JP2020051612A - 縦揺れ斜面の免震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦揺れの荷重に対して、重量構造物の荷重を減衰する構造を提供する。【解決手段】円柱型の本体１の内側の弾性素材の斜面と円錐台２，３の斜面がスライドする斜面６，７を設け、更に対峙する円錐台２，３の空間スペースにコイルスプリングを設け、前記の摩擦抵抗向上させる弾性素材のスライド斜面６，７とコイルスプリングの弾力により減衰するものである。

Description

本発明は、地震による建築物の縦揺れを緩衝し減衰する免震装置に関する。

地震による建築物の縦揺れを緩衝し減衰する手段として、従来はコイルスプリングによる反発力の弾力性が建物の荷重を吸収していた。しかし、荷重が木造住宅２階建１６坪６００Ｋｇ／ｍ２ ３０ｔの場合と、鉄骨構造物５階建５４３ｔ各階床面積１２５ｍ２の場合等では、荷重に耐えられるコイルスプリングの自由長、外径が相違し、また、設置箇所の個数も相違し、鉄骨構造物５階建では、コイルスプリングの設置箇所の個数が多くなり、構造上不向きであった。

特開２００６−３２８６５５公報

本発明は、このような問題を鑑みなされたものであり、コイルスプリングとは別な手段による方法で縦揺れの荷重を緩衝できる斜面の免震装置を提供する。

本発明の縦揺れ斜面の免震装置は、縦揺れの荷重に対して、本体の円柱型の内部構造の斜面と円錐台の斜面、または、台形の斜面等がスライドの時に発生する摩擦抵抗と、本体の弾性素材による弾力作用によるものである。

本発明によれば、本体、円柱型の内部構造の内側の斜面と中央の円錐台の斜面が縦揺れによる荷重に対して、摩擦を発生するスライドで減衰力を向上する。この場合、本体の素材のゴムの弾力による作用が中央の円推台の斜面に減衰力を発揮する。斜面よる傾斜角度は、４０〜６０度の範囲である。木造住宅２階建１６坪６００Ｋｇ／ｍ２ ３０ｔ、傾斜４５度、ゴム硬度５０−５５度、震度５〜、２５０ガル〜、この場合コンピューターシュミレーションでは縦揺れで緩衝効果が見られる。

鉄骨構造物５階建５４３ｔ各階床面積１２５ｍ２装置設置箇所９箇所でコイルスプリング使用の装置１箇所で５基の場合、１箇所の荷重が６０３３３Ｋｇｆ、１基の荷重１２０６７Ｋｇｆ、傾斜による重量軽減、衝撃重量加速に対応できるコイルスプリングは自由長、外径の共通する範囲で荷重１２２５８Ｋｇｆが復元可能である。

図５におけるＡ−Ａ線、本発明の地震縦揺れ前の中央、上下の円推台の突き出た状態の側断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ線、地震縦揺れにより中央、上下の円推台の突き出しが一段回凹んだ状態の側断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ線、地震縦揺れにより中央、上下の円推台の突き出しが二段回凹んだ状態の側断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ線、地震縦揺れにより中央、上下の円推台の突き出しが三段回凹んだ状態の側断面図である。 図１の上面、下面の対称を示す。 縦揺れの荷重により、図２、図３，図４の伸縮スペースが開いた状態を示す。 図１、図２、図３，図４に記載の「段回」について、物事が後戻りしないで進行する状態の「段階」でなく、繰り返し後戻りする「段回」で説明した造語である。尚、段回の引用は、ＩＳＢＮ９７８−４−９０９２１２−０２−３からである。

以下、本発明の実施の対応について、図面を参照して詳細に説明する。

図１，図２，図３，図４，図５、図６の本体１の上方の円錐台２の上面側に建物を設置し、下方の円錐台３の下面側を地面に設置される。

図１，図２，図３，図４の断面に示す中央の空間スペース４にコイルスプリング５を設ける。

図１，図２，図３，図４の断面に示す本体１は、図５，図６に示す如く、円柱型の形状を有する。

図１，図２，図３，図４の断面に示す本体１は、円錐台２，３の斜面６，７の傾斜角度と一致する。

縦揺れの荷重に対して、前震の場合は、図１と第一段回、図２の繰り返しとなり、この場合、第一段回、図２では本体１のゴムの弾力による作用と斜面７，８の摩擦を伴うスライドで縦揺れを減衰し、コイルスプリング５の最小たわみ量の範囲となる。
斜面７は円錐台２と本体１の内部の上方、内側の接触スライドする部分であり、斜面８は円錐台３と本体１の内部の下方、内側の接触スライドする部分である。

縦揺れの荷重に対して、本震の場合は、第二段回、図３と第三段回、図４の繰り返しとなり、この場合、第二段回、図３では本体１のゴムの弾力による作用と斜面７，８の摩擦を伴うスライドで縦揺れを減衰し、更にコイルスプリング５の弾力作用で減衰力を発揮する。
斜面７は円錐台２と本体１の内部の上方、内側の接触スライドする部分であり、斜面８は円錐台３と本体１の内部の下方、内側の接触スライドする部分である。

縦揺れの荷重に対して、余震の場合は、第一段回、図２と第二段回、図３の繰り返しとなり、この場合、第一段回、図２では本体１のゴムの弾力による作用と斜面６，７の摩擦を伴うスライドで縦揺れを減衰し、更にコイルスプリング５の最小たわみ量の範囲を超えて、コイルスプリング５の弾力作用で減衰力を発揮する。
斜面６は円錐台２と本体１の内部の上方、内側の接触スライドする部分であり、斜面７は円錐台３と本体１の内部の下方、内側の接触スライドする部分である。

縦揺れの荷重に対して、前震、本震、余震の第一段回、図２と第二段回、図３及び第三段回、図４の作用により、変形して出来る伸縮スペース８，９は、斜面７，８のスライド荷重によりできるものである。

本震において、木造住宅２階建１６坪６００Ｋｇ／ｍ２ ３０ｔによる斜面６，７の傾斜４５度、本体１のゴム硬度５０−５５度、震度５〜、２５０ガル〜の場合は、本体１の設置個数が４箇所の場合は、第一段回、図２と第二段回、図３、更に第三段回、図４の繰り返しとなる。

本震において、鉄骨構造物５階建５４３ｔ各階床面積１２５ｍ２装置設置箇所９箇所でコイルスプリング使用の装置１箇所で５基の場合、１箇所の荷重が６０３３３Ｋｇｆ、１基の荷重１２０６７Ｋｇｆ、による斜面６，７の傾斜４５度、本体１のゴム硬度５０−５５度、震度５〜、２５０ガル〜では傾斜による重量軽減、衝撃重量加速に対応できるコイルスプリングは自由長、外径の共通する範囲で荷重１２２５８Ｋｇｆが復元可能であり、これは第一段回、図２と第二段回、図３、更に第三段回、図４の繰り返しとなる。

１…本体、２…円錐台、３…円錐台、４…空間スペース、５…コイルスプリング、６…斜面、７…斜面、８…伸縮スペース、９…伸縮スペース

Claims (3)

1. 円柱型の内部構造の内側の斜面と中央の円錐台の対峙斜面が縦揺れによる荷重に対して、摩擦を発生するスライドを有することを特徴とする縦揺れ斜面の免震装置。
2. 請求項１の対峙斜面との空間スペースに縦揺れ荷重を減衰するコイルスプリングを設けることを特徴とする縦揺れ斜面の免震装置。
3. 請求項１の中央の円錐台の対峙斜面の荷重において、伸縮する弾性素材を円柱型の本体に設けたことを特徴とする縦揺れ斜面の免震装置。

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