JP2020008153A - Vibration isolation structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免震構造に関する。 The present invention relates to a seismic isolation structure.
建物の上部構造体（例えば上部架構）と下部構造体（例えば基礎）の間に免震構造を設け、地震時の振動を免震構造にて減衰もしくは吸収し、上部構造体に可及的に伝達させない免震構造建物が建設されている。免震構造は、上部構造体の例えば柱の直下に配設される免震支承で構成されるのが一般的である。この免震支承には、積層ゴム一体型の免震支承や滑り免震支承、転がり免震支承などがある。 A seismic isolation structure is provided between the upper structure (for example, the upper frame) and the lower structure (for example, the foundation) of the building, and the vibration during the earthquake is attenuated or absorbed by the seismic isolation structure, and as much as possible A seismically isolated building that does not allow transmission is being constructed. The seismic isolation structure is generally composed of a seismic isolation bearing disposed, for example, directly below a column of the superstructure. The seismic isolation bearings include a laminated rubber integrated seismic isolation bearing, a sliding seismic isolation bearing, and a rolling seismic isolation bearing.
上記する免震支承は、地震による建物振動の振動態様を水平方向に長周期化させ、建物に作用する地震力を低減することを目的としている。さらに、免震支承を有する免震層では、免震支承の他に減衰ダンパーが併用されることも多く、減衰ダンパーによっても地震エネルギーを吸収することができる。 The seismic isolation bearing described above aims to lengthen the vibration mode of the building vibration due to the earthquake in the horizontal direction and reduce the seismic force acting on the building. Further, in a base isolation layer having a seismic isolation bearing, a damping damper is often used in addition to the seismic isolation bearing, and the damping damper can also absorb seismic energy.
ところで、建物には、地震時の振動の他にも、鉄道や自動車などの交通振動をはじめとする様々な微振動が伝播され、快適な生活が阻害されることが往々にしてある。建物の上部構造体と下部構造体を、上記する免震支承と減衰ダンパーで繋いだ場合に、免震支承は一般に積層ゴムにて形成されていることから、上部構造体と下部構造体との間で積層ゴムを介して微振動を減衰する効果を有する。一方、減衰ダンパーは、上部構造体と下部構造体とを鋼材が接合することから、鋼材などの個体振動によって振動が伝わり易くなり、減衰効果が少ないといった傾向がある。 By the way, in addition to vibrations caused by earthquakes, various minute vibrations such as traffic vibrations of railways and automobiles are propagated in buildings, and comfortable living is often hindered. When the upper structure and lower structure of a building are connected by the above-mentioned seismic isolation bearing and damping damper, the seismic isolation bearing is generally formed of laminated rubber, so that the upper structure and lower structure It has the effect of attenuating microvibrations between the layers through the laminated rubber. On the other hand, in a damping damper, since a steel material joins an upper structure and a lower structure, vibration is easily transmitted by individual vibration of a steel material or the like, and the damping effect tends to be small.
常時作用し得る微振動が減衰ダンパーに入力されると、減衰ダンパーが上部構造体と下部構造体に直接接していることに起因して、減衰ダンパーが個体振動として微振動を上部構造体に伝達され、このようにして伝達された微振動が無視できないものになり得る。 When micro-vibration that can always work is input to the damper, the damper transmits the micro-vibration to the upper structure as individual vibration due to the damper being in direct contact with the upper and lower structures. Thus, the micro-vibration transmitted in this way may not be ignored.
そこで、振動レベルに応じて、ある水平変位を超えたところから減衰力が発揮される免震構造が提案されている。具体的には、鉛直方向に並んだ一方の構造体（例えば下部構造体）と他方の構造体（例えば上部構造体）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る。減衰装置は、一方の構造体に設けられた減衰部と、他方の構造体に設けられたストッパー部とを備えている。減衰部は摩擦ダンパーからなり、この摩擦ダンパーは、一方の構造体と他方の構造体が水平方向に所定距離相対変位した際に、ストッパー部の鉛直面に当接して減衰を開始するものである（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, a seismic isolation structure has been proposed in which damping force is exerted from a position exceeding a certain horizontal displacement according to the vibration level. Specifically, between one structure (for example, a lower structure) and the other structure (for example, an upper structure) arranged in the vertical direction, a seismic isolation bearing device and a damping device are provided side by side in a horizontal direction. It is a seismic isolation structure. The damping device includes a damping portion provided on one structure and a stopper provided on the other structure. The damping portion is composed of a friction damper. When the one structure and the other structure are relatively displaced in the horizontal direction by a predetermined distance, the friction damper comes into contact with the vertical surface of the stopper to start damping. (For example, see Patent Document 1).
特許文献１に記載の免震構造は、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれの方向（共に一方向）の地震による揺れを減衰させるべく、各方向に対応する摩擦ダンパーを配置した免震構造である。例えば、Ｘ方向の揺れを減衰させる摩擦ダンパーには、摩擦ダンパーをＸ方向に挟む位置に２つのストッパーが配設されている。また、Ｙ方向の揺れを減衰させる摩擦ダンパーには、摩擦ダンパーをＹ方向に挟む位置に２つのストッパーが配設されている。このように、特許文献１に記載の免震構造では、各摩擦ダンパーが一方向の揺れのみを減衰するように構成されていることから、２以上の方向の揺れを減衰させようとした際に摩擦ダンパーの数が多くなるといった課題を有する。 The seismic isolation structure described in Patent Literature 1 is a seismic isolation structure in which friction dampers corresponding to each direction are arranged in order to attenuate shaking caused by an earthquake in each of the X direction and the Y direction (both directions are one direction). For example, in a friction damper that attenuates shaking in the X direction, two stoppers are provided at positions that sandwich the friction damper in the X direction. The friction damper that attenuates the swing in the Y direction is provided with two stoppers at positions that sandwich the friction damper in the Y direction. As described above, in the seismic isolation structure described in Patent Literature 1, since each friction damper is configured to attenuate only one-way shaking, it is difficult to attenuate two or more directions of shaking. There is a problem that the number of friction dampers increases.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、可及的に少ない数の減衰ダンパーにて２以上の方向の揺れを減衰することができ、さらに、交通振動をはじめとする微振動に対する上部構造体の振動を可及的に抑制することのできる免震構造を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can sway in two or more directions with as few damping dampers as possible. An object of the present invention is to provide a seismic isolation structure capable of suppressing vibration of a structure as much as possible.
前記目的を達成すべく、本発明による免震構造の一態様は、
上部構造体と下部構造体の間に配設された、免震支承と、減衰ダンパーとを備え、該免震支承は前記上部構造体を直接支持している、免震構造であって、
前記減衰ダンパーは、
前記下部構造体に固定される下部プレートと、
上部プレートと、
前記下部プレートと前記上部プレートを繋ぐ、金属減衰部材と、を有し、
前記上部プレートと前記上部構造体の下面のうち、いずれか一方は凸部を有し、いずれか他方は該凸部を包囲するストッパーを有しており、
前記凸部の側面と前記ストッパーの側面との間には、少なくとも２方向の水平隙間を有し、
前記凸部における鉛直方向に対向する頂面と、該頂面が対向する前記上部構造体もしくは前記上部プレートとの間には、鉛直隙間を有しており、
前記上部構造体と前記下部構造体が所定の相対変位量で相対変位した際に、前記凸部と前記ストッパーの側面同士が当接して前記減衰ダンパーが機能することを特徴とする。
In order to achieve the above object, one embodiment of the seismic isolation structure according to the present invention is as follows.
A seismic isolation structure, comprising a seismic isolation bearing and a damping damper disposed between an upper structure and a lower structure, wherein the seismic isolation bearing directly supports the upper structure,
The damping damper is
A lower plate fixed to the lower structure,
An upper plate,
Having a metal damping member connecting the lower plate and the upper plate,
One of the lower surface of the upper plate and the upper structure has a convex portion, and the other has a stopper surrounding the convex portion,
Between the side surface of the protrusion and the side surface of the stopper, there is a horizontal gap in at least two directions,
A vertical gap between the vertically facing top surface of the convex portion and the upper structure or the upper plate facing the top surface has a vertical gap,
When the upper structure and the lower structure are relatively displaced by a predetermined relative displacement amount, the side surfaces of the protrusion and the stopper come into contact with each other, so that the damper functions.
本態様によれば、凸部の側面とストッパーの側面との間に少なくとも２方向の水平隙間が存在することにより、１つの減衰ダンパーが２以上の方向（水平方向）の地震時の揺れを減衰させることができ、可及的に少ない数の減衰ダンパーにて２以上の方向の地震時の揺れを減衰することが可能になる。また、上部構造体と下部構造体が設定されている水平隙間以上の相対変位量で相対変位した際に、凸部の側面がストッパーの側面に当接して水平力を伝達することにより、減衰ダンパーによる減衰機能が発揮される。 According to this aspect, since there is at least two horizontal gaps between the side surface of the projection and the side surface of the stopper, one damping damper attenuates shaking during an earthquake in two or more directions (horizontal direction). And it is possible to attenuate the earthquake shaking in two or more directions with as few damping dampers as possible. Further, when the upper structure and the lower structure are relatively displaced by a relative displacement amount equal to or greater than the set horizontal gap, the side surface of the convex portion comes into contact with the side surface of the stopper to transmit the horizontal force, so that the damping damper is provided. The damping function is exhibited.
ここで、「少なくとも２方向」とは、直線状にある２方向（例えば、Ｘ軸線上には＋Ｘ方向と−Ｘ方向の２方向がある）を１方向として、交差する２本以上の直線に沿う方向を意味する。従って、相互に交わる３本の直線に沿う方向や４本の直線に沿う方向などがあり、最大は３６０度方向（無限大本数の直線が交差する）となる。 Here, “at least two directions” refers to two or more intersecting straight lines with two directions being linear (for example, there are two directions of + X direction and −X direction on the X axis) as one direction. It means the direction along. Therefore, there are directions along three straight lines intersecting each other, directions along four straight lines, and the like, and the maximum is the 360-degree direction (infinite number of straight lines intersect).
より具体的な例として、Ｘ軸方向とＹ軸方向の２方向（±Ｘ方向と±Ｙ方向を含む）、Ｘ軸方向とＹ軸方向と４５度方向と１３５度の４方向（±Ｘ方向と±Ｙ方向、４５度と２２５度、１３５度と３１５度を含む）などが挙げられる。また、円筒状のストッパーの内側に円柱状の凸部が配設される形態の場合に、３６０度方向に水平隙間が存在することになる。 As more specific examples, two directions (including ± X direction and ± Y direction) of X axis direction and Y axis direction, and four directions of X axis direction, Y axis direction, 45 degree direction and 135 degree (± X direction) And ± Y directions, 45 ° and 225 °, and 135 ° and 315 °). In the case where the columnar protrusion is provided inside the cylindrical stopper, a horizontal gap exists in the 360-degree direction.
また、「前記上部プレートと前記上部構造体の下面のうち、いずれか一方は凸部を有し、いずれか他方は該凸部を包囲するストッパーを有しており、」とは、上部プレートが凸部を有し、上部構造体の下面が凸部を包囲するストッパーを有する形態と、その逆の形態を含んでいる。例えば、上部構造体の下面が下方に突出する凸部を予め備えている場合は、減衰ダンパーの有する上部プレートの上面に、凸部を包囲するストッパーが設けられる。 Further, "one of the upper plate and the lower surface of the upper structure has a convex portion, and the other has a stopper surrounding the convex portion." It includes a form having a protrusion and a lower surface of the upper structure having a stopper surrounding the protrusion, and the reverse form. For example, when the lower surface of the upper structure is provided with a convex portion projecting downward in advance, a stopper surrounding the convex portion is provided on the upper surface of the upper plate of the damping damper.
凸部を包囲するストッパーは、無端状のストッパーであってもよいし、間欠的なストッパー（隙間を備えたストッパー）であってもよい。例えば、凸部が直方体形状の場合、ストッパーは、この直方体形状の凸部の四側面から所定距離離れた平面視長方形（例えば、凸部の平面形状と相似形状）で枠状の形態が、例えば無端状のストッパーとなる。また、この平面視長方形の枠状の隅角部が削除され、従って、相互に直交する４つの柱状体（ブロック体）からなる形態が、例えば間欠的なストッパーとなる。 The stopper surrounding the protrusion may be an endless stopper or an intermittent stopper (a stopper having a gap). For example, when the convex portion has a rectangular parallelepiped shape, the stopper has a rectangular shape in plan view (e.g., a shape similar to the planar shape of the convex portion) spaced a predetermined distance from the four side surfaces of the rectangular parallelepiped convex portion. It becomes an endless stopper. In addition, the frame-shaped corner portions of the rectangular shape in a plan view are deleted, and therefore, a form composed of four pillars (blocks) orthogonal to each other becomes, for example, an intermittent stopper.
ここで、金属減衰部材としては、湾曲した鉛ロッドや鋼製のせん断パネル、鋼製のＵ型ダンパーロッドなど、多様な部材が適用でき、この金属減衰部材と上部プレート及び下部プレートから形成される減衰ダンパーは、所謂鋼製ダンパーであり、特許文献１に記載の摩擦ダンパーとは異なる形態のダンパーである。 Here, as the metal damping member, various members such as a curved lead rod, a steel shear panel, and a steel U-shaped damper rod can be applied. The metal damping member is formed of the metal damping member, the upper plate, and the lower plate. The damping damper is a so-called steel damper, and has a different form from the friction damper described in Patent Document 1.
また、凸部とストッパーとの間の水平隙間は、通常の交通振動等の微振動が建物に入力され、上部構造体と下部構造体が相対変位した際の相対変位量以上の大きさに設定されている。すなわち、減衰ダンパーと上部構造体の間に水平隙間があることにより、微振動が減衰ダンパーを介して上部構造体に入力されることはない。 In addition, the horizontal gap between the protrusion and the stopper is set to a size larger than the relative displacement when the fine vibration such as ordinary traffic vibration is input to the building and the upper and lower structures are relatively displaced. Have been. That is, since there is a horizontal gap between the damping damper and the upper structure, no minute vibration is input to the upper structure via the damping damper.
微振動は場所によって異なることから（自動車交通量の多い道路沿線、鉄道沿線等）、対象建物に交通振動が入力した際の相対変位量が仮に１ｍｍ程度である場合は、隙間の大きさは、この１ｍｍよりも大きく、１ｍｍに施工誤差等を加味して５ｍｍ乃至１０ｍｍ程度に設定することができる。尚、隙間の測定に関しては、維持管理者による目視管理も容易に行うことが可能になる。 Since the micro-vibration varies from place to place (along roads with heavy traffic, along railways, etc.), if the relative displacement when traffic vibration is input to the target building is about 1 mm, the size of the gap is It is larger than this 1 mm, and can be set to about 5 mm to 10 mm in consideration of a construction error and the like to 1 mm. In addition, regarding the measurement of the gap, visual management by the maintenance manager can be easily performed.
本発明の免震構造は、上部構造体を直接支持する免震支承と、上部構造体と完全に縁切りされている減衰ダンパーとが組み合わされた構造であるため、地震時の振動のみならず、交通振動等の微振動も下部構造体から例えば免震支承を介して上部構造体に伝達される。従って、通常の交通振動が入力された際にも、上部構造体と下部構造体の間で僅かな相対変位が生じ得るが、一般には、免震支承には例えば積層ゴムが使用され、積層ゴムに使用されるゴムにより微振動は効果的に吸収される結果、この相対変位量は問題になり難い。いずれにせよ、本発明の免震構造は、この免震支承から入力される微振動は許容しながら、減衰ダンパーを介して上部構造体へ微振動が伝播されることを抑止するものである。尚、本明細書における「微振動」とは、自動車をはじめとする車両全般による振動や、新幹線を含む鉄道による振動の他、各種の機械設備の駆動時の振動や建設工事による振動なども含んでおり、地震時の振動以外の、建物が常時受け得る振動の全般を包含している。 Since the seismic isolation structure of the present invention is a structure in which the seismic isolation bearing that directly supports the upper structure and the damping damper that is completely cut off from the upper structure, not only vibration during an earthquake, Micro vibrations such as traffic vibrations are also transmitted from the lower structure to the upper structure via, for example, seismic isolation bearings. Therefore, even when normal traffic vibration is input, slight relative displacement may occur between the upper structure and the lower structure. In general, for example, laminated rubber is used for the seismic isolation bearing, and laminated rubber is used. The micro-vibration is effectively absorbed by the rubber used in the above-mentioned method, and as a result, the relative displacement amount hardly causes a problem. In any case, the seismic isolation structure of the present invention suppresses the propagation of the micro-vibration to the upper structure via the damping damper while allowing the micro-vibration input from the seismic-isolation bearing. Note that the term "micro vibration" in this specification includes vibrations caused by all kinds of vehicles including automobiles, vibrations caused by railways including Shinkansen, vibrations caused when driving various types of machinery and equipment, and vibrations caused by construction work. Therefore, it covers all the vibrations that a building can always receive, other than vibrations during an earthquake.
また、減衰ダンパーと上部構造体の間の水平隙間は、通常の微振動による上記相対変位量以上の大きさであることに加えて、地震時における上部構造体と下部構造体の間の相対変位量未満の大きさに設定されている。地震時における相対変位量に関しては、微振動の変位振幅量、施工時の隙間の精度、竣工後のクリープ変形や温度変化等を加味して設定され、その設定は一般に設計者に委ねられるが、隙間が大きくなるほど地震時のエネルギー吸収効果が少なくなるので、一般的には５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度が望ましい。地震時の相対変位は、減衰ダンパーと上部構造体の間の水平隙間を超えるまで（衝突が生じるまで）は減衰ダンパーは変形しないため、抵抗力はゼロである。一方、一般的な免震建物において、レベル１地震時の上部構造体と下部構造体の相対変位量は±２５０ｍｍ程度であり、レベル２地震時の上部構造体と下部構造体の相対変位量は±４００ｍｍ程度であるため、５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度の隙間によるダンパー効果の低下は極めて僅かである。 The horizontal gap between the damping damper and the upper structure is not less than the above-mentioned relative displacement due to normal micro-vibration, and the relative displacement between the upper structure and the lower structure during an earthquake. It is set to a size less than the amount. The relative displacement during an earthquake is set by taking into account the displacement amplitude of micro-vibration, the accuracy of the gap at the time of construction, creep deformation and temperature change after completion, and the setting is generally left to the designer. In general, the larger the gap is, the smaller the energy absorbing effect at the time of the earthquake is. Since the relative displacement during the earthquake exceeds the horizontal gap between the damper and the superstructure (until a collision occurs), the damper does not deform, and thus the resistance is zero. On the other hand, in a general seismic isolation building, the relative displacement between the upper structure and the lower structure during a level 1 earthquake is about ± 250 mm, and the relative displacement between the upper structure and the lower structure during a level 2 earthquake. Since it is about ± 400 mm, the decrease in the damper effect due to the gap of about 5 mm to 50 mm is extremely small.
このように、少なくとも水平隙間の大きさを決定する、上記「所定の相対変位量」とは、微振動が建物に入力され、上部構造体と下部構造体が相対変位した際の相対変位量以上の大きさのことである。より詳細には、微振動の変位振幅量、施工時の隙間の精度、竣工後のクリープ変形や温度変化等を加味した隙間に相当し、一般には５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度を意味する。また、鉛直隙間にも、水平隙間と同程度の隙間が設定できる。 As described above, the "predetermined relative displacement amount" that determines at least the size of the horizontal gap is equal to or more than the relative displacement amount when the minute vibration is input to the building and the upper structure and the lower structure are relatively displaced. Is the size of More specifically, this corresponds to a gap that takes into account the displacement amplitude of micro-vibration, the accuracy of the gap at the time of construction, creep deformation after completion, temperature change, and the like, and generally means about 5 mm to 50 mm. In addition, the vertical gap can be set to be substantially the same as the horizontal gap.
また、本発明による免震構造の他の態様において、前記ストッパーは、上方もしくは下方に延出して前記凸部を包囲する無端状の第１鉛直部、もしくは、前記凸部を包囲するように間欠的に配設された複数の第１鉛直部と、該第１鉛直部から屈曲して水平方向に延出する鍵部とを有しており、
前記凸部は、上方もしくは下方に延出する第２鉛直部と、該第２鉛直部の先端において側方に張り出して前記鍵部に対して鉛直隙間及び水平隙間をもって遊嵌するフランジとを有していることを特徴とする。
In another aspect of the seismic isolation structure according to the present invention, the stopper extends upward or downward and has an endless first vertical portion surrounding the convex portion, or an intermittent portion surrounding the convex portion. A plurality of first vertically arranged parts, and a key part which is bent from the first vertical part and extends horizontally.
The convex portion has a second vertical portion extending upward or downward, and a flange which projects laterally at a tip of the second vertical portion and is loosely fitted to the key portion with a vertical gap and a horizontal gap. It is characterized by doing.
微振動は、水平方向の振動に加えて縦方向の振動をも有することから、本態様のようにストッパーの第１鉛直部及び鍵部に対して凸部のフランジを遊嵌させる形態では、相互に鉛直隙間及び水平隙間をもって遊嵌させることが望ましい。一般に、免震支承の縦方向の剛性は非常に高いため、地震時の縦方向振動の際には、上部構造体と下部構造体の上下方向の相対変位は±５ｍｍ乃至±２０ｍｍ程度以下となる。そのため、鉛直隙間と水平隙間を共に上記するように５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度に設定しておくことにより、本実施形態においても、鍵部とフランジが微振動の際にも地震の際にも上下方向に衝突することは回避される。 Since the micro-vibration has a vertical vibration in addition to a horizontal vibration, in the mode in which the flange of the convex portion is loosely fitted to the first vertical portion and the key portion of the stopper as in this embodiment, the mutual vibration is small. It is desirable to fit loosely with a vertical gap and a horizontal gap. Generally, the vertical stiffness of seismic isolation bearings is very high, so the vertical displacement of the upper structure and lower structure is less than ± 5mm to ± 20mm or less during vertical vibration during an earthquake. . Therefore, by setting both the vertical gap and the horizontal gap to about 5 mm to 50 mm as described above, in the present embodiment as well, the key portion and the flange can be vertically moved both in the case of micro-vibration and in the case of an earthquake. Collisions are avoided.
また、本発明による免震構造の他の態様は、少なくとも前記水平隙間に臨む前記凸部の側面もしくは前記ストッパーの側面において、緩衝部材が配設されていることを特徴とする。 Further, another aspect of the seismic isolation structure according to the present invention is characterized in that a buffer member is provided at least on a side surface of the protrusion or a side surface of the stopper facing the horizontal gap.
本態様によれば、少なくとも水平隙間に臨む凸部の側面もしくはストッパーの側面に緩衝部材が配設されていることにより、微振動によって上部構造体と下部構造体が相対変位した際の双方の干渉を解消しながら、地震時に双方が接触する際の過度の接触音を緩衝部材にて抑制することができる。 According to this aspect, since the buffer member is provided at least on the side surface of the convex portion facing the horizontal gap or the side surface of the stopper, interference between the upper structure and the lower structure when the upper structure and the lower structure are relatively displaced by the minute vibration. The excessive contact noise generated when the two members come into contact with each other during an earthquake can be suppressed by the cushioning member while solving the problem.
また、本発明による免震構造の他の態様において、前記金属減衰部材はＵ型のダンパーロッドであり、
ｎ個の前記Ｕ型のダンパーロッドが、相互に３６０／ｎ度ずれた方向に延出していることを特徴とする。
In another aspect of the base isolation structure according to the present invention, the metal damping member is a U-shaped damper rod,
The n U-shaped damper rods extend in directions shifted from each other by 360 / n degrees.
このＵ型ダンパーロッドは鋼製であり、Ｕ型ダンパーロッドの塑性化によって地震エネルギーを吸収する。Ｕ型ダンパーロッドは、地震時の正負交番の変位振幅をロッドの高さで除すことにより算定されるせん断変形角にて基準化でき、多様な繰り返し性能で多様なサイズの減衰ダンパーを提供することができる。Ｕ型ダンパーは、Ｕ型に湾曲した湾曲部がロッドの延出方向に変位するようにして変形する。この変形の際には、塑性変形時に歪みが最大となる点を水平変位量の変化に応じてロッド内で移動させることにより、ロッドの歪みを局部的に集中させることなく、ロッド全体を有効に利用して地震エネルギーを吸収もしくは減衰する優れた鋼製ダンパーである。 This U-shaped damper rod is made of steel and absorbs seismic energy by plasticizing the U-shaped damper rod. The U-shaped damper rod can be normalized by the shear deformation angle calculated by dividing the positive and negative alternating displacement amplitude during the earthquake by the height of the rod, and provides damping dampers of various sizes with various repetition performances. be able to. The U-shaped damper is deformed such that the curved portion curved into a U-shape is displaced in the extending direction of the rod. At the time of this deformation, the point where the distortion becomes maximum during plastic deformation is moved within the rod according to the change in the amount of horizontal displacement, so that the entire rod can be effectively used without locally concentrating the distortion of the rod. It is an excellent steel damper that absorbs or attenuates seismic energy by using it.
本実施形態において、例えばｎ＝４の場合、４つのダンパーロッドが相互に９０度ずれた方向に延出し、例えばｎ＝６の場合、６つのダンパーロッドが相互に６０度ずれた方向に延出する。 In the present embodiment, for example, when n = 4, four damper rods extend in directions shifted from each other by 90 degrees. For example, when n = 6, six damper rods extend in directions shifted from each other by 60 degrees. I do.
以上の説明から理解できるように、本発明の免震構造によれば、１つの減衰ダンパーが２以上の方向（水平方向）の地震時の揺れを減衰させることができ、可及的に少ない数の減衰ダンパーにて２以上の方向の地震時の揺れを減衰することが可能になる。さらに、交通振動をはじめとする微振動に対する上部構造体の振動を可及的に抑制することができる。 As can be understood from the above description, according to the seismic isolation structure of the present invention, one damping damper can attenuate the shaking during an earthquake in two or more directions (horizontal direction), and It is possible to attenuate the shaking in two or more directions by the damping damper. Furthermore, the vibration of the upper structure against minute vibrations such as traffic vibrations can be suppressed as much as possible.
以下、実施形態に係る免震構造について添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 Hereinafter, the seismic isolation structure according to the embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In the specification and the drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
＜実施形態に係る免震構造を備える免震構造建物の全体構成＞
はじめに、図１及び図２を用いて、実施形態に係る免震構造を備える免震構造建物の一例の全体構成を説明する。図１は、実施形態に係る免震構造を備えた免震構造建物の一例の架構の側面図であり、図２は、図１のII−II矢視図であって、免震構造建物の床梁の伏図である。図１に示すように、免震構造建物１００を構成する架構は、下部構造体２０である基礎と、上部構造体１０と、から形成され、上部構造体１０は、床梁１１と、複数の柱１３と、途中階の梁１４と、屋根の梁１５とから形成されている。架構の構成要素としては、図示例の部材以外に、縦方向および水平方向の斜材等がある。図示例の免震構造建物１００は、図２に示すように柱１３を建物の周縁にのみ備え、空間内に柱を具備しない、体育館や工場、物流倉庫などの大空間建物である。図示する架構に対して、耐震壁を含む壁、窓や開閉扉等の開口などが取り付けられることにより、免震構造建物１００が構成される。
<Overall Configuration of Seismic Isolation Structure Building with Seismic Isolation Structure According to Embodiment>
First, an overall configuration of an example of a base-isolated building having a base-isolated structure according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a side view of a frame of an example of a base-isolated structure building having a base-isolated structure according to an embodiment, and FIG. 2 is a view taken along line II-II of FIG. It is a floor plan of a floor beam. As shown in FIG. 1, the frame constituting the seismic isolation structure building 100 is formed from a foundation that is a lower structure 20 and an upper structure 10, and the upper structure 10 includes a floor beam 11 and a plurality of beams. It is formed of pillars 13, beams 14 on the middle floor, and beams 15 on the roof. The components of the frame include, in addition to the members in the illustrated example, longitudinal and horizontal diagonals. The seismic isolation structure building 100 in the illustrated example is a large space building such as a gymnasium, a factory, a distribution warehouse, or the like, having columns 13 only on the periphery of the building as shown in FIG. 2 and not having columns in the space. A seismic isolation structure building 100 is configured by attaching walls including an earthquake-resistant wall, openings such as windows and doors to the illustrated frame.
尚、図示例の免震構造５０を形成する各減衰ダンパーは、上部プレートがストッパーを有し、上部構造体の下面がストッパーにて包囲される凸部を有する形態を示すが、その逆の形態、すなわち、上部プレートが凸部を有し、上部構造体の下面が凸部を包囲するストッパーを有する形態であってもよいがその図示は省略する。 Each damping damper forming the seismic isolation structure 50 in the illustrated example has a form in which the upper plate has a stopper and the lower surface of the upper structure has a convex portion surrounded by the stopper, but the opposite form is used. That is, the upper plate may have a convex portion, and the lower surface of the upper structure may have a stopper surrounding the convex portion, but illustration thereof is omitted.
上部構造体１０と下部構造体２０の間には、免震支承３０と、減衰ダンパー４０とから形成される免震構造５０が介在している。柱１３に対応する位置にある台座２１上に免震支承３０が固定され、柱１３に対応しない途中位置にある台座２２上に減衰ダンパー４０が固定されている。 A seismic isolation structure 50 formed of a seismic isolation bearing 30 and a damping damper 40 is interposed between the upper structure 10 and the lower structure 20. A seismic isolation bearing 30 is fixed on a pedestal 21 at a position corresponding to the column 13, and an attenuation damper 40 is fixed on a pedestal 22 at an intermediate position not corresponding to the column 13.
図２に示すように、床梁１１は、矩形状の外枠梁と、その内部において長手方向および短手方向に延出する中梁とを有する。外枠梁における柱１３に対応する位置に免震支承３０が配設され、外枠梁において免震支承３０の間に減衰ダンパー４０が配設されている。尚、図示例では、床梁１１の交点においても、免震支承３０を配置することとする。 As shown in FIG. 2, the floor beam 11 has a rectangular outer frame beam and a middle beam extending inside the outer frame beam in the longitudinal direction and the lateral direction. A seismic isolation bearing 30 is disposed at a position corresponding to the column 13 in the outer frame beam, and a damping damper 40 is disposed between the seismic isolation bearings 30 in the outer frame beam. In the illustrated example, the seismic isolation bearings 30 are also arranged at the intersections of the floor beams 11.
図示する免震構造５０を備える免震構造建物１００は、物流倉庫等の大空間建物であるが、免震構造５０を備える免震構造建物は図示例以外にも、橋脚や橋台を下部構造体とし、主桁及び床板を上部構造体とする道路橋など、免震構造５０を上部構造体と下部構造体の間に介在させることのできる多様な構造物が対象となる。また、例えば、建物の立ち上がり架構を下部構造体とし、屋根架構を上部構造体とし、これらの間に免震構造５０が介在する、所謂屋根免震建物も免震構造建物の対象となる。 The illustrated seismic isolation structure 100 having the seismic isolation structure 50 is a large space building such as a distribution warehouse. However, the seismic isolation structure building including the seismic isolation structure 50 is not limited to the illustrated example. A variety of structures capable of interposing the seismic isolation structure 50 between the upper structure and the lower structure, such as a road bridge having a main girder and a floor panel as an upper structure, are applicable. In addition, for example, a so-called roof seismic isolation building in which a rising frame of a building is a lower structure, a roof frame is an upper structure, and a seismic isolation structure 50 is interposed therebetween is also a target of the seismic isolation structure building.
＜免震支承＞
次に、図３を用いて、免震構造を形成する免震支承の一例を説明する。図示する免震支承３０は、鋼製の上部プレート３１及び下部プレート３２と、ゴムと鋼板を交互に積層し、加硫接着した積層ゴム体３３とから形成される。積層ゴム体３３は、上部プレート３１及び下部プレート３２と溶接接合されている。
<Seismic isolation bearing>
Next, an example of the seismic isolation bearing forming the seismic isolation structure will be described with reference to FIG. The illustrated seismic isolation bearing 30 is formed of an upper plate 31 and a lower plate 32 made of steel, and a laminated rubber body 33 in which rubber and steel plates are alternately laminated and vulcanized and bonded. The laminated rubber body 33 is welded to the upper plate 31 and the lower plate 32.
下部プレート３２の下面には、複数の頭付きスタッドボルト（図示略）が取り付けられており、これら複数の頭付きスタッドボルトが台座２１内に埋設されて免震支承３０が下部構造体２０に固定される。また、上部プレート３１の上面にも同様に複数の頭付きスタッドボルト（図示略）が取り付けられており、これら複数の頭付きスタッドボルトが床梁１１に埋設されて上部構造体１０に固定される。 A plurality of headed stud bolts (not shown) are attached to the lower surface of the lower plate 32, and the plurality of headed stud bolts are embedded in the pedestal 21 and the seismic isolation bearing 30 is fixed to the lower structure 20. Is done. Similarly, a plurality of headed stud bolts (not shown) are attached to the upper surface of the upper plate 31, and these headed stud bolts are embedded in the floor beam 11 and fixed to the upper structure 10. .
免震支承３０により、建物１００の免震性能が保障される。尚、免震支承３０は、図示例以外にも、ゴムと鋼板を交互に積層し、加硫接着した積層ゴム体に鉛プラグを埋め込んで一体化した、鉛プラグ入り積層ゴム型免震支承であってもよい。また、ゴムと鋼板を交互に積層し、加硫接着した積層ゴム体の下端の鋼板にフッ素系樹脂滑り板が設けられた滑り材と、この滑り材がスライドするフッ素系樹脂コートを有する滑り相手材とからなる、弾性滑り支承であってもよい。また、下部構造体に設けられた十字型や井型のレール内に多数のボールベアリングが収容され、これら多数のボールベアリングで上部構造体を支持する転がり支承であってもよい。さらに、曲率を有する摺動面を備えた上沓及び下沓（上下のコンケイブ）と、上沓と下沓の間で摺動するスライダーとからなる球面滑り支承であってもよい。尚、地震時における上部構造体１０と下部構造体２０の水平方向の相対変位により、免震支承３０が鉛直方向に上下する場合は、鉛直方向の上下の相対変位を考慮して、以下で説明する鉛直隙間の寸法が設定できる。 The seismic isolation bearing 30 guarantees the seismic isolation performance of the building 100. In addition, the seismic isolation bearing 30 is a laminated rubber type seismic isolation bearing containing lead plugs, in which a rubber and a steel plate are alternately laminated, a lead plug is embedded in a vulcanized and adhered laminated rubber body, and integrated. There may be. In addition, a sliding member having a fluorine-based resin sliding plate provided on a steel plate at the lower end of a laminated rubber body in which rubber and steel plates are alternately laminated and vulcanized and bonded, and a sliding member having a fluorine-based resin coating on which the sliding material slides It may be an elastic sliding bearing made of a material. Further, a plurality of ball bearings may be accommodated in cross-shaped or well-shaped rails provided in the lower structure, and the rolling structure may support the upper structure with these many ball bearings. Further, a spherical sliding bearing including an upper shoe and a lower shoe (upper and lower concaves) having a sliding surface having a curvature and a slider sliding between the upper shoe and the lower shoe may be used. In the case where the seismic isolation bearing 30 moves up and down in the vertical direction due to the relative displacement of the upper structure 10 and the lower structure 20 in the horizontal direction during an earthquake, the following description will be given in consideration of the vertical relative displacement in the vertical direction. Of the vertical gap to be set.
＜第１の実施形態の減衰ダンパー＞
次に、図４乃至図７を参照して、第１の実施形態に係る減衰ダンパーについて説明する。図４は、実施形態に係る免震構造を形成する減衰ダンパーの第１の実施形態の斜視図である。図５は、第１の実施形態に係る減衰ダンパーが台座と床梁の間に配設されている状態を示す斜視図である。図６は、図５のVI−VI矢視図であり、図７は、図５のVII−VII矢視図である。
<Attenuation damper of the first embodiment>
Next, a damping damper according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view of the first embodiment of the damping damper forming the seismic isolation structure according to the embodiment. FIG. 5 is a perspective view illustrating a state where the damping damper according to the first embodiment is disposed between the pedestal and the floor beam. FIG. 6 is a view taken along the line VI-VI of FIG. 5, and FIG. 7 is a view taken along the line VII-VII of FIG.
図示する減衰ダンパー４０は、平面視正方形で鋼製の上部プレート４１と、同様に平面視正方形で鋼製の下部プレート４２と、４本の金属減衰部材である鋼製のＵ型ダンパーロッド４４と、を有している。Ｕ型ダンパーロッド４４は、上部プレート４１及び下部プレート４２と高力ボルト４５を介して接続されており、４本のＵ型ダンパーロッド４４は相互に９０度ずれた状態で配設されている。尚、上部プレート４１とダンパーロッド４４は、スキンプレート４８を介して接続されている。下部プレート４２の下面には、複数の頭付きスタッドボルト４３を備えている。 The illustrated damping damper 40 includes a steel upper plate 41 that is square in plan view, a steel lower plate 42 that is also square in plan view, and a steel U-shaped damper rod 44 that is four metal damping members. ,have. The U-shaped damper rod 44 is connected to the upper plate 41 and the lower plate 42 via a high-strength bolt 45, and the four U-shaped damper rods 44 are arranged in a state shifted from each other by 90 degrees. The upper plate 41 and the damper rod 44 are connected via a skin plate 48. A plurality of headed stud bolts 43 are provided on the lower surface of the lower plate 42.
減衰ダンパー４０において、Ｕ型ダンパーロッド４４はその延出方向に変位するようにして塑性変位し、この塑性変位時に歪みが最大になる点を、水平変位量の変化によってロッド内で移動させることにより、ロッド内の歪みを局部的に集中させることなく、Ｕ型ダンパーロッド４４の全体を有効利用して振動エネルギーを吸収する。 In the damping damper 40, the U-shaped damper rod 44 is plastically displaced so as to be displaced in its extending direction, and the point where the strain becomes maximum during this plastic displacement is moved in the rod by changing the horizontal displacement amount. The vibration energy is absorbed by effectively utilizing the entire U-shaped damper rod 44 without locally concentrating the strain in the rod.
減衰ダンパー４０は、上部プレート４１の上面における４つの端辺に沿う中央位置に、それぞれブロック状のストッパー４６を備えている。各ストッパー４６は、高力ボルト４７を介して上部プレート４１に固定されている。上部プレート４１に開設されている、各ストッパー４６をボルト固定するための不図示のボルト挿通孔をルーズホールとしておくことにより、凸部１２と各ストッパー４６との間に、後述する長さｔ１の水平隙間Ｇ１を形成した状態でのボルト固定を容易にできる。さらに、ボルト挿通孔をルーズホールとしておくことにより、地震時の振動を受けて凸部１２とストッパー４６が接触し、水平隙間Ｇ１の長さｔ１が変化した場合には、水平隙間Ｇ１の長さを元の長さｔ１に容易にメンテナンスすることができる。 The damping damper 40 has a block-shaped stopper 46 at a central position along four edges on the upper surface of the upper plate 41. Each stopper 46 is fixed to the upper plate 41 via a high-strength bolt 47. A bolt insertion hole (not shown) for fixing each stopper 46 with a bolt, which is formed in the upper plate 41, is a loose hole, so that a length t1 (described later) between the convex portion 12 and each stopper 46 is provided. The bolt can be easily fixed in the state where the horizontal gap G1 is formed. Furthermore, by setting the bolt insertion hole as a loose hole, the convex portion 12 and the stopper 46 come into contact with each other due to the vibration at the time of the earthquake, and when the length t1 of the horizontal gap G1 changes, the length of the horizontal gap G1 is changed. Can be easily maintained at the original length t1.
図５に示すように、減衰ダンパー４０は、鉄筋コンクリート製の台座２２内に頭付きスタッドボルト４３を埋設するようにして固定される。さらに、減衰ダンパー４０が台座２２上に固定された状態において、床梁１１から下方に突出する突出部材１２は、４つの凸部４６内に配設される。 As shown in FIG. 5, the damping damper 40 is fixed such that the stud bolt 43 with a head is embedded in the reinforced concrete pedestal 22. Further, in a state where the damping damper 40 is fixed on the pedestal 22, the protruding members 12 protruding downward from the floor beam 11 are disposed in the four convex portions 46.
図６に示すように、４つのストッパー４６と凸部１２の平面的な位置関係は、いずれも長さｔ１の水平隙間Ｇ１を有して離間している。より具体的には、図中、左右の２つのストッパー４６と凸部１２の左右端との間に、−Ｘ方向の水平隙間Ｇ１と＋Ｘ方向の水平隙間Ｇ１を有し、これらによりＸ軸方向の１方向の水平隙間を形成している。さらに、図中、上下の２つのストッパー４６と凸部１２の上下端との間に、＋Ｙ方向の水平隙間Ｇ１と−Ｙ方向の水平隙間Ｇ１を有し、これらによりＹ軸方向の１方向の水平隙間を形成している。このように、４つのストッパー４６と凸部１２により、Ｘ軸方向とＹ軸方向の２方向の水平隙間を形成している。 As shown in FIG. 6, the planar positional relationship between the four stoppers 46 and the protrusions 12 is all separated by a horizontal gap G1 having a length t1. More specifically, in the figure, a horizontal gap G1 in the −X direction and a horizontal gap G1 in the + X direction are provided between the two left and right stoppers 46 and the left and right ends of the convex portion 12, and thereby, in the X axis direction. The horizontal gap in one direction is formed. Further, in the figure, a horizontal gap G1 in the + Y direction and a horizontal gap G1 in the −Y direction are provided between the upper and lower stoppers 46 and the upper and lower ends of the convex portion 12, and these are provided in one direction in the Y-axis direction. A horizontal gap is formed. Thus, the four stoppers 46 and the protrusions 12 form a horizontal gap in two directions, the X-axis direction and the Y-axis direction.
また、図７に示すように、上部プレート４１と凸部１２の鉛直方向の位置関係は、長さｔ２の鉛直隙間Ｇ２を有して離間している。すなわち、上部構造体１０に取り付けられている凸部１２と減衰ダンパー４０は、水平隙間Ｇ１及び鉛直隙間Ｇ２を介して完全に縁切りされている。尚、凸部１２は、上部構造体１０の構成部材として床梁１１から下方に突設するように予め設けられている部材であってもよいし、床梁１１に対して新規に設置される部材であってもよい。 In addition, as shown in FIG. 7, the vertical positional relationship between the upper plate 41 and the protrusions 12 is separated by a vertical gap G2 having a length t2. That is, the projection 12 and the damping damper 40 attached to the upper structure 10 are completely cut off via the horizontal gap G1 and the vertical gap G2. The protrusion 12 may be a member provided in advance so as to protrude downward from the floor beam 11 as a constituent member of the upper structure 10, or may be newly installed on the floor beam 11. It may be a member.
水平隙間Ｇ１の長さｔ１（及び鉛直隙間Ｇ２の長さｔ２）は、鉄道や自動車、機械設備等による通常の微振動が免震構造建物１００の下部構造体２０に入力され、上部構造体１０と下部構造体２０が相対変位した際の相対変位量以上の大きさに設定されている。微振動の振動態様（振動の大きさや固有振動数等）は、免震構造建物１００の設置場所によって異なる。対象となる免震構造建物１００の下部構造体２０に微振動が入力された際の上部構造体１０と下部構造体２０の間の相対変位量が仮に１ｍｍ程度である場合、水平隙間Ｇ１の長さ（大きさ）ｔ１は、この１ｍｍよりも大きく、１ｍｍに施工誤差等が加味された５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度に設定されるのが好ましい。水平隙間Ｇ１の長さｔ１が５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度である場合は、管理者による目視管理も容易になる。 As for the length t1 of the horizontal gap G1 (and the length t2 of the vertical gap G2), normal micro-vibration caused by railways, automobiles, mechanical equipment and the like is input to the lower structure 20 of the seismic isolation structure building 100, and the upper structure 10 Is set to be equal to or larger than the relative displacement amount when the lower structure 20 is relatively displaced. The vibration mode of the microvibration (magnitude of vibration, natural frequency, etc.) differs depending on the installation location of the seismic isolation structure building 100. If the relative displacement between the upper structure 10 and the lower structure 20 when micro vibration is input to the lower structure 20 of the target seismic isolation structure building 100 is about 1 mm, the length of the horizontal gap G1 It is preferable that the size (size) t1 is set to about 5 mm to 50 mm, which is larger than this 1 mm and 1 mm to which a working error is added. When the length t1 of the horizontal gap G1 is about 5 mm to 50 mm, visual management by an administrator becomes easy.
さらに、この水平隙間Ｇ１の長さｔ１は、通常の微振動による上記相対変位量以上の大きさであることに加えて、地震時における上部構造体１０と下部構造体２０の間の相対変位量未満の大きさに設定されている。レベル２地震時に凸部１２とストッパー４６を当接させて減衰ダンパー４０の減衰性能を発揮させる設計思想の下では、このレベル２地震時の相対変位量が２００乃至４００ｍｍ程度であると特定されている場合は、水平隙間Ｇ１の長さｔ１を上記する５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度に設定していることにより、減衰ダンパー４０の減衰性能を発揮させることができる。 Further, the length t1 of the horizontal gap G1 is not less than the above-mentioned relative displacement due to normal micro-vibration, and the relative displacement between the upper structure 10 and the lower structure 20 during an earthquake. The size is set to less than. Under the design philosophy of exhibiting the damping performance of the damper 40 by bringing the protrusion 12 into contact with the stopper 46 at the time of the level 2 earthquake, the relative displacement amount at the time of this level 2 earthquake is specified to be about 200 to 400 mm. In this case, the damping performance of the damper 40 can be exhibited by setting the length t1 of the horizontal gap G1 to about 5 mm to 50 mm as described above.
このように、水平隙間Ｇ１の長さｔ１は、建物１００に固有の通常の微振動を受けた際の相対変位量以上であって、かつ、設計対象の地震動を受けた際の相対変位量未満に設定される。 As described above, the length t1 of the horizontal gap G1 is equal to or more than the relative displacement when the building 100 receives a normal micro-vibration and less than the relative displacement when receiving the seismic motion of the design object. Is set to
一方、上部プレート４１と凸部１２の間の鉛直隙間Ｇ２の長さｔ２は、長さｔ１と同じ大きさに設定されてもよいし、異なる大きさに設定されてもよいが、少なくとも上部プレート４１と凸部１２が水平隙間Ｇ１及び鉛直隙間Ｇ２を介して縁切りされていることにより、双方のスムーズな相対移動が保障できる。 On the other hand, the length t2 of the vertical gap G2 between the upper plate 41 and the protrusion 12 may be set to the same size as the length t1, or may be set to a different size. Since the projection 41 and the projection 12 are cut off via the horizontal gap G1 and the vertical gap G2, a smooth relative movement between them can be guaranteed.
図示する減衰ダンパー４０を有する免震構造５０によれば、通常の微振動は、減衰ダンパー４０を介さず、免震支承３０のみを介して下部構造体２０から上部構造体１０に入力されることから、微振動は免震支承３０によって効果的に解消もしくは減衰される。すなわち、微振動の入力時に複数の減衰ダンパー４０が作用して固定度を増し、免震支承３０による免震性能を減殺することはない。一方、レベル２地震動をはじめとする地震動の入力時には、上部構造体１０と下部構造体２０の相対変位により、免震支承３０に加えて減衰ダンパー４０にも振動が入力される。そのため、免震支承３０による免震性能に加えて、減衰ダンパー４０による減衰性能により、上部構造体１０を緩やかに水平振動させながら（長周期化）、下部構造体２０に対する上部構造体１０の過度の水平変位を効果的に抑制することができる。 According to the seismic isolation structure 50 having the illustrated damping damper 40, normal microvibration is input from the lower structure 20 to the upper structure 10 only through the seismic isolation bearing 30 without passing through the damping damper 40. Therefore, the micro vibration is effectively eliminated or attenuated by the seismic isolation bearing 30. In other words, the plurality of damping dampers 40 act upon input of the micro-vibration to increase the degree of fixation, and does not reduce the seismic isolation performance of the seismic isolation bearing 30. On the other hand, when a ground motion such as a level 2 ground motion is input, vibration is input to the damping damper 40 in addition to the seismic isolation bearing 30 due to the relative displacement between the upper structure 10 and the lower structure 20. Therefore, in addition to the seismic isolation performance of the seismic isolation bearing 30, due to the damping performance of the damping damper 40, the upper structure 10 is excessively moved relative to the lower structure 20 while the upper structure 10 is gently horizontally vibrated (long period). Can be effectively suppressed.
ここで、図示を省略するが、水平隙間Ｇ１に臨むストッパー４６の表面もしくは凸部１２の表面において、ゴム等からなる緩衝部材が配設されていてもよい。この形態では、緩衝部材が一方の部材に配設された状態において、長さｔ１の水平隙間Ｇ１が形成されるようにする。水平隙間Ｇ１に臨むストッパー４６の表面もしくは凸部１２の表面に緩衝部材が配設されていることにより、交通振動等の微振動によって上部構造体１０と下部構造体２０が相対変位した際の双方の干渉を解消しながら、地震時に双方が接触する際の過度の接触音を緩衝部材にて抑制することができる。 Here, although not shown, a cushioning member made of rubber or the like may be provided on the surface of the stopper 46 facing the horizontal gap G1 or on the surface of the protrusion 12. In this embodiment, a horizontal gap G1 having a length t1 is formed in a state where the cushioning member is provided on one member. Since the buffer member is provided on the surface of the stopper 46 or the surface of the convex portion 12 facing the horizontal gap G1, both when the upper structure 10 and the lower structure 20 are relatively displaced due to micro vibration such as traffic vibration. While the interference of the two is eliminated, the excessive contact noise when both parties make contact during an earthquake can be suppressed by the buffer member.
また、減衰ダンパー４０は、上部プレート４１と下部プレート４２に、金属減衰部材として４本のＵ型ダンパーロッド４４を９０度間隔で配設した構成を有するものであるが、免震構造５０を構成する免震ダンパーは、図示例以外の免震ダンパーであってもよい。例えば、金属減衰部材として湾曲した鉛ダンパーロッドを有する鉛ダンパーであってもよいし、金属減衰部材として螺旋状に湾曲した複数の鋼製ロッドを有する鋼棒ダンパーであってもよいし、金属減衰部材として複数の鋼製のせん断パネルを有するせん断パネルダンパーであってもよい。また、６本のＵ型ダンパーロッド４４を６０度間隔で配設した構成を有する等、ｎ個のＵ型のダンパーロッド４４が相互に３６０／ｎ度ずれた方向に延出している多様な形態の減衰ダンパーを適用できる。 The damping damper 40 has a structure in which four U-shaped damper rods 44 are arranged at 90-degree intervals as metal damping members on an upper plate 41 and a lower plate 42. The seismic isolation damper to be used may be a seismic isolation damper other than the illustrated example. For example, the metal damping member may be a lead damper having a curved lead damper rod, the metal damping member may be a steel rod damper having a plurality of helically curved steel rods, or a metal damping member. A shear panel damper having a plurality of steel shear panels as members may be used. In addition, various configurations in which n U-shaped damper rods 44 extend in directions shifted by 360 / n degrees from each other, such as having a configuration in which six U-shaped damper rods 44 are arranged at intervals of 60 degrees. Can be applied.
＜第１の実施形態の減衰ダンパーの第１の変形例＞
次に、図８を用いて、第１の実施形態の減衰ダンパーの第１の変形例について説明する。図８は、第１の実施形態に係る減衰ダンパーの第１の変形例の斜視図である。
<First Modification Example of Damping Damper of First Embodiment>
Next, a first modified example of the damper according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view of a first modified example of the damping damper according to the first embodiment.
図示する減衰ダンパー４０Ａは、８角形の下部プレート４２Ａの各辺に対応する位置に、それぞれストッパー４６を高力ボルト４７にて固定している。そして、８つのストッパー４６に対して、それぞれ長さｔ１の水平隙間Ｇ１を有するようにして、平面視８角形の凸部１２Ａが遊嵌される形態である。ここで、図中、左右の２つのストッパー４６と凸部１２Ａの左右端との間に、−Ｘ方向の水平隙間Ｇ１と＋Ｘ方向の水平隙間Ｇ１を有し、これらによりＸ軸方向の１方向の水平隙間を形成している。さらに、図中、上下の２つのストッパー４６と凸部１２Ａの上下端との間に、＋Ｙ方向の水平隙間Ｇ１と−Ｙ方向の水平隙間Ｇ１を有し、これらによりＹ軸方向の１方向の水平隙間を形成している。また、図中、４５度方向に位置するストッパー４６と凸部１２Ａの間、及び、２２５度方向に位置するストッパー４６と凸部１２Ａの間にもそれぞれ水平隙間Ｇ１が形成され、これらにより４５度−２２５度軸方向の１方向の水平隙間を形成している。さらに、１３５度方向に位置するストッパー４６と凸部１２Ａの間、及び、３１５度方向に位置するストッパー４６と凸部１２Ａの間にもそれぞれ水平隙間Ｇ１が形成され、これらにより１３５度−３１５度軸方向の１方向の水平隙間を形成している。このように、８つのストッパー４６と凸部１２Ａにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、４５度−２２５度軸方向、及び１３５度−３１５度軸方向の４方向の水平隙間を形成している。 In the illustrated damping damper 40A, stoppers 46 are fixed with high-strength bolts 47 at positions corresponding to the respective sides of the octagonal lower plate 42A. The eight stoppers 46 have a horizontal gap G1 with a length t1 so that the octagonal projection 12A in a plan view is loosely fitted. Here, in the drawing, a horizontal gap G1 in the -X direction and a horizontal gap G1 in the + X direction are provided between the two left and right stoppers 46 and the left and right ends of the convex portion 12A. Is formed. Further, in the figure, a horizontal gap G1 in the + Y direction and a horizontal gap G1 in the -Y direction are provided between the upper and lower stoppers 46 and the upper and lower ends of the convex portion 12A, and these are provided in one direction in the Y-axis direction. A horizontal gap is formed. In the drawing, horizontal gaps G1 are also formed between the stopper 46 and the protrusion 12A located in the 45 degree direction and between the stopper 46 and the protrusion 12A located in the 225 degree direction. A horizontal gap is formed in one direction of -225 degrees axial direction. Further, horizontal gaps G1 are also formed between the stopper 46 and the projection 12A located in the 135-degree direction and between the stopper 46 and projection 12A located in the 315-degree direction. A horizontal gap is formed in one axial direction. As described above, the eight stoppers 46 and the protrusions 12A form horizontal gaps in four directions of the X-axis direction, the Y-axis direction, the 45-225 degree axis direction, and the 135-315 degree axis direction.
さらに、減衰ダンパー４０Ａでは、８つのストッパー４６に対応する８つのＵ型のダンパーロッド４４が相互に４５度ずれた方向に延出している。 Further, in the damping damper 40A, eight U-shaped damper rods 44 corresponding to the eight stoppers 46 extend in directions shifted from each other by 45 degrees.
減衰ダンパー４０Ａによれば、減衰ダンパー４０よりもより多方向の水平変位に対して、各ストッパー４６と凸部１２Ａが同じ長さｔ１の水平隙間Ｇ１を介して配設されていることにより、より多方向の地震時の揺れを効果的に減衰することが可能になる。 According to the damping damper 40A, with respect to horizontal displacement in more directions than the damping damper 40, the stoppers 46 and the protruding portions 12A are disposed via the horizontal gap G1 having the same length t1. It is possible to effectively attenuate shaking during a multidirectional earthquake.
＜第１の実施形態の減衰ダンパーの第２の変形例＞
次に、図９を用いて、第１の実施形態の減衰ダンパーの第２の変形例について説明する。図９は、第１の実施形態に係る減衰ダンパーの第２の変形例の斜視図である。
<Second Modification of Damping Damper of First Embodiment>
Next, a second modified example of the damper of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view of a second modified example of the damping damper according to the first embodiment.
図示する減衰ダンパー４０Ｂは、上部プレート４１の４つの端辺に沿う正方形で枠状のストッパー４６Ａを有している。 The illustrated damping damper 40B has a square, frame-shaped stopper 46A along four edges of the upper plate 41.
枠状のストッパー４６Ａ内に、上部構造体１０の凸部１２の４面が長さｔ１の水平隙間Ｇ１を有した状態で配設される。ストッパー４６Ａが枠状を呈していることから、地震時に上部構造体１０と下部構造体２０が相対変位した際に、ストッパー４６Ａと凸部１２とを確実に接触させることができ、地震時の振動エネルギーを吸収及び減衰することができる。 Four surfaces of the protrusions 12 of the upper structure 10 are disposed in the frame-shaped stopper 46A in a state having a horizontal gap G1 having a length t1. Since the stopper 46A has a frame shape, when the upper structure 10 and the lower structure 20 are relatively displaced during an earthquake, the stopper 46A and the protrusion 12 can be reliably brought into contact with each other. Energy can be absorbed and attenuated.
尚、図示を省略するが、ストッパー４６Ａが、６角形や８角形等、他の多角形の枠体や、円形の枠体であってもよく、それらの場合は、各枠体の形状に応じて水平隙間Ｇ１を有する形状の凸部１２が適用される。 Although not shown, the stopper 46A may be another polygonal frame such as a hexagon or an octagon, or a circular frame, and in those cases, the shape of each frame depends on the shape of each frame. Thus, a convex portion 12 having a horizontal gap G1 is applied.
＜第２の実施形態の減衰ダンパー＞
次に、図１０乃至図１３を用いて、第２の実施形態に係る減衰ダンパーについて説明する。図１０は、実施形態に係る免震構造を形成する減衰ダンパーの第２の実施形態の斜視図である。図１１は、第２の実施形態に係る減衰ダンパーが台座と床梁の間に配設されている状態を示す斜視図である。図１２は、図１０のXII−XII矢視図であり、図１３は、図１０のXIII矢視図である。
<Damping Damper of Second Embodiment>
Next, a damping damper according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a perspective view of a second embodiment of the damping damper forming the seismic isolation structure according to the embodiment. FIG. 11 is a perspective view illustrating a state where the damping damper according to the second embodiment is disposed between the pedestal and the floor beam. FIG. 12 is a view taken in the direction of arrows XII-XII in FIG. 10, and FIG. 13 is a view taken in the direction of arrows XIII in FIG.
図示する減衰ダンパー６０は、上部プレート４１上において、減衰ダンパー４０と同様の配設態様で４つのストッパー４６Ｂを備えている。ストッパー４６Ｂは、ブロック状の第１鉛直部４６ａと、第１鉛直部４６ａの上方において水平方向に延出する鍵部４６ｂとを有している。その他のダンパー構成は、減衰ダンパー４０，４０Ａと同様であることより、詳細な説明は省略する。 The illustrated damping damper 60 includes four stoppers 46 </ b> B on the upper plate 41 in the same arrangement as the damping damper 40. The stopper 46B has a block-shaped first vertical portion 46a, and a key portion 46b extending horizontally above the first vertical portion 46a. The rest of the damper configuration is the same as the damping dampers 40 and 40A, and thus a detailed description is omitted.
図１１に示すように、上部構造体１０の有する凸部１２Ａは、第２鉛直部１２ａと、第２鉛直部１２ａの下方において側方に広がるフランジ１２ｂとを有している。減衰ダンパー６０が台座２２上に固定された状態において、フランジ１２ｂが第１鉛直部４６ａ及び鍵部４６ｂに遊嵌した状態で配設される。 As shown in FIG. 11, the convex portion 12A of the upper structure 10 has a second vertical portion 12a and a flange 12b that extends laterally below the second vertical portion 12a. With the damping damper 60 fixed on the pedestal 22, the flange 12b is disposed with the flange 12b loosely fitted to the first vertical portion 46a and the key portion 46b.
図１２に示すように、４つのストッパー４６Ｂの鍵部４６ｂの先端と凸部１２Ａの表面の間には、水平方向に長さｔ１の水平隙間Ｇ１がある。また、図１３に示すように、ストッパー４６Ｂの鍵部４６ｂの下面と、凸部１２Ａのフランジ１２ｂの上面との間には、鉛直方向に長さｔ２の鉛直隙間Ｇ２がある。また、ストッパー４６Ｂの第１鉛直部４６ａの内側面とフランジ１２ｂの端面の間には、水平方向に長さｔ１の水平隙間Ｇ１がある。さらに、上部プレート４１と、凸部１２Ａの下面及びフランジ１２ｂの下面との間には、鉛直方向に長さｔ２の鉛直隙間Ｇ２がある。このように、減衰ダンパー６０においても、凸部１２Ａがフランジ１２ｂを有し、ストッパー４６Ｂが鍵部４６ｂを有している形態において、上部構造体１０に取付けられている凸部１２Ａと減衰ダンパー６０は、水平隙間Ｇ１及び鉛直隙間Ｇ２を介して完全に縁切りされている。 As shown in FIG. 12, there is a horizontal gap G1 having a length t1 in the horizontal direction between the tips of the key portions 46b of the four stoppers 46B and the surface of the projection 12A. As shown in FIG. 13, there is a vertical gap G2 having a length t2 in the vertical direction between the lower surface of the key portion 46b of the stopper 46B and the upper surface of the flange 12b of the projection 12A. There is a horizontal gap G1 having a length t1 in the horizontal direction between the inner surface of the first vertical portion 46a of the stopper 46B and the end surface of the flange 12b. Furthermore, there is a vertical gap G2 having a length t2 in the vertical direction between the upper plate 41, the lower surface of the projection 12A, and the lower surface of the flange 12b. As described above, also in the damping damper 60, in the form in which the protrusion 12A has the flange 12b and the stopper 46B has the key 46b, the protrusion 12A attached to the upper structure 10 and the damper 60 Is completely cut off via a horizontal gap G1 and a vertical gap G2.
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 It should be noted that other embodiments in which other components are combined with the configuration and the like described in the above embodiment may be adopted, and the present invention is not limited to the configuration shown here. This can be changed without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.
１０ ：上部構造体
１１ ：床梁
１２、１２Ａ ：凸部
１２ａ ：第２鉛直部
１２ｂ ：フランジ
２０ ：下部構造体（基礎）
２１、２２ ：台座
３０ ：免震支承
４０、４０Ａ，４０Ｂ ：減衰ダンパー
４１ ：上部プレート
４２，４２Ａ ：下部プレート
４４ ：金属減衰部材（Ｕ型ダンパーロッド）
４６，４６Ａ，４６Ｂ ：ストッパー
４６ａ ：第１鉛直部
４６ｂ ：鍵部
５０ ：免震構造
６０ ：減衰ダンパー
１００ ：免震構造建物
Ｇ１ ：水平隙間
Ｇ２ ：鉛直隙間
10: Upper structure 11: Floor beams 12, 12A: Convex part 12a: Second vertical part 12b: Flange 20: Lower structure (foundation)
21, 22: pedestal 30: seismic isolation bearings 40, 40A, 40B: damping damper 41: upper plate 42, 42A: lower plate 44: metal damping member (U-shaped damper rod)
46, 46A, 46B: stopper 46a: first vertical portion 46b: key portion 50: seismic isolation structure 60: damping damper 100: seismic isolation structure Building G1: horizontal gap G2: vertical gap
Claims (5)
前記減衰ダンパーは、
前記下部構造体に固定される下部プレートと、
上部プレートと、
前記下部プレートと前記上部プレートを繋ぐ、金属減衰部材と、を有し、
前記上部プレートと前記上部構造体の下面のうち、いずれか一方は凸部を有し、いずれか他方は該凸部を包囲するストッパーを有しており、
前記凸部の側面と前記ストッパーの側面との間には、少なくとも２方向の水平隙間を有し、
前記凸部における鉛直方向に対向する頂面と、該頂面が対向する前記上部構造体もしくは前記上部プレートとの間には、鉛直隙間を有しており、
前記上部構造体と前記下部構造体が所定の相対変位量で相対変位した際に、前記凸部と前記ストッパーの側面同士が当接して前記減衰ダンパーが機能することを特徴とする、免震構造。 A seismic isolation structure, comprising a seismic isolation bearing and a damping damper disposed between an upper structure and a lower structure, wherein the seismic isolation bearing directly supports the upper structure,
The damping damper is
A lower plate fixed to the lower structure,
An upper plate,
Having a metal damping member connecting the lower plate and the upper plate,
One of the lower surface of the upper plate and the upper structure has a convex portion, and the other has a stopper surrounding the convex portion,
Between the side surface of the protrusion and the side surface of the stopper, there is a horizontal gap in at least two directions,
A vertical gap between the vertically facing top surface of the convex portion and the upper structure or the upper plate facing the top surface has a vertical gap,
When the upper structure and the lower structure are relatively displaced by a predetermined relative displacement amount, the side surfaces of the protrusion and the stopper come into contact with each other, so that the damping damper functions. .
前記凸部は、上方もしくは下方に延出する第２鉛直部と、該第２鉛直部の先端において側方に張り出して前記鍵部に対して鉛直隙間及び水平隙間をもって遊嵌するフランジとを有していることを特徴とする、請求項１に記載の免震構造。 The stopper is an endless first vertical portion extending upward or downward and surrounding the convex portion, or a plurality of first vertical portions intermittently disposed so as to surround the convex portion, A key portion that bends from the first vertical portion and extends horizontally.
The convex portion has a second vertical portion extending upward or downward, and a flange which projects laterally at a tip of the second vertical portion and is loosely fitted to the key portion with a vertical gap and a horizontal gap. The seismic isolation structure according to claim 1, wherein the seismic isolation structure is provided.
ｎ個の前記Ｕ型のダンパーロッドが、相互に３６０／ｎ度ずれた方向に延出していることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の免震構造。 The metal damping member is a U-shaped damper rod,
The seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the n U-shaped damper rods extend in directions shifted by 360 / n degrees from each other.
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