JP3551997B2

JP3551997B2 - 免震構造物の浮き上がり防止装置

Info

Publication number: JP3551997B2
Application number: JP02974496A
Authority: JP
Inventors: 正恒小倉
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JPH09221933A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、免震装置に引張り力が作用しないようにする免震構造物の浮き上がり防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、今後起こり得る大きな地震を想定して、免震による地震対策が講じられた構造物が多く設計されている。
この免震構造物の一例としては、上部構造物全体を基礎から切り離して浮せた状態とし、この上部構造物の下面と基礎との間に免震装置として積層ゴムが介挿されるとともに上部構造物の下面と基礎との間にダンパが配されて、上部構造物およびその支持部からなる振動系の固有振動数を小さくした免震構造物が知られている。
【０００３】
この免震構造物においては、積層ゴムが介挿されることによって上部構造物の固有周期が地震波の卓越周期よりも長くなるので、地震が発生し、基盤に大きな地震力が作用したとしても、上部構造物に作用する地震力を低減させることができるとともに、ダンパによって地震の振動エネルギーを吸収することによって、構造物全体の安全性が確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような免震構造物は、免震層が形成された方向の揺れに対しては免震装置が有効に作動して構造物の安全が確保されるが、例えば、上部構造物が倒壊する方向に力が作用したとき、倒壊する方向の外側に位置する免震装置には軸方向に引張り力が作用し、免震装置自体に大きな負担がかかるといった問題があった。そこで従来では、上記のような免震構造物を設計する際には、構造物を倒れにくくするために構造物の高さ／幅の比率を２．５程度以下にしなければならないといった設計上の制約がなされていた。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、免震構造物について、免震装置に引張り力が作用しないようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された免震構造物の浮き上がり防止装置は、基礎と、該基礎の上方に免震装置を介して配置された上部構造物との間に介挿されて上部構造物の浮き上がりを防止するもので、基礎側に、第１のガイドレールが基礎面に沿って固定され、基礎に相対する上部構造物側に、下方に位置する第１のガイドレールの配設方向に対して交差する方向に向けられた第２のガイドレールが上部構造物の下面に沿って固定され、第１のガイドレールと第２のガイドレールとの間に、連結部材が架設されてなり、前記連結部材について、第１のガイドレール側に配された一端は第１のガイドレール上をその配設方向にのみ移動可能とされて第１のガイドレールに取り付けられ、第２のガイドレール側に配された他端は第２のガイドレール上をその配設方向にのみ移動可能とされて第２のガイドレールに取り付けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載された免震構造物の浮き上がり防止装置は、請求項１に記載された免震構造物の浮き上がり防止装置における連結部材の両端に、第１のガイドレール、第２のガイドレールにそれぞれ接し、連結部材が双方のガイドレール上を移動するときに該ガイドレールに沿って転動する転動手段が取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る免震構造物の浮き上がり防止装置の実施の形態を図１ないし図４に示して説明する。
図１は免震構造物１における基礎２と上部構造物３との間に配置された免震構造物の浮き上がり防止装置を示している。この免震構造物の浮き上がり防止装置は、基礎２に形成された水平な基礎面２ａ上に設けられた第１のガイドレール１０と、基礎２に相対する上部構造物３に形成された水平な下面３ａに設けられた第２のガイドレール２０と、第１のガイドレール１０と第２のガイドレール２０との間に架設された連結ロッド（連結部材）３０とを備えている。
【０００９】
第１のガイドレール１０は、断面コ字状の溝型鋼からなる一対のレール１１、１２を有しており、これらレール１１、１２の両端には、同様の溝型鋼からなる脚部１３、１４がそれぞれ設けられている。これらレール１１、１２は、お互いに背中合わせに間隔を空けて配置され、同じく背中合わせに配置された脚部１３、１４にベースプレート１５がそれぞれ固定されてレール１１、１２が一体化され、これによってレール１１、１２の間に第１のスリットＳ_１が形成されている。また、脚部１３、１４に近いレール１１、１２の内側凹所にはスチフナ１１ａ、１２ａが配されてレール１１、１２の補剛がなされている。
【００１０】
一体化されたレール１１、１２は、基礎面２ａに形成された台座２ｂにベースプレート１５を配して立脚配置されている。なお、台座２ｂには、基礎２側に打たれたアンカーボルト４が突設されており、このアンカーボルト４がベースプレート１５、およびレール１１、１２の側壁部１１ｂ、１２ｂを貫通し、アンカーボルト４の先端に形成された雄ネジ部４ａにナット４ｂが二重に螺着され、これによって第１のガイドレール１０が基礎面２ａに沿って平行に固定されている。
【００１１】
第２のガイドレール２０は、第１のガイドレール１０と全く同様の構造を有しており、レール２１、２２の両端には脚部２３、２４がそれぞれ設けられ、これらレール２１、２２がお互いに背中合わせに間隔を空けて配置され、背中合わせに配置された脚部２３、２４にベースプレート２５がそれぞれ固定されてレール２１、２２が一体化され、これによってレール２１、２２の間に第２のスリットＳ_２が形成されている。また、脚部２３、２４に近いレール２１、２２の内側凹所にはスチフナ２１ａ、２２ａが配されている。
【００１２】
一体化されたレール２１、２２は、基礎面２ａとの間で免震層を形成する上部構造物３の下面３ａに形成された台座３ｂにベースプレート２５を配して上下が逆転した状態で立脚配置されている。台座３ｂには、上部構造物３側に打たれたアンカーボルト５が突設されており、このアンカーボルト５がベースプレート２５、およびレール２１、２２の側壁部２１ｂ、２２ｂを貫通し、アンカーボルト５の先端に形成された雄ネジ部５ａにナット５ｂが二重に螺着され、これによって第２のガイドレール２０が上部構造物３の下面３ａに沿って平行に固定されている。
【００１３】
なお、第２のガイドレール２０は、第１のガイドレール１０に対して間隙を有して上方に配置されて水平方向に９０゜の角度をなして配設方向が変えられ、さらに第２のガイドレールの長さ方向の中心が第１のガイドレールの長さ方向の中心の鉛直方向上方に配置されており、これによって第１のガイドレール１０と第２のガイドレール２０とが、上方視Ｘ字状に配置されている。
【００１４】
連結ロッド３０は、第１のガイドレール１０と第２のガイドレール２０との間に、上方視したときに重なって見える第１のスリットＳ_１から第２のスリットＳ_２にわたって鉛直方向に架設されている。
【００１５】
連結ロッド３０の第１のガイドレール１０側に配された一端３１は、基礎２側に向けて第１のスリットＳ1に挿通されて基礎２側に突出している。突出した一端３１には、第１のスリットＳ1の幅よりも大きな矩形のスライドプレート３２が貫通状態に配され、さらに一端３１に形成された雄ネジ部３１ａにナット３３が二重に螺着されている。これによって、連結ロッド３０が第１のガイドレール１０上をその配設方向にのみ移動可能とされて第１のガイドレール１０に取り付けられている。
【００１６】
連結ロッド３０の第２のガイドレール２０側に配された他端３５は、上部構造物３側に向けて第２のスリットＳ2に挿通されて上部構造物３側に突出している。突出した他端３５には、スライドプレート３２と同一のスライドプレート３６が貫通状態に配され、さらに他端３５に形成された雄ネジ部３５ａにナット３７が二重に螺着されている。これによって、連結ロッド３０が第２のガイドレール２０の配設方向にのみ移動可能とされて第２のガイドレール２０に取り付けられている。
【００１７】
なお、第１のスリットＳ_１をなすレール１１、１２の長さ、および第２のスリットＳ_２をなすレール２１、２２の長さはすべて等しく、かつ設計上予想される免震層の最大変位量の２倍よりもさらに長く設定されており、これによって連結ロッド３０の第１のガイドレール１０上での移動範囲、および連結ロッド３０の第２のガイドレール２０上での移動範囲が免震層の最大変位量の２倍以上に設定されている。
【００１８】
この浮き上がり防止装置は、図２に示すように、基礎２と上部構造物３との間に配置された積層ゴムＧからなる免震装置４０の周囲に複数取り付けられている。このとき、各浮き上がり装置における連結ロッド３０に螺着されたナット３３、３７は、免震装置４０の弾発力に抗して締め付けられて連結ロッド３０に軸力が導入され、これによって免震装置４０にあらかじめ圧縮力Ｆが導入された状態とされている。なお、免震装置４０に導入される圧縮力Ｆは、設計上、免震構造物１に作用すると予想される最大引張り力に相当するものとする。
【００１９】
上記のように構成された免震構造物の浮き上がり防止装置を備える免震構造物１において、この免震構造物１に水平方向に地震力が作用し、上部構造物３が基礎２に対して第１のガイドレール１０の配設方向に変位する場合、図３に示すように、連結ロッド３０が第２のガイドレール２０側では移動を行なわず、第１のガイドレール１０上を上部構造物３の移動に伴ってスライドする。
【００２０】
また、上部構造物３が基礎２に対して第２のガイドレール２０の配設方向に変位する場合、図４に示すように、連結ロッド３０は第１のガイドレール１０側で移動を行なわず、見かけ上は静止した状態で、上部構造物３が変位する方向に相反して第２のガイドレール２０上をスライドする。
【００２１】
さらに、上部構造物３が基礎２に対して、第１のガイドレール１０の配設方向、および第２のガイドレール２０の配設方向以外に変位する場合には、連結ロッド３０の移動が第１のガイドレール１０側、第２のガイドレール２０側において複合的になされる。
これによって、上部構造物３が基礎２に対してその周囲のあらゆる方向への変位に対しても、免震層の間隔が一定に保たれつつ免震装置４０が有効に作動する。
【００２２】
次に、上部構造物が倒壊する方向に地震力が作用し、これによって倒壊する方向の外側において上部構造物３が基礎２から浮き上がろうとする場合には、基礎２と上部構造物３との間に架設された連結ロッド３０がアンカーの役目を果たして免震層の広がり、すなわち上部構造物３の浮き上がりが防止され、しかも連結ロッド３０によって免震装置４０にあらかじめ導入された圧縮力Ｆによって引張り力が打ち消される。
【００２３】
なお、倒壊する方向の内側において上部構造物３が基礎２側に沈み込もうとする場合には、連結ロッド３０の両端が双方のガイドレール上から離間することによって免震層の狭まりが起こり、免震装置４０が圧縮されて積層ゴムＧの弾発力によって免震がなされる。
【００２４】
上記のように構成された免震構造物の浮き上がり防止装置によれば、上部構造物３が基礎２から浮き上がろうとする場合に、連結ロッド３０がアンカーの役目を果たして上部構造物３の浮き上がりを防止することができる。
【００２５】
また、免震装置４０には、連結ロッド３０によって、免震構造物１に作用すると予想される最大引張り力に相当する圧縮力Ｆがあらかじめ導入されているので、引張り力が圧縮力Ｆに打ち消されて免震装置４０に引張り力を作用させないようにすることができる。
【００２６】
また、免震層が水平方向に変位する場合には、連結ロッド３０が第１のガイドレール１０や第２のガイドレール２０上をスライドすることによって追随するので、免震層の間隔を一定に保ちつつ免震装置４０を有効に作動させることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、第１、第２のガイドレール１０、２０として、断面コ字状の溝型鋼からなる一対のレールを採用したが、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えばスリットを有する一枚のプレート状ガイドレール等を採用してもよい。
【００２８】
また、本実施の形態においては、連結ロッド３０の端部にスライドプレート３２、３６を取り付け、連結ロッド３０を双方のガイドレール上においてすべり支承させているが、このスライドプレート３２、３６に代る他の実施の形態として、図５に示すような台車（転動手段）５０を配設してもよい。この台車５０は、スライドプレート３２、３６と同様に連結ロッド３０の端部に取り付けられた台プレート５１に、双方のガイドレール１０（２０）に接する４個の車輪５２が設けられており、連結ロッド３０がガイドレール１０（２０）上を移動するとき、それに伴って車輪５２が転動して連結ロッド３０の移動をより円滑に行なうことができる。また、台車５０には、車輪５２に代えてベアリングを採用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された免震構造物の浮き上がり防止装置によれば、基礎側に第１のガイドレールが固定され、上部構造物側に、第１のガイドレールの配設方向に対して交差する方向に向けられて第２のガイドレールが固定され、これら第１のガイドレールと第２のガイドレールとの間に、連結部材が架設されてなり、しかも、第１のガイドレール側に配された連結部材の一端は、第１のガイドレール上をその配設方向にのみ移動可能とされて第１のガイドレールに取り付けられ、第２のガイドレール側に配された連結部材の他端は、第２のガイドレール上をその配設方向にのみ移動可能とされて第２のガイドレールに取り付けられているので、上部構造物が基礎から浮き上がろうとする場合に、連結部材がアンカーの役目を果たして上部構造物を牽引し、上部構造物の浮き上がりを防止するとともに免震装置に引張り力を作用させないようにすることができる。また、免震層が水平方向に変位する場合には、連結部材が第１のガイドレールや第２のガイドレール上をスライドすることによって追随するので、免震層の間隔を一定に保ちつつ免震装置を有効に作動させることができる。
【００３０】
請求項２に記載された免震構造物の浮き上がり防止装置によれば、連結部材の両端に、第１のガイドレール、第２のガイドレールにそれぞれ接し、連結部材が双方のガイドレール上を移動するときに該ガイドレールに沿って転動する転動手段が取り付けられているので、免震層の変位が円滑に行なわれ、免震装置による免震の効果をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る免震構造物の浮き上がり防止装置の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】前記免震構造物の浮き上がり防止装置の免震層における配置の状態を示す側方断面図である。
【図３】前記免震構造物の浮き上がり防止装置において、第１のガイドレールの配設方向に沿う水平方向への作動状態を示す側方断面図である。
【図４】同じく、第２のガイドレールの配設方向に沿う水平方向への作動状態を示す側方断面図である。
【図５】本発明に係る免震構造物の浮き上がり防止装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１免震構造物
２基礎
３上部構造物
１０第１のガイドレール
１１、１２レール
２０第２のガイドレール
２１、２２レール
３０連結ロッド（連結部材）
４０免震装置
５０台車（転動手段）

Claims

基礎と、該基礎の上方に免震装置を介して配置された上部構造物との間に介挿されて上部構造物の浮き上がりを防止する免震構造物の浮き上がり防止装置であって、
基礎側に、第１のガイドレールが、基礎面に沿って固定され、
基礎に相対する上部構造物側に、下方に位置する第１のガイドレールの配設方向に対して交差する方向に向けられた第２のガイドレールが、上部構造物の下面に沿って固定され、
第１のガイドレールと第２のガイドレールとの間に、連結部材が架設されてなり、
前記連結部材について、第１のガイドレール側に配された一端は、第１のガイドレール上をその配設方向にのみ移動可能とされて第１のガイドレールに取り付けられ、
第２のガイドレール側に配された他端は、第２のガイドレール上をその配設方向にのみ移動可能とされて第２のガイドレールに取り付けられている
ことを特徴とする免震構造物の浮き上がり防止装置。
請求項１に記載された免震構造物の浮き上がり防止装置において、
前記連結部材の両端には、第１のガイドレール、第２のガイドレールにそれぞれ接し、連結部材が双方のガイドレール上を移動するときに該ガイドレールに沿って転動する転動手段が取り付けられている
ことを特徴とする免震構造物の浮き上がり防止装置。