JP3421732B2 - 上下方向免震装置及び３次元免震装置 - Google Patents
上下方向免震装置及び３次元免震装置Info
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- JP3421732B2 JP3421732B2 JP26886595A JP26886595A JP3421732B2 JP 3421732 B2 JP3421732 B2 JP 3421732B2 JP 26886595 A JP26886595 A JP 26886595A JP 26886595 A JP26886595 A JP 26886595A JP 3421732 B2 JP3421732 B2 JP 3421732B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、大地震、とりわ
け上下方向の直下型地震から構造物（以下、原則として
建物、展示物、ＯＡ機器等を総称して云う。）を保護す
るべく構造物の最下部で実施される上下方向免震装置、
及び水平方向の地震からも構造物を保護するべく構造物
の下部外周で実施される３次元免震装置に関する。
け上下方向の直下型地震から構造物（以下、原則として
建物、展示物、ＯＡ機器等を総称して云う。）を保護す
るべく構造物の最下部で実施される上下方向免震装置、
及び水平方向の地震からも構造物を保護するべく構造物
の下部外周で実施される３次元免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地震から構造物を保護する免震装置は数
多く開発されてきているが、そのほとんどが水平方向の
地震に対する免震装置である。例えば、積層ゴムの支承
体等を用いた免震装置が開発され広く実施されている。
上下方向の直下型地震に対応可能な３次元免震装置に関
しては、近年注目を集めてきているが、未だ開発段階で
あるのが現状である。
多く開発されてきているが、そのほとんどが水平方向の
地震に対する免震装置である。例えば、積層ゴムの支承
体等を用いた免震装置が開発され広く実施されている。
上下方向の直下型地震に対応可能な３次元免震装置に関
しては、近年注目を集めてきているが、未だ開発段階で
あるのが現状である。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】従来の水平方向の地
震に対する免震装置の技術を、上下方向の地震に対する
免震用として適用することはできない。その理由は、構
造物本体の自重が免震装置に常に作用するためであり、
それによって以下の諸問題が発生するからである。 免震装置のバネ等の復元力要素が常に高応力状態で
あり、クリープやリラクゼーションを起こす。
震に対する免震装置の技術を、上下方向の地震に対する
免震用として適用することはできない。その理由は、構
造物本体の自重が免震装置に常に作用するためであり、
それによって以下の諸問題が発生するからである。 免震装置のバネ等の復元力要素が常に高応力状態で
あり、クリープやリラクゼーションを起こす。
【０００４】 構造物の自重により前記の復元バネが
大きく変形してしまう。 しかも、地震の際には更に復元バネが変形するた
め、大きな許容変形量が必要となる。 これら〜の問題を解決するためには、復元バネの剛
性を大きくする必要があり、結果として、振動を長周期
化できず免震効果が得られない。単に、上記、の問
題点を解決するだけなら、トリガー機能を設けることも
考えられる。しかし、その場合は、の問題点に加え、
地震後に自動的に復帰しない、という新たな問題が生
じ、やはり不都合である。
大きく変形してしまう。 しかも、地震の際には更に復元バネが変形するた
め、大きな許容変形量が必要となる。 これら〜の問題を解決するためには、復元バネの剛
性を大きくする必要があり、結果として、振動を長周期
化できず免震効果が得られない。単に、上記、の問
題点を解決するだけなら、トリガー機能を設けることも
考えられる。しかし、その場合は、の問題点に加え、
地震後に自動的に復帰しない、という新たな問題が生
じ、やはり不都合である。
【０００５】したがって、本発明の目的は、上記〜
の問題点を一挙に解決することであり、特には構造物の
自重で沈むところまでは剛性を比較的高くし、上下方向
の地震が構造物に負荷され、それから更に沈むときは剛
性を比較的小さくして柔らかく変位するような非線形の
復元力特性を利用し、復元バネの剛性を高くすることな
く、構造物の自重によってあまり沈み込むことなく、自
重載荷時に復元バネにかかる力は小さくし、地震後は元
の位置に自動的に戻って確実に上下方向の地震力及び水
平方向の地震力の低減を図れる、上下方向免震装置及び
３次元免震装置を提供することにある。
の問題点を一挙に解決することであり、特には構造物の
自重で沈むところまでは剛性を比較的高くし、上下方向
の地震が構造物に負荷され、それから更に沈むときは剛
性を比較的小さくして柔らかく変位するような非線形の
復元力特性を利用し、復元バネの剛性を高くすることな
く、構造物の自重によってあまり沈み込むことなく、自
重載荷時に復元バネにかかる力は小さくし、地震後は元
の位置に自動的に戻って確実に上下方向の地震力及び水
平方向の地震力の低減を図れる、上下方向免震装置及び
３次元免震装置を提供することにある。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】 上記従来技術の課題を解
決するための手段として、 請求項１に記載した発明に係
る上下方向免震装置は、構造物の下底面１０と基礎１２
との間に設置して当該構造物を支持せしめ、構造物に負
荷される上下方向の地震力を低減する免震装置Ａであっ
て、 ａ） 構造物を水平方向に可動状態に支持する水平な支
承板３が構造物の下底面１０に水平に設けられているこ
と、 ｂ） 前記支承板３と基礎１２との間に設置された、鉛
直方向に対し適度に傾斜せしめた複数の支持ロッド４を
連結して形成した平行リンク機構Ｐによって構造物が支
持され、前記平行リンク機構Ｐにダンパー６又は６’が
取り付けられていること、 ｃ） 支持ロッド４の傾斜を復元可能な配置とした復元
バネ５の一端が前記平行リンク機構Ｐの端部に連結さ
れ、当該復元バネ５の他端が外周構造体に連結されてい
ること、 ｄ） 地震により生ずる構造物の上下変位は、前記支持
ロッド４の起伏動作とそれに連動する復元バネ５の復元
力により許容され、上下方向の地震エネルギーは、前記
ダンパー６又は６’により減衰する構成であることを特
徴とする。
決するための手段として、 請求項１に記載した発明に係
る上下方向免震装置は、構造物の下底面１０と基礎１２
との間に設置して当該構造物を支持せしめ、構造物に負
荷される上下方向の地震力を低減する免震装置Ａであっ
て、 ａ） 構造物を水平方向に可動状態に支持する水平な支
承板３が構造物の下底面１０に水平に設けられているこ
と、 ｂ） 前記支承板３と基礎１２との間に設置された、鉛
直方向に対し適度に傾斜せしめた複数の支持ロッド４を
連結して形成した平行リンク機構Ｐによって構造物が支
持され、前記平行リンク機構Ｐにダンパー６又は６’が
取り付けられていること、 ｃ） 支持ロッド４の傾斜を復元可能な配置とした復元
バネ５の一端が前記平行リンク機構Ｐの端部に連結さ
れ、当該復元バネ５の他端が外周構造体に連結されてい
ること、 ｄ） 地震により生ずる構造物の上下変位は、前記支持
ロッド４の起伏動作とそれに連動する復元バネ５の復元
力により許容され、上下方向の地震エネルギーは、前記
ダンパー６又は６’により減衰する構成であることを特
徴とする。
【０００８】
【０００９】請求項２に記載した発明に係る３次元免震
装置は、 ａ） 構造物に負荷される上下方向の地震力を低減する
上下方向免震装置Ａと、水平方向の地震力を低減する水
平方向免震装置Ｂとから成る３次元免震装置であるこ
と、 ｂ） 前記上下方向免震装置Ａは、構造物を水平方向に
可動状態に支持する水平な支承板３が構造物の下底面１
０に水平に設けられ、前記支承板３と基礎１２との間に
設置された、鉛直方向に対し適度に傾斜せしめた複数の
支持ロッド４で連結して形成した平行リンク機構Ｐによ
って構造物が支持され、前記平行リンク機構Ｐにダンパ
ー６又は６’が取り付けられ、支持ロッド４の傾斜を復
元可能な配置で前記平行リンク機構Ｐの端部に復元バネ
５の一端が連結され、当該復元バネ５の他端が外周構造
体に連結されており、地震により生ずる構造物の上下変
位は前記支持ロッド４の起伏動作とそれに連動する復元
バネ５の復元力により許容され、上下方向の地震エネル
ギーは前記ダンパー６又は６’により減衰する構成であ
ること、 ｃ） 前記水平方向免震装置Ｂは、水平向きの第２復元
バネ８及び第２ダンパー９それぞれの一端が構造物の下
部に連結され、前記第２復元バネ８及び第２ダンパー９
それぞれの他端が外周構造体に連結され、水平方向の地
震エネルギーは前記第２ダンパー９の減衰力により減衰
する構成であることを特徴とする。
装置は、 ａ） 構造物に負荷される上下方向の地震力を低減する
上下方向免震装置Ａと、水平方向の地震力を低減する水
平方向免震装置Ｂとから成る３次元免震装置であるこ
と、 ｂ） 前記上下方向免震装置Ａは、構造物を水平方向に
可動状態に支持する水平な支承板３が構造物の下底面１
０に水平に設けられ、前記支承板３と基礎１２との間に
設置された、鉛直方向に対し適度に傾斜せしめた複数の
支持ロッド４で連結して形成した平行リンク機構Ｐによ
って構造物が支持され、前記平行リンク機構Ｐにダンパ
ー６又は６’が取り付けられ、支持ロッド４の傾斜を復
元可能な配置で前記平行リンク機構Ｐの端部に復元バネ
５の一端が連結され、当該復元バネ５の他端が外周構造
体に連結されており、地震により生ずる構造物の上下変
位は前記支持ロッド４の起伏動作とそれに連動する復元
バネ５の復元力により許容され、上下方向の地震エネル
ギーは前記ダンパー６又は６’により減衰する構成であ
ること、 ｃ） 前記水平方向免震装置Ｂは、水平向きの第２復元
バネ８及び第２ダンパー９それぞれの一端が構造物の下
部に連結され、前記第２復元バネ８及び第２ダンパー９
それぞれの他端が外周構造体に連結され、水平方向の地
震エネルギーは前記第２ダンパー９の減衰力により減衰
する構成であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、上下方向免震装置Ａと
水平方向免震装置Ｂとを組合わせた３次元免震装置とし
て好適に実施され、場合によっては、上下方向免震装置
Ａのみで実施される。上下方向免震装置Ａは、特に、建
物１の下底面１０と基礎１２との間に設置されて当該建
物１を支持し、建物１に負荷される上下方向の地震力を
低減する。水平方向免震装置Ｂは、前記建物１の下部と
地下側壁面１３との間に設置され、建物１に負荷される
水平方向の地震力を低減する。また、上下方向免震装置
Ａ，水平方向免震装置Ｂは、展示物やＯＡ機器類を地震
から保護するべく建物の床面上などに設置する態様でも
実施される。
水平方向免震装置Ｂとを組合わせた３次元免震装置とし
て好適に実施され、場合によっては、上下方向免震装置
Ａのみで実施される。上下方向免震装置Ａは、特に、建
物１の下底面１０と基礎１２との間に設置されて当該建
物１を支持し、建物１に負荷される上下方向の地震力を
低減する。水平方向免震装置Ｂは、前記建物１の下部と
地下側壁面１３との間に設置され、建物１に負荷される
水平方向の地震力を低減する。また、上下方向免震装置
Ａ，水平方向免震装置Ｂは、展示物やＯＡ機器類を地震
から保護するべく建物の床面上などに設置する態様でも
実施される。
【００１１】本発明によれば、建物１を上下方向免震装
置Ａにより支持せしめ、地震により生ずる建物１の上下
変位は、前記上下方向免震装置Ａを構成する支持ロッド
４の起伏動作とそれに連動する復元バネ５の復元力によ
り許容し、上下方向の地震エネルギーは、上下方向免震
装置Ａを構成するダンパー６により減衰する。前記上下
方向免震装置Ａは、建物１を水平方向に可動状態に支持
する水平な支承板３が建物１の下底面１０に水平に設け
られており、前記支承板３と基礎１２との間に、鉛直方
向に対し適度に傾斜せしめた複数の支持ロッド４で連結
して平行リンク機構Ｐが形成され、当該平行リンク機構
Ｐによって建物１が支持され、前記平行リンク機構Ｐの
内部に上下方向に配置したダンパー６が取り付けられて
いる。なお、上下方向免震装置Ａは、前記上下方向のダ
ンパー６の代わりに、図４に例示したように、平行リン
ク機構Ｐの外部に水平方向のダンパー６’を取り付けた
態様でも実施される。そして、支持ロッド４の傾斜を復
元可能な配置とした復元バネ５の一端が前記平行リンク
機構Ｐの端部に連結され、当該復元バネ５の他端が外周
構造体にピン２等で連結されている（請求項１記載の発
明）。従って、地震により上下方向の地震力Ｆが支承板
３に負荷されると、図３に示したように、角度θに傾斜
された外側の支持ロッド４は、その上端を復元バネ５で
支持されながら、下端のピン２を支点として、例えば符
号４’で示した角度θ’の位置まで倒れる（伏せる）動
作をする。その際、平行リンク機構Ｐを形成する支承板
３は、符号３’で示した下方位置へ水平変位（平行移
動）して沈む。次に、前記の如く、より傾斜された支持
ロッド４’は、伸張した復元バネ５’の復元力を受けて
復元動作をすると共に、沈んだ支承板３は上方へ浮き上
がる動作をし、もって建物１の上下変位が許容される。
このとき、上下方向の地震エネルギーは、平行リンク機
構Ｐに取り付けられたダンパー６又はダンパー６’によ
り減衰される。前記復元バネ５による復元力は非線形で
あっても弾性であるため、上下方向の地震力Ｆに応答し
て免震した後の支持ロッド４は、最初の傾斜角度＝θの
位置状態に復元し安定（平衡）する。
置Ａにより支持せしめ、地震により生ずる建物１の上下
変位は、前記上下方向免震装置Ａを構成する支持ロッド
４の起伏動作とそれに連動する復元バネ５の復元力によ
り許容し、上下方向の地震エネルギーは、上下方向免震
装置Ａを構成するダンパー６により減衰する。前記上下
方向免震装置Ａは、建物１を水平方向に可動状態に支持
する水平な支承板３が建物１の下底面１０に水平に設け
られており、前記支承板３と基礎１２との間に、鉛直方
向に対し適度に傾斜せしめた複数の支持ロッド４で連結
して平行リンク機構Ｐが形成され、当該平行リンク機構
Ｐによって建物１が支持され、前記平行リンク機構Ｐの
内部に上下方向に配置したダンパー６が取り付けられて
いる。なお、上下方向免震装置Ａは、前記上下方向のダ
ンパー６の代わりに、図４に例示したように、平行リン
ク機構Ｐの外部に水平方向のダンパー６’を取り付けた
態様でも実施される。そして、支持ロッド４の傾斜を復
元可能な配置とした復元バネ５の一端が前記平行リンク
機構Ｐの端部に連結され、当該復元バネ５の他端が外周
構造体にピン２等で連結されている（請求項１記載の発
明）。従って、地震により上下方向の地震力Ｆが支承板
３に負荷されると、図３に示したように、角度θに傾斜
された外側の支持ロッド４は、その上端を復元バネ５で
支持されながら、下端のピン２を支点として、例えば符
号４’で示した角度θ’の位置まで倒れる（伏せる）動
作をする。その際、平行リンク機構Ｐを形成する支承板
３は、符号３’で示した下方位置へ水平変位（平行移
動）して沈む。次に、前記の如く、より傾斜された支持
ロッド４’は、伸張した復元バネ５’の復元力を受けて
復元動作をすると共に、沈んだ支承板３は上方へ浮き上
がる動作をし、もって建物１の上下変位が許容される。
このとき、上下方向の地震エネルギーは、平行リンク機
構Ｐに取り付けられたダンパー６又はダンパー６’によ
り減衰される。前記復元バネ５による復元力は非線形で
あっても弾性であるため、上下方向の地震力Ｆに応答し
て免震した後の支持ロッド４は、最初の傾斜角度＝θの
位置状態に復元し安定（平衡）する。
【００１２】図５は、復元バネ５の剛性を１．０ｔ／ｃ
ｍとしたときの上下方向の地震力Ｆと前記支承板３（建
物１）の上下変位ｘとの関係を、計算結果に基づいて示
したものである。同図によれば、地震力Ｆとして、３０
ｔの重量を載荷した場合、支承板３は建物１の自重によ
り約１．４ｃｍ沈むことが分かる。このとき、復元バネ
５は約８ｃｍ伸びるので、復元バネ５に常時かかる力は
約８ｔである。自重積載状態で微少な上下振動をする場
合を想定すれば、等化な剛性が同図から約２．９ｔ／ｃ
ｍ（周期は０．６５秒）と求められる。一方、この装置
を用いずに、直接バネで上下方向の免震を行う場合は、
この装置と同等にするために、約２．９ｔ／ｃｍの復元
バネが必要であり、自重で１０ｃｍ以上沈み込むことが
分かる。また、常時３０ｔの力が復元バネに働くことと
なる。すなわち、この上下方向免震装置Ａによれば、建
物１の自重の大部分を支持ロッド４で負担することによ
り、復元バネ５に常時作用する力を少なくでき、復元バ
ネ５のリラクゼーションを低減し、自重による沈み込み
量が大幅に低減される。
ｍとしたときの上下方向の地震力Ｆと前記支承板３（建
物１）の上下変位ｘとの関係を、計算結果に基づいて示
したものである。同図によれば、地震力Ｆとして、３０
ｔの重量を載荷した場合、支承板３は建物１の自重によ
り約１．４ｃｍ沈むことが分かる。このとき、復元バネ
５は約８ｃｍ伸びるので、復元バネ５に常時かかる力は
約８ｔである。自重積載状態で微少な上下振動をする場
合を想定すれば、等化な剛性が同図から約２．９ｔ／ｃ
ｍ（周期は０．６５秒）と求められる。一方、この装置
を用いずに、直接バネで上下方向の免震を行う場合は、
この装置と同等にするために、約２．９ｔ／ｃｍの復元
バネが必要であり、自重で１０ｃｍ以上沈み込むことが
分かる。また、常時３０ｔの力が復元バネに働くことと
なる。すなわち、この上下方向免震装置Ａによれば、建
物１の自重の大部分を支持ロッド４で負担することによ
り、復元バネ５に常時作用する力を少なくでき、復元バ
ネ５のリラクゼーションを低減し、自重による沈み込み
量が大幅に低減される。
【００１３】以下に、前記上下方向の地震力Ｆと支承板
３（建物１）の上下変位ｘの関係を数式により導く。そ
の前提として、図６に示した次の記号を用いる。 Ｆ…上下方向の地震力 ｘ…支承板(3)の上下変位量 Ｌ…支持ロッド(4)の長さ Ｓ…復元バネ(5)の自然長 Ａ…基礎(12)から復元バネ(5)外端までの高さ Ｂ…地下壁側面(13)から支持ロッド(4)下端までの距離 Ｃ…基礎(12)から支承板(3)までの高さ この条件のとき、復元バネ５の自然長Ｓは、下記の［数
１］より求められる。
３（建物１）の上下変位ｘの関係を数式により導く。そ
の前提として、図６に示した次の記号を用いる。 Ｆ…上下方向の地震力 ｘ…支承板(3)の上下変位量 Ｌ…支持ロッド(4)の長さ Ｓ…復元バネ(5)の自然長 Ａ…基礎(12)から復元バネ(5)外端までの高さ Ｂ…地下壁側面(13)から支持ロッド(4)下端までの距離 Ｃ…基礎(12)から支承板(3)までの高さ この条件のとき、復元バネ５の自然長Ｓは、下記の［数
１］より求められる。
【００１４】
【数１】
ここで、復元バネ５がδだけ伸びたとすれば、次式の
［数２］となる。
［数２］となる。
【００１５】
【数２】
このとき、復元バネ５にかかる力は、バネ定数をＫとす
ると、Ｋδとなる。力の釣合いを考えるために、図６Ｂ
に示した三角形の２辺のα、βの長さを求めると、次式
の［数３］の通りとなる。
ると、Ｋδとなる。力の釣合いを考えるために、図６Ｂ
に示した三角形の２辺のα、βの長さを求めると、次式
の［数３］の通りとなる。
【００１６】
【数３】
力の釣合いから、下記の［数４］となる。
【００１７】
【数４】
ここで、
【００１８】
【数５】
であるから、前記の［数２］式からδを求めれば、［数
４］式からＦが算出される。よって、Ｆとｘとの関係式
を示せば、下記の［数６］となる。
４］式からＦが算出される。よって、Ｆとｘとの関係式
を示せば、下記の［数６］となる。
【００１９】
【数６】
したがって、建物１が自重で沈むところまでは鉛直に近
い姿勢の支持ロッド４の大きな支持力により比較的剛性
が高く、上下方向の地震力Ｆにより、前記自重で沈む位
置から更に沈む場合は、支持ロッド４の傾きが大きくな
るにつれて剛性が柔らかくなる非線形弾性（ソフトニン
グ）の特性を発揮し、この特性を免震作用に有効に利用
することができる。
い姿勢の支持ロッド４の大きな支持力により比較的剛性
が高く、上下方向の地震力Ｆにより、前記自重で沈む位
置から更に沈む場合は、支持ロッド４の傾きが大きくな
るにつれて剛性が柔らかくなる非線形弾性（ソフトニン
グ）の特性を発揮し、この特性を免震作用に有効に利用
することができる。
【００２０】また、前記建物１の下部と外周構造体との
間に水平方向免震装置Ｂを設置することにより、水平方
向の地震エネルギーは、当該水平方向免震装置Ｂのダン
パー９によって減衰される。前記水平方向免震装置Ｂ
は、水平に配置した第２復元バネ８及び第２ダンパー９
それぞれの一端が建物１の下部にピン２等で連結され、
前記第２復元バネ８及び第２ダンパー９それぞれの他端
が外周構造体に連結されているから（請求項２記載の発
明）、水平方向の地震エネルギーは第２ダンパー９によ
り減衰される。かくして、本発明の３次元免震装置によ
れば、水平方向の地震はもとより、直下型の上下方向地
震が起きた場合でも効率よく確実に長周期化することが
できる。
間に水平方向免震装置Ｂを設置することにより、水平方
向の地震エネルギーは、当該水平方向免震装置Ｂのダン
パー９によって減衰される。前記水平方向免震装置Ｂ
は、水平に配置した第２復元バネ８及び第２ダンパー９
それぞれの一端が建物１の下部にピン２等で連結され、
前記第２復元バネ８及び第２ダンパー９それぞれの他端
が外周構造体に連結されているから（請求項２記載の発
明）、水平方向の地震エネルギーは第２ダンパー９によ
り減衰される。かくして、本発明の３次元免震装置によ
れば、水平方向の地震はもとより、直下型の上下方向地
震が起きた場合でも効率よく確実に長周期化することが
できる。
【００２１】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の３次元免震装置を建物１に実施する場
合を模式的に示している。この３次元免震装置は、建物
１の最下部で実施される上下方向免震装置Ａと、前記建
物１の下部外周で実施される水平方向免震装置Ｂとで構
成されている。
図１は、本発明の３次元免震装置を建物１に実施する場
合を模式的に示している。この３次元免震装置は、建物
１の最下部で実施される上下方向免震装置Ａと、前記建
物１の下部外周で実施される水平方向免震装置Ｂとで構
成されている。
【００２２】上下方向免震装置Ａは、建物１の下底面１
０と基礎１２との間に４個（但し、個数はこの限りでな
い。）設置されている。この上下方向免震装置Ａは、平
行リンク機構Ｐをなす支承板３及び複数の支持ロッド４
と、前記平行リンク機構Ｐに復元力を与える復元バネ５
と、地震エネルギーを減衰するダンパー６とで構成され
ている。
０と基礎１２との間に４個（但し、個数はこの限りでな
い。）設置されている。この上下方向免震装置Ａは、平
行リンク機構Ｐをなす支承板３及び複数の支持ロッド４
と、前記平行リンク機構Ｐに復元力を与える復元バネ５
と、地震エネルギーを減衰するダンパー６とで構成され
ている。
【００２３】支承板３は、建物１を水平方向に可動状態
に支持するものであればよく、図１に示したような滑動
板３ａ（建物１の約半分の幅寸）とその上に設けられた
複数のローラー３ｂ…とから成るものや、図示を省略し
たオイレスプレート等が好適に使用される。当該支承板
３が建物１の下底面１０に夫々水平な配置に設けられて
いる。
に支持するものであればよく、図１に示したような滑動
板３ａ（建物１の約半分の幅寸）とその上に設けられた
複数のローラー３ｂ…とから成るものや、図示を省略し
たオイレスプレート等が好適に使用される。当該支承板
３が建物１の下底面１０に夫々水平な配置に設けられて
いる。
【００２４】支持ロッド４は、長さが５０ｃｍの鉄骨部
材で構成され、鉛直方向に対して約２０゜の傾斜角度θ
に傾斜され（図３参照）、支承板３と基礎１２に夫々ピ
ン２（又はボールジョイント等）で可動状態に連結され
ている。よって、図示例では左右の２本の支持ロッド
４，４と、上下の支承板３と基礎１２とがピン連結され
た平行リンク機構Ｐが形成され、当該平行リンク機構Ｐ
によって建物１が支持されている。
材で構成され、鉛直方向に対して約２０゜の傾斜角度θ
に傾斜され（図３参照）、支承板３と基礎１２に夫々ピ
ン２（又はボールジョイント等）で可動状態に連結され
ている。よって、図示例では左右の２本の支持ロッド
４，４と、上下の支承板３と基礎１２とがピン連結され
た平行リンク機構Ｐが形成され、当該平行リンク機構Ｐ
によって建物１が支持されている。
【００２５】ダンパー６は、前記平行リンク機構Ｐの内
部の略中央位置で、上部の支承板３と下部の基礎１２と
に鉛直方向にピン２で連結されて取り付けられている。
なお、前記ダンパー６は、図４に示したダンパー６’の
ように、平行リンク機構Ｐをなす支承板３の外端（又は
図示を省略した外側の支持ロッド４の上端）と地下側壁
面１３とに、略水平方向にピン２で連結することも実施
される。
部の略中央位置で、上部の支承板３と下部の基礎１２と
に鉛直方向にピン２で連結されて取り付けられている。
なお、前記ダンパー６は、図４に示したダンパー６’の
ように、平行リンク機構Ｐをなす支承板３の外端（又は
図示を省略した外側の支持ロッド４の上端）と地下側壁
面１３とに、略水平方向にピン２で連結することも実施
される。
【００２６】復元バネ５は、自然長が７０ｃｍでバネ力
が１ｔ／ｃｍに形成され、前記平行リンク機構Ｐの支持
ロッド４の傾斜を復元可能なように、外側の支持ロッド
４の上端にその内端がピン２で可動状態に連結され、当
該復元バネ５の外端が建物１外周の地下側壁面１３にピ
ン連結されている。水平方向免震装置Ｂは、建物１に負
荷される水平方向の地震力を低減するべく、第２復元バ
ネ８と第２ダンパー９とで構成されている。この水平方
向免震装置Ｂは、前記建物１の下部側壁部１１と地下側
壁面１３との間に設置され、平面的にみた図２のよう
に、建物１の外周の各コーナー部にそれぞれ２箇所ず
つ、合計８箇所設置されている。
が１ｔ／ｃｍに形成され、前記平行リンク機構Ｐの支持
ロッド４の傾斜を復元可能なように、外側の支持ロッド
４の上端にその内端がピン２で可動状態に連結され、当
該復元バネ５の外端が建物１外周の地下側壁面１３にピ
ン連結されている。水平方向免震装置Ｂは、建物１に負
荷される水平方向の地震力を低減するべく、第２復元バ
ネ８と第２ダンパー９とで構成されている。この水平方
向免震装置Ｂは、前記建物１の下部側壁部１１と地下側
壁面１３との間に設置され、平面的にみた図２のよう
に、建物１の外周の各コーナー部にそれぞれ２箇所ず
つ、合計８箇所設置されている。
【００２７】前記第２復元バネ８は水平に配置され、そ
の内端が建物１の下部側壁部１１にピン２で可動状態に
連結され、その外端が建物１外周の地下側壁面１３にピ
ン２で可動状態に連結されている。第２ダンパー９も前
記第２復元バネ８と同様に、水平に配置され、各内端が
建物１の下部側壁部１１にピン連結され、その外端が建
物１外周の地下側壁面１３にピン連結されている。
の内端が建物１の下部側壁部１１にピン２で可動状態に
連結され、その外端が建物１外周の地下側壁面１３にピ
ン２で可動状態に連結されている。第２ダンパー９も前
記第２復元バネ８と同様に、水平に配置され、各内端が
建物１の下部側壁部１１にピン連結され、その外端が建
物１外周の地下側壁面１３にピン連結されている。
【００２８】
【本発明が奏する効果】本発明に係る上下方向免震装置
及び３次元免震装置によれば、建物の自重で沈むところ
までは剛性を比較的高くし、地震が建物に負荷され、そ
れから更に沈むときは剛性を比較的小さくして柔らかく
変形するような非線形の復元力特性を利用するから、水
平方向のほか上下方向の地震エネルギーを確実に減衰し
て免震効果を発揮する。建物の自重載荷時に復元バネに
かかる力は小さく、復元バネのリラクゼーションが低減
され、建物の自重による支承板の沈み込み量が少ないか
ら、従来設計が困難であった長周期の免震装置が設計さ
れる。
及び３次元免震装置によれば、建物の自重で沈むところ
までは剛性を比較的高くし、地震が建物に負荷され、そ
れから更に沈むときは剛性を比較的小さくして柔らかく
変形するような非線形の復元力特性を利用するから、水
平方向のほか上下方向の地震エネルギーを確実に減衰し
て免震効果を発揮する。建物の自重載荷時に復元バネに
かかる力は小さく、復元バネのリラクゼーションが低減
され、建物の自重による支承板の沈み込み量が少ないか
ら、従来設計が困難であった長周期の免震装置が設計さ
れる。
【図１】建物への３次元免震装置の設置状態を示した正
面図である。
面図である。
【図２】建物への水平方向免震装置の設置状態を示した
平面図である。
平面図である。
【図３】上下方向免震装置の作動状況を示した説明図で
ある。
ある。
【図４】上下方向免震装置の異なる構成を示した説明図
である。
である。
【図５】上下変位−荷重曲線のグラフである。
【図６】Ａ，Ｂは上下方向地震力と支承板の上下変位の
関係を導くための説明図である。
関係を導くための説明図である。
Ａ 上下方向免震装置
Ｂ 水平方向免震装置
Ｐ 平行リンク機構
２ ピン
３ 支承板
４ 支持ロッド
５ 復元バネ
６ ダンパー
８ 第２復元バネ
９ 第２ダンパー
１２ 基礎
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 嶺脇 重雄
千葉県印旛郡印西町大塚一丁目５番 株
式会社竹中工務店技術研究所内
(56)参考文献 特開 平６−129486（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−121470（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E04H 9/02 331
Claims (2)
- 【請求項１】構造物の下底面と基礎との間に設置して当
該構造物を支持せしめ、構造物に負荷される上下方向の
地震力を低減する免震装置であって、 ａ） 構造物を水平方向に可動状態に支持する水平な支
承板が構造物の下底面に水平に設けられていること、 ｂ） 前記支承板と基礎との間に設置された、鉛直方向
に対し適度に傾斜せしめた複数の支持ロッドを連結して
形成した平行リンク機構によって構造物が支持され、前
記平行リンク機構にダンパーが取り付けられているこ
と、 ｃ） 支持ロッドの傾斜を復元可能な配置とした復元バ
ネの一端が前記平行リンク機構の端部に連結され、当該
復元バネの他端が外周構造体に連結されていること、 ｄ） 地震により生ずる構造物の上下変位は、前記支持
ロッドの起伏動作とそれに連動する復元バネの復元力に
より許容され、上下方向の地震エネルギーは、前記ダン
パーにより減衰する構成であることを特徴とする、上下
方向免震装置。 - 【請求項２】ａ） 構造物に負荷される上下方向の地震
力を低減する上下方向免震装置と、水平方向の地震力を
低減する水平方向免震装置とから成る３次元免震装置で
あること、 ｂ） 前記上下方向免震装置は、構造物を水平方向に可
動状態に支持する水平な支承板が構造物の下底面に水平
に設けられ、前記支承板と基礎との間に設置された、鉛
直方向に対し適度に傾斜せしめた複数の支持ロッドで連
結して形成した平行リンク機構によって構造物が支持さ
れ、前記平行リンク機構にダンパーが取り付けられ、支
持ロッドの傾斜を復元可能な配置で前記平行リンク機構
の端部に復元バネの一端が連結され、当該復元バネの他
端が外周構造体に連結されており、地震により生ずる構
造物の上下変位は前記支持ロッドの起伏動作とそれに連
動する復元バネの復元力により許容され、上下方向の地
震エネルギーは前記ダンパーにより減衰する構成である
こと、 ｃ） 前記水平方向免震装置は、水平向きの第２復元バ
ネ及び第２ダンパーそれ ぞれの一端が構造物の下部に連
結され、前記第２復元バネ及び第２ダンパーそれぞれの
他端が外周構造体に連結され、水平方向の地震エネルギ
ーは前記第２ダンパーの減衰力により減衰する構成であ
ることを特徴とする、３次元免震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26886595A JP3421732B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 上下方向免震装置及び３次元免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26886595A JP3421732B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 上下方向免震装置及び３次元免震装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09112068A JPH09112068A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3421732B2 true JP3421732B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17464343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26886595A Expired - Fee Related JP3421732B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 上下方向免震装置及び３次元免震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421732B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008050921A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Kazuhiro Toida | 制振動・免震・加振動構造体と制振化制御システム |
| JP2011038617A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Shimizu Corp | パンタグラフ式免震システム |
| KR20170097604A (ko) * | 2014-12-23 | 2017-08-28 | 모듈라 에스.피.에이. 콘 소시오 유니코 | 창고용 내진 지지체 및 이러한 지지체를 구비한 하중-지지 구조물 |
| CN106948642A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-14 | 中国人民解放军61489部队 | 坑道内大型框架结构的离壁式隔震结构及方法 |
| CN106948641A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-14 | 中国人民解放军61489部队 | 一种带限复位的钢框架隔震屏蔽一体化防护系统及方法 |
| CN107269752A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-20 | 中国地震局工程力学研究所 | 具有多道防线的三维隔震台座 |
| KR101879153B1 (ko) * | 2018-01-25 | 2018-07-16 | 정정심 | 내진 발전기 |
| CN108869623A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-11-23 | 上海电力学院 | 一种用于高压电气设备隔震的组合式隔震支座 |
| CN109295996A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-02-01 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 | 一种复合式汽轮发电机弹簧基础 |
| CN110486416B (zh) * | 2019-09-10 | 2020-12-11 | 苏州莱锦机电自动化有限公司 | 一种机械设备用高效减震装置 |
| CN113216434A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-06 | 广州大学 | 一种解耦式振震控制装置 |
| CN114811434B (zh) * | 2022-05-10 | 2024-03-12 | 北京金海鑫压力容器制造有限公司 | 一种lng气化调压撬 |
| KR102561056B1 (ko) * | 2022-05-13 | 2023-07-27 | (주) 희림종합건축사사무소 | 분리시공의 건축물 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP26886595A patent/JP3421732B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09112068A (ja) | 1997-04-28 |
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