JP2021103003A - Base isolation structure - Google Patents

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Abstract

To provide a base isolation structure capable of improving damping property for earthquake force by increasing a coefficient of friction and suppressing excessive deformation of a base isolation layer by forming a tri-linear restoration force characteristic without complicating a structure and changing a constitution of a spherical slide device.SOLUTION: A base isolation structure 100 includes an integrated parallel base isolation device 50 constituted by arranging a spherical slide device 10 and a damper device 20 in parallel in a base isolation layer 65 between an upper structure 73 and a lower structure 63. On the other hand, a base isolation structure 100A includes a distributed parallel base isolation device 50D constituted by arranging the spherical slide device 10 and the damper device 20 in parallel on separated positions in the base isolation layer 65.SELECTED DRAWING: Figure 1

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)の間の免震層に免震装置を設置して免震構造とし、地震時の振動を免震構造にて減衰もしくは吸収することにより、地震力を上部構造体に可及的に伝達させない免震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装置により形成されるのが一般的であり、この免震装置には、積層ゴム一体型の免震装置や、球面滑り装置や平面滑り装置等の滑り免震装置などがある。上記する免震装置は、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。 A seismic isolation device is installed in the seismic isolation layer between the upper structure (for example, the upper frame) and the lower structure (for example, the foundation) of the building to form a seismic isolation structure, and the vibration during an earthquake is dampened or absorbed by the seismic isolation structure. By doing so, a seismic isolated building is being constructed that does not transmit seismic force to the superstructure as much as possible. The seismic isolation structure is generally formed by a seismic isolation device arranged directly under a pillar, for example, of an upper structure, and the seismic isolation device includes a seismic isolation device integrated with laminated rubber or a spherical surface. There are sliding seismic isolation devices such as sliding devices and flat sliding devices. The above-mentioned seismic isolation device aims to reduce the seismic force acting on the building by lengthening the vibration mode of the building vibration due to the earthquake in the horizontal direction.

上記する免震装置の中で球面滑り装置を適用する場合、従来は、他の免震装置を併用せずに、球面滑り装置のみを単体で用いて免震構造を形成することが一般的である。そのため、復元力特性の調整に際して、両面滑り免震装置(所謂ダブルペンデュラム方式の球面滑り装置)では、上沓及び下沓の滑り面の曲率やスライダーの上下の滑り面の曲率、さらには摩擦係数を調整することにより、剛塑性のバイリニアを調整している。さらに、トリリニアの復元力特性とする際には、上下に外側上沓及び外側下沓を配置し、これら外側上沓及び外側下沓の間に、内側上沓及び内側下沓とスライダーを配置した、所謂トリプルペンデュラム方式の球面滑り装置を適用しているが、トリプルペンデュラム方式の免震装置は構造が複雑になるといった課題を有している。 When a spherical sliding device is applied among the above-mentioned seismic isolation devices, it has been common to form a seismic isolation structure by using only the spherical sliding device alone without using other seismic isolation devices. is there. Therefore, when adjusting the restoring force characteristics, in a double-sided sliding seismic isolation device (so-called double pendulum type spherical sliding device), the curvature of the sliding surface of the upper and lower sill, the curvature of the upper and lower sliding surfaces of the slider, and the friction coefficient. By adjusting, the rigid-plastic bilinear is adjusted. Further, when the restoring force characteristic of the trilinear is used, the outer upper sill and the outer lower sill are arranged on the upper and lower sides, and the inner upper sill and the inner lower sill and the slider are arranged between the outer upper sill and the outer lower sill. , A so-called triple pendulum type spherical sliding device is applied, but the triple pendulum type seismic isolation device has a problem that the structure becomes complicated.

また、特定の地震波に共振しないように二次剛性の周期調整を要する場合があるが、球面滑り装置ではその固有周期が上沓及び下沓の曲率により一義的に決定されることから、自由な調整が難しいといった課題もある。 In addition, it may be necessary to adjust the period of the secondary rigidity so that it does not resonate with a specific seismic wave, but in the spherical sliding device, the natural period is uniquely determined by the curvature of the upper and lower sill, so it is free. There is also the problem that adjustment is difficult.

以上のことから、構造が複雑でなく、また、球面滑り装置の構成を変更することなく、トリリニアの復元力特性を形成することにより、摩擦係数を増大させて地震力の減衰性を高め、かつ免震層の過大な変形を抑制できる免震構造の開発が望まれている。 From the above, the structure is not complicated, and by forming the restoring force characteristics of the trilinear without changing the configuration of the spherical sliding device, the friction coefficient is increased to improve the damping of the seismic force, and It is desired to develop a seismic isolation structure that can suppress excessive deformation of the seismic isolation layer.

ここで、特許文献1には、免震設計上の自由度が高い免震構造が提案されている。具体的には、下部構造物と上部構造物との間に積層ゴム支承と球面滑り支承が配置された免震構造であり、積層ゴム支承と球面滑り支承は、下部構造物と上部構造物が横荷重を受けて相対移動する際に、いずれも水平変位するように並列に配置されている。 Here, Patent Document 1 proposes a seismic isolation structure having a high degree of freedom in seismic isolation design. Specifically, it is a seismic isolation structure in which a laminated rubber bearing and a spherical sliding bearing are arranged between the substructure and the superstructure, and the laminated rubber bearing and the spherical sliding bearing are composed of the substructure and the superstructure. When they move relative to each other under a lateral load, they are arranged in parallel so as to be horizontally displaced.

特開2016−138592号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-138592

特許文献1に記載の免震構造は、上部構造物による鉛直荷重を、積層ゴムと球面滑り支承が50%ずつ分担して支持する免震構造である。このことを前提として、地震時の横荷重を受けた際に、球面滑り支承が水平変位と同時に鉛直変位することにより、積層ゴム支承の分担鉛直荷重を球面滑り支承に徐々に移行させるようにしている。この積層ゴム支承の分担鉛直荷重の球面滑り支承への移行に伴い、球面滑り支承が単体の場合に比べて、初期のせん断力係数を低減できるとしている。 The seismic isolation structure described in Patent Document 1 is a seismic isolation structure in which the laminated rubber and the spherical sliding bearing share 50% each of the vertical load of the superstructure and support it. On the premise of this, when a lateral load is applied during an earthquake, the spherical sliding bearing is vertically displaced at the same time as the horizontal displacement, so that the shared vertical load of the laminated rubber bearing is gradually transferred to the spherical sliding bearing. There is. With the shift of the shared vertical load of the laminated rubber bearing to the spherical sliding bearing, the initial shear force coefficient can be reduced as compared with the case where the spherical sliding bearing is a single bearing.

しかしながら、上部構造物による鉛直荷重を、積層ゴム支承と球面滑り支承が50%ずつ分担して支持する免震構造とすることから、このように双方の免震装置に荷重分担させるための免震層における双方の配置設計には多大な手間を要し、配置施工に際しても、双方の免震装置の位置決めを精緻に行う必要があることから多大な施工手間を要する。また、そもそも積層ゴム支承は球面滑り支承の鉛直変位に追随できないことから、実際には、球面滑り支承単体の復元力特性に比べて、優れた復元力特性の免震構造が形成されるかについては疑問の余地がある。 However, since the seismic isolation structure is such that the vertical load due to the superstructure is supported by the laminated rubber bearing and the spherical sliding bearing sharing 50% each, seismic isolation for both seismic isolation devices to share the load. It takes a lot of time and effort to design the arrangement of both sides in the layer, and it is necessary to precisely position both seismic isolation devices during the arrangement and construction, so it takes a lot of time and effort. In addition, since the laminated rubber bearing cannot follow the vertical displacement of the spherical sliding bearing in the first place, it is asked whether a seismic isolation structure having better restoring force characteristics than the restoring force characteristics of the spherical sliding bearing alone is actually formed. Is questionable.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、構造が複雑でなく、また、球面滑り装置の構成を変更することなく、トリリニアの復元力特性を形成することにより、摩擦係数を増大させて地震力の減衰性を高め、かつ免震層の過大な変形を抑制できる免震構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, the structure is not complicated, and the friction coefficient is increased by forming the restoring force characteristic of the trilinear without changing the configuration of the spherical sliding device. The purpose is to provide a seismic isolation structure that can enhance the damping of seismic force and suppress excessive deformation of the seismic isolation layer.

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の免震層において、球面滑り装置とダンパー装置が並列配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the seismic isolation structure according to the present invention is
In the seismic isolation layer between the upper structure and the lower structure, a spherical sliding device and a damper device are arranged in parallel.

本態様によれば、免震層に球面滑り装置とダンパー装置が並列配置されていることにより、球面滑り装置とダンパー装置の有する各バイリニアの復元力特性が合成されたトリリニアの復元力特性を有し、球面滑り装置は上部構造体を構成する柱や壁の直下に配置され、一般に鉛直荷重を支持しないダンパー装置は自由な位置に配置できることから、配置設計と配置施工に際して手間がかからず、また、球面滑り装置とダンパー装置の並列配置故に構造が複雑でない免震構造を形成できる。このように、球面滑り装置とダンパー装置が並列配置されてなる免震装置を、本明細書では、「並列免震装置」と称する。 According to this aspect, since the spherical sliding device and the damper device are arranged in parallel on the seismic isolation layer, the restoring force characteristic of the trilinear is obtained by synthesizing the restoring force characteristics of each bilinear possessed by the spherical sliding device and the damper device. However, the spherical sliding device is placed directly under the pillars and walls that make up the superstructure, and the damper device that does not generally support vertical loads can be placed in any position. Further, since the spherical sliding device and the damper device are arranged in parallel, it is possible to form a seismic isolation structure whose structure is not complicated. Such a seismic isolation device in which a spherical sliding device and a damper device are arranged in parallel is referred to as a "parallel seismic isolation device" in the present specification.

ここで、「球面滑り装置とダンパー装置が並列配置されている」形態には、免震層において球面滑り装置とダンパー装置が平面的に離れた位置に配置されている形態や、球面滑り装置を構成する上沓と下沓の側面同士をダンパー装置が繋ぐことにより、球面滑り装置とダンパー装置が並列で一体とされている形態の双方が含まれる。また、「免震層」は、上部構造体である建物本体と、下部構造体である基礎の間の基礎免震層(基礎免震における免震層)の他、上部構造体である建物の上部架構が途中で上下に分割された、上方上部架構(例えば屋根架構)と下方上部架構(例えば基礎と屋根架構の間の立ち上がり架構)の間の中間免震層(中間免震における免震層)の双方が含まれる。 Here, in the form in which the spherical sliding device and the damper device are arranged in parallel, a form in which the spherical sliding device and the damper device are arranged in a plane separated from each other in the seismic isolation layer, or a spherical sliding device is used. By connecting the side surfaces of the upper and lower sill to be configured by the damper device, both the spherical sliding device and the damper device are integrated in parallel. In addition, the "seismic isolation layer" includes the basic seismic isolation layer between the building body, which is the upper structure, and the foundation, which is the lower structure (seismic isolation layer in the foundation seismic isolation), as well as the building that is the upper structure. An intermediate seismic isolation layer (seismic isolation layer in intermediate seismic isolation) between an upper upper frame (for example, a roof structure) and a lower upper structure (for example, a rising structure between a foundation and a roof structure) in which the upper structure is divided into upper and lower parts in the middle. ) Are included.

球面滑り装置は、下沓と上沓がともに曲率を備えた滑り面を有し、上下に曲率を備えた滑り面を有するスライダーを有していることから、免震構造が地震時の水平荷重を受けた際には、スライダーを介して下沓と上沓が相互に水平変位し、曲率を備えた滑り面上をスライダーが滑ることに起因して球面滑り装置は全体として鉛直方向に変位する。積層ゴム支承型の免震装置と異なり、ダンパー装置は、球面滑り装置の鉛直方向変位に追随することができ、従って、地震時の水平荷重が作用した際に、球面滑り装置とダンパー装置の双方のバイリニアの復元力特性を合成することができる。この合成により形成された免震構造の有するトリリニアの復元力特性によれば、例えば球面滑り装置が単体の場合のバイリニアの復元力特性に比べて摩擦係数を増加させることができ、地震力(応答加速度や応答せん断力)の減衰性能が高められる。さらに、ダンパー装置の剛性が付与されることにより、球面滑り装置が単体の場合のバイリニアの復元力特性における球面滑り装置の変形量と同程度の変形量に留めることができ、従って過大な水平変形が生じる恐れもない。 In the spherical sliding device, since both the lower and upper sill have a sliding surface having a curvature and a slider having a sliding surface having a curvature in the vertical direction, the seismic isolation structure has a horizontal load at the time of an earthquake. When received, the lower sill and the upper sill are horizontally displaced from each other via the slider, and the spherical sliding device is displaced in the vertical direction as a whole due to the slider sliding on the sliding surface having curvature. .. Unlike the laminated rubber bearing type seismic isolation device, the damper device can follow the vertical displacement of the spherical sliding device, and therefore both the spherical sliding device and the damper device when a horizontal load during an earthquake is applied. The bilinear restoring force characteristics of can be synthesized. According to the trilinear restoring force characteristics of the seismic isolation structure formed by this synthesis, for example, the friction coefficient can be increased as compared with the bilinear restoring force characteristics when the spherical sliding device is a single unit, and the seismic force (response). Acceleration and response shear force) damping performance is improved. Further, by imparting the rigidity of the damper device, the deformation amount of the spherical sliding device can be kept at the same level as the deformation amount of the spherical sliding device in the bilinear restoring force characteristic when the spherical sliding device is a single unit, and therefore the horizontal deformation is excessive. There is no risk of this occurring.

また、トリリニアの復元力特性を有する並列免震装置(を有する免震構造)の形成に際して、球面滑り装置を構成する上沓と下沓の滑り面の曲率を変更したり、上沓と下沓の平面寸法を大きくする等の加工の必要がない。すなわち、球面滑り装置に対して、ダンパー装置の剛性が付与されることにより、単体の球面滑り装置により形成される免震構造の限界変形量に対して、限界変形量の小さな免震構造を形成できる。 In addition, when forming a parallel seismic isolation device (with a seismic isolation structure) having trilinear restoring force characteristics, the curvatures of the sliding surfaces of the upper and lower sill that make up the spherical sliding device can be changed, and the upper and lower sill can be changed. There is no need for processing such as increasing the plane size of. That is, by imparting the rigidity of the damper device to the spherical sliding device, a seismic isolation structure having a small limit deformation amount is formed with respect to the limit deformation amount of the seismic isolation structure formed by the single spherical sliding device. it can.

さらに、積層ゴム支承型の免震装置は温度依存性が大きいが、球面滑り装置もダンパー装置も温度依存性が小さいことから、例えば低温地域において好適であり、豪雪地域の積雪による荷重変化に対しても免震性能が変化し難い。 Furthermore, although the laminated rubber bearing type seismic isolation device has a large temperature dependence, both the spherical sliding device and the damper device have a small temperature dependence, so that they are suitable for low temperature areas, for example, and against load changes due to snow cover in heavy snow areas. However, the seismic isolation performance is hard to change.

また、本発明による免震構造の他の態様において、前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記ダンパー装置は、U型ダンパーであり、
前記上沓及び前記下沓を、上下方向もしくは上下斜め方向に配設された複数の前記U型ダンパーが繋いでいることを特徴とする。
Further, in another aspect of the seismic isolation structure according to the present invention, the spherical sliding device has an upper sill and a lower sill and a slider that slides between them.
The damper device is a U-shaped damper.
The upper sill and the lower sill are connected by a plurality of U-shaped dampers arranged in the vertical direction or the vertical diagonal direction.

本態様によれば、上沓と下沓の各側面を上下方向もしくは上下斜め方向に配設された複数のU型ダンパーが繋ぐことにより、球面滑り装置とU型ダンパーが相互に並列配置されて一体化された並列免震装置を形成することができるため、双方が離れて並列配置される形態と比較して、免震層への免震装置の設置場所を低減でき、このことにより、設置施工性が良好になり、設置場所に施工されるフーチング等の数が低減できることから施工コストの低減に繋がる。 According to this aspect, the spherical sliding device and the U-shaped damper are arranged in parallel with each other by connecting a plurality of U-shaped dampers arranged in the vertical direction or the vertical diagonal direction on each side surface of the upper and lower sill. Since an integrated parallel seismic isolation device can be formed, the installation location of the seismic isolation device in the seismic isolation layer can be reduced as compared with the form in which both are arranged in parallel separately. The workability is improved and the number of footings to be installed at the installation site can be reduced, which leads to a reduction in construction cost.

U型ダンパー(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。 The U-shaped damper (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 standardized by the shear deformation angle calculated by dividing the displacement amplitude of the positive and negative alternation during an earthquake by the height of the rod, and provides damping dampers of various sizes with various repeatability. be able to. The U-shaped damper is deformed so that the curved portion curved in the U-shape is displaced in the extending direction of the rod. At the time of this deformation, the point where the strain is maximized during plastic deformation is moved in the rod according to the change in the horizontal displacement amount, so that the strain of the rod is not locally concentrated and the entire rod is effectively effective. It is an excellent steel damper that uses it to absorb or attenuate seismic energy.

ここで、「上下方向に配設される」とは、U型ダンパーが鉛直方向に配設されて上沓と下沓の各側面を繋ぐことを意味しており、一方で「上下斜め方向に配設される」とは、U型ダンパーが、上沓と下沓の各側面を鉛直方向と水平方向の間の斜め方向に寝た状態に配設され、上沓と下沓の各側面を繋ぐことを意味している。 Here, "arranged in the vertical direction" means that the U-shaped damper is arranged in the vertical direction to connect each side surface of the upper sill and the lower sill, while "arranged in the vertical diagonal direction". "Arranged" means that the U-shaped damper is arranged in a state where each side surface of the upper sill and the lower sill is laid down in an oblique direction between the vertical direction and the horizontal direction, and each side surface of the upper sill and the lower sill is arranged. It means to connect.

また、本発明による免震構造の他の態様において、前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記ダンパー装置は、U型ダンパーであり、
前記上沓の上面と前記下沓の下面にそれぞれ、上ベースプレートと下ベースプレートが配設され、
前記上ベースプレート及び前記下ベースプレートを、複数の前記U型ダンパーが繋いでいることを特徴とする。
Further, in another aspect of the seismic isolation structure according to the present invention, the spherical sliding device has an upper sill and a lower sill, and a slider that slides between them.
The damper device is a U-shaped damper.
An upper base plate and a lower base plate are arranged on the upper surface of the upper shoe and the lower surface of the lower shoe, respectively.
The upper base plate and the lower base plate are connected by a plurality of the U-shaped dampers.

本態様によれば、球面滑り装置を構成する上沓の上面と下沓の下面にそれぞれ配設されている、上ベースプレートと下ベースプレートを複数のU型ダンパーが繋ぐことにより、球面滑り装置とU型ダンパーが相互に並列配置されて一体化された並列免震装置を形成することができる。 According to this aspect, the spherical sliding device and the U are formed by connecting the upper base plate and the lower base plate, which are arranged on the upper surface of the upper shoe and the lower surface of the lower shoe, respectively, which constitute the spherical sliding device, by a plurality of U-shaped dampers. The mold dampers can be arranged in parallel with each other to form an integrated parallel seismic isolation device.

また、本発明による免震構造の他の態様において、前記ダンパー装置は、U型ダンパーであり、
前記免震層にある前記球面滑り装置を跨いで、前記上部構造体及び前記下部構造体を、複数の前記U型ダンパーが繋いでいることを特徴とする。
Further, in another aspect of the seismic isolation structure according to the present invention, the damper device is a U-shaped damper.
A plurality of U-shaped dampers are connected to the upper structure and the lower structure so as to straddle the spherical sliding device in the seismic isolation layer.

本態様によれば、球面滑り装置を上下で挟む上部構造体と下部構造体をU型ダンパーが繋ぐことにより、一般の球面滑り装置に一切の加工を加えることなく、相互に並列配置されている球面滑り装置とU型ダンパーが実質的に一体化された並列免震装置を形成することができる。基礎免震の場合は、免震ピットに施工されて球面滑り装置が載置される下方フーチング(下部構造体の一例)と、地中梁同士を繋ぐ上方フーチング(上部構造体の一例)の双方をU型ダンパーが繋ぐ形態が挙げられる。 According to this aspect, by connecting the upper structure and the lower structure that sandwich the spherical sliding device at the top and bottom with a U-shaped damper, the general spherical sliding device is arranged in parallel with each other without any processing. It is possible to form a parallel seismic isolation device in which the spherical sliding device and the U-shaped damper are substantially integrated. In the case of foundation seismic isolation, both the lower footing (an example of the lower structure) installed in the seismic isolation pit and the spherical sliding device is placed and the upper footing (an example of the upper structure) connecting the underground beams. There is a form in which a U-shaped damper is connected.

また、本発明による免震構造の他の態様は、前記免震層において、前記球面滑り装置と前記ダンパー装置が離れた位置に並列配置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 the spherical sliding device and the damper device are arranged in parallel at distant positions in the seismic isolation layer.

本態様によれば、球面滑り装置とダンパー装置が平面的に離れた位置に並列配置されていることにより、例えば、大地震時に球面滑り装置が大きく変位した際に、球面滑り装置とダンパー装置が相互に干渉する危険性を解消することができる。U型ダンパーに代表されるダンパー装置は、一般に上部構造体からの鉛直荷重を受けず、地震時の水平荷重の一部を負担する。従って、上部構造体の鉛直荷重の全部を支持する球面滑り装置が、上部構造体を構成する柱や壁の直下に配設されることになり、ダンパー装置は、免震層において自由な位置に配設することができる。このように、鉛直荷重を支持せず、免震層における自由な位置に配設できる点において、上部構造体からの鉛直荷重を支持する積層ゴム支承型の免震装置とダンパー装置は大きく相違する。 According to this aspect, since the spherical sliding device and the damper device are arranged in parallel at positions separated from each other in a plane, for example, when the spherical sliding device is greatly displaced during a large earthquake, the spherical sliding device and the damper device are arranged. The risk of mutual interference can be eliminated. The damper device represented by the U-shaped damper generally does not receive the vertical load from the superstructure and bears a part of the horizontal load at the time of an earthquake. Therefore, the spherical sliding device that supports the entire vertical load of the superstructure is arranged directly under the columns and walls that make up the superstructure, and the damper device is in a free position in the seismic isolation layer. It can be arranged. In this way, the laminated rubber bearing type seismic isolation device and the damper device that support the vertical load from the superstructure are significantly different in that they do not support the vertical load and can be arranged at any position in the seismic isolation layer. ..

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、構造が複雑でなく、また、球面滑り装置の構成を変更することなく、トリリニアの復元力特性を形成することにより、摩擦係数を増大させて地震力の減衰性を高め、かつ免震層の過大な変形を抑制できる免震構造を提供することができる。 As can be understood from the above description, according to the seismic isolation structure of the present invention, the structure is not complicated, and friction is formed by forming the restoring force characteristics of the trilinear without changing the configuration of the spherical sliding device. It is possible to provide a seismic isolation structure capable of increasing the coefficient to improve the damping property of the seismic force and suppressing excessive deformation of the seismic isolation layer.

第1実施形態に係る免震構造を備えた免震建物の一例の側面図である。It is a side view of an example of a seismic isolation building provided with a seismic isolation structure according to the first embodiment. 第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置の一例の平面図である。It is a top view of an example of the integrated parallel seismic isolation device which forms the seismic isolation structure which concerns on 1st Embodiment. 図2のIII−III矢視図であって、一体並列免震装置の一例の側面図である。FIG. 2 is a view taken along the line III-III of FIG. 2, which is a side view of an example of an integrated parallel seismic isolation device. 第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置の他の例の平面図である。It is a top view of another example of the integrated parallel seismic isolation device which forms the seismic isolation structure which concerns on 1st Embodiment. 図5のV−V矢視図であって、一体並列免震装置の他の例の側面図である。It is a VV arrow view of FIG. 5, and is a side view of another example of the integrated parallel seismic isolation device. 第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置のさらに他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the integrated parallel seismic isolation device which forms the seismic isolation structure which concerns on 1st Embodiment. 図6のVII−VII矢視図である。It is a VII-VII arrow view of FIG. 第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置のさらに他の例の平面図である。It is a top view of the other example of the integrated parallel seismic isolation device which forms the seismic isolation structure which concerns on 1st Embodiment. 図8のIX−IX矢視図である。It is an arrow view of IX-IX of FIG. 並列免震装置の復元力特性を示す変位−摩擦係数グラフの一例である。This is an example of a displacement-friction coefficient graph showing the restoring force characteristics of a parallel seismic isolation device. 第2実施形態に係る免震構造を備えた免震建物の一例の側面図である。It is a side view of an example of a seismic isolation building provided with a seismic isolation structure according to the second embodiment.

以下、各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 each embodiment will be described with reference to the attached drawings. In the present specification and the drawings, substantially the same components may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations.

[第1実施形態に係る免震構造と、免震構造を備える免震建物]
はじめに、図1乃至図10を参照して、第1実施形態に係る免震構造と、免震構造を形成する複数例n並列免震装置について説明する。ここで、図1は、第1実施形態に係る免震構造を備えた免震建物の一例の側面図である。また、図2及び図3は、第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置の一例を説明する図であり、図4及び図5は、第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置の他の例を説明する図であり、図6及び図7と図8及び図9はそれぞれ、第1実施形態に係る免震構造を形成する一体並列免震装置のさらに他の例を説明する図である。
[Seismic isolation structure according to the first embodiment and a seismic isolated building having a seismic isolation structure]
First, with reference to FIGS. 1 to 10, the seismic isolation structure according to the first embodiment and a plurality of examples n parallel seismic isolation devices forming the seismic isolation structure will be described. Here, FIG. 1 is a side view of an example of a seismic isolated building having a seismic isolated structure according to the first embodiment. 2 and 3 are views for explaining an example of the integrated parallel seismic isolation device forming the seismic isolation structure according to the first embodiment, and FIGS. 4 and 5 are views for explaining an example of the seismic isolation device according to the first embodiment. 6 is a diagram illustrating another example of the integrated parallel seismic isolation device forming the structure, and FIGS. 6 and 7 and 8 and 9 respectively show an integrated parallel seismic isolation structure forming the seismic isolation structure according to the first embodiment. It is a figure explaining still another example of an apparatus.

図示例の免震建物70は、地盤Gを掘削することにより形成される免震ピット60を地表面下に備え、免震ピット60と免震建物70の間の免震層65に並列免震装置50を備えている建物であり、免震層65に配設される複数の並列免震装置50により免震構造100が形成されている。 The seismic isolation building 70 in the illustrated example has a seismic isolation pit 60 formed by excavating the ground G under the ground surface, and is parallel to the seismic isolation layer 65 between the seismic isolation pit 60 and the seismic isolation building 70. The building is provided with the device 50, and the seismic isolation structure 100 is formed by a plurality of parallel seismic isolation devices 50 arranged on the seismic isolation layer 65.

免震ピット60は、鉄筋コンクリート製のピット底盤61と、ピット底盤61に連続して周囲の地盤Gの土圧や土水圧に抗する擁壁62とを有する。ピット底盤61の上面のうち、上部架構75を構成する柱76に対応する位置には下方フーチング63(下部構造体の一例)が上方に突設されており、下方フーチング63の上面に並列免震装置50が載置されている。擁壁62と端部の並列免震装置50との間には、例えば大地震の際に並列免震装置50を介して上部架構75と擁壁62が衝突しない程度の隙間Sが設けられている。 The seismic isolation pit 60 has a pit bottom 61 made of reinforced concrete, and a retaining wall 62 that is continuous with the pit bottom 61 and resists the earth pressure and the earth water pressure of the surrounding ground G. A lower footing 63 (an example of a lower structure) is projected upward at a position corresponding to a pillar 76 constituting the upper frame 75 on the upper surface of the pit bottom board 61, and parallel seismic isolation is provided on the upper surface of the lower footing 63. The device 50 is mounted. A gap S is provided between the retaining wall 62 and the parallel seismic isolation device 50 at the end so that the upper frame 75 and the retaining wall 62 do not collide with each other via the parallel seismic isolation device 50, for example, in the event of a large earthquake. There is.

並列免震装置50は、球面滑り装置10とダンパー装置20が並列配置されることにより形成され、並列免震装置50の上面には、上部架構75の下端に設けられている鉄筋コンクリート製の下部構造体71が配設されている。下部構造体71は、格子状に配設された地中梁72と、格子状の各地中梁72の格点に設けられている上方フーチング73(上部構造体の一例)とを有し、並列免震装置50の上面に上方フーチング73が配設されている。ここで、上部架構75は、S造(鉄骨造)、RC造(鉄筋コンクリート造)、SRC造(鉄骨鉄筋コンクリート造)のいずれであってもよい。 The parallel seismic isolation device 50 is formed by arranging the spherical sliding device 10 and the damper device 20 in parallel, and the upper surface of the parallel seismic isolation device 50 is a lower structure made of reinforced concrete provided at the lower end of the upper frame 75. The body 71 is arranged. The lower structure 71 has an underground beam 72 arranged in a grid pattern and an upper footing 73 (an example of the upper structure) provided at the points of the grid-shaped central beams 72 in various places, and is parallel to each other. An upper footing 73 is arranged on the upper surface of the seismic isolation device 50. Here, the upper frame 75 may be any of S structure (steel frame structure), RC structure (steel reinforced concrete structure), and SRC structure (steel reinforced concrete structure).

上方フーチング73の直上には上部架構75を構成する柱76が立設しており、従って、上部架構75による鉛直荷重は、柱76を介し、上方フーチング73を介して並列免震装置50に載荷される。 A column 76 constituting the upper frame 75 is erected directly above the upper footing 73. Therefore, the vertical load by the upper frame 75 is loaded on the parallel seismic isolation device 50 via the column 76 and the upper footing 73. Will be done.

第1実施形態に係る免震構造100を形成する並列免震装置50は、球面滑り装置10とダンパー装置20が一体となっている一体並列免震装置であり、この一体並列免震装置には様々な形態が存在する。以下、図2乃至図9を参照して、それぞれの形態の一体並列免震装置について説明する。 The parallel seismic isolation device 50 forming the seismic isolation structure 100 according to the first embodiment is an integrated parallel seismic isolation device in which a spherical sliding device 10 and a damper device 20 are integrated. There are various forms. Hereinafter, each form of the integrated parallel seismic isolation device will be described with reference to FIGS. 2 to 9.

まず、図2及び図3に示す一体並列免震装置50は、球面滑り装置10を構成する上沓11と下沓15の側面を、上下方向(もしくは鉛直方向)に配設された複数のU型ダンパー20(ダンパー装置の一例)が繋いでいる。 First, in the integrated parallel seismic isolation device 50 shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of Us in which the side surfaces of the upper shoe 11 and the lower shoe 15 constituting the spherical sliding device 10 are arranged in the vertical direction (or the vertical direction) are arranged. A mold damper 20 (an example of a damper device) is connected.

球面滑り装置10は、上沓11と、下沓15と、上沓11及び下沓15の間で摺動するスライダー18とを有する。上沓11と下沓15はいずれも、平面視矩形(図示例は正方形)の板材であり、溶接鋼材用圧延鋼材(SM490A、B、C、もしくはSN490B、C、もしくはS45C)等から形成されている。上沓11の下面と下沓15の上面にはそれぞれ、曲率を有する滑り面12、16が設けられており、この滑り面12,16には、ステンレス製の滑り板(図示せず)が固定されている。また、上沓11と下沓15には、滑り板の外周において、スライダー18の脱落を防止するためのストッパーリング17が固定されている。 The spherical sliding device 10 has an upper shoe 11, a lower shoe 15, and a slider 18 that slides between the upper shoe 11 and the lower shoe 15. Both the upper sill 11 and the lower sill 15 are plate materials having a rectangular shape in a plan view (square in the illustrated example), and are formed of rolled steel materials for welding steel materials (SM490A, B, C, or SN490B, C, or S45C). There is. The lower surface of the upper shoe 11 and the upper surface of the lower shoe 15 are provided with curved sliding surfaces 12 and 16, respectively, and a stainless steel sliding plate (not shown) is fixed to the sliding surfaces 12 and 16, respectively. Has been done. Further, a stopper ring 17 for preventing the slider 18 from falling off is fixed to the upper shoe 11 and the lower shoe 15 on the outer periphery of the sliding plate.

一方、スライダー18は、曲率を有する上下の滑り面19を備え、略円柱状を呈している。また、スライダー18は、溶接鋼材用圧延鋼材(SM490A、B、C、もしくはSN490B、C、もしくはS45C)等から形成され、面圧60N/mm2(60MPa)程度の耐荷強度を有している。 On the other hand, the slider 18 includes upper and lower sliding surfaces 19 having a curvature, and has a substantially columnar shape. Further, the slider 18 is formed of rolled steel for welding steel (SM490A, B, C, or SN490B, C, or S45C) and has a load bearing strength of about 60 N / mm2 (60 MPa).

スライダー18の上下の滑り面19には、少なくともPTFEを素材とする摩擦材(図示せず)が取り付けられている。摩擦材は二重織物により形成され、二重織物は、PTFE繊維と、PTFE繊維よりも引張強度の高い繊維(高強度繊維)とにより形成される。ここで、「PTFE繊維よりも引張強度の高い繊維」としては、ナイロン6・6、ナイロン6、ナイロン4・6などのポリアミドやポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルやパラアラミドなどの繊維を挙げることができる。また、メタアラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ガラス、カーボン、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、LCP、ポリイミド、PEEKなどの繊維を挙げることができる。また、さらに、熱融着繊維や綿、ウールなどの繊維を適用してもよい。その中でも、耐薬品性、耐加水分解性に優れ、引張強度の極めて高いPPS繊維が望ましい。尚、少なくともPTFEを素材とする摩擦材としては、二重織物以外のPTFE繊維を含む織物でもよく、また、PTFEのみを素材とする摩擦材、PTFEと他の樹脂の複合素材からなる摩擦材、PTFEを素材とする摩擦材と他の樹脂を素材とする摩擦材との積層構造の摩擦材などであってもよい。 At least a friction material (not shown) made of PTFE is attached to the upper and lower sliding surfaces 19 of the slider 18. The friction material is formed of a double woven fabric, and the double woven fabric is formed of PTFE fibers and fibers having a higher tensile strength than the PTFE fibers (high-strength fibers). Here, "fibers having higher tensile strength than PTFE fibers" include polyamides such as nylon 6.6, nylon 6, nylon 4.6, polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene na. Examples include polyesters such as phthalate and fibers such as paraaramid. In addition, fibers such as metaalamide, polyethylene, polypropylene, glass, carbon, polyphenylene sulfide (PPS), LCP, polyimide, and PEEK can be mentioned. Further, heat-sealed fibers and fibers such as cotton and wool may be applied. Among them, PPS fibers having excellent chemical resistance and hydrolysis resistance and extremely high tensile strength are desirable. At least, the friction material made of PTFE may be a woven material containing PTFE fibers other than the double woven fabric, a friction material made of only PTFE as a material, and a friction material made of a composite material of PTFE and another resin. It may be a friction material having a laminated structure of a friction material made of PTFE as a material and a friction material made of another resin as a material.

平面視正方形の上沓11及び下沓15のそれぞれの対応する四つの隅角部を、上下方向に配設されたU型ダンパー20が繋いでいる。より具体的には、上沓11及び下沓15のそれぞれの隅角部に鋼製の取り付け片30が固定され、上下の取り付け片30に対してU型ダンパー20の上下端がボルト35にて接合される。 U-shaped dampers 20 arranged in the vertical direction connect the four corresponding corners of the upper and lower stiles 11 and 15 of the plan view square. More specifically, steel mounting pieces 30 are fixed to the corners of the upper and lower stiles 11, and the upper and lower ends of the U-shaped damper 20 are bolts 35 to the upper and lower mounting pieces 30. Be joined.

U型ダンパー20は、上下の直線ロッド22と、当該上下の直線ロッド22に連続して所定の曲率を備える曲線ロッド21とにより形成されている。 The U-shaped damper 20 is formed by an upper and lower straight rod 22 and a curved rod 21 having a predetermined curvature continuous with the upper and lower straight rod 22.

図3に明りょうに示すように、球面滑り装置10の側方にU型ダンパー20が並列配置され、双方がボルト接合されることにより、一体並列免震装置50が形成される。 As is clearly shown in FIG. 3, U-shaped dampers 20 are arranged in parallel on the side of the spherical sliding device 10, and both are bolted to form an integrally parallel seismic isolation device 50.

図1に戻り、免震層65における複数組みの下方フーチング63と上方フーチング73の間に一体並列免震装置50が配設されることにより、免震構造100が形成される。 Returning to FIG. 1, the seismic isolation structure 100 is formed by disposing the integrally parallel seismic isolation device 50 between the plurality of sets of the lower footing 63 and the upper footing 73 in the seismic isolation layer 65.

次に、図4及び図5に示す一体並列免震装置50Aは、球面滑り装置10を構成する上沓11と下沓15の側面を、上下斜め方向に配設された複数のU型ダンパー20A(ダンパー装置の一例)が繋いでいる。 Next, in the integrated parallel seismic isolation device 50A shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of U-shaped dampers 20A in which the side surfaces of the upper and lower stiles 15 constituting the spherical sliding device 10 are arranged in the vertical and oblique directions are arranged. (An example of a damper device) is connected.

平面視正方形の上沓11及び下沓15のそれぞれの対応する四つの側面を、上下斜め方向に配設されたU型ダンパー20Aが繋いでいる。より具体的には、上沓11及び下沓15のそれぞれの側面に鋼製の取り付け片30Aが所定の斜め角度で固定され、上下の取り付け片30Aに対してU型ダンパー20Aの上下端がボルト35にて接合される。 A U-shaped damper 20A arranged in an oblique vertical direction connects the four corresponding side surfaces of the upper and lower stiles 11 and 15 of the square view in a plan view. More specifically, steel mounting pieces 30A are fixed to the side surfaces of the upper and lower stiles 11 at a predetermined oblique angle, and the upper and lower ends of the U-shaped damper 20A are bolted to the upper and lower mounting pieces 30A. Joined at 35.

U型ダンパー20Aの性能は、板厚と全長によって決定され、全長は曲線ロッド21の曲率に左右されることから、所定の曲率を備えたU型ダンパー20Aは自ずと一定以上の高さを有することになる。一方、球面滑り装置10を構成する上沓11と下沓15の間の高さがU型ダンパー20Aの高さよりも低い場合、U型ダンパー20Aを上下方向(鉛直方向)に配設する形態では、U型ダンパー20Aを上沓11と下沓15の双方の側面に接続できない。 The performance of the U-shaped damper 20A is determined by the plate thickness and the total length, and the total length depends on the curvature of the curved rod 21. Therefore, the U-shaped damper 20A having a predetermined curvature naturally has a certain height or more. become. On the other hand, when the height between the upper shoe 11 and the lower shoe 15 constituting the spherical sliding device 10 is lower than the height of the U-shaped damper 20A, the U-shaped damper 20A is arranged in the vertical direction (vertical direction). , U-shaped damper 20A cannot be connected to both side surfaces of the upper sill 11 and the lower sill 15.

このような場合に、図示する一体並列免震装置50Aのごとく、U型ダンパー20Aを上下斜め方向に配設することにより、U型ダンパー20Aの鉛直高さを実質的に低くしながら、上沓11及び下沓15の双方の側面にU型ダンパー20Aを繋ぐことが可能にある。 In such a case, by arranging the U-shaped damper 20A in the vertical and diagonal directions as in the integrally parallel seismic isolation device 50A shown in the figure, the vertical height of the U-shaped damper 20A is substantially lowered while the upper sill is used. It is possible to connect the U-shaped damper 20A to both the side surfaces of the 11 and the lower sill 15.

次に、図6及び図7に示す一体並列免震装置50Bは、球面滑り装置10を構成する上沓11の上面と下沓15の下面にそれぞれ、平面視矩形(図示例は正方形)の上ベースプレート40Aと下ベースプレート40Bが配設され、上ベースプレート40Aと下ベースプレート40Bのそれぞれの対応する側面同士を、U型ダンパー20が繋いでいる。 Next, the integrated parallel seismic isolation device 50B shown in FIGS. 6 and 7 is above a rectangular shape in a plan view (a square in the illustrated example) on the upper surface of the upper shoe 11 and the lower surface of the lower shoe 15 constituting the spherical sliding device 10, respectively. A base plate 40A and a lower base plate 40B are arranged, and a U-shaped damper 20 connects the corresponding side surfaces of the upper base plate 40A and the lower base plate 40B to each other.

上ベースプレート40Aと下ベースプレート40Bに対して、U型ダンパー20の端部がボルト35を介して接続される。図示を省略するが、免震層65に一体並列免震装置50Bが配設された際に、上ベースプレート40Aの上面に上方フーチング73の下面が当接され、下ベースプレート40Bの下面に下方フーチング63の上面が当接される。 The ends of the U-shaped damper 20 are connected to the upper base plate 40A and the lower base plate 40B via bolts 35. Although not shown, when the integrally parallel seismic isolation device 50B is arranged on the seismic isolation layer 65, the lower surface of the upper footing 73 is brought into contact with the upper surface of the upper base plate 40A, and the lower footing 63 is brought into contact with the lower surface of the lower base plate 40B. The upper surface of the is abutted.

次に、図8及び図9に示す一体並列免震装置50Cは、球面滑り装置10を構成する上沓11の上面と下沓15の下面にそれぞれ、下方フーチング63と上方フーチング73の間に球面滑り装置10が配設され、球面滑り装置10を跨いで、下方フーチング63と上方フーチング73を複数のU型ダンパー20が繋いでいる。 Next, the integrated parallel seismic isolation device 50C shown in FIGS. 8 and 9 has a spherical surface between the lower footing 63 and the upper footing 73 on the upper surface of the upper foot 11 and the lower surface of the lower foot 15 constituting the spherical sliding device 10, respectively. A sliding device 10 is arranged, and a plurality of U-shaped dampers 20 connect the lower footing 63 and the upper footing 73 across the spherical sliding device 10.

取り付け片30Bの端部にはフランジ片31が固定され、フランジ片31が下方フーチング63や上方フーチング73の側面にボルト35を介して固定されており、対応する上下の取り付け片30Bに対してU型ダンパー20の端部がボルト35を介して接続されている。 A flange piece 31 is fixed to the end of the mounting piece 30B, and the flange piece 31 is fixed to the side surface of the lower footing 63 or the upper footing 73 via a bolt 35, and is U with respect to the corresponding upper and lower mounting pieces 30B. The ends of the mold damper 20 are connected via bolts 35.

一体並列免震装置50Cは、球面滑り装置10とU型ダンパー20が直接接続されるものではないが、図9からも明らかなように、球面滑り装置10とU型ダンパー20が実質的に一体とされた並列免震装置であることから、一体並列免震装置に含むものとする。 In the integrated parallel seismic isolation device 50C, the spherical sliding device 10 and the U-shaped damper 20 are not directly connected, but as is clear from FIG. 9, the spherical sliding device 10 and the U-shaped damper 20 are substantially integrated. Since it is a parallel seismic isolation device, it shall be included in the integrated parallel seismic isolation device.

次に、図10を参照して、一体並列免震装置50、50A,50B,50Cの復元力特性について説明する。ここで、図10は、並列免震装置の復元力特性を示す変位−摩擦係数グラフの一例である。 Next, the restoring force characteristics of the integrated parallel seismic isolation devices 50, 50A, 50B, and 50C will be described with reference to FIG. Here, FIG. 10 is an example of a displacement-friction coefficient graph showing the restoring force characteristics of the parallel seismic isolation device.

図10において、点線は球面滑り装置の復元力特性を示すグラフであり、一点鎖線はダンパー装置(U型ダンパー)の復元力特性を示すグラフであり、実線は、双方の復元力特性が合成された一体並列免震装置の復元力特性を示すグラフである。 In FIG. 10, the dotted line is a graph showing the restoring force characteristics of the spherical sliding device, the alternate long and short dash line is a graph showing the restoring force characteristics of the damper device (U-shaped damper), and the solid line is a composite of the restoring force characteristics of both. It is a graph which shows the restoring force characteristic of the integrated parallel seismic isolation device.

球面滑り装置10は、上沓11と下沓15がともに曲率を備えた滑り面12、16を有し、上下に曲率を備えた滑り面19を有するスライダー18を有していることから、免震構造100を構成する各一体並列免震装置50乃至50Cが地震時の水平荷重を受けた際には、スライダー18を介して上沓11と下沓15が相互に水平変位し、曲率を備えた滑り面12,16上をスライダー18が滑ることに起因して球面滑り装置10は全体として鉛直方向に変位する。積層ゴム支承型の免震装置と異なり、ダンパー装置20,20Aは、球面滑り装置10の鉛直方向変位に追随することができ、従って、地震時の水平荷重が作用した際に、球面滑り装置10とダンパー装置20,20Aの双方のバイリニアの復元力特性を合成することができ、図示例のトリリニアの復元力特性を形成できる。 The spherical sliding device 10 is exempt from the fact that the upper sill 11 and the lower sill 15 both have the sliding surfaces 12 and 16 having curvatures and the slider 18 having the sliding surfaces 19 having curvatures in the vertical direction. When each of the integrated parallel seismic isolation devices 50 to 50C constituting the seismic structure 100 receives a horizontal load at the time of an earthquake, the upper sill 11 and the lower sill 15 are horizontally displaced from each other via the slider 18 to provide a curvature. The spherical sliding device 10 is displaced in the vertical direction as a whole due to the slider 18 sliding on the sliding surfaces 12 and 16. Unlike the laminated rubber bearing type seismic isolation device, the damper devices 20 and 20A can follow the vertical displacement of the spherical sliding device 10, and therefore, when a horizontal load during an earthquake is applied, the spherical sliding device 10 And the bilinear restoring force characteristics of both the damper devices 20 and 20A can be combined, and the trilinear restoring force characteristics of the illustrated example can be formed.

図10において、地震時の水平荷重が作用した際に、一体並列免震装置50乃至50Cでは、摩擦係数:μ0までは変位せず、μ0を超えた段階で地震時の水平荷重に対して一体並列免震装置50乃至50Cの減衰性能が発揮される。そして、一体並列免震装置50乃至50Cの有するトリリニアの復元力特性に沿って、地震時の水平荷重を低減する。 In FIG. 10, when a horizontal load during an earthquake is applied, the integrated parallel seismic isolation devices 50 to 50C do not displace up to a friction coefficient of μ0, and are integrated with the horizontal load during an earthquake when the friction coefficient exceeds μ0. The damping performance of the parallel seismic isolation devices 50 to 50C is exhibited. Then, the horizontal load at the time of an earthquake is reduced according to the trilinear restoring force characteristics of the integrated parallel seismic isolation devices 50 to 50C.

図示例のトリリニアの復元力特性によれば、例えば球面滑り装置10が単体の場合のバイリニアの復元力特性に比べて、摩擦係数をμ2からμ3に増加させることができ、地震力(応答加速度や応答せん断力)の減衰性能が高められる。さらに、ダンパー装置20、20Aの剛性により、一体並列免震装置50乃至50Cの変形量を、球面滑り装置10が単体の場合のバイリニアの復元力特性における球面滑り装置10の変形量と同程度の変形量に留めることができ、従って過大な水平変形が生じる恐れもない。 According to the restoring force characteristics of the trilinear in the illustrated example, the friction coefficient can be increased from μ2 to μ3 as compared with the restoring force characteristics of the bilinear when the spherical sliding device 10 is a single unit, and the seismic force (response acceleration and response acceleration) can be increased. The damping performance of the response shear force) is improved. Further, due to the rigidity of the damper devices 20 and 20A, the amount of deformation of the integrally parallel seismic isolation devices 50 to 50C is about the same as the amount of deformation of the spherical sliding device 10 in the bilinear restoring force characteristics when the spherical sliding device 10 is a single unit. The amount of deformation can be limited, and therefore there is no risk of excessive horizontal deformation.

また、トリリニアの復元力特性を有する免震構造100の形成に際して、球面滑り装置10を構成する上沓11と下沓15の滑り面12,16の曲率を変更したり、上沓11と下沓15の平面寸法を大きくする等の加工の必要がない。すなわち、球面滑り装置10に対して、ダンパー装置20,20Aの剛性が付与されることにより、単体の球面滑り装置10により形成される免震構造の限界変形量に対して、限界変形量の小さな免震構造を形成できる。仮に限界変形量が大きい場合、球面滑り装置を構成するスライダーの高さと径の比率も大きくなり、スライダーの径を大きくする必要が生じることから好ましくない。 Further, when forming the seismic isolation structure 100 having the restoring force characteristic of the trilinear, the curvatures of the sliding surfaces 12 and 16 of the upper sill 11 and the lower sill 15 constituting the spherical sliding device 10 can be changed, or the upper sill 11 and the lower sill can be changed. There is no need for processing such as increasing the plane dimension of 15. That is, by imparting the rigidity of the damper devices 20 and 20A to the spherical sliding device 10, the limit deformation amount is smaller than the limit deformation amount of the seismic isolation structure formed by the single spherical sliding device 10. A seismic isolation structure can be formed. If the limit deformation amount is large, the ratio of the height and the diameter of the slider constituting the spherical sliding device also becomes large, and it becomes necessary to increase the diameter of the slider, which is not preferable.

図示する免震構造100によれば、トリプルペンデュラム方式の免震装置等、構造が複雑な免震装置を適用しないことから、構造が複雑でなく、また、球面滑り装置10の構成を変更することなく、トリリニアの復元力特性を形成することにより、摩擦係数を増大させて地震力の減衰性を高め、かつ免震層65の過大な変形を抑制することができる。 According to the illustrated seismic isolation structure 100, since a seismic isolation device having a complicated structure such as a triple pendulum type seismic isolation device is not applied, the structure is not complicated and the configuration of the spherical sliding device 10 is changed. However, by forming the restoring force characteristic of the trilinear, the friction coefficient can be increased to enhance the damping property of the seismic force, and the excessive deformation of the seismic isolation layer 65 can be suppressed.

[第2実施形態に係る免震構造と、免震構造を備える免震建物]
次に、図11を参照して、第2実施形態に係る免震構造の一例について説明する。ここで、図11は、第2実施形態に係る免震構造を備えた免震建物の一例の側面図である。
[Seismic isolation structure according to the second embodiment and a seismic isolation building having a seismic isolation structure]
Next, an example of the seismic isolation structure according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 11 is a side view of an example of a seismic isolated building having a seismic isolated structure according to the second embodiment.

図示する免震構造100Aは、免震層65において、球面滑り装置10とダンパー装置20Aが平面的に離れた位置に並列配置されている、分散並列免震装置50Dを有する点において、免震構造100と相違する。 The illustrated seismic isolation structure 100A has a distributed parallel seismic isolation device 50D in which the spherical sliding device 10 and the damper device 20A are arranged in parallel at positions separated in a plane in the seismic isolation layer 65. Different from 100.

分散並列免震装置50Dを構成するダンパー装置20Bは、上下のベースプレート25に対して複数のダンパーロッド24が接続されることにより形成される。例えば、平面視正方形の上下のベースプレート25の四つの側面同士、もしくは四つの隅角部同士を、四つのダンパーロッド24がボルトを介して繋ぐことによりダンパー装置20Aが形成される。 The damper device 20B constituting the distributed parallel seismic isolation device 50D is formed by connecting a plurality of damper rods 24 to the upper and lower base plates 25. For example, the damper device 20A is formed by connecting the four side surfaces or the four corners of the upper and lower base plates 25 of the square in a plan view with the four damper rods 24 via bolts.

図11にて明りょうに示すように、上部架構75の鉛直荷重を支持する球面滑り装置10は、上部架構75を形成する柱76の直下に配設される。一方、ダンパー装置20Aは、上部架構75の鉛直荷重を支持せず、地震時の水平荷重の一部を負担する。従って、球面滑り装置10とともに所望のトリリニアの復元力特性が得られる数のダンパー装置20Aを、免震層65の自由な位置に配設することができる。尚、分散並列免震装置50Dも、一体並列免震装置50等と同様に、図10に示すトリリニアの復元力特性を有する。 As is clearly shown in FIG. 11, the spherical sliding device 10 that supports the vertical load of the upper frame 75 is arranged directly below the pillar 76 that forms the upper frame 75. On the other hand, the damper device 20A does not support the vertical load of the upper frame 75, but bears a part of the horizontal load at the time of an earthquake. Therefore, the number of damper devices 20A that can obtain the desired trilinear restoring force characteristics together with the spherical sliding device 10 can be arranged at any position of the seismic isolation layer 65. The distributed parallel seismic isolation device 50D also has the trilinear restoring force characteristic shown in FIG. 10, like the integrated parallel seismic isolation device 50 and the like.

図示する免震構造100Aによっても、トリプルペンデュラム方式の免震装置等、構造が複雑な免震装置を適用しないことから、構造が複雑でなく、また、球面滑り装置10の構成を変更することなく、トリリニアの復元力特性を形成することにより、摩擦係数を増大させて地震力の減衰性を高め、かつ免震層65の過大な変形を抑制することができる。 Even with the seismic isolation structure 100A shown in the figure, since a seismic isolation device having a complicated structure such as a triple pendulum type seismic isolation device is not applied, the structure is not complicated and the configuration of the spherical sliding device 10 is not changed. By forming the restoring force characteristic of the trilinear, the friction coefficient can be increased to enhance the damping property of the seismic force, and the excessive deformation of the seismic isolation layer 65 can be suppressed.

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 the configuration or the like described in the above embodiment may be another embodiment in which other components are combined, and the present invention is not limited to the configuration shown here. This point can be changed without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form thereof.

10:球面滑り装置
11:上沓
12:滑り面
15:下沓
16:滑り面
17:ストッパーリング
18:スライダー
19:滑り面
20,20A,20B:ダンパー装置(U型ダンパー)
21:曲線ロッド
22:直線ロッド
24:ダンパーロッド
25:ベースプレート
30,30A,30B:取り付け片
35:ボルト
40A:上ベースプレート
40B:下ベースプレート
50,50A,50B,50C:並列免震装置(一体並列免震装置)
50D:並列免震装置(分散並列免震装置)
60:免震ピット(下部構造体)
61:ピット底盤
62:擁壁
63:下方フーチング
65:免震層
70:免震建物
71:下部構造体
72:地中梁
73:上方フーチング
75:上部架構
76:柱
100,100A:免震構造
G:地場
S:隙間
10: Spherical sliding device 11: Upper sill 12: Sliding surface 15: Lower sill 16: Sliding surface 17: Stopper ring 18: Slider 19: Sliding surface 20, 20A, 20B: Damper device (U-shaped damper)
21: Curved rod 22: Straight rod 24: Damper rod 25: Base plate 30, 30A, 30B: Mounting piece 35: Bolt 40A: Upper base plate 40B: Lower base plate 50, 50A, 50B, 50C: Parallel seismic isolation device Seismic isolation device)
50D: Parallel seismic isolation device (distributed parallel seismic isolation device)
60: Seismic isolation pit (substructure)
61: Pit bottom 62: Retaining wall 63: Lower footing 65: Seismic isolation layer 70: Seismic isolation building 71: Substructure 72: Underground beam 73: Upper footing 75: Upper frame 76: Pillar 100, 100A: Seismic isolation structure G: Local S: Gap

Claims (5)

上部構造体と下部構造体の間の免震層において、球面滑り装置とダンパー装置が並列配置されていることを特徴とする、免震構造。 A seismic isolation structure characterized in that a spherical sliding device and a damper device are arranged in parallel in a seismic isolation layer between an upper structure and a lower structure. 前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記ダンパー装置は、U型ダンパーであり、
前記上沓及び前記下沓を、上下方向もしくは上下斜め方向に配設された複数の前記U型ダンパーが繋いでいることを特徴とする、請求項1に記載の免震構造。
The spherical sliding device has an upper sill and a lower sill, and a slider that slides between them.
The damper device is a U-shaped damper.
The seismic isolation structure according to claim 1, wherein a plurality of the U-shaped dampers arranged in a vertical direction or an oblique vertical direction are connected to the upper shoe and the lower shoe.
前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記ダンパー装置は、U型ダンパーであり、
前記上沓の上面と前記下沓の下面にそれぞれ、上ベースプレートと下ベースプレートが配設され、
前記上ベースプレート及び前記下ベースプレートを、複数の前記U型ダンパーが繋いでいることを特徴とする、請求項1に記載の免震構造。
The spherical sliding device has an upper sill and a lower sill, and a slider that slides between them.
The damper device is a U-shaped damper.
An upper base plate and a lower base plate are arranged on the upper surface of the upper shoe and the lower surface of the lower shoe, respectively.
The seismic isolation structure according to claim 1, wherein a plurality of the U-shaped dampers are connected to the upper base plate and the lower base plate.
前記ダンパー装置は、U型ダンパーであり、
前記免震層にある前記球面滑り装置を跨いで、前記上部構造体及び前記下部構造体を、複数の前記U型ダンパーが繋いでいることを特徴とする、請求項1に記載の免震構造。
The damper device is a U-shaped damper.
The seismic isolation structure according to claim 1, wherein a plurality of U-shaped dampers are connected to the upper structure and the lower structure across the spherical sliding device in the seismic isolation layer. ..
前記免震層において、前記球面滑り装置と前記ダンパー装置が離れた位置に並列配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の免震構造。 The seismic isolation structure according to claim 1, wherein in the seismic isolation layer, the spherical sliding device and the damper device are arranged in parallel at distant positions.
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