直交する一方の方向と直交する他方の方向に対して同一の性能値（許容変位量・剛性）を有するものである。

しかしながら、構造物の種別等により、直交する一方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）と直交する他方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）が異なる場合がある。
この場合、弾性支承の形状（構造）を決定するにあたり、その形状（構造）を必要性能の低い方に対応させて設定すると変位性能が不足することになるため、必要性能の高い方に対応させて形状（構造）を設定することになるが、これでは弾性体の平面寸法が大きくなり、弾性支承が大型になり、コスト高を招くことにもなるという問題があった。

本発明は、前記従来技術の持つ問題点を解決する、構造が簡単で、弾性体の寸法を大きくすることなく、直交する一方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）と直交する他方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）を異なるように設定することが可能な構造物用支承装置を提供することを目的とする。

本発明の構造物用支承装置は、前記課題を解決するために、構造物の下部構造と上部構造間に所定間隔をおいて配置される弾性体を有する複数の弾性支承の内、上下いずれかに一方向変位阻止手段が配置され直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させること無く直交する一方の方向に変位する第一弾性支承と、全方向の応力に対して弾性体を変形させて全方向に変位する第二弾性支承とを備え、第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることを特徴とする。

また、本発明の構造物用支承装置は、第一弾性支承の上下の一方を上部構造又は下部構造に固定し、他方を上部構造又は下部構造に固定することなく一方向変位伝達阻止手段を介して、第一弾性支承を直交する一方の方向の変位のみを伝達可能とすることを特徴とする。

また、本発明の構造物用承装置は、第二弾性支承を上部構造側と下部構造側に固定し全方向の応力を伝達可能とするか、一端を上部構造側或いは下部構造側に固定し他端を上部構造側又は下部構造側に形成した凹部に嵌合し全方向の応力を伝達可能とすることを特徴とする。

また、本発明の構造物用支承装置は、一方向変位阻止手段を第一弾性支承の上下いずれかの両側を拘束する一対のサイドブロック又は第一弾性支承側に固定された係合ピンと上部構造側又は下部構造側に形成された直交する一方の方向に伸びる長溝との係合の少なくともいずれかとすることを特徴とする。

また、本発明の構造物用支承装置は、一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の体積量を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することを特徴とする。

また、本発明の構造物用支承装置は、一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の静的せん断弾性係数を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することを特徴とする。

また、本発明の構造物用支承装置は、第一弾性支承と第二弾性支承を共通のプレートに固定し、共通プレートを上部構造又は下部構造に固定することを特徴とする。

また、本発明の構造物用支承装置は、第一弾性支承と第二弾性支承を個々に上部構造及び下部構造に配置することを特徴とする。

構造物の下部構造と上部構造間に所定間隔をおいて配置される弾性体を有する複数の弾性支承の内、上下いずれかに一方向変位阻止手段が配置され直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させること無く直交する一方の方向に変位する第一弾性支承と、全方向の応力に対して弾性体を変形させて全方向に変位する第二弾性支承とを備え、第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることで、簡単な構成で上部構造と下部構造間の同一空間内に異剛性を備えた複数の弾性支承を配置することができ、支承高さを低く押えて、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量を異なるように設定することが可能となる。
第一弾性支承の上下の一方を上部構造又は下部構造に固定し、他方を上部構造又は下部構造に固定することなく一方向変位伝達阻止手段を介して、第一弾性支承を直交する一方の方向の変位のみを伝達可能とすることで、第一弾性支承が直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させることなく直交する一方の方向に変位することを可能とする。
第二弾性支承を上部構造側と下部構造側に固定し全方向の応力を伝達可能とするか、一端を上部構造側或いは下部構造側に固定し他端を上部構造側又は下部構造側に形成した凹部に嵌合し全方向の応力を伝達可能とすることで、全方向の応力に対して弾性体を変形させ直交する一方の方向及び直交する他方の方向に変位することを可能とする。
一方向変位阻止手段を第一弾性支承の上下いずれかの両側を拘束する一対のサイドブロック又は第一弾性支承側に固定された係合ピンと上部構造側又は下部構造側に形成された直交する一方の方向に伸びる長溝との係合の少なくともいずれかとすることで、簡単な構成で確実に直交する一方向の変位を阻止することが可能となる。
一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の体積量を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することで、簡単な構成で直交する一方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）と直交する他方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）を異なるように設定することが可能となる。
一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の静的せん断弾性係数を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することで、簡単な構成で直交する一方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）と直交する他方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）を異なるように設定することが可能となる。
第一弾性支承と第二弾性支承を共通のプレートに固定し、共通プレートを上部構造又は下部構造に固定することで、複数の弾性支承をユニット化して上部構造と下部構造間に設置することが可能となる。
第一弾性支承と第二弾性支承を個々に上部構造及び下部構造に配置することで、各種構造物に要求される条件の的確に対応することが可能となる。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施形態を図により説明する。図１〜図４は、本発明の構造物用支承装置の一実施形態を示す図である。

構造物用支承装置１は、建築物や橋梁等の構造物の上部構造２と下部構造３との間に配置される。上部構造２にはソールプレート４がセットボルト５で固定され、下部構造３にはベースプレート６がアンカーボルト７で固定される。

構造物用支承装置１は、上部構造２と下部構造間に配置される弾性体を有する複数の弾性支承を備えている。複数の弾性支承の内、一方向変位伝達阻止手段を介して直交する一方の方向（以下、「Ｘ方向」という。）のみの応力が伝達される第一弾性支承８と、Ｘ方向と直交する他方の方向（以下、「Ｙ方向」という。）の全方向の応力が伝達される第二弾性支承９を有している。

第一弾性支承８と第二弾性支承９を上部構造２と下部構造３との間に配置する際、第一弾性支承８と第二弾性支承９の高さを同じにするか、高さが異なる場合には高さが高い弾性支承の一部をソールプレート４又はベースプレート６に形成した凹部に収容して配置し、複数の弾性支承を上部構造と２と下部構造３の同一空間に配置し、支承高さを低く押えることが可能になる。

第一弾性支承８は、ゴム等の弾性体８ａの上下に上連結鋼板８ｂと下連結鋼板８ｃが加硫成形により一体化されている。図に示される実施形態では、第一弾性支承８の下連結鋼板８ｃが固定ボルト８ｄでベースプレート６に固定され、上連結鋼板８ｂは上部構造側のソールプレート４に固定していないが、上連結鋼板８ｂをソールプレート４に固定し、下連結鋼板８ｃをベースプレート６に固定しないようにしても良い。

第一弾性支承８の上連結鋼板８ｂに上部部材１０が固定ボルト１０ｂで固定される。上部部材１０は、上連結鋼板８ｂより大きく形成される。上連結鋼板８ｂの両側に一対のサイドブロック１１が固定ボルト１２によりソールプレート４に固定される。一対のサイドブロック１１は、上連結鋼板８ｂと上部部材１０との段差と係合してＹ方向変位阻止手段を形成する。

また、上部部材１０に係合ピン１０ａを形成し、係合ピン１０ａをソールプレート４に形成されたＸ方向に伸びる長溝４ａと係合してＹ方向変位阻止手段を形成しても良い。サイドブロック１１によるＹ方向変位阻止手段と係合ピン１０ａと長溝４ａとの係合によるＹ方向変位阻止手段を併用しても良い。第一弾性支承８は、Ｘ方向の応力が付加されると弾性体８ａを変形させることなくＸ方向に変位する。

図１（ｂ）に示すように、上部部材９の上面に低摩擦材１３を配置し、ソールプレート４の下面とスライド面を形成しても良い。図１（ｂ）に示す実施形態では、第一弾性支承８は、鉛直力支持機能を有する。

第二弾性支承９は、ゴム等の弾性体９ａの上下に上連結鋼板９ｂと下連結鋼板９ｃが加硫成形により一体化されている。第二弾性支承９の下連結鋼板９ｃが固定ボルト９ｄでベースプレート６に固定され、上連結鋼板９ｂは固定ボルト９ｄでソールプレート４に固定される。図１（ａ）に示す実施形態では、第二弾性支承９は、ベースプレート６とソールプレート４と空間を形成することなく固定されるので第二弾性支承９は鉛直力支持機能を有する。第二弾性支承９は、全方向の応力に対して弾性体９ａを変形させ全方向に変位する。

図１（ｃ）に示すように、第一弾性支承８の上部部材９の上面とソールプレート４の下面が接しないようにしても良い。図１（ｃ）に示す実施形態では第一弾性支承８は鉛直力支持機能を有せず水平力支持機能を有する。

図１（ｄ）に示すように、第二弾性支承９の下連結鋼板９ｃをベースプレート６に固定し、上連結鋼板９ｂをソールプレート４に形成した凹部４ｂに上連結鋼板９ｂの全周が凹部に接するように嵌合し、上連結鋼板９ｂとソールプレート４の凹部４ｂの下面との間に空隙が形成するようにする。このように構成することによる第二弾性支承９には全方向の変位が伝達されるが、鉛直力支持機能を有しない。

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、第一弾性支承８と第二弾性支承９が鉛直力支持機能を有する場合はシューとして使用する。

図１（ｃ）、図１（ｄ）に示すように、第一弾性支承８と第二弾性支承９が鉛直力支持機能を有しない場合は、水平力支持機能を有するバッファとして使用する。バッファとして使用する場合は、別に鉛直力支持機構が必要である。

図１〜図４に示される実施形態では、第一弾性支承８の配置数が第二弾性支承９の配置数より多いが、設定された直交する一方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）と直交する他方の方向の必要性能値（許容変位量・剛性）との設定値に応じて、第二弾性支承９の配置数を第一弾性支承８の配置数より多くしたり、弾性体８ａ，９ａの体積量や静的せん断弾性係数を変えて必要性能値にしても良い。

図１〜図４に示される実施形態では、複数の第一弾性支承８と第二弾性支承９が共通のベースプレート６に固定されているが、構造物の種類に応じて要求される配置が変化する場合、個々の第一弾性支承８、第二弾性支承９を別々に上部構造２と下部構造３間に配置しても良い。

図５〜図８は、構造物用支承１の他の実施形態を示す。この実施形態と図１〜図４に示す実施形態の構成の差は、第一弾性支承８と第二弾性支承９の配置数を同じするというもので、他の構成は図１〜図４に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように本発明の構造物用支承装置１によれば、応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることで、簡単な構成で上部構造と下部構造間の同一空間内に異剛性を備えた複数の弾性支承を配置することができ、支承高さを低く押えて、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量を異なるように設定することが可能となる。

１：構造物用支承装置、２：上部構造、３：下部構造、４：ソールプレート、４ａ：長溝、４ｂ：凹部、５：セットボルト、６：ベースプレート、７：アンカーボルト、８：第一弾性支承、８ａ：弾性体、８ｂ：上連結鋼板、８ｃ：下連結鋼板、８ｄ：固定ボルト、９：第二弾性支承、９ａ：弾性体、９ｂ：上連結鋼板、９ｃ：下連結鋼板、９ｄ：固定ボルト、１０：上部部材、１０ａ：係合突起、１０ｂ：固定ボルト、１１：サイドブロック、１２：固定ボルト、１３：低摩擦材、

Claims (8)

1. 構造物の下部構造と上部構造間に所定間隔をおいて配置される弾性体を有する複数の弾性支承の内、上下いずれかに一方向変位阻止手段が配置され直交する一方の方向の応力に対して弾性体を変形させることなく直交する一方の方向に変位する第一弾性支承と、全方向の応力に対して弾性体を変形させて全方向に変位する第二弾性支承とを備え、
   第一弾性支承の応力による変位量と第二弾性支承の応力による変位量を異なるように設定し、直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力による変位量が異なるようにすることを特徴とする構造物用支承装置。
2. 第一弾性支承の上下の一方を上部構造又は下部構造に固定し、他方を上部構造又は下部構造に固定することなく一方向変位伝達阻止手段を介して、第一弾性支承を直交する一方の方向の応力を伝達可能とすることを特徴とする請求項１に記載の構造物用支承装置。
3. 第二弾性支承を上部構造側と下部構造側に固定し全方向の応力を伝達可能とするか、一端を上部構造側或いは下部構造側に固定し他端を上部構造側又は下部構造側に形成した凹部に嵌合し全方向の応力を伝達可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物用支承装置。
4. 一方向変位阻止手段を第一弾性支承の上下いずれかの両側を拘束する一対のサイドブロック又は第一弾性支承側に固定された係合ピンと上部構造又は下部構造側に形成された直交する一方の方向に伸びる長溝との係合の少なくともいずれかとすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の構造物用支承装置。
5. 一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の体積量を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の構造物用支承装置。
6. 一方の方向にのみ変位可能な第一弾性支承と全方向に変位可能な第二弾性支承の弾性体の静的せん断弾性係数を変えることにより直交する一方の方向の応力による変位量と直交する他方の方向の応力の変位量を異なるように設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の構造物用支承装置。
7. 第一弾性支承と第二弾性支承を共通のプレートに固定し、共通プレートを上部構造又は下部構造に固定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の構造物用支承装置。
8. 第一弾性支承と第二弾性支承を個々に上部構造及び下部構造に配置することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の構造物用支承装置。

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